JP5043537B2 - 内装パネルの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、サンドイッチ接着構造の内装パネルであって、表面板あるいは裏面板にブラインドナットをカシメ加工により取付けて、更にブラインドナットの周辺部を樹脂系接着剤で補強して固着強度を向上させた内装パネルの製造方法に関する。

鉄道車両用の典型的な内装パネルである側天井を代表例として選び、この取付け構造に関する従来例を説明する。

鉄道車両の車体に側天井を取付ける方法として基本的には、メラミン化粧板の全周（４辺）を車体側の梁などに皿子ネジで固定する方法と、サンドイッチ接着構造のパネルの２辺のみを車体に取付けるユニット方式の取付け方法の２種類がある。

従来のサンドイッチ接着パネルを車体へ取付ける構造について、図９〜１２を参照しながら、以下に詳しく説明する。

図９は、従来の内装パネル２７、ここでは側天井と呼ばれるパネルを車体に取付けた状態、即ち客室内から見上げた角度で示したものである。それぞれの内装パネルは、車体への取付けネジ１９によりパネルの１辺は車体天井部に、反対の辺は同様に車体の側板部に固定されている。この内装パネル２７には広告押え板１０が所々に取付けられている。

図１０に、広告押え板１０を取付ける従来のネジ構造部を拡大断面図で示した。内装パネル２７の基本構造は、表面板１１と裏面板１２の間に芯材１３を挟み込んで、この三種類の部材を樹脂系接着剤１５で接着してサンドイッチ接着構造として一体化したものである。そしてネジ座の必要な位置に、ここでは広告押え板１０を取付ける位置に金属製のフラットバー１７を配置して、フラットバー１７は表面板１１と裏面板１２の間に挟まれた状態で接着されている。そしてフラットバーが埋め込まれている部分を狙ってネジの下穴をあけ、そこに適当なサイズのタップでネジを切り、広告押え板取付けネジ１８を完成している。

図１１には内装パネル２７の車体への取付け部の構造を拡大断面図で示し、ここでは上下の二辺に金属製のフラットバー１７を表面板１１と裏面板１２の間に挿入して接着剤１５で一体接着した後に、フラットバー１７が埋め込まれている部分に下穴をあけ、そこに適当なサイズのタップでネジ切りをして車体への取付けネジ１９を完成している。

昨今、地球温暖化の問題に関しては排出ガスの削減、即ちエネルギー消費の削減が大きく叫ばれている。このため、高速走行が求められている鉄道車両においても、エネルギー削減を目的として、その装備品、例えば内装パネルについても軽量化が強く要求されている。本発明の狙いとするところは、車両の軽量化によるエネルギー削減、延いては地球温暖化防止に資することを目的としている。

現用の車両用の内装パネルは、ネジ座の必要な位置、例えばパネル周辺の車体への取付け部、社内広告の取付け位置に、金属製のフラットバーを配設し、フラットバーは表面板と裏面板の間に挿入されて一体接着した後に、フラットバーが埋め込まれている部分に下穴をあけ、そこに適当なサイズのタップでネジ切りをしてネジ座としている。

軽量タイプのネジ座として、例えば、特許文献１に述べられているブラインドナットがある。このブラインドナット式のネジ座は、箱体等に使われているものである。しかし、このブラインドナットは、カシメ加工のみで母材に固定されるため、ブラインドナットのサイズがＭ４の場合、固定される母材の板厚が０．５ミリ以上、現実的には１ミリ以上という制限がある。即ち、サンドイッチ接着構造の鉄道車両用内装パネルの表面板に使われているアルミ板の板厚は、厚いもので０．６ミリ、裏面板の板厚は０．４ミリと薄いものが使われている。

そこで、上記の特許文献１に開示された技術を利用して、従来から航空機用のサンドイッチパネルにおいて行われているブラインドナットを取付ける方法を図１２を参照しながら説明する。

先ず、サンドイッチ接着パネルの指定箇所にブラインドナットの取付け用の下穴を明ける。次に、穴あけした取付け穴内側の全周を特殊な工具を使用して、図１２の接着剤除去部２０に示したように固着している接着剤と芯材を除去する。この目的は、除去せずにブラインドナットをカシメ加工すると、ブラインドナットと表面板の間に接着剤等が挟まってしまってそれが緩衝材となって、空回りトルク値と引抜き強度が大きく低下するからである。次に、表面板に薄板を使用するサンドイッチ接着構造のパネルによく採用されている樹脂固定タイプのインサートがある。その例として、例えば特許文献２に開示されている「ハニカムサンドイッチパネルへのインサート取付方法」が挙げられる。ここに述べられている航空機・宇宙関連のパネル製品に利用されている樹脂固定タイプのインサートの場合は、パネルを接着組立後にインサートを挿入して固定するため、その位置ごとに穴を明けて手作業でインサートをひとつずつ挿入後、パテ状の樹脂を注入して保持し、その状態でパテ状の樹脂が反応硬化するまで放置する必要がある。
特開２００４−１１８７６号公報 特開平１１−３４８１５５号公報

しかし、上記したフラットバーを用いる内装パネルでは、ネジ座が必要でない部分にまで金属製のフラットバーが埋め込まれているため、重いと言う問題があった。また、特許文献１の内装パネルでは接着剤等を除去した状態でブラインドナットをカシメ加工のみで取付けても引抜強さと空回りトルク値が鉄道車両用内装パネルの要求強度を満足しないと言う問題がある。そして、接着剤等の除去作業に莫大な手間がかかって製造コストの上昇を招くため経済的にも問題もある。さらに、特許文献２のパネルでは、莫大な製作コストが発生するため、経済的でないと言う問題がある。

本発明は、以上の点に着目してなされたものであり、従来の内装パネルに比較して、その重量が軽量で安価であり、かつブラインドナットの固定強度を向上させた内装パネルの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上述の目的を達成するため、以下（１）構成を備えるものである。

（１）表面板、裏面板、芯材およびブラインドナットから成り、接着剤を使ってサンドイッチ接着構造に成形する車両用内装パネルの製造方法であって、表面板あるいは裏面板にブラインドナットの挿入穴を空けた後に、カシメ加工によりブラインドナットを取付ける第１の工程と、前記のブラインドナットを取付けた表面板あるいは裏面板の接着面およびブラインドナット周辺部に樹脂系接着剤を塗布する第２の工程と、樹脂系接着剤を塗布した表面板および裏面板とハニカムコア材等の芯材を合体させて組み付けを行う第３の工程と、前記組み付けられた内装パネルを加熱加圧保持して接着剤の硬化を行う第４の工程とを有することを特徴とする内装パネルの製造方法。

本発明は、上記構成を有することで、軽量で安価であり、かつ確実に固定された内装パネルの製造方法を提供することができる。

現用のフラットバーを使用した側引戸天井パネルのうち、標準的な大きさの内装パネルの重量が１５．９５ｋｇである。これと全く同じ寸法同じ機能を持つ発明品の重量は、７．８４ｋｇで約５０％の重量軽減である。

そして、ここで示した製造方法でパネルを製作した場合、発明品の製造コストは現用品より若干低くなり、経済的である。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。

図１〜図３を参照しながら、通勤電車用の内装パネルの中で、側天井と呼ばれているパネルに関する本願発明の実施例について説明する。

図１は、鉄道車両（ここでは通勤電車）の客室内を示しており、通勤電車の車体１に本発明の内装パネル１〜４（ここでは側天井と呼ばれるパネル）を取付けた状態を示したものである。全ての内装パネルを図示していないが、実際は、車体の左右に合計十数枚の内装パネルを取付けてあり、夫々の内装パネルは、ブラインドナット１４によりパネルの１辺は車体天井４に、反対の辺は同様に車体の側板２に固定されている。この内装パネル７には広告押え板１０が所々に取付けられている。

図２に、広告押え板１０を取付けるためのネジ構造であるブラインドナット１４およびそのブラインドナット１４が組付けられた部分のパネル構造を拡大断面図で示した。内装パネル７の基本構造は、表面板１１と裏面板１２の間に芯材１３を挟み込んで、この三種類の部材を樹脂系接着剤１５で接着して一体接着してあり、さらに広告押え板１０の取付けが必要な箇所には、ブラインドナットをカシメ加工で表面板あるいは裏面板に固定した後ブラインドナットの周辺を樹脂系接着剤を施工することにより強固な接着剤補強部１６を完成させた構造になっている。同様にして車体への取付け部については、図３に示すように、ブラインドナットをカシメ加工で表面板あるいは裏面板に固定した後ブラインドナットの周辺を樹脂系接着剤を施工することにより強固な接着剤補強部１６を完成させた構造になっている。なお、ブラインドナットを挿入する表面板又は裏面板の下穴形状は、四角形であっても良い。

本実施例の内装パネルは、表面板又は裏面板の一方に、あらかじめブラインドナットをカシメておき、次に表面板及び裏面板の接着側の面及びブラインドナットとこれら板との接合部周辺に接着剤を塗布したのち、芯材を挟んで組み付け、その後、加熱加圧処理を行うという工程で製造される。

表面板１１は、表面硬度が鉛筆芯硬度Ｈ以上６Ｈ以下の印刷焼付け塗装したアルミ化粧板が使用されるが、軽量化のため、板厚が薄ければメラミン化粧アルミ板でもアルマイト処理板でもよい。また、裏面板１２には薄いアルマイト処理板が使用されるが、接着性さえ良ければ他のアルミ板でも良い。この芯材１３にはペーパーハニカムを使用したが、アルミハニカム、樹脂系発泡材、炭酸カルシウム発泡材を使用しても良い。

今回、樹脂系接着剤１５にはウレタン樹脂系の接着剤を使用したが、剪断引張り強度が５０ｋｇｆ／ｃｍ^２以上であれば他の樹脂系接着剤、例えばエポキシ樹脂系接着剤を使用してもよい。

ブラインドナット１４は、厚さが０．４ミリ程度の金属板にカシメ加工により固定できるタイプであれば、市販品でもよい。

本発明の要旨は、薄い母材にブラインドナットを使用した場合の引抜き強さおよび空回りトルク値を向上させることに成功した図２および図３で示してある断面構造、即ち、カシメ加工により固定したブラインドナットを更に接着剤で補強した構造にある。

軽量タイプのネジ座として、特許文献１に開示されているブラインドナットがあるが、このブラインドナット式のネジ座は、サンドイッチ接着構造の鉄道車両用内装パネルに使われているアルミ板の板厚が０．４〜０．６ミリと薄いため、そのままの固定方法では引抜き強さと空回りトルク値が小さく、強度不足である。そこで、上述したようにカシメ加工により固定したブラインドナットを更に接着剤で補強した構造を発明した。

図８に、ブラインドナットを接着剤で補強した固定構造、および接着剤で補強しない構造で引抜き強さおよび空回りトルク値を試験した結果を示す。また、図４〜図７には試験で使用した供試体の構成図を示す。この結果から、接着剤で補強した固定構造の方が母材の板厚が０．６ミリの場合で３７％、板厚が０．４ミリの場合で３６〜４４％も向上したので、サンドイッチ接着構造の鉄道車両用内装パネルに採用できることを確認できた。

鉄道車両の客室内を示す図 内装パネルの図１のＡ−Ａ断面拡大図 内装パネルの図１のＢ−Ｂ断面拡大図 供試体（アルミ板厚０．６、接着剤補強有り）の構成図 供試体（アルミ板厚０．６、接着剤除去）の構成図 供試体（アルミ板厚０．４、接着剤補強有り）の構成図 供試体（アルミ板厚０．４、接着剤除去）の構成図 ブラインドナットの固定方法と強度の実験結果を示す図 従来の内装パネルが車体に取付けられている状態を示す図 従来の内装パネルの図９のＡ′−Ａ′断面拡大図 従来の内装パネルの図９のＢ′−Ｂ′断面拡大図 従来のサンドイッチパネルのブラインドナットの取付構造を示す図

符号の説明

１ 車体
２ 側板
３ 車窓
４ 天井
５ 荷棚
６ 内装パネル１
７ 内装パネル２
８ 内装パネル３
９ 内装パネル４
１０ 広告押え板
１１ 表面板
１２ 裏面板
１３ 芯材
１４ ブラインドナット
１５ 樹脂系接着剤
１６ 接着剤による補強部
１７ フラットバー
１８ 広告押え板の取付けネジ
１９ 車体への取付けネジ
２０ 接着剤除去部
２７ 内装パネル
２８ 航空機用パネル

Claims (1)

1. 表面板、裏面板、芯材およびブラインドナットから成り、接着剤を使ってサンドイッチ接着構造に成形する車両用内装パネルの製造方法であって、
   表面板あるいは裏面板にブラインドナットの挿入穴を空けた後に、カシメ加工によりブラインドナットを取付ける第１の工程と、
   前記のブラインドナットを取付けた表面板あるいは裏面板の接着面およびブラインドナット周辺部に樹脂系接着剤を塗布する第２の工程と、
   樹脂系接着剤を塗布した表面板および裏面板とハニカムコア材等の芯材を合体させて組み付けを行う第３の工程と、
   前記組み付けられた内装パネルを加熱加圧保持して接着剤の硬化を行う第４の工程とを有することを特徴とする内装パネルの製造方法。

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