(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空閉断面構造の補剛範囲を発泡樹脂素材が発泡膨張した発泡樹脂材及び中空金属球の充填によって補剛する車体構造の製造方法であって、
未発泡状態の発泡樹脂素材を収容すると共に粒状の中空金属球を充填した袋体を前記中空閉断面構造の補剛範囲内に配置し、
該袋体内の前記発泡樹脂素材を発泡膨張させて前記補剛範囲内に充填する中空金属球と該中空金属球間の隙間を含む補剛範囲内に充填する発泡樹脂材とからなる充填部材で前記補剛範囲内を充填する、ことを特徴とする車体構造の製造方法。
【請求項２】
中空閉断面構造の連続する第１補剛範囲及び第２補剛範囲をそれぞれ発泡樹脂素材が発泡した発泡樹脂材と中空金属球による第１充填部材の充填及び発泡樹脂素材が発泡した発泡樹脂材からなる第２充填部材の充填によって補剛する車体構造の製造方法であって、
前記中空金属球の通過を阻止すると共に流動性を有する未硬化状態の発泡樹脂材の通過を許容する中空金属規制部材によって前記第１補剛範囲内に装着可能な中空金属球充填部と第２補剛範囲内に装着可能な発泡樹脂材充填部とに区画した袋体を用い、
前記中空金属球充填部に粒状の中空金属球を充填すると共に未発泡状態の発泡樹脂素材を収容した前記袋体を、該中空金属球充填部を前記第１補剛範囲内に発泡樹脂材充填部を第２補剛範囲内に配置して中空閉断面構造に装着し、
該袋体内の前記発泡樹脂素材を発泡膨張させて前記第１補剛範囲内に充填する中空金属球と該中空金属球間の隙間を含む第１補剛範囲内に充填する発泡樹脂材とからなる第１充填部材で前記第１補剛範囲内を充填すると共に発泡樹脂材からなる第２充填部材で前記第２補剛範囲内を充填する、ことを特徴とする車体構造の製造方法。
【請求項３】
前記発泡樹脂素材は、加熱発泡型であって、塗装乾燥工程における熱源により加熱発泡させることを特徴とする請求項１または２に記載の車体構造の製造方法。
【請求項４】
前記袋体は、前記発泡樹脂素材の発泡膨張に必要な温度では溶解することのない弾性変形可能な材料製であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車体構造の製造方法。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体構造の製造方法に関し、特に中空閉断面構造内に粒状の中空金属球及び発泡樹脂材からなる充填部材を充填して補剛する車体構造の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の中空閉断面構造を有するフロントピラー、センタピラー、サイドシル、サイドレール、フロントサイドフレーム等の車体構造は一般に骨格部材としての機能を果たしているが、更に剛性を高める補剛や遮音効果が要求される。このような骨格部材となる中空閉断面構造を補剛及び遮音する手段として従来から発泡樹脂材が広く使用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、図１４に示すように中空閉断面形状のフロントサイドフレーム１０１内を一対の移動防止部材１０２で仕切り、移動防止部材１０２で仕切られた空間に、発泡原液を収容した袋を装填し、しかる後に発泡膨張させることで移動部材１０２間を発泡樹脂材１０３で充填する補剛構造が開示されている。
【０００４】
また、図１５に示すように、閉断面形状のフロントサイドフレーム１０１内を一対の移動防止部材１０２で仕切り、移動防止部材１０２で仕切られた空間に、硬化した発泡樹脂材１０５を収容した袋体１０６を装填して袋体１０６の一部をフロントサイドフレーム１０１の内面に粘着材層１０７によって接着固定するものがある。
【０００５】
更に、特許文献２には、サイドシル内に設けられたリンホースに取付孔を形成する一方、遮蔽板及び遮蔽板に装着された未発泡の発泡樹脂材からなる仕切板をリンホースの取付孔にクリップにより取り付け、しかる後、発泡樹脂材を発泡させてサイドシル内を遮蔽するものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３１５６６２号公報
【特許文献２】特開２００４−３３８５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように中空閉断面構造内に発泡樹脂材等を配置することで車体構造の剛性及び遮音効果が得られる。しかし、特許文献１においては中空閉断面構造内に充填された発泡樹脂材を保持する移動防止部材を設けることから、その構造が複雑になると共に、構成部品が増加して製造コストの増大が懸念される。また、移動防止部材の設置により局部的に剛性が増大することが懸念される。更に、中空閉断面構造内における移動防止部材を配置することが可能な範囲が制限され、発泡樹脂材の設置箇所が制限される。
【０００８】
一方、特許文献２においては、クリップにより仕切板を取り付けることから、リンホース等に取付孔の穿孔加工が必要であり、かつ作業者が仕切板の取り付け作業に要する作業孔が必要であり、これらの取付孔及び作業孔により部材の剛性が局部的に低下することが懸念される。また、クリップを要すると共に、取付孔及び作業孔の形成や、仕切板の取付作業に伴う製造コストの増大が懸念される。
【０００９】
これら特許文献１及び２にあっては、発泡樹脂材が遮音タイプ或いは高剛性タイプの一方に制限され、剛性向上と遮音効果の両立が困難である。
【００１０】
かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、中空閉断面構造の構成部品、製造コストの増加を招くことなく、効率的な剛性及び遮音効果が得られる車体構造の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成する請求項１の車体構造の製造方法の発明は、中空閉断面構造の補剛範囲を発泡樹脂素材が発泡膨張した発泡樹脂材及び中空金属球の充填によって補剛する車体構造の製造方法であって、未発泡状態の発泡樹脂素材を収容すると共に粒状の中空金属球を充填した袋体を前記中空閉断面構造の補剛範囲内に配置し、該袋体内の前記発泡樹脂素材を発泡膨張させて前記補剛範囲内に充填する中空金属球と該中空金属球間の隙間を含む補剛範囲内に充填する発泡樹脂材とからなる充填部材で前記補剛範囲内を充填することを特徴とする。
【００１２】
これによると、中空閉断面構造の補剛範囲に、粒状の中空金属球が充填されると共に未発泡状態の発泡樹脂素材を収容した袋体を中空閉断面構造の補剛範囲内に設置し、袋体内の発泡樹脂素材を発泡膨張させる簡単な作業で、補剛範囲内に充填する中空金属球と中空金属球間の隙間を含む補剛範囲内に充填する発泡樹脂材とからなるブロック状の充填部材が補剛範囲内に充填され、充填部材によって中空閉断面構造の補剛範囲の剛性が確保されると共に遮音効果が得られる。
【００１３】
更に、取付孔やクリップ等の取付手段が不要で発泡樹脂素材及び中空金属球を収容した袋体の設置範囲が制限されることなく、中空閉断面構造の適宜範囲を充填部材により容易に補剛することができる。
【００１４】
また、中空閉断面構造の補剛範囲におけるリンホース等の補剛部材等の削減や省略が可能になり、かつ充填部材等を保持するクリップや取付孔等の充填部材を装着する取付手段が不要であり構造構成部品の増加を招くことなく車体構造の簡素化及び形状等の制限が緩和されると共に、中空金属球が軽量かつ安価であり、発泡樹脂材の必要量の低減と相俟って製造コスト及び質量の増加を招くことなく、効率的な剛性及び遮音効果が得られる。また、充填部材における中空金属球の充填によって補剛範囲の剛性が確保できることから、発泡樹脂材の選択が制限されることなくなり、要望に応じた遮音タイプ或いは高剛性タイプ等を選択することで所望の剛性向上と遮音効果の両立が容易に達成できる。
【００１５】
上記目的を達成する請求項２の車体構造の製造方法の発明は、中空閉断面構造の連続する第１補剛範囲及び第２補剛範囲をそれぞれ発泡樹脂素材が発泡した発泡樹脂材と中空金属球による第１充填部材の充填及び発泡樹脂素材が発泡した発泡樹脂材からなる第２充填部材の充填によって補剛する車体構造の製造方法であって、前記中空金属球の通過を阻止すると共に流動性を有する未硬化状態の発泡樹脂材の通過を許容する中空金属規制部材によって前記第１補剛範囲内に装着可能な中空金属球充填部と第２補剛範囲内に装着可能な発泡樹脂材充填部とに区画した袋体を用い、前記中空金属球充填部に粒状の中空金属球を充填すると共に未発泡状態の発泡樹脂素材を収容した前記袋体を、該中空金属球充填部を前記第１補剛範囲内に発泡樹脂材充填部を第２補剛範囲内に配置して中空閉断面構造に装着し、該袋体内の前記発泡樹脂素材を発泡膨張させて前記第１補剛範囲内に充填する中空金属球と該中空金属球間の隙間を含む第１補剛範囲内に充填する発泡樹脂材とからなる第１充填部材で前記第１補剛範囲内を充填すると共に発泡樹脂材からなる第２充填部材で前記第２補剛範囲内を充填することを特徴とする。
【００１６】
これによると、中空金属規制部材によって第１補剛範囲に装着可能な中空金属球充填部と第２補剛範囲に装着可能な発泡樹脂材充填部に区画された袋体を用い、中空金属球充填部に粒状の中空金属球を充填すると共に未発泡状態の発泡樹脂素材を収容した袋体を、第１補剛範囲及び第２補剛範囲内に配置して、袋体内の前記発泡樹脂素材を発泡膨張させる簡単な作業で、第１補剛範囲内が中空金属球及び発泡樹脂材とからなる第１充填部材で充填されて比較的高剛性が得られると共に第２補剛範囲内が発泡樹脂材からなる第２充填部材で充填され遮音効果が得られる。更に、取付孔やクリップ等の取付手段が不要で発泡樹脂素材及び中空金属球を収容した袋体の設置範囲が制限されることなく、中空閉断面構造の適宜範囲を充填部材により容易に補剛することができる。
【００１７】
中空閉断面構造の補剛範囲におけるリンホース等の補剛部材等の削減や省略が可能になり、かつ充填材等を保持するクリップや取付孔等の充填材を装着する取付手段が不要である構造構成部品の増加を招くことなく車体構造の簡素化及び形状等の制限が緩和されると共に、中空金属球が軽量かつ安価であり、発泡樹脂材の必要量の低減と相俟って製造コスト及び質量の増加を招くことなく車体構造の効率的な剛性及び遮音効果が得られる。
【００１８】
更に、第１充填部材における中空金属球の充填によって第１補剛範囲の剛性が確保できることから、発泡樹脂材の選択が制限されることなくなり、要望に応じた遮音タイプ或いは高剛性タイプ等を選択することで所望の剛性向上と遮音効果の両立が容易に達成できる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の車体構造の製造方法において、前記発泡樹脂素材は、加熱発泡型であって、塗装乾燥工程における熱源により加熱発泡させることを特徴とする。
【００２０】
これによると、塗装乾燥工程における熱源により発泡樹脂素材を加熱発泡させることで、発泡樹脂素材の加熱発泡のための専用の加熱手段が不要になり設備及び製造コストの抑制が得られる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の車体構造の製造方法において、前記袋体は、前記発泡樹脂素材の発泡膨張に必要な温度では溶解することのない弾性変形可能な材料製であることを特徴とする。  
【００２２】
これによると、発泡樹脂素材の発泡膨張に必要な温度では袋体が溶解することなく、発泡過程において発泡樹脂樹材の形状が袋体によって保持されて所期の補剛範囲の形状に倣った形状の充填部材が確保でき、充填部材による所期の効果が確保できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、中空閉断面構造の補剛範囲に、粒状の中空金属球が充填されると共に未発泡状態の発泡樹脂素材を収容した袋体を中空閉断面構造の補剛範囲内に設置し、袋体内の発泡樹脂素材を発泡膨張させる簡単な工程で、補剛範囲内に充填する中空金属球と中空金属球間の隙間を含む補剛範囲内に充填する発泡樹脂材とからなるブロック状の充填部材が補剛範囲内に充填され、充填部材によって中空閉断面構造の補剛範囲の剛性が確保されると共に遮音効果が得られる。
【００２４】
また、中空閉断面構造の補剛範囲におけるリンホース等の補剛部材等の削減や省略が可能になり、かつ充填材等を保持するクリップや取付孔等の充填材を装着する取付手段が不要である構造構成部品の増加を招くことなく車体構造の簡素化及び形状等の制限が緩和されると共に、中空金属球が軽量かつ安価であり、発泡樹脂材の必要量の低減と相俟って製造コスト及び質量の増加を招くことなく、効率的な剛性及び遮音効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る車体の要部斜視図である。
【図２】図１におけるＩＩ部断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図３のＩＶ部拡大図である。
【図５】中空金属球の断面図である。
【図６】袋体の概要を示す一部破断説明図である。
【図７】袋体内に中空金属球及び発泡樹脂素材を供給する作業状態を示す図である。
【図８】袋体を連結部に設置する作業状態を示す図である。
【図９】本発明の第２実施の形態に係るフロントピラーとサイドレールとフロントレールの連結部を模式的に示す図である。
【図１０】図９の要部破断説明図である。
【図１１】袋体の概要を示す一部破断説明図である。
【図１２】袋体内に中空金属球及び発泡樹脂素材を供給する作業状態を示す図である。
【図１３】袋体を設置する作業状態を示す図である。
【図１４】従来の補剛及び遮音構造の説明図である。
【図１５】従来の補剛及び遮音構造の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明による車体構造の製造方法の実施の形態を図を参照して説明する。
【００２７】
（第１実施の形態）
本発明の第１実施の形態を図１乃至図８を参照して説明する。図１は、車体１の要部斜視図であり、図２は図１のＩＩ部断面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図４は図３のＩＶ部拡大図である。
【００２８】
車体１の側部にフロントドア開口部２及びリヤドア開口部３が形成される。フロントドア開口部２及びリヤドア開口部３の下部に車体前後方向に沿ってサイドシル１０が延在し、フロントドア開口部２とリヤドア開口部３との間に上下方向に延在するセンタピラー１５が配置され、フロントドア開口部２の前縁に沿ってフロントピラー２０が配置され、センタピラー１５の下端がサイドシル１０の車体前後方向の中間部に結合し、フロントピラー２０の下端がサイドシル１０の前端に結合される。
【００２９】
左右のサイドシル１０は車幅方向に延在するクロスメンバによって連結されると共にフロアパネル５が架け渡され、左右のフロントピラー２０間にフロアパネル５の前端に沿って接合されて車室とエンジンルームとを区画するトーボードが架設される。また、フロントドア開口部２及びリヤドア開口部３の上縁に沿ってサイドレール２５が延在し、センタピラー１５の上部及びフロントピラー２０の上部がサイドレール２５に接合され、左右のサイドレール２５の前端間及び後端間にそれぞれフロントレール３０及びリヤレール３５が架設され、左右のサイドレール２５の間にルーフパネル７が架設される。
【００３０】
これら骨格部材となるサイドシル１０、センタピラー１５、フロントピラー２０、サイドレール２５、フロントレール３０、リヤレール３５は中空閉断面構造であって、サイドシル１０はサイドシルアウタパネル１１とサイドシルインナパネル１２によって車体前後方向に延在する中空閉断面状に形成され、センタピラー１５はセンタピラーアウタパネル１６とセンタピラーインナパネル１７によって上下方向に延在する中空閉断面状に形成される。
【００３１】
サイドシル１０とセンタピラー１５との連結部１０Ａは、図３に示すようにサイドシルアウタパネル１１の上縁とセンタピラーアウタパネル１６の下端が接合し、サイドシルインナパネル１２の上縁とセンタピラーインナパネル１７の下端が接合した中空状で連続するＴ字状に形成される。また、センタピラーインナ１７には、連結部１０Ａより上方位置に、例えばシートベルト装置取付用の開口部１８が開口している。
【００３２】
ここで、サイドシル１０とセンタピラー１５との連結部１０Ａは、サイドシル１０、センタピラー１５及びフロアパネル５を強固に結合して車体剛性を確保し、更に衝突時等の荷重入力に対処すべく比較的大きな剛性が要求されると共に、制振及び遮音機能が要求される。
【００３３】
この比較的大きな剛性が要求されると共に制振及び遮音機能が要求される補剛範囲となる連結部１０Ａ内に、比較的軽量で剛性を有する粒状の中空金属球５１及び制振及び遮音機能に優れた発泡樹脂材５２からなる充填部材５０が充填される。この充填部材５０は、粒状の中空金属球５１と未発泡状態の発泡樹脂素材５３が収容された袋体５５を連結部１０Ａ内に装着し、しかる後、塗装乾燥工程における熱源により発泡樹脂素材５３を加熱発泡させることで形成される。
【００３４】
次に、この充填部材５０を中空閉断面構造の補剛範囲となる連結部１０Ａ内に充填する作業工程を説明する。
【００３５】
充填材５０を構成する粒状の中空金属球５１は、中空球状にして比重を軽減したものであって、図５にその断面を示すように、例えば直径ｄが１〜５ｍｍで、肉厚ｔが７０〜１００μｍで見かけの密度が０．８〜０．９ｇ／ｃｍ３の軽量な中空鉄球によって構成される。この中空鉄球は、例えば特開２００９−１２１５９９号公報に開示されるように、発泡樹脂球の表面に、酸化鉄を含むスラリを噴霧して皮膜を付け、得られた皮膜付発泡樹脂材を焼結することで得られる。
【００３６】
発泡樹脂素材は、一般に液状或いはビーズ状であり、本実施の形態における発泡樹脂素材５３は液状で、加熱により発泡膨張する加熱発泡型である。また、発泡後の発泡樹脂材５２において主に遮音機能を目的とする遮音タイプである。
【００３７】
袋体５５は、発泡樹脂素材５３の発泡膨張に必要な温度（例えば１４０℃〜１７０℃）では溶解することがないゴム等の弾性変形可能な材料製であって、図６に一部破断斜視図に示すように、補剛範囲となる連結部１０Ａにおけるサイドシル１０内に嵌装してサイドシル１０の延在方向に延在するサイドシル対応部分５６及びサイドシル対応部分５６から分岐してセンタピラー１５の下部内に嵌装可能なセンタピラー対応部分５７が一体形成さたれＴ字状の中空形状で、ほぼ連結部１０Ａの内面形状に倣った形状で、連結部１０Ａの内部空間内に嵌装可能に形成される。この袋体５５の適宜箇所、例えばセンタピラー対応部分５７の頂端部に中空金属球５１及び発泡樹脂素材５３を投入するための材料供給口５５ａが形成される。
【００３８】
そして、図７に作業状態を示すように、充填部材５０を充填すべき連結部１０Ａの内部空間容積とほぼ同様の量の中空金属球５１を、材料供給口５５ａから袋体５５に投入する。更に袋体５５に、予め設定された量の発泡樹脂素材５３、例えば発泡膨張した際に袋体５５内の中空金属球５１間に侵入し、かつ中空金属球５１と共に連結部１０Ａの内部空間を充填する発泡樹脂材５２となるに十分な未発泡の発泡樹脂素材５３を供給して準備する。これら袋体５５に投入する中空金属球５１の量及び発泡樹脂素材５３の量は実験やシミュレーション等により設定することが好ましい。
【００３９】
この粒状の中空金属球５１及び発泡樹脂素材５３を収容した袋体５５を、図８に作業状態を示すように、センタピラーインナ１７に開口する開口部１８や他の開口部等から連結部１０Ａ内に挿入して連結部１０Ａの内部空間内に位置決めして設置する。即ち連結部１０Ａにおけるサイドシルアウタパネル１１とサイドシルインナパネル１２との間にサイドシル対応部分５６が嵌合保持され、センタピラーアウタ１６とセンタピラーインナ１７によってセンタピラー対応部分５７が嵌合保持された状態で袋体５５が連結部１０Ａ内に安定した状態で保持される。これにより袋体５５を介在して連結部１０Ａの内部空間が粒状の中空金属球５１で充填され、袋体５５の底部に発泡樹脂材料５３が貯留される。
【００４０】
しかる後、組み立てられた車体は塗装工程に搬送される。車体の組み立てや搬送過程において、中空金属球５１及び発泡樹脂素材５３を収容した袋体５５はサイドシル１１とセンタピラー１５の連結部１０Ａの内部空間内に嵌合保持され、連結部１０Ａ内に設置された状態が維持される。
【００４１】
塗装工程に搬送された車体が塗装され、塗装乾燥工程において加熱乾燥される。この塗装乾燥工程における熱源により連結部１０Ａの内部空間に装着された袋体５５内の発泡樹脂素材５３を加熱発泡させる。このように塗装乾燥工程における熱源によって連結部１０Ａ内に袋体５５を介在して保持された発泡樹脂素材５３を加熱発泡させることで、加熱発泡のための専用の加熱手段が不要になり設備及び製造コストの抑制が得られる。
【００４２】
この発泡樹脂素材５３の発泡膨張に伴って、連結部１０Ａのサイドシル１０及びセンタピラー１５によって保持された袋体５５のサイドシル対応部分５６及びセンタピラー対応部分５７が発泡した未硬化状態の発泡樹脂材５２で満たされ、袋体５５内に充填された各中空金属球５１間及び中空金属球５１と袋体５５の内面との間の隙間に侵入して袋体５５内が粒状の中空金属球５１と発泡樹脂材５２によって充填される。更に袋体５５のサイドシル対応部分５６がサイドシルアウタパネル１１及びサイドシルインナパネル１２の内面に倣って押圧されて密着すると共にセンタピラー対応部分５７がセンタピラーアウタパネル２１及びセンタピラーインナパネル２２の内面形状に倣って押圧されて密接して袋体５５が溶解し、連結部１０Ａの内部空間が多数の中空金属球５１及び発泡樹脂材５２からなるブロック状の充填部材５０によって充填され、しかる後発泡樹脂材５２が硬化する。ここで、発泡樹脂素材５３の発泡膨張に必要な温度では袋体５５が溶解することなく、発泡過程において発泡する発泡樹脂樹材料５２の形状が袋体５５によって保持されて連結部１０Ａ内の複雑な形状に倣った形状の充填部材５０が確保できる。
【００４３】
この発泡充填に伴う充填部材５０内に残留する空気及び発泡ガスは、サイドシル１０及びセンタピラー１５を介して放出され、充填部材５０内に残留ガスが滞留することが回避されて、ボイドの発生が抑制されて円滑な発泡充填が確保できる。
【００４４】
このようにサイドシル１０とセンタピラー１５との連結部１０Ａにおいて中空Ｔ字状に区画された連結部１０Ａ内に充填された中空金属球５１及び発泡樹脂材５２からなる充填部材５０を備えることで、連結部１０Ａ内が比較的剛性の高い中空金属球５１が充填され比較的大きな剛性が確保されると共に、遮音及び制振機能に優れた発泡樹脂材５２により該部範囲における遮音及び振動抑制が得られる。
【００４５】
更に、サイドシル１０及びセンタピラー１５に外方から荷重が加わる際には、荷重が入力される部分、例えば図４に矢印Ｐで示す荷重がサイドシルアウタパネル１１に入力すると、サイドシルアウタパネル１１が撓み乃至変形し、この撓み乃至変形に伴ってサイドシルアウタパネル１１の撓み乃至変形発生範囲に接する中空金属球５１が隣接する中空金属球５１に圧接して摩擦力による荷重吸収及び荷重が分散し、個々の中空金属球５１が次々に隣接する中空金属球５１に圧接して荷重を吸収分散して連結部１０Ａの広い範囲に荷重分散すると共に、各中空金属球５１間及び中空金属球５１とサイドシル１０及びセンタピラー１５の内面との間の隙間に介在する発泡樹脂材５２の変形によって荷重が吸収され、サイドシル１０及びセンタピラー１５の変形に伴う大きな抗力が確保される。
【００４６】
また、サイドシル１０とセンタピラー１５との連結部１０Ａの内部空間内に中空金属球５１が充填され、かつ各中空金属球５１間及び中空金属球５１とサイドシル１０及びセンタピラー１５の内面との間の隙間に侵入して充填部材５０が形成されることから、連結部１０Ａ内において中空金属球５１の移動が規制され、安定した状態で各中空金属球５１が保持される。
【００４７】
従って、剛性、制振及び遮音が要求されるサイドシル１０とセンタピラー１５との連結部１０Ａに、粒状の中空金属球５１及び未発泡状態の発泡樹脂素材５３を収容した袋体５５を設置し、塗装乾燥の際の熱源、例えば乾燥熱で発泡樹脂素材５３を発泡膨張させることで、複雑な形状の連結部１０Ａの内部空間が中空金属球５１及び発泡樹脂材５２からなるブロック状の充填部材５０によって充填されることから、簡単な構成及び作業で効率的にサイドシル１０とセンタピラー１５との連結部１０Ａにおける遮音効果が得られ、剛性が確保できる。
【００４８】
また、サイドシル１０とセンタピラー１５との連結部１０Ａにおけるリンホース等の補剛部材等の削減や省略が可能になり、かつ充填材等を保持するクリップや取付孔等の充填材を装着する取付手段が不要であり構造構成部品の増加を招くことなく車体構造の簡素化及び形状等の制限が緩和される。更に、中空金属球５１が軽量かつ安価であり、発泡樹脂材の必要量の低減と相俟って製造コスト及び質量の増加を招くことなく、車体構造の効率的な剛性及び遮音効果が得られる。
【００４９】
なお、連結部１０Ａの剛性及び遮音機能の要求に応じて剛性の異なる種々の中空金属球５１に変更することも可能であり、また、充填部材５０における中空金属球５１の充填によって連結部１０Ａの剛性が確保されることから、発泡樹脂材５２の選択範囲が緩和され、要望に応じた剛性機能を目的とした高剛性タイプ及び遮音性を目的とした遮音タイプ等種々の発泡樹脂素材５３を適宜選択的に用いることが可能になり所望の剛性向上と遮音効果の両立が容易に達成できる。
【００５０】
なお、上記実施の形態では袋体５５を塗装乾燥工程における熱源で溶解する材質により構成したが、溶解することのない弾性変形可能な材質によって形成することもできる。この場合、充填部材５０が袋体５５を介在して連結部１０Ａ内に嵌装される。
【００５１】
上記実施の形態では、サイドシル１０とセンタピラー１５の連結部１０Ａを対象に説明したが、充填部材を保持するクリップや取付孔等の充填部材を取り付けるための取付手段が不要であり、発泡樹脂素材５３及び中空金属球５１を充填した袋体５５の設配が制限されることなく、サイドレール６や車体フレーム等の他の中空断面構造の適宜範囲を充填部材５０によって容易に補剛することができる。更に、中空金属球５１は、中空にして比重を軽減したものであって球形に限定されるものではなく、立方体等の球形に類似した形状でよく、素材は鉄、炭素鋼、ステンレス鋼等の鉄系金属や他の金属によって構成することができる。
【００５２】
（第２実施の形態）
本発明の第２実施の形態を図９乃至図１２を参照して説明する。図９は、車体における中空閉断面構造となるフロントピラー２０とサイドレール２５とフロントレール３０の連結部２０Ａを模式的に示す図、図１０は図９の要部破断説明図である。
【００５３】
図９及び図１０に示すように、フロントピラー２０、サイドレール２５、フロントレール３０は中空閉断面構造であって、上下方向に延在するフロントピラー２０の上端に車体前後方向に延在するサイドレール３０の前端が連結され、フロントピラー２０とサイドレール２５の連結部に車幅方向に延在するフロントレール３０の端部が連結され、フロントピラー２０とサイドレール２５とフロントレール３０との連結部２０Ａはフロントピラー２０の上端、サイドレール２５の前端、及びフロントレール３０の端部によって中空状で連続する複雑な形状の三又構造に形成される。
【００５４】
ここで、フロントピラー２０とサイドレール２５とフロントレール３０との連結部２０Ａは、フロントピラー２０、サイドレール２５、フロントレール３０とを強固に結合して車体剛性を確保すべく比較的大きな剛性が要求され、この連結部２０Ａが第１補剛範囲である。一方、連結部２０Ａに連続するフロントピラー２０の上部範囲２０ａ、サイドレール２５の前部範囲２５ａ、フロントレール３０の側端範囲３０ａには剛性が要求されるとともに制振及び遮音機能が要求され、これらフロントピラー２０の上部範囲２０ａ、サイドレール２５の前部範囲２５ａ、フロントレール３０の側端範囲３０ａが第２補剛範囲となる。
【００５５】
図１０に示すように比較的大きな剛性が要求されると共に制振及び遮音機能が要求されるフロントピラー２０とサイドレール２５とフロントレール３０との連結部２０Ａ内、即ち第１補剛範囲に比較的軽量で剛性を有する粒状で中空金属球５１及び制振及び遮音機能に優れた発泡樹脂材５２からなる第１充填部材６１が充填して装着される。特に制振及び遮音機能が要求されるフロントピラー２０の上部範囲２０ａ、サイドレール２５の前部範囲２５ａ、フロントレール３０の側端範囲３０ａ、即ち各第２補剛範囲には制振及び遮音機能に優れた発泡樹脂材５２からなる第２充填部材６２、６３、６４が充填して装着される。これら第１充填部材６１、第２充填部材６２、６３、６４は一体形成された充填部材６０となる。
【００５６】
この連結部２０Ａ内の第１充填部材６１及びフロントピラー２０の上部範囲２０ａ、サイドレール２５の前部範囲２５ａ、フロントレール３０の側端範囲３０ａの第２充填材６２、６３、６４は、粒状の中空金属球５１と未発泡状態の発泡樹脂素材５３が収容された袋体７０を連結部２０Ａ及びフロントピラー２０の上部範囲２０ａ、サイドレール２５の前部範囲２５ａ、フロントレール３０の側端範囲３０ａ内に亘って装着し、しかる後、塗装乾燥工程における熱源により発泡樹脂素材５３を加熱発泡させることで形成される。
【００５７】
袋体７０は、発泡樹脂素材５３の発泡膨張に必要な温度では溶解することがないゴム等の弾性変形可能な材料製であって、図１１に一部破断斜視図を示すように、連結部２０Ａ内に嵌装可能な中空金属球充填部となる連結部対応部分７１、この連結部対応部分７１から分岐してそれぞれフロントピラー２０の上部範囲２０ａ内、サイドレール２５の前部範囲２５ａ内、フロントレール３０の側端範囲３０ａ内に嵌装可能な発泡樹脂材充填部となるフロントピラー対応部分７２、サイドレール対応部分７３、フロントレール対応部分７４が突出して一体形成された三又状の中空形状に形成される。
【００５８】
連結部対応部分７１とフロントピラー対応部分７２との間が中空金属球５１の通過を阻止する一方、発泡樹脂素材５３及び流動性を有する未硬化状態の発泡樹脂材の通過が可能なメッシュ等の中空金属移動規制部材７５によって区画される。同様に連結部対応部分７１とサイドレール対応部分７３及び連結部対応部分７１とフロントレール対応部分７４が中空金属移動規制部材７６、７７によって区画される。また、連結部対応部分７１に中空金属球５１及び発泡樹脂素材５３を投入するための材料供給口７０ａが形成される。
【００５９】
そして、図１２に作業状態を示すように、袋体７０内に、その材料供給口７０ａから充填部材６０を充填すべき連結部２０Ａの内部空間容積とほぼ同様の量の中空金属球５１を投入すると共に発泡樹脂素材５３を供給する。材料供給口７０ａから供給された中空金属球５１は中空金属移動規制部材７５、７６、７７によって区画形成された連結部対応部分７１内に保持される。これら袋体７０に投入する中空金属球５１の量及び発泡樹脂素材５３の量は実験やシミュレーション等により設定することが好ましい。
【００６０】
この粒状の中空金属球５１及び発泡樹脂素材５３を収容した袋体７０を、図１３に作業状態を示すように、連結部２０Ａの内部空間に連結部対応部分７１が嵌合すると共に、フロントピラー対応部分７２がフロントピラー２０の上部範囲２０ａ内に嵌装し、サイドレール対応部分７３がサイドレール２５の前部範囲２５ａ内に嵌装し、かつフロントレール対応部分７４がフロントレール３０の側端範囲３０ａ内に嵌装させて設置する。これにより袋体７０を介して連結部２０Ａの内部空間が粒状の中空金属球５１で充填され、フロントピラー対応部分７２内等に発泡樹脂素材５３が貯留される。
【００６１】
しかる後、組み立てられた車体１は塗装工程に搬送される。車体の組み立てや搬送工程において、中空金属球５１及び発泡樹脂素材５３を収容した袋体７０は、連結部２０Ａ及びフロントピラー２０の上部範囲２０ａ、サイドレール２５の前部範囲２５ａ、フロントレール３０の側端範囲３０ａにそれぞれ連結部対応部分７１、フロントピラー対応部分７２、サイドレール対応部分７３、フロントレール対応部分７４が嵌合保持され、所期位置に安定した状態で維持される。
【００６２】
塗装工程に搬送された車体が塗装され、塗装乾燥工程において加熱乾燥される。この塗装乾燥工程における熱源により袋体７０の主にフロントピラー対応部分７２に収容された発泡樹脂素材５３を加熱発泡させる。
【００６３】
この発泡樹脂素材５３の発泡膨張により、袋体７０のフロントピラー２０に保持されたフロントピラー対応部７２内が発泡した発泡樹脂材５２で満たされ、更に流動性を有する未硬化状態の発泡樹脂材５２が中空金属移動規制部材７５を通過して、連結部２０Ａ内に保持された連結部対応部分７１内に誘導され、連結部対応部分７１内に充填された各中空金属球５１間及び中空金属球５２と袋体７０の連結部対応部分７１の内面との間の隙間に侵入して袋体７０を介在して連結部２０Ａ内が粒状の中空金属球５１と未硬化状態の発泡樹脂材５２によって充填される。
【００６４】
更に、連続する発泡樹脂材５２の発泡膨張に伴って、連結部対応部分７１内の充填に続いて未硬化状態の発泡樹脂材５２が連結部対応部分７１から中空金属移動規制部材７６を通過してサイドレール２５内に保持されたサイドレール対応部分７２内に侵入して袋体７０を介在してサイドレール２５の前部範囲２５ａ内が未硬化状態の発泡樹脂材５２によって充填される。同様に、未硬化状態の発泡樹脂材５２が連結部対応部分７１から中空金属移動規制部材７７を通過してフロントレール３０内に保持されたフロントレール対応部分７４内に侵入して袋体７０を介在してフロントレール３０の側端範囲３０ａ内が未硬化状態の発泡樹脂材５２によって充填される。
【００６５】
この袋体７０内の発泡樹脂材５２の発泡膨張によって、袋体７０の連結部対応部分７１がフロントピラー２０の上端、サイドレール２５の前端、フロントレール３０の側端によって形成された連結部２０Ａの内面に倣って押圧されて密着して連結部対応部分７１が加熱されて溶解し、連結部２０Ａの内部空間が多数の中空金属球５１及び発泡樹脂材５２からなるブロック状の充填部材６１によって充填され、しかる後発泡樹脂材５２が硬化する。
【００６６】
同様に、フロントピラー対応部分７２がフロントピラー２０の上部範囲２０ａの内面に倣って押圧されて密着してフロントピラー対応部分７２が加熱されて溶解しフロントピラー２０の上部範囲２０ａの内部空間が発泡樹脂材５２からなるブロック状の第２充填部材６２によって充填されて硬化し、サイドレール対応部分７３がサイドレール２５の前部範囲２５ａの内面に倣って押圧されて密着してサイドレール対応部分７３が加熱されて溶解しサイドレール２５の前部範囲２５ａの内部空間が発泡樹脂材５２からなるブロック状の第２充填部材６３によって充填されて硬化し、フロントレール対応部分７４がフロントレール３０の側端範囲３０ａの内面に倣って押圧されて密着してフロントレール対応部分７４が溶解してフロントレール３０の側端部範囲３０ａの内部空間が発泡樹脂材５２からなるブロック状の第２充填部材６４によって充填されて硬化する。これらセンタピラー２０の上部範囲２０ａ内に充填される第２充填部材６２と、サイドレール２５の前部範囲２５ａ内に充填される第２充填部材６３と、フロントレール３０の側端範囲３０ａ内に充填される第２充填部材６４は、連結部２０Ａ内に充填される第１充填部材６１を介してそれぞれ一体形成されて充填部材６０となる。
【００６７】
ここで、発泡樹脂素材５３の発泡膨張に必要な温度では袋体５５が溶解することなく、発泡過程において発泡する発泡樹脂材５２の形状が袋体５５の連結部対応部分７１によって保持されて連結部２０Ａ内の形状に倣った形状の第１充填部材６１が確保できる。同様にフロントピラー対応部分７２、サイドレール対応部分７３、フロントレール対応部分７４にそれぞれ保持されてフロントピラー２０の上部範囲２０ａ、サイドレール２５の前部範囲２５ａ、フロントレール３０の側端範囲３０ａ内の形状に倣った形状の第２充填部材６２、６３、６４が確保できる。
【００６８】
これにより、図１０に示すように、比較的大きな剛性が要求される複雑な形状のフロントピラー２０とサイドレール２５とフロントレール３０との連結部２０Ａ内に比較的剛性の高い中空金属球５１が充填され、かつ各中空金属球５１間及び中空金属球５１と連結部２０Ａの内面との間に発泡樹脂材５２によって形成され第１充填部材６１によって充填され、連結部２０Ａの断面変形が抑制されて比較的大きな剛性が確保される。これによりフロントピラー２０とサイドレール２５とフロントレール３０の結合部の剛性が向上する。また、連結部２０Ａにおける遮音及び振動抑制得られる。
【００６９】
一方、比較的遮音及び振動抑制が要求されるフロントピラー２０の上部範囲２０ａ、サイドレール２５の前部範囲２５ａ、フロントレール３０の側端範囲３０ａ内に、遮音性及び制振機能に優れた発泡樹脂材５１からなる第２充填部材６２、６３、６４を充填することで、フロントピラー２０の上部範囲２０ａ、サイドレール２５の前部範囲２５ａ、フロントレール３０の側端範囲３０ａの断面変形が抑制されて剛性が確保されると共に、該部における遮音及び振動抑制が得られる。
【００７０】
これにより、フロントピラー２０に荷重が入力された際には、第２充填部材６２によって剛性が確保されたフロントピラー２０の上部範囲２０ａから中空金属球５１及び発泡樹脂材５２からなる第１充填部材６１によって比較的大きな剛性に補剛された連結部２０Ａに伝達され、連結部２０Ａの歪み乃至変形に伴って充填部材６０内の中空金属球５１が隣接する中空金属球５１に圧接及び摩擦により荷重吸収及び分散して連結部２０Ａ内の広い範囲に荷重分散すると共に連結部２０Ａから第２充填部材６３によって剛性が確保されたサイドレール２５及び第２充填物６４によって補剛されたフロントレール３０に効率的に荷重分散できる。
【００７１】
同様に、サイドレール２５に入力された荷重は、第２充填部材６３によって剛性が確保されたサイドレール２５の前部範囲２０ａから第１充填部材６１によって比較的大きな剛性に補剛された連結部２０Ａに伝達され、連結部２０Ａから第２充填部材６２によって剛性が確保されたフロントピラー２０及び第２充填部材６４によって補剛されたフロントレール３０に効率的に荷重分散できる。また、フロントレール３０に荷重が入力された荷重は、第２充填部材６４によって剛性が確保されたフロントレール３０の側端範囲３０ａから第１充填部材６１によって比較的大きな剛性に補剛された連結部２０Ａに伝達され、連結部２０Ａから第２充填部材６２によって剛性が確保されたフロントピラー２０及び第２充填物６３によって補剛されたサイドレール２５に効率的に荷重分散できる
【００７２】
従って、比較的剛性が要求される連結部２０Ａ内に嵌装可能な連結部対応部分７１、連結部対応部分７１から分岐して比較的遮音機能が要求されるフロントピラー２０の上部範囲２０ａ内、サイドレール２５の前部範囲２５ａ内、及びフロントレール３０の側端範囲３０ａ内にそれぞれ嵌装可能なフロントピラー対応部分７２、サイドレール対応部分７３、フロントレール対応部分７４を有し、連結部対応分７１と各フロントピラー対応部分７２、サイドレール対応部分７３、フロントレール対応部分７４を区画する中空金属移動規制部材７５、７６、７７を有する袋体７０を準備し、袋体７０の連結部対応部分７１に粒状の中空金属球５１を充填し、かつ袋体７０内に未発泡状態の発泡樹脂素材５３を収容する。この中空金属球５１及び発泡樹脂素材５３を収容した袋体７０を連結部２０Ａに連結部対応部分７１、フロントピラー２０の上部範囲２０ａにフロントピラー対応部分７２、サイドレール２５の前部範囲２５ａにサイドレール対応部分７３、フロントレール３０の側端範囲３０ａにフロントレール対応部分７４をそれぞれ嵌合して設置し、塗装乾燥工程の際の熱源、例えば乾燥熱で発泡樹脂素材５３を発泡膨張させることで、連結部２０Ａの内部空間が中空金属球５１及び発泡樹脂材５２からなる第１充填部材６１によって充填されて比較的高剛性が得られ、フロントピラー２０の上部範囲２０ａ、サイドレール２５の前部範囲２５ａ、フロントレール３０の側端範囲３０ａ内が発泡樹脂材５２からなる第２充填部材６２、６３、６４によって充填されて該部の遮音効果が得られる。
【００７３】
また、フロントピラー２０とサイドレール２５とフロントレール３０との連結部２０Ａ及びフロントピラー２０の上部範囲２０ａ、サイドレール２５の前部範囲２５ａ、フロントレール３０の側端範囲３０ａにおけるリンホース等の強部材等の削減や省略が可能になり、かつ充填材を保持するクリップや取付孔等の充填部材を装着する取付手段が不要であり構造構成部品の増加を招くことなく、車体構造の簡素化及び形状等の制限が緩和されると共に、中空金属球が軽量かつ安価であり、発泡樹脂材の必要量の低減と相俟って製造コスト及び質量の増加を招くことなく、効率的な剛性及び遮音効果が得られる。
【００７４】
なお、連結部１０Ａやフロントピラー２０、サイドレール２５、フロントレール３０等の要求剛性及び遮音機能に応じて、剛性の異なる種々の中空金属球５１に変更することも可能であり、また、剛性機能を目的とした高剛性タイプ及び遮音性を目的とした遮音タイプ等種々のタイプの発泡樹脂素材５３を適宜選択的に用いることができる。特に、連結部２０Ａの剛性及び遮音機能の要求に応じて剛性の異なる種々の中空金属球５１に変更することも可能であり、また、第１充填部材６１における中空金属球５１の充填によって連結部２０Ａの剛性が確保されることから、発泡樹脂材５２の選択範囲が緩和され、要望に応じた剛性機能を目的とした高剛性タイプ及び遮音性を目的とした遮音タイプ等種々の発泡樹脂素材５３を適宜選択的に用いることが可能になり所望の剛性向上と遮音効果の両立が容易に達成できる。
【００７５】
なお、袋体７０を塗装乾燥工程における熱源で溶解する材料で構成したが、溶解することのない弾性変形可能な材料によって形成することもできる。
【００７６】
また、上記実施の形態では、フロントピラー２０とサイドレール２５とフロントレール３０との連結部２０Ａを対象に説明したが、発泡樹脂素材５３及び中空金属球５１を充填した袋体７０の設置配意が制限されるこよなく、リヤピラとサイドレールとリヤレールとの連結部等の剛性及び遮音等が要求される他の中空断面構造に適用することができる。更に、中空金属球５１は、中空にして比重を軽減したものであれば、球形に限定されものではなく、立方体や多面体の球形に類似した形状でよく、鉄、炭素鋼、ステンレス鋼等鉄系金属や他の金属によって構成することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１            車体
１０Ａ        連結部（補剛範囲）
１０          サイドシル（中空断面構造）
１５          センタピラー（中空断面構造）
２０Ａ        連結部（第１補剛範囲）
２０          フロントピラー（中空断面構造）
２０ａ        フロントピラーの上部範囲（第２補剛範囲）
２５          サイドレール（中空断面構造）
２５ａ        サイドレールの前部範囲（第２補剛範囲）
３０          フロントピラー（中空断面構造）
３０ａ        フロントレールの側端範囲（第２補剛範囲）
５０          充填部材
５１          中空金属球
５２          発泡樹脂材
５３          発泡樹脂素材
５５          袋体
５６          サイドシル対応部分
５７          センタピラー対応部分
６０          充填部材
６１          第１充填部材
６２、６３、６４    第２充填部材
７０          袋体
７１          連結部対応部分（中空金属球充填部）
７２          フロントピラー対応部分（発泡樹脂材充填部）
７３          サイドレール対応部分（発泡樹脂材充填部）
７４          フロントレール対応部分（発泡樹脂材充填部）
７５、７６、７７    中空金属移動規制部材
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005512405.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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