JP2001191962A - Ｆｒｐ補強自動車用水平パネル材 - Google Patents
Ｆｒｐ補強自動車用水平パネル材Info
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- JP2001191962A JP2001191962A JP2000003525A JP2000003525A JP2001191962A JP 2001191962 A JP2001191962 A JP 2001191962A JP 2000003525 A JP2000003525 A JP 2000003525A JP 2000003525 A JP2000003525 A JP 2000003525A JP 2001191962 A JP2001191962 A JP 2001191962A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アルミニウム合金板を使用したことによる軽
量化効果を損なうことなく、アルミニウム合金板を効果
的に補強してパネル材の耐変形性能、中でも耐熱変形性
能を向上したＦＲＰ補強自動車用水平パネル材を提供す
る。 【解決手段】 自動車用水平パネル材を構成するアルミ
ニウム合金板を、補強繊維と樹脂とからなるＦＲＰ材で
補強してなる、線膨張係数が２０×１０-6／Ｋ以下のＦ
ＲＰ補強自動車用水平パネル材。
量化効果を損なうことなく、アルミニウム合金板を効果
的に補強してパネル材の耐変形性能、中でも耐熱変形性
能を向上したＦＲＰ補強自動車用水平パネル材を提供す
る。 【解決手段】 自動車用水平パネル材を構成するアルミ
ニウム合金板を、補強繊維と樹脂とからなるＦＲＰ材で
補強してなる、線膨張係数が２０×１０-6／Ｋ以下のＦ
ＲＰ補強自動車用水平パネル材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
板で構成される自動車用水平パネル材に関し、とくにＦ
ＲＰで補強した自動車用水平パネル材に関する。
板で構成される自動車用水平パネル材に関し、とくにＦ
ＲＰで補強した自動車用水平パネル材に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車用水平パネル材、たとえばボンネ
ットやルーフ、トランクリッド等の自動車用水平パネル
材は、通常薄い金属板で構成されているが、近年車体の
軽量化をより促進するために、アルミニウム合金板で自
動車用水平パネル材を構成することが試みられている。
ットやルーフ、トランクリッド等の自動車用水平パネル
材は、通常薄い金属板で構成されているが、近年車体の
軽量化をより促進するために、アルミニウム合金板で自
動車用水平パネル材を構成することが試みられている。
【０００３】この自動車用水平パネル材は、とくに凹み
等の変形が生じた場合に目につきやすいことから、自動
車用水平パネル材には外力や熱等に対する優れた耐変形
性能が要求される。特に、自動車用水平パネル材は、直
射日光をまともに受けるので、自動車パネルの中で最も
熱変形が生じやすい部材であり、熱変形が生じると、意
匠性だけでなく、雨水の流れが設計通りにいかなくなる
という実用上の不都合を生じるおそれがある。また、ゆ
がみにより、光線が乱反射して対人や対向車を眩惑した
り、不快にさせるおそれがある。
等の変形が生じた場合に目につきやすいことから、自動
車用水平パネル材には外力や熱等に対する優れた耐変形
性能が要求される。特に、自動車用水平パネル材は、直
射日光をまともに受けるので、自動車パネルの中で最も
熱変形が生じやすい部材であり、熱変形が生じると、意
匠性だけでなく、雨水の流れが設計通りにいかなくなる
という実用上の不都合を生じるおそれがある。また、ゆ
がみにより、光線が乱反射して対人や対向車を眩惑した
り、不快にさせるおそれがある。
【０００４】とくに自動車用水平パネル材をアルミニウ
ム合金板で構成する場合、アルミニウム合金の線膨張係
数がスチールの５倍程度と大きいことから、上記のよう
な熱変形に伴う問題が生じやすくなる。
ム合金板で構成する場合、アルミニウム合金の線膨張係
数がスチールの５倍程度と大きいことから、上記のよう
な熱変形に伴う問題が生じやすくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、とくに自動車用水平パネル材をアルミニウム合金板
で構成する場合において、アルミニウム合金板を使用し
たことによる軽量化効果を損なうことなく、アルミニウ
ム合金板を効果的に補強してパネル材の耐変形性能、中
でも耐熱変形性能を向上したＦＲＰ補強自動車用水平パ
ネル材を提供することにある。
は、とくに自動車用水平パネル材をアルミニウム合金板
で構成する場合において、アルミニウム合金板を使用し
たことによる軽量化効果を損なうことなく、アルミニウ
ム合金板を効果的に補強してパネル材の耐変形性能、中
でも耐熱変形性能を向上したＦＲＰ補強自動車用水平パ
ネル材を提供することにある。
【０００６】なお、金属構造物を単にＦＲＰで補強する
手法として、金属表面上で、シート状の炭素繊維の一方
向材料にエポキシ樹脂を含浸後、樹脂を硬化させる方法
が知られているが（特開平９−３１４７４４号公報）、
自動車用水平パネル材に着目した提案、とくに耐熱変形
性能の向上を目的とした提案は見当たらない。
手法として、金属表面上で、シート状の炭素繊維の一方
向材料にエポキシ樹脂を含浸後、樹脂を硬化させる方法
が知られているが（特開平９−３１４７４４号公報）、
自動車用水平パネル材に着目した提案、とくに耐熱変形
性能の向上を目的とした提案は見当たらない。
【０００７】
【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ＦＲＰ補強自動車用水平パネル材は、
自動車用水平パネル材を構成するアルミニウム合金板
を、補強繊維と樹脂とからなるＦＲＰ材で補強してな
る、線膨張係数が２０×１０-6／Ｋ以下のものからな
る。アルミニウム合金の線膨張係数が約２５×１０-6／
Ｋであるから、上記の如くＦＲＰ補強してパネル材とし
ての線膨張係数を２０×１０-6／Ｋ以下に抑えることに
より、アルミニウム合金板の熱変形を適切に抑えること
ができるようになる。
に、本発明に係るＦＲＰ補強自動車用水平パネル材は、
自動車用水平パネル材を構成するアルミニウム合金板
を、補強繊維と樹脂とからなるＦＲＰ材で補強してな
る、線膨張係数が２０×１０-6／Ｋ以下のものからな
る。アルミニウム合金の線膨張係数が約２５×１０-6／
Ｋであるから、上記の如くＦＲＰ補強してパネル材とし
ての線膨張係数を２０×１０-6／Ｋ以下に抑えることに
より、アルミニウム合金板の熱変形を適切に抑えること
ができるようになる。
【０００８】本発明で言うＦＲＰ補強自動車用水平パネ
ル材とは、自動車のボンネット、ルーフ、トランクリッ
ドなどの水平部材であるが、「水平」には上記部材のと
おり、多少の斜め方向の部材も含まれる。また、本発明
においては、ＦＲＰ材の形状はとくに限定されず、シー
ト状のＦＲＰ材、それを断面形状ハット形等の各種形状
に成形したＦＲＰ材、ブロック状のＦＲＰ材等を採用で
きる。このようなＦＲＰ材は、アルミニウム合金板に対
し、たとえばリブ形状に形成できる。
ル材とは、自動車のボンネット、ルーフ、トランクリッ
ドなどの水平部材であるが、「水平」には上記部材のと
おり、多少の斜め方向の部材も含まれる。また、本発明
においては、ＦＲＰ材の形状はとくに限定されず、シー
ト状のＦＲＰ材、それを断面形状ハット形等の各種形状
に成形したＦＲＰ材、ブロック状のＦＲＰ材等を採用で
きる。このようなＦＲＰ材は、アルミニウム合金板に対
し、たとえばリブ形状に形成できる。
【０００９】この自動車用水平パネル材においては、Ｆ
ＲＰ材の線膨張係数α１とアルミニウム合金板の線膨張
係数α２との比（α１／α２）が−０．０５〜０．９の
範囲にあることが好ましく、とくにα１がα２よりも大
幅に小さいこと（たとえばα１がα２の１／５０以下）
が好ましい。つまり、補強用ＦＲＰ材によりアルミニウ
ム合金板を拘束してアルミニウム合金板の熱変形を大き
く抑え込むようにすることが好ましい。なお、上記α１
／α２の比の範囲の下限値がマイナス表示になっている
のは、使用するＦＲＰ材が熱収縮する場合もあるからで
ある。α１／α２の比が上記範囲よりも小さいと、ＦＲ
Ｐ材と値との熱膨張の差が大きくなりすぎ、両部材の接
合部に加わる応力が大きくなりすぎるおそれがある。上
記範囲よりも大きいと、ＦＲＰ材で補強したことによる
アルミニウム合金板の熱変形抑制効果が小さくなり、目
標とした耐熱変形性能が得られない。なお、線膨張係数
は市販のＴＭＡ（Thermo Mechanical Analyzer）等の線
膨張測定機を用いて測定できる。また、測定温度は０〜
１００℃の範囲内とする。
ＲＰ材の線膨張係数α１とアルミニウム合金板の線膨張
係数α２との比（α１／α２）が−０．０５〜０．９の
範囲にあることが好ましく、とくにα１がα２よりも大
幅に小さいこと（たとえばα１がα２の１／５０以下）
が好ましい。つまり、補強用ＦＲＰ材によりアルミニウ
ム合金板を拘束してアルミニウム合金板の熱変形を大き
く抑え込むようにすることが好ましい。なお、上記α１
／α２の比の範囲の下限値がマイナス表示になっている
のは、使用するＦＲＰ材が熱収縮する場合もあるからで
ある。α１／α２の比が上記範囲よりも小さいと、ＦＲ
Ｐ材と値との熱膨張の差が大きくなりすぎ、両部材の接
合部に加わる応力が大きくなりすぎるおそれがある。上
記範囲よりも大きいと、ＦＲＰ材で補強したことによる
アルミニウム合金板の熱変形抑制効果が小さくなり、目
標とした耐熱変形性能が得られない。なお、線膨張係数
は市販のＴＭＡ（Thermo Mechanical Analyzer）等の線
膨張測定機を用いて測定できる。また、測定温度は０〜
１００℃の範囲内とする。
【００１０】このＦＲＰ補強自動車用水平パネル材にお
いては、上記補強繊維が炭素繊維を含んでいることが好
ましい。炭素繊維を含むことによりパネル材補強効果の
向上が可能になる。もちろん、炭素繊維の他にガラス繊
維やアラミド繊維等の使用も可能であり、炭素繊維とこ
れら補強繊維とのハイブリッド型の補強繊維とすること
もできる。
いては、上記補強繊維が炭素繊維を含んでいることが好
ましい。炭素繊維を含むことによりパネル材補強効果の
向上が可能になる。もちろん、炭素繊維の他にガラス繊
維やアラミド繊維等の使用も可能であり、炭素繊維とこ
れら補強繊維とのハイブリッド型の補強繊維とすること
もできる。
【００１１】ＦＲＰを構成する補強繊維の形態として
は、補強繊維を一方向に引き揃えた一方向性シートや、
織物、不織布を使用でき、さらにはマットの形態の補強
繊維、あるいはこれらの混用形態も使用できる。一方向
性シートの場合には、たとえば補強性能に方向性を付与
でき、織物の場合には、逆にパネル面方向に均一な補強
効果を得ることができる。いずれの形態とする場合に
も、アルミニウム合金板への貼り付け部においてはアル
ミニウム合金板の表面に沿いやすい形態、貼り付け部以
外の部分においては、形成しようとする形状を容易にと
ることのできる形態であることが好ましい。
は、補強繊維を一方向に引き揃えた一方向性シートや、
織物、不織布を使用でき、さらにはマットの形態の補強
繊維、あるいはこれらの混用形態も使用できる。一方向
性シートの場合には、たとえば補強性能に方向性を付与
でき、織物の場合には、逆にパネル面方向に均一な補強
効果を得ることができる。いずれの形態とする場合に
も、アルミニウム合金板への貼り付け部においてはアル
ミニウム合金板の表面に沿いやすい形態、貼り付け部以
外の部分においては、形成しようとする形状を容易にと
ることのできる形態であることが好ましい。
【００１２】軽量性を維持しつつ、アルミニウム合金板
を効率よく補強するとともにアルミニウム合金板に所望
の耐熱変形性能をもたせるためには、たとえば、ＦＲＰ
材とアルミニウム合金板との間に空間を形成する構造、
ＦＲＰ材とアルミニウム合金板との間に発泡材やハニカ
ム材を介在させる構造を採用できる。発泡材を介在させ
る場合には、パネル材に断熱性能や衝撃緩和性能をもた
せることが可能になる。また、雨音などを遮断して静粛
性が向上する。発泡材を挿入する場合、発泡材は断熱性
があるためにパネルの温度上昇を抑えることができて、
パネルの熱変形量は小さくできるが、発泡材自体の熱変
形量（線膨張係数）は金属やＦＲＰよりも大きいので、
発泡材の中でも熱変形量の小さい、比重が０．０４〜
０．２の範囲内のものを選定することが好ましい。具体
的な発泡材としては、ポリイミドフォーム、フェノール
フォーム、アクリルフォーム、高密度ポリウレタンフォ
ームなどである。また、好ましい耐熱発泡材のガラス転
移温度は６０〜１８０℃の範囲内である。なお、発泡材
は必ずしも金属やＦＲＰと一体化している必要はなく、
空間に挿入された状態でも差し支えない。ハニカム材を
介在させる場合には、剛性を高めて、パネル材の耐熱変
形性能を高めることができるとともに、アルミニウム合
金板の熱変形をより効果的に抑えて、耐熱変形性能をよ
り高めることができる。ハニカム材と発泡材を併用して
も差し支えない。
を効率よく補強するとともにアルミニウム合金板に所望
の耐熱変形性能をもたせるためには、たとえば、ＦＲＰ
材とアルミニウム合金板との間に空間を形成する構造、
ＦＲＰ材とアルミニウム合金板との間に発泡材やハニカ
ム材を介在させる構造を採用できる。発泡材を介在させ
る場合には、パネル材に断熱性能や衝撃緩和性能をもた
せることが可能になる。また、雨音などを遮断して静粛
性が向上する。発泡材を挿入する場合、発泡材は断熱性
があるためにパネルの温度上昇を抑えることができて、
パネルの熱変形量は小さくできるが、発泡材自体の熱変
形量（線膨張係数）は金属やＦＲＰよりも大きいので、
発泡材の中でも熱変形量の小さい、比重が０．０４〜
０．２の範囲内のものを選定することが好ましい。具体
的な発泡材としては、ポリイミドフォーム、フェノール
フォーム、アクリルフォーム、高密度ポリウレタンフォ
ームなどである。また、好ましい耐熱発泡材のガラス転
移温度は６０〜１８０℃の範囲内である。なお、発泡材
は必ずしも金属やＦＲＰと一体化している必要はなく、
空間に挿入された状態でも差し支えない。ハニカム材を
介在させる場合には、剛性を高めて、パネル材の耐熱変
形性能を高めることができるとともに、アルミニウム合
金板の熱変形をより効果的に抑えて、耐熱変形性能をよ
り高めることができる。ハニカム材と発泡材を併用して
も差し支えない。
【００１３】ＦＲＰ材は、アルミニウム合金板に対し接
合されることによりアルミニウム合金板を補強するが、
この接合においては、とくにＦＲＰ材の周辺部から剥が
れやすくなることがある。つまり、ＦＲＰ材の重量の割
に周長が長いと剥がれやすくなる。自動車用水平パネル
材を構成するアルミニウム合金板に対し、ＦＲＰ材は内
面側（下面側）に貼り付けられるから、このような剥が
れが生じることは好ましくない。このような剥がれを防
止するためには、ＦＲＰ材の重量Ｗ（ｇ）とＦＲＰ材の
周長Ｌ（ｍｍ）との間には好適な範囲があり、両者の比
Ｗ／Ｌが０．００１〜０．３の範囲にあることが好まし
い。Ｗ／Ｌがこの範囲より大きいと、単位周長当たりの
ＦＲＰ材の重量が大きくなりすぎ、ＦＲＰ材が剥がれや
すくなり、この範囲より小さいと、単位周長当たりのＦ
ＲＰ材の量が不足して十分な補強効果が得られない。
合されることによりアルミニウム合金板を補強するが、
この接合においては、とくにＦＲＰ材の周辺部から剥が
れやすくなることがある。つまり、ＦＲＰ材の重量の割
に周長が長いと剥がれやすくなる。自動車用水平パネル
材を構成するアルミニウム合金板に対し、ＦＲＰ材は内
面側（下面側）に貼り付けられるから、このような剥が
れが生じることは好ましくない。このような剥がれを防
止するためには、ＦＲＰ材の重量Ｗ（ｇ）とＦＲＰ材の
周長Ｌ（ｍｍ）との間には好適な範囲があり、両者の比
Ｗ／Ｌが０．００１〜０．３の範囲にあることが好まし
い。Ｗ／Ｌがこの範囲より大きいと、単位周長当たりの
ＦＲＰ材の重量が大きくなりすぎ、ＦＲＰ材が剥がれや
すくなり、この範囲より小さいと、単位周長当たりのＦ
ＲＰ材の量が不足して十分な補強効果が得られない。
【００１４】また、上記剥がれやすさは、ＦＲＰ材のア
ルミニウム合金板に対する粘着力にも左右される。当然
に、粘着力は大きい程よく、たとえばＪＩＳ−Ｋ−７０
７１に記載された試験法で測定したアルミニウム合金板
への接合前のＦＲＰ材のラップシェアが２．０Ｎ以上で
あることが好ましく、より好ましくは５．０Ｎ以上であ
る。このラップシェアは、粘着力の大きさを示す指標で
あり、その値が大きい程粘着力が大きい。このようにラ
ップシェアがあるレベル以上であることにより、粘着さ
れたＦＲＰ材の落下は完全に防止される。
ルミニウム合金板に対する粘着力にも左右される。当然
に、粘着力は大きい程よく、たとえばＪＩＳ−Ｋ−７０
７１に記載された試験法で測定したアルミニウム合金板
への接合前のＦＲＰ材のラップシェアが２．０Ｎ以上で
あることが好ましく、より好ましくは５．０Ｎ以上であ
る。このラップシェアは、粘着力の大きさを示す指標で
あり、その値が大きい程粘着力が大きい。このようにラ
ップシェアがあるレベル以上であることにより、粘着さ
れたＦＲＰ材の落下は完全に防止される。
【００１５】さらに、本発明に係る構造は、熱変形が顕
在化し易い、自動車水平パネルの最小曲率半径が大きい
部位に適用してとくに好適なものである。たとえば該最
小曲率半径が３０ｃｍ以上、２００ｃｍ以下の部位に適
用して最適なものである。最小曲率半径が３０ｃｍ未満
の場合は、貼り付けが難しく、２００ｃｍを越えても貼
り付け作業が難しい。本範囲内において、直射日光等に
起因する熱変形が効果的に抑えられる。また、パネルの
総面積が０．３ｍ2 以上の場合により効果的となる。
在化し易い、自動車水平パネルの最小曲率半径が大きい
部位に適用してとくに好適なものである。たとえば該最
小曲率半径が３０ｃｍ以上、２００ｃｍ以下の部位に適
用して最適なものである。最小曲率半径が３０ｃｍ未満
の場合は、貼り付けが難しく、２００ｃｍを越えても貼
り付け作業が難しい。本範囲内において、直射日光等に
起因する熱変形が効果的に抑えられる。また、パネルの
総面積が０．３ｍ2 以上の場合により効果的となる。
【００１６】本発明に係るＦＲＰ補強自動車用水平パネ
ル材は、自動車業界で水平パネル材と呼ばれているもの
全てに適用できる。たとえばボンネット、ルーフ、トラ
ンクリッド、ハードトップ、フロントフードのいずれに
も適用できる。このような水平パネル材には、前記した
ように垂直パネル材に比べ、日射等に対する高い耐熱変
形性能が要求される。このような要求性能に対し、本発
明に係るＦＲＰ補強自動車用水平パネル材は好適に応え
ることができる。
ル材は、自動車業界で水平パネル材と呼ばれているもの
全てに適用できる。たとえばボンネット、ルーフ、トラ
ンクリッド、ハードトップ、フロントフードのいずれに
も適用できる。このような水平パネル材には、前記した
ように垂直パネル材に比べ、日射等に対する高い耐熱変
形性能が要求される。このような要求性能に対し、本発
明に係るＦＲＰ補強自動車用水平パネル材は好適に応え
ることができる。
【００１７】
【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、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明
の一実施態様に係るＦＲＰ補強自動車用水平パネル材１
を示している。図１において、２は自動車用水平パネル
材を構成する、方形曲面板からなる厚さが０．５〜２ｍ
ｍの範囲にあるアルミニウム合金板を示している。アル
ミニウム合金板２の内面側（下面側）表面には、補強繊
維と樹脂とからなるＦＲＰ材３が貼り付けられており、
本実施態様では、ＦＲＰ材３は、ＦＲＰシートを断面形
状ハット形に、かつ、アルミニウム合金板２に対してリ
ブ形状に形成したものからなる。ＦＲＰ材３とアルミニ
ウム合金板２の下面との間には空間４が形成されてい
る。また、本実施態様では、このＦＲＰ材３は、パネル
材の幅方向中央部分のみに設けられている。
形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明
の一実施態様に係るＦＲＰ補強自動車用水平パネル材１
を示している。図１において、２は自動車用水平パネル
材を構成する、方形曲面板からなる厚さが０．５〜２ｍ
ｍの範囲にあるアルミニウム合金板を示している。アル
ミニウム合金板２の内面側（下面側）表面には、補強繊
維と樹脂とからなるＦＲＰ材３が貼り付けられており、
本実施態様では、ＦＲＰ材３は、ＦＲＰシートを断面形
状ハット形に、かつ、アルミニウム合金板２に対してリ
ブ形状に形成したものからなる。ＦＲＰ材３とアルミニ
ウム合金板２の下面との間には空間４が形成されてい
る。また、本実施態様では、このＦＲＰ材３は、パネル
材の幅方向中央部分のみに設けられている。
【００１８】ただし図２に変形例を示すように、アルミ
ニウム合金板２に対し、ハット形断面形状のＦＲＰ材５
を複数配設することもできる。また、図示は省略する
が、ＦＲＰ材５を縦横に延びるように配設することも可
能である。
ニウム合金板２に対し、ハット形断面形状のＦＲＰ材５
を複数配設することもできる。また、図示は省略する
が、ＦＲＰ材５を縦横に延びるように配設することも可
能である。
【００１９】また、ＦＲＰ材の形状や、アルミニウム合
金板に対する配設位置については、適宜任意に設定する
ことができる。たとえば図３に示すように、アルミニウ
ム合金板１１の中央部のみに補強用ＦＲＰ材１２を配設
したり、図示は省略するがアルミニウム合金板１１の各
周辺部に配設したりすることができる。ＦＲＰ材の形状
についても、図３に示すように十字形のものに形成した
り、ドーナッツ状のものに形成したりすることができ、
その他任意の形状に形成することができる。
金板に対する配設位置については、適宜任意に設定する
ことができる。たとえば図３に示すように、アルミニウ
ム合金板１１の中央部のみに補強用ＦＲＰ材１２を配設
したり、図示は省略するがアルミニウム合金板１１の各
周辺部に配設したりすることができる。ＦＲＰ材の形状
についても、図３に示すように十字形のものに形成した
り、ドーナッツ状のものに形成したりすることができ、
その他任意の形状に形成することができる。
【００２０】また、本発明においては、アルミニウム合
金板とＦＲＰ材との間に、軽量性を損なわない、軽量な
部材、たとえば発泡材やハニカム材、木材を介在させる
ことができる。たとえば図４に示すように、アルミニウ
ム合金板２１とＦＲＰ材２２との間に発泡材２３（たと
えば、ウレタンフォーム）を介在させることができる。
発泡材２３の厚さはとくに限定されないが、たとえば３
〜２０ｍｍ程度とすることができる。発泡材２３の介在
により、パネル材の断熱性を向上したり、雨音等を遮断
して静粛性を向上したり、耐衝撃性能を向上したりする
ことができる。
金板とＦＲＰ材との間に、軽量性を損なわない、軽量な
部材、たとえば発泡材やハニカム材、木材を介在させる
ことができる。たとえば図４に示すように、アルミニウ
ム合金板２１とＦＲＰ材２２との間に発泡材２３（たと
えば、ウレタンフォーム）を介在させることができる。
発泡材２３の厚さはとくに限定されないが、たとえば３
〜２０ｍｍ程度とすることができる。発泡材２３の介在
により、パネル材の断熱性を向上したり、雨音等を遮断
して静粛性を向上したり、耐衝撃性能を向上したりする
ことができる。
【００２１】また、図５に示すように、アルミニウム合
金板２１とＦＲＰ材２２との間にハニカム材２４を介在
させることもできる。ハニカム材２４の厚さはとくに限
定されないが、たとえば３〜１５ｍｍ程度とすることが
できる。ハニカム材２４の介在により、パネル材の剛性
をより高めて、耐変形性能をより向上することが可能に
なるとともに、ＦＲＰ材２２で補強した部分の補強効果
をより高めて、アルミニウム合金板２１の耐熱変形性能
をより向上することが可能になる。
金板２１とＦＲＰ材２２との間にハニカム材２４を介在
させることもできる。ハニカム材２４の厚さはとくに限
定されないが、たとえば３〜１５ｍｍ程度とすることが
できる。ハニカム材２４の介在により、パネル材の剛性
をより高めて、耐変形性能をより向上することが可能に
なるとともに、ＦＲＰ材２２で補強した部分の補強効果
をより高めて、アルミニウム合金板２１の耐熱変形性能
をより向上することが可能になる。
【００２２】なお、本発明においては、自動車用水平パ
ネル材を構成するアルミニウム合金板を補強するための
ＦＲＰ材は、基本的にはアルミニウム合金板の内面側、
つまり下面側に設けられるが、場合によっては上面側
に、さらには上下両面に設けることも可能である。上面
側に設けられたＦＲＰ材は、その形状等を工夫すること
により、パネル材部分の意匠性を高めることが可能にな
る。
ネル材を構成するアルミニウム合金板を補強するための
ＦＲＰ材は、基本的にはアルミニウム合金板の内面側、
つまり下面側に設けられるが、場合によっては上面側
に、さらには上下両面に設けることも可能である。上面
側に設けられたＦＲＰ材は、その形状等を工夫すること
により、パネル材部分の意匠性を高めることが可能にな
る。
【００２３】
【実施例】以下に、実施例、比較例に基づいて本発明を
説明する。 実施例１ ５１８２アルミニウム合金（線膨張係数＝２４×１０-6
／Ｋ）を曲げ加工した、方形曲面板（厚さ１ｍｍ、辺長
さ８００ｍｍ）の凹面側の幅方向中心部に、炭素繊維ク
ロスとエポキシ樹脂からなる厚さ０．３ｍｍ、幅４００
ｍｍ、長さ８００ｍｍ、重さ１０２ｇ、Ｗ／Ｌ＝０．０
４２５の帯状ＦＲＰクロスシート（繊維含有率＝５５
％、ラップシェア＝７Ｎ、線膨張係数＝５×１０-6／
Ｋ）を、図１のようにハット状（高さ１０ｍｍ、幅４０
ｍｍ）に貼り付け硬化させて、曲率半径１０００ｍｍの
ＦＲＰ補強アルミニウムパネル板（線膨張係数＝１８×
１０-6／Ｋ）を得た。本ＦＲＰ補強アルミニウムパネル
を、スチール枠に周辺固定して、８０℃の温度下で、パ
ネルの曲率半径を測定したところ、変化率は０．１％以
下であった。また、パネル表面にうねりや曲がりはなか
った。
説明する。 実施例１ ５１８２アルミニウム合金（線膨張係数＝２４×１０-6
／Ｋ）を曲げ加工した、方形曲面板（厚さ１ｍｍ、辺長
さ８００ｍｍ）の凹面側の幅方向中心部に、炭素繊維ク
ロスとエポキシ樹脂からなる厚さ０．３ｍｍ、幅４００
ｍｍ、長さ８００ｍｍ、重さ１０２ｇ、Ｗ／Ｌ＝０．０
４２５の帯状ＦＲＰクロスシート（繊維含有率＝５５
％、ラップシェア＝７Ｎ、線膨張係数＝５×１０-6／
Ｋ）を、図１のようにハット状（高さ１０ｍｍ、幅４０
ｍｍ）に貼り付け硬化させて、曲率半径１０００ｍｍの
ＦＲＰ補強アルミニウムパネル板（線膨張係数＝１８×
１０-6／Ｋ）を得た。本ＦＲＰ補強アルミニウムパネル
を、スチール枠に周辺固定して、８０℃の温度下で、パ
ネルの曲率半径を測定したところ、変化率は０．１％以
下であった。また、パネル表面にうねりや曲がりはなか
った。
【００２４】比較例１ 実施例１に使用したのと同一のアルミニウム合金を、曲
げ加工して曲率半径１０００ｍｍの方形曲面板を得た。
本アルミニウムパネルをスチール枠に周辺固定して実施
例１と同一の８０℃の温度下で、パネルの曲率半径を測
定したところ、変化率は０．１５％であった。
げ加工して曲率半径１０００ｍｍの方形曲面板を得た。
本アルミニウムパネルをスチール枠に周辺固定して実施
例１と同一の８０℃の温度下で、パネルの曲率半径を測
定したところ、変化率は０．１５％であった。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＦＲＰ補
強自動車用水平パネル材によれば、パネル材全体の軽量
性を確保しつつパネル材を適切に補強することができ、
パネル材の耐変形性能、とくに耐熱変形性能を効率よく
向上することができる。
強自動車用水平パネル材によれば、パネル材全体の軽量
性を確保しつつパネル材を適切に補強することができ、
パネル材の耐変形性能、とくに耐熱変形性能を効率よく
向上することができる。
【図１】本発明の一実施態様に係るＦＲＰ補強自動車用
水平パネル材の斜視図である。
水平パネル材の斜視図である。
【図２】図１の変形例に係るＦＲＰ補強自動車用水平パ
ネル材の斜視図である。
ネル材の斜視図である。
【図３】本発明の別の実施態様に係るＦＲＰ補強自動車
用水平パネル材の斜視図である。
用水平パネル材の斜視図である。
【図４】本発明のさらに別の実施態様に係るＦＲＰ補強
自動車用水平パネル材の斜視図である。
自動車用水平パネル材の斜視図である。
【図５】本発明のさらに別の実施態様に係るＦＲＰ補強
自動車用水平パネル材の斜視図である。
自動車用水平パネル材の斜視図である。
１ ＦＲＰ補強自動車用水平パネル材 ２、１１、２１ アルミニウム合金板 ３、５、１２、２２ ＦＲＰ材 ４ 空間 ２３ 発泡材 ２４ ハニカム材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西山 等 愛媛県伊予郡松前町大字筒井1515番地 東 レ株式会社愛媛工場内 Ｆターム(参考） 3D003 AA01 AA04 AA06 AA07 BB01 CA38 DA16 3D004 AA01 AA03 AA06 AA07 BA02 BA03 CA02
Claims (11)
- 【請求項１】 自動車用水平パネル材を構成するアルミ
ニウム合金板を、補強繊維と樹脂とからなるＦＲＰ材で
補強してなる、線膨張係数が２０×１０-6／Ｋ以下のＦ
ＲＰ補強自動車用水平パネル材。 - 【請求項２】 ＦＲＰ材の線膨張係数α１とアルミニウ
ム合金板の線膨張係数α２との比（α１／α２）が−
０．０５〜０．９の範囲にある、請求項１のＦＲＰ補強
自動車用水平パネル材。 - 【請求項３】 補強繊維が炭素繊維を含んでいる、請求
項１または２のＦＲＰ補強自動車用水平パネル材。 - 【請求項４】 ＦＲＰ材の重量Ｗ（ｇ）とＦＲＰ材の周
長Ｌ（ｍｍ）との比Ｗ／Ｌが０．００１〜０．３の範囲
にある、請求項１〜３のいずれかに記載のＦＲＰ補強自
動車用水平パネル材。 - 【請求項５】 最小曲率半径が３０ｃｍ以上、２００ｃ
ｍ以下である、請求項１〜４のいずれかに記載のＦＲＰ
補強自動車用水平パネル材。 - 【請求項６】 ＦＲＰ材とアルミニウム合金板との間に
空間が形成されている、請求項１〜５のいずれかに記載
のＦＲＰ補強自動車用水平パネル材。 - 【請求項７】 ＦＲＰ材とアルミニウム合金板との間に
発泡材が介在されている、請求項１〜５のいずれかに記
載のＦＲＰ補強自動車用水平パネル材。 - 【請求項８】 ＦＲＰ材とアルミニウム合金板との間に
ハニカム材が介在されている、請求項１〜５のいずれか
に記載のＦＲＰ補強自動車用水平パネル材。 - 【請求項９】 ＦＲＰ材がアルミニウム合金板に対しリ
ブ形状に形成されている、請求項１〜８のいずれかに記
載のＦＲＰ補強自動車用水平パネル材。 - 【請求項１０】 アルミニウム合金板への接合前のＦＲ
Ｐ材のラップシェアが２．０Ｎ以上である、請求項１〜
９のいずれかに記載のＦＲＰ補強自動車用水平パネル
材。 - 【請求項１１】 ボンネット、ルーフ、トランクリッド
のいずれかである、請求項１〜１０のいずれかに記載の
ＦＲＰ補強自動車用水平パネル材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000003525A JP2001191962A (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | Ｆｒｐ補強自動車用水平パネル材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000003525A JP2001191962A (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | Ｆｒｐ補強自動車用水平パネル材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001191962A true JP2001191962A (ja) | 2001-07-17 |
Family
ID=18532463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000003525A Pending JP2001191962A (ja) | 2000-01-12 | 2000-01-12 | Ｆｒｐ補強自動車用水平パネル材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001191962A (ja) |
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-
2000
- 2000-01-12 JP JP2000003525A patent/JP2001191962A/ja active Pending
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