JP4195443B2 - 開閉体の樹脂製内装部材並びにその成形型 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、開閉体の外板の内側に取り付けられる樹脂製の内装部材並びにその成形型に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、例えば、自動車等の車両に設けられるドア,ボンネット,トランクリッド,サンルーフ,リフトゲート(テールゲート,リヤゲート若しくはバックドア等とも呼ばれる)などの開閉体について、近年では、その外板部材及び/又は内板部材などを合成樹脂で製作したものが実用に供されるようになって来ている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
かかる開閉体は、一般に、外板部材(アウタパネル)の内側に、内板部材(インナパネル)若しくは内側枠体(インナフレーム)、又はこれらに加えて或いは単独で内側装飾材(インナトリム)を、接着または溶着等により取り付けて構成される。
【0004】
上記インナパネル,インナフレーム或いはインナトリム等の内装部材を製造する場合、従来では、例えば成形性確保や量産容易性等を考慮して、熱硬化性樹脂をベースとしたFRP(繊維強化プラスチック)材料やポリプロピレン樹脂などの熱可塑性樹脂をベース材料に用い、そのガラスマット入りのシート材をプレス成形して製造されるのが一般的である。特に、形状が複雑なもの(例えばインナトリムなど)については、成形性をより重視する観点から、熱可塑性樹脂をベースにしたものが多用されている。
【特許文献1】
特開2001−18654号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の内装部材の製造方法では、プレス成形後に穴加工やそのバリ除去等の煩わしい2次加工が必要であるので、工数が多く時間と手間が掛り、開閉体の製造工程も複雑なものとなる。尚、成形品に穴部を設ける場合、射出成形法であれば、一般に金型設計を工夫することによって対応でき、多くの場合、後加工(成形後の2次加工)は不要とすることができる。
【0006】
また、樹脂材料中に混合されるガラス繊維等の強化繊維は、例えば約10mm前後の長さを有する、所謂、長繊維であるので、従来では、成形品(製品)の表面にガラス繊維に基づく凹凸が多数生じ、外観性が非常に低下するという難点もあった。
【0007】
この外観性の問題に対しては、ガラス繊維の繊維長を短く設定することで対応することも考えられるが、この場合には、強度および耐衝撃性も低下するという問題が生じる。
【0008】
また、成形品表面に塗装を施して外観性を高めることも可能ではあるが、この場合には、塗装工程を別途に設ける必要があり、製造コストの著しい上昇を招くという問題がある。
【0009】
尚、上記のような開閉体では少なくとも外面に塗装を施される場合が多いので、樹脂製とする場合には、その外板部材(アウタパネル)としては塗装性が良好なものが求められる。このため、例えば、PC(ポリカーボネート)樹脂およびABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン)樹脂を原料とした樹脂材料など、表面性状が良い成形品が得られる材料が用いられている。
【0010】
しかしながら、このような樹脂材料でアウタパネルを製作した場合、アウタパネルとして十分な剛性や耐衝撃性を安定して得ることが難しく、ひいては開閉体の剛性や耐衝撃性が不足する場合が生じるという問題がある。特に、このような場合には、インナパネルにも高い剛性や耐衝撃性が求められることになる。
【0011】
更に、例えば自動車の開閉体のインナパネルなど、比較的大型で略平面的に広がる成形体を樹脂成形する場合、金型内に充填された溶融樹脂が凝固する際における各部分および各方向での収縮のバランスを良好に維持することが一般に難しく、反り等の変形が生じ易いことが知られている。特に、強化繊維を配合した樹脂材料を用いた場合には、強化繊維の繊維配向やその度合いが各部分および各方向で異なり、これに応じて収縮量にも差が生じることに起因して、得られた成形体に反り等の変形が生じ易いという問題がある。
【0012】
例えば、上記インナパネルのように、正面視で全体として略長方形状もしくはそれに類似した外形形状の内装部材を成形する場合、その外形形状の内側に設定されたゲートから比較的離れた端部およびその近傍では、外形形状の側縁部に沿って流入し端部の外周ラインに沿った方向から充填される樹脂流と、これとは異なる方向(例えば外周ラインに対して略直角方向)から充填される樹脂流とで、一般にその流速(つまり、充填される溶融樹脂の充填速度)には差が生じることになる。例えば上記インナパネルの場合には、一般に、その中央領域には凹凸部分や板厚不同部分が多く含まれる関係上、外周ラインに沿った方向の樹脂流の方がこれとは異なる方向の樹脂流よりも流速が大きくなる。
【0013】
そして、その差がある程度以上大きい場合には、上記端部の外周ラインに沿った方向からの樹脂流がかなり早く充填されてしまうので、上記端部では外周ラインに沿った方向の繊維配向度が非常に高くなり、内装部材の中央領域とその強化繊維の繊維配向が大きく異なることになる。この繊維配向の相違に起因して、上記内装部材端部では、その外周ラインに沿った略中央部分が表面から膨出するように反り(変形)が生じる、という問題があった。
【0014】
この発明は、上記諸問題に鑑みてなされたもので、成形性および成形品の外観性が良好で、且つ、所要の剛性および耐衝撃性を備え、また、変形のより少ない開閉体の樹脂製内装部材並びにその成形型を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願の第1の発明に係る開閉体の樹脂製内装部材は、開閉体の外板の内側に取り付けられる樹脂製内装部材であって、
強化繊維とラバーとを含有したポリプロピレン系樹脂を成形材料に用い、射出成形法により成形され、
正面視で上記内装部材に外接する四角形を設定した場合に、その四角形の所定の一辺に沿った方向についての内装部材端部の近傍に、上記所定の一辺と交差する他辺、および該他辺と略同方向に伸びる当該内装部材の外周ラインの何れか一方と略平行に伸びる、当該内装部材の中央部分よりも板厚が薄い薄板部が、上記中央部分の両側に一対に設けられ、上記薄板部は上記中央部分と上記外周ラインとの間に広がっている、ことを特徴としたものである。
【0016】
この場合において、上記四角形の所定の一辺としては、当該内装部材において変形が最も生じ易い外周ラインに外接する辺を選定することが好ましい。
尚、ポリプロピレン系樹脂には、ホモポリプロピレン樹脂とブロック・コポリマー・ポリプロピレン樹脂とランダム・コポリマー・ポリプロピレン樹脂と変性ポリプロピレン樹脂とが含まれるが、本願発明に係る樹脂製内装部材は、上記のポリプロピレン樹脂のうち、1種類もしくは複数種類のものを材料樹脂として用いることができる。好ましくは、ブロック・コポリマー・ポリプロピレン樹脂であり、より好ましくは、ブロック・コポリマー・ポリプロピレン樹脂と変性ポリプロピレン樹脂とを含むものである。この場合、変性ポリプロピレン樹脂の配合は、例えば、ブロック・コポリマー・ポリプロピレン樹脂,ラバー及び強化繊維の総和に対して、好ましくは0.1〜5重量%であり、より好ましくは1〜4重量%である。
【0017】
また、本願の第2の発明に係る開閉体の樹脂製内装部材は、開閉体の外板の内側に取り付けられる樹脂製内装部材であって、
強化繊維とラバーとを含有したポリプロピレン系樹脂を成形材料に用い、射出成形法により成形され、
正面視で上記内装部材に外接する四角形を設定した場合に、その四角形の所定の一辺と交差する他辺に沿った方向についての内装部材端部の近傍に、上記所定の一辺、および該一辺と略同方向に伸びる当該内装部材の外周ラインの何れか一方と略平行に伸びる、当該 内装部材の中央部分よりも板厚が厚い厚板部が設けられ、該厚板部は上記中央部分と上記外周ラインとの間に広がっている、ことを特徴としたものである。
【0018】
この場合においても、上記四角形の所定の一辺としては、当該内装部材において変形が最も生じ易い外周ラインに外接する辺を選定することが好ましい。
尚、ポリプロピレン系樹脂には、ホモポリプロピレン樹脂とブロック・コポリマー・ポリプロピレン樹脂とランダム・コポリマー・ポリプロピレン樹脂と変性ポリプロピレン樹脂とが含まれるが、本願発明に係る樹脂製内装部材は、上記のポリプロピレン樹脂のうち、1種類もしくは複数種類のものを材料樹脂として用いることができる。好ましくは、ブロック・コポリマー・ポリプロピレン樹脂であり、より好ましくは、ブロック・コポリマー・ポリプロピレン樹脂と変性ポリプロピレン樹脂とを含むものである。この場合、変性ポリプロピレン樹脂の配合は、例えば、ブロック・コポリマー・ポリプロピレン樹脂,ラバー及び強化繊維の総和に対して、好ましくは0.1〜5重量%であり、より好ましくは1〜4重量%である。
【0019】
更に、本願の第3の発明は、上記第1又は第2の発明において、上記内装部材は、窓用の開口を備えていることを特徴としたものである。
【0020】
また更に、本願の第4の発明に係る樹脂製内装部材の成形型は、開閉体の外板の内側に取り付けられる樹脂製内装部材の成形型であって、
上記内装部材の端末部分に対応する端末キャビティ部と、
強化繊維とラバーとを含有したポリプロピレン系樹脂でなる樹脂材料を射出注入するためのゲート部を設けたゲートキャビティ部と、
上記端末キャビティ部とゲートキャビティ部との間で、上記端末キャビティ部と略平行に設けられ、上記両キャビティ部の隙間寸法よりも大きい隙間寸法を有し、ゲート部から成形型内に注入された樹脂材料を流入させると共に、上記内装部材端部の近傍において該端末部分と略平行に設定された厚板部に対応する厚板キャビティ部であって、上記厚板部は、正面視で上記内装部材に外接する四角形を設定した場合に、その四角形の所定の一辺と交差する他辺に沿った方向についての内装部材端部の近傍に、上記所定の一辺、および該一辺と略同方向に伸びる当該内装部材の外周ラインの何れか一方と略平行に伸びる、厚板キャビティ部と、
上記ゲート部から注入された樹脂材料を、上記ゲートキャビティ部から上記厚板キャビティ部に流入した後に上記端末キャビティ部に流入させるキャビティ経路と、
を備えている、ことを特徴としたものである。
【0021】
この場合において、上記四角形の所定の一辺としては、当該内装部材において変形が最も生じ易い外周ラインに外接する辺を選定することが好ましい。
尚、ポリプロピレン系樹脂には、ホモポリプロピレン樹脂とブロック・コポリマー・ポリプロピレン樹脂とランダム・コポリマー・ポリプロピレン樹脂と変性ポリプロピレン樹脂とが含まれるが、本願発明に係る樹脂製内装部材は、上記のポリプロピレン樹脂のうち、1種類もしくは複数種類のものを材料樹脂として用いることができる。好ましくは、ブロック・コポリマー・ポリプロピレン樹脂であり、より好ましくは、ブロック・コポリマー・ポリプロピレン樹脂と変性ポリプロピレン樹脂とを含むものである。この場合、変性ポリプロピレン樹脂の配合は、例えば、ブロック・コポリマー・ポリプロピレン樹脂,ラバー及び強化繊維の総和に対して、好ましくは0.1〜5重量%であり、より好ましくは1〜4重量%である。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、例えば、自動車のテールゲート用の内装部材に適用した場合を例に取って、添付図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本実施の形態に係る自動車の車体後部に取り付けられるテールゲートのウインドウガラス組付前の状態を示す斜視図、また、図2はこのテールゲートのインナパネルの斜視図である。
【0023】
上記テールゲート1は、自動車の車体後部に形成された開口部を上下方向へ開閉可能に覆う開閉体として、車体後部に取り付けられるものであり、所定形状およびサイズの内板部材2(インナパネル)と外板部材3(アウタパネル)とを組み合わせ、両パネル2,3の周縁部およびその近傍どうしを接合することにより、両者2,3間に所定の空間部を有して形成されている。
【0024】
尚、実際には、インナパネル2には、補強のために多数のリブ部2R(図2において仮想線によりその一部のもののみを表示)が設けられている。このリブ部は、インナパネル2の基本部分に比して板厚が薄く、また、形状も複雑であるので、樹脂成形を行う場合には、インナパネル2の各部の中で最も成形が難しい部分の一つである。このリブ部2Rは、厚さが2mm、高さが40〜50mmに設定されている。
【0025】
本実施の形態では、上記インナ及びアウタの両パネル2及び3は、共に合成樹脂を材料として成形されており、その周縁部およびその近傍どうしは、例えば接着剤を用いて接合されている。
【0026】
上記アウタパネル3の合成樹脂材料としては、その線膨張係数(測定規格:JIS K 7197)が、好ましくは、8×10−5/℃以下、特に5×10−5/℃以下のものが好ましく、例えば、PC(ポリカーボネイト)とABS(アセチルニトリル・ブタジエン・スチレン)の組成物,ポリアミドとガラス繊維の組成物,ポリプロピレンとガラス繊維の組成物等を用いることができる。今回は、最終的なテールゲートの表面性状,塗装性等を考慮し、PC樹脂およびABS樹脂を原料とした樹脂材料(線膨張係数:4×10−5/℃)を用いた。このアウタパネル3の線膨張係数が8×10−5/℃を越えると、使用環境によっては変形,歪が大きくなる惧れがある。
【0027】
外板用樹脂と内装部材用樹脂それぞれの線膨張係数の差について、より好ましくは、(外板用樹脂の線膨張係数−内装部材用樹脂の線膨張係数)が6×10−5/℃以下であり、特に、(外板用樹脂の線膨張係数−内装部材用樹脂の線膨張係数)が0〜3×10−5/℃であることが好ましい。上記両樹脂の線膨張係数の差が6×10−5/℃を越えると、使用環境によっては内装部材と外板の接合部において歪が大きくなり、変形,波打ち(所謂、メラ),車体との干渉(接触)等が生じ、また、テールゲート全体としての剛性,外観の悪化を招く惧れがある。
【0028】
このアウタパネル3の樹脂材料(PC/ABS)を用いることにより、鏡面状の光沢を有する良好な表面性状の成形品を得ることが可能で、テールゲート1のアウタパネル3のように、成形後にその表面に塗装が施される製品の成形材料として好適である。但し、その剛性は、曲げ弾性率で3500〜3800MPa程度であり、自動車のテールゲート1のアウタパネル3用としては、必ずしも十分なものとは言えない。
【0029】
この場合、インナパネル2の剛性もアウタパネル3と同程度しかなければ、テールゲート1として所要の剛性を安定して得ることは難しく、テールゲート1自体の剛性が不足する場合が生じる。そこで、本実施の形態では、インナパネル2に高い(つまり、アウタパネル3よりも高い)剛性を付与することにより、テールゲート1として所要の剛性を得るようにした。
【0030】
具体的には、インナパネル2の材料樹脂として、アウタパネル3の現行材料(PC樹脂+ABS樹脂)の曲げ弾性率よりも高い4000MPa以上の曲げ弾性率を得ることを基本的な目的として、種々検討を重ね、また、試験を実施した。
【0031】
尚、インナパネル2の材料樹脂の曲げ弾性率を4000MPa以上とすることにより、テールゲート1の剛性が確実に高められることが確認されており、特に、6000MPa以上の場合には、テールゲートとして必要な剛性を極めて安定して確保することができる。また、この場合において、樹脂材料としての成形性ならびに成形品の外観性および耐衝撃性は、少なくとも現行のものと同等のレベルでなければならない。
【0032】
上記インナパネル2の樹脂材料は、その線膨張係数(測定規格:JIS K 7197)が4×10−5/℃以下であることが好ましい。このインナパネル2の樹脂材料の線膨張係数が4×10−5/℃を越えると、結果としてインナパネル2の剛性が不足したり、また、使用環境によっては変形,歪が大きくなる惧れがある。上記インナパネル2の樹脂材料は、その線膨張係数が3×10−5/℃以下であることが更に好ましい。例えば、後述する落下衝撃試験に用いたテストピースのうちNo.4のテストピースの樹脂材料(後述する表2参照)の場合、その線膨張係数は2.5×10−5/℃であった。
【0033】
本実施の形態では、2次加工を低減でき、また、樹脂材料としての成形性ならびに成形品の外観性および耐衝撃性を損なうことなく、且つ、当該成形品について曲げ弾性率が4000MPa以上を達成できる樹脂材料を得るために、自動車用パネル材の樹脂材料として比較的一般的なポリプロピレン系樹脂をベースとしたブロックポリプロピレン樹脂に、強化繊維を配合すると共にラバーを含有させた樹脂材料を対象とし、その強化繊維およびラバーの配合比を種々変更して成形を行い、その成形品の曲げ弾性率,成形性,耐衝撃性および外観性を調べる試験を行った。
【0034】
尚、上記樹脂材料について、より詳しく説明すれば、上記ポリプロピレン系樹脂は、変性ポリプロピレン樹脂を含み、例えば、変性ポリプロピレン樹脂をポリプロピレン樹脂,ラバー及び強化繊維の総和に対して、好ましくは0.1〜5重量%、より好ましくは1〜4重量%配合して得ることができる。
【0035】
以下、自動車のテールゲート用のインナパネル2を成形する材料樹脂を得るために行った各種試験等について説明する。
表1は、強化繊維およびラバーの配合比を種々変更したブロックPP(ポリプロピレン)樹脂を材料として射出成形を行い、その射出成形品の曲げ弾性率,成形性,耐衝撃性および外観性を調べた試験結果を一覧表として示したものである。尚、この表1において、GF含有量(%)及びEBR量(%)以外の数値は、各条件で得られた曲げ弾性率(MPa)を示している。
【0036】
【表1】
【0037】
この一連の試験では、ブロックPP樹脂に添加する強化繊維としてガラス繊維を用い、また、添加ラバー成分はエチレン・ブタジエン・ラバー(EBR)とした。具体的には、まず、強化繊維について、マトリックス樹脂(PP系樹脂)に直径13〜20μのロービングガラスの長繊維をそれぞれ所定の重量配合比で配合し、かかる樹脂材料を押出成形して、長さ1.5〜13mmのガラス強化繊維(GF)入りのPP樹脂ペレットを種々のGF配合比で成形した。具体的には、ブロックポリプロピレン樹脂と変性ポリプロピレン樹脂とを強化繊維に含浸させて得られたペレットを用いた。尚、実際の製品を成形するためのペレットを製作する際には、より良好な外観を得るために、数%程度の着色料を混合することが好ましい。
【0038】
また、ラバー成分についても、マトリックス樹脂(PP樹脂)にEBRをそれぞれ所定の重量配合比で配合して押出成形して、種々の配合比のラバー添加PP樹脂ペレットを成形した。
【0039】
そして、成形に用いるペレットの組み合わせを種々変更して選定することにより、具体的には、ガラス強化繊維(GF)の含有量を重量比で15〜55%の範囲で変化させ、また、ラバー成分(EBR)の含有量は重量比で0〜25%の範囲で変化させて、強化繊維(GF)とマトリックス樹脂(ブロックPP樹脂)とラバー(EBR)との重量配合比が種々異なる成形品サンプルを得た。
【0040】
具体的には、GF入りのPP樹脂ペレットとEBR添加PP樹脂ペレットとを射出成形装置に投入し、装置内で混練溶融させて得られた樹脂材料を所定の金型内に射出して供試サンプルを得た。
【0041】
この場合、混練機内で混練される樹脂材料はラバー(EBR)を含有しているので、ガラス繊維(GF)の破損が非常に少なくて済む。従って、特別な混練機を用いる必要はなく、一般的なもので良好な混練を行うことが可能である。
【0042】
また、射出成形法により成形を行ったので、成形品に穴部を設けることが求められる場合でも、通常、金型設計を工夫することによって対応でき、後加工(成形後の穴加工)を不要とすることが可能である。すなわち、従来、プレス成形法を用いていた場合に比して、成形後の穴加工やそのバリ除去等の煩わしい2次加工を削除できることにより、工数を少なくして製造に要する時間と手間を低減することが可能となる。
【0043】
以上のようにして得られた各成形品サンプルについて、その表面の外観を目視検査することにより外観性を評価した。すなわち、成形品サンプルの表面にガラス繊維に基づく凹凸(ガラス浮き)が多数生じている場合(表1において×印で表示)及び若干生じている(△印)場合は、何れも不合格とし、目視では「ガラス浮き」が認められない(○印)場合には合格とした。
【0044】
また、成形品サンプルの各部の中で最も成形が難しいリブ部を目視観察し、このリブ部に欠肉が生じている場合には、材料樹脂の流動性が不足して十分な成形性が得られていないので、不合格(×印)とし、上記リブ部の欠肉が認められない(○印)場合には、樹脂材料の流動性に問題は無く成形性について合格とした。
【0045】
以上のような主として目視による試験(外観性試験および成形性試験)を終えた後、各成形品サンプルからテストピースを切り出し、衝撃性試験を実施した。この衝撃性試験は、所定サイズ及び重量の鉄球を所定の高さからテストピース上に落下(初期加速度がゼロの自然落下)させた際に、テストピースに割れが生じるか否かで耐衝撃性を評価する、所謂、落下衝撃試験として行った。
【0046】
テストピースは、正方形の板状で、そのサイズ及び板厚は、150mm×150mm×3mmとした。また、落下させる鉄球のサイズ及び重量は、直径が50mmで重量は3.8kgとした。
【0047】
本実施の形態では、ガラス強化繊維(GF)の含有量が40重量%で、エチレン・ブタジエン・ラバー(EBR)含有量を0〜25重量%の範囲で変化させたテストピースについて、落下衝撃試験を実施した。この試験結果を表2に示す。
尚、前述のように、この落下衝撃試験に用いたテストピースのうちNo.4のものの樹脂材料は、その線膨張係数が2.5×10−5/℃であった。
【0048】
【表2】
【0049】
また、上記テストピースについての試験結果と対比するために、ガラスマット入りのPP樹脂シート材をプレス成形して製造されたもの(比較例1)、ポリプロピレン(PP)樹脂に40重量%のガラス強化繊維(GF)を配合した樹脂材料を用いて成形されたもの(比較例2及び3)、及びポリアミド(PA)樹脂に40重量%のガラス強化繊維を配合した材料を用いて成形されたもの(比較例4)を、それぞれ比較例として落下衝撃試験を行った。この比較例の試験結果を表3に示す。
【0050】
【表3】
【0051】
この表3の試験結果から良く分かるように、これら比較例1〜4の中では、ガラスマット入りのPP樹脂シート材をプレス成形して製造された従来品で現在市販されているもの(比較例1)が落下衝撃試験の評価値が最高で、その評価値は95cmであった。つまり、この比較例1の場合、鉄球の落下高さが95cmまでは割れが発生せず、この値になると供試サンプルに割れが生じた。少なくともこの従来品(比較例1)の評価値である95cmと同等のレベルであることが必要であるので、本試験では、落下高さがこの値(95cm)を下回るものは不合格(×印)とした。尚、本発明実施例についての落下衝撃試験の評価結果は、表1中の「耐衝撃性」の欄に示されている。
【0052】
更に、各成形品サンプルからテストピースを切り出し、曲げ試験を実施してその曲げ弾性率をそれぞれ測定した。この曲げ弾性率としては、前述のように、アウタパネル3の現行材料(PC樹脂+ABS樹脂)の曲げ弾性率よりも高く、また、テールゲート1の剛性を確実に高めることができる値として、4000MPa以上であることを合否判定基準とした。
【0053】
上記表1の試験結果から良く分かるように、ガラス強化繊維(GF)の含有量を増加させるに連れて、曲げ弾性率が高くなり剛性が向上するが、GF含有量が50%になると、成形品サンプルの表面にガラス繊維に基づく凹凸(ガラス浮き)が若干生じるようになり(表1:△印参照)、GF含有量が55%に至ると、このような凹凸が多数生じた(表1:×印参照)。従って、外観性確保の観点から、GF含有量の上限値は50%とした。
【0054】
一方、4000MPa以上の曲げ弾性率を確保するには、20重量%以上のGFを含有する必要があるので(表1参照)、GF含有量の下限値は20重量%とした。
【0055】
また、エチレン・ブタジエン・ラバー(EBR)量については、この含有量が増加するに連れて、落下衝撃値が高くなり(表2参照)耐衝撃性が向上するが、含有量が25重量%に至ると、樹脂材料を溶融混練して射出する際の流動性が低くなり成形性が損なわれる。従って、成形性確保の観点から、このEBR量の上限値は20重量%とした。
【0056】
一方、EBR量の下限値については、この値が5重量%以上あれば、落下衝撃試験での評価値は95cm以上であり(表2:テストピース2〜6参照)、全く含有しないものについては評価値が20cmで「衝撃性」が不合格であった(表2:テストピース1参照)。従って、耐衝撃性確保の観点から、このEBR量の下限値は5重量%とした。
【0057】
以上より、上記テールゲート1のインナパネル2を成形するに際して、2次加工を低減でき、また、樹脂材料としての成形性ならびに成形品の外観性および耐衝撃性を損なうことなく、且つ、成形品の曲げ弾性率4000MPa以上を達成できる樹脂材料としては、自動車用パネル材の樹脂材料として実績のあるポリプロピレン(PP)系樹脂をベースとしたブロックポリプロピレン樹脂に、強化繊維を配合すると共にラバーを含有させた樹脂材料で、強化繊維とブロックPP樹脂とラバーとの重量配合比が、20〜50:30〜75:5〜20に設定されたものが、好適であることが分かった。
【0058】
尚、以上の実施態様においては、ラバー成分としてエチレン・ブタジエン・ラバーが用いられていたが、好ましくは熱可塑性エラストマーであり、例えば、総量に対して、10重量%のエチレン・ブテン−1共重合体エラストマー(EBR)と2重量%のスチレン・エチレン・ブチレン・スチレン共重合体エラストマー(SEBS)を含有した材料を用いることができる。
【0059】
ここに、本発明に係る開閉体の樹脂製内装部材用の繊維強化ポリプロピレン材料に含有される熱可塑性エラストマーとしては、エチレン・プロピレン共重合体エラストマー(EPR),エチレン・ブテン−1共重合体エラストマー(EBR),エチレン・オクテン−1共重合体エラストマー(EOR),エチレン・プロピレン・ブテン−1共重合体エラストマー(EPDM)などのオレフィン系エラストマーや、スチレン・ブタジエン共重合体エラストマー,スチレン・イソプレン共重合体エラストマー,スチレン・ブタジエン・イソプレン共重合体エラストマーなどのスチレン系エラストマー、或いは、これら共重合体の完全または部分水添してなるスチレン・エチレン・ブチレン・スチレン共重合体エラストマー(SEBS)やスチレン・エチレン・プロピレン・スチレン共重合体エラストマー(SEPS)などが採用できる。尚、上記熱可塑性エラストマーは、単独で用いることもできるが、2種類以上のものを混合しても良い。
【0060】
また、強化繊維としては、ガラス強化繊維の代わりに、カーボン・ファイバを用いることも可能である。
【0061】
更に、樹脂材料としては、前述の変性ポリプロピレン樹脂を含んだPP系樹脂をベースとしたブロックPP樹脂に限られるものではなく、ホモPP樹脂,ブロックPP樹脂とランダムPP樹脂および変性PP樹脂のうち、1種類もしくは複数種類を組合せたPP系樹脂を材料樹脂として用いることができる。
【0062】
ところで、自動車のテールゲート用のインナパネルのように、比較的大型で略平面的に広がる成形体を樹脂成形する場合、金型内に充填された溶融樹脂が凝固する際における各部分および各方向での収縮のバランスを良好に維持することが一般に難しく、反り等の変形が生じ易いことが知られている。特に、強化繊維を配合した樹脂材料を用いた場合には、強化繊維の繊維配向やその度合いが各部分および各方向で異なり、これに応じて収縮量にも差が生じることに起因して、得られた成形体に反り等の変形が生じ易いという問題がある。
【0063】
本実施の形態では、かかる成形体の変形を抑制するために種々の試験を行った。次に、この変形抑制試験について説明する。尚、この試験では、前述の曲げ弾性率,成形性,耐衝撃性および外観性の試験で用いたものと同様の成形材料を用いた。
【0064】
図3は、上記変形抑制試験に用いたテールゲート用インナパネル10の斜視図である。図4及び図5は、それぞれ上記図3におけるY4−Y4線およびY5−Y5線に沿ったインナパネル10の断面説明図である。また、図6は、上記インナパネルの成形用金型を示すもので、上記図4の成形体断面に対応した金型部分の断面説明図である。更に、図7は、上記図5の成形体断面に対応した金型部分を示すもので、上記図6におけるY7−Y7線に沿った断面説明図である。
【0065】
このインナパネル10は、図2に示したインナパネル2と基本的には同様の形状を有しており、正面視における上部には窓用の大きな開口部11が形成され、その下方にはナンバプレート等の取付部に対応した膨出部12が形成されている。また、この膨出部12とインナパネル下端部とを連結するようにして補強リブ13が設けられている。
【0066】
本試験では、上記インナパネル10を射出成形するに際して、当該インナパネル10の外形形状の内側、例えば、上記窓用開口部11の内周部近傍に対応する複数(例えば3箇所)のゲート部G1,G2,G3を成形金型に設け、これらゲート部G1,G2,G3から成形キャビティ内に溶融樹脂を射出充填するようにした。上記窓用開口部11の上側内周部近傍に対応する左右両側位置に設けられたゲート部G1,G2は、主としてインナパネル10の上部および左右の側部に対応する成形キャビティに溶融樹脂を射出するもので、また、窓用開口部11の下側内周部近傍に対応する略中央位置に設けられたゲート部G3は、主としてインナパネル10の下部に対応する成形キャビティに溶融樹脂を射出するものである。
【0067】
また、本試験では、インナパネル10を下記のような幾つかの領域に仮想的に区分けして、インナパネル10の各部での溶融樹脂の流れや変形を検討するようにした。すなわち、
・A部分:上記窓用開口部11の周囲およびインナパネル10の全体をそれぞれフレーム状に取り囲む領域、換言すれば、以下のB〜C部分を除く領域。
・B部分:上記A部分の下方の中央部分に位置し、インナパネル下部中央の上記膨出部12を主要部とした領域。
・C部分:上記A部分の下方で上記B部分の左右両側に位置する実質的に平坦な領域。
・D部分:上記B部分の下方領域とインナパネル10の下端面14とで構成される領域。
・E部分:上記インナパネル下端面14の後端フランジ15で構成される領域。
【0068】
更に、本試験では、インナパネル10の各部での溶融樹脂の流れや変形を検討する上で、正面視でインナパネル10に外接する四角形Sを仮想的に設定した。本試験の場合には、この四角形Sはやや横長の長方形になる。
【0069】
本試験では、上記A〜Eの5つの領域に区分けした各部分の板厚を種々変更した3つのサンプルを設定し、各サンプルにそれぞれ対応した成型用金型を用意し、これら金型を用いて射出成形を行い、各サンプルについて変形の状態を調べた。この変形状態の調査では、最も大きく変形する部分であるインナパネル10の下端側における略中央部分(図3におけるH部分)について、その変形量(反り)を計測した。
【0070】
尚、図6及び図7は、このような成形用金型M1,M2の一例を示したものであるが、A〜Eの各部分に対応する成形キャビティMa〜Meの隙間寸法の設定を変更することで、インナパネル10の各部の板厚を変更することができる。
表4に、3つのサンプル1,2,3の各部の設定板厚および上記H部分での変形量の計測値を示す。
【0071】
【表4】
【0072】
サンプル1は、最も標準的な板厚設定のものであるが、この場合には、図9に示すように、インナパネル10の下端部において、その外周ラインに沿った略中央部分(H部分)が表面から膨出するように、換言すれば、車体に取り付けた場合に後方へ向かって張り出すように、非常に大きな反り(変形)が生じている。
【0073】
これは、図8に示されるように、ゲート部G1〜G3から比較的離れた端部であるインナパネル下端部およびその近傍では、A部分の側縁部に沿って流入しE部分の外周ラインに沿った方向から充填される樹脂流と、E部分の外周ラインに対して略直角方向から充填される樹脂流とで、成形キャビティMeへの溶融樹脂の充填が行われるが、インナパネル10の中央領域には膨出部分12があり、また、この膨出部分12を含むB部分とその下方のD部分は板厚が薄く設定され、更に、B部分からD部分にかけて補強リブ13,13が設けられていることもあり、外周ラインに沿った方向の樹脂流に比して、これとは略直角方向の樹脂流の流速が極端に遅くなる。従って、上記E部分の外周ラインに沿った方向からの樹脂流がかなり早く充填されてしまい、E部分では外周ラインに沿った方向の繊維配向度が非常に高くなり、中央領域(B部分)での強化繊維の繊維配向と大きく異なることになる。尚、図8においては、溶融樹脂の流れが破線矢印で模式的に示され、インナパネル下端部(E部分)およびその近傍での強化繊維の繊維配向の状態が一点鎖線で模式的に示されている。
【0074】
この繊維配向の相違に起因して、インナパネル下端部(E部分)およびその近傍では、図9において実線矢印で示すような方向の変形が生じ、特に、その外周ラインに沿った略中央部分(H部分)が表面から膨出するように大きな反り(変形)が生じるものと推測される。尚、図9においては溶融樹脂が凝固する際の収縮方向が一点鎖線矢印で模式的に示されている。
【0075】
このサンプル1のように大きな変形が生じたインナパネル10を樹脂製のアウタパネル20に組み付けてテールゲート30を構成しようとした場合、両者を互いに組み付けること自体が非常に難しくなり、また、仮に組み付けることができたとしても、インナパネル10の変形量が余りに大きいので、この変形をアウタパネル20で抑えて覆い隠すことができなくなる。その結果、例えば図10に示すように、テールゲート30自体について、その下端部およびその近傍で、外周ラインに沿った略中央部分が表面から膨出するように変形が表れることになる。
【0076】
これに対して、サンプル2では、膨出部12を含むB部分の板厚をサンプル1の同板厚よりも厚く(A部分及びE部分と等しく)設定するとともに、その左右側方に位置するC部分の板厚がサンプル1の同板厚よりも薄く、しかも、インナパネル10の他の部分A,B,D,Eよりも薄く設定されている。
【0077】
つまり、インナパネル10に外接する仮想四角形(この場合、長方形S)の所定の一辺として、最も大きい変形が生じるインナパネル下端部分(E部分)に外接する下側の長辺Snを選定し、この長辺Snに沿った方向(図3における左右方向)についてのインナパネル端部の近傍に、上記仮想長方形Sの長辺Snと交差する他辺(つまり短辺Sm)、および該短辺Smと略同方向に伸びる当該インナパネル10の外周ライン10mの何れか一方と略平行に伸びる薄板部(C部分)が設けられていることになる。
【0078】
このように板厚設定をした上で射出成形を行った結果、サンプル2では、サンプル1に比して大幅に変形量を減少(1/2以下に減少)させることができた。これは、成形用金型M1,M2の上記薄板部(C部分)に対応する成形キャビティMcの隙間寸法がより小さく設定された結果、このC部分が延設されている領域では、その延設方向には、つまり、短辺Sm及びこれと略同方向に伸びる当該インナパネル10の外周ライン10mの何れか一方と略平行な方向には、それだけ溶融樹脂が流れ難くすることができることによるものであると、推測される。これにより、上記薄板部Cからインナパネル下端部分(E部分)に溶融樹脂が流れ込むことが阻害されるので、該インナパネル下端部分E部分およびその近傍において、仮想長方形Sの長辺Sn及び該長辺Snと略同方向に伸びる当該インナパネル10の外周ライン10nの何れか一方と略平行な特定方向に偏った繊維配向度が特に高くなることが効果的に抑制されている。また、好ましくは、インナパネル10の下端部における略中央部分の上方に位置する(つまり、該中央部分とゲート部G3との間に位置する)上記B部分の板厚を厚く設定したことにより、ゲート部G3からインナパネル下端部に向かって略直角に流入する溶融樹脂の流れが良くなっている。この構成も、繊維配向が上記長辺Sn及び外周ライン10nの何れか一方と平行な特定方向に偏ったものになることを抑制するのに貢献しているものと推測される。
【0079】
インナパネル10の変形量がこのサンプル2と同程度でれば、インナパネル10を樹脂製のアウタパネル20に組み付けてテールゲート30を構成する場合、その組付が比較的容易で、また、インナパネル10の変形量が比較的小さいので、この変形はアウタパネル20で抑えて十分に覆い隠すことができる。その結果、例えば図11に示すように、テールゲート30自体について、その下端部およびその近傍で、外周ラインに沿った略中央部分が表面から膨出するように変形が表れることは無い。
【0080】
更に、インナパネル下端部での変形量をより一層低減するために、サンプル3では、上記サンプル2の板厚設定をベースとし、更に、E部分の板厚をサンプル2の同板厚よりも若干薄く設定すると共に、上記膨出部12を含むB部分の下方領域とインナパネル10の下端面14とで構成されるD部分の板厚をサンプル2の同板厚よりも厚く、しかも、インナパネル10の他の部分A,B,C,Eよりも厚く設定した。
【0081】
つまり、図12に示すように、インナパネル10に外接する仮想四角形(この場合、長方形S)の所定の一辺として、最も大きい変形が生じるインナパネル下端部分(E部分)に外接する下側の長辺Snを選定し、この長辺Snに交差する短辺Smに沿った方向(図12における上下方向)についてのインナパネル端部の近傍に、上記長辺Snおよび該長辺Snと略同方向に伸びる当該インナパネル10の外周ライン10nの何れか一方と略平行に伸びる厚板部が設けられていることになる。
【0082】
このように板厚設定をした上で射出成形を行った結果、サンプル3では、サンプル2に比して更に変形量を減少(1/2以下に減少)させることができた。これは、成形用金型M1,M2の上記厚板部(D部分)に対応する成形キャビティMdの隙間寸法がより大きく設定された結果、この成形キャビティMdが樹脂溜まりとなり、インナパネル下端部について、複数の方向から充填される溶融樹脂の充填量や充填速度を比較的均一にすることが可能となることによるものであると、推測される。そして、これにより、上記仮想長方形Sの長辺Sn及び該長辺Snと略同方向に伸びる当該インナパネル10の外周ライン10nの何れか一方と略平行な特定方向に偏った繊維配向度が特に高くなることが、より効果的に抑制され、上記特定方向における略中央部分で大きな反り・変形が生じることが更に抑制されている。
【0083】
以上のように、インナパネル10の端末部分Eの近傍において該端末部分Eと略平行に厚板部分Dを設定することにより、この厚板部分Dに対応する厚板キャビティ部Mdが樹脂溜まりとなり、ゲート部G1,G2,G3から成形型M1,M2内に注入された樹脂材料は、上記厚板キャビティ部Md(樹脂溜まり)に流入した後に端末キャビティ部Meに流入させられるので、該端末キャビティ部Meについて、複数の方向から充填される溶融樹脂の充填量や充填速度を比較的均一にすることが可能となり、上記端末キャビティ部Meに沿った特定方向に偏った繊維配向度が特に高くなることを抑制できる。その結果、インナパネル10のこの特定方向における略中央部分Hで大きな反り・変形が生じることを抑制することができるのである。
【0084】
換言すれば、ゲート部G1,G2,G3から成形型M1,M2内に注入された繊維含有樹脂材料は、薄板部Cに対応する成形キャビティ部Mcや厚板部Dに対応する成形キャビティ部Mdの存在により、インナパネル10の下端部(E部分)に対応する成形キャビティ部Meで、繊維が下端部の外周ラインと同方向に配向することが阻害されるので、インナパネル10の下端部に対応する成形キャビティ部Meに沿った特定方向に偏った繊維配向度が特に高くなることが抑制され、その結果、インナパネル10の下端部における上記特定方向における略中央部分(H部分)で大きな反り・変形が生じることが抑制されるのである。
【0085】
尚、このように、インナパネル10の下端部における上記特定方向に沿った繊維配向を阻害する手段としては、上記薄板部Cや厚板部Dだけでなく、他の種々の構成が考えられる。例えば、インナパネル10にリブやボス部を設け、これらリブやボス部に対応する成形キャビティ部を、インナパネル10の下端部(E部分)に対応する成形キャビティ部Meへの溶融樹脂の流れを乱すように設定するようにしても良い。
【0086】
図13〜図15は、上記サンプル3の板厚設定をベースとした種々の変形例を示すインナパネルの正面説明図である。尚、この図13〜図15及び後述する図16及び図17において、射出成形時における溶融樹脂の流れが破線矢印で模式的に示されている。尚、以下の説明において、サンプル3(図12参照)における場合と同様の構成を備え同様の作用をなすものについては、同一の符号を付し、それ以上の説明は省略する。
【0087】
図13の変形例(第1変形例)では、インナパネル10の下部に対応する成形キャビティに溶融樹脂を射出するゲート部G3が、インナパネル10の下部の略中央に設けられている。この場合、前述の厚板部Dと同様の厚板部D1をインナパネル10の下端部分(E部分)の近傍だけでなく、インナパネル下部中央のB部分の上部にも設けることが好ましい。これにより、窓用開口部11の下側内周部に沿った部分についても、ゲート部G3からの溶融樹脂が、樹脂溜まりを構成する厚板部D1部分に流れ込んだ後、窓用開口部11の下側内周部に沿った部分(F部分)に対応する成形キャビティに対し、比較的均等に充填されるようになり、該部分での変形を効果的に抑制できる。尚、この場合において、インナパネル下部の略中央部にゲート部G3,G3’を複数設けるようにしても良い。
【0088】
図14に示された第2変形例は、厚板部D2をインナパネル下端部の略全長にわたって(つまり、下端部分Eと同程度の長さまで)延長したものである。このため、薄板部C2の上下方向長さは、サンプル3(図12参照)の場合に比して短くなっている。この場合には、樹脂溜まりとしての厚板部D2の長さが延長されたことにより、インナパネル下端部の略全長にわたって、当該下端部分Eに対応する成形キャビティMeに対する溶融樹脂の充填方向をできるだけ均等化し、その変形の抑制を図ることができる。
【0089】
図15に示された第3変形例は、図14の第2変形例において、インナパネル10の下部に対応する成形キャビティに溶融樹脂を射出するゲート部G3を、インナパネル10の下部の略中央に設けたものである。この場合には、薄板部C3の長さはより短くなる。また、この場合においても、第1変形例の場合と同じく、厚板部D2と同様の厚板部D3をインナパネル10の下端部分(E部分)の近傍だけでなく、インナパネル下部中央のB部分の上部にも設けることが好ましい。これにより、インナパネル10の下端部分(E部分)だけでなく、窓用開口部11の下側内周部に沿った部分(F部分)についても、変形発生を効果的に抑制できる。
【0090】
尚、以上の実施態様は、「開閉体」として自動車のテールゲートを例に取って示したものであったが、本発明は、かかる場合に限定されるものでは無く、例えば自動車等の車両の場合について説明すれば、ドア,ボンネット,トランクリッド,サンルーフ、更には、テールゲートなる用語に限らず、リフトゲート,リヤゲート若しくはバックドア等とも呼ばれる車体後部の開閉体などについても、有効に適用できる。
【0091】
図16は、窓用の開口部が設けられていない内装部材50における溶融樹脂の流れを模式的に示す正面説明図、また、図17は、この他の内装部材の変形例における溶融樹脂の流れを模式的に示す正面説明図である。
【0092】
図16に示すように、この内装部材50は、正面視において上下逆方向に配置した台形形状をなしている。従って、この内装部材50に仮想的に外接する四角形としては、この台形をそのまま適用できる。そして、この台形の上端側の中央に対応する金型部位にゲート部G5が設定されている。
【0093】
この図16の例においても、ゲート部G5から離間した下端側において変形が生じ易いので、この内装部材50に外接する仮想四角形(この場合、内装部材50の台形Tそのもの)の所定の一辺として、最も大きい変形が生じる内装部材下端側に外接する下辺Tnを選定し、この下辺Tnに沿った方向(図16における左右方向)についての内装部材端部の近傍に、上記台形Tの下辺Tnと交差する他辺(つまり台形Tの側辺Tm)と略平行に伸びる薄板部C5が設けられている。また、台形Tの側辺Tmに沿った方向(図16における上下方向)についての内装部材端部(特に下端部)の近傍に、上記側辺Tmと交差する他辺(つまり、台形Tの下辺Tn)と略平行に伸びる厚板部D5が設けられている。
【0094】
この厚板部D5は、薄板部C5は勿論、内装部材50の中央部分B5,下側端末部分E5および周辺部分A5よりも板厚が厚く設定され、溶融樹脂がゲート部G5から下側端末部分E5に対応する成形キャビティ部に充填される際には、この厚板部D5が樹脂溜まりとなる。一方、上記薄板部C5は、厚板部D5は勿論、内装部材50の中央部分B5,下側端末部分E5および周辺部分A5よりも板厚が薄く設定され、溶融樹脂がゲート部G5から下側端末部分E5に対応する成形キャビティ部に充填される際には、薄板部C5,C5では樹脂の流れが遅くなる。
【0095】
従って、中央部分Bに凹凸部分や膨出部分等があって樹脂の流れが悪い場合でも、内装部材50の下側端末部分E5について、当該下側端末部分Eに対応する成形キャビティに対する溶融樹脂の充填方向を極力均等化し、その変形の抑制を図ることができる。
【0096】
図17の例は、成形型内に溶融樹脂を射出するゲート部G5が、内装部材50の略中央に設けられている。この場合、前述の厚板部D5と同様の厚板部D5’を内装部材50の下端端末部分(E5部分)の近傍だけでなく、内装部材50中央のB部分の上部にも設けることが好ましい。これにより、内装部材50の上側端末部分(F5部分)についても、ゲート部G5からの溶融樹脂が、樹脂溜まりを構成する厚板部D5’部分に流れ込んだ後、上側端末部分(F部分)に対応する成形キャビティに対し、比較的均等に充填されるようになり、該部分での変形を効果的に抑制できる。尚、この場合において、内装部材50の略中央部にゲート部G5,G5’を複数設けるようにしても良い。
【0097】
尚、以上の実施態様では、厚板部は何れも、内装部材に外接する仮想四角形の所定の一辺(つまり、長方形の長辺Sn又は台形の下辺)と交差する他辺(つまり、長方形の短辺Sm又は台形の側辺)についての内装部材端部の近傍に設けられていたが、かかる厚板部を内装部材端部の近傍だけでなく、その中央部分において、上記仮想四角形の所定の一辺および該一辺と略同方向に伸びる当該内装部材の外周ラインの何れか一方と略平行に伸びるように設けることもできる。
【0098】
また、以上の実施態様では、「開閉体の内装部材」としては、所謂インナパネルが例示されているが、かかる用語に限定されることなく、外板(アウタパネル)の内側に取り付けられるものであれば、例えば、内側枠体(インナフレーム)、又はこれらに加えて或いは単独で取り付けられる内側装飾材(インナトリム)などについても適用できる。
【0099】
このように、本発明は、以上の実施態様に限定されるものではない。また、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良あるいは設計上の変更などが可能であることは言うまでもない。
【0100】
[産業上の利用の可能性]
以上のように、本発明によれば、材料樹脂としての成形性および成形品の外観性を特に損なうことなく、強化繊維の配合により曲げ弾性率を高めて部材の剛性を向上させつつ、ラバー成分の配合により耐衝撃性の確保を図ることができ、成形性および成形品の外観性が良好で、且つ、所要の剛性および耐衝撃性を備えた内装部材を得ることができるので、例えば、自動車等の車両に設けられるドア,ボンネット,トランクリッド,サンルーフ,リフトゲート(テールゲート,リヤゲート若しくはバックドア等とも呼ばれる)などの開閉体の外板の内側に取り付けられる樹脂製の内装部材に、好適に適用することができる。
【0101】
【発明の効果】
本願の第1の発明によれば、開閉体の外板の内側に取り付けられる樹脂製内装部材において、強化繊維とラバーとを含有したポリプロピレン系樹脂を成形材料に用いたので、強化繊維およびラバー成分の各含有量を適正に設定することにより、材料樹脂としての成形性および成形品の外観性を特に損なうことなく、強化繊維の配合により曲げ弾性率を高めて部材の剛性を向上させつつ、ラバー成分の配合により耐衝撃性の確保を図ることが可能になる。すなわち、成形性および成形品の外観性が良好で、且つ、所要の剛性および耐衝撃性を備えた内装部材を得ることが可能になる。また、射出成形法により成形されるので 、成形品に穴部を設けることが求められる場合でも、通常、金型設計を工夫することによって対応でき、後加工(成形後の穴加工)を不要とすることが可能である。すなわち、従来、プレス成形法を用いていた場合に比して、成形後の穴加工やそのバリ除去等の煩わしい2次加工を削除できることにより、工数を少なくして製造に要する時間と手間を低減することが可能となる。
特に、正面視で上記内装部材に外接する四角形を設定した場合、この四角形の所定の一辺に沿った方向についての内装部材端部の近傍に、上記所定の一辺と交差する他辺および該他辺と略同方向に伸びる当該内装部材の外周ラインの何れか一方と略平行に伸びる、当該内装部材の中央部分よりも板厚が薄い薄板部が設けられていることにより、成形型のこの薄板部に対応する成形キャビティの隙間寸法がより小さくなる結果、この薄板部の延設方向に(つまり、上記四角形の他辺および上記外周ラインの何れか一方と略平行な方向に)それだけ溶融樹脂が流れ難くすることができる。これにより、上記薄板部から、上記四角形の上記一辺および該一辺と略同方向に伸びる当該内装部材の外周ラインの何れか一方と略平行な特定方向に溶融樹脂が流れ込むことが阻害され、該特定方向に偏った繊維配向度が特に高くなることを効果的に抑制できる。その結果、内装部材のこの特定方向における略中央部分で大きな反り・変形が生じることを抑制することができる。この場合において、上記四角形の所定の一辺として、当該内装部材において変形が最も生じ易い外周ラインに外接する辺を選定することにより、極めて効果的に内装部材の変形発生を抑制できる。
【0102】
また、本願の第2の発明によれば、開閉体の外板の内側に取り付けられる樹脂製内装部材において、強化繊維とラバーとを含有したポリプロピレン系樹脂を成形材料に用いたので、強化繊維およびラバー成分の各含有量を適正に設定することにより、材料樹脂としての成形性および成形品の外観性を特に損なうことなく、強化繊維の配合により曲げ弾性率を高めて部材の剛性を向上させつつ、ラバー成分の配合により耐衝撃性の確保を図ることが可能になる。すなわち、成形性および成形品の外観性が良好で、且つ、所要の剛性および耐衝撃性を備えた内装部材を得ることが可能になる。また、射出成形法により成形されるので、成形品に穴部を設けることが求められる場合でも、通常、金型設計を工夫することによって対応でき、後加工(成形後の穴加工)を不要とすることが可能である。すなわち、従来、プレス成形法を用いていた場合に比して、成形後の穴加工やそのバリ除去等の煩わしい2次加工を削除できることにより、工数を少なくして製造に要する時間と手間を低減することが可能となる。
特に、上記四角形の上記他辺に沿った方向についての内装部材端部の近傍に、上記四角形の上記所定の一辺および該一辺と略同方向に伸びる当該内装部材の外周ラインの何れか一方と略平行に伸びる、当該内装部材の中央部分よりも板厚が厚い厚板部が設けられていることにより、成形型のこの厚板部に対応する成形キャビティが樹脂溜まりとなり、上記四角形の他辺に沿った方向についての内装部材端部について、複数の方向から充填される溶融樹脂の充填量や充填速度を比較的均一にすることが可能となり、上記四角形の他辺および当該内装部材の外周ラインの何れか一方と略平行な特定方向に偏った繊維配向度が特に高くなることを抑制できる。その結果、内装部材のこの特定方向における略中央部分で大きな反り・変形が生じることを抑制することができる。この場合において、上記四角形の所定の一辺として、当該内装部材において変形が最も生じ易い外周ラインに外接する辺を選定することにより、極めて効果的に内装部材の変形発生を抑制できる。
【0103】
更に、本願の第3の発明によれば、特に、例えば自動車のドアやテールゲート用の内装部材など、窓用の開口を備えた内装部材について、基本的には上記第1又は第2の発明と同様の効果を奏することができる。
【0104】
また更に、本願の第4の発明によれば、開閉体の外板の内側に取り付けられる樹脂製内装部材において、強化繊維とラバーとを含有したポリプロピレン系樹脂を成形材料に用い るので、強化繊維およびラバー成分の各含有量を適正に設定することにより、材料樹脂としての成形性および成形品の外観性を特に損なうことなく、強化繊維の配合により曲げ弾性率を高めて部材の剛性を向上させつつ、ラバー成分の配合により耐衝撃性の確保を図ることが可能になる。すなわち、成形性および成形品の外観性が良好で、且つ、所要の剛性および耐衝撃性を備えた内装部材を得ることが可能になる。また、射出成形法により成形されるので、成形品に穴部を設けることが求められる場合でも、通常、金型設計を工夫することによって対応でき、後加工(成形後の穴加工)を不要とすることが可能である。すなわち、従来、プレス成形法を用いていた場合に比して、成形後の穴加工やそのバリ除去等の煩わしい2次加工を削除できることにより、工数を少なくして製造に要する時間と手間を低減することが可能となる。
特に、上記四角形の上記他辺に沿った方向についての内装部材端部の近傍に、上記四角形の上記所定の一辺および該一辺と略同方向に伸びる当該内装部材の外周ラインの何れか一方と略平行に伸びる厚板部が設けられていることにより、成形型のこの厚板部に対応する成形キャビティが樹脂溜まりとなり、上記四角形の他辺に沿った方向についての内装部材端部について、複数の方向から充填される溶融樹脂の充填量や充填速度を比較的均一にすることが可能となり、上記四角形の他辺および当該内装部材の外周ラインの何れか一方と略平行な特定方向に偏った繊維配向度が特に高くなることを抑制できる。その結果、内装部材のこの特定方向における略中央部分で大きな反り・変形が生じることを抑制することができる。この場合において、上記四角形の所定の一辺として、当該内装部材において変形が最も生じ易い外周ラインに外接する辺を選定することにより、極めて効果的に内装部材の変形発生を抑制できる。
より具体的には、端末キャビティ部とゲートキャビティ部との間に設けられた隙間寸法の大きい厚板キャビティ部が樹脂溜まりとなり、ゲート部から注入された樹脂材料は、上記ゲートキャビティ部から上記厚板キャビティ部(樹脂溜まり)に流入した後に上記端末キャビティ部に流入させられるので、該端末キャビティ部について、複数の方向から充填される溶融樹脂の充填量や充填速度を比較的均一にすることが可能となり、上記端末キャビティ部に沿った特定方向に偏った繊維配向度が特に高くなることを抑制できる。その結果、内装部材のこの特定方向における略中央部分で大きな反り・変形が生じることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る自動車の車体後部に取り付けられたテールゲートの斜視図である。
【図2】上記テールゲートのインナパネルの斜視図である。
【図3】変形抑制試験に用いたテールゲート用インナパネルの斜視図である。
【図4】上記インナパネルの図3におけるY4−Y4線に沿った断面説明図である。
【図5】上記インナパネルの図3におけるY5−Y5線に沿った断面説明図である。
【図6】上記インナパネル成形用金型の上記図4の成形体断面に対応した部分の断面説明図である。
【図7】上記金型の図6におけるY7−Y7線に沿った断面説明図である。
【図8】上記変形抑制試験のサンプル1における溶融樹脂の流れを模式的に示すインナパネルの斜視図である。
【図9】上記サンプル1での変形状態を模式的に示すインナパネルの斜視図である。
【図10】上記サンプル1のインナパネルをアウタパネルに組み付けた状態を模式的に示すテールゲートの斜視図である。
【図11】上記変形抑制試験のサンプル2のインナパネルをアウタパネルに組み付けた状態を模式的に示すテールゲートの斜視図である。
【図12】上記変形抑制試験のサンプル3における溶融樹脂の流れを模式的に示すインナパネルの正面説明図である。
【図13】上記サンプル3の第1変形例における溶融樹脂の流れを模式的に示すインナパネルの正面説明図である。
【図14】上記サンプル3の第2変形例における溶融樹脂の流れを模式的に示すインナパネルの正面説明図である。
【図15】上記サンプル3の第3変形例における溶融樹脂の流れを模式的に示すインナパネルの正面説明図である。
【図16】上記変形抑制試験における他の内装部材における溶融樹脂の流れを模式的に示す正面説明図である。
【図17】上記他の内装部材の変形例における溶融樹脂の流れを模式的に示す正面説明図である。
【符号の説明】
1,30 テールゲート(開閉体)
2,10,50 インナパネル(内装材)
3,20 アウタパネル(外板)
10m、10n 外周ライン
11 窓用開口部
B,B5 中央部分
C,C2,C3,C5 薄板部
D,D2,D3,D5,D5’ 厚板部
G1,G2,G3,G3’,G5,G5’ ゲート部
M1,M2 成形型
Mb,Mc,Md 成形キャビティ
S 仮想長方形
Sm 長辺
Sn 短辺
T 仮想台形
Tm 側辺
Tn 下辺
Claims (4)
- 開閉体の外板の内側に取り付けられる樹脂製内装部材であって、
強化繊維とラバーとを含有したポリプロピレン系樹脂を成形材料に用い、射出成形法により成形され、
正面視で上記内装部材に外接する四角形を設定した場合に、その四角形の所定の一辺に沿った方向についての内装部材端部の近傍に、上記所定の一辺と交差する他辺、および該他辺と略同方向に伸びる当該内装部材の外周ラインの何れか一方と略平行に伸びる、当該内装部材の中央部分よりも板厚が薄い薄板部が、上記中央部分の両側に一対に設けられ、上記薄板部は上記中央部分と上記外周ラインとの間に広がっている、ことを特徴とする開閉体の樹脂製内装部材。 - 開閉体の外板の内側に取り付けられる樹脂製内装部材であって、
強化繊維とラバーとを含有したポリプロピレン系樹脂を成形材料に用い、射出成形法により成形され、
正面視で上記内装部材に外接する四角形を設定した場合に、その四角形の所定の一辺と交差する他辺に沿った方向についての内装部材端部の近傍に、上記所定の一辺、および該一辺と略同方向に伸びる当該内装部材の外周ラインの何れか一方と略平行に伸びる、当該内装部材の中央部分よりも板厚が厚い厚板部が設けられ、該厚板部は上記中央部分と上記外周ラインとの間に広がっている、ことを特徴とする開閉体の樹脂製内装部材。 - 上記内装部材は、窓用の開口を備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の開閉体の樹脂製内装部材。
- 開閉体の外板の内側に取り付けられる樹脂製内装部材の成形型であって、
上記内装部材の端末部分に対応する端末キャビティ部と、
強化繊維とラバーとを含有したポリプロピレン系樹脂でなる樹脂材料を射出注入するためのゲート部を設けたゲートキャビティ部と、
上記端末キャビティ部とゲートキャビティ部との間で、上記端末キャビティ部と略平行に設けられ、上記両キャビティ部の隙間寸法よりも大きい隙間寸法を有し、ゲート部から成形型内に注入された樹脂材料を流入させると共に、上記内装部材端部の近傍において該端末部分と略平行に設定された厚板部に対応する厚板キャビティ部であって、上記厚板部は、正面視で上記内装部材に外接する四角形を設定した場合に、その四角形の所定の一辺と交差する他辺に沿った方向についての内装部材端部の近傍に、上記所定の一辺、および該一辺と略同方向に伸びる当該内装部材の外周ラインの何れか一方と略平行に伸びる、厚板キャビティ部と、
上記ゲート部から注入された樹脂材料を、上記ゲートキャビティ部から上記厚板キャビティ部に流入した後に上記端末キャビティ部に流入させるキャビティ経路と、
を備えている、ことを特徴とする樹脂製内装部材の成形型。
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