JPH10286889A - 熱可塑性樹脂中空成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】基板部と中空構造部が補強材等を用いることな
く強固に一体的に接続され、さらには気密性が極めて高
く、シ−ル処理等を行わずとも高度の気密性を有する熱
可塑性樹脂中空成形体を提供する。 【解決手段】独立した基板部と中空構造部とから構成さ
れ、両部が中空構造部の中空端部において一体的に接続
されてなる熱可塑性樹脂中空成形体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、新規な構造からな
る熱可塑性樹脂中空成形体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、平面状の基板部と中空状の中
空構造部から構成される熱可塑性樹脂中空成形体は多く
の分野で利用され、その代表的なものとして自動車内装
材、例えばドアトリムやインストルメントパネルに取り
付けられたアシストグリップ、インストルメントパネル
裏面の空調用ダクトなどがよく知られている。このよう
なアシストグリップにおいては強度と軽量性を両立する
ためにグリップ部分は中空構造とされ、また空調用ダク
トにおいては空調エア−の流通のための空洞を必要とし
ている。

【０００３】通常、このような中空成形体は、予め製造
されたインストルメントパネルやドアトリムなどの比較
的平面状の基板部に、別途に製造したグリップ部などの
中空構造部の中空端部を例えばネジ等で取り付けた構造
となっており、かかる取り付けのためのコストや工程数
の増加は極めて不利なものであった。また、例えばアシ
ストグリップはグリップ部とインストルメントパネルや
ドアトリムなどの基板部との接合強度はその使用目的か
らも非常に高いことが要求されて、場合によっては金属
部品等によって接合部を補強することが要求されること
もあり、ダクト等においては、基板部と中空構造部の中
空端部との接続部は高度の気密性が要求され、そのため
のシ−ル処理を必要とするなどの問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなことから、
本発明者らは中空成形部品と基板である部品とをそれぞ
れ別個に製造し、その後に両者を接合するという面倒な
工程を必要とすることなくしかも金属部品等の補強材を
必要とすることなく強固に接続され、さらには気密性が
極めて高く、シ−ル処理等を全く行わずとも高度の気密
性を有する熱可塑性樹脂中空成形体を開発すべく検討の
結果、本発明に至った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、独立した基板
部と中空構造部とから構成され、両部が中空構造部の中
空端部において一体的に接続されてなることを特徴とす
る熱可塑性樹脂中空成形体を提供するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の熱可塑性樹脂中空成形体
は、その例を断面概略図で図１に示すように、独立した
基板部（１）と中空構造部（２）とから構成され、両部
が中空構造部の中空端部（３）において接続部（４）を
介して一体的に接続された構造となっており、かかる中
空成形体は各部の全てが同一熱可塑性樹脂材料から構成
されている。ここで、本発明の中空成形体に適用しうる
熱可塑性樹脂としては、通常、押出し成形、射出成形、
プレス成形などに用いられる熱可塑性樹脂であれば特に
限定されることなく適用可能であり、たとえば、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニト
リル・スチレン・ブタジエン共重合体、ポリ塩化ビニ
ル、ポリアミド、ポリカ−ボネ−ト、アクリル樹脂、ポ
リエチレンテレフタレ−トなどの一般的な熱可塑性樹脂
や、これらの混合物、あるいはこれらの熱可塑性樹脂を
用いたポリマ−アロイなどが挙げられ、これらは必要に
応じて通常使用される各種の配合剤、ガラス繊維等の強
化繊維、タルク等の充填剤を含んでいてもよい。

【０００７】かかる中空成形体において、基板部（１）
は通常平面状であるが、ここで言う平面は厳密な意味で
はなく、曲面状であったり、部位によってその厚さが異
なっていたり、あるいは部分的に曲げ部分や段差部分を
有していてもよく、中空成形体における基礎形状となる
部分である。中空構造部（２）は、その内部が中空構造と
なっており、中空部（５）の形状、中空壁の肉厚など
は、中空成形体の使用目的、成形時の熱可塑性樹脂のひ
けによる外観不良の改善、成形体の軽量化などによって
適宜決定される。例えば、中空構造部それ自体の強度が
要求されるときは肉厚は厚くされ、強度よりも空洞部分
としての中空部の大きさが要求されるときには肉厚を薄
くするなどして、それぞれの目的を達成するように適宜
調整されている。また、中空構造部の断面形状は、中空成
形体としての意匠性やその使用目的に応じて適宜決定さ
れる。

【０００８】本発明の中空成形体は、このような基板部
(１)および中空構造部（２）がそれぞれに独立してお
り、その両部が中空構造部の中空端部において一体的に
接続された構造となっている。ここで、基板部(１)およ
び中空構造部（２）がそれぞれに独立した構造とは、両
部が完全に分離した状態を意味するものではなく、両部
が外周面同士の大部分で接合されて外観上両部の区別が
つかないような状態になることなく、それぞれが一応独
立した物品として認識しうる程度の形状を保持している
状態を意味するものである。このため、本発明の中空成
形体においては、基板部(１)および中空構造部（２）の
両部が中空構造部（２）の中空端部（３）において部分
的に接続され、該接続部を除いては、両部がそれぞれに
固有の形状として認識しうる程度の外観を有する構造と
なっている。

【０００９】ここで、基板部(１)および中空構造部
（２）との接続部位である中空構造部の中空端部（３）
とは、必ずしも中空構造部の中空部における最終末端で
ある必要はなく、相対的に端部と認識される程度の部位
であればよい。かかる中空構造部における中空端部での
接続部位は、同一中空成形体において少なくとも１ケ所
必要であるが、２ケ所以上設けられていることが製品の
強度などの点で特に好適であり、とりわけ図１に例示さ
れるアシストグリップなどのように中空構造部が筒状で
あって、中空部が筒の長さ方向に設けられているような
場合には、中空部（５）の両端部において基板部と接続
されていることが好ましい。尚、本発明の中空成形体に
おいては、上記した接続部位に基板部と中空構造部とが
接続されていることは必要であるが、これ以外の任意の
部位でさらに適宜接続されていてもよいことは言うまで
もない。

【００１０】かかる中空成形体において、中空構造部は
１つの基板部に対して１つである必要はなく、それぞれ
独立に２個以上設けられていてもよいし、Ｖ字状のよう
に一部を共有して２個設けられていてもよい。また、図
２に示されるダクトのように中空構造部の途中から枝別
れ（６）したような構造となっていてもよく、どのよう
な構造とするかは目的とする中空成形体の使用目的によ
って適宜決定される。

【００１１】基板部（１）と中空構造部（２）は、接続
部（４）を介して接続されているが、この接続部の構造
は目的とする中空成形体によって任意であって、たとえ
ば接続部における接合強度が必要なときには図３（イ）
に示すように接続部を厚肉状（７）にしたり、中空成形
体の形状によっては図３（ロ）に示すように補強用リブ
（８）を設けてもよく、高度の接合強度を必要としない
場合には図３（ハ）に示すように基板部や中空構造部の
肉厚よりも薄くしてもよく、その形状はそれぞれの使用
目的や他の部品との組み合わせ状況などによって適宜決
定される。また、基板部や中空構造部に意匠性が要求さ
れる場合には、当該中空成形体の製造時にこの接続部に
対応する金型位置に溶融樹脂供給口（９）や中空構造体
の中空部（５）形成用の空気などの圧縮流体供給口（１
０）を配置し、これらの供給口跡が接続部に現れるよう
にしていてもよい。

【００１２】基板部（１）は、通常中空成形体の主要部
分となることが多く、その基本構造は通常の熱可塑性樹
脂成形体と何ら変わるところはないが、当然にその使用
目的に応じた形状を有し、強度や、意匠性等の目的に応
じた構造となっている。また、強度の向上や他部品との
接続などのために、適宜リブやボスなどが設けられてい
てもよい。

【００１３】このような中空成形体は任意の方法で製造
されるが、該中空成形体が全て同一材料で形成され、か
つ基板部と中空構造部が基本的に独立しており、両部が
接続部を介して一体的に接続された構造であるところか
ら、射出成形や射出プレス法による製造方法が好まし
い。以下、図に基づいてアシストグリップを有する中空
成形体を製造する場合を例にとって、その製造法の一例
を説明する。

【００１４】この方法において使用する金型は、図４に
示すように中空成形体の接続部(４)および中空構造部
（２）を形成するための入れ子（１１）を有する開閉可
能な雌雄一対の金型（１２、１３）からなり、両金型は
金型を閉鎖した状態で所望のキャビティ（１４）を形成
するようになっている。該キャビティを形成している雄
金型（１３）内には、金型内に溶融樹脂を供給するため
の溶融樹脂供給口（９）および中空部形成のための空気
などの圧縮流体を溶融樹脂中に供給するための圧縮流体
供給口（１０）が設けられている。溶融樹脂供給口
（９）は、供給された溶融樹脂（１５）がキャビティ内
の圧縮流体供給口（１０）周辺を満たすと共に、キャビ
ティ内の少なくとも圧縮流体供給口側の基板部（１）形
成のキャビティ端部が充満され、かつ中空構造部（２）
形成分の入れ子（１１）で形成されたキャビティ部の一
部が充満されるような金型位置に設けられ、必要に応じ
て２個以上設けられていてもよい。圧縮流体供給口（１
０）はキャビティ内の基板部と中空構造部が交差する接
続部の一方に相当する部位に、溶融樹脂を供給した際に
該圧縮流体供給口が完全に溶融樹脂中に埋没するように
設けることが必要であり、このためには雌雄いずれかの
金型面からキャビティ内に突き出すような、場合により
進退可能な流体注入ピンを用いることが有効である。

【００１５】基板部は、中空成形体の主要部分となるこ
とが多く、当然にそれぞれの目的に適した形状を有し、
強度や意匠性などそれぞれの使用目的に応じた構造とな
っている。また、かかる基板部はその全てにおいて平面
状である必要はなく、適宜にリブやボスなどが設けられ
ていてもよい。

【００１６】このような金型を所定のキャビティクリア
ランスとなるように閉鎖し、溶融樹脂供給口から溶融樹
脂をキャビティ内に供給する。（図５） この時、溶融樹脂の供給は前記したように金型内が全て
溶融樹脂で満たされることなく、キャビティ内の圧縮流
体供給口周辺およびキャビティ内の少なくとも圧縮流体
供給口側の基板部形成のキャビティ端部は充満される
が、中空構造部形成のための入れ子で形成されたキャビ
ティ部についてはその一部は充満されるが残部が空隙と
なるようにその供給量は調節される。ここで、上記の空
隙部分は中空構造部における中空部の容積に略相当する
ものであり、空隙部分は所望の中空成形体における中空
構造部の中空部の容積に応じて適宜決定される。このた
め、供給される溶融樹脂量が多すぎると所望の中空部を
有する中空構造部が形成されず、場合によっては中空構
造部の樹脂の収縮によって表面にひけを生じたり、外観
不良をもたらす場合があり、また、供給される溶融樹脂
量が少ないと、中空部を形成するための樹脂層が薄くな
って中空構造部が途中で破裂したり、基板部との接続部
にまで溶融樹脂が十分に供給できなくなって中空構造部
と基板部が接合しなくなる。最も好ましい溶融樹脂供給
量は、基板部と中空構造部の中空端部が若干の厚肉をも
って接続される程度の量である。

【００１７】溶融樹脂（１５）が供給された後、圧縮流
体供給口（１０）より溶融樹脂中に圧縮気体を供給す
る。ここで用いる圧縮流体は気体であっても液体であっ
てもよいが、一般には空気、窒素、ヘリウムなどの気体
が使用され、特に安全性やコスト面から１０ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 程度以下の圧縮空気が好適に使用される。圧縮流
体の注入に伴なって、中空構造部に供給された溶融樹脂
は中空部を形成しつつ中空他端の方向に延展され、その
先端部で基材部からの溶融樹脂と合流して一体となる。
（図６）

【００１８】尚、圧縮流体供給口（１０）は一方の接続
部（４）に設けられているため、該接続部には圧縮流体
供給口に対応する注入穴（１６）が残る場合があるが、
この穴は注入ピン等の形状をできるだけ小さくすること
でその痕跡を小さくすることができ、また、場合によっ
てはこの注入穴を積極的に利用し、例えば、別部品との
嵌合用のビス穴としたり、注入ピンを大きくすることに
よって注入穴を大きくし、空調用部品の気体流路などと
して使用することもできる。

【００１９】圧縮流体を供給して、十分に中空部を形成
せしめ、かつ接続部において中空構造部と基板部が十分
に一体化して接続されたならば、成形体を冷却し、金型
を開いて中空成形体を取り出す。この時、中空成形体は
入れ子（１１）とともに取り出されるので（図７）、そ
の後、入れ子を成形体から外せば図１に示されるよう
な、中空構造部（２）の中空部の両末端部が基板部
（１）と強固に一体的に接続されたアシストプラグが得
られる。

【００２０】上記の方法においては、予め所定のキャビ
ティクリアランスになるように閉鎖した金型間に溶融樹
脂を供給する方法について述べたが、開放状態の金型間
に前記した量の溶融樹脂を供給した後、あるいは供給し
つつ所定のキャビティクリアランスになるように金型を
閉じてもよい。この場合には、型締を完了した時点で前
記したと同様の図５に示す状態となり、以下、前記した
と同様にして圧縮流体の供給、成形体の冷却、成形体の
取り出しを行えばよい。

【００２１】このような中空成形体は平面部、中空構造
部、あるいは接続部など必要に応じてその表面の一部ま
たは全部に適宜表皮材が設けられていてもよく、かかる
表皮材は前記した製造方法において、所望の表面部分に
対応する金型キャビティ面に予め表皮材をセットしてお
くことにより、中空成形体を製造すると同時に一体的に
表皮材を貼合することができるし、中空成形体に接着剤
等を用いて表皮材を貼着してもよく、あるいはこれらの
方法を組み合わせてもよい。図８に中空構造部の表面部
分に表皮材（１７）を貼合した場合の例を示す。

【００２２】このような表皮材は、例えば触感の向上、
断熱性や遮温性の付与あるいは意匠性などのそれぞれの
目的に応じて適宜選択して使用される。かかる表皮材と
しては、各種の紙、織布、不織布、編布、熱可塑性樹脂
や熱可塑性エラストマーのシ−トもしくはフィルム、発
泡シ−トなどが挙げられ、これらは単独あるいはこれら
の組み合わせからなる積層シ−トとして使用される。熱
可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーのシ−トもしくはフ
ィルムあるいはこれらと発泡シ−トからなる積層シ−ト
を使用する場合、粉末成形法により得られたシ−ト等は
好適に使用し得る。これら表皮材の表面にはシボ等の凹
凸模様や印刷などが適宜施されていてもよいことはいう
までもない。表皮材の厚みは材質や使用目的によっても
異なるが、通常０．５〜４ｍｍ程度である。

【００２３】

【発明の効果】本発明の熱可塑性樹脂中空成形体は、基
板部と中空構造部が接続部を介して一体的に接合された
構造となっているため、基板部と中空構造部とが金属部
品等の補強材を使用することなく強固に接合されてお
り、また、該中空体の外表面は完全に連続し、一体化さ
れているため気密性が極めて高い。

【００２４】

【実施例】以下実施例により本発明を説明するが、本発
明がかかる実施例に限定されるものでないことは言うま
でもない。

【００２５】実施例１ 図４に示される金型を使用し、図５〜図６に示す工程に
よって、図１に示される形状の熱可塑性樹脂中空成形体
の製造を行なった。図４の金型はプレス装置（図示せ
ず）に取り付けられて、雄金型は固定され、雌金型が上
下方向に開閉可能となっている。また、樹脂の供給は通
常の射出機により行われ、圧縮流体はコンプレッサ−に
より加圧した８kgf／cm²の圧縮空気を用いた。尚、圧縮
空気の注入は、その先端部に流体供給口を設けた流体注
入ピンにより行い、該ピンは流体注入口が成形体の基板
部と中空構造部の接続部となる位置になるように配置し
た。雌雄両金型を所定のキャビティクリアランスになる
ように閉鎖した後、キャビティ容積の約７割量の２４０
℃の溶融状ポリプロピレン樹脂（ＡＺ５６４、住友化学
工業（株）製）を供給した。（図５） 樹脂供給後、直ちに圧縮空気を供給し、中空部を形成せ
しめつつ、溶融樹脂をキャビティ内に押し流す。（図
６） この状態を維持しながら４０秒間冷却した後、金型を開
放して中空成形体を入れ子とともに取り出し、その後入
れ子を取り外して図１に示される形状の中空成形体を得
た。得られた中空成形体は、基板部と中空構造部が接続
部により強固に一体的に接合されて、接合強度も良好で
あった。

【００２６】実施例２ 中空構造部を形成するキャビティ面（入れ子面）に厚み
０．５ｍｍのオレフィン系熱可塑性エラストマーからな
るシ−トを予め密着させておく以外は実施例１と同様に
して図８に示される中空成形体を得た。得られた中空成
形体は、基板部と中空構造部が接続部により強固に一体
的に接合されて接合強度も良好であり、また、中空構造
部の外周面の一部には触感に優れた表皮材が貼合されて
おり、外観も良好であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の中空成形体の例をその平面図および断
面概略図で示したものである。

【図２】中空構造部から枝別れの中空部を有している本
発明の中空成形体の例をその平面図および断面概略図で
示したものである。

【図３】本発明の中空成形体における接続部の形状例を
断面概略図で示したものである。

【図４】本発明の中空成形体を製造するための金型例の
断面概略図である。

【図５】本発明の中空成形体を製造するときの工程を金
型の断面概略図で示したものである。

【図６】本発明の中空成形体を製造するときの工程を金
型の断面概略図で示したものである。

【図７】入れ子とともに金型から取り出した中空成形体
を断面概略図で示したものである。

【図８】中空構造部の外周面の一部に表皮材を貼合した
中空成形体の例を断面概略図で示したものである。

【符号の説明】

１：基板部 ２：中空構造部 ３：中空端部 ４：接続部 ５：中空部 ６：枝別れ部 ７：厚肉部 ８：補強リブ ９：溶融樹脂供給口 １０：圧縮流体供給
口 １１：入れ子 １２：雌金型 １３：雄金型 １４：キャビティ １５：溶融樹脂 １６：注入穴 １７：表皮材

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｂ２９Ｋ 101:12 Ｂ２９Ｌ 9:00 22:00

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】独立した基板部と中空構造部とから構成さ
   れ、両部が中空構造部の中空端部において一体的に接続
   されてなることを特徴とする熱可塑性樹脂中空成形体。
2. 【請求項２】接続部位が２ケ所以上からなる請求項１に
   記載の熱可塑性樹脂中空成形体。
3. 【請求項３】熱可塑性樹脂中空成形体の外周面の一部ま
   たは全部に表皮材が貼合されてなる請求項１に記載の熱
   可塑性樹脂中空成形体。
4. 【請求項４】中空構造部の一部または全部に表皮材が貼
   合されてなる請求項３に記載の熱可塑性樹脂中空成形
   体。
5. 【請求項５】基板部の一部または全部に表皮材が貼合さ
   れてなる請求項３に記載の熱可塑性樹脂中空成形体。