JP2006306389A - 運搬車両のドアアセンブリ - Google Patents

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Abstract

【課題】運搬車両等の製品にバッフル、補強、シ−ルおよびこれらと同等の物を提供するための部材を提供する。
【解決手段】バッフル、補強、又はシールのための部材10が開示される。通常、部材10は、キャリア部材12と、キャリア部材12上に配置される活性化可能な材料14とを含む。
【選択図】図1

Description

[発明の分野]
本発明は、概して、運搬車両等の製品にシール、バッフル、補強、又はこれらの組み合わせを提供する部材に関する。
[優先権の主張]
本願は、2005年4月28日に出願された米国仮特許出願第60/675,581号の出願日の利益を主張する。
[発明の背景]
産業、特に運輸産業において、運搬車両等の製品にバッフル、シール、構造補強およびこれらと同等の物を提供するための部材を設計することは長い間の課題であった。例えば、米国特許第5,755,486号、第4,901,500号、及び第4,751,249号には、従来技術の装置が記載されている。
しかしながら、こうした部材の設計に問題がある場合がある。一例として、構造体の形状又は構成が、その構造体への部材の組み付けを難しくする場合がある。別の例として、製品、特に運搬車両は、動作中に様々な力を受ける可能性があるとともに様々な望ましくない騒音を引き起こす可能性がある。さらに、これらの力及び/又は騒音を打ち消すには、新たな固有の補強材、シール、又はバッフルの作製が必要な場合があるが、これらの設計は困難であり得る。したがって、本発明は、上記の問題又は困難の1つに対処するか、又は以下の開示から明らかとなるであろう他の問題又は困難に対処する部材を提供する。
発明の概要
本発明は、自動車または比較的大型の運搬車両等の製品の構造体にシール、バッフル、補強、又はこれらの組み合わせを提供する部材に関する。この部材は、必須ではないが通常は少なくとも1つの取付機構を有する、キャリア部材を含む。活性化可能な材料がキャリア部材上に配置され、この活性化可能な材料は、通常は活性化されて流動、硬化、膨脹、又はこれらの組み合わせを生じることで、好ましくは製品の構造体に部材を接着させる。1つの好適な実施形態では、補強材は、運搬車両の密閉体(closure)(例えばドア)内で用いられる。
本発明の特徴及び創作的側面は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、及び図面によりさらに明らかになる。以下はその簡単な説明である。
好適な実施形態の詳細な説明
本発明は、製品の1つ又は複数の構造体にシール、バッフル、補強、又はこれらの組み合わせを提供するのに適した部材の提供に関する。1つ又は複数の構造体及びこれらの組み合わせにより、この部材が提供する機能的属性(例えば、遮音、シール、強度、これらの組み合わせ等)によって製品にとって一般的に望ましいシステム又はアセンブリを形成することができる。この部材は、ボート、列車、建物、機器、住宅、家具等の種々の製品の様々な構造体とともに用いることができる。しかしながら、この部材は、運搬車両の構造体又はアセンブリへの適用に特に適していることが分かっている。概して、この部材は、運搬車両のボディ、フレーム、エンジン、フード、ドア、トランク、バンパー、又は、これらの組み合わせ等の部品等、種々の構造体に適用することができる。
この部材は通常、以下のうち1つ又は複数を含む。
i)必須ではないが通常は外面及び1つ又は複数のリブ又はリブ構造体を含む、キャリア部材、
ii)キャリア部材の外面上に又は外面に隣接して配置される活性化可能な材料、
iii)任意的な構成である、製品の構造体に部材を取り付ける又は組み付けるのを補助する1つ又は複数の取付機構、及び
iv)任意的な構成である、物体を貫通させる1つ又は複数の開口(例えば、空胴、貫通孔等)。
本発明に用いられる場合、活性化可能な材料という文言は、活性化することにより、硬化、膨脹(例えば発泡)、軟化、流動、又はこれらの動作の組み合わせを実現できる材料を意味する。したがって、本発明では、特記されない限り、活性化可能な材料を活性化させて、前述の動作の1つのみ又は前述の動作の任意の組み合わせを実行できるものとする。
概して、本発明の部材は、製品の構造体にシール、バッフル、補強、これらの組み合わせ等のいずれかを提供することができる。しかしながら、この部材は、製品の構造体に、特に運搬車両に補強を提供するのに特に有用であることが分かっている。この部材を用いて、車両が別の物体と衝突することで生じる力、走行中の地形条件により生じる力及び振動等、様々な原因から生じ得る様々な力に対して構造体を補強することができる。特定の一実施形態では、この部材は、特に車両の移動又は動作中の車両の部品に対する空気抵抗により生じる力を打ち消すために用いられる。通常、こうした部品は、必須ではないが車両から外側に延伸する。運搬車両(例えばトラック)の使用中にこの車両のドアに上記のような力を加え得る1つの例示的な部品は、ミラーアセンブリである。
図1及び図2には、製品の1つ又は複数の構造体に、特に運搬車両の構造体にシール、バッフル、補強、これらの組み合わせ等を提供する、本発明による1つの例示的な部材10が示されている。部材10は、キャリア部材12及び活性化可能な材料14を含む。
概して、キャリア部材は様々な構成で成形され得る。図示の実施形態では、キャリア部材12は、第1又はベース部分18と、そこから延伸する第2又はネック部分20とを含む。ベース部分18はほぼ矩形として図示されており、ネック部分20はベース部分18のコーナ領域から外側(例えば上方)に延伸している。
概して、キャリア部材12(例えば、ベース部分及びネック部分を含む)は、ほぼ凹状の内面26の反対側にほぼ凸状の外面24がある、シェル形壁(shell shaped wall)22を有する。凹状の内面26は、空胴30を実質的に画定し、複数の交差リブ34がベース部分18、ネック部分20、又はこれら両方において空胴30内に位置する。図示のように、リブ34は、縦方向および横方向に延びて交わる、水平方向及び鉛直方向に延びて交わる、又はこれらの組み合わせとして表される。
活性化可能な材料又は膨脹性材料14は、様々な構成でキャリア部材12上に配置することができる。これは、キャリア部材に取り付けられる部材の上に配置されてもよく、又はキャリア部材12の上に直接的に配置されてもよい。図示の実施形態では、活性化可能な材料は、キャリア部材12の外面24上に直接的に配置され、通常は外面24上に接着され、図示のように、活性化可能な材料は、外面24の表面積の大部分(例えば、少なくとも40%、あるいは、60%、80%、又はそれ以上)を覆う。
部材10は通常、キャリア部材12あるいは活性化可能な材料14、又はこれら両方に画定される1つ又は複数の開口(例えば、空胴又は貫通孔)を含む。図示の特定の実施形態では、キャリア部材12は、キャリア部材12の種々の領域に貫通している貫通孔として示される6つの開口38、40、42を含む。
好適な実施形態では、キャリア部材12は、少なくとも1つ(例えば、1つ、2つ、3つ、又はそれ以上)の取付機構46を伴う少なくとも1つ(例えば、1つ、2つ、3つ、又はそれ以上)の貫通孔38を含む。図示の特定の実施形態では、これら貫通孔38の1つは、キャリア部材12のネック部分20において、キャリア部材12、膨張性材料14、又はこれら両方を貫通し、これら貫通孔38の少なくとも1つ(例えば2つ)は、ベース部分18において、キャリア部材12、膨張性材料14、又はこれら両方を貫通する。
取付機構46は、干渉嵌合ファスナ(interference fitting fasteners)(例えば、プラスチック、マイラー、金属、又は他の材料で形成され得る矢じり型又は球型ファスナ又は押しピン)、接着ファスナ、磁気ファスナ、これらの組み合わせ等、様々な構成で提供することができる。図示の実施形態では、取付機構46は、開口38内に少なくとも部分的に、又は開口38に直接的に隣接して配置される、金属(例えば、アルミニウム、鋼(例えば、G60亜鉛めっき鋼)、マグネシウム、鉄、または、これらの組み合わせ等)として示されている。取付機構46は、ほぼ平面状で円形又は円板形として示されている。取付機構46はまた、貫通孔38の全体に、又は貫通孔38の全体に隣接してほぼ広がるものとして示されており、キャリア部材12の両側からアクセス可能であるものとして示されている。取付機構46の1つ又は複数は、それに対応する開口38がクリアランスホール又は他の開口(例えば、製品の部品の収容及び/又は受け入れ用の)として開いたままにすることができるように、取り外すことができる。
同様に図示の実施形態に含まれるものとして、貫通孔40の少なくとも1つが、キャリア部材12のネック部分20の遠位端52から外側に延びる延長部50に貫通している。さらに、2つの他の貫通孔42(通常は合成材(compound)が通過する通路に適している)が、キャリア部材12のベース部分18を貫通するものとして示されている。
一実施形態では、本明細書に記載される膨張性材料のいずれかであり得るバッフル用の(baffling)膨張性材料を、延長部50上若しくは延長部50に隣接して、又はキャリア部材の別の場所に配置することができる。このような実施形態では、バッフル用の膨張性材料は通常、さらに後述するように膨脹して構造体の空胴内に広がり、音又は材料がその空胴を通過するのを阻止する。
図示の実施形態では、壁22を含むキャリア部材12、リブ34、及び延長部50は、全て、膨張性材料14とは異なる単一の材料から一体的にモールド成形(integrally molded)される、又は、膨張性材料14とは異なる単一の材料から形成(formed of single material)される。適した材料としては、例えば、充填された、又は、充填されていない、(例えば、ガラス又はケブラーの補強繊維が充填された)金属又は高分子材料(例えば、ナイロン、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、成形コンパウンド、又は他のもの)を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
活性化可能な材料、キャリア部材、取付機構、及び開口又は貫通孔を含むがこれらに限定されない、図1及び図2の部材の具体的な形状、構成、材料、及び他の詳細は、特記されない限り、本発明の範囲内で変更することができることを理解すべきである。当業者であれば、本発明の部材に関して、本発明の範囲内において他の形状、構成、及び材料を得ることができる。
本発明の部材には様々な活性化可能な材料を用いることができる。一実施形態では、活性化可能な材料又は膨張性材料は、熱活性化材料で形成することができ、熱に曝されると流動、硬化(例えば熱硬化性)、発泡、又はこれらの組み合わせを生じることができる。活性化可能な材料は、概ね乾燥した手触りでほぼ非粘着性であってもよく、又は粘着性であってもよく、いずれの状況でも、任意の形態の所望のパターン、配置、又は厚さで成形することができるが、ほぼ均一な厚さであることが好ましい。例示的な膨張性材料としては、ミシガン州ロメオのL&L Products. Inc.から入手可能なL−5200、L−5220、L−7102、L−7220発泡材料(foams)が挙げられる。別の例示的な膨張性材料は、2004年6月15日に出願された「Expandable Material」と題する米国特許出願第10/867,835号に開示されており、当該出願はあらゆる目的で参照により本明細書に援用される。
他の熱活性化材料で構成することも可能であるが、好適な熱活性化材料は、膨張性ポリマー又はプラスチックであり、発泡性のものであることが好ましい。特に好適な材料は、エラストマー系、エポキシ系、アクリレート系、又はアセテート系の発泡材料であり、これは構造用、シール用、バッフル用、吸音用(acoustic)、又はこれらの組み合わせで構成することができる。例えば、限定はされないが、発泡材料は、αオレフィンを有するエチレン共重合体又は三元共重合体を含む、エポキシ系材料で構成することができる。共重合体又は三元共重合体として、重合体は、2つ又は3つの異なる単量体、すなわち類似の分子と結合可能な高い化学的反応性を有する低分子量の分子から構成される。
多くのエポキシ系の、又は他のものをベースにしたシール用、バッフル用、又は吸音用の発泡材料が、当該技術分野で既知であり、本発明で用いることができる。典型的な発泡材料としては、適切な材料(通常は、発泡剤及び硬化剤)と混合されると、加熱時または特定の環境条件の発生時に確実且つ予測可能な方法で膨張及び硬化する、エポキシ樹脂又はエチレン系ポリマー等の高分子基材が挙げられる。熱活性化材料に対する化学的見地からすると、構造発泡材料は通常、硬化の前に、まず流動性熱可塑性プラスチックとして処理される。これは硬化時に架橋結合し、材料は流動性を失う。
従来技術の材料よりも優れた好適な構造発泡材料の1つの利点は、好適な材料はいくつかの方法で処理できることである。好適な材料は、射出成形、押し出し成形、圧縮成形、又はミニアプリケーターによって処理可能である。これによって、部品設計において、ほとんどの従来技術の材料が有する機能を超える形成および創作が可能になる。
好適な材料を開示してきたが、他の材料、特に、熱によって活性化されるか、又は或る環境条件(例えば、湿気、圧力、時間、化学反応等)によって活性化され、選択された用途に適した条件下で予測可能且つ確実な方法で膨脹及び/又は硬化する材料も、同様に用いることができる。当然ながら、材料は、活性化不可能な材料、非膨張性材料、又は他の材料で形成することもできる。したがって、活性化すると、材料は軟化、硬化、及び膨脹するか、軟化及び硬化のみするか、硬化のみするか、軟化のみするか、又は活性化不可能であり得る。
膨張性材料の一例は、米国特許第6,131,897号に開示されているエポキシ系樹脂であり、当該特許の教示は参照により本明細書に援用される。他の可能性のある材料としては、ポリオレフィン系の材料、少なくとも1種類の単量体であるαオレフィンを有する共重合体又は三元重合体、フェノール/ホルムアルデヒド系の材料、フェノキシ系の材料、熱可塑性材料、及びポリウレタン材料が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、米国特許第5,766,719号、第5,755,486号、第5,575,526号、及び第5,932,680号も参照されたい(参照により援用される)。一般的に、この材料の望ましい特性として、比較的高いガラス転移温度(通常は、70℃より上)及び接着耐久性が挙げられる。これにより、材料は慨して、自動車製造者が採用する構造材料(material system)には干渉しない。
他の例示的な膨張性材料としては、以下のもののうち2つ以上の組み合わせが挙げられる。エポキシ樹脂、ポリスチレン、スチレンブタジエンスチレン(SBS)ブロック共重合体、ブタジエンアクリロニトリルゴム、非晶質シリカ、ガラス微小球、アゾジカルボンアミド、尿素、ジシアンジアミド。こうした材料の例は、SIKAELASTOMER、SIKAREINFORCER、及びSIKABAFFLEという商品名で販売されており、ミシガン州マディソンハイツのSika Corporationから市販されている。
材料が熱によって活性化される熱膨張性の材料である用途では、発泡材料を含む材料の選択および配合に関連する重要な考慮事項は、材料の反応又は膨張、場合によっては硬化が始まる温度である。通常、発泡材料は、自動車組み立て工場において、例えば塗装、プライマー、又はイーコートの塗装焼き付け若しくは硬化(e-coat baking or curing)の工程中に、高温又は高いエネルギーレベルで自動車部品とともに発泡材料が処理されるときに生じる温度等、より高い処理温度で反応又は活性化する。自動車の組み立て作業において生じ得る温度は、約148.89℃〜204.44℃(華氏300度〜400度)の範囲であり得るが、ボディ及び塗装工場の用途においては、一般に約93.33℃(約華氏200度)以上である。必要に応じて、発泡剤の活性剤を組成物に組み込んで、上記の温度範囲以外の異なる温度で発泡させることもできる。概して、適した膨張性発泡材料は、約0〜1000%以上に及ぶ体積膨脹範囲(例えば、材料の元の膨脹していない体積の50%、100%、200%、又は500%以上の体積膨脹)を有する。
材料又は媒体は、減衰特性を有する活性ポリマーか、又は他の熱活性化ポリマー(例えば、発泡性ホットメルト接着剤ベースポリマー又は膨張性構造発泡材料であり、その例としては、オレフィンポリマー、ビニルポリマー、熱可塑性ゴム含有ポリマー、エポキシ、ウレタン等が挙げられる)で少なくとも一部を被覆することができ、こうしたポリマーは、バッフル技術、当該技術分野で既知の教示によるダイカスト塗布、バッフル及びブラダシステムの使用を含み得るポンプ圧送可能な塗布システム、及び吹き付け塗布を用いて、金型に沿って配置される。
形成
キャリア部材12に用いられる材料に応じて、いくつかの異なる形成技法を用いて部材12を成形することができる。例えば、スタンピング、押し出し成形、モールド成形(molding)、又は他の技法を用いることができる。したがって、取付機構46がある場合、これは同様にいくつかの異なる方法でキャリア部材12とともに形成すなわち一体化することができる。一例として、取付機構46は、キャリア部材12と同じか又は異なる材料で一体成形又は他の方法で形成することができる。
図示の実施形態では、キャリア部材12は、取付機構46の表面、延長部、又は図示のように周縁等の一部がキャリア部材12の材料に実質的に包み込まれるように成形(例えば射出成形)される。この実施形態では、取付機構46は成形機(例えば射出成形機)の金型に入れられ、キャリア部材12の材料が取付機構46の上記一部(例えば周縁)も包み込みながら成形することができる。
上述のような活性化可能な材料14も、複数の異なる方法で処理することができる。したがって、活性化可能な材料14は、部材10を形成するための様々な技法を用いてキャリア部材12に取着することができる。例示的且つ好適な一実施形態では、キャリア部材12は、インサートとして射出成形機の金型に入れられ、活性化可能な材料は、キャリア部材12に接着するように所定位置にインサート射出成形される。別の好適且つ例示的な実施形態では、部材10は2ショット射出成形によって形成され、第1ショットの材料の射出でキャリア部材12を形成し、第2ショットの材料の射出成形で活性化可能な材料14を形成及び/又は取着して、活性化可能な材料14をキャリア部材12に対して位置決めする。取付機構46を活性化可能な材料14とともに所定位置に成形するか、又は活性化可能な材料14と他の方法で一体化してもよい。
取着
本発明による部材は、様々な製品の様々な場所に取着することができる。概して、本発明による部材は、内部空胴を画定する構造体への取着に非常に適している。このような状況では、部材は、構造体のシール、バッフル、又は補強を提供するために構造体の空胴内に配置することができる。
本発明の取付機構が用いられる場合、これは部材を構造体に少なくとも仮付けするために用いてもよく、こうした取付機構は、部材を取着する構造体及び/又は用いる取付機構のタイプに応じて変わる。例えば、多くの干渉嵌合タイプの取付機構は、部材を構造体の空胴内に少なくとも仮付けするために取付機構を構造体に取り付けるように構造体の開口(例えば貫通孔)に挿入することができる部分(例えば、大きな若しくは球状の部分、又は矢じり形の先端部分)を含む。
図示の実施形態では、部材10は、運搬車両の密閉パネル又はドア70の本体68の第1又は前ピラー部分若しくは構造体64及び上部前方部分66として示されている製品の、構造体62の空胴60内に配置される。部材10を空胴60内に配置すると、取付機構46が構造体62の表面に隣接するか又は表面と接触することが好ましい。その後、金属取付機構46は、例えば溶接ガン又は他の道具を用いて構造体62に溶接(例えば、電気抵抗、熱、振動、又は他の方法により溶接)される。
補強すべき構造体に対して適切に配置されると、活性化可能な材料14が、流動、膨脹、硬化、又はこれらの組み合わせのために活性化される。このような活性化中に、活性化可能な材料は通常、空胴60を画定する構造体62の1つ又は複数の壁又は表面74に接着する。さらに、部材10は構造体62にバッフル、シール、補強、又はこれらの組み合わせを提供することができる。上記で示唆したように、こうした補強、バッフル、又はシールは、様々な場所に設けることができ、複数の様々な騒音を低減すること、複数の様々な力に対する安定性を提供すること、及び複数の様々な流体に対するシールを提供することができる。
図示の実施形態では、部材10は、運搬車両のドア70の前構造体62に補強を提供するのに特に長けている。図から分かるように、ドア70は、ミラーアセンブリ82及び/又はライトアセンブリ(例えば、スポットライト取り付けブラケット)等の部品が通常は取り付けられる取り付け構造体(mounting structure)80を含む。図示のように、部材10は、取り付け構造体80に隣接して、より詳細には取り付け構造体80のすぐ前に配置される。運搬車両の使用中、通常は空気によってミラーアセンブリ82に対して力が加わり、このミラーアセンブリ82はさらに、取り付け構造体80、補強された構造体62、又はこれら両方に力を加える。このような力は、構造体62を、特にドア70の構造体62の前縁88を、車両から離れる方向に付勢する望ましくない傾向があり得るため、これによりさらに、望ましくない騒音(例えば、前縁88のそばを流れる風による騒音)、疲労(例えば、ドア金属が曲がることにより生じる疲労)、又は他の望ましくない影響が引き起こされ得る。しかしながら、有利なことに、部材10は、構造体62、取り付け構造体80、又はこれら両方に、上記のような力に対する補強を与え、構造体62の前縁88が外側に付勢されるのに少なくとも部分的に抵抗することができる。
特記されない限り、本明細書に示される種々の構造の寸法及び形状は、意図的に本発明を制限するものではなく、他の寸法又は形状に設定することも可能である。複数の構造部品を単一の一体構造によって提供してもよい。これに代えて、単一の一体構造を個別の複数の部品に分けてもよい。さらに、本発明の特徴は、図示の実施形態の1つのみに関して説明されているかもしれないが、こうした特徴は、任意の所与の用途で他の実施形態の1つ又は複数の他の特徴と組み合わせてもよい。本明細書における独自の構造の製造及びその動作も本発明による方法を構成することが、上記から同様に理解されるであろう。
本発明の好適な実施形態を説明した。しかしながら、本発明の教示の範囲内である程度の変更が可能であることが、当業者には認識されるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲を検討することによって本発明の真の範囲及び内容を判断すべきである。
本発明の一態様による例示的な部材の第1の側の側部斜視図である。 図1の例示的な部材の第2の側の側部斜視図である。 本発明の一態様による運搬車両の構造体に組み付けられた、図1及び図2の例示的な部材の斜視図である。

Claims (10)

  1. 前記運搬車両のサイドドアの構造体であって、内部空胴を画定する前記サイドドアの前方部分である、構造体と、
    前記構造体の前記内部空胴内の補強部材であって、
    i)キャリア部材、及び
    ii)前記キャリア部材と前記内部空胴を画定する前記構造体の壁とに接着される材料
    を含む、補強部材と
    を備える、運搬車両のドアアセンブリ。
  2. 前記運搬車両から外側に延びる該運搬車両の部品をさらに備え、前記補強部材は、前記運搬車両の使用中に、空気が前記部品を押すことによって生じる1つ又は複数の力に対して前記構造体を補強する、請求項1記載の運搬車両のドアアセンブリ。
  3. 前記部品は、ミラーアセンブリ又はスポットライト取り付けブラケットである、請求項2記載の運搬車両のドアアセンブリ。
  4. 前記キャリア部材は、ベース部分及び該ベース部分から延びるネック部分を含む、請求項1,2または3のいずれかの項記載の運搬車両のドアアセンブリ。
  5. 前記キャリア部材は、縦方向および横方向に延びて交わるか、水平方向及び鉛直方向に延びて交わるか、又はこれらの組み合わせであるリブを含む、請求項1,2,3または4のいずれかの項記載の運搬車両のドアアセンブリ。
  6. 前記キャリア部材は少なくとも1つの開口を有し、1つ又は複数の金属取付機構が前記キャリア部材に接続され、前記取付機構は、ほぼ平面状であり、前記少なくとも1つの開口内に少なくとも部分的に配置される、請求項1,2,3,4または5のいずれかの項記載の運搬車両のドアアセンブリ。
  7. 前記1つ又は複数の取付機構のそれぞれの一部が、前記キャリア部材の前記材料によって実質的に包み込まれる、請求項6記載の運搬車両のドアアセンブリ。
  8. 前記1つ又は複数の取付機構それぞれの前記一部は、前記1つ又は複数の取付機構の周縁である、請求項7記載の運搬車両のドアアセンブリ。
  9. 前記キャリア部材は、高分子材料で形成され、前記キャリア部材及び前記構造体に接着される前記材料は、熱硬化性発泡材料である、請求項1乃至8のいずれかの項記載の運搬車両のドアアセンブリ。
  10. 前記運搬車両は大型トラックである、請求項1乃至9のいずれかの項記載の運搬車両のドアアセンブリ。
JP2006124543A 2005-04-28 2006-04-28 運搬車両のドアアセンブリ Pending JP2006306389A (ja)

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