JP3349681B2 - 車両用ルーフラックの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、外側が合成樹脂
で覆われてなる車両用ルーフラックの製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両ルーフの上側に設けられるル
ーフラックとして、例えば実開平６−５９１５５号公報
や実開平６−６７１９４号公報に示されるように、車体
前後方向に延びるラック本体を例えばアルミニウム等の
金属製で形成するとともに、車体への取付部（取付脚
部）をアルミニウム又は亜鉛等のダイキャストで形成
し、両者を組み立てて一体化するようにしたものが知ら
れている。

【０００３】これに対して、取付脚部とラック本体の芯
材のみを金属製とし、その外側を合成樹脂で覆うように
することが考えられている。かかる構成を採用すること
により、ルーフラックとして必要な強度および剛性を確
保した上で重量低減を図り、しかも、外観性の向上をも
図ることが可能になる。尚、ルーフラック全体について
その外側を合成樹脂で覆うことを特に意識したものでは
ないが、例えば、実開平６−５１００３号公報では、少
なくとも取付脚部の外側が別体の樹脂製カバー体で覆わ
れるようにした構造が開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に係るル
ーフラックは、いずれも、ルーフラック本体と取付脚部
（通常、少なくとも２個以上）とをそれぞれ別物として
製作した後に両者を組み立てて一体化するものである
が、近年では、車両組立工程の簡略化および部品管理の
簡素化の観点から、かかるルーフラックにおいても部品
点数を極力少なくすることが求められている。

【０００５】ところで、芯材の所定表面領域あるいは全
体を合成樹脂で覆って部品や部材を製作する場合、成形
型内に芯材をインサート固定した上で型内に溶融樹脂を
例えば射出充填することにより、所定表面領域あるいは
全体が合成樹脂で覆われた成形体を一体成形するように
した、所謂、インサート成形法は一般に良く知られてい
る。このインサート成形法によれば、被覆樹脂と芯材と
が一体成形されるので、部品点数の増加を抑制でき、両
者を組み立てる手間も不要で、しかも、両者間の密着性
も高めることができる。

【０００６】ところが、外側を樹脂で覆ったルーフラッ
クの製造にこのインサート成形法を適用しようとした場
合、ルーフラックがいわゆる長尺物でその断面寸法に比
して長さが非常に長いので、金型の成形空間内に芯材を
インサートして固定する際の固定力あるいは樹脂の注入
／充填圧力などによって芯材に撓みや変形が生じ易く、
このように芯材に撓みや変形が生じた状態で樹脂表皮が
形成されると、ルーフラックの形状精度が損なわれ、ま
た、樹脂表皮の芯材表面に対する密着性にも悪影響を及
ぼす惧れがあるという問題があった。

【０００７】この発明は、上記諸問題に鑑みてなされた
もので、外側が合成樹脂で覆われてなる車両用ルーフラ
ックを製造するに際して、インサート成形の採用により
被覆樹脂と芯材との組立の手間および部品点数の削減を
図った上で、芯材インサート時または樹脂注入時におけ
る芯材の撓みや変形を抑制することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、本願の請求項
１に係る発明（以下、本願の第１の発明という。）は、
車両ルーフの上側において車体前後方向に延びるラック
本体と車体への取付部とを備え、該取付部および上記ラ
ック本体の外側が合成樹脂で覆われてなる車両用ルーフ
ラックの製造方法であって、上記取付部の芯材をなす取
付金具を上記ラック本体の金属製芯材の所定部位に固定
して芯材組立体を形成する芯材組立工程と、上記芯材組
立体の外側を覆うように合成樹脂の表皮を成形するため
の一対の成形型の一方における上記取付金具に対応する
部分に嵌合可能に設けられた本体部と、該本体部から突
出して設けられ上記ラック本体の芯材の長手方向に沿っ
て延びる一対の平行な突起部と、この一対の平行突起部
間に形成されて上記取付金具を受け合う溝部とを備えた
入れ子を、該溝部の受け面が上記取付金具の底面に当接
するように組み付けて固定する入れ子組付工程と、上記
芯材組立体に固定された入れ子を上記一方の成形型内の
所定箇所に嵌合させることにより、該入れ子を介して上
記芯材組立体を上記一方の成形型内にインサート固定す
るインサート工程と、上記一方の成形型に対して他方の
成形型を閉じ合わせて型締めする型締め工程と、この型
締め後に両成形型で形成された成形空間内に溶融樹脂を
注入充填する樹脂成形工程と、を備え、上記取付金具の
底面を除く上記芯材組立体の外側に合成樹脂の表皮を成
形することにより、ラック本体と車体への取付部とが一
体で、かつ、外側を覆う被覆樹脂が一体成形されてなる
ルーフラックを得ることを特徴としたものである。

【０００９】また、本願の請求項２に係る発明（以下、
本願の第２の発明という。）は、上記第１の発明におい
て、上記取付金具の底面には金具外方に突出するボルト
部材が固定される一方、上記入れ子の受け面には上記ボ
ルト部材を挿通させる穴部が設けられており、該穴部を
挿通したボルト部材をナットで締め付けることにより、
上記入れ子が取付金具に固定されていることを特徴とし
たものである。

【００１０】更に、本願の請求項３に係る発明（以下、
本願の第３の発明という。）は、上記第１または第２の
発明において、上記成形空間内に溶融樹脂を注入するゲ
ート部は、上記成形型における上記取付金具の左右側部
に対応する部分に互いに対向して設けられていることを
特徴としたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明方法の実施の形態
を、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実
施の形態に係るルーフラック１０を装備した自動車１の
全体斜視図である。この図に示すように、上記ルーフラ
ック１０は、車体ルーフ２の上側において左右一対に設
けられており、例えば右側のものを例にとって説明すれ
ば、図２および図３から良く分かるように、車体前後方
向に延びるラック本体部１１と、車体ルーフ２への取付
用の複数の脚部１２,１３,１４とを備え、外側が合成樹
脂の表皮で覆われている。

【００１２】本実施の形態では、図４に示すように、ラ
ック本体部１１が例えば鋼製パイプでなる芯材１６をそ
の内部に備えるとともに、取付脚部１２,１３,１４に
は、例えば鋼板を曲折成形して形成された取付金具１
７,１８,１９がそれぞれ設けられており、これら取付金
具１７,１８,１９は、例えば溶接によって上記芯材１６
に対して一体的に固定されている。このように、金属製
芯材１６の所定部位に各取付金具１７,１８,１９をそれ
ぞれ固定して形成した組立体１５が、本願請求項に記載
した「芯材組立体」に相当している。

【００１３】尚、図４においては具体的には図示しなか
ったが、これら各取付金具１７,１８,１９の底部には、
後述するように、取付ボルトが各穴部１７ｈ,１８ｈ,１
９ｈを挿通させた上で固着されている。上記ルーフラッ
ク１０は、このように金属製芯材１６に取付金具１７,
１８,１９を一体的に固着して形成得した組立体１５
（芯材組立体）の外側を所定の合成樹脂の表皮で覆って
形成されている。

【００１４】また、本実施の形態では、取付金具１７,
１８,１９が一体的に固着された上記芯材１６の外側
（つまり、芯材組立体１５の外側）を合成樹脂の表皮で
覆うに際して、インサート成形法により樹脂成形を行
い、被覆樹脂とインサート材（芯材組立体１５）とを一
体化するようにした。すなわち、上記芯材組立体１５を
成形型内の所定箇所にインサート固定して型締めを行
い、このインサート材が保持された成形空間内に、例え
ば射出成形法により溶融樹脂を射出充填して樹脂成形を
行った。尚、インサート成形法は、従来から良く知られ
ているものと基本的に同様の方法であるので、その方法
自体の詳細な説明および図示等は省略する。

【００１５】本実施の形態では、図２において仮想線の
矢印Ｇで示すように、中央の取付脚部１３の左右両側に
対応する金型部分に、互いに対向するようにゲートを設
けて溶融樹脂を射出充填するようにした。したがって、
芯材１６の中央部分で取付金具１８が固着されることに
より比較的剛性が高くなっている部分に、溶融樹脂の注
入圧力が左右からほぼ均等に加わることになり、この注
入圧力による芯材１６の変形を最少にすることができ
る。そして、図５に示すように、その基本的な断面が左
右対称となるように設定した。これにより、中央の取付
脚部１３の左右両側から充填される溶融樹脂の量がほぼ
均等になり、溶融樹脂どうしがぶつかり合う所謂ウエル
ド部分での強度低下を抑制することが可能になる。

【００１６】また、本実施の形態では、上記インサート
材１５（上記芯材１６および取付金具１７,１８,１９：
つまり芯材組立体）の成形型への固定は、各取付金具１
７,１８,１９を利用して行うようにした。すなわち、上
記インサート成形を行うに際して、成形型の取付脚部１
２,１３,１４に対応する部分ついては、いわゆる入れ子
を用いるようにした。この入れ子は、例えばフロント側
の取付脚部１２に対するものを例にとって説明すれば、
図６〜図８に示すように、略直方体状に形成された本体
部２１と、該本体部２１から突出して設けられ、芯材１
６の長手方向に沿って延びる一対の平行な突起部２２
と、この一対の平行突起部２２間に形成されて対応する
取付金具１７を受け合う溝部２３と、該溝部２３の略中
間位置に設けられた中間突起部２４とを備えている。

【００１７】この中間突起部２２を挟むようにして取付
金具１７,１７を上記溝部２３内に挿入し、この取付金
具１７,１７を本体部２１に固定することにより、芯材
１６が入れ子２０に対して固定される。上記各取付金具
１７の底部１７ｂには、取付ボルト３１が穴部１７ｈを
挿通した上で例えばスポット溶接によって固着されてお
り、一方、入れ子２０の本体部２１の裏面側には、上記
各取付ボルト３１に対応した部位に、これを受容する凹
部２５が形成されている。また、入れ子２０の溝部受け
面２３ｆには、上記取付ボルト３１を挿通させるボルト
挿通穴２３ｈが設けられている。尚、上記取付ボルト３
１の取付金具底部１７ｂへの固着作業は、芯材組立体１
５の組立作業の前あるいは後の何れに行っても良いが、
本実施の形態では、作業の容易性の観点から芯材組立体
１５の組立前に行った。

【００１８】そして、上記溝部２３の受け面２３ｆが取
付金具１７の底面１７ｆに当接するよう各取付金具１７
を入れ子２０の溝部２３内に組み付けるとともに、各取
付金具１７の底部１７ｂから突出した各取付ボルト３１
を上記ボルト挿通穴２３ｈに挿通させ、その対応する各
凹部２５内においてナット２９（図７及び図８の仮想線
参照）を取付ボルト３１に螺着させ、このナット２９を
各々締め付ることにより、上記入れ子２０の溝部受け面
２３ｆが取付金具１７の底面１７ｆに当接・密着した状
態で、入れ子２０が取付金具１７に対して締結固定され
るようになっている。この入れ子２０の固定作業が、本
願請求項に記載した「入れ子組付工程」に相当してい
る。このように、入れ子２０を取付金具１７に対して取
付ボルト３１とナット２９とで締結固定することによ
り、簡単かつ確実に、入れ子２０を取付金具１７に固定
でき、また、樹脂成形後に入れ子２０を取付金具１７か
ら取り外すことができる。

【００１９】上記図７および図８から良く分かるよう
に、入れ子２０は、一対の成形型Ｍ１,Ｍ２のいずれか
一方（本実施の形態では、例えば成形型Ｍ１）の所定部
位に嵌合固定される。つまり、成形型М１の所定部位に
形成された凹部Ｊ１に本体部２１を嵌合させることによ
り、入れ子２０が成形型М１に固定される。尚、他の取
付脚部１３及び１４についても、上記フロント側の取付
脚部１２に対するものと基本的には同様の構造を有する
入れ子が用いられる。したがって、これら入れ子２０を
介して、上記インサート材１５（上記芯材１６に取付金
具１７,１８,１９を固着した芯材組立体）が成形型Ｍ１
に固定されることになる。

【００２０】つまり、芯材組立体１５を成形型М１内に
インサート固定する際の固定力は、各入れ子２０で受け
られるので、この固定力が長尺の芯材１６に対して直接
に作用する場合に比べて、ルーフラック本体１１の金属
製芯材１６に撓みや変形は生じにくく、たとえ生じたと
してもその程度は極めて僅かである。そして、成形型М
１とМ２とを閉じ合わせて型締めした上で、上記インサ
ート材１５（芯材組立体）が保持された成形空間ＭＣ内
に所定の合成樹脂を溶融状態で注入充填することによ
り、ラック本体部１１と車体への取付脚部１２,１３,１
４とが一体で、かつ、その外側を覆う被覆樹脂３０が一
体成形されてなるルーフラック１０が得られるようにな
っている。

【００２１】これにより、ルーフラック１０を車体ルー
フ２へ組み付ける際の部品点数を最少にして車両組立工
程（ルーフラックの組付工程）の簡略化および部品管理
の簡素化を達成することができる。しかも、芯材組立体
１５は入れ子２０を介して成形型М１内にインサート固
定されるので、芯材１６がかなりの長尺物であっても、
芯材組立体１５をインサートして固定する際の固定力に
よって芯材１６に撓みや変形が生じることを有効に防止
できるのである。

【００２２】尚、本実施の形態では、好ましくは、イン
サート材（取付金具１７,１８,１９が一体的に固着され
た上記芯材１６）と被覆樹脂３０との間で収縮率に差が
あることに起因する凝固時の収縮割れを有効に防止する
ために、射出充填する樹脂材料として、例えば長さ６〜
１３ｍｍの長繊維のガラス強化繊維を、好ましくは例え
ば５〜４０重量％、より好ましくは１０重量％含有した
ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を用いた。

【００２３】ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を用いたの
は、比較的安価で市販性に富み、また、成形性が良好で
比較的安定した機械的特性が得られ易いからである。ま
た、ガラス強化繊維の長さを６〜１３ｍｍとしたのは、
６ｍｍ未満では、ガラス強化繊維の絡み合いが生じにく
くて強化が十分でなく、一方、１３ｍｍを越えるとガラ
ス強化繊維が絡み過ぎて均一な分散が望めず、強度むら
が生じるとともに成形性にも悪影響を及ぼすからであ
る。更に、ガラス強化繊維の含有量を５〜４０重量％と
したのは、５重量％未満では、少な過ぎて材料樹脂（Ｐ
Ｐ樹脂）を十分に強化できないので凝固時の収縮割れを
効果的に防止することが難しく、一方、４０重量％を越
えると、ガラス強化繊維が多すぎて成形品の表面に露出
してその表面性状を損なうとともに、成形性にも悪影響
を及ぼすからである。尚、このガラス強化繊維の含有量
としては、本実施の形態に係るルーフラック１０の場合
に、凝固時の収縮割れを効果的に防止する上で求められ
る補強効果に加えて、成形性や製造コスト等を勘案すれ
ば、１０重量％程度が好ましい。

【００２４】このようにして得られた一体品としてのル
ーフラック１０は、図９に示すように、リング状のシー
ルパッキン３２や略矩形状のプロテクタ３３を各取付脚
部１２,１３,１４にそれぞれ貼り付けるとともに、ラッ
ク本体部１１の途中部にキャップ部材３４を接着固定し
た上で、車体ルーフ２に組み付けられる。各取付脚部１
２,１３,１４を車体ルーフ２に固定する際には、例えば
フロント側の取付脚部１２の場合を例にとって図１０お
よび図１１に示すように、車体ルーフ２のルーフパネル
３に設けた凹状の溝部４内に各取付脚部１２を位置さ
せ、取付金具１７の底部１７ｂとルーフパネル３の上記
溝部４の底面４ｂとの間に取付ボルト３１の周囲を取り
囲むリング状の上記シールパッキン３２を介装するとと
もに、被覆樹脂３０の底部端面とルーフパネル３の上面
との間に、両者間のシールとパネル３の表面の保護のた
めのプロテクタ３３を介装した上で、取付ボルト３１を
上記溝部底面４ｂに設けられた孔部４ｈに挿通させ、こ
の取付ボルト３１にルーフパネル３の下面側からナット
３５を螺着させて締め付けて締結固定されるようになっ
ている。

【００２５】上記実施の形態では、取付金具１７,１８
及び１９は、鋼板素材をプレス加工等によって曲折成形
することにより、例えばフロント側のもの１７を例にと
って説明すれば、ルーフラック１０の芯材１６の長手軸
に略沿った底部１７ｂと、該底部１７ｂから上方に延び
る一対の縦壁部とで、側面視で略Ｕ字形をなすように形
成されており、上記一対の縦壁部の上端を芯材１６に接
合することにより、取付金具１７を芯材１６に固定する
ようにしていた（例えば、図４,図８および図１１参
照）。この替わりに、図１２に示すように、底部４７ｂ
と芯材１６とを結合する一対の縦壁４７ａに加えて追加
的な縦壁として、第３の縦壁部４７ｗを底部４７ｂから
立設するように設けても良い。このような第３の縦壁部
４７ｗを追加して設けることにより、取付金具４７の強
度および剛性を向上させ、ルーフラックの支持剛性およ
び取付強度を高めることができる。

【００２６】尚、本発明は、以上の実施態様に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、
種々の改良や変形あるいは設計上の変更などが可能であ
ることは言うまでもない。

【００２７】

【発明の効果】本願の第１の発明によれば、入れ子を一
方の成形型内に嵌合させることにより該入れ子を介して
芯材組立体を上記一方の成形型内にインサート固定する
ので、この固定力が上記芯材組立体に直接に作用して該
芯材組立体に撓みや変形が生じることを回避できる。す
なわち、外側が合成樹脂で覆われてなる車両用ルーフラ
ックを製造するに際して、インサート成形法を適用した
ことにより、ラック本体と車体への取付部が一体で且つ
外側を覆う被覆樹脂が一体化されたルーフラックが得ら
れ、これにより、部品点数を最少にして車両組立工程
（ルーフラックの組付工程）の簡略化および部品管理の
簡素化を達成でき、しかも、成形型内に芯材組立体をイ
ンサートして固定する際の固定力により芯材に撓みや変
形が生じることを有効に防止することができる。

【００２８】また、本願の第２の発明によれば、基本的
には、上記第１の発明と同様の効果を奏することができ
る。特に、上記取付部の芯材をなす取付金具の底面には
金具外方に突出するボルト部材が固定される一方、上記
入れ子の溝部の受け面には上記ボルト部材を挿通させる
穴部が設けられ、該穴部を挿通したボルト部材をナット
で締め付けることにより入れ子が取付金具に固定される
ので、簡単かつ確実に、入れ子を取付金具に固定でき、
また、樹脂成形後に取り外しできる。

【００２９】更に、本願の第３の発明によれば、基本的
には、上記第１または第２の発明と同様の効果を奏する
ことができる。特に、上記成形空間内に溶融樹脂を注入
するゲート部は、上記成形型における取付金具の左右側
部に対応する部分に互いに対向して設けられているの
で、上記取付金具が固定されることにより剛性が高めら
れた部分に、溶融樹脂の注入／充填圧力が左右からほぼ
均等に加わることになり、この注入／充填圧力による芯
材組立体の撓みや変形の発生を効果的に抑制することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態に係るルーフラックを装
備した自動車の全体斜視図である。

【図２】 上記ルーフラックの平面説明図である。

【図３】 上記ルーフラックの側面説明図である。

【図４】 各取付金具が一体的に固着された芯材の斜視
図である。

【図５】 図２におけるV−V線に沿って示したルーフラ
ックの縦断面説明図である。

【図６】 上記ルーフラックのインサート成形に用いる
入れ子の斜視図である。

【図７】 上記インサート成形に用いる成形型の入れ子
をセットした部分を示す縦断面説明図である。

【図８】 図７におけるVIII−VIII線に沿って示した成
形型の縦断面説明図である。

【図９】 上記ルーフラック及び組付時の付属品を示す
斜視図である。

【図１０】 上記ルーフラックのフロント側取付脚部の
固定状態を示す縦断面説明図である。

【図１１】 図１０におけるXI−XI線に沿って示した取
付脚部の縦断面説明図である。

【図１２】 取付金具の変形例を示すためのもので、成
形型内へのセット状態における取付金具の縦断面説明図
である。

【符号の説明】

２…車両ルーフ ３…ルーフパネル １０…ルーフラック １１…ラック本体部 １２,１３,１４…取付脚部 １５…芯材組立体 １６…芯材 １７,１８,１９,４７…取付金具 １７ｆ…取付金具の底面 ２０…入れ子 ２３…溝部 ２３ｆ…溝部の受け面 ２３ｈ…ボルト挿通穴 ２９…ナット ３０…被覆樹脂 ３１…取付ボルト Ｍ１,Ｍ２…成形型 ＭＣ…成形空間

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両ルーフの上側において車体前後方向
   に延びるラック本体と車体への取付部とを備え、該取付
   部および上記ラック本体の外側が合成樹脂で覆われてな
   る車両用ルーフラックの製造方法であって、 上記取付部の芯材をなす取付金具を上記ラック本体の金
   属製芯材の所定部位に固定して芯材組立体を形成する芯
   材組立工程と、 上記芯材組立体の外側を覆うように合成樹脂の表皮を成
   形するための一対の成形型の一方における上記取付金具
   に対応する部分に嵌合可能に設けられた本体部と、該本
   体部から突出して設けられ上記ラック本体の芯材の長手
   方向に沿って延びる一対の平行な突起部と、この一対の
   平行突起部間に形成されて上記取付金具を受け合う溝部
   とを備えた入れ子を、該溝部の受け面が上記取付金具の
   底面に当接するように組み付けて固定する入れ子組付工
   程と、 上記芯材組立体に固定された入れ子を上記一方の成形型
   内の所定箇所に嵌合させることにより、該入れ子を介し
   て上記芯材組立体を上記一方の成形型内にインサート固
   定するインサート工程と、 上記一方の成形型に対して他方の成形型を閉じ合わせて
   型締めする型締め工程と、 この型締め後に両成形型で形成された成形空間内に溶融
   樹脂を注入充填する樹脂成形工程と、 を備え、上記取付金具の底面を除く上記芯材組立体の外
   側に合成樹脂の表皮を成形することにより、ラック本体
   と車体への取付部とが一体で、かつ、外側を覆う被覆樹
   脂が一体成形されてなるルーフラックを得ることを特徴
   とする車両用ルーフラックの製造方法。
2. 【請求項２】 上記取付金具の底面には金具外方に突出
   するボルト部材が固定される一方、上記入れ子の受け面
   には上記ボルト部材を挿通させる穴部が設けられてお
   り、該穴部を挿通したボルト部材をナットで締め付ける
   ことにより、上記入れ子が取付金具に固定されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の車両用ルーフラックの製
   造方法。
3. 【請求項３】 上記成形空間内に溶融樹脂を注入するゲ
   ート部は、上記成形型における上記取付金具の左右側部
   に対応する部分に互いに対向して設けられていることを
   特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用ルー
   フラックの製造方法。