CN1318020A - 汽车用车门内侧部件 - Google Patents

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Abstract

一种由热塑性树脂构成的、车门中间板与装饰板为一体的吹塑成形汽车用车门内侧部件。车门中间板具有安装功能部件的功能，还能够具有冲击吸收部。作为该冲击吸收部，形成有多个凹部。能够提供一种重量轻、结构简单、适应侧面碰撞、生产率优良并且零部件数量大幅度减少、车门的组装工序实现省力化、具有良好的循环使用性的汽车用车门内侧部件。

Description

汽车用车门内侧部件
技术领域
本发明涉及构成汽车车门的车门玻璃的车室内侧的汽车用车门内侧部件，涉及一种结构简单、生产率和经济性优良、具有功能性的汽车车门内侧部件。
现有技术
近年来，为提高汽车的碰撞安全性，采取了车体的高强度化和配备气囊装置等措施。此外，从节省资源、环境保护等考虑，如何降低燃料消耗量成为最重要的课题，为解决这些问题，迫切要求实现汽车的轻量化。以汽车轻量化为目的，各种零部件从金属向树脂的转变在急速进行中。对于这些汽车零部件，除了考虑成形性、强度、刚性等之外，从循环使用性、材料的统一等动向来看，从现有的纤维增强热固化树脂(FRP)到聚丙烯类树脂等热塑性树脂正被大量采用。
对汽车零部件轻量化的要求日趋严格，为实现成形件的轻量化，人们在努力减小成形件的壁厚。但是，要减小成形件的壁厚，除了要提高树脂原有的强度、刚性等特性之外，还需要提高其熔融流动性。以此为目的，为提高聚丙烯类树脂的强度、刚性等，提出了许多添加其它热塑性树脂、热塑性弹性体、玻璃纤维等增强剂以及滑石等填充剂等方案。
近年来，汽车碰撞安全性的改进除了过去所提出的正面碰撞之外，对于针对来自侧方的碰撞(侧面碰撞)赖以保护乘员的高度安全性也提出了更高的要求。对于汽车的这种侧面碰撞，要确保乘员的安全，车门是最为重要的构成部件。
以往，在汽车车门***中，作为车室一侧表面材料的车门装饰板是采用诸如聚丙烯类树脂等材料，主要以注射成形方法成形。并且，为缓和汽车的侧面碰撞形成的冲击，将冲击吸收部件设置在车门中间板与车门装饰板之间。例如，①特开平5-69780号公报所公开的，是将可产生塑性变形或脆性破坏的中空且颗粒状的能量吸收体***装饰基板内的方法。此外，②实用新案登录259345号公报所公开的，是具有形成于表层材料背面具备缓冲性能的发泡层的车辆用车门门板。再有，③特开平9-11829号等公报所公开的，是将板状体的单面或双面具有格状凸棱的车辆用内装部件(冲击缓冲部件)***车门中间板与车门装饰板之间的方法。
上述的方法③与①或②相比，可以说制造起来容易而且不占用组装工时故而生产率优良。但是，具有格状凸棱的车辆用内装部件需要另外注射成形，此外，需要将其***车门中间板与车门装饰板之间的工序等，故其生产率未必优良。
这些车门装饰板，一般以注射成形、注射压缩成形等方法成形，为了外观设计的美观，也有的将表层材料与之一体成形。但是，采用这些成形方法，热塑性树脂的熔融流动性对成形性有很大影响，轻量化、薄壁化的实现受到分子量的限制，热塑性树脂的抗冲击等性能只能得到有限的利用。此外，作为其它成形法，通过吹塑成形而成形车门装饰板的方法也已公知。
例如，④特开平8-238664号公报所公开的，是将挡风条安装用凸缘部做成一体的车门装饰板通过吹塑成形，成形后切成两个，从而同时获得车辆左右方向的两个车门装饰板。此外，⑤特开昭59-89211号公报所公开的是，使用模具表面上载植有多个成孔销的模具进行吹塑成形，从而制造出具有空调用空气导入口和侧面具有多个空调用空气吹出孔的吹塑成形车门装饰板的制造方法。
再有，⑥特开平8-164740号公报公开了这样一种汽车用车门装饰板，即，属于沿着车门腰部的车门内板将其遮盖的汽车用车门装饰板，由通过吹塑成形法成形的中空体构成，在以壁进行隔断的中空体的一方注入发泡树脂原料，使其发泡成形而使发泡体填充其内，以此作为冲击吸收部。这些车门装饰板虽然是以吹塑成形方法成形的，但从本质上说，仍沿袭了现有车门装饰板的形式。即，车门中间板与车门装饰板为各自独立的部件，根据需要再加上冲击吸收材料而组装成车门内侧部件，这一点并未改变。
也就是说，作为现有的汽车车门***，其内侧部件之构成的技术思想无非是将汽车车室内面的车门装饰板改换为热塑性树脂以谋求轻量化，尚未达到整个车门内侧部件以热塑性树脂构成的程度。可以认为，其原因在于，除了热塑性树脂的强度、成形方法之外，对于车门中间板来说，作为板材不仅要具有满足强度、刚性等要求的作为材料的功能，而且，作为用来安装车门玻璃的升降(自动)装置、车门开闭装置、车门锁定装置、扬声器等部件的部件，还要具有安装功能部件的功能。
本发明的目的是提供这样一种汽车用车门内侧部件，即，重量轻、结构简单，能够抗侧面碰撞，可一体成形故而生产率优良，零部件数量大幅度减少，可实现车门组装工序的省力化，而且能够重复使用。
发明的公开
本发明人根据上述现状，对汽车车门的轻量化、成形方法、侧面碰撞安全性反复进行了锐意研究，结果发现采用吹塑成形方法能够解决上述存在问题并完成了本发明。
即，本发明是，
1．一种汽车用车门内侧部件，由热塑性树脂构成，车门中间板部与车门装饰板一体吹塑成形。
2．如上述1所说的汽车用车门内侧部件，车门中间板部具有安装功能部件的功能。
3．如上述1或2所说的汽车用车门内侧部件，车门中间板部兼为冲击吸收部。
4．如上述3所说的汽车用车门内侧部件，冲击吸收部是将车门中间板部制成具有多个凹部的形状而形成的。
5．如上述4所说的汽车用车门内侧部件，呈凹部形状而形成的车门中间板部与车门装饰板相熔接。
6．如上述1所说的汽车用车门内侧部件，热塑性树脂是从聚丙烯类树脂、聚酰胺类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚酯类树脂、ABS类树脂中所选择的树脂。
7．如上述1所说的汽车用车门内侧部件，热塑性树脂是聚丙烯类树脂，该聚丙烯类树脂的熔融指数(MI)为0.1-10g/10分。
附图的简单说明
图1是组装有本发明汽车用车门内侧部件的一个实施形式的汽车车门的剖面示意图。另外，剖面为沿图2中X’-X线的剖面。
图2是图1的汽车用车门内侧部件的车门中间板的一个实施形式的正面图。
图3是现有汽车用车门***一例的剖面示意图。
图4示出吹塑成形装置和成形模合模之前的成形状态。
各数字代表：
1：汽车车门内侧部件
2：车门中间板部
3：车门装饰板
4：冲击吸收部
5：上部冲击吸收部
6：下部冲击吸收部
7：车门把手安装部
8：车门调节钮安装部
9：下部熔接部
10：车门玻璃
11：车门外板
12：车门中间板
13：独立的车门装饰板
14：冲击吸收体
21：吹塑成形装置
22：挤压成形机
23：挤压模
24：成形模
25：成形模的表面
26：型坯封闭夹具
27：气体吹入管
28：型坯
29：车门调节钮安装部用凸部
30：车门把手安装部用凸部
实施发明的最佳形式
下面，对本发明进行详细说明。
本发明的汽车用车门内侧部件是将以往由金属制造的车门中间板和热塑性树脂制造的车门装饰板构成的复合结构的汽车用车门内侧部件使用热塑性树脂一体吹塑成形而成。
下面，结合附图对本发明的汽车用车门内侧部件进行说明。图1是组装有本发明汽车用车门内侧部件的一个实施形式的汽车车门的剖面示意图，该剖面是图2的X-X向剖面。图2是图1的汽车用车门内侧部件的车门中间板的一个实施形式的正面图。而图3是现有汽车用车门***的一个例子的剖面示意图。
各图中，1是汽车车门内侧部件，2是车门中间板部，3是车门装饰板，4是冲击吸收部，5是上部冲击吸收部，6是下部冲击吸收部，7是车门把手安装部，8是车门调节钮安装部，9是下部熔接部，10是车门玻璃，11是车门外板，12是车门中间板，13是独立的车门装饰板，14是冲击吸收体。
由图3可知，现有的汽车用车门***具有在车门外板11和独立的车门装饰板13之间上下的车门玻璃10。位于该车门玻璃10内侧的车门中间板12上安装有车门装饰板13，从而构成汽车车门内侧部件。车门中间板12与车门外板11同样用金属制造，是重量较重的板件，而且还发挥着作为安装车门玻璃10的升降装置等功能部件的安装板的功能。
在现有的汽车用车门***中，针对侧面碰撞事故，在车门中间板12同上部车门装饰板13a和下部车门装饰板13b之间安装有由具有树脂发泡体或多个格状凸棱的成形件等构成的冲击吸收体14。此外，前述特开平8-164740号公报公开了这样一种方案，即，向吹塑成形的多个中空部的局部内注入发泡树脂原料而形成发泡成形后的发泡体填充其内的冲击吸收部，具有该冲击吸收部的车门装饰板将车门中间板12上部覆盖地进行安装。另外，虽然人们已经知道通过吹塑成形制造车门装饰板，但是，如前所述，这些车门装饰板不过是安装在车门中间板上的、独立的车门装饰板。
现有的无论哪一种汽车用车门内侧部件均这样构成，即，在金属制造的车门中间板上安装热塑性树脂制造的车门装饰板，并且，针对侧面碰撞，进一步增加冲击吸收材料组合而成。因此，作为汽车用车门，不仅其轻量化受到限制，而且各零部件的制造、保管、运输、组装、工艺管理等较为复杂，故此，希望能够提供一种在节省资源、省力化等方面具有优越性的汽车用车门***。
本发明如图1所示，是将现有汽车用车门***中大约位于车门玻璃10升降部位之内侧的汽车用车门内侧部件以热塑性树脂一体吹塑成形而成的。通过一体吹塑成形，将金属制车门中间板树脂化，不仅能够实现轻量化而且能够提高耐腐蚀性。
此外，除了采取一体吹塑成形之外，只要再对吹塑成形模具的形状进行设计，便可制成能够同时满足组装车门功能部件和吸收冲击等要求的汽车用车门内侧部件。此外，作为吹塑成形方法，不仅可以采用单层吹塑成形法，而且也可以采用两层以上的多层吹塑成形法。
图1的剖面示意图示出，将本发明的汽车用车门内侧部件1组装在无车门玻璃框的、带顶盖型轿车用的车门***中时的状态。该剖面是图2的X-X向剖面。本发明的车门内侧部件1，本质上是由相当于车门玻璃10一侧的车门中间板的背面壁和构成车室内表面的作为车门装饰板3的正面壁构成，由热塑性树脂经吹塑成形而一体成形，为中空成形体。
在这种场合，像图1、图2那样(为方便起见以四边形表示)，具有形成凹部形状的车门中间板部和车门装饰板，通常，在任意位置处其两壁的内表面相熔接，从而能够保证面积较大的车门内侧部件的强度和刚性。而该熔接部例如可作为车门把手安装部7或车门调节钮安装部8而加以利用，同时，下部熔接部9还能够起到保证背面壁与正面壁的厚度的作用。并且，该熔接部有利于提高作为汽车用车门内侧部件本身的强度、刚性和抗扭性。
通过在本发明的车门内侧部件1上与车门中间板相当的背面壁的表面适当地成形出凹部，并根据需要再成形出凸部，便能够很容易地将以往安装在金属制车门中间板上的车门升降机构等安装在该背面壁上。在这种场合，根据需要，还可将金属装配架放入后再成形。
此外，作为本发明的车门内侧部件，通常将背面壁上的多个凹部设计成任意深度，这样，可利用该凹部部分构成冲击吸收部。这种用来吸收冲击的凹部部分作为车门装饰板上部的上部冲击吸收部5和车门装饰板下部的下部冲击吸收部6，可根据冲击吸收特性的要求，适当地考虑凹部的大小、形状、布局、深度、深度分布、壁厚等进行设计。形状和布局的一个例子与两壁的内部熔接部一起示于图2。
对于本发明中所使用的热塑性树脂并无特别限制，例如可以采用：聚丙烯、丙烯·乙烯嵌段共聚物、丙烯·乙烯无规共聚物、低结晶度聚丙烯类树脂、高密度聚乙烯、乙烯-α-烯烃共聚物等聚烯烃类树脂、聚苯乙烯、橡胶改性耐冲击性聚苯乙烯、具有间同立构结构的聚苯乙烯、ABS树脂、AS树脂等苯乙烯类树脂、丙烯酸酯类树脂、聚氯乙烯类树脂、聚酰胺类树脂、聚酯类树脂、聚苯硫醚树脂、聚氨酯树脂、聚缩醛类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚芳香族醚或硫醚类树脂、聚芳香族酯类树脂、聚砜类树脂、聚芳酯类树脂、热塑性弹性体等。在这里，上述热塑性树脂可单独使用，也可以将两种以上进行组合而使用。
这些热塑性树脂中，最好使用聚丙烯类树脂、高密度聚乙烯树脂、聚酰胺类树脂、聚酯类树脂、聚碳酸酯类树脂、ABS类树脂或以它们为主成分的热塑性树脂。
在本发明例如使用聚丙烯类树脂的场合，最好是，采用均聚聚丙烯树脂或为获得抗冲击性而采用丙烯与其它烯烃的嵌段共聚物、丙烯与百分之几重量比以下的其它烯烃的无规共聚物。所使用的聚丙烯类树脂，其熔融指数(MI)以[按照JIS K7210标准，230℃,2.16kg载荷]，0.1～10g/10分为宜，最好为0.2～10g/10分。此外，为提高抗冲击性，也可以适当含有诸如热塑性树脂弹性体和非晶形或低结晶度的聚丙烯类树脂等。
这里所说的热塑性弹性体，例如有：乙烯·丙烯共聚物弹性体(EPR)、乙烯·丁烯-1共聚物弹性体、乙烯·辛烯-1共聚物弹性体、乙烯·丙烯·丁烯-1共聚物弹性体、乙烯·丙烯·二烯共聚物弹性体(EPDM)、乙烯·丙烯·乙叉基降冰片烯共聚物弹性体、软质聚丙烯、软质聚丙烯类共聚物等烯类弹性体。其中，对于乙烯类弹性体，乙烯含有量通常为40～90重量％。作为这些弹性体，通常以使用门尼粘度(MLI+4)为5～100、最好为10～60者为宜。
此外，作为苯乙烯类弹性体的例子，例如可以列举出，苯乙烯·丁二烯共聚物弹性体、苯乙烯·异戊二烯共聚物弹性体、苯乙烯·丁二烯·异戊二烯共聚物弹性体、或者这些共聚物的完全或部分添加水而成的苯乙烯·乙烯·丁烯·苯乙烯共聚物弹性体(SEBS)、苯乙烯·乙烯·丙烯·苯乙烯共聚物(SEPS)等。作为这些弹性体，以使用孟纳粘度(MLI+4)为5～100、最好为10～60者为宜。
此外，根据车门内侧部件的大小，为改善挤压型坯时的下拉伸性，使用熔融张力大的树脂，或者混合有这类树脂的树脂。例如：对于聚丙烯类树脂，可添加高密度聚乙烯或弹性体等。其中，作为所使用的高密度聚乙烯树脂，采用密度为0.940～0.975g/cm3，最好为0.945～0.970g/cm3，熔融指数以[按照JIS K7210标准，190℃,2.16kg/10分]为0.01～20g/10分，最好为0.02～10g/10分。
此外，在作为本发明汽车用车门内侧部件的原料的热塑性树脂中可添加抗氧化剂、热稳定剂、耐气候剂、光稳定剂等添加剂。它们既可以单独使用，也可以两种以上同时使用。对于抗氧化剂无特别限制，可使用以往所公知的抗氧化剂，例如，苯酚类、磷类、硫磺类等。
除了这些添加剂之外，还可以根据需要添加玻璃纤维、碳素纤维、金属粉末、碳黑、石墨、滑石、氧化钛、氧化锌、分散剂、抗静电剂、阻燃剂、阻燃助剂、增塑剂、结晶核剂、过氧化物、环氧化合物、金属惰性化剂、颜料、染料等。此外，在添加玻璃纤维、滑石等增强剂、填充剂等场合，最好是，热塑性树脂含有无水马来酸、富马酸、甲基丙烯酸等不饱和羧酸或以其衍生物发生变性的变性树脂类。其中，作为变性树脂类，有前述热塑性树脂或各种弹性体类，作为发生变性的方法，通常为接枝改性，但也可以是共聚物。作为变性树脂类，可以列举出聚丙烯类树脂、聚乙烯类树脂等聚烯烃树脂、聚烯烃类弹性体、聚苯乙烯类树脂。在这里，不饱和羧酸或其衍生物的含有量通常为0.01～10重量％，变性树脂的含有量为0.5～20重量％。
下面，结合附图对成形本发明的车门内侧部件的吹塑成形方法进行说明。图4示出吹塑成形装置和成形模合模前的成形状态。图4中，21是吹塑成形装置，22是挤压成形机，23是挤压模，24是成形模，25是成形模的表面，26是型坯封闭夹具，27是气体吹入管，28是型坯，29是车门调节钮安装部用凸部，30是车门把手安装部用凸部。
吹塑成形方法中，使用吹塑成形装置21，将聚丙烯类树脂等热塑性树脂以挤压成形机22进行熔融混炼，以挤压模23挤压出型坯28。挤压出的型坯被型坯封闭夹具26a、26b封闭，同时，受到相向的成形模24a、24b的夹持，经气体吹入管27吹入空气等气体，使型坯膨胀而受到成形模表面25的推压而成形。然后，在已成形树脂层的模具表面冷却之后，打开模具，将成为车门内侧部件的成形件取出。
成形模如图4所示，作为成形模的表面，成形模24a成形出车门内侧部件的背面，成形模24b成形出作为车室内侧的正面装饰板部分。成形模24b的装饰板成形面分为上部与下部两部分，在上端附近具有用来形成车门调节钮安装部的凸部29，与该凸部29所对应的、成形模24a的凸部一起，在成形模合模时形成内部熔接部。同样地，车门把手安装部用凸部30也被熔接。
该熔接部也可以设置在其它适当位置上。该熔接部不仅能够提高车门内侧部件整体的强度、刚性、抗扭曲性等，而且有助于提高内外壁的尺寸精度。
此外，在成形模24a上，设有用来在车门内侧部件背面形成如图1、2所示的多个长圆形凹部的凸部。该多个凸部的形状、深度等可以是任意的，其布局也是任意的。作为这些凸部，也可以由形状、大小、深度等各不相同的凸部组合而成。
该吹塑成形方法中，对于型坯下端部的封闭、成形模开始合模的时序、成形模夹持型坯、吹入气体的时序(预吹塑)等是根据车门内侧部件的大小、形状、热塑性树脂的熔融特性等适当控制的。其次，型坯可对成形件的壁厚进行控制，以使得圆周方向、挤压方向上的壁厚能够发挥作为汽车用车门内侧部件的功能。
此外，在前述说明中，关于型坯的形成，列举了采用挤压成形方法连续进行挤压的例子，但也可以是在设置于挤压机前部的储蓄器内储存熔融树脂，以柱塞快速进行挤压。图4示出汽车用车门内侧部件的纵向与型坯的流动方向相同的场合，但也可以将车门内侧部件的横向作为型坯的流动方向。
此外，吹塑成形中熔融态型坯的形成并不仅限于前述环状型坯，也可以挤压成板状，通过模具的夹持而形成中空部。而在该板状挤压吹塑的场合，可以通过双板材挤压成形机，使用两种热塑性树脂，使车门装饰板一侧和相当于车门中间板的树脂为不同的树脂。在这种场合，通常，作为背面一侧的树脂，考虑其强度、刚性，可根据需要添加玻璃纤维、碳素纤维等增强材料。而作为车门装饰板一侧的树脂，选用软质树脂等材料，可增加车门内侧部件设计的自由度。
此外，在吹塑成形方法中，根据需要，除了可以为单层型坯之外，还可以是根据需要在型坯的外侧或者内外两侧设置另外的树脂层的多层吹塑成形方法。本发明的汽车用车门内侧部件通常是采用单层吹塑成形法制造的，但也可以采用多层吹塑成形法。在这种场合，对于内层树脂，根据强度、刚性、抗冲击性等作为车门内侧部件所必要的基本物理性能进行选择。而作为外层树脂，可采用平滑、有光泽等外观良好和抗滑伤性、柔软性等方面优异的树脂或者树脂组成物。
此外，还可以在相当于车门装饰板的部分上，通过在模具表面与车门装饰板所需部位对应的局部性地放置软质树脂、热塑性弹性体、人造革、布料、无纺布等表层材料而使之一体吹塑成形。
其次，对本发明的效果结合具体的实施例进行说明，但本发明并不限定于这些例子。
实施例
在由熔融指数(MI)[按照JIS K7210标准：230℃,2.16kg载荷]为0.5g/10分的聚丙烯树脂颗粒70重量％、熔融指数(MI)[190℃,2.16kg载荷]为0.02g/10分的高密度聚乙烯颗粒10重量％、以及滑石(浅田制粉公司制造：FFR)20重量％经过熔融混炼而获得的树脂组成物原料颗粒中，相对于100份重量的颗粒中，添加抗氧化剂[商品名ィルガノックス1076(チバ·スペシャリティ·ケミカルズ公司制造)]0.2份重量、抗氧化剂[商品名ィルガホス168(チバ·スペシャリティ·ケミカルズ公司制造)]0.2份重量而制成成形原料。
作为成形设备，使用吹塑成形机(石川岛ハリマ重工公司制造：EPML-90B)，并使用图1所示形状的汽车车门内侧部件成形用模具。
将前述成形原料在220℃下进行熔融混炼，挤压出型坯，将模具夹持后，吹入5kg/cm2的空气使之成形，待充分冷却后打开模具取出成形件。成形件的主要部分的壁厚大约为3mm。
产业上利用的可能性
本发明的汽车用车门内侧部件仅由一体吹塑成形的热塑性树脂构成。因此，与由金属制车门中间板和热塑性树脂车门装饰板构成的现有车门内侧部件相比，能够实现轻量化、简易化、省力化。而且，车门功能部件的安装和冲击吸收部可同时形成，成为可显著提高汽车生产率的车门***。此外，通过对其吹塑成形模具的设计、吹涨挤压模的设计、以及运行条件等的选择，能够提供可适应各种车型和用途的车门***。此外，由于仅由热塑性树脂构成，在作为废弃物进行处理时，能够回收使用，加之重量轻故而有利于节省资源。

Claims (7)

1．一种汽车用车门内侧部件，由热塑性树脂构成，车门中间板部与车门装饰板一体吹塑成形。
2．如权利要求1所说的汽车用车门内侧部件，车门中间板部具有安装功能部件的功能。
3．如权利要求1或2所说的汽车用车门内侧部件，车门中间板部兼为冲击吸收部。
4．如权利要求3所说的汽车用车门内侧部件，冲击吸收部是将车门中间板部制成具有多个凹部的形状而形成的。
5．如权利要求4所说的汽车用车门内侧部件，呈凹部形状而形成的车门中间板部与车门装饰板相熔接。
6．如权利要求1所说的汽车用车门内侧部件，热塑性树脂是从聚丙烯类树脂、聚酰胺类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚酯类树脂、ABS类树脂中所选择的树脂。
7．如权利要求1所说的汽车用车门内侧部件，热塑性树脂是聚丙烯类树脂，该聚丙烯类树脂的熔融指数(MI)为0.1～10g/10分。
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