JP2009120099A - ドアパネルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外側板の開口部周縁より開口部周縁が外側に拡大された開口部を有する内側板を外側板に接着した接合部において、より確実な耐久性の向上を図ることができるドアパネルを提供する。
【解決手段】外側板21に内側板23を接着する。外側板21の通気穴25が集合したハニカム状通気穴集合部26より大きな通気用開口部30を内側板23に切断開口する。内側板23の通気用開口部30を切欠形成する開口切断面30aに沿って、開口切断面30aに隣接する外側板21上の被覆帯領域30bから開口切断面30aに隣接する内側板23上の開口縁被覆帯領域30cにわたる幅広状の被覆帯領域に、シール材58を塗布する。
【選択図】図１

Description

本発明は、外側板に内側板を接着したドアパネルと、その製造方法に関する。

図１１は、作業機械としての油圧ショベル10を示し、下部走行体11に上部旋回体12が旋回可能に設けられ、この上部旋回体12上にキャブ13、作業装置14、エンジンなどの動力装置15が搭載されている。動力装置15は、上部カバー16およびサイドドア17，18などにより覆われている。サイドドア17，18は、後述するヒンジにより開閉自在に取付けられ、ラッチ装置19により閉じ状態が保持される。

作業機械のサイドドア17，18としては、外側板および内側板からなる２重構造のドアパネルがあり、このようなドアパネルを製造する場合、外側板の外周縁部を、内側板の外周縁部を包む状態で内側に向けて折曲げ加工（ヘミング仕上げ）することで、外側板と内側板との外周縁部同志を一体的に固定するとともに、内側板の凹部の底面を外側板に接着剤で接着した２重構造のカバー体構造がある（例えば、特許文献１参照）。

ここで、本発明の前提技術として、図１２および図１３に示されるように、酷暑対策の開口部が設けられた外側板21に、より拡大された開口部が設けられた内側板23を接着剤34により一体化するドアパネルが提案されている。

この種の２重構造のドアパネルには、外側板21にのみ小さな通気穴25を開け、内側板23には、外側板21の通気穴25を塞がないように、外側板21の開口部周縁より外側に拡大された開口部周縁を有する大きな通気用開口部30を開けると良い。このようにしないと、プレス成形品である金属板を合わせる際に、形状公差により外側板21および内側板23にそれぞれ開けた通気用開口部の形が合わないおそれが生じるからである。
特開平９−２２８４１２号公報（第３頁、図８）

しかしながら、内側板23の大きく開いた通気用開口部30に臨む部分は、プレス成形後の残留応力の開放いわゆるスプリングバックにより変形が生じやすく、この通気用開口部30における外側板21と内側板23との接合部での耐久性が問題となる。

そこで、図１２に示されるシール材塗布ノズル64aから粘着性および熱硬化性を有するシール材を吐出して、図１３に示されるように通気用開口部30の開口切断面30aにシール材58aを隅肉溶接のような形で塗布し熱硬化させることで、外側板21と内側板23との接合部での耐久性を向上させることも可能であるが、さらに確実にこれらの接合部での耐久性を向上させる必要がある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、外側板の開口部周縁より開口部周縁が外側に拡大された開口部を有する内側板を外側板に接着した接合部において、より確実な耐久性の向上を図ることができるドアパネルと、その製造方法とを提供することを目的とする。

請求項１に記載された発明は、開口部が設けられた外側板と、この外側板の内側面に接着された、外側板の開口部周縁より開口部周縁が外側に拡大された開口部を有する内側板と、内側板の開口部を切欠形成する開口切断面に沿って、内側板の開口切断面に隣接する外側板上の被覆帯領域から内側板の開口切断面に隣接する内側板上の開口縁被覆帯領域にわたる幅広状の被覆帯領域に塗布されたシール材とを具備したドアパネルである。

請求項２に記載された発明は、請求項１記載のドアパネルにおける外側板の開口部を、複数の通気穴を集合させた通気穴集合部とし、内側板の開口部を、通気穴集合部より大きな通気用開口部としたものである。

請求項３に記載された発明は、開口部が設けられた外側板の内側面に、この外側板の開口部周縁より開口部周縁が外側に拡大された開口部を有する内側板を接着し、内側板の開口切断面に隣接する外側板上の被覆帯領域から内側板の開口切断面に隣接する内側板上の開口縁被覆帯領域にまたがって対向する位置に配置されたシール材塗布ノズルを、内側板の開口切断面上で移動させながら、シール材塗布ノズルから吐出されたシール材を、外側板上の被覆帯領域から内側板の開口切断面を経て内側板上の開口縁被覆帯領域にわたって塗布形成したドアパネルの製造方法である。

請求項１に記載された発明によれば、内側板の開口部を切欠形成する開口切断面に沿って、内側板の開口切断面に隣接する外側板上の被覆帯領域から内側板の開口切断面に隣接する内側板上の開口縁被覆帯領域にわたる幅広状の被覆帯領域にシール材を塗布することで、開口切断面に沿って十分な厚みや接触面積を有するシール材を塗布できるので、開口部が設けられた外側板に、この外側板の開口部周縁より開口部周縁が外側に拡大された開口部を有する内側板を接着した接合部において、より確実な耐久性の向上を図ることができる。

請求項２に記載された発明によれば、外側板の通気穴集合部より外側へ拡大された内側板の大きな通気用開口部の開口縁に沿って塗布したシール材により、酷暑対応仕様の開口部による接着強度の不足分を補って、より確実に接合部の耐久性の向上を図ることができる。

請求項３に記載された発明によれば、外側板上の被覆帯領域から内側板上の開口縁被覆帯領域にまたがって対向する位置に配置されたシール材塗布ノズルを、内側板の開口切断面上で移動させながら、このシール材塗布ノズルから吐出されるシール材を、外側板上の被覆帯領域から内側板上の開口縁被覆帯領域にわたる幅広状の被覆帯領域に確実に塗布形成でき、外側板の開口部より拡大された開口部を有する内側板を外側板に接着した接合部において、より確実な耐久性の向上を図ることができる。

以下、本発明を、図１乃至図１０に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。

図１０は、作業機械としての油圧ショベル10を示し、下部走行体11に上部旋回体12が旋回可能に設けられ、この上部旋回体12上にキャブ13、作業装置14、エンジンなどの動力装置15が搭載されている。動力装置15は、上部カバー16およびサイドドア17などにより覆われている。サイドドア17は、後述するヒンジにより開閉自在に取付けられ、後述するラッチ装置により閉じ状態が保持される。

図５乃至図７は、サイドドア17のドアパネル20を示し、図７に示されるように、このドアパネル20は、外側板21と、この外側板21に対し凹凸状にプレス成形されて外側板21の内側面に凹部を固定されるとともに凸部と外側板21との間に空間22を形成する内側板23と、これらの外側板21と内側板23との間の空間22に充填された発泡材24とを具備している。

外側板21は、内側板23の１．２〜５．０倍の板厚にする。言い換えれば、内側板23は、外側板21より薄い板厚の鉄板を用いる。例えば、外側板21を１．２ｍｍの鉄板とした場合、内側板23は、相反する強度と加工性とを満足するために、０．６ｍｍ、０．８ｍｍなどの鉄板を用いることが望ましい。

発泡材24は、図７に示されるように内側板23の内面に貼付された未発泡状態のシート状の発泡素材24aを、外側板21と内側板23との間の空間22内で加熱して発泡させ、成形する。発泡素材24aは、２０倍程度の体積膨張率を有する高発泡性のゴム系吸音材が望ましい。発泡素材24aの加熱は、焼付塗装用加熱設備を用いて、焼付塗装と同時に行なうことが望ましい。

図５に示されるように、外側板21には、正６角形に形成された複数の通気穴25を通気穴各辺の結合部を介してハニカム状に集合させた開口部としての通気穴集合部すなわちハニカム状通気穴集合部26が、穴加工により複数組設けられている。

図６に示されるように、内側板23は、凹状に成形されて外側板21の内側面に接着された凹部としての接合部27，28と、これらの接合部27，28に対し膨出成形された凸部29とを具備している。

内側板23の接合部27は、外側板21のハニカム状通気穴集合部26と対応して横方向に３列形成され、これらの接合部27には、図８に示されるように外側板21のハニカム状通気穴集合部26の開口部周縁より開口部周縁が外側に拡大された開口部としての通気用開口部30がそれぞれ穴加工により設けられている。

すなわち、外側板21のハニカム状通気穴集合部26と、内側板23の凹部としての接合部27に開口された通気用開口部30は、１対１で対応して複数組設けられているが、図４（ａ）に示されるように内側板23の通気用開口部30は、外側板21のハニカム状通気穴集合部26より外側へ拡大するように大きく開口形成されている。

図７に示されるように、外側板21の周縁部31は、内側板23の周縁部32を包みこむように折返して押しつぶすようにヘミング加工する。すなわち、外側板21は、内側板23の周縁部32を包みこむように折返し平坦に押しつぶして形成された周縁部31により内側板23の周縁部32を咬込み結合するへミング加工部33を備えている。

図８に示されるように、外側板21の周縁部31にて外側板21の角部の折返し部分、および中間折曲部の折返し部分をそれぞれ切欠いて、角部切欠き溝35および中間折曲部切欠き溝36が形成されている。外側板21の角部切欠き溝35と対応する内側板23の角部は、円弧状に成形されている。

図９は、サイドドア17の分解斜視図を示し、外側板21と、この外側板21に対し位置決めされて外側板21の内側面に固定された内側板23との間で挟まれるようにして、ヒンジ取付用の内部補強板41が固定されている。

この内部補強板41は、中央部に凹凸部が繰返し形成された凹凸接合部42が設けられ、この凹凸接合部42の一端側および他端側にヒンジ取付面部43，44がそれぞれ連続的に形成され、これらのヒンジ取付面部43，44に隣接して、一方の位置決め用嵌合部45および他方の位置決め用嵌合部46が凹溝状に形成されている。

この内部補強板41に対し、内側板23のヒンジ取付側の凸部29には、中央部に凹凸部が繰返し形成された凹凸接合部47が設けられ、この凹凸接合部47の一端側および他端側に、ヒンジ取付用開口部としてのヒンジ取付窓48，49がそれぞれ開口され、これらのヒンジ取付窓48，49に隣接して、一方の位置決め用嵌合部51および他方の位置決め用嵌合部52が下方へ突出する突起状に形成されている。

内部補強板41は、一方の位置決め用嵌合部45と他方の位置決め用嵌合部46の大きさが異なる。同様に、内側板23は、一方の位置決め用嵌合部51と他方の位置決め用嵌合部52の大きさが異なる。内部補強板41と内側板23の一方の対応位置にそれぞれ設けられた一方の位置決め用嵌合部45と位置決め用嵌合部51は、相互に凹凸嵌合し、内部補強板41と内側板23の他方の対応位置にそれぞれ設けられた他方の位置決め用嵌合部46と位置決め用嵌合部52は、相互に凹凸嵌合する。

この内部補強板41の位置決め嵌合時に、内部補強板41の凹凸接合部42が、接着剤の塗布された内側板23の凹凸接合部47の裏面に密着されるとともに、内部補強板41のヒンジ取付面部43，44が内側板23のヒンジ取付窓48，49に位置合わせされるので、これらのヒンジ取付窓48，49を通して、内部補強板41のヒンジ取付面部43，44にヒンジ53，54をそれぞれ溶接付けして取付ける。

図９に示されるように、外側板21および内側板23には、ラッチ装置19を取付けるための取付穴55a，55bが設けられている。

図７に示されるように、内側板23は、凹状に形成されて外側板21に密着された接合部27に対し、凸部29が膨出成形されているが、この凸部29の中間部に段差状の補強変形部56が形成されている。内側板23の接合部27は、接着剤34により外側板21に接着されている。

凸部29および補強変形部56は、図６および図９などに示されるように凹状の接合部27に沿って無端状に形成されている。

また、図４（ａ）および（ｂ）に示されるように、内側板23は、外側板21に接着剤34により接着された接合部27中に、接着剤34を溜める接着剤溜め空間57aを有する接着剤溜め部57を備えている。

この内側板23の接着剤溜め部57は、外側板21の通気穴25と合致する場所に設けられた通気用開口部30に沿って、縦方向の接合部27中に連続凸状に設けられている。

さらに、図４（ａ）に示されるように、内側板23には、外側板21の通気穴25が集合したハニカム状通気穴集合部26より外側へ拡大された通気用開口部30が切断開口されているが、その内側板23の通気用開口部30の切断開口縁と、この通気用開口部30の下側に位置する外側板21の上面との間には、その通気用開口部30の切断開口縁に沿って、図４（ｂ）に示されるように、塗布状態を保持可能な高い粘度と、粘着性とを有するシール材58が塗布されている。このシール材58は、接着剤34と同様に、塗布形状を保持できる高い粘度および粘着性と、熱硬化性とを有するペーストタイプ構造用接着剤が望ましい。

このシール材58の形状を、図１３に示された前提技術のシール材塗布例と対比させて、図１に基づき説明すると、開口部としての複数の通気穴25を集合させたハニカム状通気穴集合部26が設けられた外側板21の内側面（上面）に対し、この外側板21のハニカム状通気穴集合部26より外側へ拡大された通気用開口部30を有する内側板23が接着されているので、この内側板23の通気用開口部30を切欠形成する開口切断面30aに沿って、内側板23の開口切断面30aに隣接する外側板21上の被覆帯領域30bから内側板23の開口切断面30aに隣接する内側板23上の開口縁被覆帯領域30cにわたる幅広状の被覆帯領域に、シール材58が塗布されている。

この図１に示されたシール材58は、被覆帯領域30b上に形成された図１３の前提技術のシール材58aより大形断面形状のシール本体部59と、開口縁被覆帯領域30c上に形成されたオーバーラップ部60とが、一体成形されたものである。

図１３に示されるように、内側板23の開口切断面30aからこれに隣接する外側板21上にわたって塗布された隅肉溶接のようなシール材58aよりも、図１に示されるように、内側板23上にオーバーラップするように塗布されたシール材58の方が、シール本体部59にオーバーラップ部60が加わった分、シール本体部59の厚みが増すとともに、オーバーラップ部60のシール材接着面積が拡大することで、接合部の耐久性が、より向上する。

図３は、シール材58を塗布するためのシール材塗布装置を示し、ロボットアーム61の先端に、シール材カートリッジを内蔵するホルダ62と、このホルダ62内のシール材カートリッジから押出されたシール材を定流量供給するシール材供給装置63とが設けられている。このシール材供給装置63の下端に、シール材塗布ノズル64が設けられている。ロボットアーム61は、プログラムされた３次元的座標値および速度指令値などにより、シール材供給装置63のシール材塗布ノズル64を自在に移動できるとともに、シール材供給装置63から供給されるシール材の吐出流量を押出圧により制御できる。

図１２に示された前提技術となるシール材塗布ノズル64aの配置例と対比させて、図２に基づき、上記のシール材塗布ノズル64の配置を説明すると、内側板23の開口切断面30aに隣接する外側板21上の被覆帯領域30bから、内側板23の開口切断面30aに隣接する内側板23上の開口縁被覆帯領域30cにまたがって対向する位置に、シール材塗布ノズル64が配置されている。

そして、このシール材塗布ノズル64は、内側板23の開口切断面30a上にノズル中心が位置する状態を維持したまま、この開口切断面30aに沿って移動しながら、シール材をノズル先端開口より吐出して、図１に示されるようにシール材58を塗布する。

次に、このドアパネル20の製造方法を説明する。

図７に示されるように、内側板23の凸部29内に発泡素材24aを貼付するか、または外側板21の内側面に発泡素材（図示せず）を貼付し、内側板23の一側の凸部29内に図９に示されるヒンジ取付用の内部補強板41を接合し、さらに、内側板23の接合部27に、外側板21との接着に必要な熱硬化性の接着剤34を塗布し、外側板21と内側板23とを位置決めして重ね合わせ、外側板21の周縁部31をへミング加工で内側板23の周縁部32を挟んで折返し、折つぶすことにより、外側板21の内側面に内側板23および内部補強板41を接合する。

このとき、図４（ａ）に示されるように、通気穴25が設けられた外側板21の内側面に、この外側板21の通気穴25の集合体であるハニカム状通気穴集合部26の開口部周縁より開口部周縁が外側に拡大された通気用開口部30を有する内側板23を接着し、次に、図２および図３に示されたシール材塗布ノズル64によって、図４（ｂ）に示されるように、内側板23の通気用開口部30の切断開口縁に沿って、塗布状態を保持可能な粘度および粘着性を有するシール材58を塗布する。

すなわち、図２に示されるように、内側板23の開口切断面30aに隣接する外側板21上の被覆帯領域30bから内側板23の開口切断面30aに隣接する内側板23上の開口縁被覆帯領域30cにまたがって対向する位置に配置されたシール材塗布ノズル64を、内側板23の開口切断面30a上で所定の送り速度で移動させながら、このシール材塗布ノズル64から所定流量のシール材58を吐出することによって、図１に示されるように外側板21上の被覆帯領域30bから内側板23の開口切断面30aを経て内側板23上の開口縁被覆帯領域30cにわたる幅広状の被覆帯領域に、シール材58を塗布形成する。

そして、焼付塗装用加熱設備の加熱により、接着剤34およびシール材58を硬化させて外側板21に内側板23および内部補強板41を接着し、さらに、図７に示されるように焼付塗装用加熱設備の加熱により発泡素材24aを発泡させて、空間22内に発泡材24を充填し、さらに、焼付塗装用加熱設備の加熱により、外側板21および内側板23の外表面に予め吹付けられた塗料を焼付ける。

例えば、接着剤34およびシール材58の熱硬化は、１５０℃で５分間の加熱をし、発泡材24の発泡は、１５０℃で２０分間の加熱をし、焼付塗装は、１８０℃〜２００℃で２０分間の加熱をする。これらの加熱は、既存の焼付塗装用加熱設備を用いて行なうことができる。

最後に、図６に示されるように、内側板23のヒンジ取付窓48，49を通して、内部補強板41のヒンジ取付面部43，44にヒンジ53，54をそれぞれ隅肉溶接などで溶接付けして取付けるとともに、外側板21および内側板23の取付穴55a，55bにラッチ装置19を取付ける。

次に、図１乃至図１０に示された実施の形態の効果を説明する。

図７に示されるように、外側板21とこの外側板21より薄い内側板23とで形成された中空の閉断面構造により軽量化を図ることができるとともに、内側板23とこれより厚い（内側板23の１．２〜５．０倍の板厚を有する）外側板21とで形成された十分な高さをもった中空の閉断面構造により、外側からの衝撃に対して十分な強度を確保できる強固なドアパネルを安価に提供できる。

内側板23の凹状に成形された接合部27に対して凸部29を膨出成形することで、内側板23は、外側板21より薄い板厚であっても、凹凸構造により剛性を増すように成形して、強度を上げることができる。

特に、外側板21と内側板23とで形成される中空の閉断面構造により十分な強度を確保できるとともに、内側板23は、外側板21に密着された接合部27に対し膨出成形された凸部29の中間部に補強変形部56を段差状に形成したので、この補強変形部56により、凸部29の高さを稼ぐことができ、負荷方向に対する断面２次モーメントはこの凸部29の高さの３乗に比例するため、このような補強変形部56を設けることなく単に凸部29を形成した内側板23より、構造的にドアパネル全体の強度を強化できる。

さらに、外側板21と内側板23との間に充填された発泡材24により振動を吸収して、ドアパネル自体から発生する音を効果的に減衰させることができ、すなわち音の減衰効果が高く、低騒音化を図ることができる。

図７に示されるように、外側板21と内側板23とを、接着剤34による接着と、外側板21のへミング加工部33とにより、確実に一体化できる。

図１に示されるように、内側板23の通気用開口部30を切欠形成する開口切断面30aに沿って、内側板23の開口切断面30aに隣接する外側板21上の被覆帯領域30bから内側板23の開口切断面30aに隣接する内側板23上の開口縁被覆帯領域30cにわたる幅広状の被覆帯領域にシール材58を塗布することで、開口切断面30aに沿って十分な厚みや接触面積を有するシール材58を塗布できるので、ハニカム状通気穴集合部26が設けられた外側板21に、ハニカム状通気穴集合部26の開口部周縁より開口部周縁が外側に拡大された大きな通気用開口部30を有する内側板23を接着した接合部において、より確実な耐久性の向上を図ることができる。

図４（ｂ）に示されるように、外側板21のハニカム状通気穴集合部26より外側へ拡大された内側板23の大きな通気用開口部30の開口縁に沿って塗布したシール材58により、酷暑対応仕様の通気用開口部30による接着強度の不足分を補って、より確実に接合部の耐久性の向上を図ることができる。

図２に示されるように外側板21上の被覆帯領域30bから内側板23上の開口縁被覆帯領域30cにまたがって対向する位置に配置されたシール材塗布ノズル64を、内側板23の開口切断面30a上で移動させながら、このシール材塗布ノズル64から吐出されるシール材58を、外側板21上の被覆帯領域30bから内側板23上の開口縁被覆帯領域30cにわたる幅広状の被覆帯領域に確実に塗布形成でき、外側板21のハニカム状通気穴集合部26より拡大された通気用開口部30を有する内側板23を外側板21に接着した接合部において、より確実な耐久性の向上を図ることができる。

さらに、内側板23の通気用開口部30のプレス成形後に発生する残留応力の開放いわゆるスプリングバックにより変形し、外側板21と内側板23との間に隙間が生じるおそれを、接着剤34とオーバーラップ形のシール材58とにより確実に防止できるので、上記のように合わせ部分の耐久性を向上できるとともに、隙間から雨や粉塵などがパネル内部に侵入することを確実に防止できる。

本発明は、図１０または図１１に示された油圧ショベルなどの作業機械のドアパネルに利用可能である。

本発明に係るドアパネルの一実施の形態を示すシール材塗布例の断面図である。 同上ドアパネルの製造に用いられるシール材塗布ノズルの配置を示す断面図である。 同上ドアパネルの製造に用いられるシール材塗布装置の斜視図である。 （ａ）はドアパネルのシール材塗布前の状態、（ｂ）はシール材塗布後の状態を示す拡大斜視図である。 同上ドアパネルの外面側の斜視図である。 同上ドアパネルの内面側の斜視図である。 同上ドアパネルの拡大断面図である。 同上ドアパネルの内面側の拡大斜視図である。 同上ドアパネルの分解斜視図である。 同上ドアパネルを備えた作業機械の平面図である。 従来の作業機械の概要を示す斜視図である。 本発明の前提となるノズル配置例を示す断面図である。 本発明の前提となるシール材塗布例を示す断面図である。

符号の説明

21 外側板
23 内側板
25 通気穴
26 開口部としてのハニカム状通気穴集合部
30 開口部としての通気用開口部
30a 開口切断面
30b 外側板上の被覆帯領域
30c 内側板上の開口縁被覆帯領域
58 シール材
64 シール材塗布ノズル

Claims (3)

1. 開口部が設けられた外側板と、
   この外側板の内側面に接着された、外側板の開口部周縁より開口部周縁が外側に拡大された開口部を有する内側板と、
   内側板の開口部を切欠形成する開口切断面に沿って、内側板の開口切断面に隣接する外側板上の被覆帯領域から内側板の開口切断面に隣接する内側板上の開口縁被覆帯領域にわたる幅広状の被覆帯領域に塗布されたシール材と
   を具備したことを特徴とするドアパネル。
2. 外側板の開口部は、複数の通気穴を集合させた通気穴集合部であり、
   内側板の開口部は、通気穴集合部より大きな通気用開口部である
   ことを特徴とする請求項１記載のドアパネル。
3. 開口部が設けられた外側板の内側面に、この外側板の開口部周縁より開口部周縁が外側に拡大された開口部を有する内側板を接着し、
   内側板の開口切断面に隣接する外側板上の被覆帯領域から内側板の開口切断面に隣接する内側板上の開口縁被覆帯領域にまたがって対向する位置に配置されたシール材塗布ノズルを、内側板の開口切断面上で移動させながら、シール材塗布ノズルから吐出されたシール材を、外側板上の被覆帯領域から内側板の開口切断面を経て内側板上の開口縁被覆帯領域にわたって塗布形成した
   ことを特徴とするドアパネルの製造方法。

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