JP5079621B2 - 樹脂発泡成形品の組付構造 - Google Patents

Description

この発明は、樹脂密度が高くて堅いスキン層が表面に形成されるとともに、多数の空隙を有しスキン層に比べて樹脂密度が低い発泡層が内部に形成されたパネル状の第１及び第２樹脂発泡成形品を組み付ける組付構造の改良に関するものである。

特許文献１には、自動車のインストルメントパネル裏面側に組み込まれる空調ダクトであるデフロスタダクト及びセンタベントダクトを組み付ける組付構造が開示されている。この組付構造は、上記デフロスタダクトに係合孔を貫通形成する一方、上記センタベントダクトに係合突起を突設し、該係合突起を上記係合孔に挿入して係合突起先端の爪部を係合孔の縁部に係合させるようにしている。
特開平６−１０６９５６号公報（段落００１３欄、図１、図７）

ところで、組付対象が、表面はソリッド層で堅いが、内部を発泡層にして軽量化を図った樹脂発泡成形品である場合において、上記の特許文献１の如き爪係合により２つの樹脂発泡成形品を組み付けることがある。

この場合、一方の発泡樹脂成形品に係合孔を貫通形成すると、該係合孔の周壁は、成形時に型の一部である係合孔形成用の凸部が接していて他の箇所に比べて一足早く冷えるため、他の場所に比べて発泡が十分に行われず、係合孔の縁部の角が欠けた状態となって縁部が正規の形状に仕上がり難い。

したがって、他方の樹脂発泡成形品に突設された係合突起の爪部を上記係合孔の縁部に係合させようとしても、爪部が係合孔の縁部に十分に係合せず、係合不足となって両樹脂発泡成形品にガタツキが発生して安定した組付け状態を確保することができなくなる。

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、スキン層が表面形成されるとともに、発泡層が内部に形成されたパネル状の第１及び第２樹脂発泡成形品を安定して組み付けることである。

上記の目的を達成するため、この発明は、一方の樹脂発泡成形品の係合孔の縁部と、他方の樹脂発泡成形品の係合突起近傍とにソリッド層からなる隆起部を隆起形成したことを特徴とする。

具体的には、この発明は、成形型のキャビティ内に射出充填した熱可塑性樹脂の型成形面近傍にスキン層が生成され始めた時点で、キャビティ容積を拡大させて上記熱可塑性樹脂を発泡させることにより、樹脂密度が高くて堅いソリッド層からなる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が低い発泡層が内部に形成されたパネル状の第１及び第２樹脂発泡成形品を、該第１樹脂発泡成形品に貫通形成された係合孔に上記第２樹脂発泡成形品に突設された係合突起を挿入して該係合突起先端の爪部を上記係合孔の縁部に係合させて組み付ける樹脂発泡成形品の組付構造を対象とし、次のような解決手段を講じた。

すなわち、この発明は、上記爪部が係合する係合孔の縁部には、上記スキン層と同質のソリッド層からなる第１隆起部が隆起形成されているとともに、上記爪部が係合する係合孔の縁部と反対側の縁部にも、上記スキン層と同質のソリッド層からなる第２隆起部が隆起形成され、一方、上記係合突起も、上記スキン層と同質のソリッド層からなり、かつ上記第２樹脂発泡成形品の係合突起基端には、開口部が上記爪部を臨ませるように貫通形成されているとともに、該開口部の係合突起側において上記係合突起と対向する縁部にも、上記スキン層と同質のソリッド層からなる第３隆起部が隆起形成され、上記第１及び第２樹脂発泡成形品を組み付けた状態で、上記係合突起の爪部が上記第１隆起部に係合しているとともに、上記第３隆起部が第２隆起部の基端周りに当接して該第２隆起部に係合していることを特徴とする。

この発明によれば、係合孔の縁部の第１及び第２隆起部や、開口部の縁部の第３隆起部は、型成形面の凹部により形成され、該凹部のキャビティ容積は型成形面間のキャビティ容積が拡大してもほとんど拡大せず、しかも、型温の影響により早期に冷却されるため、空隙がなく堅いソリッド層となる。よって、その後に型成形面間に発泡層が形成されても、係合孔及び開口部の縁部には既にソリッド層からなる第１〜第３隆起部が形成されているため、上記の発泡層成形に影響されず、第１〜第３隆起部が正規の寸法に精度良く形成される。

したがって、第１及び第２樹脂発泡成形品を組み付けた状態で、係合突起の爪部が係合孔の第１隆起部に確実に係合しているとともに、第３隆起部が第２隆起部の基端周りに確実に当接して該第２隆起部に確実に係合するため、第１及び第２樹脂発泡成形品は厚み方向及びこれと直交する方向に互いに移動規制されて係合不足に起因するガタツキがなく、組付け状態が安定する。

以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

図６はこの発明の実施形態に係る組付構造が適用されたダクト１を示す。このダクト１は、射出成形品である第１樹脂発泡成形品としての第１ダクト構成部材３と、同じく射出成形品である第２樹脂発泡成形品としての第２ダクト構成部材５とで構成されている。上記第１及び第２ダクト構成部材３，５は共に、幅方向中央部で長手方向全長に亘って延びる盛上がり部３ａ，５ａと、該盛上がり部３ａ，５ａの幅方向両端部に長手方向全長に亘って一体に形成された一対のフランジ部３ｂ，５ｂとからなる。また、上記第１ダクト構成部材３の盛上がり部３ａとフランジ部３ｂとの境目には、第１突条部３ｃが長手方向全長に亘って一体に突設され、上記第２ダクト構成部材５のフランジ部５ｂの基端近傍には、第２突条部５ｃが長手方向全長に亘って一体に突設されている。そして、上記フランジ部３ｂ，５ｂを突き合わせるとともに、上記第２突条部５ｃを第１突条部３ｃに外側方から当接させて第１及び第２ダクト構成部材３，５を組み付けることで、上記盛上がり部３ａ，５ａ間の内部に断面略六角形状の通路７が長手方向全長に亘って形成されている。

上記第１及び第２ダクト構成部材３，５は共に、図１に示すように、樹脂密度が高くて堅いソリッド層からなるスキン層９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９に比べて樹脂密度が低い発泡層１１が内部に形成されている。

上記第１ダクト構成部材３の両フランジ部３ｂには、図２及び図３にも示すように、矩形状の係合孔１３が長手方向に所定間隔をあけて複数個貫通形成されている。これら係合孔１３の上面側の縁部（後述する係合突起２１の爪部２１ａが係合する縁部）には、上記スキン層９と同質のソリッド層９′からなる矩形環状の第１隆起部１５が全周に亘って一体に隆起形成されているとともに、上記係合孔１３の上面側の縁部と反対側の下面側の縁部にも、上記スキン層９と同質のソリッド層９′からなる矩形環状の第２隆起部１７が全周に亘って一体に隆起形成されている。この第２隆起部１７は、一辺側（図１〜３で左側）が上記第１隆起部１５よりも外側方にずれた位置にあるが、そのほかの部分は第１隆起部１５に真下に対応している。また、第２隆起部１７の上記一辺側と対向する他辺側（図１〜３で右側）の基端周りには、窪み部１９が形成されている。

一方、上記第２ダクト構成部材５の両フランジ部５ｂの上面側には、図４及び図５にも示すように、先端に爪部２１ａを有する係合突起２１が長手方向に所定間隔をあけて複数個一体に突設され、これら係合突起２１の背面（反爪部２１ａ側の面）には、一対のリブ２３が一体に形成されている。上記係合突起２１も、上記スキン層９と同質のソリッド層９′からなり、かつ上記第２ダクト構成部材５の係合突起２１基端には、矩形状の開口部２５が上記爪部２１ａを上方に臨ませるように貫通形成されている。また、該開口部２５の係合突起２１側において上記係合突起２１と対向する縁部にも、上記スキン層９と同質のソリッド層９′からなる第３隆起部２７が一体に隆起形成されている。この第３隆起部２７の隆起寸法は上記第２隆起部１７の隆起寸法とほぼ同じに設定されている。

そして、上記第１ダクト構成部材３を上側に、上記第２ダクト構成部材５を下側にそれぞれ配置して各々のフランジ部３ｂ，５ｂを突き合わせ、上記第１ダクト構成部材３の係合孔１３に上記第２ダクト構成部材５の係合突起２１を挿入して該係合突起２１の爪部２１ａを上記係合孔１３の縁部に係合させることにより、第１及び第２ダクト構成部材３，５が組み付けられ、盛上がり部３ａ，５ａ間の内部に通路７が形成される。この組付け状態で、上記係合突起２１の爪部２１ａが上記第１隆起部１５に係合しているとともに、上記第３隆起部２７が第２隆起部１７の図１で右側の基端周り（窪み部１９近傍）に当接して該第２隆起部１７の図１で右側に係合している。また、上記第２隆起部１７の図１で右側は、第２ダクト構成部材５の上面に当接している。さらに、上記第２ダクト構成部材５の第２突条部５ｃが第１ダクト構成部材３の第１突条部３ｃに外側方から当接して通路７をシールしている。また、係合突起２１のリブ２３が係合孔１３内周面に当接して爪部２１ａが第２隆起部１７から外れないようにしている。

上記のように、スキン層９が表面に形成され、発泡層１１が内部に形成された第１及び第２ダクト構成部材３，５は、例えば次のようにして成形される。

（第１ダクト構成部材３の成形要領）
成形に際し、図７に示すような成形型１０１と、熱可塑性樹脂（例えばポリプロピレン）Ｒとを用意する。上記成形型１０１は、第１ダクト構成部材３の上面側を成形する固定型１０３と、該固定型１０３に対向配置され、第１ダクト構成部材３の下面側を成形する可動型１０５とを備えている。上記固定型１０３の型成形面１０３ａには、上記係合孔１３を形成するための矩形状の凸部１０７が一体に突設され、該凸部１０７基端周りには、上記第１隆起部１５を形成するための矩形環状の第１凹部１０９が形成されている。一方、上記可動型１０５の型成形面１０５ａには、矩形状の挿入凹部１１１が上記凸部１０７に対応するように形成され、該挿入凹部１１１の開口縁部には、上記第２隆起部１７を形成するための矩形環状の第２凹部１１３と、上記窪み部１９を形成するための突出片部１１５とが一体に形成されている。そして、成形型１０１を型閉じした状態で、固定型１０３の型成形面１０３ａと可動型１０５の型成形面１０５ａとの間にキャビティＣが形成されるようになっている。また、上記熱可塑性樹脂Ｒとしては、例えば、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（物理的発泡材）等の発泡促進物質とガラス繊維等の繊維とが混入された熱可塑性樹脂である。

まず、図７（ａ）に示すように、成形型１０１を型閉じし、固定型１０３の凸部１０７を可動型１０５の挿入凹部１１１に挿入する。この状態から、上述の如き発泡促進物質及びガラス繊維等が混入された熱可塑性樹脂Ｒ（例えばポリプロピレン樹脂）を成形型１０１のキャビティＣ内に射出機（図示せず）から射出充填する。キャビティＣ内では、上記熱可塑性樹脂Ｒが固化進行することにより、成形型１０１の型成形面１０３ａ，１０５ａ近傍にスキン層（図示せず）が生成される。このスキン層は未だ完全に固化しきっていない。

次に、上記熱可塑性樹脂Ｒが固化する過程で、つまり、熱可塑性樹脂Ｒの型成形面１０３ａ，１０５ａ近傍にスキン層が生成され始めた時点で、図７（ｂ）に示すように、可動型１０５を矢印Ｙ方向（型開き方向）へと固定型１０３から僅かに離れる方向に後退させてキャビティＣの容積を拡大させる。この段階で、熱可塑性樹脂Ｒは、成形型１０１（固定型１０３、可動型１０５）の型成形面１０３ａ，１０５ａ、及び固定型１０３の凸部１０７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、樹脂密度が高くて空隙がなく堅いソリッド層からなる表面層、つまりスキン層９が形成される。一方、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Ｃの容積拡大により、それまで固定型１０３及び可動型１０５で圧縮されている熱可塑性樹脂Ｒが、可動型１０５の型成形面１０５ａに引っ張られるとともに、熱可塑性樹脂Ｒ中の化学反応により発生したガスや不活性ガス等により発泡膨張する。この際、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が発泡膨張する。

これにより、樹脂密度が高くて空隙がなく堅いソリッド層からなるスキン層９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９に比べて樹脂密度が低い発泡層１１が内部に形成された第１ダクト構成部材３が成形される。この第１ダクト構成部材３には、上記凸部１０７により係合孔１３が形成されている。また、該係合孔１３の上面側の縁部には、上記スキン層９と同質のソリッド層９′からなる第１隆起部１５が一体に隆起形成されているとともに、上記係合孔１３の下面側の縁部にも、上記スキン層９と同質のソリッド層９′からなる第２隆起部１７が一体に隆起形成されている。さらに、該第２隆起部１７の図１右側の基端周りに窪み部１９が形成されている。

（第２ダクト構成部材５の成形要領）
成形に際し、図８に示すような成形型２０１と、熱可塑性樹脂（例えばポリプロピレン）Ｒとを用意する。上記成形型２０１は、第２ダクト構成部材５の上面側を成形する固定型２０３と、該固定型２０３に対向配置され、第２ダクト構成部材５の下面側を成形する可動型２０５と、図外の固定側に支持されて上記可動型２０５側に配置された板状ブロック２０７とを備えている。上記固定型２０３の型成形面２０３ａには、上記係合突起２１を形成するための矩形状の凹部２０９と、上記第３隆起部２７を形成するための第３凹部２１１とが形成されている。一方、上記可動型２０５の型成形面２０５ａには、上記ブロック２０７が進退移動可能に挿入される矩形状の挿入孔部２１３が上記凹部２０９に対応するように形成されている。そして、成形型２０１を型閉じした状態で、固定型２０３の型成形面２０３ａと可動型２０５の型成形面２０５ａとの間にキャビティＣが形成されるようになっている。また、上記熱可塑性樹脂Ｒとしては、例えば、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（物理的発泡材）等の発泡促進物質とガラス繊維等の繊維とが混入された熱可塑性樹脂である。

まず、図８（ａ）に示すように、成形型２０１を型閉じし、ブロック２０７を可動型２０５から突出させて固定型２０３の凹部２０９内に挿入し、該凹部２０９内のキャビティ空間Ｃ′を係合突起２１の形状にする。この状態から、上述の如き発泡促進物質及びガラス繊維等が混入された熱可塑性樹脂Ｒ（例えばポリプロピレン樹脂）を成形型２０１のキャビティＣ内に射出機（図示せず）から射出充填する。キャビティＣ内では、上記熱可塑性樹脂Ｒが固化進行することにより、成形型２０１の型成形面２０３ａ，２０５ａ近傍にスキン層（図示せず）が生成される。このスキン層は未だ完全に固化しきっていない。

次に、上記熱可塑性樹脂Ｒが固化する過程で、つまり、熱可塑性樹脂Ｒの型成形面２０３ａ，２０５ａ近傍にスキン層が生成され始めた時点で、図８（ｂ）に示すように、ブロック２０７は後退させずに可動型２０５だけを矢印Ｙ方向（型開き方向）へと固定型２０３から僅かに離れる方向に後退させてキャビティＣの容積を拡大させる。この段階で、熱可塑性樹脂Ｒは、成形型２０１（固定型２０３、可動型２０５）の型成形面２０３ａ，２０５ａ、及びブロック２０７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、樹脂密度が高くて空隙がなく堅いソリッド層からなる表面層、つまりスキン層９が形成される。一方、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。なお、上記ブロック２０７は、第２ダクト構成部材５を成形した後の型開き時に可動型２０５と共に後退させる。

したがって、キャビティＣの容積拡大により、それまで固定型２０３及び可動型２０５で圧縮されている熱可塑性樹脂Ｒが、可動型２０５の型成形面２０５ａに引っ張られるとともに、熱可塑性樹脂Ｒ中の化学反応により発生したガスや不活性ガス等により発泡膨張する。この際、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が発泡膨張する。

これにより、樹脂密度が高くて空隙がなく堅いソリッド層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９に比べて樹脂密度が低い発泡層１１が内部に形成された第２ダクト構成部材５が成形される。この第５ダクト構成部材３の上面側には、上記スキン層９と同質のソリッド層９′からなる係合突起２１が上記凹部２０９及びブロック２０７により一体に隆起形成されている。また、上記第２ダクト構成部材５の係合突起２１基端には、開口部２５が係合突起２１の爪部２１ａを臨ませるように上記ブロック２０７により貫通形成されている。さらに、該開口部２５の係合突起２１側において上記係合突起２１と対向する縁部にも、上記スキン層９と同質のソリッド層９′からなる第３隆起部２７が上記第３凹部２１１により一体に隆起形成されている。

このように第１ダクト構成部材３の第１及び第２隆起部１５，１７や、第２ダクト構成部材５の第３隆起部２７を、可動型１０５，２０５を後退させてキャビティＣ容積が拡大してもほとんど拡大しない第１〜第３凹部１０９，１１３，２１１により形成し、しかも型温の影響により早期に冷却できるので、空隙がなく堅いソリッド層９′にすることができる。これにより、その後に型成形面１０３ａ，１０５ａ（２０３ａ，２０５ａ）間に発泡層１１が形成されても、係合孔１３及び開口部２５の縁部には既にソリッド層からなる第１〜第３隆起部１０９，１１３，２１１が形成されているため、上記の発泡層１１成形に影響されず、第１〜第３隆起部１０９，１１３，２１１を正規の寸法に精度良く形成することができる。

したがって、第１及び第２ダクト構成部材３，５を組み付けた状態で、係合突起２１の爪部２１ａを係合孔１３の第１隆起部１５に確実に係合させることができるとともに、第３隆起部２７を第２隆起部１７の基端周りに確実に当接させて該第２隆起部１７に確実に係合させることができるので、第１及び第２ダクト構成部材３，５を厚み方向及びこれと直交する方向に互いに移動規制して係合不足に起因するガタツキをなくし、組付け状態を安定させることができる。

また、第１ダクト構成部材３の第２隆起部１７の基端周りに窪み部１９を形成しているので、第１及び第２ダクト構成部材３，５を組み付けた状態で、第３隆起部２７の第２隆起部１７基端周りへの当接を正確に行って組付け状態の安定化向上を図ることができる。

なお、上記の実施形態では、第１隆起部１５を係合孔１３全周に形成したが、係合突起２１の爪部２１ａが係合する箇所にのみ第１隆起部１５を隆起形成してもよい。

この発明は、樹脂密度が高くて堅いスキン層が表面に形成されるとともに、多数の空隙を有しスキン層に比べて樹脂密度が低い発泡層が内部に形成されたパネル状の第１及び第２樹脂発泡成形品を組み付ける組付構造について有用である。

図６のＩ−Ｉ線における断面図である。 図３のII−II線における断面図である。 第１ダクト構成部材の係合孔周りの平面図である。 第２ダクト構成部材の係合突起周りの斜視図である。 図４の平面図である。 ダクトの斜視図である。 第１ダクト構成部材の成形工程図を示し、図７（ａ）は成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を射出充填した状態を示す図１対応箇所の成形工程図、図７（ｂ）は図７（ａ）における成形型の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て第１ダクト構成部材が成形された状態を示す成形工程図である。 第２ダクト構成部材の成形工程図を示し、図８（ａ）は成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を射出充填した状態を示す図１対応箇所の成形工程図、図８（ｂ）は図８（ａ）における成形型の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て第２ダクト構成部材が成形された状態を示す成形工程図である。

符号の説明

３ 第１ダクト構成部材（第１樹脂発泡成形品）
５ 第２ダクト構成部材（第２樹脂発泡成形品）
９ スキン層
９′ ソリッド層
１１ 発泡層
１３ 係合孔
１５ 第１隆起部
１７ 第２隆起部
２１ 係合突起
２１ａ 爪部
２５ 開口部
２７ 第３隆起部
１０１ 成形型
１０３ａ，１０５ａ 型成形面
２０１ 成形型
２０３ａ，２０５ａ 型成形面
Ｃ キャビティ
Ｒ 熱可塑性樹脂

Claims (1)

1. 成形型のキャビティ内に射出充填した熱可塑性樹脂の型成形面近傍にスキン層が生成され始めた時点で、キャビティ容積を拡大させて上記熱可塑性樹脂を発泡させることにより、樹脂密度が高くて堅いソリッド層からなる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が低い発泡層が内部に形成されたパネル状の第１及び第２樹脂発泡成形品を、該第１樹脂発泡成形品に貫通形成された係合孔に上記第２樹脂発泡成形品に突設された係合突起を挿入して該係合突起先端の爪部を上記係合孔の縁部に係合させて組み付ける樹脂発泡成形品の組付構造であって、
   上記爪部が係合する係合孔の縁部には、上記スキン層と同質のソリッド層からなる第１隆起部が隆起形成されているとともに、上記爪部が係合する係合孔の縁部と反対側の縁部にも、上記スキン層と同質のソリッド層からなる第２隆起部が隆起形成され、
   一方、上記係合突起も、上記スキン層と同質のソリッド層からなり、かつ上記第２樹脂発泡成形品の係合突起基端には、開口部が上記爪部を臨ませるように貫通形成されているとともに、該開口部の係合突起側において上記係合突起と対向する縁部にも、上記スキン層と同質のソリッド層からなる第３隆起部が隆起形成され、
   上記第１及び第２樹脂発泡成形品を組み付けた状態で、上記係合突起の爪部が上記第１隆起部に係合しているとともに、上記第３隆起部が第２隆起部の基端周りに当接して該第２隆起部に係合していることを特徴とする樹脂発泡成形品の組付構造。

Images