JP2016041491A - 複合成形体及びその成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ショートの発生を抑制しつつ異材同士を確実に接合させる複合成形体を提供する。
【解決手段】強化繊維を含有する熱可塑性の樹脂基材１２を予熱してその樹脂基材１２に膨張部を形成した後に、樹脂基材１２をプレスし、且つ樹脂基材１２に溶融樹脂を射出して固化させることで取付部材１４を一体に形成した複合成形体１０であって、樹脂基材１２は、低密度部１２ａと、その低密度部１２ａに隣接して設けられたその低密度部１２ａよりも密度が高い高密度部１２ｂとを、備え、取付部材１４は、溶融樹脂の一部が低密度部１２ａに浸透させられて樹脂基材１２と接合されたものであることから、低密度部１２ａに浸透させられる溶融樹脂が、その低密度部１２ａに隣接して設けられた高密度部１２ｂにおいてせき止められ、樹脂基材１２内に前記溶融樹脂が必要以上に浸透するのを好適に抑制できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、複合成形体及びその成形方法に関し、特に、ショートの発生を抑制しつつ異材同士を確実に接合させるための改良に関する。

強化繊維を含有する熱可塑性の樹脂基材を予熱してその樹脂基材に膨張部を形成する予熱工程と、前記樹脂基材をプレスするプレス工程と、前記樹脂基材に溶融樹脂を射出して固化させることで取付部材を一体に形成する射出成形工程とを、含む複合成形体の成形方法が知られている。例えば、特許文献１に記載された複合成形体の製造方法がその一例である。この技術によれば、１台の竪型プレス機に、強化繊維含有熱可塑性樹脂をプレス動作による型締動作と連動させて型内に射出する射出成形用ステーションを設けると共に、その射出成形用ステーション以外の他工程用ステーションを少なくとも１つ併設するものであるため、比較的小さな装置スペースにて、短時間のうちに効率よく複合成形体を製造できるとされている。

特開２０１２−１０６４９０号公報

前記従来の技術では、前記樹脂基材に溶融樹脂を射出して固化させる際、その溶融樹脂の一部が前記樹脂基材に浸透させられて固化させられることで、その射出成形に係る部分が所謂アンカー効果により前記樹脂基材と強固に接合される。しかし、前記従来の技術では、前記樹脂基材に浸透する前記溶融樹脂の量（浸透量）を制御できないため、本来成形が所望される場所に前記溶融樹脂が流動せず、ショートが発生するおそれがあった。このような課題は、複合成形体の品質向上を意図して本発明者等が鋭意研究を続ける過程において新たに見出したものである。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、ショートの発生を抑制しつつ異材同士を確実に接合させる複合成形体及びその成形方法を提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本第１発明の要旨とするところは、強化繊維を含有する熱可塑性の樹脂基材を予熱してその樹脂基材に膨張部を形成した後に、前記樹脂基材をプレスし、且つ前記樹脂基材に溶融樹脂を射出して固化させることで取付部材を一体に形成した複合成形体であって、前記樹脂基材は、低密度部と、その低密度部に隣接して設けられたその低密度部よりも密度が高い高密度部とを、備え、前記取付部材は、前記溶融樹脂の一部が前記低密度部に浸透させられて前記樹脂基材と接合されたことを特徴とするものである。

前記第１発明によれば、強化繊維を含有する熱可塑性の樹脂基材を予熱してその樹脂基材に膨張部を形成した後に、前記樹脂基材をプレスし、且つ前記樹脂基材に溶融樹脂を射出して固化させることで取付部材を一体に形成した複合成形体であって、前記樹脂基材は、低密度部と、その低密度部に隣接して設けられたその低密度部よりも密度が高い高密度部とを、備え、前記取付部材は、前記溶融樹脂の一部が前記低密度部に浸透させられて前記樹脂基材と接合されたものであることから、前記低密度部に浸透させられる前記溶融樹脂が、その低密度部に隣接して設けられた前記高密度部においてせき止められ、前記樹脂基材内に前記溶融樹脂が必要以上に浸透するのを好適に抑制できる。すなわち、ショートの発生を抑制しつつ異材同士を確実に接合させる複合成形体を提供することができる。

前記第１発明に従属する本第２発明の要旨とするところは、前記高密度部は、前記樹脂基材の予熱時に、その樹脂基材における前記高密度部に相当する部分に吸熱板が設けられた状態で予熱されることで形成されたものである。このようにすれば、前記吸熱板の形状及び配置等を適宜設定することで、前記樹脂基材内の所定位置に前記低密度部及び前記高密度部を実用的な態様で形成することができる。

前記第１発明に従属する本第３発明の要旨とするところは、前記高密度部は、前記樹脂基材のプレス時に、その樹脂基材における前記高密度部に相当する部分が前記低密度部に相当する部分よりも大きく圧縮させられることで形成されたものである。このようにすれば、例えば前記樹脂基材のプレス用の金型において前記高密度部に相当する部分に突起部を設けてプレスを行うこと等により、前記樹脂基材内の所定位置に前記低密度部及び前記高密度部を実用的な態様で形成することができる。

前記第１発明から第３発明の何れかに従属する本第４発明の要旨とするところは、前記低密度部はダッシュパネルに相当し、前記取付部材はペダルサポート又はペダルブラケットを備えたペダルモジュールに相当するものである。このようにすれば、複合成形体としてのダッシュパネルの成形において、ショートの発生を抑制しつつ異材同士を確実に接合させることができる。

前記第１発明から第３発明の何れかに従属する本第５発明の要旨とするところは、前記低密度部は防音パネルに相当し、前記取付部材は前記防音パネル相互の接続部に相当するものである。このようにすれば、複合成形体としての防音パネルの成形において、ショートの発生を抑制しつつ異材同士を確実に接合させることができる。

前記第２発明に従属する本第６発明の要旨とするところは、前記吸熱板は、その厚み方向に少なくとも１つの孔部が貫通して設けられたものである。このようにすれば、孔部を形成した箇所では吸熱量が小さくなり前記樹脂基材の膨張率が高くなるため、前記樹脂基材内の所定位置に前記低密度部及び前記高密度部を実用的な態様で形成することができる。

前記目的を達成するために、本第７発明の要旨とするところは、強化繊維を含有する熱可塑性の樹脂基材を予熱してその樹脂基材に膨張部を形成する予熱工程と、前記樹脂基材をプレスするプレス工程と、前記樹脂基材に溶融樹脂を射出して固化させることで取付部材を一体に形成する射出成形工程とを、含む複合成形体の成形方法であって、前記樹脂基材に、低密度部と、その低密度部に隣接するその低密度部よりも密度が高い高密度部とを、形成する高低密度部形成工程を含み、前記射出成形工程は、前記高低密度部形成工程により形成された前記低密度部に前記溶融樹脂の一部を浸透させて、前記取付部材を前記樹脂基材と接合させることを特徴とするものである。このようにすれば、前記低密度部に浸透させられる前記溶融樹脂がその低密度部に隣接して設けられた前記高密度部においてせき止められ、前記樹脂基材内に前記溶融樹脂が必要以上に浸透するのを好適に抑制できる。すなわち、ショートの発生を抑制しつつ異材同士を確実に接合させる複合成形体の成形方法を提供することができる。

前記第７発明に従属する本第８発明の要旨とするところは、前記高低密度部形成工程は、前記予熱工程において、前記樹脂基材における前記高密度部に相当する部分に吸熱板が設けられた状態で前記樹脂基材を予熱することで前記低密度部及び前記高密度部を形成するものである。このようにすれば、前記吸熱板の形状及び配置等を適宜設定することで、前記樹脂基材内の所定位置に前記低密度部及び前記高密度部を実用的な態様で形成することができる。

前記第７発明に従属する本第９発明の要旨とするところは、前記高低密度部形成工程は、前記プレス工程において、前記樹脂基材における前記高密度部に相当する部分を前記低密度部に相当する部分よりも大きく圧縮させることで前記低密度部及び前記高密度部を形成するものである。このようにすれば、例えば前記樹脂基材のプレス用の金型において前記高密度部に相当する部分に突起部を設けてプレスを行うこと等により、前記樹脂基材内の所定位置に前記低密度部及び前記高密度部を実用的な態様で形成することができる。

本発明の一実施例である複合成形体の構成を概略的に示す図である。 図１の複合成形体における一部構成を具体的に例示する図である。 図１の複合成形体における一部構成を具体的に例示する図である。 本発明の複合成形体の成形方法の一例の要部を説明する工程図である。 本発明の複合成形体の成形方法の他の一例の要部を説明する工程図である。 図４に示す成形方法に対応する、本発明の複合成形体の成形方法を時系列で説明する図である。 図４に示す成形方法の予熱工程において、樹脂基材に高密度部を形成するために用いられる吸熱板の一例を示す斜視図である。 図５に示す成形方法に対応する、本発明の複合成形体の成形方法を時系列で説明する図である。 本発明の複合成形体の具体的な一構成例を例示する斜視図である。 図９のＡ−Ａ断面図である。 図９のＢ−Ｂ断面図である。 図９のＣ−Ｃ断面図である。 本発明の複合成形体の具体的な一構成例を例示する平面図である。 図１３のＤ−Ｄ断面図である。 図１３に示す複合成形体により衝撃が吸収される様子を説明する図である。 本発明との比較のために、従来の技術による複合成形体の成形方法を時系列で説明する図である。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明に用いる図面に関して、各部の寸法比等は必ずしも正確には描かれていない。

図１は、本発明の一実施例である複合成形体１０の構成を概略的に示す図であり、その複合成形体１０を厚み方向に切断した断面の構成を例示している。本実施例の複合成形体１０は、強化繊維を含有する熱可塑性の樹脂基材１２を、後述する図４或いは図５に示すような工程で加工することにより、例えば所定の厚みを有する板状に構成されたものである。前記樹脂基材１２は、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）樹脂等の熱可塑性樹脂をガラス長繊維マットで強化した強化繊維含有熱可塑性樹脂の一例であるＧＭＴ（glass-mat reinforced thermoplastics）等の材料を主体として構成されたものである。前記複合成形体１０には、前記樹脂基材１２と一体に取付部材１４が形成されている。この取付部材１４は、例えば、ＰＡ６（ポリアミド６、６ナイロン）樹脂をはじめとする合成樹脂材料を主体として構成されたものである。前記取付部材１４は、例えば、板状に形成された前記樹脂基材１２における一方の面（表面又は裏面）から突出するように設けられている。

図１に示すように、前記樹脂基材１２には、比較的密度が低い低密度部１２ａと、その低密度部１２ａよりも密度が高い高密度部（ソリッド部）１２ｂとが形成されている。図１においては、前記樹脂基材１２における前記低密度部１２ａに相当する部分を左上から右下への破線によるハッチングで、前記高密度部１２ｂに相当する部分を左右方向の実線によるハッチングでそれぞれ示している。前記取付部材１４に相当する部分を右上から左下への実線によるハッチングで示している。前記取付部材１４を構成する樹脂が前記低密度部１２ａに含浸させられている部分を左上から右下への破線によるハッチング及び右上から左下への実線によるハッチングを共にかけることで示している。前記低密度部１２ａと前記取付部材１４との境界に相当する部分（界面）を細い破線で示している。ハッチングに関し、後述する各図において同じである。図１に示すように、前記複合成形体１０においては、前記取付部材１４を構成する樹脂の一部が前記低密度部１２ａに含浸させられた状態で固化されている。すなわち、前記取付部材１４は、後述する前記複合成形体１０の製造工程（成形工程）において、前記樹脂基材１２に対して射出された溶融樹脂の一部が前記低密度部１２ａに浸透させられて固化させられることで前記樹脂基材１２と接合されたものである。

前記低密度部１２ａは、例えば前記複合成形体１０の製造工程（成形工程）において、前記樹脂基材１２が予熱（加熱）されること等により膨張させられ、前記強化繊維が立ち上がることで形成されたものである。前記低密度部１２ａにおいては、その低密度部１２ａを構成する樹脂（熱可塑性樹脂）が少なくとも前記高密度部１２ｂよりも疎とされている。前記低密度部１２ａは、溶融樹脂等が浸透させられる連通気孔（連続気泡）を備えている。すなわち、前記低密度部１２ａは、換言すれば、後述する射出成形工程において溶融樹脂が浸透させられる多孔質の溶融樹脂浸透部である。前記高密度部１２ｂは、その高密度部１２ｂを構成する樹脂（熱可塑性樹脂）が少なくとも前記低密度部１２ａよりも密とされている。前記高密度部１２ｂは、少なくとも前記低密度部１２ａよりも連通気孔（連続気泡）が少なく、溶融樹脂等が浸透させられ難い構成とされている。好適には、前記高密度部１２ｂは、溶融樹脂等が略浸透させられない構成とされている。すなわち、前記高密度部１２ｂは、換言すれば、後述する射出成形工程において溶融樹脂の浸透（流動）を抑制する溶融樹脂浸透抑制部である。

図２は、前記複合成形体１０における一部構成を具体的に例示する図であり、図１と同様に、前記複合成形体１０を厚み方向に切断した断面の構成を例示している。この図２及び後述する図３等に示すように、前記樹脂基材１２において、前記高密度部１２ｂは、前記低密度部１２ａに隣接して形成されている。好適には、前記取付部材１４を構成する樹脂の一部が含浸させられる前記低密度部１２ａに隣接して、前記高密度部１２ｂが形成されている。更に好適には、前記取付部材１４を構成する樹脂の一部が含浸させられる前記低密度部１２ａの周囲に、その低密度部１２ａを囲繞するように前記高密度部１２ｂが形成されている。換言すれば、前記取付部材１４を構成する樹脂の一部が含浸させられる前記低密度部１２ａに隣接して、その低密度部１２ａに浸透させられた溶融樹脂をせき止める位置に前記高密度部１２ｂが形成されている。後述するように、前記樹脂基材１２における前記高密度部１２ｂの形成位置は、前記複合成形体１０の製造工程（成形工程）において前記取付部材１４を構成する溶融樹脂が射出延いては含浸させられる前記低密度部１２ａの位置、及びその低密度部１２ａにおいて所望される前記溶融樹脂の含浸量（浸透量）等に基づいて予め設定される。

図１６は、本実施例との比較のために、従来の技術による複合成形体の成形方法及びその成形方法により成型される複合成形体１００について説明する図である。従来の技術による複合成形体の成形方法では、先ず、図１６（ａ）に示すように、前述した本実施例の樹脂基材１２と同様に強化繊維を含有する熱可塑性の樹脂基材である、例えばＧＭＴ等の樹脂基材１０２が予熱（加熱）される。この予熱により、前記樹脂基材１０２に含まれる強化繊維が立ち上がること等により、図１６（ｂ）に示すように、その樹脂基材１０２が膨張させられる。すなわち、前記予熱により、前記樹脂基材１０２に膨張部が形成される。次に、図１６（ｃ）に示すように、膨張部が形成された前記樹脂基材１０２が上型１０６と下型１０８との間に設置され、それら上型１０６及び下型１０８の間でその樹脂基材１０２にプレス加工が施される。前記下型１０８には、取付部材１０４の形状に相当する内周面を備えた空洞１０８ａと、その空洞１０８ａ内に溶融樹脂を射出（供給）するための供給口１０８ｂとが形成されている。前記プレス加工と相前後して、前記供給口１０８ｂから前記空洞１０８ａ内に溶融樹脂が射出させられて固化させられることで、図１６（ｄ）に示すように、前記樹脂基材１０２に対して前記取付部材１０４が一体に形成（接合）された複合成形体１００が成形される。

前述のような複合成形体の成形方法では、前記樹脂基材１０２に溶融樹脂を射出して固化させる際、その溶融樹脂の一部が前記樹脂基材１０２に浸透させられて固化させられる。これにより、前記取付部材１０４が所謂アンカー効果により前記樹脂基材１０２と強固に接合される。前記アンカー効果を発生させるため、前記取付部材１０４を構成する樹脂の一部を前記樹脂基材１０２に浸透させるには、その樹脂基材１０２をある程度低密度としておく必要がある。しかし、前記従来の技術では、前記樹脂基材１０２に対する溶融樹脂の射出成形時に、その樹脂基材１０２に浸透する前記溶融樹脂の量（浸透量）を制御できない。すなわち、前記樹脂基材１０２において、低密度状態で残しておきたい箇所にまで溶融樹脂が充填されてしまうおそれがある。その結果、前記樹脂基材１０２に含浸させられる溶融樹脂の量（含浸量）が過多となる。さらには、本来前記取付部材１０４を成形したい場所に溶融樹脂が流動せず、図１６（ｄ）に破線で囲繞して示すように、前記取付部材１０４にショートすなわち成形体における不完全な充填の状態（充填不足）が発生するおそれがある。

前記従来の技術における不具合の発生を抑制するため、前述のように、本実施例の複合成形体１０において、前記樹脂基材１２に形成された前記高密度部１２ｂは、その高密度部１２ｂを構成する樹脂が密とされることで溶融樹脂等が浸透させられ難い構成とされており、好適には、溶融樹脂等が略浸透させられない構成とされている。従って、後述する前記複合成形体１０の製造工程（成形工程）において、前記樹脂基材１２に対して溶融樹脂が射出成形される際、その溶融樹脂は前記低密度部１２ａには浸透させられるが、前記高密度部１２ｂにおける浸透は抑制され、その高密度部１２ｂにおいてせき止められる。これにより、前記低密度部１２ａに浸透させられる溶融樹脂の流動を随意に制御することができ、その低密度部１２ａに対する溶融樹脂の含浸量（浸透量）を制御することができる。すなわち、図２に示すように、前記樹脂基材１２において前記低密度部１２ａ及び前記高密度部１２ｂを形成する位置を適宜定めることで、前記樹脂基材１２に対して溶融樹脂が射出成形される際、前記樹脂基材１２（低密度部１２ａ）に対するその溶融樹脂の含浸量を適切な値に制御することができ、必要十分なアンカー効果を確保しつつ、含浸量が多くなることによるショートの発生を好適に抑制できる。本実施例によれば、従来の技術では困難であった異材同士の接合、例えばＰＰ樹脂とＰＡ６樹脂との接合が可能となる。

図３は、前記複合成形体１０における一部構成を具体的に例示する図であり、図１及び図２と同様に、前記複合成形体１０を厚み方向に切断した断面の構成を例示している。この図３に示すように、前記複合成形体１０において、前記樹脂基材１２の厚み方向（表裏方向）に関してそれぞれ形態の異なる複数の態様の前記高密度部１２ｂが、その樹脂基材１２に形成されたものであってもよい。例えば、図３の紙面向かって左側に示す高密度部１２ｂは、前記低密度部１２ａを側方（樹脂基材１２の面方向）において挟み込むと共に、前記樹脂基材１２の裏面側を覆うように形成されている。このように、前記樹脂基材１２の裏面側を覆うように前記高密度部１２ｂが形成された形態では、前記樹脂基材１２の表面側へ突出する取付部材１４が好適に形成される。図３の紙面向かって右側に示す高密度部１２ｂは、前記低密度部１２ａを側方において挟み込むと共に、前記樹脂基材１２の表面側を覆うように形成されている。このように、前記樹脂基材１２の表面側を覆うように前記高密度部１２ｂが形成された形態では、前記樹脂基材１２の裏面側へ突出する取付部材１４が好適に形成される。すなわち、前記樹脂基材１２の厚み方向に関して、前記樹脂基材１２に形成される前記高密度部１２ｂの形状を適宜設定することで、前記取付部材１４の取付部位等の自由度を更に向上させることができる。

図４は、本実施例の複合成形体１０の成形方法の一例の要部を説明する工程図である。図６は、図４に示す成形方法に対応する、前記複合成形体１０の成形方法を時系列で説明する図である。図４に示すように、本実施例の成形方法では、先ず、予熱工程Ｐａ１において、前記樹脂基材１２が加熱炉に投入され、その樹脂基材１２に予熱が施される。図６（ａ）は、この予熱工程Ｐａ１に対応する。前記予熱工程Ｐａ１において、前記樹脂基材１２に予熱が施されることにより、その樹脂基材１２に含まれる強化繊維が立ち上がり、比較的低密度とされた膨張部が前記樹脂基材１２に形成される。ここで、前記予熱工程Ｐａ１においては、図６（ａ）に示すように、前記樹脂基材１２における所定部位に吸熱板１６が設けられた状態でその樹脂基材１２に予熱が施される。前記吸熱板１６が設けられる位置は、前記樹脂基材１２において前記高密度部１２ｂが形成される部分に相当する。

図６（ｂ）は、前記予熱工程Ｐａ１により予熱の施された前記樹脂基材１２を例示している。図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、前記予熱工程Ｐａ１において、前記樹脂基材１２における前記吸熱板１６に覆われていない部分は、十分に予熱（加熱）が施されることで前記強化繊維が立ち上がる等して膨張する。すなわち、前記予熱工程Ｐａ１による予熱により膨張させられる膨張部となる。この膨張部が後述するプレス工程Ｐａ２においてプレス加工されることで、前記低密度部１２ａとなる。一方、前記予熱工程Ｐａ１において、前記樹脂基材１２における前記吸熱板１６に覆われた部分は、その吸熱板１６により熱が遮蔽されることで加熱が弱くなり、例えばＧＭＴにおける熱可塑性樹脂が溶融しない（或いは、少なくとも低密度部１２ａよりも溶融の度合いが低い）未溶融部となる。この未溶融部においては、前記熱可塑性樹脂が密となり、十分に加熱が施された余の部分よりも密度が高くなる。この未溶融部が後述するプレス工程Ｐａ２においてプレス加工されることで、前記高密度部１２ｂとなる。このように、前記予熱工程Ｐａ１において、前記樹脂基材１２における前記吸熱板１６に覆われた部分が前記高密度部１２ｂとなり、余の部分すなわち前記吸熱板１６に覆われていない部分が前記低密度部１２ａとなる。すなわち、本実施例の複合成形体の成形方法においては、前記予熱工程Ｐａ１が高低密度部形成工程に相当する。換言すれば、本実施例の複合成形体１０において、前記高密度部１２ｂは、好適には、前記樹脂基材１２の予熱時に、その樹脂基材１２における前記高密度部１２ｂに相当する部分に前記吸熱板１６が設けられた状態で予熱されることで形成されたものである。

図７は、前記予熱工程Ｐａ１において、前記樹脂基材１２に前記高密度部１２ｂを形成するために用いられる前記吸熱板１６の一例を示す斜視図である。図７においては、前記樹脂基材１２の厚み方向両面に１対の前記吸熱板１６が設けられる様子すなわち前記樹脂基材１２が１対の前記吸熱板１６に挟み込まれる様子を例示している。前記吸熱板１６は、吸熱性（遮熱性）を有する板状の部材であり、アルミニウム合金等の吸熱性に優れた金属材料が好適に用いられる。前記吸熱板１６には、好適には、図７に示すように、その厚み方向に少なくとも１つの孔部１６ａが貫通して設けられている。前記樹脂基材１２において、前記吸熱板１６に覆われた部分は、前記予熱工程Ｐａ１において前記樹脂基材１２に予熱が施されることで前記高密度部１２ｂが形成される部分に相当する。前記樹脂基材１２において、前記吸熱板１６に覆われない部分及びその吸熱板１６に設けられた孔部１６ａに相当する部分は、前記予熱工程Ｐａ１において前記樹脂基材１２に予熱が施されることで前記低密度部１２ａが形成される部分に相当する。このように、前記吸熱板１６を適宜構成することで、前記樹脂基材１２における所望の位置に所望の形態の前記高密度部１２ｂを形成することができる。

図４に示すプレス工程Ｐａ２においては、前記予熱工程Ｐａ１において予熱の施された前記樹脂基材１２が、図６（ｃ）に示すように、例えば竪型プレス機における上型１８と下型２０との間に設置され、前記プレス機によるプレス動作により、それら上型１８及び下型２０の間でその樹脂基材１２にプレス加工が施される。前記下型２０には、前記取付部材１４の形状に相当する内周面を備えた空洞２０ａと、その空洞２０ａ内に溶融樹脂を射出（供給）するための供給口２０ｂとが形成されている。前記プレス工程Ｐａ２におけるプレス加工と相前後して、図４に示す射出成形工程Ｐ３において、前記供給口２０ｂから前記空洞２０ａ内に溶融樹脂が射出させられて固化させられることで、図６（ｄ）に示すように、前記樹脂基材１２（低密度部１２ａ）に対して前記取付部材１４が一体に形成（接合）された本実施例の複合成形体１０が成形される。前記プレス工程Ｐａ２及び前記射出成形工程Ｐ３は、何れが先に実行されてもよく、略同時に行われるものであってもよい。図４及び図６に示す本実施例の成形方法においては、高低密度部形成工程としての前記予熱工程Ｐａ１において、前記取付部材１４が設けられる部分に対応する前記低密度部１２ａに隣接して前記高密度部１２ｂが形成される。従って、前記射出成形工程Ｐ３において前記空洞２０ａ内に溶融樹脂が射出される際、前記低密度部１２ａに浸透させられる溶融樹脂が、その低密度部１２ａに隣接して設けられた前記高密度部１２ｂにおいてせき止められる。これにより、前記樹脂基材１２（低密度部１２ａ）に対するその溶融樹脂の含浸量を適切な値に制御することができ、必要十分なアンカー効果を確保しつつ、含浸量が多くなることによるショートの発生を好適に抑制できる。

図５は、本実施例の複合成形体１０の成形方法の他の一例の要部を説明する工程図である。図８は、図５に示す成形方法に対応する、前記複合成形体１０の成形方法を時系列で説明する図である。図５に示す成形方法において、前述した図４に示す成形方法と共通する工程である射出成形工程Ｐ３については、同一の符号を付してその説明を省略する。図５に示すように、本実施例の成形方法では、先ず、予熱工程Ｐｂ１において、前記樹脂基材１２が加熱炉に投入され、その樹脂基材１２に予熱が施される。図８（ａ）は、この予熱工程Ｐｂ１に対応する。この予熱工程Ｐｂ１において前記樹脂基材１２に予熱が施されることにより、その樹脂基材１２に含まれる強化繊維が立ち上がり、図８（ｂ）に示すように、前記樹脂基材１２が膨張させられる。すなわち、前記予熱により、比較的低密度とされた膨張部が前記樹脂基材１２に形成される。前記予熱工程Ｐｂ１においては、前述した図４に示す予熱工程Ｐａ１とは異なり、前記樹脂基材１２に対して前記吸熱板１６は設けられない。従って、従来技術と同様に、前記予熱により前記樹脂基材１２全体が膨張させられ、結果、全体が比較的低密度の状態とされる。

図５に示すプレス工程Ｐｂ２においては、前記予熱工程Ｐｂ１において予熱の施された前記樹脂基材１２が、図８（ｃ）に示すように、例えば竪型プレス機における上型２２と前記下型２０との間に設置され、前記プレス機によるプレス動作により、それら上型２２及び下型２０の間でその樹脂基材１２にプレス加工が施される。前記下型２０の構成は、図６（ｃ）を用いて前述したものと同様であるため、その説明を省略する。前記上型２２には、プレス加工される前記樹脂基材１２において前記高密度部１２ｂが形成される位置に対応して突起部２２ａが設けられている。前記樹脂基材１２が前記上型２２と前記下型２０との間でプレス加工される際、前記突起部２２ａが設けられた位置においては、その突起部２２ａが設けられていない部分よりも前記樹脂基材１２が大きく圧縮させられる。このように大きく圧縮させられた部分が前記高密度部１２ｂとされ、余の部分が前記低密度部１２ａとされる。換言すれば、前記低密度部１２ａは、膨張させられた前記樹脂基材１２が完全にはプレスされないことにより形成される。すなわち、図５に示すプレス工程Ｐｂ２においては、前記樹脂基材１２における前記高密度部１２ｂに相当する部分が前記低密度部１２ａに相当する部分よりも大きく圧縮させられることで、前記樹脂基材１２に前記低密度部１２ａ及び前記高密度部１２ｂが形成される。すなわち、本実施例の複合成形体の成形方法においては、前記プレス工程Ｐｂ２が高低密度部形成工程に相当する。換言すれば、本実施例の複合成形体１０において、前記高密度部１２ｂは、前記樹脂基材１２のプレス時に、その樹脂基材１２における前記高密度部１２ｂに相当する部分が前記低密度部１２ａに相当する部分よりも大きく圧縮させられることで形成されたものである。

図５に示す射出成形工程Ｐ３は、前記プレス工程Ｐｂ２に続いて或いはそのプレス工程Ｐｂ２と略同時に実行される。すなわち、前記供給口２０ｂから前記空洞２０ａ内に溶融樹脂が射出させられて固化させられることで、図８（ｄ）に示すように、前記樹脂基材１２（低密度部１２ａ）に対して前記取付部材１４が一体に形成（接合）された本実施例の複合成形体１０が成形される。ここで、図５及び図８に示す本実施例の成形方法においては、高低密度部形成工程としての前記プレス工程Ｐｂ２において、前記取付部材１４が設けられる部分に対応する前記低密度部１２ａに隣接して前記高密度部１２ｂが形成される。従って、前記射出成形工程Ｐ３において前記空洞２０ａ内に溶融樹脂が射出される際、前記低密度部１２ａに浸透させられる溶融樹脂が、その低密度部１２ａに隣接して設けられた前記高密度部１２ｂにおいてせき止められる。これにより、前記樹脂基材１２（低密度部１２ａ）に対するその溶融樹脂の含浸量を適切な値に制御することができ、必要十分なアンカー効果を確保しつつ、含浸量が多くなることによるショートの発生を好適に抑制できる。

図９は、本発明の複合成形体の具体的な一構成例である複合成形体３０の構成を例示する斜視図である。図１０は、図９のＡ−Ａ断面図である。図１１は、図９のＢ−Ｂ断面図である。図１２は、図９のＣ−Ｃ断面図である。本実施例の複合成形体３０は、車両のエンジンルームと車室との間に設けられる隔壁部であるダッシュパネル３２と、そのダッシュパネル３２に取り付けられたペダルモジュール３４とを、備えて構成されている。図９〜図１２に示すように、前記ダッシュパネル３２は、例えば一部において屈曲させられた板状の部材であり、パネル部３２ａと、そのパネル部３２ａの周縁を縁取るように設けられた周縁部３２ｂと、図示しないフットブレーキのマスタシリンダホール３２ｃと、図示しないステアリング装置のステアリングコラムホール３２ｄと、フットレスト３２ｅとを、備えている。前記周縁部３２ｂには、前記複合成形体３０を例えば車体等に取り付けるための複数の取付穴３２ｆが形成されている。前記ペダルモジュール３４は、例えば、図示しないフットブレーキペダルのペダルサポート又はアクセルペダルのペダルブラケットに相当する。

前記複合成形体３０は、図４又は図５を用いて前述した本実施例の成形方法により成形される。すなわち、前記樹脂基材１２を予熱してその樹脂基材に膨張部を形成した後に、前記樹脂基材１２をプレスし、且つ前記樹脂基材１２に溶融樹脂を射出して固化させることで前記取付部材１４としての前記ペダルモジュール３４等を一体に形成したものである。すなわち、前記複合成形体３０において、前記ダッシュパネル３２は、前記樹脂基材１２の加工により構成されたものである。図１０〜図１２に示すように、例えば、前記パネル部３２ａの一部又は全部（好適には全部）が前記低密度部１２ａに相当する。前記周縁部３２ｂの一部又は全部（好適には全部）が前記高密度部１２ｂに相当する。前記ペダルモジュール３４が前記取付部材１４に相当する。すなわち、前記ペダルモジュール３４は、前記射出成形工程Ｐ３等において前記樹脂基材１２（低密度部１２ａ）に対して射出成形されたものである。図１２に示すように、前記フットレスト３２ｅにおける平坦部には、前記樹脂基材１２（低密度部１２ａ）に対して合成ゴム等のエラストマが射出成形されることで、滑り防止のための足置き部３６が形成されている。すなわち、本実施例の複合成形体３０において、前記ダッシュパネル３２は前記低密度部１２ａ及び前記高密度部１２ｂから形成されている。前記ペダルモジュール３４及び前記足置き部３６が前記取付部材１４に相当する。

前記低密度部１２ａは、その低密度部１２ａを構成する樹脂（熱可塑性樹脂）が疎とされているため、遮音性（防音性）に優れている。前記ダッシュパネル３２においては、前記パネル部３２ａが前記低密度部１２ａから形成されていることで、遮音機能を有する。前記高密度部１２ｂは、その高密度部１２ｂを構成する樹脂が密とされているため、機械的強度に優れている。前記ダッシュパネル３２においては、他部材との取り付けに係る前記周縁部３２ｂ、前記マスタシリンダホール３２ｃの周囲、及び前記ステアリングコラムホール３２ｄの周囲等が前記高密度部１２ｂから形成されていることで、前記ダッシュパネル３２が他部材に取り付けられた際、十分な強度（耐久性）を実現できる。図１１及び図１２に示すように、前記複合成形体３０においては、取付部材としての前記ペダルモジュール３４、前記足置き部３６を構成する樹脂の一部が含浸させられる前記低密度部１２ａに隣接して、前記高密度部１２ｂが形成されている。これにより、前記樹脂基材１２（低密度部１２ａ）に対するその溶融樹脂の含浸量を適切な値に制御することができ、必要十分なアンカー効果を確保しつつ、含浸量が多くなることによるショートの発生を好適に抑制できる。

図１３は、本発明の複合成形体の他の具体的な一構成例である複合成形体４０の構成を例示する図であり、その複合成形体４０をその平面部に垂直な方向から見た平面図である。図１４は、図１３のＤ−Ｄ断面図である。本実施例の複合成形体４０は、例えば、車両等に好適に用いられる板状の防音部材に相当し、平面視において均等に配置された複数の肉厚部４２ａを備えた防音パネル４２と、その防音パネル４２における前記複数の肉厚部４２ａを相互に接続する接続部４４とを、備えている。前記複数の肉厚部４２ａは、図１３に示すように、例えば平面視において正六角形状が均等に配置された構成（所謂蜂の巣状）に形成されると共に、断面視において均等に配列された台形状に構成されている。すなわち、前記肉厚部４２ａは、頂上が平坦で周囲（側部）が傾斜する所謂メサ状に構成されている。図１４に示すように、前記防音パネル４２においては、前記複数の肉厚部４２ａ相互間が、その肉厚部４２ａよりも厚み寸法が薄い部分に相当する肉薄部４２ｂで連結されて一体に構成されている。前記接続部４４は、好適には、前記複数の肉厚部４２ａ相互間であって前記肉薄部４２ｂよりも前記防音パネル４２の表面側に設けられている。

前記複合成形体４０は、図４又は図５を用いて前述した本実施例の成形方法により成形される。すなわち、前記樹脂基材１２を予熱してその樹脂基材に膨張部を形成した後に、前記樹脂基材１２をプレスし、且つ前記樹脂基材１２に溶融樹脂を射出して固化させることで前記取付部材１４としての前記接続部４４を一体に形成したものである。すなわち、前記複合成形体４０において、前記防音パネル４２は、前記樹脂基材１２の加工により構成されたものである。図１３及び図１４に示すように、例えば、前記肉厚部４２ａの一部又は全部（好適には全部）が前記低密度部１２ａに相当する。前記肉薄部４２ｂの一部又は全部（好適には全部）が前記高密度部１２ｂに相当する。前記接続部４４が前記取付部材１４に相当する。すなわち、前記接続部４４は、前記射出成形工程Ｐ３等において前記樹脂基材１２（低密度部１２ａ）に対して射出成形されたものである。前記接続部４４の材料としては、軟質且つ伸び性に優れた合成ゴム等のエラストマが好適に用いられる。すなわち、本実施例の複合成形体４０において、前記防音パネル４２は前記低密度部１２ａ及び前記高密度部１２ｂから形成されている。前記接続部４４が前記取付部材１４に相当する。

前記複合成形体４０においては、前記防音パネル４２における肉厚部４２ａが前記低密度部１２ａから形成されていることで、遮音機能を有する。更に、前記高密度部１２ｂに比べて衝撃吸収性（弾力性）に優れている。前記防音パネル４２においては、取付部材としての前記接続部４４を構成する樹脂の一部が含浸させられる前記低密度部１２ａに隣接して、前記高密度部１２ｂが形成されている。これにより、前記樹脂基材１２（低密度部１２ａ）に対するその溶融樹脂の含浸量を適切な値に制御することができ、必要十分なアンカー効果を確保しつつ、含浸量が多くなることによるショートの発生を好適に抑制できる。更に、前記複数の肉厚部４２ａが、軟質の樹脂である前記接続部４４により相互に接続されているため、前記防音パネル４２全体の衝撃吸収性及び形状融和性を向上できる。すなわち、図１５に白抜矢印で示すように、前記防音パネル４２に対してその表面側から衝撃物体４６が衝突した場合、前記低密度部１２ａから形成された前記肉厚部４２ａの衝撃吸収性によりその衝撃が吸収される。この際、図１５に示すように、前記高密度部１２ｂから形成された前記肉薄部４２ｂは破壊される可能性があるが、前記複数の肉厚部４２ａ相互間に設けられた前記接続部４４により、前記複数の肉厚部４２ａ相互の接続は維持される。更に、軟質の樹脂から構成された前記接続部４４が伸びることで、前記衝撃物体４６の衝突に係る衝撃を更に緩和することができる。

このように、本実施例によれば、強化繊維を含有する熱可塑性の樹脂基材１２を予熱してその樹脂基材１２に膨張部を形成した後に、前記樹脂基材１２をプレスし、且つ前記樹脂基材１２に溶融樹脂を射出して固化させることで取付部材１４を一体に形成した複合成形体１０、３０、４０であって、前記樹脂基材１２は、低密度部１２ａと、その低密度部１２ａに隣接して設けられたその低密度部１２ａよりも密度が高い高密度部１２ｂとを、備え、前記取付部材１４は、前記溶融樹脂の一部が前記低密度部１２ａに浸透させられて前記樹脂基材１２と接合されたものであることから、前記低密度部１２ａに浸透させられる前記溶融樹脂が、その低密度部１２ａに隣接して設けられた前記高密度部１２ｂにおいてせき止められ、前記樹脂基材１２内に前記溶融樹脂が必要以上に浸透するのを好適に抑制できる。すなわち、ショートの発生を抑制しつつ異材同士を確実に接合させる複合成形体１０、３０、４０を提供することができる。

前記高密度部１２ｂは、前記樹脂基材１２の予熱時に、その樹脂基材１２における前記高密度部１２ｂに相当する部分に吸熱板１６が設けられた状態で予熱されることで形成されたものであるため、前記吸熱板１６の形状及び配置等を適宜設定することで、前記樹脂基材１２内の所定位置に前記低密度部１２ａ及び前記高密度部１２ｂを実用的な態様で形成することができる。

前記高密度部１２ｂは、前記樹脂基材１２のプレス時に、その樹脂基材１２における前記高密度部１２ｂに相当する部分が前記低密度部１２ａに相当する部分よりも大きく圧縮させられることで形成されたものであるため、例えば前記樹脂基材１２のプレス用の金型において前記高密度部１２ｂに相当する部分に突起部２２ａを設けてプレスを行うこと等により、前記樹脂基材１２内の所定位置に前記低密度部１２ａ及び前記高密度部１２ｂを実用的な態様で形成することができる。

前記複合成形体３０において、前記低密度部１２ａはダッシュパネル３２に相当し、前記取付部材１４はペダルサポート又はペダルブラケットを備えたペダルモジュール３４に相当するものであるため、複合成形体３０としてのダッシュパネル３２の成形において、ショートの発生を抑制しつつ異材同士を確実に接合させることができる。

前記複合成形体４０において、前記低密度部は防音パネル４２に相当し、前記取付部材は前記防音パネル４２相互の接続部４４に相当するものであるため、複合成形体４０としての防音パネル４２の成形において、ショートの発生を抑制しつつ異材同士を確実に接合させることができる。

前記吸熱板１６は、その厚み方向に少なくとも１つの孔部１６ａが貫通して設けられたものであるため、孔部１６ａを形成した箇所では吸熱量が小さくなり前記樹脂基材１２の膨張率が高くなるため、前記樹脂基材１２内の所定位置に前記低密度部１２ａ及び前記高密度部１２ｂを実用的な態様で形成することができる。

強化繊維を含有する熱可塑性の樹脂基材１２を予熱してその樹脂基材１２に膨張部を形成する予熱工程Ｐａ１、Ｐｂ１と、前記樹脂基材１２をプレスするプレス工程Ｐａ２、Ｐｂ２と、前記樹脂基材１２に溶融樹脂を射出して固化させることで取付部材１４を一体に形成する射出成形工程Ｐ３とを、含む複合成形体１０、３０、４０の成形方法であって、前記樹脂基材１２に、低密度部１２ａと、その低密度部１２ａに隣接するその低密度部１２ａよりも密度が高い高密度部１２ｂとを、形成する高低密度部形成工程を含み、前記射出成形工程Ｐ３は、前記高低密度部形成工程により形成された前記低密度部１２ａに前記溶融樹脂の一部を浸透させて、前記取付部材１４を前記樹脂基材１２と接合させるものであるため、前記低密度部１２ａに浸透させられる前記溶融樹脂がその低密度部１２ａに隣接して設けられた前記高密度部１２ｂにおいてせき止められ、前記樹脂基材１２内に前記溶融樹脂が必要以上に浸透するのを好適に抑制できる。すなわち、ショートの発生を抑制しつつ異材同士を確実に接合させる複合成形体１０、３０、４０の成形方法を提供することができる。

前記高低密度部形成工程は、前記予熱工程Ｐａ１において、前記樹脂基材１２における前記高密度部１２ｂに相当する部分に吸熱板１６が設けられた状態で前記樹脂基材１２を予熱することで前記低密度部１２ａ及び前記高密度部１２ｂを形成するものであるため、前記吸熱板１６の形状及び配置等を適宜設定することで、前記樹脂基材１２内の所定位置に前記低密度部１２ａ及び前記高密度部１２ｂを実用的な態様で形成することができる。

前記高低密度部形成工程は、前記プレス工程Ｐｂ２において、前記樹脂基材１２における前記高密度部１２ｂに相当する部分を前記低密度部１２ａに相当する部分よりも大きく圧縮させることで前記低密度部１２ａ及び前記高密度部１２ｂを形成するものであるため、例えば前記樹脂基材１２のプレス用の金型において前記高密度部１２ｂに相当する部分に突起部２２ａを設けてプレスを行うこと等により、前記樹脂基材１２内の所定位置に前記低密度部１２ａ及び前記高密度部１２ｂを実用的な態様で形成することができる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。

例えば、前述の実施例において、前記高密度部１２ｂは、前記樹脂基材１２の予熱時に、その樹脂基材１２における前記高密度部１２ｂに相当する部分に吸熱板１６が設けられた状態で予熱されること、或いは前記樹脂基材１２のプレス時に、その樹脂基材１２における前記高密度部１２ｂに相当する部分が前記低密度部１２ａに相当する部分よりも大きく圧縮させられることにより形成されたものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記高密度部１２ｂは、他の方法によっても好適に形成される。

前述の実施例においては、前記樹脂基材１２としてＧＭＴを例示したが、本発明の複合成形体に用いられる樹脂基材は、必ずしもＧＭＴでなくともよく、各種繊維強化プラスチック（fiber-reinforced plastics：ＦＲＰ）が適宜選択されて用いられる。前記取付部材１４に用いられる樹脂もＰＡ６樹脂には限られず、種々の合成樹脂材料が用いられ得る。例えば、前記樹脂基材１２に用いられる熱可塑性樹脂がポリプロピレンである場合に、前記取付部材１４には、ナイロン６６（ＰＡ６６）、ＴＰＯ或いはＴＰＳ等の熱可塑性エラストマ、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の合成樹脂材料が好適に用いられる。前記樹脂基材１２が、強化繊維としてのカーボンファイバを含有するナイロン６による強化繊維含有熱可塑性樹脂（ＰＡ６−ＣＦスタンパブルシート）である場合、前記取付部材１４には、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）等が好適に用いられる。すなわち、本発明は、強化繊維を含有する熱可塑性の樹脂基材を予熱してその樹脂基材に膨張部を形成した後に、前記樹脂基材をプレスし、且つ前記樹脂基材に溶融樹脂を射出して固化させることで取付部材を一体に形成した複合成形体に広く適用されるものである。

前述の実施例では、本発明の複合成形体の具体的な構成例として、ダッシュパネル３２、防音パネル４２に本発明が適用された例を説明したが、本発明は、例えば、エンジンアンダーカバーやフェンダーカバー等の他の自動車用部材にも好適に適用される。或いは、自動車用部材以外の各種部材に本発明の複合成形体が適用されても当然に構わない。

その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

１０、３０、４０：複合成形体、１２：樹脂基材、１２ａ：低密度部、１２ｂ：高密度部、１４：取付部材、１６：吸熱板、１６ａ：孔部、３２：ダッシュパネル、３４：ペダルモジュール、４２：防音パネル、４４：接続部、Ｐａ１：予熱工程（高低密度部形成工程）、Ｐｂ１：予熱工程、Ｐａ２：プレス工程、Ｐｂ２：プレス工程（高低密度部形成工程）、Ｐ３：射出成形工程

Claims (9)

1. 強化繊維を含有する熱可塑性の樹脂基材を予熱して該樹脂基材に膨張部を形成した後に、前記樹脂基材をプレスし、且つ前記樹脂基材に溶融樹脂を射出して固化させることで取付部材を一体に形成した複合成形体であって、
   前記樹脂基材は、低密度部と、該低密度部に隣接して設けられた該低密度部よりも密度が高い高密度部とを、備え、前記取付部材は、前記溶融樹脂の一部が前記低密度部に浸透させられて前記樹脂基材と接合されたものである
   ことを特徴とする複合成形体。
2. 前記高密度部は、前記樹脂基材の予熱時に、該樹脂基材における前記高密度部に相当する部分に吸熱板が設けられた状態で予熱されることで形成されたものである
   請求項１に記載の複合成形体。
3. 前記高密度部は、前記樹脂基材のプレス時に、該樹脂基材における前記高密度部に相当する部分が前記低密度部に相当する部分よりも大きく圧縮させられることで形成されたものである
   請求項１に記載の複合成形体。
4. 前記低密度部はダッシュパネルに相当し、前記取付部材はペダルサポート又はペダルブラケットを備えたペダルモジュールに相当するものである
   請求項１から３の何れか１項に記載の複合成形体。
5. 前記低密度部は防音パネルに相当し、前記取付部材は前記防音パネル相互の接続部に相当するものである
   請求項１から３の何れか１項に記載の複合成形体。
6. 前記吸熱板は、その厚み方向に少なくとも１つの孔部が貫通して設けられたものである
   請求項２に記載の複合成形体。
7. 強化繊維を含有する熱可塑性の樹脂基材を予熱して該樹脂基材に膨張部を形成する予熱工程と、前記樹脂基材をプレスするプレス工程と、前記樹脂基材に溶融樹脂を射出して固化させることで取付部材を一体に形成する射出成形工程とを、含む複合成形体の成形方法であって、
   前記樹脂基材に、低密度部と、該低密度部に隣接する該低密度部よりも密度が高い高密度部とを、形成する高低密度部形成工程を含み、
   前記射出成形工程は、前記高低密度部形成工程により形成された前記低密度部に前記溶融樹脂の一部を浸透させて、前記取付部材を前記樹脂基材と接合させる
   ことを特徴とする成形方法。
8. 前記高低密度部形成工程は、前記予熱工程において、前記樹脂基材における前記高密度部に相当する部分に吸熱板が設けられた状態で前記樹脂基材を予熱することで前記低密度部及び前記高密度部を形成する
   請求項７に記載の複合成形体。
9. 前記高低密度部形成工程は、前記プレス工程において、前記樹脂基材における前記高密度部に相当する部分を前記低密度部に相当する部分よりも大きく圧縮させることで前記低密度部及び前記高密度部を形成する
   請求項７に記載の複合成形体。

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