JP4795050B2

JP4795050B2 - 樹脂成形体

Info

Publication number: JP4795050B2
Application number: JP2006042995A
Authority: JP
Inventors: 智司森; 孝行中下
Original assignee: Daikyo Nishikawa Corp
Current assignee: Daikyo Nishikawa Corp
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2006-02-20
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2026-02-20
Also published as: JP2007216650A

Description

この発明は、樹脂密度の高いスキン層が表面に形成されるとともに多数の空隙を有し上記スキン層に比べて樹脂密度の低い膨張層が内部に形成された成形体本体と、該成形体本体に一体に突設され上記膨張層を有することなく樹脂密度の高いソリッド層に形成された取付座とからなるパネル状の樹脂成形体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じした状態で、キャビティ内に繊維入り熱可塑性樹脂を射出充填し、該キャビティ内で上記繊維入り熱可塑性樹脂が固化する過程で、上記可動型内でスライド型をキャビティ容積が拡大する方向に後退移動させて繊維入り熱可塑性樹脂を膨張させることにより、空隙がなく堅いスキン層が表面全体に形成されるとともに多数の空隙を有する膨張層が内部に形成された樹脂成形体を得るようにしている。そして、この樹脂成形体では上記膨張層により軽量化を図ることができる。
特開平１１−１７９７５１号公報（第３，７頁、図１）

ところで、上述の如く膨張層が内部全域に形成されている樹脂成形体に例えば取付部品を取り付ける場合、有底の筒状取付座を膨張層を有しないソリッド層に形成するとともに、該取付座を除く成形体本体の内部に膨張層を形成することにより、樹脂成形体の軽量化を図りつつ取付座の剛性を高めることが望ましい。その場合、取付座の先端底部を取付座部として該取付座部に取付孔を貫通形成し、該取付孔にボルトを挿入して取付部品を取付座に取り付けることになるが、取付座部の肉厚が薄いと、取付座の剛性が低下するとともにボルトの取付孔に掛かる部分が少なくなってボルトの挿入状態が不安定になり、取付部品を取付座に安定して取り付けることができなくなる。さりとて、取付座部の肉厚を厚くすると、その分だけ樹脂成形体の重量が増加して軽量化を十分に図れなくなる。

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、軽量でありながら高剛性の取付座を備え、しかも取付部品を取付座に安定して取り付けることができる樹脂成形体を提供することである。

上記の目的を達成するため、この発明は、取付座の構造を工夫したことを特徴とする。

具体的には、この発明は、成形体本体と、該成形体本体に一体に突設された取付部品用の筒状取付座とを備えたパネル状の樹脂成形体を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、この発明は、上記取付座は、上記成形体本体に該成形体本体の一側面側に開放口を有するように他側面側に一体に突設された脚部と、該脚部の先端に一体に連結された取付座部と、該取付座部に上記開放口側に上記脚部との間に空間を有するように一体に突設されたボス部とからなり、上記取付座部及びボス部には取付部品を取り付けるための取付孔が連続して貫通形成され、上記取付座を除く成形体本体は、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の成形型の成形面近傍にスキン層が生成された時点で、取付座を除く成形体本体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膨張させることにより、樹脂密度の高いスキン層が表面に形成されるとともに多数の空隙を有し上記スキン層に比べて樹脂密度の低い膨張層が内部に形成され、上記取付座は、成形時に取付座に対応するキャビティ容積を拡大せず、上記膨張層を有することなく樹脂密度の高いソリッド層に形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、成形体本体の表面にスキン層が形成されるとともに、内部に多数の空隙を有する膨張層が形成され、樹脂成形体の軽量化を図ることができる。また、取付座が膨張層のない樹脂密度の高いソリッド層のみからなり、かつボス部が取付座部の開放口側に突設されているため、取付座の剛性を高めることができる。さらに、ボルトがボス部の取付孔に挿入されるため、ボルトの取付孔に挿入される部分が多くなってボルトの挿入状態が安定し、取付部品を安定して取り付けることができる。しかも、ボス部周りに空間があるので、その分だけ取付座部の面積を広く確保することができ、このことによっても取付部品をさらに安定して取り付けることができるとともに、取付座部の肉厚を全体に亘って厚くしなくて済み、樹脂成形体の重量増加を抑制することができる。加えて、ボス部を脚部内の空間内に突出させているので、取付座を成型体本体から必要以上に突出させずに済み、他部材との干渉を回避することができる。

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３は自動車のサイドドア１の断面図である。該サイドドア１はドアアウタパネル３とドアインナパネル５とからなる金属製のドア本体７を備え、該ドア本体７の上記ドアインナパネル５にパネル状の樹脂成形体としての樹脂製キャリアプレート（ドアモジュールプレート）９がシール材１１を介して取り付けられ、ドアトリム１３が上記キャリアプレート９を車室内側から被うように上記ドアインナパネル５に取り付けられている。

上記キャリアプレート９は、繊維入り熱可塑性樹脂で成形され、その主体をなす成形体本体としてのプレート本体１５を備えている。該プレート本体１５の車室外側面側の外周縁部には、図２にも示すように、上記シール材１１を収容するシール溝部１７が形成されている。また、上記プレート本体１５の外周縁部近傍（シール溝部１７内側）には、プレート本体１５をドアインナパネル５に取り付ける平面視円形状の取付部１９が複数個所定間隔をあけて全周に亘って一体に突設され、該各取付部１９には締結用の貫通孔１９ａがプレート本体１５を貫通するように形成されている。そして、キャリアプレート９をドアインナパネル５に重ねて上記各取付部１９の貫通孔１９ａをドアインナパネル５の開口周縁部５ａに形成された複数個のボルト挿通孔５ｂに対応させた状態で、ボルト２１を車室内側から各貫通孔１９ａ及びボルト挿通孔５ｂに挿通し、ドアインナパネル５の車室外側面に溶着されたウェルドナット２３に螺合させることにより、キャリアプレート９をドアインナパネル５に取り付けている（図３参照）。

また、上記プレート本体１５の車室外側面側における上端縁及び下端縁には、取付部品用の平面視円形状の筒状取付座２５が２個ずつ車幅方向に間隔をあけて一体に突設され、取付部品としての金属製のウインドガラス昇降用ガイドレール２７を上記取付座２５にボルト２９及びナット３１により取り付けている（図１及び図２参照）。その具体的な取付構造は後述する。上記ガイドレール２７の両端には、ウインドガラス昇降用ワイヤ（図示せず）を案内するローラ３３が軸３５により回転可能に軸支されている。

上記取付部１９及び取付座２５を除くプレート本体１５は、後述する成形型５５のキャビティ６３内に射出充填した繊維入り熱可塑性樹脂Ｒが成形型５５（固定型５７、スライド型５９、可動型６１）の成形面５７ａ，５９ｃ，６１ｃ近傍にスキン層３７が生成された時点で、該プレート本体１５に対応するキャビティ容積を拡大して上記繊維入り熱可塑性樹脂Ｒを膨張させることにより、図１に示すように、空隙がなく樹脂密度の高い堅いスキン層３７が表面に形成されるとともに、多数の空隙（図示せず）を有し上記スキン層３７に比べて樹脂密度の低い膨張層３９が内部に形成されている。図３では作図上の都合によりプレート本体１５を単一層として表している。これに対し、上記取付座２５は、成形時に取付座２５に対応するキャビティ容積を拡大せず、上記膨張層３９を有することなく樹脂密度の高いソリッド層４１に形成されている。同様に、上記取付部１９も、成形時に取付部１９に対応するキャビティ容積を拡大せず、上記膨張層３９を有することなく樹脂密度の高いソリッド層４１に形成されている。

このように、取付部１９及び取付座２５を除くプレート本体１５の表面全体にスキン層３７が形成されるとともに内部に多数の空隙が形成されることで、キャリアプレート９の軽量化を図ることができる。また、上記取付部１９及び取付座２５が膨張層３９を有しないソリッド層４１に形成されているので、取付部１９及び取付座２５の剛性を高めることができる。

上記取付座２５は、図１に示すように、上記プレート本体１５に該プレート本体１５の一側面側（車室内側面側）に平面視円形状の開放口４３を有するように他側面側（車室外側面側）に一体に突設された平面視円筒状の脚部４５を備え、該脚部４５の先端は円形の取付座部４７により一体に連結されている。該取付座部４７には、平面視円形状のボス部４９が上記開放口４３側に上記脚部４５との間に空間５１を有するように一体に突設され、上記取付座部４７及びボス部４９には、上記ガイドレール２７を取り付けるための取付孔５３が連続して貫通形成されている。このことをこの発明の最大の特徴としている。そして、上記ガイドレール２７を取付座２５に取り付けるには、予めガイドレール２７にナット３１を溶着しておく。このナット３１が溶着されたガイドレール２７を取付座２５の取付座部４７に配置して上記ナット３１を取付孔５３に対応させ、該取付孔５３にボルト２９を開放口４３側から挿入して上記ナット３１のネジ孔（図示せず）に螺合させる。

次に、プレート本体１５の成形要領について説明する。

まず、図４に示すように、成形型５５を型閉じする。固定型５７には取付座２５成形用のスライド型５９が油圧シリンダ（図示せず）の伸長作動により進出方向に付勢された状態で配置されており、この状態で、上記スライド型５９の先端に形成された円環状の突起部５９ａが可動型６１の円形凹部６１ａに進入するとともに、該円形凹部６１ａ底面に突設されたピン部６１ｂが上記スライド型５９の突起部５９ａ内の凹部５９ｂ底面に当接してスライド型５９の進出動作が規制され、上記固定型５７の成形面５７ａ、スライド型５９の成形面５９ｃ及び可動型６１の成形面６１ｃでキャビティ６３が形成されている。

次いで、成形型５５のキャビティ６３内に射出機（図示せず）からガラス繊維等の繊維入り熱可塑性樹脂Ｒ（例えば繊維入りポリプロピレン樹脂）を射出充填する。図４はこの射出充填状態を示している。

その後、成形型５５のキャビティ６３内に射出充填された繊維入り熱可塑性樹脂Ｒが固化する過程で、すなわち、キャビティ６３における成形型５５の成形面５７ａ，５９ｃ，６１ｃ近傍にスキン層３７が生成された時点で、図５に示すように、可動型６１をキャビティ容積拡大方向Ａ１（型開き方向）に後退させる。つまり、可動型６１を固定型５７から僅かに離れさせ、キャビティ容積を例えば２倍もしくはそれ以上に拡大させる。これに伴い、スライド型５９が可動型６１の後退動作に矢印Ａ２方向へと追従してキャビティ６３内にさらに進出し、このため、スライド型対応箇所のキャビティ容積は拡大しない。この段階で、繊維入り熱可塑性樹脂Ｒは、成形型５５の成形面５７ａ，５９ｃ，６１ｃと接触する部分が型温の影響により早期に冷却されているため、空隙がなく堅いスキン層３７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、それまで固定型５７及び可動型６１で圧縮されている繊維入り熱可塑性樹脂Ｒが可動型６１の成形面６１ｃに引っ張られて膨張する。この際、繊維入り熱可塑性樹脂Ｒ中の繊維も上記圧縮が軽減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）によっても上記熱可塑性樹脂Ｒが膨張する。

このことにより、空隙がなく堅いスキン層３７が表面に形成されるとともに、内部に多数の空隙（図示せず）を有する膨張層３９が形成されたプレート本体１５が膨張成形される。また、取付座２５に対応するキャビティ６３内の繊維入り熱可塑性樹脂Ｒは、可動型６１がキャビティ容積拡大方向Ａ１に後退しても、この後退動作にスライド型５９が矢印Ａ２方向へと追従してキャビティ６３内に進出するので、当該キャビティ空間は拡大せず、したがって、可動型６１の成形面６１ｃに引っ張られずに動かないため、堅いソリッド層４１からなる取付座２５がプレート本体１５の車室外側面側に一体に突出して成形される。成形された取付座２５は、脚部４５の先端に取付座部４７が一体に連結され、上記脚部４５のプレート本体１５の車室内側面側には開放口４３が形成されている。また、取付座部４７の開放口４３側には、取付孔５３を有するボス部４９が一体に突設されて該ボス部４９と脚部４５との間に空間５１が形成されている。同様に、キャリアプレート取付用の複数個の取付部１９も堅いソリッド層４１に形成され、キャリアプレート９が膨張成形される。

このようにして膨張成形されたキャリアプレート９では、プレート本体１５が膨張層３９を有しないソリッド層のみからなりかつ本実施形態のプレート本体１５と同一肉厚である場合に比べて、軽量化を図ることができる。

また、上記取付座２５が膨張層３９のない樹脂密度の高いソリッド層４１のみからなり、かつボス部４９が取付座部４７の開放口４３側に突設されているため、取付座２５の剛性を高めることができる。

さらに、ボルト２９がボス部４９の取付孔５３に挿入されるため、ボルト２９の取付孔５３に挿入される部分が多くなってボルト２９の挿入状態が安定し、ガイドレール２７を安定して取り付けることができる。しかも、ボス部４９周りに空間５１があるので、その分だけ取付座部４７の面積を広く確保することができ、このことによってもガイドレール２７をさらに安定して取り付けることができるとともに、取付座部４７の肉厚を全体に厚くしなくて済み、キャリアプレート９の重量増加を抑制することができる。

加えて、ボス部４９を脚部４５内の空間５１内に突出させているので、取付座２５をプレート本体１５から必要以上に突出させずに済み、他部材との干渉を回避することができる。

なお、上記の実施形態では、円筒形の取付座２５を例示したが、これに限らず、楕円形状や矩形筒形の取付座であってもよい。

また、上記の実施形態において、繊維入り熱可塑性樹脂Ｒに発泡材を含有させれば、可動型６１の後退量すなわち膨張倍率を大きくしてプレート本体１５の可動型後退方向の肉厚（板厚）を厚くした場合、繊維入り熱可塑性樹脂Ｒの膨張量が不足しても、発泡材の発泡力（膨張圧）がそれを補完して空隙を確実に形成することができて好ましい。これらの場合、発泡材としては、化学反応によりガスを発生させる化学的発泡材や、二酸化炭素ガス及び窒素ガス等の不活性ガスを用いる物理的発泡材等がある。

さらに、上記の実施形態では、膨張成形時に、スライド型５９を固定型５７側に設けて可動型６１の後退動作に追従させてキャビティ６３内に進出させることにより、取付座２５をソリッド層４１に形成したが、スライド型５９を可動型６１側に設けて可動型６１のみを後退させてスライド型５９は後退させないようにすることにより、取付座２５をソリッド層４１形成するようにしてもよい。

さらにまた、上記の実施形態では、樹脂成形体が自動車のサイドドアのキャリアプレート９である場合を示したが、インストルメントパネル、ドアトリム、トランクボード等の他の自動車用パネルや自動車以外の家電製品、住宅用パネル等にも適用することができるものである。

この発明は、樹脂密度の高いスキン層が表面に形成されるとともに多数の空隙を有し上記スキン層に比べて樹脂密度の低い膨張層が内部に形成された成形体本体と、該成形体本体に一体に突設され上記膨張層を有することなく樹脂密度の高いソリッド層に形成された取付座とからなるパネル状の樹脂成形体について有用である。

図２のＩ−Ｉ線における断面図である。キャリアプレートを車室外側から見た正面図である。図２のIII −III 線における自動車のサイドドア断面図である。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図２のＩ−Ｉ線断面対応箇所の成形工程図である。可動型をキャビティ容積が拡大する方向に僅かに後退させた状態を示す図４相当図である。

符号の説明

９キャリアプレート（樹脂成形体）
１５プレート本体（成形体本体）
２５取付座
２７ガイドレール（取付部品）
３７スキン層
３９膨張層
４１ソリッド層
４３開放口
４５脚部
４７取付座部
４９ボス部
５１空間
５３取付孔
５５成形型
５７ａ固定型の成形面
５９ｃスライド型の成形面
６１ｃ可動型の成形面
６３キャビティ
Ｒ繊維入り熱可塑性樹脂

Claims

成形体本体と、該成形体本体に一体に突設された取付部品用の筒状取付座とを備えたパネル状の樹脂成形体であって、
上記取付座は、上記成形体本体に該成形体本体の一側面側に開放口を有するように他側面側に一体に突設された脚部と、該脚部の先端に一体に連結された取付座部と、該取付座部に上記開放口側に上記脚部との間に空間を有するように一体に突設されたボス部とからなり、上記取付座部及びボス部には取付部品を取り付けるための取付孔が連続して貫通形成され、
上記取付座を除く成形体本体は、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の成形型の成形面近傍にスキン層が生成された時点で、取付座を除く成形体本体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膨張させることにより、樹脂密度の高いスキン層が表面に形成されるとともに多数の空隙を有し上記スキン層に比べて樹脂密度の低い膨張層が内部に形成され、
上記取付座は、成形時に取付座に対応するキャビティ容積を拡大せず、上記膨張層を有することなく樹脂密度の高いソリッド層に形成されていることを特徴とする樹脂成形体。