JP2008179343A

JP2008179343A - 自動車構造体

Info

Publication number: JP2008179343A
Application number: JP2007280636A
Authority: JP
Inventors: Hirozo Nakamura; 浩造中村; Tomoo Shimamoto; 倫男島本
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2007-10-29
Publication date: 2008-08-07

Abstract

【課題】本発明は、自動車ボディーの外パネルに生じた振動を低減して外パネルの振動が車内に伝達するのを抑えることができると共に、車内空間を大きくとることができる自動車構造体を提供する。
【解決手段】本発明の自動車構造体Ａは、自動車ボディーの外パネル１の車内側面11上に制振シート２及び内装材３がこの順序で積層一体化されてなることを特徴とするので、内装材３を制振シート２の拘束層として作用させることができ、よって、制振シート２の制振性能を向上させることができると共に、拘束層を別途、設ける必要がないので部品数を少なくすることによって軽量化を図ることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車ボディーの外パネルに生じた振動を低減して外パネルの振動が車内に伝達するのを抑えることができる自動車構造体に関する。

従来から自動車ボディーの外パネルの車内側面には内装材が配設されているが、外パネルの車内側に内装材を配設する要領としては、外パネルの車内側面上に接着剤を介して内装材を貼着一体化する方法や、内装材の外周縁部を外パネルに一体化させ、内装材と外パネルとの対向面間に空間部を形成した状態にして外パネルの車内側に内装材を配設する方法が挙げられる。

しかしながら、前者の配設方法では、エンジンからの振動や、走行時に生じる振動が外パネルに伝達され、この振動が内装材に直接、伝達することとなり、その結果、振動が内装材を介して放射音となって車内に伝達され、車内の静粛性が損なわれるといった問題点があった。そして、接着剤に制振性能を備えたものも提供されているが、接着剤の厚みを充分なものとしないと制振性能が発揮されないといった問題点を有していた。

又、外パネルに直接、内装材を貼着させていることから、車内の断熱性に劣り、夏季及び冬季などの気温が高い時や低い時には車内環境の悪化を招くといった問題点を有していた。

一方、後者の配設方法では、図６に示したように、外パネル４と内装材５との対向面間に空間部Ｂが形成されており、この空間部Ｂ内に制振材６を配設して外パネル４からの振動が車内側に伝達するのを抑制することが行われている。

このような制振材としては、特許文献１に、特定の発泡性熱硬化性樹脂シートよりなるスペーサー層61、該スペーサー層61上に積層される特定の樹脂からなる制振材シート62及び制振材シート62上に積層される拘束材シート63より構成された制振材６が提案されているものの、上記制振材は、制振材シート62の両面にスペーサー層61及び拘束材シート63を備えており、軽量性に欠けるといった問題点を有していた。

又、後者の配設方法では、制振材６と内装材５との対向面間にも空間部が形成されており、その分だけ車内空間が狭くなるといった問題点も有していた。

特許第３２５７８４８号公報

本発明は、自動車ボディーの外パネルに生じた振動を低減して外パネルの振動が車内に伝達するのを抑えることができると共に、車内空間を大きくとることができる自動車構造体を提供する。

本発明の自動車構造体は、自動車ボディーの外パネルの車内側面上に制振シート及び内装材がこの順序で積層一体化されてなることを特徴とする。

又、上記自動車構造体において、制振シートの車内側面に内装材が密着一体化されていることを特徴とする。

更に、上記自動車構造体において、制振シートは、その厚みが０．５〜２０ｍｍであると共に、tanδのピーク温度が−２０〜４０℃で且つtanδのピーク値が０．５以上である合成樹脂を含むことを特徴とする。

そして、上記自動車構造体において、制振シートが、発泡倍率が１〜５０倍の発泡シートであることを特徴とする。

又、上記自動車構造体において、外パネルがルーフパネルであることを特徴とする。更に、上記自動車構造体において、内装材が不織布から形成されていることを特徴とする。

本発明の自動車構造体は、自動車ボディーの外パネルの車内側面上に制振シート及び内装材がこの順序で積層一体化されてなることを特徴とするので、内装材を制振シートの拘束層として作用させることができ、よって、制振シートの制振性能を向上させることができると共に、拘束層を別途、設ける必要がないので部品数を少なくすることによって軽量化を図ることができる。

又、自動車ボディーの外パネルの車内側面に制振シートを積層一体化し、更に、この制振シートの車内側面に内装材を積層一体化させているので、外パネル、制振シート及び内装材において、互いに隣接する部材が密着して部材間に空間部が形成されておらず、車内空間を広くすることができる。

そして、上記自動車構造体において、制振シートの車内側面に内装材が密着一体化されている場合には、内装材を制振シートの拘束層として効果的に作用させることができ、制振シートの制振性能をより向上させて外パネルの振動の低減をより確実に図ることができる。

更に、上記自動車構造体において、制振シートが、その厚みが０．５〜２０ｍｍであると共に、tanδのピーク温度が−２０〜４０℃で且つtanδのピーク値が０．５以上である合成樹脂を含む場合には、自動車の使用条件下において生じる外パネルの振動をより効果的に低減して快適な車内環境を得ることができる。

特に、自動車の走行時には、図１に示したように、周波数が１０００Ｈｚ以下、特に周波数が５００Ｈｚ以下の振動が主に生じるが、上記自動車構造体によれば、自動車走行時に主に生じる周波数が１０００Ｈｚ以下、特に５００Ｈｚ以下の振動をより効果的に低減して更に快適な車内空間を得ることができる。なお、図１は、６０ｋｍ／時間の速度で自動車を走行させた時の自動車ボディーの外パネルの振動を、この外パネルの車内側面に加速度センサーを取り付けて測定したものである。

又、上記自動車構造体において、制振シートが、発泡倍率１〜５０倍の発泡シートである場合には、自動車構造体の更なる軽量化と車内空間の断熱化を図ることができ、より快適な車内空間を得ることができる。

本発明の自動車構造体Ａの一例を図面を参照しつつ説明する。図２乃至図４において、１は自動車ボディーの外パネルであるルーフパネルであって、鋼板、アルミニウム板、炭素繊維を熱硬化性樹脂で固めてなるものなどから形成されている。このルーフパネル１の車内側面11には、図示しない接着剤或いは両面粘着テープを介して制振シート２が、この制振シート２の室外側面22を全面的に密着させて、外パネル１と制振シート２との対向面間に隙間がない状態で積層一体化されている。

この制振シート２は、制振性能を発揮すればよく、発泡シートから構成されることが好ましい。このような発泡シートとしては、合成樹脂からなり且つ内部に連続又は不連続な気泡を有する粘着性を有しない発泡シートの他に、粘着性を有する合成樹脂中に空気を微分散させ発泡させてなる粘接着発泡シートであってもよい。

上記粘着性を有しない発泡シートを構成する合成樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリブタジエン、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリイソプレン、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、エチレン−プロピレン−（ジエン）共重合体、エチレン−ブテン−１−（ジエン）共重合体、イソブチレン−イソプレン共重合体、アクリルゴム、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンラジアルテレブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、ＳＥＢＳなどの水素添加ジエン系ブロック重合体又はランダム共重合体、ポリウレタンゴム、シリコーンゴムなどのゴム状重合体、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルを重合又は共重合させてなるアクリル系重合体や、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体などのポリエチレン系樹脂、プロピレン単独重合体、プロピレン−エチレンブロック共重合体、プロピレン−エチレンランダム共重合体などのポリプロピレン系樹脂などのオレフィン系樹脂などが挙げられ、アクリル系重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体が好ましい。なお、合成樹脂は単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

又、この粘接着発泡シートを構成する粘着性を有する合成樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリウレタン系粘着剤、ポリアクリル系粘着剤などが挙げられ、ポリアクリル系粘着剤を含有していることが好ましい。

そして、制振シート２を構成する合成樹脂は、tanδのピーク温度が−２０〜４０℃で且つtanδのピーク値が０．５以上である合成樹脂を含むことが好ましく、このような条件を備えた複数種類の合成樹脂を用いることによって、広範な温度領域にて優れた制振性能を制振シート２に付与させることができる。

合成樹脂のtanδのピーク温度が−２０〜４０℃であることが好ましいのは、この温度領域以外においてtanδがピーク温度を有すると、自動車の使用状況下において制振シートが優れた制振性能を発揮しない虞れがあるからである。

更に、合成樹脂のtanδのピーク値が０．５以上であることが好ましいのは、tanδのピーク値が０．５未満であると、自動車構造体の制振性能が不充分となることがあるからである。

制振シート２を構成する合成樹脂中において、tanδのピーク温度が−２０〜４０℃で且つtanδのピーク値が０．５以上である合成樹脂の含有量は、少ないと、制振シートの制振性能が低下する虞れがあるので、２０重量％以上が好ましく、３０〜１００重量％がより好ましい。

なお、合成樹脂のtanδの測定方法としては、ＪＩＳＫ７２４４−４に準拠して周波数１Ｈｚ、歪み量０．１％の条件下にて測定されたものをいう。

そして、上記発泡シートの発泡倍率は、低いと、自動車構造体の軽量性が低下することがある一方、高いと、断熱性は向上するものの、制振性が低下し、又、発泡シートを外パネルの車内側面に沿って配設することが困難となったり、或いは、非常にへたり易くなって工業資材としての取扱性が低下することがあるので、１〜５０倍が好ましい。なお、発泡シートの発泡倍率は、ＪＩＳＫ６７６７で測定した見掛け密度の逆数とする。

又、上記発泡シートの厚みは、薄いと、制振シートの制振性能が低下することがある一方、厚いと、車内空間が狭くなったり或いは軽量性が低下することがあるので、０．５〜２０ｍｍが好ましく、２〜８ｍｍがより好ましい。

更に、図３及び図４に示したように、上記制振シート２の車内側面21上には内装材３が積層一体化されており、制振シート２の車内側面21、好ましくは、図３のように、制振シート２の車内側面21の全面と、これに対向する内装材３との間に隙間が生じないように構成されている。なお、内装材３が不織布などのように繊維から構成されている場合には、上述した制振シート２と内装材３との対向面間の隙間は、繊維間に形成される空間部を含まない。即ち、不織布などの繊維から形成された内装材３を一枚のフィルムと見なした場合に、制振シート２と内装材３との間に隙間が生じていなければよい。

このように、制振シート２の車内側面21とこれに対向する内装材３との間に隙間が生じないように構成することによって、内装材３を拘束層として作用させて制振シート２の制振性能を向上させていると共に、制振シート２と内装材３との対向面間に隙間を形成させないことによって車内空間を広くすることができ、更に、内装材３を拘束層として用いていることから部品点数を減らすことができ、軽量性を図ることができる。

上記内装材３としては、従来から自動車内の装飾材として用いられているものであれば、特に限定されず、例えば、織布、不織布、編布などの他に、ガラス繊維を熱可塑性樹脂で結着してなるシート、ポリウレタン系樹脂発泡シートの両面をガラスチョップドストランドで補強してなるシート、ポリオレフィン系樹脂発泡シート、段ボール、プラスチックス段ボール、射出成形品、発泡射出成形品、天然繊維からなるシートなどが挙げられる。

そして、制振シート２の車内側面21上への内装材３の積層一体化は公知の方法が用いられ、例えば、制振シート２の車内側面21上に内装材３を接着剤や両面粘着テープを介して積層一体化する方法、制振シート２と内装材３を熱融着一体化させる方法が挙げられる。

又、制振シート２自体が粘着性や接着性を有している場合には、制振シート２の粘着性又は接着性を利用して制振シート２と内装材３とを積層一体化してもよい。更に、内装材が射出成形によって成形されるものである場合には、制振シート２を金型内に配設し、この金型内に溶融状態の合成樹脂を射出して、内装材の成形と同時に、内装材と制振シートとを積層一体化させてもよい。

（実施例１）
平面長方形状のＳＰＣＣ鋼板（日本テストパネル社製、幅：１５ｍｍ、長さ：２５０ｍｍ、厚み１．０ｍｍ、ＪＩＳＧ３１４１ＳＢに準拠）を用意し、自動車ボディーの外パネル１とした。

次に、スチレン/ビニル結合−イソプレン/スチレントリブロック重合体（クラレ社製商品名「ハイブラー＃５１２７」、tanδのピーク温度：１４℃、tanδのピーク値：１．８）１００重量部、可塑剤としてフタル酸２−エチルヘキシル１３重量部、架橋剤としてジクミルパーオキサイド（日本油脂社製商品名「パークミルＤ４０」）０．７重量部、発泡剤としてアゾジカルボンアミド（ドンジン社製商品名「Ｄ３０００ＣＳ」）１３重量部及びフェノール系酸化防止剤（旭電化社製商品名「ＡＯ６０」）０．６重量部空なる発泡性樹脂組成物をプラストミルに供給して１２０℃にて５分間に亘って混練した。

上記の混練した発泡性樹脂組成物を金型のシート状のキャビティ内に供給して１８０℃にて１２分間に亘って加熱して架橋処理を施して１．４ｍｍの発泡性樹脂シートを得た。この発泡性樹脂シートをオーブンに供給して２２０℃に加熱して発泡させて発泡倍率が７．１倍で且つ厚みが３ｍｍの粘着性を有しない発泡シートを得た。この発泡シートを幅１５ｍｍ、長さ２５０ｍｍの平面長方形状に裁断して制振シート２とした。

次に、ガラス繊維とポリプロピレン系樹脂繊維との混合繊維からなる基材不織布の両面にポリプロピレン系樹脂フィルムを且つ片面にスパンボンド不織布を配設した後、上記基材不織布におけるスパンボンド不織布の配設面を２００℃に加熱した上で、基材不織布におけるスパンボンド不織布を配設していない面上に、目付が１３０ｇ／ｍ²の表面不織布を配設して積層シートを形成し、この積層シートを厚み方向に圧縮して、基材不織布内にポリプロピレン系樹脂フィルムを含浸させると共に基材不織布の片面に表面不織布を積層一体化させ、幅１５ｍｍ、長さ２５０ｍｍの平面長方形状に裁断して内装材３を得た。

続いて、自動車ボディーの外パネル１の車内側面11に両面粘着テープ（積水化学工業社製商品名「セキスイテープ＃５７６１」）を介して制振シート２を積層一体化すると共に、制振シート２の車内側面21の全面に内装材３を両面粘着テープ（積水化学工業社製商品名「セキスイテープ＃５７６１」）を介して積層一体化して自動車構造体を得た。なお、自動車ボディーの外パネル１と制振シート２との対向面、及び、制振シート２と内装材３との対向面には隙間は形成されていなかった。なお、内装材３は、表面不織布が積層されていない面を制振シート２に対向させた。

（実施例２）
スチレン/ビニル結合−イソプレン/スチレントリブロック重合体１００重量部の代わりに、スチレン/ビニル結合−イソプレン/スチレントリブロック重合体（クラレ製商品名「ハイブラー＃５１２７」、tanδのピーク温度：１４℃、tanδのピーク値：１．８）５０重量部と、エチレン−酢酸ビニル共重合体（住友化学工業社製商品名「Ｈ１０１１」、tanδのピーク温度：−２０℃、tanδのピーク値：０．４）５０重量部とし、フタル酸２−エチルヘキシルを１３重量部の代わりに６．５重量部としたこと以外は実施例１と同様にして、厚みが３．１ｍｍで且つ発泡倍率が７．０倍の粘着性を有しない発泡シートからなる、幅１５ｍｍ、長さ２５０ｍｍの平面長方形状の制振シート２を製造し、この制振シート２を用いて実施例１と同様にして自動車構造体を得た。

（実施例３）
水−ポリアクリル系粘着剤エマルジョン（大日本インキ化学社製商品名「ボンコート３５０」、ポリアクリル系粘着剤成分（樹脂成分）：５０重量％）９０重量部、水−ポリウレタン系粘着剤エマルジョン（大日本インキ化学社製商品名「ハイドランＨＷ−９３０」、ポリウレタン系粘着剤成分（樹脂成分）：６０重量％）１０重量部、エポキシ系架橋剤（大日本インキ化学社製商品名「ＣＲ−５Ｌ」）３重量部、塩化アンモニウム系気泡剤（大日本インキ化学社製商品名「Ｆ−１」）５重量部、シリコーン系整泡剤（大日本インキ化学社製商品名「ボンコートＮＢＡ−１」）０．５重量部及びカルボキシメチルセルロース水溶液（ダイセル化学工業社製、カルボキシメチルセルロース：４重量％）６重量部を均一に混合後に濾過して粘着剤エマルジョンを作製し、この粘着剤エマルジョンに泡立て器を用いて空気を混合して発泡させ、発泡粘着剤エマルジョンを作製した。なお、ポリアクリル系粘着剤及びポリウレタン系粘着剤は、そのtanδのピーク温度が−２０〜４０℃の範囲内にあり且つtanδのピーク値が０．５以上であった。

次に、一面が離型処理面とされたポリエチレンテレフタレートフィルムを用意し、このポリエチレンテレフタレートフィルムの離型処理面に上記発泡粘着剤エマルジョンを均一な厚みとなるように塗布した後、発泡粘着剤エマルジョンの水分を蒸発、除去させて、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に厚みが３．０ｍｍで且つ発泡倍率が４．０倍の粘接着発泡シートを制振シート２として得た。

そして、上記制振シート２を幅１５ｍｍ、長さ２５０ｍｍの平面長方形状に裁断した上で、ポリエチレンテレフタレートフィルムから剥離して、実施例１で用意した自動車ボディーの外パネル１の車内側面11に制振シート２自身の粘着性でもって制振シート２を積層一体化すると共に、制振シート２の車内側面の全面に実施例１で得られた内装材３を制振シート２の粘着性でもって積層一体化して自動車構造体を得た。なお、自動車ボディーの外パネル１と制振シート２との対向面、及び、制振シート２と内装材３との対向面には隙間は形成されていなかった。なお、内装材３は、表面不織布が積層されていない面を制振シート２に対向させた。

（比較例１）
実施例１で用意したＳＰＣＣ鋼板を自動車ボディーの外パネル１とし、この外パネル１のみからなる自動車構造体を用意した。

（比較例２）
実施例１で用意したＳＰＣＣ鋼板を自動車ボディーの外パネル１とし、この外パネル１の車内側面11に両面粘着テープ（積水化学工業社製商品名「セキスイテープ＃５７６１」）を介して実施例１で得られた内装材３を積層一体化して自動車構造体を得た。内装材３は、表面不織布が積層されていない面を外パネル１に対向させた。なお、自動車ボディーの外パネル１と内装材３との対向面には隙間は形成されていなかった。

（比較例３）
制振シート２として、ブチルゴム系樹脂（tanδのピーク温度：０℃、tanδのピーク値：２．１）からなる幅１５ｍｍ、長さ２５０ｍｍの平面長方形状のシートを用い、実施例１で用いたＳＰＣＣ鋼鈑を外パネル１として、この外パネル１の車内側面11に上記制振シート２を該制振シート２の粘着性でもって積層一体化し、更に、制振シート２の車内側面21に拘束層として幅１５ｍｍ、長さ２５０ｍｍの平面長方形状のアルミニウム板（厚み：２６０μｍ、目付：６００ｇ／ｍ²）を制振シート２の粘着性でもって積層一体化して自動車構造体を得た。この自動車構造体は、拘束層としてアルミニウム板を用いており軽量性に欠けるものであった。

なお、この構成は、図６に示したような、自動車ボディーの外パネル４の車内側に内装材５を外パネル４と内装材５との対向面間に空間部Ｂを形成した状態で配設し、この空間部Ｂ内に、制振シート２と拘束層とからなる制振材を配設することを想定したものである。

得られた自動車構造体の制振性能を下記要領で測定し、その結果を図５に示した。

（制振性能）
ＪＩＳＧ０６０２に規定する中央支持定常加振法に準拠して自動車構造体の損失係数を測定し、測定された損失係数を自動車構造体の制振性能の指標とした。なお、測定温度は２３℃とした。

自動車を６０ｋｍ／時間の速度で走行させた時のルーフパネルの振動特性を示したグラフである。自動車ホディーの外パネルであるルーフパネルを示した自動車の斜視図である。本発明の自動車構造体を示した縦断面図である。本発明の自動車構造体を示した縦断面図である。実施例及び比較例の自動車構造体の制振性能を示したグラフである。従来の自動車構造体の一例を示した縦断面図である。

符号の説明

１外パネル（ルーフパネル）
２制振シート
３内装材
Ａ自動車構造体

Claims

自動車ボディーの外パネルの車内側面上に制振シート及び内装材がこの順序で積層一体化されてなることを特徴とする自動車構造体。
制振シートの車内側面に内装材が密着一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車構造体。
制振シートは、その厚みが０．５〜２０ｍｍであると共に、tanδのピーク温度が−２０〜４０℃で且つtanδのピーク値が０．５以上である合成樹脂を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動車構造体。
制振シートが、発泡倍率が１〜５０倍の発泡シートであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の自動車構造体。
外パネルがルーフパネルであることを特徴とする請求項１に記載の自動車構造体。
内装材が不織布から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車構造体。