JP5603182B2

JP5603182B2 - スポイラ

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Publication number: JP5603182B2
Application number: JP2010206051A
Authority: JP
Inventors: 英記江坂
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2030-09-14
Also published as: US8714627B2; CN102398635A; US20120061992A1; CN102398635B; JP2012061897A

Description

本発明は、車両に取り付けられるスポイラに関する。

車両に取り付けられて車両走行時にダウンフォースを発生させて走行安定性を向上させるスポイラが知られている。このようなスポイラとして特許文献１は車両のテールゲートに取り付けられるテールゲートスポイラーを開示している。特許文献１に記載のテールゲートスポイラー（スポイラ）１０１は、図５に示すようにテールゲート１０２の上縁に取り付けられる物であり、図６にその断面を示すように、ルーフ１０３の上面と連続する面を備えた前側部分１０１ｆと、リアウインドウ１０４との間でアンダーカット的な断面形状を為して庇状に張り出す後側部分１０１ｒとからなっている（なお、図６は図５とスポイラ１０１が上下逆となっている）。このスポイラ１０１は、内面が互いに対向するＵ字状断面部１０５を備えたインナー部材１０６と、インナー部材１０６のＵ字状断面部１０５を互いに対向する内面間に受容するＶ字状断面部１０７を備えたアウター部材１０８とで構成されており、両者は振動溶着法で一体化されて庇状をなす後側部分１０１ｒに中空閉断面１０９が形成されている。

このスポイラ１０１の製造に際しては、まず、インナー部材１０６とアウター部材１０８とを仮結合させて車体取付時とは上下を逆にして上治具１１２に装着する（図６参照）。なお、上治具１１２は、インナー部材１０６のＵ字状断面部１０５の互いに対向する内面のそれぞれを支持する部分１１２ａと前側部分１０１ｆを支持する部分１１２ｂとを有している。

次に、上治具１１２にスポイラ１０１が装着された状態で下治具１１３を上昇させ、スポイラ１０１の下方を向いている面に下治具１１３を押し当てる。この状態で上治具１１２と下治具１１３との間に相対的な水平方向振動を与え、インナー部材１０６とアウター部材１０８間を振動振幅分だけ摺動させる。そして摩擦熱によって、振動方向に延在する台形断面のリブが溶融し潰される。リブの潰れ量が所定値に達したところで振動を停止させ、溶融部を冷却させる。溶融部が冷却固化してインナー部材１０６とアウター部材１０８が一体化したら上治具１１２と下治具１１３を離間させて完成品を取り出す。
このように、特許文献１に記載の製造方法によれば、Ｕ字状或いはＶ字状に折り返した部分を有する比較的複雑な断面形状のものでも振動溶着によって一体化したスポイラ１０１を提供することができる。

特開２００１−２６０２３０号公報

ところで、特許文献１に記載のスポイラ１０１の製造方法においては、インナー部材１０６のＵ字状断面部１０５の互いに対向する内面のそれぞれを支持する部分１１２ａをインナー部材１０６のＵ字状断面部１０５に入り込むように、仮組みしたスポイラ１０１を上治具１１２に装着しなければならなかった。したがって作業者はスポイラ１０１を弾性変形させながら上治具１１２に装着し、逆にスポイラ１０１を弾性変形させながら上治具から取り外する必要があるので、金型への型入れ・型抜き作業が煩雑となっていた。また、作業者はスポイラ１０１を持ち上げて上方に位置する上治具１１２に取り付けなくてはならないので作業者に負担となっていたり、型抜きの際にもスポイラ１０１を変形させながら無理抜きをする必要があるのでスポイラ１０１の製品形状は型抜き方向も考慮しなければならず、スポイラ１０１の設計の自由度が損なわれていた。

そこで本発明は、複雑な型入れ・型抜き作業の不要な方法で安価に製造できるスポイラを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば以下が提供される。
（１）意匠面を構成する意匠面部と、前記意匠面部と対向するように延びる傾斜面部と、前記意匠面部と前記傾斜面部とを接続する屈曲部とを備えるアウター部材と、
前記意匠面部に対向する背面部と、前記背面部から傾斜面部側へ立設された立壁部とを備え、前記アウター部材の内側に配置されるインナー部材とを有し、
前記意匠面部と前記背面部とが第１溶着リブで振動溶着され、前記傾斜面部と前記立壁部とが第２溶着リブで振動溶着されているスポイラであって、
前記立壁部は、前記屈曲部側に凹んだ複数の凹部が車幅方向に並んだ波打ち形状であることを特徴とするスポイラ。
（２）前記第１溶着リブは前記インナー部材の前記背面部に設けられ、
前記第２溶着リブは前記インナー部材の前記立壁部に設けられていることを特徴とする（１）のスポイラ。
（３）前記立壁部の幅は、前記アウター部材の意匠面部側から前記傾斜面部側に向かって幅広とされていることを特徴とする（１）または（２）のスポイラ。
（４）前記立壁部には前記屈曲部と反対側に延びる補強リブが設けられていることを特徴とする（１）から（３）のいずれかに記載のスポイラ。

本発明に係るスポイラによれば、立壁部が複数の凹部が車幅方向に並んだ波打ち形状であるので、立壁部の立設方向の剛性が高く、第２溶着リブの振動溶着時に加えられる押圧力を立壁部で支承することができる。つまり、スポイラに設けられた立壁部自身が第２溶着リブに加えられる押圧力を支承するため、従来のように傾斜面部の内側に金型を位置させてこの押圧力を支承する必要がない。具体的には、特許文献１のように、金型の一部を屈曲したインナー部材の内側に位置させる必要が無いので、アウター部材とインナー部材とを仮組したスポイラを下型にそのままセットできる。したがって、ワークの型入れ・型抜きの作業が直線的になり複雑な型入れ・型抜き作業は不要であり、生産効率が向上するのでスポイラを安価に提供することができる。

本発明の実施形態に係るスポイラの一例であるリヤスポイラの底面図である。図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。図１に示すリヤスポイラの立壁部の拡大斜視図である。図１に示すリヤスポイラの製造方法を示す断面図である。従来のリヤスポイラの取付例を示す模式図である。従来のリヤスポイラの断面図である。

以下、添付図面に基づいて本発明に係るスポイラの好適な実施形態を詳細に説明する。

本発明の実施形態に係るスポイラは、車両の後部に取り付けられて車幅方向に延在する翼状のリヤスポイラ１である。図１は車両取付時のリヤスポイラ１の底面を見た底面図であり、図２は図１のＩＩ―ＩＩ断面図である。このリヤスポイラ１は、図１，２に示すように、断面Ｖ字状に屈曲したアウター部材２と、屈曲したアウター部材２の内側に嵌め込まれた断面略Ｌ字状のインナー部材３とを備える。これらアウター部材２とインナー部材３とは第１溶着リブ４及び第２溶着リブ５によって両者が一体的に振動溶着されている。

図２に示すように、アウター部材２は、車体取付時には上面を向く意匠面を有する意匠面部２ａと、この意匠面部２ａと対向するように延びる傾斜面部２ｂと、意匠面部２ａと傾斜面部２ｂとを接続する屈曲部２ｃとが一体的に設けられた樹脂成型品である。傾斜面部２ｂは屈曲部２ｃで意匠面部２ａ側に折り返され、傾斜面部２ｂは意匠面部２ａと対向するように形成されている。なお、図２においては意匠面部２ａが下方に位置するように図示しているが、車体の取付時には意匠面部２ａは上方に位置し傾斜面部２ｂが下方に位置するように取り付けられる。なお、車両に取り付けた状態での車両前後方向における意匠面部２ａの長さは傾斜面部２ｂの長さよりも長く、図１に示すように、意匠面部２ａと傾斜面部２ｂとの間の空間が車両前方側に開口している。

また、インナー部材３は、意匠面部２ａに対向する背面部３ａと、背面部３ａから略直立するように立設された立壁部３ｂとが一体的に設けられた樹脂成型品である。インナー部材３は、アウター部材２の意匠面部２ａと傾斜面部２ｂとの間の空間の開口から立壁部３ｂがアウター部材２の内側に入り込んだ状態でアウター部材２に溶着されている。なお、立壁部３ｂと屈曲部２ｃとの間には空洞の空間Ａが形成されており、リヤスポイラ１が中空構造とされて軽量化されている。

第１溶着リブ４は、インナー部材３の背面部３ａのアウター部材２の意匠面部２ａと対向する面に一体的に形成された複数の樹脂製突起である。この第１溶着リブ４により、アウター部材２の意匠面部２ａとインナー部材３の背面部３ａとが振動溶着されている。また、第２溶着リブ５は、インナー部材３の立壁部３ｂに設けられたアウター部材２の傾斜面部２ｂと対向する対向面３ｄに一体的に形成された複数の樹脂製突起である。この第２溶着リブ５により、アウター部材２の傾斜面部２ｂとインナー部材３の立壁部３ｂとが振動溶着されている。第１溶着リブ４及び第２溶着リブ５はそれぞれの溶着方向に延びており、第１溶着リブ４の溶着方向は意匠面部２ａと略直交し、第２溶着リブ５の溶着方向は傾斜面部２ｂと略直交しており、第１溶着リブ４の溶着方向と第２溶着リブ５の溶着方向は交差している。

第１溶着リブ４の形成される位置は、インナー部材３の背面部３ａのアウター部材２の意匠面部２ａと対向する面であれば特に限定されないが、後述するように振動溶着時の押圧力が効率よく付与されるように車両取付時の車両前方側（図２の左側）に設けられることが好ましい。

第２溶着リブ５の形成される位置も、傾斜面部２ｂの下方に位置するインナー部材３の対向面３ｄ内であれば特に限定されない。なお、ストップランプがリヤスポイラ１に取り付けられる際も、ストップランプを取り付けるストップランプ取付部７が立壁部３ｂ付近に設けられるので、第２溶着リブ５はストップランプ取付部７を避けて設けられる。また、この他に、リヤスポイラ１を車体へ取り付ける連結具をリヤスポイラ１に保持する保持部は、立壁部３ｂ周辺に設けられることが多いため、第２溶着リブ５はこの取付リブを避けるように設けられる。

なお、樹脂製の突起である第１溶着リブ４及び第２溶着リブ５は部分的に厚肉となる部位なので、インナー部材３の射出成形時にヒケが生じる可能性がある。本実施形態とは逆に、第１溶着リブ４及び第２溶着リブ５を、外面に露出し意匠性が求められるアウター部材２に形成してしまうと、外面である意匠面にヒケが生じてしまい意匠性が悪化する虞がある。そこで、本実施形態においては、第１溶着リブ４及び第２溶着リブ５は外観に影響を与えにくいインナー部材３に形成している。

図３はインナー部材３の立壁部３ｂの拡大斜視図である。図３に示すように、インナー部材３の立壁部３ｂはインナー部材３の長手方向（車両取付時の車幅方向）に沿って延びる波打ち形状とされている。具体的には、立壁部３ｂにはアウター部材２の屈曲部２ｃ側に凹んだ複数の凹部３ｃが長手方向に沿って設けられて波打ち形状が形成されている。このように、立設部３ｂは立設方向に直交する平面での断面形状が波打ち形状となっている。したがって、立設部３ｂに立設方向から押圧力がかけられてもその断面２次モーメントが大きいので、挫屈せずに押圧力を支承することができる。

なお、後述する振動溶着時に付加される押圧力を支承できる強度を確保できれば、立壁部３ｂの全体に亘って断面形状を波打ち形状とする必要はない。本実施形態では、この波打ち形状は、車幅方向に延在する立壁部３ｂのうち、車幅方向中央に設けられてストップランプが取り付けられるストップランプ取付部７を避けて、車幅方向両側に設けられている。

この立壁部３ｂに形成された凹部３ｃは、立壁部３ｂの先端側（傾斜面部２ｂ側）の凹部３ｃの幅Ｌ１が、立壁部３ｂの根本側（意匠面部２ａ側）の凹部３ｃの幅Ｌ２よりも広く形成されている。このように、凹部３ｃの幅を先端に向かうにつれて広げるように形成すると、インナー部材３の射出成形時の型抜きが容易になるので好ましい。

なお、本実施形態では、更に溶着方向の剛性を高めるために、立壁部３ｂの屈曲部２ｃと反対側の側壁に複数の補強リブ６が設けられている。この補強リブ６は傾斜面部２ｂと直交するように、立壁部３ｂの側面に屈曲部２ｃから遠ざかるように形成されている。

以上のリヤスポイラ１は、図４に示すように下金型１０と、第１上金型２０と、第２上金型３０とを備えた振動溶着装置によりアウター部材２とインナー部材３とが振動溶着される。なお、振動溶着とは、溶着する部材同士を押圧しながら、一方の部材を押圧方向と交差する方向に振動させて部材間の接触面を擦り合わせて摩擦熱を生じさせ、両部材の接触面を溶かして互いを固着する接着方法である。

この振動溶着装置は、アウター部材２の意匠面部２ａを支持する下金型１０、インナー部材３の背面部３ａを押圧しインナー部材３に振動を付与する第１上金型２０、アウター部材２の傾斜面部２ｂを押圧する第２上金型３０を備えている。そして、第２上金型３０はスライド移動可能に下金型１０に取り付けられている。この振動溶着装置を用いて、リヤスポイラ１は以下のように形成される。

まず、それぞれに射出成形等で形成されたアウター部材２とインナー部材３と互いに仮止めした後、アウター部材２の意匠面部２ａの意匠面が下金型１０に接するようにリヤスポイラ１を下金型１０へセットし、第１上金型２０が第１溶着リブ４に押圧力を加えられるように、第１上金型２０をインナー部材３の背面部３ａに対向させるように下降させる。また、第２上金型３０が第２溶着リブ５に押圧力を加えられるように、第２上金型３０をインナー部材３の傾斜面部３ｂに対向させるように移動させる。なお、第２上金型３０を移動させるために第２上金型３０は駆動機構３１に接続されており、傾斜面部２ｂに沿って移動可能である。駆動機構３１は図示したように、傾斜面部２ｂに沿ってスライド移動させてもよいし、後述する押圧力Ｆ２の方向に沿って下金型１０と接近させるように移動させてもよい。

アウター部材２とインナー部材３とを振動溶着装置内にセットし、第１上金型２０及び第２上金型３０を所定位置に移動させた後に、意匠面部２ａと背面部３ａとを溶着するために第１上金型２０によって図４中で上下方向に背面部３ａに押圧力Ｆ１を加え、紙面垂直方向に起振力ｆ１を加える。また、傾斜面部２ｂと立壁部３ｂとを溶着するために、第２上金型３０によって図４中で斜め上下方向に傾斜面部２ｂに押圧力Ｆ２を加える。下金型１０及び下金型１０に連結された第２上金型３０中にセットされたアウター部材２とインナー部材３に対し、第１上金型２０の起振力ｆ１によりインナー部材３が水平方向に振動され、第１溶着リブ４及び第２溶着リブ５が所定量溶融したら起振力ｆ１を解除し、第１溶着リブ４及び第２溶着リブ５を冷却して固化させて、アウター部材２とインナー部材３とを一体化させてスポイラ１を得る。

ここで、第１上金型２０による押圧力Ｆ１は、背面部３ａと第１溶着リブ４と意匠面部２ａに作用して下金型１０により支承される。また、第２上金型３０による押圧力Ｆ２は、傾斜面部２ｂと第２溶着リブ５と立壁部３ｂに作用する。このとき、立壁部３ｂの立設方向に直交する断面形状が波打ち形状とされており立壁部３ｂの押圧力Ｆ２方向に対する剛性が高められているため、立壁部３ｂが挫屈することなく確実に押圧力Ｆ２を支承することができる。

このように、リヤスポイラ１に設けられた立壁部３ｂ自身が押圧力Ｆ２を支承するため、従来のように傾斜面部２ｂの内側に金型を位置させて押圧力Ｆ２を支承する必要がない。具体的には、特許文献１のように、金型の一部を屈曲したインナー部材３の内側に位置させる必要が無く、第１上金型２０を１つの直線上を移動させるだけで、アウター部材２及びインナー部材３を仮組みしたリヤスポイラ１を下型にそのまま振動溶着装置内にセットすることができる。したがって、ワークの型入れ・型抜きの作業が直線的になり複雑な型入れ・型抜き作業は不要である。

また、特許文献１に記載の製造方法のようにアウター部材２及びインナー部材３を持ち上げて上金型にセットする必要が無く、作業者は下方に設置した下金型１０に仮止めしたアウター部材２及びインナー部材３をセットすればよいので、作業の安全性や作業性が向上する。したがって、生産効率が向上するので低コストでリヤスポイラ１を提供することができる。

なお、上述の例ではリヤスポイラ１をテールゲートに取り付ける例を示したが、ルーフやトランクリッドの後部に取り付けてもよく、また、本発明はウィング型のスポイラにも適用できることはもちろんである。また、上述の例では第１溶着リブ４の溶着方向と第２溶着リブ５の溶着方向とが交差した例を説明したが、意匠面部２ａと傾斜面部２ｂとが平行で、第１溶着リブ４の溶着方向と第２溶着リブ５の溶着方向とが平行な構造にも本発明を適用できる。

１リヤスポイラ（スポイラ），２アウター部材，２ａ意匠面部，２ｂ傾斜面部，２ｃ屈曲部，３インナー部材，３ａ背面部，３ｂ立壁部，３ｃ凹部，４第１溶着リブ，５第２溶着リブ，６補強リブ

Claims

意匠面を構成する意匠面部と、前記意匠面部と対向するように延びる傾斜面部と、前記意匠面部と前記傾斜面部とを接続する屈曲部とを備えるアウター部材と、
前記意匠面部に対向する背面部と、前記背面部から傾斜面部側へ立設された立壁部とを備え、前記アウター部材の内側に配置されるインナー部材とを有し、
前記背面部に第一押圧力（Ｆ１）を加えるとともに、前記傾斜部に前記第一押圧力（Ｆ１）と交差する方向の第二押圧力（Ｆ２）を加えて、前記インナー部材を前記第一押圧力（Ｆ１）および前記第二押圧力（Ｆ２）と交差する方向に振動させることにより、前記意匠面部と前記背面部とが第１溶着リブで振動溶着され、前記傾斜面部と前記立壁部とが第２溶着リブで振動溶着されているスポイラであって、
前記立壁部は、振動溶着時に前記第二押圧力（Ｆ２）を支承するとともに、前記屈曲部側に凹んだ複数の凹部が車幅方向に並んだ波打ち形状であることを特徴とするスポイラ。
前記第１溶着リブは前記インナー部材の前記背面部に設けられ、
前記第２溶着リブは前記インナー部材の前記立壁部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のスポイラ。
前記立壁部の前記凹部の幅は、前記アウター部材の意匠面部側から前記傾斜面部側に向かって幅広とされていることを特徴とする請求項１または２に記載のスポイラ。
前記立壁部には前記屈曲部と反対側に延び、前記背面部に繋がる補強リブが設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のスポイラ。