JP5377931B2

JP5377931B2 - 樹脂成形品

Info

Publication number: JP5377931B2
Application number: JP2008281873A
Authority: JP
Inventors: 修也上瀧
Original assignee: Daikyo Nishikawa Corp
Current assignee: Daikyo Nishikawa Corp
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2028-10-31
Also published as: JP2010105349A

Description

本発明は、樹脂製表側パネルと樹脂製裏側パネルとを当該表側パネル及び裏側パネルの少なくとも一方から突出した溶着リブにより振動溶着してなる樹脂成形品に関するものである。

特許文献１に開示された樹脂成形品は、表側パネルと裏側パネルとからなり、表側パネル本体及び裏側パネル本体の周縁部に他方のパネル側に向けて突出する周壁部を形成するとともに、裏側パネルの周壁部の内側に溶着リブを表側パネルに向けて突設し、表側パネルの周壁部が裏側パネルの周壁部に外側から重なった状態となるように表側パネルと裏側パネルとを上記溶着リブにより振動溶着している。
特開２００４−５８４６８号公報

ところで、表側パネル及び裏側パネルの周壁部の突出端を互いに対向させた状態で表側パネル及び裏側パネルを振動溶着する場合がある。

この場合、表側パネル及び裏側パネルの成形誤差、振動溶着治具の成形誤差、及び振動溶着治具へのパネルのセット誤差等によって裏側パネルが表側パネルに対して振動溶着時における振動方向の一方の片側に寄り、この振動方向片側の周壁部（パネルの厚み方向の側面）において裏側パネルの側面が表側パネルの側面よりも外側に位置して表側に露出すると、樹脂成形品（パネル）の表側からの見栄えが悪くなる。また、振動方向他方側の周壁部では、表側パネル裏面の周壁部より内側部分が裏側パネルによって裏側から覆われずに露出し、上記特許文献１の実施形態のように樹脂成形品をグローブリッドに適用した場合、グローブリッドを開いた際、樹脂成形品（グローブリッド）の裏側からの見栄えが悪くなる。

本発明は、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、表側パネル及び裏側パネルの周壁部の重なり部分の見栄えを向上することにある。

上記の目的を達成するため、本発明は、裏側パネルの振動溶着時における振動方向の幅を表側パネルよりも短くしたことを特徴とする。

具体的には、本発明は、樹脂製表側パネルと樹脂製裏側パネルとを当該表側パネル及び裏側パネルの少なくとも一方から突出した溶着リブにより振動溶着してなる樹脂成形品を対象とし、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、上記表側パネル及び裏側パネルは、各々の主体をなすパネル本体と、該パネル本体の振動溶着時における振動方向と略直交する周縁部に一体に形成され、他方のパネル側に向けて突出する周壁部とを備え、上記表側パネル及び裏側パネルの少なくとも一方の周壁部は、外方に向けて張り出すフランジを突出端に有し、上記表側パネル及び裏側パネルの周壁部が互いに溶着することなく近接又は当接するように、かつ振動方向と略直交する上記裏側パネルの両側面が振動方向と略直交する上記表側パネルの両側面よりも内側に位置して上記表側パネル裏面の上記周壁部よりも内側部分が裏側パネルによって裏側から覆われた状態となるように、溶着一体化されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の樹脂成形品において、上記表側パネル及び裏側パネルの両方の周壁部が、上記フランジを突出端に有し、両フランジはフランジ面が互いにラップしていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の樹脂成形品において、上記表側パネルのパネル本体及び周壁部の表面には、表皮が全面に亘って被着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、振動溶着時における振動方向と略直交する裏側パネルの両側面が上記振動方向と略直交する表側パネルの両側面よりも内側に位置している。すなわち裏側パネルの振動溶着時における振動方向の幅を表側パネルよりも短くしているので、上記振動方向に、表側パネル及び裏側パネルの成形誤差、振動溶着治具の成形誤差、及び振動溶着治具へのパネルのセット誤差等が生じても、当該誤差が裏側パネルと表側パネルとの幅の差の範囲内であれば、裏側パネルが表側に露出せず、見栄えが悪化しない。

また、表側パネルの周壁部が外方に向けて張り出すフランジを有している場合、上記振動方向に、表側パネル及び裏側パネルの成形誤差、振動溶着治具の成形誤差、及び振動溶着治具へのパネルのセット誤差等が生じても、当該誤差がフランジの張り出し長さ（幅）の範囲内であれば、上記振動方向と略直交する裏側パネルの周壁部（上記側面）が上記振動方向と略直交する表側パネルの周壁部（上記側面、すなわちフランジ外端面）よりも内側に位置し、かつ表側パネル裏面の周壁部より内側部分が裏側パネルによって裏側から覆われた状態となる。したがって、フランジを設けない場合に比べて、表側パネル及び裏側パネルの成形誤差、振動溶着治具の成形誤差、振動溶着治具へのパネルのセット誤差等によって見栄えが悪化しにくい。

また、上記表側パネル及び裏側パネルの周壁部が互いに溶着することなく近接又は当接しているので、溶着リブの溶着動作が阻害されず、また両パネルの周壁部の摩擦によるバリが周壁部外周に生じず、見栄えが悪化しない。

請求項２に係る発明によれば、表側パネル及び裏側パネルの両方の周壁部がフランジを有し、フランジ面が互いにラップしているので、上記振動方向に、表側パネル及び裏側パネルの成形誤差、振動溶着治具の成形誤差、及び振動溶着治具へのパネルのセット誤差等が大きくなっても、当該誤差が両フランジの張り出し長さ（幅）を加算した長さ（幅）の範囲内であれば、裏側パネルのフランジが表側パネルのフランジより外方へ露出することなく、表側パネル裏面の周壁部より内側部分も裏側に露出しない。したがって、フランジを、裏側パネル本体に設け、表側パネル本体に設けない場合に比べて、表側パネル及び裏側パネルの成形誤差、振動溶着治具の成形誤差、振動溶着治具へのパネルのセット誤差等の誤差を若干緩和させることができるので、樹脂成形品の製造コストを低減することができる。

請求項３に係る発明によれば、表側パネルの周壁部の表面に表皮が被着されていても、上記表側パネル及び裏側パネルの周壁部が互いに溶着することなく近接又は当接しているので、表側パネルの周壁部表面の表皮端末に、振動溶着時における裏側パネルの周壁部との摩擦によって糸くずやバリが生じることが防止され、見栄えが悪化しない。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１は、自動車１の後部荷室３を示す。

上記後部荷室３は自動車１の後部座席７の後方に位置し、後部荷室３の車幅方向両側には樹脂製トランクサイドトリム９が車体パネルを覆うように配設されている。上記後部荷室３のタイヤハウス１３の後方には、本発明の実施形態１に係る樹脂成形品としての板状のフロアボード５が着脱可能に取り付けられている。上記フロアボード５の下方には、スペアタイヤ等を収納する凹状収納部（図示せず）が形成されている。

上記フロアボード５は、図２〜図５に示すように、樹脂製表側パネル１５と樹脂製裏側パネル１７とからなり、これら両者を圧接させた状態で振動させることにより溶着一体化して構成されている。

上記表側パネル１５は、図３〜図５に示すように、略平坦に延びて表側パネル１５の主体をなすパネル本体２７と、該パネル本体２７の周縁部２７ａに全周に亘って一体に形成され、裏側パネル１７側へ向けて突出する略矩形環状の周壁部２９とを備えている。また、周壁部２９の内側には凹所Ｓ１が形成されている。上記表側パネル１５のパネル本体２７の表側及び裏側は、樹脂密度が高くて堅い薄肉ソリッド層１９からなり、該パネル本体２７の周縁部２７ａは、上記薄肉ソリッド層１９より厚肉のソリッド層からなる。該薄肉ソリッド層１９及び周縁部２７ａによって囲まれるパネル本体２７の内部は、該薄肉ソリッド層１９よりも樹脂密度が低い発泡層２１からなる。また、上記周壁部２９は上記薄肉ソリッド層１９より厚肉のソリッド層のみからなる。また、表側パネル１５のパネル本体２７及び周壁部２９の表面には、見栄えを良くする等の観点から不織布等からなる表皮２３が一体に被着されているとともに、車体後方側縁近傍の車幅方向中央には把持用の凹部２５（図２に示す）が形成されている。なお、振動溶着時における振動方向を図２及び図５中Ｘで示す。

上記裏側パネル１７は、表側パネル１５と同様に、略平坦に延びて裏側パネル１７の主体をなすパネル本体３３と、該パネル本体３３の周縁部３３ａに全周に亘って一体に形成され、表側パネル１５側へ向けて突出する周壁部３５とを備えている。上記周壁部３５の内側には凹所Ｓ２が形成されている。また、周壁部３５は、外方に向けて張り出すフランジ３９を全周に亘って突出端に有している。上記裏側パネル１７のパネル本体３３の表側及び裏側は、樹脂密度が高くて堅い薄肉ソリッド層１９からなり、該パネル本体３３の周縁部３３ａは、上記薄肉ソリッド層１９より厚肉のソリッド層からなる。該薄肉ソリッド層１９及び周縁部３３ａによって囲まれるパネル本体３３の内部は、該薄肉ソリッド層１９よりも樹脂密度が低い発泡層２１からなる。また、周壁部３５は上記薄肉ソリッド層１９より厚肉のソリッド層のみからなる。また、裏側パネル１７裏面（裏側薄肉ソリッド層１９）には、５条の溶着リブ４１が振動方向Ｘに延びるようにそれぞれ一体に平行突設されている。これら溶着リブ４１の先端略半分は、フランジ３９の偏平なフランジ面３９ａよりも表側パネル１５側に突出している。また、溶着リブ４１は、振動溶着時に振動方向Ｘと直交する方向に撓まないように両側から複数個の補強リブ４３で安定支持されている。該補強リブ４３は溶着リブ４１の長手方向に間欠的に突設されている。

これら表側パネル１５及び裏側パネル１７は、凹所Ｓ１、凹所Ｓ２を向かい合わせて振動溶着して一体化され、裏側パネル１７の周壁部３５と表側パネル１５の周壁部２９とが互いに近接して間に隙間Ｓ３が形成されている。また、裏側パネル１７の厚み方向側面１７ａにおけるフランジ３９の外端面３９ｂが表側パネル１５の厚み方向側面１５ａより内側に幅Ｗを有するように位置し、上記フランジ面３９ａの先端部（外端部）が周壁部２９の端面２９ａの内端部と重なって（ラップして）裏側パネル１７が表側パネル１５の凹所Ｓ１、すなわちパネル本体２７裏面の周壁部２９よりも内側部分を覆っている。さらに、溶着リブ４１が表側パネル１５の裏側薄肉ソリッド層１９を突き破って発泡層２１に侵入し、溶着リブ４１の侵入部分に発泡層２１が溶融固化したソリッド部分２２が形成されている。なお、図３の右側周辺部も上記と同様に構成されている。

次に、上記のように構成されたフロアボード５の製造方法について説明する。まず、表側パネル１５は、例えば次のようにして成形される。

成形に際し、成形型（図示せず）と、熱可塑性樹脂（例えばポリプロピレン樹脂）と、表皮２３とを用意する。成形型は、表側パネル１５の周縁部２７ａを含む表側を成形する固定型としての第１型と、凹所Ｓ１に対応するスライド型としての第２型と、周壁部２９の突出端面２９ａを成形する可動型としての第３型とを備え、第２型は第３型内に進退可能に配設されている。また、上記熱可塑性樹脂として、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）等の発泡促進物質やガラス繊維等の繊維が混入されたものを用いてもよい。

まず、第１型の成形面に表皮２３をセットして成形型を型閉じした状態で、溶融状態の熱可塑性樹脂を成形型のキャビティ内に射出機から射出充填する。このとき、第１型と第２型との距離は、パネル本体２７の厚さの略１／２以上に設定することが好ましい。しかる後、成形型の成形面近傍の熱可塑性樹脂は型温により早期に固化し始め、この時点で、第１型と第３型との間隔を固定したまま、第２型を第１型から型開き方向に離間（スライド）させることによりキャビティ容積を拡大する。すると、キャビティの容積拡大により、それまで上記第１型と第２型の間で圧縮（膨張が規制）されている熱可塑性樹脂が、第２型に引っ張られるとともに、熱可塑性樹脂中の化学反応によって発生したガスや不活性ガス等により発泡膨張する。熱可塑性樹脂中にガラス繊維等の繊維が混入されている場合には、この際、上記圧縮が軽減されて繊維が弾性的に復元し、この弾性復元力（スプリングバック現象）によっても熱可塑性樹脂が膨張する。その結果、樹脂密度の高いソリッド層からなる周壁部２９と、周縁部２７ａ、薄肉ソリッド層１９、及び内部に多数の空隙を有し上記周縁部２７ａ、周壁部２９及び薄肉ソリッド層１９に比べて樹脂密度が低い発泡層２１からなるパネル本体２７とが成形される。

裏側パネル１７も表側パネル１５と同様に成形される。なお、裏側パネル１７の成形に用いられる第２型には、溶着リブ４１及び補強リブ４３に対応した凹部が形成される。また、熱可塑性樹脂を発泡膨張させる際に第１型と第３型との間隔が変化しないので、フランジ３９を有する周壁部３５及び周縁部３３ａはソリッド層となる。

そして、上記のように構成された表側パネル１５と裏側パネル１７とを振動溶着する。この時、表側パネル１５を裏面が上を向くように下側の振動溶着治具にセットするとともに、裏側パネル１７を溶着リブ４１が下を向くように上側の振動溶着治具にセットし、上記表側パネル１５及び裏側パネル１７の周壁部２９，３５を対向位置させるとともに、上記裏側パネル１７のフランジ外端面３９ｂが上記表側パネル１５の側面１５ａよりも内側に幅Ｗを有するように位置させて上記表側パネル１５のパネル本体２７裏面の周壁部２９より内側部分が裏側パネル１７によって裏側から覆われた状態にする。この状態から、上側の振動溶着治具を上方から下側の振動溶着治具に押し付けて裏側パネル１７の溶着リブ４１先端面を表側パネル１５のパネル本体２７の裏面に圧接させながら、上側の振動溶着治具をフロアボード５の長手方向（溶着リブ４１の長手方向）、すなわち図２及び図５に示す振動方向Ｘに往復振動させる。

これにより、上記溶着リブ４１先端が、図３〜図５に示すように、表側パネル１５の裏側薄肉ソリッド層１９との圧接振動により該裏側薄肉ソリッド層１９を溶融させて該薄肉ソリッド層１９を突き破ってその内部の発泡層２１に侵入し、溶着リブ４１先端周りの発泡層２１が溶融固化したソリッド部分２２により覆われる。このように、溶着リブ４１先端が裏側薄肉ソリッド層１９を突き破って堅いソリッド部分２２に覆われるので、ソリッド層のみの表面に溶着した場合に比べて溶着面積が大きくなり、高い溶着強度が得られる。その結果、溶着リブ４１のぐらつきが防止され、表側パネル１５と裏側パネル１７の結合状態が確実に安定する。

したがって、本実施形態によれば、裏側パネル１７の振動溶着時における振動方向Ｘの幅を表側パネル１５よりも短くし、振動方向Ｘと略直交する裏側パネル１７の両側面１７ａ（フランジ外端面３９ｂ）を上記振動方向Ｘと略直交する表側パネル１５の両側面１５ａよりも内側に位置させるので、振動方向Ｘに、表側パネル１５及び裏側パネル１７の成形誤差、振動溶着治具の成形誤差、振動溶着治具へのパネルのセット誤差等が生じても、当該誤差が表側パネル１５と裏側パネル１７との幅の差（Ｗ）に応じた許容範囲内であれば、裏側パネル１７のフランジ面３９ａが表側に露出せず、見栄えが悪化しない。また、表側パネル１５及び裏側パネル１７の周壁部２９，３５が互いに圧接しないので、互いに溶着されず、溶着リブ４１の溶着動作が阻害されない。

また、表側パネル１５の周壁部２９の表面に表皮２３が被着されているが、上記表側パネル１５及び裏側パネル１７の溶着を終了した状態では、両パネル１５，１７の周壁部２９，３５が互いに溶着することなく近接しているので、表側パネル１５の周壁部２９表面の表皮２３端末に、振動溶着時における裏側パネル１７の周壁部３５との摩擦によって糸くずやバリが生じることが防止され、見栄えが悪化しない。

また、表側パネル１５及び裏側パネル１７のパネル本体２７，３３の内部が発泡層２１で構成されているので、パネル本体２７，３３をソリッド層のみで構成した場合に比べて重量が軽減される。

（実施形態２）
図６は、本発明の実施形態２に係るフロアボード５を示す。この実施形態２では、表側パネル１５の周壁部２９が、フランジ面４５ａを有し外方に向けて張り出すフランジ４５を突出端に全周に亘って有している。また、裏側パネル１７の周壁部３５には、フランジ３９を有していない。そのほかの構成は実施形態１と同じであるので、同一の構成箇所には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

したがって、本実施形態によれば、実施形態１と同様の作用効果を奏することに加え、表側パネル１５の周壁部２９がフランジ４５を有しているので、振動方向Ｘに、表側パネル１５及び裏側パネル１７の成形誤差、振動溶着治具の成形誤差、振動溶着治具への表側パネル１５、裏側パネル１７のセット誤差等が生じても、当該誤差がフランジ４５の張り出し長さ（幅）の範囲内であれば、振動方向Ｘと略直交する裏側パネル１７の厚み方向側面１７ａが振動方向Ｘと略直交する表側パネル１５の厚み方向側面１５ａにおけるフランジ４５の外端面４５ｂ対応部よりも内側に位置し、つまり裏側パネル１７の周壁部３５の先端面と表側パネル１５の上記フランジ部４５における上記フランジ面４５ａとがラップしているため、裏側パネル１７の周壁部３５先端面が上記フランジ部４５よりも外方へ露出することなく、表側パネル１５の凹所Ｓ１、すなわちパネル本体２７裏面の周壁部２９より内側部分が裏側パネル１７によって裏側から覆われた状態となる。したがって、フランジ４５を設けない場合に比べて、上記誤差等によって見栄えが悪化しにくい。

（実施形態３）
図７は、本発明の実施形態３に係るフロアボードを示す。この実施形態３では、表側パネル１５の周壁部２９が、フランジ面４５ａを有し外方に向けて張り出すフランジ４５を突出端に全周に亘って有している。そして、表側パネル１５の上記フランジ面４５ａと裏側パネル１７の上記フランジ面３９ａとがラップしている。そのほかの構成は実施形態１と同じであるので、同一の構成箇所には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

したがって、本実施形態によれば、表側パネル１５及び裏側パネル１７の両方の周壁部２９，３５がフランジ４５，３９を有し、フランジ面３９ａ，４５ａが互いにラップしているので、振動方向Ｘに、表側パネル１５及び裏側パネル１７の成形誤差、振動溶着治具の成形誤差、及び振動溶着治具への表側パネル１５、裏側パネル１７のセット誤差等が実施形態１及び２よりも大きくなっても、当該誤差が両フランジの張り出し長さ（幅）を加算した長さ（幅）の範囲内であれば、裏側パネル１７の厚み方向側面１７ａにおけるフランジ３９の外端面３９ｂが表側パネル１５の厚み方向側面１５ａにおけるフランジ４５の外端面４５ｂ対応部より外方へ露出することなく、表側パネル１５のパネル本体２７裏面の周壁部２９より内側部分も裏側に露出しない。したがって、本実施形態では、実施形態１及び２に比べて、上記誤差を若干緩和させることができるので、フロアボード５の製造コストを低減することができる。

また、表側パネル１５及び裏側パネル１７にフランジ４５，３９を設け、これらフランジ４５，３９のフランジ面４５ａ，３９ａをラップさせているため、上記誤差が大きくなった場合にも、フロアボード５の表側から裏側パネル１７のフランジ３９が見えたり、フロアボード５の表側から該フロアボード５の内部が見えたりしないので見栄えが良い。

なお、上記実施形態１〜３では、表側パネル１５及び裏側パネル１７の周壁部２９，３５は、互いに近接していたが、両パネル１５及び１７を溶着した状態で互いに溶着されていなければ当接していてもよい。

また、上記実施形態１〜３では、表側パネル１５のパネル本体２７及び裏側パネル１７のパネル本体３３は、内部に発泡層２１を有していたが、ソリッド層のみで構成されてもよく、一方のパネル本体が発泡層を有し、他方のパネル本体がソリッド層のみで構成されてもよい。

また、上記実施形態１〜３では、表側パネル１５のみに表皮２３を設けたが、該表皮２３は裏側パネル１７にも設けてもよく、また両パネル１５，１７のいずれにも設けなくてもよい。

また、上記実施形態１〜３では、樹脂成形品がフロアボード５である場合を示したが、パッケージトレイやグローブボックスのリッド等の他の自動車用樹脂成形品、さらには自動車以外の樹脂成形品にも適用することができるものである。

本発明は、樹脂製表側パネルと樹脂製裏側パネルとを圧接させた状態で振動させることにより溶着一体化してなる樹脂成形品として有用である。

本発明の実施形態１に係る樹脂成形品としてのフロアボードが取り付けられた自動車の後部荷室を示す斜視図である。図１のフロアボードの平面図である。図２のＡ−Ａ線における拡大断面図である。図３のＣ部拡大図である。図２のＢ−Ｂ線における拡大断面図である。実施形態２の図４相当図である。実施形態３の図４相当図である。

符号の説明

５フロアボード（樹脂成形品）
１５表側パネル
１５ａ側面
１７裏側パネル
１７ａ側面
２３表皮
２７パネル本体
２９周壁部
３３パネル本体
３５周壁部
３９フランジ
３９ａフランジ面
４１溶着リブ
４５フランジ
４５ａフランジ面

Claims

樹脂製表側パネル(15)と樹脂製裏側パネル(17)とを当該表側パネル(15)及び裏側パネル(17)の少なくとも一方から突出した溶着リブ(41)により振動溶着してなる樹脂成形品であって、
上記表側パネル(15)及び裏側パネル(17)は、各々の主体をなすパネル本体(27,33)と、該パネル本体(27,33)の振動溶着時における振動方向と略直交する周縁部に一体に形成され、他方のパネル側に向けて突出する周壁部(29,35)とを備え、
上記表側パネル(15)及び裏側パネル(17)の少なくとも一方の周壁部(29,35)は、外方に向けて張り出すフランジ(39,45)を突出端に有し、
上記表側パネル(15)及び裏側パネル(17)の周壁部(39,45)が互いに溶着することなく近接又は当接するように、かつ振動方向と略直交する上記裏側パネル(17)の両側面(17a)が振動方向と略直交する上記表側パネル(15)の両側面(15a)よりも内側に位置して上記表側パネル(15)裏面の上記周壁部(29)よりも内側部分が裏側パネル(17)によって裏側から覆われた状態となるように、溶着一体化されていることを特徴とする樹脂成形品。
請求項１に記載の樹脂成形品において、
上記表側パネル(15)及び裏側パネル(17)の両方の周壁部(29,35)が、上記フランジ(39,45)を突出端に有し、両フランジ(39,45)はフランジ面(39a,45a)が互いにラップしていることを特徴とする樹脂成形品。
請求項１又は請求項２に記載の樹脂成形品において、
上記表側パネル(15)のパネル本体(27)及び周壁部(29)の表面には、表皮(23)が全面に亘って被着されていることを特徴とする樹脂成形品。