JP4451273B2 - 発泡充填具 - Google Patents

Description

本発明は、例えば車両ピラー等に代表される中空構造部材における内部の空隙に発泡体を充填する発泡充填具に関するものである。

従来、車両ピラー等に代表される中空構造部材は、車両の走行に伴って、中空構造部材における内部の空隙に空気が流通することによって異音が発生したり、中空構造部材の振動によって異音が発生したりすることがあった。こうした異音の発生を抑制するために、中空構造部材の空隙に発泡体を充填することが提案されている。すなわち、その発泡体によって、空隙を遮断するとともに、中空構造部材の振動を低減することにより、中空構造部材における異音の発生は抑制される。

中空構造部材の空隙に発泡体を充填するには、発泡充填具が使用される。この種の発泡充填具としては、外部加熱により発泡する発泡部材と、同発泡部材を中空構造部材に固定する係止クリップとを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の発泡充填具は、係止クリップの形状及び弾性を利用して中空構造部材に係止することによって、中空構造部材の内部に固定される。

一方、この種の発泡充填具としては、発泡部材と、その発泡部材に設けられる弾性変形部とを備えたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２の発泡充填具は、例えば車両ピラーに適用される。この車両ピラーは、インナパネル及びアウタパネルから構成され、各パネルをスポット溶接等によって一体化することで、中空状に形成される。こうした車両ピラーの空隙に特許文献２の発泡充填具を固定するには、アウタパネルと一体化する前のインナパネルに発泡充填具を載置した後、発泡充填具を押さえ付けるようにして、インナパネルにアウタパネルを組み合わせる。このとき、弾性変形部がインナパネル及びアウタパネルによって圧着されることによって、発泡充填具は車両ピラーの内部に固定される。
特開平９−４８０３８号公報 特開平７−２０５８３５号公報

特許文献１の発泡充填具における係止クリップは、弾性変形して中空構造部材に係止する形状に形成する必要がある。そのため、係止クリップの形状、すなわち発泡充填具の形状について複雑化を招くことになる。一方、特許文献２の発泡充填具には、パネルとの係止部分が存在しないため、こうした発泡充填具において、パネルに対する位置決めは係止部分を利用して行うことができない。従って、発泡充填具の位置決め作業は、発泡充填具をパネルの所定箇所に載置することによって行われるため、こうした作業は手間を要することになる。すなわち、中空構造部材に発泡充填具を容易に装着することが困難であるという問題があった。

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、簡易な形状とすることができるとともに、容易に装着することができる発泡充填具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、外部加熱により発泡する発泡部を備え、中空構造部材の内部に固定される発泡充填具において、前記発泡部は弾性変形可能であるとともに、前記発泡部には中空構造部材の内部に係止する係止部が設けられ、前記係止部は、前記中空構造部材に設けられる第１の被係止部に係止される第１の係止部と、前記中空構造部材に設けられる第２の被係止部に係止される第２の係止部と、を備え、前記第１の係止部及び前記第２の係止部を、前記第１の被係止部及び前記第２の被係止部の間隔と異なる間隔で配設してなり、前記第１の係止部及び前記第２の係止部の間隔は、前記第１の被係止部及び前記第２の被係止部の間隔よりも狭く設定されてなり、前記第１の係止部と前記第２の係止部との間に位置する発泡部には、伸縮可能な伸縮部が形成されていることを要旨とする。

請求項１の構成によれば、各係止部は、発泡部を弾性変形させることによって、各被係止部に係止される。そのため、各被係止部に係止した各係止部には、発泡部材の弾性力が作用し、その弾性力によって各係止部間には張力が発生する。すなわち、各係止部の係止は、各係止部の形状や弾性力のみに依存することなく、発泡部の弾性力に基づく張力を利用して行うことができるようになる。また一方、発泡充填具を装着する際には、各係止部と各被係止部との関係によって、中空構造部材に対する発泡充填具の位置決めを行うことができる。

また、各係止部が各被係止部に係止された状態において、各係止部間に張力を有効に作用させることができる。

また、伸縮部の伸縮を利用して各係止部を各被係止部に容易に係止させることができる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発泡充填具において、前記伸縮部が、円弧状又は波状をなすことで、前記第１の係止部と前記第２の係止部との間に位置する発泡部において部分的に突出していることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発泡充填具において、前記発泡部と、前記第１の係止部及び前記第２の係止部とが一体成形されてなることを要旨とする。

本発明によれば、簡易な形状とすることができるとともに、容易に装着することができる。

以下、本発明を車両のピラーに適用する発泡充填具に具体化した実施形態を図１及び図２に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、中空構造部材としてのピラー３１は、インナパネル３２、アウタパネル３３、及び補強部材３４を備えている。この補強部材３４は、インナパネル３２及びアウタパネル３３の間に介在され、ピラー３１を補強するためのものである。インナパネル３２、アウタパネル３３及び補強部材３４は鋼板から形成され、各パネルの鍔部３５及び補強部材３４の鍔部３５同士が溶接等によって接合されることにより、中空状のピラー３１が形成される。このピラー３１は、インナパネル３２を車室側、アウタパネル３３を車外側として図示しない車両に配設される。図２（ａ）に示すように、このピラー３１におけるインナパネル３２及びアウタパネル３３の間に位置する空隙は補強部材３４によって区画され、補強部材３４の両側にはそれぞれ空隙が形成されている。

図１に示すように、発泡充填具１１は、板状をなす一対の発泡部１２、及び各発泡部１２のそれぞれ両端を連結する第１の係止部１３と第２の係止部１４を備え、全体として環状に形成されている。発泡部１２は、発泡材料から形成されることで、外部加熱により発泡するように構成されるとともに、弾性変形可能に構成されている。発泡部１２の形状はピラー３１内部の形状や発泡部１２の発泡倍率を考慮して適宜設定される。この発泡充填具１１における発泡部１２、第１の係止部１３及び第２の係止部１４が同一の発泡材料から一体成形されている。

発泡材料は、発泡部１２の弾性を考慮して適宜選択すればよい。通常、発泡材料は合成樹脂、発泡剤、架橋剤、充填剤等を含有して構成される。合成樹脂としては熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂としてはポリオレフィン、ＥＶＡ（エチレン／ビニルアセテートコポリマー）、ＥＰＭ（エチレン／プロピレンゴム）、ＳＢＳ（スチレン／ブタジエン／スチレンブロックコポリマー）等が挙げられる。発泡剤としてはアゾジカルボンアミド、ジニトロペンタメチレンテトラミン等、架橋剤としては周知のジメチルウレア、ジシアンジアミド、充填剤としては炭酸カルシウム、硫酸バリウム、フェライト、シリカ等が挙げられる。

さらに、一方の発泡部１２における中央部分は、外方に膨出するように形成されることで、一方の発泡部１２の中央部分には、伸縮部１５が設けられている。この伸縮部１５は、各係止部１３，１４を結ぶ直線が延びる方向に対して異方向に延びる形状、すなわち円弧状をなし、各係止部１３，１４の離間及び接近に伴って弾性的に伸縮可能に構成されている。

補強部材３４の両側には、それぞれ第１の被係止部１６及び第２の被係止部１７が凹設されている。発泡充填具１１は、これら第１の被係止部１６及び第２の被係止部１７にそれぞれ第１の係止部１３及び第２の係止部１４が係止することにより、補強部材３４に固定される。図２（ｂ）に示すように、各係止部１３，１４は、それらの間隔を各被係止部１６，１７の間隔と異なる間隔となるように配設されている。本実施形態における各係止部１３，１４の間隔は、各被係止部１６，１７の間隔よりも狭く設定されている。なお、各係止部１３，１４の間隔及び各被係止部１６，１７の間隔は、各係止部１３，１４が各被係止部１６，１７に接触する部分を基準にすればよい。すなわち、各係止部１３，１４の間隔は、各係止部１３，１４の内面同士の間隔ａとし、各被係止部１６，１７の間隔は、各被係止部１６，１７の内端部同士の間隔ｂとすればよい。この間隔ａは、間隔ｂよりも狭く設定される。

さて、この発泡充填具１１を使用するには、まず発泡充填具１１の内側を広げるようにして発泡部１２を弾性変形させる。このとき、発泡部１２には伸縮部１５が設けられているため、発泡部１２自体の弾性変形に加えて、伸縮部１５の延びを利用して各係止部１３，１４を離間させることができる。続いて、発泡充填具１１を補強部材３４に被せるようにして、第１の係止部１３及び第２の係止部１４の位置をそれぞれ第１の被係止部１６及び第２の被係止部１７の位置に合わせることにより、補強部材３４に対する発泡充填具１１の位置決めを行う。

次いで、発泡部１２の弾性を利用して第１の係止部１３及び第２の係止部１４をそれぞれ第１の被係止部１６及び第２の被係止部１７に係止させる。このとき、発泡部１２は弾性変形可能であるとともに、発泡部１２に引張荷重が加わっていない初期状態（係止前の状態）において、第１の係止部１３及び第２の係止部１４の間隔は、第１の被係止部１６及び第２の被係止部１７の間隔よりも狭く設定されている。すなわち、第１の係止部１３及び第２の係止部１４は、その間隔が発泡部１２の弾性変形によって変化されて、それぞれ第１の被係止部１６及び第２の被係止部１７に係止されるように構成されている。そのため、各被係止部１６，１７に各係止部１３，１４が係止した係止状態において、発泡部１２の弾性力によって、各係止部１３，１４間には張力が発生する。すなわち、各被係止部１６，１７に対する各係止部１３，１４の係止は、発泡部１２の弾性力に基づく張力を利用して行われる。そして、発泡充填具１１は図１に二点鎖線で示すように補強部材３４の外周を取り囲むようにして装着され、補強部材３４に固定される。

発泡充填具１１が固定された補強部材３４は、インナパネル３２及びアウタパネル３３の間に配置され、各パネルの鍔部３５及び補強部材３４の鍔部３５同士が溶接等によって接合される。そして、図２（ａ）に示すピラー３１が製造される。このピラー３１において、発泡充填具１１の発泡部１２は補強部材３４の両側における空隙にそれぞれ配置されている。このピラー３１は車両ボディの一部を構成し、その車両ボディには、電着塗装、焼付塗装等の塗装が施される。発泡充填具１１は、車両の製造工程において、車両ボディが乾燥炉内で加熱される際に、所定温度で所定時間加熱される。その外部加熱に伴って、図２（ａ）に二点鎖線で示すように発泡部１２の発泡（膨張）が開始される。そして、発泡材料に含有する合成樹脂の架橋反応等によって発泡した発泡部１２が硬化することにより、図２（ｃ）に示すように発泡体１８が形成され、ピラー３１の内部における空隙に発泡体１８が充填される。この発泡体１８によってピラー３１の吸音性、遮音性、制振性、防塵性等が高められる。

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。
（１） 発泡部１２は弾性変形可能であるとともに、その発泡部１２には少なくとも２つの係止部である第１の係止部１３及び第２の係止部１４が設けられている。これら第１の係止部１３及び第２の係止部１４の間隔は、少なくとも２つの係止部である第１の被係止部１６及び第２の被係止部１７の間隔よりも狭く設定されている。すなわち、第１の係止部１３及び第２の係止部１４は、その間隔が発泡部１２の弾性変形によって変化されて、それぞれ第１の被係止部１６及び第２の被係止部１７に係止されるように構成されている。

そのため、各被係止部１６，１７に各係止部１３，１４が係止した状態において、発泡部１２の弾性力によって、各係止部１３，１４間には張力が発生する。すなわち、各被係止部１６，１７に対する各係止部１３，１４の係止は、各係止部１３，１４の形状や弾性力のみに依存することなく、発泡部１２の弾性力に基づく張力を利用して行われるようになる。従って、各係止部１３，１４の形状について複雑化を招くことがなく、係止部の形状を簡易な形状とすることができる結果、発泡充填具１１全体を簡易な形状とすることができる。従って、発泡充填具１１の生産性を向上することができる。

また一方、発泡充填具１１は、各被係止部１６，１７に各係止部１３，１４を合わせて、補強部材３４に装着することができる。すなわち、少なくとも２つの係止部と少なくとも２つの被係止部との関係を利用して、補強部材３４に対する発泡充填具１１の位置決めを行うことができるため、発泡充填具１１を容易に装着することができる。

（２） この発泡充填具１１の発泡部１２には伸縮部１５が設けられているため、発泡部１２自体の弾性変形に加え、伸縮部１５の伸びを利用して各係止部１３，１４を離間させることができる。従って、各係止部１３，１４を各被係止部１６，１７に容易に係止させることができる結果、補強部材３４に発泡充填具１１を装着するに際し、その作業性を向上させることができる。

（３） この発泡充填具１１には、発泡部１２が一対設けられ、それらの両端に第１の係止部１３及び第２の係止部１４が設けられている。このように発泡充填具１１の全体を環状に構成した場合、発泡充填具１１が補強部材３４の外周を取り囲むように装着されることで、一対の発泡部１２は補強部材３４の両側に位置する二つの空隙にそれぞれ配置されるようになる。すなわち、１つの発泡充填具１１の装着によって、各空隙にはそれぞれ発泡部１２が配置されるようになる。従って、各空隙にそれぞれ別の充填具を装着する場合と比べて、装着作業の効率化を図ることができるとともに、装着する発泡充填具１１の個数を減らすことができる。このように、インナパネル３２及びアウタパネル３３によって形成される内部の空隙が補強部材３４によって区画されているピラー３１に対し、本実施形態の発泡充填具１１を適用することで、補強部材３４の両側における空隙のいずれにも発泡体１８を充填することができる。

（４）この発泡充填具１１では、各係止部１３，１４及び各発泡部１２は、同一の発泡材料から構成されている。従って、この発泡充填具１１は、例えば射出成形、プレス成形等の成形法により製造することが可能となるため、発泡充填具１１の生産性を向上することができる。

（５）発泡部１２及び各係止部１３，１４を同一の発泡材料から一体成形されているため、発泡部１２及び各係止部１３，１４には、異種材料からなる部材を結合している部分が存在しない。そのため、発泡部１２から各係止部１３，１４が脱落することを抑制することができる。その結果、輸送時や装着時における発泡充填具１１の取り扱い性を向上することができる。

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。
・ 図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、発泡部１２の一方を省略してもよい。すなわち、発泡部１２の両端に断面Ｃ字状の第１の係止部１３及び第２の係止部１４をそれぞれ設けて発泡充填具１１を構成してもよい。このように構成した場合、上記（１）、（２）、（４）及び（５）と同じ作用効果が得られる。

・ いずれか一方の発泡部１２を分割構成することで、３つ以上の発泡部１２を有する構成としてもよい。例えば、伸縮部１５を発泡材料以外の弾性材料、すなわち発泡剤を含有しない合成樹脂等から形成することで、発泡部１２が２分割された構成としてもよい。また例えば、少なくとも一方の発泡部１２に切り欠き部分が形成されることで、その発泡部１２が２分割された構成としてもよい。

・ 図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、例えば補強部材３４を有しない中空構造部材において、インナパネル３２に発泡充填具１１を固定するように構成してもよい。すなわち、インナパネル３２の内側に突起状の第１の被係止部１６及び第２の被係止部１７を所定の間隔で設け、それら被係止部１６，１７にそれぞれ第１の係止部１３及び第２の係止部１４を係止する。このとき、係止前の状態における第１の係止部１３及び第２の係止部１４の間隔は、第１の被係止部１６及び第２の被係止部１７の間隔よりも狭く設定される。なお、第１の被係止部１６及び第２の被係止部１７をアウタパネル３３に設け、アウタパネル３３の内側に発泡充填具１１を固定するように構成してもよい。

・ 図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、伸縮部１５を省略してもよい。
・ 図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、第１の係止部１３及び第２の係止部１４をそれぞれ複数設けてもよい。すなわち、発泡部１２の内側に突起状の第１の係止部１３及び第２の係止部１４をさらに設ける一方、補強部材３４に円孔状の第１の被係止部１６及び第２の被係止部１７を貫設する。そして、突起状の各係止部１３，１４はそれぞれ円孔状の各被係止部１６，１７に挿入されて係止されるように構成してもよい。

・ 各係止部１３，１４の形状は、各被係止部１６，１７の形状に合わせて形成すればよい。すなわち、各係止部１３，１４の形状は、穴、孔、溝等に変更してもよいし、第１の係止部１３及び第２の係止部１４は互いに異なる形状であってもよい。

・ 第１の係止部１３及び第２の係止部１４の間隔を、第１の被係止部１６及び第２の被係止部１７の間隔よりも広く設定してもよい。例えば、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、長四角板状の発泡部１２に断面Ｌ字状の第１の係止部１３及び第２の係止部１４を設ける一方、補強部材３４に長四角形状の第１の被係止部１６及び第２の被係止部１７を貫設する。図６（ｃ）に示すように、係止前の状態における第１の係止部１３の及び第２の係止部１４の間隔ｃは、第１の被係止部１６及び第２の被係止部１７の間隔ｄよりも広く設定される。なお、各係止部１３，１４の間隔ｃ及び各被係止部１６，１７の間隔ｄは、各係止部１３，１４が各被係止部１６，１７に接触する部分を基準にすればよい。この発泡充填具１１を装着するには、まず発泡部１２を弾性変形、すなわち湾曲させることで、各係止部１３，１４を接近させる。続いて、各係止部１３，１４をそれぞれ各被係止部１６，１７に係止させる。このように構成した場合でも前記実施形態と同様に、発泡部１２の弾性力（収縮力）によって各係止部１３，１４間には張力が発生する。その結果、上記（１）、（４）及び（５）と同じ効果を得ることができる。

・ 第１の係止部１３及び第２の係止部１４を発泡材料以外の材料によって形成してもよい。この場合、例えば発泡部１２と各係止部１３，１４を別体で形成した後に、これらの発泡部１２及び各係止部１３，１４を接着剤、インサート成形等によって一体にすることで、発泡充填具１１を形成することができる。

・ 図７（ａ）に示すように、伸縮部１５を断面波形状に変更してもよい。図７（ｂ）に示すように、発泡部１２を湾曲形成することで、発泡部１２全体を伸縮部１５として機能するように構成してもよい。

・ 発泡充填具１１を適用するピラー３１の断面形状、補強部材３４の個数は特に限定されない。さらには、発泡充填具１１をフロントピラー、センターピラー等のピラー以外の中空構造部材、例えばロッカーパネル、ドアの内部、建造物における各種中空パネル等に使用してもよい。

実施形態における発泡充填具及びピラーの分解状態を示す斜視図。 （ａ）は発泡充填具が装着されたピラーを示す断面図、（ｂ）は各係止部及び各被係止部の間隔を示す断面図、（ｃ）は発泡体が充填された状態のピラーを示す断面図。 （ａ）は発泡充填具の別例及び補強部材を示す斜視図、（ｂ）はその発泡充填具が装着されたピラーを示す断面図。 （ａ）は発泡充填具の別例及びピラーの分解状態を示す斜視図、（ｂ）はその発泡充填具が装着されたピラーを示す断面図。 （ａ）は発泡充填具の別例及び補強部材を示す斜視図、（ｂ）はその発泡充填具が装着されたピラーを示す断面図。 （ａ）は発泡充填具の別例及び補強部材を示す斜視図、（ｂ）はその発泡充填具が装着されたピラーを示す断面図、（ｃ）は各係止部及び各被係止部の間隔を示す断面図。 （ａ）及び（ｂ）は、伸縮部の別例を示す斜視図。

符号の説明

１１…発泡充填具、１２…発泡部、１３…第１の係止部、１４…第２の係止部、１５…伸縮部、１６…第１の被係止部、１７…第２の被係止部、１８…発泡体、３１…ピラー、３２…インナパネル、３３…アウタパネル、３４…補強部材、３５…鍔部。

Claims (3)

1. 外部加熱により発泡する発泡部を備え、中空構造部材の内部に固定される発泡充填具において、
   前記発泡部は弾性変形可能であるとともに、前記発泡部には中空構造部材の内部に係止する係止部が設けられ、
   前記係止部は、前記中空構造部材に設けられる第１の被係止部に係止される第１の係止部と、前記中空構造部材に設けられる第２の被係止部に係止される第２の係止部と、を備え、
   前記第１の係止部及び前記第２の係止部を、前記第１の被係止部及び前記第２の被係止部の間隔と異なる間隔で配設してなり、
   前記第１の係止部及び前記第２の係止部の間隔は、前記第１の被係止部及び前記第２の被係止部の間隔よりも狭く設定されてなり、
   前記第１の係止部と前記第２の係止部との間に位置する発泡部には、伸縮可能な伸縮部が形成されていることを特徴とする発泡充填具。
2. 前記伸縮部が、円弧状又は波状をなすことで、前記第１の係止部と前記第２の係止部との間に位置する発泡部において部分的に突出していることを特徴とする請求項１に記載の発泡充填具。
3. 前記発泡部と、前記第１の係止部及び前記第２の係止部とが一体成形されてなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発泡充填具。

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