JP2002284038A - 自動車用パネル - Google Patents

自動車用パネル

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 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ることを特徴とする自動車用パネ
ル。

Description

【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、必要に応じて、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
れていることが好ましい。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
は、たとえば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、強化繊維基材自身の厚みを増大させ
る方法を採用できる。
【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、FR
P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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3D004 AA01 BA01 CA01 4F100 AK51 AT00A BA03 BA06 BA10B BA10C BA22 DG01A DG01C DH02B DH02C DJ01 GB32 JK01 JL03

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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ることを特徴とする自動車用パネ
    ル。
  2. 【請求項2】 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の自動車用パネル。
  3. 【請求項3】 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いる、請求項1
    または2の自動車用パネル。
  4. 【請求項4】 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、請求項3
    の自動車用パネル。
  5. 【請求項5】 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、請求項3の自
    動車用パネル。
  6. 【請求項6】 スチフナが横断面ハット形に形成されて
    いる、請求項1〜5のいずれかに記載の自動車用パネ
    ル。
  7. 【請求項7】 前記特定部位が、他部材の取付部であ
    る、請求項3〜6のいずれかに記載の自動車用パネル。
  8. 【請求項8】 ボンネットである、請求項1〜7のいず
    れかに記載の自動車用パネル。
  9. 【請求項9】 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8
    の自動車用パネル。
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