(57)【要約】【課題】発泡パネルの剛性及び断熱性を高めるとともに、軽量化を実現する。【解決手段】平面部１３の表裏両面をソリッド部１９で連続して構成し、ソリッド部１９の反開放側の面に、突条１７を突設し、ソリッド部１９の内部に空間部２３を設ける。空間部２３に、ソリッド部１９の表裏両面を橋絡する発泡層からなる橋絡部２１を突条１７に対応して設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面部(13)を有する熱可塑性樹脂製の発泡パネルであって、
上記平面部(13)は、表裏両面を連続して構成し、少なくとも表裏両面の一方の面に突部(17,29)が部分的に突設されたソリッド部(19)と、
該ソリッド部(19)の内部に設けられた空間部(23)と、
該空間部(23)に上記突部(17,29)に対応して設けられ、上記ソリッド部(19)の表裏両面を橋絡する発泡層からなる橋絡部(21)とを備えたことを特徴とする発泡パネル。
【請求項２】
請求項１に記載の発泡パネルにおいて、
上記突部(17,29)は、互いに格子状に交差する複数本の突条であることを特徴とする発泡パネル。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の発泡パネルを成形する方法であって、
上記平面部(13)の表裏両面の一方の面を成形する第１成形面(103a)を有する固定型(103)と、上記平面部(13)の表裏両面の他方の面を成形する第２成形面(105a)を有する可動型(105)とを備え、上記第１成形面(103a)及び第２成形面(105a)の少なくとも一方に凹部(103d)が形成された成形型(101)を用意し、
上記成形型(101)を型閉じして固定型(103)と可動型(105)との間にキャビティ(107)を形成し、この状態から、熱可塑性樹脂(R)を上記キャビティ(107)内に射出充填し、上記熱可塑性樹脂(R)の成形面(103',105')近傍にソリッド部(19)が形成され始めた時点で、上記可動型(105)を固定型(103)から離れる方向に後退させてキャビティ(107)容積を拡大させて上記熱可塑性樹脂(R)を発泡させることにより、上記第１成形面(103a)近傍及び第２成形面(105a)近傍にソリッド部(19)を形成するとともに上記凹部(103d)内に上記突部(17,29)を形成し、かつ該ソリッド部(19)が、上記凹部(103d)対応箇所では、熱可塑性樹脂(R)の発泡膨張により形成された発泡層からなる橋絡部(21)により橋絡される一方、上記凹部(103d)非対応箇所では、熱可塑性樹脂(R)の過発泡により形成された空間部(23)により分離された段階で、上記可動型(105)の後退を止めて上記熱可塑性樹脂(R)を固化することにより上記平面部(13)を形成することを特徴とする発泡パネルの成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面部を有する熱可塑性樹脂製の発泡パネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示された衝撃緩衝部材の表面は、ソリッド部で構成され、該ソリッド部の内部には、該衝撃緩衝部材の長手方向に延びる隔壁と、該隔壁により隔てられた低密度の発泡構造部とが隙間なく形成されている。この衝撃緩衝部材の発泡構造部は、該発泡構造部に対応するスライドコア型を進出させた状態でキャビティ内に溶融樹脂を充填し、成形面近傍にソリッド部が形成され、かつ内部がまだ溶融状態であるときにスライドコア型を後退させることにより成形される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−６０７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１に開示された衝撃緩衝部材の構造を、剛性・断熱性の向上、及び軽量化が求められる発泡パネルに適用すると、ソリッド部の内部に隔壁と発泡構造部とが隙間なく形成されるため、発泡パネルの十分な軽量化を実現できず、かつ十分な断熱性を得ることができない。
【０００５】
一方、軽量化のために、発泡パネルを薄くしたり、熱可塑性樹脂が存在しない空間部のみでソリッド部の内部を構成すると、発泡パネルの剛性が低下する。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、発泡パネルの剛性及び断熱性を高めるとともに、軽量化を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明は、ソリッド部の内部に空間部を設けるとともに、ソリッド部の表裏両面を発泡層からなる橋絡部で橋絡したことを特徴とする。
【０００８】
具体的には、本発明は、平面部を有する熱可塑性樹脂製の発泡パネルを対象とし、次のような解決手段を講じた。
【０００９】
すなわち、請求項１に記載の発明は、上記平面部は、表裏両面を連続して構成し、少なくとも表裏両面の一方の面に突部が部分的に突設されたソリッド部と、該ソリッド部の内部に設けられた空間部と、該空間部に上記突部に対応して設けられ、上記ソリッド部の表裏両面を橋絡する発泡層からなる橋絡部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発泡パネルにおいて、上記突部は、互いに格子状に交差する複数本の突条であることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発泡パネルを成形する方法であって、上記平面部の表裏両面の一方の面を成形する第１成形面を有する固定型と、上記平面部の表裏両面の他方の面を成形する第２成形面を有する可動型とを備え、上記第１成形面及び第２成形面の少なくとも一方に凹部が形成された成形型を用意し、上記成形型を型閉じして固定型と可動型との間にキャビティを形成し、この状態から、熱可塑性樹脂を上記キャビティ内に射出充填し、上記熱可塑性樹脂の成形面近傍にソリッド部が形成され始めた時点で、上記可動型を固定型から離れる方向に後退させてキャビティ容積を拡大させて上記熱可塑性樹脂を発泡させることにより、上記第１成形面近傍及び第２成形面近傍にソリッド部を形成するとともに上記凹部内に上記突部を形成し、かつ該ソリッド部が、上記凹部対応箇所では、熱可塑性樹脂の発泡膨張により形成された発泡層からなる橋絡部により橋絡される一方、上記凹部非対応箇所では、熱可塑性樹脂の過発泡により形成された空間部により分離された段階で、上記可動型の後退を止めて上記熱可塑性樹脂を固化することにより上記平面部を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、ソリッド部の内部に、熱可塑性樹脂の存在しない空間部が形成されるので、ソリッド部の内部に隙間なく発泡層を形成する場合に比べ、平面部を軽量化し、かつ平面部の断熱性を高めることができる。その結果、発泡パネル全体を軽量化し、その断熱性を高めることができる。
【００１３】
また、ソリッド部の表裏両面を発泡層からなる橋絡部により橋絡するので、大幅な重量増大や断熱性の大幅な低下を招くことなく、ソリッド部の内部を空間部のみで構成する場合に比べ、平面部の面剛性を高めることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、同方向に延びる突条間の強度をこれと交差する突条により補って、平面部の面剛性をより高めることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、固定型及び可動型の少なくとも一方に凹部を設けるだけで、従来からあるコアバック法により請求項１又は２の発泡パネルを容易にかつ確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る発泡パネルとしてのダクトパネルと、該ダクトパネルが組み付けられるインストルメントパネル本体を示す斜視図である。
【図２】インストルメントパネル本体に組み付けられた状態のダクトパネルを、インストルメントパネル本体の裏側から見た図１のＡ−Ａ線に相当する断面斜視図である。
【図３】本発明の実施形態において、成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を射出充填した状態を示す図１のダクトパネルのＡ−Ａ線に相当する断面図である。
【図４】本発明の実施形態において、図３における成形型の可動型をキャビティ容積が拡大する方向に僅かに後退させた状態を示す図３対応図である。
【図５】本発明の実施形態において、図４における成形型の可動型をキャビティ容積が拡大する方向にさらに後退させた状態を示す図４対応図である。
【図６】本発明の実施形態の変形例に係る図２のＢ部対応箇所を示す拡大断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は、自動車のインストルメントパネルの主体をなす樹脂製インストルメントパネル本体１、及びその裏面に組み付けられる本実施形態に係る発泡パネルとしてのダクトパネル３を示す。該ダクトパネル３は、熱可塑性樹脂製であり、図２にも示すように、断面略コ字状で車幅方向に延びる樋形状をなし、その開放側をインストルメントパネル本体１に向けた状態で、インストルメントパネル本体１の裏面に一体に振動溶着されている。また、ダクトパネル３の車幅方向中央部分には、デフロスターエア導入口４が設けられている。
【００１９】
上記インストルメントパネル本体１の車幅方向両側には、サイドデフロスターエア吹出口５が形成され、その下方に接近してサイドベントエア吹出口７が形成されている。また、インストルメントパネル本体１の車幅方向中程には、センターベントエア吹出口９が形成されている。さらに、インストルメントパネル本体１の車体前端には、車幅方向に延びるフロントデフロスターエア吹出口１１が形成されている。
【００２０】
上記インストルメントパネル本体１及びダクトパネル３により、車幅方向に延びる断面略矩形状のデフロスターエア通路１２が内部に形成され、図示しない空調ユニットで調整された空調エアがデフロスターエア導入口４を経てデフロスターエア通路１２に導入され、該デフロスターエア通路１２を流れる過程で上記フロントデフロスターエア吹出口１１やサイドデフロスターエア吹出口５等から車室内に吹き出すようになっている。
【００２１】
上記ダクトパネル３は、表裏両面を上下方向に向けて車幅方向に延びる平面部１３と、該平面部１３の車体前後の両側縁から上方に延びる一対の側面部１５とを備えている。上記両側面部１５の間隔は、延出方向（ダクトパネル３の開放側）に向けて徐々に広がっている。
【００２２】
上記平面部１３は、表裏両面を連続して構成するソリッド部１９を備え、該ソリッド部１９の表裏両面の反開放側（車体下側）の面には、突部としての複数本の突条１７が互いに格子状に交差するように突設されている。また、上記ソリッド部１９の内部には、熱可塑性樹脂の存在しない空間部２３が形成されている。この空間部２３には、上記ソリッド部１９の表裏両面を橋絡する橋絡部２１が、上記突条１７に対応して格子状に設けられている。これにより、上記空間部２３が橋絡部２１で複数の独立空間部２３ａに区画されている。上記橋絡部２１は、上記ソリッド部１９よりも樹脂密度が低い発泡層からなる。なお、上記ソリッド部１９は、未発泡の樹脂、又は若干発泡した樹脂で構成される。
【００２３】
上記両側面部１５は、ソリッド部１９のみからなり、該両側面部１５の延出端縁には、略車幅方向に連続して延びる板状の接合フランジ部２５が車体前後方向に向けて突設されている。各接合フランジ部２５の表裏面及び突出端面は、ソリッド部１９で構成され、各接合フランジ部２５のソリッド部１９の内部には、発泡層２６が隙間なく形成されている。各接合フランジ部２５の車体上側（開放側）の面には、車幅方向に延びる振動溶着用の３本の溶着リブ２７が、車体前後方向に間隔をあけて突設されている。
【００２４】
上記の如きダクトパネル３は、例えば次のようにして製造される。
【００２５】
製造に際し、図３に示すような成形型１０１と熱可塑性樹脂Ｒとを用意する。上記成形型１０１は、ダクトパネル３の反開放側を成形する成形面１０３’を有する固定型１０３と、該固定型１０３に対向配置され、ダクトパネル３の開放側を成形する成形面１０５’を有する可動型１０５とを備えている。詳しくは、固定型１０３の成形面１０３’は、ダクトパネル３の平面部１３の反開放側の面を成形する第１成形面としての平面部成形面１０３ａ、ダクトパネル３の両側面部１５の外側の面を成形する側面部成形面１０３ｂ、及び上記接合フランジ部２５の溶着リブ２７背面（下側の面及び突出端面）を成形するフランジ部成形面１０３ｃを有し、上記平面部成形面１０３ａには、凹部としての複数本の凹条溝１０３ｄが上記平面部１３の複数の突条１７に対応するように格子状に形成されている。一方、可動型１０５の成形面１０５’は、ダクトパネル３の平面部１３の開放側の面を成形する第２成形面としての平面部成形面１０５ａ、ダクトパネル３の両側面部１５の内側の面を成形する側面部成形面１０５ｂ、及び上記接合フランジ部２５における溶着リブ２７形成面を成形するフランジ部成形面１０５ｃを有し、上記フランジ部成形面１０５ｃには、上記３本の溶着リブ２７に対応する３本の凹条溝１０５ｄが形成されている。上記熱可塑性樹脂Ｒは、例えば化学反応によりガスを発生させる化学的発泡剤や、MuCell（ミューセル：登録商標） Processのように二酸化炭素ガス及び窒素ガス等の不活性ガス（物理的発泡剤）等が超臨界状態で混入された熱可塑性樹脂であり、ガラス繊維等の繊維が混入されていてもよいが、必ずしもこれらを混入していなくてもよい。
【００２６】
まず、図３に示すように、成形型１０１を型閉じして固定型１０３と可動型１０５との間にキャビティ１０７を形成し、この状態から、上述の如き発泡促進物質が混入された溶融状態の熱可塑性樹脂Ｒを上記キャビティ１０７内に射出機（図示せず）から射出充填する。このときの上記フランジ部成形面１０３ｃ，１０５ｃの凹条溝１０５ｄ非対応箇所の間隔Ｄ１は、上記平面部成形面１０３ａ，１０５ａの凹条溝１０３ｄ非対応箇所の間隔Ｄ２よりも長く設定されている。
【００２７】
その後、キャビティ１０７内では、熱可塑性樹脂Ｒの成形型１０１（固定型１０３、可動型１０５）の成形面１０３’，１０５’近傍の熱可塑性樹脂Ｒが、型温の影響により早期に冷却されて固化し、樹脂密度が高いソリッド部（図示せず）が表面に形成され始める。このとき、熱可塑性樹脂Ｒの内側部分は型温の影響を受け難いため、粘度の高いゲル状態になっている。この時点で、図４に示すように、可動型１０５を固定型１０３から離れる方向（図４中、矢印Ｘで示す方向）に後退させてキャビティ１０７の容積を拡大させて上記熱可塑性樹脂Ｒを発泡させる。すると、キャビティ１０７の容積拡大により、それまで固定型１０３及び可動型１０５の間で圧縮されている熱可塑性樹脂Ｒが可動型１０５の成形面１０５’に引っ張られるとともに、熱可塑性樹脂Ｒ中の化学反応により発生したガスや不活性ガス等により発泡膨張する。熱可塑性樹脂Ｒ中にガラス繊維等の繊維が混入されていれば、熱可塑性樹脂Ｒ中のガラス繊維等の繊維も上記圧縮が軽減されて弾性的に復元し、この弾性復元力（スプリングバック現象）によっても熱可塑性樹脂Ｒが膨張する。このとき、平面部成形面１０３ａ，１０５ａの間のキャビティ１０７の容積拡大率は、凹条溝１０３ｄ非対応箇所で凹条溝１０３ｄ対応箇所よりも高くなるので、熱可塑性樹脂Ｒの発泡倍率は、図４に示すように、凹条溝１０３ｄ非対応箇所で凹条溝１０３ｄ対応箇所よりも高くなる。
【００２８】
上述のようなキャビティ１０７の容積拡大による熱可塑性樹脂Ｒの発泡膨張が進行すると、平面部成形面１０３ａ，１０５ａ近傍にソリッド部１９が形成され、ソリッド部１９の内部には、凹条溝１０３ｄ非対応箇所と凹条溝１０３ｄ対応箇所とで発泡倍率の異なる発泡層が形成されるとともに、上記凹条溝１０３ｄ内に上記突条１７が形成される。
【００２９】
更に可動型１０５を固定型１０３から離れる方向に後退させてキャビティ１０７の容積拡大による熱可塑性樹脂Ｒの発泡膨張を進行させると、図５に示すように、平面部成形面１０３ａ，１０５ａの間の凹条溝１０３ｄ非対応箇所には、熱可塑性樹脂Ｒの過発泡により発泡層の発泡セル膜が切れて空間部２３が形成され、平面部成形面１０３ａ，１０５ａ近傍に形成されたソリッド部１９を分離する。一方、平面部成形面１０３ａ，１０５ａの間の凹条溝１０３ｄ対応箇所では、凹条溝１０３ｄ内に熱可塑性樹脂Ｒが充填されていた分、凹条溝１０３ｄ非対応箇所よりも発泡倍率が低くなるので、熱可塑性樹脂Ｒの発泡層が途切れず、熱可塑性樹脂Ｒの発泡膨張により形成された発泡層からなる橋絡部２１が形成される。この段階で、上記可動型１０５の後退を止めて上記熱可塑性樹脂Ｒを固化することにより上記平面部１３が形成される。なお、可動型１０５の後退量は、固定型１０３及び可動型１０５の平面部成形面１０３ａ，１０５ａの凹条溝１０３ｄ非対応箇所の間隔Ｄ２が例えば２倍になるように設定される。また、上記フランジ部成形面１０３ｃ，１０５ｃ近傍に形成されたソリッド部１９の間には、発泡層２６が隙間なく形成され、上記凹条溝１０５ｄ内には、上記溶着リブ２７が形成される。上記熱可塑性樹脂Ｒの充填時において、上記フランジ部成形面１０３ｃ，１０５ｃの凹条溝１０５ｄ非対応箇所の間隔Ｄ１を上記平面部成形面１０３ａ，１０５ａの凹条溝１０３ｄ非対応箇所の間隔Ｄ２よりも長く設定したため、フランジ部成形面１０３ｃ，１０５ｃの間の凹条溝１０５ｄ非対応箇所における熱可塑性樹脂Ｒの発泡倍率は、上記平面部成形面１０３ａ，１０５ａの間における空間部２３形成箇所よりも低くなる。したがって、上記フランジ部成形面１０３ｃ，１０５ｃの間には、空間部２３が形成されない。
【００３０】
このようにして得られたダクトパネル３の溶着リブ２７をインストルメントパネル本体１の裏面に当接させて振動溶着により接合することにより、ダクトパネル３とインストルメントパネル本体１とが組み合わされて内部に断面略矩形状のデフロスターエア通路１２が形成される。
【００３１】
したがって、本実施形態によれば、ソリッド部１９の内部に、熱可塑性樹脂Ｒの存在しない空間部２３が形成されるので、ソリッド部１９の内部に隙間なく発泡層を形成する場合に比べ、平面部１３を軽量化し、かつ平面部１３の断熱性を高めることができる。その結果、ダクトパネル３全体を軽量化し、その断熱性を高めることができる。
【００３２】
また、ソリッド部１９の表裏両面を発泡層からなる橋絡部２１により橋絡するので、大幅な重量増大や断熱性の大幅な低下を招くことなく、ソリッド部１９の内部を空間部２３のみで構成する場合に比べ、平面部１３の面剛性を高めることができる。
【００３３】
また、橋絡部２１が格子状に形成されるので、同方向に延びる突条１７間の強度をこれと交差する突条１７により補って、平面部１３の面剛性をより高めることができる。
【００３４】
また、上述のように、固定型１０３及び可動型１０５の少なくとも一方に凹条溝１０３ｄを設けるだけで、従来からあるコアバック法によりダクトパネル３を容易にかつ確実に得ることができる。
【００３５】
なお、本実施形態では、格子状に交差する複数本の突条１７を上記ソリッド部１９に突設するとともに、橋絡部２１を格子状に形成した。しかし、突部及び橋絡部２１の形状はこれに限らず、突部は、ソリッド部１９の表裏両面の一方の面に部分的に突設されたものであればよい。例えば、図６に示すように、上記複数本の突条１７に代えて、複数個の平面視円形状の突部２９が上記ソリッド部１９に突設され、上記橋絡部２１が上記突部２９に対応して互いに間隔を空けて円形短柱状に形成されるようにしてもよい。したがって、図６では、空間部２３は平面部１３全体に亘って連続している。また、この場合、凹条溝１０３ｄに代えて、突部２９に対応する凹部を固定型１０３の平面部成形面１０３ａに設けることにより、本実施形態と同様に、ダクトパネル３を成形することができる。
【００３６】
また、本実施形態及び図６の例では、突条１７や突部２９を上記ソリッド部１９の反開放側の面に突設し、凹条溝１０３ｄや凹部を固定型１０３の平面部成形面１０３ａに設けたが、反対に、突条１７や突部２９を上記ソリッド部１９の開放側の面に突設し、凹条溝１０３ｄや凹部を可動型１０５の平面部成形面１０５ａに設けてもよい。また、突条１７や突部２９を上記ソリッド部１９の表裏両面に突設し、凹条溝１０３ｄや凹部を固定型１０３及び可動型１０５の平面部成形面１０３ａ，１０５ａに設けてもよい。
【００３７】
また、上記実施形態では、ダクトパネル３に本発明を適用した例を示したが、本発明は、インストルメントパネル本体、ドアトリム、トランクボード等の軽量化や断熱性向上が求められる他の用途の発泡パネルにも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、平面部を有する熱可塑性樹脂製の発泡パネルとして有用である。
【符号の説明】
【００３９】
３      ダクトパネル（発泡パネル）
１３      平面部 
１７      突条（突部）
１９      ソリッド部
２１      橋絡部
２３      空間部
２９      突部
１０１      成形型
１０３      固定型
１０３’      成形面
１０３ａ      平面部成形面（第１成形面）
１０３ｄ      凹条溝（凹部）
１０５      可動型
１０５’      成形面
１０５ａ      平面部成形面（第２成形面）
１０７      キャビティ
Ｒ      熱可塑性樹脂 
【図１】
2013001021.tif 000003
【図２】
2013001021.tif 000004
【図３】
2013001021.tif 000005
【図４】
2013001021.tif 000006
【図５】
2013001021.tif 000007
【図６】
2013001021.tif 000008