JP2006510537A - フロントエンドモジュール - Google Patents

Abstract

プラスチック構成要素を金属基板に接続したフロントエンドモジュール。金属基板は、液圧成形によって形成でき、実質的に一体部材の形状にされる。プラスチック構成要素は、金属基板のまわりにモールドされ、そして同時金属基板の長さ方向に沿った別個の部位に金属基板に対する接続部が形成される。

Description

関連出願の相互参照

本出願は、２００２年１２月１９日に出願した米国仮特許出願第６０／４３４，９２３号の優先権を主張し、かかる出願の明細書全体は参照として本出願に結合される。

本発明は、一般的には金属及びプラスチック含有物（metallic and plastic content）から成る構成要素に関するものであり、そしてより詳しくは、金属基板にプラスチック材料を接続したフロントエンドモジュール（front end modules；前部組立体）に関する。

一般に、車両のフロントエンドモジュールやドア支持体のような車両用の構造体構成要素は、金属及び（又は）プラスチックで作られる。フロントエンドモジュールは、車両用の構造体を提供すると共に、ヘッドランプ、ラジエータ、ファン、ホーンなどのような種々の車両構成要素の取付け構造体を提供する。好ましくは、フロントエンドモジュールは、製造業者により車両に取付けられるように用意される単一ユニット組立体として提供され得る。

普通、かかる構造体構成要素は、幾つかの打ち抜き材（stampings）を互いに溶着して作られる。代替的に、かかる構造体構成要素は、押出し又は液圧成形（hydroforming）により作られるような、閉じた部分金属（closed section metal）で作られる。閉じた部分金属の使用は、比較的強靭な構成要素を提供する。しかしながら、取付け面に備えて、一般的には、閉じた部分金属構成要素に付加的な金属材料を溶着しなければならない。

これらの構造体構成要素は、車両の性能要求を満たす能力に欠けるので、大型車両用には、一般的には、プラスチック材料では全体を作らない。しかし、車両構成要素の取付け部位を提供するため金属接続してプラスチック構成要素を使用することは、当該技術分野において公知である。ある事例では、金属構造体構成要素は、ねじやリベットのような機械的緊締具（mechanical fasteners）によってプラスチック構成要素に取付けられる。しかし、この方法の使用は、コスト及び労力が比較的大きい。

金属構造体にプラスチックを固定する別の方法が特許文献１に開示される。特許文献１は、閉じた部分金属構成要素を含む金属構造体構成要素を備えるフロントパネルを開示する。プラスチック材料は、金属構造体にオーバーモールド（overmolded）される。
米国特許第６，２７３，４９６号、発明者Guyomard等、Valeo Themique Moteurに譲渡。

金属にプラスチックを固定する別の方法も公知である（特許文献２参照）。別のかかるプラスチック及び金属部品も公知である（特許文献３参照）。
米国特許出願第２００１／００５３４３１号、発明者Goidbach等、名義人Bayer Corporation。 米国特許第５，１９０，８０３号、発明者Goidbach、Bayer Akhengesellsschaftに譲渡。

従って、金属基板にプラスチック構成要素を取付け、特に接続するのに比較的少量のプラスチック材料を用い、機械的緊締具を用いることなく、製造中に金属基板にプラスチック構成要素を取付けできる、金属基板に取付けたプラスチック構成要素を備えるフロントエンドモジュールが望まれる。

本発明の第１の実施形態によれば、少なくとも１つの開口を形成された金属構成要素を有するフロントエンドモジュールが提供される。このモジュールはさらに、金属構成要素の少なくとも一部に配置したプラスチック構成要素を有し、プラスチック構成要素の第１の部分は少なくとも１つの開口を通ってのび、プラスチック構成要素の第２の部分はプラスチック構成要素を金属構成要素に接続するように金属構成要素の外面の周りにのびる。

本発明の別の実施形態によれば、少なくとも１つの開口を備えた外形一体金属構成要素を有するフロントエンドモジュールが提供される。このモジュールはさらに、金属構成要素の少なくとも一部に配置したプラスチック構成要素を有し、プラスチック構成要素の第１の部分は少なくとも１つの開口を通ってのび、またプラスチック構成要素の第２の部分はプラスチック構成要素を金属構成要素に接続するように金属構成要素の外面の周りにのび且つ外面を包囲する。

本発明の別の実施形態によれば、少なくとも１つの開口を備えた外形一体金属構成要素を有し、金属構成要素が水平部分とそこからのびる２つの離間した対向する垂直部分とを備えるフロントエンドモジュールが提供される。このモジュールはさらに、金属構成要素の少なくとも一部に配置したプラスチック構成要素を有し、プラスチック構成要素の第１の部分は少なくとも１つの開口を通ってのび、またプラスチック構成要素の第２の部分はプラスチック構成要素を金属構成要素に接続するように金属構成要素の外面の周りにのび且つ外面を包囲する。

発明を実施するための最良な形態

本発明は、添付図面を参照して、好ましい実施形態の詳細な説明から本発明は一層良く理解される。図面を通して同じ参照番号で同じ部品を示す。好ましい実施形態についての以下の説明は単に例示のためのものであり、本発明、その応用又は使用を限定するものではない。例えば、以下の説明では主としてフロントエンドモジュールに関して本発明を説明するが、本発明は、別個の緊締具を必要とせずに金属構成要素にプラスチック構成要素を接続するのが望ましい応用にも適用できることを認めるべきである。

図面を参照すると、本発明の一般的教示による複合フロントエンドモジュールを全体的に符号１０で示す。フロントエンドモジュール１０は、好ましくは限定されるものではないが符号１２で示す管（好ましくは液圧成形で製造される）のような単一（例えば一体の）金属部材から成り、この金属部材は、限定されるものではないが符号１４で示すパネルのようなプラスチック構成要素に接合される。

好ましくは、管１２は閉じたクロス部分（横断面）を有する。このようなクロス部分の閉じた金属構成手要素の使用は、モジュール１０に対する堅固さをもたらす。閉じたクロス部分は任意適当な形態を取ることができる。この部分は必ずしも一定の断面形状である必要はない。このような構造体は特に車両支持構造体に有用である。クロス部分の開いた金属構成要素も本発明の範囲内で使用できると理解される。管１２は、限定されるものではないが鋼、アルミニウムなどのような任意適当な金属から成り得る。

管１２は任意の形態に形成できが、フロントエンドモジュールに使用するのに適した形態が好ましい。本発明を限定しない例として、管１２は、好ましくは、モジュールの上方部分から始まり、フェンダー（図示しない）のような車両構造体に接続するようにされる。管１２は、通常図示したようにヘッドランプモジュール又はマウント１６に相応した領域にわたって水平にのびる。管１２は、ラジエータ（図示しない）側部の位置に対応した領域にほぼ平行にほぼ垂直に下向きにのびる。管１２は、またラジエータ（図示しない）底部の位置に対応した領域に平行にほぼ水平にのびる。管１２は、またラジエータ（図示していない）の位置に対応した領域の反対側にほぼ平行にほぼ垂直に上向きにのびる。管１２は、また対向したヘッドランプモジュール領域即ちマウント１６上をほぼ水平にのび、反対側のフェンダー（図示していない）で終端する。図１及び図２に示すように、管１２は、通常、ｕ字形部材から成り、このｕ字形部材の伸張部２８は、ｕ字形部材の各腕部から外方へのびる。また、管１２は液圧成形により形成されるような、一部片で断面の閉じた部材として形成するのが好ましい。

プラスチックパネル１４は、種々の適当な形状に形成できる。しかし、フロントエンドモジュールに使用するのに適した形態が好ましい。本発明を限定しない例として、プラスチックパネル１４は、好ましくは、上方クロス部材１８ヘッドランプマウント１６、グリル支持体２０、フードラッチマウント２２、垂直センター支持体２４などを有する。また、プラスチックパネル１４は少なくとも１つ、好ましくは多数の補強部材例えば補強リブ２６を有する。図示したように、プラスチックパネル１４は好ましくは、上記の構成要素を取付けできるような輪郭にされ、そしてまた限定するものではないが開口、フランジ、ボス及び別の突出部のような付加的な表面機能を備え得る。

プラスチックパネル１４は、好ましくは任意の適当な熱可塑性又は熱硬化性材料で作られ得る。プラスチック材料の一例として改質ポリフェニレンオキシドを挙げることができる。適当なプラスチックの一例を挙げたが、本発明の範囲内において任意の適当な熱可塑性又は熱硬化性材料を使用できることが認められる。さらに、プラスチックパネル１４の強度を高めるためにプラスチック材料に充填剤又は添加剤を添加してもよい。任意の適当な充填剤を使用できる。かかる充填剤としては例えばガラス繊維又はプラスチック繊維を挙げることができる。

フロントエンドモジュール１０の伸張部２８は、好ましくは、管１２の伸張部２８の端部３０を通ってフェンダーの上方前端部に固定される。管１２の伸張部２８の端部３０は好ましくは、モジュール１０を車両のフェンダーに固定する緊締具を受ける開口を備え得る。管１２の下方部分は好ましくは、取付け部位３２で管１２に取付けられるブラケット（図示しない）を介して車両のシャシーに２個所で接合する。

フロントエンドモジュール１０は、好ましくは、フェンダーを配置し、そしてフェンダーから車両のシャシーへの構造上の負荷路を成す。フロントエンドモジュール１０は、また好ましくは、一体の取付け支持体３４によって冷却モジュールで発生した荷重を配置しかつ支持する。フロントエンドモジュール１０はまた、限定するものではないがエアーフィルターハウジング、Ａ／Ｃレシーバドライヤー、ヘッドランプモジュール、冷媒容器、ファン覆い体、及び好ましくはフロントエンドモジュール１０に取り付けできるホーンのような種々の他の構成要素を支持するようにされる。取付け孔３６は構成要素などを取付けるために設けられ得る。

管１２は、好ましくは液圧成形によりまず管を形成し、孔抜きすることによって製造される。そして管１２は、射出成形ツール内に配置される。その後成形型は、閉じられ、好ましくはガラス繊維のような補強材を含むプラスチック材料が、射出成形ツールの空洞内に供給され、パネル１４を所望の形態に形成し、同時にパネル１４を符号３８で示す別個の位置で管１２に接合し、管１２の前後表面の残りの部分は露出したままである。

より詳細には、管１２をパネル１４に接合するために、管１２の一側に開口（図示していない）が形成される。ツールの反対側には対向する開口４０が形成される。開口４０を介して管１２の反対側における開口に隣接してコアツールが挿入される。コアツールは空洞を備え、開口を介してコアツールの空洞内に管１２の一側からプラスチック材料を流入できる。このようにして、プラスチックは開口を通って流れるが、管の空洞全体を充填しない。

好ましくは、プラスチック材料は、管の内側にボタン状構造体４２を形成する。このボタン状構造体４２は管１２における開口を越えてのびる縁部を備える。プラスチック材料は開口４０から管１２の反対側に形成し、補強リブ２６を備え得る。このようにした接続により、プラスチックは、管１２にプラスチック材料を十分に充填する必要なしに管１２に固定される。従って、プラスチック材料は好ましくは、位置３８で管１２内に少なくとも部分的に入り込み、そして冷却後管１２との接続部位を形成する。管１２にプラスチックパネル１４を固定する接続部は符号３８で示し、本願と同じ発明者の米国特許出願第６０／３９８，９０１号に十分に記載され、この米国特許出願は参照文献として本明細書に結合される。位置３８における接続部は任意の種々の形態にでき、そして限定することなしに、凹部、開口、穴、開口、孔、貫通孔などを含むことができる。

さらに、図示したように、プラスチック材料は好ましくは符号４４で示すように管１２のまわりに形成できる。補強リム２６はまた上述のように含まれ得る。このようにしてなされる接続では、プラスチック材料は好ましくは管１２の外面のまわりに形成し、そして冷却後、管１２との接続部位を形成する。さらに、このようにしてなされる接続では、プラスチックパネル１４を管１２に成形することにより、金属基板のプラスチック構成要素を接続する別個の緊締具は必要でない。しかし、上述の接続系に加えて別個の緊締具を包含できることが認められる。

射出成形は、現在モジュール１０を形成する好ましい方法であるが、本発明の範囲内で任意の他の適当な形成技術を使用できることが理解される。これらの技術は、限定するものではないが、圧縮成形、射出圧縮成形、押出圧縮、ガスアシスト又は水アシスト加圧成形、低圧成形、吹込成形、熱成形及び（又は）回転成形が含まれる。上記の説明から当業者には認められるように、本発明の広義の概念は種々の形態で実施できる。従って、本発明は特定の例について説明したが、図面、明細書及び特許請求の範囲の考察において当業者には他の変更が明らかとなるので、本発明の真の範囲はそのように限定されるべきでない。

本発明の一般的な教示によるフロントエンドモジュールの前方斜視図。 本発明の一般的な教示による図１に示すフロントエンドモジュールの後方斜視図である。

Claims (27)

1. 少なくとも１つの開口を備えた金属構成要素と、金属構成要素の少なくとも一部に配置したプラスチック構成要素とを有し、プラスチック構成要素の第１の部分が少なくとも１つの開口を通ってのび、プラスチック構成要素の第２の部分がプラスチック構成要素を金属構成要素に接続するように金属構成要素の外面の周りにのびるフロントエンドモジュール。
2. 前記金属構成要素が液圧成形によって形成される請求項１記載のフロントエンドモジュール。
3. 前記金属構成要素が外形一体部材である請求項１記載のフロントエンドモジュール。
4. 前記金属構成要素が水平部分とそこからのびる２つの離間した対向する垂直部分とを含む請求項１記載のフロントエンドモジュール。
5. 前記金属構成要素が閉じたクロス部分を有する請求項１記載のフロントエンドモジュール。
6. 前記金属構成要素がそれに形成された多数の開口を含む請求項１記載のフロントエンドモジュール。
7. 前記構成要素プラスチック構成要素がそれに形成された少なくとも１つの開口を含む請求項１記載のフロントエンドモジュール。
8. 前記プラスチック構成要素がそれに形成された多数の開口を含む請求項１記載のフロントエンドモジュール。
9. 前記プラスチック構成要素がそれに形成された少なくとも１つの取付け孔を含む請求項１記載のフロントエンドモジュール。
10. 前記プラスチック構成要素がその表面を形成する少なくとも１つの補強部材を含む請求項１記載のフロントエンドモジュール。
11. 少なくとも１つの開口を備えた外形一体金属構成要素と、金属構成要素の少なくとも一部に配置したプラスチック構成要素とを有し、プラスチック構成要素の第１の部分が少なくとも１つの開口を通ってのび、プラスチック構成要素の第２の部分がプラスチック構成要素を金属構成要素に接続するように金属構成要素の外面の周りにのび且つ外面を包囲して成るフロントエンドモジュール。
12. 前記金属構成要素が液圧成形によって形成される請求項１１記載のフロントエンドモジュール。
13. 前記金属構成要素が水平部分とそこからのびる２つの離間した対向する垂直部分とを含む請求項１１記載のフロントエンドモジュール。
14. 前記金属構成要素が閉じたクロス部分を含む請求項１１記載のフロントエンドモジュール。
15. 前記金属構成要素がそれに形成された多数の開口を含む請求項１１記載のフロントエンドモジュール。
16. 前記プラスチック構成要素がそれに形成された少なくとも１つの開口を含む請求項１１記載のフロントエンドモジュール。
17. 前記プラスチック構成要素がそれに形成された多数の開口を含む請求項１１記載のフロントエンドモジュール。
18. 前記プラスチック構成要素がそれに形成された少なくとも１つの取付け孔を備える請求項１１記載のフロントエンドモジュール。
19. 前記プラスチック構成要素がその表面に形成された少なくとも１つの補強部材を含む請求項１１記載のフロントエンドモジュール。
20. 少なくとも１つの開口を有する外形一体金属構成要素を含み、金属構成要素が水平部分とそこからのびる２つの離間した対向する垂直部分とを含み、
    前記金属構成要素の少なくとも一部に配置したプラスチック構成要素を含み、プラスチック構成要素の第１の部分が前記少なくとも１つの開口を通ってのび、プラスチック構成要素の第２の部分がプラスチック構成要素を金属構成要素に接続するように金属構成要素の外面の周りにのび且つ外面を包囲するフロントエンドモジュール。
21. 前記金属構成要素が液圧成形によって形成される請求項２０記載のフロントエンドモジュール。
22. 前記金属構成要素が閉じたクロス部分を含む請求項２０記載のフロントエンドモジュール。
23. 前記金属構成要素がそれに形成された多数の開口を含む請求項２０記載のフロントエンドモジュール。
24. 前記プラスチック構成要素がそれに形成された少なくとも１つの開口を含む請求項２０記載のフロントエンドモジュール。
25. 前記プラスチック構成要素がそれに形成された多数の開口を備える請求項２０記載のフロントエンドモジュール。
26. 前記プラスチック構成要素がそれに形成された少なくとも１つの取付け孔を含む請求項２０記載のフロントエンドモジュール。
27. 前記プラスチック構成要素がその表面に少なくとも１つの補強部材を含む請求項２０記載のフロントエンドモジュール。

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