(57)【要約】【課題】エンジンの振動等に起因する引張荷重に耐えて、繊維基材の端部と樹脂との界面で破断しにくい成形構造体およびその製造方法を提供する。【解決手段】箱状の成形構造体１であって、少なくとも繊維と熱可塑性樹脂とにより構成され、主板部１１と、主板部１１の周端１２から起立して壁部３０を構成する側板部１３とを備える箱状本体部１０と、少なくとも箱状本体部１０の側板部１３の先端部１４に配され、熱可塑性樹脂により構成される先端配置部４０と、を備え、箱状本体部１０は、側板部１３において開口部２０を有し、先端配置部４０は、側板部１３の箱内側面１７から側板部１３の先端１５まで回り込む形で配されるとともに、側板部１３の箱内側面１７から開口部２０内にまで至って配されている構成とされている。【選択図】図２
2019142059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
箱状の成形構造体であって、
少なくとも繊維と熱可塑性樹脂とにより構成され、主板部と、前記主板部の周端から起立して壁部を構成する側板部とを備える箱状本体部と、
少なくとも前記箱状本体部の前記側板部の先端部に配され、熱可塑性樹脂により構成される先端配置部と、を備え、
前記箱状本体部は、前記側板部において開口部を有し、
前記先端配置部は、前記側板部の箱内側面から前記側板部の先端まで回り込む形で配されるとともに、前記側板部の箱内側面から前記開口部内にまで至って配されていることを特徴とする成形構造体。
【請求項２】
前記先端配置部は、前記側板部の箱内側面から前記主板部の箱内側面まで延びて配されていることを特徴とする請求項１に記載の成形構造体。
【請求項３】
前記先端配置部は、前記側板部の前記先端からさらに前記先端部の箱外側面まで回り込んで、前記開口部まで至る形で配されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の成形構造体。
【請求項４】
少なくとも繊維と熱可塑性樹脂とを混合した材料を板状に成形してプレボードを得るプレボード作成工程と、
前記プレボードを箱状に成形した箱状本体部、熱可塑性樹脂を前記箱状本体部の側板部の先端部に成形した先端配置部、を少なくとも得る本成形工程と、を有する成形構造体の製造方法であって、
前記プレボード作成工程は、前記プレボードのうち、前記箱状本体部における前記側板部の前記先端部に相当する位置に、当該プレボードに対して切込みを入れてスリット部を設けるスリット形成工程を含むことを特徴とする成形構造体の製造方法。
【請求項５】
前記スリット部の両端は、円形状に貫通した孔部を有することを特徴とする請求項４に記載の成形構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形構造体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、成形構造体およびその製造方法として、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載された技術では、繊維同士を互いに交絡させて形成された基材と、成形型にセットされた基材に対し溶融樹脂を射出することにより成形された成形体と、を備えた成形構造体であって、基材における成形体との接合部は、その接合部の周囲よりも繊維の密度が低い低密度部に設定されていることが開示されている。そしてこのような構成により、基材における成形体との接合部では、溶融樹脂が通常よりも基材内部の深くまで浸透して、より多くの繊維に絡まるので、接合面積が小さくてもアンカー効果に起因して接合強度を高めることができる、と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１１３２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示の構成では、繊維基材の端部と樹脂との界面に引張荷重（例えば、エンジン周辺の部材では、エンジンの振動による引張荷重）が加わると、アンカー効果だけでは引張荷重に耐えることができず、繊維基材の端部と樹脂との界面で破断する可能性があった。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、エンジンの振動等に起因する引張荷重に耐えて、繊維基材の端部と樹脂との界面で破断しにくい成形構造体およびその製造方法を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、箱状の成形構造体であって、少なくとも繊維と熱可塑性樹脂とにより構成され、主板部と、前記主板部の周端から起立して壁部を構成する側板部とを備える箱状本体部と、少なくとも前記箱状本体部の前記側板部の先端部に配され、熱可塑性樹脂により構成される先端配置部と、を備え、前記箱状本体部は、前記側板部において開口部を有し、前記先端配置部は、前記側板部の箱内側面から前記側板部の先端まで回り込む形で配されるとともに、前記側板部の箱内側面から前記開口部内にまで至って配されていることに特徴を有する。
【０００７】
このような成形構造体によると、先端配置部が側板部の箱内側面から開口部内にまで至って配されているので、繊維と熱可塑性樹脂とにより構成される箱状本体部の側板部の先端部のみが、熱可塑性樹脂により構成される先端配置部と接している場合に比して、箱状本体部と先端配置部との接触面積が大きくなる。従って、両者におけるアンカー効果が高まり、振動等によって箱状本体部と先端配置部の界面が破断してしまうことを抑制することができる。
【０００８】
上記構成において、前記先端配置部は、前記側板部の箱内側面から前記主板部の箱内側面まで延びて配されていることとすることができる。エンジンの振動等に起因する引張荷重が成形構造体にかかると、開口部周辺の先端配置部が撓む。そして、先端配置部が箱状本体部から外れ、成形構造体が破断してしまう可能性がある。しかし、このような成形構造体によると、主板部の箱内側面まで延びて配された部分が、側板部の箱内側面に配される部分を支持し、撓むことを抑えることができる。すると、側板部の箱内側面から開口部まで至って配された先端配置部が箱状本体部から外れて、成形構造体が破断することを抑えることができる。
【０００９】
上記構成において、前記先端配置部は、前記側板部の前記先端からさらに前記先端部の箱外側面まで回り込んで、前記開口部まで至る形で配されていることとすることができる。このような成形構造体によると、成形構造体の先端部が、箱内側から外側に回り込む先端配置部によって環状に固定される。よって、箱状本体部と先端配置部との接触面積がより大きくなり、アンカー効果と相まって、振動等に耐え得る成形構造体を提供することができる。
【００１０】
また、本発明は、少なくとも繊維と熱可塑性樹脂とを混合した材料を板状に成形してプレボードを得るプレボード作成工程と、前記プレボードを箱状に成形した箱状本体部、熱可塑性樹脂を前記箱状本体部の側板部の先端部に成形した先端配置部、を少なくとも得る本成形工程と、を有する成形構造体の製造方法であって、前記プレボード作成工程は、前記プレボードのうち、前記箱状本体部における前記側板部の前記先端部に相当する位置に、当該プレボードに対して切込みを入れてスリット部を設けるスリット形成工程を含むことに特徴を有する。
【００１１】
このような成形構造体の製造方法によると、本成形工程においてプレボードを型で圧縮すると、スリット部は、口が開くように引き伸ばされて開口部となる。そして、スリット部の位置を調整すれば、箱状の成形構造体の側板部に開口部を形成させることができる。従って、箱状本体部に開口部を設けるために、プレボードを打ち抜いて開口部を形成させる工程を省略することができる。
【００１２】
上記製造方法において、前記スリット部の両端は、円形状に貫通した孔部を有すること
とすることができる。本成形工程において、スリット部が開口する際にスリット部の両端に力が集中する。すると、プレボードは繊維質なので、繊維の方向に沿ってスリット部の両端が避けてしまうことがある。しかし、このような成形構造体の製造方法によると、スリット部の両端が円形状の孔部となるので、孔部の周縁に沿って力が分散する。よって、スリット部が広がって開口部になるときに、スリット部の両端が裂けることを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、エンジンの振動等に起因する引張荷重に耐えて、繊維基材の末端部と樹脂との界面で破断しにくい成形構造体およびその製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態１に係る２つの成形構造体を設けた車両を示す斜視透過図
【図２】成形構造体を示す斜視図
【図３】成形構造体を側面から視た図
【図４】成形構造体の拡大断面図（図３のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面）
【図５】プレボードと型を示す斜視図
【図６】型閉じ前におけるスリット部の拡大図
【図７】型閉じ後におけるスリット部（開口部）の拡大図
【図８】先端配置部を成形する態様を示す拡大断面図（図４に対応）
【図９】実施形態２に係る成形構造体の拡大断面図（図４に対応）
【図１０】実施形態３に係る成形構造体を側面から視た図（図３に対応）
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図８によって説明する。なお、図２における左下側を前方とするとともに右上側を後方とし、左上側を左方とするとともに右下側を右方とし、上側を上方とするとともに下側を下方として説明する。
【００１６】
車両３のエンジンルーム４は、図１に示すように、車載エンジンの吸気通路に設けられて、吸気通路を通じてエンジンに吸引される空気を濾過するための箱状のエアクリーナ２を有する。エアクリーナ２の外壁は、内側の空間が連通するように対向配置された２つの箱状の成形構造体１によって構成される。
【００１７】
成形構造体１は、大別すると、図２および図４に示すように、繊維（例えば、ケナフ繊維）と熱可塑性樹脂（例えば、ポリプロピレン）とにより構成される箱状の箱状本体部１０と、熱可塑性樹脂により構成され、箱状本体部１０の箱内側面（裏面）および先端部１４に配される先端配置部４０と、箱状本体部１０および先端配置部４０の内側（裏側）に形成される空間の内側空間部２２と、からなる。
【００１８】
箱状本体部１０は、上方に配され、長方形で板状の主板部１１と、主板部１１の４つの辺であって主板部１１の周囲の端に位置する周端１２から下方へ起立し、壁部３０を構成する側板部１３と、によって構成される。すなわち、箱状本体部１０は、１つの主板部１１と４つの側板部１３（壁部３０）とによって構成される。
【００１９】
箱状本体部１０の側板部１３は、下方に配される先端部１４と、先端部１４よりも下方に配され、箱状本体部１０の端を形成する先端１５と、側板部１３の上下方向中央付近から上下方向外側に向かって開いて、箱内側と箱外側とを連通し、側面から視ると、上下方向の開口幅よりも左右方向の開口幅が大きい唇状の開口部２０と、開口部２０の前後（左右）方向の両端に配され、円形状に貫通した一対の孔部２１と、を有する。
【００２０】
先端配置部４０は、図４に示すように、箱状本体部１０の側板部１３の先端部１４に配されている。すなわち、側板部１３の箱内側面（裏面）１７から、側板部１３の先端１５まで回り込み、先端１５からさらに先端部１４の箱外側面（表面）１８まで回り込んで、開口部２０よりも上方位置まで至る形で配されるとともに、側板部１３の箱内側面１７から開口部２０内にまで至って配されている。先端部１４の箱外側面１８及び開口部２０に配された先端配置部４０の一部は、リブ５０を形成している。従って、開口部２０よりも下方に位置する先端部１４の一部は、その周囲が先端配置部４０（リブ５０）によって環状に固定され、先端部１４の前後方向（左右方向）で視ると、その一部（３箇所）がリブ５０によって覆われて補強されている。また、先端配置部４０は、側板部１３の箱内側面１７から、主板部１１の箱内側面（裏面）１６まで延びて、具体的にはスジ状に配されている。
【００２１】
次に、成形構造体１の成形装置７を図５および図８によって説明する。本実施形態における成形構造体１の成形装置７は、上方に配され、上方に向かって箱状に窪んだ凹部７１を有する上型７０と、上型７０に対向するように下方に配され、上方に向かって突き出た凸部８１を有し、上型７０対し箱状本体部１０の板厚だけ離間して嵌合する下型８０と、上型７０と下型８０との間に形成される空間である第１成形空間７７と、図４に対応する断面において、型閉じ後に箱状本体部１０と下型８０の間に形成される空間である第２成形空間９３（図８参照）と、下型８０の下方からその内部へ介入し、第２成形空間９３の下端に接続して配された射出ユニット９２と、によって構成される。
【００２２】
上型７０の凹部７１は、上方に配されて長方形の天井を形成する上型主板形成部７２と、側方に配されて壁を形成する上型側板形成部７３と、からなる。同様に、下型８０の凸部８１は、上方に配されて長方形の天井を形成する下型主板形成部８２と、側方に配されて壁を形成する下型側板形成部８３と、からなる。
【００２３】
続いて、成形構造体１の製造方法を図５ないし図８によって説明する。成形構造体１の製造方法は、繊維と熱可塑性樹脂とを混合した材料を板状に成形し、スリット部６１を設けてプレボード６０を得るプレボード作成工程と、プレボード６０を箱状に成形した箱状本体部１０、熱可塑性樹脂を箱状本体部１０の側板部１３の先端部１４に成形した先端配置部４０、を得る本成形工程と、から構成されている。
【００２４】
プレボード作成工程では、繊維と熱可塑性樹脂とを混合したものを加熱してプレス成形し（図示せず）、これを所定長さ（本成形後の箱状本体部１０の長さ寸法よりも長めの寸法）で切断することにより、平板状のプレボード６０を形成する。このとき、図５に示すように、プレボード６０のうち、箱状本体部１０における側板部１３の先端部１４に相当する位置６２に、当該プレボード６０に対して切込みを入れるスリット形成工程を経ることにより、プレボード６０の４つの辺６３のそれぞれに沿った４つのスリット部６１が設けられる。また、各スリット部６１の両端に、円形状に貫通した一対の孔部２１を設けておく。
【００２５】
本成形工程では、図５に示すように、プレボード作成工程によって得られたプレボード６０を、上型７０と下型８０との間に形成される第１成形空間７７に配置する。プレボード６０は、上型７０と、下型８０とによって圧縮されて挟まれることにより箱状本体部１０となる。すなわち、プレボード６０は、その中央周辺が、上型７０の凹部７１における上型主板形成部７２および下型８０の凸部８１における下型主板形成部８２によって圧縮されることにより、箱状本体部１０における主板部１１が形成され、その中央周辺よりも外側の部分である４つのスリット部６１の周辺が、上型７０の凹部７１における上型側板形成部７３および下型８０の凸部８１における下型側板形成部８３によって圧縮されることにより、箱状本体部１０における４つの側板部１３が形成される。なお、プレボード６０の端部は、上型７０と下型８０の型閉じに伴ってせん断により切除されるため、箱状本体部１０を正規の長さ寸法に成形することができる。
【００２６】
スリット部６１は、図６に示すように、型閉じ前においては線状の切込みであるが、型を閉じていくと、プレボード６０が圧縮されて伸びていくので、孔部２１の周囲を支点としてスリット部６１の上側に位置する上側部６４および下側に位置する下側部６５がお互いに離れていき、口が開くように広がっていく。完全に型を閉じると、スリット部６１は、図７に示すように、中央の開口幅が最も広がって、唇状の開口部２０となる。
【００２７】
そして、図８に示すように、型閉じと同時に第２成形空間９３に対し、射出ユニット９２から溶融した熱可塑性樹脂を射出する。射出された熱可塑性樹脂は、第２成形空間９３内を下側から上方へ侵入していく。すなわち、熱可塑性樹脂は、先端部１４の周囲の空間、開口部２０内、側板部１３の箱内側面１７、および主板部１１の箱内側面１６を通って、反対側の先端部１４周辺の第２成形空間９３（図示せず）まで到達する。こうして第２成形空間９３内に充満した熱可塑性樹脂を冷却し、上型７０、下型８０、および射出ユニット９２を取り外すと、図４に示すように、先端配置部４０が成形された成形構造体１を得ることができる。
【００２８】
続いて、本実施形態の効果について説明する。本実施形態では、箱状の成形構造体１であって、少なくとも繊維と熱可塑性樹脂とにより構成され、主板部１１と、主板部１１の周端１２から起立して壁部３０を構成する側板部１３とを備える箱状本体部１０と、少なくとも箱状本体部１０の側板部１３の先端部１４に配され、熱可塑性樹脂により構成される先端配置部４０と、を備え、箱状本体部１０は、側板部１３において開口部２０を有し、先端配置部４０は、側板部１３の箱内側面１７から側板部１３の先端１５まで回り込む形で配されるとともに、側板部１３の箱内側面１７から開口部２０内にまで至って配されている構成とされている。このような成形構造体１によると、先端配置部４０が側板部１３の箱内側面１７から開口部２０内にまで至って配されているので、繊維と熱可塑性樹脂とにより構成される箱状本体部１０の側板部１３の先端部１４のみが、熱可塑性樹脂により構成される先端配置部４０と接している場合に比して、箱状本体部１０と先端配置部４０との接触面積が大きくなる。従って、両者におけるアンカー効果が高まり、振動等によって箱状本体部１０と先端配置部４０の界面が破断してしまうことを抑制することができる。
【００２９】
また、本実施形態では、先端配置部４０は、側板部１３の箱内側面１７から主板部１１の箱内側面１６まで延びて配されていることとすることができる。エンジンの振動等に起因する引張荷重が成形構造体１にかかると、開口部２０周辺の先端配置部４０が撓む。そして、先端配置部４０が箱状本体部１０から外れ、成形構造体１が破断してしまう可能性がある。しかし、このような成形構造体１によると、主板部１１の箱内側面１６まで延びて配された部分が、側板部１３の箱内側面１７に配される部分を支持し、撓むことを抑えることができる。すると、側板部１３の箱内側面１７から開口部２０まで至って配された先端配置部４０が箱状本体部１０から外れて、成形構造体１が破断することを抑えることができる。
【００３０】
また、本実施形態では、先端配置部４０は、側板部１３の先端１５からさらに先端部１４の箱外側面１８まで回り込んで、開口部２０まで至る形で配されていることとすることができる。このような成形構造体１によると、成形構造体１の先端部１４が、箱内側から外側に回り込む先端配置部４０によって環状に固定される。よって、箱状本体部１０と先端配置部４０との接触面積がより大きくなり、アンカー効果と相まって、振動等に耐え得る成形構造体１を提供することができる。
【００３１】
また、本実施形態では、少なくとも繊維と熱可塑性樹脂とを混合した材料を板状に成形してプレボード６０を得るプレボード６０作成工程と、プレボード６０を箱状に成形した箱状本体部１０、熱可塑性樹脂を箱状本体部１０の側板部１３の先端部１４に成形した先端配置部４０、を少なくとも得る本成形工程と、を有する成形構造体１の製造方法であって、プレボード６０作成工程は、プレボード６０のうち、箱状本体部１０における側板部１３の先端部１４に相当する位置６２に、当該プレボード６０に対して切込みを入れてスリット部６１を設けるスリット形成工程を含むこととすることができる。このような成形構造体１の製造方法によると、本成形工程においてプレボード６０を型で圧縮すると、スリット部６１は、口が開くように引き伸ばされて開口部２０となる。そして、スリット部６１の位置を調整すれば、箱状の成形構造体１の側板部１３に開口部２０を形成させることができる。従って、箱状本体部１０に開口部２０を設けるために、プレボード６０を打ち抜いて開口部２０を形成させる工程を省略することができる。
【００３２】
また、本実施形態では、スリット部６１の両端は、円形状に貫通した孔部２１を有することとすることができる。本成形工程において、スリット部６１が開口する際にスリット部６１の両端に力が集中する。すると、プレボード６０は繊維質なので、繊維の方向に沿ってスリット部６１の両端が避けてしまうことがある。しかし、このような成形構造体１の製造方法によると、スリット部６１の両端が円形状の孔部２１となるので、孔部２１の周縁に沿って力が分散する。よって、スリット部６１が広がって開口部２０になるときに、スリット部６１の両端が裂けることを抑制することができる。
【００３３】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図９によって説明する。本実施形態では、実施形態１とは先端配置部の構成が異なる成形構造体１０１を例示する。
【００３４】
先端配置部１４０は、図９に示すように、箱状本体部１１０の側板部１１３の先端部１１４に配されている。すなわち、側板部１１３の箱内側面（裏面）１１７から、側板部１１３の先端１１５まで回り込むとともに、側板部１１３の箱内側面１１７から開口部１２０まで至って配されている。従って、一部の先端配置部１４０が、開口部１２０内に突出して引っ掛かっている状態となっている。
【００３５】
＜実施形態３＞
次に、本発明の実施形態３を図１０によって説明する。本実施形態では、実施形態１とは開口部の構成が異なる成形構造体２０１およびその製造方法を例示する。
【００３６】
箱状本体部２１０の側板部２１３は、下方に配される先端部２１４と、先端部２１４よりも下方に配され、箱状本体部の端を形成する先端２１５と、側板部２１３の中央から外側に向かって開いて、箱内側と箱外側とを連通し、側面から視ると上下方向の開口幅よりも左右方向の開口幅が大きい長方形の開口部２２０と、を有する。
【００３７】
プレボード作成工程では、繊維と熱可塑性樹脂とを加熱してプレス成形し、これを所定長さ（本成形後の箱状本体部１０の長さ寸法よりも長めの寸法）で切断することにより、平板状のプレボード２６０を形成する。このとき、プレボード２６０のうち、箱状本体部２１０における側板部２１３の先端部２１４に相当する位置２６２に、当該プレボード２６０に対して長方形の開口を設ける工程を経ることにより、プレボード２６０の４つの辺２６３のそれぞれに沿った４つの開口部２２０が設けられる。
【００３８】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００３９】
（１）上記実施形態以外にも、リブの位置は適宜変更可能である。上記実施形態では、図２に示すように、箱状本体部の前後方向にリブを設けたが、これに限られず、箱状本体部の左右方向にもリブを設けてもよい。
【００４０】
（２）上記実施形態以外にも、射出ユニットの位置は適宜変更可能である。上記実施形態では、図８に示すように、第２成形空間の下端に接続するように射出ユニットを配したが、これに限られず、第２成形空間の上側、すなわち、主板部の箱内側面周辺の空間に接続するように射出ユニットを配してもよい。
【００４１】
（３）上記実施形態以外にも、成形構造体を採用する容器は適宜変更可能である。上記実施形態では、２つの成形構造体を採用した容器としてエアクリーナを例示したが、これに限られず、内部に物体を収容する種々の容器に本願発明の成形構造体およびその製造方法を採用してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１，１０１，２０１…成形構造体、２…エアクリーナ、３…車両、４…エンジンルーム、７…成形装置、１０，１１０，２１０…箱状本体部、１１，１１１，２１１…主板部、１２，１１２…周端、１３，１１３，２１３…側板部、１４，１１４，２１４…先端部、１５，１１５…先端、１６，１１６…主板部の箱内側面、１７，１１７…側板部の箱内側面、１８，１１８…先端部の箱外側面、１１９…主板部の端部、２０，１２０，２２０…開口部、２１…孔部、２２…内側空間部、３０…壁部、４０，１４０，２４０…先端配置部、５０，２５０…リブ、６０…プレボード、６１…スリット部、６２…箱状本体部における側板部の先端部に相当する位置、６３…辺、６４…上側部、６５…下側部、７０…上型、７１…凹部、７２…上型主板形成部、７３…上型側板形成部、７７…第１成形空間、８０…下型、８１…凸部、８２…下型主板形成部、８３…下型側板形成部、９２…射出ユニット、９３…第２成形空間
【図１】
2019142059.tif 000003
【図２】
2019142059.tif 000004
【図３】
2019142059.tif 000005
【図４】
2019142059.tif 000006
【図５】
2019142059.tif 000007
【図６】
2019142059.tif 000008
【図７】
2019142059.tif 000009
【図８】
2019142059.tif 000010
【図９】
2019142059.tif 000011
【図１０】
2019142059.tif 000012