JP2004508243A - 自動車用部材 - Google Patents
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Abstract
【課題】僅かな作業工程で簡単に、それゆえに一層安価に製造可能でありまた有利な仕方でそのなかに通路を一体化可能である改良された軽量部材を提供する。
【解決手段】本発明は、少なくとも1つの通路を内部に設けた実質管状の本体を有する部材、特に自動車のAピラーの間に配置されるクロスメンバに関する。本体の内部を合成樹脂で内張りして合成樹脂からなる通路壁を形成する。本体(14)が合成樹脂(22)を押し込まれる穿孔を有し、暖房装置または空調装置の取付具(30、32)、結合部またはケーシング部分(36)または類似の合成樹脂製要素が本体に一体に成形されている。一体に成形された合成樹脂リブ(19)を介して本体(14)、取付具または結合部(21)が補剛可能である。合成樹脂が射出成形法で塗被可能である。
【選択図】図3
【解決手段】本発明は、少なくとも1つの通路を内部に設けた実質管状の本体を有する部材、特に自動車のAピラーの間に配置されるクロスメンバに関する。本体の内部を合成樹脂で内張りして合成樹脂からなる通路壁を形成する。本体(14)が合成樹脂(22)を押し込まれる穿孔を有し、暖房装置または空調装置の取付具(30、32)、結合部またはケーシング部分(36)または類似の合成樹脂製要素が本体に一体に成形されている。一体に成形された合成樹脂リブ(19)を介して本体(14)、取付具または結合部(21)が補剛可能である。合成樹脂が射出成形法で塗被可能である。
【選択図】図3
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項1の前文に記載された自動車用部材、特にコックピット領域用クロスメンバ、この部材の製造方法および使用に関する。
【0002】
【従来の技術】
管からなるクロスメンバが自動車製造のものとして公知であり、このクロスメンバは金属からなり、十分な曲げ剛性、座屈剛性、捩れ剛性、従って十分な耐圧縮荷重性が与えられているように相応に大きな壁厚を有する。そのことから高い重量と費用上の不利が帰結する。管は基本的に、例えば車両内の中心に配置される空調装置から側部吐出し口へと空気を案内するのに利用することができるが(例えばDE19753877参照)、望ましくない凝縮水が金属管に容易に溜まりうるので、これは今日まで利用されていない。
【0003】
さらに、安定化のために腹部を溶接した2殻構造を有するクロスメンバが公知である。このようなクロスメンバは例えばDE19720902により公知である。このようなクロスメンバは製造にきわめて支出を要し、高い重量を有する。空気案内が可能ではない。
【0004】
EP0370342により自動車内でメンバとして利用可能な混成構造の軽量部材が公知であり、この軽量部材は好ましくは金属からなる殻状本体を有し、本体の内部に補強リブが配置されている。補強リブは射出された合成樹脂からなり、金属部品に設けられた穿孔に合成樹脂が押し込まれて穿孔の面から張り出ることによって補強リブは離散した結合部で金属製本体に結合されている。金属製本体はU形に構成されており、高い剛性と強度を達成するために補強リブが本体の内部に装着される。公知のこの混成部材は有利なことに軽量で、同時に十分な強度、剛性、負荷容量を有する。メンバとして利用可能なこの軽量部材では空気案内が可能でない。
【0005】
DE−U20008201により殻状本体を有する混成構造のクロスメンバが公知であり、この本体は射出された合成樹脂リブで補剛されている。合成樹脂リブは、空気通路として役立つ合成樹脂管を形状結合式に挿入できるように成形されている。通路を別途製造して1作業工程で挿入しなければならないので、このような通路挿入は支出を要する。その形状をこのように適合されたリブは安定性を失う。
【0006】
DE−U29916470により公知の他のクロスメンバでは、クロスメンバを形成する2つの金属殻体によって合成樹脂製空気通路が取り囲まれている。このような構造の場合両方の金属殻体を強固に結合する問題が根底にある。というのも、取り囲まれた合成樹脂は例えば耐熱性が弱いので金属殻体の溶接を可能としない。さらに欠点として、合成樹脂管と金属殻体は個々の作業工程で仕上げられ、次に他の作業工程で組み立てられねばならない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
この先行技術から出発して、本発明の課題は、僅かな作業工程で比較的簡単に、それゆえに一層安価に製造可能でありまた有利な仕方でそのなかに通路を一体化可能である改良された軽量の部材、この部材の製造方法および使用を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この課題は、請求項1の特徴を有する対象、請求項15、16の特徴を有する使用、そして請求項17の特徴を有する製造方法によって解決される。
【0009】
本発明によれば本体が内部を合成樹脂で内張りされており、通路壁が合成樹脂で形成されている。ブロー部品、空気チューブ等々の付加的空気案内構成部品はもはや必要でない。一般に金属からなる本体の壁厚を低減することができ、これにより重量を減らすことができる。内面が合成樹脂からなる通路壁に、空調空気中に含まれた水分の凝縮が現れることはなくまたは少なくとも減少する。通路の外面での凝縮についても同じことがあてはまる。ヘッドランプまたはフロントウインド用洗浄水、冷却水、油、圧縮空気等のその他の媒体も通路内に通しまたは貯蔵することができよう。同様に通路はケーブル、ガソリン管路、油管路、圧縮空気管路等々を保護して敷設しまたは物品を保管するのに利用することができる。
【0010】
本発明による部材を製造するとき比較的安価かつ簡単な仕方で実質的に本体が金型に挿入されて合成樹脂の成形によって本体が内張りされるだけであり、こうして好適な通路、例えば空気通路が形成される。
【0011】
本発明による部材が有する他の利点として、本発明による部材では合成樹脂が主要な強度機能を果す必要がないので、金属と合成樹脂との組合せも利用される公知の部材に比べていまや本発明によれば一層安価な合成樹脂を利用することができる。合成樹脂は大部分が絶縁、例えば断熱または遮音に役立つ。強度は本体と合成樹脂との結合体から生じ、こうして相乗効果が達成される。例えば従来公知の部材に比べて一層薄い板、一層安価な合成樹脂を利用することができる。
【0012】
有利には本体が合成樹脂を押し込まれる穿孔を有し、暖房装置または空調装置の取付具、結合部またはケーシング部分または類似の合成樹脂製要素が本体に一体に成形されている。混成構造の部材の場合と同様に、穿孔に基づいて本体が合成樹脂に強固に結合されており、本発明による部材はやはり有利なことに軽量である。しかし本体によって形成される通路の通路壁が閉じたままとなるように、これらの穿孔は合成樹脂によって閉鎖される。同時に、合成樹脂を塗被するとき取付具と結合部は、または例えば空調装置のケーシング部分も、一緒に形成することができる。こうして、クロスメンバを有するインストルメントパネルメンバを単一の工程において得ることができ、このクロスメンバは軽量で多数の結合部や取付具および場合によってはすでにケーシング部分も有し、また例えば空調空気を案内するための空気通路がこのクロスメンバ内に含まれている。
【0013】
1実施例において合成樹脂は射出成形法で塗被可能である。このように塗被された合成樹脂は比較的強固に構成しておくことができ、保持機能も果すことができる。
【0014】
合成樹脂の強度が弱くてもよい場合、合成樹脂は発泡材料、例えばポリウレタンフォームまたは粒子フォームで構成することができる。
【0015】
ごく軽量でなおかつ高い強度を有する合成樹脂は、結合剤で互いに結合された発泡粒子からなる。このような複合合成樹脂は例えば商標名”Xeratec”のもとで 市販されている。
【0016】
部材は好ましくは、車両のAピラーの間に配置されるクロスメンバを形成し、このクロスメンバにインストルメントパネルとステアリングコラム、エアバッグ等のその他の構成部品を結合することができる。
【0017】
本発明による部材は例えばインストルメントパネルメンバとしてすべての取付具、空気通路および空調装置ケーシング部分を含むことができるので、自動車の製造時に部品の多様性が全体として減少している。これにより組立時間と作業支出を節約することができ、部材の有利な前検査が可能となる。
【0018】
部材の剛性を高めるために、一体に成形された合成樹脂リブを設けておくことができる。
【0019】
例えば車両のAピラーへの結合等の結合部はごく安定していなければならず、それゆえに金属製とすべきであろう。そこで本発明の1構成においてこのような結合要素は合成樹脂の塗被前に溶接、クリンチまたはその他の接合法によって本体に結合可能である。結合要素は例えば合成樹脂リブを介してさらに安定させることができよう。
【0020】
本発明の1実施形態において管状本体は、塗被された合成樹脂を介して互いに結合される2つの半殻体で形成されている。ステアリングコラム、エアバッグ等用に多くの結合部を有する管状クロスメンバは2つの半殻体から比較的安価に製造可能である。しかし本発明によれば半殻体は互いに予め結合しておく必要はなく、半殻体として金型に挿入することができる。次に半殻体は金型内で選択的にまず機械的に、例えばコーキングによって、互いに結合することができる。有利には半殻体は付加的に、または専らでさえ、塗被された合成樹脂を介して例えばリベットの方式で互いに結合され、合成樹脂が特にリベットを形成する。このため、合成樹脂を充填する相応する穴を半殻体に当然設けておかねばならない。
【0021】
製造プロセスのとき合成樹脂の有利な流れを可能とするために、本発明の1展開において両方の半殻体の相当接する縁の間に通気穴が設けられており、製造プロセス中にこれらの通気穴に少なくとも部分的に合成樹脂を充填可能である。
【0022】
合成樹脂の極力均一な流れを可能とするために通気穴が長手方向で相互に離間配置されており、また有利には半殻体の少なくとも一方に、長手方向に見てそれぞれ2つの通気穴の間で充填手段が設けられている。
【0023】
半殻体の縁の構成に応じて、相当接する縁は他の構成部品用の結合部を形成することができる。
【0024】
本発明による部材は好ましくは自動車においてクロスメンバとして使用され、その際通路は空気案内通路および/またはケーブル通路である。選択的に、部材は自動車内でフロントウインドの下に配置されるクロスメンバとして利用することができよう。その際、通路はワイパブレード収納部を除霜または加熱するためにフロントウインドおよび/またはサイドウインドに供給されるべきデフロスト空気を案内する空気案内通路である。本発明による部材を使用する他の可能性は自動車のフロント領域でクロスメンバとして使用することであり、その際通路はケーブル通路であり、またはヘッドランプまたはフロントウインド用の洗浄水、冷却水、油、圧縮空気等の媒体用の容器を形成し、またはガソリン管路、油管路、圧縮空気管路等を保護して敷設するための通路を形成する。本発明による部材はリヤエンドモジュールまたは後部成端モジュールとしても使用することができよう。
【0025】
部材を製造する本発明による方法は、
−相応する穴および/または穿孔を有する本体を成形する工程、
−本体の材料からなる取付具を本体に取付ける工程、
−本体(単・複)を金型に挿入する工程、
−単一の工程においてすべての合成樹脂部品および合成樹脂内張りを本体に成形、例えば射出する工程を特徴としている。
【0026】
本発明による方法は工程数が少ないので特別安価である。
【0027】
本発明の1構成において部材の通路は合成樹脂塗被工程において金型コアによって形成しておくことができ、これが特別有利であるのは合成樹脂が加圧下に射出されるときである。合成樹脂を無圧で塗被するとき、例えば流し込むとき、ブローコア、充填された型チューブ、ガス、粒質物、溶融コアまたはロストコアを使用することができる。
【0028】
以下、図面を参考に実施例に基づいて本発明が詳しく説明される。
【0029】
【発明の実施の形態】
図面に示した本発明による部材10は図示実施例の場合インストルメントパネルメンバとして構成されており、以下ではクロスメンバと称される。クロスメンバ10は車両内で図示しない仕方で車両のAピラーの間に配置されて好適な仕方でこれに固定可能である。走行方向は矢印12で示唆されている。
【0030】
クロスメンバ10は、好ましくは金属からなる実質管状に構成された本体14を有する。本体14に取付具、例えばステアリングコラム取付具16、17と同乗者エアバッグ用結合要素18、20、21が結合されている。これらの取付具と結合要素は主としてやはり好ましくは金属からなり、好適な仕方で本体14に結合、例えば溶接されている。補強と補剛向上とのために、例えば符号19に示唆したような合成樹脂製補強リブを設けておくことができる。取付具と結合要素は合成樹脂で取り囲んでおくこともでき、これにより剛性が高まり、びびりが防止され、エッジ保護が与えられている。
【0031】
本体14は内面を合成樹脂22で内張りされており、媒体、例えば空気を案内する内壁25を有する通路24を形成する。合成樹脂は射出成形法で本体14に塗被しておくことができる。選択的に、また合成樹脂の種類に応じて、発明の属する技術分野ですでに詳しく述べたように合成樹脂は発泡させ、流し込みまたは類似の仕方で塗被しておくことができる。以下の説明では、それに限定することなく、射出成形法での射出に例示的に触れられるだけである。
【0032】
さらに本体14が多数の穿孔を有し、穿孔に合成樹脂が押し込まれており、そのことが例えば符号26、28に示してある。符号26、28において合成樹脂がいわばリベットを形成し、合成樹脂は本体14に強固に結合されている。
【0033】
本体14はやはり合成樹脂を押し込まれる他の多数の穿孔を有し、ただしこれらの穿孔は例えば符号30または32に示唆したようにクロスメンバ14の外面に取付具を形成する。ここでは取付具30、32が単純なハト目やフックとして概略示してある。取付具の形状はさまざまに考えられる。
【0034】
さらにクロスメンバがほぼ中心に大きな開口部34を有し、この開口部に合成樹脂殻体36が続いている。この合成樹脂殻体36はそれ以上図示してはいない空調装置ケーシングの一部を形成することができ、そこから空調空気を通路24に導入可能である。空気は通路24を通してクロスメンバに設けられた吐出し口40、42、44、46へと送られる。吐出し口にそれぞれ続く空気吐出し短管50、52、54、56は好ましくはやはり合成樹脂からなる。
【0035】
通路内壁25、リベット26、28、取付具30、32、ケーシング部分36、空気吐出し短管50、52、54、56、補強リブ19等の合成樹脂部品はすべて単一の射出成形プロセスで射出される。製造のためにまず本体が成形され、相応の穿孔が備えられる。次に金属からなる取付具が溶接、リベット締め、getoxt、ねじ止め等によって固着される。その後、本体が相応する射出成形用金型に挿入され、すべての合成樹脂部品が1回の射出成形過程で本体に射出される。
【0036】
本発明の他の好ましい実施形態において本発明による部材110は通路を形成する本体114が2部分で構成(図4)されており、図5に詳しく示した第1半殻体116と第2半殻体118とからなる。半殻体116、118はそれぞれ折り曲げられた長手縁120と122、124と126を有し、これらの長手縁は管状本体14を形成するとき図6に示すように互いに当接する。長手縁120、122、124、126は当接時(図6)に通気穴128が開放されたままとなるように成形されており、そのことが図8に細部図として示してある。これら通気穴128の機能はのちに製造法を説明するとき詳しく説明される。空気吐出し短管151、153は一方または他方の半殻体116、118に設けておくことができる。
【0037】
管状本体114は第1実施例におけると同様に内面を合成樹脂130で内張りされており、この合成樹脂は射出成形プロセスにおいて射出される。合成樹脂130は本体114の半殻体116、118の内面を覆うだけでなく、通気穴128にも押し込まれ、折り曲げられた縁120、122、124、126の最も外側の縁132、134を取り囲む。そのことは例えば図7と図9の横断面図とに認めることができるとおりである。これにより、射出された合成樹脂130を介して両方の半殻体116、118がどのように互いに結合可能であるかの第1可能性が示してある。
【0038】
両方の半殻体116、118を結合する第2可能性がやはり図7と図10の横断面図とに示してある。ここでは、折り曲げられた側縁120と124、122と126は例えば図11cに細部図で示してあるようにそれぞれ相対応する穿孔136、138を有する。合成樹脂130の射出時に穿孔136、138のなかおよびその周囲に合成樹脂リベット140が同時に射出成形され、この合成樹脂リベット140を介して他の結合の可能性が与えられている。穿孔136、138は詳細には、個々の実施例で細部が図11a、b、cに示してあるようにさまざまに実施しておくことができる。穿孔136、138は貫通部142、144を有することができ、これらの貫通部を通して場合によっては半殻体116、118の正確な組立は簡素化しておくことができる。
【0039】
図12aに示すようにこれらの貫通部は、例えば半殻体を射出成形用金型に挿入後にポンチ146によって、両方の半殻体116、118の間に同時に機械的結合が与えられているように折り曲げることもできる。図12bに示唆したように、ポンチと付属するダイは貫通部144のフランジ付け後に引き戻すことができ、その後に射出成形される合成樹脂リベット140の外形を決定することができる。
【0040】
半殻体116、118の形状は、例えば図13〜図19の図示に示してあるように詳細にはさまざまに構成しておくことができる。
【0041】
本体114によって形成される通路は円形だけでなく、例えば図19に示すように多角形としておくこともできる。図19にやはり示してある可能性では、半殻体116、118は単一部分で構成しておくことができ、ヒンジ117に沿って互いに揺動可能である。合成樹脂130の射出前、半殻体116、118は揺動一体化されて本体114を形成し、この本体内に次に合成樹脂130が射出される。この実施例ではこの場合、折り曲げられた長手縁120’、124’が本体114の1つの長手縁に生じるだけである。
【0042】
さらに、半殻体116、118の長手縁120、122、124、126は図13〜図18に示したように多種多様に構成しておくことができる。特に長手縁はそれらが例えばステアリングコラム、エアバッグ等用の他の構成部品用の結合部を形成するように構成しておくことができる。例えば図15の長手縁120、124に示したように長手縁がごく張り出させて構成されている場合、これらの縁120、124は合成樹脂リブ150によって補強しておくことができ、合成樹脂リブ150は好ましくは同じ射出成形プロセスで射出成形される。補強リブ150はさらに図16に示すように穴152を有することができ、本体によって形成される通路と平行に例えばケーブルを通すことができる。
【0043】
図18に示す実施例では長手縁120、122、124、126が折り曲げられておらず、本体114の周面方向に構成されており、半殻体116、118はいわば互いに嵌着可能である。半殻体116、118の結合はやはり、詳しくは図示しない図11と図12に示すようなリベット継手を介して実現しておくことができる。
【0044】
本発明による部材のこの第2実施形態110は実質的に、図1〜図3に関連して先に述べた実施形態とまったく同様に製造される。まず本体114の半殻体116、118が例えば深絞り法で成形され、相応する取付具が取付けられ、例えば溶接される。その後、半殻体116、118が射出成形用金型に挿入され、合成樹脂130が射出され、するとこれにより本体140は内面が合成樹脂で内張りされ、同時に両方の半殻体116、118は上で述べたように互いに結合される。
【0045】
本方法の1展開において、半殻体が注入穴160を有し、これらの注入穴は好ましくは両方の半殻体116、118の少なくとも一方に周方向で中心に配置されており、長手方向でそれぞれ2つの通気穴128の間に配置されている。その場合、図20に流れ線162で示唆したように、射出された合成樹脂は有利な仕方で、注入口160から出発して比較的無圧で流れることができ、射出成形プロセス時に押しのけられる空気は通気穴128を通して逃げることができる。これにより、合成樹脂が全領域に一層良好に流れることのできるプロセス上確実な射出成形プロセスが可能となる。
【0046】
本発明の実施形態において、半殻体116、118を射出成形用金型に挿入後、そして合成樹脂の射出前に、図12aと図12bに示唆しまたそれ以前にすでに説明したように貫通部144のコーキングをなお設けておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】
インストルメントパネルメンバとしての本発明による部材の斜視図である。
【図2】
図1と同様の他の斜視図である。
【図3】
図1の部材を側方から見た図である。
【図4】
2つの半殻体を有する本発明による部材の実施形態の図である。
【図5】
図4に示す部材の両方の半殻体の展開図である。
【図6】
図4に示す部材の両方の半殻体の組立図である。
【図7】
図4に示す部材の詳細図である。
【図8】
両方の半殻体の縁を図6のVIII方向に見た図である。
【図9】
図7のIX−IX線に沿った横断面図である。
【図10】
図7のX−X線に沿った横断面図である。
【図11】
半殻体のさまざまな結合部実施形態の1つの横断面図である。
【図12】
半殻体のさまざまな結合部実施形態の1つの横断面図である。
【図13】さまざまな縁と、場合によっては付属する通路とを有するさまざまな実施形態の1つを示す図である。
【図14】さまざまな縁と、場合によっては付属する通路とを有するさまざまな実施形態の1つを示す図である。
【図15】さまざまな縁と、場合によっては付属する通路とを有するさまざまな実施形態の1つを示す図である。
【図16】さまざまな縁と、場合によっては付属する通路とを有するさまざまな実施形態の1つを示す図である。
【図17】さまざまな縁と、場合によっては付属する通路とを有するさまざまな実施形態の1つを示す図である。
【図18】さまざまな縁と、場合によっては付属する通路とを有するさまざまな実施形態の1つを示す図である。
【図19】
非円形横断面を有する部材を示す。
【図20】
射出成形プロセス時の合成樹脂流れ図である。
【符号の説明】
10 クロスメンバ
14 本体
16、17 ステアリングコラム取付具
18、20、21 同乗者エアバッグ用結合要素
22 合成樹脂
24 通路
25 通路内壁
26、28 リベット
30、32 取付具
34 開口部
36 合成樹脂殻体
40、42、44、46 吐出し口
50、52、54、56 空気吐出し短管
116、118 半殻体
120、122、124、126 長手縁
128 通気穴
130 合成樹脂
136、138 穿孔
140 合成樹脂リベット
142、144 貫通部
150 合成樹脂リブ
160 注入口
【発明の属する技術分野】
本発明は、請求項1の前文に記載された自動車用部材、特にコックピット領域用クロスメンバ、この部材の製造方法および使用に関する。
【0002】
【従来の技術】
管からなるクロスメンバが自動車製造のものとして公知であり、このクロスメンバは金属からなり、十分な曲げ剛性、座屈剛性、捩れ剛性、従って十分な耐圧縮荷重性が与えられているように相応に大きな壁厚を有する。そのことから高い重量と費用上の不利が帰結する。管は基本的に、例えば車両内の中心に配置される空調装置から側部吐出し口へと空気を案内するのに利用することができるが(例えばDE19753877参照)、望ましくない凝縮水が金属管に容易に溜まりうるので、これは今日まで利用されていない。
【0003】
さらに、安定化のために腹部を溶接した2殻構造を有するクロスメンバが公知である。このようなクロスメンバは例えばDE19720902により公知である。このようなクロスメンバは製造にきわめて支出を要し、高い重量を有する。空気案内が可能ではない。
【0004】
EP0370342により自動車内でメンバとして利用可能な混成構造の軽量部材が公知であり、この軽量部材は好ましくは金属からなる殻状本体を有し、本体の内部に補強リブが配置されている。補強リブは射出された合成樹脂からなり、金属部品に設けられた穿孔に合成樹脂が押し込まれて穿孔の面から張り出ることによって補強リブは離散した結合部で金属製本体に結合されている。金属製本体はU形に構成されており、高い剛性と強度を達成するために補強リブが本体の内部に装着される。公知のこの混成部材は有利なことに軽量で、同時に十分な強度、剛性、負荷容量を有する。メンバとして利用可能なこの軽量部材では空気案内が可能でない。
【0005】
DE−U20008201により殻状本体を有する混成構造のクロスメンバが公知であり、この本体は射出された合成樹脂リブで補剛されている。合成樹脂リブは、空気通路として役立つ合成樹脂管を形状結合式に挿入できるように成形されている。通路を別途製造して1作業工程で挿入しなければならないので、このような通路挿入は支出を要する。その形状をこのように適合されたリブは安定性を失う。
【0006】
DE−U29916470により公知の他のクロスメンバでは、クロスメンバを形成する2つの金属殻体によって合成樹脂製空気通路が取り囲まれている。このような構造の場合両方の金属殻体を強固に結合する問題が根底にある。というのも、取り囲まれた合成樹脂は例えば耐熱性が弱いので金属殻体の溶接を可能としない。さらに欠点として、合成樹脂管と金属殻体は個々の作業工程で仕上げられ、次に他の作業工程で組み立てられねばならない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
この先行技術から出発して、本発明の課題は、僅かな作業工程で比較的簡単に、それゆえに一層安価に製造可能でありまた有利な仕方でそのなかに通路を一体化可能である改良された軽量の部材、この部材の製造方法および使用を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この課題は、請求項1の特徴を有する対象、請求項15、16の特徴を有する使用、そして請求項17の特徴を有する製造方法によって解決される。
【0009】
本発明によれば本体が内部を合成樹脂で内張りされており、通路壁が合成樹脂で形成されている。ブロー部品、空気チューブ等々の付加的空気案内構成部品はもはや必要でない。一般に金属からなる本体の壁厚を低減することができ、これにより重量を減らすことができる。内面が合成樹脂からなる通路壁に、空調空気中に含まれた水分の凝縮が現れることはなくまたは少なくとも減少する。通路の外面での凝縮についても同じことがあてはまる。ヘッドランプまたはフロントウインド用洗浄水、冷却水、油、圧縮空気等のその他の媒体も通路内に通しまたは貯蔵することができよう。同様に通路はケーブル、ガソリン管路、油管路、圧縮空気管路等々を保護して敷設しまたは物品を保管するのに利用することができる。
【0010】
本発明による部材を製造するとき比較的安価かつ簡単な仕方で実質的に本体が金型に挿入されて合成樹脂の成形によって本体が内張りされるだけであり、こうして好適な通路、例えば空気通路が形成される。
【0011】
本発明による部材が有する他の利点として、本発明による部材では合成樹脂が主要な強度機能を果す必要がないので、金属と合成樹脂との組合せも利用される公知の部材に比べていまや本発明によれば一層安価な合成樹脂を利用することができる。合成樹脂は大部分が絶縁、例えば断熱または遮音に役立つ。強度は本体と合成樹脂との結合体から生じ、こうして相乗効果が達成される。例えば従来公知の部材に比べて一層薄い板、一層安価な合成樹脂を利用することができる。
【0012】
有利には本体が合成樹脂を押し込まれる穿孔を有し、暖房装置または空調装置の取付具、結合部またはケーシング部分または類似の合成樹脂製要素が本体に一体に成形されている。混成構造の部材の場合と同様に、穿孔に基づいて本体が合成樹脂に強固に結合されており、本発明による部材はやはり有利なことに軽量である。しかし本体によって形成される通路の通路壁が閉じたままとなるように、これらの穿孔は合成樹脂によって閉鎖される。同時に、合成樹脂を塗被するとき取付具と結合部は、または例えば空調装置のケーシング部分も、一緒に形成することができる。こうして、クロスメンバを有するインストルメントパネルメンバを単一の工程において得ることができ、このクロスメンバは軽量で多数の結合部や取付具および場合によってはすでにケーシング部分も有し、また例えば空調空気を案内するための空気通路がこのクロスメンバ内に含まれている。
【0013】
1実施例において合成樹脂は射出成形法で塗被可能である。このように塗被された合成樹脂は比較的強固に構成しておくことができ、保持機能も果すことができる。
【0014】
合成樹脂の強度が弱くてもよい場合、合成樹脂は発泡材料、例えばポリウレタンフォームまたは粒子フォームで構成することができる。
【0015】
ごく軽量でなおかつ高い強度を有する合成樹脂は、結合剤で互いに結合された発泡粒子からなる。このような複合合成樹脂は例えば商標名”Xeratec”のもとで 市販されている。
【0016】
部材は好ましくは、車両のAピラーの間に配置されるクロスメンバを形成し、このクロスメンバにインストルメントパネルとステアリングコラム、エアバッグ等のその他の構成部品を結合することができる。
【0017】
本発明による部材は例えばインストルメントパネルメンバとしてすべての取付具、空気通路および空調装置ケーシング部分を含むことができるので、自動車の製造時に部品の多様性が全体として減少している。これにより組立時間と作業支出を節約することができ、部材の有利な前検査が可能となる。
【0018】
部材の剛性を高めるために、一体に成形された合成樹脂リブを設けておくことができる。
【0019】
例えば車両のAピラーへの結合等の結合部はごく安定していなければならず、それゆえに金属製とすべきであろう。そこで本発明の1構成においてこのような結合要素は合成樹脂の塗被前に溶接、クリンチまたはその他の接合法によって本体に結合可能である。結合要素は例えば合成樹脂リブを介してさらに安定させることができよう。
【0020】
本発明の1実施形態において管状本体は、塗被された合成樹脂を介して互いに結合される2つの半殻体で形成されている。ステアリングコラム、エアバッグ等用に多くの結合部を有する管状クロスメンバは2つの半殻体から比較的安価に製造可能である。しかし本発明によれば半殻体は互いに予め結合しておく必要はなく、半殻体として金型に挿入することができる。次に半殻体は金型内で選択的にまず機械的に、例えばコーキングによって、互いに結合することができる。有利には半殻体は付加的に、または専らでさえ、塗被された合成樹脂を介して例えばリベットの方式で互いに結合され、合成樹脂が特にリベットを形成する。このため、合成樹脂を充填する相応する穴を半殻体に当然設けておかねばならない。
【0021】
製造プロセスのとき合成樹脂の有利な流れを可能とするために、本発明の1展開において両方の半殻体の相当接する縁の間に通気穴が設けられており、製造プロセス中にこれらの通気穴に少なくとも部分的に合成樹脂を充填可能である。
【0022】
合成樹脂の極力均一な流れを可能とするために通気穴が長手方向で相互に離間配置されており、また有利には半殻体の少なくとも一方に、長手方向に見てそれぞれ2つの通気穴の間で充填手段が設けられている。
【0023】
半殻体の縁の構成に応じて、相当接する縁は他の構成部品用の結合部を形成することができる。
【0024】
本発明による部材は好ましくは自動車においてクロスメンバとして使用され、その際通路は空気案内通路および/またはケーブル通路である。選択的に、部材は自動車内でフロントウインドの下に配置されるクロスメンバとして利用することができよう。その際、通路はワイパブレード収納部を除霜または加熱するためにフロントウインドおよび/またはサイドウインドに供給されるべきデフロスト空気を案内する空気案内通路である。本発明による部材を使用する他の可能性は自動車のフロント領域でクロスメンバとして使用することであり、その際通路はケーブル通路であり、またはヘッドランプまたはフロントウインド用の洗浄水、冷却水、油、圧縮空気等の媒体用の容器を形成し、またはガソリン管路、油管路、圧縮空気管路等を保護して敷設するための通路を形成する。本発明による部材はリヤエンドモジュールまたは後部成端モジュールとしても使用することができよう。
【0025】
部材を製造する本発明による方法は、
−相応する穴および/または穿孔を有する本体を成形する工程、
−本体の材料からなる取付具を本体に取付ける工程、
−本体(単・複)を金型に挿入する工程、
−単一の工程においてすべての合成樹脂部品および合成樹脂内張りを本体に成形、例えば射出する工程を特徴としている。
【0026】
本発明による方法は工程数が少ないので特別安価である。
【0027】
本発明の1構成において部材の通路は合成樹脂塗被工程において金型コアによって形成しておくことができ、これが特別有利であるのは合成樹脂が加圧下に射出されるときである。合成樹脂を無圧で塗被するとき、例えば流し込むとき、ブローコア、充填された型チューブ、ガス、粒質物、溶融コアまたはロストコアを使用することができる。
【0028】
以下、図面を参考に実施例に基づいて本発明が詳しく説明される。
【0029】
【発明の実施の形態】
図面に示した本発明による部材10は図示実施例の場合インストルメントパネルメンバとして構成されており、以下ではクロスメンバと称される。クロスメンバ10は車両内で図示しない仕方で車両のAピラーの間に配置されて好適な仕方でこれに固定可能である。走行方向は矢印12で示唆されている。
【0030】
クロスメンバ10は、好ましくは金属からなる実質管状に構成された本体14を有する。本体14に取付具、例えばステアリングコラム取付具16、17と同乗者エアバッグ用結合要素18、20、21が結合されている。これらの取付具と結合要素は主としてやはり好ましくは金属からなり、好適な仕方で本体14に結合、例えば溶接されている。補強と補剛向上とのために、例えば符号19に示唆したような合成樹脂製補強リブを設けておくことができる。取付具と結合要素は合成樹脂で取り囲んでおくこともでき、これにより剛性が高まり、びびりが防止され、エッジ保護が与えられている。
【0031】
本体14は内面を合成樹脂22で内張りされており、媒体、例えば空気を案内する内壁25を有する通路24を形成する。合成樹脂は射出成形法で本体14に塗被しておくことができる。選択的に、また合成樹脂の種類に応じて、発明の属する技術分野ですでに詳しく述べたように合成樹脂は発泡させ、流し込みまたは類似の仕方で塗被しておくことができる。以下の説明では、それに限定することなく、射出成形法での射出に例示的に触れられるだけである。
【0032】
さらに本体14が多数の穿孔を有し、穿孔に合成樹脂が押し込まれており、そのことが例えば符号26、28に示してある。符号26、28において合成樹脂がいわばリベットを形成し、合成樹脂は本体14に強固に結合されている。
【0033】
本体14はやはり合成樹脂を押し込まれる他の多数の穿孔を有し、ただしこれらの穿孔は例えば符号30または32に示唆したようにクロスメンバ14の外面に取付具を形成する。ここでは取付具30、32が単純なハト目やフックとして概略示してある。取付具の形状はさまざまに考えられる。
【0034】
さらにクロスメンバがほぼ中心に大きな開口部34を有し、この開口部に合成樹脂殻体36が続いている。この合成樹脂殻体36はそれ以上図示してはいない空調装置ケーシングの一部を形成することができ、そこから空調空気を通路24に導入可能である。空気は通路24を通してクロスメンバに設けられた吐出し口40、42、44、46へと送られる。吐出し口にそれぞれ続く空気吐出し短管50、52、54、56は好ましくはやはり合成樹脂からなる。
【0035】
通路内壁25、リベット26、28、取付具30、32、ケーシング部分36、空気吐出し短管50、52、54、56、補強リブ19等の合成樹脂部品はすべて単一の射出成形プロセスで射出される。製造のためにまず本体が成形され、相応の穿孔が備えられる。次に金属からなる取付具が溶接、リベット締め、getoxt、ねじ止め等によって固着される。その後、本体が相応する射出成形用金型に挿入され、すべての合成樹脂部品が1回の射出成形過程で本体に射出される。
【0036】
本発明の他の好ましい実施形態において本発明による部材110は通路を形成する本体114が2部分で構成(図4)されており、図5に詳しく示した第1半殻体116と第2半殻体118とからなる。半殻体116、118はそれぞれ折り曲げられた長手縁120と122、124と126を有し、これらの長手縁は管状本体14を形成するとき図6に示すように互いに当接する。長手縁120、122、124、126は当接時(図6)に通気穴128が開放されたままとなるように成形されており、そのことが図8に細部図として示してある。これら通気穴128の機能はのちに製造法を説明するとき詳しく説明される。空気吐出し短管151、153は一方または他方の半殻体116、118に設けておくことができる。
【0037】
管状本体114は第1実施例におけると同様に内面を合成樹脂130で内張りされており、この合成樹脂は射出成形プロセスにおいて射出される。合成樹脂130は本体114の半殻体116、118の内面を覆うだけでなく、通気穴128にも押し込まれ、折り曲げられた縁120、122、124、126の最も外側の縁132、134を取り囲む。そのことは例えば図7と図9の横断面図とに認めることができるとおりである。これにより、射出された合成樹脂130を介して両方の半殻体116、118がどのように互いに結合可能であるかの第1可能性が示してある。
【0038】
両方の半殻体116、118を結合する第2可能性がやはり図7と図10の横断面図とに示してある。ここでは、折り曲げられた側縁120と124、122と126は例えば図11cに細部図で示してあるようにそれぞれ相対応する穿孔136、138を有する。合成樹脂130の射出時に穿孔136、138のなかおよびその周囲に合成樹脂リベット140が同時に射出成形され、この合成樹脂リベット140を介して他の結合の可能性が与えられている。穿孔136、138は詳細には、個々の実施例で細部が図11a、b、cに示してあるようにさまざまに実施しておくことができる。穿孔136、138は貫通部142、144を有することができ、これらの貫通部を通して場合によっては半殻体116、118の正確な組立は簡素化しておくことができる。
【0039】
図12aに示すようにこれらの貫通部は、例えば半殻体を射出成形用金型に挿入後にポンチ146によって、両方の半殻体116、118の間に同時に機械的結合が与えられているように折り曲げることもできる。図12bに示唆したように、ポンチと付属するダイは貫通部144のフランジ付け後に引き戻すことができ、その後に射出成形される合成樹脂リベット140の外形を決定することができる。
【0040】
半殻体116、118の形状は、例えば図13〜図19の図示に示してあるように詳細にはさまざまに構成しておくことができる。
【0041】
本体114によって形成される通路は円形だけでなく、例えば図19に示すように多角形としておくこともできる。図19にやはり示してある可能性では、半殻体116、118は単一部分で構成しておくことができ、ヒンジ117に沿って互いに揺動可能である。合成樹脂130の射出前、半殻体116、118は揺動一体化されて本体114を形成し、この本体内に次に合成樹脂130が射出される。この実施例ではこの場合、折り曲げられた長手縁120’、124’が本体114の1つの長手縁に生じるだけである。
【0042】
さらに、半殻体116、118の長手縁120、122、124、126は図13〜図18に示したように多種多様に構成しておくことができる。特に長手縁はそれらが例えばステアリングコラム、エアバッグ等用の他の構成部品用の結合部を形成するように構成しておくことができる。例えば図15の長手縁120、124に示したように長手縁がごく張り出させて構成されている場合、これらの縁120、124は合成樹脂リブ150によって補強しておくことができ、合成樹脂リブ150は好ましくは同じ射出成形プロセスで射出成形される。補強リブ150はさらに図16に示すように穴152を有することができ、本体によって形成される通路と平行に例えばケーブルを通すことができる。
【0043】
図18に示す実施例では長手縁120、122、124、126が折り曲げられておらず、本体114の周面方向に構成されており、半殻体116、118はいわば互いに嵌着可能である。半殻体116、118の結合はやはり、詳しくは図示しない図11と図12に示すようなリベット継手を介して実現しておくことができる。
【0044】
本発明による部材のこの第2実施形態110は実質的に、図1〜図3に関連して先に述べた実施形態とまったく同様に製造される。まず本体114の半殻体116、118が例えば深絞り法で成形され、相応する取付具が取付けられ、例えば溶接される。その後、半殻体116、118が射出成形用金型に挿入され、合成樹脂130が射出され、するとこれにより本体140は内面が合成樹脂で内張りされ、同時に両方の半殻体116、118は上で述べたように互いに結合される。
【0045】
本方法の1展開において、半殻体が注入穴160を有し、これらの注入穴は好ましくは両方の半殻体116、118の少なくとも一方に周方向で中心に配置されており、長手方向でそれぞれ2つの通気穴128の間に配置されている。その場合、図20に流れ線162で示唆したように、射出された合成樹脂は有利な仕方で、注入口160から出発して比較的無圧で流れることができ、射出成形プロセス時に押しのけられる空気は通気穴128を通して逃げることができる。これにより、合成樹脂が全領域に一層良好に流れることのできるプロセス上確実な射出成形プロセスが可能となる。
【0046】
本発明の実施形態において、半殻体116、118を射出成形用金型に挿入後、そして合成樹脂の射出前に、図12aと図12bに示唆しまたそれ以前にすでに説明したように貫通部144のコーキングをなお設けておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】
インストルメントパネルメンバとしての本発明による部材の斜視図である。
【図2】
図1と同様の他の斜視図である。
【図3】
図1の部材を側方から見た図である。
【図4】
2つの半殻体を有する本発明による部材の実施形態の図である。
【図5】
図4に示す部材の両方の半殻体の展開図である。
【図6】
図4に示す部材の両方の半殻体の組立図である。
【図7】
図4に示す部材の詳細図である。
【図8】
両方の半殻体の縁を図6のVIII方向に見た図である。
【図9】
図7のIX−IX線に沿った横断面図である。
【図10】
図7のX−X線に沿った横断面図である。
【図11】
半殻体のさまざまな結合部実施形態の1つの横断面図である。
【図12】
半殻体のさまざまな結合部実施形態の1つの横断面図である。
【図13】さまざまな縁と、場合によっては付属する通路とを有するさまざまな実施形態の1つを示す図である。
【図14】さまざまな縁と、場合によっては付属する通路とを有するさまざまな実施形態の1つを示す図である。
【図15】さまざまな縁と、場合によっては付属する通路とを有するさまざまな実施形態の1つを示す図である。
【図16】さまざまな縁と、場合によっては付属する通路とを有するさまざまな実施形態の1つを示す図である。
【図17】さまざまな縁と、場合によっては付属する通路とを有するさまざまな実施形態の1つを示す図である。
【図18】さまざまな縁と、場合によっては付属する通路とを有するさまざまな実施形態の1つを示す図である。
【図19】
非円形横断面を有する部材を示す。
【図20】
射出成形プロセス時の合成樹脂流れ図である。
【符号の説明】
10 クロスメンバ
14 本体
16、17 ステアリングコラム取付具
18、20、21 同乗者エアバッグ用結合要素
22 合成樹脂
24 通路
25 通路内壁
26、28 リベット
30、32 取付具
34 開口部
36 合成樹脂殻体
40、42、44、46 吐出し口
50、52、54、56 空気吐出し短管
116、118 半殻体
120、122、124、126 長手縁
128 通気穴
130 合成樹脂
136、138 穿孔
140 合成樹脂リベット
142、144 貫通部
150 合成樹脂リブ
160 注入口
Claims (23)
- 実質管状の本体(14、114)を有し、この本体内に少なくとも1つの通路(24)が設けられている部材、特に自動車のAピラーの間に配置されるクロスメンバにおいて、合成樹脂からなる通路壁(25)を形成するために本体(14、114)が内部を合成樹脂(22、130)で内張りされていることを特徴とする部材。
- 本体(14)が合成樹脂(22)を押し込まれる穿孔を有し、暖房装置または空調装置の取付具(30、32)、結合部またはケーシング部分(36)または類似の合成樹脂製要素が本体に一体に成形されていることを特徴とする、請求項1記載の部材。
- 一体に成形された合成樹脂リブ(19)を介して本体(14)および/または取付具および/または結合部(21)が補剛可能であることを特徴とする、先行請求項のいずれか1項記載の部材。
- 合成樹脂が射出成形法で塗被可能であることを特徴とする、先行請求項のいずれか1項記載の部材。
- 合成樹脂が発泡材料、例えばポリウレタンフォームまたは粒子フォームからなることを特徴とする、先行請求項1〜3のいずれか1項記載の部材。
- 合成樹脂が、結合剤で互いに結合された発泡粒子からなることを特徴とする、先行請求項のいずれか1項記載の部材。
- 合成樹脂の成形前に、他の結合部(18、20、21)または取付具(16、17)が溶接、クリンチまたはその他の接合法によって本体(14)に結合可能、かつ例えば合成樹脂リブ(19)を介して補剛可能であることを特徴とする、先行請求項のいずれか1項記載の部材。
- 管状本体(114)が、成形された合成樹脂(130)を介して互いに結合される2つの半殻体(116、118)で形成されていることを特徴とする、先行請求項のいずれか1項記載の部材。
- 半殻体(116、118)が合成樹脂(130)を介してリベット(140)の方式で保持されていることを特徴とする、請求項8記載の部材。
- 半殻体(116、118)が付加的に機械的に結合されていることを特徴とする、請求項9記載の部材。
- 両方の半殻体(116、118)の相当接する縁(120と124、122と126)の間に通気穴(128)が設けられており、製造プロセス中にこれらの通気穴に少なくとも部分的に合成樹脂(130)を充填可能であることを特徴とする、先行請求項8〜10のいずれか1項記載の部材。
- 通気穴(128)が長手方向で相互に離間配置されていることを特徴とする、請求項11記載の部材。
- 半殻体(116、118)の少なくとも一方に、長手方向に見てそれぞれ2つの通気穴(128)の間で充填手段(160)が設けられていることを特徴とする、請求項12記載の部材。
- 両方の半殻体(116、118)の相当接する縁(120と124、122と126)が他の構成部品用の結合部を形成することを特徴とする、先行請求項8〜13のいずれか1項記載の部材。
- 通路が空気案内通路および/またはケーブル通路である、自動車内でインストルメントパネルメンバとしての、先行請求項1〜14のいずれか1項記載の部材の使用。
- 通路がフロントウインドおよび/またはサイドウインドに供給されるべきデフロスト空気を案内しおよび/またはワイパブレード収納部を加熱するための空気案内通路である、自動車内でフロントウインドの下に配置されるクロスメンバとしての、先行請求項1〜14のいずれか1項記載の部材の使用。
- 先行請求項1〜14のいずれか1項記載の部材(10、110)を製造する方法であって、まず本体(14、114)が成形されて相応の穴および/または穿孔を備えられ、次に金属からなる取付具(16、17、21)が本体(14、114)に取付けられ、その後、本体(14、114)が金型に挿入され、すべての合成樹脂部品および合成樹脂内張りが単一の工程で本体(14、114)に成形され、例えば射出される方法。
- 合成樹脂塗被工程の前に半殻体(116、118)が金型内で例えばコーキングによって互いに結合されることを特徴とする、請求項17記載の方法。
- 合成樹脂塗被工程において通路が金型コアによって形成されることを特徴とする、先行請求項17または18記載の方法。
- 合成樹脂塗被工程において通路がブローコア、充填された型チューブ、ガスまたは粒質物によって形成されることを特徴とする、先行請求項17または18記載の方法。
- 合成樹脂塗被工程において通路が溶融コアによって形成されることを特徴とする、先行請求項17または18記載の方法。
- 合成樹脂塗被工程において通路がロストコアによって形成されることを特徴とする、先行請求項17または18記載の方法。
- 本体を形成する半殻体が組立て前に合成樹脂で内張りされることを特徴とする、請求項17記載の方法。
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