JP7415599B2 - 成形構造体 - Google Patents

Description

本発明は、成形構造体に関する。

ドアトリム（トリムボード）の補強構造として、下記特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に開示されている構成では、樹脂射出成形品からなるドアトリムの上端縁の下面側には複数のリブが接合されている。複数のリブは上端縁の長手方向と交差する方向に立設されており、ドアトリムの剛性が高められている。

また、特許文献２に開示されている構成では、トリムボード（成形構造体の一例）にブラケットを接合して成形する場合には、トリムボードとブラケットとの接合部の周囲に位置する第１周囲部の板厚は、第１周囲部の周囲に位置する第２周囲部の板厚よりも小さく、第１周囲部の密度は第２周囲部の密度よりも高いものとされている。そして、このような構成によれば、ブラケット成形時に、溶融樹脂が接合部の周囲に達する（漏れてしまう）事態を抑制できる、とのことである。

特開２０１３－２４９０１７号公報 特開２０１３－０９１２８７号公報

ところで、成形構造体の剛性を高めるため、特許文献１に開示されているような複数のリブを、特許文献２に開示されているブラケットのようにして射出成形により成形する場合には、隣接するリブ間の樹脂流れをよくするために、各リブを繋ぐランナーが配設される。そして、射出成形時における樹脂漏れ対策として、各リブとトリムボードとの接合面及びその周囲のみならず、各ランナーとトリムボードとの接合面及びその周囲の板厚も小さくすることが望ましい。

しかし、板状のトリムボードにおいて板厚の小さい部分がランナーの配設方向に沿って延設された構成を考えると、トリムボードに外力が作用した場合、その部分に応力が集中して局所的に撓み変形しやすくなる。そのため、変形を抑制するためにはトリムボードを補強して剛性を高める必要がある。なお、リブの数を増やしたり、リブの幅や高さを大きくしたりすれば剛性を高めることができるが、この場合トリムボードに用いられる樹脂の量が増えて重量の増加が懸念される。

本発明は上記のような事情に鑑みて完成されたものであって、剛性を高めつつ、重量の増加を抑制できる成形構造体を提供することを目的とする。

本明細書によって開示される成形構造体は、熱可塑性樹脂を含む板状の基材と，前記基材の一方の板面に立設される接合リブと、を備え、前記接合リブは、前記熱可塑性樹脂からなり、前記一方の板面に接合される第１リブと、前記第１リブにおける前記一方の板面と反対側に接合される第２リブと、を有し、前記第２リブは、前記熱可塑性樹脂よりも剛性が高い高剛性材料からなることを特徴とする。

このような構成では、基材に外力が作用しても、一方の板面に立設された接合リブによって応力が分散され、成形構造体の変形が抑制される。そして、接合リブは、熱可塑性樹脂からなる第１リブと、高剛性材料からなる第２リブと、が接合されたものである。そのため、接合リブと同寸法で熱可塑性樹脂のみからなるリブと比較すると、接合リブの方が剛性は高くなる。したがって、接合リブにより成形構造体の剛性を高めて変形を抑制することができる。また、接合リブは、熱可塑性樹脂からなる第１リブに、さらに第２リブが接合される構成であるため、リブの高さを大きくすることができる。これにより、接合リブの剛性を高めて成形構造体の変形をさらに抑制できる。

上記構成において、前記第１リブ又は前記第２リブのいずれか一方は、他方と接する側に凹状のアンカー溝を有し、前記第１リブ又は前記第２リブのうちの他方は、一方と接する側に凸状のアンカー突起を有し、前記第１リブと前記第２リブとは、前記アンカー突起と前記アンカー溝が嵌合する形で接合されるものとすることができる。

このような構成では、アンカー溝とアンカー突起が接合している部分の面積が大きくなるため、アンカー効果によって第１リブと第２リブとを強く接合させることができる。強く接合させることで、第１リブと第２リブとが分離しにくくなる。その結果、接合リブの剛性を維持できるため、成形構造体の変形を抑制できる。

上記構成において、前記アンカー突起は、基端側よりも先端側の方が幅広である幅広突起部を有し、前記アンカー溝は、口元よりも内部の方が幅広の内部空間を有するものとしてもよい。

このような構成によると、幅広突起部を有するアンカー突起はアンカー溝から抜けにくくなる。そのため、第１リブと第２リブとをより強固に接合させることができる。これにより、第１リブから第２リブが分離してしまうことに起因する接合リブの剛性の低下を防ぎ、成形構造体の変形をさらに抑制できる。上記構成において、前記第１リブは前記アンカー溝を有し、前記第２リブは前記アンカー突起を有するものとしてもよい。

ところで、第１リブと第２リブのように異なる材料からなる部材を接合しつつ成形する方法として、インサート成形が知られている。具体的には、開いた金型内の所定の位置に、成形済みの第２リブをあらかじめ配しておき、その後金型を閉じて溶融樹脂を射出する。このようにすると第１リブが成形されると同時に第１リブが第２リブと接合される。

ここで、仮に第２リブが口元よりも内部が幅広のアンカー溝を有する場合には、アンカー溝はアンダーカット形状となっている。この場合、第２リブの成形には複雑なスライド金型を要する。 これに対し、第２リブがアンカー突起を有する構成では、幅広部突起部の有無に関わらずスライド機構のない簡易な構成の金型で第２リブを成形することができる。

上記構成において、前記接合リブは、前記一方の板面に複数が並列して配されており、隣接する各前記第１リブは、前記熱可塑性樹脂からなるランナー部により相互に接続されているものとすることができる。

このようにすれば、射出成形で複数の第１リブを成形するにあたり、溶融した熱可塑性樹脂を、ランナー部を通じてスムーズに各第１リブまで到達させることができる。したがって、並列して配される複数の接合リブを容易に成形することができる。これにより、複数の接合リブにより成形構造体の剛性が高められ、成形構造体の変形を抑制することができる。

上記構成において、前記基材は、前記熱可塑性樹脂により結着された繊維を含んでなり、前記第１リブ及び前記ランナー部が接合される接合部と、前記接合部の周辺に配される周辺部と、これら以外の部分である一般部と、を有し、前記接合部及び前記周辺部は、前記一般部よりも厚みが小さい薄板部とされ、前記第２リブは、前記基材上における前記ランナー部と前記第１リブとが交差する箇所の前記薄板部に対し少なくとも重畳するように配されるものとすることができる。

成形構造体に繊維を含む基材を用いる場合には、接合部及び周辺部の厚みを小さくして繊維の密度を高めることで、射出成形時における第１リブやランナー部の周辺への樹脂漏れが抑制される。しかし、ランナー部や第１リブに沿って、薄板部が連続的に配されていると、薄板部を起点として成形構造体が変形しやすい。そこで、基材上において、少なくともランナー部と第１リブが交差する位置には第１リブだけでなく第２リブも配することで、変形の起点となりうる位置における接合リブの剛性を高め、成形構造体の変形を抑制することができる。

上記構成において、前記熱可塑性樹脂はポリプロピレンであり、前記高剛性材料はＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルブタジエンスチレン）としてもよい。

ポリプロピレンの弾性率は１１００～１６００ＭＰａ、ＡＢＳ樹脂の弾性率は１９００～２８００ＭＰａであり、後者の方が高剛性の材料である。したがって、第１リブにポリプロピレンを用い、第２リブにＡＢＳを用いることで、接合リブの剛性を高めて成形構造体の変形を抑制できる。

また、ポリプロピレンの融点が約１６０°Ｃであるのに対し、ＡＢＳ樹脂の融点は約１１０°Ｃと低い。そのため、このような構成では、第１リブと第２リブとの界面において、加熱されて溶融したポリプロピレンと接する第２リブの表面が溶融し混ざり合い、その後固化することになる。すると、溶着効果によって第１リブと第２リブの相対変位がさらに規制されて両者は分離しにくくなる。これにより、接合リブの剛性の低下を防ぎ、成形構造体の変形を抑制できる。

本発明によれば、重量の増加を抑制しながらも、剛性が高く変形しにくい成形構造体を提供することができる。

実施形態に係るドアトリムを示す正面図 図１に係るドアトリムを用いた車両用ドアにおける図１のＡ－Ａ断面に相当する断面図 図２のＢ－Ｂ断面図 トリムボードの要部を車外側から視た平面図 一対の成形型の型開き状態を図４のＣ－Ｃ断面に相当する位置において示す断面図 一対の成形型の型閉じ状態（樹脂射出前）を図４のＣ－Ｃ断面に相当する位置において示す断面図 一対の成形型の型閉じ状態（樹脂射出後）における成形装置を図４のＣ－Ｃ断面に相当する位置において示す断面図 従来モデルの構成を示す模式図 比較モデルの構成を示す模式図 剛性評価試験の結果を示す表

＜実施形態＞
本発明の一実施形態を図１から図１０に基づいて説明する。本実施形態では、成形構造体として、トリムボード３０を例示する。トリムボード３０は、車両用ドア１０の車内側の面であるドアトリム２０を構成する部品の一つである。この車両用ドア１０は、車両の右側に配されるものであるが、車両の左側においても同様の構成が備わっているものとする。なお、各図に示した矢印ＦＲ及びＲＲの方向はそれぞれ前方（車両進行方向）及び後方を示し、矢印Ｒ及びＬの方向はそれぞれ車両進行方向に対して右側及び左側の方向を示し、矢印ＵＰ及びＤＷの方向はそれぞれ上方及び下方を示す。

図２に示すように、ドアパネル１１はそれぞれ板状をなすドアアウターパネル１１Ａとドアインナーパネル１１Ｂを備えている。これらのパネル１１Ａ，１１Ｂは金属製とされ、鉄やアルミニウム等の金属板材をプレス加工することで形成されている。ドアインナーパネル１１Ｂには、車両上端部にインナーウェザストリップ１２が取り付けられている。インナーウェザストリップ１２は、車両用ドア１０の内部に対する雨水や埃の侵入を規制するためのものである。

ドアトリム２０は、図１及び図２に示すように、車内側を向く面を構成する主面部２１と、主面部２１の上部から車外側に向かって立ち上がるショルダー部２３と、を有している。ショルダー部２３は、座席に着座した乗員が肘を置いたり、車両用ドア１０の開閉の際に手を掛けたりすることが想定されるため、外部から荷重が掛かり易い部分であるといえる。また、ドアトリム２０には、ドアインサイドハンドルを取り付けるためのドアインサイドハンドル孔２５や、アームレスト２６、ドアポケット２７等が設けられている。

ドアトリム２０は、図１及び図２に示すように、トリムボード３０を主体として構成されている。トリムボード３０は、板状の基材３１と、基材３１の車外側板面３１Ｂ（一方の板面）に設けられる樹脂成形体４０と、を備えている。また、トリムボード３０には、基材３１の車内側板面３１Ａを覆うように表皮材２８が貼着されている。

基材３１は、繊維が熱可塑性樹脂により結着された構成を有している。基材３１に用いられる繊維としては、例えばケナフ繊維が挙げられるが、繊維の種類はこれに限定されず、木質繊維、ガラス繊維や炭素繊維等を用いてもよい。また、本実施形態においては、熱可塑性樹脂の一例としてポリプロピレンを例示しているが、本発明の技術的範囲はこれに限定されない。

基材３１は、図２に示すように、車両上方に向かうにつれて車外側に向けて湾曲する湾曲部３３と、湾曲部３３の上端から車外側に向けて延設された端末部３４と、を有している。基材３１は、略平板上のプレボードＰを加熱プレスにより成形することで、湾曲部３３、端末部３４等の形状が付与されている。

樹脂成形体４０は、複数の第１リブ４１及びランナー部４５を有しており、それぞれが車外側板面３１Ｂに立設されている。第１リブ４１及びランナー部４５はポリプロピレン等の熱可塑性樹脂により一体的に成形されている。また、第１リブ４１が車外側板面３１Ｂと接合されている側とは反対側の端部には第２リブ５２が接合されており、第１リブ４１と第２リブ５２とで接合リブ５１を形成している。なお、本実施形態においては、樹脂成形体４０を構成する熱可塑性樹脂の一例として、ポリプロピレンを用いるものとする。

接合リブ５１は、図１に示すように、車両前後方向に複数が並列するとともに車両前後方向と交差する方向に互いに並行して延びる構成とされる。本実施形態では、複数の接合リブ５１が、基材３１における湾曲部３３と端末部３４に跨るように、車両上下方向に互いに並行して延びる構成とされている。

また、第１リブ４１は、図３に示すように、その車外側の端部において車両上下方向に沿ってアンカー溝４２が形成されている。アンカー溝４２は、その口元よりも内部の方が幅広となっており、後述する第２リブ５２が有するアンカー突起５３と嵌合する形状とされる。

ランナー部４５は、図２から図４に示すように、車外側板面３１Ｂから車外側に向けて突出する突条状をなし、隣り合う第１リブ４１同士の間を繋ぐように、車両前後方向に沿って一列に並んで複数形成されている。なお、ランナー部４５は、トリムボード３０を射出成形により成形する際に、複数の第１リブ４１に対して溶融樹脂６７を供給するための溶融樹脂６７の流路（ランナー）に満たされていた樹脂が固化したものである。

第２リブ５２は、第１リブ４１に用いられている熱可塑性樹脂よりも剛性の高い高剛性材料からなり、全体としては車両上下方向に沿って延びる帯状をなしている。また、第２リブ５２は、基材３１側に向けて立設されるアンカー突起５３を有している。そして、アンカー突起５３は基端側（図３における車内側）よりも先端側（図３における車外側）の方が幅広である幅広突起部５４を有している。第２リブ５２のアンカー突起５３は上述した第１リブ４１のアンカー溝４２と嵌合した状態で接合されており、接合リブ５１を形成している。本実施形態においては、高剛性材料の一例としてＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルブタジエンスチレン）を例示するが、これに限定されず、第１リブ４１に用いられる熱可塑性樹脂よりも高剛性であれば、樹脂、金属、天然素材等に関わらず高剛性材料として適用可能である。また、第２リブ５２は、射出成形で一体的に成形される第１リブ４１やランナー部４５とは異なり、他の工程で別途作製されたものである。

次に、基材３１の構成について説明する。基材３１は、図３及び図４に示すように、樹脂成形体４０（第１リブ４１及びランナー部４５）が接合される接合部３５と、接合部３５の周辺部分である周辺部３６と、接合部３５及び周辺部３６以外の部分である一般部３８と、を有している。接合部３５及び周辺部３６は、一般部３８よりも厚みが小さい薄板部３７とされる。なお、図３及び図４においては、薄板部３７の領域には網掛けを付している。

一般部３８は、図３に示すように、基材３１における薄板部３７の周囲に位置する所定の板厚を有する板状の部分であり、基材３１の大部分を占めている。一方、薄板部３７は、接合部３５に沿って延設された、一定幅を有する帯状の領域を交差させてできた領域に限り局在して形成されている。

接合部３５は、図３に示すように、樹脂成形体４０と基材３１が接合される部分である。詳細に述べると、接合部３５においては、樹脂成形体４０の成形時に樹脂成形体４０の材料である溶融した熱可塑性樹脂が一部含浸してその後固化している。そして固化した樹脂のアンカー効果や溶着効果により、樹脂成形体４０が接合部３５に固着されるようになっている。

薄板部３７は、図３に示すように、一般部３８よりも板厚方向に圧縮された部分とされ、一般部３８に比して密度（単位体積当たりの繊維及び熱可塑性樹脂の重さ）が高くなっている。また、薄板部３７は、所定の幅を有し、樹脂成形体４０を取り囲むように形成されている。後に詳述するが、このような構成により、溶融樹脂６７が接合部３５の周囲に漏れ出る事態を抑制できるようになっている。

本実施形態に係る薄板部３７の板厚は、一般部３８の板厚を基準としてその６０％以下とされる。また、薄板部３７の幅は、薄板部３７の板厚以上とされる。本実施形態に係る薄板部３７は、車外側板面３１Ｂを凹ませるようにして形成されている。一方、基材３１における車内側板面３１Ａは薄板部３７のような凹凸を有さず平坦な面とされ、車内側板面３１Ａは表皮材２８に被覆されてドアトリム２０の意匠面を構成している。

次に、ドアトリム２０を製造する成形装置６０について、図５から図７を参照しつつ説明する。成形装置６０は、射出プレス成形装置とされ、一対の成形型６１，６２と、射出装置６５とを備えている。本実施形態では、上側に配された成形型６１が基材３１の車内側板面３１Ａを成形するキャビ型とされ、下側に配された成形型６２が基材３１の車外側板面３１Ｂを成形するコア型とされるものを例示する。射出装置６５は、例えばスクリュータイプのものとされ、ノズル６６からゲート６４へと溶融樹脂６７を圧送できるようになっている。射出装置６５は、本実施形態では成形型６２に設けられている。

成形型６１は、駆動装置（例えば、電動モータ、エアシリンダ、油圧シリンダ等）によって成形型６２に対して移動可能であり、成形型６１を成形型６２に対して接近及び離隔させることで、型閉じ及び型開きができる構成となっている。図５に示す型開き状態では、成形型６１，６２の間にプレボードＰが配される。

成形型６２は、図６に示すように、型閉じ状態では成形型６１に対して基材３１の一般部３８における板厚だけ離隔して対向配置される。これにより、成形型６１と成形型６２との間には基材３１を成形するための基材成形空間７０が形成される。成形型６１，６２でプレボードＰをプレスすると、プレボードＰが基材成形空間７０の形状に対応する形に圧縮され、その結果、基材３１が成形される。

本実施形態に係るトリムボード３０を成形する際の成形型６２は、図５に示すように、成形面６２Ａにおいて、第１リブ４１を成形するためのリブ成形空間７１と、リブ成形空間７１に連通して、各リブ成形空間７１に溶融樹脂６７を供給するための樹脂流動路であるランナー７２（図５の断面では視認されないため破線で示している）が凹設されている。ランナー７２は、ゲート６４において射出装置６５のノズル６６と連結されている。このような構成により、ノズル６６からゲート６４へ射出された溶融樹脂６７は、ランナー７２を通じて流動し、複数のリブ成形空間７１に到達するようになっている。

また、成形型６２の成形面６２Ａには、リブ成形空間７１及びランナー７２の周囲に、成形型６１に向かって突出する突出部６３が形成されている。この突出部６３は、基材３１における薄板部３７を成形するためのものであり、突出端面の形状は、図３及び図４において網掛けを付して示す薄板部３７の形状に対応している。

次に、成形装置６０によるドアトリム２０の製造方法について、図５から図７を参照しつつ説明する。本実施形態に係るドアトリム２０の製造方法は、プレボードＰを成形するプレボード成形工程と、成形型６２の所定の位置に第２リブ５２を配設する第２リブ配設工程と、成形型６１，６２によってプレボードＰから基材３１をプレス成形する基材成形工程と、成形型６１，６２によって基材３１がプレスされた状態で、基材３１に接合された樹脂成形体４０を成形する成形体成形工程と、を備えている。

プレボード成形工程では、繊維と糸状に加工された熱可塑性樹脂とが混紡されたマット材を加熱して、平板状に成形する。そして、成形された平板状の成形品を、所定のサイズに切断することによりプレボードＰを得る。プレボードＰの板厚及び密度は、板面方向において略均一なものとされている。

次いで、第２リブ配設工程では、成形型６２におけるリブ成形空間７１の最奥部に第２リブ５２を配設する。

次いで、基材成形工程では、プレボードＰを再度ポリプロピレンが溶融軟化する程度に加熱し、成形型６１，６２の間にセット（図５参照）した後に型閉じする（図６参照）。これにより、成形型６１，６２によって、プレボードＰから基材３１がプレス成形される。

なお、基材成形工程では、薄板部３７の板厚が一般部３８の板厚より小さくなるようにプレス成形される。この際、プレボードＰにおいて、成形型６２における突出部６３と対向する箇所（薄板部３７に相当する箇所）には、突出部６３以外の平坦な部分と対向する箇所（一般部３８に相当する箇所）に比して高いプレス圧が掛かる。この結果、薄板部３７が一般部３８より高密度な状態に圧縮されるとともに、成形型６２（突出部６３）と薄板部３７との間に隙間を生じ難くなる。

次いで、成形体成形工程では、成形型６１，６２を型閉じした状態のままで、射出装置６５からゲート６４に溶融樹脂６７が射出される（図７参照）。溶融樹脂６７は、ランナー７２内を流動し、各リブ成形空間７１へと到達する。本実施形態では、ランナー７２は直線状に配されているため、溶融樹脂６７は迂回することなく短時間でランナー７２の端部まで到達して、各リブ成形空間７１に充填される。

リブ成形空間７１に充填された溶融樹脂６７は、接合部３５において基材３１内部の軟化した熱可塑性樹脂を押し込みつつ、繊維の内部へと浸透する。繊維の内部に浸透した溶融樹脂６７は、基材３１内部の軟化した熱可塑性樹脂と一部混ざり合う。この際、基材３１における接合部３５の周囲に位置する薄板部３７は一般部３８に比べて高密度な状態となっているから、仮に当該部分が一般部３８と同様の密度を有している構成と比べて、接合部３５に浸透した溶融樹脂６７が薄板部３７側にまで拡がり難くなっている。さらに、薄板部３７は、突出部６３との間に隙間を生じ難い構成とされており、そのような隙間から溶融樹脂６７が漏れ出し難くなっている。仮に溶融樹脂６７が接合部３５の周囲に漏れ出た場合には、漏れ出た分の樹脂が不足してリブ成形空間７１を満たすことができなくなる。この場合は溶融樹脂６７がリブ成形空間７１の端部にまで到達せず欠肉が生じたり、溶融樹脂６７の固化後にヒケが生じたりといった不具合が発生するおそれがある。しかし、薄板部３７を形成することでこれを抑制できる。このようにして、基材３１の一方の板面３１Ｂに第１リブ４１が形成される。

また、リブ成形空間７１に充填された溶融樹脂６７は、リブ成形空間７１の最奥部にあらかじめ配されている第２リブ５２とも接触する。そして、第２リブ５２は上述したように基材側に向かって立設されたアンカー突起５３を有している。アンカー突起５３はその先端に幅広突起部５４を有しており、溶融樹脂６７はアンカー突起５３の周囲を隙間なく満たす。これにより、第１リブ４１と第２リブ５２とが接合されて接合リブ５１が形成される。

この後、成形型６１，６２を開き、脱型すると、基材３１、樹脂成形体４０、及び第２リブ５２が一体となったトリムボード３０が得られる。そして、トリムボード３０に表皮材２８を貼着する工程や、ドアインサイドハンドル等の各種機能部品を取り付ける工程等を経て、ドアトリム２０が完成する。

続いて、本実施形態に係るトリムボード３０の作用及び効果について説明する。本実施形態に係るトリムボード３０は、熱可塑性樹脂を含む板状の基材３１と、基材３１の車外側板面３１Ｂに立設される接合リブ５１と、を備え、接合リブ５１は、熱可塑性樹脂からなり、車外側板面３１Ｂに接合される第１リブ４１と、第１リブ４１における一方の板面と反対側に接合される第２リブ５２と、を有し、第２リブ５２は、熱可塑性樹脂よりも剛性が高い高剛性材料からなることを特徴とする。

このような構成では、基材３１に外力が作用しても、車外側板面３１Ｂに立設された接合リブ５１によって応力が分散され、成形構造体の変形が抑制される。そして、接合リブ５１は、熱可塑性樹脂（ポリプロピレン）からなる第１リブ４１と、熱可塑性樹脂よりも高剛性の高剛性材料（ＡＢＳ樹脂）からなる第２リブ５２とが接合されたものである。そのため、接合リブ５１と同一形状、同一サイズであって熱可塑性樹脂のみからなるリブと比較すると、接合リブ５１の方が剛性は高くなる。これにより、リブを大きくしたり、数を増やしたりせずとも剛性を高められるため、重量増を抑制しつつトリムボード３０の変形を抑制できる。

また、接合リブ５１は、熱可塑性樹脂からなる第１リブ４１の端部にさらに第２リブ５２が接合された構成であるため、第２リブ５２の高さを大きくすることで、容易に接合リブ５１の高さを大きくすることができる。これにより、接合リブ５１の剛性を高められ、トリムボード３０の変形を抑制できる。

以下、短冊状の基材８２，８４と１つのリブ（単独リブ８３又は接合リブ８５のいずれか）のみからなる単純化したモデルを実際に作製して行った剛性評価試験の測定結果を用いて、本発明の効果を説明する。なお、本発明の技術的範囲は本評価試験で用いた従来モデル８０及び比較モデル８１の構成によって何ら限定されるものではない。

従来モデル８０は、図８に示すように、板厚１．９ｍｍ、短手方向の幅が５０ｍｍであり、長手方向に十分な長さを有する短冊状の基材８２上に、高さ８ｍｍ、幅３ｍｍの単独リブ８３が基材８２の長手方向に沿って形成されたものである。基材８２は繊維及び熱可塑性樹脂を含み、繊維としてケナフ繊維が、熱可塑性樹脂としてポリプロピレンが用いられている。また、単独リブ８３は、全体がポリプロピレンにより形成されている。この従来モデル８０は、従来の構成、つまり単一の材料のみからなるリブを想定したものである。

一方、比較モデル８１は、図９に示すように、上記基材８２と同寸法かつ同材料である基材８４上に、高さ８ｍｍ、幅３ｍｍの接合リブ８５が基材８４の長手方向に沿って形成された構成である。接合リブ８５のうち、基端から３ｍｍまでの部分は第１リブ８６とされ、基材８４に用いられている熱可塑性樹脂と同じ熱可塑性樹脂（ポリプロピレン）により形成される。そして、その位置から先端までの５ｍｍ分は高剛性材料からなる第２リブ８７とされる。剛性評価試験で用いた高剛性材料は、ＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、グラスファイバーを３０％含有するポリカーボネート（ＰＣ（ＧＦ３０％））、グラスファイバーを３０％含有するポリアミド６６（ＰＡ６６（ＧＦ３０％））、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、フェノール樹脂（ＰＦ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、不飽和ポリエステル（ＵＰ）の８種類である。

単独リブ８３を有する従来モデル８０、及び、接合リブ８５を有する比較モデル８１の剛性を評価するにあたり、３点曲げ試験を行った。その測定結果及び各材料の弾性率を図１０の表に示す。

従来モデル８０の曲げ弾性勾配は、図１０の表に示すように２５４［Ｎ／ｃｍ］であった。比較モデル８１で得られた値がこの値を上回れば、接合リブ８５によりリブ自体の剛性が高められ、その結果基材８４の剛性も高められているといえる。図１０の測定結果より、上述した８種の材料のうち、ポリカーボネート（ＰＣ）及びエポキシ樹脂（ＥＰ）を除く６種の高剛性材料の場合に、従来モデル８０の値を上回ることを確認した。したがって、接合リブ８５を有する比較モデル８１において、第２リブ８７の材料としてこれら６種の高剛性材料のいずれかを用いれば、リブ全体の形状、サイズが同じであっても、単独リブ８３よりも剛性の高い接合リブ８５を得ることができる。そして、このような接合リブ８５の構成をトリムボード３０の接合リブ５１に適用することで、トリムボード３０の変形を抑制することができる。

また、上記構成において、第１リブ４１又は第２リブ５２のいずれか一方は、他方と接する側に凹状のアンカー溝４２を有し、第１リブ４１又は第２リブ５２のうちの他方は、一方と接する側に凸状のアンカー突起５３を有し、第１リブ４１と第２リブ５２とはアンカー突起５３とアンカー溝４２が嵌合する形で接合されるものとすることができる。

このような構成では、第１リブ４１と第２リブ５２とが互いに平面で接合している場合と比べて、アンカー溝４２とアンカー突起５３が有する凹凸の分、両者の接合面の面積が大きくなる。したがって、接合面におけるアンカー効果が増し、第１リブ４１と第２リブ５２とが強く接合して、両者は分離しにくくなる。その結果、接合リブ５１の剛性を維持できるため、成形構造体の変形を抑制できる。

また、上記構成において、アンカー突起５３は、基端側よりも先端側の方が幅広である幅広突起部５４を有し、アンカー溝４２は、口元よりも内部の方が幅広の内部空間を有することを特徴とする請求項２に記載の成形構造体。

このような構成によると、幅広突起部５４を有するアンカー突起５３は、アンカー溝４２から抜けにくくなる。そのため、第１リブ４１と第２リブ５２をより強固に接合させることができる。これにより、第１リブ４１から第２リブ５２が分離してしまうことに起因する接合リブ５１の剛性の低下を防ぎ、成形構造体の変形をさらに抑制できる。

また、上記構成において、第１リブ４１はアンカー溝４２を有し、第２リブ５２はアンカー突起５３を有するものとすることができる。

ところで、第１リブ４１と第２リブ５２のように、異なる材料からなる部材を接合しつつ成形する方法として、インサート成形が知られている。具体的には、開いた金型内の所定の位置に、成形済みの第２リブ５２をあらかじめ配しておき、その後金型を閉じて溶融樹脂６７を射出する。このようにすると第１リブ４１が成形されると同時に第１リブ４１が第２リブ５２と接合される。

ここで仮に、第２リブ５２が、口元よりも内部が幅広のアンカー溝４２を有する場合には、アンカー溝４２はアンダーカット形状となっている。この場合、第２リブ５２の成形には複雑なスライド金型を要する。これに対し、第２リブ５２がアンカー突起５３を有する構成では、幅広部突起部の有無に関わらずスライド機構のない簡易な構成の金型で第２リブ５２を成形することができる。

また、上記構成において、接合リブ５１は車外側板面３１Ｂに複数が並列に配されており、隣接する各第１リブ４１は、熱可塑性樹脂からなるランナー部４５により相互に接続されているものとすることができる。

このようにすれば、射出成形で複数の第１リブ４１を成形するにあたり、溶融した熱可塑性樹脂を、ランナー部４５を通じてスムーズに各第１リブ４１まで到達させることができる。したがって、並列して配される複数の接合リブ５１を容易に成形することができる。これにより、複数の接合リブ５１により成形構造体の剛性が高められ、成形構造体の変形を抑制することができる。

また、上記構成において、基材３１は、熱可塑性樹脂により結着された繊維を含んでなり、第１リブ４１及びランナー部４５が接合される接合部３５と、接合部３５の周辺に配される周辺部３６と、これら以外の部分である一般部３８と、を有し、接合部３５及び周辺部３６は、一般部３８よりも厚みが小さい薄板部３７とされ、第２リブ５２は、基材３１上におけるランナー部４５と第１リブ４１とが交差する箇所の薄板部３７に対し少なくとも重畳するように配されるものとすることができる。

トリムボード３０に繊維を含む基材３１を用いる場合には、接合部３５及び周辺部３６の厚みを小さくして繊維及び熱可塑性樹脂の密度を高めた薄板部３７を形成することで、射出成形時における第１リブ４１及びランナー部４５の周辺への樹脂漏れが抑制される。これにより、溶融樹脂６７の固化後にヒケが生じたり、樹脂がリブ成形空間７１の隅々まで行き渡らずに欠肉が生じたりしてしまうことを抑制できる。

しかし別の問題が発生してしまう。具体的には、第１リブ４１及びランナー部４５はドアトリム２０（トリムボード３０）におけるショルダー部２３に配されており、前述したようにショルダー部２３には外部から荷重が掛かることが多い。そして、特にランナー部４５に沿って形成される薄板部３７は、図４に示すように、車両前後方向に沿って連続的に配される。そのため、薄板部３７が形成されることで、ショルダー部２３に荷重が掛かる場合の、薄板部３７を起点とする変形に対する剛性が不足するおそれがあった。

そこで、このような構成とし、基材３１上において少なくともランナー部４５と第１リブ４１とが交差する位置と重畳する位置には、第１リブ４１だけでなく第２リブ５２も配することとして、変形の起点となりうる位置における接合リブ５１の剛性を高め、トリムボード３０の変形を抑制することができる。

また、上記構成において、熱可塑性樹脂はポリプロピレンであり、前記高剛性材料はＡＢＳ樹脂とすることができる。

ポリプロピレンの弾性率は１１００～１６００ＭＰａ、ＡＢＳ樹脂の弾性率は１９００～２８００ＭＰａであり、後者の方が高剛性の材料である。したがって、第１リブ４１にポリプロピレンを用い、第２リブ５２にＡＢＳ樹脂を用いることで、接合リブ５１の剛性を高めて成形構造体の変形を抑制できる。

また、ポリプロピレンの融点が約１６０°Ｃであるのに対し、ＡＢＳ樹脂の融点は約１１０°Ｃと低い。そのため、このような構成では、第１リブ４１と第２リブ５２との界面において、加熱されて溶融したポリプロピレンと、これに接する第２リブ５２の表面とが溶融し混ざり合い、その後固化することになる。すると、溶着効果によって第１リブ４１と第２リブ５２がより強固に接合され両者は分離しにくくなる。これにより、接合リブ５１の剛性の低下を防ぎ、トリムボード３０の変形を抑制できる。また、ポリプロピレン及びＡＢＳ樹脂は、ともに車両の内装材によく用いられる材料であるため、容易に調達することができる。

＜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。

（１）上述した実施形態では、第１リブ及び第２リブは、それぞれ１つずつのアンカー突起又はアンカー溝を有しているが、本発明の技術的範囲はこれに限定されず、各リブがそれぞれ複数のアンカー突起又はアンカー溝を有していてもよい。

（２）上述した実施形態では、アンカー突起及びアンカー溝はともに接合リブの立設方向に沿って設けられているが、本発明の技術的範囲はこのような形態に限定されない。例えばアンカー突起及びアンカー溝が、接合リブの立設方向に対して斜めや垂直方向を向くように配設されていても構わない。

（３）上述した実施形態では、第１リブ又は第２リブのうち、いずれか一方の先端にアンカー突起が配されており、他方の先端にアンカー溝が配されているが、本発明の技術的範囲はこれに限定されない。例えばアンカー突起が一方の側面に配されていてもよく、アンカー溝が他方の側面に配されていても本発明の技術的範囲に含まれる。

３０…トリムボード（成形構造体）、３１…基材、３１Ａ…車内側板面、３１Ｂ…車外側板面（一方の板面）、３３…湾曲部、３４…端末部、３５…接合部、３６…周辺部、３７…薄板部、３８…一般部、４０…樹脂成形体、４１…第１リブ、４２…アンカー溝、４５…ランナー部、５１…接合リブ、５２…第２リブ、５３…アンカー突起、５４…幅広突起部

Claims (7)

1. 熱可塑性樹脂と繊維を含む板状の基材と、
   前記基材の一方の板面に立設される接合リブと、を備え、
   前記接合リブは、
   前記熱可塑性樹脂からなり、前記一方の板面に接合され、繊維を含まない第１リブと、
   前記第１リブにおける前記一方の板面とは反対側に接合される第２リブと、を有し、
   前記第２リブは、前記熱可塑性樹脂よりも剛性が高い高剛性材料からなり、
   前記高剛性材料は、ＡＢＳ樹脂、グラスファイバーを３０％含有するポリカーボネート（ＰＣ（ＧＦ３０％））、グラスファイバーを３０％含有するポリアミド６６（ＰＡ６６（ＧＦ３０％））、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、フェノール樹脂（ＰＦ）、不飽和ポリエステル（ＵＰ）のいずれかである、成形構造体。
2. 前記第１リブ又は前記第２リブのいずれか一方は、他方と接する側に凹状のアンカー溝を有し、
   前記第１リブ又は前記第２リブのうちの他方は、一方と接する側に凸状のアンカー突起を有し、
   前記第１リブと前記第２リブとは、前記アンカー突起と前記アンカー溝が嵌合する形で接合されることを特徴とする請求項１に記載の成形構造体。
3. 前記アンカー突起は、基端側よりも先端側の方が幅広である幅広突起部を有し、
   前記アンカー溝は、口元よりも内部の方が幅広の内部空間を有することを特徴とする請求項２に記載の成形構造体。
4. 前記第１リブは前記アンカー溝を有し、前記第２リブは前記アンカー突起を有する請求項３に記載の成形構造体。
5. 前記接合リブは、前記一方の板面に複数が並列して配されており、
   隣接する各前記第１リブは、前記熱可塑性樹脂からなるランナー部により相互に接続されている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の成形構造体。
6. 前記基材は、前記熱可塑性樹脂により結着された繊維を含んでなり、
   前記第１リブ及び前記ランナー部が接合される接合部と、
   前記接合部の周辺に配される周辺部と、
   これら以外の部分である一般部と、を有し、
   前記接合部及び前記周辺部は、前記一般部よりも厚みが小さい薄板部とされ、
   前記第２リブは、前記基材上における前記ランナー部と前記第１リブとが交差する箇所の前記薄板部に対し少なくとも重畳するように配される請求項５に記載の成形構造体。
7. 前記熱可塑性樹脂はポリプロピレンであり、前記高剛性材料はＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルブタジエンスチレン）である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の成形構造体。

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