JP2005533693A - プラスチックを金属部品に取り付ける方法及びそれによって作られた部品 - Google Patents

Abstract

本発明は、金属基板（１２）にプラスチック（１４）を取り付ける方法及びその方法によって作られた部品（１０）を含む。プラスチック構成部品（１４）が金属構成部品（１２）の周りで且つ底部開口（１６）を介して成形される。プラスチック構成部品（１４）は、その一方の側にフランジ（２６）を含んでいてプラスチック構成部品（１４）を金属構成部品（１２）に固定する。

Description

本発明は、プラスチック構成部品（plastic component）を金属部品（metal section）に取り付ける方法及びその方法によって作られる部品（part）に関する。

近年、車両前方端モジュール及びドアー支持体等の車両用構造構成部品が、金属及び／又はプラスチックから作られる。前方端モジュールは、ヘッドランプ、ラジエタ、ファン、ホーン等の様々な車両構成部品用の取付構造を与えるばかりではなく、車両に対する構造をも与える。好ましくは、前方端モジュールは、単独のユニット組立体内に設けられ、そのユニット組立体は製造業者によって車両内に装着されるように準備される。

一般に、このような構造構成部品は、一体に溶接されたいくつかの絞り作業から作られる。代案として、このような構成部品は、押出または油圧成形等によって閉鎖断面金属か作られていた。閉鎖断面金属の使用は、比較的強い構成部品を与える。しかし、通常は追加の金属材料が、取付面を与えるために閉鎖断面金属構成部品に溶接されなければならない。

これらの構造構成部品は、車両性能要求を満たすことができないために、大型車両に対してはプラスチック材料から完全に最近は作られていない。しかし、車両構成部品のための取付点を与えるように金属と関連してプラスチック構成部品を使用することが当該技術において知られている。いくつかの例においては、金属構造構成部品は、ネジ又はリベット等の機械的締結具によってプラスチック構成部品に取り付けられている。しかし、この方法の使用は比較的費用がかかり、労力を要する。

プラスチックを金属構造に固定する別の方法は、Guyomard等に付与され且つValeo Thermique Moteurに譲渡された米国特許第６，２７３，４９６号に示される。この文献は閉鎖断面金属構成部品を含めて、金属構造構成部品を有する前方パネルを開示する。プラスチック材料が金属構造上に成形される。

プラスチックを金属に固定する別の方法は、Bayer Corporationの名義でGoldbach等に対する米国出願公報第２００１／００５３４３１号に示される。別のこのようなプラスチック及び金属部品は、Goldbachに付与され且つBayer Akhengesellsshaftに譲渡された米国特許第５，９１９，８０３号に示される。
米国特許第６，２７３，４９６号 米国出願公報第２００１／００５３４３１号 米国特許第５，９１９，８０３号

結合を達成するために比較的小量のプラスチック材料を使用しながら、機械的締結具の使用をせずに製造中にプラスチック構成部品を金属構成部品に取り付ける方法を提供することが望ましい。

本発明によれば、プラスチック構成部品を金属構成部品に固定する方法が提供される。その方法は、開口を有する金属構成部品を設ける工程を含む。金属構成部品がダイに置かれる。次いで、工具が開口の一方の側に定置される。プラスチック構成部品が金属構成部品の少なくとも一部分の周りで且つその開口を介して成形されて、プラスチック構成部品が開口の一方の側にフランジ成形し、プラスチック構成部品を金属構成部品に固定する。

プラスチック及び金属の一体部品が提供される。その部品は、開口を有する金属構成部品を含む。プラスチック構成部品は、金属構成部品の少なくとも一部分の周りに配置される。プラスチック材料は、開口を貫通し且つ開口の一方側にフランジを有し、プラスチック構成部品を前記金属構成部品に固定する。本発明の別の適用範囲は、後述する詳細な記載から明らかになるであろう。本発明の好適実施例を示すが、詳細な記載及び特別な例が説明の目的のためだけに意図され且つ本発明の範囲を限定するように意図されていないことを理解されたい。

好適実施例の下記の記載は、本質的には単なる例示であり、本発明、その用途又は使用を限定するように意図されていない。本発明の方法に基づいて作られた部品は図において総体的に１０で示される。部品１０は、金属構成部品１２及びプラスチック構成部品１４を有する。

好ましくは、金属構成部品１２は、閉鎖（closed）横断面を含む。金属構成部品１２は油圧成形によって作られることが好ましい。このような閉鎖横断面金属構成部品の使用は、部品１０に対して剛性を与える。このような構造は、車両支持構造にとって特に有用である。開放横断面金属構成部品も本発明の範囲内で使用されてもよいことを理解されたい。金属構成部品１２は、例えば鋼又はアルミニューム等の任意の適切な金属を含んでいてもよい。

金属構成部品１２は、総体的に直線又は線形であるように示される。金属構成部品１２は、任意の所望の形状に湾曲又は折り曲げられてもよいことを理解されたい。更に、多数の金属構成部品１２が単独の部品１０に組み付けられてもよい。

プラスチック構成部品１４は、任意の適切な熱可塑性材料又は熱硬化性材料から作られる。プラスチック材料の一例は、ポリプロピレン・ポリフェニレンオキシド合金を含む。適切なプラスチックの一例が提供されたが、任意の適切な熱可塑性材料又は熱硬化性材料が本発明の範囲内で用いられてもよいことを了解されたい。別の充填材又は他の添加材がプラスチック構成部品１４を強化するためにプラスチック材料に添加されてもよい。任意の適切な充填材が用いられてもよい。このような充填材は、例えば、ガラス繊維又はプラスチック繊維を含んでいてもよい。

プラスチック構成部品１４は、部品１０に追加の強度を与える。更に、プラスチック構成部品１４は、金属構成部品１２の少なくとも一部分の周りに配置され、且つ、取付構造を与えるために金属構成部品１２を越えて外方に延びることができる。例えば、プラスチック構成部品１４は、追加の車両構成部品を部品１０に取り付けるための開口又は穴１６を有していてもよいフランジ１５を設けるように外方に延びていてもよい。開口１６はあってもなくてもよく、任意の幾何学的形状を採ることができる。プラスチック構成部品は、任意の所望の最終形状を採ってもよいことを了解されたい。更に、単独のプラスチック構成部品１４は、多数の金属構成部品１２に固定されてもよい。同様に、多数のプラスチック構成部品１４が単独の金属構成部品１２に固定されてもよい。

図１に示すように、プラスチック構成部品１４は、必要ではないが、３０におけるように金属構成部品１２を包んでもよい。プラスチック構成部品１４及び特に任意のフランジ１５が金属構成部品１２から任意の仕方で且つ任意の形状で外方に延びることができる。このように、プラスチック構成部品１４は、取付強度を部品１０に追加的に与える。即ち、プラスチック構成部品１４は、他の構成部品への取付のための適切な構造を有することができる。例えば、部品１０が前方端モジュールを含むとき、プラスチック構成部品１４は、ヘッドランプ、冷却系統構成部品、フードラッチ機構等を受けるように開口を有する仕方で成形されてもよい。更に、開口１６は、部品１０を例えば、車両の前方端モジュールに固定するように設けられてもよい。

図２に最もよく示すように、金属構成部品１２は、上方開口１８を有する。上方開口１８は、中子工具等の工具が金属構成部品１２の内部に接近できるようにさせて、以下に述べるような動作を許す。開口１８は、中子工具が金属構成部品１２に入れるようにする任意の大きさであることを了解されたい。上方開口１８の境界を規定する金属構成部品１２の縁２０は、好ましくは折り曲げられて、金属構成部品１２の鋭利な縁を最少にすると共に金属構成部品１２を強化する。下方開口２２も設けられる。好ましくは、下方開口２２は円形である。図示するように、下方開口２２の縁２４は、金属構成部品１２の内部に向けて上方に湾曲又は折り曲げられるのが好ましい。縁２４は湾曲又は折り曲げられる必要はないことを了解されたい。

上方開口１８及び下方開口２２は、任意の形状を取ることができる。更に、開口１８、２２は、油圧成形工程中は金属構成部品１２内に定置されることが好ましい。上方開口及び下方開口は金属構成部品１２の両側に示されるが、両開口は金属構成部品１２の任意の面に設けられ且つ互いに対向される必要はないことを了解されたい。

プラスチック構成部品１４は、金属構成部品１２の少なくとも一部分の周りに配置されることが好ましい。更に、プラスチック構成部品１４は、金属構成部品１２の下方開口２２を貫通して配置される。プラスチック構成部品１４は更にフランジ２６を有する。好ましくは、フランジ２６は、環状で且つ下方開口２２の縁２４を越えて延びる。フランジ２６は底状構造を与える。フランジ２６の少なくとも一部分が下方開口２２の縁２４を越えて延びているならば、フランジ２６は環状である必要はないことを了解されたい。

このようにして、プラスチック構成部品１４は金属構成部品１２に固定又は鎖錠される。即ち、下方開口２２において、金属構成部品１２は、フランジ２６と金属構成部品１２の周りに配置されたプラスチック構成部品１４の外側部分との間に挟み付けられる。換言すれば、フランジ２６は、金属構成部品１２の下方開口２２の一方側で下方開口２２の縁２４から外方に延び、又、プラスチック構成部品１４は金属構成部品１２の下方開口２２の他方側で下方開口２２の縁２４を越えて延びる。

下方開口２２の湾曲縁２４は、プラスチック構成部品１４を金属構成部品１２に固定するさいに補助をする。更に詳しく言えば、フランジ２６は下方開口２２から外方に且つ金属構成部品１２へ下方に下方開口２２の上方曲げ縁２４を越えて延びる。

図１に最もよく示すように、下方開口２２の使用が、プラスチック構成部品１４を金属構成部品１２に取り付ける多数の点を許す。更に、この種の接続は、プラスチック構成部品１４を金属構成部品１２に固定するためにネジ又はリベット等の機械的締結具の必要性を排除する。また、プラスチック構成部品１４を金属構成部品１２に固定するために、プラスチック構成部品１４内に金属構成部品１２をカプセルで包み込む必要はない。この接続は、１回の成形動作を行うように、プラスチック構成部品１４の成形を許し且つプラスチック構成部品１４を金属構成部品１２に固定することを許す。これは、金属構成部品１２及びプラスチック構成部品１４を有する一体部品１０を作る。

図１は、特に一連の３個の取付部品を示す。この斜視図から見られるように、２個の上方開口１８が示され、プラスチック・フランジ２６が下方開口２２を覆っていることが容易に見られる。更に、１個の下方開口２２から起こるプラスチック構成部品１４が示される。プラスチック構成部品１４のこの部分３０は、金属構成部品１２の周りに完全に成形される。両側にあるプラスチック構成部品１４は、中子工具に必要な開口を有する。

本発明に基づく部品１０の好適製造方法においては、射出成形が用いられる。部品１０を成形するために、金属構成部品１２が先ず設けられる。好ましくは、上方開口１８及び下方開口２２を有する金属構成部品１２が、油圧成形される。金属構成部品１２は、適切な鋳型空所に置かれる。再び、金属構成部品１２が単独の鋳型空所に置かれてもよいことを理解されたい。次いで、中子工具が上方開口１８から挿入され、下方開口２２に隣接して定置される。次いで、プラスチック構成部品１４が適切なプラスチック材料から射出成形される。任意の開口１６が、プラスチック構成部品１４に同時に成形されることもできる。

中子工具は２つの主な機能を与える。第１は、それは金属構成部品１２を支持してそれを成形動作中に崩壊から守る。更に、中子工具は、金属構成部品１２の下方開口２２の一方側で鋳型空所を与えて、金属構成部品１２の下方開口２２の一方側でフランジ２６の成形を許す。即ち、中子工具が鋳型空所を与えるので、それは成形動作中にプラスチック材料で金属構成部品１２を満たすことを排除する。同様に、中子工具の使用は、プラスチック構成部品１４内に金属構成部品１２をカプセルで包み込む必要なしに、プラスチック構成部品１４の接続を許す。

射出成形が部品１０を製造する現在好適方法ではあるが、任意の他の成形技術が本発明の範囲内で用いられてもよいことを了解されたい。これらは、圧縮成形、射出圧縮成形、押出圧縮、気体補助又は水補助プレス成形、低圧成形、押出吹込成形、熱成形、又は回転成形を含む。

本発明に基づいて作られた部品１０は、前方端モジュール及びドアー系統等の車両構造構成部品を与えるために製造されうることを容易に了解されるであろう。しかし、本発明の使用はそれに限られない。本発明は、プラスチック構成部品が金属構成部品に固定される任意の用途に用いられうる。本発明は、油圧成形によって成形された閉鎖断面金属構成部品と共に使用することに特に適してもいる。

図３は、本発明に基づく別の実施例の斜視図である。図３の実施例において、金属構成部品１２及びプラスチック構成部品１４が設けられる。両構成部品は、図１及び２に関して述べたものと類似する。図３の実施例において、強化リブ又はガセット３２が設けられる。リブ３２は、プラスチック構成部品１４に強度を与える。これらの強化リブ３２は、プラスチック構成部品１４のいずれの箇所に配置されてもよい。更に、図３は別のフランジ形状を示す。図示するフランジ２６′はほぼ矩形である。再び、図３に示すフランジ２６′はほぼ矩形ではあるが、それは任意の形状を採りうることを了解されたい。

図４は、別の実施例の横断面図である。図４の実施例においては、下方開口２２は一連の開口を含む。フランジ２６”は各下方開口２２の縁を越えて延びている。このようにして、細長いフランジ２６”が成形される。好ましくは、フランジ２６”は、各下方開口２２上に１個の連続フランジを含む。しかし、別個のフランジが用いられてもよい。

図４に示すように、一連の下方開口２２は、金属構成部品１２の異なる面にある。一連の下方開口２２は、金属構成部品１２の同一面にあってもよいことを了解されたい。更に、リブ（図示せず）が追加されてもよい。リブはフランジ２６”を相互に接続する。即ち、リブは、図４に横断面で示す金属構成部品１２の各壁間に延びている。リブは、構造に強度を追加するために用いられてもよい。

本発明は実例の仕方で記載された。使用された言語は、限定と言うよりはむしろ記載用語の本質の中にあるように意図されていることを理解されたい。明らかに、多くの変更が上記技術から照らして可能である。従って、本発明の範囲は添付特許請求の範囲によって特定されることを理解されたい。

本発明に基づいて作られた部品の斜視図である。 図１の２−２線から見た横断面図である。 本発明に基づく別の実施例の斜視図である。 別の実施例の横断面図である。

Claims (21)

1. 第１開口を有する金属構成部品と、前記金属構成部品の少なくとも一部分の周りに配置されるプラスチック構成部品とを含み、前記プラスチック材料は、前記第１開口を貫通し且つ前記第１開口の一方の側にフランジを有し、前記プラスチック構成部品を前記金属構成部品に固定する、プラスチックと金属の一体の部品。
2. 前記第１開口は縁によって境界を規定され、前記フランジは前記第１開口の一方側の前記縁から外方に延び、前記プラスチック材料は前記開口の反対側の前記縁を越えて延びる請求項１に記載の部品。
3. 前記フランジは環状である請求項１に記載の部品。
4. 前記フランジは矩形である請求項１に記載の部品。
5. 前記プラスチック部品はリブを有する請求項１に記載の部品。
6. 前記金属構成部品は閉鎖横断面を含む請求項１に記載の部品。
7. 前記金属構成部品は第２開口を有する請求項６に記載の部品。
8. 前記第２開口は前記第１開口の反対側で前記金属構成部品上に配置される請求項７に記載の部品。
9. 前記第１開口の前記縁は湾曲される請求項１に記載の部品。
10. 前記フランジは前記第１開口の前記湾曲された縁を越えて延びる請求項９に記載の部品。
11. 前記第２開口は前記金属構成部品の第２縁によって境界を規定され、前記第２縁が折り曲げられる請求項７に記載の部品。
12. 前記プラスチック部品はそこを貫通する取付穴を有する請求項１に記載の部品。
13. 前記第１開口は一連の開口を含む請求項１に記載の部品。
14. プラスチック構成部品を金属構成部品に取り付ける方法であって、
    第１開口を有する金属構成部品を設ける工程と、
    金属構成部品をダイに置く工程と、
    前記第１開口の一方の側に工具を定置する工程と、並びに
    前記金属構成部品の少なくとも一部分の周りで且つ前記第１開口を介して成形して、前記プラスチック構成部品が前記第１開口の一方の側にフランジを成形し、前記プラスチック構成部品を前記金属構成部品に固定する工程と、を含む方法。
15. 前記第１開口は縁によって境界を規定され、且つ該縁を湾曲させる工程を更に含む請求項１４に記載の方法。
16. 前記金属構成部品は閉鎖横断面を含む請求項１４に記載の方法。
17. 前記金属構成部品は第２縁によって境界を規定された第２開口を有する請求項１６に記載の方法。
18. 前記金属構成部品の前記第２縁を曲げる工程を更に含む請求項１７に記載の方法。
19. 前記第２開口から工具を挿入することによって前記第１開口の一方の側に前記工具を定置する工程を更に含む請求項１７に記載の方法。
20. 前記プラスチック構成部品内にリブを成形する工程を更に含む請求項１４に記載の方法。
21. 前記フランジは前記第１開口の縁を越えて延びる請求項１３に記載の方法。

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