JP3184399B2 - 一体成形された中空のトラスを有する樹脂パネル - Google Patents

一体成形された中空のトラスを有する樹脂パネル

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本願は、本願と同日に提出された
係属中の米国特許出願第０８／０８４０３８号（出願人
処理番号：８ＣＴ−５４２９；特願平６−１４５２１５
号に対応）、第０８／０８４０４３号（出願人処理番
号：８ＣＴ−５４３０；特願平６−１４５２１８号に対
応）、及び、第０８／０８４６５３号（出願人処理番
号：８ＣＴ−５４３１；特願平６−１４５２１６号に対
応）と関連を有している。
【０００２】本発明は樹脂パネルに関するものであっ
て、更に詳しく言えば、変形抵抗を増大させるために構
造補強を必要とする樹脂パネルに関する。
【０００３】
【従来の技術】射出成形技術によって樹脂材料から車両
ボデーの外部パネルを製造することは公知である。かか
る外部樹脂パネルは、該パネルの外面に加えられた力に
よる変形に対する抵抗を増大させるために構造補強を必
要とする場合が多い。たとえば、車両ドアアセンブリの
外部樹脂パネルは、該パネルが窓台に接する上縁に向か
って湾曲している上部領域の補強を必要とする。かかる
補強が必要とされる理由は、ドアパネルに適用される絞
り試験規格を満足させなければならないからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、ドア用外部樹脂
パネルの上部領域の強度および剛性を増大させるための
構造補強は、外部ドアパネルの前縁と後縁との間におい
てそれの内面に独立の部品を接合して中空のトラス部分
を形成することによって達成されていた。かかる外部ド
アパネルの上部領域の断面図を図１に示す。この場合に
は、独立した部品２を外部ドアパネル４の内面に接合す
ることによってトラス部分６が形成されている。図から
わかる通り、接合部８の領域においては肉厚が２倍にな
っている。これは、接合部８に対応した外部ドアパネル
の外面に「ひけマーク」即ち窪み跡(sink marks)を生じ
るという望ましくない結果をもたらす。かかる窪み跡
は、外部ドアパネルの外面の外観上の品質を損なう。そ
の上、外部ドアパネルに独立した補強部品を接合するこ
とは、独立した部品を製造するための金型の作製および
２つの部品同士の接合のために追加の費用が必要になる
結果として製造費を増加させる。更にまた、接合部の領
域において肉厚が２倍になるために外部ドアパネルの全
重量が増加することにもなる。
【０００５】この点に関し、外部ドアパネルの湾曲した
上部領域において要求される構造補強の問題を解決する
ものと考えられたもう１つの構造例を図２に示す。この
場合には、外部ドアパネル４の内面上にリブ１０および
１２が一体部分として成形されている。このような一体
成形されたリブは外部ドアパネルの湾曲した上部領域の
剛性を増大させるとは言え、それらはやはりリブの反対
側の外面上に窪み跡を生じ、それによってパネル外面の
外観上の品質を損なうことになる。
【０００６】本発明の目的の１つは、パネル外面におけ
る高品質の仕上げ状態が維持されるようにして、変形抵
抗の増大を必要とする樹脂パネルの領域に構造補強を施
すことにある。本発明のもう１つの目的は、金型費およ
び製造費を最少限に抑えながら樹脂パネルに構造補強を
施すことにある。
【０００７】本発明の更にもう１つの目的は、得られる
製品の重量増加ができるだけ小さくなるようにして樹脂
パネルに構造補強を施すことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記およびその他の目的
は、本発明に従えば、パネルを横切って延びる一体成形
された中空の補強用トラスを有する射出成形樹脂パネル
を含むことを特徴とする車両ボデー用の構造補強された
パネルを提供することによって達成される。
【０００９】
【実施例】かかる一体成形された中空の補強用トラス
は、たとえば、プラスチックス・エンジニアリング(Pla
stics Engineering)第４５巻第７号（１９８９年７月）
に収載されたケン・シー・ラッシュ(Ken C. Rusch)の論
文「ガス利用射出成形法−新しい技術の商業化」中に記
載されているような公知のガス利用射出成形技術によっ
て樹脂パネル中に形成することができる。ガス利用射出
成形技術においては、金型がプラスチックで部分的に満
たされた後、プラスチックの流れの中にガスが注入され
る。それによってプラスチック中に中空の流路が生み出
される結果、溶融プラスチックが厚肉の部分から排除さ
れ、そして成形品を包囲する金型の末端部に押しやられ
ることになる。上記のごときラッシュの論文中において
は、かかるガスは射出ゲートに一体化されたノズルによ
って注入される。しかるに、シンプレス◆(Cinpress I
I) として知られる技術も開発されたが、それによれば
ガスはゲートから遠く離れて配置されたノズルを通して
金型内の溶融プラスチック中に注入される。
【００１０】これまでに開発されたガス利用射出成形技
術は、通常の射出成形技術に比べて数桁も低いレベルに
まで窪み跡を減少させるために有効である。しかし、著
しく減少するとは言え、１つの壁面が別の壁面に隣接す
る位置にやはり窪み跡は生じるのである。自動車ボデー
の外部パネルの外面に要求されるＡ種仕上げに関しては
僅かの窪み跡も許容されないから、本発明のもう１つの
特徴に従えば、一体成形された中空の補強用トラスは外
部パネルの外面上に文字列模様(character line)が意図
的に設けられるような領域内に形成される。その結果、
一体成形された中空の補強用トラスを形成したために生
じることのある外面の変形や変化は意図的な文字列模様
中に溶け込むことになる。
【００１１】本発明の更に別の特徴に従えば、一体成形
された中空の補強用トラスは車両用外部ドアパネルの湾
曲した上部領域内に設けられる。外部ドアパネルの湾曲
した上部領域内におけるこのような構造補強策は、外部
ドアパネルに独立した成形部品を接合するという従来の
技術に比べて遥かに優れている。このようにすれば、従
来の技術に付随する欠点（すなわち、製造費の増加、金
型の複雑化、および重量の増加）が解決されるのであ
る。
【００１２】更にまた、本発明に従って車両ボデーの外
部パネルに一体成形された中空の補強用トラスを設ける
技術を利用すれば、車両用外部ドアパネルの中央部に構
造補強を施しながら、それの外面上に一体成形されたモ
ールディング(rub strip) を形成することもできる。そ
の上、本発明に従って一体成形されたモールディング
は、ガス利用射出成形技術によって生み出された流路に
よって膨らみが形成される位置に文字列模様を有してい
る。その結果、外面に生じることのある窪み跡やその他
の変化はかかる文字列模様中に完全に溶け込んで目立た
なくなるのである。
【００１３】本発明のその他の目的、特徴および利点
は、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を考察
することによって自ずから明らかとなろう。
【００１４】
【好適な実施の態様の詳細な説明】図３を見ると、スプ
ルー(sprue) １６、一次ランナ１８およびゲート２０を
通して供給される樹脂材料から射出成形された車両用外
部ドアパネル１４が示されている。一般にドアの窓台に
近づくに従って湾曲している外部ドアパネル１４の上部
領域２２には、本発明の原理に従って一体成形された中
空のトラス２４が設けられている。
【００１５】次の図４を見ると、一体成形された中空の
トラス２４を有する上部領域２２を形成するための金型
部分２６および２８が示されている。金型部分２６およ
び２８の間に規定された金型キャビティ３０は、スプル
ー１６、一次ランナ１８およびゲート２０を通して注入
された樹脂材料用のランナとして役立つ内部ランナまた
は二次ランナ３２を含んでいる。二次ランナ３２の内部
には、ガスノズル３６を通して二次ランナ３２内に窒素
のごとき不活性ガスを注入するガス利用射出成形操作に
よって中空の流路３４が形成される。二次ランナ３２の
中心部に存在する高温のプラスチック材料融液が大きい
表面張力および低い粘度を有する結果として中空の流路
３４が形成され、ひいては一体成形された中空のトラス
２４が形成される。注入されたガスの圧力は金型が冷え
るまで一定に保たれ、そして金型の開放に先立って適当
なガス抜き手段により解除される。
【００１６】次の図５〜７には、ガス利用射出成形技術
を用いた射出成形によって外部ドアパネルを形成する際
の様々な段階が略示されている。これらの図は、金型部
分を取除いて金型キャビティを示すものである。先ず、
図５に示されるごとく、スプルー１６、一次ランナ１８
およびゲート２０（図３および４参照）を通して金型の
上部から不完全充填量の樹脂材料が導入される。かかる
樹脂材料が二次ランナ３２を満たし、そして更に図６に
示されるごとく二次ランナ３２の下方のキャビティ３０
内に広がった時点で、ガスノズル３６（図４参照）を通
して二次ランナ３２内にガスが注入される。かかるガス
は中空の流路３４を形成すると同時に、溶融樹脂材料を
下方に押しやってキャビティ３０の残部を充填する。冷
却後、金型部分２６および２８（図４）を取除けば、一
体成形された中空のトラス２４を有する外部ドアパネル
が得られる。
【００１７】このようにすれば、一体成形されたトラス
２４の形成の結果として成形時に製品の剛性が生み出さ
れると共に、トラスの位置における窪み跡の発生がガス
利用射出成形操作のお陰で低減する。外部ドアパネルを
製造するための射出成形操作中に一体成形された中空の
トラスが形成される結果、変形抵抗を増大させるため先
行技術によって要求されるごとくに独立した部品を成形
しかつ該部品をパネルに接合するために必要な費用が排
除されることになる。本発明に従って一体成形された中
空のトラスを有する外部ドアパネルを製造するために
は、ガス利用射出成形用の装置を従来の射出成形設備に
追加するための最低限の製造費のみが必要とされる結
果、従来の技術に比べて低い原価で製品を製造すること
ができる。その上、本発明においてはパネルに構造補強
を施すために２つの独立した部品同士を接合する必要性
が排除されるから、パネルの重量は減少すると共に、前
述のごとく接合部の裏側またはリブの裏側に生じる窪み
跡も減少し、従って製品の外観上の総合品質が向上する
ことになる。
【００１８】かかるガス利用射出成形操作は、自動車ボ
デーの外部パネルの外面に関して使用し得るＡ種仕上げ
を生み出すことが知られているような種類の熱可塑性樹
脂を含む任意の熱可塑性樹脂に対して有効に適用し得る
ことが判明した。本発明は上記のごとき方法のみに限定
されるわけではない。本発明の原理に従えばまた、図３
および４に示されるような一次ランナおよびゲートを用
いることなく、樹脂をスプルーから二次ランナ内に直接
に注入する方法を使用することもできる。更にまた、上
記のごとき実施の態様はドア用の外部パネルの製造に関
するものであるが、本発明の原理は車両用の他の外部パ
ネル（たとえば、フード、トランクリッド、フェンダー
および屋根）をはじめとする他の部材に対しても適用し
得ることは自明であろう。
【００１９】本発明の更に別の特徴に従えば、ガス利用
射出成形技術は窪み跡の発生を（上記のごとく顕著に低
減させるとは言え）必ずしも完全に排除するわけではな
いから、窪み跡が生じる可能性のある位置に文字列模様
を有するように外部ドアパネルの外面を設計することが
望ましい場合もある。たとえば、図４中の参照番号３８
によって示されるごとく、一体成形されたトラス２４の
脚４０の反対側に文字列模様を設ければよい。
【００２０】本発明の原理はまた、モールディングが通
例配置されるような外部ドアパネルの中央部分に構造補
強を施すためにも使用することができる。従来、モール
ディングは外部ドアパネルに設けられたくぼみの中に独
立した部品を固定することによって形成されていた。本
発明は独立したモールディング部品の必要性を排除する
ばかりでなく、構造補強をももたらすのである。この場
合には、図８（図中の同じ参照番号は同じ部品を表わ
す）に示されるごとく、Ｔ字形を成すような一体成形さ
れた中空のトラスが前述のごときガス利用射出成形技術
によって形成される。適当な形状を有する金型の作製お
よびガス利用射出成形技術の使用に基づき、かかる一体
成形された中空のトラスは外部ドアパネルの中央部分に
剛性を付与すると同時にモールディング４２を構成す
る。図３および４に関連して上記に記載されたごとく、
ガス利用射出成形技術に基づきガスノズル４６を通して
適当な不活性ガスを導入することによって中空の流路４
４が形成される。かかるガスは中空の流路４４を形成す
ると同時に、溶融樹脂材料を押しやって金型の末端部を
完全に充填する。このようにして、パネルの中央部分に
追加の剛性および構造強度を付与するためのリブ４８を
形成することもできる。５０および５２の位置に生じる
ことのある窪み跡は、モールディング４２が生み出すデ
ザインの結果として存在する文字列模様によって覆い隠
される。このようにすれば、全ての窪み跡を意図的な文
字列模様中に溶け込ませて覆い隠すことができるのであ
る。
【００２１】上記を要約すれば、本発明によれば、パネ
ルを横切って延びる一体成形された中空の補強用トラス
を有する射出成形樹脂パネルを含むことを特徴とする、
車両ボデー用の構造補強されたパネルが提供される。以
上、好適な実施の態様に関連して本発明を説明したが、
前記特許請求の範囲によって規定された本発明の範囲か
ら逸脱することなしに様々な変更態様が可能であること
は当業者にとって自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】先行技術に基づく構造補強の一例を示す車両用
外部ドアパネルの上部領域の断面図である。
【図２】先行技術に基づく別の構造補強例を示す車両用
外部ドアパネルの上部領域の断面図である。
【図３】外部ドアパネルおよび本発明の原理に従ってそ
れを製造するための射出成形装置を示す概略斜視図であ
る。
【図４】図３中の線Ｂ−Ｂに関する部分断面図であっ
て、製造すべき外部ドアパネルを規定するキャビティを
形成する金型部分を示している。
【図５】本発明に従って上部領域内に中空の補強用トラ
スを有する外部ドアパネルを製造するために使用される
ガス利用射出成形法の一段階を示す略図である。
【図６】本発明に従って上部領域内に中空の補強用トラ
スを有する外部ドアパネルを製造するために使用される
ガス利用射出成形法の一段階を示す略図である。
【図７】本発明に従って上部領域内に中空の補強用トラ
スを有する外部ドアパネルを製造するために使用される
ガス利用射出成形法の一段階を示す略図である。
【図８】 本発明の原理に基づくガス利用射出成形法に
より、モールディングとしての機能も果たす一体成形さ
れた中空の補強用トラスを形成するために使用される金
型の部分断面図である。
【符号の説明】
１４ 外部ドアパネル １６ スプルー １８ 一次ランナ ２０ ゲート ２２ 上部領域 ２４ トラス ２６ 金型部分 ２８ 金型部分 ３０ 金型キャビティ ３２ 二次ランナ ３４ 流路 ３６ ガスノズル ４２ モールディング ４４ 流路 ４６ ガスノズル ４８ リブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−268611（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−149151（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−164886（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−171912（ＪＰ，Ａ) 欧州特許出願公開545693（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 45/00 - 45/84

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 射出成形で樹脂パネルを製造する方法で
    あって、 金型の上部からスプルー及び一次ランナを通して不完全
    充填量の樹脂材料を導入し、 長手方向に沿って補強する必要のあるパネル領域の二次
    ランナにスプルーを用いて上記樹脂材料を充填し、 二次ランナから上記樹脂材料を一様に送り出し、 上記ランナにガスを供給してガスでランナ内に中空部分
    を形成しながら樹脂材料を二次ランナから下方に押し出
    して鋳型の残部を溶融樹脂材料で充填し、 鋳型を冷却し、且つ鋳型からパネルを取り出して、中空
    部分からなる一体成形トラスを有するパネルであって該
    トラスで補強されたパネルを得る、諸工程を含む、樹脂
    パネルの製造方法。
  2. 【請求項２】 前記パネルが車両用ドア外部パネルであ
    る、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記パネルの外面の窪み跡が生じる可能
    性のある位置に文字列模様を付して、窪み跡を隠す工程
    をさらに含む、請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記パネルの中空部分がモールディング
    である、請求項２記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記パネルが車両用フードである、請求
    項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記パネルが車両用屋根である、請求項
    １記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記パネルが車両用フェンダーである、
    請求項１記載の方法。
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