CN112912304A - 外装板以及具备外装板的汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及外装板以及具备外装板的汽车。该外装板包括钢板、第1粘接层、中间层、第2粘接层以及加强层，上述钢板与上述加强层夹着上述中间层，上述第1粘接层将上述钢板与上述中间层进行粘接，上述第2粘接层将上述中间层与上述加强层进行粘接，上述钢板的厚度为0.30～0.55mm，上述钢板的极限屈服应力为350MPa以上，当将上述加强层的面内方向上的平均杨氏模量设为E，上述加强层的面内方向上的平均每单位宽度的截面二次矩设为I时，每单位宽度的弯曲刚性ΔEI为45N·mm以上，上述中间层的厚度为0.1～2.0mm。

Description

外装板以及具备外装板的汽车

技术领域

本发明涉及外装板以及具备外装板的汽车。

本申请基于2019年1月8日在日本提交的特愿2019-001129号且主张优先权，将其内容援用于此。

背景技术

当前，要求使汽车轻量化的技术。可以认为，如果能够使构成汽车的车门或者车顶等的外装板高强度化，则即使减薄该外装板也能够维持足够的强度。因此，为了使汽车轻量化，正在开发使构成汽车的外装板高强度化的技术。

但是，当减薄外装板时，拉伸刚性不足以及耐压痕性不足的课题显现化。作为拉伸刚性不足对策，例如在专利文献1中记载了如下技术：通过在构成汽车的车门或者车顶等的外板构件中的弯曲成凸状的板面的内侧粘接CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic：碳纤维增强塑料)的板材，由此使该外板构件的拉伸刚性提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-16171号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在专利文献1中，并未特别提及针对耐压痕性不足的对策。另一方面，要求具有较高耐压痕性的外装板。所谓耐压痕性是表示凹痕等变形的难以残留度的特性。例如，在小石子或者手指接触汽车等的外板部件时，当该外板部件的耐压痕性较低时，在该外板部件上容易留下凹痕。

耐压痕性是当减薄外装板的厚度时显著降低的特性。仅通过如专利文献1所记载的那样将CFRP的板材粘接到外板构件的背面侧，有可能无法充分提高外板构件的耐压痕性。因此，期望耐压痕性更高的外装板以及具备这种外装板的汽车等。

因此，本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的目的在于提供轻量且耐压痕性优异的外装板以及具备该外装板的汽车。

用于解决课题的手段

本发明的主旨如下所述。

(1)本发明的第一方案为一种外装板，包括钢板、第1粘接层、中间层、第2粘接层以及加强层，上述钢板与上述加强层夹着上述中间层，上述第1粘接层将上述钢板与上述中间层进行粘接，上述第2粘接层将上述中间层与上述加强层进行粘接，上述钢板的厚度为0.30～0.55mm，上述钢板的极限屈服应力为350MPa以上，当将上述加强层的面内方向上的平均杨氏模量设为E，将上述加强层的面内方向上的每平均单位宽度的截面二次矩设为I时，每单位宽度的弯曲刚性ΔEI为45N·mm以上，上述中间层的厚度为0.1～2.0mm。

(2)在上述(1)所记载的外装板中也可以为，上述钢板的厚度为0.30～0.45mm，上述钢板的上述极限屈服应力为510MPa以上。

(3)在上述(1)或者(2)所记载的外装板中也可以为，上述加强层具备纤维强化树脂。

(4)在上述(3)所记载的外装板中也可以为，上述加强层具备碳纤维强化树脂。

(5)在上述(1)至(4)中任一项所记载的外装板中也可以为，上述弯曲刚性ΔEI为600N·mm以上。

(6)在上述(1)至(5)中任一项所记载的外装板中也可以为，上述加强层的屈服应力为100MPa以上。

(7)本发明的第二方案为一种汽车，具备上述(1)至(6)中任一项所记载的外装板。

发明的效果

如以上说明的那样，根据本发明，能够提供轻量且耐压痕性优异的外装板以及具备该外装板的汽车。

附图说明

图1是从右侧观察本发明的一个实施方式的汽车10的图。

图2是表示本发明的一个实施方式的车门100的图。

图3是放大表示沿着图2所示的区域111中的点划线I-I’的车门板110的截面的一部分的图。

图4是从上方观察试验板200的图。

图5是表示沿着图4所示的点划线II-II’的试验板200的截面的图。

图6是表示钢板的SS曲线的图。

图7是表示用于测定试验板200的耐压痕性的试验装置20的图。

图8是表示在车门板上粘贴加强部件120的区域的变化的图。

图9是表示在车门板上粘贴加强部件120的区域的变化的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，在本说明书以及附图中，对于实质上具有相同功能构成的构成要素，通过标注相同的标号而省略重复说明。

首先，参照图1对本发明的一个实施方式的汽车10进行说明。图1是从右侧观察本发明的一个实施方式的汽车10的图。在汽车10上设置有车门外板(在本说明书中，简称为“车门板”。)、车顶板、挡泥板、引擎盖外板、或者后车门外板等各种外装板。

一般情况下，通过提高汽车10的部件的强度(也称作“抗拉强度”。)，由此即使在该部件较薄的情况下，也能够确保该部件的强度。其结果，能够使部件薄壁化而使该部件轻量化。但是，在部件为汽车的外装板的情况下，即使提高该外装板的强度，也无法使该外装板薄壁化。其原因在于，汽车的外装板所要求的拉伸刚性依赖于杨氏模量。即，即使提高外装板的强度，拉伸刚性也不会提高。

当部件的屈服应力变高时，耐压痕性得以改善。即，当部件的强度变高时，耐压痕性得以改善。但是，在维持部件整体的强度的同时减薄外装板的板厚的情况下，外装板的耐压痕性降低。其原因在于，钢板的强度对耐压痕性以线形(强度的1次方)产生影响。与此相对，根据外装板的形状不同，钢板的板厚对耐压痕性以1～3次方产生影响。

另外，拉伸刚性是表示外装板的挠曲难度的特性。例如，在将手按在汽车的外装板上时，当该外装板的拉伸刚性较高时，该外装板难以挠曲。此外，如上所述，耐压痕性是表示凹痕的产生难度的特性。

为了使汽车轻量化，对外装板应用极薄高强度钢，在使外装板薄壁化的情况下，外装板的拉伸刚性以及耐压痕性的提高成为课题。从拉伸刚性的观点出发，通过在钢板上粘贴轻量素材，就能够补充拉伸刚性。在该情况下，能够在确保足够的拉伸刚性的同时，实现比以往轻量的外装板。但是，仅通过单纯地在钢板上粘贴轻量素材，无法实现耐压痕性的提高。

在本发明中，通过对比一直以来被用于汽车面板的钢板更薄(厚度为0.30mm～0.55mm)且更高强度的极薄高强度钢适当地进行加强，由此制作出使用了轻量且极薄的高强度钢的、轻量且具有优异的耐压痕性的外装板。在本实施方式中，对作为外装板的车门板应用本发明的技术，制作出轻量且具有优异的耐压痕性的车门板。

以下，参照图2以及图3对车门板的构成进行说明。

图2是表示本发明的一个实施方式的车门100的图。车门100具备车门板110以及窗框112。

车门板110在斜线所示的区域111的背面侧具备加强部件(图2中未图示)。车门板110通过具备加强部件而具有优异的耐压痕性。此外，在图2的左侧，用箭头示出汽车10的前后方向及上下方向、以及从这2个方向倾斜了45°的方向(2个方向)。

图3是放大表示沿着图2所示的区域111中的点划线I-I’的车门板110的截面的一部分的图。车门板110包括钢板121以及加强部件120。钢板121与加强部件120通过第1粘接层122粘接。加强部件120包括中间层123、第2粘接层124以及加强层125。此处，钢板121构成车门板110的表面侧，在表面上涂布有涂料。钢板121与加强层125夹着中间层123。此外，第1粘接层122将钢板121与中间层123进行粘接。并且，第2粘接层124将中间层123与加强层125进行粘接。

在将车门板110组装于汽车10时，首先，例如在对钢板121进行成型之后进行涂装。之后，为了使钢板121的表面上所涂布的涂料干燥，例如在170℃程度的温度下加热大约20分钟。此时，涂料干燥，并且通过所述加热而钢板121的强度提高。之后，在钢板121的温度成为例如室温程度之后，在钢板121上粘接加强部件120。更具体而言，在钢板121的背面(车辆内侧面)上涂布第1粘接剂，并在涂布了该第1粘接剂的面上粘接中间层123。当该第1粘接剂固化时，成为第1粘接层122。进一步，在中间层123的与钢板121相反侧的面上涂布第2粘接剂，并在涂布了该第2粘接剂的面上粘接加强层125。当该第2粘接剂固化时，成为第2粘接层124。另外，也可以预先形成中间层123与加强层125通过第2粘接层124粘接后的加强部件120，并通过第1粘接层122将该加强部件120粘接于钢板121。

此处，钢板121的厚度为0.30mm～0.55mm。钢板121的厚度为0.55mm以下，由此能够实现车门板110的轻量化。此外，由于钢板制造、冲压加工时的课题，难以制造厚度小于0.30mm的钢板。另外，钢板121的厚度优选为0.30mm～0.45mm，更优选为0.35mm～0.45mm。

此外，钢板的极限屈服应力是对耐压痕性直接造成影响的特性。本发明的钢板的极限屈服应力为350MPa以上。钢板121的极限屈服应力为350MPa，由此能够充分提高车门板110的耐压痕性。钢板121的极限屈服应力优选为410MPa以上，更优选为500MPa以上，进一步优选为510MPa以上。另外，将于极限屈服应力的定义的详情将后述。

此外，加强层125的面内方向上的每平均单位宽度的弯曲刚性ΔEI(以下，也简称为“弯曲刚性ΔEI”。)为45N·mm以上。此处，弯曲刚性ΔEI是使用下述式(1)计算出的值。

弯曲刚性ΔEI＝平均杨氏模量×平均截面二次矩/平均截面宽度方向的长度……式(1)

此处，平均杨氏模量是加强层125的面内方向的杨氏模量的平均值。更具体而言，平均杨氏模量是图2所示的4个方向(汽车10的前后方向、上下方向以及相对于这2个方向倾斜了45°的2个方向)的杨氏模量的平均值。

此外，平均截面二次矩是面内方向上的每单位宽度的截面二次矩的平均值。更具体而言，平均截面二次矩是图2所示的4个方向的每单位宽度的截面二次矩的平均值。

通过避开外装板中的边缘部、特征线而从其附近采取试验片，并将对象部位进行分离，由此能够测定出平均杨氏模量。

弯曲刚性ΔEI为45N·mm以上，由此能够充分地提高车门板110的耐压痕性。关于45N·mm的依据，将在后述的实施例中进行说明。弯曲刚性ΔEI的值优选为600N·mm以上，更优选为1000N·mm以上。

此外，通过将加强层125的体积除以该加强层125粘接于中间层123的面积，由此计算出加强层125的平均板厚。关于加强层125的体积，只要通过接触式或者非接触式的厚度计对加强层的多个部位进行测定并计算出其平均值即可。

在本实施方式中，考虑到在加强层125的板厚中存在线状或者点状的凹凸的情况，而通过这种方法来测定加强层125的平均板厚。另外，即使在加强层125的板厚中存在线状或者点状的凹凸而在微观上厚度不均匀的情况下，在宏观上厚度也能够视为均匀。因此，关于加强层125的平均板厚，可以不将加强层的整个区域作为对象来计算平均值，只要将局部区域(与由于凹凸而引起的厚度的变动周期相比为足够大的区域)作为对象来计算平均板厚即可。

此外，加强层125的平均屈服应力S(以下，有时简称为屈服应力)优选为100MPa以上。屈服应力S为100MPa以上，由此能够充分地提高车门板110的耐压痕性。屈服应力S的值更优选为150MPa以上。

加强层125的平均屈服应力S是汽车10的前后方向、上下方向以及相对于这2个方向倾斜了45°的2个方向这4个方向上的加强层125的屈服应力的平均值。另外，上述4个方向与图2所示的4个方向对应。通过避开外装板中的边缘部、特征线而从其附近采取试验片，并将对象部位进行分离，由此能够测定出屈服应力。

此外，式(1)的平均截面宽度方向长度是上述4个方向的截面中的宽度方向的长度的平均值。更详细的情况将在后述的实施例中进行说明。

此处，对中间层123所具有的功能进行说明。例如，在汽车10的用户的手按压车门板110的表面侧或者该用户的手指碰到车门板110的表面侧的情况下，对构成车门板110的表面的钢板121施加载荷。此时，如果在钢板121中产生超过屈服应力的应力集中，则产生凹痕。在不存在中间层123而在钢板121与加强层125之间仅存在粘接层的情况下，容易产生凹痕。在载荷较小的期间，即使不存在中间层123，粘接状态也较良好。因此，由于对钢板121施加的载荷而在钢板内产生的应力，经由粘接层内的剪切应力而传递至加强层125。但是，当载荷变大时，粘接状态变得不良，即局部地产生粘接剥离。因此，在压痕达到0.1mm那样的大载荷区域中，变得难以有效地产生对于将在钢板121中产生的应力传递至加强层125来说较重要的粘接层内的剪切应力。因而，当在车门板110与加强层125之间仅存在粘接层的情况下，在钢板121中产生的应力难以传递，因此容易产生凹痕。另一方面，当在钢板121与加强层125之间存在中间层123的情况下，难以产生凹痕。中间层123通过剪切应力将由于对钢板121施加的载荷而产生的应力有效地分散到钢板121和加强层125的双方，由此使钢板121的应力集中的产生得到缓和。其结果，钢板121变得难以产生凹痕。即，车门板110的耐压痕性提高。

中间层123的材质无特别限定，也可以是各种公知的树脂。中间层123的平均杨氏模量优选为5MPa～5000MPa。在该情况下，中间层123即使负载有载荷也难以剥离，且容易通过剪切应力从钢板121向加强层125传递应力。因此，钢板121变得难以产生应力集中。其结果，车门板110变得难以残留凹痕等的压痕。

此处，中间层123的厚度为0.1mm～2.0mm。当中间层123的厚度为2.0mm以上时，变得难以在中间层123内产生剪切应力，因此中间层123难以将在钢板121中产生的应力有效地传递至加强层125。因此，变得难以将由于载荷而产生的应力有效地分散到钢板121和加强层125的双方。因此，当对外装板的表面施加载荷时，加强层125不变形而钢板121容易变形。因此，无法得到具有优异的耐压痕性的车门板110。此外，难以高品质地制造厚度小于0.1mm的中间层123。另外，中间层123的厚度优选为0.1mm～1.0mm，更优选为0.1mm～0.5mm。

钢板121的厚度为0.³0mm～0.45mm，该钢板121的极限屈服应力优选为510MPa以上。在该情况下，由于钢板121的厚度为0.45mm以下，因此钢板121的总重量变轻。其结果，车门板110实现轻量化。此外，由于钢板121的极限屈服应力为510MPa以上，因此会残留压痕的应力集中的水准较高。即，有利于耐压痕性。即，由于钢板121的厚度为0.30mm～0.45mm，该钢板121的极限屈服应力为510MPa以上，由此能够得到更轻量且具有优异的耐压痕性的车门板110。

此外，加强层125优选具备纤维强化树脂(也称作“FRP(：Fiber ReinforcedPlastic)”。)。纤维强化树脂一般屈服应力较高，因此通过加强层125具备纤维强化树脂，由此在从钢板121传递了由于载荷而产生的应力时，能够抑制加强层125塑性变形。其结果，在钢板121中产生的应力被充分地传递至加强层125，因此能够得到具有更优异的耐压痕性的车门板110。另外，可以是加强层125的全部为纤维强化树脂，也可以是加强层125的一部分为纤维强化树脂。在加强层125的一部分为纤维强化树脂的情况下，加强层125的纤维强化树脂以外的部分可以是不包含强化纤维材料的各种公知的树脂。

此外，加强层125优选具备碳纤维强化树脂(也称作“CFRP”。)。碳纤维强化树脂一般在纤维强化树脂中也具有更高的屈服应力。因此，通过加强层125具备碳纤维强化树脂，由此在从钢板121传递了由于载荷而产生的应力时，能够进一步抑制加强层125塑性变形。其结果，在钢板121中产生的应力更充分地传递至加强层125，能够抑制在钢板121上形成压痕。即，通过加强层125具备碳纤维强化树脂，由此能够得到具有更优异的耐压痕性的车门板110。另外，可以是加强层125的全部为碳纤维强化树脂，也可以是加强层125的一部分为碳纤维强化树脂。在加强层125的一部分为碳纤维强化树脂的情况下，加强层125的碳纤维强化树脂以外的部分可以是不包含强化纤维材料即碳纤维的纤维强化树脂，也可以是不包含强化纤维材料的各种公知的树脂。

此处，对在加强层125中使用的FRP进行补充说明。

能够在加强层125中使用的FRP是指由基质树脂和该基质树脂中所含有且复合化的强化纤维材料形成的树脂。

作为强化纤维材料，例如能够使用碳纤维、玻璃纤维。此外，作为强化纤维材料，能够使用硼纤维、碳化硅纤维、芳族聚酰胺纤维等。在加强层125所使用的FRP中，作为成为强化纤维材料的基材的强化纤维基材，例如能够利用使用了连续纤维的布材、单向强化纤维基材(UD材)等。能够根据强化纤维材料的取向性需要来适当选择这些强化纤维基材。

CFRP是作为强化纤维材料而使用了碳纤维的FRP。作为碳纤维，例如能够使用PAN系或者沥青系的碳纤维。CFRP的碳纤维优选为杨氏模量较高的沥青系碳纤维。根据具备包含沥青系碳纤维的CFRP的加强层125，能够得到更高的反力，能够提高拉伸刚性。

GFRP(Glass Carbon Fiber Reinforced Plastic：玻璃碳纤维增强塑料)是作为强化纤维材料而使用了玻璃纤维的FRP。

作为用于FRP的基质树脂，能够使用热固性树脂和热塑性树脂中的任一种。作为热固性树脂，能够举出环氧树脂、不饱和聚酯树脂以及乙烯基酯树脂等。作为热塑性树脂，能够举出聚烯烃(聚乙烯、聚丙烯等)及其酸改性物、尼龙6及尼龙66等聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯及聚对苯二甲酸丁二醇酯等热塑性芳香族聚酯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚苯醚及其改性物、聚芳酯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚醚酮酮、氯乙烯、聚苯乙烯等苯乙烯系树脂、以及苯氧基树脂等。另外，基质树脂也可以由多种树脂材料形成。

当考虑到向钢板的应用时，从加工性、生产性的观点出发，作为基质树脂优选使用热塑性树脂。进而，通过作为基质树脂而使用苯氧基树脂，能够提高强化纤维材料的密度。此外，苯氧基树脂与作为热固性树脂的环氧树脂的分子结构酷似，因此具有与环氧树脂相同程度的耐热性。此外，通过进一步添加硬化成分，由此还能够应用于高温环境。在添加硬化成分的情况下，只要考虑向强化纤维材料的含浸性、FRP的脆性、生产节拍时间以及加工性等而适当决定其添加量即可。

接着，对第1粘接层122以及第2粘接层124(以下，将它们汇总而简称为“粘接层”。)进行补充说明。

形成粘接层的粘接树脂组合物的种类不特别限定。例如，粘接树脂组合物可以是热固性树脂和热塑性树脂中的任一种。热固性树脂以及热塑性树脂的种类不特别限定。例如，作为热塑性树脂，能够使用选自聚烯烃及其酸改性物、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、AS树脂、ABS树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯等热塑性芳香族聚酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯醚及其改性物、聚苯硫醚、聚甲醛、聚芳酯、聚醚酮、聚醚醚酮及聚醚酮酮等中的1种以上。另外，作为热固性树脂，例如能够使用选自环氧树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂及聚氨酯树脂中的1种以上。

能够根据构成加强层125所具备的FRP的基质树脂的特性、加强层125的特性、中间层123的特性或者钢板121的特性，来适当选择粘接树脂组合物。例如，通过作为粘接树脂层而使用具有存在极性的官能团的树脂、实施了酸改性等的树脂，由此粘接性提高。

如此，通过使用上述粘接树脂层使中间层123粘接于钢板121，由此能够提高中间层123与钢板121之间的紧密接触性。于是，能够提高对钢板121输入载荷时的加强层125的变形随动性。在该情况下，能够更可靠地发挥加强层125针对钢板121的变形的效果。

另外，为了形成粘接树脂层而使用的粘接树脂组合物的形态，例如能够为粉体、清漆等液体、薄膜等固体。

此外，也可以在粘接树脂组合物中配合交联固化树脂以及交联剂，而形成交联性粘接树脂组合物。由此，粘接树脂组合物的耐热性提高，因此能够在高温环境下应用。作为交联固化树脂，例如能够使用双功能性以上的环氧树脂、结晶性环氧树脂。此外，作为交联剂，能够使用胺基、酸酐等。此外，在粘接树脂组合物中，在不损害其粘接性、物理性质的范围内，也可以配合各种橡胶、无机填料、溶剂等其他添加物。

中间层123向钢板121的复合化能够通过各种方法实现。例如，通过将成为中间层123的树脂与钢板121通过上述粘接树脂组合物进行粘接，并使该粘接树脂组合物固化(或者硬化)来得到。在该情况下，例如，通过进行加热压接，能够使中间层123与钢板121复合化。

此外，中间层123向钢板121的粘接可以在构件的成型后进行。例如，可以在将作为被加工材的金属材料成型为具有所希望的形状的钢板121之后，将中间层123粘接于该钢板121。

<钢板121及其表面处理>

本发明的钢板121也可以被进行镀敷。由此，耐腐蚀性提高。镀敷的种类不特别限定，能够使用公知的镀敷。例如，作为镀敷钢板，可以使用热浸镀锌钢板、合金化热浸镀锌钢板、Zn-Al-Mg系合金镀敷钢板、镀铝钢板、电镀锌钢板、电镀Zn-Ni系合金钢板等。

此外，钢板121的表面也可以覆盖被称作化学转化处理的被膜。由此，耐腐蚀性进一步提高。作为化学转化处理，能够使用一般公知的化学转化处理。例如，作为化学转化处理，能够使用磷酸锌处理、铬酸盐处理、无铬酸盐处理等。此外，上述被膜可以是公知的树脂被膜。

此外，钢板121也可以被实施一般公知的涂装。由此，耐腐蚀性进一步提高。作为涂装，能够使用公知的树脂。例如，作为涂装，能够使用以环氧树脂、聚氨酯树脂、丙烯树脂、聚酯树脂或氟树脂等为主树脂的涂装。此外，也可以根据需要在涂装中添加一般公知的颜料。此外，涂装也可以是未添加颜料的透明涂装。所述涂装可以在使FRP部件复合化之前预先对钢板实施，也可以在使FRP部件复合化之后对钢板121实施。此外，也可以在预先对钢板121实施了涂装之后使中间层123复合化，并在其后进一步实施涂装。用于涂装的涂料也可以是溶剂系涂料、水系涂料或者粉体涂料等。作为涂装的施工方法，可以应用一般公知的方法。例如，作为涂装的施工方法，可以使用电沉积涂装、喷射涂装、静电涂装或者浸渍涂装等。电沉积涂装适合于对钢板121的端面、间隙部进行覆盖，因此涂装后的耐腐蚀性优异。此外，通过在涂装前对钢板121的表面实施磷酸锌处理、氧化锆处理等一般公知的化学转化处理，由此塗膜紧密接触性提高。

实施例

以下，在示出实施例以及比较例的同时，对本发明的车门板110进行具体说明。另外，以下所示的实施例仅是本发明的车门板110的一例，本发明的车门板110并不限定于下述的例子。

首先，在实施例以及比较例中，准备具有图4以及图5所示的形状的试验板200。图4是从上方观察试验板200的图。试验板200由一张板构成，在作为正方形的板的平坦部202的中央具有大致正方形状的凸部201。该凸部201的一边的长度L为400mm。此外，凸部201的中心203是通过后述的试验装置施加载荷而形成压痕的位置。另外，图4所示的4个方向与图2所示的4个方向对应。更具体而言，x方向与图2所示的前方对应，y方向与图2所示的上方对应。图5是表示沿着图4所示的点划线II-II’的试验板200的截面的图。从平坦部202的上表面到凸部201的上表面的高度h为31mm。

在实施例中，首先，进行将钢板冲压成型的处理(以下，也称作“成型处理”。)。其结果，成型出图4以及图5所示的形状的钢板。接着，以170℃对成型后的钢板进行20分钟的加热处理。之后，通过粘接剂将中间层和加强层粘接于加热处理后的钢板的单侧面上。如此，制作出实施例的试验板200。另外，通过冲压成型而生成的钢板的等效塑性应变量在大约3％恒定。

本发明所假定的外装板是安装于完成后的汽车的外装板。一般情况下，外装板在被安装于汽车之后进行烤漆。因此，在实施例中，对钢板实施上述那样的加热处理。此外，通过该加热处理，钢板的SS(Stress Strain：应力应变)曲线发生变化。

参照图6对钢板的SS曲线进行说明。在图6中，横轴表示标称应变，纵轴表示标称应力。在图6中，加热处理前的钢板的SS曲线，被作为第1曲线C1而用实线表示。此外，在赋予标称应变e1之后进行了加热处理的钢板的SS曲线，被作为第2曲线C2而用虚线表示。第1曲线C1与第2曲线C2均在规定的标称应变时应力具有极大值。例如，在第1曲线C1中，在标称应变e2时应力成为极大值。另外，将此时的极大值称作TS(Tensile Strength：抗拉强度)。此外，将钢板开始塑性变形的应力(在第1曲线C1中，标称应变为e0时的应力)称作YP(YieldPoint：屈服点)。

此处，钢板例如通过成型处理而塑性变形，此时的钢板的标称应变为e1。将从此时的钢板的标称应力减去YP而得到的值称作WH量。当在对钢板赋予了标称应变e1之后实施加热处理时，钢板的SS曲线从第1曲线C1变化为第2曲线C2。将此时的由于加热处理而引起的钢板的屈服应力的变化量称作BH量。进而，将YP、WH量以及BH量之和称作极限屈服应力。该极限屈服应力是对外装板的耐压痕性直接产生影响的特性。如上所述，通过使用具有350MPa以上的极限屈服应力的钢板，由此能够制作出轻量且耐压痕性优异的外装板。

接着，参照图7来说明对试验板200的耐压痕性进行测定的方法。图7是表示用于对试验板200的耐压痕性进行测定的试验装置20的图。试验装置20具备板固定部210、载荷部220以及压痕测定机231。板固定部210固定试验板200。载荷部220能够对试验板200施加载荷。压痕测定机231能够测定形成于试验板200的压痕的深度。

在试验时，试验板200被放置于板固定部210所具备的试验台211的上表面。此时，该试验板200的端部通过紧固件212a以及212b而固定于试验台211。如此，试验板200被固定于试验台211。此外，在试验板200的凸部的中央固定有与压痕测定机231连接的连接线232。压痕测定机231经由连接线232来测定形成于试验板200的压痕的深度。

载荷部220具备两根支柱221a以及221b。这两根支柱221a以及221b通过连接部222连接。在连接部222的中央设置有能够使压头棒224上下运动的压头棒保持部223。在压头棒224上设置有被支承在压头棒保持部223的上方的被保持部225。压头棒224通过马达机构等而朝下移动，由此设置在压头棒224前端的钢制、半径为25mm的压头226朝下下降。压头226的前端与试验板200的凸部的大致中央的上表面的中心接触，并对该上表面的中心施加被控制为规定的恒定值的载荷，由此在试验板200上形成压痕。

此处，对试验板200施加的载荷越大，则形成于试验板200的压痕越深。在本实施方式中，使用在形成0.1mm深度的压痕时对试验板200施加的载荷大小，对试验板200的耐压痕性进行评价。

此处，为了使耐压痕性的优劣容易理解，而将厚度为0.65mm、JAC340H标准的钢板作为基准的试验板200。即，作为基准的试验板200不具备中间层以及加强层而仅由钢板构成。此外，如后所述，该试验板200是比较例1的试验板200。将在该试验板200上形成0.1mm的压痕时对该试验板200施加的载荷值作为基准值，而对耐压痕性进行了评价。更具体而言，将在试验板200上形成0.1mm深度的压痕时的载荷除以基准值而得到的值设为压痕值。

以下，在实施例以及比较例中，将具有1.0以上的压痕值的试验板200评价为具有优异的耐压痕性的试验板200。进而，将具有1.2以上的压痕值的试验板评价为具有更优异的耐压痕性的试验板200。另一方面，将具有小于1.0的压痕值的试验板200评价为具有不满意的耐压痕性的试验板。进而，将具有小于0.8的压痕值的试验板200评价为具有更不满意的耐压痕性的试验板。

以下，对实施例和比较例的评价结果进行说明。在表1中示出实施例和比较例的试验板200的制作条件、以及该试验板的压痕值和重量比。在表1中，对不满足实施方式的要件的值附加下划线。

(比较例1)

在比较例1中，将极限屈服应力为303MPa、厚度为0.65mm的钢板作为试验板200，而测定了压痕值(也称作“Dent值”。)。如上所述，将该试验板200的压痕值设为1.0。此外，在以下的实施例以及比较例中，将该试验板200的重量设为1来计算试验板200的重量比。在试验板200的重量比小于1的情况下，判定为该试验板的重量被轻量化。另外，设为在试验板200所具备的钢板的单面的50％面积的区域中粘接有中间层以及加强层的情况，来计算重量比。

(比较例2)

在比较例2中，除了应用将钢板的厚度变更为0.40mm、极限屈服应力高于比较例1的钢板的极限屈服应力的钢板以外，试验板200的条件与比较例1相同。比较例2的钢板的厚度比比较例1的钢板的厚度变薄。因此，比较例2的试验板200比比较例1的试验板轻量化。此外，比较例2的压痕值为0.90。在比较例2中，虽然钢板的极限屈服应力比比较例1的钢板的极限屈服应力变高，但钢板较薄。因此，比较例2无法得到足够的耐压痕性。

如此，在仅由钢板构成的试验板200中，当使钢板的厚度变薄时，无法得到优异的耐压痕性。因此，在本发明中，通过在钢板上粘接中间层以及加强层，而得到了耐压痕性优异的试验板200。详细情况将使用实施例来后述。

(比较例3)

在比较例3中，制作了如下的试验板200：在被用作为比较例2的试验板200的钢板上，作为加强层而粘贴了平均板厚为0.2mm、弯曲刚性ΔEI为47N·mm、杨氏模量为70000MPa的CFRP(CFRP1)。另外，在弯曲刚性ΔEI的计算中，作为平均截面宽度方向长度，使用穿过试验板200的中心203处的加强层的、图4所示的凸部201的加强层中的4个方向截面的宽度方向的长度的平均值。在比较例3的试验板200上粘贴有加强层，但比较例3的试验板200的压痕值为0.93，不是足够高的压痕值。

(实施例1)

在实施例1中，具有图3所示的截面构造。即，实施例1的试验板具有由钢板和加强层夹着中间层的构造。另外，钢板与中间层通过第1粘接层粘接。此外，中间层与加强层通过第2粘接层粘接。此处，第1粘接层和第2粘接层使用丙烯树脂。此外，钢板的条件为，极限屈服应力为420MPa，厚度为0.50mm。此外，中间层的条件为，杨氏模量E为50MPa，厚度为1.3mm，材质为聚脲。并且，加强层的条件为，平均屈服应力为1000MPa，平均板厚为0.2mm，弯曲刚性ΔEI为47N·mm，材质为杨氏模量为70000MPa的CFRP(CFRP1)。

在比较例3中，通过钢板和加强层来构成试验板。在实施例1中，与比较例3的不同点在于，在钢板与加强层之间设置有中间层。在实施例1中，由于存在中间层，因此当钢板负载载荷时，应力被有效地分散到钢板121和加强层125的双方。即，应力集中得以缓和。因此，变得难以在钢板上残留压痕。即，试验板200的耐压痕性提高。

在实施例1的试验板中，压痕值为1.4，重量比为0.93。因此，实施例1的试验板200可以说是轻量且耐压痕性优异的试验板200。在实施例1中，使用极限屈服应力为420MPa的钢板。另一方面，发明人知道：在应用了中间层以及加强层的情况下，钢板的极限屈服应力对于耐压痕性的影响小于1.0次方。因而，在实施例1以后的实施例中，当使用极限屈服应力为350MPa以上的钢板时，能够实现轻量且耐压痕性优异的试验板。

(实施例2～6、11)

实施例2的试验板200与实施例1同样具有图3所示的截面构造。中间层的条件与实施例1相同。实施例3与实施例1的不同点在于，加强层的厚度为1.0mm、弯曲刚性ΔEI为5833N·mm。此外，实施例2与实施例1的不同点在于，钢板的厚度为0.40mm、极限屈服应力为540MPa。即，实施例2的钢板比实施例1的钢板薄、极限屈服应力高。实施例2的试验板的重量比为0.89。即，实施例2与实施例1的试验板相比，重量比得到改善。

此外，实施例2的试验板200的压痕值为1.9，实施例2的试验板200具有优异的耐压痕性。可以认为其原因在于：对钢板施加的应力经由中间层而有效地分散到加强层；以及由于钢板的极限屈服应力具有540MPa以上这样的较高值，因此使钢板产生塑性变形的应力集中的水准变高。

实施例3～6的试验板200与实施例2的试验板200的不同点在于中间层的厚度。在实施例3～6中，中间层的厚度处于0.1mm～1.7mm的范围内。在该中间层的厚度的范围内，中间层的厚度变得越薄，则试验板200的耐压痕性越提高。另外，实施例6的压痕值是使用实施例2～5的中间层的厚度与压痕值之间的关系、通过外插而计算出的值。

如果试验板200的压痕值为2.1以上，则可以说该试验板具有例如相对于比较例1的试验板的耐压痕性格外优异的耐压痕性。因此，在本实施方式中，将压痕值最大测定到2.1为止。此外，在表1的实施例4～6中，作为压痕值而测定出或者计算出2.1的值，因此压痕值为2.1以上。

在实施例2～6中，能够观察到随着中间层的厚度变薄而压痕值变高的趋势。因此，关于实施例2～6的中间层的厚度，可以考虑使用具有比最薄厚度即0.1mm薄的厚度的中间层。但是，难以高品质地制造小于0.1mm的中间层。通过使中间层的厚度为0.1mm以上，能够得到优异的耐压痕性较高的外装板。

进而，当将实施例11的试验板200与实施例5的试验板200进行比较时，实施例11与实施例5的不同点在于，加强层的厚度为0.6mm、弯曲刚性ΔEI为1260N·mm。

在该实施例11中，与实施例5相比较，加强层的厚度较小，弯曲刚性ΔEI较低，但压痕值为1.3，重量比为0.86。因此，可以说是轻量且耐压痕性优异的试验板200。

(比较例4～6)

在比较例4～6中，中间层的厚度均为3.0mm。比较例4～6的试验板200的其他条件如表1所记载的那样。比较例4～6的试验板的压痕值均低于1.0。即，无法得到具有优异的耐压痕性的试验板200。可以认为其原因在于，中间层的厚度超过2.0mm、过厚。更具体而言，可以认为，由于中间层的厚度过厚，因此对钢板施加的应力在中间层内未充分地产生剪切应力，而无法充分地传递至加强层。

(实施例7)

在实施例7中，与实施例1～6等其他实施例不同，中间层的材质不是聚脲，而是聚碳酸酯。即使中间层的材质是聚碳酸酯，也能够制作出轻量且耐压痕性优异的试验板200。

(实施例8，9)

实施例8以及9的加强层的厚度与实施例2～7不同。实施例8以及9的加强层的厚度为0.2mm，与实施例1的加强层的厚度相同。即，实施例8以及9的加强层的厚度较薄。即使加强层的厚度为0.2mm，实施例8以及9的试验板200也较轻量且具有优异的耐压痕性。

此外，实施例1、8以及9的加强层的弯曲刚性ΔEI为47N·mm。这在全部实施例的弯曲刚性ΔEI中为最低值。实施例1、8以及9的试验板200的压痕值为1.1或者1.4。即，这些实施例的试验板200具有优异的耐压痕性。当考虑到这些实施例的试验板200的压痕值为1.1或者1.4的情况时，能够推测出只要弯曲刚性ΔEI为比47N·mm稍低的45N·mm以上，就能够得到具有优异的耐压痕性的外装板。

(实施例10)

在实施例10中，加强层的材质为杨氏模量为17500MPa的GFRP。即使加强层为GFRP，也能够得到压痕值为1.2、重量比为0.70的试验板200。即，能够得到轻量且具有优异的耐压痕性的试验板200。

如以上那样，通过将钢板的厚度设为0.30mm～0.55mm、极限屈服应力设为350MPa以上、弯曲刚性ΔEI设为45N·mm以上、中间层的厚度设为0.1mm～2.0mm，由此能够制作出轻量且耐压痕性优异的车门板110。

此外，如实施例2～11那样，通过将钢板的厚度设为小于0.45mm、钢板的极限屈服应力设为510MPa以上，由此能够提供具有优异的耐压痕性且更轻量化的外装板。

(实施例12)

实施例12是作为加强层而使用了杨氏模量为8750MPa的CFRP(CFRP2)的例子。如该实施例12那样，通过将钢板的厚度设为0.30mm～0.55mm、极限屈服应力设为350MPa以上、弯曲刚性ΔEI设为45N·mm以上、中间层的厚度设为0.1mm～2.0mm、且加强层的屈服应力设为100MPa以上，由此能够提供具有优异的耐压痕性且更轻量化的外装板。

(比较例7)

在比较例7中，加强层的平均板厚为0.1mm，弯曲刚性ΔEI为5.8N·mm。因而，比较例7的加强层的弯曲刚性ΔEI小于45N·mm。因此，当对钢板施加载荷且载荷经由中间层向加强层传递时，加强层有时会塑性变形。其结果，在塑性变形了的加强层中，对钢板施加的载荷无法充分地传递至加强层。比较例7的试验板的压痕值为0.90，无法得到具有优异的耐压痕性的试验板200。

(比较例8)

在比较例8中，钢板的极限屈服应力为330MPa。即，比较例8的钢板的极限屈服应力低于350MPa。因此，在具备该钢板的试验板上容易残留压痕。比较例8的试验板200的压痕值为0.70。在比较例8中，无法得到具有优异的耐压痕性的试验板200。

[表1]

以上，参照表1以及附图对本发明的优选实施方式进行了详细说明。本发明并不限定于所述例子。显而易见，只要是具有本发明所属技术领域的通常知识的人，在本发明的技术思想的范畴内能够想到各种变更例或者修正例。应当了解这些当然也属于本发明的技术范围。

例如，加强部件120被粘贴于钢板的区域并不限定于图2的例子。参照图8以及图9对粘贴加强部件120的区域的变形例进行说明。图8以及图9是表示在车门板上粘贴加强部件120的区域的变化的图。在图8所示的例子中，在车门101的车门板113的从上方到大致2/3为止的区域130中设置有加强部件。一般情况下，汽车的用户经常接触车门板113的从上方起大致2/3的区域130，因此通过在该区域中设置加强部件，能够有效地抑制车门板113产生凹痕。此外，如图9所示，也可以分割成多个区域来设置加强部件。在图9所示的例子中，分割成车门102的车门板114中的8个区域140(140a～140h)而设置有8个加强部件，但并不限定于此，可以分割成2～6个区域而设置有2～6个加强部件，也可以分割成9个以上的区域而设置有9个以上加强部件。

此外，在上述实施方式中，与本发明相关的技术被应用于车门板110。并不限定于此，与本发明相关的技术可以应用于车顶板、挡泥板、引擎盖外板或者后车门外板等各种外装板。此外，与本发明相关的技术除了汽车以外，还能够应用于被要求耐压痕性的产品。

产业上的可利用性

根据本发明，能够提供轻量且耐压痕性优异的外装板以及具备该外装板的汽车。

符号的说明

10：汽车；100：车门；110：车门板；121：钢板；122：第1粘接层；123：中间层；124：第2粘接层；125：加强层；20：试验装置；200：试验板。

Claims (7)

1.一种外装板，其中，

包括钢板、第1粘接层、中间层、第2粘接层以及加强层，

上述钢板与上述加强层夹着上述中间层，

上述第1粘接层将上述钢板与上述中间层进行粘接，

上述第2粘接层将上述中间层与上述加强层进行粘接，

上述钢板的厚度为0.30～0.55mm，

上述钢板的极限屈服应力为350MPa以上，

当将上述加强层的面内方向上的平均杨氏模量设为E，上述加强层的面内方向上的平均每单位宽度的截面二次矩设为I时，每单位宽度的弯曲刚性ΔEI为45N·mm以上，

上述中间层的厚度为0.1～2.0mm。

2.根据权利要求1所述的外装板，其中，

上述钢板的厚度为0.30～0.45mm，

上述钢板的上述极限屈服应力为510MPa以上。

3.根据权利要求1或2所述的外装板，其中，

上述加强层具备纤维强化树脂。

4.根据权利要求3所述的外装板，其中，

上述加强层具备碳纤维强化树脂。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的外装板，其中，

上述弯曲刚性ΔEI为600N·mm以上。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的外装板，其中，

上述加强层的屈服应力为100MPa以上。

7.一种汽车，其中，

具备权利要求1至6中任一项所述的外装板。

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