特許 6490584 熱変形に耐える自動車部品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6490584

(24)【登録日】2019年3月8日

(45)【発行日】2019年3月27日

(54)【発明の名称】熱変形に耐える自動車部品

(51)【国際特許分類】

   B60J 5/00 20060101AFI20190318BHJP

   B60R 19/04 20060101ALI20190318BHJP

   B62D 37/02 20060101ALI20190318BHJP

   B62D 29/04 20060101ALI20190318BHJP

   B60J 5/04 20060101ALI20190318BHJP

   B60J 5/10 20060101ALI20190318BHJP

   B60J 7/02 20060101ALI20190318BHJP

   B62D 25/10 20060101ALI20190318BHJP

   F16B 5/02 20060101ALI20190318BHJP

【ＦＩ】

   B60J5/00 Z

   B60R19/04 A

   B62D37/02 A

   B62D37/02 C

   B62D29/04 B

   B60J5/04 R

   B60J5/10 Z

   B60J7/02 C

   B62D25/10 D

   F16B5/02 S

【請求項の数】12

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2015-537334(P2015-537334)

(86)(22)【出願日】2013年10月17日

(65)【公表番号】特表2016-500604(P2016-500604A)

(43)【公表日】2016年1月14日

(86)【国際出願番号】FR2013052482

(87)【国際公開番号】WO2014060703

(87)【国際公開日】20140424

【審査請求日】2016年8月29日

(31)【優先権主張番号】1259912

(32)【優先日】2012年10月17日

(33)【優先権主張国】FR

(31)【優先権主張番号】13166647.1

(32)【優先日】2013年5月6日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】504037391

【氏名又は名称】コンパニ・プラステイツク・オムニウム

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】特許業務法人川口國際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】クードロン，フィリップ

【審査官】 宮地 将斗

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００８−５１６８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１２４０５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−１３１３１４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０１−１１４４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２４０５６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２４０５６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２４３８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１８９７３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１２６３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０１７３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０７４２０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｊ ５／００−５／１４

Ｂ６０Ｊ ７／０２

Ｂ６０Ｒ １９／００−１９／５６

Ｂ６２Ｄ ２５／００−２５／２４

Ｂ６２Ｄ ２９／０４

Ｂ６２Ｄ ３７／０２

Ｆ１６Ｂ ５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の線熱膨張係数を有する第１のパネル（３１）と、第１の線熱膨張係数よりも大きい第２の線熱膨張係数を有する第２のパネル（３２）とを備える自動車車体部品（３０）であって、第１の線熱膨張係数よりも小さい第３の線熱膨張係数を有する材料で作られる接続部（３５）をさらに備え、この接続部（３５）が、少なくとも２つの締結点（３６）のみで第１のパネル（３１）に締結されており、接続部（３５）と第１のパネル（３１）との間の２つの連続する締結点（３６）の間の間隔が、３０ｍｍから８０ｍｍの範囲にあることを特徴とする、自動車車体部品。

【請求項2】

第１のパネル（３１）および第２のパネル（３２）が、互いに覆うように配置される、請求項１に記載の部品。

【請求項3】

第１のパネル（３１）が、内側パネルであるのに対して、第２のパネルが、外側の外装パネルである、請求項１または請求項２に記載の部品。

【請求項4】

接続部（３５）が、鋼、アルミニウム、および複合材料によって構成される群から選択される材料で作られる、請求項１から３のいずれか一項に記載の部品。

【請求項5】

接続部（３５）を第１のパネル（３１）に締結する締結点（３６）が、スポットオーバーモールド、ねじ締結、リベッティング、クリップ締付、ストラッピング、またはドッギングによって得られる、請求項１から４のいずれか一項に記載の部品。

【請求項6】

接続部（３５）が、０．５ｍｍから１．５ｍｍの範囲にある厚さを有する１枚の材料シートで作られる、請求項１から５のいずれか一項に記載の部品。

【請求項7】

接続部（３５）が、長手方向を有し、接続部が、その輪郭を構成するシートの展開幅と前記シートの厚さとの比として接続部（３５）の長手方向に垂直な断面に定義される細長比を有する輪郭を有し、その細長比が、２０から８０の範囲にある、請求項１から６のいずれか一項に記載の部品。

【請求項8】

接続部（３５）の細長比が、５０に等しい、請求項７に記載の部品。

【請求項9】

接続部（３５）と第１のパネル（３１）との間の２つの連続する締結点（３６）の間の間隔が、５０ｍｍに等しい、請求項１に記載の部品。

【請求項10】

自動車車体部品（３０）が、少なくとも２つの異なる位置を占めることができる可動部分によって構成される、請求項１から９のいずれか一項に記載の自動車車体部品（３０）。

【請求項11】

自動車車体部品（３０）が、開口部材を構成する、請求項１０に記載の自動車車体部品（３０）。

【請求項12】

自動車車体部品（３０）が、テールゲート、下方に開口するリアパネル（「ハッチ」とも呼ばれる）、フェンダー、フード、サイドドア、シル、キャッピングストリップ、トリムストリップ、屋根フレーム、バンパー、スポイラー、またはサンルーフから選択される、請求項１から１１のいずれか一項に記載の自動車車体部品（３０）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、これらが静止部品であれ、開口部材であれ、自動車車体部品に関する。

【背景技術】

【0002】

大抵の車体部品は、金属シート、通常、鋼板で作られる。バンパー、テールゲート、フェンダー、等のようなプラスチック材料で作られる車体部品が、ますます広く行きわたってきており、その部品は、フェンダー、フード、ドア、等のような依然として金属で作られる他の部品との境界に共存する。

【0003】

プラスチック材料で作られるこの種の部品は、パネルが外側から見られ得るので特に外側パネルに目に見える欠陥を有する場合があり、欠陥は、特に、この種の外側パネルの周縁に現われる。

【0004】

特に、強い太陽光による高温の場合に、温度の影響による膨張の差異に適応させるためのさまざまな方法が知られている。

【0005】

したがって、それらの線熱膨張係数（ＣＬＴＥ）に応じてこの種の部品の構成材料を選択することが知られている。また、過度の変形を回避しようとする補強材を設けて、この種の部品を作ることも知られている。したがって、この種の部品は、対象とする部品の剛性を改善するように、特に厚さの見地から、またはリブ形状の見地から、またはさらにより強い材料で作られる補強材を使ってこれらを取り付けることによって寸法決めされる。

【0006】

また、局所的に、すなわち、隙間の過度の変化または面一配置からの逸脱が最も目に見える部品の端縁において、欠陥を処理することが知られている。

【0007】

プラスチック材料の場合、この種の部品を作るためには限られた選択しかない。材料選択は、車両の仕様のさまざまな制約条項に従おうとする技術的および経済的妥協に左右される。これは、仕様に規定されているある一定の条件下で、特にこれらの部品が過度に変形し、それによって外装を劣化させ、同一平面であるべき隙間および整列配置の知覚品質を特に劣化させる太陽光のような極端なレベルの下で生じることが多い。また、強く変形されるパネルは、特にこれらが移動システムに含まれる場合には、この種のパネルに面する塗工部に詰まりおよび引っ掻き傷を生じる場合がある。

【0008】

したがって、それらの欠陥を克服するために、設計者らは、大型部品、または部品をあまり変形可能にしないように一緒に組み立てられる部品のセットに制約され、その場合、これは、部品をより重くし、より高価にし、したがって、プラスチック材料から部品を作るように選択するための当初の目標に反する。

【0009】

したがって、テールゲート、特に「全プラスチック」であると言われているそれらの場合には、部品は、２つの主要部品、すなわち車両の内側にあるボックスと、車両の外側にあるパネルとでできている。ボックスおよびパネルは、通常、接着剤によって一緒に組み立てられる。また、これらは、本体に接続され、ヒンジ、アクチュエータ、ロック、および周囲ウェザーストリップを介してさまざまな力を受ける。それらのさまざまな力は、変化する状況に応じて、特に、テールゲートが閉じられ、開かれ、高温を受け、あるいはさらに特に乱暴にバタンと閉じられるかどうかに応じて変化する。パネルは、塗装されることが多く、テールゲートが閉じられると目に見える部品であり、したがって、特に周囲の車体要素に比して、上述の欠陥が最も容易に観察されるのはパネルの場合である。温度の影響下で、パネルは、性能の低下を受け、すなわちより変形可能になるのみならず、またこれが作られる材料の膨張も受ける。

【0010】

機械的性能の低下は変形をもたらし、なぜなら、たとえ閉鎖位置にある場合でもテールゲートは、開口を助けるためのアクチュエータによって、本体に押し当てて圧縮されるウェザーストリップによって、ならびに車両本体のヒンジ、ロック、およびテールゲートストッパなどの車両に対するヒンジおよび固定点によって同時に力を受けるからである。変形は、特にヒンジにおいて激しく、なぜなら、これらは、通常、鋼で作られ、本体に固定され、それによってテールゲートが拘束される点を構成するからである。テールゲートは、これが拘束されないゾーンにおいてのみ、たとえば、ヒンジの間に、またはこれらを越えて、すなわち部品の縁において変形することができる。また、この機械的変形は、膨張による変形と関連する。膨張は、パネル内に、およびまたボックス内に、およびさらにそれらの２つの部品の間に他と異なるさまで生じ、なぜなら、これらは、異なるプラスチック材料で作られることができ、ボックスは、通常、パネルの線熱膨張係数よりも小さい線熱膨張係数を有するからである。したがって、パネルとボックスとの間の接続は、特にこれらが接着剤接続の場合に、特に強い力を受ける。

【0011】

特に高温性能の見地から、テールゲートの設計を検証するために、仕様は、通常、テールゲートに対して、あるいはより詳細には、外側パネルおよびボックスまたはテールゲートの内側パネルによって構成されるアセンブリに対して、連続する温度変化サイクルを課すことにある、行われるべき試験を要求する。それらのサイクルは、およそ８０℃の振幅を有するが、それは、製造業者の間で変化し、行われるサイクル数は、およそ１５サイクルから２０サイクルの範囲にある。そのようなタイプの試験においては、テールゲートは、次のサイクルが始まる前に膨張に先立つその初期形状に戻るのに必ずしも十分な時間を有するとは限らない。したがって、サイクルからサイクルへと蓄積する変形の影響は、徐々に一段と劣化されるテールゲートの変形によって観察される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

本発明の目的は、熱変形に耐えるより大きな能力を有し、同時に低コストで製作するのに適し、少ししか材料を使用しない自動車車体部品を提案することによって上述の欠点を改善することである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明によれば、この目的は、第１の線熱膨張係数を有する第１のパネルと、第１の線熱膨張係数よりも大きい第２の線熱膨張係数を有する第２のパネルとを備える自動車車体部品であって、第１の線熱膨張係数よりも小さい第３の線熱膨張係数を有する材料で作られる接続部をさらに備え、この接続部が、少なくとも２つの締結点で第１のパネルに締結されることを特徴とする、部品により達成される。

【0014】

有利なことに、第１のパネルおよび第２のパネルは、互いに覆うように配置される。

【0015】

有利なことに、第１のパネルは、内側パネルであるのに対して、第２のパネルは、外側の外装パネルである。

【0016】

有利なことに、接続部は、鋼、アルミニウム、および複合材料によって構成される群から選択される材料で作られる。

【0017】

有利なことに、接続部を第１のパネルに締結する締結点は、次の手段のいずれか、すなわちスポットオーバーモールド、ねじ締結、リベッティング、クリップ締付、ストラッピング、ドッギング、接着剤接合、埋め込みによって得られる。

【0018】

有利なことに、接続部は、０．５ミリメートル（ｍｍ）から１．５ｍｍの範囲にある厚さを有する１枚の材料シートで作られる。

【0019】

有利なことに、接続部は、長手方向を有し、接続部は、その輪郭を構成するシートの展開幅と前記シートの厚さとの比として接続部の長手方向に垂直な断面に定義される細長比を有する輪郭を有し、その細長比が、２０から８０の範囲にある。

【0020】

有利なことに、接続部の細長比は、実質的に５０に等しい。

【0021】

有利なことに、接続部と第１のパネルとの間の２つの連続する締結点の間の間隔は、３０ｍｍから８０ｍｍの範囲にある。

【0022】

有利なことに、接続部と第１のパネルとの間の２つの連続する締結点の間の間隔は、実質的に５０ｍｍに等しい。

【0023】

有利なことに、車体部品は、少なくとも２つの異なる位置を占めることができる可動部分によって構成される。

【0024】

有利なことに、車体部品は、開口部材を構成する。

【0025】

有利なことに、車体部品は、次のリスト、すなわちテールゲート、下方に開口するリアパネル（「ハッチ」とも呼ばれる）、フェンダー、フード、サイドドア、シル、キャッピングストリップ、トリムストリップ、屋根フレーム、バンパー、スポイラー、サンルーフから選択される。

【0026】

本発明は、単に例示として与えられ、図面を参照して行われる次の説明を読むとよりよく理解され得る。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】熱膨張を受ける場合の先行技術の自動車車体部品の断面図である。

【図2】熱膨張前の、本発明の一実施形態についてのテールゲートの水平面上の断面図である。

【図3】熱膨張後の、同じテールゲートの水平面上の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

図１は、自動車車体部品の線図である。この実施例においては、部品は、いかなる膨張も受けない状況の実践によって、および強い太陽放射にさらされる状況の破線によって表される構造体１０である。

【0029】

構造体１０は、三角形によって表される２つのヒンジ２１および２２によって車両の本体に締結される。車両の本体は構造体１０よりも小さい膨張係数を有する材料で作られるので、ヒンジ２１および２２は、ここで考えられている状況の両方の下で、日光の有り無しで一定である距離によって間隔を置いて設けられる。したがって、構造体１０は、ヒンジ２１と２２との間に位置している中央部分１１を有し、その中央部分１１は、ヒンジ２１および２２によって水平に応力を受ける。したがって、この中央部分１１の膨張は、曲げまたは「膨らみ」時に外側に変形されている車両を生じる。連続性によって、車体部品の構造体１０の縁１２および１３は、ヒンジ２１および２２の周りの接線効果の下で車両の内側の方へ移動する。

【0030】

図２は、本発明の自動車車体部品、特にテールゲートを示している。本発明のこのテールゲートは、やはり三角形によって表される２つのヒンジ２１および２２にそれ自体締結される構造体３０を有する。構造体３０は、内側パネルとも呼ばれるボックス３１と、単にパネルとも呼ばれる外側パネル３２とによって構成される。従来の方法においては、ボックス３１および外側パネル３２は、これらが互いに重なり合うように配置される。この実施例においては、これらは、接着剤の２つの周辺ゾーン３３および３４によって一緒に組み立てられる。

【0031】

また、この種の構造体３０から成るテールゲートは、ボックス３１を覆うように延在するスパー３５の形の接続部３５を有する。スパー３５は、パネル３２の方に面するボックス３１の面に押し当てて配置され、したがって、スパー３５は、ボックス３１とパネル３２との間にある。したがって、スパー３５は、車両の外側からであれ、内側からであれ、視界から隠される。スパー３５は、スパーの長さに沿って分配される一連の締結点３６を介してボックス３１に締結される。したがって、熱の影響によるボックス３１の膨張中に、ボックス３１は、スパー３５を本質的にその長さ方向に延ばす傾向がある。スパー３５は、ボックス３１の線膨張係数よりも小さい線膨張係数（ＣＬＴＥ）を有する材料で作られる。したがって、ボックス３１に対する膨張力は、この力を吸収するスパー３５に伝達され、この膨張力はほとんど、パネル３２に、またはヒンジ２１および２２に伝達されない。また、このスパー３５の存在により、ボックス３１の膨張に対抗することができる。ここで説明されたスパー３５は、ヒンジ２１および２２との直接接触はないが、変形においては、これらとの直接接触があることもあり、それによって、さらに大きな剛性をスパーに与える。

【0032】

図３に示されるように、スパー３５とボックス３１との間のさまざまな締結点３６の結果として、それらの点は、スパーの長さに沿って分配され、ボックスの全体の膨張は、（説明された実施形態のテールゲートについて発明者らによって観察されているように）好ましくは水平である方向において防止される。この種の構成は、テールゲートの全体の膨張を大幅に制限するのに十分であることが分かる。

【0033】

小さな局所的な膨らみ効果３７が、連続する締結点３６の間に実際に現われており、それにもかかわらず、これらの振幅は、この種のスパーを含まない同じタイプのテールゲートと比べて大幅に低減され、ボックス３１のこの種の局所的な変形は、パネル３２伝達されない。

【0034】

したがって、膨張変形に対する所定の処理となる車体部品の部分は、テールゲートの構造の内側部分であり、その内側部分は、通常、ボックスまたは内側パネルと呼ばれる。この種の内側部分は、その初期の役割が目に見える外側パネルを担持することであるので、構造に由来するものであり、これは、通常、外側パネルの線熱膨張係数よりも小さい線熱膨張係数を有し、この外側パネルはプラスチック材料で作られる。スパーの存在によって処理される部分は、これがあまり太陽放射にさらされないので、かつその小さい線熱膨張係数のため、熱膨張を最も少なく受ける部分であるが、この内側部分、特にボックス３１の処理は、パネル３２の目に見える変形を間接的であるが最も効果的に低減することによって、構造体３０の全体の変形を大幅に低減することが分かり、このパネル３２は、この実施例では、外装部品、すなわちユーザによって目に見える部品である。加えて、スパー３５は、初期温度に戻ると復帰ばねの役割を果たすことが分かる。したがって、これは、構造体３０がより迅速にその初期形状に戻るのを助け、その効果は、温度サイクル試験を行う場合に特に有利である。

【0035】

スパー３５は、これが長手方向変形に対抗するので、ボックス３１が全体として単純に膨張することを防止することから、これは全体としてボックス３１の膨らみを除去する。これは本質的に長手方向変形に対抗することによって作用するので、これは、まるで構造補強であるかのように寸法決めされる必要はない。これは、２つの連続する締結点３６の間で本質的に局所的引張力で作動し、したがって、その横断寸法は、特に小さくてもよい。

【0036】

ボックス３１とスパー３５との間の締結点は、スポットオーバーモールドによって、ねじ締結によって、リベッティングによって、クリップ締付によって、ストラッピングによって、ドッギングによって、または他の締付け技術によって実行され得る。接続部３５と構造体３０の残部との間の締結点３６は、たとえば、ボックス３１の構造体３０に既に存在する任意のリブの頂部などの分離した締結点を単に用いることによって行われ得る。

【0037】

スパー３５は、長手方向にのみ剛性を有する必要があり、その曲げ剛性は、特に小さいままであってもよいので、スパー３５は小断面の要素にこのように限定され得る。したがって、これは、パネルを補強するために通常使用される構造補強に比してほとんど余分な重量を有せず、したがって、これは、車両の重量を軽くするためにプラスチック材料から車体部品を製作することにあるアプローチと適合する。

【0038】

この実施例においては、スパーは、溝形断面を有するように折り曲げられる鋼板の形で作られる。鋼板は、０．５ｍｍの厚さを有し、使用される鋼は、１．１×１０^−５に等しい線熱膨張係数を有することができる。また、スパー３５は、細長比、すなわちその横断面において、５０程度から成る、その断面の展開幅と断面を構成するシートの厚さとの比を有する。その細長さは、曲げ時の十分な剛性と軽量との間の良好な妥協を実現するために２０から８０の範囲にある値を有することが好ましい。加えて、スパー３５は、長方形断面、または本実施例においては溝形断面などのさまざまな形状の横断面を有することができる。また、スパーは、より複雑な形状の断面を有することができる。

【0039】

この実施形態においては、ボックス３１は、複合材料、特にガラス繊維充填ポリプロピレン４０％（４０％ＧＦＰＰ）で作られる。この実施例においては、ボックス３１は、３．５ｍｍの厚さ、および４×１０^−５の線熱膨張係数を有する。

【0040】

この実施例のボックス３１とスパー３５との間の締結点３６は、およそ５０ｍｍだけ間隔を置いて設けられる。これらは、３０ｍｍから８０ｍｍの範囲にある間隔だけ、好ましくは３０ｍｍである最小量で間隔を置いて設けられることが好ましい。

【0041】

変形においては、スパー３５は、アルミニウムで作られることができ、これは、２．６×１０^−５の線熱膨張係数を有する。また、スパーは、複合材料、たとえばシート成形コンパウンド（ＳＭＣ）型複合材料から作られ得る。この場合、この種の複合材料は、通常、１．５×１０^−５の線熱膨張係数を有する。ボックス３１およびスパー３５について選択される厚さは、材料のヤング率に、および産業上これを使用する実行可能性に応じて、使用される材料に適応する。アルミニウムの場合には、スパー３５を構成するシートの厚さは、およそ０．８ｍｍであることが有利であり、ＳＭＣ複合材料の場合には、シートの厚さは、およそ１．５ｍｍであることが有利である。

【0042】

スパー３５が引張力で作動できるようになるためには、ボックスに対して最小の２つの締結点３６で足りるが、より大きな数を設けることが好ましい。２つの連続する締結点３６の間のおよそ５０ｍｍの間隔により、ボックス３１、およびしたがって全体として車体部品は特に効果的な方法で補強できるようになる。有利なことに、２つの締結点３６の間の間隔は、３０ｍｍから８０ｍｍの範囲にあり、その間隔はまた、丸みを付けた形状の場合に、またはレベルの変化を有する形状の場合に適切である。

【0043】

変形を通してこの種の制御を得ることにより、ボックス３１についておよびパネル３２について他の材料を選択することができる。また、厚さの増加またはリブなどの、これらの変形に対抗するために時にはこの種の要素に組み込まれる構造寸法を低減することができる。また、時にはパネル３２に配置される追加の構造補強を低減し、かつ／または除去することができる。

【0044】

この実施例の接続部３５は、スパーに形状になっているが、変形においては、全体として車体部品の重量を軽くする働きをすることができるように以前に提案された構造形態の場合よりも小さい重量の、いくつかの他の形態から成ることもできる。

【0045】

このタイプの技術は、テールゲートに、または本明細書において説明されたテールゲートゾーンに適用されるばかりでなく、任意のテールゲートゾーンに、およびフェンダー、フード、サイドドア、シル、キャッピングストリップ、トリムストリップ、屋根フレーム、またはさらにバンパーなどの、プラスチック材料から一部または全部が作られ得る任意の他の車両車体部品にもより広く適用される。

【0046】

本発明は、ここで説明された実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態が、当業者にはっきりと明らかになるであろう。

【図1】

【図2】

【図3】