JP2007069857A - 車両のパネルの補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両のパネルを補強するための補強構造であって、軽量で、しかも環境に優しい補強構造を提供する。
【解決手段】 車両のパネルの補強構造１０であって、木質系材料を圧縮して成形された外装パネル２０の裏側に、この外装パネル２０を補強するための補強板３０が接合されており、前記補強板３０は、木質系材料を圧縮してその断面形状が波形状となるように成形された波形板３２である、車両のパネルの補強構造１０。これによれば、外装パネル２０の厚みを増加させたり、バインダ樹脂の添加量を増加させたりすることなく、木質系材料からなる外装パネル２０を補強することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、フェンダーパネルやフードパネルなどの車両のパネルを補強するための補強構造に関するものである。

自動車ボディのフェンダーパネルやフードパネル、ドアアウターパネルなどの外装パネルは、金属板のプレス加工により成形されるのが一般的である。しかし、近年における環境意識の高まりから、この外装パネルを植物由来の木質系ボードに代替させようとする試みが次第になされるようになってきている。

車体の外装パネルを木質系ボードによって代替させた場合には、次のような利点が得られる。まず一つ目に、植物由来の木質系ボードは軽量な材料であり、燃費に優れた自動車を実現することができる。二つ目に、木質系ボードは土壌中で分解する材料であるので、廃棄の際に地球環境に負荷を与えない自動車を実現することができる。そして三つ目に、木質系ボードは植物を原料としており、植物はＣＯ₂を吸収することから、地球温暖化対策としても極めて有効であると考えられる。

なお、車体の外装パネルを木質系ボードによって代替させる試みは最近になってから始まったことである。したがって、このような技術に関する公知の文献は見あたらないが、例えば、特許文献１には、自動車の外装パネルではなく、内装パネル（例えば、運転席まわりのインストルメントパネルやドアトリムなど）を植物由来の木質系ボードによって成形する技術が開示されている。

特開平７−３１５１４１号公報

ところで、車体の外装パネルを木質系ボードによって成形する場合には、外部からの衝撃等に対する車体の安全性を確保するために、その木質系ボードには高い強度や耐衝撃性が要求される。そこで、木質系ボードの強度を高める方法としては、木質系ボードの厚みを増加させたり、木質系ボードを成形する際に多量のバインダ樹脂を添加するなどの方法が考えられる。しかしながら、木質系ボードの厚みを増加させた場合には、その木質系ボードによって成形される外装パネルの重量が増加するので好ましくなく、また、木質系ボードを成形する際に添加するバインダの量を増やした場合には、木質系ボードの圧縮成形性が悪化するとともに、製造コストの上昇を招くので好ましくないという問題がある。

そこで本発明は、車両のパネルを補強するための補強構造であって、軽量で、しかも環境に優しい補強構造を提供することを課題とする。

課題を解決するための第１の発明は、車両のパネルの補強構造であって、木質系材料を圧縮して成形されたパネルの裏側に、このパネルを補強するための補強板が接合されており、前記補強板は、木質系材料を圧縮してその断面形状が波形状となるように成形された波形板である、車両のパネルの補強構造である。この第１の発明によれば、パネルの厚みを増加させたり、バインダ樹脂の添加量を増加させたりすることなく、木質系材料からなるパネルを補強することができる。このため、軽量でしかも環境に優しい車両のパネルを実現することが可能である。

課題を解決するための第２の発明は、上記第１の発明において、前記パネルは、外装パネルである、車両のパネルの補強構造である。車両のパネルとしては、車両の外装を構成しているフェンダーパネルやフードパネルなどの外装パネル、車両の内装を構成しているドアトリムやインストルメントパネルなどの内装パネルが考えられる。本発明は、内装パネル及び外装パネルの両方に対して適用することが可能であるが、その中でも特に外装パネルに適用することによって、より高い効果を発揮することが可能である。

課題を解決するための第３の発明は、上記第２の発明において、前記外装パネルおよび前記補強板のうち少なくとも一方は、ケナフを原料とする木質系材料を圧縮して成形されている、車両のパネルの補強構造である。この第３の発明によれば、ケナフは一年草植物で成長が早く、しかも二酸化炭素を多量に吸収するために、極めて環境に優しい外装パネルを実現することが可能である。

課題を解決するための第４の発明は、上記第２または第３の発明において、前記外装パネル及び前記補強板のうち少なくとも一方は、ゴム類が添加されている木質系材料を圧縮して成形されている、車両のパネルの補強構造である。この第４の発明によれば、外装パネル及び補強板に対してゴム弾性を付与することができるので、より耐衝撃性に優れる車体の外装パネルを実現することができる。

本発明によれば、木質系材料を圧縮して成形された車両のパネルを補強するための補強構造において、軽量で、しかも環境に優しい補強構造を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、自動車の車体を示す側面図である。図２は、車体から取り出した外装パネルの裏面側を示す図である。図１、図２に示すように、本実施の形態に係るパネルの補強構造１０は、木質系材料からなる外装パネル２０と、その外装パネル２０の裏面側に接合される補強板３０とから構成されるものである。なお、図１では、外装パネル２０が自動車のフェンダーパネルである例を示しているが、本発明はフェンダーパネル以外の外装パネルに対しても適用可能である。例えば、自動車の車体を構成するフードパネルやドアアウターパネルに対しても、本発明に係る補強構造を適用することが可能である。

図３は、図２に示す外装パネル２０のＡ−Ａ線断面図である。
図３に示すように、外装パネル２０の裏面側には、外装パネル２０を補強するための補強板３０が接合されている。この補強板３０は、断面形状が波形状となるように成形された波形板３２で構成されている。この波形板３２は、凹部３４および凸部３６が連続する波形状の断面を有している。この波形板３２の凹部３４の底裏面には接着剤４０が塗布されており、波形板３２はその凹部３４において外装パネル２０に対して接合されている。波形板３２を外装パネル２０に対して接合するための接着剤４０は、特に制限するものではないが、例えば、リグニン樹脂接着剤やポリ酢酸ビニル系接着剤などを使用することができる。

本発明において、車体の外装パネル２０及び補強板３０は、木質系材料からなる木質系ボードにより成形されている。ここでいう「木質系ボード」とは、木質系材料を圧縮して板状に成形したボード材のことである。

木質系ボードの原料となる「木質系材料」は、草木類あるいは木本類などの植物の茎や靭皮から採取することが可能である。具体的には、例えば、綿、麻、サイザル、ジュート、ラミー、ケナフ、亜麻などから採取することができる。あるいは、スギ、ヒノキ、ブナなどの各種の樹木から採取することが可能である。

木質系ボードの原料としては、アオイ科の一年草植物であるケナフより採取された木質系材料を使用するのが好ましい。例えば、ケナフの靭皮を解繊処理して得られた繊維質材料や、ケナフの茎（ケナフコア）を細かく裁断して得られたパーティクル材料などを使用することができる。あるいは、ケナフの茎を所定の厚みに切断して得られたスライス片材料などを使用することもできる。ケナフはアオイ科の一年草植物であり、短期間に大量に栽培可能であることから、地球環境にとってより優しい自動車を実現できる。また、ケナフは大量の二酸化炭素を吸収して成長することから、地球温暖化対策としても有効であると考えられる。

本発明において、外装パネル２０及び補強板３０を成形するための「木質系ボード」は、単層のボードであってもよく、複数層のボードであってもよい。例えば、ケナフの靭皮より採取した繊維質材料と、ケナフの茎より採取したパーティクル材料とを積層させて、この積層させた材料を圧縮して成形された複数層の木質系ボードを使用することができる。
外装パネル２０及び補強板３０を成形するための「木質系ボード」は、公知の成形法を用いて製造することが可能である。例えば、木質系材料にバインダ樹脂を混合した後に、ホットプレス機などで加圧成形する方法などを用いることができる。

図４（ａ）は、外装パネル２０の表面に対して荷重が作用していない状態を示しており、図４（ｂ）は、外装パネル２０の表面に対して荷重が作用した状態を示している。
図４（ａ），（ｂ）に示すように、外装パネル２０の表面に対して荷重が作用した場合には、外装パネル２０の裏面側に接合された補強板３０が撓むことになる。これは、補強板３０の断面が波形状となっており、この補強板３０の凹部３４に対応する溝に沿って補強板３０が容易に屈曲できるからである。これに対して、補強板３０の凹部３４に対応する溝に直交する方向では、補強板３０は容易には屈曲し難くなっており、これによって外装パネル２０の剛性が確保されるようになっている。

本発明に係る補強構造１０においては、図４（ｂ）に示すように、外装パネル２０の裏面に波形状の補強板３０が接合されているので、この補強板３０が撓むことによって、外装パネル２０に作用する荷重や衝撃が吸収される。これに対して、単に外装パネル２０の厚みを増加したり、外装パネル２０を成形するためのバインダ樹脂を増加した場合には、木質系ボードは衝撃に弱いという特性を有しているために、外装パネル２０に割れや変形等が生じやすい。つまり、本発明に係る補強構造１０は、補強板３０が撓むことによって、外装パネル２０の耐衝撃性を飛躍的に高めることができる。

本発明に係る補強構造１０においては、外装パネル２０の裏面に補強板３０が接合されていることによって、外装パネル２０自体の厚みを変えることなく、外装パネル２０の強度や耐衝撃性を高めることができる。したがって、軽量でかつ強度や耐衝撃性の高い外装パネル２０を実現することが可能である。

本発明において、外装パネル２０及び補強板３０のうち少なくとも一方は、ゴム類が添加されている木質系材料を圧縮して成形されているのが好ましい。すなわち、外装パネル２０及び補強板３０は、木質系材料を主成分とするが、副成分としてゴム類、例えば、天然ゴムやスチレンブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴムなどのゴム類が添加されているのが好ましい。ゴム類を添加することにより、外装パネル２０及び補強板３０の弾性を向上させることができるので、外装パネル２０の耐衝撃性をさらに向上させることができるからである。

補強板３０の断面形状は、図３に示したような台形状の凹部３４及び凸部３６が連続する波形状に限られるものではない。補強板３０の断面形状は、図５に示すように、円弧状の凹部５０及び凸部５２が連続した波形状（図５（ａ）参照）、あるいは、三角形の凹部５４及び凸部５６が連続した波形状（図５（ｂ）参照）、などをとることも可能である。要するに、補強板３０の断面形状は、凹部に対応する溝の方向に沿って屈曲変形が容易であり、凹部に対応する溝に直交する方向には変形し難いような形状であれば、どのような「波形状」であってもよい。なお、この場合の「溝」の方向は、車体のフェンダーパネルの場合には上下方向が好ましく（図２参照）、フードパネルの場合には車両の前後方向であることが好ましい。

図６は、図２の外装パネル２０のＢ−Ｂ線断面図であり、外装パネル２０を車体側のインナーパネルに取付けた状態を示している。
図６に示すように、外装パネル２０（フェンダーパネル）を車体側のインナーパネル６０に取付けるためには、熱可塑性合成樹脂等により形成された係合クリップ６４を用いて、外装パネル２０の周縁部に形成された取付フランジ２２を、インナーパネル６０側の取付フランジ６２に対して装着すればよい。この場合、取付フランジ２２の形状を平面状ではなく「波形状」に形成するのが好ましい。取付フランジ２２の形状が「波形状」に形成されていることによって、外装パネル２０に荷重や衝撃が作用した場合でも、その取付フランジ２２によってそれらの荷重や衝撃を吸収することができる。これにより、衝撃を受けた場合でも車体側のインナパネル６０から外れにくく、しかも壊れにくい外装パネル２０を実現することが可能である。また、取付フランジ２２が波形状に形成されていることによって、外装パネル２０の水濡れ時や温度変化時における寸法変化を吸収することができるという効果も得られる。

なお、本発明は、自動車の外装パネルだけではなく、内装パネルに対しても適用することが可能である。すなわち、内装パネルの裏側に、その内装パネルを補強するための補強板を接合することが可能である。これにより、内装パネルの耐衝撃性を高めることが可能である。内装パネルの例としては、自動車のドアトリムやインストルメントパネルなどを挙げることができる。
本発明に係る補強構造においては、補強板の断面が波形状に形成されているために、パネルと補強板との間に空隙が形成される。したがって、圧縮変形時に潰れ残り代が小さくなるので（衝突時の有効ストロークが増加するので）、内装パネルに適用した場合には、車両衝突時の乗員に対する室内衝突保護性能が向上するという有利な効果が得られる。

自動車の車体を示す側面図である。 車体から取り出した外装パネルの裏面側を示す図である。 図２に示す外装パネルのＡ−Ａ線断面図である。 図４（ａ）は、外装パネルの表面に対して荷重が作用していない状態を示しており、図４（ｂ）は、外装パネルの表面に対して荷重が作用した状態を示している。 補強板の変更例を示す図である。 図２の外装パネルのＢ−Ｂ線断面図であり、外装パネルを車体側のインナーパネルに取付けた状態を示している。

符号の説明

１０ 補強構造
２０ 外装パネル
３０ 補強板
３２ 波形板
４０ 接着剤

Claims (4)

1. 車両のパネルの補強構造であって、
   木質系材料を圧縮して成形されたパネルの裏側に、このパネルを補強するための補強板が接合されており、
   前記補強板は、木質系材料を圧縮してその断面形状が波形状となるように成形された波形板である、車両のパネルの補強構造。
2. 前記パネルは、外装パネルである、請求項１に記載の車両のパネルの補強構造。
3. 前記外装パネルおよび前記補強板のうち少なくとも一方は、ケナフを原料とする木質系材料を圧縮して成形されている、請求項２に記載の車両のパネルの補強構造。
4. 前記外装パネル及び前記補強板のうち少なくとも一方は、ゴム類が添加されている木質系材料を圧縮して成形されている、請求項２または請求項３に記載の車両のパネルの補強構造。
   

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