JP2023148711A - 樹脂造形体、及び、その製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】造形体本体の裏面の補強構造の大型化を招くことなく、造形体本体の表面のヒケ発生を抑制することができる樹脂造形体、及び、その製造方法を提供する。【解決手段】樹脂造形体は、造形体本体１０と、板状の第１リブ１２と、板状の第２リブ１３と、間欠構造部１４と、を備える。造形体本体１０は、表面１０ｓが意匠面となる。第１リブ１２は、造形体本体１０の裏面１０ｂに突設される。第２リブ１３は、造形体本体１０の裏面１０ｂに第１リブ１２と平行に突設される。間欠構造部は１４、第１リブ１２と第２リブ１３の対向面１２ａ，１３ａの間を間欠的に連結する。【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂造形体、及び、その製造方法に関するものである。

車両の車室内には、インストルメントパネルやドアトリム、物品収納部等の多く樹脂造形体が用いられている。この種の樹脂造形体は、意匠面を形成する外壁の肉厚を薄くすると、その外壁の剛性が低下するため、外壁の裏面側に適宜補強リブが突設されている。
しかし、外壁の裏面側に肉厚の補強リブを突設すると、樹脂造形体を成形する際に、外壁のうちの肉厚の補強リブとの連結部に熱収縮によるヒケが発生し易くなる。このため、この対策として各種の手法が案出されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の樹脂造形体は、補強リブと造形体本体（外壁）との交差部に、補強リブよりも幅広で中空の台座が一体に形成されている。この樹脂造形体の場合、補強リブと造形体本体の間が薄肉の台座で連結されるため、型成形の際にリブと台座が熱収縮しても造形体本体の外面にヒケが生じ難くなる。

特許第２８０５３６５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の樹脂造形体は、補強リブと造形体本体の間に、中空部を持つ台座が配置されることになるため、樹脂造形体の裏面での台座の占有スペースが大きくなり、配置スペースの限られた用途では採用が難しくなる。

そこで本発明は、造形体本体の裏面の補強構造の大型化を招くことなく、造形体本体の表面のヒケ発生を抑制することができる樹脂造形体、及び、その製造方法を提供しようとするものである。そして、本願発明は、延いては、樹脂造形体の小型・軽量化により、エネルギーの効率化に寄与するものである。

本発明に係る樹脂造形体は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
即ち、本発明に係る樹脂造形体は、表面（例えば、実施形態の表面１０ｓ）が意匠面となる造形体本体（例えば、実施形態の造形体本体１０）と、前記造形体本体の裏面（例えば、実施形態の裏面１０ｂ）に突設される板状の第１リブ（例えば、実施形態の第１リブ１２）と、前記造形体本体の裏面に前記第１リブと平行に突設される板状の第２リブ（例えば、実施形態の第２リブ１３）と、前記第１リブと前記第２リブの対向面（例えば、実施形態の対向面１２ａ，１３ａ）の間を間欠的に連結する間欠構造部（例えば、実施形態の間欠構造部１４）と、を備えていることを特徴とする。

上記の構成により、第１リブと第２リブを薄肉に形成しても、第１リブと第２リブが間欠構造部によって連結されているため、造形体本体の裏面側の補強構造の剛性を高く維持することができる。また、間欠構造部は、第１リブと第２リブの対向面の間を間欠的に連結する構造であるため、間欠構造部を造形する樹脂の容量を小さくすることができる。したがって、樹脂造形体を成形する際における、造形体本体の近傍部での第１，第２リブと間欠構造部の熱収縮を小さくすることができる。この結果、造形体本体の表面側のヒケ発生を抑制することが可能になる。

前記間欠構造部は、前記第１リブと前記第２リブの対向面に対して傾斜した複数の壁（例えば、実施形態の壁１５）が波形状に配置された構成体によって構成されるようにしても良い。

この場合、第１リブと第２リブの対向面に対して傾斜した複数の壁が、第１リブと第２リブの対向面との間で複数のトラス構造を構成する。このため、樹脂の容量の小さい構造でありながら、第１リブと第２リブの強度を効率良く高めることができる。

前記間欠構造部は、ハニカム形状の複数の断面が前記第１リブと前記第２リブの対向面と平行に延びる構造体によって構成されるようにしても良い。

この場合、第１リブと第２リブの間が剛性の高いのハニカム構造によって相互に連結されることになる。このため、樹脂の容量の小さい構造でありながら、第１リブと第２リブの強度を効率良く高めることができる。

前記間欠構造部は、格子状の構造体によって構成されるようにしても良い。

この場合、第１リブと第２リブの間が剛性の高い格子状の構造体によって相互に連結されることになる。このため、樹脂の容量の小さい構造でありながら、第１リブと第２リブの強度を効率良く高めることができる。

前記第１リブと前記第２リブの少なくとも一方の外側側面と前記造形体本体の裏面とは、前記第１リブと前記第２リブの突出方向に対して傾斜する傾斜壁（例えば、実施形態の傾斜壁２０）によって連結されるようにしても良い。

この場合、第１，第２リブと間欠構造部による支持構造体の主壁の倒れが傾斜壁によって規制されるとともに、支持構造体の主壁と傾斜壁によって造形体本体の広い範囲を効率良く補強することが可能になる。

前記傾斜壁の前記造形体本体の側の端部には、前記傾斜壁の本体部（例えば、実施形態の本体部２０ａ）に対して薄肉の分岐部（例えば、実施形態の分岐部２０ｂ）が設けられ、前記分岐部の先端が前記造形体本体の裏面に連結されるようにしても良い。

この場合、傾斜壁が造形体本体に対して薄肉の分岐部によって連結されるため、樹脂造形体の成形時に、傾斜壁が造形体本体の近傍部で大きく熱収縮し難くなる。したがって、本構成を採用することにより、造形体本体の表面のヒケ発生をより抑制することができる。

本発明に係る樹脂造形体の製造方法は、上記のいずれかの樹脂造形体を３Ｄプリンタによって形成することを特徴とする。

本発明に係る樹脂造形体は、造形体本体の裏面に突設される板状の第１リブと第２リブの間が間欠構造部によって連結されているため、造形体本体の裏面の補強構造を大型化することなく、造形体本体の表面のヒケ発生を抑制することができる。

また、本発明に係る樹脂造形体の製造方法は、樹脂造形体を３Ｄプリンタによって形成するため、第１リブと第２リブの間に複雑な間欠構造部が配置される構造であっても、樹脂造形体を容易に製造することができる。

図１は、第１実施形態の樹脂造形体の斜視図。 図２は、第２実施形態の樹脂造形体の斜視図。 図３は、第２実施形態の変形例の樹脂造形体の斜視図。 図４は、第３実施形態の樹脂造形体の斜視図。 図５は、図４のＶ部の拡大側面図。 図６は、第４実施形態の樹脂造形体の斜視図。 図７は、第５実施形態の樹脂造形体の斜視図。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下で説明する各実施形態や変形例では、共通部分に同一符号を付し、重複する説明を一部省略するものとする。

＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態の樹脂造形体１を裏面側から見た斜視図である。なお、図１には、樹脂造形体１の一部が拡大して示されている。
樹脂造形体１は、例えば、車両の車室内に設置されるインストルメントパネルやドアトリム、物品収納等の車載部品である。樹脂造形体１は、表面１０ｓが意匠面となる造形体本体１０と、造形体本体１０の裏面１０ｂに一体に形成された補強リブ１１と、を備えている。本実施形態では、造形体本体１０は平板状に形成されている。ただし、造形体本体１０は必ずしも平板状である必要はなく、その一部に曲面形状等があっても良い。

補強リブ１１は、造形体本体１０の裏面１０ｂに当該裏面１０ｂと直角に突設された板状の第１リブ１２と、造形体本体１０の裏面１０ｂに第１リブ１２と平行に突設された板状の第２リブ１３と、互いに平行な第１リブ１２と第２リブ１３の対向面１２ａ，１３ａの間を間欠的に連結する間欠構造部１４と、を備えている。
なお、本明細書において「間欠構造部」とは、第１リブ１２と第２リブ１３の間に、両リブ１２，１３を連結する複数の連結壁と樹脂材の存在しない空間部が配置された構造体のことを意味する。

本実施形態の間欠構造部１４は、第１リブ１２と第２リブ１３の対向面１２ａ，１３ａに対して傾斜した複数の壁１５が波形状に配置された構成体によって構成されている。本実施形態の場合、対向面１２ａ，１３ａに対して傾斜した各壁１５は、第１リブ１２と第２リブ１３の突出方向（造形体本体１０の裏面１０ｂと直交する方向）に沿って延在している。

樹脂造形体１は、造形体本体１０と、第１リブ１２及び第２リブ１３と、間欠構造部１４とが３Ｄプリンターによって連続して形成される。３Ｄプリンターによってこれらを形成する際には、造形空間内でパウダー状の熱可塑性樹脂を敷き詰め、その上に融合剤と融合改質剤を噴射し、融合剤と融合改質剤を噴射した部分に熱を加えて樹脂を溶融して造形部の層を形成する。この造形部の層の形成を複数回繰り返すことにより、造形体本体１０と、第１リブ１２及び第２リブ１３と、間欠構造部１４とを造形する。

以上のように、本実施形態の樹脂造形体１は、造形体本体１０の裏面１０ｂに突設される板状の第１リブ１２と第２リブ１３の間が間欠構造部１４によって連結されている。このため、造形体本体１０の裏面１０ｂ側の補強リブ１１の剛性を高く維持することができる。また、間欠構造部１４は、第１リブ１２と第２リブ１３の対向面１２ａ，１３ａの間を間欠的に連結する構造であるため、間欠構造部１４を造形する樹脂の容量を小さくすることができる。したがって、樹脂造形体１を成形する際における、造形体本体１０の近傍部での第１，第２リブ１２，１３と間欠構造部１４の熱収縮を小さくすることができる。この結果、造形体本体１０の裏面１０ｂの補強構造を大型化することなく、造形体本体１０の表面１０ｓ側のヒケ発生を抑制することが可能になる。

また、本実施形態の樹脂造形体１では、第１リブ１２と第２リブ１３の対向面１２ａ，１３ａに対して傾斜した複数の壁１５が波形状に配置された構成体によって間欠構造部１４が構成されてる。このため、間欠構造部１４の傾斜した複数の壁１５が、第１リブ１２及び第２リブ１３の対向面１２ａ，１２ａとの間で複数のトラス構造を構成する。したがって、本構成を採用した場合には、樹脂の容量の小さい構造でありながら、第１リブ１２と第２リブ１３の強度を効率良く高めることができる。

また、本実施形態では、樹脂造形体１を３Ｄプリンタによって形成するため、第１リブ１２と第２リブ１３の間に複雑な間欠構造部１４が配置される構造であっても、樹脂造形体１を容易に製造することができる。

＜第２実施形態＞
図２は、本実施形態の樹脂造形体１０１を裏面側から見た斜視図である。
樹脂造形体１０１は、造形体本体１０の裏面１０ｂ側に第１実施形態と同構造の補強リブ１１が突設されている。ただし、本実施形態の樹脂造形体１０１は、第１リブ１２と第２リブ１３の各外側側面と造形体本体１０の裏面１０ｂの間が傾斜壁２０によって連結されている。各傾斜壁２０は、造形体本体１０との連結部が補強リブ１１と平行に延在し、かつ、先端部側（第１，第２リブ１２，１３との連結部側）が第１リブ１２と第２リブ１３の突出方向に向かって傾斜している。各傾斜壁２０は、補強リブ１１との間でトラス構造を構成し、補強リブ１１の倒れを規制するとともに、造形体本体１０の表面剛性を高めている。
本実施形態の樹脂造形体１０１も、第１実施形態と同様に全体が３Ｄプリンタによって形成されている。

本実施形態では、各傾斜壁２０は、造形体本体１０の裏面１０ｂと、第１リブ１２と第２リブ１３の各突出端部分とを連結している。このため、各傾斜壁２０によって補強リブ１１の倒れを効率良く規制することができる。
なお、図２に示す例では、第１リブ１２と第２リブ１３の各外側側面と造形体本体１０の裏面１０ｂの間が夫々傾斜壁２０によって連結されているが、第１リブ１２と第２リブ１３のいずれか一方の外側側面と造形体本体１０の裏面１０ｂの間のみを傾斜壁２０によって連結するようにしても良い。

図３は、第２実施形態の変形例の樹脂造形体１０１Ａを裏面側から見た斜視図である。
樹脂造形体１０１Ａの配置スペース等の関係で、傾斜壁２０を補強リブ１１の突出端部分に連結できない場合には、図３に示す変形例のように傾斜壁２０は、補強リブ１１の突出方向の中途部に連結するようにしても良い。

本実施形態の樹脂造形体１０１，１０１Ａは、第１実施形態と同様の基本構成であるため、上述した第１実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
これに加え、本実施形態の樹脂造形体１０１，１０Ａは、第１リブ１２と第２リブ１３の各外側側面と造形体本体１０の裏面１０ｂの間が傾斜壁２０によって連結されているため、第１，第２リブ１２，１３と間欠構造部１４から成る補強リブ１１（支持構造体の主壁）の倒れを効率良く規制でき、かつ、造形体本体１０の広い範囲を効率良く補強することができる。

＜第３実施形態＞
図４は、本実施形態の樹脂造形体２０１を裏面側から見た斜視図であり、図５は、図４のＶ部の拡大側面図である。
本実施形態の樹脂造形体２０１は、第２実施形態の樹脂造形体１０１と同様に造形体本体１０の裏面１０ｂ側に補強リブ１１が突設されるとともに、造形体本体１０の裏面と第１，第２リブ１２，１３の各外側側面の間が傾斜壁２０によって連結されている。ただし、各傾斜壁２０の造形体本体１０の側の端部には、傾斜壁２０の本体部２０ａに対して厚み方向に二股に分岐した薄肉の分岐部２０ｂが設けられている。図５に示すように、分岐部２０ｂの二股に分かれた各薄肉片２１の先端部は夫々造形体本体１０の裏面１０ｂに連結されている。
なお、本実施形態では、分岐部２０ｂは二股に分岐しているが、分岐部２０ｂは三つ以上に分岐する構造であっても良い。本実施形態の樹脂造形体２０１も全体が３Ｄプリンタによって形成されている。

本実施形態の樹脂造形体２０１は、第２実施形態と同様の基本構成であるため、第２実施形態と同様の基本的な効果を得ることができる。
これに加え、本実施形態の樹脂造形体２０１は、傾斜壁２０が造形体本体１０に対して分岐部２０ｂの薄肉片２１によって連結されるため、樹脂造形体２０１の成形時に、傾斜壁２０が造形体本体１０の近傍部で大きく熱収縮し難くなる。したがって、本実施形態の樹脂造形体２０１採用した場合には、造形体本体１０の表面１０ｓのヒケ発生をより抑制することができる。

＜第４実施形態＞
図６は、本実施形態の樹脂造形体３０１を裏面側から見た斜視図である。なお、図６には、樹脂造形体３０１の一部が拡大して示されている。
本実施形態の樹脂造形体３０１は、補強リブ３１１の間の間欠構造部３１４の構成が上記の各実施形態のものと異なっている。
本実施形態の間欠構造部３１４は、ハニカム形状の複数の断面が第１リブ１２と第２リブ１３の対向面１２ａ，１３ａと平行に延びる構造体によって構成されている。間欠構造部３１４のハニカム状断面部３１４ａは、第１，第２リブ１２，１３の突出方向（造形体本体１０の裏面１０ｂと直交する方向）に沿って延びている。複数のハニカム状断面部３１４ａは、第１リブ１２と第２リブ１３の対向面１２ａ，１３ａ間において、一列に並列に並んでいる。
本実施形態の樹脂造形体３０１も全体が３Ｄプリンタによって形成されている。

本実施形態の樹脂造形体３０１は、第１実施形態とほぼ同様の基本構成であるため、第１実施形態と同様の基本的な効果を得ることができる。
さらに、本実施形態の樹脂造形体３０１は、複数のハニカム状断面部３１４ａを持つ間欠構造部３１４が第１リブ１２と第２リブ１３の対向面１２ａ，１３ａの間に配置されているため、第１リブ１２と第２リブ１３の間が剛性の高いのハニカム構造によって相互に連結されることになる。したがって、本実施形態の樹脂造形体３０１を採用した場合には、樹脂の容量の小さい構造でありながら、第１リブ１２と第２リブ１３の強度を効率良く高めることができる。

＜第５実施形態＞
図７は、本実施形態の樹脂造形体４０１を裏面側から見た斜視図である。なお、図７には、樹脂造形体４０１の一部が拡大して示されている。
本実施形態の樹脂造形体４０１は、補強リブ４１１の間欠構造部４１４の構成が上記の各実施形態のものと異なっている。
本実施形態の間欠構造部４１４は、格子状の構造体によって構成されている。具体的には、複数の梁部３０ａが交差して形成された格子状部材３０が、第１リブ１２と第２リブ１３の間に二列配置され、二つの格子状部材３０が図示しない連結部によって相互に連結されている。なお、格子状部材３０の配置は、二列に限らず一列であっても三列以上であっても良い。
本実施形態の樹脂造形体４０１も全体が３Ｄプリンタによって形成されている。

本実施形態の樹脂造形体４０１は、第１実施形態とほぼ同様の基本構成であるため、第１実施形態と同様の基本的な効果を得ることができる。
さらに、本実施形態の樹脂造形体４０１は、格子状の構造体から成る間欠構造部４１４が第１リブ１２と第２リブ１３の対向面１２ａ，１３ａの間に配置されているため、第１リブ１２と第２リブ１３の間が剛性の高い格子状構造によって相互に連結されることになる。したがって、本実施形態の樹脂造形体４０１を採用した場合には、樹脂の容量の小さい構造でありながら、第１リブ１２と第２リブ１３の強度を効率良く高めることができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
例えば、図６，図７に示す間欠構造部３１４，４１４を持つ樹脂造形体においても、図２～図５に示すような傾斜壁２０を追加するようにしても良い。

１，１０１，１０１Ａ，２０１，３０１，４０１…樹脂造形体
１０…造形体本体
１０ｓ…表面
１０ｂ…裏面
１２…第１リブ
１２ａ…対向面
１３…第２リブ
１３ａ…対向面
１４，３１４，４１４…間欠構造部
１５…壁
２０ａ…本体部
２０ｂ…分岐部

Claims (7)

1. 表面が意匠面となる造形体本体と、
   前記造形体本体の裏面に突設される板状の第１リブと、
   前記造形体本体の裏面に前記第１リブと平行に突設される板状の第２リブと、
   前記第１リブと前記第２リブの対向面の間を間欠的に連結する間欠構造部と、を備えていることを特徴とする樹脂造形体。
2. 前記間欠構造部は、前記第１リブと前記第２リブの対向面に対して傾斜した複数の壁が波形状に配置された構成体によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂造形体。
3. 前記間欠構造部は、ハニカム形状の複数の断面が前記第１リブと前記第２リブの対向面と平行に延びる構造体によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂造形体。
4. 前記間欠構造部は、格子状の構造体によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂造形体。
5. 前記第１リブと前記第２リブの少なくとも一方の外側側面と前記造形体本体の裏面とは、前記第１リブと前記第２リブの突出方向に対して傾斜する傾斜壁によって連結されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の樹脂造形体。
6. 前記傾斜壁の前記造形体本体の側の端部には、前記傾斜壁の本体部に対して薄肉の分岐部が設けられ、
   前記分岐部の先端が前記造形体本体の裏面に連結されていることを特徴とする請求項５に記載の樹脂造形体。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の樹脂造形体を３Ｄプリンタによって形成することを特徴とする樹脂造形体の製造方法。

Images