(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材とその両面に設けられたＦＲＰスキン層とを含むサンドイッチ構造を有し、少なくとも一方のＦＲＰスキン層が±４５°方向に強化繊維が配された強化繊維基材を含んでなるパネル材と、該パネル材に接合され該パネル材の周縁部に沿って延びるＦＲＰ単板構造のスチフナとからなり、前記スチフナが、前記パネル材の周縁部における特定部位のみ剛性が増大されており、スチフナの特定部位の剛性増大が、強化繊維基材の積層枚数増加により行われていることを特徴とする自動車用パネル。
【請求項２】
芯材とその両面に設けられたＦＲＰスキン層とを含むサンドイッチ構造を有し、少なくとも一方のＦＲＰスキン層が±４５°方向に強化繊維が配された強化繊維基材を含んでなるパネル材と、該パネル材に接合され該パネル材の周縁部に沿って延びるＦＲＰ単板構造のスチフナとからなり、前記スチフナが、前記パネル材の周縁部における特定部位のみ剛性が増大されており、スチフナの特定部位の剛性増大が、強化繊維基材の厚み増大により行われていることを特徴とする自動車用パネル。
【請求項３】
前記スチフナが前記パネル材の全周にわたって延びている、請求項１または２の自動車用パネル。
【請求項４】
スチフナが横断面ハット形に形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の自動車用パネル。
【請求項５】
前記特定部位が、他部材の取付部である、請求項１〜４のいずれかに記載の自動車用パネル。
【請求項６】
ボンネットである、請求項１〜５のいずれかに記載の自動車用パネル。
【請求項７】
ボンネットのフロント部およびリア部の少なくとも一方の部位に位置するスチフナの剛性が、サイド部に位置するスチフナの剛性よりも高い、請求項６の自動車用パネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＲＰ製の自動車用パネルに関し、とくに捩り剛性と曲げ剛性の両方に優れた自動車用パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の各種パネルとして、軽量で剛性が高く、耐久性や断熱性等に優れたＦＲＰ製パネルが注目をあびつつある。とくに、発泡体等からなる芯材と、その両面にＦＲＰスキン層が配置されたサンドイッチ構造のパネルは、ＦＲＰ単板構造のパネルに比べ剛性が高く、断熱性や遮音性にも優れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のようなサンドイッチ構造のＦＲＰ製パネルに構成しても、剛性が未だ不十分とされることがあり、より高い剛性を求められつつある。とくに、自動車用パネルにおいては、優れた捩り剛性と曲げ剛性の両方が要求される。
【０００４】
そこで本発明の課題は、上記のような要望を満たすべく、軽量性を確保しつつ、パネル全体の捩り剛性および曲げ剛性をともに効率よく向上することができるＦＲＰ製自動車用パネルを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る自動車用パネルは、芯材とその両面に設けられたＦＲＰスキン層とを含むサンドイッチ構造を有し、少なくとも一方のＦＲＰスキン層が±４５°方向に強化繊維が配された強化繊維基材を含んでなるパネル材と、該パネル材に接合され該パネル材の周縁部に沿って延びるＦＲＰ単板構造のスチフナとからなり、前記スチフナが、前記パネル材の周縁部における特定部位のみ剛性が増大されており、スチフナの特定部位の剛性増大が、強化繊維基材の積層枚数増加により行われていることを特徴とするものからなる。また、本発明に係る自動車用パネルは、芯材とその両面に設けられたＦＲＰスキン層とを含むサンドイッチ構造を有し、少なくとも一方のＦＲＰスキン層が±４５°方向に強化繊維が配された強化繊維基材を含んでなるパネル材と、該パネル材に接合され該パネル材の周縁部に沿って延びるＦＲＰ単板構造のスチフナとからなり、前記スチフナが、前記パネル材の周縁部における特定部位のみ剛性が増大されており、スチフナの特定部位の剛性増大が、強化繊維基材の厚み増大により行われていることを特徴とするものからなる。
【０００６】
この自動車用パネルにおいては、上記スチフナは、中抜き状態で上記パネル材の周縁部全周にわたって延びていることが好ましい。但し、スチフナを配置することが難しい部位が存在する場合には、その部位で部分的にスチフナが途切れる構成とすることも可能であり、また、その部位を迂回させてスチフナを延設することも可能である。
【０００７】
また、上記スチフナは、上記パネル材の周縁部における特定部位のみ剛性が増大されている。たとえばパネル全体として特定方向や特定部位の剛性が不足する場合には、その不足を補うことのできる特定部位のスチフナの剛性を増大させることにより、つまり、スチフナに適切な剛性分布を与えることにより、パネル全体としての剛性不足を補うことができるようになる。なお、本発明におけるスチフナの特定部位の剛性増大とは、その特定部位以外の部位に比べて剛性を増大させる場合はもちろんのこと、他の部位との比較によることなく、その特定部位の剛性を意図的に増大させる場合、たとえば、他部材との取合や他部材取付のためにスチフナの幅を比較的大きくせざるを得ず、そのため特定部位のスチフナの形状を低剛性形状にせざるを得ないような場合、その特定部位の剛性を設計上意図的に増大させる場合も含む。
【０００８】
スチフナの特定部位の剛性増大方法として、本発明では、ＦＲＰを構成する強化繊維基材の積層枚数を増加させる方法、または、強化繊維基材自身の厚みを増大させる方法を採用する。
【０００９】
上記のようなスチフナは、たとえば横断面ハット形に形成でき、スチフナ本来の機能である剛性向上機能に加え、他部材の取付部としても利用できる。他部材の取付部位は、前述の特定部位とし、とくに剛性を増大させておくことが好ましい。そして、このような剛性の高い特定部位に、車体上の取付部品を設けるのが好ましい。
【００１０】
このような本発明に係るＦＲＰ製自動車用パネルは、各種の自動車用パネルに適用できる。たとえば、ボンネット（フード）、ルーフ、フェンダー、トランクリッド、ドア、バンパー用のパネルに適用できる。中でも、本発明に係るＦＲＰ製自動車用パネルは効率よく剛性を向上できるので、とくにボンネットに好適である。
【００１１】
本発明に係る自動車用パネルをボンネットに適用する場合には、ボンネットのフロント部およびリア部の少なくとも一方の部位に位置するスチフナの剛性が、サイド部に位置するスチフナの剛性よりも高いことが好ましい。
【００１２】
このような本発明に係る自動車用パネルにおいては、サンドイッチ構造を有するパネル材が±４５°方向の強化繊維基材を含んでいるので、とくに高い捩り剛性が確保される。このとき、パネル材が湾曲形状を有していると、一層高い捩り剛性が確保される。但し、上記±４５°方向の強化繊維基材は、パネル全体の曲げ剛性向上に対する寄与度は低いので、パネル材の周縁部に沿って延びるＦＲＰ単板構造のスチフナにより、パネル全体としての曲げ剛性が効率よく増大される。スチフナはＦＲＰ単板構造であり、かつ、パネル材に対しては中抜き状態で周縁部のみに配置されるから、自動車用パネル全体としての軽量性も確保される。その結果、本発明に係るＦＲＰ製自動車用パネルによれば、ＦＲＰ製部材本来の軽量性が確保されつつ、捩り剛性と曲げ剛性の両方が効率よく増大される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る自動車用パネルを示しており、とくに本発明をボンネットに適用した場合を示している。図１において、１はＦＲＰ製の自動車用パネルとしてのボンネット全体を示している。ボンネット１は、パネル材２と、該パネル材２に接合されパネル材２の周縁部に沿って全周にわたって延びるスチフナ３とからなる。パネル材２は、図２に断面構造を示すように、ポリウレタン発泡体等からなる芯材４と、その両面に設けられたＦＲＰスキン層５ａ、５ｂとを含むサンドイッチ構造を有している。このＦＲＰスキン層５ａ、５ｂの少なくとも一方、好ましくは両方が、±４５°方向に強化繊維が配された強化繊維基材６を含んでおり、それにマトリックス樹脂が含浸された形態にて成形されている。そして、ボンネット１全体としては、その中央部が図１の上方に膨らんだ湾曲形状に形成されている。
【００１４】
スチフナ３は、図３に示すように、その横断面が全長にわたってハット形に形成されており、ＦＲＰ単板構造を有している。スチフナ３の、パネル材２の周縁部における特定部位の剛性が、他の部位の剛性よりも増大されている。本実施態様では、ストライカ取付部７を有するボンネットのフロント部８（斜線領域）に位置するスチフナ３の剛性と、ボンネット開閉のためのヒンジ取付部９を有するボンネットのリア部１０（斜線領域）に位置するスチフナ３の剛性が、サイド部１１に位置するスチフナ３の剛性よりも高められている。
【００１５】
上記剛性の増大は、スチフナ３を構成するＦＲＰの強化繊維基材の積層枚数を増加することにより行われている。たとえば、強化繊維基材を２軸織物の形態で積層すると、サイド部１１におけるスチフナ３の強化繊維基材を、（０°／９０°）層／（±４５°）層×２枚／（０°／９０°）層の４プライ構成とし、フロント部８およびリア部１０におけるスチフナ３の強化繊維基材を、（０°／９０°）層／（±４５°）層／（０°／９０°）層／（０°／９０°）層／（±４５°）層×／（０°／９０°）層の６プライ構成とすることにより、フロント部８とリア部１０の剛性を増大させる。このように、各層を積層方向において対称に配置することが好ましい。
【００１６】
このように構成されたＦＲＰ製自動車用パネルとしてのボンネット１においては、パネル材２は、±４５°の強化繊維基材層を含んでいるので、パネル材２全体として、ひいてはボンネット１全体として、高い捩り剛性が確保される。また、パネル材２は中央部が膨らんだ湾曲形状を有しているので、この湾曲形状も捩り剛性の向上に寄与している。
【００１７】
上記パネル材２に、その周縁部に沿って延びるスチフナ３が接合されている。スチフナ３は、横断面ハット形に形成されているので、高い曲げ剛性を有しており、このスチフナ３が接合されることにより、ボンネット１全体としての高い曲げ剛性が確保される。すなわち、スチフナ３は、中抜きの額縁形状に形成されているので、それ自身は大きな捩り剛性を発揮することはできないが、高い曲げ剛性を有するので、パネル材２に不足していた曲げ剛性を補うことができる。捩り剛性については、前述の如く、パネル材２における強化繊維基材の±４５°配置構成により、高い捩り剛性が確保される。したがって、ボンネット１全体としては、高い捩り剛性と高い曲げ剛性の両方がともに確保されることになる。また、スチフナ３は中抜きの額縁形状を有するから、パネル材２にＦＲＰ単板構造のスチフナ３を付加しても、ボンネット１全体としての重量はそれ程増大せず、望ましい軽量性も確保される。
【００１８】
そして、上記ボンネット１においては、フロント部８およびリア部１０は、ストライカ取付部７やヒンジ取付部９を有するため、スチフナ３のハット形状の幅を大きくせざるを得ないことがあり、そのためにそれらの部位８、１０ではサイド部１１よりもスチフナ３の剛性が下がるおそれがある。しかし上記実施態様では、これら特定部位８、１０で強化繊維基材のプライ数を増加することにより剛性が高められており、スチフナ３にその延設方向に沿って適切な剛性分布が付えられているので、上記のような剛性低下傾向が抑えられ、全体としてバランスの良い曲げ剛性が効率よく得られるように構成されている。その結果、部分的な剛性不足が補われ、ボンネット１全体として高い曲げ剛性がバランス良く得られることになる。
【００１９】
このようなスチフナの剛性を増大すべき部位は、本発明を適用する自動車用パネルが他のパネルである場合には、自動車用パネルの種類に応じて定めればよく、他部材の取付部や他部材との取合に応じて決めればよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の自動車用パネルによれば、ＦＲＰ製パネルとしての軽量性や断熱性、遮音性等を確保しつつ、パネル全体の捩り剛性および曲げ剛性をともに効率よく向上することができ、各種要求を高度に満たす優れた自動車用パネルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る自動車用パネルの分解斜視図である。
【図２】図１の自動車用パネルのパネル材の拡大部分断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿うスチフナの拡大断面図である。
【符号の説明】
１  自動車用パネルとしてのボンネット
２  パネル材
３  スチフナ
４  芯材
５ａ、５ｂ  ＦＲＰスキン層
６  強化繊維基材
７  ストライカ取付部
８  フロント部
９  ヒンジ取付部
１０  リア部
１１  サイド部
【図１】
0004742437.tif 000002
【図２】
0004742437.tif 000003
【図３】
0004742437.tif 000004