特許 6643698 樹脂部品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6643698

(24)【登録日】2020年1月9日

(45)【発行日】2020年2月12日

(54)【発明の名称】樹脂部品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 39/10 20060101AFI20200130BHJP

   B29C 51/10 20060101ALI20200130BHJP

   B29C 44/06 20060101ALI20200130BHJP

   B29C 44/18 20060101ALI20200130BHJP

   B32B 3/26 20060101ALI20200130BHJP

   B32B 5/18 20060101ALI20200130BHJP

   B29K 105/04 20060101ALN20200130BHJP

   B29L 9/00 20060101ALN20200130BHJP

【ＦＩ】

   B29C39/10

   B29C51/10

   B29C44/06

   B29C44/18

   B32B3/26 A

   B32B5/18

   B29K105:04

   B29L9:00

【請求項の数】7

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-194779(P2015-194779)

(22)【出願日】2015年9月30日

(65)【公開番号】特開2017-65150(P2017-65150A)

(43)【公開日】2017年4月6日

【審査請求日】2018年6月1日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000104674

【氏名又は名称】キョーラク株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001139

【氏名又は名称】ＳＫ特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】100130328

【弁理士】

【氏名又は名称】奥野 彰彦

(74)【代理人】

【識別番号】100130672

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 寛之

(72)【発明者】

【氏名】玉田 輝雄

【審査官】 池ノ谷 秀行

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１０７５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２４７００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１６４３１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０５２３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１０４２６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ３９／００−３９／４４

Ｂ２９Ｃ ４４／００−４４／６０

Ｂ３２Ｂ ３／２６−３／３０

Ｂ３２Ｂ ５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂部品の製造方法であって、
前記樹脂部品は、中空部を有する樹脂成形体を備え、
前記中空部は、前記樹脂成形体に設けられた仕切り部によって複数の空間に分割されており、
前記複数の空間は、充填空間と非充填空間を備え、
前記充填空間に発泡用原料を注入して発泡させて樹脂発泡体を形成する工程を備え、
前記樹脂成形体は、前記中空部を隔てて重ねた表壁と裏壁と、前記中空部を囲む周壁を備え、
前記仕切り部は、前記裏壁と前記表壁の一方を他方に向かって突出させて形成され、
前記充填空間は、前記周壁に接しており、
前記発泡用原料は、前記周壁を通じて注入される、方法。

【請求項2】

前記充填空間での前記樹脂発泡体の充填率は、前記非充填空間よりも大きい、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記充填空間と前記非充填空間は、交互に並ぶように配置される、請求項１又は請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記樹脂成形体内に補強材を備え、
前記補強材は、前記樹脂発泡体によって固定される、請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の方法。

【請求項5】

前記樹脂成形体内において互いに離間されて配置される複数の補強材を備え、
前記樹脂発泡体は、前記複数の補強材を橋渡しするように設けられる、請求項１〜請求項４の何れか１つに記載の方法。

【請求項6】

前記樹脂部品は、使用時に別の部材に当接される複数の当接部を備え、
前記樹脂発泡体は、前記複数の当接部を橋渡しするように設けられる、請求項１〜請求項５の何れか１つに記載の方法。

【請求項7】

前記複数の空間は、通気孔を通じて互いに連通されている、請求項１〜請求項６の何れか１つに記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、樹脂部品及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車のデッキボードなどの樹脂部品は、中空部を有する樹脂パネルによって形成される場合がある。特許文献１には、このような樹脂パネルの強度を向上させるために、液状の発泡用原料を中空部内に注入し、中空部内で発泡用原料を発泡させて樹脂発泡体を形成しているものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５４０６４９８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、中空部内に発泡体を形成することによって強度は向上するものの、樹脂パネルの重量が増大してしまうという問題がある。

【0005】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、樹脂部品の重量の増大を抑制しつつ樹脂部品に必要な強度を付与することができる樹脂部品を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明によれば、中空部を有する樹脂成形体を備え、前記中空部の一部に樹脂発泡体が充填されている、樹脂部品が提供される。

【0007】

本発明者は、前述の目的を達成するために、種々検討を重ねてきた。その結果、樹脂成形体の中空部の一部に樹脂発泡体を充填することによって、樹脂部品の重量の増大を抑制しつつ樹脂部品に必要な強度を付与することができることを見出し、本発明の完成に到った。

【0008】

以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、前記中空部は、前記樹脂成形体に設けられた仕切り部によって複数の空間に分割されており、前記複数の空間は、充填空間と非充填空間を備え、前記充填空間での前記樹脂発泡体の充填率は、前記非充填空間よりも大きい。
好ましくは、前記充填空間と前記非充填空間は、交互に並ぶように配置される。
好ましくは、前記樹脂成形体内に補強材を備え、前記補強材は、前記樹脂発泡体によって固定される。
好ましくは、前記樹脂成形体内において互いに離間されて配置される複数の補強材を備え、前記樹脂発泡体は、前記複数の補強材を橋渡しするように設けられる。
好ましくは、前記樹脂成形体は、前記中空部を隔てて重ねた表壁と裏壁とを備え、前記仕切り部は、前記裏壁と前記表壁の一方を他方に向かって突出させて形成される。
好ましくは、前記樹脂部品は、使用時に別の部材に当接される複数の当接部を備え、前記樹脂発泡体は、前記複数の当接部を橋渡しするように設けられる。
好ましくは、前記複数の空間は、通気孔を通じて互いに連通されている。
本発明の別の観点によれば、上記記載の樹脂部品の製造方法であって、前記中空部の一部に発泡用原料を注入して発泡させて樹脂発泡体を形成する工程を備える、樹脂部品の製造方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１実施形態の樹脂成形体１の構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図、（ｄ）はＣ−Ｃ断面図である。

【図2】本発明の第１実施形態の樹脂成形体１の充填空間２ａに樹脂発泡体１３が充填されて得られた樹脂部品が部材１１上に２辺受けされている状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図、（ｄ）はＣ−Ｃ断面図である。（ａ），（ｄ）では、当接部９ａ，９ｂは、図示の便宜上、当接部を含み且つ当接部よりもわずかに広い領域を一点鎖線で囲んで図示している。

【図3】樹脂成形体１の製造工程を示し、（ａ）は型締め前の状態を示し、（ｂ）は型締め後の状態を示す。

【図4】本発明の第１実施形態の樹脂成形体１の変形例１を示し、図１（ｂ）に対応するＡ−Ａ断面図である。

【図5】本発明の第１実施形態の樹脂成形体１の変形例２を示し、図１（ｄ）に対応するＣ−Ｃ断面図である。

【図6】本発明の第１実施形態の樹脂成形体１の変形例３を示し、図１（ｃ）に対応するＢ−Ｂ断面図である。

【図7】本発明の第２実施形態の樹脂成形体１の充填空間２ａに樹脂発泡体１３が充填されて得られた樹脂部品が部材１１上に４点受けされている状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図、（ｄ）はＣ−Ｃ断面図である。（ａ），（ｄ）では、当接部９ａ〜９ｄは、図示の便宜上、当接部を含み且つ当接部よりもわずかに広い領域を一点鎖線で囲んで図示している。

【図8】本発明の第２実施形態の変形例１の樹脂成形体１の充填空間２ａに樹脂発泡体１３が充填されて得られた樹脂部品が部材１１上に１辺２点受けされている状態を示し、図７（ｄ）に対応するＣ−Ｃ断面図である。当接部９ａ〜９ｃは、図示の便宜上、当接部を含み且つ当接部よりもわずかに広い領域を一点鎖線で囲んで図示している。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を用いて、本発明の実施形態を説明する。
１．第１実施形態
図１〜図２に示すように、本発明の第１実施形態の樹脂部品は、自動車のデッキボードのような略長方形状の樹脂パネルであり、中空部２を有する樹脂成形体１を備え、中空部２の一部に樹脂発泡体１３が充填されている。樹脂成形体１は、中空部２を隔てて重ねた表壁７と裏壁９とを備える。中空部２の周囲は、周壁８で囲まれている。表壁７は略フラットであり、裏壁９には、裏壁９を表壁７に向かって突出させて形成された長方形状のリブ３が設けられている。リブ３の先端において表壁７と裏壁９は溶着されている。

【0011】

中空部２は、リブ３によって複数の空間に分割されているので、リブ３が中空部２を複数の空間に分割する仕切り部として機能する。複数の空間には、充填空間２ａと非充填空間２ｂが含まれており、充填空間２ａでの樹脂発泡体１３の充填率は、非充填空間２ｂでの樹脂発泡体１３の充填率よりも大きい。充填率とは、所定の空間内で樹脂発泡体１３が占める体積の割合である。充填空間２ａが樹脂発泡体１３で完全に充填されると充填率は１００％となり、非充填空間２ｂに樹脂発泡体１３が全く充填されない場合、充填率は０％となる。充填空間２ａの充填率は、６０％以上が好ましく、７０，８０，９０，９５，又は９９％以上がさらに好ましい。非充填空間２ｂの充填率は、５０％以下が好ましく、４０，３０，２０，１０，５，又は１％以下がさらに好ましい。中空部２の充填率は、１０〜９０％が好ましく、具体的には例えば、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０％であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

【0012】

充填空間２ａと非充填空間２ｂは交互に並ぶように配置されている。一対の充填空間２ａが樹脂成形体１の長手方向Ｌの両端に設けられており、一対の充填空間２ａの間に非充填空間２ｂが配置されている。充填空間２ａと非充填空間２ｂの間は通気孔５を通じて互いに連通されている。通気孔５は、リブ３と周壁８の間に設けられている。

【0013】

図１（ｄ）中の矢印Ｘで示すように、充填空間２ａ内にノズルを挿入して充填空間２ａ内に発泡用原料を注入すると、充填空間２ａ内で発泡用原料が発泡して充填空間２ａ内に樹脂発泡体１３が形成される。充填空間２ａ内に注入する発泡用原料の種類は特に限定されず、充填空間２ａ内で発泡した後に固化して樹脂発泡体１３を形成可能な任意の原料が利用可能である。発泡用原料の一例は、２液混合による化学反応型ポリウレタン発泡を行う原料である。ポリウレタン発泡の発泡倍率は特に限定されないが、８０倍以下が好ましく、４０倍以下又は２０倍以下がさらに好ましい。この発泡倍率が大きすぎると、樹脂発泡体１３を充填空間２ａに充填したことによる強度向上が不満足になりやすいからである。発泡倍率の下限は特に限定されないが、例えば、５倍又は１０倍である。

【0014】

充填空間２ａ内に発泡用原料を注入する前は、充填空間２ａ内には気体が含まれているが、発泡用原料が発泡するにつれて充填空間２ａ内の気体が通気孔５を通じて非充填空間２ｂに移動するので、充填空間２ａ内の気体によって発泡用原料の発泡が妨げられることがない。このため、充填空間２ａ内の空気を抜くための通気孔を樹脂成形体１の外面に設ける必要がなく、樹脂成形体１の美観が向上する。また、通気孔５は、発泡用原料の移動を抑制するサイズに形成されているので、発泡用原料は、充填空間２ａから非充填空間２ｂにはほとんど移動しない。

【0015】

本実施形態では、図２に示すように、樹脂成形体１の裏壁９の対向する２辺の当接部９ａ，９ｂが部材１１に当接して、樹脂成形体１が部材１１上に支持される（２辺受けされる）ことが想定されている。この場合、図２（ｃ）の矢印Ｆで示すように樹脂成形体１に荷重が加わると当接部９ａ，９ｂを支点として樹脂成形体１の短手方向Ｓの中央部が沈むように樹脂成形体１が湾曲変形されやすい。しかし、本実施形態では、図２（ｃ），（ｄ）に示すように、２辺の当接部９ａ，９ｂを橋渡しするように樹脂発泡体１３が設けられているので、樹脂成形体１の強度が高められて樹脂成形体１の変形が抑制される。さらに、本実施形態では、２辺の当接部９ａ，９ｂを橋渡しするようにリブ３が設けられているので、樹脂成形体１の変形が一層抑制される。

【0016】

また、樹脂成形体１は、長手方向Ｌの中央部よりも、長手方向Ｌの端部近傍で変形が起こりやすい。従って、樹脂成形体１の長手方向Ｌの端部近傍に充填空間２ａを配置して充填空間２ａ内に樹脂発泡体１３を充填することによって、樹脂発泡体１３の充填量を減らしつつ必要な強度を確保することが可能になる。これによって、樹脂部品の製造コストの低減及び軽量化が可能になる。

【0017】

次に、本実施形態の樹脂部品の製造方法について説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、樹脂成形体１の形状に応じた一対の金型２１，２２を用意し、溶融樹脂シート（パリソン）２３，２４を金型２１，２２側から吸引することにより、溶融樹脂シート２３，２４を金型２１，２２に密着させる。

【0018】

次に、図３（ｂ）に示すように、金型２１，２２を型締めし、溶融樹脂シート２３，２４で挟み込む。金型２１，２２には、金型２１，２２の内部に形成されるキャビティを取り囲むようにピンチオフ部２１ｂ，２２ｂが設けられており、溶融樹脂シート２３，２４がピンチオフ部２１ｂ，２２ｂによって挟まれて潰される。溶融樹脂シート２３，２４のうちキャビティの外側にある部分がバリ２６となり、ピンチオフ部２１ｂ，２２ｂによって挟まれた部分がバリ２６の切り取り線となる。型締め後には、キャビティ内にエアーの吹き込みを行っても行わなくてもよい。

【0019】

次に、金型２１，２２を開いて成形品を取り出し、ピンチオフ部２１ｂ，２２ｂによって成形品に形成された切り取り線でバリ２６を切断して除去する。以上の工程で、図１に示す樹脂成形体１が形成される。なお、樹脂成形体１は、円筒状のパリソンを用いて形成してもよい。

【0020】

次に、樹脂成形体１の充填空間２ａ内に発泡用原料を注入すると、充填空間２ａ内で液状樹脂が発泡して充填空間２ａ内に樹脂発泡体１３が形成されることによって、本実施形態の樹脂部品が得られる。

【0021】

本発明は、以下の態様でも実施可能である。
・上記実施形態では、裏壁９が表壁７に向かって凹まされて形成されたリブ（所謂、スリットリブ）３が仕切り部として機能しているが、図４に示すように、裏壁９が凹まないように形成されたインナーリブ３ａを仕切り部として機能させることもできる。また、図５に示すように、多数の点リブ３ｂを仕切り部として機能させてもよい。この場合、隣接する２つの点リブ３ｂの間の隙間が通気孔５となる。点リブ３ｂの断面形状は、円、楕円、多角形（正方形、長方形、六角形など）などの何れであってもよい。何れのリブも、表壁７と裏壁９の一方を他方に向かって突出させることによって形成することができる。
・上記実施形態では、リブ３と周壁８の間に通気孔５が設けられているが、図６に示すように、リブ３と表壁７の間に通気孔５を設けてもよい。
・表壁７と裏壁９の間に別の部材（例：補強材）を配置して仕切り部として機能させてもよい。
・通気孔５を設けずに、充填空間２ａと非充填空間２ｂを仕切ってもよい。この場合、充填空間２ａと樹脂成形体１の外部を連通する通気孔を設けることが好ましい。
・充填空間２ａの数は、１つであっても３つ以上であってもよい。

【0022】

２．第２実施形態
次に、図７を用いて、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態の樹脂部品は、第１実施形態に類似しており、樹脂成形体１内に補強材１５が配置されている点が主な相違点である。以下、相違点を中心に説明する。

【0023】

本実施形態では、樹脂成形体１内に複数の補強材１５が互いに離間されて配置されている。本実施形態では、リブ３と周壁８の間の隙間が第１実施形態よりも大きく、この隙間に補強材１５が配置されている。通気孔５は、補強材１５とリブ３の間と、補強材１５と周壁８の間に設けられる。補強材１５は、樹脂成形体１の長手方向Ｌに沿って配置されている。補強材１５は、細長い形状を有しており、その断面形状はＨ型である。補強材１５の断面形状は特に限定されず、円、楕円、多角形（六角形、正方形、長方形など）などであってもよい。補強材１５は、棒状であってもよく、筒状であってもよい。補強材１５の材質は特に限定されず、金属や硬質のプラスチックなどで形成可能である。補強材１５は、充填空間２ａと非充填空間２ｂの両方に渡って設けられている。

【0024】

補強材１５の一部を充填空間２ａ内に配置した状態で充填空間２ａ内に発泡用原料を注入して充填空間２ａ内に樹脂発泡体１３を充填すると、充填空間２ａ内で補強材１５が樹脂発泡体１３によって固定される。このため、補強材１５が樹脂成形体１内で移動することによる異音の発生が抑制される。また、複数の補強材１５が樹脂発泡体１３で橋渡しされることによって樹脂発泡体１３の変形が一層抑制される。

【0025】

本実施形態では、図７に示すように、樹脂成形体１の裏壁９の４隅の当接部９ａ〜９ｄが部材１１に当接して、樹脂成形体１が部材１１上に支持される（４点受けされる）ことが想定されている。この場合、図７（ｃ）の矢印Ｆに荷重が加わると当接部９ｃ，９ｄを支点として樹脂成形体１の短手方向Ｓの中央部が沈むように湾曲変形されやすく、図７（ｂ）の矢印Ｇで示すように荷重が加わると当接部９ａ，９ｃを支点として樹脂成形体１の長手方向Ｌの中央部が沈むように湾曲変形されやすい。しかし、本実施形態では、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、樹脂成形体１の長手方向Ｌに延びるように且つ当接部９ａと９ｃ及び当接部９ｂと９ｄをそれぞれ橋渡しするように補強材１５が配置されており、且つ複数の補強材１５を橋渡しするように樹脂発泡体１３が設けられているので、樹脂成形体１の強度が高められて樹脂成形体１の変形が抑制される。

【0026】

次に、本実施形態の樹脂部品の製造方法について説明する。
まず、第１実施形態と同様に、図３（ａ）に示すように、樹脂成形体１の形状に応じた一対の金型２１，２２を用意し、溶融樹脂シート（パリソン）２３，２４を金型２１，２２側から吸引することにより、溶融樹脂シート２３，２４を金型２１，２２に密着させる。

【0027】

次に、溶融樹脂シート２３，２４の一方に補強材１５を貼り付けた後に、第１実施形態と同様に、金型２１，２２を型締めして樹脂成形体１を形成する。

【0028】

次に、第１実施形態と同様に、樹脂成形体１の充填空間２ａ内に発泡用原料を注入すると、充填空間２ａ内で液状樹脂が発泡して充填空間２ａ内に樹脂発泡体１３が形成されることによって、本実施形態の樹脂部品が得られる。

【0029】

本発明は、以下の態様でも実施可能である。
・補強材１５は、樹脂成形体１を形成した後に、樹脂成形体１内に挿入してもよい。この場合、補強材１５の挿入後に充填空間２ａ内に発泡用原料を注入して充填空間２ａ内に樹脂成形体１３を充填することによって、補強材１５を樹脂発泡体１３で固定することができる。
・図８に示すように、樹脂成形体１が１辺（当接部９ａ）及び２点（当接部９ｂ，９ｃ）受けされる場合には、当接部９ａの側には補強材１５は不要であり、当接部９ｂ，９ｃを橋渡しするように補強材１５を配置すればよい。

【符号の説明】

【0030】

１：樹脂成形体、２：中空部、２ａ：充填空間、２ｂ：非充填空間、３：リブ、５：通気孔、７：表壁、８：周壁、９：裏壁、１１：部材、１３：樹脂発泡体、１５：補強材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】