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JP3429856B2 - ポリマーパネルを有する構造物及びその製造方法 - Google Patents

ポリマーパネルを有する構造物及びその製造方法

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JP3429856B2
JP3429856B2 JP14521694A JP14521694A JP3429856B2 JP 3429856 B2 JP3429856 B2 JP 3429856B2 JP 14521694 A JP14521694 A JP 14521694A JP 14521694 A JP14521694 A JP 14521694A JP 3429856 B2 JP3429856 B2 JP 3429856B2
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panel
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晃一 稲葉
賢典 内田
エフ．コルバーグ レイモンド
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General Electric Co
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Nissan Motor Co Ltd
General Electric Co
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ポリマーパネルを有
する構造物及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から車両用のドアアッセンブリはア
ウトサイドパネル３とインサイドパネル２で構成されて
おり、それらは鉄板から成形され、付加的構造上の機能
のために多数の小さな鉄片を使い互いに溶接されている
（この発明の実施例を示す図１を参照）。十分な剛性は
金属の厚さにより確保されている。更にこのドアアッセ
ンブリは外部の湿気が車室内へ浸入するのを防ぐ手段を
有している。このシール手段はだいたい一枚のプラスチ
ックフィルムであったり、インサイドパネル２に形成さ
れた機械的あるいは電気的接続用の穴をシールするため
のグロメットあるいはシール剤であったりする。
【０００３】増加する省燃費の要請に対応すべく、近
年、自動車製造業者たちは従来の材料にとって代わる新
しい材料を捜していた。そしてほとんどの自動車製造業
者が選択した材料はポリマー（重合体）であった。当製
造業者らは軽量化して燃費を向上させるために自動車の
構造、本体の適用可能ないたる所にポリマーを用いるこ
とを試みた。当業者はドアパネルの重量を減らすことに
より、大巾な軽量化を実現した。それゆえ、当業者らは
この目的のために一部または全てがポリマーで形成され
た車両ドアパネルを製作した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ポリマーを用いること
のひとつの欠点はポリマーの弾性係数である。従来から
用いられている鉄に比べ弾性係数が低いために、ポリマ
ーは車体部品に求められる堅さを往々にして欠くと考え
られている。この欠点は弾性係数を上げ堅さをアップさ
せるフィラーをポリマー樹脂に加えることで一部は解決
されている。
【０００５】しかしながら、インサイドパネル２を樹脂
から成形する場合、機械的あるいは電気的な接続を可能
にするためにはインサイドパネル２に穴を開ける追加の
工程が必要になる。
【０００６】加えて、穴が射出成形時にインサイドパネ
ル２に形成される場合には、この穴の周りに樹脂がスム
ーズに流れ難くなりその周辺部にクラック等が生じがち
なために、穴をグロメットかウェザーシール材、例えば
ゴムガスケットでシールしなければならない。
【０００７】また、穴を切り開いて作る追加製造工程は
製造コストを上昇させ、インサイドパネル２から切り欠
かれる材料を無駄にする。この様なドアはさらに金属製
のドアの様にインサイドパネル２の外部表面とドアトリ
ム５の内部表面の良好な耐候シール性を維持するために
は、プラスチックシートでシールしなければならないか
あるいは穴をグロメットあるいはガスケットでシールす
る必要がある。
【０００８】そこで、この発明はそれを貫通して電気
的、機械的接続を得ることができるシール膜付のポリマ
ーパネルを有する構造物およびその製造方法を提供する
ものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】ポリマーパネルを有する
構造物であって、上記ポリマーパネルは少なくとも１ケ
所に薄いポリマー膜の部分を有し、そのポリマー膜はポ
リマーパネルと一体であって、該膜を貫通する部材をシ
ールする様な弾性係数と厚さを有する。
【００１０】また、この発明は更に上述の膜付ポリマー
パネルを有する構造物の製造方法をも含むものである。
【００１１】
【作用】従来のような穴加工が必要なく、別途シール材
も不要となり、コストダウンを可能とする。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面と共に説明
する。
【００１３】図１に示される本発明は、それを通して電
気的、機械的接続が可能なシール貫通膜として機能す
る、少なくとも一つの膜４をもったパネル２である。こ
のパネル２は多くの適用例をもつ。これらのパネルの具
体的な使用例はコンピュータおよび自動車に対してであ
る。これらの例は図により示されるが、それらに限定さ
れるものではなく、このパネル２の使用は当業者にとっ
て明らかな適用例も含むことを意味するものである。こ
のパネル２は、これを通して電気的あるいは機械的な接
続が必要な場合や、ダストあるいは湿気からの保護が必
要な場合のほとんどの用途に用いることができる。
【００１４】図１は車両ドアアッセンブリを示してい
る。この車両ドアアッセンブリはアウトサイドパネル３
とポリマーパネルとしてのパネル２をインサイドパネル
として備えている。
【００１５】この車両ドアアッセンブリのパネル２には
その３辺に大きなフランジ部６が形成されている。この
パネル２はフランジ部６を含んでいようとパネル２のど
こにでも膜４を形成できる。そのため膜４は電気的ある
いは機械的接続が必要なパネル２のどの部分にも形成す
ることができる。尚、５はドアトリムを示す。
【００１６】パネル２は充填材のないポリマーあるいは
充填材入りポリマーから製造されている。パネル２を製
造するのに使用されるポリマーとしては以下のものが揚
げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１７】ポリフェニリン オキサイド（ＰＰＯ）、
ポリフェニリン オキサイド／ポリスチレン（ＰＰＯ／
ＰＳ）混合物、ポリカーボネート／アクリロニトリル
ブタジエン スチレン（ＰＣ／ＡＢＣ）コポリマー、熱
可塑性ポリオレフィン（ＴＰＯ）、ポリプロピレン（Ｐ
Ｐ）、ビニール エステル、ポリウレタンとポリカーボ
ネート／ポリブタジエン テレフタレート（ＰＣ／ＰＢ
Ｔ）との混合物、好ましいポリマーとしてはポリカーボ
ネート／ポリブタジエン テレフタレート（ＰＣ／ＰＢ
Ｔ）混合物である。
【００１８】これらのポリマーはバージン材でも充填材
が多くても良い。充填材が多くなればなるほど堅さを改
善する弾性係数は高くなる。充填材入りポリマーは構造
材に適用しても良い。
【００１９】パネル２を製造するためのポリマー樹脂に
使われる充填材を以下に揚げるが、これらに限定される
ものではない。
【００２０】それらは、ガラス短繊維、鉱物繊維、タル
ク、アスペクト比が１：１以上の繊維状充填材などの鉱
物である。好ましい充填材は連続ガラスマット補強材で
ある。
【００２１】図１に示すように、パネル２が車両ドアア
ッセンブリに使用される場合、パネル２は接続手段によ
りアウトサイドパネル３に接続される。アウトサイドパ
ネル３は金属またはポリマーのどちらで成形してもよ
い。接続手段は従来から知られている技術を含み種々の
態様が採用可能である。
【００２２】図２は膜４とその周りのパネル２の断面図
である。図２において、膜４はパネル２と連続した状態
となっている。膜４は電気的及び／又は機械的な接続を
するためのシール性のある貫通スリット７（図３参照）
を形成するために用いられる。図２では、例えば、従来
のドアロック装置（図示しない）の作動用の金属ロッド
１５が膜４を貫通している。この貫通スリット７はロッ
ド１５の滑動方向に形成される。膜４の外側は貫通スリ
ット７を通して水滴が入ってくるのを最小限に抑えるた
めパネル２内に凹型の底部を形成する。この底部周壁は
外側に向かって拡大する方向に斜状に形成されている。
そして、この貫通スリット７の縁部にシール１１が形成
される。
【００２３】シール１１の性能は２つの要因により決ま
る。その第１の要因は膜４の材質のもつ弾性係数であ
り、第２要因は膜４の厚さである。もし弾性係数か厚さ
のどちらかがあまり大きな値をとると膜４は良いシール
性を発揮することができず、また、もし膜４があまりに
も薄いと、破れたり裂け易くなる。一般に、膜の性質は
与えられた状況に基づき決定される。それゆえ膜４の弾
性係数と厚さの組み合わせ具合は与えられる状況に基づ
き決定される。
【００２４】しかしながら、膜４の厚さは約０．０２５
４ミリメートル（約０．００１インチ）から約０．５０
８ミリメートル（約０．０２インチ）であることが望ま
しい。そして、膜４の厚さは約０．０２５４ミリメート
ル（約０．００１インチ）から０．２５４ミリメートル
（約０．０１インチ）であるのが最も望ましい。
【００２５】また、膜４のポリマーの弾性係数は５０
０，０００ｐｓｉ以下であることが望ましく、更に言え
ば、膜４に使われるポリマーの弾性係数は２５０，００
０ｐｓｉであるのがもっとも望ましい。
【００２６】図３は本発明に係わる膜付パネル２の一部
分の斜視図である。図３において、膜４はパネル２と連
続であり、貫通スリット７が膜４に形成されている。貫
通スリット７は成形中あるいは成形後に膜４に切り込み
を入れることにより形成される。エンドユーザーがその
貫通スリット７によって機械的あるいは電気的接続を得
るにはその貫通スリット７を開ける様に曲げモーメント
を貫通スリット７に加える必要がある。この貫通スリッ
ト７は膜４にカミソリの刃などの鋭利な物で切り込みを
入れても良い。尚、貫通スリット７の両端は応力集中を
回避するために弧状に形成されている（図３参照）。
【００２７】図１のパネル２は圧縮成形か射出成形によ
って製造することが可能である。熱硬化性樹脂を用いる
圧縮成形においては、材料の樹脂が成形型に流れ込むの
に充分な柔らかさあるいは可塑化状態になるように加熱
される。その流体化した樹脂は重合し架橋硬化するのに
充分な時間加圧さる。射出成形においては、熱硬化性あ
るいは熱可塑性樹脂が加熱され、型内に完全に充たされ
るのに充分な低粘度の状態で射出される。
【００２８】もし、上記パネル２を熱可塑性の平板ポリ
マー材を使って圧縮成形で作る場合、その材料は材料内
の補強材といっしょに成形される。また、その材料の膜
４が形成されるべき部分は切欠される。材料は型に入れ
られる前に型のキャビティ部に流れ込む程度になるまで
加熱される。型のキャビティは膜４に相当するのキャビ
ティ部が絞られており充填材がそこより流れ込まない様
になっている。ポリマー材はそれからパネル２の形状に
なる様圧縮される。そして、パネル２の膜４に相当する
型の空間部へポリマーが押し出される。
【００２９】射出成形では、充填材を含んだあるいは含
まないポリマーが型内に射出される粘度になるまで加熱
される。また、型のキャビティ部はパネル２の膜４に相
当する部分に充填材が入らない程度に絞られている。型
内に射出されたポリマーは型の形に成形され、パネル２
の膜４に相当する部分にはポリマーが絞り出される。
【００３０】射出成形でもし連続なガラス繊維マットを
使う場合は、その補強材をポリマーの射出前に型内にセ
ットしなければならない。使われるポリマーが射出成形
に反応して熱硬化する材料である時は、そのポリマーを
マットや織物の内や周りに流し込むに充分な粘度にする
必要がある。
【００３１】尚、この発明は上記実施例に限られるもの
ではなく、種々の態様が採用可能である。
【００３２】
【発明の効果】以上説明してきたようにこの発明にかか
るポリマーパネルを有する構造物によれば、ポリマーパ
ネルに一体に設けられたポリマー膜に、電気的、機械的
接続を得ることができる部材を貫通することができ、か
つこの部材とポリマー膜との間をシールすることができ
るため、ポリマーパネルに穴を空けて、ここに上記部材
を挿通し、この部材と穴との間をシールするシール部
材、ガスケット等が必要なくなるため、部品点数が減少
しコストダウンを図ることができる。
【００３３】また、この発明にかかるポリマーパネルを
有する構造物の製造方法によれば、上記シール部材、あ
るいはガスケット等を組み付ける必要がなくなり製造工
数が減少しコストダウンを図ることができる。
【００３４】とりわけ、この発明を車両用ドア、特にド
アロック装置のロッド、ハーネス類等が挿通されるイン
サイドパネルに適用した場合には好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例の車両用ドアアッセンブリ
の斜視図。
【図２】膜を通して継がり、シールされた金属棒が取り
つけられた図１のＡ−Ａ線に沿う膜付パネルの断面図。
【図３】シール用の貫通スリット付膜の斜視図。
【符号の説明】
２…パネル ３…アウトサイドパネル ４…膜 ７…貫通スリット １１…シール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ // Ｂ２９Ｋ 105:16 Ｂ２９Ｌ 31:30 Ｂ２９Ｌ 31:30 Ｂ６０Ｊ 5/00 ５０１Ａ (72)発明者 レイモンド エフ．コルバーグ アメリカ合衆国，ミシガン，ロチェスタ ー ヒルズ，プリムロウズ ドライブ 3200 (56)参考文献 実開 平２−75247（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−119149（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−93252（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−103725（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−86715（ＪＰ，Ｕ) 米国特許5609940（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29D 31/00 B60J 5/00 B60R 16/02 623

Claims (30)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポリマーパネルを有する構造物であっ
    て、上記ポリマーパネルは少なくとも１ケ所に薄いポリ
    マー膜の部分を有し、そのポリマー膜はポリマーパネル
    と一体であって、該膜を貫通する部材をシールする様な
    弾性係数と厚さを有することを特徴とする構造物。
  2. 【請求項２】 ポリマーパネルが充填材を含むことを特
    徴とする請求項１記載の構造物。
  3. 【請求項３】 上記充填材がガラス繊維、鉱物繊維、鉱
    物および連続なガラスマットのグループから選ばれるこ
    とを特徴とする請求項２記載の構造物。
  4. 【請求項４】 上記充填材がガラス繊維であることを特
    徴とする請求項３記載の構造物。
  5. 【請求項５】 上記充填材が鉱物繊維であることを特徴
    とする請求項３記載の構造物。
  6. 【請求項６】 上記充填材が鉱物であることを特徴とす
    る請求項３記載の構造物。
  7. 【請求項７】 上記充填材が連続したガラスマットであ
    ることを特徴とする請求項３記載の構造物。
  8. 【請求項８】 上記ポリマー膜は切り込みを有している
    ことを特徴とする請求項１記載の構造物。
  9. 【請求項９】 上記ポリマー膜は約０．０２５４ミリメ
    ートル（約０．００１インチ）から約０．５０８ミリメ
    ートル（約０．０２０インチ）の厚さを有していること
    を特徴とする請求項１記載の構造物。
  10. 【請求項１０】 上記ポリマー膜は棒状部材貫通用のス
    リットを形成するのに用いられることを特徴とする請求
    項１記載の構造物。
  11. 【請求項１１】 上記ポリマーは５００，０００ｐｓｉ
    以下の弾性係数を有することを特徴とする請求項１記載
    の構造物。
  12. 【請求項１２】 上記ポリマー膜は充填材をほとんど含
    まないか、全く含まないことを特徴とする請求項１記載
    の構造物。
  13. 【請求項１３】 上記請求項１記載の構造物であるポリ
    マードアパネルの製造方法であって、成形前のポリマー
    を加熱する工程と、その成形前のポリマーを型内で充填
    材を含まないかほとんど含まない膜を持つポリマーパネ
    ルを成形するために圧縮する工程と、そのポリマーパネ
    ルを冷却する工程とを有することを特徴とする構造物の
    製造方法。
  14. 【請求項１４】 上記ポリマーはポリエチレン オキサ
    イド、ポリフェニレンオキサイド／ポリスチレンの混合
    物、ポリカーボネート／アクリロニトリルブタジエン
    スチレン コポリマー，ポリプロピレン、ビニール エ
    ステル、ポリウレタンとポリカーボネート／ポリブタジ
    エン テレフタレートとの混合物、のグループから選択
    されることを特徴とする請求項１３記載の構造物の製造
    方法。
  15. 【請求項１５】 上記ポリマーの成形前材料が補強され
    ていることを特徴とする請求項１３記載の構造物の製造
    方法。
  16. 【請求項１６】 上記充填材がガラス繊維であることを
    特徴とする請求項１５記載の構造物の製造方法。
  17. 【請求項１７】 上記充填材が鉱物繊維であることを特
    徴とする請求項１５記載の構造物の製造方法。
  18. 【請求項１８】 上記充填材が鉱物であることを特徴と
    する請求項１５記載の構造物の製造方法。
  19. 【請求項１９】 上記充填材が連続な繊維マットである
    ことを特徴とする請求項１５記載の構造物の製造方法。
  20. 【請求項２０】 上記ポリマー膜が充填材を含むことを
    特徴とする請求項１３記載の構造物の製造方法。
  21. 【請求項２１】 上記ポリマー膜が充填材を少ししか含
    まないか、全く含まないことを特徴とする請求項１３記
    載の構造物の製造方法。
  22. 【請求項２２】 上記請求項１記載の構造物であるポリ
    マードアパネルの製造方法であって、ポリマーを加熱す
    る工程と、充填材をほとんど含まないか全く含まない膜
    を持ったポリマーパネルを成形するために型にポリマー
    を射出する工程と、そのポリマーパネルを冷却する段階
    とを有することを特徴とする構造物の製造方法。
  23. 【請求項２３】 上記ポリマーがポリプロピレン オキ
    サイド、ポリプロピレン オキサイド／ポリスチレン混
    合物、ポリカーボネート／アクリロニトリルブタジエン
    スチレン コポリマー、ポリプロピレン、およびポリ
    カーボネート／ポリブタジエン テレフタレート混合物
    より成るグループから選択されることを特徴とする請求
    項２２記載の構造物の製造方法。
  24. 【請求項２４】 上記ポリマーの成形前材料は補強され
    ていることを特徴とする請求項２２記載の構造物の製造
    方法。
  25. 【請求項２５】 上記充填材はガラス繊維であること特
    徴とする請求項２４記載の構造物の製造方法。
  26. 【請求項２６】 上記充填材は鉱物繊維であること特徴
    とする請求項２４記載の構造物の製造方法。
  27. 【請求項２７】 上記充填材は鉱物であること特徴とす
    る請求項２４記載の構造物の製造方法。
  28. 【請求項２８】 上記膜は充填材を含むこと特徴とする
    請求項２２記載の構造物の製造方法。
  29. 【請求項２９】 上記膜は充填材をほとんど含まない
    か、全く含まないこと特徴とする請求項２２記載の構造
    物の製造方法。
  30. 【請求項３０】 上記請求項１記載の構造物であるポリ
    マードアパネルの製造方法であって、型に連続な繊維マ
    ットを置く工程と、熱硬化性ポリマーを加熱する工程
    と、膜付ポリマーパネルを形成するために型にポリマー
    を射出する工程と、パネルを冷却する工程とを有するこ
    とを特徴とする構造物の製造方法。
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