JP2006212824A - 成形構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】 基体、特に繊維ボード等の低密度の基体を変形させることなく、その上に十分な接合力で成形体が接合された成形構造体を提供することを目的とする。
【解決手段】 ドアトリム１のトリムボード２は、植物等の繊維とこれを繋ぐようにポリプロピレンをバインダーとして含浸させて形成した基材２１と、これの表面に被覆した表皮２２とにより構成されている。固定型６２と移動型６３との間に形成されたキャビティ６５の開口を、トリムボード２によって閉塞した後、キャビティ６５内に熱可塑性樹脂材料を射出することにより、ブラケット３をトリムボード２上に成形する。ブラケット３のトリムボード２への接合部３３は、ブラケット３の外周縁に配置され基材２１上に延びた線状部３４と、線状部３４から基材２１上をブラケット３の外方に向けて突出した枝部３５により構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基体上に成形体が接合された成形構造体に関する。

基体上に、合成樹脂材料による成形体が接合された成形構造体に関する従来技術があった（例えば、特許文献１参照）。これは、成形型内のキャビティを閉塞するように基体を配置し、キャビティ内に熱可塑性樹脂材料を注入して形成されるものである。この技術において、その信頼性の向上を目的として、成形体の基体への接合力を増大させるためには、成形体の基体への接合面積を大きくする必要があった。ここで、成形体の基体への接合部は、接合後に成形体の冷却により収縮するため、その接合面積を大きくすると接合部の収縮が著しくなり、接合部と基体との間の収縮率の差に起因して、基体が繊維ボードなど低密度の場合、基体が接合面の反対側を凸にしてそりあがり、その意匠上の課題となっていた。すなわち、成形体の基体への接合面積は、その接合力と外観上の要求品質との間において、相反する条件となっていた。
特開２００２−３５５８４８公報（第７図）

本発明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、基体、特に繊維ボード等の低密度の基体を変形させることなく、その上に十分な接合力で成形体が接合された成形構造体を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、基体上に熱可塑性樹脂材料による成形体を接合して形成した成形構造体において、前記成形体の前記基体への接合部は、前記基体の接合面上に延びる線状部と、この線状部から前記接合面上に突出した枝部とによって形成されたことを特徴とする成形構造体とした。

請求項２の発明は、前記線状部は前記成形体の外周縁に形成され、前記枝部は前記外周縁から一方あるいは他方へ前記接合面上に突出していることを特徴とする請求項１記載の成形構造体とした。

請求項３の発明は、前記線状部からは複数の前記枝部が突出し、前記枝部は前記線状部上において、互いに略等間隔に配置されたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の成形構造体とした。

請求項４の発明は、前記基体は繊維と、この繊維を繋ぐ前記熱可塑性樹脂材料によるバインダーとにより形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の成形構造体とした。

＜請求項１の発明＞
成形体の基体への接合部は、基体の接合面上に延びる線状部と、この線状部から接合面上に突出した枝部とによって形成されたことにより、接合部の接合面積を減少させて、特に低密度の基体に対して、収縮による接合時の基体の変形を低減するとともに、線状部から突出した枝部が基体に接合することにより、成形体の基体への接合力の低下を防ぐことができる。

＜請求項２の発明＞
線状部は成形体の外周縁に配置され、枝部は外周縁から一方あるいは他方へ接合面上に突出していることにより、成形体全体を基体上に安定して保持することができる。

＜請求項３の発明＞
線状部からは複数の枝部が突出し、枝部は線状部上において、互いに略等間隔に配置されたことにより、各枝部の請け負う接合力を均等にすることができ、成形体の基体への接合力を安定させることができる。

＜請求項４の発明＞
基体は繊維と、この繊維を繋ぐ熱可塑性樹脂材料によるバインダーとにより形成されていることにより、成形体の熱可塑性樹脂材料が基体の繊維に絡まる上に、成形体と基体の樹脂材料同士が相融して固化するため、成形体が基体に強固に接合される。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１乃至図８によって説明する。本実施形態による成形構造体は、車両ドアを構成するドアトリム１である。図１に示すように、ドアトリム１は本発明の基体に該当するトリムボード２上に、本発明の成形体に該当するブラケット３が固着されることにより形成されている。尚、本来、トリムボード２の一面には複数のブラケット３が取り付けられているが、図１においては、トリムボード２を破断させて、一つのブラケット３の取付部位のみを示している。

平板状のトリムボード２は、木材などを解織して得た木質繊維、あるいはケナフ等の靭皮植物繊維に熱可塑性樹脂材料であるポリプロピレンを含浸させた基材２１と、基材２１上に合成皮革、天然皮革あるいは繊維によって形成された表皮２２が被覆されることにより構成されている。本実施形態において、ポリプロピレンは植物繊維を繋ぐバインダーとしての役割を果たしているが、基材２１をポリプロピレンあるいは、その他の熱可塑性樹脂材料のみにて形成する、もしくはポリエチレンテレフタレート等のポリプロピレン以外の熱可塑性樹脂材料と植物繊維との混合物にて形成してもよい。

ブラケット３はポリプロピレンによって一体に形成され、図１に示すように、外周面が傾斜した筒体をおよそ半割りしたような形状をしており、その大径側がトリムボード２の基材２１に接合されている。また、ブラケット３の先端部には、略半円状の平坦な立壁３１が設けられ、その端部には真円状の切欠３２が形成されている。一方、ブラケット３のトリムボード２への接合部３３は、その外周縁を線状部３４に形成し、接合面であるトリムボード２上に延びており、これから、細く形成された複数の板状の枝部３５が、トリムボード２上に突出している。

図１および図２に示すように、線状部３４はブラケット３の側面の端部に形成され、ブラケット３の板厚と同等もしくは、やや広い幅を有し、トリムボード２上を略半円周状に細く延びている。また、複数の枝部３５は、線状部３４上において互いに等間隔に配置され、各々ブラケット３の外周縁から、トリムボード２上をブラケット３の外方（線状部３４の一方）に向けて放射状に突出している。ブラケット３の切欠３２に、図示しないクリップを固定し、このクリップを車両ドアの図示しないインナパネルの係止部に係合させることにより、ドアトリム１は車両ドアに取り付けられる。

次に、トリムボード２にブラケット３を成形する成形装置５について、図３に基づいて説明する。説明中、図３において右方を移動型６３および型ホルダー６４の前方とする。本実施形態による成形装置５は、成形材料導入装置５０、成形型移動装置６０、基体搬送装置７０を備えている射出成形装置である。成形型移動装置６０を構成する固定型６２は、支持体６１の上端部６１ａに形成された収容孔６１ｂ内に、下方に垂下するように、溶接、圧入等で固定されている。支持体６１は、おおよそ逆Ｌ字状をしており、その下端部６１ｃが基体搬送装置７０の上部に固定されるとともに、その側端部６１ｄには成形型移動装置６０の移動用アクチュエータ６７が取り付けられている。

移動型６３は、型ホルダー６４に複数の取付ボルト６４ａによって固定されている。移動型６３は前方部に型面６３ａを有し（図４示）、これが固定型６２の型面６２ａと対向するように配置され、型面６２ａと型面６３ａとの間には、キャビティ６５が形成される（図５示）。図４に示されたように、固定型６２と移動型６３は、下方に上述したトリムボード２が配置されていない状態において、外部に向いた開口を有している。そして開口には、キャビティ６５の外方に枝部形成部６５ａが等間隔で設けられている。移動型６３は、その上端部が固定型６２のキャビティ上面６２ｂに当接しながら、固定型６２に対して図３において左右方向に相対移動可能に係合している。

また、移動型６３に固定された型ホルダー６４は、成形型移動装置６０を構成するスライドシャフト６８の前端部に固着されている。スライドシャフト６８は、やはり成形型移動装置６０を構成する移動用アクチュエータ６７に接続されており、リング状のガイド部材６９を介して、支持体６１の側端部６１ｄに形成されたスライド孔６１ｅ内に、移動可能に挿通されている。移動用アクチュエータ６７は、電動モータによるアクチュエータ、エアシリンダ、油圧シリンダ、電磁ソレノイドアクチュエータ等のあらゆるものが使用可能であり、これによりスライドシャフト６８を左右方向に移動させる。スライドシャフト６８の作動により、移動型６３および型ホルダー６４が固定型６２に対して移動することができる。

成形型移動装置６０は、図示しないコントローラによって制御され、コントローラは移動型６３を前進（図３において右方へと移動）させて、図５に示された位置（成形位置）まで移動させて、それ以上前方へ移動させることはない。この位置において、コントローラは、例えば、移動用アクチュエータ６７の電動モータに取り付けられたパルスエンコーダにより、その回転位置を検出し、それに基づいて移動用アクチュエータ６７を停止させる。あるいは、移動型６３または型ホルダー６４の位置を検出する、図示しないリミットスイッチが発生する信号に基づいて、移動用アクチュエータ６７を停止させてもよい。成形位置において、キャビティ６５の大きさは最小となり、その形状は形成されるブラケット３の形状と一致している。

一方、移動型６３および型ホルダー６４が後退して、上述した成形位置よりも固定型６２から離れた位置（開型位置）にある状態となった時（図４および図８示）、上述したパルスエンコーダによって検出された移動用アクチュエータ６７の電動モータの回転位置に基づいて、移動用アクチュエータ６７の作動を停止させる、あるいは型ホルダー６４に取り付けられた図示しないリミットスイッチが、支持体６１の側端部６１ｄと当接して停止信号を発信し、これを受信したコントローラが移動用アクチュエータ６７の作動を停止させる。

基体搬送装置７０は上述したコントローラにより制御され、支持体６１の下端部６１ｃが固定された箱体７１と、この上に取り付けられた台座７２を有している。箱体７１内には移動用アクチュエータ６７と同様の搬送用アクチュエータ７３が収容され、この搬送用アクチュエータ７３からは作動シャフト７４が上方に向けて延びており、その上端部には押圧部７５が固着されている。押圧部７５の上端面には、合成ゴムあるいは合成樹脂材料にて平板状に形成された撓み可能なクッション部７６が、接着剤等にて固定されている。

押圧部７５は、搬送用アクチュエータ７３の働きにより作動シャフト７４を介して上昇し、クッション部７６を介して後述するトリムボード２を持ち上げ、固定型６２および移動型６３の下端部に当接させて、キャビティ６５の開口を閉塞した状態で最上位置となる。搬送用アクチュエータ７３は、その最下位置および最上位置において、移動用アクチュエータ６７と同様に、搬送用アクチュエータ７３の図示しない電動モータの回転位置を検知して、あるいはリミットスイッチ等を使用して停止させられる。また、支持体６１の柱部６１ｆには、後述するように、トリムボード２を左右方向に搬送する際に、その位置決めのために使用される基体ガイド６６が取り付けられている。

成形材料導入装置５０はコントローラによって制御され、支持体６１の上方に配置され、その下端部は固定型６２の上端部に挿入されている。成形材料導入装置５０は、内部に導入シリンダ５２を有したシリンダボデー５１を備えており、導入シリンダ５２内には導入用アクチュエータ５３の押圧プランジャ５４が嵌合している。導入用アクチュエータ５３は、移動用アクチュエータ６７と同様のもので、これが作動することにより、押圧プランジャ５４を上下方向に移動させる。また、押圧プランジャ５４の最上位置および最下位置においては、移動用アクチュエータ６７と同様に、リミットスイッチ等を使用して導入用アクチュエータ５３が停止させられる。導入シリンダ５２には、ポリプロピレン等の合成樹脂による成形材料ＭＺを貯蔵したホッパ５５が連通しており、常時、成形材料ＭＺを供給可能にしている。

シリンダボデー５１の下端部には、加熱ボデー５６が接続されており、その内部には溶融通路５７が形成されている。加熱ボデー５６の周囲には複数の電熱ヒータ５９が取り付けられ、溶融通路５７内の成形材料ＭＺが加熱されて溶融している。加熱ボデー５６の下端部は固定型６２の上端部に挿入されており、溶融通路５７の先端部に形成されたノズル５８から、溶融された成形材料ＭＺがキャビティ６５内に注入可能とされている。

次に、成形装置５を使用したブラケット３の、トリムボード２への接合方法について、図４乃至図８に基づいて説明する。最初に、図４に示したように、成形型移動装置６０の移動用アクチュエータ６７によって、移動型６３および型ホルダー６４が後退（図３において左方へ移動）させられた開型位置において、前回に成形されたブラケット３が払いだされた後、移動用アクチュエータ６７を再度作動させて、移動型６３を前進させて成形位置まで移動させ、固定型６２と移動型６３との間に、ブラケット３の外形と一致した形状のキャビティ６５を形成する（図５示）。

それとともに、トリムボード２を基材２１を上側にして、図示しないコンベアーまたはロボット等により、その先端部が基体ガイド６６に当接するまで、図４において右方へと運搬する。この状態において、トリムボード２は押圧部７５の真上に位置しているため、基体搬送装置７０の搬送用アクチュエータ７３を作動させることにより、押圧部７５を上昇させて、トリムボード２をクッション部７６上に載置させる（図４示）。その後、押圧部７５の上昇を継続することにより、トリムボード２が固定型６２および移動型６３の下端部に当接し、キャビティ６５の開口を下方より塞ぐ（図５示）。この時、トリムボード２はクッション部７６と固定型６２および移動型６３とにより挟圧されるが、クッション部７６が撓み可能であるため、トリムボード２に損傷等が発生することはない。

次に、成形材料導入装置５０の導入用アクチュエータ５３を作動させて押圧プランジャ５４を下降させ、溶融通路５７内の溶融した成形材料ＭＺを下方に向けて押圧して、ノズル５８によって上方からキャビティ６５内に所定圧で射出する（図６示）。成形材料ＭＺは枝部形成部６５ａを含んだキャビティ６５内に行き渡った後、温度が低下して硬化が進行し、キャビティ６５内にブラケット３が成形される（図７示）。この時、ノズル５８から注入された高温の成形材料ＭＺが、トリムボード２の基材２１の上に乗ることにより、基材２１に含まれる熱可塑性樹脂が融解して成形材料ＭＺと互いに溶融しあうことで、成形材料ＭＺの硬化後、接合部３３の線状部３４および枝部３５がトリムボード２に強固に接合される。

その後、成形型移動装置６０は、移動型６３を後退させ、再び開型位置まで移動させる。その後、基体搬送装置７０により押圧部７５を下降させ、トリムボード２と接合されたブラケット３を、固定型６２から下方に取り出す（図８示）。これ以降は、成形型移動装置６０により、再び移動型６３を前進させて、上述した工程を繰り返していく。

本実施形態によれば、ブラケット３のトリムボード２への接合部３３は、トリムボード２の接合面上に細く延びる線状部３４と、この線状部３４から接合面上に突出した細い枝部３５とによって形成されたことにより、ブラケット３の大径側の端部全面を（略半円状に）接合した場合に比べ、接合部３３の接合面積を減少させて、接合部３３の収縮によるトリムボード２の変形を低減することができる。また、線状部３４から突出した枝部３５がトリムボード２に接合されることにより、ブラケット３の接合力の低下を防ぐことができる。また、線状部３４はブラケット３の外周縁に配置され、枝部３５は外周縁からブラケット３の外方へと突出していることにより、ブラケット３全体をトリムボード２上に安定して保持することができる。

また、線状部３４からは複数の枝部３５が突出し、枝部３５は線状部３４上において、互いに等間隔に配置されたことにより、各枝部３５の請け負う接合力を均等にすることができ、ブラケット３のトリムボード２への接合力を安定させることができる。更に、トリムボード２は木質繊維または靭皮植物繊維と、この繊維を繋ぐポリプロピレンによるバインダーとにより形成されていることにより、ブラケット３のポリプロピレンが基体の繊維に絡まる上に（アンカー効果）、ブラケット３とトリムボード２の樹脂材料同士が相融して固化するため、ブラケット３がトリムボード２に強固に接合される。

＜実施形態１の変形例＞
図９は本発明による実施形態１の変形例を示す。本変形例によるブラケット３Ａは、実施形態１によるブラケット３に対して、その側面に接合部３３Ａ側に開口するスリット３６を設けている。これにより、ブラケット３Ａの線状部３４Ａは２分割されており、その各々から接合部３３Ａの外方に向けて一対の枝部３５が突出している。本変形例によるブラケット３Ａにおいては、実施形態１のものに比べ、その接合部３３Ａの面積がより低減されており、いっそうトリムボード２の変形の少ないドアトリム１Ａとすることができる。

＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図１０によって説明する。本実施形態によるブラケットは、実施形態１と同様に、接合部３３Ｂはブラケットの外周縁に配置された略半円周状の線状部３４を有している。この線状部３４からは、ブラケットの内側からブラケットの開口方向（線状部３４の他方）に向かって、複数の枝部３５Ｂが平行に突出している。枝部３５Ｂは実施形態１のものと同様に、線状部３４上において互いに等間隔に配置されており、それぞれブラケットのトリムボード２への接合力を、均等に負担している。本実施形態においては、枝部３５Ｂが線状部３４からブラケットの内側に、ブラケットの開口方向に向かって平行に突出しているため、トリムボード２上において接合部３３Ｂ全体の占めるスペースを低減でき、ブラケットがトリムボード２上において他の部材と干渉する虞れがなく、ブラケットを密集させて配置させることも可能となる。また、複数の枝部３５Ｂは移動型６３の移動方向に延びているため、成形完了後、移動型６３を後退させる際、枝部３５Ｂと移動型６３との干渉を防ぎ、型抜きを円滑に行うことができる。

＜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、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）本発明は、車両のドアトリム以外の部材にも適用可能である。
（２）線状部から枝部を接合面上の複数の方向に突出させることにより、その接合力を増大させることも可能である。
（３）線状部から突出する枝部は、基体の変形および成形体の接合力を考慮して、その数を適宜変更することが可能である。
（４）各枝部が実質的に均等な接合力を請け負うことができれば、他部材との干渉、型抜き等を考慮して、枝部を線状部上において正確に等間隔な位置でなく、若干移動した位置に設けることも可能である。
（５）基体は発泡体など、低密度で変形しやすい板状のもので形成されていても、本発明は適用可能である。

実施形態１によるドアトリムの部分斜視図である。 図１に示したブラケットの接合部の断面図である。 図１に示したドアトリムを製造するために、トリムボード上にブラケットを成形する装置の全体図である。 図３に示した成形装置において、成形前に成形型が開型位置にあるところを示した断面図である。 樹脂材料を射出する前に、成形型を閉じてキャビティを形成したところを示した断面図である。 キャビティ内に樹脂材料を射出したところを示した断面図である。 キャビティ内で樹脂材料が硬化したところを示した断面図である。 再び、成形型を開型位置に移動させ、ブラケットを払い出したところを示した断面図である。 実施形態１の変形例によるドアトリムの部分斜視図である。 実施形態２によるブラケットの接合部の断面図である。

符号の説明

１、１Ａ…ドアトリム
２…トリムボード
３、３Ａ…ブラケット
２１…基材
３３、３３Ａ、３３Ｂ…接合部
３４、３４Ａ…線状部
３５、３５Ｂ…枝部

Claims (4)

1. 基体上に熱可塑性樹脂材料による成形体を接合して形成した成形構造体において、
   前記成形体の前記基体への接合部は、前記基体の接合面上に延びる線状部と、この線状部から前記接合面上に突出した枝部とによって形成されたことを特徴とする成形構造体。
2. 前記線状部は前記成形体の外周縁に形成され、前記枝部は前記外周縁から一方あるいは他方へ前記接合面上に突出していることを特徴とする請求項１記載の成形構造体。
3. 前記線状部からは複数の前記枝部が突出し、前記枝部は前記線状部上において、互いに略等間隔に配置されたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の成形構造体。
4. 前記基体は繊維と、この繊維を繋ぐ前記熱可塑性樹脂材料によるバインダーとにより形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の成形構造体。

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