(57)【要約】  本発明は、４−バー運動学的リンク構成要素と単一回転成形ツールを使用して４−バー運動学的リンクを形成する方法とに関する。本発明は、その後に追加の組み立て段階を必要とすることになるいくつかの異なるツールからブラケットの個々の構成要素を形成する必要性を排除する。４−バー運動学的リンクは、異なる成形収縮値を各々が有する２つの異なる材料から形成される。これは、構成要素が互いに付着することを防ぎ、それによってヒンジピンを使用してそれを互いに対して有することを可能にすることになるように、ヒンジピンがベース構成要素を通して形成されることを可能にする。最終構成要素は、運動を与えるための４バーリンク機構として使用することができる４−バー運動学的リンクである。【選択図】図４
2020511340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材の面上に形成された少なくとも２組の複数の開口を有し、複合材料で形成されたベース部材と、
本体から延びる２つのタブと該２つのタブの間を延びるヒンジピンとを備えた該本体を有し、複合材料で形成された上側アームであって、該ヒンジピンが、前記ベース部材の前記複数の開口の前記少なくとも２組のうちの１つを通って回転可能に延び、該本体、ヒンジピン、及び２つのタブが、単一部分として互いに一体的に形成され、該ヒンジピンが、該ベース部材の該複数の開口の該少なくとも２組のうちの該１つを通して形成される前記上側アームと、
本体から延びる２つのタブと該２つのタブの間を延びるヒンジピンとを備えた該本体とを有し、複合材料で形成された下側アームであって、該ヒンジピンが、前記ベース部材の前記複数の開口のための前記少なくとも２組のうちの別の１つを通って回転可能に延び、該本体、ヒンジピン、及び２つのタブが、単一部分として互いに一体的に形成され、該ヒンジピンが、該ベース部材の該複数の開口の該少なくとも２組のうちの該別の１つを通して形成される前記下側アームと、
を含むことを特徴とする４−バー運動学的リンク。
【請求項２】
複数のピボット開口の前記少なくとも２組の各１組が、全てが前記ベース部材内に形成された左側開口、右側開口、及び中央開口を含むことを特徴とする請求項１に記載の４−バー運動学的リンク。
【請求項３】
前記ベース部材は、該ベース部材を複合空気偏向器に接続するための複数の装着開口を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の４−バー運動学的リンク。
【請求項４】
前記ベース部材は、約０．５％の成形収縮値を有するポリアミド材料で形成され、前記上側アーム及び下側アームは、約０．５％よりも大きい成形収縮値を有するポリブチレンテレフタレート材料で形成されることを特徴とする請求項１に記載の４−バー運動学的リンク。
【請求項５】
前記ポリアミド材料は、ガラス繊維充填材を有するポリアミド複合材料の約３３重量％ガラス繊維充填材を有し、前記ポリブチレンテレフタレート材料は、ガラス充填材を有する前記ポリブチレンテレフタレートの約２０重量％ガラス繊維充填材を有することを特徴とする請求項４に記載の４−バー運動学的リンク。
【請求項６】
前記ベース部材は、１／８’’ｂａｒ，ｉｎ／ｉｎでの約０．００３の成形収縮値を有するポリアミド材料で形成され、前記上側アーム及び下側アームは、１／８’’ｂａｒ，ｉｎ／ｉｎでの約０．００４よりも大きい成形収縮値を有するポリブチレンテレフタレート材料で形成されることを特徴とする請求項１に記載の４−バー運動学的リンク。
【請求項７】
前記ポリアミド材料は、ガラス繊維充填材を有する該ポリアミド材料の約３３重量％ガラス繊維充填材を有し、前記ポリブチレンテレフタレート材料は、ガラス充填材を有する該ポリブチレンテレフタレート材料の約２０重量％ガラス繊維充填材を有することを特徴とする請求項６に記載の４−バー運動学的リンク。
【請求項８】
前記下側アームの前記本体は、装着開口を有し、前記上側アームの前記本体も、装着開口を有することを特徴とする請求項１に記載の４−バー運動学的リンク。
【請求項９】
４−バー運動学的リンクを形成する方法であって、
少なくとも１８０度回転可能な回転プラテンと該回転プラテンに対して開放位置と閉鎖位置間で移動することができる少なくとも１つの直線移動可能プラテンとを有する回転ツールを与える段階と、
回転ベース部材形成面、回転上側アーム形成面、及び回転下側アーム形成面を有する第１の形成領域と、回転ベース部材形成面、回転上側アーム形成面、及び回転下側アーム形成面を有する第２の形成領域とを前記回転プラテン上に与える段階と、
直線ベース部材形成面、直線上側アーム充填材面、直線下側アーム充填材面を有する第１の形成領域を有する前記少なくとも１つの直線移動可能プラテン上に与える段階であって、該少なくとも１つの直線移動可能プラテンが、直線ベース部材形成面、直線上側アーム形成面、及び直線下側アーム形成面を有する第２の形成領域を含む前記与える段階と、
前記少なくとも１つの直線移動可能プラテンの前記第１の形成領域に接続された少なくとも１つの第１のショット注入ポートと、該少なくとも１つの直線移動可能プラテンの前記第２の形成領域に接続された少なくとも１つの第２のショット注入ポートとを与える段階と、
溶融材料の第１のショットと溶融材料の第２のショットとを与える段階と、
前記少なくとも１つの直線移動可能プラテンを前記少なくとも１つの回転プラテンに向けて移動し、該回転プラテンの前記第１の形成領域と該少なくとも１つの直線移動可能プラテンの前記第１の形成領域とによって定められる閉鎖キャビティである第１のベース部材成形キャビティを生成し、かつ該回転プラテンの前記第２の形成領域と該少なくとも１つの直線移動可能プラテンの前記第２の形成領域とによって定められる閉鎖キャビティである第１のアーム部材成形キャビティを生成する段階と、
溶融材料の前記第１のショットを前記少なくとも１つの第１のショット注入ポートを通して前記第１のベース部材成形キャビティの中に注入し、溶融材料の該第１のショットからベース部材を形成する段階と、
前記少なくとも１つの直線移動可能プラテンを前記少なくとも１つの回転プラテンから離して移動することにより、前記第１のベース部材成形キャビティ及び前記第１のアーム成形キャビティを開放する段階であって、前記形成されたベース部材が、該回転プラテンの前記第１の形成領域の前記回転ベース部材形成面の面上に留まる前記開放する段階と、
第１の形成領域及び前記形成されたベース部材が前記少なくとも１つの直線移動可能プラテンの前記第２の形成領域と位置合わせした状態になるように、前記少なくとも１つの回転プラテンを軸線の周りに回転させる段階と、
前記少なくとも１つの直線移動可能プラテンを前記少なくとも１つの回転プラテンに向けて移動し、該回転プラテンの前記第２の形成領域と該少なくとも１つの直線移動可能プラテンの前記第１の形成領域とによって定められた閉鎖キャビティである第２のベース部材成形キャビティを生成し、かつ該回転プラテンの該第１の形成領域と該少なくとも１つの直線移動可能プラテンの該第２の形成領域とによって定められた閉鎖キャビティである第２のアーム部材成形キャビティを生成する段階であって、前記形成されたベース部材が、該第２のアーム部材成形キャビティ内に閉じ込められる前記生成する段階と、
溶融材料の前記第２のショットを前記少なくとも１つの第２のショット注入ポートを通して前記第２のアーム部材成形キャビティの中に注入して上側アーム部材及び下側アーム部材を形成する段階であって、溶融材料の該第２のショットが、前記回転上側アーム形成面と前記直線上側アーム形成面とに接触してその間に流入し、溶融材料の該第２のショットが、前記ベース部材内の上側の組の開口を通って流れて上側アームのヒンジピン部分を形成し、溶融材料の該第２のショットが、前記回転下側アーム形成面と前記直線下側アーム形成面とに接触してその間に流入し、溶融材料の該第２のショットが、該ベース部材内の下側の組の開口を通って流れて下側アームのヒンジピン部分を形成する前記形成する段階と、
前記４−バー運動学的リンクを形成するための前記第２のアーム部材成形キャビティ内で溶融材料の前記第２のショットを硬化する段階であって、該第２のショットの該溶融材料が収縮し、それによって前記上側アームの前記ヒンジピンを前記ベース部材内の前記上側の組の開口内で自由に回転させるように該上側アームの該ヒンジピンと該ベース部材内の該上側の組の開口との間にクリアランスを生成し、かつ前記下側アームの前記ヒンジピンを該ベース部材の前記下側の組の開口内で自由に回転させるように該下側アームの該ヒンジピンと該ベース部材内の該下側の組の開口との間にクリアランスを生成する前記硬化する段階と、
前記少なくとも１つの直線移動可能プラテンを前記少なくとも１つの回転プラテンから離して移動し、前記４−バー運動学的リンクを取り出す段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
溶融材料の前記第１のショットは、約０．５％の成形収縮値を有するポリアミド材料であり、溶融材料の前記第２のショットは、約０．５％よりも大きい成形収縮値を有するポリブチレンテレフタレート材料であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ポリアミド材料は、ガラス繊維充填材を有する該ポリアミド材料の約３３重量％ガラス繊維充填材を有し、前記ポリブチレンテレフタレート材料は、ガラス充填材を有する該ポリブチレンテレフタレート材料の約２０重量％ガラス繊維充填材を有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ベース部材は、１／８’’ｂａｒ，ｉｎ／ｉｎでの約０．００３の成形収縮値を有するポリアミド材料で形成され、前記上側アーム及び下側アームは、１／８’’ｂａｒ，ｉｎ／ｉｎでの約０．００４よりも大きい成形収縮値を有するポリブチレンテレフタレート材料で形成されることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記ポリアミド材料は、ガラス繊維充填材を有する該ポリアミド材料の約３３重量％ガラス繊維充填材を有し、前記ポリブチレンテレフタレート材料は、ガラス充填材を有する該ポリブチレンテレフタレート材料の約２０重量％ガラス繊維充填材を有することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
溶融材料の前記第１のショットを前記少なくとも１つの第１のショット注入ポートを通して前記第２のベース部材成形キャビティの中に注入し、溶融材料の該第１のショットから第２のベース部材を形成する段階、
を更に含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
ベース部材の面から延びる２つの上側ヒンジピンと、ベース部材の面から延びる２つの下側ヒンジピンとを有し、複合プラスチックで形成されたベース部材であって、該ベース部材の２つの上側ヒンジピン及び２つの下側ヒンジピンが、単一部分として互いに一体的に形成される前記ベース部材と、
本体から延びる２つのタブと該２つのタブの各々を通って延びるピボット開口とを備えた該本体を有し、複合材料で形成された上側アームであって、各ピボット開口が、前記ベース部材の前記２つの上側ヒンジピンのうちの一方を受け入れ、該本体及び２つのタブが、該上側アームの該開口が該ベース部材の該２つの上側ヒンジピンのそれぞれ１つの周りに形成されるように単一部分として互いに一体的に形成される前記上側アームと、
本体から延びる２つのタブと該２つのタブの各々を通って延びるピボット開口とを備えた該本体を有し、複合材料で形成された下側アームであって、各ピボット開口が、前記ベース部材の前記２つの下側ヒンジピンのうちの一方を受け入れ、該本体及び２つのタブが、該下側アームの該開口が該ベース部材の該２つの下側ヒンジピンのそれぞれ１つの周りに形成されるように単一部分として互いに一体的に形成される前記下側アームと、
を含むことを特徴とする４−バー運動学的リンク。
【請求項１６】
前記ベース部材は、該ベース部材を複合空気偏向器に接続するための複数の装着開口を更に含むことを特徴とする請求項１５に記載の４−バー運動学的リンク。
【請求項１７】
前記ベース部材は、約０．５％の成形収縮値を有するポリアミド複合材料で形成され、前記上側アーム及び下側アームは、約０．５％よりも大きい成形収縮値を有するポリブチレンテレフタレートで形成されることを特徴とする請求項１５に記載の４−バー運動学的リンク。
【請求項１８】
前記ポリアミド複合材料は、ガラス繊維充填材を有する該ポリアミド複合材料の約３３重量％ガラス繊維充填材を有し、前記ポリブチレンテレフタレートは、ガラス充填材を有する該ポリブチレンテレフタレートの約２０重量％ガラス繊維充填材を有することを特徴とする請求項１７に記載の４−バー運動学的リンク。
【請求項１９】
前記ベース部材は、１／８’’ｂａｒ，ｉｎ／ｉｎでの約０．００３の成形収縮値を有するポリアミド複合材料で形成され、前記上側アーム及び下側アームは、１／８’’ｂａｒ，ｉｎ／ｉｎでの約０．００４よりも大きい成形収縮値を有するポリブチレンテレフタレートで形成されることを特徴とする請求項１５に記載の４−バー運動学的リンク。
【請求項２０】
前記ポリアミド複合材料は、ガラス繊維充填材を有する該ポリアミド複合材料の約３３重量％ガラス繊維充填材を有し、前記ポリブチレンテレフタレートは、ガラス充填材を有する該ポリブチレンテレフタレートの約２０重量％ガラス繊維充填材を有することを特徴とする請求項１９に記載の４−バー運動学的リンク。
【請求項２１】
前記下側アームの前記本体は、装着開口を有し、前記上側アームの前記本体も、装着開口を有することを特徴とする請求項１５に記載の４−バー運動学的リンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願への相互参照〕
この出願は、２０１７年３月２１日出願の米国仮特許出願第６２／４７４，３６９号の利益を主張するものである。上記出願の開示は、引用によって本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本発明は、一般的に、４−バー運動学的リンケージアセンブリを作るためのインモールド工程に関し、より具体的には、本発明は、空気偏向器のための４−バー運動学的リンクに関する。
【背景技術】
【０００３】
ガラス充填式及び他の構造的プラスチックの出現と共に、別のものに対して部品上で移動可能であるアセンブリがヒンジなどのために作られている。典型的に、部品は、別々に注入成形され、次に、最終移動可能構造体を提供するために押し込みヒッチピンなどのような他の構成要素を使用して製造後組み立てされる。１つのそのような構成要素は、時に４バーリンケージアセンブリとも呼ばれる４−バー運動学的リンクである。４バーリンケージアセンブリは、物体を移動するための多くの水平及びｚ軸空間を有することなく垂直に物体を移動することが望ましい様々な用途に使用することができる。自動車分野では、４バーリンケージアセンブリは、エア・ダム、スポイラー、風よけ、及び車輪格納ダムのような空気偏向器を動かすのに有用である。４バーリンケージはまた、拡張及び後退位置間を移動する移動可能歩み板に使用される。
【０００４】
４−バー運動学的リンクのアセンブリは、別々の部品を製造する４つまでの別々の注入成形ツールを必要とする可能性がある。これらの部品は、構造変動を有し、かつ組み立てるのに労働集約的である。別々の部品は、各部品をそれが出荷及び取り扱われる時に追跡するシステムを必要とする。部品は、次に、追加の機器、床空間、労力を必要とする成形後組み立てされ、かつより多くの組み立て変動を含む可能性がある。現在使用されている段階は、ベース部材２、上側アーム４、及び下側アーム６で形成された多重部分４−バー運動学的リンク１を示す図２の従来技術部分に示されている。上側アーム４及び下側アーム６は、ベース部材２、上側アーム４、及び下側アーム６の開口を通って摺動する別々のヒンジピン８、８’又はダボを使用してベース部材２にピボット的に接続される。多重部分４−バー運動学的リンク１の異なる部分は、別々の成形ツールを使用して又は別々の工程によって別々に形成される。構成要素の全ては、単一部分ブラケットが手によって又は手動ツールを用いて組み立てられ、それによって追加の労力、時間、及びコストを必要とする組み立て段階９中に多重部分ブラケット１に組み立てられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、成形組み立てにおいて組み立て時間、エラー防止手段、成形後組み立て、及び機器の低減を可能にする４−バー運動学的リンクの設計に対する必要性が当業技術に残っている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、複合材料で形成されたベース部材を有し、ベース部材の面上に形成された少なくとも２組の複数の開口を有する４−バー運動学的リンク構成要素に関する。ベース部材は、４−バー運動学的リンクを空気偏向器本体に接続するのに使用され、又はそれは、必要とされる特定の構成に応じて車両本体に直接に接続するのに使用することができる。
【０００７】
４−バー運動学的リンクは、複合材料で形成された上側アームを更に含み、上側アームは、本体から延びる２つのタブと２つのタブの間を延びるヒンジピンとを備えた本体を有する。ヒンジピンは、ベース部材の２組の複数の開口のうちの一方を通って回転可能に延びる。本体、上側アームの２つのタブ内のヒンジピンは，全てが単一部分として互いに一体的に形成され、ヒンジピンは、上側アームをベース部材に対してヒンジピンの周りにピボット回転させるためにベース部材の少なくとも２組の複数の開口のうちの１つを通して形成される。
【０００８】
４−バー運動学的リンクは、複合材料で形成された下側アームを更に含み、下側アームは、本体から延びる２つのタブと２つのタブの間を延びるヒンジピンとを備えた本体を有する。ヒンジピンは、ベース部材の２組の複数の開口のうちの別の一方を通って回転可能に延びる。本体、下側アームの２つのタブ内のヒンジピンは，全てが単一部分として互いに一体的に形成され、ヒンジピンは、下側アームをベース部材に対してヒンジピンの周りにピボット回転させるためにベース部材の少なくとも２組の複数の開口のうちの別の１つを通して形成される。これに加えて、下側アーム及び上側アームの各々の両方は、本体を通して形成された装着開口を有し、４−バー運動学的リンクが、車両及び空気偏向器に接続された時にアクチュエータを使用して移動することができる４バーリンク機構を生成するように、上側及び下側アームが別の物体にピボット的に接続されることを可能にする。
【０００９】
本発明を適用する更に別の分野は、以下に提供する詳細説明から明らかになるであろう。詳細説明及び特定の例は、本発明の好ましい実施形態を示すものであるが、単に例示目的を意図しており、本発明の範囲を限定するように意図していないことを理解しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明は、詳細説明及び添付図面からより完全に理解されることになるであろう。
【００１１】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態による４−バー運動学的リンクの概略及び４−バー運動学的リンクを形成する方法の概要を示す図である。
【図１Ｂ】本発明の第２の実施形態による４−バー運動学的リンクの概略及び４−バー運動学的リンクを形成する方法の概要を示す図である。
【図２】従来技術ブラケット及び構成要素の概略図である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施形態による４−バー運動学的リンクの後面等角投影図である。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施形態による４−バー運動学的リンクの側面等角投影図である。
【図３Ｃ】本発明の第１の実施形態による４−バー運動学的リンクの後面斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態による４−バー運動学的リンクの構成要素の後面斜視図である。
【図５Ａ】本発明の第３の実施形態による方法を使用して４−バー運動学的リンクを生成するための回転ツールの側面概略図である。
【図５Ｂ】直線移動可能プラテンの上面概略図である。
【図５Ｃ】回転プラテンの上面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
好ましい実施形態の以下の説明は、本質的に単なる例示であり、本発明、その用途、又は使用を限定することを決して意図していない。
【００１３】
ここで図１Ａを参照すると、本発明の第１の実施形態による４−バー運動学的リンク１０の概略及び４−バー運動学的リンクを形成する方法の概要が示されている。これに加えて、図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃは、４−バー運動学的リンク１０及び構成要素をより詳細に示している。４−バー運動学的リンク１０は、少なくとも２組の複数の開口を有する複合材料で形成されたベース部材１２を含み、各１組は、ベース部材１２の左側壁を通して形成された左側開口１４、１４’と、ベース部材１２の右側壁を通して形成された右側開口１６、１６’と、ベース部材１２の中央リブを通して形成された中央開口１８、１８’とを含む。各１組では、左側開口１４、１４’、右側開口１６、１６’、及び中央開口１８、１８’は、ヒンジピン（後述）が少なくとも２組の複数の開口の各組を通して回転可能に形成されることを可能にする目的で全てが位置合わせされる。同じく３つの開口（すなわち、左、右、及び中央）を説明するが、ベース部材１２のサイズ又は特定な用途の設計基準に応じて各組に使用される開口の数を増減することは本発明の範囲内である。
【００１４】
ベース部材１２はまた、図３Ｂに模式的に示す空気偏向器２２にベース部材１２を接続するための複数の装着開口２０を含む。接続は、適切な機械的ファスナ、溶接、接着剤、又は他の接続を用いて行うことができる。空気偏向器２２が描かれているが、空気偏向器２２が４−バー運動学的リンク１０によって移動可能な何らかの他の構造体であることは本発明の範囲内である。例えば、空気偏向器２２は、車両バンパー、能動グリルシステム構成要素、スポイラー、歩み板、車輪格納部ダム、リフトゲート、車両ドア、トランク蓋、エンジンフード、窓調節器、又は４バーリンケージ移動から利益を受けると考えられるあらゆる他のタイプの自動車構造体とすることができる。
【００１５】
４−バー運動学的リンク１０はまた、複合材料で形成された上側アーム２４を含む。上側アーム２４は、本体２６から延びる２つのタブ２８、２８’と２つのタブ２８、２８’の間を延びるヒンジピン３０とを備えた本体２６部分を有する。ヒンジピン３０は、ベース部材１２の少なくとも２組の複数の開口のうちの１つを通って回転可能に延びる。本体２６、ヒンジピン３０、及び２つのタブ２８、２８’は、単一部分として互いに一体的に形成され、ヒンジピン３０は、ベース部材１２の少なくとも２組の複数の開口のうちの１つを通して形成される。上側アーム２４の本体２６はまた、本体２６を通って延びる装着開口３２又はチャネルを有する。装着開口は、上側アーム２４を別の物体に固定又は回転方式で接続するのに使用される。
【００１６】
４−バー運動学的リンク１０はまた、複合材料で形成された下側アーム３４を含む。下側アーム３４は、本体３６から延びる２つのタブ３８、３８’と２つのタブ３８、３８’の間を延びるヒンジピン４０とを備えた本体３６を有する。ヒンジピン４０は、ベース部材１２の少なくとも２組の複数の開口の別の１つを通って回転可能に延びる。本体３６、ヒンジピン４０、及び２つのタブ３８、３８’は、単一部分として互いに一体的に形成され、ヒンジピン４０は、ベース部材１２の少なくとも２組の複数の開口のうちの１つを通して形成される。下側アーム３４の本体３６はまた、本体３６を通って延びる装着開口４２又はチャネルを有する。装着開口４２は、下側アーム３４を固定又は回転方式で別の物体に接続するのに使用される。
【００１７】
以下でより詳細に説明するように、４−バー運動学的リンク１０は、構成要素の手動組み立ての必要なく成形ツール内で形成される。これは、従来技術の組み立てと比較した場合に、４−バー運動学的リンク１０を生成するコストにおいて有意な節約を提供する。しかし、成形ツール内で４−バー運動学的リンク１０を形成するためには、上側アーム２４及び下側アーム３４は、上側アーム２４及び下側アーム３４をベース部材１２にピボット的に接続させることになるようにベース部材１２に接続しなければならない。これは、異なる収縮速度を有する溶融材料の２つの異なるショットを使用することによって成形工程中に達成される。上側アーム２４に関して、これは、ヒンジピン３０が自由に回転することができるようにヒンジピン３０と、ベース部材１２の左側開口１４、右側開口１６、及び中央開口１８との間にクリアランス又はギャップ３１が形成されることを可能にする。下側アーム３４に関して、収縮速度は、ヒンジピン４０が自由に回転することができるようにヒンジピン４０と、ベース部材１２の左側開口１４’、右側開口１６’、及び中央開口１８’との間にクリアランス又はギャップ４１が形成されることを可能にする。
【００１８】
ここで図１Ｂを参照すると、本発明の第２の実施形態による４−バー運動学的リンク１００の概略及び４−バー運動学的リンクを形成する方法の概要が示されている。これに加えて、図４は、４−バー運動学的リンク１００及び構成要素をより詳細に示している。４−バー運動学的リンク１００は、図１Ａ，図３Ａ，図３Ｂ、及び図３Ｃに示す４−バー運動学的リンク１０を用いた変形であり、従って、類似の構造は、１００だけ異なる参照番号で示されている。４−バー運動学的リンク１００は、複合プラスチックで形成されたベース１１２部材を含む。ベース部材１１２は、ベース部材１１２の面から延びる２つの上側ヒンジピン１４４、１４４’と、ベース部材１１２の面から延びる２つの下側ヒンジピン１４６、１４６’とを有する。ベース部材１１２、２つの上側ヒンジピン１４４、及び２つの下側ヒンジピン１４６は、単一部分として互いに一体的に形成される。
【００１９】
４−バー運動学的リンク１００は、複合材料で形成された上側アーム１２４を更に含み、上側アーム１２４は、本体１２６から延びる２つのタブ１２８、１２８’と２つのタブ１２８、１２８’の各々を通って延びるピボット開口１４８、１４８’とを備えた本体１２６を有する。各ピボット開口１４８、１４８’は、ベース部材１１２の２つの上側ヒンジピン１４４、１４４’のうちの一方を受け入れる。本体１２６及び２つのタブ１２８、１２８’は、上側アーム１２４の開口１４８、１４８’がベース部材１１２の２つの上側ヒンジピン１４４、１４４’のうちのそれぞれの１つの周りに形成されるように単一部分として互いに一体的に形成される。
【００２０】
４−バー運動学的リンク１００は、複合材料で形成された下側アーム１３４を更に含み、下側アーム１３４は、本体１３６から延びる２つのタブ１３８、１３８’と２つのタブ１３８、１３８’の各々を通って延びるピボット開口１５０、１５０’とを備えた本体１３６を有する。各ピボット開口１５０、１５０’は、ベース部材１１２の２つの下側ヒンジピン１４６、１４６’のうちの一方を受け入れる。本体１３６及び２つのタブ１３８、１３８’は、下側アーム１３４の開口１５０、１５０’がベース部材１１２の２つの下側ヒンジピン１５０、１５０’のそれぞれの１つの周りに形成されるように単一部分として互いに一体的に形成される。
【００２１】
上述の両方の実施形態で４−バー運動学的リンク１０、１００を形成するのに使用される溶融材料に関して、ベース部材１２、１１２は、溶融材料の第１のショットを使用して形成され、一方で上側アーム２４、１２４及び下側アーム３４、１３４は、溶融材料の第２のショットを使用して形成される。本発明の一実施形態では、溶融材料の第１のショットは、約０．５％の成形収縮値を有するポリアミド材料であり、溶融材料の第２のショットは、約０．５％よりも大きい成形収縮値を有するポリブチレンテレフタレート材料である。成形収縮値という用語は、ポリマーの加工の冷却段階中のポリマーの体積収縮の割合百分率である。本発明の一例示的実施形態では、ポリアミド材料は、ガラス繊維充填材を有するポリアミド複合材料の約３３重量％ガラス繊維充填材を有し、ポリブチレンテレフタレート材料は、ガラス充填材を有するポリブチレンテレフタレートの約２０重量％ガラス繊維充填材を有する。本発明の別の実施形態では、溶融材料の第１のショットは、１／８’’ｂａｒ，ｉｎ／ｉｎで約０．００３の成形収縮値を有するポリアミド材料で形成され、溶融材料の第２のショットは、１／８’’ｂａｒ，ｉｎ／ｉｎで約０．００４よりも大きい成形収縮値を有するポリブチレンテレフタレート材料である。この実施形態では、ポリアミド材料は、ガラス繊維充填材を有するポリアミド材料の約３３重量％ガラス繊維充填材を有し、ポリブチレンテレフタレート材料は、ガラス充填材を有するポリブチレンテレフタレート材料の約２０重量％ガラス繊維充填材を有する。適切なポリアミド材料の例は、ＢＡＳＦコーポレーション  １６０９  Ｂｉｄｄｌｅ  Ａｖｅｎｕｅ、Ｗｙａｎｄｏｔｔｅ、ＭＩ  ４８１９２によって製造されたＵｌｔｒａｍｉｄ（登録商標）  ８２３３Ｇ  ＨＳ  ＢＫ−１０２ポリアミド  ６である。適切なポリブチレンテレフタレート材料の例は、ＢＡＳＦコーポレーション  １６０９  Ｂｉｄｄｌｅ  Ａｖｅｎｕｅ、Ｗｙａｎｄｏｔｔｅ、ＭＩ  ４８１９２によって製造されたＵｌｔｒａｄｕｒ（登録商標）  Ｂ  ４３００  Ｇ４  ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）である。しかし、他の適切なポリアミド及びポリブチレンテレフタレート材料を使用することは本発明の範囲内である。
【００２２】
図５Ａは、上述の実施形態のいずれかにより４−バー運動学的リンク１０、１００をモールド内で生成するための回転ツール２００の概略側面図である。回転ツール２００は、４−バー運動学的リンク１０、１００を形成する方法の一部として使用され、かつ４−バー運動学的リンク１０、１００が回転ツール２００の外部の追加組み立ての必要なく回転ツール２００内で形成されることを可能にするいくつかの段階を含む。
【００２３】
回転ツール２００には、少なくとも１８０度回転可能であるが同じく３６０度回転することもできる回転プラテン２０２が設けられている。回転ツール２００はまた、回転プラテン２０２に対して開放位置と閉鎖位置間を移動することができる少なくとも１つの直線移動可能プラテン２０４、２０６を含む。少なくとも１つの直線移動可能プラテン２０４、２０６は、互いに独立に移動して異なる成形面変動を与えることができる２つのプラテンを有するように描かれている。より多くの又は少ない数のプラテンを使用することは本発明の範囲内である。
【００２４】
図５Ｃは、回転ベース部材形成面２１０、回転上側アーム形成面２１２、及び回転下側アーム形成面２１４を有する第１の形成領域２０８と、回転ベース部材形成面２１８、回転上側アーム形成面２２０、及び回転下側アーム形成面２２２を有する第２の形成領域２１６とを含む回転プラテン２０２の詳細を示す平面図である。
【００２５】
図１Ａに示すベース部材１２に左側開口１４、１４’、右側開口１６、１６’、及び中央開口１８、１８’を形成するために、第１の形成領域２０８及び第２の形成領域２１６は、２つの形成領域の回転ベース部材形成面２１０、２１６を横切って延長及び後退位置間を移動することができるピンであるベース部材ピン２２４、２２４’を含む。溶融樹脂がベース部材１２、１１２に注入された時に、それは、ベース部材ピン２２４、２２４’の周りに成形してベース部材１２、１１２に開口を生成することになる。
【００２６】
図１Ａに示す上側アーム２４の装着開口３２及び下側アーム３４の装着開口４２を形成するために、第１の形成領域２０８及び第２の形成領域２１６は、上側装着開口ピン２２６、２２６’及び下側装着開口ピン２２８、２２８’を含む。上側装着開口ピン２２６、２２６’は、回転上側アーム形成面２１２、２２０を横切って延長及び後退位置間を移動する。下側装着開口ピン２２８、２２８’は、回転下側アーム形成面２１４、２２２を横切って延長及び後退位置間を移動する。溶融樹脂が注入された時に、各装着開口３２、４２が、それぞれ上側装着開口ピン２２６、２２６’又は下側装着開口ピン２２８、２２８’の周りに形成されることになる。
【００２７】
図５Ｂは、直線ベース部材形成面２３４、直線上側アーム充填材面２３６、及び直線下側アーム充填材面２３８を有する第１の形成領域２３２を有する少なくとも１つの直線移動可能プラテン２０４、２０６の平面図を示している。少なくとも１つの直線移動可能プラテン２０４、２０６は、直線ベース部材形成面２４２、直線上側アーム形成面２４４、及び直線下側アーム形成面２４６を有する第２の形成領域２４０を含む。
【００２８】
図５Ａを再度参照すると、少なくとも１つの直線移動可能プラテン２０４、２０６は、少なくとも１つの直線移動可能プラテン２０４、２０６の第１の形成領域２３２の中に溶融材料の第１のショットを注入するための少なくとも１つの第１のショット注入ポート２４８を含む。少なくとも１つの直線移動可能プラテン２０４、２０６の第２の形成領域２４０の中に溶融材料の第２のショットを注入するための少なくとも１つの第２のショット注入ポート２５０も存在する。使用される溶融材料のタイプは上述している。
【００２９】
ここで図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃを参照して、回転ツール２００を使用して４−バー運動学的リンク１０、１００を形成する段階を説明する。第１の段階中に、少なくとも１つの直線移動可能プラテン２０４、２０６は、少なくとも１つの回転プラテン２０２に向けて移動され、そのためにこの２つが当接して第１のベース部材成形キャビティ２５２を生成し、これは、回転プラテン２０２の第１の形成領域２０８と少なくとも１つの直線移動可能プラテン２０４、２０６の第１の形成領域２３２とによって定められた閉鎖キャビティである。同じくこの移動する段階は、第１のアーム部材成形キャビティ２５４を生成する段階を含み、これは、回転プラテン２０２の第２の形成領域２１６と少なくとも１つの直線移動可能プラテン２０４、２０６の第２の形成領域２４０とによって定められた閉鎖キャビティである。
【００３０】
次に、本方法は、少なくとも１つの第１のショット注入ポート２４８を通して溶融材料２５６の第１のショットを第１のベース部材成形キャビティ２５２の中に注入する段階と、溶融材料２５２の第１のショットからベース部材１２、１１２を形成する段階とを含む。溶融材料２５６の第１のショットは、両方とも第１の形成領域２０８の回転上側アーム形成面２１２と回転下側アーム形成面２１４とが、両方とも第１の形成領域２３２のそれぞれ直線上側アーム充填材面２３６と直線下側アーム充填材面２３８とによって遮断又は充填されるので、第１の形成領域２０８の回転ベース部材形成面２１０と第１の形成領域２３２の直線ベース部材形成面２３４との中にのみ流入するように制限される。直線上側アーム充填材面２３６及び直線下側アーム充填材面２３８の両方は、溶融材料２５６の第１のショットの流れを充填又は遮断し、かつ溶融材料２５６の第１のショットを第１の形成領域２０８の回転ベース部材形成面２１０と第１の形成領域２３２の直線ベース部材形成面２３４とに閉じ込めるように構成された充填材部分である。溶融材料２５６の第１のショットは、次に、硬化されてベース部材１２、１１２を生成する。
【００３１】
次に、本方法は、少なくとも１つの直線移動可能プラテン２０４、２０６を少なくとも１つの回転プラテン２０２から離して移動することにより、第１のベース部材成形キャビティ２５２及び第１のアーム成形キャビティ２５４を開放する段階を含む。形成されたベース部材１２，１１２は、回転プラテン２０２の第１の形成領域２０８の回転ベース部材形成面２１０の面上に留まる。
【００３２】
次に、本方法は、第１の形成領域２０８及び形成されたベース部材１２、１１２が少なくとも１つの直線移動可能プラテン２０４、２０６の第２の形成領域２４０と位置合わせした状態になるように、少なくとも１つの回転プラテン２０２を軸線Ａの周りに回転させる段階を含む。次に、本方法は、少なくとも１つの直線移動可能プラテン２０４、２０６を少なくとも１つの回転プラテン２０２に向けて移動する段階と、回転プラテン２０２の第２の形成領域２１６と少なくとも１つの直線移動可能プラテン２０４、２０６の第１の形成領域２３２とによって定められた閉鎖キャビティである第２のベース部材成形キャビティ２６０を生成する段階と、回転プラテン２０２の第１の形成領域２０８と少なくとも１つの直線移動可能プラテン２０４、２０６の第２の形成領域２１６とによって定められた閉鎖キャビティである第２のアーム部材成形キャビティ２６２を生成する段階とを含み、形成されたベース部材１２、１１２は、第２のアーム部材成形キャビティ２６２内に閉じ込められる。
【００３３】
次に、本方法は、溶融材料２５８の第２のショットを少なくとも１つの第２のショット注入ポート２５０を通して第２のアーム部材成形キャビティ２６２の中に注入して上側アーム部材２４、１２４及び下側アーム部材３４、１３４を形成する段階を含む。
【００３４】
ベース部材１２を形成する時に、溶融材料の第２のショット２５８は、回転上側アーム形成面２１２と直線上側アーム形成面２４４とに接触してその間に流入し、溶融材料の第２のショット２５８は、ベース部材１０内の左側開口１４、右側開口１６、及び中央開口１８である上側の組の開口を通って流れて上側アーム２４の３０ヒンジピン部分を形成する。溶融材料２５８の第２のショットも、回転下側アーム形成面２１４と直線下側アーム形成面２４６とに接触してその間に流入することになり、溶融材料２５０の第２のショットは、ベース部材１０内の左側開口１４’、右側開口１６’、及び中央開口１８’であるベース部材１０内の下側の組の開口を通って流れて下側アーム３４のヒンジピン４０部分を形成する。
【００３５】
ベース部材１１２を形成する時に、ヒンジピンは、既にベース部材１１２の一部として形成されており、従って、溶融材料２５０の第２のショットは、図１Ｂに示す上側ヒンジピン１４４、１４４’及び下側ヒンジピン１４６、１４６の面の周りを単に流れることになる。
【００３６】
次に、本方法は、４−バー運動学的リンク１０を形成するための第２のアーム部材成形キャビティ２６２内で溶融材料２５０の第２のショットを硬化させる段階を含む。この段階中に、溶融材料２５０の第２のショットは収縮し、それによって上側アーム２４のヒンジピン３０をベース部材１２内の上側の組の開口の周りで自由に回転させるように上側アーム２４のヒンジピン３０とベース部材１２内の上側の組の開口との間にクリアランス（上述して図３Ｂに示す）を生成する。同じく生成されるのは、下側アーム３４のヒンジピン４０をベース部材１２内の下側の組の開口内で自由に回転させるための下側アーム３４のヒンジピン４０とベース部材１２内の下側の組の開口との間のクリアランス（上述して図３Ｂに示す）である。
【００３７】
ベース部材１１２を形成する時に、ヒンジピンは、既にベース部材１１２の一部として形成されており、従って、溶融材料２５０の第２のショットは、図１Ｂに示す上側ヒンジピン１４４、１４４’及び下側ヒンジピン１４６、１４６の面の周りを単に流れることになる。
【００３８】
次に、本方法は、溶融材料２５６’の第１のショットを少なくとも１つの第１のショット注入ポート２４８を通して第２のベース部材成形キャビティ２６０の中に注入する段階と、溶融材料２５６’の第１のショットから第２のベース部材を形成する段階とを含む。この段階は、溶融材料２５８の第２のショットが第２のアーム部材形成キャビティ２６２の中に注入されている間の第２のベース部材の同時形成を可能にする。
【００３９】
本方法の最終段階は、少なくとも１つの直線移動可能プラテン２０４、２０６を少なくとも１つの回転プラテン２０２から離して移動する段階と、完成した４−バー運動学的リンク１０、１００を取り出す段階とを含む。この段階の後で、回転プラテン２０２は再度回転され、上述の段階に従って溶融材料の第２のショットを受け入れるために待機する第２のベース部材を有することになる第１のアーム部材成形キャビティ２５４を再形成するように、形成された第２のベース部材を移動して位置合わせすることができる。
【００４０】
当業者は、本発明の広範な教示を様々な形態に実施することができることを以上の説明からここで認めることができる。従って、本発明をその特定の実施例に関して説明したが、図面、明細書、及び以下の特許請求の範囲を精査すると他の修正が当業者に明らかになると考えられるので、本発明の真の範囲はそのように限定すべきではない。
【符号の説明】
【００４１】
１１２  ベース部材
１２４  上側アーム
１２６、１３６  本体
１４４、１４４’  上側ヒンジピン
１４８、１４８’  ピボット開口
【図１Ａ】
2020511340.tif 000003
【図１Ｂ】
2020511340.tif 000004
【図２】
2020511340.tif 000005
【図３Ａ】
2020511340.tif 000006
【図３Ｂ】
2020511340.tif 000007
【図３Ｃ】
2020511340.tif 000008
【図４】
2020511340.tif 000009
【図５Ａ】
2020511340.tif 000010
【図５Ｂ】
2020511340.tif 000011
【図５Ｃ】
2020511340.tif 000012
【国際調査報告】
2020511340.tif 000013
2020511340.tif 000014