JP5772300B2 - 樹脂積層板 - Google Patents
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Description
すなわち、一方の分割型のキャビティに対して、他方の分割型に向けて突起する複数の突起部を設けた分割形式の金型を用い、2枚の溶融状態の熱可塑性樹脂製シート素材を一対の分割型の間に位置決めする。そして、一方のシート素材と一方の分割型のキャビティとの間に密閉空間を形成した後、一方の分割型の側から密閉空間を吸引する。この吸引作用により、複数の突起部で複数の凹部をシート素材に成形し、一対の分割型を型締めすることで、凹部の底を他方のシート素材に溶着し、複数のリブで補強された中空構造の樹脂積層板を得る。
中空部を隔てて重ねた二枚のシートを備え、一方のシートを前記中空部内に凹ませて複数の凹部を設け、前記複数の凹部の底を他方のシートに溶着することで、前記二枚のシートの間を前記複数の凹部で連結してなる樹脂積層板であって、
前記複数の凹部は、複数の第1凹部と、当該第1凹部に対して相対的に深さが大きい複数の第2凹部と、を有しており、
前記樹脂積層板は、前記複数の第1凹部を有する薄板部と、前記複数の第2凹部を有する厚板部と、で構成し、前記複数の第1凹部及び前記複数の第2凹部を略同一のピッチで配置しており、
前記複数の第1凹部及び前記複数の第2凹部は、前記底から開口に向けて拡径しており、前記第1凹部の斜面の傾斜角度を前記第2凹部の斜面の傾斜角度よりも相対的に大きくし、前記第1凹部の開口径と前記第2凹部の開口径を同一寸法としたことを特徴とする。
また、本発明にかかる樹脂積層板は、
中空部を隔てて重ねた二枚のシートを備え、一方のシートを前記中空部内に凹ませて複数の凹部を設け、前記複数の凹部の底を他方のシートに溶着することで、前記二枚のシートの間を前記複数の凹部で連結してなる樹脂積層板であって、
前記複数の凹部は、複数の第1凹部と、当該第1凹部に対して相対的に深さが大きい複数の第2凹部と、を有しており、
前記樹脂積層板は、前記複数の第1凹部を有する薄板部と、前記複数の第2凹部を有する厚板部と、で構成し、前記複数の第1凹部及び前記複数の第2凹部を略同一のピッチで配置しており、
前記複数の第1凹部及び前記複数の第2凹部は、前記底から開口に向けて拡径しており、前記第1凹部の底径寸法を前記第2凹部の底径寸法よりも相対的に大きくし、前記第1凹部の開口径と前記第2凹部の開口径を同一寸法としたことを特徴とする。
支持された積層板に何らかの曲げ荷重が加わると、積層板はこの荷重に応じた撓み量で変形する。一般に、材質や形状を変更せずに撓み量を抑えるためには、樹脂積層板を厚くする対策を講ずる。しかし、積層板の厚みが均一である場合、厚みを増すと樹脂積層板の質量は必然的に増加してしまう。
発明者らによるCAEの解析では、このような複数の帯状領域を厚板部とすることが有効であった。したがって、樹脂積層板の質量を増加させることなく、剛性を合理的に高めることができる。
発明者らによるCAEの解析では、このような外周に沿う領域を厚板部とすることが有効であった。よって、樹脂積層板の質量を増加させることなく、剛性を合理的に高めることができる。
本発明によれば、軽量化、薄肉化を確保しつつ、更なる剛性向上が実現できる車両用内装材が提供される。
図1に示すように、樹脂積層板100は、表面側シート120Aと、裏面側シート120Bと、表面側シート120Aの外表面に貼り合わされた化粧材シート140と、からなる3層構造である。このような樹脂積層板100は、例えば車両用内装材として使用される。なお、図1において、樹脂積層板100の内部構造を明瞭に示すために、樹脂積層板100の周端部まわりを省略して示している。
図4に示すように、複数の第1凹部200S及び複数の第2凹部200Lは、略同一のピッチPで千鳥模様状に配置される。略同一のピッチとは、第1凹部及び第2凹部の間隔が近接することにより成形上シートが引き伸ばされて他の部位より薄肉とならない範囲であれば良く、第1凹部及び第2凹部間の距離であれば各ピッチにおいて第1凹部及び第2凹部の開口径aの半分の長さ以上の差がないことが必要であり、各部位におけるシートの肉厚の比率が80〜120%の範囲内となることが好ましい。
表面側シート120A及び裏面側シート120Bの材料であるシート素材は、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、または非晶性樹脂などから形成されたシートからなる。より詳細には、シート素材P1、P2は、ドローダウン、ネックインなどにより肉厚のバラツキが発生することを防止する観点から溶融張力の高い樹脂材料を用いることが好ましく、一方で金型への転写性、追従性を良好とするため流動性の高い樹脂材料を用いることが好ましい。
先ず、表面側シート120A、裏面側シート120Bに対応する熱可塑性樹脂からなる2枚のシート素材を、溶融状態で一対の分割型の間に配置する。次に、一方の分割型に設けた複数の突起部により、一方のシート素材を他方のシート素材に向けて凹ませて複数の第1凹部200S、第2凹部200Lを成形し、一対の分割型を型締めする。これにより、複数の第1凹部200S、第2凹部200Lの底240S、240Lを他方のシート素材に溶着し、2枚のシート素材の間を複数の第1リブ122S、第2リブ122Lで連結させ、中空構造の樹脂積層板100を得る。
仮に、樹脂積層板の厚みを均一とした場合を考える。
支持された樹脂積層板に何らかの曲げ荷重が加わると、樹脂積層板はこの荷重に応じた撓み量で変形する。一般に、材質や形状を変更せずに撓み量を抑えるためには、樹脂積層板を厚くする対策を講じるが、樹脂積層板の厚みが均一である場合、厚みを増すと樹脂積層板の質量は必然的に増加する。
○使用した解析ソフト
CATIA V5 GPS・GASモジュール(線形解析)
○解析条件
解析条件を図6に基づいて説明する。
・基本モデル
図6(A)に示すように、解析に用いる基本モデルMは、表面側シート(図1、符号120A)を裏面側シート(図1、符号120B)に溶着させた形態に相当するものであり、長辺の長さWを288mm、短辺の長さLを208mmとする長方形形状とする。なお、対称形状を考慮し、この基本モデルMの1/4のモデルで解析を行う。
図6(B)に示すように、基本モデルMの上面は、表面側シートの外表面(図5(A)、符号図150)に相当しており、この上面の中央に荷重Fを加える。荷重Fを加える面は、直径Dの円形面とする。荷重Fの大きさは196N、直径Dは60mm、厚みtは7mm均一とする。
基本モデルMの短辺側の端部を支持する拘束部R、Rを設定し、この拘束部Rの幅W1は、24mmとする。
モデルの材質は、ポリプロピレンにタルクを添加した材料を想定し、弾性率を825MPa、ポアソン比を0.45、密度を1.0g/cm3とした。
厚みtを均一とした基本モデルMに対し、薄板部と厚板部とからなる解析モデルM1〜M4を設定する。なお、解析モデルM1〜M4では、厚板部の厚みを10mmとするが、各シートの肉厚を調整することにより、解析モデルM1〜M4の各質量は、基本モデルの質量と同一にする。
図7に示すように、解析モデルM1では、基本モデルMにおいて、長方形の4辺に沿って幅W2で形成される領域A1を薄板部100aとし、この薄板部100bで囲われる領域A2を厚板部100bとした。幅W2を29mmに設定し、厚板部100bを拘束部(図6、符号R)よりも中央側に形成した。薄板部100aの厚みを7mm、厚板部100bの厚みを10mmとした。この解析モデルM1は、前記第1実施形態の樹脂積層板100に相当する。
図8に示すように、解析モデルM2は、本発明に係る第2実施形態であり、基本モデルMにおいて、2つの拘束部(図6、符号R)間を結ぶように帯状に延びる領域A3を設ける。このような帯状の領域A3を、領域A3の延びる方向と直交する方向に5列設け、これら5列の帯状の領域A3を厚板部100bとし、残りの領域A4を薄板部100aとした。領域A3の幅W3は、20mmであり、離間距離L1は、12.5mmである。5列の領域A3は、解析モデルM1の領域A2を5分割した形態となる。この解析モデルM2においても、厚板部100bは、拘束部(図5、符号R)よりも中央側に形成される。薄板部100aの厚みを7mm、厚板部100bの厚みを10mmとした。
図9に示すように、解析モデルM3は、本発明に係る第3実施形態であり、基本モデルMにおいて、長方形の4辺に沿って幅W2で形成される領域A1を厚板部100bとし、この厚板部100bで囲われる領域A2を薄板部100aとした。幅W2を29mmに設定し、厚板部100bを拘束部(図6、符号R)に載せるようにした。薄板部100aの厚みを7mm、厚板部100bの厚みを10mmとした。
図10に示すように、解析モデルM4は、本発明に係る第4実施形態であり、基本モデルMにおいて、拘束部(図6、符号R)に沿うように(短辺と平行に)帯状に延びる領域A5を設ける。このような帯状の領域A5を、領域A5の延びる方向と直交する方向に5列設け、これら5列の帯状の領域A5を厚板部100bとし、残りの領域A6を薄板部100aとした。領域A5の幅W4は、20mmであり、離間距離L2は、15mmである。5列の領域A5は、解析モデルM1の領域A2を7分割した形態となる。この解析モデルM2においても、厚板部100bは、拘束部(図6、符号R)よりも中央側に形成される。薄板部100aの厚みを7mm、厚板部100bの厚みを10mmとした。
以上の解析条件に基づいて、基本モデルM、解析モデルM1〜M4の解析を行い、各々の撓み量δを求める。
・基本モデルM、解析モデルM1〜M4の撓み量δの解析結果を表1に示す。
自動車の車室内後方には、リヤシートクッション302と左右一対のリヤシートバック304とを備えるリヤシート306が設置されている。リヤシートバック304は、リヤシートクッション302に対して前後へリクライニング可能であり、また前方へ大きく倒れて折り畳むことができる。リヤシートバック304の後方にはラゲッジルーム308が形成されており、そのラゲッジルーム308のフロアパネル上には、工具類やスペアタイヤを収納する収納ボックス310とラゲッジボード300が載置されている。
図12に示すように、ラゲッジボード本体部312Aは、表面側シート120Aと、裏面側シート120Bと、化粧材シート140と、からなる3層構造である。ラゲッジボード本体部312Aは、外形が長方形に形成されており、短辺側の左右の端部が収納ボックス310の左右の側壁310a、310aに支持され、収納空間310bを上から塞ぐ。また、ラゲッジボード本体部312Aの上には、荷物等により、白抜きの矢印で示す荷重Fが加わる。
100a 薄板部
100b 厚板部
120A 表面側シート
120B 裏面側シート
122S 第1リブ
122L 第2リブ
200S 第1凹部
200L 第2凹部
240S 底
240L 底
260S 開口
260L 開口
280 中空部
300 ラゲッジボード(車両用内装材)
312A ラゲッジボード本体部(車両用内装材)
312B 補助ボード(車両用内装材)
a 開口径
b 底径
c 底径
d 第1凹部の傾斜角
e 第2凹部の傾斜角
t1 薄板部の厚み
t2 厚板部の厚み
A1〜A5 厚板部の領域
F 荷重
M1〜M4 解析モデル(樹脂積層素材)
P ピッチ
Claims (6)
- 中空部を隔てて重ねた二枚のシートを備え、一方のシートを前記中空部内に凹ませて複数の凹部を設け、前記複数の凹部の底を他方のシートに溶着することで、前記二枚のシートの間を前記複数の凹部で連結してなる樹脂積層板であって、
前記複数の凹部は、複数の第1凹部と、当該第1凹部に対して相対的に深さが大きい複数の第2凹部と、を有しており、
前記樹脂積層板は、前記複数の第1凹部を有する薄板部と、前記複数の第2凹部を有する厚板部と、で構成し、前記複数の第1凹部及び前記複数の第2凹部を略同一のピッチで配置しており、
前記複数の第1凹部及び前記複数の第2凹部は、前記底から開口に向けて拡径しており、前記第1凹部の斜面の傾斜角度を前記第2凹部の斜面の傾斜角度よりも相対的に大きくし、前記第1凹部の開口径と前記第2凹部の開口径を同一寸法としたことを特徴とする樹脂積層板。 - 中空部を隔てて重ねた二枚のシートを備え、一方のシートを前記中空部内に凹ませて複数の凹部を設け、前記複数の凹部の底を他方のシートに溶着することで、前記二枚のシートの間を前記複数の凹部で連結してなる樹脂積層板であって、
前記複数の凹部は、複数の第1凹部と、当該第1凹部に対して相対的に深さが大きい複数の第2凹部と、を有しており、
前記樹脂積層板は、前記複数の第1凹部を有する薄板部と、前記複数の第2凹部を有する厚板部と、で構成し、前記複数の第1凹部及び前記複数の第2凹部を略同一のピッチで配置しており、
前記複数の第1凹部及び前記複数の第2凹部は、前記底から開口に向けて拡径しており、前記第1凹部の底径寸法を前記第2凹部の底径寸法よりも相対的に大きくし、前記第1凹部の開口径と前記第2凹部の開口径を同一寸法としたことを特徴とする樹脂積層板。 - 前記複数の第1凹部及び前記複数の第2凹部は、前記底から開口に向けて拡径する円錐台形状に形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の樹脂積層板。
- 前記第1凹部の深さと前記第2凹部の深さとの差分は、前記薄板部の厚みと前記厚板部の厚みとの差分であり、前記薄板部の厚みは、前記二枚のシートの間を前記複数の第1凹部で連結してなる前記樹脂積層板の厚みであり、前記厚板部の厚みは、前記二枚のシートの間を前記複数の第2凹部で連結してなる前記樹脂積層板の厚みであることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載の樹脂積層板。
- 溶融状態の二枚のシートを分割型に配置し、一方の分割型に設けた前記複数の凹部を形成するための複数の突起部により、溶融状態の一方のシートに前記複数の凹部を設け、前記複数の凹部の底を溶融状態の他方のシートに溶着することで、前記二枚のシートの間を前記複数の凹部で連結してなる前記樹脂積層板を形成することを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載の樹脂積層板。
- 前記複数の凹部を設けた前記一方のシートの肉厚は、前記他方のシートの肉厚よりも薄肉になっていることを特徴とする請求項1から請求項5の何れか1項に記載の樹脂積層板。
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