JP4452606B2 - 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、同発泡部材を支持する支持板と、支持板を中空構造部材の内部に固定する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）。

ところで、車両ピラーに代表される中空構造部材は、例えばインナパネル及びアウタパネルから構成され、各パネルがスポット溶接等によって一体化されることで、車両ピラーは中空状に形成される。こうした中空構造部材に発泡充填具を適用するには、まず一方のパネルに発泡充填具を固定した後、各パネルを一体化することにより、中空構造部材の内部に発泡充填具を装着する。続いて、この中空構造部材が外部から加熱されることにより、発泡部材の発泡によって発泡体が形成され、この発泡体は中空構造部材の内部空隙における所定の位置に充填される。こうした発泡充填具は、充填する発泡体の位置を考慮して中空構造部材の空隙における所定の位置に取り付ける必要がある。すなわち、発泡充填具は発泡体によって振動や異音を効果的に抑制される位置を考慮して、中空構造部材の所定の位置に配置される。
特開２００３−１４６２４３号公報

ところで、中空構造部材には、例えば電装品に使用される配線を挿通させる貫通孔や、他の部品の取り付けに利用される係合部等が設けられることがある。こうした貫通孔や係合部等の機能部は、中空構造部材の空隙に発泡体が充填された後に利用される。従って、例えば貫通孔が発泡体によって閉塞されると、その貫通孔の利用に対して支障をきたすことになる。そのため、機能部が設けられる位置に応じて、発泡体を充填する位置の変更が必要となる。すなわち、上記従来の発泡充填具では、そうした機能部の位置に応じて、発泡充填具の取付位置を変更する必要があった。

中空構造部材における発泡充填具の取付位置を新たに設定するに際し、発泡体の機能が十分に発揮される位置を考慮することに加えて、機能部の位置を考慮することは、取付位置の設定範囲がさらに限定されることになる。その結果、上記従来の発泡充填具では、取付位置を設定するに際し、自由度が低下す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、取着位置の設定に対する自由度を高め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材と同発泡部材を支持する支持部とを備え、中空構造部材の内部に固定される発泡充填具において、前記支持部は、第１支持部及び第２支持部を備えて構成され、前記第１支持部及び前記第２支持部には、各支持部を連結する連結部が設けられ、前記第１支持部及び第２支持部を、それらの先端部が離間する方向へ延びるように前記連結部に連結するとともに、前記第１支持部が有する第１支持面と、第２支持部が有する第２支持面とを非同一平面に配設してなり、前記連結部は、前記中空構造部材の内部における空隙を区画する区画部を挿入する凹部を有することを要旨とする。

この構成によれば、中空構造部材の内部において、第１支持面と第２支持面とは非同一平面内に配置される。従って、発泡体を充填させたい位置に、例えば貫通孔や突部等の機能部の位置が設定される場合であっても、第１支持面及び第２支持面の少なくとも一方を、そうした機能部から離間して配置させることができるようになる。すなわち、発泡体によって被覆されることで不具合が生じる機能部が、発泡体を充填させたい位置に存在している場合であっても、第１支持面及び第２支持面の少なくとも一方を利用することで、発泡体の充填位置を部分的に機能部から離間させることができるようになる。つまり、発泡充填具の取付位置を変更せずに、発泡体の充填位置を部分的に変更することができるようになる。

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、前記中空構造部材に固定する固定部を、前記連結部に設けたことを要旨とする。
この構成によれば、例えば中空構造部材の内部空隙を区画する区画部が存在する場合、固定部を利用してその区画部に発泡充填具を固定することにより、区画部に隣接する区画室にそれぞれ第１支持部及び第２支持部を配置させることが容易である。

本発明によれば、取着位置の設定に対する自由度を高めることができる。

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〜図３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３２、３３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）及び図２（ｂ）に示すように、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、すなわちピラー３１の内部における空隙は、補強部材３４によって区画されている。詳述すると、この補強部材３４はピラー３１の空隙において区画部を構成し、ピラー３１の内部には第１区画室３６及び第２区画室３７が区画部を介して隣接して設けられている。また、図１及び図２（ｂ）に示すようにインナパネル３２には、電装品に使用される配線を挿通させるための貫通孔３８が貫設されている。

図１に示すように、発泡充填具１１は、外部加熱により発泡する発泡部材１２と、同発泡部材１２を支持する支持部１３とを備えている。支持部１３は、それぞれ板状をなす第１支持部１４及び第２支持部１５を備えて構成されている。図２（ｂ）に示すように、第１支持部１４は第１支持面１４ａを有するとともに第２支持部１５は第２支持面１５ａを有し、これら第１支持面１４ａ及び第２支持面１５ａには、それぞれ板状をなす第１発泡部材１６及び第２発泡部材１７が支持されている。

発泡部材１２は、発泡材料から射出成形等によって成形される。この発泡材料は基材、発泡剤、架橋剤、充填剤等を含有して構成される。基材としては合成樹脂、エラストマーゴム等が挙げられる。合成樹脂は熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂に分類され、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、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）等が挙げられる。エラストマーとしてはＳＢＳ（スチレン／ブタジエン／スチレンブロックコポリマー）等、ゴムとしてはＥＰＭ（エチレン／プロピレンゴム）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。

各支持面１４ａ、１５ａに対する各発泡部材１６、１７の支持には、各支持面１４ａ、１５ａと各発泡部材１６、１７との熱融着、接着剤による接着等を利用することができる。その他に、各支持部１４、１５及び各発泡部材１６、１７に係止突起や係止孔等の係止部を設けることで、各支持面１４ａ、１５ａに各発泡部材１６、１７が支持されるように構成することもできる。

図１に示すように、第１支持部１４及び第２支持部１５の基端部１８には、断面コ字状の連結部材１９が設けられ、この連結部材１９が各支持部１４、１５を連結する連結部を構成している。この連結部材１９を介して第１支持部１４及び第２支持部１５の基端部１８は、離間した状態で配設されている。この連結部材１９は、ポリアミド等の合成樹脂から第１支持部１４及び第２支持部１５と一体に形成されている。第１支持部１４及び第２支持部１５は、それらの先端部２０が離間する方向に延びるようにして連結部材１９に連結されている。第１支持面１４ａと第２支持面１５ａとは、連結部材１９を介して非同一平面に配設されている。詳述すると、第２支持面１５ａは第１支持面１４ａがなす平面を略平行移動させた平面内に配設されている。そして、第１発泡部材１６及び第２発泡部材１７は、それぞれ第１支持面１４ａ及び第２支持面１５ａに支持されることにより、非同一平面を基準にして配設されるようになる。

連結部材１９の内側には、固定部としての係止突起２１が突設され、この係止突起２１によって発泡充填具１１はピラー３１の内部に固定されるように構成されている。詳述すると、補強部材３４には係止孔３４ａが貫設され、この係止孔３４ａに係止突起２１が係止されることによって、発泡充填具１１はピラー３１の内部における区画部に固定されるように構成されている。

さて、この発泡充填具１１を補強部材３４に固定するには、連結部材１９の内側に補強部材３４の端部を挿入するようにして、係止突起２１を係止孔３４ａに係止させる。次いで、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３２、３３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）及び図２（ｂ）に示すピラー３１が製造される。このとき、第１支持面１４ａと、第２支持面１５ａとは、非同一平面に配設されている。すなわち、図２（ｂ）に示すように第２支持面１５ａは、第１支持面１４ａとは異なる平面内に配設されているため、第１支持面１４ａが形成する仮想平面２２（図２（ｂ）に破線で示す）に貫通孔３８が存在したとしても、その貫通孔３８から第２支持面１５ａのみを離間して配置させることが可能である。

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、発泡部材１２の発泡（膨張）が開始される。このとき、第１発泡部材１６及び第２発泡部材１７が発泡（膨張）する方向は、それぞれ第１支持面１４ａ及び第２支持面１５ａによって規制されることになる。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材１２が硬化することにより、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように発泡体２３が形成される。ピラー３１の内部における第１区画室３６及び第２区画室３７は、これらの発泡体２３によって充填される。

ここで、第２区画室３７には、第２支持面１５ａによって発泡（膨張）する方向が規制されつつ、第２発泡部材１７から形成された発泡体２３が充填されている。図３（ｂ）に示すように、この発泡体２３は貫通孔３８を避けるようにして、第２区画室３７の所定位置に充填されるため、貫通孔３８が発泡体２３によって閉塞される不具合を防ぐことができる。発泡充填具１１によって発泡体２３が充填されることで、ピラー３１の吸音性、遮音性、制振性、防塵性等は高められている。

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） 第１支持部１４及び第２支持部１５は、それらの先端部２０が離間する方向へ延びるようにして連結部材１９に連結されている。さらに、第１支持面１４ａと第２支持面１５ａとは、非同一平面に配設されている。従って、ピラー３１の内部において、第１支持面１４ａと第２支持面１５ａとは非同一平面内に配置されるため、発泡体２３を充填させたい位置に貫通孔３８が設けられていても、第２支持面１５ａのみを、貫通孔３８から離間して配置させることができるようになる。すなわち、発泡体２３によって閉塞されることで不具合が生じる貫通孔３８が、発泡体２３を充填させたい位置に存在している場合であっても、第２支持面１５ａを利用することで、発泡体２３の充填位置を貫通孔３８から部分的に離間させることができるようになる。つまり、発泡充填具１１の取付位置を変更せずに、発泡体２３の充填位置を部分的に変更することができるようになるため、この発泡充填具１１によれば、取着位置の設定に対する自由度を高めることができる。その結果、振動や異音を効果的に抑制する位置に発泡体２３を充填することが容易となり、発泡体２３の機能を十分に発揮させることができる。

（２） ピラー３１に固定する係止突起２１は連結部材１９に設けられている。この係止突起２１を利用して発泡充填具１１を区画部に固定することにより、各区画室３６、３７にそれぞれ各支持部１４、１５を配置させることが容易である。

ところで、中空構造部材の内部における空隙が補強部材等の部材、パネルの一部等から構成される区画部によって、複数の区画室に区画されている場合、複数の区画室内に発泡体が充填されることによって、中空構造部材全体の遮音性、制振性等が高められることになる。こうした中空構造部材に発泡体を充填するに際し、従来では各区画室にそれぞれ発泡充填具を配置する必要があった。さらに、各区画室の断面形状が異なる場合、それらの形状に応じた発泡充填具を準備する必要があった。こうした部品点数の増加や部品の種類の増加に伴い、発泡充填具を取着する作業効率が低下するという問題があった。

本実施形態の発泡充填具１１では、各区画室３６、３７にそれぞれ各支持部１４、１５を配置させることができる。そのため、一つの発泡充填具１１によって、複数の区画室、すなわち第１区画室３６及び第２区画室３７にそれぞれ発泡体２３を充填することができる。その結果、部品点数及び部品の種類を削減することができるとともに、取り付け時における作業効率の低下を抑制することができる。

（３） 第１支持部１４及び第２支持部１５を連結する連結部は、連結部材１９から構成されているため、連結部材１９の形状や寸法を利用して、第１支持面１４ａ及び第２支持面１５ａの配設位置を容易に設定することができるようになる。従って、発泡充填具１１の設計に対する自由度を高めることができる。

（４） 発泡部材１２は、第１発泡部材１６及び第２発泡部材１７に分割して支持されているため、発泡部材一個当たりの体積、すなわち重量を低減することができる。従って、発泡部材１２が発泡（膨張）する際に、発泡部材１２の自重による影響を低減することができるため、発泡部材１２が自重によって垂れ下がりながら発泡体２３を形成することを抑制することができる。その結果、発泡体２３は所望とする位置に充填され易くなるため、発泡体２３の機能を十分に発揮させることができる。

（５） 車両製造工程における電着塗装工程において、ピラー３１の内部に流入した電着液は、電着槽から車両ボディが搬出されるに伴って、ピラー３１の内部から流出する。ここで、例えば発泡充填具１１を固定する固定部を、第１支持部１４や第２支持部１５に設けた場合、そうした固定部は、各パネル３２、３３と、発泡充填具１１との間隙を通じて電着液が流出する際の抵抗となる。

本実施形態の発泡充填具１１では、連結部材１９に係止突起２１が設けられ、発泡充填具１１は連結部材１９及び係止突起２１を利用して補強部材３４に固定されている。そして、発泡充填具１１と、インナパネル３２及びアウタパネル３３との間には、間隙が設けられている。このため、その間隙を通じて、ピラー３１の内部から電着液を速やかに流出させることができる。さらに、電着液の流れ抵抗による発泡充填具１１の位置ずれを抑制することができる。

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。
以下の説明において、図４（ａ）及び図４（ｂ）に係る発泡充填具は、参考例としての発泡充填具である。
・ 図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、第１支持面１４ａ及び第２支持面１５ａを、第１支持面１４ａがなす平面と、第２支持面１５ａがなす平面とが交差するように配設してもよい。このように構成した場合でも、第１支持面１４ａと第２支持面１５ａとは非同一平面に配設されているため、図４（ｂ）に示すように貫通孔３８から第１支持面１４ａを離間して配置させることが可能である。

・ 図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、連結部材１９を別途設けずに、第１支持部１４及び第２支持部１５の基端部１８同士を連結構成し、その連結部分を連結部２４として構成してもよい。

・ 図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、係止突起２１を連結部２４以外の部分、例えば第２支持部１５に設けてもよい。
・ 図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、補強部材３４を有しないピラー３１に発泡充填具１１を適用してもよい。この場合、発泡充填具１１を区画部以外の部分、例えばインナパネル３２の係止孔３２ａに固定して使用する。例えば、センターピラーではアウタパネル３３に貫通孔３８が貫設されることがある。こうしたピラー３１においても、第１支持面１４ａを利用することで、発泡体２３の充填位置を貫通孔３８から離間させることができる。

・ 各支持面１４ａ、１５ａは、各支持部１４、１５における表裏いずれの面に設定してもよい。すなわち、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、前記実施形態の第１支持面１４ａと反対側の面に第１支持面１４ａを設定してもよい。

・ 図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、固定部として係止孔１９ａを連結部材１９に貫設するとともに、係止突起３９を区画部に突設し、発泡充填具１１をピラー３１に固定されるように構成してもよい。さらに、固定部は複数設けてもよいし、例えば穴、孔、溝等、異なる形状の固定部を組み合わせて構成してもよい。

・ 第１支持面１４ａ又は第２支持面１５ａによる機能、すなわち発泡体２３の充填位置を貫通孔３８から離間させる機能を阻害しない範囲で、第１支持面１４ａ及び第２支持面１５ａ以外の部分、例えば連結部材１９に発泡部材が支持されていてもよい。

・ 第１発泡部材１６及び第２発泡部材１７は、それぞれ第１支持面１４ａ及び第２支持面１５ａの全体に支持させてもよいし、第１支持面１４ａ及び第２支持面１５ａの一部分に支持させてもよい。

・ 第１発泡部材１６及び第２発泡部材１７の形状、並びに第１支持面１４ａ及び第２支持面１５ａの形状はピラー３１の内部形状や発泡材料の発泡倍率を考慮して適宜変更してもよい。

・ 第１支持部１４及び第２支持部１５の形状は板状に限らず、例えば断面三角形状等、他の形状に変更してもよい。
・ 第１支持面１４ａ及び第２支持面１５ａは、凸部又は凹部を有する構成としてもよい。この場合、実質的に第１発泡部材１６及び第２発泡部材１７の支持面となる平面を基準にして、第１支持面１４ａと第２支持面１５ａとを非同一平面に配設すればよい。

・ 発泡充填具１１は、支持部１３を３つ以上備えて構成してもよい。例えば、第２支持部１５に連結部材１９を更に連結し、その連結部材１９に第３支持部を連結して構成する。この場合、第２支持部１５が有する第２支持面１５ａと、第３支持部が有する第３支持面とは同一平面に配設されていてもよく、非同一平面に配設されていてもよい。

・ 図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、各パネル３２、３３のいずれも貫通孔３８を有するピラー３１に対してこの発泡充填具１１を適用しても有効である。さらには、貫通孔３８以外の機能部、例えばピラー３１の内部に設けられ、発泡体２３が充填された後に利用される係合部等の機能部を有するピラー３１に対して、この発泡充填具１１を適用しても有効である。

・ 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３１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。加えて、発泡充填具１１は、補強部材３４以外の区画部によって、内部の空隙が区画されている中空構造部材に適用しても有効である。例えばパネル外面に凹部が形成されることによってパネルの内面に凸部が形成され、その凸部によって区画部が構成されている中空構造部材が挙げられる。

上記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
（イ） 前記発泡部材は、前記第１支持面に支持される第１発泡部材と、第２支持面に支持される第２発泡部材とに分割して構成される発泡充填具。この構成によれば、発泡部材が自重によって垂れ下がりながら発泡体を形成することを抑制することができる。

（ロ） 前記第１支持部及び第２支持部は、前記中空構造体の内部に設けられる一対の区画室にそれぞれ配置されることを特徴とする発泡充填具。この構成によれば、部品点数及び部品の種類を削減することができるとともに、取り付け時における作業効率の低下を抑制することができる。

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）は図２（ａ）の２ｂ−２ｂ線における断面図。 （ａ）は発泡体が充填された状態のピラーを示す断面図、（ｂ）は図３（ａ）の３ｂ−３ｂ線における断面図。 （ａ）は参考例としての発泡充填具及びピラーの分解状態を示す斜視図、（ｂ）は参考例として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。

符号の説明

１１…発泡充填具、１２…発泡部材、１３…支持部、１４…第１支持部、１４ａ…第１支持面、１５…第２支持部、１５ａ…第２支持面、１６…第１発泡部材、１７…第２発泡部材、１８…基端部、１９…連結部材、１９ａ，３２ａ，３４ａ…係止孔、２０…先端部、２１，３９…係止突起、２２…仮想平面、２３…発泡体、２４…連結部、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、３６…第１区画室、３７…第２区画室、３８…貫通孔。

Claims (2)

1. 外部加熱により発泡する発泡部材と同発泡部材を支持する支持部とを備え、中空構造部材の内部に固定される発泡充填具において、
   前記支持部は、第１支持部及び第２支持部を備えて構成され、
   前記第１支持部及び前記第２支持部には、各支持部を連結する連結部が設けられ、
   前記第１支持部及び第２支持部を、それらの先端部が離間する方向へ延びるように前記連結部に連結するとともに、
   前記第１支持部が有する第１支持面と、第２支持部が有する第２支持面とを非同一平面に配設してなり、前記連結部は、前記中空構造部材の内部における空隙を区画する区画部を挿入する凹部を有することを特徴とする発泡充填具。
2. 前記中空構造部材に固定する固定部を、前記連結部に設けたことを特徴とする請求項１に記載の発泡充填具。

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