(57)【要約】      （修正有）【課題】軽量化可能で、反転工程を無く製造できる検査用治具を提供する。【解決手段】熱硬化性樹脂を母材とした練り樹脂１２を粗付形し、基台１１となる硬質樹脂発泡体上に積層した上で、練り樹脂１２が硬化した後、その表面を精密加工することで、検査用治具１０の検査用基準面１３とする。硬質樹脂発泡体は、圧縮弾性率が３．０ＭＰａ以上、熱伝導率が０．０５Ｗ／ｍＫ未満、吸水率が０．１０ｇ／１００ｃｍ２未満であり、検査用基準面１３は、ショアＤ硬度が６５度以上、曲げ強度が３０ＭＰａ以上、熱膨張係数が３０×１０−６未満である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬質樹脂発泡体を基台とし、当該基台の表面に熱硬化性樹脂を母材とした練り樹脂を粗付形して積層し、当該練り樹脂が硬化した後、硬化した練り樹脂の表面を精密加工して検査用基準面とし、反転工程なく製造されることを特徴とする検査用治具。
【請求項２】
前記硬質樹脂発泡体は、圧縮弾性率が３．０ＭＰａ以上、熱伝導率が０．０５Ｗ／ｍＫ未満、吸水率が０．１０ｇ／１００ｃｍ２未満であることを特徴とする、請求項１に記載の検査用治具。
【請求項３】
前記検査用基準面のショアＤ硬度が６５度以上、曲げ強度が３０ＭＰａ以上、熱膨張係数が３０×１０−６未満であることを特徴とする、請求項１に記載の検査用治具。
【請求項４】
前記硬質樹脂発泡体からなる基台に、前記検査用基準面に鉛直方向に延びる間隙を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の検査用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、自動車の内装材等の精度を検査するための検査用治具に関し、特に合理的な製造方法により製造される検査用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】自動車の内装材等の成形付形体（対象製品）が、図面どおりの形状に成形されたかどうかを確認する方法として、検査用治具を用いる方法がある。
検査用治具は、対象製品の図面に等しい形状の検査用基準面を有し、この上に成形を終えた自動車の内装材等の対象製品を載せ置き、隙間や浮きが出ていないことを、目視や指圧により確認するためのものであり、寸法安定性の材料からなる検査用基準面と、検査用基準面を撓まないように支持する基台を主要な構成要素としてなる。
従来の検査用治具では、検査用基準面を支持する基台を、所定長さに切断した鉄パイプを溶接するなどして形成しているが、歪を発生する虞がある等作業が困難であり作業者に個人差が出て、精度を確保することが難しい。また、検査用基準面を撓みなく支持するためには、多数の鉄パイプを使用しなければならず重量が嵩むだけでなく材料費や加工費が高くなり、コスト高になるという課題があった。
この課題を解決する提案として、特開昭５７−１２２３０１号（特願昭５５−１７８８３８号）には、「ゲルコート樹脂を硬化して表層部とし、この裏面に樹脂練りものを硬化して表面層を形成すると共に、樹脂硬質発泡体ブロックで形成した構造部を、上記表面層の裏面に、全面バックアップするように一体に形成して構成したことを特徴とする検査ゲージ、モデル等の構造体」が開示されている。
この構成によれば、「構造部を公知の樹脂硬質発泡体を使用することにより、製造工程を大巾に減少して作業能率を向上させると共に、ゲージ精度の向上及び重量の軽減を計ることができる構造体とその製造方法」が提供されるものとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５７−１２２３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】上記の従来技術は、検査用治具の軽量化、製造工程の合理化に一定の効果があるものであるが、なお、その製造方法として反転工程を含むものであるから、製造工程の合理化に関して不十分なものであった。
発明者は、この課題に鑑み、反転工程なしに、軽量な検査用治具を合理的な製造方法にて得られる検査用治具を検討し、発明にいたったものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】本発明者らは、前記従来技術の課題に鑑み、本願の請求項１〜４に記載の検査用治具を発明し、課題を解決した。
本願の請求項１の発明によれば、硬質樹脂発泡体を基台とし、当該基台の表面に熱硬化性樹脂を母材とした練り樹脂を粗付形して積層する工程は極めて簡略におこなうことが可能であり、次に練り樹脂が硬化した後、硬化した練り樹脂の表面を精密加工して検査用基準面とすることで、従来技術にあるような反転工程をなくして検査用治具を作成することができ、きわめて合理的な工程となる。
本願の請求項２の発明によれば、本発明の基台として適した硬質樹脂発泡体として、圧縮弾性率が３．０ＭＰａ以上、熱伝導率が０．０５Ｗ／ｍＫ未満、吸水率が０．１０ｇ／１００ｃｍ２未満であることにより、検査用基準面を支持するに必要十分な強度と、所定の範囲内の寸法安定性が得られることを見出した。
本願の請求項３の発明によれば、本発明の検査用基準面として、ショアＤ硬度が６５度以上、曲げ強度が３０ＭＰａ以上、熱膨張係数が３０×１０−６未満であることで、基台とする硬質樹脂発泡体に組み合わせても、ゆがみや寸法のずれをおこさずに組み合わせることが可能であることを見出した。
本願の請求項４の発明によれば硬質発泡体からなる基台に検査用基準面に鉛直方向に延びる間隙を含んでいることにより、練り樹脂を硬化してなる検査用基準面に比して、熱膨張率が大きい硬質樹脂発泡体からなる基台の熱膨張を、不連続な間隙で逃がし、歪が生じることを回避することができる。
【発明の効果】
【０００６】本発明の検査用治具は、反転工程なしに、軽量な検査用治具を合理的な製造方法によって得ることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の検査用治具の製造方法を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】以下、図面をもとに本発明の好適な実施形態を説明する。
図１は、本発明の検査用治具の製造方法を説明する説明図であり、検査用治具の製造の途中段階の断面図に示している。
（本発明の検査用治具の基本構成）
本発明の検査用治具１０は、硬質樹脂発泡体１１を基台とし、基台の表面１１ａの中心部を、この基台に積層する検査用基準面に準じた形状に形成した後、熱硬化性樹脂を母材とした練り樹脂１２を完全に硬化する前に所定厚に粗付形して基台の表面１１ａの上に積層してなり、練り樹脂１２が硬化した後、硬化した練り樹脂１２の表面を切削加工具２１で切削して検査用基準面１３としてなるものである。
【０００９】（基台）
基台１１は、検査用治具の基礎となるものであり、検査用治具全体としての形状維持と検査用基準面を支える役割をになう。
基台の平面方向の外形は、検査用基準面の外形より一回り大きくする。基台の厚さは、基台の外形により、たとえば、基台の外形が１０００×１０００ｍｍの場合、基台の厚さは、１００〜３００ｍｍ程度にすることが適する。基台の外形に対して厚さが薄すぎると、運搬時や経時に基台自体が変形しやすくなり、基台の外形に対して厚さが厚すぎると重量、コストが増大し好ましくない。
（基台の硬質樹脂発泡体）
基台の硬質樹脂発泡体は、軽量でありながら、検査用基準面を支持するに十分な硬さをもつものとする必要がある。
この観点で、硬質樹脂発泡体として好ましい材質は、内部に発泡性の気体を含んでなる樹脂粒子を通気性の型内に充填し蒸気等で加熱して膨張させるとともに、樹脂粒子どうしを相互に融着してなる、いわゆるビーズ法で成形された発泡成形体（ポリプロピレン樹脂ビーズ発泡成形体、ポリスチレン樹脂ビーズ発泡体、ビーズ径２．０〜６．０ｍｍ）が最も適する。
硬質樹脂発泡体の他の例としては、ウレタン樹脂を重合するとともに発泡して形成する硬質ウレタン発泡体や、メラミン樹脂発泡体等も用いることができる。
（基台の成形、加工）
上記の発泡性の樹脂粒子を通気型内に充填し、公知の蒸気加熱法等により発泡させるとともに、相互に融着させて所要の基台の形状に形成する。または、硬質ウレタン樹脂やメラミン樹脂の発泡体を用いる場合は、原料液体を基台の形状に準じたキャビティを有する型内に充填して発泡硬化させる。
必要に応じて、成形した硬質樹脂発泡体の表面をＮＣ加工機等で切削して、仕上げ加工をおこなう。
（硬質樹脂発泡体に要求される物性）
本発明に適用する硬質樹脂発泡体は、以下の物性を満たすものであることが適する。
（１）密度
硬質樹脂発泡体の密度は必要な硬さが維持できる範囲で、３０ｋｇ／ｍ３未満にすることが適する。（密度を３０ｋｇ／ｍ３以上にすると、軽量化の利点が失われる）
（２）圧縮弾性率
圧縮弾性率（ＪＩＳＡ−９５１１）が３．０ＭＰａ以上あることが必要とされる。この臨界値は、基台の上に検査用基準面（３９００〜１１７００ｇ／ｍ２）や、検査対象の被体（５００〜６０００ｇ／ｍ２）を載置した際に、基台に沈み込み等の変形が起こらないことを条件にして決まる数値である。
（３）熱伝導率が０．０５Ｗ／ｍＫ未満
熱伝導率（ＪＩＳＡ−９５１１）が０．０５Ｗ／ｍＫ未満であることが必要とされる。この臨界値は、環境温度変化により、基台の部分的な寸法変化を生じることがないことを条件にして決まる数値である。
（４）吸水率が０．１０ｇ／１００ｃｍ２未満
吸水率（ＪＩＳＡ−９５１１）が０．１０ｇ／１００ｃｍ２未満であることが必要とされる。この臨界値は、基台の寸法変化、加水分解等を抑制することができることを条件にして決まる数値である。
【００１０】（検査用基準面）
検査用基準面１３は、自動車の内装材等の成形付形体（対象製品）が図面どおりの形状に成形されたかどうか、検査用基準面上に載置して隙間等が生じないかを目視や指圧で確認するため、図面どおりの３次元の正確な形状に形成し、かつ形成した形状を維持する寸法安定性と、所定の耐久性が必要とされる。
この要求を満たすため、本発明では熱硬化性樹脂を母材とした練り樹脂を用い、これを粗付形して基台上に積層し、練り樹脂が硬化した後、硬化した練り樹脂の表面を精密加工して検査用基準面としている。練り樹脂が熱硬化性樹脂を母材としていることにより、高い剛性と、寸法安定性および耐久性の高い構成とすることができる。
（検査用基準面の成形加工）
本発明に用いる検査用基準面の練り樹脂としては、未硬化でペースト状の熱硬化性樹脂に、加工性、強度、寸法安定性を増すための配合材を所定の比率で混合したものを用い、硬化剤を添加して、練り樹脂を硬化させるとともに、練り樹脂の塊をプレス機やパンチング機で所定の厚さ（１０〜２０ｍｍ）になるまで潰しながら平坦に延ばしていく。肉厚が薄すぎると強度不足になり、肉厚が厚すぎると重量、コスト増加につながり好ましくない。
上記で平坦に潰した練り樹脂が完全に硬化（ポットライフ０〜２時間）する前に、基台１１上に載置し、さらに基台の表面１１ａになじむように、軽く押圧して、基台に積層する練り樹脂が完全に硬化した後、表面を精密加工（誤差±０．３ｍｍ以内）して検査用基準面とする。精密加工の方法としては、ＮＣ加工機に適合する切削具をもたせて、図面データを元に所要の形状に切削していくことが適する。
（練り樹脂、配合材）
練り樹脂の母材は、パテ状の変性エポキシ樹脂（ビスフェノールＡ型）を用いることが、形状の造形を容易にする観点で最も適する。その他には、ウレタン樹脂なども用いることができる。
硬化剤としてポリアミドアミン系の硬化剤を（５０重量％程度）添加、攪拌して、完全に硬化するまでの時間（ポットライフ）を０〜２時間に調節する。
練り樹脂の母材に充填材として、各種の配合材を配合することが適する場合がある。
たとえば、タルク（強度を向上させる作用）、ガラスパウダー（特に繊維状のパウダーを配合することにより靭性を付与する作用）、ガラスクロス（熱膨張低減作用）等を配合して、目的とする物性が得られるようにする。
【００１１】（検査用基準面（硬化後練り樹脂）に要求される物性）
練り樹脂の硬化後の物性として、本発明に適用するには、以下の物性を満たすものであることが適する。
（１）  ショアＤ硬度が６５度以上
練り樹脂を硬化して検査用基準面とするため、検査用基準面が傷つきしない耐久性のために所定の硬度を必要とし、ショアＤ硬度が６５度以上あることが適する。
検査用基準面のショアＤ硬度が６５度未満であると、磨耗による使用期間中の精度悪化などの問題を生じるおそれがある。
（２）  曲げ強度が３０ＭＰａ以上
練り樹脂を硬化して検査用基準面とするため、検査用基準面が変形しないために所定の曲げ強度を必要とし、曲げ強度が３０ＭＰａ以上あることが適する。
検査用基準面の曲げ強度が３０ＭＰａ未満であると、使用時の破損の問題を生じるおそれがある。
（３）  熱膨張係数が３０×１０−６未満
練り樹脂を硬化して検査用基準面とするため、検査用基準面の所定の寸法安定性を必要とし、熱膨張係数が３０×１０−６未満であることが適する。
検査用基準面の熱膨張係数が３０×１０−６以上であると、使用環境下によっては精度の問題を生じるおそれがある。
【００１２】（硬質樹脂発泡体の間隙、作用）
基台のサイズ（検査基準面の平行方向）が３００ｍｍを超える場合、基台に検査用基準面に鉛直方向に延びる間隙１１ｂを形成することが適する。
本発明の練り樹脂の母材となる熱硬化性樹脂の硬化物の熱膨張係数が３０×１０−６未満であるのに対して、本発明の基台を形成する硬質樹脂発泡体は、最低でも７８×１０−６以上になるため、硬質樹脂発泡体の熱膨張係数が２．０〜３．０倍大きくなる。
したがって、本発明の検査用治具が、たとえば常温より１０℃以上高い環境下におかれた場合、間隙がないと基台が０．１ｍｍ延びることでも検査用治具全体がひずむおそれがあるのに対して、間隙を設けることにより硬質樹脂発泡体の熱膨張が間隙に吸収されて、ひずみを低減することができる。
間隙の幅は基台のサイズによって、基台の検査用基準面に平行する方向の長さが３００ｍｍを越える場合、２．０〜８．０ｍｍの間隙とすることが適する。間隙を複数本平行に設けることも可能である。
【実施例】
【００１３】ポリスチレン系樹脂に発泡剤を添加した樹脂粒子を所要のキャビティをもつ通気型内に充填し、温度１００℃以上の蒸気加熱をおこなうことによって、樹脂粒子を発泡させるとともに、個々の粒子どうしを相互に融着して、硬質樹脂発泡体からなる基台の元（長さ１８００ｍｍ×幅９００ｍｍ×厚さ２００ｍｍの直方体）を形成した。
この硬質樹脂発泡体の密度は、２４．０ｋｇ／ｍ３、圧縮弾性率は４．６ＭＰａ、熱伝導率は０．０３Ｗ／ｍＫであり、吸水率は０．１０ｇ／１００ｃｍ２未満であった。
得られた硬質樹脂発泡体からなる基台の元をＮＣ加工機にセットし、その表面が検査対象とする自動車内装用の成形付形体（対象製品）に準じる面となるまで切削加工をおこない、さらに、加工した表面の周囲、約１００ｍｍを除く中央部を、先の加工面より８ｍｍ深く切削加工した。
次に、熱硬化性のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（５０重量％）を母材とし、ガラスパウダーと、タルクを配合し、密度０．７７ｇ／ｃｍ３の練り樹脂の塊（５０００ｇ）を得た。
この練り樹脂に脂肪族アミン系の硬化剤を約５０重量％配合した上で、パンチングプレス機の間に配して練り樹脂の塊を叩き拡げていき、厚さが１０〜１５ｍｍになるようにした後、前記の硬質樹脂発泡体の深く切削加工した中央部に載置して、人手による押し付け、および練り樹脂の自重によるダレを利用して、基台の表面に隙間なく密着するようになじませた。
４８時間経過後、熱硬化性樹脂が硬化し、基台の硬質樹脂発泡体に密着した後、基台に載置された熱硬化性樹脂を、基台ごとＮＣ加工機にセットし、熱硬化性樹脂の表面が検査対象とする自動車内装材に準じる面となるまで切削加工をおこない、さらに、ウレタン樹脂による塗装（塗膜厚２０μｍ）をおこなって検査用基準面として仕上げた。【００１４】（評価方法、評価）
上記により形成された検査用治具について、常温（２５℃）下にて、３次元形状測定器によって各ポイント（１８３箇所）の測定をおこなった結果、検査対象とする自動車内装材の下面図との比較で、平均誤差は０．０５ｍｍであり、最大でも０．１５ｍｍ以内の範囲に入っており、この種の検査用治具として必要な精度（±０．５ｍｍ以内）を確保していた。
次に、同検査治具を、温度３０℃の雰囲気温度下に４時間おいて、同様に３次元計測器によって各ポイント（１８３箇所）の測定をおこなった結果、検査対象とする自動車内装材の下面図との比較で、平均誤差は０．０８ｍｍ（常温下に対して６２％増加）となったが、最大でも０．３ｍｍ以内の範囲に入っており、この種の検査用治其として必要な精度（±０．５ｍｍ以内）を確保していた。
さらに同検査治具の基台の長手方向の中央位置を横断して、検査用基準面に鉛直方向に延びる間隙（５．０ｍｍ幅）を形成した後、温度３０℃の雰囲気温度下に４時間おいて、同様に３次元計測器によって各ポイント（１８３箇所）の測定をおこなった結果、検査対象とする自動車内装材の下面図との比較で、平均誤差は０．０６ｍｍであり、間隙をもうけなかった場合に対して３０％減少し、また最大でも０．２ｍｍ以内の範囲に入っており、この種の検査用治具として必要な精度（±０．５ｍｍ以内）を確保していた。
【産業上の利用可能性】
【００１５】本発明は、自動車の内装材等の成形付形体が、図面どおりの形状に成形されたかどうかを確認する、検査用治具に用いることができる。
完成した検査用治具の使い方としては、検査用基準面の上に検査対象とする自動車の内装材等の成形付形体を載せ置き、検査用基準面との隙がないか目視等により確認して、成形付形体が図面どおりの形状に成形されたか確認する。
【符号の説明】
【００１６】１０  検査用治具
１１  基台（硬質樹脂発泡体）
１１ａ  基台の表面
１１ｂ  基台の間隙
１２  練り樹脂
１３  検査用基準面
１４  台座
２１  切削加工具
【図１】
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