JP2021066179A

JP2021066179A - 樹脂製パネル用補強部材及び樹脂製パネル

Info

Publication number: JP2021066179A
Application number: JP2020176469A
Authority: JP
Inventors: 彰藤岡; Akira Fujioka
Original assignee: Kyoraku Co Ltd
Current assignee: Kyoraku Co Ltd
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2020-10-21
Publication date: 2021-04-30

Abstract

【課題】曲げに対する強度を高めた樹脂製パネル用補強部材及び樹脂製パネルを提供する。【解決手段】樹脂製パネル用補強部材１は、第１溶融樹脂シート１１の一方面と溶着し、硬質板材２を備える第１補強板状部１ａと、第１溶融樹脂シート１１と所定箇所にて溶着して樹脂製パネル１０を形成する第２溶融樹脂シート１２の、第１溶融樹脂シート１１における一方面と対向する他方面と溶着し、硬質板材１２を備える第２補強板状部１ｂと、第１補強板状部１ａと第２補強板状部１ｂを連結する連結部３と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、樹脂製パネル用補強部材及び樹脂製パネルに関する。

従来から、溶融樹脂シート同士を溶着させて形成した樹脂製パネルの内部に補強部材を設けた樹脂製パネル用補強部材が開示されている。例えば、特許文献１には、略長矩形状の樹脂製パネルの内部に断面略Ｈ型とされる樹脂製パネル用補強部材が長手方向に亘って配置される樹脂製パネルが開示される。

特開２０１３−２０２９９８号

樹脂製パネル用補強部材は、樹脂材料により形成されることで、型締前に容易に溶融樹脂シートに取り付けることができる。しかしながら、従来の樹脂製パネル用補強部材は、強度が不足し、樹脂製パネルの使用の際、撓み等の不具合が生じる場合があった。

本発明は、曲げに対する強度を高めた樹脂製パネル用補強部材及び樹脂製パネルを提供することを目的とする。

本発明の樹脂製パネル用補強部材は、第１溶融樹脂シートの一方面と溶着し、硬質板材を備える第１補強板状部と、前記第１溶融樹脂シートと所定箇所にて溶着して樹脂製パネルを形成する第２溶融樹脂シートの、前記第１溶融樹脂シートにおける一方面と対向する他方面と溶着し、硬質板材を備える第２補強板状部と、前記第１補強板状部と前記第２補強板状部を連結する連結部と、を有することを特徴とする。

本発明の樹脂製パネルは、上述の樹脂製パネル用補強部材を有することを特徴とする。

本発明によれば、曲げに対する強度を高めた樹脂製パネル用補強部材及び樹脂製パネルを提供することができる。

本発明の実施形態に係る樹脂製パネルを示す平面図である。本発明の実施形態に係る樹脂製パネルの断面図であり、（ａ）は図１のＩＩａ−ＩＩａ断面を示し、（ｂ）は図１のＩＩｂ−ＩＩｂ断面の一部分を示す。本発明の実施形態に係る樹脂製パネル用補強部材を示し、（ａ）樹脂製パネル用補強部材の斜視図であり、（ｂ）は樹脂製パネル用補強部材の硬質板材を示す一部拡大図である。本発明の実施形態に係る樹脂製パネルを成形する樹脂供給装置及び金型を示す図である。本発明の実施形態に係る樹脂製パネルの製造方法を示す、図４の金型を上方から見た断面図であり、（ａ）は型枠を溶融樹脂シートに当接させた状態を示し、（ｂ）は溶融樹脂シートを金型内に賦形させた状態を示す。本発明の実施形態に係る樹脂製パネルの製造方法を示す、図４の金型を上方から見たときの断面図であり、（ａ）は第１溶融樹脂シートと第２溶融樹脂シートの間に樹脂製パネル用補強部材を配置した状態を示し、（ｂ）は第１金型及び第２金型を型締めした状態を示す。本発明の実施形態に係る樹脂製パネル用補強部材の変形例を示す図である。本発明の実施形態に係る樹脂製パネル用補強部材を組み合わせた状態の例を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る樹脂製パネル用補強部材を示し、（ａ）樹脂製パネル用補強部材の斜視図であり、（ｂ）は図９（ａ）のＩＸｂ−ＩＸｂ断面を示した断面図である。

次に、図に基づいて、本発明の実施形態を説明する。図１及び図２（ａ），（ｂ）に示す樹脂製パネル１０は、平面視略長矩形に形成される。樹脂製パネル１０は、２枚の溶融樹脂シート（第１溶融樹脂シート１１、第２溶融樹脂シート１２）が内部に中空部１３を形成して所定箇所にて溶着して接合される。第１溶融樹脂シート１１は、その外側面が樹脂製パネル１０の表面とされて、不織布からなる化粧材シート１７が設けられて、平坦に形成される。第２溶融樹脂シート１２は、その外側面が裏面とされて、凹凸状に形成される。樹脂製パネル１０は、自動車の荷室ボード等に用いられる。

樹脂製パネル１０の裏面とされる第２溶融樹脂シート１２の外側面に形成される凹部の底はリブ１４とされる。リブ１４は、第１溶融樹脂シート１１の内側面と第２溶融樹脂シート１２の内側面とが溶着して形成される。リブ１４は、所定間隔を空けて配置される。リブ１４は、樹脂製パネル１０の長手方向に複数並べられ、２行６列で配置される。リブ１４は、平面視長矩形状に形成されて、リブ１４の長手方向が樹脂製パネル１０の短手方向と平行に、リブ１４の短手方向が樹脂製パネル１０の長手方向と平行に形成される。

樹脂製パネル１０の短手方向略中央の中空部１３には、樹脂製パネル用補強部材（補強部材１）が設けられる。補強部材１は、断面視略Ｈ字状に形成され、樹脂製パネル１０の長手方向に長く形成される。図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、補強部材１は、第１溶融樹脂シート１１の一方面とされる内側面と溶着して固定される第１補強板状部１ａと、第２溶融樹脂シート１２の他方面（すなわち、第１溶融樹脂シート１１の一方面と対向する第２溶融樹脂シート１２の他方面）と溶着して固定される第２補強板状部１ｂとを備える。第１補強板状部１ａ及び第２補強板状部１ｂは、互いに平行に横板状に配置される。第１補強板状部１ａ及び第２補強板状部１ｂは、第１補強板状部１ａ及び第２補強板状部１ｂと直交するよう第１補強板状部１ａ及び第２補強板状部１ｂの略中央で縦板状に配置される連結部３により連結される。

第１補強板状部１ａ及び第２補強板状部１ｂは、それぞれの内部に設けられる硬質板材２を備える。各硬質板材２は、第１補強板状部１ａ、第２補強板状部１ｂと略平行な薄板状とされ、長手方向は第１補強板状部１ａ、第２補強板状部１ｂと略同等の長さとされる。

硬質板材２は、図３（ｂ）に示すように、櫛歯状部２ａを備える。硬質板材２は、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）、アルミニウム、鉄、カーボンファイバー、ガラスファイバー等の比較的固い材料で形成することができる。第１補強板状部１ａ、第２補強板状部１ｂ及び連結部３は、硬質板材２よりも硬度が低い樹脂材料（例えばポリプロピレン等）にて形成される。

補強部材１は、例えば、インサート押出成形により形成することができる。このとき、硬質板材２は、櫛歯状部２ａの櫛歯の間に樹脂が流れ込みアンカー効果が発揮されることにより、強固に第１補強板状部１ａ、第２補強板状部１ｂに固定される。

なお、櫛歯状部２ａは、硬質板材２の一部に形成されていてもよいし、全部に形成されていてもよい。また、本実施形態においては、硬質板材２は、第１補強板状部１ａ、第２補強板状部１ｂの内部に配置されるが、第１補強板状部１ａ、第２補強板状部１ｂの表面に露出して配置してもよい。さらに、硬質板材２は、連結部３に備えられてもよい。例えば、硬質板材２は、図９（ａ），（ｂ）に示すように、第１補強板状部１ａ及び第２補強板状部１ｂを連結し、縦板状に配置される連結部３の両外側の側面に配置してもよい。この場合、硬質板材２は、補強部材１の押出成形時に連結部３に配置することができる。

次に樹脂製パネル１０の製造方法について説明する。本実施形態の樹脂製パネル１０は、図４に示す樹脂成形装置６０により形成される。樹脂成形装置６０は、対向して配置された２台の樹脂供給装置６１（第１樹脂供給装置６１Ａ、第２樹脂供給装置６１Ｂ）により、それぞれ第１溶融樹脂シート１１及び第２溶融樹脂シート１２を成形する。樹脂供給装置６１の下方には、金型８０（第１金型８１、第２金型８２）が配置される。

樹脂供給装置６１は、樹脂材料の供給口とされるホッパー６５と、油圧モータ６８に接続されて内部に配置されるスクリューによりホッパー６５から供給された材料を溶融、混錬する押出機６６と、を有する。押出機６６は、プランジャ７２を備えるアキュムレータ７０と接続される。溶融、混錬された樹脂材料は、押出機６６によりアキュムレータ７０に送られる。樹脂材料は、アキュムレータ７０で高圧とされてＴダイ７１に送られる。そして、適宜のタイミングでＴダイ７１のダイスリットが開かれて、ローラ７９により送り出された第１溶融樹脂シート１１及び第２溶融樹脂シート１２が形成される。

ここで、第１溶融樹脂シート１１、第２溶融樹脂シート１２の基材樹脂には、エチレン、プロピレン、ブテン、イソプレンペンテン、メチルペンテン等のオレフィン類の単独重合体あるいは共重合体であるポリオレフィン（例えば、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリスチレン、高衝撃ポリスチレン（HIPS樹脂）、アクリロニトリル・スチレン共重合体（AS樹脂）等の非晶性樹脂等を用いることができる。

また、衝撃を吸収するため、水素添加スチレン系熱可塑性エラストマとしてスチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体、水添スチレン−ブタジエンゴムおよびその混合物を上記基材樹脂に加えることができる。また、剛性を高めるためのフィラーとして、無機または有機フィラー、補強効果を得る観点から、繊維状のフィラーとして、ガラス繊維、チタン酸カリウムウィスカ、炭素繊維等、又は板状のフィラーとして、タルク、マイカ、モンモリロナイト等、粒状のフィラーとして、炭酸カルシウム等、針状のフィラーとして、マグネシウム等を上記基材樹脂に加えることができる。

第１金型８１及び第２金型８２は、対向して配置される。第１金型８１及び第２金型８２の外周には、型枠８３，８４が設けられる。第１金型８１は、凹状にキャビティ８１ａが形成されて、キャビティ８１ａ外周にはピンチオフ部８１ｂが形成される。同様に、第２金型８２は、凹状のキャビティ８２ａの外周にピンチオフ部８２ｂが形成される。第２金型８２のキャビティ８２ａ内には、リブ１４を形成するための突出部８２ｃが形成される。第１金型８１には、第１金型８１のキャビティ８１ａ内に囲われた空間を減圧する真空ポンプ（不図示）が設けられる。同様に、第２金型８２にも、第２金型８２のキャビティ８２ａ内に囲われた空間を減圧する真空ポンプ（不図示）が設けられる。

まず、材料供給工程において、図４に示すように、樹脂供給装置６１は、第１溶融樹脂シート１１及び第２溶融樹脂シート１２を、第１金型８１及び第２金型８２の間に垂下して配置させる。第１金型８１のキャビティ８１ａ内には、化粧材シート１７を図示しない仮止めピン等により仮止めして配置しておく。

ここで、図５及び図６は、図４の金型８０を上から見た突出部８２ｃにおける断面図である。
賦形工程では、図５（ａ）に示すように、型枠８３を第１溶融樹脂シート１１に向けて移動させて第１溶融樹脂シート１１のシート面に当接させる。そして、図５（ｂ）に示すように、型枠８３と第１金型８１とを相対的に近づけるとともに、第１溶融樹脂シート１１、キャビティ８１ａ、及び型枠８３とで形成される空間内を減圧して、第１溶融樹脂シート１１をキャビティ８１ａに賦形させる。化粧材シート１７は、第１溶融樹脂シート１１に溶着され賦形される。

図５（ａ）に示すように、第１金型８１と対向する第２金型８２側も同様に、型枠８４を第２溶融樹脂シート１２に向けて移動させて第２溶融樹脂シート１２のシート面に当接させる。そして、図５（ｂ）に示すように、型枠８４と第２金型８２とを相対的に近づけるとともに、第２溶融樹脂シート１２、キャビティ８２ａ、及び型枠８３とで形成される空間内を減圧して、第２溶融樹脂シート１２をキャビティ８２ａに賦形させる。

補強部材取付工程では、材料供給工程から賦形工程の間に、図示しないロボットハンド等で支持した補強部材１を、第１溶融樹脂シート１１及び第２溶融樹脂シート１２を賦形させた第１金型８１及び第２金型８２間に配置させる。そして、図６（ａ）に示すように、一方の金型である第２金型８２のキャビティ８２ａにおける突出部８２ｃ間に補強部材１を取り付ける。補強部材１の第２補強板状部１ｂは、温度の高い状態の第２溶融樹脂シート１２と接触する面部分が溶けて、補強部材１と第２溶融樹脂シート１２とが溶着して接続される。

型締工程では、図６（ｂ）に示すように、第１金型８１と、第２金型８２とを相対的に接近させて、環状のピンチオフ部８１ｂ，８２ｂ同士が当接するまで型締めする。第１溶融樹脂シート１１と第２溶融樹脂シート１２は、ピンチオフ部８１ｂ，８２ｂに沿って互いに溶着される。また、突出部８２ｃにより、第１溶融樹脂シート１１と第２溶融樹脂シートの各内側面が溶着してリブ１４が形成される。第２溶融樹脂シート１２に固定された補強部材１は、第１補強板状部１ａが第１溶融樹脂シート１１の内側面と当接して溶融し、これにより溶着して固定される。

そして、取出工程にて、第１金型８１及び第２金型８２を型開きさせて、第１金型８１、第２金型８２内から成形された樹脂製パネル１０が取り出される（不図示）。

補強部材１は、硬質板材２が長手方向に設けられるため、長手方向の曲げに対する強度を高めることができる。従って、樹脂製パネル１０は、長手方向に沿って補強部材１が設けられるので、長手方向の曲げに対する強度を高めることができる。また、補強部材１は、第１補強板状部１ａと第２補強板状部１ｂとが連結部３で連結されて一体とされるので、樹脂製パネル１０の製造時における補強部材取付工程での取り扱いを容易とすることができる。また、補強部材１は、アルミニウム等で形成された補強部材と比べて、軽量に形成される。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は本実施形態に限定されることは無く、種々変形を加えて実施することができる。例えば、本実施形態の補強部材１に換えて、図７に示す補強部材１Ａとすることもできる。この補強部材１Ａは、第１補強板状部１ａ、第２補強板状部１ｂの各両端部においてそれぞれ連結部３Ａで連結されて、略角筒状に形成される。

また、複数の補強部材１，１Ａを用意して、それらを組み合わせて補強部材ユニットを形成することもできる。例えば、図８に示すように、複数の補強部材１を梯子状に組み合わせて、ハシゴ状の補強部材ユニット１Ｂを形成することもできる。

１補強部材１Ａ補強部材
１Ｂ補強部材ユニット１ａ第１補強板状部
１ｂ第２補強板状部２硬質板材
２ａ櫛歯状部３連結部
３Ａ連結部１０樹脂製パネル
１１第１溶融樹脂シート１２第２溶融樹脂シート
１３中空部１４リブ
１７化粧材シート６０樹脂成形装置
６１樹脂供給装置６１Ａ第１樹脂供給装置
６１Ｂ第２樹脂供給装置６５ホッパー
６６押出機６８油圧モータ
７０アキュムレータ７１Ｔダイ
７２プランジャ７９ローラ
８０金型８１第１金型
８１ａキャビティ８１ｂピンチオフ部
８２第２金型８２ａキャビティ
８２ｂピンチオフ部８２ｃ突出部
８３型枠８４型枠

Claims

第１溶融樹脂シートの一方面と溶着し、硬質板材を備える第１補強板状部と、
前記第１溶融樹脂シートと所定箇所にて溶着して樹脂製パネルを形成する第２溶融樹脂シートの、前記第１溶融樹脂シートにおける一方面と対向する他方面と溶着し、硬質板材を備える第２補強板状部と、
前記第１補強板状部と前記第２補強板状部を連結する連結部と、
を有することを特徴とする樹脂製パネル用補強部材。
第１溶融樹脂シートの一方面と溶着する第１補強板状部と、
前記第１溶融樹脂シートと所定箇所にて溶着して樹脂製パネルを形成する第２溶融樹脂シートの、前記第１溶融樹脂シートにおける一方面と対向する他方面と溶着する第２補強板状部と、
前記第１補強板状部と前記第２補強板状部を連結し、硬質板材を備える連結部と、
を有することを特徴とする樹脂製パネル用補強部材。
前記硬質板材は、櫛歯状部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の樹脂製パネル用補強部材。
前記連結部は、横板状に平行に配置される第１補強板状部及び第２補強板状部と直交する縦板状に形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の樹脂製パネル用補強部材。
前記連結部、前記第１補強板状部及び前記第２補強板状部により、断面Ｈ字状に形成されることを特徴とする請求項４に記載の樹脂製パネル用補強部材。
前記連結部、前記第１補強板状部及び前記第２補強板状部により、角筒状に形成されることを特徴とする請求項４に記載の樹脂製パネル用補強部材。
前記第１補強板状部及び前記第２補強板状部は、ハシゴ状に組み合わせて形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の樹脂製パネル用補強部材。
請求項１乃至請求項７の何れかに記載の樹脂製パネル用補強部材を有する樹脂製パネル。