JPH02122920A - 一体成形複合部品及びその製造法 - Google Patents

一体成形複合部品及びその製造法

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JPH02122920A
JPH02122920A JP1251732A JP25173289A JPH02122920A JP H02122920 A JPH02122920 A JP H02122920A JP 1251732 A JP1251732 A JP 1251732A JP 25173289 A JP25173289 A JP 25173289A JP H02122920 A JPH02122920 A JP H02122920A
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support
mold
resin
door
semi
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JP1251732A
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English (en)
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Richard B Freeman
リチャード　ベンジャミン　フリーマン
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ThyssenKrupp Budd Co
Original Assignee
Budd Co
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、繊維強化プラスチツク部品に関し、更に詳述
すれば、複雑な形状を有する中空で、軽量な部品を形成
する技術に関する。
本発明は、乗り物の車体の外装構造、例えばドア、リフ
トゲート、デツキ蓋、及びフードを形成するのに特に適
している。
従来技術の問題点 現在最も典型的な形態としては、自動車の車体の外装構
造は、別個に形成された金属製の外側パネルと内側パネ
ルとから組み立てられている。これらのパネルは、溶接
、縁折り曲げ加工９機械的な固定及び結合方法などの組
み合わせによって互いに一体化されている。この−本化
作業は、それらのパネル自体を形成するために必要な２
台の装置とダイスとの外に、更に内側パネルと外側パネ
ルとを正確に固定するために、一般に高価な固定支持装
置を必要とする。外側パネルを繊維強化プラスチックで
形成することによって、なにがしかの利益が得られるこ
とは認識されていた。しかしながら、外側パネルを内側
パネル、縁取りパネル。
分離したミラー装着部に結合するために、依然として結
合作業が必要であった。
勿論、外側パネルの外側面を平滑で１審美的に好ましい
外観を保つことが必要である。このような表面は、取引
上「Ａ級」表面仕上げとして一般に知られている。様々
な部品を結合するのに溶接を用いると、このＡ級表面仕
上げを損なう場合がある。強力接着剤の使用も、溶接の
代わりにそのような接着剤が用いられる場合には、結合
部分（ｂｏｎｄ　１ｉｎｓ）のリードスルー（ｒｅａｄ
　ｉｈｒｏｕｇｈ）の問題を生ずる。内側パネルとして
外側パネルとが強固に結合されていない場合には、それ
らが協同的に荷重を支持することができず、不満足な構
造となる。
乗り物の車体外装構造の典型的な製造方法に関する更な
る問題は、多くの種類のパネル及び部品を製造しなけれ
ばならないことである。部品数が多いと、組み立て工程
が多様化し、あるいは組み立て誤差を生じ、生産性のロ
スを生じ、品質管理の問題を生ずる。
同一出願人に譲渡された下記の米国特許出願には、中空
繊維強化プラスチツク構造物の製造方法が開示されてい
る。１９８５年８月２２日出願の米国特許出願第７６８
，２５９号、１９８７年１２月２１日出願の米国特許出
願第１３６．１８７号、１９８６年２月２６日出願の米
国特許第４゜７４０．３４６号、１９８８年５月４日出
願の米国特許出願第１９０，０５５号。これらの出願は
、少なくとも一つの実施例において、膨張させることが
できる空気袋の使用について開示しており、その空気袋
は樹脂がモールド内に注入される際に、加圧されて、当
該部品の中空内部形状を規定する。
この空気袋は、風船のようなものと思えば良い。
それは、加圧されない限り自己形状保持力をもたない。
これらの特許出願における開示によれば、繊維塊が開か
れたモールドの表面に先ず配置され、しかる後空気袋が
その上に置かれる。その後に、部品の頂面用の繊維塊が
、空気袋の上に乗せられる。モールドが閉じられ、しか
る後、樹脂注入工程の間に空気袋が加圧される。この方
法は満足な結果をもたらしたが、幾つかの欠点があった
。例えば、加圧の際に風船状の空気袋が期待した通りに
膨らまず、部品の中空内部形状を不完全に規定すること
から生ずる問題が時たま起こった。モールド内への装填
作業は、モールド成形現場で行われる殆どの作業の中で
も煩わしい作業である。その上、空気袋の上の繊維塊は
、ともすれば下方に垂れて、モールドが閉じられ、空気
袋が膨らまされるまでに移動してしまう。
問題点を解決する手段 本発明の好適な実施例によれば、薄い中空支持体は、部
品のおおよその形状を与えられている。
この支持体は、装填されていない状態において、その形
状を実質的に保持するだけの十分な剛直性を有する。繊
維塊を予め成形した成形体が、この支持体に、例えばホ
ットメルト接着剤を用いて成形体を支持体に固定するな
どして、付着させられて、半組み立て体を形成する。こ
の半組み立て体は、モールド内に配置され、モールドが
閉じられる。次いで、樹脂がモールド内に注入されて、
繊維塊に含浸させられる。樹脂が硬化した後、部品まモ
ールドから取り出され、トリミングして一体的な中空部
品１例えば乗り物の外装部品を提供する。
実　　　施　　　例 本発明の様々な利点は、以下の実施例を図面を参照して
一読することにより、当業技術の熟達者には明らかとな
ろう。
本発明を、自動車の一体成形されたドアを製造する場合
について説明する。本発明は、乗り物の車体の外装部品
の製造に特に利点があるが、本発明は更に広い適用可能
性があることに留意されたい。
この点に留意して、先ず第３及び４図を参照されたい。
薄い中空の支持体ｌＯは所望の部品、ここでは自動車の
ドア、の形状にほぼ相当する形状を与えられている。支
持体ＩＯは、それが装填されておらず、以下に説明する
成形体のような外部素材を装着した状態においては自己
形状を保持するのに十分な剛直性を有する。また、支持
体ＩＯは、安価に製造でき、軽量であり、実質的に機密
性がなければならない。好適な実施例においては、支持
体ＩＯは、適当な熱可塑性の２重シート素材から真空成
形され、その素材は例えば、０．０１０〜０．０３０イ
ンチ程度の厚さのポリエチレン、アクリロニトリルブタ
ジェンスチレン（Ａ　Ｂ　Ｓ）、またはポリビニルクロ
ライド（ＰＶＣ）シートである。或は、支持体ｌＯは、
加熱成形（Ｌｈｅｒｍｏ−ｆｏｒｍｉｎｇ）、プロー成
形、或は回転モールド成形などによって製造しても良い
。この支持体１０は、例えば今日一般に用いられている
プラスチック製のミルク容器のようなものと想像すれば
良い。それは十分に硬いので、自己形状を保持するが、
しかし内部を減圧したり、かなりの重さの成形体を付着
させた場合には僅かに変形し、また加圧されればもとの
形状に膨らませることができる。
第３図に示されているように、次の段取りは、加圧され
た支持体１０上にガラス繊維の成形体をかぶせることで
ある。僅かな圧力（ｌ／２〜１Ｏｐｓｉ）を支持体ｌＯ
に加えて、成形体が支持体１０に押し付けられる際に支
持体が潰れるのを回避したほうが良い場合もある。従っ
て、支持体ｌＯには、適切な開口１２を設けて、それを
ノズルに接続し、加圧空気源に接続されたホースなどに
更に接続することができる。この加圧工程は成形体の重
量によって、必要な場合も必要でない場合もあることは
理解されよう。第４図には、３個の成形体１４．１６及
び１８が示されている。これらの成形体は比較的大きい
ので、支持体ｌＯを加圧しないと、変形させる可能性が
ある。各々の成形体は、ひとつの繊維マット片または、
ホットメルト接着剤或は粘着剤（ｃｏｎｔａｃｔ　ａｄ
ｈｅｓｉｖｅ）のような、てきせつな接着剤によって所
望の形状に仮留めされた複数の繊維マット片から形成さ
れている。成形体１４は、ドアの外側パネル形状をおお
よそ規定し、成形体１６はドアの内側パネル形状をおお
よそ規定している。成形体１８は、ドアのミラーストー
ク（ドアミラーを支持する部分）を規定している。支持
体１０は、作業員にたいして案内の役割をも果たす。と
言うのは、支持体１０は所望の部品のおおよその形状を
もっているので、どこに成形体を配置すべきかを思い描
く助けとなるからである。成形体を付着させる方法には
様々な方法があるが、一つの好ましい方法は、先ずホン
トメルト接着剤の斑点を支持体ｌＯの表面に点々と塗布
し、次いで成形体を支持体ＩＯの表面に押し付けて、接
着剤で成形体を保持することである。
第７図を参照して、支持体と成形体とで構成された半組
み立て体２０は、一体的なユニ７トを形成し、それはい
かなる場所においても製造、貯蔵でき、必要なときにモ
ールド２２内に挿入するべく運搬することができる。モ
ールド２２は、内側パネルの所望の形状をしたモールド
キャビティー２６を有する下型２４をもっている。モー
ルドを閉じたときに樹脂をモールド２２内に導入するた
めの設備、空気及び樹脂を抜くための設備、及び支持体
１０を加圧するための設備も設けている。
第６．７図に示されているように、樹脂の供給源２８は
下型２４の上面に形成された溝３０に接続されている。
空気抜きの′ａ３２もまた設けられており、それはキャ
ビティー２６と接続されている。
オリフィス３４は、適切なノズル３６を取り付ける余地
を与えている。
半組み立て体２０は、モールドキャビティー２６内に配
置され、第５図に示されているように、上型３８が閉じ
られる。上型３８が閉じられるまでは、支持体ｌＯは加
圧されない。薄い支持体ｌＯは、幾分型たい成形体が乗
せられているので、僅かに変形しており、最終的な位置
から１−１０％縮小している。或は、減圧または吸引を
与えて、支持体ＩＯと、その上に付着した成形体とを僅
かに縮小させても良い。この収縮は、上型３８を閉じる
作業を容易にさせる。上型３８は、下型２４と同様に、
所望の形状、ここではドアの外側パネルの形状のモール
ドキャビティー４０を有する。
モールドが閉じられた後、ノズル３６は加圧空気源４２
からの加圧空気を、開口１２を介して支持体ＩＯに供給
する、しかる後、樹脂が供給源２８から溝３０を介して
モールド内に注入され、繊維製の成形体１４，１６．１
８に含浸させられる。
空気と過剰な樹脂とは抜き溝３２を介して排出される。
この実施例においては、ビニルエステルを用いたが、ポ
リエステル、エポキシ、ウレタン、その他の樹脂も用い
得ることが確かめられた。薄い壁厚の支持体１０は、加
圧空気源４２から供給される支持体内の空気圧と均衡さ
せることによって、圧し潰されることはない。
モールドは、樹脂が硬化して形成された構造物が剛直に
なるまでは閉じたままに保たれる。硬化は熱圧下に行わ
れても、或は室温下に行われても良く、使用された樹脂
と触媒に応じて選択する。
この実施例においては、モールドを加熱しテ、成形体に
含浸された樹脂を硬化させるのが望ましい。
部品がモールドから取り出された後、トリミングを行っ
て第１．２図に示された一体的にモールド成型されたド
ア４４が完成する。ドア４４は内側パネル４８に一体的
に結合された外側パネル４６をもった、一体的にモール
ド成型されたユニットを構成する。外側パネル４６はモ
ールド成型されたミラーストーク５０をもっている。挿
入ビーム、ヒンジ、ランチ及びその他の金物は、ハード
ウェアモジュールとして予め組み立てて置くのが望まし
く、そのハードウェアモジュールは中空のキャビティー
５２内に、開口（図示せず）を介して挿入することがで
き、その開口は、モールド成形において形成されても、
或はモールド成型された後に切除して形成されても良い
。中空キャビティー５２のこの開口は、ドアの底部また
はヒンジ領域に位置付けることができる。このモジュー
ルは、この開口を密封することが出来るように設計され
ている。
発明の効果 一体的にモジュール成型されたドア４４は、般のドア構
造において、内側パネルと外側パネルとを別個に製造し
、それらを接合すると言った不効率と経費とを排除する
。このドア４４は、スチール製のドアのおよそｌ／ｌｏ
の素材を用いて、従来の金属製のドアに匹敵する強度を
与えることができる。この−本釣に形成されたドア４４
は、ドアに必要な多くの部品を不要にし、それによって
組み立ての変化を排除し、生産性を向上し、在庫部品を
減少させ、また品質を改善する。モールドキャビティー
２６．３８は、適切に機械加工することにより、所望の
仕上がり表面をもったドアを提供することができる。例
えば、モールドキャビティー２６は、ざらざらとした飾
り表面をもつた内側パネルを与えるように仕上げ、一方
モールドキャビティ−４０は通常望まれるＡ級仕上げ表
面をもった外側パネルを与えるよう通常は滑らかに仕上
げる。本発明は複雑で、対称的でない形状の部品を製造
するのに適しており、例えば、ドアのウィンドウ７レー
ム部分５４がドアキャビティー５２と合体しているよう
な複数の接合部を有する自動車のドアの製造に適してい
る。
画業技術の熟達者には、本明細書の上述の説明、図面並
びに特許請求の範囲を検討することによって、本発明の
上述の及びその他の利点を理解することが出来るであろ
う。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の好適な実施例によって形成された部
品の一部を切り欠いた状態の斜視図、第２図は、第１図
の２−２線における断面図、第３図は、好適な実施例の
工程の手順を示す流れ図、 第４図は、支持体と成形体との半組み立て体の分解斜視
図、 第５図は、樹脂注入及び支持体の加圧を行う前の　モー
ルド内の半組み立て体の断面図、第６図は、第５図と同
様の図であるが、樹脂が注入され、支持体が加圧された
状態の断面図、第７図は、モールドと半組み立て体との
分解斜視図である。 符号の説明 １０・・・支持体　１２・・・開口　１４・・・形成体
１６・・・形成体　１８・・・形成体　２０・・・半組
み立て体　２２・・・モールド　２４・・・下型　２６
・・・キャビティー　２８・・・供給源　３０・・・溝
３２・・・空気抜きの溝　３４・・・オリフィス　３６
・・・ノズル　３８・・・上型　４０・・・モールドキ
ャビティ４２・・・加圧空気源　４４・・・ドア　４６
・・・外側パネル　４８・・・内側パネル　５０・・・
ミラーストーク　５２・・・キャビティー　５４・・・
ウィンドウフレーム部分 出願人　　ザ・パッド・コムパニ 代理人　弁理士　栄　　原　　史　　土間　　　弁理士
　竹　　１）　吉　　部／ｌ’ｉｇ−５ Ｆｉｇ−６ コ１了〜 Ｆｌ’ｇ−７

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ［１］下記を特徴とする繊維で強化された中空の一体成
    形複合部品の製造法、 モールドから取り出された状態で、形状を実質的に保持
    できるだけの硬さを有し、薄い壁をもった支持体を用意
    すること、 上記支持体に繊維塊よりなる複数の成形体を付着させて
    半組み立て体を形成すること、 上記半組み立て体をモールドの中に置くこと、上記モー
    ルドを閉じること、 上記繊維塊に樹脂を含浸させること、 上記樹脂を硬化させて中空の部品を形成すること、 上記モールドを開くこと、 上記部品をモールドから取り出すこと。 ［２］請求項１記載の方法において、 上記成形体を付着させる間、上記支持体を加圧すること
    、 上記モールドが閉じられる前に、上記支持体を減圧する
    こと、 上記成形体に上記樹脂を含浸させる前に上記支持体を再
    び加圧すること、 を特徴とする一体成形複合部品の製造法。 ［３］請求項１記載の方法において、 上記支持体が、０．０１０乃至０．０３０インチの厚さ
    の熱可塑性シート材料を真空成型することによって形成
    されること、 を特徴とする一体成形複合部品の製造法。 ［４］請求項１記載の方法において、 上記支持体が、概して乗り物のドアの形状であること、 を特徴とする一体成形複合部品の製造法。 ［５］下記を特徴とする繊維で強化された中空の一体成
    形複合部品の製造法、 概して所望の部品形状をなしており、実質的に自己形状
    保持力を有する薄い中空支持体を用意すること、 上記支持体の内部を加圧すること、 上記支持体上に繊維塊の成形体をかぶせて半組み立て体
    を形成すること、 上記支持体を減圧すること、 上記半組み立て体をモールド内に配置すること、上記モ
    ールドを閉じること、 上記支持体を再び加圧すること、 上記モールド内に樹脂を注入して上記繊維塊に含浸させ
    ること、 上記樹脂を硬化させること、 上記モールドから部品を取り出すこと。 ［６］請求項５記載の方法において、 上記支持体が０．０１０乃至０．０３０インチの厚さの
    熱可塑性シート材料を真空成型することによって形成す
    ること、 を特徴とする一体成形複合部品の製造法。 ［７］請求項６記載の方法において、 上記支持体がミラー装着部を有する乗り物のドアの形状
    であること、 を特徴とする一体成形複合部品の製造法。 ［８］請求項７記載の方法において、 上記成形体が上記支持体を包み込んでおり、それによっ
    て上記モールドから取り出された部品が外側パネルに内
    側パネルが一体的に付着されているドアを提供すること
    、 を特徴とする一体成形複合部品の製造法。 ［９］請求項８記載の方法において、 上記モールドから取り出された部品をトリミングし、 上記外側パネルと上記内側パネルとの間にあるドアの空
    洞内にドア金具を挿入すること、 を特徴とする一体成形複合部品の製造法。 ［１０］下記を特徴とする乗り物のドアの形状をした一
    体成形複合部品の製造法、 ミラー装着部を有する概して乗り物のドアの形状をなし
    た、０．０１０乃至０．０３０インチの厚さの、薄い中
    空の支持体を用意すること、 上記支持体の頂部表面に第１の成形体を取り付けて上記
    ドアの外側パネルを概ね形成すること、上記支持体の下
    部表面に第２の成形体を取り付けて、上記ドアの内側パ
    ネルを概ね形成すること、上記支持体のミラー装着部に
    第３の成形体を取り付けること、 上記支持体を減圧すること、 上記支持体とそれに取り付けられた成形体とをモールド
    内に配置すること、 上記モールドを閉じること、 上記支持体を再び加圧すること、 上記モールド内に樹脂を注入して、上記成形体に含浸さ
    せること、 上記樹脂を硬化させること、 上記モールドから部品を取り出すこと。 ［１１］下記の方法によって形成された一体成形複合部
    品、 自己形状保持力を有する薄い支持体に繊維塊よりなる複
    数の成形体を付着させて、半組み立て体を形成すること
    、 上記半組み立て体をモールド内に配置すること、上記モ
    ールド閉じること、 上記成形体に樹脂を含浸させること、 上記樹脂を硬化させて中空部品を形成すること、上記モ
    ールドから部品を取り出すこと。 ［１２］下記の方法により形成された一体成形複合部品
    からなる乗り物用ドア、 概してドアの所望の形状をなしており、自己形状保持力
    を有する薄い中空の支持体を用意すること、 上記支持体の内部を加圧すること、 上記支持体をに繊維塊よりなる成形体を付着させて半組
    み立て体を形成すること、 上記支持体を減圧すること、 上記半組み立て体をモールド内に配置すること、上記モ
    ールド閉じること、 上記支持体を減圧すること、 上記モールド内に樹脂を注入して繊維塊に含浸させるこ
    と、 上記樹脂を硬化させること、 上記モールド開くこと、 上記モールドから部品を取り出すこと。 ［１３］下記の方法により形成された一体成形複合部品
    からなる乗り物用ドア、 ミラー装着部を有する概して乗り物用のドアの形状をな
    した、０．０１０乃至０．０３０インチの厚さの熱可塑
    性プラスチック素材で、薄くて中空の支持体を真空成形
    すること、 上記支持体の頂部表面に第１の成形体を付着させて、上
    記ドアの外側パネルを概ね形成すること、上記支持体の
    下部表面に第２の成形体を付着させて、上記ドアの内側
    パネルを概ね形成すること、上記支持体のミラー装着部
    に第３の成形体を付着させること、 上記支持体をを減圧すること、 上記支持体とそれに付着された成形体とをモールド内に
    配置すること、 上記モールドを閉じること、 上記支持体を再び加圧すること、、 上記モールドに樹脂を注入して上記成形体に含浸させる
    こと、 上記樹脂を硬化させること、 上記モールドから部品を取り出すこと。 ［１４］下記を特徴とする一体成形複合部品からなる乗
    り物用ドア、 一体的に結合された外側パネルと内側パネルとを有し、
    上記外側及び内側パネルが異なった素材で形成された薄
    い支持体によって内部を分離されている繊維強化プラス
    チックで形成されている一体的中空構造からなること。 ［１５］請求項１４記載の部品において、 上記薄い支持体が０．０１０乃至０．０３０インチの熱
    可塑性素材によって形成されていることを特徴とする一
    体成形複合部品からなる乗り物用ドア。
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