(57)【要約】【課題】新規な発泡材を用いて信頼性及び生産性の高い車体構造及び車体用発泡材施工方法を提供すること。【解決手段】閉断面の部材１０を備える車体構造であって、閉断面の部材１０の少なくとも一部に、ペレット状の発泡材２０を充填して発泡させることを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉断面の部材を備える車体構造であって、
前記閉断面の部材の少なくとも一部に、ペレット状の発泡材を充填して発泡させることを特徴とする、車体構造。
【請求項２】
前記ペレット状の発泡材が、塗装された前記閉断面の部材の断面内に充填されている、請求項１記載の車体構造。
【請求項３】
閉断面の部材を有する車体における発泡材の施工方法であって、
前記閉断面の部材の少なくとも一部にペレット状の発泡材を充填する充填工程と、
前記ペレット状の発泡材を発泡させる発泡工程とを含むことを特徴とする、車両用発泡材施工方法。
【請求項４】
前記充填工程の前に、閉断面の部材の塗装が実行される、請求項３記載の車体用発泡材施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発泡材が充填される閉断面の部材を有する車体構造、及び、閉断面の部材を有する車体における発泡材の施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車両の閉断面のサイドフレームに液状の発泡材を充填して硬化させることにより、サイドフレームのエネルギ吸収特性を高めること知られている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術では、サイドフレームの折り曲げ部に仕切り板を設定し、当該仕切り板により仕切られたサイドフレーム内の閉塞空間に発泡材が充填されている。この従来技術によれば、衝突時のサイドフレームの折り曲げ部での屈曲を防止することにより、サイドフレームのエネルギ吸収特性が向上する。
【０００３】
また、液状の発泡材を充填する際、仕切り板と壁面（例えば、閉断面のピラーの内壁面）との間に形成される僅かな隙間から発泡材が漏出するのを防止するため、発泡材を注入する前に粒状体を仕切り板上に層状に敷き詰めることが知られている（例えば、特許文献２参照）。この従来技術では、粒状体としてプラスティック製のペレットや金属の球が用いられている。この従来技術によれば、液状の発泡材を注入する前に粒状体により隙間を塞いでおくことにより、発泡材が当該隙間から漏出するのを防止することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３４８８１３号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平９−２６７７６８号公報
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の従来技術のように液状の発泡材を充填する場合、粘性の低い発泡材を用いると、上述の如く液状の発泡材が漏出するという問題点があり、粘性の高い発泡材を用いると、充填自体が困難であるという問題点がある。また、液状の発泡材は、一般的に高発泡率のものが多く、もっぱらシール材や遮音材として利用されているのが現状である。即ち、現時点において、強度や剛性を満足的に高めることができる液状の発泡材が存在せず、液状の発泡材は、強度や剛性を高める用途には不適切である。
【０００７】
これに対して、閉断面の部材の閉塞空間（充填空間）より僅かに小さい相似形にインジェクション成形した低発泡率の発泡材（以下、「成形発泡材」という）を当該閉塞空間に投入する構成も考えられる。この場合、液状の発泡材を充填する場合のように、発泡材の漏出の問題や、所望の強度や剛性が確保し難いという問題が生ずることはない。しかしながら、この場合、施工部位毎にインジェクション成形型を製作する必要があり、設備投資が嵩むという問題点がある。また、複雑な形状の閉断面の部材に対しては、屈曲部等で成形発泡材が干渉して投入することができず、投入タイミングに制約があるという問題点がある。特に、曲げパイプに対しては成形発泡材の施工自体が不能である。これは、成形発泡材がパイプの曲げ成形に追従せず、曲げ加工後のパイプに対しては成形発泡材投入時に干渉が生ずるためである。
【０００８】
そこで、本発明は、液状の発泡材や成形発泡材において生ずる上述の問題点を解決できる、車体構造及び車体用発泡材施工方法の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１に記載する如く、閉断面の部材を備える車体構造であって、
前記閉断面の部材の少なくとも一部に、ペレット状の発泡材を充填して発泡させることを特徴とする、車体構造により達成される。
【００１０】
本発明によれば、液状の発泡材や成形発泡材に代わって、ペレット状の発泡材（粒状及び粉状の発泡材を含む）が閉断面の部材内で発泡されるので、液状の発泡材のような漏出の問題が生ずることはない。また、ペレット状の発泡材は、閉断面の部材に例えばエアーコンプレッサーにより充填することができるので、成形発泡材のように車種毎や適用箇所毎に成形型が必要となることがなく、また、あらゆる姿勢や形状の閉断面の部材に対しても充填が可能である。また、ペレット状の発泡材は、車体の組み立て工程中や塗装工程中に限らず、例えば閉断面の部材の製作時や車両の出荷後においても、充填が可能であり、充填タイミングに一切の制約もない。
【００１１】
従って、請求項２に記載する如く、前記ペレット状の発泡材を、塗装された前記閉断面の部材の断面内に充填することも可能であり、かかる場合、塗膜により保護された閉断面の部材に発泡材が充填されるので、当該閉断面の部材の防錆性能を高めることができる。
【００１２】
また、上記目的は、請求項３に記載する如く、閉断面の部材を有する車体に対する発泡材の施工方法であって、
前記閉断面の部材の少なくとも一部にペレット状の発泡材を充填する充填工程と、
前記ペレット状の発泡材を発泡させる発泡工程とを含むことを特徴とする、車両用発泡材施工方法により達成される。
【００１３】
本発明によれば、上述と同様、液状の発泡材や成形発泡材に代わって、ペレット状の発泡材（粒状及び粉状の発泡材を含む）が閉断面の部材内で発泡されるので、液状の発泡材のような漏出の問題が生ずることはない。また、充填工程は、閉断面の部材にペレット状の発泡材を例えばエアーコンプレッサーにより充填することにより実現することができるので、成形発泡材のように車種毎や適用箇所毎に成形型が必要となることがなく、また、あらゆる姿勢や形状の閉断面の部材に対しても実行可能である。また、充填工程は、発泡工程が後続する限り、車体の組み立て工程中や塗装工程中に限らず、例えば閉断面の部材の製作時や車両の出荷後に実行されてもよく、充填工程に一切の時間的な制約がない。尚、発泡工程は、車体の塗装工程中の熱を利用して実現されてよい。
【００１４】
また、請求項４に記載する如く、閉断面の部材の塗装後に充填工程が実行されてもよく、かかる場合、塗膜により保護された閉断面の部材に発泡材が充填されるので、当該閉断面の部材の防錆性能を高めることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明による発泡材の充填方法の一実施例を示す概念図である。本発明による発泡材の充填方法では、一般的な液状の発泡材の充填方法と同様に、サスペンションメンバやサイドメンバ等のような閉断面を有する部材１０（以下、「閉断面部材１０」という）に適切な箇所に仕切り板１４を設定し、当該仕切り板１４により仕切られた閉塞空間１２内に発泡材を充填することにより実現される。なお、閉断面部材１０の端部の開口が閉塞されている場合（例えば、パイプ状のビームの端部が潰されている場合や、接続部で完全に溶接されている場合等）には、仕切り板１４の設定が不要とされてもよい。
【００１７】
本発明では、閉断面部材１０の閉塞空間１２内には、液状ではなく固体の発泡材２０が充填される。発泡材２０は、その乾燥状態でペレット状の形態（顆粒状、粉末状、ビーズ状の形態を含む）を有している。このペレット状の発泡材２０は、エポキシ系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、スチレン系改質ポリエチレン樹脂等のような合成樹脂発泡ビーズであってよい。発泡材２０の材料は、その用途に応じて適宜選択され、強度や剛性の向上（及び、車両衝突時の衝突エネルギの吸収特性の向上）を目的とした場合、例えば低発泡率（例えば、１．２〜１．３）の材料（例えば、エポキシ系樹脂）であってよく、シール材や遮音材として機能させる場合には、高発泡率の材料（低強度）であってよい。尚、ペレット状の発泡材２０の外形は、球形や直方形等を含むあらゆる立体形状であってよく（平面的な形状でもよい）、それぞれが同一形状を有する必要もない。
【００１８】
発泡材２０のサイズは、その発泡率に応じて決定されてよく、発泡率が小さいほど小さく設定される。即ち、発泡材２０のサイズ及び充填量は、その発泡率に応じて、発泡材２０の発泡後に閉塞空間１２内に空隙が形成されることがないように決定される。但し、発泡材２０のサイズは、必ずしも一定である必要はなく、発泡材２０間の隙間を埋める役割をするより小さなサイズの発泡材２０が混在してもよい。尚、低発泡率の発泡材２０のサイズとしては、例えば１〜３ｍｍ程度であってよい。
【００１９】
図１に示すように、閉断面部材１０には、発泡材２０を充填するための作業穴１０ａが設定されている。発泡材２０は、閉塞空間１２に作業穴１０ａを介して充填される。この発泡材２０の充填作業は、発泡材２０が上述の如くペレット状であるため、通常的なエアコンプレッサーを用いて実現することが可能である。従って、本実施例によれば、組み立てラインにおいて発泡材２０の充填作業のための特別な設備を設ける必要がなく、発泡材２０の充填タイミングの自由度が向上する。また、発泡材２０の充填作業は、車種の相異や充填箇所の相違に応じて異なることもなく、生産性が悪化することもない。
【００２０】
作業穴１０ａは、発泡材２０を充填する際の閉断面部材１０の姿勢や作業性に応じて、閉断面部材１０の適切な箇所に設定されてよい。例えば、図１（Ａ）に示すように、閉断面部材１０が縦向きである場合（即ち、閉塞空間１２の長手方向が鉛直面内である場合）、作業穴１０ａは閉塞空間１２の上側に設定される。この場合、作業穴１０ａからの発泡材２０の充填が開始されると、発泡材２０は、閉塞空間１２の底部（本例では、仕切り板１４の上面）から蓄積し始め、所定量充填された時点で作業穴１０ａから溢れ出す。この時点（若しくは直前）で、発泡材２０の充填作業が完了する。尚、発泡材２０の充填が完了すると、作業穴１０ａは、適切なプラグやグロメット等により塞がれる。
【００２１】
或いは、図１（Ｂ）に示すように、閉断面部材１０が縦向きである場合（即ち、閉塞空間１２の長手方向が水平面内である場合）、作業穴１０ａは閉塞空間１２の左右両側の２箇所に設定される。この場合、一方の作業穴１０ａを介して発泡材２０の充填が行われ、他方の作業穴１０ａから発泡材２０が溢れ出した時点（若しくは直前）で、発泡材２０の充填作業が完了する。従って、本実施例によれば、閉塞空間１２における作業穴１０ａの位置を適切に設定することで、発泡材２０の封入量を作業毎に予め設定することや作業時に充填量を監視・計測することなく、閉塞空間１２内に発泡材２０を必要十分な量だけ充填することが可能となる。
【００２２】
尚、本実施例では、上述の如く、発泡材２０の充填は、閉塞空間１２内にペレット状の発泡材２０をエア圧により噴射することにより実現されている。このため、本実施例によれば、如何なる姿勢の閉断面部材１０に対しても発泡材２０の充填が可能であると共に、如何なる形状の閉断面部材１０（例えば、屈曲部を有する閉断面部材１０や曲げパイプ）に対しても発泡材２０の充填が可能である。また、閉塞空間１２内に断面形状が局所的に小さい部位がある場合であっても、閉塞空間１２内の全体に発泡材２０を充填することが可能である。更に、本実施例の発泡材２０はペレット状であるため、閉断面部材１０に充填した後、当該閉断面部材１０の形状を変化させること（例えば、曲げ成形）ことも可能である。
【００２３】
本実施例のペレット状の発泡材２０は、閉断面部材１０に充填された後、車両の塗装工程で発泡する。具体的には、車両の組み立てラインで発泡材２０が充填された場合、発泡材２０は、下塗り工程後（電着塗装後）の乾燥路でその熱により発泡する。発泡後の発泡材２０は、閉断面部材１０の内壁１０ｂに直接的に密着した状態（接着状態）となる。このため、発泡材２０が閉断面部材１０の内壁１０ｂから容易に脱離することはない。
【００２４】
一方、本実施例では、上述の如く発泡材２０の充填タイミングに制約がないため、下塗り工程後（電着塗装後）の乾燥路の後に、発泡材２０を閉断面部材１０に充填することも可能である。この場合、発泡材２０は、中塗り工程や上塗り工程後の乾燥路でその熱により発泡するため、発泡後の発泡材２０は、閉断面部材１０の内壁１０ｂの塗膜上に密着した状態となる。従って、本実施例によれば、塗装後の閉断面部材１０に発泡材２０を充填することにより、閉断面部材１０の防錆性能を高めることができる。尚、防錆性能を高めるための発泡材２０の充填は、後に発泡材２０の発泡に必要な熱が印加される限り、中塗り工程や上塗り工程後、若しくは、車両出荷後（補修用）に実行されてもよい。
【００２５】
ところで、本実施例では、上述の如く、発泡材２０の充填直後に発泡材２０の発泡が実現されるのではなく（但し、これも可能ではある）、発泡材２０の充填後、所定の工程を経た後、塗装工程の乾燥路の熱を利用して発泡材２０の発泡が実現されている。従って、発泡材２０の充填後（特に、組み立てラインで充填した場合）に所定の工程を経る場合には、発泡材２０の閉塞空間１２からの漏出が問題となる。これに関して、本実施例によれば、発泡材２０がペレット状であるため、閉断面部材１０の内壁１０ｂと仕切り板１４との間に僅かな隙間がある場合であっても、当該隙間を通って発泡材２０が閉塞空間１２内から漏出することがない。換言すると、本実施例によれば、発泡材２０がペレット状であり発泡材２０の漏出の問題が生じないため、発泡材２０の充填タイミングに制約がなく、組み立てラインや塗装工程の如何なる段階においても、更には閉断面部材１０のサブアセンブリ時（即ち、組み立てラインに搬入される前）や車両出荷後においても、発泡材２０の充填を行うことが可能である。
【００２６】
尚、対照的に、液状の発泡材を閉断面部材に充填する場合、閉断面部材の内壁と仕切り板との間の僅かな隙間からの発泡材の漏出の問題が発生するだけでなく、発泡材の充填タイミングにも一定の制約がある。例えば、液状の発泡材を用いた場合、２液を混合した際の化学反応により発泡・硬化が実現されるが、別の液の混入や塗膜への影響を考慮すると、塗装工程中に液状の発泡材を充填することは望ましくない。
【００２７】
次に、本発明の車両における施工箇所について概説する。図２は、剛性向上を目的とした本発明による発泡材２０の施工例を示し、図３は、強度向上を目的とした本発明による発泡材２０の施工例を示している。
【００２８】
図２に示す施工例では、ペレット状の発泡材２０は、リアサスペンション回りの剛性向上を目的として、井型構造のリアサスペンションメンバを構成する車幅方向の閉断面部材４０及び左右の丸パイプ４２の閉じ断面内の全体に充填されている（図中、充填箇所をハッチングにより指示）。また、図３に示す施工例では、ペレット状の発泡材２０は、強度が必要となる箇所に応じて、各ピラー４４の閉じ断面内、フロントサイドメンバ４６の閉じ断面内、ロッカー４８の閉じ断面内に局所的に充填されている（図中、充填箇所をハッチングにより指示）。尚、図２及び図３に示す施工例では、発泡材２０としては、高い強度を有する低発泡率の発泡材が選択されている。
【００２９】
このように、本発明による発泡材２０は、上述の如く、充填する閉断面部材１０の形状・断面形状や充填範囲に制約がなく、また、充填作業時の閉断面部材１０の姿勢や充填タイミングに制約がないため、車体におけるあらゆる閉断面部材１０に対して施工することが可能である。
【００３０】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【００３１】
例えば、上述した実施例では、車体の各部へのペレット状の発泡材の適用例に対して言及されているが、本発明は、車両に限ることなく、二輪車や自転車、航空機や鉄道等の各種構造物、及び、その他の構造物に対しても適用可能である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、液状の発泡材や成形発泡材に代わって、ペレット状の発泡材が閉断面の部材内で発泡されるので、液状の発泡材のような漏出の問題が生ずることがなく、信頼性が向上する。また、ペレット状の発泡材は、閉断面の部材に例えばエアーコンプレッサーにより充填することができるので、成形発泡材のような特別な設備や成形型が必要となることがなく、また、あらゆる姿勢や形状の閉断面の部材に対しても充填が可能であり、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による発泡材の充填方法の一実施例を示す概念図である。
【図２】剛性向上を目的とした本発明による発泡材の施工例を示す図である。
【図３】強度向上を目的とした本発明による発泡材の施工例を示す図である。
【符号の説明】
１０    閉断面部材
１０ａ    作業穴
１０ｂ    閉断面部材の内壁
１２    閉塞空間
１４    仕切り板
２０    発泡材
【図１】
2004284468.tif 000003
【図２】
2004284468.tif 000004
【図３】
2004284468.tif 000005