JP4933074B2 - 筒状部材の発泡充填材 - Google Patents

Description

本発明は、所定温度に加熱して発泡固化させることにより筒状部材内を充填するようにした発泡充填材に関する。

例えば、自動車の車体を構成するピラー部材，ルーフレール部材，ロッカ部材等の筒状部材においては、路面ノイズ，エンジン振動等による透過音を遮蔽するとともに、筒状部材の断面強度を高める観点から、発泡充填材を充填することにより筒状部材の空隙を閉塞する場合がある。

例えば、特許文献１では、シート状に形成した発泡充填材をピラー部材の内面に接着剤等により貼着し、該ピラー部材を所定温度に加熱することにより、上記発泡充填材を発泡固化させてピラー部材の空隙を充填するようにしている。
特開２００３−９４４７５号公報

ところで、上記従来の発泡充填材では、シート状に形成したものを筒状部材の内周面に貼り付ける構造が採用されている。このため発泡に偏りが生じ易く、筒状部材に充填むらが生じる場合があり、透過音の遮音効果及び断面強度の補強効果が十分に得られなくなるおそれがある。このような充填むらを防止するには、発泡充填材の厚さや面積を必要以上に大きくする必要があり、材料コストが上昇するという問題が生じる。

ここで、材料コストの上昇を招くことなく充填むらを防止するには、筒状部材の内周面に概ね沿うように発泡充填材を環形状に形成することが考えられる。ところが、発泡充填材を単に環形状としただけでは、以下のような問題が生じる。

一般に、筒状部材を製造する場合には、例えば、一方の半筒体に予め発泡充填材を取付けておき、該一方の半筒体に発泡充填材を介在させて他方の半筒体をセットし、この状態で半筒体同士を溶接等により接合して筒状部材を形成する。そして筒状部材を所定温度に加熱することにより上記発泡充填材を発泡固化させる方法が一般的である。

この場合、溶接接合を行なう前の部品保管時には、一方の半筒体については発泡充填材が取付けられた状態で積み重ねて保管するようにしている。しかしながら、上記発泡充填材を環形状としたことにより、該発泡充填材の分だけ高さが高くなり、重ね置き数に制約が生じ、半筒体を保管する際のスペース効率が悪化する。また、上記接合工程では、上記半筒体同士をセットする際に、上記発泡充填材の弾性力により他方の半筒体が押し離され、該半筒体が浮いた状態で接合してしまうという問題があり、品質に悪影響を与えるという懸念がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、材料コストの上昇を招くことなく充填むらを防止できるとともに、部品保管時のスペース効率を向上でき、かつ接合時の浮きを防止できる筒状部材の発泡充填材を提供することを目的としている。

請求項１の発明は、筒状部材内に配置され、所定温度に加熱されると発泡固化することにより上記筒状部材内を充填する発泡充填材であって、該発泡充填材は、短冊状に形成された発泡性基材の端部同士を結合してなる環形状の環状発泡材で構成され、該環状発泡材の未発泡時に該環状発泡材に外力が作用すると上記環形状の高さを縮小する方向に該環状発泡材を変形可能とする脆弱部を該環状発泡材に形成したことを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１において、上記環状発泡材には、該環状発泡材を上記筒状部材内に取付けるための支持部材が装着され、該支持部材は、上記発泡性基材の端部同士の結合用部材として兼用されていることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１又は２において、上記環状発泡材は、自動車の車体を構成する筒状部材内に該環状発泡材の外周面が該筒状部材の内周面の少なくとも一部に沿うように配設されることを特徴としている。

ここで、発泡性基材を環形状にするとは、発泡性基材の端部同士を結合することにより形成される形状のことをいい、円形，楕円形，長円形，三角形，四角形，多角形等を含む形状にするという意味である。

請求項１の発明に係る発泡充填材によれば、短冊状の発泡性基材をこれの端部同士を結合して環形状の環状発泡材とし、請求項３の発明では、自動車の車体を構成する筒状部材内に上記環状発泡材をこれの外周面が該筒状部材の内周面の少なくとも一部に沿うように配設したので、発泡性基材が筒状部材の内面の全周に渡って発泡することとなり、筒状部材の空隙全域を充填することができ、充填むらを防止できる。これにより透過音を確実に遮蔽できるとともに、筒状部材の断面強度を高めることができる。

本発明では、上記環状発泡材に、該環状発泡材を縮小方向に変形可能とする脆弱部を形成したので、上述のように、例えば一方の半筒体に環状発泡材を取付けた状態で積み重ねると、この環状発泡材が重ねられた半筒体の重量により縮小方向に変形することとなり、嵩張るのを抑制できる。その結果、部品保管時のスペース効率を高めることができる。また上記環状発泡材を介在させて半筒体同士をセットして接合する場合には、環状発泡材は縮小方向に変形可能となっていることから、他方の半筒体が浮いたりすることなく、品質に対する信頼性を向上できる。また環状発泡材は筒状部材の内周面に沿っており、充填むらが生じることはない。

請求項２の発明では、環状発泡材に筒状部材内に取付けるための支持部材を装着し、該支持部材を発泡性基材の端部同士の結合用部材に兼用したので、１つの支持部材を、筒状部材への取付けと、発泡性基材の環状発泡材への成形とに共用でき、部品点数及び部品コストを低減できる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図７は、本発明の一実施形態による筒状部材の発泡充填材を説明するための図であり、図１は室内側から見た自動車の車体側部の側面図、図２は図１のII-II 線拡大断面図、図３は図１のIII-III 線拡大断面図、図４は図１のIV-IV 線拡大断面図、図５，図６，図７はそれぞれ環状発泡材の図である。本実施形態では、自動車の車体を構成する筒状部材に適用した場合を例に説明する。

図において、１は自動車の車体側部を示しており、これは以下の筒状部材により、フロントドア開口１ａ及びリヤドア開口１ｂを形成した構造となっている。即ち、上記筒状部材は、車両前後方向に延びるロッカ部材３及びルーフレール部材４と、車両上下方向に延びて上記ロッカ部材３及びルーフレール部材４の前端部同士を結合するフロントピラー部材５と、前後方向中間部同士を結合するセンタピラー部材６と、後端部同士を結合するクォータピラー部材７とを有している。

上記各筒状部材３〜７は、車内側に位置するインナパネル８と車外側に位置するアウタパネル９との間にリインホースメント１０を介在させ、これらの上，下フランジ部１１，１２同士をスポット溶接により接合することにより閉断面を形成した概略構造を有している。

上記ロッカ部材３の前端部、ルーフレール部材４の後端部，中間部，前端部、フロントピラー部材５及びセンタピラー部材６の上下方向中間部、及びクォータピラー部材７の下端部には、それぞれ発泡充填材としての環状発泡材１３〜１９が配置されている。この各環状発泡材１３〜１９は、所定温度に加熱して発泡固化させることにより各筒状部材３〜７の空隙を充填している。これにより路面ノイズ，エンジン振動等による透過音を遮断するとともに、断面強度を高めている。

ここで、上記各環状発泡材１３〜１９の基本的な構造は何れも略同様であることから、上記ルーフレール部材４の後端部に配置された第１の環状発泡材１４，前端部に配置された第２の環状発泡材１６及び上記フロントピラー部材５の上下方向中間部に配置された第３の環状発泡材１７について以下説明する。

上記第１の環状発泡材１４は、図２，図５に示すように、短冊状に形成された発泡性基材２０の端部２０ａ，２０ｂ同士を結合することにより概ね環形状に形成されている。詳細には、上記発泡性基材２０は、リインホースメント１０に略沿う直線部２０ｅと、該直線部２０ｅの両端からアウタパネル９側に延びる屈曲部２０ｆ，２０ｆと、該屈曲部２０ｆ同士を連結しかつ上記アウタパネル９に沿う円弧部２０ｇとを有する大略半円形状をなしている。上記発泡性基材２０は、熱可塑性樹脂，無機充填剤，発泡剤等を配合して形成されたものである。

上記環状発泡材１４は、樹脂製クリップ（支持部材）２１を介して上記リインホースメント１０に取付けられており、かつ該クリップ２１は、上記発泡性基材２０の端部２０ａ，２０ｂ同士を結合する結合用部材に兼用されている。

上記クリップ２１は、クリップ本体２１ａと、該クリップ本体２１ａに形成された一対の係合爪部２１ｂ，２１ｂと、上記クリップ本体２１ａの係合爪部２１ｂの反対側に形成された内側リップ２１ｃ及び外側リップ２１ｄとを備えている。

上記発泡性基材２０は、一方の端部２０ａの外側面に他方の端部２０ｂの内側面を重ね合わせ、該重ね合わせ部に形成された結合穴２０ｃの内側縁部に上記クリップ２１の係合爪部２１ｂを係止させることにより、上記端部２０ａ，２０ｂ同士を結合している。

上記環状発泡材１４は、クリップ本体２１ａをリインホースメント１０に形成された取付け穴１０ａに嵌合させることにより、該リインホースメント１０に取付け固定されている。詳細には、クリップ本体２１ａをリインホースメント１０に装着すると、内側，外側リップ２１ｃ，２１ｄが取付け穴１０ａの周縁部に係止するとともに該取付け穴１０ａを閉塞するようになっている。これにより取付け穴１０ａから熱発泡した発泡材が外部に漏出するのが防止されている。

上記環状発泡材１４には、これの環状形状を縮小方向に変形可能とする脆弱部としての切り込み２０ｄが形成されている。この各切り込み２０ｄは、発泡性基材２０の直線部２０ｅと両屈曲部２０ｆ，２０ｆとの角部及び各屈曲部２０ｆと円弧部２０ｇとの角部にそれぞれ形成されており、ルーフレール部材４への取付け方向と直行する直線状に位置している。

上記第２の環状発泡材１６は、図３，図６に示すように、短冊状に形成された発泡性基材２２の一方の端部２２ａと他方の端部２２ｂの内面同士を重ね合わせてクリップ２１により結合することによりその一部が環形状をなすように形成されている。詳細には、上記発泡性基材２２は、ルーフレール部材４のインナパネル８とリインホースメント１０とで形成された閉断面内にて該インナパネル８に概ね沿う長円形状をなしている。

上記第２の環状発泡材１６は、上述と同様のクリップ２１をインナパネル８に形成された取付け穴８ａに嵌合させることにより、該インナパネル８に取付けられている。

上記環状発泡材１６には、該環状発泡材１６の環形状を縮小方向に変形可能とする１つの切り込み２２ｄが形成されている。この切り込み２２ｄは、発泡性基材２２の端部２２ａ，２２ｂの反対側の長円部２２ｃの端部に形成されている。

上記第３の環状発泡材１７は、図４，図７に示すように、短冊状に形成された発泡性基材２３の一方の端部２３ａと他方の端部２０ｂの内面同士を重ね合わせてクリップ２１により結合することによりその一部が環形状をなすように形成されている。詳細には、上記発泡性基材２３は、フロントピラー部材５のインナパネル８とリインホースメント１０とで形成された閉断面に概ね沿う三角形状をなしている。

上記第３の環状発泡材１７は、上述のクリップ２１をインナパネル８に形成された取付け穴８ａに嵌合させることにより、該インナパネル８に取付けられている。

上記発泡性基材２３には、該発泡性基材２３の環形状を縮小方向に変形可能とする２つの切り込み２３ｄが形成されている。この各切り込み２３ｄは、発泡性基材２３の端部２３ａ，２３ｂの反対側の底辺部２３ｃの両角部に形成されている。

上記ルーフレール部材４の一製造方法について説明する。まずリインホースメント１０の保管においては、該リインホースメント１０の後部側に予め環状発泡材１４，１５をクリップ２１により取付け、各環状発泡材１４，１５を介在させてリインホースメント１０を積み重ねて保管する。またインナパネル８の保管においても、上記同様にインナパネル８の前部側に環状発泡材１６をクリップ２１により取付け、該環状発泡材１６を介在させてインナパネル８を積み重ねることとなる。

溶接工程において、上記リインホースメント１０の車外側に環状発泡材１４，１５を介在させてアウタパネル９を重ね合わせるとともに、車内側に環状発泡材１６を介在させてインナパネル８を重ね合わせ、この状態で上，下フランジ部１１，１２をスポット溶接により接合する。このようにしてルーフレール部材４を形成する。

次に、塗装乾燥工程において、ルーフレール部材４の外表面に塗装を施し、該ルーフレール部材４の塗料の乾燥を行なう。この乾燥工程の加熱により各環状発泡材１４〜１６が厚み方向に熱発泡しつつ固化し、アウタパネル９とリインホースメント１０とで形成された後部側の空隙及び該リインホースメント１０とインナパネル８とで形成された前部側の空隙を充填する。上記ルーフレール部材４の製造工程は、上記各ピラー部材５〜７及びロッカ部材３についても大略同様である。

このように本実施形態によれば、第１の環状発泡材１４を、短冊状の発泡性基材２０の端部２０ａ，２０ｂ同士を結合して大略半円状のものとしたので、発泡性基材２０をルーフレール部材４の空隙全域に渡って充填させることができ、充填むらを防止できる。これにより透過音を確実に遮蔽できるとともに、ルーフレール部材４の断面強度を高めることができる。

本実施形態では、上記環状発泡材１４に切り込み２０ｄを形成したので、該環状発泡材１４を取付けた状態でリインホースメント１０を積み重ねると、上側の部材の重量により環状発泡材１４が縮小方向に変形するので、積み重ねた部材が嵩張るのを抑制でき、部品保管時のスペース効率を高めることができる。

またインナパネル８とアウタパネル９とをリインホースメント１０を介在させてスポット溶接により接合する場合には、環状発泡材１４の剛性が切り込み２０ｄにより小さくなっており、容易に縮小するので、アウタパネル９が浮いたりすることなく、寸法精度等の品質に対する信頼性を向上できる。

さらに上記スポット溶接するときには、環状発泡材１４はルーフレール部材４の内面形状に沿っており、ルーフレール部材４の空隙全域に渡って充填することとなり、充填むらが生じることはない。

本実施形態では、上記発泡性基材２０に、該発泡性基材２０をリインホースメント１０に取付けるためのクリップ２１を装着し、かつ該クリップ２１を発泡性基材２０の端部２０ａ，２０ｂ同士の結合部材として兼用したので、１つのクリップ２１を、リインホースメント１０への取付けと、発泡性基材２０の環状発泡材１４への組み付けとに共用でき、部品点数及び部品コストを低減できる。

本実施形態では、発泡性基材２０の幅を変更したり，切り込み２０ｄの形成位置を変更したりすることにより、各種の筒状部材の断面形状に対応でき、簡単な方法で、汎用性を高めることができる。

本実施形態では、第２，第３の環状発泡材１６，１７及び残りの各環状発泡材１３，１５，１８，１９についても、上記第１の環状発泡材１４と略同様に効果が得られる。

なお、本実施形態では、脆弱部として切り込みを形成した場合を説明したが、本発明の脆弱部は、切り込みに限られるものではなく、例えば薄肉部や穴を形成することにより構成してもよい。

また上記実施形態では、自動車の車体側部を構成する筒状部材に充填される発泡充填材を例に説明したが、本発明の発泡充填材の適用範囲はこれに限られるものではなく、例えば船舶，建築物等を構成する筒状部材にも適用可能である。

本発明の一実施形態による環状発泡材が配置された自動車の車体側部の側面図である。 上記車体側部を構成するルーフレール部材の断面図（図１のII-II 線拡大断面図）である。 上記ルーフレール部材の断面図（図１のIII-III 線拡大断面図）である。 上記車体側部を構成するフロントピラー部材の断面図（図１のIV-IV 線拡大断面図）である。 上記ルーフレール部材に配置された第１の環状発泡材の図である。 上記ルーフレール部材に配置された第２の環状発泡材の図である。 上記フロントピラー部材に配置された第３の環状発泡材の図である。

符号の説明

３ ロッカ部材（筒状部材）
４ ルーフレール部材（筒状部材）
５ フロントピラー部材（筒状部材）
６ センタピラー部材（筒状部材）
７ クォータピラー部材（筒状部材）
１３〜１９ 環状発泡材（発泡充填材）
２０，２２，２３ 発泡性基材
２２ａ，２２ｂ〜２３ａ，２３ｂ 端部
２１ クリップ（支持部材）
２０ｄ，２２ｄ，２３ｄ 切り込み（脆弱部）

Claims (3)

1. 筒状部材内に配置され、所定温度に加熱されると発泡固化することにより上記筒状部材内を充填する発泡充填材であって、
   該発泡充填材は、短冊状に形成された発泡性基材の端部同士を結合してなる環形状の環状発泡材で構成され、
   該環状発泡材の未発泡時に該環状発泡材に外力が作用すると上記環形状の高さを縮小する方向に該環状発泡材を変形可能とする脆弱部を該環状発泡材に形成したことを特徴とする筒状部材の発泡充填材。
2. 請求項１において、上記環状発泡材には、該環状発泡材を上記筒状部材内に取付けるための支持部材が装着され、該支持部材は、上記発泡性基材の端部同士の結合用部材として兼用されていることを特徴とする筒状部材の発泡充填材。
3. 請求項１又は２において、上記環状発泡材は、自動車の車体を構成する筒状部材内に該環状発泡材の外周面が該筒状部材の内周面の少なくとも一部に沿うように配設されることを特徴とする筒状部材の発泡充填材。

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