JP2007021563A - アルミ押出中空パネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 開空間状に形成された部位が精度よく位置決めされ、かつ製法を簡略化したアルミ押出中空パネルを提供する。
【解決手段】 押出成形により、パネル本体２０とガイドレール２２とが一体的に形成されるものである。パネル本体２０は、押出方向に垂直な断面内において第２リブ１６によって板状体１２間に多数の閉鎖空間に仕切られ、且つその状態で押出方向に延びる形状に形成されている。ガイドレール２２は、押出方向に垂直な断面内において開空間として形成され、且つその状態で押出方向に延びる形状に形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、アルミ押出中空パネル及びその製造方法に関するものである。

従来、自動車のフロアパネル等のパネルに、スライドドア等を案内するためのガイドレールを組み付けることが行われている。例えば、下記特許文献１に開示されたフロアパネルのフロアパネル本体では、ガイドレールを溶接することによって固定している。また、下記特許文献２に開示されたクォータアウタパネルでは、ガイドレールを締結して固定している。また、下記特許文献３に開示されたドアインナパネルでは、このドアインナパネルにガイドレールを重合するとともに複数箇所でボルト・ナットによって締結している。これらスライドドア等のためのガイドレールは、通常鉄板を曲げ加工することによって断面が開空間状に形成されるようにしている。
特開２００４−１６８１０６号公報 特開２００２−１４５１１６号公報 特開２００３−１２０１１６号公報

しかしながら、従来のように鉄板を曲げ加工してガイドレールを製造し、それを締結又は溶接によってパネルに固定するものでは、ガイドレールの組み付け位置にある程度のばらつきが生ずるのは避けられず、しかも製造工程が複雑であるという問題がある。

そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、開空間状に形成された部位が精度よく位置決めされ、かつ製法を簡略化したアルミ押出中空パネルを提供することにある。

前記の目的を達成するため、本発明は、複数の板状体を多数のリブで接合した形態に形成されたアルミ押出中空パネルを前提として、押出成形により、閉空間部と開空間部とが一体的に形成されるものであり、前記閉空間部は、押出方向に垂直な断面内において前記リブによって前記板状体間が多数の閉鎖空間に仕切られ、且つその状態で押出方向に延びる形状に形成され、前記開空間部は、押出方向に垂直な断面内において開空間として形成され、且つその状態で押出方向に延びる形状に形成されている。

本発明では、開空間部と閉空間部とが押出成形によって一体的に構成されているので、押出装置のダイスでの形状寸法によって開空間部の形成位置が決まることになる。このため、開空間部の位置精度、寸法精度を確実なものにすることができる。しかも、従来のように溶接等によって後付けする構成に比べ、製造工程を簡略化することができる。

前記アルミ押出中空パネルの具体的な構成例として、２つの板状体を多数のリブで接合した形態に形成されるものであり、前記開空間部は、前記断面内における幅方向の一端部側に配置される前記リブと、このリブよりも幅方向外側に突出する前記両板状体の突出部と、この突出部の外端部から板状体間に延出される延出部とよって構成されるとともに、前記延出部間に押出し方向に延びる開口部が形成されることで開空間として形成されている構成とすることができる。

また、別の構成例として、２つの板状体を多数のリブで接合した形態に形成されるものであり、前記開空間部は、隣り合う２つの前記リブと、このリブ間における一方の前記板状体と、このリブ間における他方の前記板状体とによって構成されるとともに、前記一方の板状体に押出方向に延びる開口部が形成されることで開空間として形成されている構成とすることもできる。

ここで、前記開空間部は、前記閉空間部を構成するアルミ合金よりも高強度のアルミ合金によって構成されていてもよい。

そして、前記アルミ押出中空パネルは、自動車用のフロアパネル、ドアパネル及びルーフパネルの何れか１つとして構成されるとともに、前記開空間部がガイドレールとして構成されていてもよい。

この構成において、ガイドレールが他の部位に比べて高強度に形成される場合には、パネルとしての重量が増大するのを抑制しつつ、ガイドレールの強度を確保することができる。

前記アルミ押出中空パネルを製造する方法としては、前記閉空間部を構成する材料と前記開空間部を構成する材料とを一緒に押出して両者を一体的に成形することができる。

この製法では、一回の押出しで閉空間部と開空間部とが一体となって成形されるので、押出後に両空間部を溶接する等の工程が不要となる。この結果、中空形材の製造工程を簡略化することができる。

また、前記開空間部が、前記閉空間部を構成するアルミ合金よりも高強度のアルミ合金によって構成されているアルミ押出中空パネルを製造する方法としては、前記開空間部を構成するアルミ合金と前記閉空間部を構成するアルミ合金とによって複合素材ビレットを作成し、この複合素材ビレットを押出してアルミ押出中空パネルを成形することが可能である。

この製法では、閉空間部と開空間部とが互いに異なるアルミ合金によって構成されるアルミ押出中空パネルを、１回の押出しで成形することができる。したがって、中空パネルの製造工程を簡略化することができる。

以上説明したように、本発明によれば、アルミ押出中空パネルの製法を簡略化できるとともに、アルミ押出中空パネルにおいて開空間部を精度よく位置決めすることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施形態１）
図１及び図２は、本発明に係るアルミ押出中空パネル（以下、単に中空パネルという）の一実施形態を示している。本実施形態１に係る中空パネル１０は、自動車のフロアパネルとして構成されている。この中空パネル１０は、アルミ合金を押出成形により成形してなる一体ものであり、図２はこの押出成形時の押出方向に見た図である。なお、成形方法については、後述する。

図１及び図２に示すように、中空パネル１０は、それぞれ平板状に形成された一対の板状体１２を有している。これら板状体１２は、厚み方向に互いに離間した状態で平行に配置されており、両板状体１２間に設けられた多数のリブ１４，１６，１８によって互いに接合されている。リブは、詳細は後述するが第１リブ１４と第２リブ１６と第３リブ１８とからなる。

中空パネル１０は、閉空間部の一例としてのパネル本体２０と、開空間部の一例としてのガイドレール２２とを備えている。本実施形態では、ガイドレール２２は、中空パネル１０の幅方向の一端部（図２の左端部）に設けられている。言い換えると、ガイドレール２２は、押出方向に垂直な断面内において、パネル本体２０の幅方向一端部に設けられている。このガイドレール２２は、例えばスライドドア（図示省略）を案内するためのものであり、スライドドアの下端部に設けられたガイドローラ２３がこのガイドレール２２に沿って転動するようになっている。

パネル本体２０は、前記一端部に配置された第１リブ１４よりも右側の部位によって構成されるものであり、接合端部２４と中間部２６とからなる。接合端部２４は、中空パネル１０の幅方向の他端部（図２で右端部）に設けられるものであり、前記他端部に配置された第３リブ１８から幅方向外側（図２で右側）の部位である。この接合端部２４は、他のパネルと接合するための部位として形成されるものであり、断面コ字状に形成されている。接合端部２４を構成する第３リブ１８は、板状体１２に対して垂直に設定されるとともに、板状体１２における押出方向の全体に亘って形成されている。また、第１リブ１４も第３リブ１８と同様に垂直設定とされ、押出方向の全体に亘って形成されている。第１リブ１４は、第３リブ１８及び第２リブ１６よりも厚肉に構成されている。

前記中間部２６は、接合端部２４とガイドレール２２の間の部位であり、この中間部２６には、両板状体１２間に第２リブ１６が設けられている。第２リブ１６は、押出方向に垂直な断面内において幅方向に多数形成されるとともに、各第２リブ１６は、ジグザグ状になるように板状体１２に対して互い違いに傾斜して配設されている。そして、各第２リブ１６は、板状体１２における押出方向の全体に亘って形成されている。

中間部２６は、ガイドレール２２及び接合端部２４よりも薄肉に構成されている。ただし、ガイドレール２２から連続する所定範囲に亘って、ガイドレール２２と同等の肉厚に構成されている。

前記ガイドレール２２は、前記第１リブ１４と、この第１リブ１４から幅方向外側に突出する板状体１２の突出部２８と、この突出部２８の外端部から板状体１２間に延出される延出部３０とを備えている。両延出部３０間は、間隙となっていて、この両延出部３０間に押出方向に延びる開口部３２が形成されている。この開口部３２を通してガイドローラ２３の支持金具３４がガイドレール２２内に挿入されている。

ガイドレール２２は、このガイドレール２２から連続するパネル本体２０の所定部位を除くパネル本体２０よりも厚肉に構成されている。これにより、ガイドレール２２の剛性を高めつつ、中空パネル１０全体の重量増加を抑制している。

ここで、中空パネル１０の製法について説明する。この中空パネル１０を製造するには、図３に示す押出加工装置４０を使用する。この押出加工装置４０は、コンテナー４２と、このコンテナー４２から離間して配置されるプラテン４４と、これらの間に配置される成形部４６とを備えている。

前記コンテナー４２には、ビレット４８の押出方向に延びる内孔４２ａが形成されており、この内孔４２ａには、図外の油圧シリンダのロッドに連結されたステム４９が前後移動可能に配置されている。前記プラテン４４は、コンテナー４２に対して前記ビレット４８の押出方向（図３の右方向）に配設され、プラテン４４はこの状態で位置固定されている。

前記成形部４６は、ダイスライド５０と、ダイリング５２と、ダイス５４と、バッカー５６と、ボルスター５８とを備えている。ダイスライド５０は、ビレット４８の押出方向に対して垂直な方向に移動可能に構成されており、コンテナー４２及びプラテン４４間に配置されるセット位置と、このセット位置からビレット４８の押出方向に対して垂直な方向に水平移動した退避位置との間で移動可能となっている。

ダイスライド５０には、前記ダイリング５２が保持されている。そして、このダイリング５２と前記ボルスター５８とは、図３の左右方向に並んで配設され、この状態でコンテナー４２とプラテン４４とに挟持されている。

ダイリング５２は、円環状に形成されるものであり、その内側に前記ダイス５４と前記バッカー５６とが配設されている。ダイス５４とバッカー５６とは、押出方向にこの順に並べられている。

ダイス５４は、図４及び図５に示すように、コンテナー４２から押出されるビレット４８が圧入される圧入部６０と、この圧入部６０の押出側に配置される押出部６２とからなる。圧入部６０には、押出方向に貫通する複数のエントリーポート６０ａが形成されており、コンテナー４２から押出されたビレット４８がこれらエントリーポート６０ａに分流されて圧入されるようになっている。なお、図４は、圧入部６０をコンテナー４２側からみた概略図である。

押出部６２には、各エントリーポート６０ａから押出されたビレット４８の押出材料を合流させ、前記中空パネル１０の形状にして押出す成形孔６２ａが形成されている。すなわち、図５に示すように、この成形孔６２ａにおける押出側の形状は、中空パネル１０の断面形状に対応した形状に形成されている。

そして、油圧シリンダによってステム４９を駆動してコンテナー４２からビレット４８を押出すと、このビレット４８はダイス５４の圧入部６０において分流されて各エントリーポート６０ａに圧入される。そして、圧入部６０のエントリーポート６０ａから押出された押出材料が押出部６２において合流して成形孔６２ａに圧入されて、押出部６２からパネル本体２０とガイドレール２２とが一体となった中空パネル１０が押し出される。

以上説明したように、本実施形態１に係る中空パネル１０では、ガイドレール２２とパネル本体２０とが押出成形によって一体的に構成されているので、押出加工装置４０のダイス５４での形状寸法によってガイドレール２２の形成位置が決まることになる。このため、ガイドレール２２の位置精度、寸法精度を確実なものにすることができる。しかも、従来のように溶接等によって後付けする構成に比べ、製造工程を簡略化することができる。

なお、本実施形態１では、開空間部がガイドレール２２として形成された例について示したが、これに限られるものではない。

また、本実施形態１では、各第２リブ１６が幅方向に連続するように配置されて押出方向に見ると各閉空間が三角形状に形成される形態としたが、これに限られるものではなく、例えば図６に示すように、各第２リブ１６がそれぞれ離間して配置されて押出方向に見ると各閉空間が台形状に形成される形態としてもよい。また、図７に示すように、各第２リブ１６が板状体１２に対して垂直に設定されて各閉空間が矩形状に形成される形態としてもよい。

（実施形態２）
本発明に係る中空パネル１０の第２実施形態は、図１及び図２に示したフロアパネルと同じ形状に形成されるものであるが、本実施形態２ではパネル本体２０とガイドレール２２が異種材料によって構成される点で実施形態１と異なっている。

具体的に説明すると、ガイドレール２２及びパネル本体２０がそれぞれアルミ合金によって構成されているが、本実施形態２では、ガイドレール２２を構成するアルミ合金（第２素材）として、パネル本体２０を構成するアルミ合金（第１素材）よりも高強度を有するものが使用されている。その一例として、第２素材としてはＪＩＳ７０００系のアルミ合金が用いられ、第１素材としてはＪＩＳ６０００系のアルミ合金が用いられている。７０００系のアルミ合金としては、例えば合金番号７０７５、７Ｎ０１等が挙げられる。また、６０００系のアルミ合金としては、例えば合金番号６Ｎ０１等が挙げられる。

本実施形態２に係る中空パネル１０を成形するには、図８に示すように、２種類のアルミ合金からなる複合素材ビレット６６を予め作成しておいて、この複合素材ビレット６６を押出加工装置によって押出すようにすることができる。すなわち、複合素材ビレット６６は、パネル本体２０用の第１素材からなる主部６６ａと、ガイドレール２２用の第２素材からなる円柱状の副部６６ｂとを備えている。そして、複合素材ビレット６６は、主部６６ａの外周部に副部６６ｂが組み込まれて全体として円柱状に形成されている。

この複合素材ビレット６６によって中空パネル１０を成形するには、図９に示すようにダイス５４の圧入部６０に第２素材用のエントリーポート６０ｂを形成するようにすればよい。この第２素材用のエントリーポート６０ｂは、押出方向に見ると、押出部６２の成形孔６２ａにおけるガイドレール成形部と同じ側になるように配置され、エントリーポート６０ｂから押出された押出材料が成形孔６２ａのガイドレール成形部へ流入するように設定されている。

ここで、第１素材用のエントリーポート６０ａを通過する押出材料と、第２素材用のエントリーポート６０ｂを通過する押出材料との流量比が、パネル本体２０とガイドレール２２との体積配分比に一致するように設定されていれば、第１素材と第２素材との溶着部がパネル本体２０とガイドレール２２との境界にほぼ一致するように中空パネル１０を成形することができる（特許第３６４５４５３号公報参照）。この体積配分比とは、中空パネル１０の単位長さ当たりにおけるパネル本体２０の体積とガイドレール２２の体積との比を意味している。

以上説明したように、本実施形態２によれば、ガイドレール２２がパネル本体２０に比べて高強度に形成されるので、中空パネル１０全体としての重量が増大するのを抑制しつつ、ガイドレール２２の強度を向上でき、所望の強度を確保し易くすることができる。

また、本実施形態２では、予め複合素材ビレット６６を作成し、それを押出加工装置によって押出すようにしているので、中空パネル１０を１回の押出しで成形することができる。したがって、中空パネル１０の製造工程を簡略化することができる。

なお、前記実施形態１では、ガイドレール２２の肉厚をパネル本体２０の肉厚より厚くすることによってガイドレール２２の強度を確保したが、本実施形態２のように素材を変えることでガイドレール２２の強度を確保する場合には、中空パネル１０の用途によってはガイドレール２２の肉厚をパネル本体２０の肉厚と同等の肉厚にすることも可能である。その他の構成、作用及び効果は、前記実施形態１と同じである。

（実施形態３）
本発明に係る中空パネル１０の第３実施形態は、自動車のフロアパネルとして構成されるものであるが、図１０に示すように、ガイドレール２２が中空パネル１０の幅方向（押出方向に垂直な方向）の中間部に形成される点で実施形態１と異なっている。このガイドレール２２は、例えばシート（図示省略）を前後にスライドさせるときに案内するためのレールとして用いられる。

本実施形態３では、パネル本体２０は、幅方向に２つに分割されていて、その間にガイドレール２２が形成されている。すなわち、上側の板状体１２において、ガイドレール２２として形成される部位には、押出方向に延びる開口部６８が形成されており、この両側には第１リブ１４がそれぞれ形成されている。この隣り合うように配置される２つの第１リブ１４と、上側の板状体１２における両第１リブ１４間の部位と、この部位に対向する下側の板状体１２とにより、ガイドレール２２が形成されている。下側の板状体１２において、開口部６８に対向する部位は、他の部位よりも厚肉に形成されている。これにより、ガイドレール２２の強度アップが図られている。

パネル本体２０は、押出方向に見てガイドレール２２の左側に配置される第１本体部２０ａと、ガイドレール２２の右側に配置される第２本体部２０ｂとを備えている。第１本体部２０ａ及び第２本体部２０ｂは、それぞれ接合端部２４ａ，２４ｂと中間部２６ａ，２６ｂとからなる。接合端部２４ａ，２４ｂは、中空パネル１０の幅方向における端部に配置され、他のパネル等と接合可能に構成される。中間部２６ａ，２６ｂは、接合端部２４ａ，２４ｂとガイドレール２２との間に配置される。中間部２６ａ，２６ｂには第２リブ１６が設けられ、接合端部２４ａ，２４ｂには第３リブ１８が設けられている。

本実施形態３においても、ガイドレール２２とパネル本体２０とが押出成形によって一体的に構成されているので、ガイドレール２２の位置精度、寸法精度を確実なものにすることができ、しかも、製造工程を簡略化することができる。

なお、本実施形態３では、ガイドレール２２がパネル本体２０の中間部に１つ形成される構成について示したが、これに限られるものではない。例えば、ガイドレールが幅方向に２つ形成され、パネル本体２０が幅方向に３つに分割されている構成にしてもよい。また、実施形態２と同様に、パネル本体２０とガイドレール２２とを異種材料によって構成してもよい。その他の構成、作用及び効果は実施形態１と同様である。

（実施形態４）
図１１に示すように、本発明に係る中空パネル１０の第４実施形態は、自動車のルーフパネルとして構成されている。この中空パネル１０は、それぞれ湾曲した一対の板状体１２を備え、これら板状体１２間にリブ１４，１６，１８が設けられている。ガイドレール２２は、パネル本体２０における幅方向の一端部に設けられており、第１リブ１４が水平配置となる設定になっている。そして、この第１リブ１４から下方に突出部２８が突出していて、この突出部２８の下端部に水平配置の延出部３０が形成されている。この結果、ガイドレール２２には下向きに開口部３２が形成されており、このガイドレール２２では、図外のスライドドアの上端部に設けられたガイドローラが転動する。

なお、本実施形態では、同一材料による一体もののルーフパネルに構成したが、これに限られず、実施形態２と同様に、パネル本体２０とガイドレール２２とを異種材料によって構成してもよい。その他の構成、作用及び効果は実施形態１と同様である。

（実施形態５）
図１２に示すように、本発明に係る中空パネル１０の第５実施形態は、自動車のドアパネルとして構成されている。この中空パネル１０では、ガイドレール２２が上下に並んで２つ形成されている。すなわち、この中空パネル１０では、パネル本体２０が３つに分割されていて、パネル本体２０は、第１本体部２０ａと、第２本体部２０ｂと、第３本体部２０ｃとからなる。

中空パネル１０を構成する板状体１２は、一方が略平板状に構成されるとともに、他方が湾曲形状に形成されている。この結果、中空パネル１０は、均一厚みに構成されるのではなく、中間高さ位置で厚くなる形状に形成されている。

ガイドレール２２間の第２本体部２０ｂは、ガイドレール２２の上下に位置する第１本体部２０ａ及び第３本体部２０ｃよりも厚肉に構成されている。これにより、ドアパネルとしての強度の向上が図られている。

なお、本実施形態では、同一材料による一体もののドアパネルに構成したが、これに限られず、実施形態２と同様に、パネル本体２０とガイドレール２２とを異種材料によって構成してもよい。その他の構成、作用及び効果は実施形態１と同様である。

本発明の実施形態１に係る中空パネルの全体構成を示す斜視図である。 前記中空パネルを押出方向に見た側面図である。 押出加工装置の概略構成を示す要部断面図である。 前記押出加工装置のダイスの圧入部を概略的に示す正面図である。 前記押出加工装置のダイスの押出部を概略的に示す正面図である。 本発明の実施形態１に係る中空パネルのその他の形態を示す図２相当図である。 本発明の実施形態１に係る中空パネルのその他の形態を示す図２相当図である。 複合素材ビレットの斜視図である。 本発明の実施形態２に係る中空パネルの押出加工に用いられる圧入部の図４相当図である。 本発明の実施形態３に係る中空パネルの図２相当図である。 本発明の実施形態４に係る中空パネルの図２相当図である。 本発明の実施形態５に係る中空パネルの図２相当図である。

符号の説明

１２ 板状体
１４ 第１リブ
１６ 第２リブ
１８ 第３リブ
２０ パネル本体（閉空間部の一例）
２２ ガイドレール（開空間部の一例）
２８ 突出部
３０ 延出部
３２ 開口部
６６ 複合素材ビレット
６８ 開口部

Claims (7)

1. 複数の板状体を多数のリブで接合した形態に形成されたアルミ押出中空パネルであって、
   押出成形により、閉空間部と開空間部とが一体的に形成されるものであり、
   前記閉空間部は、押出方向に垂直な断面内において前記リブによって前記板状体間が多数の閉鎖空間に仕切られ、且つその状態で押出方向に延びる形状に形成され、
   前記開空間部は、押出方向に垂直な断面内において開空間として形成され、且つその状態で押出方向に延びる形状に形成されていることを特徴とするアルミ押出中空パネル。
2. ２つの板状体を多数のリブで接合した形態に形成されるものであり、
   前記開空間部は、前記断面内における幅方向の一端部側に配置される前記リブと、このリブよりも幅方向外側に突出する前記両板状体の突出部と、この突出部の外端部から板状体間に延出される延出部とよって構成されるとともに、前記延出部間に押出し方向に延びる開口部が形成されることで開空間として形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアルミ押出中空パネル。
3. ２つの板状体を多数のリブで接合した形態に形成されるものであり、
   前記開空間部は、隣り合う２つの前記リブと、このリブ間における一方の前記板状体と、このリブ間における他方の前記板状体とによって構成されるとともに、前記一方の板状体に押出方向に延びる開口部が形成されることで開空間として形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアルミ押出中空パネル。
4. 前記開空間部は、前記閉空間部を構成するアルミ合金よりも高強度のアルミ合金によって構成されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のアルミ押出中空パネル。
5. 自動車用のフロアパネル、ドアパネル及びルーフパネルの何れか１つとして構成されるとともに、前記開空間部がガイドレールとして構成されていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載のアルミ押出中空パネル。
6. 請求項１から３の何れか１項に記載のアルミ押出中空パネルを製造する方法であって、
   前記閉空間部を構成する材料と前記開空間部を構成する材料とを一緒に押出して両者を一体的に成形することを特徴とするアルミ押出中空パネルの製造方法。
7. 請求項４に記載のアルミ押出中空パネルを製造する方法であって、
   前記開空間部を構成するアルミ合金と前記閉空間部を構成するアルミ合金とによって複合素材ビレットを作成し、この複合素材ビレットを押出してアルミ押出中空パネルを成形することを特徴とするアルミ押出中空パネルの製造方法。

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