JP2016538183A - 可動車体部用の外側パネル部の製造方法、およびこれに対応する外側パネル部 - Google Patents

Abstract

本発明は自動車の可動車体部用の大型パネル部で、特に乗用車のドア、フロントフードまたは後尾扉の製造方法に関しており、外側パネル部を形成する少なくとも１の大型金属パネル部を、成形型により三次元形状に成形し、プラスチックからなる補強材（２．２、２．３）を成形したパネル部（１）に少なくとも部分的に背面射出成形により塗布し、０．６ｍｍ以下で好ましくは０．５ｍｍ以下の厚みの板金を有するパネル部を前記パネル部として使用しており、少なくとも１の補強材が設けられた成形したパネル部（１）を、折り曲げ加工および／または接着接合によって、板金および／またはプラスチックから製作された内側構造（６）に連結することを特徴としている。本発明による方法によって、このような外パネル部を、コスト効率よく製造し、比較的軽量であるが十分な耐座屈性のある外側パネル部として高品質に製造することができる。さらに、対応する外側パネル部が特許請求の範囲に記載されている。【選択図】図３

Description

本発明は、自動車の可動体部用の大型外側パネル部であって、特に乗用車のドア、フロントフード、または後尾扉の製造方法に関するものであり、ここで外側パネル部を形成する少なくとも１の大型金属パネル部を成形型によって三次元形状に成形し、プラスチック製の補強材を成形したパネル部の内側に少なくとも部分的に、背面射出成形（ｂａｃｋ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ）によって塗布する。さらに、本発明は、自動車の可動式大型車体部用の外側パネル部で、特に乗用車のドア、フロントフードまたは後尾扉に関するものであり、これらは請求項９のプリアンブルによって大型金属パネル部から形成される。

自動車業界は、軽量化にますます焦点を当てている。特に、鋼製の大きな外皮構成部は、この点で板金の厚さを削減することにより重量を削減する大きな可能性を提供する。ルーフ、エンジンフード、後尾扉、ドアの領域における従来からの外皮構成部は、現在では０．６ｍｍから０．８ｍｍの範囲内の板金の厚さを有する。０．６ｍｍの板金の厚みを下回る鋼板がこれらの車体部の外皮に用いられた場合、いくつかの領域では耐座屈性能がないので、外皮はかなりの剛性を失い、「クリッカーフロッグ現象（ｃｌｉｃｋｅｒ ｆｒｏｇ ｅｆｆｅｃｔ）」が発生する。

ＤＥ１０２０１００１４５４１Ａ１は、乗用車の車体用外側パネル部を開示しており、これは外側パネルを形成する少なくとも１の大型パネル部を有しており、この内部には、パネル部に少なくとも部分的に設けられたプラスチック構造により形成された下部構造が設けられている。この外側パネル部は、特に、ウィング、側壁、またはフロントフードである。外側パネル部の内側に設けられて、互いに交差するプラスチックリブを具えることができるプラスチック構造が、特に、対応して堅固にすべき領域において大型パネル部を補強するために提供されている。さらに、既知の外側パネル部の場合、プラスチック構造は、フロントフードのような大型パネル部の軽量化のため、板金構造に代替して機能するよう意図されており、溶接または圧着連結により外側パネル部に接合されている。ＤＥ１０２０１００１４５４１Ａ１は、成形するパネル部の上に、成形型内でプラスチック構造を射出成形することを提案している。このために、例えば成形型は、パネル部の最終的な絞り作業工程の後に、プラスチック構造を続いて同一の鋳型内で射出成形によって製作するように移動するスライダ部を具えている。

これを出発点として、本発明は、自動車の可動式車体部用の大型外側パネル部で、特に乗用車のドア、フロントフード、または後尾扉を製造するさらなる方法を特定し、このような外側パネル部をコスト効率よく製造して、比較的軽量にもかかわらず十分な耐曲げ性および耐座屈性を有する高品質なものを製造する目的に基づいている。さらに、これに対応する外側パネル部を提供することを意図している。

この目的は、請求項１に記載の特徴を有する方法と、請求項９に記載の特徴を有する外側パネル部とによって本発明により達成される。本発明の有利な実施例は、従属クレームに特定されている。

大型で高品質の、可動車体部用の外側パネル部で、特に乗用車のドア、フロントフード、または後尾扉をコスト効率よく製造する一方で、比較的軽量で、十分に耐曲げ性があり、特に十分な耐座屈性能を有するものを製造するために、本発明によれば、外側パネル部を形成する少なくとも１の大型金属パネル部を、成形型内で三次元形状に成形し、次いでプラスチックからなる補強材を、少なくとも部分的に成形したパネル部の内側に背面射出成形により塗布し、ここで板金の厚みが０．６０ｍｍ以下で、好ましくは０．５０ｍｍ以下、特に好ましくは０．４５ｍｍのものをパネル部に使用している。補強材が設けられた成形したパネル部を、次いで、折り曲げ加工および／または接着結合によって、板金および／またはプラスチックから製作された内側構造に連結する。

特に、板金および／またはプラスチックから製作された内側構造が、大型パネル部から形成した外側パネル部に十分に高い曲げ耐性を付与するとともに、パネル部の内側にスプレーされたプラスチックが、板金の厚みが０．１５ｍｍから０．６ｍｍ以下のパネル部に要求される耐座屈性を確保する。

そのうえ、パネル部の内側の上にスプレーしたプラスチックは、外側パネル部の音響特性にプラスの効果を有する。さらに、薄いパネル部の内側プラスチックコーティングによって、動的衝撃がかかる際に、例えば歩行者が本発明により設計されたエンジンフードに衝突する場合に、パネル部の挙動にプラスの影響を与える。

本発明による方法の有利な実施例は、成形したパネル部を、成形型の外においてプラスチックを背面射出成形して少なくとも１の補強材を製作し、このためにパネル部をホルダ内に、例えば支持器内に固定して収容することを特徴とする。したがって、本発明による方法は、成形パネル部の成形および背面射出成形のために、成形型の複雑な変更または再構成を必要としない。このようなホルダの機械的ストレスは非常に低いため、これを単純に設計し、特に非金属材料から構成するようにできる。１以上のこのようなホルダを、成形プレスの隣に配置することが好ましい。

本発明による方法のさらなる実施例によれば、特に繊維強化プラスチックをパネル部の少なくとも１の補強材の製作に用いた場合に、大型外側パネル部のかなりの軽量化とともに、十分な耐座屈性を達成することができる。このために、特にガラス繊維またはカーボン繊維をプラスチックに添加することができ、特に背面射出成形時に添加することが好ましい。

成形パネル部を補強するために成形パネル部の内側の上にスプレーするプラスチックは、絶対必要というわけではないが、パネル部の内側のすべての領域に塗布してもよい。プラスチックは、特定の領域だけに、特に座屈に関して重要である成形パネル部の場所に塗布することが好ましい。このために、少なくとも１の補強材を製作するプラスチックを、特に一つの層で局所的に塗布することができる。本発明による方法のさらなる好適な改良例では、少なくとも１の補強材を製作するプラスチックを、複数の層で局所的に塗布する。複数のプラスチック層の塗布は、座屈に関して特に重要な場所を補強するのに有利である。ここで形成するこの層は、例えばプラスチック補強材の厚みを局所的に増やすために、同一のプラスチックから形成することができ、一方で、本発明に係る方法のさらなる実施例によると、異なるプラスチックから、または補強繊維を有するものと補強繊維なしのプラスチックから形成することもできる。

大型の比較的薄いパネル部を補強するために、次に行うパネル部の陰極浸漬塗装（ＣＤＣ）に適した１または複数のプラスチックからなるものを使用することが好ましい。本発明により使用するプラスチックは、特に熱可塑性物質であって、ポリアミド、ポリエチレンまたはこれらの混合物に基づくことが好ましい。上述の種類の外側パネル部におけるコスト効率がよく高品質なコーティングに関しては、本発明の方法のさらなる好ましい実施例において、少なくとも１２０℃、好ましくは少なくとも１５０℃、とくに好ましくは少なくとも１８０℃の永続的温度安定性を有するプラスチックを、少なくとも１の補強材を作成するのに使用する。

本発明による方法のさらなる実施例は、プラスチックから作成された補強材が、車体部の補強材として機能する少なくとも１の金属構成要素に代替するように設計されていることを特徴とする。つまり、外側パネル部の比較的薄い板金における特定の局所的な補強材によって達成される効果は、通常は補強材として機能する外側パネル部の１以上の金属構成要素を必要としないことであり、軽量化の利益があるとともに、構成要素の音響効果にプラスの効果を有する点である。例えば、外側ドアパネルの場合、ドア窓枠の領域における特定のプラスチック補強材によって、通常は存在する金属のドア窓枠の補強材を用いないことが考えられる。

上述の本発明の利点は、特に請求項９乃至１４のいずれか１項に記載した本発明による外側パネル部にあてはまる。

本発明を複数の例示的な実施例を示した図面を参照して、より詳細に説明する。各図面は概略的なものである。

図１は、三次元成形した乗用車ドアの外側パネルの外観図であり、内側を広範囲かつ局所的にプラスチックで背面射出成形されている。 図２は、三次元成形した乗用車ドアの外側パネルの外観図であり、ドア窓枠の内側を局所的にプラスチックで背面射出成形されている。 図３は、自動車の可動式に取り付けられた車体部で、特に乗用車のドア用の大型外側パネルを製造するための本発明による方法の順序の概要を示す。

図１と２は、乗用車ドアの成形した外側パネル１、１’を示している。各パネル部１と１’は、板金の厚さが０．６ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下で、例えば約０．２ｍｍであり、対応する薄い金属素材、好ましくは鋼素材から深絞り加工によって製造される。大型パネル部１、１’の内側は、補強用に、つまり耐座屈性を向上させるために、プラスチック２．１、２．２、２．３、２．４および／または２．５が背面射出成形されている。このために使用するプラスチックは純粋なプラスチック、つまり補強繊維を有さないプラスチックである。陰極浸漬塗装に安定的なプラスチックからなるものを使用することが好ましく、特に熱可塑性物質であって、ＰＡ、ＰＥ、またはこれらの混合物を基礎とするものが好ましい。しかしながら、剛性を増加させるために、繊維で例えばガラス繊維やカーボン繊維などをプラスチックと混合することもできる。

薄いパネル部１、１’の内側プラスチック補強材は、絶対に必要というわけではないが、すべての表面領域にわたって形成することもできる。座屈に関して特に重要である場所の薄いパネル部１と１’に、プラスチック補強材を局所的に複数の層で形成することが好ましい。例えば、２層、３層またはそれ以上のプラスチックの層を、パネル部１、１’の内側に背面射出成形によって、一つの層を他の層の上に塗布することができる。この層は、同一のプラスチックまたは異なるプラスチックから作成することができ、特に繊維強化プラスチックと繊維強化されていないプラスチックとからなる。

図１に示す例示的な実施例では、比較的大きなプラスチック層２．１がパネル部（外側ドアパネル）１の内側に塗布されており、複数の比較的小さなプラスチック層２．２、２．３、２．４がその上に背面射出成形によって塗布されている。小さなプラスチック層２．２、２．３、２．４は、薄いパネル部１における座屈に関して特に重要な場所に、選択的に配置されている。上述のように、複数の例えば、２、３、４層またはそれ以上の小さなプラスチック層を、この場所で一層を他の層の上に局所的に塗布することもできる。

さらに、大型で薄い外側パネル（例えば外側ドアパネル）をプラスチックで特定の背面射出成形を行い、さらなる他のパネル部とともに組み立てて可動式に取り付けた車体部を形成することにより、本発明は車体の１以上の金属の補強材を省くことができる。例えば、図２に示す外側ドアパネル１’の場合、プラスチック補強材２．５がドア窓枠の領域の内側に塗布されている。このような局所的なプラスチック補強材２．５は、従来からドアに設けられてきた金属製のドア窓枠の補強材を、選択的に省くことができる。このために、局所的なプラスチック補強材２．５は、多層構造を有することが好ましい。

図３は、本発明による製造方法の基本的な順序を示している。金属素材Ａから、好ましくは鋼素材から深絞り加工で成形されたパネル部１は、０．１５ｍｍから０．６ｍｍ以下の間の厚みを有しており、可動式に取り付けられる車体部用の外皮の構成要素である。成形型のスタンプとダイプレートを、それぞれ３．１と３．２で表示している。深絞り加工後に、外皮の構成部材１は、外皮の構成部材の所望の外面形状に対応するホルダ４に固定されて収容され、所定の場所の領域をプラスチック２で、好ましくは多層で内側を背面射出成形される。プラスチック２は、ロボット５により塗布されることが好ましい。プラスチック２．１、２．２の塗布の後で、外皮の構成部材（例えば外側ドアパネル）は、従来からの折り曲げ加工により、好ましくは接着剤を用いて、板金（例えば鋼板）および／またはプラスチックから作成された内側構造６に接合される。このように組み立てられた車体部は、次いで関連する車体構造に取り付けられ、これらはともにコーティング用の陰極浸漬塗装浴を通して案内される。

耐座屈性の向上に加えて、外皮の構成部材１、１’の内側に塗布されたプラスチック２．１、２．２、２．３、２．４および／または２．５は、関係する車体部の音響特性にプラスの効果も有している。少なからず付加的な重量を構成するような、特に車両ドアにおける追加的な「ノイズ抑制マット」または重量のあるマットを、こうして省くことができる。

本発明の実現は、図示した例示的な実施例に限定されない。逆に、示した例とは異なる設計であっても、添付した特許請求の範囲で特定した本発明を利用して、数多くの変形例が考えられる。薄い外側ドアパネルの内側をプラスチックで背面射出成形することによる、耐座屈性の局所的な補強の効果は、エンジンフードや後尾扉などのさらなる外皮の構成部材に用いることができる。

エンジンフードの場合、内側に塗布するプラスチックコーティングの適切な層の組合せまたはその厚みにより、特に頭部の衝撃外傷を減少させる点で、歩行者の保護にプラスの効果をもたらす。歩行者保護について良好な評価を得るために、現在、エンジンフードとその下に配置される構造（ボディーとエンジン）との間は、約１０ｃｍの間隔を維持することが必要とされている。しかしながら、例えばサスペンションストラットドームとエンジン部品のような数多くの車体部品の特定の配置のために、これは必ずしも容易に可能なわけではない。この間隔が上述の間隔よりも短くなる場合、衝撃を受ける人は往々にして二次的な衝撃を受けるため、エンジンフードなどの領域での「ＨＩＣ（頭部損傷基準）」の値が劇的に増加する。一方で、この領域において、フードの外側パネルを適切にプラスチック背面射出成形することにより、二次衝撃を緩和することができるため、この場合にはＨＩＣ値の増加は測定されない。

Claims (14)

1. 自動車の可動車体部用の大型外側パネル部で、特に乗用車のドア、フロントフード、または後尾扉の製造方法であって、前記外側パネル部を形成する少なくとも１の金属パネル部を成形型により三次元形状に成形し、プラスチックからなる補強材（２．１、２．２、２．３、２．４、２．５）を、成形したパネル部（１、１’）の内側に少なくとも部分的に背面射出成形によって塗布して、厚みが０．６ｍｍ以下であって、好ましくは０．５ｍｍ以下である板金を有するパネル部を前記パネル部として使用しており、少なくとも１の前記補強材を具えた成形した前記パネル部（１、１’）を、折り曲げ加工および／または接着接合によって、板金および／またはプラスチックから製作された内側構造（６）に連結することを特徴とする製造方法。
2. 請求項１に記載の方法において、成形した前記パネル部（１）を、成形型（３．１、３．２）の外においてプラスチックで背面射出成形して少なくとも１の前記補強材を製作し、このために前記パネル部（１）を、ホルダ（４）に固定して収容することを特徴とする方法。
3. 請求項１または２に記載の方法において、少なくとも１の前記補強材（２．１、２．５）を製作するためのプラスチックが、一つの層で局所的に塗布されることを特徴とする方法。
4. 請求項１または２に記載の方法において、少なくとも１の前記補強材（２．２、２．３、２．４、２．５）を製作するためのプラスチックが、複数の層で局所的に塗布されることを特徴とする方法。
5. 請求項４に記載の方法において、前記複数の層が異なるプラスチックから形成されていることを特徴とする方法。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法において、少なくとも１の前記補強材（２．１、２．２、２．３、２．４、２．５）を製作するためのプラスチックに、少なくとも１２０℃、好ましくは少なくとも１５０℃、特に好ましくは少なくとも１８０℃の永続的な温度安定性を有するプラスチックが使用されていることを特徴とする方法。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法において、少なくとも１の前記補強材（２．１、２．２、２．３、２．４、２．５）を製作するためのプラスチックに、繊維強化プラスチックが使用されていることを特徴とする方法。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法において、プラスチックから製作された前記補強材（２．５）が、車体部の補強材として機能する少なくとも１の金属の構成要素に代替するように設計されていることを特徴とする方法。
9. 三次元形状を有する大型金属パネル部から形成された自動車の可動大型車体部用の外側パネル部で、特に乗用車のドア、フードまたはフラップにおいて、プラスチックからなる補強材（２．１、２．２、２．３、２．４、２．５）が、パネル部（１、１’）の内側に少なくとも部分的に背面射出成形によって塗布されており、前記パネル部（１、１’）が、厚みが０．６ｍｍ以下で好ましくは０．５ｍｍ以下の板金を有しており、折り曲げ加工および／または接着結合によって、板金および／またはプラスチックから製作された内側構造（６）に連結されていることを特徴とする外側パネル部。
10. 請求項９に記載の外側パネル部において、プラスチックから製作された前記補強材（２．１、２．５）が、一つの層で局所的に塗布されていることを特徴とする外側パネル部。
11. 請求項９または１０に記載の外側パネル部において、プラスチックから製作された前記補強材（２．２、２．３、２．４、２．５）が、複数の層で局所的に塗布されていることを特徴とする外側パネル部。
12. 請求項１１に記載の外側パネル部において、前記複数の層が異なるプラスチックから形成されていることを特徴とする外側パネル部。
13. 請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の外側パネル部において、前記補強材（２．１、２．２、２．３、２．４、２．５）のプラスチックが、少なくとも１２０℃、好ましくは少なくとも１５０℃、特に好ましくは少なくとも１８０℃の永続的な温度安定性を有していることを特徴とする外側パネル部。
14. 請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の外側パネル部において、前記補強材（２．１、２．２、２．３、２．４、２．５）のプラスチックが、繊維強化プラスチックであることを特徴とする外側パネル部。
    

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