JP2903196B2 - 発泡充填で補強されたボディ構造およびそのボディの補強方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発泡充填で補強された
ボディ構造およびそのボディの補強方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車では、ボディを構成する部分に、
閉断面部分を有する部材を用いて、ボディ全体の剛性を
確保することが行われている。また近時では、衝撃など
多くの負荷が加わる部分を見直して、同部分の剛性を他
の部分よりも高めることが行われている。

【０００３】例えば４ドアのセダンでは、シ−トベルト
装置のベルトアンカ−が装着されるセンタピラ−の支持
部分の剛性を、他のピラ−部分よりも高める工夫がなさ
れている。

【０００４】一般に、こうした剛性を高める構造には、
ボディ構成部材にリ−ンフォ−スメントを追加する構造
が採用されている。具体的には、例えば図１３に示され
るような４ドアセダン自動車のボディｘでは、センタピ
ラ−ａのベルトアンカ−を支持する部分の補強は、図１
４および図１５に示されるようにセンタピラ−ａを組立
てるときに、センタピラ−インナパネルｂのアンカ−支
持位置となる内面部分にリ−ンフォ−スメントｃを溶接
などで取着し、このリ−ンフォ−スメントｃの内面に、
シ−トベルト装置ｄのベルトアンカ−ｅのアンカボルト
ｆを受けるナットｇを溶接などで取着して、支持部分を
補強してある。

【０００５】なお、ｈはセンタピラ−インナパネルｂと
組合ってセンタピラ−ａを構成するセンタピラ−アウタ
パネル、ｉはセンタピラ−インナパネルｂの内面にクリ
ップｊで固定されるトリムを示している。

【０００６】ところが、こうしたリ−ンフォ−スメント
ｃを追加する構造は、ボディに対する重量の負担が大き
く、自動車のボディが重たくなる傾向がある。またリ−
ンフォ−スメントｃを原因とする振動が生じるおそれも
高い。

【０００７】一方、近時では、熱硬化型発泡部材を用
い、閉断面部分を空間を発泡充填によって埋めることに
より、同部分の剛性を高めるようにした補強の技術が提
案されている。

【０００８】そこで、この技術を利用して、ボディの閉
断面部分をもつボディ構造部材の剛性を局部的に高める
ことが考えられる。この補強がうまくいけば、かなりボ
ディの重量増が抑制され、振動も抑制されるようにな
る。しかも、閉断面部分内は、発泡した部材によって内
腔が遮断されるから、同閉断面部分内を流れる気流音も
なくなるなど、多くの効果をもたらす。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、熱硬化型発
泡部材は、熱と反応して閉断面部分内で発泡充填し硬化
するだけである。一方、自動車のボディ構成部分の補強
しようとする箇所には、閉断面部分に開口する孔部（艤
装部材取付孔部）が在ったりする。上記したセンタピラ
−ａなどの部品は、この一例である。

【００１０】センタピラ−ａは、図１４および図１５に
示されるように補強を必要とする部位、すなわちアンカ
−支持部回りのセンタピラ−インナパネルｂには、シ−
トベルトアンカ−ｅのアンカボルトｆを取付けるための
孔部ｋ（パネルに穿設した開口ｌとそれに通じるナット
ｇからなる）、トリムｉのクリップｊを取付けるための
孔部ｍ（パネルに穿設した係止孔からなる）などが在
る。

【００１１】このため、熱硬化型発泡部材を用いて、孔
部が無い閉断面部分を補強する場合、発泡した部材は外
部へ漏れないものの、図１６に示されるような上記クリ
ップｊを取り付ける孔部に相当する係止孔ｎが形成され
ている閉断面部分ｏ（センタピラ−ａの上段部分に相
当）を補強したり、図１７に示されるような上記アンカ
−ボルトを取付ける孔部に相当する開口ｐとナットｑと
が在る閉断面部分ｏ（センタピラ−ａの上段部分に相
当）を補強したりする場合、図１６，図１７中の左側の
図に示した閉断面部分ｏ内の熱硬化型発泡部材ｒが発泡
すると、同図中の右側の図に示されるように発泡した部
材の一部が係止孔ｎから外部にはみ出したり、開口ｐお
よびナットｑを通じて外部にはみ出したりする。

【００１２】このような発泡充填では、はみ出た部分を
除去しなければならない。しかも、これに加え、クリッ
プｊの係止を可能にしたり、アンカ−ボルトの螺挿を可
能にしなければならない。

【００１３】これには、係止孔ｎ、ナットｑのナット孔
の内で硬化している発泡部分を除去して、クリップｊを
係止するのに必要な空間、アンカボルトをねじ込むのに
必要な空間を確保することとなるが、こうした作業はき
わめて困難である。しかも、ナットｑの場合、たとえド
リルなどで孔部分は確保できても、ナッドｑのねじ山を
埋めた発泡部分を取除くことは不可能に近く、アンカボ
ルトを螺挿するには至らない。

【００１４】それ故、上記した発泡充填による補強構造
は、種々の効果をもたらすものの、孔部の在る閉断面部
分の補強には実現されていない。本発明は、このような
事情に着目してなされたもので、その目的とするところ
は、熱硬化型発泡部材の発泡充填で、孔部の在る閉断面
部分の補強が実現できる発泡充填で補強されたボディ構
造およびそのボディの補強方法を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の記載のボディ構造は、艤装部材取付孔部
の開口を塞ぐようにボディの閉断面部分の内面に設けら
れ開口部のみに艤装部材取付孔部からの挿入を許す許容
領域を形成する反応の速い軟質発泡部材と、閉断面部分
内に設けられ前記軟質発泡部材が発泡する加熱工程と同
一の加熱工程にて、軟質発泡部材により前記開口が塞が
れた閉断面部分内に発泡充填される反応の遅い熱硬化型
発泡部材とを用いた構造を採用したことにある。

【００１６】同じく請求項２に記載のボディの補強方法
は、ボディ組立工程において、艤装部材取付孔部を有す
る閉断面部分のボディ構成部材をもつボディの閉断面部
分の内面に、艤装部材取付孔部の開口を塞ぐように、反
応の速い軟質発泡部材を設け、閉断面部分の内部に反応
の遅い熱硬化型発泡部材を設け、これら閉断面部分内の
両発泡部材を同一加熱発泡工程において、反応速度差に
したがい、順次、発泡させて、開口端に軟質発泡層を形
成して閉断面部分の内部に熱硬化型発泡部材を発泡充填
させることにある。

【００１７】

【作用】請求項１に記載の発明によると、軟質発泡部材
が熱硬化型発泡部材よりも、先に反応して発泡すること
によって、孔部の開口直上に同孔部からの挿入を許す許
容領域が確保される。

【００１８】また閉断面部分内は、同一の加熱発泡工程
で、遅れて反応する熱硬化型発泡部材によって発泡充填
がなされる。このとき、孔部の開口には、先に発泡した
軟質発泡部材が在るから、発泡した熱硬化型発泡部材
は、これから孔部へは侵入することはない。

【００１９】したがって、孔部が有する閉断面部分のボ
ディ構成部分は、孔部がもつ対部品の装着性を保ちつ
つ、発泡充填で補強される。請求項２に記載の発明によ
ると、同一の発泡工程において、先に軟質発泡部材が発
泡して、孔部の開口直上に同孔部からの挿入を許す許容
領域が確保される。

【００２０】その後、熱硬化型発泡部材が発泡して、上
記許容領域はそのままに、残る閉断面部分内を充填し、
同閉断面部分を補強していく。これにより、孔部に対す
るクリップ、ボルトなどの部品の孔部の装着機能を損な
わずに、孔部が有する閉断面部分のボディ構成部分を発
泡充填で補強することが可能となる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を図１ないし図１２に示す一実
施例にもとづいて説明する。図１中１は、本発明が適用
された例えば４ドアタイプの乗用車を構成するボディを
示す。

【００２２】ボディ１は、ドア２ａが装着された車室２
の前部にエンジンル−ム３を有し、後部にトランクル−
ム４を有している。このボディ１は、車体組立工程にお
いて各部の組み付けと、電着液浸漬後の乾燥工程［以
下、「焼付け塗装工程」という（本願の加熱発泡工程に
相当）］において塗装がなされた、艤装工程に入る前の
状態を示している。

【００２３】このボディ１を構成する閉断面部分を有す
る部品のうち、補強を要する部位となる、例えばサイド
ル−フレ−ル５と交わるセンタピラ−７の上段部分７ａ
には発泡充填が施され、同部分を補強している。

【００２４】図６および図１１には、この補強を終えた
センタピラ−構造が示されている。なお、図２ないし図
５までと、図７ないし図１０までとには、同センタピラ
−７が補強されるまでの過程が示されている。

【００２５】同図を参照して、本発明の補強構造を説明
すれば、センタピラ−７の閉断面部分を構成するセンタ
ピラ−インナパネル９には、図２および図７に示される
ようにシ−トベルト装置のアンカボルト１０が取付く孔
部１１（艤装部材取付孔部に相当）がある。この孔部１
１は、上段側にパネル部分に設けた円形の開口１２と、
これと連通する同パネル部分の内面に取着したナット１
３とから構成してある。

【００２６】またセンタピラ−インナパネル８の孔部１
１の周辺のパネル部分には、トリム１５が取付く孔部１
６（艤装部材取付孔部に相当）がある。この孔部１６
は、トリム１５の裏面に多数装着してあるクリップ１５
ａ（図６に図示）と係止可能な係止孔１６ａから構成し
てある。

【００２７】これら孔部１１，１６が在る上段部分７ａ
の内腔部は、例えばセンタピラ−インナパネル８の内面
に貼付した熱硬化型発泡シ−ト１７（熱硬化型発泡部
材）を加熱により発泡充填させることにより、中実にし
てある。

【００２８】また各ナット１３のナット孔端、係止孔１
６ａとこれと対向する発泡した熱硬化型発泡材との間に
は、各ナット孔、係止孔１６ａを塞ぐようにそれぞれ軟
質発泡シ−ト１８（軟質発泡部材）が設けられている。
これら軟質発泡シ−ト１８には、上記熱硬化型発泡シ−
ト１７よりも速い反応を示し、かつアンカ−ボルト１０
の挿入量、クリップ１５ａの差込量に対応した発泡高さ
をもたらす機能を有した発泡材が用いられている。

【００２９】この発泡材の選定により、発泡の順序は、
先に軟質発泡シ−ト１８が発泡硬化し、その後に熱硬化
型発泡シ−ト１７が発泡硬化する。そして、各軟質発泡
シ−ト１８が、熱硬化型発泡シ−ト１７よりも先に発泡
することによって、各ナット１３のナット孔端、係止孔
１６ａとこれと対向する発泡した間には、軟質発泡シ−
ト１８の軟質性を活用した軟らかい部分が形成される。
この軟らかい部分の形成によって、ナット１３に対する
アンカ−ボルト１０の挿入を許す許容領域Ａ、係止孔１
６に対するクリップ１５ａの挿入を許す許容領域Ｂを形
成している。

【００３０】これにより、ナット１３、係止孔１６に対
するアンカ−ボルト１０、クリップ１５ａなどの部品の
装着機能、すなわち孔部１１，１６がもつ対部品の装着
性を失わないようにしながら、熱硬化型の発泡材の補強
効果を活用して、センタピラ−７の上段部分７ａを補強
している。

【００３１】つぎに、こうしたセンタピラ−７の上段部
分７ａを補強する方法について説明する。ここで、発泡
充填による補強は、ボディ１が出来上がるまでの工程を
流用して組付けているから、補強方法を説明する前に、
ボディ１の流れを簡単に説明しておく。

【００３２】すなわち、乗用車のボディ１は、知られて
いるようにボティ組立工程において、図１に示されるよ
うに全体が組立てられる。その後、塗装ラインに入る。
そして、ボディ１は、この塗装ラインの電着工程、焼付
け工程を経て塗装を終えた後、艤装工程、さらには最終
組立工程に至り、製品となっていくものである。

【００３３】センタピラ−７の補強は、こうした流れに
おいて、図１２に示されるフロ−チャ−トに示されるよ
うにボディ１を組立てる工程において、まず、センタピ
ラ−インナパネル９に、軟質発泡シ−ト１８を、その上
段部分７ａのパネル部分にある孔部１１，１６を覆い隠
すように設置していく。

【００３４】これは、図２および図７に示されるように
センタピラ−７の組立前、補強しようとするセンタピラ
−インナパネル９の内面の上段に在るナット１３の端面
および係止孔１６ａに、その開口を塞ぐように、例えば
円形状に切り取った軟質発泡シ−ト１８を接着すること
によりなされる。

【００３５】また補強しようとするセンタピラ−７の上
段部分７ａ内には、熱硬化型発泡シ−ト１７の粘着性を
利用して、同熱硬化型発泡シ−ト１７を設置する。これ
は、図２および図７に示されるように例えばＴ字状に成
形した熱硬化型発泡シ−ト１７を、サイドル−フレ−ル
インナパネル部分から同直下となるセンタピラ−インナ
パネル９の上段にかけての内面部分に貼付する。むろ
ん、熱硬化型発泡シ−ト１７の大きさは、補強しようと
するセンタ−ピラ７の内腔部分を充填させるのに対応し
た大きさである。

【００３６】これにより、図７に示されるように熱硬化
型発泡シ−ト１７は、各軟質発泡シ−ト１８と重なる状
態になっていく。ボディ組立工程の際、この発泡材が付
いたセンタピラ−インナパネル９をセンタピラ−アウタ
パネル９ａに取着してセンタピラ−７を組立てると、軟
質発泡シ−ト１８、熱硬化型発泡シ−ト１７は、図３お
よび図８に示されるようにパネル９，９ａの組合わせで
形成される閉断面部分内に設置されていく。

【００３７】ボディ組立工程が終了すると、ボディ１は
電着工程に導かれ、電着塗装がボディ１の表面に施され
ていく。続いて、電着塗装を終えたボディ１は焼付け塗
装工程（本願の加熱発泡工程を兼ねる）に導かれる。こ
れにより、塗装は高温度の加熱によって乾燥され、焼付
けられていく。

【００３８】このとき、軟質発泡シ−ト１８、熱硬化型
発泡シ−ト１７は、焼付け工程の熱に反応していく。こ
こで、軟質発泡シ−ト１８は、熱硬化型発泡シ−ト１７
よりも反応が速い。

【００３９】このため、図４および図９に示されるよう
に、まず、先にナット孔，係止孔１６ａを覆っている軟
質発泡シ−ト１８が発泡していく。これにより、各ナッ
ト孔，係止孔１６ａには、開口直上に軟質発泡層が形成
される。

【００４０】この軟質発泡層によって、孔部１１からア
ンカボルト１０の挿入を許す許容領域Ａと、孔部１６か
らクリップ１５の挿入を許す許容領域Ｂとが確保され
る。その後、熱硬化型発泡シ−ト１７が熱と反応して発
泡する。

【００４１】この発泡は、軟質発泡層とパネル内面とで
囲まれる閉断面部分内で行われる。これにより、図５お
よび図１０に示されるように発泡した熱硬化型発泡シ−
ト１７は、残っているセンタピラ−７の上段部分７ａの
閉断面空間部分内を充填し、硬化する。Ｈは、軟質発泡
層の高さ寸法を示す。

【００４２】このとき、発泡した熱硬化型発泡シ−ト１
７は、先に発泡している軟質発泡シ−ト１８が障壁とな
って、ナット孔，係止孔１６ａへには侵入しない。この
ことは、許容領域Ａ，Ｂをそのまま確保しながら、補強
を必要とするセンタピラ−７の上段部分７は、熱硬化型
発泡シ−ト１７の発泡硬化により補強されることとな
る。

【００４３】これにより、発泡充填で、アンカボルト１
０、クリップ１５ａの装着機能を損なわずに、補強を必
要とするセンタピラ−７の上段部分７ａの剛性強度が高
められる。

【００４４】かくして、困難とされていた、熱硬化型発
泡シ−ト１７の発泡充填による孔部１１、１６の在る閉
断面部分の補強を実現することができる。したがって、
図６および図１１に示されるように補強した後は、今ま
でと同様、クリップ１５ａの孔部１６に対する係止によ
り、トリム１５をセンタピラ−７に装着させたり、アン
カボルト１０の孔部１１に対する螺挿より、シ−トベル
ト装置のベルトアンカ１０ａをセンタピラ−７に装着さ
せることができる。

【００４５】しかも、こうした発泡充填による補強によ
って、今まで期待できなかった開口部分をもつ補強した
部分の重量の低減、振動の低減、さらには閉断面部分内
を流れる気流音を低減できる。

【００４６】なお、本発明をセンタピラ−の補強に適用
したが、これに限らず、他の孔部を有する閉断面部分を
もつボディ構成部材の補強に適用してもよいことはいう
までもない。

【００４７】また、上述した一実施例では、焼付け塗装
工程において発泡シ−トを発泡させたが、電着液浸漬前
の工程において、焼付け塗装工程とは別の加熱発泡工程
により発泡させてもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１および請求
項２の発明によれば、ボディの閉断面部分の内面に、艤
装部材取付孔部の開口を塞ぐように設けた反応の速い軟
質発泡部材と、閉断面部分の内部に設けた反応の遅い熱
硬化型発泡部材とを用いたことにより、艤装部材取付孔
部の耐部品の装着性を損なわずに、艤装部材取付孔部の
在る閉断面部分の補強を実現することができる。しか
も、今まで期待できなかった開口部分をもつ補強した部
分の重量の低減、振動の低減、さらには閉断面部分内を
流れる気流音を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るセンタピラ−が発泡充
填によって補強されたボディを示す斜視図。

【図２】軟質発泡シ−ト、熱硬化型発泡シ−トをセンタ
ピラ−に組込む工程を説明するための斜視図。

【図３】同組込んだセンタピラ−を示す斜視図。

【図４】先に反応した軟質発泡シ−トを説明するための
斜視図。

【図５】後に反応した熱硬化型発泡シ−トを説明するた
めの斜視図。

【図６】補強を終えたセンタピラ−にトリム、ベルトア
ンカを組込む工程を説明するための斜視図。

【図７】軟質発泡シ−ト、熱硬化型発泡シ−トをセンタ
ピラ−に組込む工程を説明するための断面図。

【図８】同組込んだセンタピラ−を示す断面図。

【図９】先に反応した軟質発泡シ−トを説明するための
断面図。

【図１０】後に反応した熱硬化型発泡シ−トを説明する
ための断面図。

【図１１】補強を終えたセンタピラ−にトリム、ベルト
アンカを組込む工程を説明するための断面図。

【図１２】ボディの組立ラインを流用して、センタピラ
−が発泡充填により補強されるまでを説明するための
図。

【図１３】サイドシルを補強した自動車を示す側面図。

【図１４】従来のセンタピラ−を補強する構造を説明す
るための斜視図。

【図１５】同断面図。

【図１６】センタピラ−を発泡充填した場合における問
題を説明するための図。

【図１７】その異なるセンタピラ−を発泡充填した場合
における問題を説明するための図。

【符号の説明】

１…ボディ ７…センタピラ−
（ボディ構成部材） ９…センタピラ−インナパネル ９ａ…センタピラ−アウタパネル １０…アンカボルト １１，１６…孔部 １５…トリム １５ａ…クリップ １７…熱硬化型発泡シ−ト（熱硬化型発泡部材） １８…軟質発泡シ−ト（軟質発泡部材） Ａ，Ｂ…許容領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三宅 考之 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (72)発明者 大橋 昌彦 愛知県稲沢市北麻績町沼１番５号 イイ ダ産業株式会社内 (72)発明者 渡邉 敦美 愛知県稲沢市北麻績町沼１番５号 イイ ダ産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−118416（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−29373（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−123372（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B62D 17/00 - 29/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 艤装部材取付孔部を有する閉断面部分の
   ボディ構成部材をもつボディと、 前記艤装部材取付孔部の開口を塞ぐように前記閉断面部
   分の内面に設けられ前記開口部のみに前記艤装部材取付
   孔部からの挿入を許す許容領域を形成する反応の速い軟
   質発泡部材と、 前記閉断面部分内に設けられ前記軟質発泡部材が発泡す
   る加熱工程と同一の加熱工程にて、前記軟質発泡部材に
   より前記開口が塞がれた前記閉断面部分内に発泡充填さ
   れる反応の遅い熱硬化型発泡部材とを具備したことを特
   徴とする発泡充填で補強されたボディ構造。
2. 【請求項２】 ボディ組立工程において、艤装部材取付
   孔部を有する閉断面部分のボディ構成部材をもつボディ
   の前記閉断面部分の内面に、前記艤装部材取付孔部の開
   口を塞ぐように、反応の速い軟質発泡部材を設け、 前記閉断面部分の内部に反応の遅い熱硬化型発泡部材を
   設け、 これら閉断面部分内の両発泡部材を同一加熱発泡工程に
   おいて、反応速度差にしたがい、順次、発泡させて、開
   口端に軟質発泡層を形成して前記閉断面部分の内部に熱
   硬化型発泡部材を発泡充填させることを特徴とするボデ
   ィの補強方法。