JP2010168040A - 自動車の車体構造の枠側部材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】自動車の車体構造の枠側部材は、それぞれ一体物として製造された金属製の外枠および一体物として製造された金属製の内枠であり、それらが、ルーフアーチセグメントと車体フロア縦部材セグメントと中央ピラーセグメントとにより区切られる少なくとも1つの開口部を有し、相互に堅固に連結され、連結を介して金属製の外枠と金属製の内枠との間に形成された空間が、一体成形プラスチックから構成される補強構造物により強化され、その補強構造物が、2つの枠と共に堅固な金属−プラスチック連結を構成している。
【選択図】図1
Description
− 外側の、金属製の外枠上に見えているプラスチックの接合点を、プラスチックカバーによって被覆して、外側に面する表面を滑らかにする、
− ルーフアーチ、およびさらには金属製の外枠、およびさらには金属製の内枠の領域を、丸みのある領域とする、
− 中央ピラー(Bピラー)を形成させる目的の領域における断面を、その長さ方向で変化させ、好ましくはルーフアーチに連結された領域から縦部材に連結された領域の方に向けて太くする、
− Bピラーおよび縦部材を形成させる目的の領域において、好ましくは、金属製の外枠がU型の断面を有するようにする、
− 金属製の外枠および金属製の内枠を、溶接点を介して、相互に固定または連結する、
− 金属製の外枠と金属製の内枠の両方ともが、水素化改質法で得られ、あるゾーンで得られるそれぞれの車体構造領域の剛性に応じてその断面を変化させる、
− 金属製の外枠および金属製の内枠は、成形される車体フロア縦部材の領域においては、それらの長さ方向で、あるゾーンで得られる剛性に応じて変化する厚みを有する、
− プラスチック構造物の内側壁への連結が、好ましくはプラスチック構造物の1つの構成要素であるプラスチックペグのところで起きていて、そこでそれらが金属シート中の開口部を通して突き出ており、その後で、加熱により、好ましくはホットリベット法により平坦化されている、
− プラスチック構造物の内側壁への連結が、発泡性プラスチック構成要素を介するかまたは接着剤を介して起きているが、それらは、先にシート−金属シェルを接合させた際に使用されたものであるか、あるいは事後(側壁の金属シートを接合させた後)に適用されたものである。
A) 99.99〜10重量部、好ましくは99.5〜40重量部、特に好ましくは99.0〜55重量部のポリアミドと、B)0.01〜50重量部、好ましくは0.25〜20重量部、特に好ましくは1.0〜15重量部の、以下の群からのさらなる流動性改良剤とから構成される混合物であり、
B1) 少なくとも1種のオレフィン、好ましくは1種のα−オレフィンと、脂肪族アルコール、好ましくは1〜30個の炭素原子を有する脂肪族アルコールの少なくとも1種のメタクリレートもしくはアクリレートとから構成され、そのMFI(メルトフローインデックス)が100g/10分以上のコポリマー(そのMFIは、試験荷重2.16kgで、190℃で測定または定量したものである)、または
B2) 1〜600mgKOH/g−ポリカーボネートのOH価(DIN 53240、パート2による)を有する、高分岐状もしくは超分岐状ポリカーボネート、または
B3) AxByタイプの高分岐状もしくは超分岐状ポリエステル(ここで、xが少なくとも1.1、yが少なくとも2.1である)、または
B4) 一般式(I)の低分子量のポリアルキレングリコールエステル(PAGE)
R−COO−(Z−O)nOC−R (I)
[式中、
Rは、1〜20個の炭素原子を有する分岐状または直鎖状のアルキル基であり、
Zは、分岐状または直鎖状のC2〜C15アルキレン基であり、そして
nは、2〜20の整数である]、または
それぞれA)との、B1)とB2);またはB2)とB3);またはB1)とB3);またはB1)とB2)とB3);またはB1)とB4);またはB2)とB4);またはB3)とB4)との混合物、または成分B1)〜B4)の三元混合物であり、ここで基体と熱可塑性プラスチックとの間の堅固なかみ合い連結は、基体の亜鉛メッキされた鉄表面で起きている。
a) 一般式(II)R1−(−A−Z)mのモノマー、
b) 一般式(IIIa)X−R2−Yおよび(IIIb)R2−NH−C=Oのモノマー、
c) 一般式(IV)Z−R3−Zのモノマー、
[式中、
R1は、少なくとも2個の炭素原子を含み、ヘテロ原子を含んでいてもよい、直鎖状もしくは環状、芳香族もしくは脂肪族炭化水素残基であり、
Aは、共有結合であるか、または1〜6個の炭素原子を有する脂肪族炭化水素残基であり、
Z’は、第一級アミン残基またはカルボキシ基であり、
R2およびR3は、同一であっても異なっていてもよいが、2〜20個の炭素原子を含み、ヘテロ原子を含んでいてもよい、脂肪族、脂環族もしく芳香族、置換もしくは非置換の炭化水素残基であり、
Xがカルボニル残基であればYが第一級アミン残基であり、またはXが第一級アミン残基であればYがカルボニル残基であり、mは、3〜8の整数である]。
1) 「産業(post−industrial)再循環物)」;重縮合反応の際に出る生産廃棄物、または射出成形による加工の際に生じるスプルー、射出成形または押出成形からのスタートアップ時生成物、または押出成形シートもしくはフォイルのへり切り、ならびに
2) 「使用済み(post−consumer)再循環物」;最終消費者の使用後に集め、処理したプラスチック。
a) 少なくとも1種の一般式RO[(CO)]nORの有機カーボネート(CA)を、少なくとも1種の、少なくとも3個のOH基を有する脂肪族、脂肪族/芳香族または芳香族アルコール(AL)と反応させ、アルコールROHを除去して1種または複数の縮合物(K)を得る工程であるが、ここで、それぞれのRは他から独立して、1〜20個の炭素原子を有する直鎖状もしくは分岐状の脂肪族、芳香族/脂肪族もしくは芳香族炭化水素基であり、それらの基Rがさらに相互に結合して環を形成していてもよく、そしてnは1〜5の整数であるか、または
ab) ホスゲン、ジホスゲン、もしくはトリホスゲンを、a)に記載のアルコール(AL)と反応させて塩化水素を除去する工程か、あるいは
b) 高官能性、高分岐状、もしくは高官能性、超分岐状ポリカーボネートを得るための縮合物(K)の分子間反応工程であるが、ここで、反応混合物中のOH基のカーボネートに対する量的な比率を選択して、縮合物(K)が平均して、1個のカーボネート基と1個を超えるOH基、または1個のOH基と1個を超えるカーボネート基のいずれかを有するようにする。
xは、少なくとも1.1、好ましくは少なくとも1.3、特には少なくとも2であり、そして
yは、少なくとも2.1、好ましくは少なくとも2.5、特には少なくとも3である。
(m) 1種もしくは複数のジカルボン酸またはそれらの1種もしくは複数の誘導体と、1種もしくは複数の少なくとも三価のアルコールとの反応、
または
(n) 1種もしくは複数のトリカルボン酸もしくは高級ポリカルボン酸またはそれらの1種もしくは複数の誘導体と、1種もしくは複数のジオールとの反応。溶媒中における反応が、好ましい調製方法である。
− モノマーの形態またはポリマーの形態の関連の酸無水物、
− モノ−もしくはジアルキルエステル、好ましくはモノ−もしくはジメチルエステル、または対応するモノ−もしくはジエチルエステル、あるいは、高級アルコールたとえば、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、n−ペンタノール、n−ヘキサノールから誘導されるモノ−およびジアルキルエステル、
− さらにはモノ−およびジビニルエステル、ならびに
− 混合エステル、好ましくはメチルエチルエステル。
− モノマーの形態またはポリマーの形態の関連の酸無水物、
− モノ−、ジ−、もしくはトリアルキルエステル、好ましくはモノ−、ジ−、もしくはトリメチルエステル、または対応するモノ−、ジ−、もしくはトリエチルエステル、あるいは、より高級なアルコール、たとえばn−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、n−ペンタノール、n−ヘキサノールから誘導されるモノ−、ジ−、およびトリエステル、あるいはモノ−、ジ−、もしくはトリビニルエステル、
−および混合メチルエチルエステル。
R−COO−(Z−O)nOC−R (XII)
[式中、
Rは、1〜20個の炭素原子を有する分岐状または直鎖状のアルキル基であり、
Zは、分岐状または直鎖状のC2〜C15アルキレン基であり、
そしてnは、2〜20の整数である]
も同様にして流動性改良剤として使用することができるが、これは国際公開第98/11164A1号パンフレットからも公知である。特に好ましいのは、トリエチレングリコールビス(2−エチルヘキサノエート)(TEG−EH)であるが、これはTEG−EH−Plasticizer、CAS No.94−28−0として、Eastman Chemical B.V.(The Hague、Netherlands)から市販されている。
B1) 0.01〜50重量部、好ましくは0.25〜20重量部、特に好ましくは1.0〜15重量部の、少なくとも1種のオレフィン、好ましくはα−オレフィンと、少なくとも1種の、脂肪族アルコール、好ましくは1〜30個の炭素原子を有する脂肪族アルコールのメタクリレートまたはアクリレートとから構成される少なくとも1種のコポリマーであって、そのMFIが100g/10分以上のもの(ここで、MFI(メルトフローインデックス)は、190℃、試験加重2.16kgで測定または定量したものである)、そして本体と熱可塑性プラスチックとの間の堅固なかみ合い結合が、本体の亜鉛メッキされた表面を介して達成され、さらにこの表面は、酸処理、ソーダ処理、アミン処理、陽極処理、塩基処理またはレーザー処理の群からのプロセスによって予め前処理されている。
C) 0.001〜75重量部、好ましくは10〜70重量部、特に好ましくは20〜65重量部、特に好ましくは30〜65重量部の充填剤または補強用材料。
(M−(CH2)q)k−Si−(O−CrH2r+1)4−k (XIII)
[式中、
Mは、NH2−、HO−、または次式のものであり、
rは、1〜5、好ましくは1〜2の整数であり、そして
kは、1〜3の整数、好ましくは1である]
D) 0.001〜30重量部、好ましくは5〜25重量部、特に好ましくは9〜19重量部の少なくとも1種の難燃添加剤。
E) 0.001〜80重量部、特に好ましくは2〜19重量部、特に好ましくは9〜15重量部の少なくとも1種のエラストマー変性剤。
E.1:(E.2上の)5〜95重量%、好ましくは30〜90重量%の少なくとも1種のビニルモノマー、
E.2:95〜5重量%、好ましくは70〜10重量%の1種または複数のグラフトベースで、そのガラス転移温度が<10℃、好ましくは<0℃、特に好ましくは<−20℃のもの。
E.1.1:50〜99重量%のビニル芳香族化合物および/または環置換されたビニル芳香族化合物(たとえば、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、p−クロロスチレン)および/またはメタクリル酸(C1〜C8)−アルキル(たとえば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル)、および
E.1.2:1〜50重量%のビニルシアニド(不飽和ニトリル、たとえばアクリロニトリルおよびメタクリロニトリル)および/または(C1〜C8)−アルキル(メタ)アクリレート(たとえば、メタクリル酸メチル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸tert−ブチル)および/または不飽和カルボン酸の誘導体(たとえば酸無水物およびイミド、たとえば、無水マレイン酸およびN−フェニルマレイミド)。
F) 0.001〜10重量部、好ましくは0.05〜3重量部、特に好ましくは0.1〜0.9重量部の、さらなる慣用される添加剤。
G) 0.5〜30重量部、好ましくは1〜20重量部、特に好ましくは2〜10重量部、最も好ましくは3〜7重量部の相溶化剤。
G.1:ビニル芳香族モノマー、
G.2:メタクリル酸C2〜C12−アルキル、アクリル酸C2〜C12−アルキル、メタクリロニトリルおよびアクリロニトリルの群から選択される少なくとも1種のモノマー、および
G.3:α,β−不飽和成分を含むジカルボン酸無水物。
A;A,B;A,B,C;A,B,D;A,B,E;A,B,F;A,B,G;A,B,C,D;A,B,C,E;A,B,C,F;A,B,C,G;A,B,D,E;A,B,D,F;A,B,D,G;A,B,E,F;A,B,E,G;A,B,F,G;A,B,C,D,E;A,B,C,D,G;A,B,C,F,G;A,B,E,F,G;A,B,D,F,G;A,B,C,D,E,F;A,B,C,D,E,G;A,B,D,E,F,G;A,B,C,E,F,G;A,B,C,D,E,G;A,B,C,D,E,F,G。
a)Durethan(登録商標)BKV30 H2.0(ガラス繊維強化ベースグレードPA6)
b)Durethan(登録商標)DP BKV60 H2.0 EF(ガラス繊維強化、自由流動グレードPA6)
c)Durethan(登録商標)DP BKV35 XF(ガラス繊維強化、極端自由流動グレードPA6)
d)Durethan(登録商標)BKV215(ガラス繊維強化改良靱性グレードPA6)
e)Durethan(登録商標)B30S(非強化ベースグレードPA6)
f)Durethan(登録商標)AKV50 H2.0(ガラス繊維強化ベースグレードPA6,6)
図2:「内側」からみた内側壁(組み立てた形)の平面図である(B=内側壁)。
図3:ドア敷居領域における側壁(組み立てた形)の断面図であり(図1における破線参照)、プラスチック構造物の内側壁に対する連結が、(プラスチック構造物の構成要素としての)プラスチックペグで行われており、それが金属シートにおける開口部から突き出ていて、次いで加熱(たとえばホットリベット法)によって平坦化されている。
図4:ドア敷居領域における側壁(組み立てた形)の断面図であり(図1における破線参照)、プラスチック構造物の内側壁への連結が、発泡性プラスチック成分を介するか、または接着剤を介して行われ、それらは、先にシート−金属シェルを接合させた際に使用されたものであるか、あるいは事後(側壁の金属シートを接合させた後)に適用されたものである。
図5:ドア敷居領域における側壁(組み立てた形)の断面図であり(図1における破線参照)、プラスチック構造物の内側壁への直接的な連結が存在しないものである。
図6:外側から見た内側壁(組立て物)の平面図である。
図7:外側から見た外側ハイブリッド側壁の平面図である(破線を使用して隠れたリブを示す)。
図8:車体構造パネルである。
図9:図1と図2の部材を組み立てる方法を示す図である。
図10:図6、図7および図8の部材を組み立てる方法を示す図である。
Claims (20)
- 自動車、好ましくは乗用車の車体構造の枠側部材であって、
それぞれ、一体物として製造された金属製の外枠と最小数の個別の金属シートから製造された、特に好ましくは単一部品として製造された金属製の内枠であり、それらがそれぞれ、ルーフアーチセグメントと車体フロア縦部材セグメントと中央ピラーセグメントとにより区切られる少なくとも1つの開口部を有し、相互に堅固に連結され、連結を介して金属製の外枠と金属製の内枠との間に形成された空間が一体成形プラスチックから構成される補強構造物により強化され、前記補強構造物が、前記2つの枠と共に堅固な金属−プラスチック連結を構成していることを特徴とする、枠側部材。 - 使用される前記成分A)が、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、またはポリアルキレンの群からのプラスチックを含むことを特徴とする、請求項1に記載の枠側部材。
- 前記プラスチックの中で使用されるポリアミドが、2.0〜4.0の相対溶液粘度(m−クレゾール中25℃で測定)を有するナイロン−6(PA6)もしくはナイロン−6,6(PA66)を含むか、または99.99〜10重量部のポリアミドと、少なくとも以下の、
B) 0.01〜50重量部の以下の群からのさらなる流動性改良剤
B1) 少なくとも1種のオレフィンと、脂肪族アルコールの少なくとも1種のメタクリレートもしくはアクリレートとから構成され、そのMFI(メルトフローインデックス)が100g/10分以上のコポリマー(そのMFIは、荷重2.16kgで、190℃で測定または定量したものである)、または
B2) 1〜600mgKOH/g−ポリカーボネートのOH価(DIN 53240、パート2による)を有する、高分岐状もしくは超分岐状ポリカーボネート、または
B3) AxByタイプの高分岐状もしくは超分岐状ポリエステル(ここで、xが少なくとも1.1、yが少なくとも2.1である)、または
B4) 一般式(I)の低分子量のポリアルキレングリコールエステル(PAGE)
R−COO−(Z−O)nOC−R (I)
[式中、
Rは、1〜20個の炭素原子を有する分岐状または直鎖状のアルキル基であり、
Zは、分岐状または直鎖状のC2〜C15アルキレン基であり、そして
nは、2〜20の整数である]、または
以下の混合物:B1)とB2)、もしくはB2)とB3)、もしくはB1)とB3)、もしくはB1)とB2)とB3)、もしくはB1)とB4)、もしくはB2)とB4)、もしくはB3)とB4)、もしくは成分B1)〜B4)の三元混合物、とから構成される混合物を含む
ことを特徴とする、請求項2に記載の枠側部材。 - 使用される前記ポリアミドが、直鎖状の高分子鎖および星形構造を有する高分子鎖を含むことを特徴とする、請求項3に記載の枠側部材。
- 成分B)の使用とは無関係に、それらのポリアミドを使用することを特徴とする、請求項4に記載の枠側部材。
- 一体成形プラスチックならびに前記金属製の外枠および前記金属製の内枠から製造される前記補強構造物の間の堅固なかみ合い連結が、前記金属製の外枠中および前記金属製の内枠中の穿孔による不連続な連結部位によりさらに増強され、前記熱可塑性プラスチックが、それらを通過し、前記穿孔の表面上に拡がることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の枠側部材。
- その製造に、成分A)および必要に応じてB)に加えて、0.001〜75重量部の充填剤または補強用材料からの成分C)をさらに含む成形組成物を使用することを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の枠側部材。
- 前記充填剤または補強用材料が、ガラス繊維を含むことを特徴とする、請求項7に記載の枠側部材。
- 前記補強構造物が、リブの形状を有し、それらが集まって、矩形構造、ダイヤモンド形構造、またはハニカム構造を形成していることが可能であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の枠側部材。
- 外側の、前記金属製の外枠上に見えている前記プラスチックの接合点を、プラスチックカバーによって被覆することを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の枠側部材。
- 前記ルーフアーチ、およびさらには前記金属製の外枠、およびさらには前記金属製の内枠の領域が、丸みのある領域であることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の枠側部材。
- 中央ピラー(Bピラー)を形成させることを意図した領域の断面が、その長さ方向に従って変化することを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載の枠側部材。
- 前記断面が、前記ルーフアーチに連結された領域から、前記縦部材に連結された領域の方向にいくにつれて増加していることを特徴とする、請求項12に記載の枠側部材。
- 前記金属製の外枠が、好ましくは、前記Bピラーおよび前記縦部材を形成させる目的の領域において、U型の断面を有することを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一項に記載の枠側部材。
- 前記金属製の外枠および前記金属製の内枠が、溶接点を介して、相互に固定または連結されていることを特徴とする、請求項1〜14のいずれか一項に記載の枠側部材。
- 前記金属製の外枠と前記金属製の内枠が両方とも、水素化改質法で得られ、あるゾーンで得られるそれぞれの車体構造領域の剛性に応じて変化する、可変性の断面を有することを特徴とする、請求項1〜15のいずれか一項に記載の枠側部材。
- 前記金属製の外枠および前記金属製の内枠が、成形される前記車体フロア縦部材の領域において、それらの長さ方向で、あるゾーンで得られる剛性に応じて変化する厚みを有することを特徴とする、請求項1〜16のいずれか一項に記載の枠側部材。
- 自動車、好ましくは乗用車の車体構造の枠側部材を製造するための方法であって、それぞれ、一体物として製造された金属製の外枠と、最小数の個別の金属シートから製造された、特に好ましくは単一部品として製造された金属製の内枠とを有し、それらがそれぞれ、ルーフアーチセグメントと車体フロア縦部材セグメントと中央ピラーセグメントとにより区切られる少なくとも1つの開口部を有し、相互に堅固に連結され、連結を介して金属製の外枠と金属製の内枠との間に形成された空間が一体成形プラスチックから構成される補強構造物により強化され、前記補強構造物が、前記2つの枠と共に堅固な金属−プラスチック連結を構成し、前記2つの枠構成要素、すなわち前記金属製の外枠および前記金属製の内枠の成形が、それぞれ成形型の中において成形プロセスを介して予め実施されていることを特徴とする、方法。
- 自動車、好ましくは乗用車の重量を軽減させるための方法であって、前記車体構造が、一体物として製造された金属製の外枠と一体物として製造された金属製の内枠とをそれぞれ有する枠側部材から構成され、それらがそれぞれ、ルーフアーチセグメントと車体フロア縦部材セグメントと中央ピラーセグメントとにより区切られる少なくとも1つの開口部を有し、相互に堅固に連結され、連結を介して金属製の外枠と金属製の内枠との間に形成された空間が一体成形プラスチックから構成される補強構造物により強化され、前記補強構造物が、前記2つの枠と共に堅固な金属−プラスチック連結を構成していることを特徴とする、方法。
- 自動車、好ましくは乗用車であって、それらの車体構造が、一体物として製造された金属製の外枠と最小数の個別の金属シートから製造された、特に好ましくは単一部品として製造された金属製の内枠とをそれぞれ有する枠側部材から構成され、それらがそれぞれ、ルーフアーチセグメントと車体フロア縦部材セグメントと中央ピラーセグメントとにより区切られる少なくとも1つの開口部を有し、相互に堅固に連結され、連結を介して金属製の外枠と金属製の内枠との間に形成された空間が一体成形プラスチックから構成される補強構造物により強化され、前記補強構造物が、前記2つの枠と共に堅固な金属−プラスチック連結を構成していることを特徴とする、自動車、好ましくは乗用車。
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