JPWO2019224976A1 - 自動車部品 - Google Patents
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Abstract
Description
そして、上記補強部材が、上記金属プレートを被覆するライナー層と、該ライナー層に立設され上記金属プレートを補強する補強構造部と、を有し、
上記ライナー層の一方の面の全体が上記金属プレートに直接接着されていることを特徴とする。
上記熱可塑性樹脂は、炭素繊維やガラス繊維などの強化繊維を含有することができ、特に炭素繊維は、軽量で高剛性の自動車部品を得られるため好ましく使用できる。
図1に本発明の自動車部品を補強部材(CFRTP)側から見た平面図、図2に図1中A−A’で示す箇所の断面図を示す。
上記射出プレス法は、金型が僅かに開いた状態で射出材を射出した後、金型を完全に閉じ切って上記射出材をプレスし、上記射出材をキャビティの全体に行きわたらせて成形する方法である。
そして、金型を完全に閉じ切って上記金属プレートと共に上記射出材をプレスし、上記射出材をキャビティの全体に行きわたらせると共に、上記金属プレートに熱可塑性樹脂を密着させて自動車部品を作製する。
補強部材3との接着面が粗面化されていることでさらに強固に接着することができる。
そして、多孔構造23内部の複数の空間がトンネルで繋がっているため、射出プレスの際にある一つの開口部が炭素繊維33で塞がれたとしても、他の開口部から熱可塑性樹脂3が侵入して多孔構造23の空間すべてに熱可塑性樹脂3を充填することができ、充填欠陥が生じ難いため特に好ましく使用できる。
具体的には、40℃〜70℃に加温した3%〜10%のヒドラジン一水和物水溶液に金属プレートを数分浸漬した後、水洗することで、微細な凹凸による粗面化が可能である。
上記範囲の炭素繊維を含むことで、射出プレス法による成形が可能で、高剛性の自動車部品を得ることができる。
また、炭素繊維の含有量が30質量%未満では、炭素繊維による補強効果が小さく自動車部品の剛性が低下する。
射出材の粘度が低ければ、多孔構造内部に熱可塑性樹脂が入り易くなるが30Pa・s未満となる温度では熱可塑性樹脂が熱分解し、接着強度が低下しやすくなる。
すると、射出プレス後の熱収縮量の差によって剪断力が生じ、金属プレート2の変形や金属プレート2と補強部材3との剥がれが生じやすくなる。
補強構造部31の投影面積が30%以下であることで、リブ引けなどによって補強構造部31付近に生じる局所的な金属プレート2の変形を防止できる。
プレス成型した厚さ1mmのアルミニウムプレートをアルカリ液に浸漬して脱脂したのち、酸液に浸漬して中和させた。上記アルミニウムプレートを50℃に加温した5%のヒドラジン一水和物水溶液に5分間浸漬した後、水洗、乾燥させて、表面が粗面化されたアルミニウムプレートを得た。
アルミニウムプレート表面のSEM像を図9に示す。
その後、金型を完全に閉じ10MPaでプレスして、ライナー層の厚さが2mmの自動車部品を得た。
サンドブラストにより粗面化し、表面粗さ(Ra)が7μmのアルミニウムプレートを用いる他は実施例1と同様にして自動車部品を得た。
アルミニウムプレートを粗面化処理しない他は実施例1と同様にして自動車部品を得た。
上記実施例1〜3の自動車部品のアルミニウムプレートと炭素繊維強化熱可塑性樹脂との接着強度を測定した。測定結果を表1に示す。
なお、接着強度の測定は、接着面積が0.5cm2になるように自動車部品を切り出し、引張り試験機で実測した後、1.0cm2の面積強度に換算した。
特に、化学エッチングにより、開口径よりも内径が大きい孔を形成して粗面化した金属プレートを用いた実施例1は、機械的な処理で粗面化した実施例2の8.4倍の接着強度を有しており、化学エッチングにより粗面化することで接着強度が飛躍的に高くなり、補強部材で補強することによって高剛性の自動車部品を得られることが確認された。
2 金属プレート
21 被覆部
22 露出部
23 多孔構造
24 屈曲部
25 フランジ部
3 補強部材(炭素繊維強化熱可塑性樹脂)
31 補強構造部
32 ライナー層
33 炭素繊維
4 溶接部
5 境界
い連結に応力が集中し易く、また、金属製の枠とプラスチックとの接着面積が小さいため剥がれが発生する。
[0008]
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、熱可塑性樹脂と金属プレートとの剥がれを防止した自動車部品を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0009]
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、補強部材の金属プレート側に該金属プレートを被覆するライナー層を設け、該ライナー層の一方の面の全体を上記金属プレートに密着させて直接接着することにより、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
[0010]
即ち、本発明の自動車部品は、金属プレートと、
上記金属プレートの一方の面に配置された熱可塑性樹脂及び炭素繊維を含む補強部材と、を備える。
そして、上記補強部材が、上記金属プレートを被覆するライナー層と、該ライナー層に立設され上記金属プレートを補強する補強構造部と、を有し、
上記金属プレートの少なくとも上記一方の面が、開口径よりも内径が大きな複数の孔で粗面化され、上記複数の孔で形成された空間が内部で繋がっており、
上記ライナー層の一方の面の全体が上記金属プレートに直接接着されていることを特徴とする。
また、ドア枠を有する金属プレートと、
上記金属プレートの一方の面に配置された熱可塑性樹脂を含む補強部材と、を備える。
そして、上記補強部材が、上記金属プレートを被覆するライナー層と、該ライナー層に立設され上記金属プレートを補強する補強構造部と、を有し、
上記金属プレートが、その端部に上記ライナー層側に屈曲した屈曲部を備え、上記金属プレートの外周側の屈曲部が少なくとも一部にさらに屈曲したフランジ部を有しており、
上記ライナー層の一方の面の全体が上記金属プレートに直接接着され、上記フランジ部が上記ライナー層から露出した露出部を有し、上記ドア枠部分の屈曲部が上記一方の面側から他方の面まで連続するライナー層で被覆された被覆部を有することを特徴とする。
発明の効果
[0011]
本発明によれば、上記金属プレートを被覆するライナー層を有する補強部材を設け、該ライナー層の一方の面の全体を上記金属プレートに密着させて直接接着することすることとしたため、補強部材と金属プレートとの剥がれを防止した自動車部品を提供することができる。
図面の簡単な説明
[0012]
[図1]自動車部品を補強部材側から見た平面図である。
[図2]図1中A−A’で示す箇所の断面図である。
[図3]金属プレートと熱可塑性樹脂との接着界面を模式的に拡大した断面図である。
[図4]補強構造部のみで形成された補強部材(熱可塑性樹脂)と金属プレートの接着状態を示す断面図である。
そして、上記補強部材が、上記金属プレートを被覆するライナー層と、該ライナー層に立設され上記金属プレートを補強する補強構造部と、を有し、
上記金属プレートが、その端部に上記ライナー層側に屈曲した屈曲部を備え、上記金属プレートの外周側の屈曲部が少なくとも一部にさらに屈曲したフランジ部を有しており、
上記ライナー層の一方の面の全体が上記金属プレートに直接接着され、上記フランジ部が上記ライナー層から露出した露出部を有するともに、上記屈曲部が上記一方の面側から他方の面まで連続するライナー層で被覆された被覆部を有することを特徴とする。
Claims (17)
- 金属プレートと、
上記金属プレートの一方の面に配置された熱可塑性樹脂を含む補強部材と、を備える自動車部品であって、
上記補強部材が、上記金属プレートを被覆するライナー層と、該ライナー層に立設され上記金属プレートを補強する補強構造部と、を有し、
上記ライナー層の一方の面の全体が上記金属プレートに直接接着されていることを特徴とする自動車部品。 - 上記金属プレートの少なくとも一方の面が、粗面化されていることを特徴とする請求項1に記載の自動車部品。
- 上記金属プレートの少なくとも一方の面に、開口径よりも内径が大きい孔を有することを特徴とする請求項2に記載の自動車部品。
- 上記補強部材が、炭素繊維を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つの項に記載の自動車部品。
- 上記補強部材が、炭素繊維を30質量%以上40質量%以下含有することを特徴とする請求項4に記載の自動車部品。
- 上記金属プレートの投影面積に対する上記ライナー層の投影面積が、50%以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つの項に記載の自動車部品。
- 上記ライナー層の投影面積に対する上記補強構造部の投影面積が、30%以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つの項に記載の自動車部品。
- 上記ライナー層の厚さが、1mm以上3mm以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つの項に記載の自動車部品。
- 上記金属プレートの他方の面の端部に、
上記一方の面側から連続するライナー層で被覆された被覆部を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つの項に記載の自動車部品。 - 上記金属プレートの一方の面の端部に、
上記ライナー層から露出した露出部を有することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1つの項に記載の自動車部品。 - 上記露出部の長さが5mm以上30mm以下であることを特徴とする請求項10記載の自動車部品。
- 上記金属プレートが、その端部に上記ライナー層側に屈曲した屈曲部を備え、
上記屈曲部の少なくとも一部に上記露出部を有することを特徴とする請求項10又は11に記載の自動車部品。 - 上記屈曲部が、その端部にさらに屈曲したフランジ部を備え、
上記フランジ部が、上記金属プレートの平面方向端部側に屈曲した上記露出部であることを特徴とする請求項12に記載の自動車部品。 - 上記金属プレートが、その両端部に上記屈曲部を備え、
上記補強構造部が、一端の屈曲部から他端の屈曲部まで連続して立設していることを特徴とする請求項12又は13に記載の自動車部品。 - 上記金属プレートの一方の面側に、上記補強部材を挟んでさらに他の金属プレートを備えることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1つの項に記載の自動車部品。
- 上記金属プレートの厚さが、0.5mm以上2.5mm以下であることを特徴とする請求項1〜15のいずれか1つの項に記載の自動車部品。
- ボディサイドパネルであることを特徴とする請求項1〜16のいずれか1つの項に記載の自動車部品。
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