(57)【要約】【課題】膨張成形された樹脂成形体において、突出部の縦壁部に亀裂が発生しないようにして突出部の強度剛性を向上させ、かつ突出部周りの成形体本体の強度剛性をも向上させる。【解決手段】プレート本体１５は、成形型３１のキャビティ３７内に射出充填した繊維入り熱可塑性樹脂Ｒが固化する過程で、キャビティ容積を拡大して繊維入り熱可塑性樹脂Ｒを膨張させることにより、スキン層２１が表面に形成されるとともに多数の空隙を有し膨張層２３が内部に形成されてなる。プレート本体１５に突設された位置決めピン２５は、成形時にキャビティ容積を拡大せずに形成されたソリッド層２９からなる。位置決めピン２５の先端には開放口２５ａが形成されて中空部２７先端側が開放するとともに、位置決めピン２５基端側の中空部２７がプレート本体１５のスキン層２１で塞がれている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空部を有する筒状突出部が成形体本体に一体に突設されたパネル状の樹脂成形体であって、
上記成形体本体は、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が固化する過程で、キャビティ容積を拡大し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てなり、
上記突出部は、成形時にキャビティ容積を拡大せずに形成されたソリッド層からなり、
上記突出部の先端には開放口が形成されて中空部先端側が開放するとともに、突出部基端側の中空部が上記成形体本体のスキン層で塞がれていることを特徴とする樹脂成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、中空部を有する筒状突出部が成形体本体に一体に突設されたパネル状の樹脂成形体の改良に関し、詳しくは、成形体本体の表面が樹脂密度の高いスキン層であり、内部が上記スキン層に比べて樹脂密度の低い膨張層である樹脂成形体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、可動型を内部に収容した移動型と固定型とからなる成形型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、上記移動型内で可動型をキャビティ容積が拡大する方向に後退させて繊維入り熱可塑性樹脂を膨張させることにより、スキン層が表面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、上記膨張層を樹脂成形体のパネル全域に形成することにより軽量化を図っている。
【０００３】
ところで、上述の如く膨張成形された樹脂成形体を相手部材に取り付けるために、位置決めピンや締結用ボス等の突出部を成形体本体に突設することがある。この場合、上記突出部が中実であると、重量が増大するとともに材料費が嵩み、さらには成形体本体に厚肉の突出部に対応してヒケが発生すること等から、突出部を先端が閉塞された中空部を有する筒状に成形することが考えられる。このような突出部を有する樹脂成形体は、図５に示すようにして膨張成形される。
【０００４】
つまり、まず、図５（ａ）に示すように、成形面ａに凸部ｂが突設された固定型ｃと、成形面ｄに上記凸部ｂに対応して凹部ｅが凹設された可動型ｆとを型閉じした状態で、キャビティｇ内に繊維入り熱可塑性樹脂ｈを射出充填する。次いで、該キャビティｇ内で上記繊維入り熱可塑性樹脂ｈが固化する過程で、図５（ｂ）に示すように、上記可動型ｆをキャビティ容積が拡大する方向に後退させて繊維入り熱可塑性樹脂ｈを膨張させることにより、スキン層ｉが表面に形成されるとともに多数の空隙を有する膨張層ｊが内部に形成された成形体本体ｋを成形し、かつ中空部ｌを有する筒状突出部ｍが上記成形体本体ｋに一体に突設された樹脂成形体ｎを膨張成形するようにしている。そして、上記突出部ｍの縦壁部ｏに対応するキャビティ容積は上記可動型ｆの後退によっては拡大せず、上記縦壁部ｏはソリッド層ｐに形成されている。また、上記突出部ｍの先端壁部ｑに対応するキャビティ容積は上記可動型ｆの後退によって拡大し、上記先端壁部ｑは成形体本体ｋの膨張層ｊと同様にスキン層ｉと膨張層ｊとが形成されている。
【特許文献１】特開平１１−１５６８８１号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述の如く突出部ｍの先端壁部ｑに膨張層ｊが形成されると、可動型ｆの後退に伴って縦壁部ｏの固化進行状態にある繊維入り熱可塑性樹脂ｈが可動型ｆの後退方向に引っ張られるため、成形された突出部ｍの縦壁部ｏに亀裂ｒが発生して突出部ｍの強度剛性が低下することになる。さりとて、上記先端壁部ｑをなくして突出部ｍの中空部ｌを成形体本体ｋに貫通させると、突出部ｍの強度剛性ばかりかその周りの成形体本体ｋの強度剛性も低下してしまう。
【０００６】
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、膨張成形された樹脂成形体において、突出部の縦壁部に亀裂が発生しないようにして突出部の強度剛性を向上させ、かつ突出部周りの成形体本体の強度剛性をも向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、この発明は、突出部の構造を工夫したことを特徴とする。
【０００８】
具体的には、この発明は、中空部を有する筒状突出部が成形体本体に一体に突設され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。
【０００９】
すなわち、この発明は、上記成形体本体は、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が固化する過程で、キャビティ容積を拡大し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てなり、上記突出部は、成形時にキャビティ容積を拡大せずに形成されたソリッド層からなり、上記突出部の先端には開放口が形成されて中空部先端側が開放するとともに、突出部基端側の中空部が上記成形体本体のスキン層で塞がれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
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、突出部がソリッド層で形成され、かつ該突出部の中空部先端側が開放して先端壁部がないため、可動型が後退しても突出部の固化進行状態にある繊維入り熱可塑性樹脂は可動型の後退方向に引っ張られず、突出部への亀裂発生をなくして突出部の強度剛性を確保することができる。また、上記突出部基端側の中空部が上記成形体本体のスキン層で塞がれているため、突出部が成形体本体の面で支持され、このことによっても、突出部の強度剛性を向上させることができ、さらには突出部周りの成形体本体の強度剛性をも向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
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にこの発明の実施の形態に係る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）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。
【００１３】
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の上記シール溝部１７内側には、キャリアプレート９をドアインナパネル５に取り付けるためにボルト挿通孔１９ａが貫通して形成された複数個の取付部１９が所定間隔をあけて全周に亘って一体に形成されている。
【００１４】
上記プレート本体１５は、後述する成形型３１のキャビティ３７内に射出充填した繊維入り熱可塑性樹脂Ｒが固化する過程で、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２１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２１に比べて樹脂密度の低い膨張層２３が内部に形成されている。図３では作図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。なお、繊維入り熱可塑性樹脂Ｒの膨張は、上記熱可塑性樹脂Ｒに混入されている繊維（図示せず）の弾性復元力によっても行われる。
【００１５】
上記キャリアプレート９の車室外側面の車体前後方向上方寄りには、キャリアプレート９をドアインナパネル５に取り付ける際に位置決めする筒状突出部としての位置決めピン２５が１本ずつ一体に突設されている。この位置決めピン２５は中空部２７を有し、かつ該位置決めピン２５の先端には開放口２５ａが形成されて中空部２７先端側が開放するとともに、位置決めピン２５基端側の中空部２７が上記プレート本体１５のスキン層２１で塞がれている。また、位置決めピン２５の先端は先細状になるように斜めに切り欠かれてガイド面２５ｂが形成され、キャリアプレート９をドアインナパネル５に取り付ける際に該ドアインナパネル５の位置決め孔５ａに位置決めピン２５を挿入し易いようにしている。上記位置決めピン２５は、膨張成形時に該位置決めピン２５に対応するキャビティ容積を拡大せず、膨張層２３を有しない堅いソリッド層２９からなっている。
【００１６】
このようなキャリアプレート９は、図４に示すような成形型３１を用いて成形される。
【００１７】
この成形型３１は、成形面３３ａがプレート本体１５の車室内側面の形状に対応した固定型３３と、該固定型３３に対して進退可能に対向配置され成形面３５ａに位置決めピン２５の形状に対応して凹部３５ｂが凹設された可動型３５とを備えている。
【００１８】
そして、まず、図４（ａ）に示すように、成形型３１を型閉じした状態で、キャビティ３７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。
【００１９】
その後、成形型３１のキャビティ３７内で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３７における成形型３１（固定型３３、可動型３５）の成形面３３ａ，３５ａ近傍にスキン層２１が生成された時点で、図４（ｂ）に示すように、可動型３５をキャビティ容積が拡大する型開き方向Ａに後退させる。つまり、可動型３５を固定型３３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。この段階で、繊維入り熱可塑性樹脂Ｒは、成形型３１（固定型３３及び可動型３５）の成形面３３ａ，３５ａ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２１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３３及び可動型３５で圧縮されている繊維入り熱可塑性樹脂Ｒが可動型３５の成形面３５ａ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も上記圧縮から解放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２１が表面全体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２３が形成されたプレート本体１５が膨張成形され、２本の位置決めピン２５が上記プレート本体１５の車室外側面に一体に突設されたキャリアプレート９が膨張成形される。
【００２０】
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２３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。
【００２１】
また、上記位置決めピン２５に対応するキャビティ３７内の繊維入り熱可塑性樹脂Ｒは、可動型３５がキャビティ容積を拡大する方向に後退しても、位置決めピン２５の先端に開放口２５ａが形成されるようにしていること、及びキャビティ３７内が膨張するため当該キャビティ空間は拡大せず、したがって、キャビティ３７側に引っ張られず、成形された位置決めピン２５は堅いソリッド層２９に形成されている。また、該位置決めピン２５の中空部２７先端側が開放して先端壁部がないため、可動型３５が後退しても位置決めピン２５の固化進行状態にある繊維入り熱可塑性樹脂Ｒは可動型３５の後退方向に引っ張られず、つまり、上記凹部３５ｂの容積が上記後退方向に拡大することがないため、位置決めピン２５に亀裂が発生しない。したがって、位置決めピン２５の強度剛性を確保することができる。
【００２２】
さらに、上記位置決めピン２５基端側の中空部２７が上記プレート本体１５のスキン層２１で塞がれているため、位置決めピン２５がプレート本体１５の面で支持され、このことによっても、位置決めピン２５の強度剛性を向上させることができ、さらには位置決めピン２５周りのプレート本体１５の強度剛性をも向上させることができる。
【００２３】
なお、上記の実施の形態では、突出部が位置決めピン２５である場合を例示したが、キャリアプレート９に必要部品を取り付けるための取付部にも適用することができるものである。
【００２４】
また、上記の実施の形態において、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３５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。
【００２５】
さらに、上記の実施の形態では、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。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
この発明は、成形体本体の表面が樹脂密度の高いスキン層であり、内部が上記スキン層に比べて樹脂密度の低い膨張層であり、中空部を有する筒状突出部が上記成形体本体に一体に突設されたパネル状の樹脂成形体について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図２のＩ−Ｉ線における断面図である。
【図２】キャリアプレートを車室外側から見た正面図である。
【図３】図２のIII −III 線に相当する自動車のドアの断面図である。
【図４】（ａ）は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１対応箇所の成形型断面図、（ｂ）は図４（ａ）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た成形型断面図である。
【図５】従来例の成形型断面図を示し、（ａ）は図４（ａ）相当図、（ｂ）は図４（ｂ）相当図である。
【符号の説明】
【００２８】
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）
２１    スキン層
２３    膨張層
２５    位置決めピン（突出部）
２５ａ  開放口
２７    中空部
２９    ソリッド層
３１    成形型
３７    キャビティ
Ｒ      繊維入り熱可塑性樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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