JP6423874B2 - オルガノシートから自動車の構造部品を製造する方法 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車の構造部品を製造する方法に関する。本発明は、さらに、自動車ドアの構造部品(特に、自動車ドアのドアインナースキン、ドアモジュールまたはアセンブリキャリアとして形成される構造部品)を製造するためのオルガノシートに関する。本発明は、さらに、少なくとも1つのオルガノシートで構成された構造部品に関する。
オルガノシートは、ガラス繊維、ケブラー繊維、炭素繊維又はプラスチック繊維で構成された被積層物、織布又は編布の形態の連続繊維を、熱可塑性マトリクス内に埋め込んでなる連続繊維補強熱可塑性材料の、プレート状の中間製品であると理解されたい。マトリクスに用いる熱可塑性材料としては、例えばポリアミド等が、繊維に対する良好な付着特性から有用である。
「連続繊維補強」という表現は、補強の役割を担う繊維の長さがプレート状のオルガノシートのサイズによる制限を実質上受けるものの、オルガノシート内での長さには実質上途切れがない(連続している)ことを表している。
オルガノシートは、金属板のように適切な寸法に切断することができ、かつ、孔を設けることも可能であるにもかかわらず、金属板よりも軽量であると同時に、高い面剛性と面強度も兼ね備えている。さらに、オルガノシートは、熱可塑性マトリクスを十分に加熱することにより、金属板のような立体的な変形を、より小さい変形力の印加によって達成することができる。この目的のために、オルガノシートは、そのオルガノシートのマトリクスを溶融させるためにまず加熱されてから、深絞り加工によって成形される。これにより、自動車の構造部品、例えばドアモジュール、アセンブリキャリア、ドアインナーパネル、ドアアウターパネルのようなドア構成要素、シートパン、バックレストのようなシート構成要素、さらには、フェンダー、フラップ、フード、バンパー等を軽量構造で製造できるようになり、加工の容易化と同時に顕著な軽量化を実現することができる。
特許文献1から、オルガノシートの熱成形によってオルガノシートから部品を製造する方法であって、そのオルガノシートの、熱可塑性材料のマトリクス内に埋め込まれた繊維配置構成体の構造を破壊することなく、そのオルガノシートのこの繊維配置構成体を拡げることにより、当該部品に切欠きを形成する、部品の製造方法が知られている。
特許文献2から、自動車の車体ピラーの補強体として機能する軽量部品であって、様々な配向の繊維補強材、開口および貫通孔を含む複数のオルガノシート層が設けられており、それら繊維補強材、開口および貫通孔が、当該軽量部品の寸法、形状および位置において当該軽量部品の使用目的に適合されている、軽量部品が知られている。
特許文献3から、オルガノシートの構造部品であって、構造の補強の役割を担い且つ成形品として形成されたプラスチックインサートを備え、このプラスチックインサートが、熱可塑性補強材でオーバーモールド成形されることによって材料結合を介した接続を達成している、構造部品が知られている。
独国特許出願公開第102010001634号明細書 独国特許出願公開第102011111232号明細書 独国実用新案出願公開第202006019341号明細書
本発明の目的の一つは、前述した方法であって、オルガノシートから製造される構造部品の構造的荷重(構造的な負荷)能力を向上させると共に、加熱成形時の当該オルガノシートの構造変化を考慮に入れることにより、当該オルガノシートおよび当該オルガノシートから製造される構造部品の安定性を維持する方法を提供することである。
本発明では、上記の目的は、請求項1の構成を備える方法によって達成される。
連続繊維が埋め込まれた熱可塑性材料の、プレート状の中間製品の加熱成形によって、自動車の構造部品を製造するために、連続繊維又は連続繊維層(連続繊維の層)が埋め込まれている熱可塑性マトリクスの層又は層領域(層の領域)と連続繊維又は連続繊維層が埋め込まれていない熱可塑性マトリクスの層又は層領域との、複数の層又は複数の層領域が、コンパウンドへと形成される。これにより、オルガノシートから製造される構造部品の耐構造的荷重能力を向上させると共に、加熱成形時の当該オルガノシートの構造変化を考慮に入れることにより、当該オルガノシートおよび当該オルガノシートから製造される構造部品の安定性を維持することができる。
好ましくは、前記オルガノシートの、炭素繊維で補強された熱可塑性材料の外側層が、アラミドの介在層を有するコンパウンド、あるいは、アラミドと天然繊維との混合物の介在層を有するコンパウンド、特に、アラミドと木の繊維又はサイザル麻の繊維との混合物の介在層を有するコンパウンドへと形成される。
本発明にかかる方法に従って構造部品を製造するための加熱成形工程を受けるオルガノシートは、第1の実施形態において、少なくとも1つの外側層に配されたシール層および/または2つの層の間に設けられた少なくとも1つのシール層を含む多層構造を有し、当該シール層が、薄膜、フリースまたはシール保護塗料で構成されている。具体的に述べると、前記オルガノシートには、成形工程時(すなわち、比較的強固な立体構造の形成時)に穴が形成されて非緊密な構造となることがないように、少なくとも1つのシール層が組み合わせられる。
好ましくは、自動車ドアのドアモジュールまたはアセンブリキャリアとして形成される構造部品に用いられるオルガノシートは、熱可塑性材料に埋め込まれた連続繊維または連続繊維層を含み、これら連続繊維または連続繊維層は、前記ドアモジュールに取り付けられる、前記自動車ドアの機能的要素の荷重方向に配向されており、特に、
−前記連続繊維または前記連続繊維層が、ウィンドウリフタのウィンドウガラスの引下げ方向に配向されており、特に、前記ウィンドウリフタのガイドレールと平行に配向されており、および/または、
−前記連続繊維または前記連続繊維層が、前記自動車ドアのドアロックおよびドアヒンジの引っ張り方向に配向されており、および/または、
−前記連続繊維または前記連続繊維層が、ドア閉鎖ハンドルの荷重方向に配向されている。
したがって、ドア構造部品のベースとなる、前記オルガノシートという中間製品は、少なくとも2つの領域で構成されており、かつ、当該少なくとも2つの領域は、サンドイッチ状構造を有し且つ機械特性が互いに異なっている。
他の実施形態において、自動車ドアのドアモジュールまたはアセンブリキャリアとして形成される構造部品を製造するためのオルガノシートは、当該オルガノシートの縁領域に設けられた孔、あるいは、前記ドアモジュールを前記自動車ドアのドアインナーパネルと連結するための一体成形された留め要素を有し得る。具体的に述べると、前者の孔は、それらオルガノシートとドアインナーパネルとの間にバヨネット連結用の留め要素を収容するように形成されたものであり、後者の留め要素は、そのような孔の縁と一体成形されて所定の破壊領域を形成している。
前記オルガノシートを少なくとも1つ用いて製造された構造部品は、外側のオルガノシートと芯領域とを含む、当該構造部品のそれぞれの要件に適合したサンドイッチ状構造を有しており、および/または、扁平な当該構造部品の、それぞれの要件に適合した複数のゾーンを有している。
このような構造部品の有利な構成は、
−当該構造部品が、扁平な当該構造部品の、それぞれの要件に適合した複数のゾーンを有しており、かつ、当該複数のゾーンが、
−異なる芯材、および/または、
−異なる芯厚、および/または、
−扁平な当該構造部品における各種ゾーンの異なる数、
を持つ、サンドイッチ状の多層構造を有すること、
−高い圧縮強度のゾーンと接続した、低圧力安定性を持つ熱的に又は音響的に良好に絶縁するゾーンを有すること、
−高い抵抗モーメントを持つ少なくとも1つのゾーンを有すること、
−高い引張強度のゾーンおよび高い圧力荷重支持能力の複数のゾーンを有すること、
によって特徴付けられる。
本発明のさらなる特徴および当該特徴により得られる本発明のさらなる利点は、図面を参照しながら行う、例示的な実施形態についての以下の説明によって明らかになる。本明細書および図面には、特許請求の範囲に記載されていない例示的な実施形態の構成も開示されている。また、それらの構成同士を組み合わせて、本明細書で具体的に開示されていない組合せを形成することも可能である。また、複数の構成が互いに同じ文章で記載されている場合や複数の構成が互いに別の文脈で記載されている場合があるが、これは、具体的に開示されている組合せでしか当該複数の構成の組合せが生じないことを意味するものではなく、むしろ原則として、複数の構成の個々の構成を、本発明の動作可能性に疑問が生じない限り適宜に省略したり変更したりできることを意味するものと理解されたい。
オルガノシートの加熱成形を実行し、構造部品(特に、自動車の部品)を製造するための設備を示す概略図である。 自動車ドアのドアモジュールまたはアセンブリキャリアとして形成される構造部品を示す平面図であって、当該構造部品が、オルガノシートの加熱成形用の懸架ポイントおよび当該構造部品のバヨネット連結用のインターフェースを有している。 自動車ドアのドアモジュールまたはアセンブリキャリアとして形成される構造部品を示す平面図であって、オルガノシートの突出部が、懸架ポイントの箇所に形成されている。 自動車ドアのドアモジュールまたはアセンブリキャリアに用いられるオルガノシートを示す概略図であって、当該オルガノシートが、当該オルガノシートの加熱成形用の予め形成された取付レセプタクルを有している。 ドアモジュールに用いられるオルガノシートに組み込まれた繋ぎ部材を示す平面図であって、当該繋ぎ部材が、荷重方向に向けられている。 オルガノシートの縁領域を示す概略図であって、当該縁領域には、オルガノシートに組み込まれた繋ぎ部材の、力導入用および力分散用のアダプタが備え付けられている。 オルガノシートの縁領域を示す他の概略図であって、当該縁領域には、オルガノシートに組み込まれた繋ぎ部材の、力導入用および力分散用のアダプタが備え付けられている。 オルガノシートの縁領域を示すさらなる他の概略図であって、当該縁領域には、オルガノシートに組み込まれた繋ぎ部材の、力導入用および力分散用のアダプタが備え付けられている。 オルガノシートの縁領域を示すさらなる他の概略図であって、当該縁領域には、オルガノシートと繋ぎ部材との接続を補強する補強手段が備え付けられている。 オルガノシートの縁領域を示すさらなる他の概略図であって、当該縁領域には、オルガノシートと繋ぎ部材との接続を補強する補強手段が備え付けられている。 オルガノシートの縁領域を示すさらなる他の概略図であって、当該縁領域には、オルガノシートと繋ぎ部材との接続を補強する補強手段が備え付けられている。 オルガノシートの縁領域を示すさらなる他の概略図であって、当該縁領域には、オルガノシートと繋ぎ部材との接続を補強する補強手段が備え付けられている。 オルガノシートを示す平面図であって、当該オルガノシートは、取付開口を有しており、かつ、補強要素の接続領域の方向に手指のかたちで扇状に広がるアダプタを備えている。 図13のオルガノシートの、断面線A−Aに沿った断面図である。 図13のオルガノシートの、断面線B−Bに沿った断面図である。 ドアモジュールまたはアセンブリキャリアに用いられるオルガノシートを示す概略図であって、当該オルガノシートの熱可塑性マトリクス内に埋め込まれた織布または被積層物における繊維の向きが、各種荷重方向に向いている。 ドアモジュールまたはアセンブリキャリアに用いられるオルガノシートを示す他の概略図であって、当該オルガノシートの熱可塑性マトリクス内に埋め込まれた織布または被積層物における繊維の向きが、各種荷重方向に向いている。 自動車ドアのドアモジュールまたはアセンブリキャリアに用いられる、熱可塑性マトリクス内に埋め込まれる布帛層の実施形態を示す図である。 自動車ドアのドアモジュールまたはアセンブリキャリアに用いられる、熱可塑性マトリクス内に埋め込まれる布帛層の実施形態を示す他の図である。 自動車ドアのドアモジュールまたはアセンブリキャリアに用いられる、熱可塑性マトリクス内に埋め込まれる布帛層の実施形態を示すさらなる他の図である。 自動車ドアのドアモジュールまたはアセンブリキャリアに用いられる、熱可塑性マトリクス内に埋め込まれる布帛層の実施形態を示すさらなる他の図である。 オルガノシートの熱可塑性マトリクスを補強する一種類の布帛を示す概略図である。 オルガノシートの熱可塑性マトリクスを補強する他の種類の布帛を示す概略図である。 熱可塑性マトリクスを補強する、多軸被積層物を示す平面図であって、当該多軸被積層物は交差する複数の層を有しており、これらの複数の層が互いに縫合されている。 層構造を有するオルガノシートの断面図である。 層構造を有するオルガノシートの他の断面図であって、当該層構造は、オルガノシートの緊密性を確実なものにする追加の薄膜層を含んでいる。 層構造を有するオルガノシートのさらなる他の断面図であって、当該層構造は、オルガノシートの緊密性を確実なものにする追加の薄膜層を含んでいる。 層構造を有するオルガノシートのさらなる他の断面図であって、当該層構造は、オルガノシートの緊密性を確実なものにする追加の薄膜層を含んでいる。 多ゾーン・サンドイッチ構造のオルガノシートの平面図と概略断面図である。 図29の多ゾーン・サンドイッチ構造の一変形例を示す図である。 図29の多ゾーン・サンドイッチ構造の他の変形例を示す図である。 図29の多ゾーン・サンドイッチ構造のさらなる他の変形例を示す図である。 図29の多ゾーン・サンドイッチ構造のさらなる他の変形例を示す図である。 図29の多ゾーン・サンドイッチ構造のさらなる他の変形例を示す図である。 図29の多ゾーン・サンドイッチ構造のさらなる他の変形例を示す図である。 図29〜図35の多ゾーン・サンドイッチ構造を有するオルガノシートを製造するための装置を示す概略図である。 ドアモジュールとして形成される構造部品を示す平面図であって、当該構造部品は、構造部品を製造するためのオルガノシートの、複数の荷重ゾーンを有している。 ドアモジュールとして形成される構造部品を示す平面図であって、当該構造部品は、構造部品を製造するためのオルガノシートの、他の複数の荷重ゾーンを有している。 ドアモジュールとして形成される構造部品を示す平面図であって、当該構造部品は、構造部品を製造するためのオルガノシートの、さらなる他の複数の荷重ゾーンを有している。
図1に、自動車の構造部品を製造するためのオルガノシート2を加熱成形する設備1を概略的に示す。設備1は、マガジン10を備える。マガジン10には、プレート状または筒状のオルガノシート2が積まれている。オルガノシート2の外輪郭は、自動車用の当該オルガノシート2から製造される構造部品に適合するものとされている。マガジン10の近隣には、グリッパ11を有するロボットが配置されている。このロボットは、マガジン10からのオルガノシート2を、放射ユニット13および射出成形機14を有する加工部12へと運ぶように、十字矢印Aの方向(すなわち、オルガノシート2の平面に対して垂直方向およびオルガノシート2の平面の方向)に移動可能である。放射ユニット13は、加熱成形に用いられ、双方向矢印Bの方向に変位可能である。射出成形機14は、追加の部品を一体成形したり、加工作業用に設けられた開口や孔に注入を行ったりするものである。図1に概略的に示す設備1では、被積層物、織布又は編布の形態の連続繊維をプラスチックマトリクスに埋め込んでなるオルガノシート2が中間製品として届けられて、加熱成形によって(場合によっては、さらに、部品の射出成形を行ったり、開口や孔に注入を行って閉じたりすることによって)処理される。届けられた状態でオルガノシート2は既に、後の使用目的に適合したものとされている。言い換えれば、届けられた状態でオルガノシート2は既に、当該オルガノシート2の外輪郭が、自動車の構造部品、例えばモジュールキャリア、ドアインナーパネル、ドアアウターパネルのようなドア構成要素、シートパン、バックレストのようなシート構成要素、さらには、フェンダー、フラップ、フード、バンパー等としての後の使用目的に適合されたものとされている。
加熱成形と射出成形機14での処理とのために、オルガノシート2は、グリッパ11を有する前記ロボットによってマガジン10から取り出されて、加工部12における懸架部位へと運ばれる。この目的のために、変位可能な前記放射ユニット13は、オルガノシート2を加熱するように活性化される前に、前記双方向矢印Bを基準として上昇又は下降され得る。
図2は、自動車ドアのドアモジュールまたはアセンブリキャリア5の形態の、自動車の構造部品を示す平面図である。このドアモジュールまたはアセンブリキャリア5は、自身と自動車ドアのドアインナーパネルとのバヨネット連結用の複数のインターフェース又は貫通開口22を有しており、それら複数のインターフェース又は貫通開口22は、そのドアモジュールまたはアセンブリキャリア5の周縁にわたって分散配置されている。これらのインターフェース又は貫通開口22は、そのようなバヨネット連結用であると同時に、構造部品5へと成形されるオルガノシートを針で受ける懸架ポイントとしても機能するように配置及び形成され得る。この目的のために、貫通開口22の領域では、オルガノシート2の加熱成形時に当該貫通開口22が裂けるのを防ぐ対策として:隔離;当該貫通開口22の領域における放射手段の強度の部分的な抑制;ブロワーで供給される冷気によって行う懸架領域での冷却;等が取られ得る。
ドアモジュール5と自動車ドアのドアインナーパネルとのバヨネット連結用の貫通開口22を設けるのに加えて、留め要素が、ドアモジュール5の縁と一体成形され得る(特には、射出成形され得る)。前記留め要素は、工具によって操作可能な操作ヘッド、バヨネット連結部として形成されたドアモジュール5における前記貫通開口22と当該貫通開口22に揃えられる前記ドアインナーパネルの取付ポイントとに通されるシャンク、および前記操作ヘッドの領域における留めヘッドを有する。前記留め要素が自身の留めヘッドに沿って貫通開口22の縁でドアモジュール5と一体的に接続する接続領域は、所定の破壊領域として形成されている。すなわち、対応する工具を用いて前記留め要素を当該留め要素の操作ヘッドで操作すると、当該留め要素が、まず軸方向に変位し、これにより、当該留め要素と前記ドアモジュールとの接続が破壊される。前記留め要素を軸方向にさらに変位させると、当該留め要素の留めヘッドが前記ドアインナーパネルにおける前記取付ポイントを超えるまで、前記シャンクが前記貫通開口22と前記ドアインナーパネルにおけるその取付ポイントとに通される。
前記留め要素は、当該留め要素の留めヘッドがドアモジュール5における貫通開口22内に位置せずにドアモジュール5のドア構造側表面から突出して前記ドアインナーパネルにおける前記取付ポイントを超えて位置するようになるまで軸方向に変位させられた後、180°回転させられてバヨネットロックをもたらす。
この構成に代えて、あるいは、この構成に加えて、上側の懸架領域では、前述した貫通開口22間に、穿孔として形成されたさらなる懸架ポイント21が、バヨネット連結用に設けられ得る。さらなる懸架ポイント21は、ねじ連結用のさらなる取付ポイントとして機能するか、あるいは、前記オルガノシートの加熱成形後に図1の射出成形機14によって閉じられる。
ドアモジュールまたはアセンブリキャリアとして形成された構造部品5の平面図である図3には、オルガノシート2の加熱成形時に前述した懸架ポイントで当該オルガノシート2が抜けるのを回避する他の変形例として、オルガノシート2又は構造部品5の輪郭20に、オルガノシート2の加熱成形時に図1の放射ユニット13の対応した位置決めによって加熱されずに済む、突出部23を設けることが考えられる。これにより、前述した懸架ポイントの領域に、前記オルガノシートの加熱成形時に当該懸架ポイントに働く力を当該懸架ポイントの側方に伝える橋渡し構造のような強固な材料延長部が形成される。ドアモジュールまたはアセンブリキャリア5のそれ以降の形態において、突出部23は、維持され得るか、あるいは、さらなる処理を受けて自動車ドアに設置される前に、切断され得る。
図4には、オルガノシートにおける前述した懸架ポイントが裂けて当該懸架ポイントの領域において構造部品が弱化すること、あるいは、オルガノシートの加熱成形時に当該オルガノシートにおける懸架ポイントが変化することによって構造部品の寸法安定性が無くなることを回避する他の対策が、概略的に示されている。この対策は、前記オルガノシートを受ける針用の鍵穴開口であって、その針に繋げられる開口240と、この開口240から遠ざかる方向に向いた、前記オルガノシートの成形時における定められた可撓、滑り又は変形方向を指定する溝241(なぜなら、プラスチックマトリクス内に埋め込まれた織布、被積層物又は編布は、懸架ポイントでの伸張需要を不完全にしか満たすことが出来ないからである)とを有する鍵穴開口として形成された、懸架ポイント24を設けることで構成される。
好ましくは、溝241は、オルガノシート2から製造される構造部品を例えば自動車ドア等と連結するための穿孔21の方向に向いている。前記懸架ポイント24は、後でプラスチック材料を注入することによって閉じられる。この構成によれば、オルガノシート2から形成された構造部品を、例えばバヨネット連結用のインターフェース等として形成された前記穿孔21のみを有するものとすることができる。
前記オルガノシートを、当該オルガノシートから製造される構造部品のその後の用途に合わせて用意するために、その構造部品の後の使用目的にとって有益であると同時にその構造部品の安定性及び耐荷重能力を向上させる役割も果たす、様々な対策を取ることが可能である。その例を、以下で説明する図5〜図39に示す。
図5は、ドアモジュールまたはアセンブリキャリア5として形成される構造部品の平面図であって、繋ぎ部材3が、加熱成形前又は加熱成形時において、当該ドアモジュール5の略直方形(直方形状)の基本構造に対して斜めに向けられて且つ前記オルガノシート2又は当該ドアモジュール5と接続ポイント30,31で接続されている様子が示されている。好ましくは、ドアモジュール5への前記繋ぎ部材30の接続は、そのドアモジュール5と自動車ドアのドアインナーパネルとのバヨネット連結用のインターフェース又は貫通開口22で行われる。接続ポイント30,31は、ドアモジュール5に一体化されるか、あるいは、オルガノシート2がドアモジュール5へと形成された後にそのドアモジュール5に載せられて且つ溶着、接着、リベット留めなどによって当該ドアモジュール5に接続される。
前記繋ぎ部材3の向きは、ドアモジュール5に取り付けられた例えばウィンドウリフタ等を作動させる際にそのドアモジュール5に加わる引張力に沿った向きとされるか、あるいは、内側ドアハンドルによってそのドアモジュール5に加わる閉鎖力に沿った向きとされる。
図6〜図12に、ドアモジュール5への前記繋ぎ部材3の接続ポイントの領域での、ドアモジュール5への前記繋ぎ部材3の力伝達についての様々な可能性を示す。
図6〜図8は、オルガノシート2の縁領域20の一部を示す概略平面図である。同図には、オルガノシート2から製造されるドアモジュール5と自動車のそれ以外の構造部品(例えば、自動車ドアのドアインナーパネル等)とのバヨネット連結用のインターフェースとして設けられた接続ポイント30での、そのオルガノシート2への前記繋ぎ部材3の接続部が示されている。
前記繋ぎ部材3とオルガノシート2から製造される前記構造部品とに加わる引張力の力伝達および力分散のために、アダプタ32が、その繋ぎ部材3又はオルガノシート2の端部に一体成形されるか、あるいは、その繋ぎ部材3に対して圧着、接着又はリベット留めされる。一変形例として、アダプタ32および前記繋ぎ部材3が、前記ドアモジュールを製造するための金型内に入れて射出成型を行う。図7を参照すると、オルガノシート2へのアダプタ32の接続は、オルガノシート2との取付ポイント320と、三角形状のそのアダプタ32において分散配置された、前記繋ぎ部材3との複数の取付ポイント321とで行われている。
前記繋ぎ部材3と当該繋ぎ部材3のオルガノシート2への前記取付ポイント30との間の力伝達をさらに最適化するには、図8に示すようにアダプタ32内に前記繋ぎ部材3に沿って分散するようにして埋め込まれた、オルガノシート2との前記取付ポイント320と前記取付ポイント321とを繋げる繊維又は布帛322が設けられ得る。
図9〜図12に、オルガノシート2から製造されるドアモジュール5の形態の構造部品と、そのオルガノシート2の縁領域20において当該オルガノシート2またはドアモジュール5と接続された繋ぎ部材3との間の力伝達のための他の変形例を示す。図9を参照すると、この形態の力伝達は、オルガノシート2の縁領域20を超えて突出する、前記繋ぎ部材3の突出部33を、図9に示す矢印Cの方向に折り返して、さらに、図10に示す位置においてオルガノシート2の取付ポイント30に例えば超音波溶着等により熱融着することで実現される。この結果、図11の(a)と(b)に概略的に示す一回又は複数回の折重ねによる、オルガノシート2への前記繋ぎ部材3の接続部の補強が得られる。
図12は、前記繋ぎ部材3と例えばドアモジュール、アセンブリキャリア5等として形成される構造部品を製造するためのオルガノシート2との間の、引張力の最適な伝達のための補助的な対策を示す縦断面図である。この対策は、安定化プラグ34を前記繋ぎ部材3内に挿入し、その安定化プラグ34をオルガノシート2または構造部品5における開口50として形成された前記取付ポイント30に押し込むことで、オルガノシート2または構造部品5への前記繋ぎ部材3の形状係合を介した接続を達成することによって行われる。
図13〜図15は、前記アダプタの他の構成を示す、1つの平面図および2つの断面図である。
図13は、プラスチックマトリクスのアダプタ8が一体成形されたオルガノシート2を示す平面図である。アダプタ8は、長繊維の繊維ロービングを配置することによってオルガノシート2へと繋がる力の経路を増やすことができるように、ボルト、ねじ又はリベットを通らせる取付開口65から扇状に広がると共に、手指のように扇状に広がるリブ80を有している。リブ80の構造は、図13のオルガノシートの平面図、図13の線A−Aに沿った図14の縦断面図、および図13の線B−Bに沿った図15の縦断面図に示されている。具体的に述べると、図14には、(アダプタ8の一体成形された)図15の扁平なプラスチックマトリクスよりも盛り上がった盛上がり部が示されている。
アダプタ8とオルガノシート2との形状係合を介した接続を達成するには、前記金型内において、オルガノシート2の、アダプタ8の射出成形側とは反対の側に、通り抜け成形用のキャビティを設けて、この通り抜け成形用のキャビティを、補強要素の領域において当該補強要素またはそのオルガノシート2を通り抜け成形することによってのみ、アダプタ8のプラスチックマトリクスの材料で充填可能なものとする。具体的に述べると、アダプタ8の材料が、この目的のために設けられたポイントで、前記オルガノシートの構造を押し通り抜ける。ただし、前記オルガノシートは、通り抜け成形を実行するのに十分に高い温度を有している必要がある。しかしながら、アダプタ8との意図する上記形状係合を介した接続を達成するにあたって、オルガノシート2の、前記通り抜け成形用のキャビティの領域に、予め用意された穿孔9を設けることも考えられる。
図14には、オルガノシート2の、アダプタ8のプラスチックマトリクスとは反対の側に、通り抜け成形領域800が示されている。通り抜け成形領域800は、プロセス制御の役割も兼ねている。というのも、その充填度は、生成される接続部の品質指標ともなるからである。これは、前記アダプタの材料が、前記オルガノシートの構造を通り抜けて直接注入される場合に(すなわち、前記予め用意された穿孔9がない場合に)特にそうである。前記領域800が完全に形成されている場合には前記接続部を適切と見なすことができる一方、前記通り抜け成形領域800が不完全に形成されている場合には不十分と見なすことができる。後者は、プロセス管理における設定パラメータからの逸脱(例えば、前記オルガノシートの温度が低過ぎる等)によって引き起こされ得る。
自動車の構造部品を製造するためのオルガノシートに対して追加の留め手段を配置・接続するという上記の構成に代えて、あるいは、そのような構成に加えて、自動車の構造部品を製造するための中間製品としてのそのオルガノシート自体に、対応する構造又は構成を付与することが考えられる。
以下では、オルガノシート2から自動車ドアのドアモジュール5を製造する図16〜図39の例について詳細に説明する。
図16及び図17に、オルガノシート2を、ドアモジュール5として形成される構造部品の用途に合わせて用意する一例を示す。図16を参照すると、プラスチックマトリクス40に埋め込まれた連続繊維が、ドアモジュール5に働く力の方向に配向されている。
図16は、交差する連続繊維41,42の織布、編布又は被積層物4の一部を示す概略図であり、交差する連続繊維41,42間の角度αは例えば100°等とされている。図17を参照すると、このような配向は、ガイドレール61,62を備えるウィンドウリフタによってドアモジュール5に加えられて且つそれらガイドレール61,62と平行な方向を持つ一方の力Fと、ドアモジュール5へのドア閉鎖ハンドルの連結部60から/へと導入されて且つドアモジュール5の上縁及び下縁と平行な方向を持つ他方の力Fとに対応している。連続繊維41,42の織布、被積層物又は編布における繊維の向きに見られる力F,Fの主要な方向は、ドアモジュール5への力導入を最適化する。これにより、オルガノシート2から製造されるドアモジュール5の構造強度を、鋼から製作された構造部品の構造強度に匹敵するものとすることができるので、オルガノシートからのドアモジュール5の製造が容易になるだけでなく、その重量を大幅に減少させることも可能となる。
図18〜図21に、構造部品を製造するためのオルガノシートの、その構造部品の用途分野及び荷重に応じての形成及び組成に関する様々な可能性を示す。
オルガノシート2の衝撃(衝突)特性及び剛性ならびにオルガノシート2のプラスチックマトリクス内の連続繊維、織布、被積層物又は編布のドレープ性を最適化するために、構造部品の荷重及び用途分野に応じて、
−オルガノシートの連続繊維の材料として、異なる材料、
−布帛の種類として、異なる種類、
−プラスチックマトリクスと埋め込まれた連続繊維との層の、異なる層数、
−個々の層の、異なる層厚、および
−異なる繊維−マトリクス比、
が設定される。
図18は、芯領域70と縁領域71,72とを含むオルガノシートを示す概略断面図である。縁領域71,72は、剛性を向上させると共に芯領域70を水分から保護するために炭素繊維で補強された層を形成している。芯領域70は、例えば、破壊挙動と衝撃(衝突)安全性とを最適化するためにアラミド層で構成されたものとされ、必要に応じて、木、サイザル麻などの天然繊維を含み得る。
図19〜図21に、オルガノシート2を、そのオルガノシート2から加熱成形によって製造される構造部品5に合わせて適合させる例を示す。
この例示的な実施形態において、前記構造部品は、ウィンドウリフタとウィンドウリフタドライブ53とドア閉鎖ハンドル用のマウント60とを含むドアモジュール5で構成される。前記ウィンドウリフタは、互いに平行に延設されたガイドレール61,62を備えた状態で、そのドアモジュール5に取り付けられている。この構造部品5は、衝撃(衝突)力および当該構造部品5に取り付けられた各種アセンブリによって加えられる力を吸収しなければならないので、当該構造部品5を製造するためのオルガノシート2は、当該構造部品5におけるそれぞれの荷重(負荷)に適合した2つの部位D,Eに分けられる。
部位Dでは、2方向の交差する連続繊維43,44,45で構成された第1の種類の布帛がプラスチックマトリクス内に埋め込まれており、同じ方向に配向している連続繊維44,45の連続繊維45が、2方向の交差する連続繊維43,44とは異なる種類のもの(Gewebeart)で構成されている。
第2の部位Eでは、オルガノシート2が、プラスチックマトリクス内に埋め込まれた交差する連続繊維43,44で構成されており、これらの交差する連続繊維43,44は、相対する方向の力Fが働くと、これらの2方向の交差する連続繊維43,44間の角度αが例えば80°になる配向へと引っ張られる。
オルガノシート2の領域Eでの、プラスチックマトリクス内に埋め込まれた連続繊維43の水平方向の配向は、衝撃(衝突)力を吸収すると共に基本剛性を向上させる役割を果たし、この連続繊維43と例えば80°等の角度で交差する連続繊維44は、ウィンドウリフタ6の調節力を吸収するためにそのウィンドウリフタ6のガイドレール61,62の向きに応じた引下げ角度に適合されている。必要ならば、ドア閉鎖ハンドルの前記連結部によってドアモジュール5に加えられる閉鎖力を吸収するために、連続繊維の第3の層を、例えば20°等の角度で配向させるようにして設けてもよい。
図22及び図23は、プラスチックマトリクス内に埋め込まれる織布、編布又は被積層物の製作に用いられる同一種又は異種の連続繊維43,44(例えば、アラミド等)間の結び合わせについての様々な可能性を示す概略斜視図である。
織布、編布又は被積層物の連続繊維の配向を決定するうえで、図24の斜視図には、2方向の連続繊維45,46が角度βで交差する配向が示されており、これらの連続繊維45,46は、交差する当該連続繊維45,46の層を安定化させるために交差ポイント47で互いに縫合されている。
プラスチックマトリクス内に埋め込まれた連続繊維を有するオルガノシートは、自動車の構造部品の製造に用いられる純プラスチック製のモジュールとは対照的に、厚さが顕著に薄い。そのため、オルガノシートから製造されたドアモジュール5を自動車ドアに設置する際に、湿空間(ウェットスペース)と乾空間(ドライスペース)とを隔てるための例えば緊密性低下の問題等が生じる。具体的に述べると、オルガノシートの加熱成形時に、変形の大きいポイントに通路が発生して、この通路を介して湿空間から自動車ドアの乾空間に水分が浸入する可能性がある。
これを防ぐために、図25〜図28に概略的に示す構造的な対策が取られ得る。ここで、図25のオルガノシートの断面図には、連続繊維が埋め込まれたプラスチックマトリクスの3つの層81〜83が示されている。このような層構造において、対応する変形が起こると、これに応じて前記構造部品の機能を損なう貫通孔が発生する可能性がある。
前記オルガノシートの2つの層の間、例えば、図26に従えば2つの層81,82の間に、追加の薄膜層84を配置したり、あるいは、図27のように層構造の表面上に薄膜層85を配置したり、あるいは、図28のように前記オルガノシートの層構造の両側の表面上に2つの薄膜層86,87をそれぞれ配置したりすることにより、そのオルガノシートの緊密性を確実にすることができる。追加の層84,85,86,87は、薄膜、あるいは、成形過程時にプラスチックマトリクスを受け入れて取り込むフリース、あるいは、シール保護塗料で構成され得る。
オルガノシートから構造部品を製造する際には、その構造部品が当該構造部品の機械的な負荷(荷重)や熱的な負荷に対して最適に適合したものとなるように、これに応じてオルガノシートの構成を、オルガノシートのサンドイッチ状構造とドアモジュール、アセンブリキャリアなどの構造部品(例えば、扁平な構造部品等)における個々のゾーンとについて対応する構成とすることが前提となる。図29〜図34に、自動車のドアモジュールまたはアセンブリキャリアとして使用される構造部品を製造するための、多ゾーン・サンドイッチ構造のオルガノシートの様々な実施形態を示す。
図29の平面図と断面図には、3つのゾーン91,92,93を含むサンドイッチ状のオルガノシート2から製造されるドアモジュール5の形成の様子が示されている。例えば、3つのゾーン91,92,93のうち、中央のゾーン93が、熱的に又は音響的に良好に絶縁性をもって形成されて、かつ、2つの外側のゾーン91,92が、ドアモジュール5をドアインナーパネルにねじ連結した場合に前記貫通開口22での連結要素によって加えられる力を吸収するための高い圧縮強度を持つものとされる。
オルガノシート2のサンドイッチ構造は、当該オルガノシート2から製造される構造部品5に働く荷重に応じて、芯材の種類、芯厚および各種ゾーンの数が異ならされる。これにより、オルガノシート2から製造される構造部品5の圧縮強度や絶縁挙動に関する要件に、その構造部品5の衝撃特性、剛性およびドレープ性を最適化するように確実に最適に合致させることができる。
多ゾーン・サンドイッチのハニカム状構造内に組み込まれる詰め物は、それぞれの要件に最適に適合するものとされ、特に、プラスチック発泡体又はハニカム構造材を使用することにより、オルガノシート2の最小重量の要件およびそれぞれの機械的な負荷(荷重)や熱的な負荷の要件を満足する。図30〜図34に、これについての様々な例を示す。
図30には、外側層96と外側層97との間において、2つの芯領域94,95が隣り合うようにして配置されている様子が示されている。具体的に述べると、一方の芯領域は、熱的に又は音響的に良好に絶縁する領域とされ、他方の芯領域は、連結要素による力を吸収するための高い圧縮強度の領域とされている。
図31には、図30と同じ配置で、取付領域のための高い圧縮強度を持つ層の領域95が、厚肉に設定されている様子が示されている。
図32を参照する。同図に示されているように、芯領域94の両側に、互いに重なり合った2つの外側層96,97によって形成された固定領域が設けられ得る。このとき、芯領域94は、要件に応じて、熱的に又は音響的に良好に絶縁する層を含むものとされる。また、芯領域94は、例えばドア閉鎖ハンドルについて求められるように局所的な支持しか必要でない場合やエンボス加工の代わりとする場合等に、極めて薄肉に形成することも可能である。
図33の概略断面図には、一変形例が示されている。具体的に述べると、芯領域98は、互いに繋げられた外側層95,97で構成されており、縁領域99は、圧縮強度を向上させるための層を有する芯領域95と当該芯領域95の両側に配置された前記外側層96,97とで構成されている。この配置構成によれば、縁領域99を、シーリング力を良好に支持することが可能な、高い縁剛性を持つものとすることができる。
図34は、高い剛性98の連続的な芯領域95と高い引張強度及び高い絶縁能力の部分的な領域94とを備えた一変形例を示す概略断面図である。この構成により、剛性、引張強度および絶縁能力に関する各種要件の間の折衷が得られる。
自動車の構造部品を製造するためのオルガノシートを、そのプレート状のオルガノシートにおける互いに隣合ったゾーンまたは領域に分割するという上記の構成に加えて、オルガノシートを、断面方向において複数のゾーンに層分けすることも考えられる。図35に、これについての一例を示す。同図には、3つのゾーンが示されており、これらのゾーンは、相異なる材料特性を有するものとされ得るか、あるいは、ゾーン対ごとに共通の材料特性を有するものとされ得る。例えば、第2のゾーンについては熱的に又は音響的に良好に絶縁する材料で構成されたものとし、外側の第1および第3のゾーンについては高い圧縮強度のゾーンとして形成されたものとしてもよい。
図36に、様々な層で構成されるオルガノシートの製造を概略的に示す。この製造は、芯領域100を供給するための搬送ローラと、芯領域100を覆う2つの織布又は被積層物101,102を矢印Dの方向に供給する搬送ローラとの、3つの搬送ローラ117,118,119を含む。織布又は被積層物101,102は、ローラ116で当該織布又は被積層物101,102に力が作用することによって(場合によっては、接着剤もしくはプラスチックマトリクスEが添加されて、および/または、熱供給Gが加えられて)前記芯領域100と結合し、オルガノシートとして矢印Hの方向に出力される。
図37〜図39に、様々なゾーンを有するオルガノシートの製造についてのさらなる例を、ドアモジュールとして形成される構造部品との関連で示す。
図37を参照する。オルガノシート2は、3つのゾーンを有しており、これら3つのゾーンの中央のゾーンIは、高い抵抗モーメントを持つ領域を形成している。この構成によれば、対応する引下げ力を有するウィンドウリフタが構造部品に取り付けられても、そのようなウィンドウリフタにより、オルガノシート2から製造されるその構造部品が変形するようなことがなくなる。
同様に図38には、構造部品5としてのドアモジュールを製造するためのオルガノシート2が、長手方向に向いた3つのゾーンK,L,Mに分けられている様子が示されている。これらの3つのゾーンK,L,Mの中央のゾーンKは、高い引張強度を持っているので、自動車ドアの閉鎖によって生じる引張力を、ドアモジュール5が変形することなく当該ドアモジュール5によって吸収することができる。ドアモジュール5を製造するためのオルガノシート2における上側のゾーンおよび下側のゾーン(図38では、右側のゾーンMおよび左側のゾーンL)は、高い圧縮強度によって特徴付けられているので、自動車ドアのドアインナーパネルに取り付けられるドアモジュール5を、前記貫通開口(又はそのドアインナーパネルへの当該ドアモジュール5の取付ポイント22)において高い強度を持つものとすることができる。
図39に、自動車ドアのドアモジュール5を製造するためのオルガノシート2における3つの異なるゾーンN,O,Pのそれぞれの向きを示す。中央のゾーンNは、高い抵抗モーメントを持つ領域で構成されているので、そのオルガノシート2の構造に設けられ得る補強用のウェブ35を不要にすることができる。この中央のゾーンNの高い抵抗モーメントは、ドア閉鎖ハンドル用の取付ポイント60によって加えられる引張力を、オルガノシート2から製造されるドアモジュール5の変形を生じさせることなく吸収するのにも適している。また、ドアモジュール5を製造するためのオルガノシート2における右側のゾーンPおよび左側のゾーンOは、ドアインナーパネルへのそのドアモジュール5の取付ポイント22での高い強度を実現するために高い圧力荷重支持能力によって特徴付けられている。
なお、本発明は、実施の態様として以下の内容を含む。
[態様1]
連続繊維が埋め込まれた熱可塑性材料の、プレート状の中間製品(「オルガノシート」)の加熱成形によって、自動車の構造部品を製造する方法において、
前記オルガノシート(2)の、当該オルガノシート(2)を加熱成形装置(1)に収容するために設けられた領域、および/または、前記オルガノシート(2)から製造される前記構造部品の、大きな荷重に曝される部位(21,22)を、より強固な構造とする、および/または、加熱成形時に特殊な熱処理を施すことを特徴とする、製造方法。
[態様2]
態様1に記載の製造方法において、前記オルガノシート(2)に、当該オルガノシート(2)の加熱成形後に閉じられる、特に、熱可塑性材料を注入することによって閉じられる、追加の受け入れポイントを設けることを特徴とする、製造方法。
[態様3]
態様1または2に記載の製造方法において、前記オルガノシート(2)の縁(20)を、受け入れポイントの領域では、当該縁(20)を超えて突出部(23)を形成するように広げることを特徴とする、製造方法。
[態様4]
態様2または3に記載の製造方法において、前記取付ポイントに、前記オルガノシート(2)において溝または薄肉部として形成された定められた弱化領域を、前記オルガノシート(2)の加熱成形後にプラスチック材料によって補強されるか又は閉じられる可撓、滑り又は変形領域として割り当てることを特徴とする、製造方法。
[態様5]
態様1から4の少なくとも一項に記載の製造方法において、前記構造部品(5)の大きな荷重の前記領域において、補強要素(3,60)を、前記オルガノシート(2)若しくは前記構造部品(5)に一体化するか又は前記構造部品(5)に載置することを特徴とする、製造方法。
[態様6]
態様5に記載の製造方法において、オルガノシート(2)で構成される補強要素(3)を、前記構造部品(5)に溶着、接着又はリベット留めすることを特徴とする、製造方法。
[態様7]
態様1から6のいずれか一項に記載の製造方法において、前記補強要素(3)を前記オルガノシート(2)に接続するアダプタ(8;32)であって、荷重が加わった前記構造部品(5)の力分散用のアダプタ(8;32)を用意することを特徴とする、製造方法。
[態様8]
態様7に記載の製造方法において、前記アダプタ(8;32)を、前記補強要素(3)に対して一体成形、接着、圧着又はリベット留めすることを特徴とする、製造方法。
[態様9]
態様7に記載の製造方法において、前記アダプタ(8;32)および前記補強要素(3)を、前記構造部品(5)を製造するための射出成形型内に入れて射出成型を行うことを特徴とする、製造方法。
[態様10]
態様7に記載の製造方法において、前記補強要素(3)の接続ポイント(30,31)を、前記構造部品(5)における開口(50)に入れて、安定化要素(34)を挿入することによって前記構造部品(5)に接続することを特徴とする、製造方法。
[態様11]
態様9または10に記載の製造方法において、前記アダプタ(32)を、前記オルガノシート(2)の前記縁領域(20)に配置して、当該縁領域(20)に、前記アダプタ(32)の配置領域において、折り返されて前記アダプタ(32)に熱溶着される突出部(33)を設けることを特徴とする、製造方法。
[態様12]
態様5から7のいずれか一項に記載の製造方法において、前記アダプタ(8)を、前記オルガノシート(2)に対して一体的に射出成形し、前記補強要素との材料結合を介した接続を生じる力の経路を設けることを特徴とする、製造方法。
[態様13]
態様12に記載の製造方法において、前記アダプタ(8)を、取付開口(65)から前記補強要素の前記接続領域の方向に扇状に広げる、特に、対応する向きを有するリブ構造(80)を形成することによって扇状に広げることを特徴とする、製造方法。
[態様14]
態様12または13に記載の製造方法において、前記金型内には、前記オルガノシート(2)の、前記アダプタ(8)の射出成形側とは反対の側に、通り抜け成形用のキャビティを設け、この通り抜け成形用のキャビティを、前記補強要素の領域において当該補強要素または前記オルガノシート(2)を通り抜け成形することにより、前記プラスチックマトリクスで充填することを特徴とする、製造方法。
[態様15]
態様1から14のいずれか一項に記載の製造方法において、前記熱可塑性材料に埋め込まれた前記連続繊維(41〜46)を、荷重の向きに配置することを特徴とする、製造方法。
[態様16]
態様15に記載の製造方法において、少なくとも2つの交差する連続繊維層(41〜46)を設け、かつ、交差ポイントで固定する、特に、交差ポイントで互いに縫合することを特徴とする、製造方法。
[態様17]
態様15または16に記載の製造方法において、前記連続繊維(41〜46)または前記連続繊維層(41〜46)を、熱可塑性プラスチックマトリクス(40)に埋め込まれる前に、最適な配向を達成するように前記構造部品(5)の荷重方向に対応する角度位置に配置することを特徴とする、製造方法。
[態様18]
態様1から17の少なくとも一項に記載の製造方法において、連続繊維(41〜46)が埋め込まれている熱可塑性プラスチックマトリクス(40)と連続繊維(41〜46)が埋め込まれていない熱可塑性プラスチックマトリクス(40)からなる複数の層を、前記オルガノシート(2)に組み込むことを特徴とする、製造方法。
[態様19]
態様18に記載の製造方法において、前記オルガノシート(2)の、炭素繊維で補強された熱可塑性材料の外側層(71,72)を、アラミドの介在層(70)、または、アラミドと天然繊維との混合物の介在層(70)、特に、アラミドと木の繊維又はサイザル麻の繊維との混合物の介在層(70)に接続することを特徴とする、製造方法。
[態様20]
態様1から19の少なくとも一項に記載の、自動車の構造部品を製造するためのオルガノシートであって、外側の少なくとも1つのシール層(85〜87)および/または2つの層(81〜83)の間に設けられた少なくとも1つのシール層(85〜87)を含む多層構造(81〜83)を有することを特徴とする、オルガノシート。
[態様21]
態様20に記載のオルガノシートにおいて、前記シール層(85〜87)が、薄膜、フリースまたはシール保護塗料で構成されていることを特徴とする、オルガノシート。
[態様22]
態様1から19の少なくとも一項に記載の、自動車ドアのドアインナースキン、ドアモジュールまたはアセンブリキャリアとして形成される構造部品を製造するためのオルガノシートであって、前記熱可塑性材料(40)に埋め込まれた前記連続繊維または前記連続繊維層が、前記ドアモジュール(5)に取り付けられる、前記自動車ドアの機能的要素(6)の荷重方向に配向されていることを特徴とする、オルガノシート。
[態様23]
態様22に記載のオルガノシートにおいて、前記連続繊維(41〜46)または前記連続繊維層(41〜46)が、ウィンドウリフタ(6)のウィンドウガラスの引下げ方向に配向されている、特に、前記ウィンドウリフタ(6)のガイドレール(61,62)と平行に配向されていることを特徴とする、オルガノシート。
[態様24]
態様22に記載のオルガノシートにおいて、前記連続繊維(41〜46)または前記連続繊維層(41〜46)が、前記自動車ドアのドアロックおよびドアヒンジの引っ張り方向に配向されていることを特徴とする、オルガノシート。
[態様25]
態様22に記載のオルガノシートにおいて、前記連続繊維(41〜46)または前記連続繊維層(41〜46)が、ドア閉鎖ハンドルの荷重方向に配向されていることを特徴とする、オルガノシート。
[態様26]
態様20から25に記載のオルガノシートを少なくとも1つ備える構造部品であって、外側のオルガノシート(2)と芯領域(91〜95)とを含む、当該構造部品(5)のそれぞれの要件に適合したサンドイッチ状構造を有することを特徴とする、構造部品。
[態様27]
態様20から25に記載のオルガノシートを少なくとも1つ備える構造部品であって、扁平な当該構造部品(5)の、それぞれの要件に適合した複数のゾーン(I〜P)を有することを特徴とする、構造部品。
[態様28]
態様26または27に記載の構造部品において、当該構造部品が、扁平な当該構造部品(5)の、それぞれの要件に適合した複数のゾーン(I〜P)を有しており、かつ、当該複数のゾーン(I〜P)が、
−異なる芯材、および/または、
−異なる芯厚、および/または、
−扁平な当該構造部品における各種ゾーンの異なる数、
を持つ、サンドイッチ状の多層構造を有することを特徴とする、構造部品。
[態様29]
態様26から28の少なくとも一項に記載の構造部品において、高い圧縮強度のゾーン(91,92;M,O,P)と接続した、低圧力安定性を持つ熱的に又は音響的に良好に絶縁するゾーン(93)を有することを特徴とする、構造部品。
[態様30]
態様26から29の少なくとも一項に記載の構造部品において、高い抵抗モーメントを持つ少なくとも1つのゾーン(I,N)を有することを特徴とする、構造部品。
[態様31]
態様26から30の少なくとも一項に記載の構造部品において、高い引張強度のゾーン(K)および高い圧力荷重支持能力の複数のゾーン(L,M)を有することを特徴とする、構造部品。
1 オルガノシートを加熱成形する設備
2 オルガノシート
3 繋ぎ部材
4 織布、編布又は被積層物
5 構造部品(ドアモジュールまたはアセンブリキャリア)
6 ウィンドウリフタ
8 補強要素(アダプタ)
9 予め用意された穿孔
10 マガジン
11 グリッパを有するロボット
12 加工部
13 放射ユニット(赤外線照射器または輻射式加熱器)
14 射出成形機
15 伸長可能な針
16 ミラー
17,18 成形金型
20 オルガノシート/構造部品の外縁または外輪郭
21 穿孔
22 インターフェースまたは貫通開口(バヨネット連結部)
23 突出部
24 懸架ポイント(鍵穴開口)
30,31 接続ポイント
32 アダプタ
33 突出部
34 安定化プラグ
40 プラスチックマトリクス
41,42 連続繊維
43〜46 交差する連続繊維
47 交差ポイント
50 孔
60 ドア閉鎖ハンドル用のマウント
61,62 ガイドレール
63 ウィンドウリフタドライブ
65 取付開口
70 芯領域
71,72 縁領域
80 手指のように扇状に広がるリブ
81〜83 連続繊維が埋め込まれたプラスチックマトリクスの層
84〜87 薄膜、フリースまたはシール保護塗料
91〜93 異なる特性のゾーン
94,95 芯領域
96,97 外側層
98 芯領域
99 縁領域
100 芯領域
101,102 布帛又は被積層物
116 ローラ
117〜119 搬送ローラ
240 開口
241 溝
320,321 取付ポイント
322 繊維又は織布
800 通り抜け成形領域
A ロボットのグリッパの移動方向
B 変位可能な放射ユニットの移動方向
C 折り返す方向
D 覆う方向
E 接着剤またはプラスチックマトリクス
F 力
G 熱供給
H 結合力
I〜P 異なる材料特性のゾーン

Claims (8)

  1. 多層構造(81−87)を形成する複数の層のコンパウンドからなるプレート状のオルガノシートの加熱成形によって、自動車ドアのドアインナースキン、ドアモジュールまたはアセンブリキャリアとして形成される構造部品を製造するための前記オルガノシートであって、
    連続繊維または連続繊維層(41〜46)が埋め込まれている熱可塑性プラスチックマトリクス(40)の層(81−83)を備え、前記連続繊維または連続繊維層は、自動車ドアのドアインナースキン、ドアモジュールまたはアセンブリキャリアの機能的要素(6)の荷重方向に配向されており、
    さらに、前記熱可塑性プラスチックマトリクス(40)の2つの層(81,82)の間に設けられた、薄膜、フリースまたはシール保護塗料で構成された少なくとも1つのシール層(84であって、立体構造の形成時に穴の形成を防止するためのシール層を備える、
    オルガノシート。
  2. 請求項1に記載のオルガノシートにおいて、前記連続繊維(41〜46)または前記連続繊維層(41〜46)が、ウィンドウリフタ(6)のウィンドウガラスの引下げ方向に配向されている、オルガノシート。
  3. 請求項1に記載のオルガノシートにおいて、前記連続繊維(41〜46)または前記連続繊維層(41〜46)が、ウィンドウリフタ(6)のガイドレール(61,62)と平行に配向されている、オルガノシート。
  4. 請求項1に記載のオルガノシートにおいて、前記連続繊維(41〜46)または前記連続繊維層(41〜46)が、ドア閉鎖ハンドルの荷重方向に配向されている、オルガノシート。
  5. 請求項1に記載のオルガノシートにおいて、前記連続繊維(41〜46)または前記連続繊維層(41〜46)が、前記自動車ドアのドアロックおよびドアヒンジの引っ張り方向に配向されている、オルガノシート。
  6. 請求項1に記載のオルガノシートにおいて、少なくとも2つの交差する連続繊維層(41−46)の交差角度が、前記熱可塑性プラスチックマトリクスにおいて前記構造部品(5)の荷重方向に対応するように位置決めされている、オルガノシート。
  7. 請求項1に記載のオルガノシートにおいて、前記多層構造(81〜87)が、少なくとも1つの外側シール層(85〜87)と、熱可塑性プラスチックマトリクス(40)の2つの層(81,82)の間に設けられた少なくとも1つのシール層(85〜87)を有する、オルガノシート。
  8. 請求項1に記載のオルガノシートにおいて、前記オルガノシートの、炭素繊維で補強された熱可塑性プラスチックマトリクス(40)の層を形成する縁領域(71,72)が、アラミドまたはアラミドと天然繊維との混合物からなる芯領域である介在層と接続されている、オルガノシート。
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