JP4482440B2 - 樹脂成形品 - Google Patents

Description

この発明は、ネジ挿入孔を有する部品取付用ボスを備え内部に多数の空隙が形成された樹脂成形品の改良に関するものである。

特許文献１では、成形面に凹部が形成された固定型と、スライド型を内蔵した可動型とを型閉めした状態で、繊維入り熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出充填し、この繊維入り熱可塑性樹脂がキャビティ内で固化する過程で上記可動型内でスライド型を後退させてキャビティ全体の容積を拡大し、樹脂圧で圧縮されている繊維の弾性復元力（スプリングバック現象）で上記繊維入り熱可塑性樹脂を膨張させることにより、成形品本体に凸部が一体に突設されかつ成形品本体の内部に多数の空隙が形成された樹脂成形品を得るようにしている。
特開平１１−１７９７５１号公報（第３，７頁、図１）

ところで、樹脂成形品が自動車のサイドドアの一部を構成する樹脂製ドアインナパネル（ドアモジュール）等のようにネジ挿入孔を有する部品取付用ボスを備えている場合、上述の如くキャビティ全体の容積を拡大して繊維入り熱可塑性樹脂を膨張させると、成形面のボス成形用凹部から拡大したキャビティ内に繊維入り熱可塑性樹脂の一部が流出し、その結果、ボスのネジ挿入孔内周面に亀裂が発生する。このように、亀裂が発生するとネジ挿入孔内周面に内部の空隙が露出し、タッピングネジをねじ込んでもネジ挿入孔内周面が崩れてネジが利かなくなって部品取付けに支障を来すことになる。

図１（ｂ）はドアインナパネルａのドアインナパネル本体ｂに一体に突設されたプルハンドル取付用ボスｃを示し、ボスｃのネジ挿入孔ｄ内周面に亀裂ｅが発生している状態を示す。図１（ｂ）中、ｆはボスｃ外周りに放射状に一体に成形された補強リブである。

図４（ｂ）はドアインナパネルａのドアインナパネル本体ｂにスピーカ収容部ｇが一体に突設され、該スピーカ収容部ｇの外周りにスピーカ取付用ボスｈが一体に成形され、ボスｈのネジ挿入孔ｉ内周面に亀裂ｊが発生している状態を示す。図４（ｂ）中、ｋはボスｈ外周りに一体に成形された補強リブである。また、図１（ｂ）及び図４（ｂ）中、Ａは空隙である。

この発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ボスのネジ挿入孔内周面への亀裂発生を抑制することである。

上記の目的を達成するため、この発明は、成形時にボスに対応する成形型の凹部から繊維入り熱可塑性樹脂が流出しないようにしたことを特徴とする。

具体的には、この発明は、ネジ挿入孔を有する部品取付用ボスが成形品本体に一体に突設されてなる樹脂成形品を前提とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、請求項１に記載の発明は、上記ボス基端側には、上記成形品本体よりも厚肉の厚肉部がボスと成形品本体との協同により一体に成形され、上記ボス及び厚肉部に対応する箇所を除く成形品本体には、成形型のキャビティ内に射出充填した繊維入り熱可塑性樹脂が固化する過程で、ボス及び厚肉部に対応する箇所を除く成形品本体側のキャビティ容積を拡大させて上記繊維入り熱可塑性樹脂を繊維の弾性復元力で膨張させることにより内部に多数の空隙が形成され、上記ボス及び厚肉部は、成形時にボス及び厚肉部に対応するキャビティ容積を拡大せずにボスに対応するキャビティから上記拡大したキャビティ内への繊維入り熱可塑性樹脂の流出を規制して、空隙のない堅いソリッドに形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、上記前提において、上記ボスのネジ挿入孔内周面には、孔中心線方向に沿って延びる複数本の突条部が周方向に間隔をあけて一体に突設され、上記ボスに対応する箇所を除く成形品本体には、成形型のキャビティ内に射出充填した繊維入り熱可塑性樹脂が固化する過程で、ボスに対応する箇所を除く成形品本体側のキャビティ容積を拡大させて上記繊維入り熱可塑性樹脂を繊維の弾性復元力で膨張させることにより内部に多数の空隙が形成され、上記ボスは、成形時にボスに対応するキャビティ容積を拡大せず、空隙のない堅いソリッドに形成されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、ボス及び厚肉部に対応する箇所を除く成形品本体の内部に、樹脂圧で圧縮されている繊維の弾性復元力により多数の空隙を形成し、樹脂成形品の軽量化を図ることができる。一方、ボス及び厚肉部に対応するキャビティ容積を拡大しないので、ボスを繊維入り熱可塑性樹脂の流出に起因する空隙のない堅いソリッドにしてボスの取付強度を確保することができる。また、ボス基端側に上記厚肉部があることで、ボス及び厚肉部に対応する箇所を除く成形品本体側のキャビティ容積拡大に伴うボス成形用凹部からの繊維入り熱可塑性樹脂の一部流出が規制されて、ボスのネジ挿入孔内周面に亀裂が発生せず、ボスの強度が向上し、例えば該ボスにタッピングネジをねじ込んだ場合、このねじ込みを確実にして部品の取付精度及び取付強度を高めることができる。

請求項２に係る発明によれば、ボスに対応する箇所を除く成形品本体の内部に、樹脂圧で圧縮されている繊維の弾性復元力により多数の空隙を形成し、樹脂成形品の軽量化を図ることができる。一方、ボスに対応するキャビティ容積を拡大しないので、ボスを繊維入り熱可塑性樹脂の流出に起因する空隙のない堅いソリッドにしてボスの強度を確保することができる。また、ボスのネジ挿入孔内周面に複数本の突条部があることで、ネジ挿入孔内周面と成形型との接触面積が多くなって該ネジ挿入孔内周面が早期に冷却し、ボスに対応する箇所を除く成形品本体側のキャビティ容積拡大に伴いボス成形用凹部から繊維入り熱可塑性樹脂の一部が流出しても、ボスのネジ挿入孔内周面に発生する亀裂は上記突条部には及び難くて断続的であり、突条部の強度を確保してタッピングネジをねじ込んだ場合、このねじ込みが確実となり、部品の取付精度及び取付強度を高めることができる。

以下、この発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。

図６はこの発明の実施の形態１に係る樹脂成形品としての自動車のサイドドアの一部を構成する樹脂製ドアインナパネル（ドアモジュール）１を車室内側から見た斜視図である。このドアインナパネル１は、成形品本体としてのドアインナパネル本体３を備え、該ドアインナパネル本体３の車室内側の面には、ネジ挿入孔５ａを有する円筒形の取付座５が４箇所に一体に突設され、上記ネジ挿入孔５ａはドアインナパネル本体３を貫通していて、このネジ挿入孔５ａにネジを挿入することにより、ウインドガラスを昇降させるウインドレギュレータの昇降レール（図示せず）が上記４個の取付座５に取り付けられるようになっている。

上記４個の取付座５のうち図６で右側の上下２個の取付座５間に対応するドアインナパネル本体３の車外側の面には、タッピングネジがねじ込まれるネジ挿入孔７ａを有する部品取付用ボスとしてのプルハンドル取付用ボス７が左右に４個等間隔に一体に突設されている。

図６で左下隅に対応するドアインナパネル本体３の車外側の面には、円形植木鉢状のスピーカ収容部９が一体に突設され、該スピーカ収容部９に対応するドアインナパネル本体３の車室内側の面には、円環状のフランジ部１１が一体に突設され、このフランジ部１１には、タッピングネジがねじ込まれるネジ挿入孔１３ａを有する部品取付用ボスとしてのスピーカ取付用ボス１３が円周を４等分する位置に１個ずつ一体に成形されている。

上記ドアインナパネル本体３の車外側の面の外周縁部には、図７に示すように、シール面部１５が全周に亘って一体に成形され、このシール面部１５には断面コの字状のシール溝１５ａが全周に亘って凹設されている。このシール溝１５ａにシール材を盛ってドアアウタパネルとの間のシールを確保するようにしている。

上記ドアインナパネル本体３のシール面部１５から内寄りには、複数個のネジ挿入孔１８が所定間隔をあけて全周に亘って貫通形成され、ドアインナパネル本体３の車室内側の上記ネジ挿入孔１８周りには円環状の凸部１９が突設されて取付部２１が形成されている。図６中、２２はウインドガラス昇降用のモータ取付部である。

図１（ａ）は上述したプルハンドル取付用ボス７を拡大して示す。このプルハンドル取付用ボス７基端側外周には、上記ドアインナパネル本体３よりも厚肉の厚肉部２３がボス７とドアインナパネル本体３との協同により一体に成形されているとともに、複数本の補強リブ２５が放射状に一体に成形されている。さらに、上記プルハンドル取付用ボス７及び厚肉部２３に対応する箇所を除くドアインナパネル本体３の内部には、多数の空隙Ａ（図１（ａ）に×印で示す）が形成されている。これに対し、上記プルハンドル取付用ボス７及び厚肉部２３は、空隙Ａのない堅いソリッドであり、このことをこの発明の最大の特徴としている。このようなプルハンドル取付用ボス７及び厚肉部２３を有するドアインナパネル１は次のようにして成形される。

すなわち、図２に示すように、固定型２７と、該固定型２７と対向する可動型２９と、上記固定型２７側に対して突出するようにスプリング等で付勢され上記プルハンドル取付用ボス７及び厚肉部２３の形状に対応する凹部３１ａを有する押さえブロック３１とからなる成形型３３を用意し、この成形型３３を型閉じした状態でキャビティ３５内に射出機からガラス繊維等の繊維入り熱可塑性樹脂Ｒを射出充填する。その後、成形型３３のキャビティ３５内で繊維入り熱可塑性樹脂Ｒが固化する過程で、図２に仮想線で示すように、可動型２９をキャビティ容積が拡大する方向に後退移動させる。つまり、可動型２９を固定型２７から僅かに離れさせ、上記プルハンドル取付用ボス７及び厚肉部２３に対応する箇所を除くドアインナパネル本体３側のキャビティ容積を拡大させる。繊維入り熱可塑性樹脂Ｒは、キャビティ３５の成形面と接触する部分が型温の影響により早期に冷却されて樹脂密度の高いスキン層（図示せず）となって表面層を構成する。一方、繊維入り熱可塑性樹脂Ｒの内側部分は型温の影響を受け難く、粘度の高いゲル状態になっている。したがって、キャビティ容積の拡大により、それまで樹脂圧で圧縮されている繊維が樹脂圧から解放されて弾性的に復元し、この弾性復元力（スプリングバック現象）で上記繊維入り熱可塑性樹脂Ｒが膨張する。このことにより、上記プルハンドル取付用ボス７及び厚肉部２３に対応する箇所を除くドアインナパネル本体３の内部に多数の空隙Ａが形成されたドアインナパネル１となり、ドアインナパネル１の軽量化を図ることができる。

これに対し、可動型２９の上記後退移動時には上記押さえブロック３１は固定型２７側に付勢されて動かないので、成形時に上記プルハンドル取付用ボス７及び厚肉部２３に対応するキャビティ容積を拡大せず、繊維入り熱可塑性樹脂Ｒ中の繊維は弾性復元が抑制されて繊維入り熱可塑性樹脂Ｒは上記厚肉部２３に対応するキャビティ３５からその微小量が拡大されたキャビティ３５に流出するものの、上記プルハンドル取付用ボス７に対応するキャビティ３５からは流出せず、成形されたプルハンドル取付用ボス７及び厚肉部２３は、繊維入り熱可塑性樹脂Ｒの流出に起因する空隙Ａのない堅いソリッドに形成されて、プルハンドル取付用ボス７の強度を確保することができる。

また、プルハンドル取付用ボス７基端側に厚肉部２３があることで、プルハンドル取付用ボス７及び厚肉部２３に対応する箇所を除くドアインナパネル本体３側のキャビティ容積拡大に伴うボス形成用の凹部３１ａからの繊維入り熱可塑性樹脂Ｒの一部流出を規制して、プルハンドル取付用ボス７のネジ挿入孔７ａ内周面に対する亀裂発生をなくし、上記ボス７の強度が向上し、例えば該プルハンドル取付用ボス７にタッピングネジをねじ込んだ場合、このねじ込みを確実にしてプルハンドルの取付精度及び取付強度を高めることができる。

さらに、上記厚肉部２３には、上述の可動型２９後退移動の際、厚肉部２３成形用の凹部３１ｂから上記繊維入り熱可塑性樹脂Ｒの微小量が拡大キャビティ３５内へ流出するが、流出量は微小であるため、厚肉部２３の強度はほとんど低下せず、該厚肉部２３によって上記ボス７の基部周りの強度を一層高めることができる。

図３は実施の形態２に係るドアインナパネル１のプルハンドル取付用ボス７を拡大して示す。この実施の形態２では、上記実施の形態１における厚肉部２３がなく、その代わりに、プルハンドル取付用ボス７のネジ挿入孔７ａ内周面に、孔中心線方向に沿って延びる複数本（４本）の突条部３７が周方向に間隔をあけて一体に突設されている。

つまり、実施の形態２では、プルハンドル取付用ボス７に対応する箇所を除くドアインナパネル本体３に、成形型のキャビティ内に射出充填した繊維入り熱可塑性樹脂が固化する過程で、プルハンドル取付用ボス７に対応する箇所を除くドアインナパネル本体３側のキャビティ容積を拡大させて上記繊維入り熱可塑性樹脂を繊維の弾性復元力で膨張させることにより内部に多数の空隙Ａを形成し、実施の形態１と同様にドアインナパネル１の軽量化を図ることができる。

また、プルハンドル取付用ボス７を、成形時にプルハンドル取付用ボス７に対応するキャビティ容積を拡大させず、空隙Ａのない堅いソリッドに形成し、プルハンドル取付用ボス７の強度を確保することができる。

さらに、プルハンドル取付用ボス７のネジ挿入孔７ａ内周面に複数本（４本）の突条部３７があることで、ネジ挿入孔内周面７ａと成形型（図２における押さえブロック３１）との接触面積が多くなって該ネジ挿入孔７ａ内周面が早期に冷却し、プルハンドル取付用ボス７に対応する箇所を除くドアインナパネル本体３側のキャビティ容積拡大に伴いボス成形用凹部から繊維入り熱可塑性樹脂が一部流出しても、プルハンドル取付用ボス７のネジ挿入孔７ａ内周面に発生する亀裂は上記突条部３７には及び難くて断続的であり、突条部３７の強度を確保してタッピングネジをねじ込んだ場合、このねじ込みが確実となり、プルハンドルの取付精度及び取付強度を高めることができる。

図５は実施の形態３に係るドアインナパネル１のスピーカ収容部９を、図４（ａ）は該スピーカ収容部９のフランジ部１１に一体に成形されたスピーカ取付用ボス１３を拡大して示す。この実施の形態３では、上記スピーカ収容部９は円筒形の周壁９ｂと底壁９ｃとを備え、該底壁９ｃには貫通孔９ａが形成されている。一方、上記スピーカ取付用ボス１３に一体に成形されているネジ挿入孔１３ａは有底であり、該ネジ挿入孔１３ａの底部に厚肉部２３がボス１３とドアインナパネル本体３との協同により一体に成形されている。また、スピーカ取付用ボス１３外面には補強リブ２５が一体に成形されている。そして、上記ドアインナパネル本体３及びスピーカ収容部９の底壁９ｃの内部には、多数の空隙Ａが形成されている。これに対し、上記スピーカ取付用ボス１３、厚肉部２３、フランジ部１１及びスピーカ収容部９の周壁９ｂは、空隙Ａのない堅いソリッドである。

つまり、実施の形態３では、ドアインナパネル本体３及びスピーカ収容部９の底壁９ｃに、成形型のキャビティ内に射出充填した繊維入り熱可塑性樹脂が固化する過程で、これらに対応するキャビティ容積を拡大させて上記繊維入り熱可塑性樹脂を繊維の弾性復元力で膨張させることにより内部に多数の空隙Ａを形成し、実施の形態１と同様にドアインナパネル１の軽量化を図ることができる。

また、スピーカ取付用ボス１３、厚肉部２３、フランジ部１１及びスピーカ収容部９の周壁９ｂを、成形時にこれらに対応するキャビティ容積を拡大させず、空隙Ａのない堅いソリッドにし、これらの強度を確保することができる。

さらに、上記厚肉部２３には、実施の形態１と同様に、可動型後退移動の際、厚肉部２３成形用の凹部から繊維入り熱可塑性樹脂の微小量が拡大キャビティ内へ流出するが、流出量は微小であるため、厚肉部２３の強度はほとんど低下せず、該厚肉部２３によってスピーカ取付用ボス１３の基部周りの強度を一層高めることができる。

なお、上記の各実施の形態では、繊維のスプリングバック現象を利用してドアインナパネル本体３の内部に空隙を形成したが、繊維入り熱可塑性樹脂Ｒに発泡剤を含有させれば、スプリングバック現象における繊維の復元力が不足する場合においても、発泡剤の発泡力が繊維の復元力を補完して空隙Ａを確実に形成することができて好ましい。

また、上記の各実施の形態では、樹脂成形品が自動車のドアインナパネル１である場合を示したが、自動車のエンジンルームを覆うボンネットや自動車の天井材、あるいはエンジンのシリンダヘッドカバー等であってもよく、さらには、自動車以外のパネルにも適用することができるものである。

この発明は、ネジ挿入孔を有する部品取付用ボスを備え内部に多数の空隙が形成された樹脂成形品について有用である。

（ａ）は実施の形態１に係るドアインナパネルのプルハンドル取付用ボスの図６におけるＩ−Ｉ線断面図、（ｂ）は従来例の図１（ａ）相当図である。 実施の形態１において成形型のキャビティ内に繊維入り熱可塑性樹脂を射出充填した状態を示す成形工程図である。 （ａ）は実施の形態２の図１（ａ）相当図、（ｂ）は図３（ａ）の平面図である。 （ａ）は実施の形態３に係るドアインナパネルのスピーカ取付用ボスの縦断面図、（ｂ）は従来例の図４（ａ）相当図である。 実施の形態３におけるスピーカ収容部の図６におけるＶ−Ｖ線断面図である。 ドアインナパネルを車室内側から見た斜視図である。 図６のＸ部を車外側から見た拡大図である。

１ ドアインナパネル（樹脂成形品）
３ ドアインナパネル本体（成形品本体）
７ プルハンドル取付用ボス
１３ スピーカ取付用ボス
７ａ，１３ａ ネジ挿入孔
２３ 厚肉部
３３ 成形型
３５ キャビティ
３７ 突条部
Ａ 空隙

Claims (2)

1. ネジ挿入孔を有する部品取付用ボスが成形品本体に一体に突設されてなる樹脂成形品であって、
   上記ボス基端側には、上記成形品本体よりも厚肉の厚肉部がボスと成形品本体との協同により一体に成形され、
   上記ボス及び厚肉部に対応する箇所を除く成形品本体には、成形型のキャビティ内に射出充填した繊維入り熱可塑性樹脂が固化する過程で、ボス及び厚肉部に対応する箇所を除く成形品本体側のキャビティ容積を拡大させて上記繊維入り熱可塑性樹脂を繊維の弾性復元力で膨張させることにより内部に多数の空隙が形成され、
   上記ボス及び厚肉部は、成形時にボス及び厚肉部に対応するキャビティ容積を拡大せずにボスに対応するキャビティから上記拡大したキャビティ内への繊維入り熱可塑性樹脂の流出を規制して、空隙のない堅いソリッドに形成されていることを特徴とする樹脂成形品。
2. ネジ挿入孔を有する部品取付用ボスが成形品本体に一体に突設されてなる樹脂成形品であって、
   上記ボスのネジ挿入孔内周面には、孔中心線方向に沿って延びる複数本の突条部が周方向に間隔をあけて一体に突設され、
   上記ボスに対応する箇所を除く成形品本体には、成形型のキャビティ内に射出充填した繊維入り熱可塑性樹脂が固化する過程で、ボスに対応する箇所を除く成形品本体側のキャビティ容積を拡大させて上記繊維入り熱可塑性樹脂を繊維の弾性復元力で膨張させることにより内部に多数の空隙が形成され、
   上記ボスは、成形時にボスに対応するキャビティ容積を拡大せず、空隙のない堅いソリッドに形成されていることを特徴とする樹脂成形品。

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