部件接合结构和部件接合方法_2

文档序号:9625495阅读:来源:国知局
r>[0040]门主体12包括外门面板20和比外门面板20更向车辆宽度方向内侧设置的内门面板22。在图中未示出的车窗调节器等容纳在外门面板20与内门面板22之间的门主体12内部,用于升降车门玻璃16。形成窗开口 18,窗开口 18的周边由门主体12的上缘12A(门带成型)并且由门框14的内周缘14A围绕。窗开口 18能够通过下降或上升车门玻璃16而打开或关闭。开口 28A和开口 28B分别设置在内门面板22的车辆前方侧处的顶部和底部处,并且开口 28C和开口 28D分别设置在内门面板22的车辆后方侧的顶部和底部处。
[0041]部件接合结构
[0042]在该示例性实施例中,如图1所示,利用刚好沿着线B-B的边界将门主体12的内门面板22分为设置在车辆前方侧处的第一部件24和设置在车辆后方侧处的第二部件26。第一部件24与第二部件26接合在一起,并且将根据该示例性实施例的部件接合结构30应用于该接合。
[0043]如图1和图2所示,第一部件24包括矩形板状的部件主体24A,其长边方向沿着车辆上下方向,并且其短边方向沿着车辆前后方向。利用在图中未示出的装接于第一部件24用以相对于前立柱(A柱)打开和关闭前侧门10的铰链等构成构造。第一部件24由诸如钢这样的金属材料、诸如铝这样的轻金属材料或其合金材料形成。
[0044]在第一部件24中,部件主体24A的车辆后方侧的端部是部件接合在一起的位置,并且用于将第二部件26接合到部件主体24A的端部的接合部24B设置在该位置处。接合部24B构造成从部件主体24A的端部朝着车辆后方侧突出的凸状,并且接合部24B的凸状末端部24C在朝着接合部24B的周边的方向(车辆宽度方向)上伸出。接合部24B构成有在朝着其周边的方向上伸出的凸状末端部24C,从而在平面图中构成T状。虽然在车辆侧视图中未示出,但是接合部24B沿着车辆上下方向延伸。多个接合部24B可以沿着车辆上下方向以固定间隔形成。
[0045]第二部件26包括沿着车辆前后方向和车辆上下方向延伸的矩形板状的部件主体26A。在第二部件26中,部件主体26A的车辆前方侧处的端部是将部件接合在一起的位置,并且与第一部件24的接合部24B紧密接触并且接合于接合部24B的被接合部26B设置于部件主体26A的端部。被接合部26B构造成从部件主体26A的端部朝着车辆后方侧的中空(hollow)的凹状,并且能够容纳中空接合部24B,并且被接合部26B的凹状底部26C构造成在朝着被接合部26B的周边的方向(车辆宽度方向)上伸出。即,与接合部24B相似,被接合部26B在平面图中构成T状。第二部件26通过接合于接合部24B的被接合部26B而接合于第一部件24。
[0046]第二部件26的部件主体26A由其中纤维26F朝向多个方向并且纤维26F的密度均匀的树脂材料26R形成。被接合部26B的整体由包括朝向多个方向的纤维26F并且纤维26F的密度均匀的树脂材料26R形成。纤维26F的多个方向朝向是指不存在纤维26F的单一方向的朝向,而是在三维中的多个方向的朝向,使得在纤维26F的朝向中不存在特殊方向性。纤维26F的均匀密度表示即使设置在树脂材料26R中的每单位体积的纤维26F的含量有一些变化,在任意位置处的纤维26F的含量的变化也在10%的范围内。只要纤维26F的含量的变化在20%的范围内,则能够将密度视为均匀的范畴。
[0047]设置有纤维26F的树脂材料26R统称为复合部件。作为更加详细的说明,复合部件采用热塑性树脂材料作为树脂材料26R,并且是将碳纤维(CF)设置为热塑性树脂材料内的纤维26F的碳纤维强化塑料(CFRP)。例如,碳纤维强化塑料具有高的强度,并且比金属材料轻,并且十分适合作为内门面板22的材料。还能够采用碳纤维强化塑料作为车室内的设计面(装饰面)。在该示例性实施例中,碳纤维采用具有10mm以下长度的短纤维,并且优选地,采用具有5_以下长度的短纤维。
[0048]更具体地,作为热塑性树脂材料,能够采用聚丙烯树脂、聚酰氨树脂(例如标识码PA6、PA66、PA610和PA10T)、芳香族聚酰胺树脂、半芳香聚酰胺树脂、聚苯硫醚(PPS)树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)树脂、聚碳酸酯(PC)树月旨、丙烯酸树脂(PMMA)、ABS树脂、或热塑性环氧树脂中的任意树脂。由于纤维26F设置在热塑性树脂材料中,所以除了碳纤维之外,还能够采用玻璃纤维(GF)、聚芳基酰胺纤维、玄武岩纤维、竹纤维、诸如钢纤维这样的金属纤维、纤维素纤维、或聚丙烯纤维(自强化型)中的任意纤维。
[0049]除了热塑性树脂材料之外,还能够采用热固性树脂材料作为树脂材料26R。能够采用环氧树脂、聚氨酯树脂、乙烯基酯树脂、不饱和聚酯树脂和酚醛树脂中的任意树脂材料作为热固性树脂材料。还能够采用与设置在热固性树脂材料中的纤维26F相同的纤维作为设置在热塑性树脂材料中的纤维。
[0050]部件接合方法
[0051]下面将描述根据该示例性实施例的部件接合方法。首先,如图3所示,形成第一部件24和板状的半部件主体26D、26E的多个板(在这种情况下是两个板)。如上所述,第一部件24包括部件主体24A的一部分上的接合部24B。在这种情况下,半部件主体26D、26E均具有第二部件26的厚度的一半的厚度,并且由包括朝向多个方向的纤维26F并且纤维26F的密度均匀的树脂材料26R形成。这里,采用碳纤维强化塑料作为第二部件26,并且包括了从20%体积到40%体积的碳纤维作为用作树脂材料26R的热塑性树脂材料中的纤维26F。更具体地,通过将板状树脂材料的几个到几十个板在改变纤维26F的彼此的朝向的情况下互相叠置,碳纤维强化塑料由纤维26F朝向一个方向的、具有0.1mm至0.2mm的厚度的板状树脂材料形成。
[0052]然后进行预热,并且通过预热使半部件主体26D、26E软化。预热的加热温度是300°C,并且预热时间是5分钟。在根据该示例性实施例的部件接合方法中,对整个半部件主体26D、26E进行预热,然而,可以对半部件主体26D、26E的将要成为接合部位的部分进行预热。
[0053]然后,将第一部件24的接合部24B夹在软化的半部件主体26D、26E之间,并且在该状态下,将第一部件24和半部件主体26D、26E安置在压制模具32的第一压制模具(上模具)32A与第二压制模具(下模具)32B(参见图4)之间。通过采用在图中未示出的压制加工机利用压制模具32在厚度方向(压制方向)上将压制力P施加于半部件主体26D、26E。从而,如图4所示,将半部件主体26D、26E压制成型于第一部件24的接合部24B,从而沿着接合部24B的轮廓形状,并且要与接合部24B进行紧密接触。该压制成型通常被称为板冲压成型。压制模具32的压制成型条件(板冲压成型的压制条件)是:150°C的加热温度,9800kN的压制力P和2分钟的模具保持时间。
[0054]半部件主体26D和半部件主体26E结合到的部件主体26A通过压制成型而形成,并且部件主体26A的树脂材料26R沿着第一部件24的接合部24B的轮廓形状均匀地流动。被接合部26B通过成型部件主体26A而一体地形成于部件主体26A。从而形成接合于第一部件24的第二部件26,从而完成部件接合结构30。
[0055]该示例性实施例的操作和有益效果
[0056]如图2所示,在根据该示例性实施例的部件接合结构30中,接合部24B设置在第一部件24的部件接合部位处。第二部件26由其中纤维26F被定向的树脂材料26R形成,并且被接合部26B —体地形成于第二部件26。第一部件24和第二部件26通过被接合部26B而接合在一起,被接合部26B与接合部24B进行紧密接触并且接合于接合部24B。
[0057]图5图示出树脂成型过程的截面以说明根据比较例的部件接合方法。在树脂传递成型(RTM)或注入成型方法中,将第一部件24安置在成型模具36的上模具36A与下模具36B之间,并且将树脂材料34R注入到由上模具36A、下模具36B和第一部件24形成的腔体内,从而成型第二部件34。比较例的第一部件24的构造与该示例性实施例中的第一部件24的构造相同。第一部件24包括部件主体24A和设置于部件主体24A的接合部24B。凸状末端部24C也设置于接合部24B。然而,比较例的第二部件34包括由设置有纤维34F的树脂材料34R形成的部件主体34A,并且接合于接合部24B的被接合部34B设置于部件主体34A。被接合部34B具有凹状,并且凹状底部34C构造成在朝着被
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