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技術 成形構造体

出願人 トヨタ紡織株式会社
発明者 丸山信太郎
出願日 2018年8月22日 (2年4ヶ月経過) 出願番号 2018-155170
公開日 2020年2月27日 (10ヶ月経過) 公開番号 2020-029017
状態 未査定
技術分野 プラスチック等の射出成形
主要キーワード 成形構造体 ボード部材 各補強リブ 見切り部分 アンダーカット部分 TSO プレボード アッパーボード
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年2月27日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (14)

課題

基材の端面が変形す事態を抑制する。

解決手段

繊維及び熱可塑性樹脂を含む基材30であって、板状をなす板状部33と、板状部33における裏面33Aに設けられるリブ39と、を備える基材30と、板状部33の端面35Aと接合する延設部55を有する樹脂成形体40と、を備え、リブ39は、裏面33Aにおいて端面35Aと隣接する箇所に配されることに特徴を有する。これにより、板状部33において端面35A付近剛性をより高くすることができる。この結果、射出成形時に樹脂成形体40が冷却固化する際の収縮に伴う応力によって、板状部33の端面35Aが変形する事態を抑制することができる。

概要

背景

従来、繊維と熱可塑性樹脂を含む基材に対して樹脂成形体を一体的に形成した成形構造体が知られている。下記特許文献1には、一対の成形型によって基材を成形した後、基材上に溶融樹脂射出することで樹脂成形体を成形する製造方法が記載されている。基材上に射出された溶融樹脂は、基材を構成する熱可塑性樹脂と混ざり合う。この結果、樹脂成形体は基材に対して接合される。

概要

基材の端面が変形す事態を抑制する。繊維及び熱可塑性樹脂を含む基材30であって、板状をなす板状部33と、板状部33における裏面33Aに設けられるリブ39と、を備える基材30と、板状部33の端面35Aと接合する延設部55を有する樹脂成形体40と、を備え、リブ39は、裏面33Aにおいて端面35Aと隣接する箇所に配されることに特徴を有する。これにより、板状部33において端面35A付近剛性をより高くすることができる。この結果、射出成形時に樹脂成形体40が冷却固化する際の収縮に伴う応力によって、板状部33の端面35Aが変形する事態を抑制することができる。

目的

本明細書で開示される技術は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、基材の端面が変形する事態を抑制することを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

繊維及び熱可塑性樹脂を含む基材であって、板状をなす板状部と、前記板状部における一方の面に設けられるリブと、を備える基材と、前記板状部の端面と接合する接合部を有する樹脂成形体と、を備え、前記リブは、前記一方の面において前記端面と隣接する箇所に配される成形構造体

請求項2

前記リブは、前記端面と交差する方向に沿って延びる請求項1に記載の成形構造体。

請求項3

当該成形構造体は、乗物用内装材であり、前記板状部は、乗物室内側を向く主面を有する主壁部と、前記主壁部に対して屈曲する形で前記主壁部の端部から立ち上がると共に前記端面を構成する立壁部と、を備え、前記リブは、前記立壁部における前記端面と隣接する箇所から前記主壁部まで延びている請求項1又は請求項2に記載の成形構造体。

技術分野

0001

本明細書で開示される技術は、成形構造体に関する。

背景技術

0002

従来、繊維と熱可塑性樹脂を含む基材に対して樹脂成形体を一体的に形成した成形構造体が知られている。下記特許文献1には、一対の成形型によって基材を成形した後、基材上に溶融樹脂射出することで樹脂成形体を成形する製造方法が記載されている。基材上に射出された溶融樹脂は、基材を構成する熱可塑性樹脂と混ざり合う。この結果、樹脂成形体は基材に対して接合される。

先行技術

0003

特許第5186883号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、基材に対して樹脂成形体を一体的に成形した成形構造体としては、基材の端面に対して樹脂成形体を接合させる構成が考えられる。このような樹脂成形体を成形する過程では、樹脂成形体が冷却固化する際の収縮に伴って基材の端部に応力が発生し、基材の端面が変形す事態が懸念される。

0005

本明細書で開示される技術は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、基材の端面が変形する事態を抑制することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

上記課題を解決するための手段として、本明細書で開示される成形構造体は、繊維及び熱可塑性樹脂を含む基材であって、板状をなす板状部と、前記板状部における一方の面に設けられるリブと、を備える基材と、前記板状部の端面と接合する接合部を有する樹脂成形体と、を備え、前記リブは、前記一方の面において前記端面と隣接する箇所に配されることに特徴を有する。

0007

上記成形構造体の製造工程では、例えば、繊維及び熱可塑性樹脂を含む板状部材プレボード)をプレス成形することで基材(板状部及びリブ)を成形し、その後、射出成形によって板状部の端面と接合する形で樹脂成形体を成形することができる。そして、リブは端面と隣接する箇所に配されている。これにより、板状部において端面付近剛性断面二次モーメント)をより高くすることができる。この結果、射出成形時に樹脂成形体が冷却固化する際の収縮に伴う応力によって、板状部の端面が変形する事態を抑制することができる。

0008

また、前記リブは、前記端面と交差する方向に沿って延びるものとすることができる。板状部の端面と交差する方向に亘って板状部の断面二次モーメントを高くすることができる。これにより、樹脂成形体が冷却固化する際に、板状部の端面が板状部の内側に突出する形で湾曲する事態を抑制することができる。

0009

また、当該成形構造体は、乗物用内装材であり、前記板状部は、乗物室内側を向く主面を有する主壁部と、前記主壁部に対して屈曲する形で前記主壁部の端部から立ち上がると共に前記端面を構成する立壁部と、を備え、前記リブは、前記立壁部における前記端面と隣接する箇所から前記主壁部まで延びているものとすることができる。このような構成とすれば主壁部に対して立壁部が屈曲変形する事態を抑制できる。

発明の効果

0010

本発明によれば、基材の端面が変形する事態を抑制することができる。

図面の簡単な説明

0011

本発明の一実施形態におけるピラーガーニッシュ車室内側から視た斜視図
ピラーガーニッシュを車室外側から視た斜視図
ピラーガーニッシュを示す断面図(図2のIII−III線で切断した図に対応)
ピラーガーニッシュの側壁部を裏側から視た図
成形装置を示す断面図(成形型が型開き状態
プレス成形工程を示す断面図
射出成形工程及びピラーガーニッシュの側壁部を示す断面図(図4のVII−VII線で切断した図に対応)
比較例の基材及び樹脂成形体を模式的に示す図
比較例の樹脂成形体の収縮に伴って基材の端面が変形した状態を模式的に示す図
リブの変形例を示す図
リブの変形例を示す図
リブの変形例を示す図
リブの変形例を示す図

実施例

0012

<実施形態1>
本発明の実施形態1を図1から図9によって説明する。本実施形態では、成形構造体として車両用のピラーガーニッシュ20を例示する。ピラーガーニッシュ20は、車室の側壁に配設されているセンターピラー(Bピラー、図示せず)に対して車室内側から取り付けられる車両用内装材(乗物用内装材の一例)である。ピラーガーニッシュ20は、図1に示すように、主面(乗員と対向する面)を構成する主壁部24と、主壁部24における両側の端部(車両前後方向における両端部)にそれぞれ設けられた一対の側壁部25,26と、を備える。

0013

主壁部24は、上下方向に長い板状をなし、その中央部には、スライドプレート(図示せず)を車室内側に露出されるための開口部24Aが形成されている。主壁部24の下端部24Bには、センターピラーに取り付けられる一対の取付片27,28が設けられている。主壁部24の上端部の裏面(車室外側の面)には、図2に示すように、クリップ座51が車室外側に突出する形で形成されている。クリップ座51は、図示しないクリップを保持することが可能な構成となっており、このクリップはセンターピラーに対して取り付けられる。また、側壁部25,26の各裏面には、上下方向に並ぶ複数の補強リブ49が形成されている。また、側壁部25,26の各裏面には、側壁部25,26の各側端部に沿って延びる延設リブ50が形成されている。延設リブ50は、上下方向に並ぶ複数の補強リブ49を連結する形で設けられている。

0014

ピラーガーニッシュ20は、材質の異なる2つの部分によって構成されている。具体的には、ピラーガーニッシュ20は、図2に示すように、繊維及び熱可塑性樹脂を含む部分である基材30と、熱可塑性樹脂によって構成されている樹脂成形体40と、を備える。図2においては、ピラーガーニッシュ20のうち、樹脂成形体40を網掛けで図示しており、網掛け以外の部分が基材30である。基材30はプレス成形によって成形され、樹脂成形体40は射出成形によって成形される。

0015

基材30に用いられる繊維としては、例えば、ケナフ繊維が用いられるが、繊維の種類はこれに限定されない。基材30に用いられる繊維として、木質繊維ガラス繊維炭素繊維などを用いてもよい。また、基材30において、繊維は熱可塑性樹脂により結着されている。基材30に用いられる熱可塑性樹脂は、ポリプロピレンを例示することができ、樹脂成形体40に用いられる熱可塑性樹脂は、TSOP−5を例示することができるが、これらに限定されない。なお、基材30及び樹脂成形体40に用いられる熱可塑性樹脂は、それぞれ異なる材質であってもよいし、同じ材質であってもよい。また、成形時における樹脂成形体40の収縮率は基材30の収縮率よりも大きいものとされる。

0016

基材30は、板状をなす板状部33と、板状部33における裏面33A(板状部における一方の面)に設けられるリブ39(図3参照、詳しくは後述)と、を備える。板状部33は、主壁部24の大部分(上端部以外の部分)を構成する基材側主壁部34と、側壁部25の大部分(上端部及び側端部以外の部分)を構成する基材側側壁部35と、側壁部26の大部分(上端部及び側端部以外の部分)を構成する基材側側壁部36と、を備える。

0017

基材側主壁部34は、図3に示すように、車室内側(乗物室内側)を向く主面34Aを有するものとされる。基材側側壁部35(立壁部)は、基材側主壁部34に対して屈曲する形で基材側主壁部34の車両前端部(図3では右側)から立ち上がる形態をなしている。基材側側壁部36(立壁部)は、基材側主壁部34に対して屈曲する形で基材側主壁部34の車両後端部から立ち上がる形態をなしている。

0018

樹脂成形体40は、図2の網掛けで示すように、板状をなす板状部43、クリップ座51、補強リブ49、延設リブ50を構成するものとされる。板状部43は、ピラーガーニッシュ20における下端以外の端部(上端部及び車室外側の端部)を構成するものとされる。具体的には、板状部43は、主壁部24の上端部を構成する樹脂成形体側主壁部44と、側壁部25の上端部を構成する樹脂成形体側側壁部45と、側壁部26の上端部を構成する樹脂成形体側側壁部46と、側壁部25における車室外側の端部の大部分を構成する延設部55と、側壁部26における車室外側の端部の大部分を構成する延設部56とを備える。延設部55は、樹脂成形体側側壁部45から下方に向かって延びており、延設部56は、樹脂成形体側側壁部46から下方に向かって延びている。延設部55(接合部)は、図1及び図4に示すように、基材側側壁部35の端面35Aに沿って延び、端面35Aに対して接合されている。また、延設部56(接合部)は、図1に示すように、基材側側壁部36の端面36Aに沿って延び、端面36Aに対して接合されている。

0019

図3及び図4に示すように、板状部33の裏面33A(基材側側壁部35の裏面及び基材側側壁部36の裏面)には、リブ39が一体的に設けられている。基材側側壁部35に形成されたリブ39は、裏面33Aにおいて端面35Aに隣接する箇所に配されており、基材側側壁部36に形成されたリブ39は、裏面33Aにおいて端面36Aに隣接する箇所に配されている。また、図4に示すように、基材側側壁部35に形成されたリブ39は、延設部55の延設方向に沿って並ぶ形で複数設けられている。また、図示しないが、基材側側壁部36に形成されたリブ39は、延設部56の延設方向に沿って並ぶ形で複数設けられている。なお、図4では、基材30が備える部材を実線で示し、樹脂成形体40が備える部材を二点鎖線で示している。なお、「リブ39が端面35Aに隣接する箇所に配されている」とは、リブ39が少なくとも基材側側壁部35(立壁部)に設けられていることを意味する。また、図4に示すように、リブ39は、基材側側壁部35の端部35Bに配されていることがより好ましい。

0020

また、各リブ39は、各補強リブ49と上下方向(図4では左右方向)について同じ箇所に配されており、図3に示すように、補強リブ49とリブ39が互いに接合されることで一体的に形成されている。また、基材側側壁部35に形成されたリブ39は、図4に示すように、端面35Aと交差(略直交)する方向(図4では上下方向)に沿って延びている。図3に示すように、基材側側壁部35に形成されたリブ39は、基材側側壁部35において端面35Aに隣接する箇所から基材側主壁部34まで延びている。基材側側壁部36に形成されたリブ39は、基材側側壁部36において端面36Aに隣接する箇所から基材側主壁部34まで延びている。

0021

次に本実施形態のピラーガーニッシュ20を成形するための成形装置60について説明する。なお、本実施形態では、成形装置60において、ピラーガーニッシュ20の側壁部25を成形する部分を例示して説明する。成形装置60は、図7に示すように、成形型61と、図示しない射出装置と、を備える。成形型61は、互いに対向配置されるコア型62及びキャビ型63(一対の型)を備える。コア型62及びキャビ型63は、図示しない駆動装置(例えば、電動モータエアシリンダ油圧シリンダなど)によって接近又は離間させることが可能となっている。これにより、コア型62及びキャビ型63の型閉じ及び型開きが可能な構成となっている。なお、コア型62の成形面62Aはピラーガーニッシュ20の裏面(車室外側の面)を主に成形するための成形面であり、キャビ型63の成形面63Aはピラーガーニッシュ20の表面(車室内側の面)を主に成形するための成形面である。

0022

図7に示す型閉じ状態では、コア型62及びキャビ型63の間に樹脂成形体40(図7では板状部43の樹脂成形体側側壁部45を示す)を成形するための成形空間S1が形成される。また、コア型62の成形面62Aには、リブ39及び補強リブ49を成形するための溝部64(成形空間S1の一部)が形成されている。また、コア型62には図示しない射出装置が取り付けられ、射出装置から供給された溶融樹脂は成形空間S1や溝部64内に射出される。また、成形型61は、延設リブ50、クリップ座51及び延設部55,56の各アンダーカット部分を成形するための各スライド型(図示せず)を備える。

0023

本実施形態のピラーガーニッシュ20の製造方法は、繊維及び熱可塑性樹脂を含む板状部材70をコア型62及びキャビ型63でプレス成形して基材30とするプレス成形工程と、成形空間S1に溶融樹脂を射出することで基材30と接合する形で樹脂成形体40を成形する射出成形工程と、を備える。なお、板状部材70はプレボードと呼ばれる場合がある。

0024

プレス成形工程では、予め加熱することで軟化状態となっている板状部材70を、図5に示すようにコア型62及びキャビ型63の間に配置する。続いて図6に示すように、コア型62及びキャビ型63を型閉じすることで、板状部材70がプレス成形される。これにより、板状部材70が成形面62A,63Aの形状に倣う形状となり、基材30となる。そして、板状部材70をプレス成形する際には、板状部材70において溝部64に対向する部分は圧縮されず、相対的に周囲よりも盛り上がることでリブ39となる。なお、基材30の板状部33の厚さは例えば2mmで設定され、リブ39の突出高さは、1.7mmで設定されるが、各寸法はこれらの値に限定されない。

0025

プレス成形工程の後に行われる射出成形工程では、コア型62及びキャビ型63によって基材30が挟持された状態で、成形空間S1(各溝部64を含む)に溶融樹脂(例えばポリプロピレン等)を射出する。成形空間S1に溶融樹脂が充填される過程では、溶融樹脂が基材30との接触箇所において基材30の繊維の内部へと浸透する。これと同時に、繊維の内部に浸透した溶融樹脂は、基材30内部の軟化した熱可塑性樹脂と混ざり合い、渾然一体となる(混融される)。

0026

その後、溶融樹脂が冷却固化されることで、成形空間S1に充填された溶融樹脂は、基材30と接合された樹脂成形体40となる。例えば、延設部55は、基材側側壁部35の端面35Aに対して接合された状態で成形され、延設部56は、基材側側壁部36の端面36Aに対して接合された状態で成形される。また、成形空間S1のうち溝部64に充填された溶融樹脂は、リブ39と接合された補強リブ49となる。このようにして基材30と樹脂成形体40とが一体的に形成されることで、ピラーガーニッシュ20が完成する。

0027

次に、本実施形態の効果について説明する。ピラーガーニッシュ20の製造工程では、上述したように繊維及び熱可塑性樹脂を含む板状部材70(プレボード)をプレス成形することで基材30(板状部33及びリブ39を含む)を成形し、その後、射出成形によって板状部33の端面と接合する形で樹脂成形体40を成形することができる。そして、リブ39は板状部33の端面35A,36Aと隣接する箇所に配されている。これにより、板状部33において端面35A,36A付近の剛性(断面二次モーメント)をより高くすることができる。この結果、射出成形時に樹脂成形体40が冷却固化する際の収縮に伴う応力によって、板状部33の端面35A,36Aが変形する事態を抑制することができる。

0028

図8の比較例に示すように、基材3の端面3A(本実施形態の端面35A,36Aに相当)に樹脂成形体4(本実施形態の延設部55,56に相当)を接合する形で成形した場合には、基材3及び樹脂成形体4が冷却固化する際に収縮する。一般的に、樹脂成形体4は、繊維を含む基材3に対して収縮率が大きい。このため、樹脂成形体4が収縮することで、接合面である端面3Aで接合されている基材3に応力が作用し、図9に示すように、基材3の端面3Aが基材3の内側に突出する形で湾曲する事態が懸念される。端面3Aが変形すると、例えば他部材との見切り部分に隙間が生じ、意匠性が低下する事態が懸念される。本実施形態では、基材30の端面(35A,36A)付近にリブ39が設けられており、剛性が高くなっているため、このような事態を抑制することができる。

0029

また、リブ39は、端面35Aと交差する方向に沿って延びている。基材側側壁部35(板状部33)の端面35Aと交差する方向に亘って基材側側壁部35の断面二次モーメントを高くすることができる。これにより、樹脂成形体40が冷却固化する際に、板状部33の端面35Aが板状部33の内側に突出する形で湾曲する事態を抑制することができる。

0030

また、板状部33は、車室内側を向く主面34Aを有する基材側主壁部34と、基材側主壁部34に対して屈曲する形で基材側主壁部34の端部から立ち上がると共に端面35Aを構成する基材側側壁部35と、を備え、リブ39は、基材側側壁部35における端面35Aと隣接する箇所から基材側主壁部34まで延びている。これにより、基材側主壁部34に対して基材側側壁部35が屈曲変形する事態を抑制できる。

0031

なお、本実施形態では、ピラーガーニッシュ20の端末部が樹脂成形体40によって構成されている。プレス成形時には、基材30の端面にバリが生じる場合がある。このため、仮にピラーガーニッシュ20の端末部を基材30によって構成した場合、端末処理を行う必要が生じる。本実施形態では、ピラーガーニッシュ20の端末部が樹脂成形体40によって構成されているため、バリが生じる事態がなく好適である。また、アンダーカット部(クリップ座51の座面部や補強リブ49等)は、プレス成形によって成形することが困難であるため、基材30によって構成することが困難である。この点、樹脂成形体40であればスライド型等を用いた射出成形によってアンダーカット部を成形することができる。

0032

<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、成形構造体としてピラーガーニッシュを例示したが、これに限定されない。成形構造体としては、ドアトリムを構成するボード部材アッパーボード等)、インストルメントパネルラゲージトリムパッケージトレイ等の車両用内装材であってもよい。また、成形構造体は、車両以外の乗物に搭載される内装材(乗物用内装材)であってもよく、内装材以外の部材であってもよい。
(2)基材30の板状部33に形成されたリブの形状は上記実施形態で例示したものに限定されない。例えば、図10に示すように、複数のリブ39を連結する形でリブ139が設けられていてもよいし、図11に示すように、端面35Aに沿って延びるリブ239を備えていてもよい。また、図12に示すように、X字状をなすリブ339が複数設けられていてもよいし、図13に示すように、コの字状をなすリブ439が複数設けられていてもよい。

0033

20…ピラーガーニッシュ、30…基材、33…板状部、33A…板状部における裏面(板状部における一方の面)、34A…主面、34…基材側主壁部(主壁部)、35…基材側側壁部(立壁部)、35A…板状部の端面、39,139,239,339,439…リブ、40…樹脂成形体、55,56…延設部(接合部)

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