CN110228650B - 树脂壳体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及树脂壳体。树脂壳体的强度得到提高。连续纤维片材包括形成树脂壳体的底表面的底表面部、从底表面部立起并形成树脂壳体的周壁的立壁部和其中将底表面部和立壁部彼此连接的连续纤维片材被沿着周壁弯曲成台阶状的台阶部。树脂部件包括肋部，该肋部被结合到台阶部并从台阶部朝向树脂壳体的外边缘延伸。

Description

树脂壳体

本非临时申请基于在2018年3月5日向日本专利局提交的日本专利申请第2018-038442号，其全部内容通过引用并入于此。

技术领域

本公开涉及一种树脂壳体。

背景技术

传统上已经公开了一种通过对由含有连续纤维的热塑性树脂组成的基材进行压制加工并用注入的熔融热塑性树脂补充不足以达到期望的尺寸和形状的部分来制造模制产品的技术(例如参见日本专利特开第2014-148124号)。

发明内容

在将以上公开物中描述的技术应用于带有多个凸起和凹陷的形状复杂的模制产品时，连续纤维可能被切割或起皱。因此，模制产品被划分并且然后被结合，然而，模制产品的强度可能因此降低。

本公开提供一种能够实现提高的强度的树脂壳体。

根据本公开，提供一种树脂壳体，该树脂壳体包括连续纤维片材和被结合到该连续纤维片材的树脂部件。连续纤维片材包括形成树脂壳体的底表面的底表面部、从底表面部立起并形成树脂壳体的周壁的立壁部，和其中将底表面部和立壁部彼此连接的连续纤维片材被沿周壁弯曲成台阶状的台阶部。树脂部件包括肋部，该肋部被结合到台阶部并从台阶部朝向树脂壳体的外边缘延伸。

根据这种构造，肋部能够提高树脂壳体的压缩强度，并且台阶部能够提高树脂壳体的拉伸强度。因此，能够针对在正交于周壁的方向上产生的应力提高树脂壳体的周壁的强度。

在树脂壳体中，树脂部件包括多个肋部。由于该多个肋部接收压缩应力，因此能够进一步提高树脂壳体的压缩强度。

树脂壳体在平面视图中基本上为多边形形状，并且肋部被设置在该多边形的边的中央部中。由于通过在树脂壳体的周壁中强度在结构上相对较低的多边形的边的中央部中设置肋部进行增强，能够有效地提高树脂壳体的周壁的强度。

在树脂壳体中，肋部基本上正交于底表面延伸。由于肋部能够接收从上方被施加到台阶部的应力，因此能够进一步提高树脂壳体的强度。

在树脂壳体中，树脂部件包括横向肋部，该横向肋部被布置成比肋部更靠近树脂壳体的外边缘并且基本上平行于底表面延伸。当从树脂壳体的外侧施加沿着正交于周壁的方向的应力时，应力能够通过横向肋部传播并且能够在横向方向上分布，并且因此能够避免局部应力集中的发生。因此，能够进一步提高树脂壳体的强度。

在树脂壳体中，树脂部件包括多个横向肋部。应力通过该多个横向肋部分布，从而能够进一步提高树脂壳体的强度。

在树脂壳体中，横向肋部被设置在多边形的边的中央部中。由于通过在树脂壳体的周壁中强度在结构上相对较低的多边形的边的中央部中设置横向肋部进行增强，能够有效地提高树脂壳体的周壁的强度。

当结合附图时，通过以下对本公开的详细描述，本公开的前述和其他目的、特征、方面和优点将变得更加明显。

附图说明

图1是根据实施例的树脂壳体的平面视图。

图2是树脂壳体的沿图1中所示的II-II线的横截面视图。

图3是树脂壳体的沿图2中的箭头III所示的方向的局部底视图。

图4是树脂壳体的沿图1中的箭头IV所示的方向的侧视图。

具体实施方式

下面将参考附图描述实施例中的树脂壳体。在下面示出的实施例中相同或基本相同的元件具有所分配的相同的附图标记，并且不再重复多余的描述。

图1是根据实施例的树脂壳体1的平面视图。图1所示树脂壳体1包括在平面视图中基本上为矩形的底表面4，和在底表面4的边缘部中从底表面4立起的周壁。树脂壳体1在平面视图中基本上是长方形的。尽管在该实施例中的树脂壳体1是二维地在角部中平缓地弯曲的多边形形状而不是精确多边形的形状，但是在这里大致多边形形状包括这样的形状。树脂壳体1通过其底表面4和围绕底表面4的四个周壁限定向上打开的容纳空间，并且树脂壳体1被构造为能够在该容纳空间中容纳物品。

树脂壳体1包括在平面视图中形成外边缘部的外边缘5A、5B、5C和5D。外边缘5A、5B、5C和5D线性地延伸。外边缘5A和外边缘5C基本上彼此平行地延伸。外边缘5B和外边缘5D基本上彼此平行地延伸。外边缘5A和5C基本上正交于外边缘5B和5D地延伸。如图1所示，外边缘5B和5D在树脂壳体1的平面视图中延伸的方向在此被定义为X方向，并且外边缘5A和5C延伸的方向被定义为Y方向。X方向和Y方向彼此正交。

基本上平行在这里包括其中多条直线或多个平面彼此精确平行的示例和其中虽然直线或平面并不精确地相互平行延伸但是在多条直线或多个平面之间形成的角度足够小(例如，不大于10°)的示例。基本上正交或基本上垂直在这里包括其中多条直线或多个平面形成严格直角的示例并且包括其中虽然直线或平面不形成严格直角但是在多条直线或多个平面之间形成的角度足够接近直角(例如不小于80°并且不大于100°)的示例。

树脂壳体1包括连续纤维片材10和树脂部件20。树脂壳体1的底表面4由连续纤维片材10形成。树脂壳体1的重量减轻是通过在树脂壳体1中包括连续纤维片材10来实现的。

连续纤维片材10是片材形式的基材，其中连续纤维被掩埋在热塑性树脂中，并且它被称为有机片材。连续纤维例如是玻璃纤维。例如，采用聚酰胺6作为热塑性树脂。连续纤维在连续纤维片材10中沿多个方向延伸。连续纤维至少包括沿X方向延伸的连续纤维和沿Y方向延伸的连续纤维。连续纤维片材10包括网中的连续纤维，在该网中，在不同方向上延伸的连续纤维彼此相交(通常彼此正交)。

连续纤维片材10包括台阶部16，在此处，连续纤维片材10在树脂壳体1的周壁附近折叠。台阶部16的细节将在后面描述。

树脂部件20是通过注射成型而模制的，并且形状自由度高。树脂部件20通过嵌件成型被结合到连续纤维片材10，由此，通过将热塑性树脂注入连续纤维片材10在此处被布置在模制空间中的模具中并且使热塑性树脂固化，连续纤维片材10和热塑性树脂被相互集成。例如，采用含有玻璃纤维的聚酰胺6作为将被注入的热塑性树脂。按照重量，玻璃纤维的含量例如为30％。可以同时执行通过压制连续纤维片材10进行的模制和树脂部件20的注射成型。

树脂部件20包括形成树脂壳体1的周壁的周壁形成部28。周壁形成部28包括具有向上弯曲的上端的边缘部29。边缘部29的外周缘限定树脂壳体1的外边缘5A、5B、5C和5D。

图2是树脂壳体1的沿图1中所示的II-II线的横截面视图。图2中所示的Z方向是正交于X方向和Y方向的方向，并且它是垂直于图1中的纸面的方向。X方向、Y方向和Z方向限定三维直角坐标系。树脂壳体1的底表面4沿X方向和Y方向延伸并且存在于XY平面上。图2所示的树脂壳体1的周壁6A是树脂壳体1的周壁的、被布置在外边缘5A附近的一部分的周壁并沿Y方向和Z方向延伸。

如图2中所示，连续纤维片材10包括形成树脂壳体1的底表面4的底表面部12和形成树脂壳体1的周壁6A的立壁部14。台阶部16将底表面部12和立壁部14彼此连接。台阶部16被设置在立壁部14的根部处。台阶部16突出到树脂壳体1中的内部空间中。当连续纤维片材10被折叠以突出到树脂壳体1中的容纳空间中时，台阶部16形成。

通过沿着底表面部12的周缘部在平面视图中延伸的方向(图2中所示的实施例中的Y方向)折叠连续纤维片材10，台阶部16在底表面部12的周缘部中形成。通过在三个折叠位置16A、16B和16C处折叠连续纤维片材10来形成台阶部16。通过将连续纤维片材10折叠至少两次(在图2所示实施例中为三次)来形成台阶部16。

在图2中所示的折叠位置16A、16B和16C处，连续纤维片材10沿垂直于图2中的纸面的方向，即沿Y方向弯曲。通过沿着周壁6A类似台阶地弯曲连续纤维片材10而形成图2所示台阶部16。通过类似曲柄地弯曲连续纤维片材10而形成台阶部16。台阶部16呈类似阶梯的形状，其限定了距底表面部12的高度差。

台阶部16包括竖直表面部17和横向表面部18。竖直表面部17在折叠位置16A和折叠位置16B之间形成。竖直表面部17从形成底表面4的底表面部12的外周缘基本垂直地立起。横向表面部18在折叠位置16B和折叠位置16C之间形成。横向表面部18基本上平行于底表面部12从竖直表面部17的上边缘朝向树脂壳体1的外边缘5A延伸。横向表面部18的一个边缘通向竖直表面部17的上边缘并且横向表面部18的另一个边缘通向立壁部14的下边缘。

立壁部14被沿着是树脂部件20的局部特征的周壁形成部28设置。立壁部14和周壁形成部28彼此一体地结合。在上述嵌件成型时，立壁部14和周壁形成部28被集成。

树脂部件20包括肋部22。肋部22被结合到连续纤维片材10的台阶部16。在上述嵌件成型时，台阶部16和肋部22被集成。

肋部22被结合到台阶部16的竖直表面部17，并从竖直表面部17朝向树脂壳体1的外边缘5A延伸。在X方向上，肋部22被布置在台阶部16和树脂壳体1的外边缘5A之间。肋部22被结合到台阶部16的横向表面部18，并从横向表面部18朝向树脂壳体1的底表面4延伸。在Z方向上，肋部22被布置在台阶部16和树脂壳体1的底表面4之间。

肋部22被布置成与台阶部16的竖直表面部17和横向表面部18这两者接触并且被结合到竖直表面部17和横向表面部18这两者，使得肋部22到连续纤维片材10的结合强度得到增强。肋部22被布置在由台阶部16限定的阶形形状的内侧上。当树脂壳体1被布置成使得上述容纳空间向上打开时，肋部22被布置在台阶部16下方和树脂壳体1外侧。

图2中所示的肋部22沿X方向和Z方向延伸。肋部22存在于XZ平面上。肋部22基本上正交于台阶部16的竖直表面部17延伸并且基本上正交于横向表面部18延伸。肋部22基本上正交于底表面部12和立壁部14这两者延伸。肋部22基本上正交于树脂壳体1的底表面4和周壁6A延伸。

树脂部件20包括横向肋部24。横向肋部24沿X方向和Y方向延伸。横向肋部24在XY平面上延伸。图2所示横向肋部24具有细长平板形状，其纵向方向在Y方向上延伸。横向肋部24基本上平行于树脂壳体1的底表面4延伸。横向肋部24基本上正交于肋部22延伸。

横向肋部24被布置成比肋部22更靠近树脂壳体1的外边缘5A。横向肋部24的一对长边中的一个长边与肋部22相反并且被结合到肋部22并与其集成。横向肋部24的该对长边中的另一个长边面对树脂壳体1的外侧，并且限定树脂壳体1的外边缘5A。

树脂壳体1包括多个(在图2中所示的实施例中为三个)横向肋部24。横向肋部24被彼此平行地布置成彼此成一定间隔地在Z方向上对准。

树脂部件20包括竖直肋部26。图2所示竖直肋部26沿X方向和Z方向延伸。图2所示竖直肋部26在XZ平面上延伸。竖直肋部26具有细长板的形状，其纵向方向在Z方向上延伸。竖直肋部26基本上平行于肋部22延伸。竖直肋部26基本上正交于周壁形成部28延伸。竖直肋部26基本上正交于横向肋部24延伸。

竖直肋部26被布置在树脂部件20的边缘部29和在该多个横向肋部24中位于最上面(位于距边缘部29最小距离处)的横向肋部24之间。竖直肋部26的上端被结合到边缘部29的下表面。竖直肋部26的下端被结合到横向肋部24的上表面。竖直肋部26的一对长边中的一个长边与周壁形成部28相对并且在被结合到周壁形成部28时被集成。竖直肋部26的一对长边中的另一个长边面对树脂壳体1的外侧并且限定树脂壳体1的外边缘5A。

图3是树脂壳体1的沿图2中的箭头III所示的方向的局部底视图。图2示出树脂壳体1沿图3中箭头II所示方向的横截面。如图3所示，树脂部件20包括多个肋部22。肋部22被平行地布置成彼此隔开一定距离地在Y方向上对准。当从下方观察树脂壳体1时，能够在相邻的肋部22之间看到限定台阶部16的横向表面部18。

图4是树脂壳体1的沿图1中的箭头IV所示的方向的侧视图。图2示出树脂壳体1沿图4中的箭头II-II的横截面。如图4所示，肋部22、横向肋部24和竖直肋部26被设置在树脂壳体1的周壁6A沿Y方向的中央部中，并且它们形成高刚性部分。如图1所示，树脂壳体1在平面视图中是基本上长方形的，并且高刚性部分被设置在长方形形状的一边的中央部中。

在根据上述实施例的树脂壳体1中，如图2中所示，连续纤维片材10包括被弯曲成台阶状的台阶部16，并且树脂部件20包括从台阶部16朝向树脂壳体1的外边缘5A延伸的肋部22。根据这种构造，当沿着正交于周壁6A的方向(沿着图2中的X方向)的应力被从树脂壳体1的外侧施加到周壁6A时，该应力从肋部22到连续纤维片材10顺序地传播。肋部22提高了树脂壳体1的压缩强度，并且连续纤维片材10的台阶部16提高了树脂壳体1的拉伸强度。因此，能够针对产生的应力提高树脂壳体1的周壁6A的强度。

如图3和图4中所示，树脂部件20包括多个肋部22。当该多个肋部22接收压缩应力时，能够进一步提高树脂壳体1的压缩强度。

如图1中所示，树脂壳体1在平面视图中基本上为四边形形状。如图4所示，肋部22被设置在该四边形的一边的中央部中。由于通过在在树脂壳体1的周壁6A中强度在结构上相对较低的四边形的边的中央部中设置肋部22来增强中央部，能够有效地提高树脂壳体1的周壁6A的强度。

如图2中所示，肋部22基本上正交于树脂壳体1的底表面4延伸。因此，肋部22接收从上方(沿图2中的Z方向)施加到台阶部16的应力。由于肋部22在竖直方向上提高了台阶部16的强度，所以当物品被放置在台阶部16的横向表面部18上时，该物品能够被以更稳定的方式支撑。因此，能够进一步提高树脂壳体1的强度。

如图2和图4中所示，树脂部件20还包括横向肋部24。横向肋部24被布置成比肋部22更靠近树脂壳体1的外边缘5A，并且基本上平行于树脂壳体1的底表面4延伸。根据这种构造，当沿着正交于周壁6A的方向(图2中的X方向)的应力被从树脂壳体1的外侧施加到周壁6A时，该应力能够通过横向肋部24传播并且能够被沿着横向方向(在该实施例中Y方向)分布。由于能够避免局部应力集中的发生，因此能够进一步提高树脂壳体1的强度。

如图2中所示，树脂部件20包括多个横向肋部24。根据应力通过该多个横向肋部24分布的这种构造，能够进一步提高树脂壳体1的强度。

如图4中所示，横向肋部24在平面视图中设置在由树脂壳体1限定的四边形的一边的中央部中。由于通过在树脂壳体1的周壁6A中强度在结构上相对较低的四边形的边的中央部中设置横向肋部24来增强中央部，能够有效地提高树脂壳体1的周壁6A的强度。

在以上实施例中，描述了通过在树脂壳体1的外边缘5A附近设置台阶部16、肋部22和横向肋部24来提高周壁6A的强度的技术。还能够在树脂壳体1的其他外边缘5B、5C和5D附近设置与实施例中的那些类似的台阶部16、肋部22和横向肋部24，以形成高刚性部分，使得树脂壳体1的四个周壁都能够得到增强，并且能够实现树脂壳体1的强度的进一步提高。

在该实施例中描述了存在通过在三个折叠位置16A、16B和16C处弯曲台阶部16而形成一个台阶的示例。台阶部16可以被形成为包括多个台阶的阶梯，这些台阶交替地包括基本上平行于底表面部12地延伸的多个横向表面部和在基本上正交于底表面部12时向上延伸的多个竖直表面部。通过以多个台阶形成台阶部16，能够进一步提高树脂壳体1的强度。

尽管在该实施例中每个肋部22都是平板形式的，但是肋部22可以是这样的形状，即平板的一部分被切掉，只要它能够接收在台阶部16和树脂壳体1的外边缘之间的压缩应力。

树脂壳体1的底表面4不限于大致矩形形状，而是可以是任何四边形形状，并且另外地，它可以是任何基本上多边形的形状而不限于四边形形状。通过在多边形的边的中央部中设置包括与实施例中的那些类似的肋部和横向肋部的高刚性部分，能够类似地获得提高树脂壳体1的强度的效果。

示例

下面将描述示例。制成了如在实施例中描述地构造的树脂壳体1，并且重复施加和去除周壁6A沿Y方向的中央部的应力。由此评估使得树脂壳体1不被损坏的最大载荷。作为第一对照示例，类似地评价包括不带台阶部的连续纤维片材的树脂壳体，其中底表面部和周壁形成部彼此直接连接而没有置入台阶部。作为第二对照示例，类似地评价包括连续纤维片材的树脂壳体，该连续纤维片材仅包括底表面部而不包括从底表面部立起的形状。

结果表明，示例中的树脂壳体1能够表现出足以抵抗从树脂壳体1的外侧施加到周壁的应力的强度。第二对照示例中的树脂壳体的最大载荷小于示例的最大载荷的五分之一，并且第一对照示例中的树脂壳体的最大载荷小于示例的最大载荷的三分之一，并且它们两者在最大载荷方面均不足。当在示例中在树脂壳体1中施加超过最大载荷的载荷以引起树脂壳体1变形时，树脂壳体1的底表面4变形但是增强周壁的高刚性部分不被损坏。

因此，结果表明，通过在树脂壳体1中包括台阶部16和肋部22，能够足够地增强树脂壳体1的强度并且能够适当地保护被容纳在树脂壳体1中的物品。

尽管已经描述了本公开的实施例，但是应当理解，在这里公开的实施例在每个方面都是示意性的而非限制性的。本公开的范围由权利要求的条款限定，并且旨在包括在与权利要求的条款等同的范围和含义内的任何改型。

Claims (5)

1.一种树脂壳体，包括：

连续纤维片材；和

树脂部件，所述树脂部件被结合到所述连续纤维片材，

所述连续纤维片材包括：

底表面部，所述底表面部形成所述树脂壳体的底表面，

立壁部，所述立壁部从所述底表面部立起并且形成所述树脂壳体的周壁，和

台阶部，在所述台阶部中，将所述底表面部和所述立壁部彼此连接的所述连续纤维片材被沿所述周壁弯曲成台阶状，

所述树脂部件包括肋部，所述肋部被结合到所述台阶部并且从所述台阶部朝向所述树脂壳体的外边缘延伸，

其中，所述肋部基本上正交于所述底表面地延伸，

所述树脂部件还包括横向肋部，所述横向肋部被布置成比所述肋部更靠近所述树脂壳体的外边缘并且基本上平行于所述底表面延伸，并且

在沿着所述底表面部的方向上，所述肋部被布置在所述台阶部和所述树脂壳体的外边缘之间；并且，在沿着所述立壁部的方向上，所述肋部被布置在所述台阶部和所述树脂壳体的底表面之间。

2.根据权利要求1所述的树脂壳体，其中：

所述树脂部件包括多个肋部。

3.根据权利要求1或2所述的树脂壳体，所述树脂壳体在平面视图中基本上是多边形形状，其中

所述肋部被设置在所述多边形的边的中央部中。

4.根据权利要求1所述的树脂壳体，其中：

所述树脂部件包括多个横向肋部。

5.根据权利要求4所述的树脂壳体，所述树脂壳体在平面视图中基本上是多边形形状，其中

所述横向肋部被设置在所述多边形的边的中央部中。

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