(57)【要約】      （修正有）【課題】高剛性で比較的低重量の自動車用ピラーガーニッシュを形成する繊維補強ポリマー複合物を提供する。【解決手段】自動車用のピラーアセンブリであって、このピラーアセンブリは、構造補強部材と、関連するガーニッシュ２３０とからなる。このガーニッシュ２３０は、繊維入りポリプロピレン外層３０４と協同して形成され、合わされた、長尺のポリプロピレン内層３０２から構成される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用のピラーガーニッシュであって、
前記ガーニッシュは、ポリオレフィンの第１層及び熱可塑性ポリオレフィンの第２層を有する長尺の本体を含み、
前記ポリオレフィンの第１層及び熱可塑性ポリオレフィンの第２層は、少なくとも人口繊維又は天然繊維のうち１つを含む。
【請求項２】
前記第２層は、前記第１層よりも厚みがある請求項１記載のピラーガーニッシュ。
【請求項３】
前記第１層は、少なくとも、複数の補強用リブ及び一体的に形成される保持突出部を含む請求項１記載のピラーガーニッシュ。
【請求項４】
前記第１層は不連続である請求項１記載の前記ピラーガーニッシュ。 
【請求項５】
前記第２層は、ポリマーと繊維が30:70から70:30の範囲内で構成されている請求項１記載のピラーガーニッシュ。
【請求項６】
前記第２層の外面は、織物、フィルム、皮膜を含む請求項１記載のピラーガーニッシュ。
【請求項７】
前記第１層と前記第２層との中間に接着層をさらに含んでいる請求項１記載のピラーガーニッシュ。
【請求項８】
繊維補強熱可塑性材料からなるシェルを形成する工程と、ポリオレフィンからなるコアを形成する工程と、インモールド成形又は接着により前記コアを前記シェルに取り付ける工程とからなる請求項１記載のピラーガーニッシュの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のボディ構造の複合品に関する。本発明は、車両ピラー（ポスト）に対して特別な用途を見いだし、これについて詳細に説明する。しかし、本件実施例は類似する他の用途にも適用できる。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ピラーは自動車のグリーンハウスについての垂直支持体である。ピラーは、自動車（図１参照）の前部から後部にかけて例えばＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄピラーなどの文字により参照される。ピラーは暗示される。従って、窓又はドア間に垂直支持体なしで境目を有するグリーンハウスであっても、その境目の場所に対して文字が割り当てられる。例えば、２ドアクーペにはフロントＡピラー及びリアＣピラーがあるように、命名プロトコルにおいて不存在ピラーはスキップされる。
【０００３】
外部物体は、１又は複数のピラーに衝撃を与えることがある。そのため、車両ピラーは、外部物体からの衝撃を効果的に吸収するよう、高剛性を必要とする車両ボディの一部を構成する。しかしながら、エネルギー効率を高めることへの絶え間ない取り組みにおいて、剛性がありつつ軽量なピラーが求められる。
【０００４】
伝統的に、自動車のフロント又はＡピラーは、車両ドアとウインドシールドとの間を延びるアウターボディパネルを含む。アウターボディパネルは、スチール製インナーボディパネルと協同し、インナーとアウターボディパネルとの間に介在される補強材とは選択的に協同する。３つすべての部品は、ドアフランジとウインドシールドフランジとを含み、それぞれのフランジは、一緒に固定され、かつ、一緒に溶接される。その後、ガーニッシュは、ピラーボディーパネルを自動車の内部から隠すよう使用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示の基本的理解を提供するため、その詳細を概要として以下に示す。この概要は、本開示の外延的外観ではなく、この開示の一定の要素を特定することをも、その範囲を特定することをも意図していない。むしろ、この概要の主要目的は、以下に提示されるより詳細な説明に先立って、本開示のいくつかのコンセプトを簡素化された形態で伝えるものである。本開示は、高剛性で比較的低重量の自動車用ピラーガーニッシュを形成する繊維補強ポリマー複合物を説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の実施例によれば、自動車のピラーガーニッシュ部品が提供されている。ピラーガーニッシュ部品は、人口繊維か天然繊維かの少なくとも１つを含み、ポリオレフィンからなる第１層及び熱可塑性ポリオレフィンからなる第２層を有する長尺の本体からなる。
【０００７】
第２の実施例によれば、自動車のピラーガーニッシュ部品を製造する方法が提供される。この方法は、繊維補強ポリマーシェルの形成と、ポリオレフィンコアの形成と、インモールド成形または接着によるコアのシェルへの取り付けを含む。
【０００８】
さらなる実施例によれば、ピラーアセンブリを含む自動車が提供される。このピラーアセンブリは、構造補強部材と、関連するガーニッシュとからなる。このガーニッシュは、繊維入りポリプロピレン外層と協同して形成され、合わされた、長尺のポリプロピレン内層から構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
以下の説明及び図面は、本開示のいくつかの実施例の詳細、即ち、本開示のいくつかの原理を実施するための態様例を示す。しかし、図示例は、本開示における多数の可能な実施例を全て網羅するものではない。本開示の他の目的、利点及び新規特徴は、本開示に係る以下の詳細な説明を添付図面を勘考すれば理解される。
【００１０】
【図１】ピラーの位置を示した自動車の側面図である。
【図２】フロント（Ａ）ピラーの斜視図である。
【図３】図２のピラーの断面図である。
【図４】図２及び図３のピラーガーニッシュの正面斜視図である。
【図５】図４のピラーガーニッシュの後面斜視図である。
【図６】図４のＢ-Ｂ線断面図である。
【図７】図４のＣ-Ｃ線断面図である。
【図８】本開示の製造工程の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図２及び３を参照し、ピラー２００は、第１エッジに沿うウインドシールドフランジ２０６と第２エッジに沿うドアフランジ２０８とを有するインナーボディパネル２０２を含む。ピラー２００は、ウインドシールドフランジ２２６とドアフランジ２２８との間に介在されたアウターボディパネル２１２をさらに含む。フランジ２０６/２２６と、２０８/２２８とは、溶接により接合されてもよい。
【００１２】
金型２２２は、ピラー２００の外側に重なっている。ピラーガーニッシュ２３０は、ピラー２００の内側に重なっており、ウインドシールド２４０とドアシール２４２との間を延びている。ガーニッシュ２３０は、インナーボディパネル２０２内の協同通路と連結するガーニッシュクリップ３１０を支える突出部３０８を収容する一体的なガーニッシュクリップを含む。（突出部３０８は、インナーボディパネル２０２内の協同通路と連結するガーニッシュクリップ３１０を支える。ガーニッシュ２３０は、突出部３０８を収容する一体的なガーニッシュクリップを含む。）
【００１３】
図４−７を参照するに、ピラーガーニッシュ２３０が描かれている。ピラーガーニッシュ２３０は、ポリオレフィン内側補強層３０２と繊維入りポリマー外層３０４とを含む。ポリオレフィン内側補強層３０２は、ガーニッシュクリップ３１０を支える突出部３０８を収容するガーニッシュクリップを含むように形成されている。突出部３１２を収容するドアライニングクリップは、クリップ３１４と連結するドアを保持するよう提供される。クリップ３１０及び３１４は、適切な位置にピラーガーニッシュ２３０を固定するよう、車体内にある協同通路内に収容される。
【００１４】
内側補強層３０２は、重量削減するための複数の切り抜き部を不連続で含み、かつ、望む部分に補強を提供するための複数の補強リッジを含むように形成される。切り抜き部は、ポリオレフィン内層３０２の重量を要領よく削減するために提供される。補強リッジは、切り抜き部に隣接した内側補強層３０２の部位、又は、追加のねじりの力が望まれる別の部位を補強するよう提供される。
【００１５】
開口部３１６は、スピーカーコンポーネントアセンブリのために提供される。開口部３１６は、周方向に延びる補強リッジにより囲まれる隣接する通路３１８を含む。通路３１８は、スピーカーコンポーネントアタッチメントのために提供される。内側補強層３０２は、ピラーが計器パネルに対して確実に位置するよう補助する、突出部材３２０及び３２２に提供される。内側補強層３０２は、自動車の部品を収容するための他の適当な機構や通路、例えば、安全機能や電子ハーネスなどにも提供することができる。
【００１６】
ポリオレフィン内側補強層３０２は、ポリエチレン、ポリプロピレン又はこれらの混合物などの原料から構成される。ポリエチレンは、じん性が比較的高いと認識されているが、剛性は低い。ポリプロピレンは、これと反対の傾向を一般的に示す、すなわち、剛性はあるが、じん性はない。じん性について、いくつかのよく知られたポリプロピレン複合物が導入されている。例えば、反応炉又は反応炉の後の混合において、ゴム粒子を加えることにより、ポリプロピレンのじん性が増加することが知られている。これらの材料は、このピラーガーニッシュの内側補強層及びポリマー外層のそれぞれにとって、適用可能な選択である。内側補強層は、約2400g/m^2又はそれ以上の重量に耐えることができる。
【００１７】
繊維入りポリマー外層３０４は、ポリエステル、ＡＢＳ、アクリルスチレン、ＥＶＡ、フッ素樹脂、ポリアミド、ポリブタジエン、ポリブチレン、ＰＥＴ、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン及びこれらの混合物を含むが、これらに限られない複合物から選ばれた熱可塑性ポリマーにより構成されることができる。ポリマー外層は、少なくとも合成繊維又は天然繊維をさらに含む。繊維入りポリマー外層は、約600g/m^2又はこれ以下の重量に耐えられる。
【００１８】
採用される繊維は、例えば、ガラス、アラミド、カーボン、ポリマーなどの合成物か、または、麻、ケナフ、バナナ、パイナップル、サイザル、綿、髪、木などの天然のものでもよい。持続可能性及環境保全性のためには、天然繊維が望ましい。繊維は、織物状か、細切り繊維状又はこれらの組合せでもよい。
【００１９】
ポリオレフィン内層は、押し出し、圧縮、又は、射出成形により形成される。繊維補強熱可塑性外層も、射出成形、圧縮成形、又は、シート形状の押し出しにより、同様に形成される。さらに、繊維の注入は、熱可塑性ポリマーとの密接な混合及び射出成形により行うことや、繊維の注入は、熱可塑性の樹脂シート及び熱圧着フィルムによりラミネート加工されることもできる。熱による圧縮成形時、熱可塑性材料及び選択可能な繊維は、少なくとも、部分的に溶け、熱可塑性の材料内の繊維と接着するマトリクスを作り出す。
【００２０】
なお、本開示は、内側補強層及び外側繊維補強層を一緒に成形、押し出し、熱成形することも企図していることに留意されたい。
【００２１】
細切り繊維の注入が用いられる場合、繊維は、例えば、１/８インチから１/２インチの範囲内の寸法となる。細切り繊維又は織物繊維の直径は、例えば、下限１０上限１００マイクロメートルの範囲内である。しかし、繊維補強ポリマー複合材料に用いられる繊維の長さ及び直径は、特に制限されない。
【００２２】
さらに、繊維は、例えば、吸湿、ポリマーマトリクスとの適合性、微生物感染症に対処するよう、表面皮膜及び／又は処理がされていてもよい。
【００２３】
繊維注入により、平面の縦方向について異なったモーメントを示すことができる。特定の場所で重さを最小化しつつ、強度の要求を満たすために、それは、ある場所では、薄く作られることもあれば、他の部位と比較して外面との距離が長くなることもある。
【００２４】
同様に、低重量で、優れた強度を確保するために、繊維は、主応力の方向に向いていることが望ましい。これは、ファイバーが、車両ピラーへの衝撃が予測される方向から垂直方向に向いている
ことを意味する。
【００２５】
繊維補強ポリマー外層は、マトリクス樹脂として、熱可塑性ポリマーの混合物の総重量を基準とし少なくとも約30%の繊維を含む複合物により形成されることができる。熱可塑性プラスチック材料と繊維の割合は、30:70から70:30、30:70から50:50又は、ほぼ50:50の範囲内にすることができる。
【００２６】
特定の実施例によれば、熱可塑性ポリマーマトリクスは、調整剤を含む。典型的な調整剤は、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸又はこれらのエステル、無水マレイン酸、無水イタコン酸、及びこれらの誘導体のような不飽和カルボン酸を含む。別の実施例によれば、熱可塑性ポリマーマトリクスは、調整剤を含まない。さらに別の実施例によれば、熱可塑性ポリマーは、接合物質をさらに含む。接合物質は、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸又はこれらのエステル、無水マレイン酸、無水イタコン酸、及びこれらの誘導体を含むが、これらに限られない。
【００２７】
熱可塑性ポリマーマトリクス及び内側補強層を形成するポリオレフィンは、当業者に一般的に知られている添加剤、例えば、分散剤、潤滑油、難燃添加剤、抗酸化物質、帯電防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、カーボンブラック、人口降雨剤、可塑剤及び染料又は顔料のような着色剤をさらに含むこともある。処理中の添加剤の拡散は、添加剤が繊維の中に存在する要因となることもある。
【００２８】
ピラーガーニッシュは、少なくとも約270,000の曲げ弾性係数となる。繊維注入は、強度を著しく犠牲にすることなくガーニッシュの重量を減らすことに有利となる。
【００２９】
ピラーガーニッシュ２３０は、化粧表面層３２４をさらに含む。この化粧表面層は、例えば、上塗り、布材、フリース材、又は、プラスチックフィルムとしてもよい。化粧表面層の貼り付けは、基部の形成と同時に実行されることができ、又は、基部の形成の次の工程で実行してもよい。
【００３０】
ピラーガーニッシュの製造に接着工法が利用される場合、接着層３２６、例えばポリアミドは、内側補強層３０２及び繊維補強層３０４との中間に提供されてもよい。ホットメルト接着も同様に企図される。
【００３１】
このピラーガーニッシュは、Ｂピラー又は自動車の他のピラーにも関連する。少なくともＢ又はＣピラーの場合、このピラーガーニッシュは、自動車の機械的要素、例えば、シートベルト、サンバイザー、ＡＶ及び／又はＨＶＡＣの位置に合わせて通路及び又／は補強固定部とともに形成されることができる。
【００３２】
図８は、１つの実施可能な製造方法の概略図を示している。工程４００では、熱可塑性ポリマー板が提供され、工程４０２においてプリフォームを作り出すために、繊維織物と組み合わされる。このプリフォームは、加熱工程４０４に取り込まれ、少なくともポリマーの軟化点に達する。その後、このプリフォームは、工程４０８で必要に応じて整えられる未完成部品を生産するよう、工程４０６で圧縮成形される。完成した繊維補強外層は、工程４１０で得られる。射出成形工程４１２では、工程４１４でポリオレフィン内層を作り出される。工程４１０の部品と工程４１４の部品とは、その後に接着により接合され、ガーニッシュが形成される。ガーニッシュの縁についてインモールドによる整形は、必要に応じて行うことができる。繊維補強外層及びポリオレフィン内層は同時にインモールド成形され、結合されることも想定される。
【００３３】
本開示による多層パネルは  強度、安定性、剛性、遮音性、耐温度性を含む様々な意図した特徴についての要件を満たし、同様に、経済的でもあり、簡素で、複雑でない方法により製造され、かつ、リサイクルのために分解され又は破壊されることもできる。
【００３４】
上記の実施例は、本開示の種々の側面のいくつかの可能な実施例についての単なる例示であり、本明細書及び添付図面を読み、理解すれば、当業者は、同等の変更及び／又は改良を想到するであろう。上述した構成要素（アセンブリ、装置、システム等）によって遂行される種々の機能に特に関して、それらの構成要素を表すのに使用される用語（"手段"を参照するものを含む）は、異なる説明がない限り、本開示の例示実施例の機能を果たす開示構造と構成が均等でない場合であっても、上述した構成要素の特定の機能を発揮する構成要素（すなわち、機能的に均等なもの）に対応すると解すべきである。加えて、いくつかの実施例のうちの１つについての特定の特徴が解説及び／又は説明されたかもしれないが、その特徴は、いずれかの所定の用途に望まれ、効果のある他の実施例の１又はそれ以上の特徴と結合してもかまわない。また、"含んでいる"、"含む"、"有している"、"有する"、"備えた"なる用語、或いはそれらの変形表現は、[発明の詳細な説明]及び／又は[特許請求の範囲]において使用される限り、"〜から成る"という用語に類似する用語を含むことを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【外国語明細書】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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