JP2007160895A - 金属板用制振補強材 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱された場合であっても、取着した位置からの位置ずれを抑制することのできる金属板用制振補強材を提供する。
【解決手段】金属板用制振補強材１１は、制振機能を発揮する上下一対の制振シート１２と、これらの制振シート１２のそれぞれ下端縁と上端縁とを連結するとともに補強機能を発揮する補強シート１３とを備え、全体として一枚のシート状に形成されている。制振シート１２及び拘束シートの裏面は、それぞれ制振シート貼着面１２ａ及び補強シート貼着面１３ａとして構成されている。そして、この制振補強材１１は、制振シート貼着面１２ａ及び補強シート貼着面１３ａを利用して、ドアパネル２１に貼着されるように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属板用制振補強材に関するものである。

車両のドアパネルやクウォータパネル等は、車両の軽量化等を目的として、厚さが１ｍｍ程度の金属薄板より形成されている。この種のパネルには、部分的に金属板用補強材を取着することにより、パネルの剛性を向上するといった技術が提案されている。金属板用補強材は、補強機能を発揮する補強シートと、この補強シートの弾性変形を拘束すべく補強シートに積層される拘束層とを備えたものが知られている。一方、補強機能に加えて制振機能を備えた金属板用制振補強材が提案されている（特許文献１参照）。こうした金属板用制振補強材は、拘束層、制振機能を発揮する制振シート、及び補強機能を発揮する補強シートが順に積層された積層構造を有する。
特開平７−６８６９６号公報

金属板用制振補強材（以下、制振補強材という）は、補強シートが有する貼着面を、例えばドアパネルの裏面に貼着することによって取着される。ドアパネルにおける制振補強材の取着位置は、制振や補強が必要とされる所定の位置に設定されることで、ドアパネルに対して制振機能や補強機能が好適に発揮されるようになる。ところで、こうしてドアパネルに取着された制振補強材は、車両ボディの乾燥工程等の加熱工程によって、加熱されることがある。ここで、制振シート及び補強シートは樹脂材料やゴム材料を主原料として形成されているため、各シートは加熱による昇温に伴って流動性を有する状態に変化する。このとき、従来の制振補強材では、制振シート及び補強シートが積層されているとともに、補強シートのみがドアパネルに貼着されている。すなわち、補強シートの貼着のみで、補強シート及び制振シートがドアパネルに保持される。このため、昇温に伴って各シートの流動性が高まると、補強シートのみの貼着ではドアパネルに対する各シートの保持力が十分に確保されないため、各シートが顕著に垂れ下がることがある。この結果、加熱工程前における制振補強材の位置と、加熱工程後における制振補強材の位置との位置が許容できる範囲を超えてずれてしまう位置ずれが発生する。このような位置ずれが発生すると、ドアパネル等の金属板に対して、加熱工程前に想定していた制振補強機能を発揮させることが困難となる。

この発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、加熱された場合であっても、取着した位置からの位置ずれを抑制することのできる金属板用制振補強材を提供することにある。

上記の目的を達成するために請求項１に記載の発明は、制振シート及び補強シートを備え、金属板に取着される金属板用制振補強材において、前記制振シート及び前記補強シートは、それぞれ前記金属板への貼着に利用される制振シート貼着面及び補強シート貼着面を有してなることを要旨とする。

この構成によれば、制振シート及び補強シートのいずれも、金属板に対して貼着されるため、制振シート及び補強シートを、それぞれ独立して金属板に保持させることができる。このため、金属板に取着された金属板用制振補強材が加熱工程によって昇温されることで、制振シート及び補強シートの流動性が高まった場合であっても、各貼着面の貼着によって各シートの流動が好適に抑制される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の金属板用制振補強材において、前記制振シート貼着面及び前記補強シート貼着面の一方が、前記制振シート貼着面及び前記補強シート貼着面の他方によって区画されていることを要旨とする。

この構成によれば、金属板に取着された際には、制振シート貼着面及び補強シート貼着面の一方は、分割された状態で金属板に貼着される。このため、金属板用制振補強材が加熱された際に、制振シート貼着面及び補強シート貼着面の一方の熱収縮が分散されることで、金属板に生じる歪みが緩和される。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の金属板用制振補強材において、前記制振シート貼着面及び前記補強シート貼着面には、自己粘着性を有する粘着層が積層されてなり、該粘着層を介して前記制振シート貼着面及び前記補強シート貼着面が前記金属板に貼着されるように構成したことを要旨とする。

このように、例えば粘着層によって金属板用制振補強材を金属板に粘着させることもできる。
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の金属板用制振補強材において、前記制振シート貼着面及び前記補強シート貼着面の反対面には、前記制振シート又は前記補強シートの弾性変形を拘束する拘束層が積層されてなることを要旨とする。

この構成によれば、制振シートの制振機能及び補強シートの補強機能が拘束層によって高められる。

本発明によれば、加熱された場合であっても、取着した位置からの位置ずれを抑制することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１に基づいて詳細に説明する。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、金属板用制振補強材１１（以下、制振補強材１１という）は、制振機能を発揮する上下一対の制振シート１２と、これらの制振シート１２のそれぞれ下端縁と上端縁とを連結するとともに補強機能を発揮する補強シート１３とを備え、全体として一枚のシート状に形成されている。さらに、制振シート１２及び補強シート１３の表面には、各シート１２、１３の弾性変形を拘束する拘束層１４が積層されている。この制振補強材１１は、車両ボディを構成する金属板としてのドアパネル２１に取着されることで、ドアパネル２１の振動を抑制する制振機能、及びドアパネル２１を補強する補強機能を発揮する。なお、制振シート１２及び補強シート１３は可撓性を有しており、ドアパネル２１に容易に密着されるように構成されている。

制振シート１２及び拘束シートの裏面は、それぞれ制振シート貼着面１２ａ及び補強シート貼着面１３ａとして構成されている。そして、この制振補強材１１は、制振シート貼着面１２ａ及び補強シート貼着面１３ａを利用して、ドアパネル２１に貼着されるように構成されている。なお、図１では制振補強材１１の構成及びドアパネル２１を模式的に示したものであり、制振シート１２、補強シート１３、拘束層１４及びドアパネル２１の厚さ等の寸法は、図１に何ら限定されない。

制振シート１２と補強シート１３とは、各シート１２、１３の周端面を突き合わせるようにして接合されている。そして、制振シート１２及び補強シート１３の裏面には、上下方向に連続する連続面が形成されている。この連続面は、上方から下方の順に、制振シート貼着面１２ａ、補強シート貼着面１３ａ、及び制振シート貼着面１２ａが連続する面である。このように制振シート貼着面１２ａは、補強シート貼着面１３ａによって上下に区画されている。なお、本実施形態の制振シート１２及び補強シート１３の表面も連続面が形成されている。

制振シート１２及び補強シート１３は、それぞれ単一層からなる単層構造を有しており、各シート１２、１３は制振機能及び補強機能を発揮させるべく、異なる組成の材料から形成されている。一般に、補強シート１３を形成する材料には、制振シート１２を形成する材料よりも硬質の材料が使用される。本実施形態の補強シート１３は、加熱によって硬化する加熱硬化型のシートであるため、補強シート１３は加熱硬化後の硬度が制振シート１２の硬度よりも高くなるように設定されている。なお、制振シート１２の制振性能は、一般に損失係数によって示されている。制振シート１２を形成する材料は、制振機能が発揮され易いという観点から、例えば使用温度領域における損失係数が０．１以上であることが好適である。補強シート１３は、補強機能を発揮させることが容易であるという観点から、加熱によって硬化する性質を有するシートが好適である。本実施形態の補強シート１３は、加熱によって硬化する加熱硬化型の補強シート１３である。

制振シート１２及び補強シート１３を形成する材料の主成分としては、例えば合成樹脂、ゴム、エラストマー等が挙げられる。合成樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。ゴムとしては、例えば天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム等の共役二重結合を有するゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム等が挙げられる。エラストマーとしては、例えばＳＥＢＳ等のスチレン系、ポリオレフィン系、ポリエステル系、エチレン・酢酸ビニル系等が挙げられる。主成分以外の成分としては、例えば発泡剤、硬化剤、軟化剤、可塑剤等が挙げられる。発泡剤としては、Ｎ，Ｎ´−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、アゾジカルボンアミド、４，４´−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、各種中空フィラー等が挙げられる。硬化剤としては、ジクミルパーオキサイド等の有機化酸化物、ジシアンジアミド、硫黄等が挙げられる。軟化剤としては、パラフィン系プロセスオイル、石油アスファルト等が挙げられる。可塑剤としては、エポキシ化大豆油、フェノキシエーテル系モノエポキシド、グリシジルエーテル、ポリエチレングリコール等が挙げられる。その他、粘着付与剤、老化防止剤、硬化促進剤、充填剤、難燃剤等を必要に応じて配合することもできる。このような成分を、常法に従って組み合わせることで、制振機能及び補強機能を発揮する材料が得られる。なお、材料に発泡剤を含有させることで、制振シート１２及び補強シート１３の少なくとも一方を、加熱によって発泡する発泡型のシートにすることもできる。

制振シート１２及び補強シート１３の厚さは、特に限定されない。制振補強材１１としての厚さは好ましくは０．１ｍｍ〜１５ｍｍ、より好ましくは０．１ｍｍ〜１０ｍｍである。制振補強材１１の厚さが０．１ｍｍ未満であると、制振補強機能を発揮させることが困難となるおそれがある。一方、制振補強材１１の厚さが１０ｍｍを超えると、制振補強材１１の重量が増すことで、ドアパネル２１の軽量化を妨げるおそれがある。なお、制振シート１２及び補強シート１３の面積は、適用するドアパネル２１の大きさに応じて適宜変更される。

拘束層１４は、制振シート１２及び補強シート１３の弾性変形を拘束すべく、各シート１２、１３の弾性率よりも高い弾性率を有する材料から構成されている。そして、この拘束層１４は制振シート１２の振動抵抗として機能するとともに、補強シート１３による補強機能を補助する役割を果たす。なお、ここでいう弾性率は、ＪＩＳ Ｋ ７１１３に準拠する引張試験から算出される弾性率を示す。拘束層１４としては、例えばアルミ箔、スチール箔等の金属箔、樹脂クロス、ガラスクロス等が挙げられる。

この制振補強材１１の製造方法は特に限定されず、制振シート１２及び補強シート１３は、例えば押出成形、プレス成形等にて成形することができる。この制振補強材１１をドアパネル２１に取着するには、図１（ａ）に示すように制振シート貼着面１２ａ及び補強シート貼着面１３ａを車両の内側となるドアパネル２１の内面に貼着する。このとき、制振シート１２及び補強シート１３のいずれも、ドアパネル２１に対して貼着されるため、制振シート１２及び補強シート１３を、それぞれ独立してドアパネル２１に保持させることができる。なお、本実施形態の制振シート１２及び補強シート１３を形成している材料は、自己粘着性が付与されており、それらの粘着性を利用してドアパネル２１に貼着されている。

この制振補強材１１が適用されるドアパネル２１は、車両ボディの軽量化を目的として、厚さが０．５〜１．０ｍｍ程度に設定されることで、部分的に剛性が不足している。この制振補強材１１は、そのような剛性が不足した部位に取着される。なお、図１（ａ）及び図１（ｂ）には、制振補強材１１が取着されるドアパネル２１の取着面は、平面状をなしているが、その取着面は曲面状であってもよい。

制振補強材１１が取着されたドアパネル２１を有する車両ボディには、電着塗装、焼付塗装等の塗装が施される。こうした車両ボディの塗装において、車両ボディは乾燥工程等の加熱工程を通じることによって加熱されることになる。そして、この加熱によって制振補強材１１が昇温されることで、制振シート１２及び補強シート１３は、流動性を有する状態へ変化する。このとき、制振補強材１１は、ドアパネル２１の内面にそれぞれ制振シート貼着面１２ａ及び補強シート貼着面１３ａを貼着することで、取着されている。このため、昇温に伴って各シート１２、１３の流動性が高まった場合であっても、各シート１２、１３の流動が好適に抑制される結果、各シート１２、１３がそれらの自重等によって顕著に垂れ下がる現象を抑制することができる。なお、本実施形態の補強シート１３は、熱硬化性の材料から形成されているため、加熱工程による加熱によって硬化する結果、補強シート１３の補強機能が向上される。このように、制振補強材１１が取着されることで、補強シート１３はドアパネル２１を補強する機能を発揮する。また、ドアパネル２１において、剛性が不足している箇所やその近傍では、振動が発生することがある。この制振補強材１１を構成する制振シート１２は、そうした振動を抑制する機能、すなわち制振機能を発揮する。

本実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・ 本実施形態の制振シート１２及び補強シート１３は、それぞれ制振シート貼着面１２ａ及び補強シート貼着面１３ａを有している。そして、これらの制振シート貼着面１２ａ及び補強シート貼着面１３ａがドアパネル２１に貼着される。従来のように、制振シート及び補強シートが積層されるとともに、補強シートのみが補強シート貼着面を有する制振補強材では、補強シートのみの保持力によってドアパネル２１に取着されることになる。これに対し、本実施形態の制振補強材１１では、制振シート１２及び補強シート１３のいずれも、ドアパネル２１に対して貼着されるため、制振シート１２及び補強シート１３を、それぞれ独立してドアパネル２１に保持させることができる。このため、ドアパネル２１に取着された制振補強材１１が加熱工程によって昇温されることで、制振シート１２及び補強シート１３の流動性が高まった場合であっても、各シート貼着面１２ａ、１３ａの貼着によって各シート１２、１３の流動が好適に抑制される。従って、各シート１２、１３がそれらの自重等によって顕著に垂れ下がる現象を抑制することができる。このため、加熱工程後における制振補強材１１の位置が、加熱工程前の位置から、許容できる範囲を超えてずれてしまうといった位置ずれの発生を抑制することができる。このように、制振補強材１１が加熱された場合であっても、取着した位置からの位置ずれを抑制することができる結果、加熱工程前に想定していた制振補強機能を発揮させることができる。

さらに、ドアパネル２１に対して制振補強材１１を取着するに際して、振動が発生する部位に制振シート貼着面１２ａを貼着させるとともに、剛性が不足する部位に補強シート貼着面１３ａを貼着させることにより、ドアパネル２１を好適に制振及び補強することができる。またこの場合、ドアパネル２１のパネル面対して制振補強材１１の各シート貼着面１２ａ、１２ｂが所定の位置となるように合わせて貼着すればよいので、取着作業の作業性も良好である。

加えて、制振補強材１１は、制振シート１２及び補強シート１３の配列態様を変更することにより、制振補強材１１の幅方向や長さ方向において、制振機能を発揮する部位及び補強機能を発揮する部位を適宜設定することができる。このため、ドアパネル２１の振動が発生する部位、及び剛性が不足する部位に適合した各シート貼着面１２ａ、１２ｂを有する制振補強材１１を提供することができる。すなわち、振動が発生する部位と剛性が不足する部位とが異なるドアパネル２１であっても、そうしたドアパネル２１に即した制振補強材１１を得ることが容易である。

・ 従来、ドアパネル２１に取着された制振補強材が加熱工程によって加熱されると、ドアパネルに貼着されているシートの影響で、ドアパネル２１に歪みが生じることがあった。こうしたドアパネル２１の歪みによって、ドアパネル２１の外面となる意匠面の美観に影響を及ぼすおそれがあった。この歪みは、制振補強材の貼着面に密着しているドアパネル２１の裏面が、制振補強材の熱収縮に影響を受けることで、発生すると考えられている。すなわち、同じ材質からなる貼着面が連続している場合、収縮力が分散され難いため、この歪みがドアパネル２１の意匠面に影響し易くなる。

これに対して本実施形態では、制振シート貼着面１２ａは、補強シート貼着面１３ａによって区画されている。そして、この制振補強材１１がドアパネル２１に取着された際には、制振シート貼着面１２ａが分割された状態で、ドアパネル２１に貼着される。このため、制振補強材１１が加熱された際に、制振シート貼着面１２ａの熱収縮が分散されることで、ドアパネル２１に生じる歪みが緩和される。従って、ドアパネル２１の意匠面に対する制振補強材１１の影響が抑制される結果、その意匠面の美観を維持することができる。さらに、制振シート貼着面１２ａが、補強シート貼着面１３ａによって区画された構成は、制振シート１２や補強シート１３の配置態様や、各シート１２、１３の体積等を容易に変更することができるため、制振機能や補強機能の調整についての自由度を高めることができる。

・ 制振シート貼着面１２ａ及び補強シート貼着面１３ａの反対面となる表面には、制振シート１２及び補強シート１３の弾性変形を拘束する拘束層１４が積層されているため、各シート１２、１３による制振補強機能を高めることができる。また、拘束層１４を利用して各シート１２、１３を連結固定することもできる。

なお、前記実施形態を次のように変更して構成してもよい。
・ 前記制振シート１２は一対設けられているが、制振シート１２の一方を省略してもよい。なお、この場合には、制振シート貼着面１２ａは区画されずに構成されることになる。

・ 前記制振シート１２と補強シート１３とを置換してもよい。すなわち、上下一対の補強シート１３を制振シート１２で連結した構成を採用してもよい。なお、この場合には、補強シート貼着面１３ａは、制振シート貼着面１２ａによって上下に区画されている。

・ 前記制振シート１２を三枚以上設けてもよいし、前記補強シート１３を複数設けてもよい。
・ 制振シート１２及び補強シート１３の配列態様は、前記実施形態に限定されない。例えば、図２（ａ）に示すように、制振シート１２の一部と補強シート１３が積層されていてもよい。このように、制振シート１２及び補強シート１３がそれぞれ制振シート貼着面１２ａ及び補強シート貼着面１３ａを有していれば、取着した位置からの位置ずれを抑制することができる。なお、図２（ａ）に示される制振シート貼着面１２ａは、補強シート貼着面１３ａによって上下に区画されている。

・ 前記制振シート１２及び補強シート１３は、四角形状に形成されているが、各シート１２、１３の形状は特に限定されず、例えば三角形状等の多角形状の他、楕円形状等に変更してもよい。例えば、図２（ｂ）に示す補強シート１３は、格子状をなしており、制振シート貼着面１２ａは、補強シート貼着面１３ａによって区画されている。

・ 制振シート１２及び補強シート１３を離間して配置するとともに、拘束層１４を利用して各シート１２、１３を連結固定してもよい。
・ 前記拘束層１４を省略してもよい。

・ 前記拘束層１４を制振シート１２及び補強シート１３のいずれか一方に設けてもよい。また、前記拘束層１４は、制振シート１２及び補強シート１３の表面全体に設けられているが、表面の一部に設けることもできる。

・ 前記制振シート貼着面１２ａ及び補強シート貼着面１３ａに、自己粘着性を有する粘着層を積層してもよい。この場合、制振シート１２及び補強シート１３が粘着性を有していなくても、粘着層を利用して制振補強材１１を取着することができる。この粘着層としては、粘着シートや周知の粘着剤を塗布して形成することができる他、両面テープ等によって形成してもよい。

・ 前記制振シート１２及び補強シート１３はそれぞれ単層構造を有しているが、制振シート１２及び補強シート１３の少なくとも一方が同じ材質の複数層からなる複層構造を有していてもよい。

・ 制振補強材１１をドアパネル２１に取着するに際して、制振シート貼着面１２ａ及び補強シート貼着面１３ａに、別途準備した接着剤を塗布して、制振補強材１１をドアパネル２１に接着させてもよい。

・ 前記制振シート１２と拘束層１４との間又は前記補強シート１３と拘束層１４との間に、さらに制振層や補強層を本発明の目的を損なわない範囲において設けてもよい。
・ 前記制振シート１２及び補強シート１３が図１の左右方向に並列するようにして、制振補強材１１をドアパネル２１に取着してもよい。

・ 制振シート１２及び補強シート１３は可撓性を有していなくてもよい。
・ 前記制振補強材１１の保管時や輸送時には、制振シート貼着面１２ａ及び補強シート貼着面１３ａに離型紙を貼着させておき、使用時にその離型紙を剥離させて使用することが好適である。

・ この制振補強材１１が適用される金属板としては、前記ドアパネル２１の他、ルーフパネル、クウォータパネル等の車両の金属板、建造物用鋼板、空調装置等の室外機を構成するパネル等が挙げられる。特に、前記制振補強材１１のように、制振シート貼着面１２ａ及び補強シート貼着面１３ａの一方が、各シート貼着面１２ａ、１３ｂの他方によって区画されている構成を採用した場合には、意匠性が重視される車両の金属板に使用されることが好適である。

（ａ）は実施形態における金属板用制振補強材及びドアパネルを示す斜視図、（ｂ）は金属板用制振補強材がドアパネルに取着された状態を示す断面図。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ金属板用制振補強材の変形例及びドアパネルを示す斜視図。

符号の説明

１１…金属板用制振補強材、１２…制振シート、１２ａ…制振シート貼着面、１３…補強シート、１３ａ…補強シート貼着面、１４…拘束層、２１…ドアパネル。

Claims (4)

1. 制振シート及び補強シートを備え、金属板に取着される金属板用制振補強材において、前記制振シート及び前記補強シートは、それぞれ前記金属板への貼着に利用される制振シート貼着面及び補強シート貼着面を有してなることを特徴とする金属板用制振補強材。
2. 前記制振シート貼着面及び前記補強シート貼着面の一方が、前記制振シート貼着面及び前記補強シート貼着面の他方によって区画されている請求項１に記載の金属板用制振補強材。
3. 前記制振シート貼着面及び前記補強シート貼着面には、自己粘着性を有する粘着層が積層されてなり、該粘着層を介して前記制振シート貼着面及び前記補強シート貼着面が前記金属板に貼着されるように構成した請求項１又は請求項２に記載の金属板用制振補強材。
4. 前記制振シート貼着面及び前記補強シート貼着面の反対面には、前記制振シート又は前記補強シートの弾性変形を拘束する拘束層が積層されてなる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の金属板用制振補強材。

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