JP3643019B2 - 中空室遮断具及び中空室遮断方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空構造物の中空室内で発泡性基材を発泡させて発泡体とすることにより、その発泡体で前記中空室を遮断する中空室遮断具及び中空室遮断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、車両ボディのピラー、ロッカーパネル等の中空構造物では、強度及び耐振性、遮音性等の諸性能を向上させるため、その中空構造物における中空室の必要箇所にその中空室を遮断する発泡体を充填することが行われている。
例えば、中空構造物において強度や遮音性等が要求される部位では、図７に示すように、高剛性（高密度）の発泡体５０で中空室２を遮断し、その発泡体５０により中空構造物１を内側から補強する方式が採られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した中空構造物における中空室の遮断方法では、単一の発泡体で中空室の遮断を行うため、その発泡体の物性に応じた利点と欠点とがそのまま中空室の遮断効果として表れる。例えば、高剛性の発泡体５０の場合、高密度で重量が大きいことから、中空構造物１の強度や遮音性等を向上させることは可能であっても大幅な重量増加を招くという問題が生じる。また、重量増加を抑制するために高倍率の発泡体（軽量の発泡体）を使用すると、遮音性等は確保できても強度を希望する程度にまで向上させることは難しいという問題がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、中空構造物の性能を全体的に効率良く向上させることができる中空室遮断具を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、中空構造物の中空室内で発泡性基材を発泡させて発泡体とすることにより、その発泡体で前記中空室を遮断する中空室遮断具であって、前記中空室の長手方向に沿って配置される筒体の内側には、その筒体の内部を遮断する発泡体となる第一の発泡性基材が配置されており、前記筒体の外側には、その筒体と前記中空室の壁面との間を遮断する発泡体となる第二の発泡性基材が配置されており、前記第一の発泡性基材による発泡体と前記第二の発泡性基材による発泡体とは異なる物性を有する。
このため、中空構造物の中空室内で各々の発泡性基材が発泡すると、その中空室は筒体の内側の発泡体と筒体の外側の発泡体とによって遮断される。筒体の内側の発泡体と外側の発泡体とは異なる物性を有しているため、中空室は物性の異なる複数の発泡体の組合わせにより遮断される。したがって、発泡体の組み合わせを適宜変更することで中空室の様々な遮断効果を得ることができ、中空構造物の性能を効率良く向上させることができる。
また、筒体の位置やサイズを適宜変更することにより、中空室の横断面における各々の発泡体の占める領域を希望する状態に設定できる。
なお、筒体により、第一の発泡性基材による発泡体と第二の発泡性基材による発泡体との充填領域が明確になるため、第一の発泡性基材の容量及び第二の発泡性基材の容量を必要最小限に設定できる。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１記載の中空室遮断具であって、
筒体の外側に配置される第二の発泡性基材は、その筒体の内側に配置される第一の発泡性基材よりも剛性の高い発泡体を形成する。
即ち、剛性が高い方の発泡体が中空室の壁面と筒体との間に充填されるため、中空構造物の補強効果が向上する。
【０００６】
請求項３の発明は、請求項１記載の中空室遮断具であって、筒体には、その筒体を中空室内の所定位置に位置決めする支持部材が取付けられている。
このため、中空室内における中空室遮断具の位置決めが適正に行われる。
【０００７】
請求項４の発明は、請求項１記載の中空室遮断具であって、筒体が紙製である。
このため、中空室遮断具の軽量化及びコスト低減を図ることができる。
【０００８】
請求項５の発明は、中空構造物の中空室内で発泡性基材を発泡させて発泡体にすることにより、その発泡体で前記中空室を遮断する中空室遮断方法であって、
筒体の内部には第一の発泡性基材を配置するとともに、その筒体と前記中空室の壁面との間には第二の発泡性基材を配置する工程と、前記筒体を前記中空室の長手方向に沿って配置する工程と、前記第一、第二の発泡性基材をそれぞれ発泡させて発泡体にし、各々の発泡体で前記筒体の内部及びその筒体と前記中空室の壁面との間をそれぞれ遮断する工程とを有する。
このため、発泡体の組み合わせを適宜変更することで様々な遮断効果を得ることができ、中空構造物の性能を効率良く向上させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］
以下、図１から図３に基づいて、本発明の実施形態１に係る中空室遮断具及び中空室遮断方法の説明を行う。本実施の形態に係る中空室遮断具は、図６に示す車両ボディ１のピラー、ロッカーパネル等の中空構造物における中空室の必要箇所を発泡体により遮断し、それらの中空構造物の強度及び耐振性、遮音性等の諸性能を向上させるものである。ここで、図１は、図６のI-I矢視断面図であり、中空室遮断具１０をピラー１ｐ（以下、中空構造物１ｐという）にセットした状態を表す断面図（Ａ図）及び中空構造物１ｐの遮断状態を表す断面図（Ｂ図）である。また、図２（Ａ）は図１（Ａ）のII- II矢視断面図、図２（Ｂ）は図１（Ｂ）のII- II矢視断面図である。図３（Ａ）は中空室遮断具１０の分解斜視図、図３（Ｂ）は中空室遮断具１０の全体斜視図である。
【００１０】
中空構造物１ｐは、図１に示すように、インナーパネル４とアウターパネル３とから構成されており、そのインナーパネル４とアウターパネル３とが互いのフランジ４ｆ，３ｆにおいてスポット溶接されることにより、その内部には断面略角形の中空室２が形成される。
中空構造物１ｐの中空室２内には、その中空室２を遮断する中空室遮断具１０が予め決められた位置に取付けられる。
【００１１】
中空室遮断具１０は、図３等に示すように、遮断具本体１２と、その遮断具本体１２を中空構造物１ｐに取付ける支持部材１４とから構成される。
遮断具本体１２は、発泡することで発泡体となる第一発泡性基材１６（図１（Ａ）等参照）及び第二発泡性基材１７と、それらの発泡性基材１６，１７の発泡方向を規制する円筒形の紙パイプ１５とを有している。紙パイプ１５は、中空構造物１ｐの長手方向に沿って配置されるパイプであり、図２、図３に示すように、その両端部の内側にリング状のフランジ部１５ｆを有している。
【００１２】
紙パイプ１５の内側には、第一発泡体１６ｈとなることでその紙パイプ１５の内部を塞ぐ第一発泡性基材１６が収納される。第一発泡体１６ｈは、中空構造物１ｐの遮音性向上を図るための部材であり、その第一発泡体１６ｈとなる第一発泡性基材１６は紙パイプ１５を遮断できる必要最小量がその紙パイプ１５内に収納される。第一発泡性基材１６は、発泡材混入の合成樹脂、ゴム等により形成されており、110℃〜190℃前後の温度において高倍率（体積変化率が400％前後）で発泡する。そして、発泡後、硬化して独立気泡の第一発泡体１６ｈとなり、紙パイプ１５の内部を塞ぐとともに、その紙パイプ１５の内壁面に密着する。第一発泡性基材１６としては、例えば、特開平２−２７６８３６号公報に示すものが使用される。
【００１３】
紙パイプ１５の外側には、第二発泡体１７ｈとなることでその紙パイプ１５と中空室２の壁面との間を遮断する第二発泡性基材１７が装着される。第二発泡体１７ｈは、中空構造物１ｐを補強するための部材であり、その第二発泡体１７ｈとなる第二発泡性基材１７は紙パイプ１５とほぼ等しい長さで、かつ所定厚みを有する円筒形に形成されている。
第二発泡性基材１７の長さ寸法は中空構造物１ｐの被補強部位の長さとほぼ等しい寸法に設定されている。また、第二発泡性基材１７の内径は、紙パイプ１５を収納した状態で一定の隙間Ｃが形成できる寸法に設定されている。ここで、隙間Ｃの値は、第二発泡性基材１７が発泡した状態で紙パイプ１５が潰れない程度の値に設定される。
【００１４】
第二発泡性基材１７は、発泡材、硬化材を混入した合成樹脂等により形成されており、110℃〜190℃前後の温度で低倍率（体積変化率が200％前後）で発泡する。そして、発泡後、硬化して高剛性の第二発泡体１７ｈとなり、紙パイプ１５と中空室２の壁面との間を塞ぐとともに、その中空室２の壁面及び紙パイプ１５の外壁面に密着する。第二発泡性基材１７としては、例えば、特開平１１−１５８３１３号公報に示すものが使用される。
このように、紙パイプ１５の内部に第一発泡性基材１６を収納し、さらにその紙パイプ１５を第二発泡性基材１７の内部に収納することにより、遮断具本体１２が形成される。なお、紙パイプ１５が本発明の筒体に相当する。
【００１５】
遮断具本体１２は、図３に示すように、一対の支持部材１４によってその長手方向両端部が支持される。支持部材１４は、樹脂板により略Ｌ字状に形成されており、遮断具本体１２の端面に当接する支持面１４ｅと中空室２の壁面に当接する当接面１４ｂとを有している。支持部材１４の支持面１４ｅは、第二発泡性基材１７が半径方向に発泡膨張できるように発泡方向を規制する面であり、その支持面１４ｅの略中央に紙パイプ１５を支える支持クリップ１８が設けられている。
【００１６】
支持クリップ１８は、支持面１４ｅに対して直角に形成された一対の弾性変形可能な平板１８ｂを有しており、その平板１８ｂの先端外側に鉤状の係止部１８ｘが形成されている。支持クリップ１８は、紙パイプ１５に挿入される際に縮小方向に弾性変形し、その係止部１８ｘが紙パイプ１５のフランジ部１５ｆを通過した段階で元の形状まで復元する。これによって、支持クリップ１８の係止部１８ｘが紙パイプ１５のフランジ部１５ｆと弾性的に係合し（図２参照）、紙パイプ１５に対する支持クリップ１８の抜け止めが図られる。即ち、支持クリップ１８と紙パイプ１５のフランジ部１５ｆとの係合作用により、遮断具本体１２と支持部材１４とが連結される。
【００１７】
また、支持部材１４の当接面１４ｂの略中央には、支持部材１４を中空構造物１ｐに固定するための取付けクリップ１９（図３参照）が形成されている。取付けクリップ１９は、前述の支持クリップ１８と等しい構造を有しており、中空構造物１ｐの所定位置に形成された取付け穴４ｈ（図３（Ｂ）参照）に挿入される。これによって、取付けクリップ１９が取付け穴４ｈを介して中空構造物１と弾性的に係合し、支持部材１４は中空構造物１ｐに固定される。
なお、支持部材１４、取付けクリップ１９及び支持クリップ１８は一般的に樹脂の射出成形により一体成形される。
【００１８】
次に、上記した中空室遮断具１０を使用して中空構造物１ｐを遮断する手順について説明する。
先ず、中空室遮断具１０が次の工程に従って製造される。即ち、最初に紙パイプ１５の内部に第一発泡性基材１６が圧入される。前述のように、第一発泡体１６ｈは、中空構造物１ｐの遮音性向上を図るための部材であり、その第一発泡体１６ｈとなる第一発泡性基材１６は紙パイプ１５を遮断できる必要最小量がその紙パイプ１５内に収納される。
次に、第一発泡性基材１６の圧入が完了した紙パイプ１５が第二発泡性基材１７の内部に収納され、遮断具本体１２が形成される。なお、第二発泡性基材１７に対する紙パイプ１５の収納と、その紙パイプ１５に対する第一発泡性基材１６の圧入とは同時でも良いし、紙パイプ１５を第二発泡性基材１７に収納した後にその紙パイプ１５に第一発泡性基材１６を圧入しても良い。
【００１９】
次に、紙パイプ１５の両側に支持部材１４の支持クリップ１８が挿入されることにより、遮断具本体１２と支持部材１４とが連結され、中空室遮断具１０が完成する。
次に、中空室遮断具１０の取付けクリップ１９がインナーパネル４の取付け穴４ｈに挿入され、その中空室遮断具１０がインナーパネル４の長手方向に沿って固定される。このようにして、中空室遮断具１０がインナーパネル４に固定された状態で、インナーパネル４のフランジ４ｆにアウターパネル３のフランジ３ｆがスポット溶接され、図１に示すように、断面略角形の中空構造物１ｐが形成される。
【００２０】
これによって、中空構造物１ｐの中空室２内には、中空室遮断具１０の遮断具本体１２がその中空室２とほぼ同心となるように取付けられる。このようにして、中空構造物１ｐが形成されると、その中空構造物１ｐを備える車両ボディ１は塗料槽に浸漬され、引き上げられた後、焼付け塗装される。この焼付け塗装の際の外部加熱により、図１（Ｂ）、図２（Ｂ）に示すように、第一発泡性基材１６及び第二発泡性基材１７がそれぞれ発泡膨張し、高倍率の第一発泡体１６ｈ及び高剛性の第二発泡体１７ｈとなる。
【００２１】
高倍率の第一発泡体１６ｈは紙パイプ１５の内部を遮断し、その第一発泡体１６ｈの周縁部が紙パイプ１５の内周面に密着する。また、高剛性の第二発泡体１７ｈは支持部材１４の支持面１４ｅに沿って膨張し、紙パイプ１５と中空室２の壁面との間を遮断する。そして、その第二発泡体１７ｈの外周縁部が中空室２の壁面に密着し、その第二発泡体１７ｈの内周縁部が紙パイプ１５の外周面に密着する。これによって、中空構造物１ｐは、高剛性の第二発泡体１７ｈによって内側から補強され、さらに高倍率の第一発泡体１６ｈによって遮音性の向上が図られる。
【００２２】
このように、高剛性の第二発泡体１７ｈと高倍率の第一発泡体１６ｈとを組合わせた状態で中空構造物１ｐの中空室２を遮断できるため、高剛性の第二発泡体１７ｈだけでその中空室２を遮断する場合に比べ、高倍率の第一発泡体１６ｈを使用した分だけ中空構造物１ｐの重量増加を抑えることができる。なお、紙パイプ１５の径を増減させて、高剛性の第二発泡体１７ｈと高倍率の第一発泡体１６ｈとの比率を調整することにより、中空構造物１ｐの軽量化を図りつつ中空構造物１ｐの補強を効率的に行うことができる。
また、紙パイプ１５と中空室２の壁面との間を遮断する第二発泡体１７ｈの剛性が、その紙パイプ１５の内部を遮断する第一発泡体１６ｈの剛性よりも高いため、中空構造物１の補強効果が向上する。
【００２３】
また、中空室遮断具１０には、紙パイプ１５を中空室２内の所定位置に位置決めする支持部材１４が取付けられているため、中空室２内における中空室遮断具１０の位置決めが適正に行われる。
また、紙パイプ１５を使用しているため、中空室遮断具１０の軽量化及びコスト低減を図ることができる。
【００２４】
［実施形態２］
以下、図４、図５に基づいて本発明の実施形態２に係る中空室遮断具及び中空室遮断方法の説明を行う。本実施の形態に係る中空室遮断具２０は実施形態１に係る中空室遮断具１０の遮断具本体１２の支持構造を変更したものであり、その他の構造は実施形態１に係る中空室遮断具１０と同様である。このため、実施形態１に係る中空室遮断具１０と同じ部材については同じ符号を付して説明を省略する。
【００２５】
本実施の形態に係る中空室遮断具２０の紙パイプ２５は、図４に示すように、その両端部の内側にリング状のフランジ部２５ｆを有しており、さらにそのフランジ部２５ｆの中心を挟んで両側には紙パイプ２５の長手方向に角形の切込み２５ｃが形成されている。
紙パイプ２５を支持する一対の支持部材２４は鉄板により略Ｌ字状に形成されており、遮断具本体１２の端面に当接する支持面２４ｅと中空室２の壁面に当接する当接面２４ｂとを有している。
【００２６】
支持部材２４の支持面２４ｅには、その略中央に紙パイプ２５の端部が挿入される円形の開口２４ａが形成されており、その開口２４ａの両側に紙パイプ２５の切込み２５ｃと嵌合する角形突起２４ｔが形成されている。即ち、紙パイプ２５の切込み２５ｃが支持部材２４の角形突起２４ｔと嵌合するように、その紙パイプ２５の両端部が支持部材２４の開口２４ａに挿入されることにより、紙パイプ２５は一対の支持部材２４によって支持される。また、支持部材２４はその当接面２４ｂが中空室２の壁面（インナーパネル４の壁面）にスポット溶接されることにより、中空構造物１ｐに固定される。
【００２７】
次に、上記した中空室遮断具２０を使用して中空構造物１ｐを遮断する手順について説明する。
先ず、紙パイプ２５の内部に第一発泡性基材１６が圧入された後、その紙パイプ２５が第二発泡性基材１７に通され、その第二発泡性基材１７の両端面から突出した紙パイプ２５の両端部が支持部材２４の開口２４ａに挿入される。これによって、中空室遮断具２０が完成する。
次に、インナーパネル４の長手方向に中空室遮断具２０を配置し、そのインナーパネル４の壁面に支持部材２４の当接面２４ｂをスポット溶接する。
【００２８】
次に、インナーパネル４とアウターパネル３とが互いのフランジ４ｆ，３ｆにおいてスポット溶接され、断面略角形の中空構造物１ｐが形成される。このようにして、中空構造物１ｐが形成されると、その中空構造物１ｐを備える車両ボディ１は塗料槽に浸漬され、引き上げられた後、焼付け塗装される。この焼付け塗装に際の外部からの加熱によって、図１（Ｂ）、図２（Ｂ）に示すように、第一発泡性基材１６及び第二発泡性基材１７がそれぞれ発泡膨張し、高倍率の第一発泡体１６ｈにより紙パイプ２５の内部が遮断され、高剛性の第二発泡体１７ｈにより紙パイプ２５と中空室２の壁面との間が遮断される。
【００２９】
上記したように、本実施の形態に係る中空室遮断具２０によると、溶接によりその中空室遮断具２０をインナーパネル４に取付ける構造のため、中空室遮断具２０の取付け自由度が向上する。
ここで、実施形態１及び実施形態２においては支持部材１４，２４により中空室遮断具１０，２０をインナーパネル４に取付ける例を示したが、図５に示すように、複数の棒状支持部材３４を紙パイプ１５及び第二発泡性基材１７に対して交差するように固定し、それらの棒状支持部材３４を利用して中空室遮断具３０を中空室２内にセットすることも可能である。これによって、遮断具本体１２の支持構造が簡易なものになる。
【００３０】
ここで、実施形態１及び実施形態２では、紙パイプ１５を使用する例を示したが、紙以外にも例えば樹脂や薄い金属等を使用しても良い。また、円筒形の紙パイプ１５を例に説明したが中空構造物１ｐの断面形状に合わせて多角筒形の紙パイプを使用することも可能である。
また、実施形態１及び実施形態２では、紙パイプ１５の内側と外側に剛性の異なる発泡体を配置する例を示したが、弾性変形可能な発泡体と剛性の高い発泡体とを組合わせて耐振性の向上を図りつつ中空構造物の補強を行うことも可能である。
【００３１】
また、実施形態１及び実施形態２では、単一の筒体を使用する例を示したが、径の異なる複数の筒体を重ねて使用し、各々の筒体の間に種類の異なる発泡体を充填することも可能である。
また、実施形態１及び実施形態２では、車両ボディ１のピラー１ｐ、ロッカーパネル等の中空構造物に本発明の中空室遮断具を使用する例を示したが、車両ボディ以外、例えば、建築物、船舶等の建造物を構成する中空構造物に本発明の補強具を使用することも可能である。
【００３２】
なお、実施形態１及び実施形態２により把握される発明であって特許請求の範囲に記載されていない発明を以下に追記する。
１） 筒体に対して交差して配置された棒状の支持部材により、その筒体を中空室内で位置決めする中空室遮断具。このため、筒体の位置決め構造が簡易なものになる。
２） 紙パイプの両端にリング状のフランジ部が形成されている中空室遮断具。このため、紙パイプの強度がアップする。
３） 紙パイプとその紙パイプの外側に配置された発泡性基材との間には、その紙パイプが潰れない程度の隙間が形成されている中空室遮断具。これによって、紙パイプの潰れを防止できる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によると、発泡体の組み合わせを適宜変更することで中空室の様々な遮断効果を得ることができ、中空構造物の性能を効率良く向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図６のI-I矢視断面図であり、中空室遮断具を中空構造物にセットした状態を表す断面図（Ａ図）及び中空構造物の遮断状態を表す断面図（Ｂ図）である。
【図２】図１（Ａ）のII- II矢視断面図（Ａ図）及び図１（Ｂ）のII- II矢視断面図（Ｂ図）である。
【図３】中空室遮断具の分解斜視図（Ａ図）及び中空室遮断具の全体斜視図（Ｂ図）である。
【図４】中空室遮断具の変更例を表す縦断面図（Ａ図）及び要部斜視図である（Ｂ図）である。
【図５】中空室遮断具の変更例を表す横断面図である。
【図６】中空室遮断具を備える車両ボディの斜視図である。
【図７】従来の中空室の遮断例を表す横断面図である。
【符号の説明】
１ 車両ボディ
１ｐ ピラー（中空構造物）
２ 中空室
１０ 中空室遮断具
１２ 遮断具本体
１４ 支持部材
１５ 紙パイプ（筒体）
１６ 第一発泡性基材
１６ｈ 第一発泡体
１７ 第二発泡性基材
１７ｈ 第二発泡体
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空構造物の中空室内で発泡性基材を発泡させて発泡体とすることにより、その発泡体で前記中空室を遮断する中空室遮断具及び中空室遮断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、車両ボディのピラー、ロッカーパネル等の中空構造物では、強度及び耐振性、遮音性等の諸性能を向上させるため、その中空構造物における中空室の必要箇所にその中空室を遮断する発泡体を充填することが行われている。
例えば、中空構造物において強度や遮音性等が要求される部位では、図７に示すように、高剛性（高密度）の発泡体５０で中空室２を遮断し、その発泡体５０により中空構造物１を内側から補強する方式が採られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した中空構造物における中空室の遮断方法では、単一の発泡体で中空室の遮断を行うため、その発泡体の物性に応じた利点と欠点とがそのまま中空室の遮断効果として表れる。例えば、高剛性の発泡体５０の場合、高密度で重量が大きいことから、中空構造物１の強度や遮音性等を向上させることは可能であっても大幅な重量増加を招くという問題が生じる。また、重量増加を抑制するために高倍率の発泡体（軽量の発泡体）を使用すると、遮音性等は確保できても強度を希望する程度にまで向上させることは難しいという問題がある。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、中空構造物の性能を全体的に効率良く向上させることができる中空室遮断具を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、中空構造物の中空室内で発泡性基材を発泡させて発泡体とすることにより、その発泡体で前記中空室を遮断する中空室遮断具であって、前記中空室の長手方向に沿って配置される筒体の内側には、その筒体の内部を遮断する発泡体となる第一の発泡性基材が配置されており、前記筒体の外側には、その筒体と前記中空室の壁面との間を遮断する発泡体となる第二の発泡性基材が配置されており、前記第一の発泡性基材による発泡体と前記第二の発泡性基材による発泡体とは異なる物性を有する。
このため、中空構造物の中空室内で各々の発泡性基材が発泡すると、その中空室は筒体の内側の発泡体と筒体の外側の発泡体とによって遮断される。筒体の内側の発泡体と外側の発泡体とは異なる物性を有しているため、中空室は物性の異なる複数の発泡体の組合わせにより遮断される。したがって、発泡体の組み合わせを適宜変更することで中空室の様々な遮断効果を得ることができ、中空構造物の性能を効率良く向上させることができる。
また、筒体の位置やサイズを適宜変更することにより、中空室の横断面における各々の発泡体の占める領域を希望する状態に設定できる。
なお、筒体により、第一の発泡性基材による発泡体と第二の発泡性基材による発泡体との充填領域が明確になるため、第一の発泡性基材の容量及び第二の発泡性基材の容量を必要最小限に設定できる。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１記載の中空室遮断具であって、
筒体の外側に配置される第二の発泡性基材は、その筒体の内側に配置される第一の発泡性基材よりも剛性の高い発泡体を形成する。
即ち、剛性が高い方の発泡体が中空室の壁面と筒体との間に充填されるため、中空構造物の補強効果が向上する。
【０００６】
請求項３の発明は、請求項１記載の中空室遮断具であって、筒体には、その筒体を中空室内の所定位置に位置決めする支持部材が取付けられている。
このため、中空室内における中空室遮断具の位置決めが適正に行われる。
【０００７】
請求項４の発明は、請求項１記載の中空室遮断具であって、筒体が紙製である。
このため、中空室遮断具の軽量化及びコスト低減を図ることができる。
【０００８】
請求項５の発明は、中空構造物の中空室内で発泡性基材を発泡させて発泡体にすることにより、その発泡体で前記中空室を遮断する中空室遮断方法であって、
筒体の内部には第一の発泡性基材を配置するとともに、その筒体と前記中空室の壁面との間には第二の発泡性基材を配置する工程と、前記筒体を前記中空室の長手方向に沿って配置する工程と、前記第一、第二の発泡性基材をそれぞれ発泡させて発泡体にし、各々の発泡体で前記筒体の内部及びその筒体と前記中空室の壁面との間をそれぞれ遮断する工程とを有する。
このため、発泡体の組み合わせを適宜変更することで様々な遮断効果を得ることができ、中空構造物の性能を効率良く向上させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］
以下、図１から図３に基づいて、本発明の実施形態１に係る中空室遮断具及び中空室遮断方法の説明を行う。本実施の形態に係る中空室遮断具は、図６に示す車両ボディ１のピラー、ロッカーパネル等の中空構造物における中空室の必要箇所を発泡体により遮断し、それらの中空構造物の強度及び耐振性、遮音性等の諸性能を向上させるものである。ここで、図１は、図６のI-I矢視断面図であり、中空室遮断具１０をピラー１ｐ（以下、中空構造物１ｐという）にセットした状態を表す断面図（Ａ図）及び中空構造物１ｐの遮断状態を表す断面図（Ｂ図）である。また、図２（Ａ）は図１（Ａ）のII- II矢視断面図、図２（Ｂ）は図１（Ｂ）のII- II矢視断面図である。図３（Ａ）は中空室遮断具１０の分解斜視図、図３（Ｂ）は中空室遮断具１０の全体斜視図である。
【００１０】
中空構造物１ｐは、図１に示すように、インナーパネル４とアウターパネル３とから構成されており、そのインナーパネル４とアウターパネル３とが互いのフランジ４ｆ，３ｆにおいてスポット溶接されることにより、その内部には断面略角形の中空室２が形成される。
中空構造物１ｐの中空室２内には、その中空室２を遮断する中空室遮断具１０が予め決められた位置に取付けられる。
【００１１】
中空室遮断具１０は、図３等に示すように、遮断具本体１２と、その遮断具本体１２を中空構造物１ｐに取付ける支持部材１４とから構成される。
遮断具本体１２は、発泡することで発泡体となる第一発泡性基材１６（図１（Ａ）等参照）及び第二発泡性基材１７と、それらの発泡性基材１６，１７の発泡方向を規制する円筒形の紙パイプ１５とを有している。紙パイプ１５は、中空構造物１ｐの長手方向に沿って配置されるパイプであり、図２、図３に示すように、その両端部の内側にリング状のフランジ部１５ｆを有している。
【００１２】
紙パイプ１５の内側には、第一発泡体１６ｈとなることでその紙パイプ１５の内部を塞ぐ第一発泡性基材１６が収納される。第一発泡体１６ｈは、中空構造物１ｐの遮音性向上を図るための部材であり、その第一発泡体１６ｈとなる第一発泡性基材１６は紙パイプ１５を遮断できる必要最小量がその紙パイプ１５内に収納される。第一発泡性基材１６は、発泡材混入の合成樹脂、ゴム等により形成されており、110℃〜190℃前後の温度において高倍率（体積変化率が400％前後）で発泡する。そして、発泡後、硬化して独立気泡の第一発泡体１６ｈとなり、紙パイプ１５の内部を塞ぐとともに、その紙パイプ１５の内壁面に密着する。第一発泡性基材１６としては、例えば、特開平２−２７６８３６号公報に示すものが使用される。
【００１３】
紙パイプ１５の外側には、第二発泡体１７ｈとなることでその紙パイプ１５と中空室２の壁面との間を遮断する第二発泡性基材１７が装着される。第二発泡体１７ｈは、中空構造物１ｐを補強するための部材であり、その第二発泡体１７ｈとなる第二発泡性基材１７は紙パイプ１５とほぼ等しい長さで、かつ所定厚みを有する円筒形に形成されている。
第二発泡性基材１７の長さ寸法は中空構造物１ｐの被補強部位の長さとほぼ等しい寸法に設定されている。また、第二発泡性基材１７の内径は、紙パイプ１５を収納した状態で一定の隙間Ｃが形成できる寸法に設定されている。ここで、隙間Ｃの値は、第二発泡性基材１７が発泡した状態で紙パイプ１５が潰れない程度の値に設定される。
【００１４】
第二発泡性基材１７は、発泡材、硬化材を混入した合成樹脂等により形成されており、110℃〜190℃前後の温度で低倍率（体積変化率が200％前後）で発泡する。そして、発泡後、硬化して高剛性の第二発泡体１７ｈとなり、紙パイプ１５と中空室２の壁面との間を塞ぐとともに、その中空室２の壁面及び紙パイプ１５の外壁面に密着する。第二発泡性基材１７としては、例えば、特開平１１−１５８３１３号公報に示すものが使用される。
このように、紙パイプ１５の内部に第一発泡性基材１６を収納し、さらにその紙パイプ１５を第二発泡性基材１７の内部に収納することにより、遮断具本体１２が形成される。なお、紙パイプ１５が本発明の筒体に相当する。
【００１５】
遮断具本体１２は、図３に示すように、一対の支持部材１４によってその長手方向両端部が支持される。支持部材１４は、樹脂板により略Ｌ字状に形成されており、遮断具本体１２の端面に当接する支持面１４ｅと中空室２の壁面に当接する当接面１４ｂとを有している。支持部材１４の支持面１４ｅは、第二発泡性基材１７が半径方向に発泡膨張できるように発泡方向を規制する面であり、その支持面１４ｅの略中央に紙パイプ１５を支える支持クリップ１８が設けられている。
【００１６】
支持クリップ１８は、支持面１４ｅに対して直角に形成された一対の弾性変形可能な平板１８ｂを有しており、その平板１８ｂの先端外側に鉤状の係止部１８ｘが形成されている。支持クリップ１８は、紙パイプ１５に挿入される際に縮小方向に弾性変形し、その係止部１８ｘが紙パイプ１５のフランジ部１５ｆを通過した段階で元の形状まで復元する。これによって、支持クリップ１８の係止部１８ｘが紙パイプ１５のフランジ部１５ｆと弾性的に係合し（図２参照）、紙パイプ１５に対する支持クリップ１８の抜け止めが図られる。即ち、支持クリップ１８と紙パイプ１５のフランジ部１５ｆとの係合作用により、遮断具本体１２と支持部材１４とが連結される。
【００１７】
また、支持部材１４の当接面１４ｂの略中央には、支持部材１４を中空構造物１ｐに固定するための取付けクリップ１９（図３参照）が形成されている。取付けクリップ１９は、前述の支持クリップ１８と等しい構造を有しており、中空構造物１ｐの所定位置に形成された取付け穴４ｈ（図３（Ｂ）参照）に挿入される。これによって、取付けクリップ１９が取付け穴４ｈを介して中空構造物１と弾性的に係合し、支持部材１４は中空構造物１ｐに固定される。
なお、支持部材１４、取付けクリップ１９及び支持クリップ１８は一般的に樹脂の射出成形により一体成形される。
【００１８】
次に、上記した中空室遮断具１０を使用して中空構造物１ｐを遮断する手順について説明する。
先ず、中空室遮断具１０が次の工程に従って製造される。即ち、最初に紙パイプ１５の内部に第一発泡性基材１６が圧入される。前述のように、第一発泡体１６ｈは、中空構造物１ｐの遮音性向上を図るための部材であり、その第一発泡体１６ｈとなる第一発泡性基材１６は紙パイプ１５を遮断できる必要最小量がその紙パイプ１５内に収納される。
次に、第一発泡性基材１６の圧入が完了した紙パイプ１５が第二発泡性基材１７の内部に収納され、遮断具本体１２が形成される。なお、第二発泡性基材１７に対する紙パイプ１５の収納と、その紙パイプ１５に対する第一発泡性基材１６の圧入とは同時でも良いし、紙パイプ１５を第二発泡性基材１７に収納した後にその紙パイプ１５に第一発泡性基材１６を圧入しても良い。
【００１９】
次に、紙パイプ１５の両側に支持部材１４の支持クリップ１８が挿入されることにより、遮断具本体１２と支持部材１４とが連結され、中空室遮断具１０が完成する。
次に、中空室遮断具１０の取付けクリップ１９がインナーパネル４の取付け穴４ｈに挿入され、その中空室遮断具１０がインナーパネル４の長手方向に沿って固定される。このようにして、中空室遮断具１０がインナーパネル４に固定された状態で、インナーパネル４のフランジ４ｆにアウターパネル３のフランジ３ｆがスポット溶接され、図１に示すように、断面略角形の中空構造物１ｐが形成される。
【００２０】
これによって、中空構造物１ｐの中空室２内には、中空室遮断具１０の遮断具本体１２がその中空室２とほぼ同心となるように取付けられる。このようにして、中空構造物１ｐが形成されると、その中空構造物１ｐを備える車両ボディ１は塗料槽に浸漬され、引き上げられた後、焼付け塗装される。この焼付け塗装の際の外部加熱により、図１（Ｂ）、図２（Ｂ）に示すように、第一発泡性基材１６及び第二発泡性基材１７がそれぞれ発泡膨張し、高倍率の第一発泡体１６ｈ及び高剛性の第二発泡体１７ｈとなる。
【００２１】
高倍率の第一発泡体１６ｈは紙パイプ１５の内部を遮断し、その第一発泡体１６ｈの周縁部が紙パイプ１５の内周面に密着する。また、高剛性の第二発泡体１７ｈは支持部材１４の支持面１４ｅに沿って膨張し、紙パイプ１５と中空室２の壁面との間を遮断する。そして、その第二発泡体１７ｈの外周縁部が中空室２の壁面に密着し、その第二発泡体１７ｈの内周縁部が紙パイプ１５の外周面に密着する。これによって、中空構造物１ｐは、高剛性の第二発泡体１７ｈによって内側から補強され、さらに高倍率の第一発泡体１６ｈによって遮音性の向上が図られる。
【００２２】
このように、高剛性の第二発泡体１７ｈと高倍率の第一発泡体１６ｈとを組合わせた状態で中空構造物１ｐの中空室２を遮断できるため、高剛性の第二発泡体１７ｈだけでその中空室２を遮断する場合に比べ、高倍率の第一発泡体１６ｈを使用した分だけ中空構造物１ｐの重量増加を抑えることができる。なお、紙パイプ１５の径を増減させて、高剛性の第二発泡体１７ｈと高倍率の第一発泡体１６ｈとの比率を調整することにより、中空構造物１ｐの軽量化を図りつつ中空構造物１ｐの補強を効率的に行うことができる。
また、紙パイプ１５と中空室２の壁面との間を遮断する第二発泡体１７ｈの剛性が、その紙パイプ１５の内部を遮断する第一発泡体１６ｈの剛性よりも高いため、中空構造物１の補強効果が向上する。
【００２３】
また、中空室遮断具１０には、紙パイプ１５を中空室２内の所定位置に位置決めする支持部材１４が取付けられているため、中空室２内における中空室遮断具１０の位置決めが適正に行われる。
また、紙パイプ１５を使用しているため、中空室遮断具１０の軽量化及びコスト低減を図ることができる。
【００２４】
［実施形態２］
以下、図４、図５に基づいて本発明の実施形態２に係る中空室遮断具及び中空室遮断方法の説明を行う。本実施の形態に係る中空室遮断具２０は実施形態１に係る中空室遮断具１０の遮断具本体１２の支持構造を変更したものであり、その他の構造は実施形態１に係る中空室遮断具１０と同様である。このため、実施形態１に係る中空室遮断具１０と同じ部材については同じ符号を付して説明を省略する。
【００２５】
本実施の形態に係る中空室遮断具２０の紙パイプ２５は、図４に示すように、その両端部の内側にリング状のフランジ部２５ｆを有しており、さらにそのフランジ部２５ｆの中心を挟んで両側には紙パイプ２５の長手方向に角形の切込み２５ｃが形成されている。
紙パイプ２５を支持する一対の支持部材２４は鉄板により略Ｌ字状に形成されており、遮断具本体１２の端面に当接する支持面２４ｅと中空室２の壁面に当接する当接面２４ｂとを有している。
【００２６】
支持部材２４の支持面２４ｅには、その略中央に紙パイプ２５の端部が挿入される円形の開口２４ａが形成されており、その開口２４ａの両側に紙パイプ２５の切込み２５ｃと嵌合する角形突起２４ｔが形成されている。即ち、紙パイプ２５の切込み２５ｃが支持部材２４の角形突起２４ｔと嵌合するように、その紙パイプ２５の両端部が支持部材２４の開口２４ａに挿入されることにより、紙パイプ２５は一対の支持部材２４によって支持される。また、支持部材２４はその当接面２４ｂが中空室２の壁面（インナーパネル４の壁面）にスポット溶接されることにより、中空構造物１ｐに固定される。
【００２７】
次に、上記した中空室遮断具２０を使用して中空構造物１ｐを遮断する手順について説明する。
先ず、紙パイプ２５の内部に第一発泡性基材１６が圧入された後、その紙パイプ２５が第二発泡性基材１７に通され、その第二発泡性基材１７の両端面から突出した紙パイプ２５の両端部が支持部材２４の開口２４ａに挿入される。これによって、中空室遮断具２０が完成する。
次に、インナーパネル４の長手方向に中空室遮断具２０を配置し、そのインナーパネル４の壁面に支持部材２４の当接面２４ｂをスポット溶接する。
【００２８】
次に、インナーパネル４とアウターパネル３とが互いのフランジ４ｆ，３ｆにおいてスポット溶接され、断面略角形の中空構造物１ｐが形成される。このようにして、中空構造物１ｐが形成されると、その中空構造物１ｐを備える車両ボディ１は塗料槽に浸漬され、引き上げられた後、焼付け塗装される。この焼付け塗装に際の外部からの加熱によって、図１（Ｂ）、図２（Ｂ）に示すように、第一発泡性基材１６及び第二発泡性基材１７がそれぞれ発泡膨張し、高倍率の第一発泡体１６ｈにより紙パイプ２５の内部が遮断され、高剛性の第二発泡体１７ｈにより紙パイプ２５と中空室２の壁面との間が遮断される。
【００２９】
上記したように、本実施の形態に係る中空室遮断具２０によると、溶接によりその中空室遮断具２０をインナーパネル４に取付ける構造のため、中空室遮断具２０の取付け自由度が向上する。
ここで、実施形態１及び実施形態２においては支持部材１４，２４により中空室遮断具１０，２０をインナーパネル４に取付ける例を示したが、図５に示すように、複数の棒状支持部材３４を紙パイプ１５及び第二発泡性基材１７に対して交差するように固定し、それらの棒状支持部材３４を利用して中空室遮断具３０を中空室２内にセットすることも可能である。これによって、遮断具本体１２の支持構造が簡易なものになる。
【００３０】
ここで、実施形態１及び実施形態２では、紙パイプ１５を使用する例を示したが、紙以外にも例えば樹脂や薄い金属等を使用しても良い。また、円筒形の紙パイプ１５を例に説明したが中空構造物１ｐの断面形状に合わせて多角筒形の紙パイプを使用することも可能である。
また、実施形態１及び実施形態２では、紙パイプ１５の内側と外側に剛性の異なる発泡体を配置する例を示したが、弾性変形可能な発泡体と剛性の高い発泡体とを組合わせて耐振性の向上を図りつつ中空構造物の補強を行うことも可能である。
【００３１】
また、実施形態１及び実施形態２では、単一の筒体を使用する例を示したが、径の異なる複数の筒体を重ねて使用し、各々の筒体の間に種類の異なる発泡体を充填することも可能である。
また、実施形態１及び実施形態２では、車両ボディ１のピラー１ｐ、ロッカーパネル等の中空構造物に本発明の中空室遮断具を使用する例を示したが、車両ボディ以外、例えば、建築物、船舶等の建造物を構成する中空構造物に本発明の補強具を使用することも可能である。
【００３２】
なお、実施形態１及び実施形態２により把握される発明であって特許請求の範囲に記載されていない発明を以下に追記する。
１） 筒体に対して交差して配置された棒状の支持部材により、その筒体を中空室内で位置決めする中空室遮断具。このため、筒体の位置決め構造が簡易なものになる。
２） 紙パイプの両端にリング状のフランジ部が形成されている中空室遮断具。このため、紙パイプの強度がアップする。
３） 紙パイプとその紙パイプの外側に配置された発泡性基材との間には、その紙パイプが潰れない程度の隙間が形成されている中空室遮断具。これによって、紙パイプの潰れを防止できる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によると、発泡体の組み合わせを適宜変更することで中空室の様々な遮断効果を得ることができ、中空構造物の性能を効率良く向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図６のI-I矢視断面図であり、中空室遮断具を中空構造物にセットした状態を表す断面図（Ａ図）及び中空構造物の遮断状態を表す断面図（Ｂ図）である。
【図２】図１（Ａ）のII- II矢視断面図（Ａ図）及び図１（Ｂ）のII- II矢視断面図（Ｂ図）である。
【図３】中空室遮断具の分解斜視図（Ａ図）及び中空室遮断具の全体斜視図（Ｂ図）である。
【図４】中空室遮断具の変更例を表す縦断面図（Ａ図）及び要部斜視図である（Ｂ図）である。
【図５】中空室遮断具の変更例を表す横断面図である。
【図６】中空室遮断具を備える車両ボディの斜視図である。
【図７】従来の中空室の遮断例を表す横断面図である。
【符号の説明】
１ 車両ボディ
１ｐ ピラー（中空構造物）
２ 中空室
１０ 中空室遮断具
１２ 遮断具本体
１４ 支持部材
１５ 紙パイプ（筒体）
１６ 第一発泡性基材
１６ｈ 第一発泡体
１７ 第二発泡性基材
１７ｈ 第二発泡体
Claims (5)
- 中空構造物の中空室内で発泡性基材を発泡させて発泡体とすることにより、その発泡体で前記中空室を遮断する中空室遮断具であって、
前記中空室の長手方向に沿って配置される筒体の内側には、その筒体の内部を遮断する発泡体となる第一の発泡性基材が配置されており、
前記筒体の外側には、その筒体と前記中空室の壁面との間を遮断する発泡体となる第二の発泡性基材が配置されており、
前記第一の発泡性基材による発泡体と前記第二の発泡性基材による発泡体とは異なる物性を有することを特徴とする中空室遮断具。 - 請求項１記載の中空室遮断具であって、
第二の発泡性基材による発泡体は、第一の発泡性基材による発泡体より剛性が高いことを特徴とする中空室遮断具。 - 請求項１記載の中空室遮断具であって、
筒体には、その筒体を中空室内の所定位置に位置決めする支持部材が取付けられていることを特徴とする中空室遮断具。 - 請求項１記載の中空室遮断具であって、
筒体が紙製であることを特徴とする中空室遮断具。 - 中空構造物の中空室内で発泡性基材を発泡させて発泡体にすることにより、その発泡体で前記中空室を遮断する中空室遮断方法であって、
筒体の内部には第一の発泡性基材を配置するとともに、その筒体と前記中空室の壁面との間には第二の発泡性基材を配置する工程と、
前記筒体を前記中空室の長手方向に沿って配置する工程と、
前記第一、第二の発泡性基材をそれぞれ発泡させて発泡体にし、各々の発泡体で前記筒体の内部及びその筒体と前記中空室の壁面との間をそれぞれ遮断する工程と、
を有することを特徴とする中空室遮断方法。
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