(57)【要約】【課題】車種や形状によらず、複雑な形状部分にも適用でき、かつ、効率的な断熱効果を得、コストの節約と、併せて吸音性に優れた車体の断熱構造を提供することを目的とする。【解決手段】車体を構成するパネル部材２０の室内側に、発泡物質を含有する塗料２１を塗布し、前記塗料２１を加熱して発泡硬化させることにより連続気泡構造を形成することを特徴とする。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体を構成するパネル部材の室内側に、発泡物質を含有する塗料を塗布し、
前記塗料を加熱して発泡硬化させることにより連続気泡構造を形成する、
ことを特徴とする車体の断熱構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体の断熱構造に関し、特に車体に塗料を塗布して発泡硬化させるタイプの車体の断熱構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車体の断熱構造としては、ルーフの内装材にシンサレート等の繊維からなる織布を貼り付ける仕様が知られている。また、複層構造の断熱材を内装材に貼り付ける仕様も知られている。これらは、主に車体のルーフにおいて、パネル部材である外板パネルと、内装材であるルーフパネルの間の内装材に貼り付けることにより配設され、外気温と室内の断熱を行っている。
このように貼り付けるタイプの断熱材として、この他に車体のフロアパネルの下面に沿って配設されたエキゾーストパイプや、エンジンを覆うエンジンカバーに断熱パネルを適用する例もある（例えば、特許文献１参照）。この断熱パネルは、エポキシ樹脂及びウレタン樹脂を含有し、シランがカップリング処理されたガラスバルーンを含有している。
【０００３】
その他に車体用の発泡タイプの塗料として、アンダーコート等が知られている（例えば、特許文献２参照）。これは、主にホイールハウスに塗布することにより、走行中に小石が撥ねて起きるチッピング音を防止したり、車体にキズが付くことによる錆を防止するものである。
また、断熱塗料としては、エポキシやウレタン系の樹脂にガラスバルーンを添加し、さらに表面に光輝塗料を塗布したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−４３７５８号公報（段落１１〜１３、図１）
【特許文献２】
特開２００１−５９０６７号公報（段落２６、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記貼り付けるタイプの内装材では、車種によってルーフの車室側の形状が異なるため、断熱材をシート状に作成しておき、それを、車種ごとにルーフの形状に合わせて加工しなければならず、これにより工程が多くなるため、コスト増大の要因となる。
また、貼り付ける部位の形状に合わせて断熱材を切断するので、端材が発生するなど効率が悪い点がある。さらに、成形性に限界があるため、直角に突出した部分や凹部等のような複雑な形状の部分には使用することができないという問題がある。
【０００６】
特許文献１に記載の断熱材は、車外での使用、例えば、エキゾーストパイプ等の高温部位への適用を考えているので、高い密着性能、耐久性能が要求される。また、エキゾーストパイプは２００℃近い温度域となるので、熱線反射のための光輝材の塗布が必要となり、コスト的にも高価なものになってしまうという問題があった。
【０００７】
特許文献２に記載のアンダーコートは、ガラスバルーンの添加や発泡剤による発泡技術を取り入れているが、車外という環境で用いることを想定しており、保水による錆等を考えると、外部に開口していない独立気泡が望ましいので、独立気泡を形成する発泡剤を用いている。そのため気泡面は塗装の表層部のみにあり、気泡面の表面積が小さく、内層部の独立気泡内に空気の流れがなく、外部から音が入ってくることがないので、気泡面と空気の粘性摩擦による吸音性の点で劣っている。
また、特許文献２の塗布型の断熱材は、断熱を目的として車内のルーフやドアには用いられていない。
さらに特許文献１に記載の断熱塗料は、エキゾーストパイプ等の高温の断熱のような車外での使用を前提としているため、高価であるという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、車種や形状によらず、複雑な形状部分にも適用でき、かつ、効率的な断熱効果を得、コストの節約と、併せて吸音性に優れた車体の断熱構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するための手段として、本発明に係る車体の断熱構造は、車体を構成するパネル部材の室内側に、発泡物質を含有する塗料を塗布し、前記塗料を加熱して発泡硬化させることにより連続気泡構造を形成することを特徴とする。
【００１０】
この車体の断熱構造においては、断熱材として発泡物質を含有する塗料を用いるため、車両のルーフやドア等のパネル部材の室内側のどこにでも自由に塗布することができるので、貼り付けるタイプの断熱材では不可能であった、パネル部材の室内側の複雑な形状の部位にも適用することが可能になる。
更に、気泡どうしが連続しており塗装表面で開口部を備えた連続気泡構造であるので、外部から気泡内に空気の流れがある。そのため独立気泡と比べて比表面積が大きな気泡面と空気の粘性摩擦が生じる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る車体の断熱構造の実施の形態を説明する。
参照する図面において、図１は本実施形態の車体の断熱構造を適用する車体の部位を説明する図、図２は塗料を塗布して焼付け炉内で連続気泡構造を形成する工程を説明する図である。
本実施形態の車体の断熱構造に使われる塗料は、図１に示すように、車両１の車体を構成するパネル部材２０のルーフ２やドアの側部３、後部４等の室内側、具体的には車体のキャビン室内側、ドア内側、トランク／フード内側、ルーフの室内側等に塗布される。
【００１２】
本発明の車体の断熱構造に使われる塗料２１（図３、図４参照）の材料は、例えば、ウレタン、ポリエチレン、アクリル、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニール）等である。
ポリエチレンを材料に用いる場合、図２に示すように、本実施形態の塗料２１は、ポリエチレン６に、加熱したとき発泡させるための発泡物質としての有機系発泡剤７、ポリエチレン６の分子どうしを化学結合させて３次元網状構造の高分子化合物にするための架橋剤８を練り合わせ、その他、助剤９、着色剤１０、添加剤１１等を適宜混合して作られる（Ｓ１）。この他に可塑剤や充填剤を加えても良い。この塗料２１を、前記のように車両１のルーフ２やドアの側部３、後部４等のパネル部材２０（図４参照）の室内側に塗布する（Ｓ２）。塗料２１の車両１への塗布は、塗装ロボットを使用した現行の塗装工程を利用することができる。次いで、塗料２１を塗布したパネル部材２０を図示せぬ焼き付け炉内で加熱して発泡硬化（網状化）させ（Ｓ３）、発泡剤７と架橋剤８を熱分解させる（Ｓ４）。これにより気泡（図４参照）１６どうしが連続し、塗装表面１３に開口部１４を備えた連続気泡構造が形成され（Ｓ５）、連続気泡ポリエチレンフォームとなる。
このように塗装ロボットを利用した現行の塗装工程や焼付け工程を利用することができ、しかも、複雑な塗装箇所に合わせた変更や加工等をする必要がないので、作業工程を従来よりも削減することができ、コストの減少を図ることができる。
【００１３】
なお、連続気泡になる理由は次のとおりである。
即ち、発泡剤７を入れれば熱分解が起こってガスが発生し、これにより気泡が生じて発泡するが、この発泡による気泡が連続気泡になるためには、マトリックスに対して気泡が多いことが要件になり、気泡が多いと必然的に気泡が繋がっていく。気泡が多くなるには、発泡倍率が高い、もしくは発泡剤の量（気泡のタネ）が多ければ良い。また、気泡表面の表面張力によっても連続気泡にする／しないを調整でき、表面張力を下げるようにすれば、連続気泡になりやすい。
【００１４】
発泡剤７としては、例えば、炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウム、酢酸アミル、酢酸ブチル、ジアゾアミノベンゼン等が用いられる。この多くは、加熱によって、窒素、二酸化酸素、アンモニア、水蒸気、酸素、水素等のガスを発生する。このガスが塗装内層部１５（図４参照）で気泡１６となる。気泡１６の発泡倍率は、１０〜３００％程度である。従って、低い発泡倍率ではナノ微細空孔となる。形成された気泡１６は、連続気泡構造をなし、塗装表面１３で開口部１４が形成される。そして、開口部１４から外部の空気が連続気泡を伝わって内層部１５の気泡１６まで入り込むようになっている。
なお、発泡剤の代わりに有機系の発泡バルーン、無機系の発泡バルーン、マイクロカプセル、真空（減圧）カプセル等を用いてポリエチレンを発泡させ、連続気泡ポリエチレンフォームを形成しても良い。
【００１５】
次に図３、図４を用いて連続気泡構造による吸音メカニズムについて説明する。なお、図３は連続気泡構造の表面を示す図、図４は図３のＡ−Ａ線断面図である。また、図５は従来の独立気泡の表面を表す図、図６は図５のＢ−Ｂ線断面図である。
図４に示すように、パネル部材２０の室内側に塗料２１が塗布されて塗装表面１３を形成しており、音が図３、図４に示す塗装表面１３に開口部１４を備える連続気泡に当ると、その振動が開口部１４から連続する気泡１６を伝わって内層部１５の気泡１６まで入り込むので、図５、図６に示す独立気泡１８と比べて比表面積が大きな気泡面２３と空気の粘性摩擦が生じる。そのため音（空気中を伝わる波）の振動エネルギーの一部が熱エネルギーに変換されて吸音される。この吸音効果は車種や塗装箇所の形状に左右されることないので、車体を構成するパネル部材２０の室内側のどこにでも使用することができる。
従って、音が図６に示す表層部１９の独立気泡１８のみで吸収される従来の塗装よりも吸音効果に優れている。
【００１６】
また、本実施形態の車体の断熱構造は、連続気泡構造を持つことにより、断熱性を備える。この断熱性は、同じ材質（本実施形態ではポリエチレン）の連続気泡構造である場合、気泡１６の密度や気泡１６の大きさに左右されるので、なるべく小さな気泡１６が形成されるのが好ましい。
【００１７】
更に本実施形態の車体の断熱構造は、連続気泡構造であるため、軽量で、ある程度の硬度と弾性があるので、緩衝特性も備えている。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る車体の断熱構造は、連続気泡構造を備えた塗料であるため、車両のルーフやドア等のパネル部材の室内側のどこにでも自由に塗布することができるので、貼り付けるタイプの断熱材では不可能であった、パネル部材の室内側の複雑な形状の部位にも適用することが可能になり、車種や対象部位の形状によって材料を変更する必要がない。また、本発明に係る車体の断熱構造は、塗料を用いているため、通常の塗装工程において、塗装ロボットによって作業の効率化を図ることが可能になる。
更に、気泡どうしが連続しており塗装表面で開口部を備えた連続気泡構造であるので、外部から気泡内に空気の流れがある。そのため独立気泡と比べて比表面積が大きな気泡面と空気の粘性摩擦が生じるので、音の振動エネルギーの一部が熱エネルギーに変換されて吸音される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車体の断熱構造を適用する車体の部位を説明する図である。
【図２】塗料を塗布して焼付け炉内で連続気泡構造を形成する工程を説明する図である。
【図３】連続気泡構造の表面を示す図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】従来の独立気泡の表面を表す図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１  ：車両
２  ：ルーフ
３  ：側部
４  ：後部
６  ：ポリエチレン
７  ：有機系発泡剤
１３  ：塗装表面
１４  ：開口部
１５  ：内層部
１６  ：気泡
１９  ：表層部
２０  ：パネル部材
２１  ：塗料
【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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