JP2005535470A - 改良されたサイドシルトリム部品と該部品を成形する方法 - Google Patents

Abstract

改良されたサイドシルまたはロッカーパネルトリム部品と該部品を成形する方法とを提供する。この方法においては、実質的に“C”字形の断面形を有する金型キャビティ(53)が作製され、該キャビティには一対の末端キャビティ部分(56、58)が備えられる。該キャビティの中点と前記末端部分の一つとの間に、一体蝶番を形成するためのキャビティスペース(54)が備えられる。前記部品は、該部品に沿って延びる軸線、一対の脚部分、ならびに該脚部分を相互連結する中間部分を有する。該部品は、前記軸線に直交する実質的に“C”字形の断面形を有し、また前記中間部分は外装面を有し、前記脚は該外装面から離れるように延びている。前記脚の一つに隣接して、蝶番継ぎ手が備えられ、前記部品を該蝶番において曲げて実質的に閉じた“C”字配置とすることができるようになっている。

Description

本出願は、アメリカ仮(provisional)特許出願(出願番号60/401,873;2002年8月8日提出)の利点を主張するものである。

自動車トリム部品と保護用成形品とは、射出成形法によって製造されることが多く、細長い成形品の製造は、ガス支援(assisted)射出成形法によって非常に容易になる。ある種の用途においては、この細長い部品を横断面が“C”字形に近い深絞り(deep drawn)成形部品として作るのが望ましいことがある。

たとえば、部品の外部外装面(show surface)(すなわち、対向する大体水平の“C”の両端の間にある外部部品表面)が、部品の軸線と直交する断面で測定したときに大きな高さ寸法を有していて、該部品が路面に非常に接近して配置され、最小路面間隙を示すような、深絞りサイドシル(side sill)およびロッカーパネル成形品を提供するのが望ましい。このことは、美的な観点から好ましいばかりでなく、部品の低部配置により、空気せき止め効果に寄与して、運転中の自動車の空気力学的安定性を高めることに寄与するものである。

実質的に“C”字形の断面の深絞りプラスチック部品の成形は、難しい。対向する長さ方向配置の端が互いに近づいて間隔が減少する場合、精巧なスライド機構なしで部品を金型から取り出すのは難しい。

実質的に“C”字形の断面形を有するタイプのサイドシルまたはロッカーパネル部品を製造する方法を開示する。この“C”字形の断面形は、部品の軸線に直交するように配向される。ここでは、所望の断面形に一致するスペースを定める金型キャビティを作製する。この金型キャビティスペースは、対向末端部分を有し、それぞれの該末端部分が金型分割線に隣接して配置される。前記末端部分の間にある前記スペースの大体の中点を決定し、該中点と前記末端部分の一つとの間に、一体蝶番(a living hinge)を形成するためのキャビティスペースを備える。

溶融樹脂を前記キャビティ内に、前記蝶番を形成するためのキャビティスペースを越えて前記末端部分まで射出する。前記溶融樹脂を硬化させてから、部品を前記金型キャビティから取り出し、それによって、蝶番付きの取りつけ脚が実質的に“C”字形の断面形の部品の一つの末端部分に隣接して形成される、該部品を得る。この蝶番付きの取りつけ脚は、回転させて、前記部品が、実質的に閉じた“C”字配置となるようにすることができる。そうすれば、この回転させた取りつけ脚を、前記部品を自動車枠部材に固定するための部位として使用することができる。

前記部品自身は、該部品に沿って延びる軸線を有し、また、一対の脚部分、および該脚部分を相互連結する中間部分を有し、該部品が、前記軸線に直交する断面で見たとき実質的に“C”字形の断面形を有するようになっている。前記部品の前記中間部分は外装面を有し、前記脚は該外装面から離れるように延びている。前記脚の一つに隣接して、蝶番継ぎ手が備えられ、前記部品を該蝶番において曲げて、実質的に閉じた“C”字配置とすることができる。

本発明のその他の目的と利点は、以下の説明、添付の図面、および特許請求の範囲によって明らかになるであろう。

図１には、前部サイドシル4と後部サイドシル6トリム部品を有するタイプの自動車2を示す。場合によっては、これらのサイドシル部材はロッカーパネルと呼ばれる。これらの部材は自動車の枠部材の下に取りつけられ、前述のように、空気力学的な空気せき止め効果を生成させるのに有用である。

図５には、仕上げられたサイドシル500の内側部分が示してある。内側表面526は、固定手段たとえばクリップハウス(cliphouse)504および付随する取りつけスタッド516を備えており、これらは、蝶番付きの脚522とともに、サイドシル部材を必要な枠部材の下方に隣接して取りつけるのに用いられる。示されているように、サイドシル部材は、該部材に沿って延びる軸線524を有し、またこれらの製品の成形技術において普通であるように、部品にガス支援流路(gas assist channel)502を備えることができる。外装面(この図には示さない)には塗膜その他を備えて、きれいな美的外観を与えるようにすることができる。

図２には、本発明によって製造したサイドシルの横断面図を示す。ここでは、サイドシル10は、上部脚部材12と下部取りつけ脚14とを、中間部材とともに有する。該中間部材は、前記脚を連結し、外装面20と内側表面22とを有する。蝶番16が、ロッカーパネルの取りつけ脚部分に沿って備えられ、取りつけ脚14を図２底部に対して上方に回転させることができる蝶番関節または回転部位を与えるようになっている。取りつけ脚14には開口18を備えることができ、これはボルトその他の接合具のための固定部位として用いられ、サイドシル10の必要な枠構造への連結が容易になるようになっている。この図では、ロッカーパネルの軸線は参照番号24で示してあり、この軸は図２の面に垂直に上下に延びていると理解すべきである。この図に示すように、美的な魅力のある塗膜ラミネート層27が、この部品の外装面20を覆って備えられている。

図３は、図１に線と矢印3-３で示す平面で見た断面図であり、必要な自動車枠部材26へのロッカーパネルの取りつけを破線で示す。ここでは、ロッカーパネルの上部脚12が自動車枠に備えられた凹部28にぴったりと合うようになっており、取りつけ脚14の上方回転位置が破線で示され、参照番号30が付けてある。この位置では、ボルトその他を枠と取りつけ脚14の開口を貫通するように配置することができる。

図４には、本発明によるサイドシルを成形するための金型構造物が示してある。ここでは、三つ割型(three-part mold)が示してあるが、この金型は通常の二つ割型として作ることもできる。この図に示すように、この金型構造物は、雄型部分32、雌型部分34、およびスライド部材36から成る。示されているように、雄型部分と雌型部分とは、成形サイクルが完了したらスライダー36を図の面に関して下方にスライドさせることにより、これらの部材の一方または両方が水平面に沿って相互に移動できるので、互いに分離することができ、したがって部品を取りだすことができる。この金型には分割線50が備えられ、またゲート52が雄型を貫通して配置されており、溶融プラスチックの金型キャビティ53への入口となっている。金型キャビティ53は、該キャビティの中間部分60から離れるように延びている上部および下部末端部分56、58を有する。蝶番を形成するための要素54が金型部分の一つに備えられ、完成プラスチック部品に蝶番縦すじその他を規定することによって、一体蝶番が得られ、この蝶番によって、図３に示すように、完成部品の取りつけ脚を回転させて、必要な枠部材と連結することができる。

明らかに、キャビティの末端部分56、58は、成形サイクルが完了したときの、長さ方向に延びた完成部品の対向端に対応し、これらの端を形成させる。

本発明においては、サイドシルまたはロッカーパネルの成形方法が提供され、該方法においては、サイドシルが、該部品を貫通する軸線と直交する断面において実質的に“C”字形を有する。この成形法においては、金型キャビティ53が、前記部品の意図する断面形と一致するスペースを定める。

図４からわかるように、この金型キャビティは対向末端部分56、58を有し、また蝶番を形成するための要素がこれらの末端部分の一つに沿って備えられている。プラスチックが金型内に射出されて硬化させられたあと、必要な実質的に“C”字形の断面形を有する部品が取りだされる。蝶番取りはずし(detachment)脚がこの部品の端部分の一つに沿って備えられる。この部品は、自動車枠部材に隣接配置し、取りつけ脚を回転させて、該枠にしっかりと取りつけることができる。

図６は、部品の上部脚12と下部取りつけ脚14との間の角度関係を示す線図である。ここで、上部脚12は、線図上に位置aとして示されている。また、この線図のb1は、成形されるとき(すなわち、金型内)の取りつけ脚14の位置に対応するものである。ここで、脚a、b1間の角度は、金型内では180゜よりもわずかに小さい、ということがわかる。しかし、蝶番部材が備えてあるため、部品が完成し、取りつけ脚が必要取りつけ位置まで回転させられたとき、上部脚と下部取りつけ脚との間の角度を大きく増大させて、ほとんど閉じた円形断面となるようにすることができる。もっと具体的に言えば、この関係は点aとb2との間の角度位置によって示され、ここで、b2は、下部取りつけ脚14が回転移動して、たとえば図３に破線で示す位置に来たときの下部取りつけ脚の位置である。図からわかるように、この角度は180゜よりも大きく、示されているように、約225゜〜270゜である。これは、この独特の実質的に“C”または円形の断面は複雑な機構の使用なしでは直接には成形できない、という点で重要である。通常の金型は使用できない。というのは、この部品は、精巧な機構なしでは、この実質的にほとんど円形の形状のため、金型キャビティから取り出すことができないからである。したがって、ここで使用する“実質的に閉じた‘C’位置”という言葉は、端aとbが少なくとも180゜の角度関係を有するということを意味する。

このサイドシルの製造に使用できる溶融樹脂としては、多くの熱可塑性ポリマーを挙げることができる。これらのポリマーとしては、射出成形できる熱可塑性樹脂、たとえば、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン、アセタール、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、コポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、スチレン/アクリロニトリルブレンド、アクリロニトリル-ブタジエンスチレン/ポリカーボネートブレンド、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン/熱可塑性ポリウレタンブレンド、ポリブチレンテレフタレート/ポリカーボネートアロイ、オレフィン、熱可塑性ポリオレフィン、熱可塑性ポリエステル、ビニル樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ガラス繊維入りポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキシド、ポリカーボネートとポリブチレンテレフタレートとのブレンドおよびアロイ、ポリフェニレンエステル、ポリアミドとポリフェニレンエステルおよびオキシドとのブレンド、ならびにポリオレフィンとゴムおよび/またはエチレン-プロピレン-ジエンモノマーとのブレンド、がある。現状では、ポリプロピレンが好ましい。

前述のように、部品の外装面は好ましくは薄い塗膜で被覆できる。この被覆は、通常の同時成形(co-molding)法によって実現できる。その場合、塗膜をまず金型キャビティ内に備えつけたあと、溶融ポリマーが射出される。ポリマーは塗膜材料の片面に沿って融着し、塗膜の外側外装面が部品の完成表面に沿って存在することになる。

これらの同時成形またはインサート成形法で使用する塗膜ラミネートは、約0.508mm(0.020インチ)の厚さの裏地シートを有することができ、これに塗料層が付着させてあって、ラミネートの着色側となる。一般に、裏地シートは押出し熱可塑性シートから成る。

この塗膜ラミネートには、キャスト乾燥連続ペイント塗料から成る塗膜が裏地シート上に備えられている。塗膜は、単層(monocoat)、下塗り層上の透明層、または介在プリントもしくはデザインを備えた透明層と下塗り層、から成ることができる。必要であれば下塗り層、透明層、およびプリントまたはデザインを含むこの塗膜の厚さは、約12.7〜101.6μm(0.5〜4 mil)とすることができる。

この積層塗膜は市販されている。この塗膜は一般にロールの形で提供されるので、広げて、適当な“プレフォーム”寸法と形状に裁断し、射出成形用金型に備えつける準備をする。通常、このプレフォームは金型のキャビティ側面に沿って、塗面が金型キャビティ面に面するように配置される。場合によっては、このプレフォームは金型の中子側面に沿って配置することができる。このようにしたあと、金型をクランプし、必要な溶融樹脂を金型キャビティ内に射出する。金型内の熱と圧力の条件により、裏地シートが一部溶解し、射出樹脂と塗膜との溶融接着または融合が起こる。これらのプロセスに使用される射出成形用金型はリヤまたはエッジゲート付きのものであり、溶融樹脂が塗膜の裏面に沿って流れるようになっている。

塗膜ラミネートのプレフォームの作製法、およびラミネートと支持体のインサートまたは同時成形法は、たとえば、米国特許第5,599,608号(Yamamotoほか)、5,746,962号(Yamamoto)、5,759,477号(Yamamoto)、5,783,287号(Yamamotoほか)、5,968,444号(Yamamoto)、6,168,742号(Yamamoto)、および6,227,319号(Hardgroveほか)の各明細書に開示されている。これらの特許明細書の開示内容を参照されたい。

上で説明した方法とトリム部品とは、本発明の好ましい実施形態であるが、本発明はこれらの特に開示した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲に定める本発明の範囲を逸脱することなく変更を加えることができる、と理解すべきである。

前部および後部サイドシル部品を示す自動車の斜視図である。 本発明によるサイドシル部品の軸線に直交する平面で見た、該部品の断面図である。 図１に線と矢印3-3で示す平面で見た断面図であり、取りつけ脚の回転移動による枠への部品取りつけを破線で示す。 サイドシル部品を製造するのに使用される金型の模式断面図である。 本発明によるサイドシル部品の斜視図(orthogonal side projection)であり、該部品の取りつけ側を示す。 前記部品の長さ方向に延びる端またはへりの間の角度関係を示す線図である。

符号の説明

2 自動車
4 前部サイドシル
6 後部サイドシル
10 サイドシル
12 上部脚部材
14 下部取りつけ脚
16 蝶番
18 開口
20 外装面
22 内側表面
24 軸線
26 自動車枠部材
27 塗膜ラミネート層
28 凹部
30 14の上方回転位置
32 雄型部分
34 雌型部分
36 スライド部材、スライダー
50 分割線
52 ゲート
53 金型キャビティ
54 蝶番を形成するための要素、一体蝶番を形成するためのキャビティスペース
56 53の上部末端部分
58 53の下部末端部分
60 53の中間部分
500 サイドシル
502 ガス支援流路
504 クリップハウス
516 スタッド
522 蝶番付きの脚
524 軸線
526 内側表面
a 12の角度位置
b1 14の角度位置
b2 14が回転移動した角度位置

Claims (11)

1. サイドシルまたはロッカーパネル部品を製造する方法であって、該部品の軸線に直交する断面において実質的に“C”字形の断面形を有するタイプの前記部品に関する方法において、
   前記断面形に一致するスペースを定め、該スペースの対向末端部分を有し、それぞれの該末端部分が金型分割線に隣接して配置される金型キャビティを作製し、ここで、前記末端部分の間にある前記スペースの大体の中点を決定し、該中点と前記末端部分の一つとの間に、一体蝶番を形成するためのキャビティスペースを備え、
   ある量の溶融樹脂を前記キャビティ内に、前記蝶番を形成するためのキャビティスペースを越えて前記末端部分まで射出し、前記溶融樹脂を硬化させ、前記樹脂を前記金型キャビティから取り出し、それによって、蝶番付きの取りつけ脚が実質的に“C”字形の断面形の部品の一つの末端部分に隣接して形成される、前記実質的に“C”字形の断面形の部品を得る、
   ことから成ることを特徴とする方法。
2. 前記部品を覆う塗膜が同時成形されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記塗膜が、前記量の溶融樹脂を前記キャビティ内に射出する前に、前記キャビティ内に備えつけられることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記部品を自動車枠部材に隣接配置し、前記取りつけ脚を前記枠部材に向って回転移動させ、前記取りつけ脚部材を前記枠部材に固定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. サイドシルまたはロッカーパネル自動車部品を製造する方法であって、
   該部品が該部品に沿って延びる軸線を有し、該部品が、前記軸線と直交する断面で見たときに“C”字形を有し、また該部品が、間隔をとって配置された上部脚および下部脚ならびに該上部脚と下部脚とを相互連結する中間部分を有し、また該中間部分が、内側表面と外装面とを有し、前記脚がどちらも該内側表面から離れるように延びているような前記部品に関する方法において、
   前記“C”字形に一致するスペースを定め、該スペースの対向末端部分を有し、該スペースの該末端部分が互いに180゜よりも小さな角をなすように相対配置される金型キャビティを作製し、
   前記対向末端部分の一つの近くの前記スペース内に一体蝶番を形成するためのスペースを備え、
   ある量の溶融樹脂を前記キャビティ内に、前記スペースを実質的に満たして、前記蝶番を形成するためのスペースを越えて流れるように射出し、前記溶融樹脂を硬化させて、前記樹脂を前記キャビティから取り出し、
   それによって、前記脚の一つが、前記部品の一端に沿って形成されて回転移動に適した蝶番付きの取りつけ脚を定めて、前記上部脚および下部脚を互いに実質的に閉じた“C”字位置に相対配置することができるようになっている、サイドシルまたはロッカーパネルが得られる、
   ことから成ることを特徴とする方法。
6. 前記上部脚と下部脚とを互いに約180゜〜270゜の角度をなすように相対配置することができることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記上部脚と下部脚との前記末端部分を互いに約225゜〜270゜の角度をなすように相対配置することができることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. サイドシルまたはロッカーパネル自動車部品であって、
   該部品が該部品に沿って延びる軸線を有し、該部品が、一対の脚部分および該脚部分を連結する中間部分を有し、該部品が、前記軸線と直交する実質的に“C”字形の断面を有し、前記中間部分が外装面を有し、前記脚が該外装面から離れるように延びており、前記脚の一つに隣接して蝶番付きの継ぎ手を備え、該部品を前記蝶番において曲げて実質的に閉じた“C”字配置とすることができる、
   ことを特徴とする自動車部品。
9. 前記脚が互いに約180゜〜270゜の角度をなすように相対配置されることを特徴とする請求項８に記載の自動車部品。
10. 前記脚が互いに約225゜〜270゜の角度をなすように相対配置されることを特徴とする請求項９に記載の自動車部品。
11. さらに、前記外装面を被覆する塗膜ラミネートを有することを特徴とする請求項８に記載のサイドシル自動車部品。

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