Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung bezieht sich auf ein Lenkrad für ein Automobil, und bezieht sich
genauer auf ein Lenkrad, das eine aus einem holzigen bzw. Holzmaterial
hergestellte Oberflächenschicht und ein aus Harz hergestelltes und an die
Innenseite der Oberflächenschicht angeordnetes Kernelement aufweist.
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Stand der Technik
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Im Allgemeinen weist ein Lenkrad für ein Automobil einen Metallkern, ein um
den Metallkern gewickeltes Kernelement und ein Oberflächenelement auf, und
diese drei Elemente sind miteinander integriert.
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Als ein Beispiel für ein solches Lenkrad wurde ein Lenkrad, das unten
beschrieben werden wird, vorgeschlagen.
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Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht, die ein herkömmliches Lenkrad zeigt.
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Im Allgemeinen weist ein Lenkrad 1 einen aus einem festen oder rohrförmigen
Metallelement bestehenden Metallkern 2 auf, eine um den Metallkern 2
gewickelte Kernmaterialschicht 3, und ein Oberflächenelement 4. Des Weiteren wird
das Oberflächenelement 4 gebildet, indem eine dekorative bzw. Dekorschicht 5
als eine Oberflächenschicht, und eine Verstärkungsschicht 6 gestapelt bzw.
aufeinander geschichtet werden, so dass die Verstärkungsschicht 6 an der
Innenseite der Dekorschicht 5 angeordnet ist (siehe, zum Beispiel, die ungeprüfte
japanische Patentanmeldung, Erstveröffentlichung Nr. 2000-38139).
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Im Lenkrad 1 sind die Oberflächenelemente 4 und 4, die separat geformt
werden, zusammengefügt, und die dazwischen gebildeten Nähte 8 und 8 sind in
einer den Metallkern 2 schneidenden Ebene gelegen.
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Ein Herstellungsverfahren für ein Lenkrad wie beispielsweise das Lenkrad 1 ist
unten umrissen.
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Als erster Schritt wird die Dekorschicht 5 durch ein Formungsverfahren zum
Bilden einer gekrümmten Oberfläche vorgeformt. Dann wird die Dekorschicht 5
in Formen angeordnet, Harz wird in die Formen gefüllt, um die
Verstärkungsschicht 6 zu bilden, und das Oberflächenelement 4 wird erhalten. Nachdem die
Oberflächenelemente 4 und 4 in die Formen eingesetzt werden, wird der
Metallkern 2 an der Innenseite der Oberflächenelemente 4 und 4 angeordnet, und
Harz wird in den Raum zwischen den Oberflächenelementen 4 und 4 und dem
Metallkern 2 gefüllt, um die Kernmaterialschicht 3 zu bilden; so erhält man
einen geformten Körper, in dem die Oberflächenelemente 4 und 4, der Metallkern
2 und die Kernmaterialschicht 3 integriert sind. Dann werden die Nähte an dem
geformten Körper mit Sandpapier oder Ähnlichem endbearbeitet, und wenn
nötig wird ein Färbeprozess, ein Anstreichprozess, ein Abtragungs- bzw.
Schleifprozess oder Ähnliches angewendet, um das Lenkrad 1 zu erhalten.
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Im Lenkrad 1 ist, da das Oberflächenelement 4 aus zwei Schichten gebildet ist,
d. h. aus der Dekorschicht 5 und der Verstärkungsschicht 6 gebildet ist, das
Oberflächenelement 4 präzis geformt und hat eine hohe mechanische Stärke.
Wenn daher das Oberflächenelement 4 mit solchen Eigenschaften verwendet
wird, ist es einfach, das vorgeformte Oberflächenelement 4 in dem Prozess in
die Formen einzusetzen, in dem die Kernteilschicht 3 gebildet wird; folglich ist
die Formbarkeit des Lenkrads 1 verbessert.
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Wenn das Lenkrad 1 während der Verwendung hohen Temperaturen
ausgesetzt ist, macht die aus Harz hergestellte Kernmaterialschicht 3 eine
Wärmeausdehnung durch. Wenn die Kernmaterialschicht 3 sich ausdehnt, tritt
Belastungskonzentration an den Nähten 8 und 8 der Oberflächenelemente 4 und 4
auf, die zu Rissen bzw. Brüchen entlang der Nähte 8 und 8 in einem
Beschichtungsfilm führen kann, der auf der Oberfläche der Dekorschicht 5 ausgebildet
ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Wegen der obigen Umstände ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein
Lenkrad vorzusehen, in dem durch Wärmeausdehnung der aus Harz
hergestellten Kernmaterialschicht verursachte Belastungskonzentration
abgeschwächt bzw. gemindert wird, und demzufolge Risse bzw. Brüche entlang der
Nähte in dem auf der Oberfläche der Dekorschicht ausgebildeten
Beschichtungsfilm verhindert werden.
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Das obige Ziel wird durch Vorsehen eines Lenkrades erreicht, das Folgendes
aufweist: zwei Oberflächenelemente, jedes durch Aufeinanderschichten einer
Dekorschicht und einer Verstärkungsschicht gebildet, und zwar
zusammengefügt an Nähten; eine Kernmaterialschicht, die an der Innenseite der
Oberflächenelemente angeordnet ist; einen Metallkern, der an der Innenseite der
Kernmaterialschicht angeordnet ist, wobei die Oberflächenelemente, die
Kernmaterialschicht und der Metallkern integriert sind, um das Lenkrad zu bilden;
und Faserverstärkungsschichten, die zwischen der Verstärkungsschicht und der
Kernmaterialschicht vorgesehen sind, und die ein Oberflächenelement und das
andere Oberflächenelement über die Nähte der Oberflächenelemente
verbinden bzw. überbrücken.
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Die Faserverstärkungsschichten bestehen vorzugsweise aus Glasfasern,
Kohlenstofffasern, Aramidfasern oder Metallfasern.
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Vorzugsweise sind Fasern mit Längen von mindestens 25 mm in der
Kernmaterialschicht verteilt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel des Lenkrads gemäß der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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Fig. 2 ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Herstellungsverfahren
für das Lenkrad gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht, die ein herkömmliches Lenkrad zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Lenkrads gemäß der vorliegenden
Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 erklärt werden.
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Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel des Lenkrads gemäß der
vorliegenden Erfindung zeigt.
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Das Lenkrad 10 weist primär einen Metallkern 12 auf, eine um den Metallkern
12 gewickelte Kernmaterialschicht 13, Oberflächenelemente 14 und
Faserverstärkungsschichten 17, die zwischen der Kernmaterialschicht 13 und den
Oberflächenelementen 14 vorgesehen sind. Jedes der Oberflächenelemente 14 ist
durch Aufeinanderschichten einer dekorativen bzw. Dekorschicht 15 als einer
Oberflächenschicht, und einer an der Innenseite der Dekorschicht 15
angeordneten Verstärkungsschicht 16 gebildet.
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Im Lenkrad 10 sind die Oberflächenelemente 14 und 14, die unabhängig
geformt wurden, an Nähten 18 und 18 zusammengefügt. Die Nähte 18 und 18
sind in einer den Metallkern 12 schneidenden Ebene gelegen. Des Weiteren
überbrücken die Faserverstärkungsschichten 17 ein Oberflächenelement 14
und das andere Oberflächenelement 14 über die Nähte 18 und 18 der
Oberflächenelemente 14 und 14.
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Ein Färbeprozess, ein Anstreichprozess, ein Schleifprozess oder Ähnliches
kann auf die Oberfläche des Lenkrads 10 angewendet werden, falls nötig.
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Der Metallkern 12 besteht aus einem festen oder rohrförmigen Metallelement,
das aus, zum Beispiel, Eisen oder Ähnlichem hergestellt ist. Die Form des
Querschnitts des Metallkerns 12 ist nicht auf eine kreisförmige Form begrenzt,
sondern kann, zum Beispiel, eine V-Form, eine U-Form oder Ähnliches sein.
Der Metallkern 12 kann durch Formgießen eines Leichtmetalls wie
beispielsweise Aluminium oder Magnesium gebildet sein.
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Die Kernmaterialschicht 13 ist aus synthetischem Harz hergestellt. Beispiele für
synthetisches Harz, um die Kernmaterialschicht 13 zu bilden, sind wie folgt:
aufgeschäumtes Harz wie beispielsweise Urethanschaum oder Epoxyschaum;
thermisch aushärtendes Harz wie beispielsweise Urethanharz, Phenolharz oder
thermisch aushärtendes Polyester; und thermoplastisches Harz wie
beispielsweise Polyphenylensulfid, Polycarbonat, Acrylonitril-Butadien-Styrol-
Copolymerharz (nachfolgend als "ABS-Harz" abgekürzt), Polyetherimid,
Polypropylen, Polyethylen, Acrylharz, Poly(Ether-Ether-Keton), Polyvinylchlorid oder
Nylon. Unter diesen Materialien wird vorzugsweise ein aufgeschäumtes Harz
wie beispielsweise Urethanschaum oder Epoxyschaum verwendet.
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Die Kernmaterialschicht 13 enthält vorzugsweise 5 bis 60 Gewichts% Fasern
als Füllmaterial bzw. -stoff darin verteilt. Vorzugsweise sind die Fasern aus
Fasermaterial mit hohem Elastizitätsmodul und hoher Stärke hergestellt,
beispielsweise Glasfasern, Kohlenstofffasern, Aramidfasern oder aus, zum
Beispiel, aus Aluminium, Stahl oder rostfreiem Stahl hergestellten Metallfasern,
und jede der Fasern hat eine Länge von mindestens 25 mm. Mehr bevorzugt
können Fasern, die jede ein Länge von 25 bis 75 mm haben, vorgesehen und,
als Füllstoff, in der Kernmaterialschicht 13 verteilt sein.
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Indem die Fasern mit Längen von mindestens 25 mm in der
Kernmaterialschicht 13 verteilt werden, werden das Elastizitätsmodul und die
Wärmeverzerrungstemperatur der Kernmaterialschicht 13 erhöht; folglich kann die
Wärmeausdehnung der Kernmaterialschicht 13 bei hohen Temperaturen begrenzt
werden. Wenn die Länge jeder Faser weniger als 25 mm beträgt, werden das
Elastizitätsmodul und die Wärmeverzerrungstemperatur der
Kernmaterialschicht 13 nicht ausreichend erhöht; folglich kann die Wärmeausdehnung der
Kernmaterialschicht 13 bei hohen Temperaturen nicht begrenzt werden. Wenn
die Länge jeder Faser mehr als 75 mm beträgt, können die Fasern nicht
ordnungsgemäß im synthetischen Harz verteilt werden, wenn die enthaltene
Menge der Fasern relativ zu dem die Kernmaterialschicht 13 bildenden
synthetischen Harz gering ist.
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Wenn Fasern mit Längen von 25 mm oder mehr in einer Menge geringer als 5
Gewichts% in der Kernmaterialschicht 13 enthalten sind, tritt die
Wärmeausdehnung der Kernmaterialschicht 13 leicht auf. Wenn andererseits die Fasern
mit Längen von 25 mm oder mehr in einer Menge größer als 60 Gewichts% in
der Kernmaterialschicht 13 enthalten sind, wird die Formbarkeit der
Kernmaterialschicht 13 herabgesetzt.
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Die Dichte der Kernmaterialschicht 13 ist vorzugsweise von 0,1 bis 0,5 g/cm3,
und mehr bevorzugt von 0,1 bis 0,3 g/cm3. Wenn die Dichte der
Kernmaterialschicht 13 geringer als 0,1 g/cm3 ist, ist die Stärke der Kernmaterialschicht 13
unzureichend. Wenn andererseits die Dichte der Kernmaterialschicht 13 mehr
als 0,5 g/cm3 ist, ist die Formbarkeit der Kernmaterialschicht 13 herabgesetzt.
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Die Biegestärke der Kernmaterialschicht 13 beträgt vorzugsweise von 0,5 bis
1,5 MPa und mehr bevorzugt von 0,7 bis 1,2 MPa. Wenn die Biegestärke der
Kernmaterialschicht 13 geringer als 0,5 MPa ist, kann die Kernmaterialschicht
13 den Metallkern 12 nicht halten. Wenn die Biegestärke der
Kernmaterialschicht 13 größer als 1,5 MPa ist, wird die durch die Wärmeausdehnung der
Kernmaterialschicht 13 verursachte Belastung erhöht; folglich kann der
Beschichtungsfilm auf der Dekorschicht 15 Risse entlang der Nähte 18 und 18
haben.
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Der Koeffizient der linearen Ausdehnung der Kernmaterialschicht 13 beträgt
vorzugsweise von 0 bis 6 × 10-5/°C, und mehr bevorzugt von 0 bis 4 × 10-5/°C.
Wenn der Koeffizient der linearen Ausdehnung der Kernmaterialschicht 13
größer als 6 × 10-5/°C ist, kann die um die Kernmaterialschicht 13 gewickelte
Verstärkungsschicht 16 verformt werden, und der auf der Außenoberfläche der
Verstärkungsschicht 16 ausgebildete Beschichtungsfilm kann Risse haben auf
Grund der Wärmeausdehnung der Kernmaterialschicht 13.
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Das Oberflächenelement 14 wird durch Aufeinanderschichten der Dekorschicht
15 und der Verstärkungsschicht 16 gebildet, so dass sie miteinander integriert
sind, und durch das Bearbeiten, so dass sie eine gekrümmte Oberfläche haben.
Die Dicke des Oberflächenelements 14 ist vorzugsweise von 0,5 bis 3,0 mm
und mehr bevorzugt von 0,5 bis 1,0 mm nahe der Naht 18, und ist
vorzugsweise von 0,5 bis 7,0 mm und mehr bevorzugt von 0,5 bis 3,0 mm an der Oberseite
davon.
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Das Material, um die Dekorschicht 15 zu bilden, kann aus Folgendem
ausgewählt werden: (1) einem 3lagigen dekorativen bzw. Dekorblatt, in dem
Holzmaterial- bzw. Holzlagen an beiden Oberflächen einer dünnen Metallplatte
aufeinander geschichtet sind; (2) ein hinterlegtes Dekorblatt, in dem ein
Hinterlegungsmaterial auf eine Holzlage aufgebracht ist; (3) Schicht- bzw. Sperrholz, in
dem eine Holzlage aufgeschichtet ist, oder Holzlagen an der Rückseite einer
Holzlage aufgeschichtet sind; (4) ein aus Lagen und Harz zusammengesetztes
Material, in dem eine Holzlage und eine dünne Harzplatte aufeinander
geschichtet sind; oder (5) ein Filmmaterial, in dem ein Muster wie beispielsweise
eine Holzmaserung auf einem nicht-Holzmaterial aufgedruckt ist.
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Die obigen Materialien (1) bis (5) werden unten genauer erklärt werden.
(1) 3lagiges Dekorblatt
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Ein 3lagiges Dekorblatt, das verwendet werden soll, wird gebildet durch
Aufeinanderschichten von Holzmaterial- bzw. Holzlagen als Oberflächenschichten an
beiden Oberflächen einer dünnen Metallplatte unter Verwendung von
Haftmitteln oder Ähnlichem, so dass sie miteinander integriert sind. Das Haftmittel, das
verwendet wird, um die dünne Metallplatte und die Holzlagen anzuhaften, ist
nicht spezifisch begrenzt, aber thermisch aushärtendes Haft- bzw. Klebemittel
mit Wärmewiderstand wird bevorzugt.
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Als die dünne Metallplatte dient eine Metallplatte, die Flexibilität hat und die
eine ausreichende Stärke hat, um die an beiden ihrer Oberflächen aufeinander
geschichteten Holzlagen zu verstärken. Obwohl die Dicke der dünnen
Metallplatte abhängig vom verwendeten Metallmaterial ausgewählt werden sollte, wird
eine Dicke von 0,01 bis 0,50 mm im Allgemeinen bevorzugt. Das Material für
die dünne Metallplatte kann aus Aluminium, Aluminiumlegierung, Magnesium,
Magnesiumlegierung, Titan, Titanlegierung, Kupfer, Kupferlegierung, Eisen,
Eisenlegierung, Messing, rostfreiem Stahl, usw. ausgewählt werden.
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Eine Holzlage, die eine Oberflächenschicht sein soll und die andere Holzlage,
die eine Innenschicht sein soll, können die gleichen sein; genau gesagt hat
jedoch eine Holzlage, die eine Oberflächenschicht sein soll, vorzugsweise eine
schöne Holzmaserung. Die Dicke der Holzlage, die die Oberflächenschicht oder
Innenschicht bildet, beträgt vorzugsweise von 0,15 bis 1,00 mm.
(2) hinterlegtes Dekorblatt
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Ein bevorzugtes hinterlegtes Dekorblatt, das verwendet werden soll, wird durch
das Auftragen eines Hinterlegungsmaterials wie beispielsweise nicht-gewebtem
Stoffmaterial aus, zum Beispiel, japanischem Papier mit einer Flächendichte
von ungefähr 25 bis 200 g/m2, chemischen Fasern oder Ähnlichem als
Hinterlegung auf einer Holzlage gebildet, deren Dicke von 0,15 bis 1,00 mm beträgt.
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Wenn solch ein hinterlegtes Dekormaterial verwendet wird, wird vorzugsweise
eine Grundierung auf dessen hintere Oberfläche bzw. Rückseite aufgetragen,
um so die Haftung zwischen der Dekorschicht 15 und der Verstärkungsschicht
16 zu erhöhen, die an der Rückseite der Dekorschicht 15 befestigt ist. Als
Grundierung können Acrylharz, Epoxyharz, Urethanharz oder Ähnliches
verwendet werden. Die Dicke der Grundierung beträgt vorzugsweise von 20 bis
100 µm.
(3) Schichtholz
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Ein vorzugsweise zu verwendendes Schichtholz wird durch
Aufeinanderschichten einer Holzlage oder von Holzlagen auf die Rückseite einer Holzlage
gebildet, mehr bevorzugt wird ein Schichtholz verwendet, in dem eine bis
sieben Holzlagen auf der Rückseite einer Holzlage aufgeschichtet sind. Die Dicke
der Holzlage, die die Oberflächenschicht des Schichtholzes bildet, beträgt
vorzugsweise von 0,15 bis 3,00 mm. Die Dicke des Schichtholzes beträgt
vorzugsweise von 0,15 bis 3,00 mm. Wenn die Dicke des Schichtholzes geringer
als 0,15 mm ist, wird die Formhaltbarkeit des Schichtholzes herabgesetzt.
Wenn andererseits die Dicke des Schichtholzes größer als 3,0 mm ist, wird die
Formbarkeit des Schichtholzes herabgesetzt.
(4) aus Lagen und Harz zusammengesetztes Material
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Ein aus Lagen und Harz zusammengesetztes Material, das vorzugsweise
verwendet werden soll, wird durch Anhaften einer dünnen Harzplatte gebildet,
deren Dicke von 0,10 bis 3,00 mm beträgt, durch, zum Beispiel, ein thermisch
aushärtendes Haft- bzw. Klebemittel mit Wärmewiderstand, an die Rückseite
einer Holzlage, deren Dicke von 0,15 bis 1,00 mm beträgt. Die dünne
Harzplatte ist vorzugsweise aus Polyphenylensulfid, Polycarbonat, ABS-Harz oder
Ähnlichem hergestellt.
(5) Filmmaterial
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Ein vorzugsweise zu verwendendes Filmmaterial ist ein Film mit einem
gestalteten Muster wie beispielsweise ein Plastikfilm bzw. eine -folie mit einem darauf
gedruckten Muster, oder ein Film aus gewebter Kohlenstofffaser.
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Die Dicke der Verstärkungsschicht 16 beträgt vorzugsweise 0,5 bis 7 mm, und
mehr bevorzugt von 0,5 bis 3 mm.
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Die Verstärkungsschicht 16 ist vorzugsweise aus thermoplastischem Harz
hergestellt wie beispielsweise Polyphenylensulfid, Polycarbonat oder ABS-Harz,
oder thermisch aushärtendem Harz wie beispielsweise Epoxyharz,
Urethanharz, Phenolharz oder Polyesterharz oder Ähnlichem. Die Verstärkungsschicht
16 kann ungefähr 0 bis 70 Gewichts% Füllstoff enthalten wie beispielsweise
Glasfasern, Kohlenstofffasern, Aramidfasern oder Nadeln.
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Die Biegekraft der Verstärkungsschicht 16 beträgt vorzugsweise von 100 bis
300 MPa, und mehr bevorzugt von 150 bis 250 MPa. Wenn die Biegestärke der
Verstärkungsschicht 16 geringer als 100 MPa ist, ist die Festigkeit bzw.
Starrheit des gesamten Lenkrads 10 ungenügend. Wenn die Biegestärke der
Verstärkungsschicht 16 größer als 300 MPa ist, ist die Formbarkeit des
Oberflächenelements 14, das durch Aufeinanderschichten der Dekorschicht 15 und der
Verstärkungsschicht 16 gebildet ist, herabgesetzt.
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Das Young-Modul der Verstärkungsschicht 16 ist vorzugsweise 10 bis 25 Gpa,
und mehr bevorzugt von 15 bis 20 Gpa. Wenn das Young-Modul der
Verstärkungsschicht 16 geringer als 10 Gpa ist, ist die Festigkeit des gesamten
Lenkrads 10 ungenügend. Wenn das Young-Modul der Verstärkungsschicht 16
größer als 25 Gpa ist, ist die Formbarkeit des Oberflächenelements 14
herabgesetzt.
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Der Koeffizient der linearen Ausdehnung der Verstärkungsschicht 16 ist
vorzugsweise von 0 bis 8 × 10-5/°C und mehr bevorzugt von 0 bis 5 × 10-5/°C. Wenn
der Koeffizient der linearen Ausdehnung der Verstärkungsschicht 16 größer als
8 × 10-5/°C ist, kann die Verstärkungsschicht 16 verformt werden, und der an der
Außenoberfläche der Verstärkungsschicht 16 gebildete Beschichtungsfilm kann
Risse bzw. Brüche haben, auf Grund von Wärmeausdehnung bei hoher
Temperatur.
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Die Verstärkungsschicht 16 kann durch Einspritzen bzw. -gießen von
geeignetem Material in die Innenseite der Dekorschicht 15 gebildet werden, die
vorgeformt ist (d. h. Spritzgießen). Die Verstärkungsschicht 16 kann gebildet werden
durch das Formen eines Formverbundmaterials in eine vorbestimmte Form und
anschließendes Aufschichten des geformten Formverbundmaterials auf die
Dekorschicht 15, um mit ihr integriert zu sein. Das Formverbundmaterial ist
beispielsweise ein Blattformverbundmaterial bzw. Harzmattenverbund (sheet
molding compound - nachfolgend als SMC abgekürzt) oder
Volumenformverbundmaterial (bulk molding compound - nachfolgend als BMC abgekürzt) aus dem
oben erwähnten thermoplastischen Harz oder thermisch aushärtendem Harz
hergestellt, usw.
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Im Falle, dass die Verstärkungsschicht 16 aus Polyphenylensulfid gebildet ist,
kann die Verstärkungsschicht 16 gebildet werden, indem Polyphenylensulfid in
die Innenseite der Dekorschicht 15 gespritzt wird, die vorgeformt und in
formende Formen eingesetzt ist. In diesem Fall ist die Temperatur des Zylinders
einer Spritzgießmaschine, die zum Einspritzen des Polyphenylensulfids in die
Innenseite der Dekorschicht 15 verwendet wird, vorzugsweise in einem Bereich
von 280 bis 320°C eingestellt, der Einspritzdruck ist vorzugsweise in einem
Bereich von 300 bis 1000 kg/cm2 eingestellt, und die Temperatur der
formenden Formen ist vorzugsweise in einem Bereich von 80 bis 160°C eingestellt.
Alternativ ist, im Falle, dass die Verstärkungsschicht 16 aus Polycarbonat in
einer ähnlichen Weise gebildet ist, die Temperatur des Zylinders der
Spritzgießmaschine vorzugsweise in einem Bereich von 270 bis 330°C eingestellt,
der Einspritzdruck ist vorzugsweise in einem Bereich von 700 bis 1500 kg/cm2
eingestellt, und die Temperatur der formenden Formen ist vorzugsweise in
einem Bereich von 80 bis 130°C eingestellt. Des weiteren ist, im Falle, dass die
Verstärkungsschicht 16 aus ABS-Harz gebildet ist, die Temperatur des
Zylinders der Spritzgießmaschine vorzugsweise in einem Bereich von 150 bis 250°C
eingestellt, der Einspritzdruck ist vorzugsweise in einem Bereich von 700 bis
1500 kg/cm2 eingestellt, und die Temperatur der formenden Formen ist
vorzugsweise in einem Bereich von 50 bis 100°C eingestellt.
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Im Falle, dass die Verstärkungsschicht 16 aus SMC oder BMC gebildet ist, wird
die vorgeformte Dekorschicht 15 in formende Formen gesetzt, wobei in Streifen
geschnittenes SMC oder BMC auf die Dekorschicht 15 entlang ihrer Innenseite
aufgebracht wird, und dann ein erwärmender und unter Druck setzender
Formungsschritt durchgeführt wird. In diesem Fall sind die bevorzugten
Bedingungen wie folgt: Die Temperatur der Formen ist 100 bis 150°C; der
Formhaltedruck ist 2 bis 8 MPa; und der Haltezeitraum in der Form ist 3 bis 5 Minuten.
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Die Faserverstärkungsschicht 17 ist vorzugsweise aus einem gewebten
Stoffmaterial oder nicht-gewebten Stoffmaterial gebildet, das aus Fasern mit hohem
Elastizitätsmodul und hoher Stärke hergestellt ist, wie beispielsweise
Glasfasern, Kohlenstofffasern, Aramidfasern oder Metallfasern, die, zum Beispiel, aus
Aluminium, Stahl oder rostfreiem Stahl hergestellt sind. Die
Faserverstärkungsschicht 17 kann gebildet werden, indem Fasern wie beispielsweise Glasfasern,
Kohlenstofffasern, Aramidfasern oder Metallfasern lediglich gebündelt werden.
Wenn solche gebündelten Fasern verwendet werden, sind die Fasern
vorzugsweise entlang der Innenoberflächen der Oberflächenelemente 14 angeordnet,
so dass die Längsrichtungen der Fasern senkrecht zu der Naht 18 sind. Des
Weiteren kann das Material zum Bilden der Faserverstärkungsschicht 17 ein
Prepreg sein, in dem thermisch aushärtendes Harz wie beispielsweise
Polyesterharz, Epoxyharz oder Phenolharz in Fasern wie beispielsweise Glasfasern,
Kohlenstofffasern, Aramidfasern oder Metallfasern imprägniert wird.
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Die Flächendichte des gewebten Stoffmaterials, nicht-gewebten Stoffmaterials
oder der Fasern, die die Faserverstärkungsschicht 17 bilden, ist vorzugsweise
im Bereich von 50 bis 500 g/m2.
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Der Durchmesser jeder der Glasfasern ist vorzugsweise in einem ungefähren
Bereich von 8 bis 15 µm, der Durchmesser jeder der Kohlenstofffasern ist
vorzugsweise in einem ungefähren Bereich von 5 bis 10 µm, der Durchmesser
jeder der Aramidfasern ist vorzugsweise in einem ungefähren Bereich von 10 bis
15 µm, und der Durchmesser jeder der Metallfasern ist vorzugsweise in einem
ungefähren Bereich von 100 bis 500 µm.
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Die Faserverstärkungsschicht 17 ist aus einer Schicht oder Schichten des oben
erwähnten gewebten Stoffmaterials oder nicht-gewebten Stoffmaterials
hergestellt, und die Dicke der Faserverstärkungsschicht 17 ist vorzugsweise von 100
bis 500 µm, und mehr bevorzugt von 100 bis 300 µm. Wenn die Dicke der
Faserverstärkungsschicht 17 geringer als 100 µm ist, wird die Wärmeausdehnung
der Kernmaterialschicht 13 nicht ausreichend unterdrückt. Wenn die Dicke der
Faserverstärkungsschicht 17 größer als 300 µm ist, ist die Formbarkeit des
Lenkrads 10 herabgesetzt.
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Die Breite der Faserverstärkungsschicht 17 ist vorzugsweise von 10 mm bis zur
Länge des Innenumfangs der Oberflächenelemente 14 und 14 im Querschnitt,
und mehr bevorzugt von 10 bis 15 mm. Wenn die Breite der
Faserverstärkungsschicht 17 geringer als 10 mm ist, wird die Wärmeausdehnung der
Kernmaterialschicht 13 nicht ausreichend unterdrückt.
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In Fig. 1 ist jede der Faserverstärkungsschichten 17 und 17 so angeordnet, um
ein Oberflächenelement 14 und das andere Oberflächenelement 14 über die
Nähte 18 der Oberflächenelemente 14 und 14 zu überbrücken; die
Faserverstärkungsschichten 17 und 17 können jedoch entlang der gesamten
Innenoberfläche der Oberflächenelemente 14 und 14 vorgesehen sein.
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Wenn die Faserverstärkungsschicht 17 im wesentlichen die gleiche Form hat
wie die gesamte Innenoberfläche der Oberflächenelemente 14 und 14, kann der
Zusammensetzungsvorgang leicht durchgeführt werden, da die
Faserverstärkungsschicht 17 an die Innenseite der Oberflächenelemente 14 und 14
angepasst werden kann.
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Im Lenkrad dieses Ausführungsbeispiels wird, da die oben erwähnten
Faserverstärkungsschichten 17 und 17, hergestellt aus einem Material mit hohem
Elastizitätsmodul und hoher Stärke, vorgesehen sind, die Wärmeausdehnung
der Kernmaterialschicht 13 bei hohen Temperaturen begrenzt, und das
Elastizitätsmodul und die Wärmeverzerrungstemperatur der Kernmaterialschicht 13
nahe der Nähte 18 und 18 wird erhöht; daher kann die Belastungskonzentration
an den Nähten 18 und 18 auf Grund von Wärmeausdehnung der
Kernmaterialschicht 13 verhindert werden. Demgemäss können Risse bzw. Brüche entlang
der Nähte 18 und 18 in dem auf der Oberfläche der Dekorschichten 15 und 15
ausgebildeten Beschichtungsfilm auf Grund von Wärmeausdehnung der
Kernmaterialschicht 13 verhindert werden.
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Ein Herstellungsverfahren für das Lenkrad gemäß der vorliegenden Erfindung
wird unten erklärt werden.
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Als ein erster Schritt werden eine Dekorschicht 15 für die Vorderseite des
Lenkrads 10 und die andere Dekorschicht 15 für die Rückseite des Lenkrads 10
durch einen Formungsprozess zum Bilden einer gekrümmten Oberfläche
entsprechend vorgeformt. Durch diese Vorformungsprozesse wird jede der
Dekorschichten 15 in die im wesentlichen Oberflächenendform des Lenkrads 10
geformt; es ist jedoch nicht nötig, jede der Dekorschichten 15 in dieser Phase in
ihre Endform zu bringen. Es kann nur eine Form zum Formen sowohl der
Vorderseiten- als auch der Rückseitendekorschichten 15 verwendet werden;
alternativ kann der Vorformungsprozess für die Rückseitendekorschicht 15 unter
Verwendung einer anderen Form durchgeführt werden, die Unregelmäßigkeiten
hat für eine bessere Griffigkeit während der Verwendung.
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Der Vorformungsprozess für die Dekorschicht 15 kann unter Verwendung eines
Warmpressprozesses, eines Vakuumpressprozesses, eines Vakuumformens,
eines Druckluftformens oder Ähnlichem durchgeführt werden, von denen
vorzugsweise ein Warmpressprozess und ein Vakuumpressprozess verwendet
werden. Die Betriebsbedingungen für den Warmpressprozess sind
vorzugsweise auf 1 bis 5 Minuten bei 80 bis 140°C eingestellt, und die
Betriebsbedingungen für den Vakuumpressprozess sind vorzugsweise auf 1 bis 10 Minuten bei
80 bis 140°C eingestellt. Die Dekorschicht 15 kann einem bekannten
Befeuchtungsprozess ausgesetzt werden oder einer bekannten Alkalibehandlung
unter Verwendung von Ammoniak, um aufgeweicht zu werden. Durch das
Anwenden einer solchen Vorbehandlung auf die Dekorschicht 15 können Risse in
der Dekorschicht 15 während des Formungsprozesses mit gekrümmter
Oberfläche verhindert werden; so wird ihre Formbarkeit verbessert.
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Als nächstes wird die Verstärkungsschicht 16 gebildet, und die
Verstärkungsschicht 16 wird auf die Dekorschicht 15 geschichtet, um das integrierte
Oberflächenelement 14 zu erhalten.
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Das integrierte Oberflächenelement 14 kann durch das Einspritzen eines
geeigneten Materials, das die Verstärkungsschicht 16 sein soll (d. h. Spritzformen
bzw. Spritzgießen), in die Innenseite der Dekorschicht 15 gebildet werden, die
vorgeformt ist. Das integrierte Oberflächenelement 14 kann gebildet werden,
indem die Verstärkungsschicht 16 in einer vorbestimmten Form mit einem
Formverbund gebildet wird, und indem dann die geformte Verstärkungsschicht
16 auf die Dekorschicht 15 geschichtet wird, so dass sie integriert ist. Der
Formverbund ist beispielsweise SMC oder BMC, hergestellt aus
thermoplastischem Harz oder thermisch aushärtendem Harz.
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Wenn die Verstärkungsschicht 16 unter Verwendung eines Einspritzprozesses
gebildet wird, ist als ein erster Schritt ein Satz von formenden Formen
vorgesehen, d. h. eine obere Form und eine untere Form, die in Bezug zueinander
bewegbar sind, um den Raum dazwischen zu öffnen oder zu schließen. Die
Innenoberfläche des in der unteren Form gebildeten Hohlraums hat die gleiche
Form wie die Außenoberfläche des Lenkrads 10. Als nächstes wird die
vorgeformte Dekorschicht 15 in den Hohlraum der unteren Form gesetzt, die obere
Form wird bewegt, um den Hohlraum zu schließen, Harz wird in den Raum
zwischen der Dekorschicht 15 und der oberen Form eingespritzt, um die
Verstärkungsschicht 16 durch Spritzgießen zu bilden, und das integrierte
Oberflächenelement 14 wird aus den Formen entfernt. Die Temperatur eines Zylinders
für das Spritzgießen ist vorzugsweise auf 150 bis 300°C eingestellt, die
Temperatur der Formen ist vorzugsweise auf 50 bis 160°C eingestellt, und der
Einspritzdruck ist vorzugsweise auf 30 bis 150 MPa eingestellt. In diesem Prozess
wird die Dekorschicht 15, durch den Einspritzformdruck, in eine Form geformt,
die der Innenoberfläche des in der unteren Form gebildeten Hohlraums
entspricht.
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Wenn ein Formungsmaterial wie beispielsweise SMC oder BMC auf die
Dekorschicht 15 geschichtet wird, um integriert zu sein, ist als ein erster Schritt ein
Satz formender Formen vorgesehen, d. h. eine obere Form und eine untere
Form, die in Bezug zueinander bewegbar sind, um den Raum dazwischen zu
öffnen oder zu schließen. Die Innenoberfläche des in der unteren Form
ausgebildeten Hohlraums hat die gleiche Form wie die Außenoberfläche des
Lenkrads 10. Als nächstes wird die untere Form auf 100 bis 150°C erwärmt, die
vorgeformte Dekorschicht 15 wird in den Hohlraum der unteren Form gesetzt,
und das in Streifen geschnittene Formungsmaterial wie beispielsweise SMC
oder BMC wird auf die Dekorschicht 15 aufgebracht. Als nächstes wird die
obere Form bewegt, um den Hohlraum zu schließen, und dann wird ein Wärme-
und Druckformungsschritt durchgeführt, wobei die bevorzugten Bedingungen
wie folgt sind: Die Temperatur der Formen beträgt 100 bis 150°C; der
Formhaltedruck beträgt 2 bis 8 MPa; und der Haltezeitraum in der Form ist 3 bis 5
Minuten. Nachdem diese Bedingungen für einen vorbestimmten Zeitraum
gehalten wurden, wird das integrierte Oberflächenelement 14, das aus der
Dekorschicht 15 und der Verstärkungsschicht 16 besteht, aus den Formen entfernt.
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Nach dem Formen des Oberflächenelements 14 werden unerwünschte Teile,
wie beispielsweise überfließendes Material bzw. Schwimmhäute, die während
des Formungsprozesse gebildet wurden, vom Oberflächenelement 14 entfernt.
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Als nächstes wird, wie in Fig. 2 gezeigt ist, ein Ende eines Glasfasertuchs oder
Ähnlichem, das die Faserverstärkungsschicht 17 bilden soll, locker an der
Innenoberfläche des Oberflächenelements 14 befestigt (d. h. punktbefestigt), das
die Vorderseite des Lenkrads 10 bildet, und zwar mit einem sofort wirkenden
Haftmittel oder Ähnlichem. Ein Glasfasertuch oder Ähnliches kann entlang der
gesamten Innenoberfläche des Oberflächenelements 14 angeordnet sein, um
die Vorderseite zu bilden, und entlang der gesamten Innenoberfläche des
Oberflächenelements 14, um die Rückseite zu bilden, anstatt locker befestigt zu
sein, wie oben erwähnt wurde.
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Als nächstes werden das Oberflächenelement 14, das die Vorderseite des
Lenkrads 10 bilden soll, und das Oberflächenelement 14, das die Rückseite des
Lenkrads 10 bilden soll, im Hohlraum eines Satzes formender Formen
angeordnet, so dass sie aneinander anstoßen, während der Metallkern 12 in der
Mitte davon angeordnet ist.
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Als nächstes wird die obere Form bewegt, um den Hohlraum zu schließen, und
dann wird ein aufschäumbares Harz wie beispielsweise aufschäumbares
Epoxyharz in den Raum zwischen den Oberflächenelementen 14 und 14 und
dem Metallkern 12 geliefert bzw. zugeführt, um die Kernmaterialschicht 13 zu
bilden, und um die Oberflächenelemente 14 und 14, den Metallkern 12 und die
Faserverstärkungsschicht 17 zu integrieren, und so wird ein geformter Körper
für das Lenkrad erhalten. Im Formungsschritt für die Kernmaterialschicht 13 ist
die bevorzugte Temperatur 20 bis 150°C, und die bevorzugte Dauer ist 3 bis 60
Minuten.
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Dann wird der geformte Körper für das Lenkrad aus den Formen entfernt, die
Nähte 18 und 18 zwischen den Oberflächenelementen 14 und 14 werden unter
Verwendung von Sandpapier oder Ähnlichem oberflächenendbearbeitet, und
wenn nötig wird ein Färbeprozess, ein Anstreichprozess, ein Schleifprozess
oder Ähnliches angewendet, um das Lenkrad 10 zu erhalten.
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Um die vorteilhaften Wirkungen der vorliegenden Erfindung klarer bzw.
deutlicher zu machen, wird unten ein genaueres Beispiel des Lenkrads gemäß der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 erklärt werden.
Beispiel 1
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Eine hinterlegte Dekorschicht, in der ein nicht-gewebtes Stoffmaterial bei einer
Flächendichte von 50 g/m2 auf eine Holzlage mit einer Dicke von 0,2 mm
aufgebracht wurde, war als die Dekorschicht 15 vorgesehen. Dann wurde die
hinterlegte Dekorschicht unter Verwendung eines Formungsprozesses mit
gekrümmter Oberfläche einschließlich eines Warmpressschrittes vorgeformt. Die
Betriebsbedingungen für den Warmpressschritt waren auf 120°C für 3 Minuten
eingestellt.
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Als nächstes war ein ungesättigtes Polyesterharz, das 30 Gewichts%
Glasfasern enthielt, als ein SMC-Material vorgesehen.
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Als nächstes wurde die untere Form eines Satzes Formen zum Formen des
Oberflächenelements 14 auf 140°C erwärmt, die vorgeformte Dekorschicht 15
wurde in den Hohlraum der unteren Form gesetzt, und das in Streifen
geschnittene SMC wurde auf die Dekorschicht 15 entlang ihrer Innenoberfläche
aufgebracht.
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Als nächstes wurde die obere Form bewegt, um den Hohlraum zu schließen,
und dann wurde ein Warm- und Druckformungsschritt durchgeführt, wobei die
Betriebsbedingungen wie folgt eingestellt waren: Die Temperatur der Formen
war 140°C; der Formhaltedruck war 3 MPa; und der Haltezeitraum in der Form
war ungefähr 3 Minuten. Nachdem diese Bedingungen für einen vorbestimmten
Zeitraum gehalten wurden, wurde das integrierte Oberflächenelement 14
bestehend aus der Dekorschicht 15 und der Verstärkungsschicht 16 aus den
Formen entfernt.
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Dann wurden unerwünschte Teile wie beispielsweise während des
Formungsprozesses erzeugte Schwimmhäute vom Oberflächenelement 14 entfernt. Die
Dicke des geformten Oberflächenelements 14 war ungefähr 0,5 bis 3,0 mm
nahe der Naht 18, und war ungefähr 0,5 bis 7,00 mm an seiner Oberseite.
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Als nächstes wurden das Oberflächenelement 14, das die Vorderseite des
Lenkrads 10 bilden soll, und das Oberflächenelement 14, das die Rückseite des
Lenkrads 10 bilden soll, im Hohlraum eines Satzes von Formen zum Formen
eines Lenkrads so angeordnet, dass sie aneinander anstiessen, während der
Metallkern 12 in der Mitte davon angeordnet war.
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Dann wurde ein Ende eines gewebten Glasfasertuches, das aus einer
einzelnen Schicht bestand, in der der Durchmesser jeder der Fasern 10 µm war,
deren Flächendichte 100 g/m2 war, deren Dicke 120 µm war, und deren Breite 15 mm
war, um die Faserverstärkungsschicht 17 zu bilden, locker an der
Innenoberfläche des Oberflächenelements 14 befestigt, das die Vorderseite des
Lenkrads 10 bildete, und zwar mit einem sofort wirkenden Haftmittel oder
Ähnlichem.
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Als nächstes wurde die obere Form bewegt, um den Hohlraum zu schließen,
und dann wurde ein aufschäumbares Urethanharz, das 30 Gewichts%
Glasfasern enthielt, die jede eine Länge von 25 mm hatten, in den Raum zwischen
den Oberflächenelementen 14 und 14 und den Metallkern 12 zugeführt, um die
Kernmaterialschicht 13 zu bilden, und um die Oberflächenelemente 14 und 14,
den Metallkern 12 und die Faserverstärkungsschicht 17 zu integrieren, und so
wurde ein geformter Körper für das Lenkrad erhalten. Im Formungsschritt für
die Kernmaterialschicht 13 unter Verwendung des oben erwähnten
aufschäumbaren Urethanharzes war die Temperatur auf 50°C eingestellt, und die Dauer
war auf ungefähr 10 Minuten eingestellt.
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Dann wurde der geformte Körper für das Lenkrad aus den Formen entfernt, die
Nähte 18 und 18 zwischen den Oberflächenelementen 14 und 14 wurden
oberflächenendbearbeitet unter Verwendung von Sandpapier oder Ähnlichem, und
ein Färbeprozess, ein Anstreichprozess, ein Schleifprozess oder Ähnliches
wurde wie erforderlich angewendet, um das Lenkrad 10 zu erhalten.
Beispiel 2
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Eine 3lagige Dekorschicht wurde als die Dekorschicht 15 vorgesehen, in der
eine 0,2 mm dicke eine Oberflächenschicht bildende Holz- bzw.
Holzmateriallage an eine Oberfläche einer dünnen 0,1 dicken Aluminiumplatte angehaftet
wurde, unter Verwendung eines thermisch aushärtenden Klebe- bzw.
Haftmittels, und wobei eine weitere 0,2 mm dicke eine Innenschicht bildende Holzlage
an die andere Oberfläche der dünnen Holzplatte angehaftet wurde, unter
Verwendung eines thermisch aushärtenden Haftmittels.
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Dann wurde die 3lagige Dekorschicht unter Verwendung eines
Formungsprozesses zum Bilden einer gekrümmten Oberfläche einschließlich eines
Vakuumpressschrittes vorgeformt. Die Betriebsbedingungen für den
Vakuumpressschritt waren auf 120°C für 3 Minuten eingestellt.
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Als nächstes war ein ungesättigtes Polyesterharz, das 30 Gewichts%
Glasfasern enthielt, als BMC-Material vorgesehen.
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Als nächstes wurde die untere Form eines Satzes formender Formen auf
140°C erwärmt, die vorgeformte Dekorschicht 15 wurde in den Hohlraum der
unteren Form gesetzt, und das in Streifenform geschnittene BMC-Material wurde
auf die Dekorschicht 15 entlang ihrer Innenseite aufgebracht.
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Als nächstes wurde die obere Form bewegt, um den Hohlraum zu schließen,
und dann wurde ein Warm- und Druckformungsschritt durchgeführt, wobei die
Betriebsbedingungen wie folgt eingestellt waren: Die Temperatur der Formen
betrug 140°C; der Formhaltedruck war 3 MPa; und der Haltezeitraum in der
Form war ungefähr 3 Minuten. Nachdem diese Bedingungen für einen
vorbestimmten Zeitraum gehalten wurden, wurde das integrierte Oberflächenelement
14, bestehend aus der Dekorschicht 15 und der Verstärkungsschicht 16, aus
den Formen entfernt.
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Dann wurden unerwünschte Teile wie beispielsweise während des
Formungsprozesses erzeugte Schwimmhäute vom Oberflächenelement 14 entfernt. Die
Dicke des gebildeten Oberflächenelements 14 war ungefähr 1,0 mm nahe der
Naht 18. Die Dicke des geformten Oberflächenelements 14 war ungefähr
1,5 mm an seiner Oberseite.
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Als nächstes wurden das Oberflächenelement 14, das die Vorderseite des
Lenkrads 10 bilden soll, und das Oberflächenelement 14, das die Rückseite des
Lenkrads 10 bilden soll, im Hohlraum eines Satzes von formenden Formen so
angeordnet, dass sie aneinander anstiessen, während der Metallkern 12 in der
Mitte davon angeordnet war.
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Dann wurde ein Ende eines gewebten Fasertuches, dessen Dicke 100 µm war,
dessen Breite 15 mm war und das aus zwei gewebten Kohlenstoffstoffschichten
bestand, in denen der Durchmesser jeder der Fasern 7 µm war, deren
Flächendichte 100 g/m2 war, deren Dicke 200 µm war, und deren Breite 15 mm war, um
die Faserverstärkungsschicht 17 zu bilden, locker an der Innenoberfläche des
Oberflächenelements 14 befestigt, das die Vorderseite des Lenkrads 10 bildete,
und zwar mit einem sofort wirkenden Haftmittel oder Ähnlichem.
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Als nächstes wurde die obere Form bewegt, um den Hohlraum zu schließen,
und dann wurde ein aufschäumbares Epoxyharz, das 30 Gewichts% Glasfasern
enthielt, die jede eine Länge von 25 mm hatten, in den Raum zwischen den
Oberflächenelementen 14 und 14 und dem Metallkern 12 zugeführt, um die
Kernmaterialschicht 13 zu bilden, und um die Oberflächenelemente 14 und 14,
den Metallkern 12 und die Faserverstärkungsschicht 17 zu integrieren, und so
wurde ein geformter Körper für das Lenkrad erhalten. Im Formungsschritt für
die Kernmaterialschicht 13 unter Verwendung des oben erwähnten
aufschäumbaren Epoxyharzes war die Temperatur auf 140°C eingestellt, und die Dauer
war auf ungefähr 20 Minuten eingestellt.
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Dann wurde der geformte Körper für das Lenkrad aus den Formen entfernt, die
Nähte 18 und 18 zwischen den Oberflächenelementen 14 und 14 wurden
oberflächenendbearbeitet unter Verwendung von Sandpapier oder Ähnlichem, und
ein Färbeprozess, ein Anstreichprozess, ein Schleifprozess oder Ähnliches
wurde wie erforderlich angewendet, um das Lenkrad 10 zu erhalten.
Beispiel 3
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Ein Schichtholz, in dem eine dünne Platte Polyphenylensulfid mit einer Dicke
von 0,10 mm an die Rückseite einer Holz- bzw. Holzmateriallage mit einer Dicke
von 0,20 mm angehaftet wurde, war als die Dekorschicht 15 vorgesehen.
Dann wurde das Schichtholz unter Verwendung eines Formungsprozesses zum
Bilden einer gekrümmten Oberfläche einschließlich eines Warmpressschrittes
vorgeformt. Die Betriebsbedingungen für den Warmpressschritt waren auf 120°C
für 3 Minuten eingestellt.
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Als nächstes wurde die untere Form eines Satzes formender Formen auf 140°C
erwärmt; die vorgeformte Dekorschicht 15 wurde in den Hohlraum der
unteren Form gesetzt; und das in Streifenform geschnittene SMC-Material wurde
auf die Dekorschicht 15 entlang ihrer Innenseite aufgebracht; die obere Form
wurde bewegt, um den Hohlraum zu schließen; die Temperatur des Zylinders
einer Spritzgießmaschine wurde in einem Bereich von 320°C eingestellt, der
Einspritzdruck war in einem Bereich von 700 kg/cm2 eingestellt, und die
Temperatur der formenden Formen war in einem Bereich von 120°C eingestellt; ein
Spritzgießschritt wurde durchgeführt, um die dekorative Verstärkungsschicht 16
aus Polyphenylensulfid innerhalb der Dekorschicht 15 zu bilden; und dann
wurde, nachdem diese Bedingungen für einen vorbestimmten Zeitraum gehalten
wurden, das integrierte Oberflächenelement 14, bestehend aus der
Dekorschicht 15 und der Verstärkungsschicht 16, aus den Formen entfernt.
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Dann wurden unerwünschte Teile wie beispielsweise während des
Formungsprozesses erzeugte Schwimmhäute vom Oberflächenelement 14 entfernt. Die
Dicke des gebildeten Oberflächenelements 14 war ungefähr 1,0 mm nahe der
Naht 18. Die Dicke des geformten Oberflächenelements 14 war ungefähr 1,5 mm
an seiner Oberseite.
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Als nächstes wurden das Oberflächenelement 14, das die Vorderseite des
Lenkrads 10 bilden soll, und das Oberflächenelement 14, das die Rückseite des
Lenkrads 10 bilden soll, im Hohlraum eines Satzes von formenden Formen so
angeordnet, dass sie aneinander anstiessen, während der Metallkern 12 in der
Mitte davon angeordnet war.
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Dann wurde ein Ende eines gewebten Tuches aus rostfreien Stahlfasern, das
aus einer einzelnen Schicht bestand, in der der Durchmesser jeder der Fasern
200 µm war, deren Flächendichte 300 g/m2 war, deren Dicke 400 µm war, und
deren Breite 15 mm war, um die Faserverstärkungsschicht 17 zu bilden, locker
an der Innenoberfläche des Oberflächenelements 14 befestigt, das die
Vorderseite des Lenkrads 10 bildete, und zwar mit einem sofort wirkenden Haftmittel
oder Ähnlichem.
-
Als nächstes wurde die obere Form bewegt, um den Hohlraum zu schließen,
und dann wurde ein aufschäumbares Urethanharz, das 30 Gewichts%
Aluminiumfasern enthielt, die jede eine Länge von 30 mm hatten, in den Raum
zwischen den Oberflächenelementen 14 und 14 und dem Metallkern 12 zugeführt,
um die Kernmaterialschicht 13 zu bilden, und um die Oberflächenelemente 14
und 14, den Metallkern 12 und die Faserverstärkungsschicht 17 zu integrieren,
und so wurde ein geformter Körper für das Lenkrad erhalten. Im
Formungsschritt für die Kernmaterialschicht 13 unter Verwendung des oben erwähnten
aufschäumbaren Urethanharzes war die Temperatur auf 50°C eingestellt, und
die Dauer war auf ungefähr 10 Minuten eingestellt.
-
Dann wurde der geformte Körper für das Lenkrad aus den Formen entfernt, die
Nähte 18 und 18 zwischen den Oberflächenelementen 14 und 14 wurden
oberflächenendbearbeitet unter Verwendung von Sandpapier oder Ähnlichem, und
ein Färbeprozess, ein Anstreichprozess, ein Schleifprozess oder Ähnliches
wurde wie erforderlich angewendet, um das Lenkrad 10 zu erhalten.
Industrielle Anwendbarkeit
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Wie oben erklärt weist das Lenkrad gemäß der vorliegenden Erfindung
Folgendes auf: zwei Oberflächenelemente, die jedes gebildet werden durch
Aufeinanderschichten einer Dekorschicht und einer Verstärkungsschicht, die an Nähten
zusammengefügt sind; eine Kernmaterialschicht, die an der Innenseite der
Oberflächenelemente angeordnet ist; einen Metallkern, der an der Innenseite
der Kernmaterialschicht angeordnet ist, wobei die Oberflächenelemente, die
Kernmaterialschicht und der Metallkern integriert sind, um das Lenkrad zu
bilden; und Faserverstärkungsschichten, die zwischen der Verstärkungsschicht
und der Kernmaterialschicht vorgesehen sind, und die ein Oberflächenelement
und das andere Oberflächenelement über die Nähte der Oberflächenelemente
überbrücken. Demgemäss sind das Elastizitätsmodul und die
Wärmeverzerrungstemperatur der Kernmaterialschicht nahe der Nähte erhöht; daher kann
Belastungskonzentration an den Nähten auf Grund von Wärmeausdehnung der
Kernmaterialschicht verhindert werden. So können Risse bzw. Brüche entlang
der Nähte im auf der Oberfläche der Dekorschichten ausgebildeten
Beschichtungsfilm auf Grund von Wärmeausdehnung der Kernmaterialschicht verhindert
werden.
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Wenn die Faserverstärkungsschichten aus Glasfasern, Kohlenstofffasern,
Aramidfasern oder Metallfasern sind, sind das Elastizitätsmodul und die
Wärmeverzerrungstemperatur der Kernmaterialschicht erhöht; folglich kann die
Wärmeausdehnung der Kernmaterialschicht bei hoher Temperatur begrenzt
werden.
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Wenn Fasern, die jede eine Länge von 25 mm oder mehr haben, in der
Kernmaterialschicht verteilt sind, sind das Elastizitätsmodul und die
Wärmeverzerrungstemperatur der Kernmaterialschicht erhöht; folglich kann die
Wärmeausdehnung der Kernmaterialschicht bei hoher Temperatur begrenzt werden.
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Obwohl die Erfindung hier in Einzelheit beschrieben wurde, unter Bezugname
auf ihre bevorzugten Ausführungsbeispiele und bestimmte beschriebene
Alternativen, sei verstanden, dass diese Beschreibung nur ein Beispiel ist und nicht
in einem begrenzenden Sinn gedeutet werden soll. Es sei weiter verstanden,
dass zahlreiche Veränderungen in den Einzelheiten der Ausführungsbeispiele
der Erfindung, und zusätzliche Ausführungsbeispiele der Erfindung, für
Personen gewöhnlichen Fachkönnens offensichtlich sein werden, und von ihnen
hergestellt werden können, unter Bezugnahme auf diese Beschreibung. Es wird ins
Auge gefasst, dass alle solchen Veränderungen und zusätzlichen
Ausführungsbeispiele innerhalb des Gedankens und des wahren Umfangs der
beanspruchten Erfindung sind.