(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接近離間させられる一対の表面側成形型および裏面側成形型を用いて車両用樹脂製外板を製造する方法であって、
前記表面側成形型と前記裏面側成形型との間に表皮フィルムを配置し、一方の成形面に倣って該表皮フィルムを変形させる予備成形工程と、
補強用繊維を含んだ溶融した樹脂材料を前記裏面側成形型と前記表皮フィルムとの間に供給するとともに、該裏面側成形型と前記表面側成形型との間に形成された目的寸法より小さいキャビティ内で所定の圧縮状態に保持することにより、該樹脂材料の表層部にやや硬化したスキン層を形成すると同時に該スキン層に前記表皮フィルムを固着する圧縮成形工程と、
前記スキン層よりも内側の溶融樹脂材料が冷却・硬化する前に前記表面側成形型および前記裏面側成形型を離間させるとともに、該溶融樹脂材料の内部にガスを注入することにより、前記補強用繊維のスプリングバック現象およびガス圧の作用で該溶融樹脂材料を発泡状態に膨張させて目的寸法とする膨張成形工程と、
を有し、且つ、
前記表皮フィルムは、前記スキン層に固着される熱可塑性樹脂製のベース層と、該ベース層よりも表面側に積層された金属箔とを有する積層構造を成しており、
前記予備成形工程では、前記裏面側成形型と前記表面側成形型との間で前記表皮フィルムを挟圧して絞り成形する
ことを特徴とする車両用樹脂製外板の製造方法。
【請求項２】
前記車両用樹脂製外板の厚さ寸法は略一定で、前記表面側成形型および前記裏面側成形型の成形面は略同じ形状である
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用樹脂製外板の製造方法。
【請求項３】
前記車両用樹脂製外板の厚さ寸法は略一定で、前記表面側成形型および前記裏面側成形型の成形面は略同じ形状であり、
前記予備成形工程では、真空吸引により前記裏面側成形型の成形面に前記表皮フィルムを密着させ、前記絞り成形と該真空吸引とを併用して予備成形する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用樹脂製外板の製造方法。
【請求項４】
前記樹脂材料はポリプロピレンで、前記補強用繊維はグラスファイバーであり、前記膨張成形工程では前記スキン層を含めた樹脂材料部分の容積が１．３〜３倍になるように膨張させる
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用樹脂製外板の製造方法。
【請求項５】
樹脂製基材を主体として構成されている車両用樹脂製外板であって、
前記樹脂製基材は、補強用繊維が混入された樹脂材料にて構成されているとともに、内部が発泡状態で表層部が緻密なスキン層の外殻構造を成している一方、
該樹脂製基材の車両表面側には、該樹脂製基材に固着される熱可塑性樹脂製のベース層と、該ベース層よりも表面側に積層された金属箔とを有する積層構造を成しており、且つ、該樹脂製基材の成形の前に該樹脂製基材を成形するための裏面側成形型と表面側成形型との間で挟圧されて絞り成形された表皮フィムルが、一体的に固着されている
ことを特徴とする車両用樹脂製外板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用樹脂製外板に係り、特に、所定の剛性を確保しつつ軽量化を図るとともに安価に製造する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両の前部に配設された原動機部の上方を開閉可能に覆蓋するフードとして、ＡＢＳやポリスチレンなどの樹脂材料で一体成形した樹脂製のものが知られている。特開平１０−１２９５２６号公報に記載のフード（ボンネット）はその一例で、ブロー成形により中空の外殻構造とされており、所定の剛性を確保しつつ軽量化できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような樹脂製フードは、外観向上のためトップコート（塗装）を施す必要があり、高価な塗装設備が必要で製造コストが高くなる。また、ブロー成形で中空の外殻構造とした場合、所定の剛性を確保するために多数の補強部（表裏のパネルの連結部）を設ける必要があり、表面外観が損なわれることがある。
【０００４】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、優れた外観が得られるとともに軽量で安価な車両用樹脂製フードを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第１発明は、互いに接近離間させられる一対の表面側成形型および裏面側成形型を用いて車両用樹脂製外板を製造する方法であって、(a) 前記表面側成形型と前記裏面側成形型との間に表皮フィルムを配置し、一方の成形面に倣ってその表皮フィルムを変形させる予備成形工程と、(b) 補強用繊維を含んだ溶融した樹脂材料を前記裏面側成形型と前記表皮フィルムとの間に供給するとともに、その裏面側成形型と前記表面側成形型との間に形成された目的寸法より小さいキャビティ内で所定の圧縮状態に保持することにより、その溶融樹脂材料の表層部にやや硬化したスキン層を形成すると同時にそのスキン層に前記表皮フィルムを固着する圧縮成形工程と、(c) 前記スキン層よりも内側の溶融樹脂材料が冷却・硬化する前に前記表面側成形型および前記裏面側成形型を離間させるとともに、その溶融樹脂材料の内部にガスを注入することにより、前記補強用繊維のスプリングバック現象およびガス圧の作用でその溶融樹脂材料を発泡状態に膨張させて目的寸法とする膨張成形工程と、を有し、且つ、(d) 前記表皮フィルムは、前記スキン層に固着される熱可塑性樹脂製のベース層と、そのベース層よりも表面側に積層された金属箔とを有する積層構造を成しており、(e) 前記予備成形工程では、前記裏面側成形型と前記表面側成形型との間で前記表皮フィルムを挟圧して絞り成形することを特徴とする。
【０００６】
第２発明は、第１発明の車両用樹脂製外板の製造方法において、前記車両用樹脂製外板の厚さ寸法は略一定で、前記表面側成形型および前記裏面側成形型の成形面は略同じ形状であることを特徴とする。
【０００７】
第３発明は、第１発明または第２発明の車両用樹脂製外板の製造方法において、(a) 前記車両用樹脂製外板の厚さ寸法は略一定で、前記表面側成形型および前記裏面側成形型の成形面は略同じ形状であり、(b) 前記予備成形工程では、真空吸引により前記裏面側成形型の成形面に前記表皮フィルムを密着させ、前記絞り成形とその真空吸引とを併用して予備成形することを特徴とする。
【０００８】
第４発明は、第１発明〜第３発明の何れかの車両用樹脂製外板の製造方法において、前記樹脂材料はポリプロピレンで、前記補強用繊維はグラスファイバーであり、前記膨張成形工程では前記スキン層を含めた樹脂材料の容積が１．３〜３倍になるように膨張させることを特徴とする。
【０００９】
第５発明は、樹脂製基材を主体として構成されている車両用樹脂製外板であって、(a) 前記樹脂製基材は、補強用繊維が混入された樹脂材料にて構成されているとともに、内部が発泡状態で表層部が緻密なスキン層の外殻構造を成している一方、(b) その樹脂製基材の車両表面側には、その樹脂製基材に固着される熱可塑性樹脂製のベース層と、そのベース層よりも表面側に積層された金属箔とを有する積層構造を成しており、且つ、その樹脂製基材の成形の前にその樹脂製基材を成形するための裏面側成形型と表面側成形型との間で挟圧されて絞り成形された表皮フィムルが、一体的に固着されていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の効果】
このような車両用樹脂製外板の製造方法によれば、内部が発泡状態で表層部が緻密なスキン層の外殻構造の樹脂材料を主体として構成されるため、単純な板材に比べて強度が高くなり、所定の剛性を維持しつつ軽量化を図ることができるとともに、ブロー成形品のように多数の補強部を設ける必要がないため、その補強部に起因する表面外観の悪化が防止される。また、樹脂材料の表面には表皮フィルムが固着されているため、光沢や色などに関する所望の外観を簡単に付与することができるとともに、表皮フィルムは、樹脂材料を成形する成形型によって予め成形されるため、金属箔を有する場合でも良好に予備成形でき、且つ樹脂材料の成形と同時にその表面に固着されるため、表皮フィルムが固着された外殻構造の車両用樹脂製外板を簡単且つ安価に製造することができる。更に、表皮フィルムを比較的簡単に剥がせるようにしておけば、リサイクル時の処理が容易になる。
【００１１】
加えて、金属箔を有する積層構造の表皮フィルムが用いられているため、従来の金属製のフードと同様な外観が容易に得られるとともに、電磁波がシールドされて原動機室内の電子製品などに対する影響が防止される。また、表面側成形型と裏面側成形型との間で表皮フィルムを挟圧して絞り成形することにより、比較的厚い金属箔を用いる場合でも表皮フィルムを確実に高い精度で予備成形できる。
【００１２】
第３発明では、真空吸引により裏面側成形型の成形面に表皮フィルムを密着させ、絞り成形と真空吸引とを併用して予備成形し、その後の圧縮成形工程や膨張成形工程で表面側成形型の成形面に押圧して最終形状に成形するため、真空吸引による吸引跡が表皮フィルムの表面に残って外観を損なう恐れがない。
【００１３】
第４発明では、樹脂材料としてポリプロピレンが用いられるとともに、補強用繊維としてグラスファイバーが用いられる一方、膨張成形工程ではスキン層を含めた樹脂材料の容積が１．３〜３倍になるように膨張させるため、所定の剛性を維持しつつ軽量化できる。
【００１４】
第５発明の車両用樹脂製外板は、補強用繊維が混入された樹脂材料にて樹脂製基材が構成されているとともに、その樹脂製基材は内部が発泡状態で表層部が緻密なスキン層の外殻構造を成しているため、単純な樹脂板材に比べて強度が高くなり、所定の剛性を維持しつつ軽量化できる。また、樹脂製基材の車両表面側には、熱可塑性樹脂製のベース層と、そのベース層よりも表面側に積層された金属箔とを有する積層構造を成している表皮フィルムが一体的に固着されているため、従来の金属製のフードと同様な外観（光沢や色など）が容易に得られるとともに電磁波がシールドされる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明は、原動機室を覆蓋する樹脂製フードに好適に適用されるが、トランクルームの蓋部材など他の車両用の樹脂製外板にも適用され得る。
【００１６】
樹脂材料としてはポリプロピレンが好適に用いられ、補強用繊維としては長さが５〜１５ｍｍ程度で太さが５〜２０μｍ程度の長繊維のグラスファイバーが好適に用いられるが、車両用外板として必要な強度や剛性が得られる範囲で例えば特開平１０−３０５４６２号公報などに記載されている種々の熱可塑性樹脂や補強用繊維を採用することができる。
【００１７】
表皮フィルムの金属箔としては、例えばクロム、アルミニウム、ステンレスなどが好適に用いられ、厚さは１〜１０μｍ程度の範囲内が適当である。また、金属箔の外側に所定の顔料を含むカラー層を設けるとともに、そのカラー層の外側すなわち最表面に光沢を与えたり耐光性を付与したりするクリア層を設けることもできる。カラー層としては例えばウレタン樹脂やメラミン樹脂などが好適に用いられ、クリア層としては例えばウレタン樹脂やアクリル樹脂などが好適に用いられる。
【００１８】
上記表皮フィルムは、例えば第３発明のように絞り成形と真空吸引とを併用して予備成形され、第３発明では真空吸引により裏面側成形型の成形面に密着させられるが、表面側成形型の成形面に密着させて予備成形することもできる。
【００１９】
溶融樹脂材料の供給には射出装置が好適に用いられるが、例えば下型の成形面上に溶融樹脂材料を流下させて供給した後、上型を下降させて圧縮成形することもできるなど種々の態様を採用できる。また、この溶融樹脂材料の硬化に伴って表皮フィルムが一体的に固着されるが、必要に応じて表皮フィルムの裏面に凹凸を設けたり、接着剤を塗布したりしても良い。
【００２０】
第２発明、第３発明では車両用樹脂製外板の厚さ寸法が略一定で、表面側成形型および裏面側成形型の成形面は略同じ形状であるが、第１発明や第５発明は、厚さ寸法が変化していて表面および裏面の形状が異なる車両用樹脂製外板にも適用され得る。
【００２１】
第５発明の車両用樹脂製外板は、第１発明〜第４発明の製造方法によって好適に製造される。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明方法に従って製造された車両用樹脂製フード１０を示す図で、略一定の厚さの平板状の樹脂製基材１２の表面すなわち上面側に表皮フィルム１４を一体的に固着したものであり、(a) は平面図、(b) は断面図、(c) は表皮フィルム１４の拡大断面図である。樹脂製基材１２は、補強用繊維として長さが５〜１５ｍｍ程度で太さが５〜２０μｍ程度の長繊維のグラスファイバーが混入されたポリプロピレンにて構成されているとともに、内部１２ａが発泡状態（多孔質）で表層部１２ｂが緻密なスキン層とされた外殻構造を成している。表皮フィルム１４は、図１(c) から明らかなように、樹脂製基材１２に固着される熱可塑性樹脂製のベース層２０と、そのベース層２０の上に一体的に固着された金属箔２２と、その金属箔２２の上に一体的に固着されたカラー層２４と、そのカラー層２４の上に一体的に固着されたクリア層２６とから成る積層構造を成しており、金属箔２２としては例えば厚さが１〜１０μｍ程度の範囲内のクロム、アルミニウム、ステンレスなどが用いられる。また、ベース層２０としては例えばオレフィン系樹脂などが用いられ、カラー層２４としては例えばウレタン樹脂やメラミン樹脂などが用いられ、クリア層としては例えばウレタン樹脂やアクリル樹脂などが用いられる。カラー層２４を省略して、金属箔２２の上に直接クリア層２６を設けることもできる。なお、この車両用樹脂製フード１０は、車両前方の原動機室の上部を覆蓋するためのもので、図１(a) における下端部すなわち車両の後方側部分がヒンジなどを介して車両のボディに開閉可能に取り付けられて使用される。
【００２３】
このような車両用樹脂製フード１０は、図２に示すプレス成形装置３０を用いて好適に製造される。プレス成形装置３０は、下型３２と、その下型３２の上方に上下移動可能に配設された上型３４と、前記表皮フィルム１４を真空吸引して下型３２の成形面３２ｆに密着させる真空吸引装置３６と、下型３２および上型３４によって形成されるキャビティ内に溶融樹脂材料を射出して供給する射出装置３８と、その溶融樹脂材料の内部に空気等のガスを注入するガス注入装置４０とを備えている。下型３２は、目的とする車両用樹脂製フード１０の下面すなわち原動機室側の面と同じ形状の略平坦な成形面３２ｆを備えているとともに、その成形面３２ｆには、真空吸引装置３６によって空気を吸引するための多数の吸引口や、射出装置３８によって溶融樹脂材料を射出するための射出口、ガス注入装置４０によってガスを供給するガス注入口などが設けられている。また、上型３４は、目的とする車両用樹脂製フード１０の上面すなわち外側の面と同じ形状の略平坦な成形面３４ｆを備えており、油圧式や機械式などの上下駆動装置によって上下動させられることにより、下型３２に対して接近離間させられるようになっている。下型３２は裏面側成形型で、上型３４は表面側成形型に相当する。
【００２４】
そして、先ず図２のように上型３４を上方へ離間させた状態で、変形可能に予備加熱した表皮フィルム１４を下型３２の成形面３２ｆ上にセットし、上型３４を下降させるとともに真空吸引装置３６により真空引きすることにより、図３の(a) に示すように表皮フィルム１４を下型３２と上型３４との間で挟圧して絞り成形すると同時に下型３２の成形面３２ｆに吸引密着させ、表皮フィルム１４が所定温度に低下するまで保持する。本実施例の車両用樹脂製フード１０の厚さは略一定で、下型３２の成形面３２ｆおよび上型３４の成形面３４ｆは略同じであり、表皮フィルム１４を下型３２の成形面３２ｆに密着させて予備成形しても差し支えない。また、下型３２と上型３４との間で挟圧して絞り成形するため、金属箔２２が比較的厚い（変形抵抗が大きい）場合でも表皮フィルム１４が確実に成形される。図３の(a) は予備成形工程である。
【００２５】
次に、図３の(b) に示すように、上型３４を所定寸法だけ上昇させるとともに、射出装置３８により前記樹脂製基材１２の原料すなわちグラスファイバーが略均一に分散させられたポリプロピレンの溶融樹脂４２を、下型３２と表皮フィルム１４との間に射出して充填し、目的寸法より小さいキャビティ内で所定の圧縮状態に保持する。これにより、溶融樹脂４２の表層部すなわち成形面３２ｆ、３４ｆに近い部分が先に冷却されてやや硬化したスキン層が形成される一方、表皮フィルム１４が上型３４の成形面３４ｆに押圧されて目的とする形状に高い精度で成形されるとともに、スキン層に一体的に固着される。表皮フィルム１４の裏面は熱可塑性樹脂のベース層２０で構成されているため、溶融樹脂４２の冷却硬化に伴って表皮フィルム１４が一体的に固着されるが、必要に応じてベース層２０の裏面に凹凸などを設けるようにしても良い。図３の(b) は圧縮成形工程である。
【００２６】
その後、上記スキン層よりも内側の溶融樹脂４２が冷却・硬化する前に、図３(c) に示すように目的寸法となる位置まで上型３４を上昇させるとともに、ガス注入装置４０によって溶融樹脂４２内にガスを注入することにより、前記グラスファイバーのスプリングバック現象およびガス圧の作用でその溶融樹脂４２を発泡状態に膨張させる。これにより、図１に示すように内部１２ａが発泡状態で表層部１２ｂが緻密なスキン層とされた外殻構造の樹脂製基材１２の表面に表皮フィルム１４が一体的に固着された車両用樹脂製フード１０が得られる。この時の膨張率すなわち図３(b) に示す溶融樹脂４２の容積に対する膨張成形後の樹脂製基材１２の容積の割合、言い換えれば上下方向の厚さの増加率、が１．３〜３倍の範囲内となるように、図３(b) の圧縮成形工程における上型３４の位置が設定されている。図３の(c) は膨張成形工程である。
【００２７】
このような本実施例の車両用樹脂製フード１０は、樹脂製基材１２がグラスファイバーが混入されたポリプロピレンにて構成されているとともに、内部１２ａが発泡状態で表層部１２ｂが緻密なスキン層の外殻構造を成しているため、単純な樹脂板材に比べて強度が高くなり、所定の剛性を維持しつつ軽量化できる。
【００２８】
特に、本実施例では樹脂材料としてポリプロピレンが用いられるとともに、補強用繊維としてグラスファイバーが用いられる一方、膨張成形工程では溶融樹脂４２に対して樹脂製基材１２の容積が１．３〜３倍になるように膨張させられるため、所定の剛性を維持しつつ確実に軽量化できる。
【００２９】
また、樹脂製基材１２の表面側には金属箔２２を含む表皮フィルム１４が一体的に固着されているため、従来の金属製のフードと同様な外観（光沢や色など）が容易に得られるとともに、電磁波がシールドされて原動機室内の電子製品などに対する影響が防止される。表皮フィルム１４を比較的簡単に剥がせるようにしておけば、リサイクル時の処理が容易になる。
【００３０】
また、表皮フィルム１４は、樹脂製基材１２を成形する下型３２および上型３４によって予め成形されるとともに、樹脂製基材１２の成形と同時にその表面に一体的に固着される一方、樹脂製基材１２は圧縮成形工程および膨張成形工程でスキン層を有する外殻構造とされるため、表皮フィルム１２が固着された外殻構造の車両用樹脂製フード１０を簡単且つ安価に製造することができる。
【００３１】
また、ブロー成形品のように補強部を設ける必要がないことから、補強部に起因する表面外観の悪化が防止される一方、下型３２および上型３４の成形面３２ｆ、３４ｆを平坦な略同一形状とすることが可能で、表皮フィルム１４は、それ等の下型３２と上型３４との間で挟圧されて絞り成形されるため、比較的厚い金属箔２２を有する場合でも表皮フィルム１４を確実に高い精度で予備成形できる。
【００３２】
また、真空吸引により下型３２の成形面３２ｆに表皮フィルム１４を密着させて予備成形し、その後の圧縮成形工程や膨張成形工程で上型３４の成形面３４ｆに押圧して最終形状に成形するため、真空吸引による吸引跡が表皮フィルム１４の表面に残って外観を損なう恐れがない。
【００３３】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法に従って製造された車両用樹脂製フードの一例を示す図で、(a) は平面図、(b) は断面図、(c) は表皮フィルムの断面図である。
【図２】図１の車両用樹脂製フードを製造できるプレス成形装置を説明する概略構成図である。
【図３】図２のプレス成形装置を用いて車両用樹脂製フードを製造する際の製造工程を説明する図である。
【符号の説明】
１０：車両用樹脂製フード（外板）    １２：樹脂製基材    １２ａ：内部    １２ｂ：表層部（スキン層）    １４：表皮フィルム    ２０：ベース層    ２２：金属箔    ３２：下型（裏面側成形型）    ３４：上型（表面側成形型）    ４２：溶融樹脂
【図１】
0004028699.tif 000002
【図２】
0004028699.tif 000003
【図３】
0004028699.tif 000004