(57)【要約】【課題】  衝突時に歩行者の保護をさらに高いものとすることのできる自動車用パネルを提供する。【解決手段】  自動車用パネル（インナーパネル１）の裏面に、エポキシ系樹脂を主成分とし少なくとも針状フィラーを添加してなる樹脂材料を加熱硬化した樹脂層２を積層する。針状フィラーはアスペクト比が１２以上１００以下、かつ直径が５００μｍ以下のものとし、好ましくは、樹脂層の厚みを１ｍｍ以上１０ｍｍ以下のものとする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エポキシ系樹脂を主成分とし少なくとも針状フィラーを添加してなる樹脂材料を加熱硬化した樹脂層を裏面に積層してなる自動車用パネルであって、針状フィラーはアスペクト比が１２以上１００以下、かつ直径が５００μｍ以下のものであることを特徴とする自動車用パネル。
【請求項２】
請求項１に記載の自動車用パネルであって、樹脂層の厚みが１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴とする自動車用パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車用パネル、特に自動車のエンジンフードのように衝突時に歩行者が直接衝突する恐れのある場所に用いるのに好適な自動車用パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
衝突時の衝撃を緩和するために、自動車には多くの手段が講じられている。エンジンフードのようなパネル類もその一つであり、頭部が当たったときの衝撃を効果的に吸収して歩行者の安全を確保するために、種々の手段が講じられている。特許文献１（特開２００１−１５１１５９号公報）には、いかなる部位への頭部衝突の場合にも、常に実質的に同一の剛性を持つよう補強セルやビードを形成するようにした自動車用エンジンフードが記載されている。また、特許文献２（特開平０９−１０４３６５号公報）には、平板状のパネル部品の剛性と遮音性を向上させるために、パネルの裏側に、エポキシ樹脂を主成分としさらに発泡剤や繊維状のフィラーを含んだ熱硬化性樹脂シートを貼り付けた後、樹脂シートを発泡させるようにした自動車用パネルの製造方法が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１５１１５９号公報
【特許文献２】特開平０９−１０４３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１、２に記載されるように、自動車用パネルには種々の改良が加えられてきており、衝突時での歩行者の頭部保護はより確実になってきている。しかし、デザイン上の自由度確保など、改良の余地がある。特許文献１に記載のものは、パネル自体が厚くなるために、衝突時にフードがたわむと内容物（エンジン等）に底づきしやすくなり、底づきしてしまうとそれ以上はエネルギー吸収ができなくなる。これを防ぐには外形意匠に制約をかけて内容物との空隙を確保する必要がある。
【０００５】
特許文献２に記載のように平板状のパネル部品の裏側にエポキシ系樹脂層を積層したものは薄手に作ることができる利点がある。しかし、本発明者らの実験では、衝撃荷重を受け止めるときにパネル自体が大きくたわんでしまい、やはり底づき現象が起こり得ることを経験した。底づきが起こると、損傷が大きくなるので可能な限り回避しなければならない。
【０００６】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、衝突時に歩行者の保護をさらに高いものとすることのできる自動車用パネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
課題を解決すべく、本発明者らは、図１に示すようなエンジンフードのインナーパネル１の裏側に熱硬化性樹脂層であるエポキシ系樹脂層２を積層した自動車用パネルが衝撃を受けたときにどのような挙動を示すかについて多くの研究と実験を行った。その結果、従来のエンジンフードでは、裏側に積層したエポキシ系樹脂層自体の剛性が低いために、衝撃時にインナーパネル１と共にエポキシ系樹脂層２も下方に向けて大きくたわんでしまい、底づきが生じることを知った。
【０００８】
図２は、衝突体の加速度と時間との関係を示すグラフであり、（１）エンジンフードに衝突体（例えば歩行者の頭部）が衝突すると、（２）エンジンフードのアウターパネルで加重を受けるが、裏面をエポキシ系樹脂層で補強されているために、ほとんど変形せずに衝突体を減速する。（３）エポキシ系樹脂層が所要の限界強度を具備しているとすると、加重が増してエポキシ系樹脂層の限界強度を超えたとき、エポキシ系樹脂層が割れる。そして、そこを起点にアウターパネルが局所的に座屈変形する。（４）その後、急激に速度が下がり、（５）やがてすべての運動エネルギーが吸収され、頭部の運動が停止する。
【０００９】
このような挙動をエンジンフードがとることができれば、底づきによる頭部破壊を効果的に阻止することができる。そこで、さらに研究を進めることにより、上記のような衝撃荷重を受けるときのエポキシ系樹脂の破壊限界強度は、３点曲げ剛性と３点曲げ強度に依存し、その値は、エポキシ系樹脂においては充填する針状フィラーのアスペクト比（長さ／直径）と直径により左右されることを知った。また、一般的自動車において、アウターパネル裏側にエポキシ系樹脂層を積層したエンジンフードにおいて、エポキシ系樹脂層の前記３点曲げ剛性が７５Ｎ／ｍｉｎ以上、３点曲げ強度が１３０Ｎ以上であれば、所要の剛性が得られるので、歩行者の頭部が当たったときに、前記した（３）での割れが高い確率で生じることも実験を通して知見した。
【００１０】
本発明は上記の知見に基づくものであり、本発明による自動車用パネルは、エポキシ系樹脂を主成分とし少なくとも針状フィラーを添加してなる樹脂材料を加熱硬化した樹脂層を裏面に積層してなる自動車用パネルであって、針状フィラーはアスペクト比が１２以上１００以下、かつ直径が５００μｍ以下のものであることを特徴とする。
【００１１】
後の実施例に示すように、アスペクト比が１２以上１００以下、かつ直径が５００μｍ以下の針状フィラーを添加したエポキシ系樹脂層は、加熱硬化後の３点曲げ剛性が７５Ｎ／ｍｉｎ以上、３点曲げ強度が１３０Ｎ以上のものとなり、所要の剛性が得られ、衝撃荷重を受けたときに割れが生じやすく、底づきが生じるのを回避できる。もちろん、それ以前に所要の運動エネルギーを吸収して、衝突物（頭部）を減速する。針状フィラーの含有量は２０〜５０ｗｔ％が好適である。
【００１２】
アスペクト比が２２未満の針状フィラーを添加した場合は、十分な剛性が得られず、衝撃時にパネル（例えばエンジンフード）のたわみ量が大きくなる。また、アスペクト比が１００より大きくなると、樹脂中に均一に分散することができず、頭部保護を確保するだけの均一な塗布、貼り付け（積層）ができなくなる。また、針状フィラーの直径が５００μｍを越えると、樹脂中に均一に分散することができなくなり、この場合も、頭部保護を確保するだけの均一な塗布、貼り付け（積層）ができなくなる。
【００１３】
本発明において、エポキシ系樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂を例として挙げることができる。また、針状フィラーとしてはワラストナイトを例として挙げることができる。
【００１４】
実機において、自動車用パネルが衝撃時のエネルギーを吸収し終わるまでの移動距離（ストローク量）を一定の範囲とすることが必要であり、ストローク量が長すぎると、部位によってはエンジンなどの内容物に接触、すなわち底づきが起こりやすくなる。一般的な自動車ではストローク量は通常８０ｍｍ未満とされる。このストローク量はパネルに積層するエポキシ系樹脂層にも依存しており、後の実施例に示すように、一般的な自動車において、エポキシ系樹脂層の厚みが１ｍｍ未満の場合には、エポキシ系樹脂層のエネルギー吸収能力が不十分であり、ストローク量が８０ｍｍを越える場合が起こる。また、厚みが１０ｍｍより大きいと、ストローク量が減少することから底づきが起こりやすくなる。
【００１５】
従って、本発明による自動車用パネルにおいて、エポキシ系樹脂層の厚みが１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることは、好ましい条件であり、それにより、衝突時の歩行者の頭部保護を一層安定したものとすることができる。なお、ストローク量に相当するパラメータとしてＨＩＣ値（Head Injurly Criteria）が用いられることもあるが、「ストローク量８０ｍｍ以下」をＨＩＣ値で表現すれば、ほぼ６００以下のようになる。
【実施例】
【００１６】
以下、実施例と比較例により本発明を説明する。
［実施例１−エポキシ系樹脂層の３点曲げ剛性および３点曲げ強度の測定］
表１に示す組成となるように各成分をニーダーで配合してエポキシ系樹脂を調整した。針状フィラーの素材はワラストナイトであり、表２に実施例Ａ，Ｂ，Ｃとして示すように、３種の形態のもの用いた。
【００１７】
［比較例１］
実施例１と同じエポキシ系樹脂を調整した。ただし、針状フィラーとして、表２に比較例Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｋ，Ｎ，Ｏに示す、６種の形態のもの用いた。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
それぞれのエポキシ系樹脂を、図３に示すように、２００ｍｍ×２５ｍｍ×０．６ｍｍ（厚さ）の鋼板１０に、１５０ｍｍ×２５ｍｍ×３ｍｍ（厚さ）の寸法に塗布して、加熱硬化させエポキシ系樹脂層２０を形成した。それを図４に示すように、エポキシ系樹脂層２０を下にしてスパン１００ｍｍの支持体３０の上におき、圧子３１を１ｍｍ／ｍｉｎの速度で押し付けて、３点曲げ剛性（Ｎ／ｍｍ）および３点曲げ強度（Ｎ）を測定した。その結果を表２に示す。
【００２０】
【表２】
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【００２１】
［評価］
実施例Ａ，Ｂ，Ｃは、いずれも、エポキシ系樹脂層の前記３点曲げ剛性が７５Ｎ／ｍｉｎ以上、３点曲げ強度が１３０Ｎ以上となっており、高い剛性が得られることがわかる。そのために、例えば、アウターパネル裏側に当該エポキシ系樹脂層を積層したエンジンフードにおいて、歩行者の頭部が当たったときに、前記図２に基づき説明した（３）点での割れが高い確率で生じ得ると推定できる。
【００２２】
比較例Ｄではフィラーのアスペクト比が１２０と大きく、比較例Ｅ，Ｈではフィラーの直径が６００μｍ，８００μｍと大きく、いずれも均質に塗布することができなかった。そのために、適正な３点曲げ剛性および３点曲げ強度を測定できなかった。
【００２３】
比較例Ｆ，Ｇはいずれもアスペクト比が１０，８と小さいことから、３点曲げ剛性および３点曲げ強度が低く、所望の剛性が得られないので、割れが生じにくい。
【００２４】
［実施例２−ストローク量（ＨＩＣ値）］
図１に示す形状のフードを作成した。アウターパネル１の材質は鋼板であり、厚さ０．７ｍｍのものを用いた。大きさは、横幅約１４００ｍｍ×縦幅約１２００ｍｍである。アウターパネル１の裏面に実施例１と比較例１で用いたエポキシ系樹脂（ただし、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｆ，Ｇ）を、横幅約７００ｍｍ×縦幅６００ｍｍで塗布し、加熱硬化させた。ただし、塗布厚さを変え、表３に示すように、形成されたエポキシ系樹脂層２の厚さを変化させた。
【００２５】
得られたフードに対して、アウターパネル１側から５０°の角度で３．５ｋｇの球を３５ｋｍ／ｈでぶつけ、球の受ける加速度を測定して、ＨＩＣ値を求めた。また、エポキシ系樹脂層２を積層しない状態でのアウターパネル１についても同様にしたＨＩＣ値を求めた。そこから、全エネルギーが吸収されるまでのストローク量を求めた。その結果を表３に示した。
【００２６】
【表３】
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【００２７】
［評価］
本発明の範疇であるエポキシ系樹脂Ａ，Ｂ，Ｃを塗布したフードは、樹脂層を積層しないもの（塗布無し）よりもストローク量、ＨＩＣ値が小さな値となっており、短い距離で所要のエネルギーを吸収できることがわかる。比較例の範疇であるエポキシ系樹脂Ｆ，Ｇを塗布したフードは、ストローク量、ＨＩＣ値が樹脂層を積層しないものと同じかむしろ大きな値となっており、この点からも本発明の範疇であるエポキシ系樹脂の優位性が示される。
【００２８】
［実施例３−ストローク量（ＨＩＣ値）−塗布厚さとの関係］
上記表１に示す組成となるように各成分をニーダーで配合してエポキシ系樹脂をさらに調整した。針状フィラーの素材はワラストナイトであり、表４にＩ，Ｊ，Ｋとして示す３種の形態のものを用いた。それらについて、実施例１と同様にして３点曲げ剛性（Ｎ／ｍｍ）と３点曲げ強度（Ｎ）を測定した。その結果を表４に示す。
【００２９】
【表４】
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【００３０】
表４に示すようにエポキシ系樹脂Ｉ，Ｊ，Ｋは、フィラーの条件は本発明の範疇であり、結果として３点曲げ剛性（Ｎ／ｍｍ）と３点曲げ強度（Ｎ）も所要に高い値を示している。それらについて、ストローク量、ＨＩＣ値を測定した。その結果を表５に示す。
【００３１】
【表５】
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【００３２】
［評価］
本発明の範疇であるエポキシ系樹脂を用いた場合でも、塗布厚さが１０ｍｍを越える場合（Ｉ，Ｊ）には、ストローク量が大きくなり底づきが生じている。これは、厚みが１０ｍｍより大きいと、ストローク量が減少して底づきが起こりやすくなったためと推測される。また、塗布厚さが１ｍｍに満たない場合（Ｋ）にも、ストローク量、ＨＩＣ値が、表３に示すものよりも大きくなっている。このことから、本発明によるエポキシ系樹脂を用いてエンジンフード等を作成する場合に、エポキシ系樹脂層の厚さを１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲とすることが、より有効であるがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による自動車用パネルを採用したエンジンフードを裏側から見た図。
【図２】例えばエンジンフードに衝突体が衝突したときの衝突体の加速度と時間との関係を示すグラフ（時間−加速度線図）。
【図３】３点曲げ剛性と３点曲げ強度の測定方法を説明するための図。
【図４】３点曲げ剛性と３点曲げ強度の測定方法を説明するための図。
【符号の説明】
【００３４】
１…エンジンフードのインナーパネル、２…エポキシ系樹脂層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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