JP6897649B2 - 自動車用のパネル部品 - Google Patents
自動車用のパネル部品 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6897649B2 JP6897649B2 JP2018189943A JP2018189943A JP6897649B2 JP 6897649 B2 JP6897649 B2 JP 6897649B2 JP 2018189943 A JP2018189943 A JP 2018189943A JP 2018189943 A JP2018189943 A JP 2018189943A JP 6897649 B2 JP6897649 B2 JP 6897649B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- linear expansion
- coefficient
- stiffening member
- plate
- panel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 37
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 22
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 21
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 17
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 11
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 claims description 10
- 229910007567 Zn-Ni Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910007614 Zn—Ni Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 7
- 229920005990 polystyrene resin Polymers 0.000 claims description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 claims description 6
- 239000010960 cold rolled steel Substances 0.000 claims description 6
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 6
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004640 Melamine resin Substances 0.000 claims description 4
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims description 4
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 4
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims description 4
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004641 Diallyl-phthalate Substances 0.000 claims description 3
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 claims description 3
- QUDWYFHPNIMBFC-UHFFFAOYSA-N bis(prop-2-enyl) benzene-1,2-dicarboxylate Chemical compound C=CCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC=C QUDWYFHPNIMBFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims description 3
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 claims description 3
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims description 3
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 claims description 3
- 229920006305 unsaturated polyester Polymers 0.000 claims description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 28
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 11
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 7
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 7
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 6
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 5
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 5
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 5
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 5
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 4
- PYVHTIWHNXTVPF-UHFFFAOYSA-N F.F.F.F.C=C Chemical compound F.F.F.F.C=C PYVHTIWHNXTVPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 102100040287 GTP cyclohydrolase 1 feedback regulatory protein Human genes 0.000 description 3
- 101710185324 GTP cyclohydrolase 1 feedback regulatory protein Proteins 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 3
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- MIZLGWKEZAPEFJ-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trifluoroethene Chemical compound FC=C(F)F MIZLGWKEZAPEFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 229910001335 Galvanized steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002319 Poly(methyl acrylate) Polymers 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229920001328 Polyvinylidene chloride Polymers 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 229920006332 epoxy adhesive Polymers 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 239000008397 galvanized steel Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000005033 polyvinylidene chloride Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Superstructure Of Vehicle (AREA)
- Body Structure For Vehicles (AREA)
Description
本発明は、自動車用のパネル部品に関し、特に、張り剛性を向上するために補剛部材が接合された自動車用のパネル部品に関する。
自動車のドア、ルーフ、フード等の自動車用のパネル部品を補強及び／又は補剛する技術について、これまでに多くの技術が提案されている。
例えば、特許文献１には、ドアフード等の厚さ1mm以下の自動車外装金属板の補強方法として、補強しようとする部分の金属板の内側にＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ；繊維強化プラスチック）板を感光性接着剤により接着する技術が開示されている。
また、特許文献２には、ドア、フラップやルーフのような金属板の表面にＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ；炭素繊維強化プラスチック）板をエラストマーからなる接着仲介層により接着する技術が開示されている。
例えば、特許文献１には、ドアフード等の厚さ1mm以下の自動車外装金属板の補強方法として、補強しようとする部分の金属板の内側にＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ；繊維強化プラスチック）板を感光性接着剤により接着する技術が開示されている。
また、特許文献２には、ドア、フラップやルーフのような金属板の表面にＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ；炭素繊維強化プラスチック）板をエラストマーからなる接着仲介層により接着する技術が開示されている。
特許文献１及び特許文献２に開示されている技術のように、ＦＲＰやＣＦＲＰをパネル部品へ適用する場合、金属製のパネル板にＦＲＰ板等の補剛部材を接着する方法が取られる場合が多いが、自動車の製造工程上、組立後に塗装・焼付処理を行う工程が必須である。
しかしながら、金属製のパネル板にＦＲＰ等の補剛部材を接着したパネル部品を焼付処理をすると、パネル板が局所的に変形する、いわゆる面ひけが発生する。そして、このような面ひけが発生すると、ドア等のパネル部品の外観を著しく悪化させてしまい、商品力が低下してしまうという課題があった。
しかしながら、金属製のパネル板にＦＲＰ等の補剛部材を接着したパネル部品を焼付処理をすると、パネル板が局所的に変形する、いわゆる面ひけが発生する。そして、このような面ひけが発生すると、ドア等のパネル部品の外観を著しく悪化させてしまい、商品力が低下してしまうという課題があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、焼付処理の加熱・冷却過程におけるパネル板と補剛部材の線膨張係数の違いに起因する面ひけ発生を防止した自動車用のパネル部品を提供することを目的とする。
発明者は、図４に示すようなドアパネル部品５１のパネル板５３に補剛部材（図示なし）を接着して焼付処理した際のパネル板５３における面ひけ発生について検討した。
図５に、ドアパネル部品５１を焼付処理した際の面ひけ発生の状況の一例を示す。
図５（ａ）は、パネル板５３を補剛する補剛部材が設けられていない場合、図５（ｂ）は、パネル板５３の内面に補剛部材（図示なし）を接着した場合の結果であり、図５（ａ）及び（ｂ）ともに、図４に示す評価範囲におけるパネル板５３の外表面を示している。
図５に示すように、補剛部材をパネル板５３の内面に接着して焼付処理をすると、パネル板５３の表面に面ひけが発生していることが分かる。
図５（ａ）は、パネル板５３を補剛する補剛部材が設けられていない場合、図５（ｂ）は、パネル板５３の内面に補剛部材（図示なし）を接着した場合の結果であり、図５（ａ）及び（ｂ）ともに、図４に示す評価範囲におけるパネル板５３の外表面を示している。
図５に示すように、補剛部材をパネル板５３の内面に接着して焼付処理をすると、パネル板５３の表面に面ひけが発生していることが分かる。
そこで、発明者は、このような面ひけが発生する原因について鋭意検討した。その結果、補剛部材を接着したパネル板の焼付処理により発生する面ひけは、パネル板と補剛部材とが接着層により強固に接合されると接着層は厚みが薄いため、特許文献２のような熱応力の調整は困難であり、パネル板と補剛部材の線膨張係数が異なることに起因して生じることを見い出した。すなわち、補剛部材の線膨張係数がパネル板の線膨張係数に比べて大きい場合、焼付処理における加熱・冷却過程でのパネル板の変形（伸び）に比べて補剛部材の変形（伸び）が大きくなり、補剛部材の周辺に応力集中が発生する。そして、当該応力集中の発生により、パネル板が局部的に座屈変形して面ひけが引き起こされる。
そして、この検討結果に基づいて、発明者は、面ひけを防止する方法についてさらに検討したところ、焼付処理における補剛部材の変形をパネル板の変形に近づけるように該補剛部材の変形を調整することにより、パネル板における面ひけの発生を防止できることを着想するに至った。
本発明は、上記検討に基づいてなされたものであり、具体的には、以下の構成からなるものである。
（１）本発明に係る自動車用のパネル部品は、自動車車体の外表面を形成する金属製のパネル板と、該パネル板の内面に接着層を介して接合されて前記パネル板を補剛する補剛部材とを有し、焼付処理されるものにおいて、前記補剛部材における前記パネル板との接合面の反対側の面に接合され、焼付処理における前記補剛部材の変形を調整する調整部材を有し、前記パネル板の線膨張係数α1と、前記補剛部材の線膨張係数α2と、前記調整部材の線膨張係数α3とが、α2＞α1、かつ、α3＜α2の関係を満たすことを特徴とするものである。
（２）上記（１）に記載のものにおいて、前記パネル板の線膨張係数α1と前記調整部材の線膨張係数α3とが、α3≦α1の関係を満たすことを特徴とするものである。
（３）上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記パネル板の線膨張係数α1が、1.0×10-5/℃以上2.6×10-5/℃以下の範囲内であり、前記補剛部材の線膨張係数α2が、2.5×10-5/℃以上50×10-5/℃以下の範囲内であり、前記調整部材の線膨張係数α3が、0/℃以上2.0×10-5/℃以下の範囲内であることを特徴とするものである。
（４）上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のものにおいて、前記パネル板の素材は、冷延鋼板、ＧＡ鋼板、ＧＩ鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、電気Ｚｎ−Ｎｉめっき鋼板、又はアルミ板のいずれかであり、前記補剛部材の素材は、アルミ、ポリスチレン系樹脂、フッ素系樹脂のいずれかであり、前記調整部材の素材は、冷延鋼板、ＧＡ鋼板、ＧＩ鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、電気Ｚｎ−Ｎｉめっき鋼板、鉄箔、ステンレス箔、アルミ板、アルミ箔、ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン、ポリアセタール、アクリル系樹脂、酢酸セルロース、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリウレタン、フッ素系樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ、不飽和ポリエステル、シリコーン、ジアリルフタレート、炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチック、炭素繊維クロス、ガラス繊維クロスのいずれかであることを特徴とするものである。
本発明においては、自動車車体の外表面を形成する金属製のパネル板と、該パネル板の内面に接合されて前記パネル板を補剛する補剛部材とを有し、焼付処理されるものにおいて、前記補剛部材における前記パネル板との接合面の反対側の面に接合され、焼付処理における前記補剛部材の変形を調整する調整部材を有し、前記パネル板の線膨張係数α1と、前記補剛部材の線膨張係数α2と、前記調整部材の線膨張係数α3とが、α2＞α1、かつ、α3＜α2の関係を満たすことにより、焼付処理による前記補剛部材の変形が調整されて前記パネル板と前記補剛部材との線膨張係数の違いによる応力集中の発生を抑制し、前記パネル板に面ひけ発生のない美麗な外観を得ることができる。
本発明の実施の形態に係る自動車用のパネル部品１（以下、単に「パネル部品１」という。）は、図１に示すように、自動車車体の外表面を形成する金属製のパネル板３と、パネル板３の内面に接着層を介して接合されてパネル板３を補剛する補剛部材５とを有し、焼付処理されるものにおいて、補剛部材５におけるパネル板３との接合面の反対側の面に接合された調整部材７を有するものである。
なお、図１に示すパネル部品１は、本発明の作用効果を示すために、パネル板３と補剛部材５と調整部材７の形状を短冊状に簡略化したものであるが、本発明は、実際の自動車車体の外表面に合わせてパネル板と補剛部材と調整部材の形状が適宜設定されるものであってもよい。
パネル板３は、自動車車体の外表面を形成する金属製のものである。そして、パネル板３の線膨張係数α1は、1.0×10-5/℃以上2.6×10-5/℃以下の範囲内であることが好ましい。
このような線膨張係数α1の範囲にある金属素材としては、鋼板（線膨張係数：1.2×10-5/℃）やアルミ板（線膨張係数：2.3×10-5/℃）が挙げられる。そして、鋼板としては、冷延鋼板、ＧＡ鋼板、ＧＩ鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、電気Ｚｎ−Ｎｉめっき鋼板のいずれであってもよい。
このような線膨張係数α1の範囲にある金属素材としては、鋼板（線膨張係数：1.2×10-5/℃）やアルミ板（線膨張係数：2.3×10-5/℃）が挙げられる。そして、鋼板としては、冷延鋼板、ＧＡ鋼板、ＧＩ鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、電気Ｚｎ−Ｎｉめっき鋼板のいずれであってもよい。
補剛部材５は、張り剛性の向上を目的として、パネル板３の内面に接着層を介して接着されてパネル板３を補剛するものである。ここで、接着層９としては、例えば、エポキシ系接着剤を用いることができる。
そして、補剛部材５の線膨張係数α2は、パネル板３の線膨張係数α1と、以下の式（１）の関係を満たすものとする。
そして、補剛部材５の線膨張係数α2は、パネル板３の線膨張係数α1と、以下の式（１）の関係を満たすものとする。
α2＞α1 ・・・（１）
さらに、補剛部材５の線膨張係数α2は、2.5×10-5/℃以上50×10-5/℃以下の範囲内であることが好ましい。
このような線膨張係数α2を有する補剛部材５の素材としては、アルミ（線膨張係数：2.3×10-5/℃）、ポリスチレン系樹脂（線膨張係数：6〜20×10-5/℃）、フッ素系樹脂（線膨張係数：5〜15×10-5/℃）が例示できる。
このような線膨張係数α2を有する補剛部材５の素材としては、アルミ（線膨張係数：2.3×10-5/℃）、ポリスチレン系樹脂（線膨張係数：6〜20×10-5/℃）、フッ素系樹脂（線膨張係数：5〜15×10-5/℃）が例示できる。
アルミとしては、アルミ板、アルミ箔が例示できる。
ボリスチレン系樹脂としては、ポリスチレン、スチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリロニトリル共重合体、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体が例示できる。
フッソ系樹脂としては、三フッ化塩化エチレン、四フッ化エチレン、フッ化ビニリデンが例示できる。
ボリスチレン系樹脂としては、ポリスチレン、スチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・ブタジエン・アクリロニトリル共重合体、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体が例示できる。
フッソ系樹脂としては、三フッ化塩化エチレン、四フッ化エチレン、フッ化ビニリデンが例示できる。
調整部材７は、補剛部材５におけるパネル板３との接合面の反対側の接合面に接着層１１を用いて接合され、焼付処理における補剛部材５の変形を調整するものである。ここで、前述の接着層９と同様に接着層１１としては、例えば、エポキシ系接着剤等を用いることができる。
そして、調整部材７の線膨張係数α3は、少なくとも、補剛部材５の線膨張係数α2と以下の式（２）の関係を満たすものとする。
そして、調整部材７の線膨張係数α3は、少なくとも、補剛部材５の線膨張係数α2と以下の式（２）の関係を満たすものとする。
α3＜α2 ・・・（２）
さらに、より好ましくは、調整部材７の線膨張係数α3は、パネル板３の線膨張係数α1と以下の式（３）の関係を満たすものである。
α3≦α1 ・・・（３）
そして、式（１）に示すようにパネル板３の線膨張係数α1は補剛部材５の線膨張係数α2よりも小さいため、式（３）に示す関係のようにパネル板３より線膨張係数が小さい調整部材７では、補剛部材５よりも線膨張係数が小さく、式（２）の関係も満たしている。
調整部材７の線膨張係数α3の範囲としては、0/℃以上2.0×10-5/℃以下であることが好ましい。
また、調整部材７の素材としては、鋼（スチール）（線膨張係数：1.2×10-5/℃）、アルミ（Al）（線膨張係数：2.3×10-5/℃）、ビニル系樹脂（線膨張係数：5〜25×10-5/℃）、ポリスチレン系樹脂（線膨張係数：6〜50×10-5/℃）、ポリプロピレン（線膨張係数：9×10-5/℃）、ポリアセタール（線膨張係数：8×10-5/℃）、アクリル系樹脂（線膨張係数：9×10-5/℃）、酢酸セルロース（線膨張係数：15×10-5/℃）、ポリカーボネート（線膨張係数：7×10-5/℃）、ポリエチレンテレフタレート（線膨張係数：2〜3×10-5/℃）、ポリアミド（線膨張係数：8×10-5/℃）、ポリウレタン（線膨張係数：25×10-5/℃）、フッ素系樹脂（線膨張係数：5〜15×10-5/℃）、フェノール樹脂（線膨張係数：3〜6×10-5/℃）、ユリア樹脂（線膨張係数：3×10-5/℃）、メラミン樹脂（線膨張係数：4×10-5/℃）、エポキシ（線膨張係数：5×10-5/℃）、不飽和ポリエステル（線膨張係数：10×10-5/℃）、シリコーン（線膨張係数：30×10-5/℃〜35×10-5/℃）、ジアリルフタレート（線膨張係数：10×10-5/℃）のうち、線膨張係数α3が上記の式（２）の関係を満たすように選択すればよく、より好ましくは、上記の式（３）の関係を満たすように選択すればよい。
また、調整部材７の素材としては、鋼（スチール）（線膨張係数：1.2×10-5/℃）、アルミ（Al）（線膨張係数：2.3×10-5/℃）、ビニル系樹脂（線膨張係数：5〜25×10-5/℃）、ポリスチレン系樹脂（線膨張係数：6〜50×10-5/℃）、ポリプロピレン（線膨張係数：9×10-5/℃）、ポリアセタール（線膨張係数：8×10-5/℃）、アクリル系樹脂（線膨張係数：9×10-5/℃）、酢酸セルロース（線膨張係数：15×10-5/℃）、ポリカーボネート（線膨張係数：7×10-5/℃）、ポリエチレンテレフタレート（線膨張係数：2〜3×10-5/℃）、ポリアミド（線膨張係数：8×10-5/℃）、ポリウレタン（線膨張係数：25×10-5/℃）、フッ素系樹脂（線膨張係数：5〜15×10-5/℃）、フェノール樹脂（線膨張係数：3〜6×10-5/℃）、ユリア樹脂（線膨張係数：3×10-5/℃）、メラミン樹脂（線膨張係数：4×10-5/℃）、エポキシ（線膨張係数：5×10-5/℃）、不飽和ポリエステル（線膨張係数：10×10-5/℃）、シリコーン（線膨張係数：30×10-5/℃〜35×10-5/℃）、ジアリルフタレート（線膨張係数：10×10-5/℃）のうち、線膨張係数α3が上記の式（２）の関係を満たすように選択すればよく、より好ましくは、上記の式（３）の関係を満たすように選択すればよい。
さらに、調整部材７の素材としては、上記に挙げた樹脂系の素材を基材とした炭素繊維強化プラスチックやガラス繊維強化プラスチック、あるいは、炭素繊維やガラス繊維を織物にした炭素繊維クロス（線膨張係数：0/℃）やガラス繊維クロス（線膨張係数：0.5×10-5/℃）を好ましく用いることができる。
上記の調整部材７の具体的な素材は、以下のとおりである。なお、アルミ、ポリスチレン系樹脂及びフッ素系樹脂の具体的な素材は、前述の補剛部材５と同様であるため、その記載は省略する。
鋼としては、冷延鋼板、ＧＡ鋼板、ＧＩ鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、電気Ｚｎ−Ｎｉめっき鋼板、鉄箔、ステンレス箔が例示できる。
ビニル系樹脂としては、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコールが例示できる。
アクリル系樹脂としては、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタアクリレート、メタクリル・スチレン共重合体が例示できる。
ビニル系樹脂としては、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコールが例示できる。
アクリル系樹脂としては、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタアクリレート、メタクリル・スチレン共重合体が例示できる。
なお、調整部材７は、補剛部材５の全面を覆うように接合することが好ましく、補剛部材５と同一又はそれ以上の面積となる形状とする。
また、調整部材７の厚さについては、パネル板３と補剛部材５の線膨張係数や変形量の差に応じて適宜変更してもよい。例えば、パネル板３と補剛部材５の線膨張係数の差が小さい場合には、調整部材７の厚みは小さく、パネル板３と補剛部材５の線膨張係数の差が大きい場合には、調整部材７の厚みを大きくしてもよい。
さらに、補剛部材と調整部材は、両者の線膨張係数の値が異なるものであれば、素材が同じものであってもよい。
以上、本実施の形態に係る自動車用のパネル部品においては、金属製のパネル板と補剛部材との線膨張係数の違いにより焼付処理での補剛部材の変形（伸び）がパネル板の変形（伸び）に比べて大きくなって補剛部材の周辺に応力集中が発生しないよう、補剛部材に調整部材を接合している。なお、調整部材は、パネル板と補剛部材との接着層に比べて十分な厚みを有する。そのため、焼付処理における変形（伸び）しにくい調整部材の変形により補剛部材の変形を抑制して該補剛部材の変形を調整することで、補剛部材とパネル板との接合面近傍における応力集中の発生を抑制する。これにより、パネル板の局部的な座屈変形が抑制され、パネル板における面ひけ発生を防止することができる。このように、本実施の形態に係る自動車用のパネル部品によれば、焼付処理をした際においても該パネル部品を美麗な外観とすることができる。
さらに、本発明によれば、樹脂製の補剛部材を用いることが可能であるため、軽量化かつ高い張り剛性の自動車用のパネル部品を得ることが可能である。
さらに、本発明によれば、樹脂製の補剛部材を用いることが可能であるため、軽量化かつ高い張り剛性の自動車用のパネル部品を得ることが可能である。
なお、上記の説明において、補剛部材５と調整部材７とは、接着層１１により接合されたものであったが、本発明は、補剛部材と調整部材の双方を樹脂製とし、二色成形により補剛部材と調整部材とを一体成形することにより、補剛部材と調整部材とが接合されたものであってもよい。この場合、補剛部材と調整部材とを一体成形したものをパネル板に接着層を介して接着するとよい。
本発明に係る自動車用のパネル部品において焼付処理をしたときの面ひけ防止の作用効果を検証する実験を行ったので、以下、これについて説明する。
実験では、図２に示すように自動車用のパネル部品を簡略化した短冊状の試験体２１を作製し、試験体２１を焼付処理を模擬した加熱及び冷却したときの面ひけを評価した。
試験体２１は、150mm×25mmの短冊状の金属板２３と、100mm×25mmの短冊状の補剛部材２５と、補剛部材２５と同一形状の調整部材２７とを有してなる３層構造のものである。そして、金属板２３と補剛部材２５とが接着層２９で接着され、さらに、補剛部材２５と調整部材２７とが接着層３１で接着されている。接着層２９及び接着層３１には、エポキシ系接着剤を用い、厚みは0.2mmとした。
次いで、試験体２１の焼付処理として、170℃のオーブン内に設置して15分間加熱し、その後室温まで冷却した。そして、焼付処理による試験体２１の面ひけの評価として、冷却後の試験体２１の長手方向（図２（ａ）中のＸ方向）の一方の端部を固定し、他方の端部における鉛直方向上方（図２（ａ）中のＺ方向）のそり量を測定するとともに、試験体２１におけるＺ方向変位を求めた。そり量が小さいことは、短冊状の金属板と補強部材との間の焼付処理における発生応力が低く、金属板に局部的な座屈が発生しにくいことを示す。
さらに、比較対象として、図３に示すような、金属板４３と補剛部材４５とを接着層４７を用いて接着した試験体４１についても同様に実験を行い、比較検討した。金属板４３及び補剛部材４５の形状及び接着層４７の種類及び厚みは、試験体２１と同一とした。
図２（ａ）に、金属板２３を板厚0.5mmの鋼板（線膨張係数α1：1.2×10-5/℃）とし、補剛部材２５に厚さ5mmのポリエチレン（線膨張係数α2：20×10-5/℃）を、調整部材２７に厚さ2.0mmのＣＦＲＰ（基材：ポリアミド、線膨張係数α3：0.2×10-5/℃）を用いて作製した本発明に係る試験体２１を焼付処理したときのＺ方向変位の分布とそり量の結果を示す。
また、図３（ａ）に、比較対象として、金属板４３を板厚0.5mmの鋼板（線膨張係数α1：1.2×10-5/℃）とし、補剛部材４５に厚さ5mmのポリエチレン（線膨張係数α2：20×10-5/℃）を用いて作製した試験体４１を焼付処理したときのＺ方向変位の分布とそり量の結果を示す。
図２（ａ）及び図３（ａ）に示す結果より、本発明に係る試験体２１は、比較対象とした試験体４１に比べるとＺ方向の変位が全体的に小さくなっている。さらに、長手方向の端部におけるそり量についても、比較対象とした試験体４１においては8.7mmであるのに対し、本発明に係る試験体２１においては0.01mmまで大幅に低減していることが分かる。
この結果から、本発明に係る試験体においては、焼付処理による補剛部材２５の変形が調整されることで応力発生を低減し、金属板の局部的な座屈変形が抑制され、面ひけの発生を防止できることが示唆される。
さらに、金属板、補剛部材及び調整部材の素材、厚さ及び線膨張係数の組み合せを変更した試験体を作製し、該試験体の焼付処理後の長手方向端部におけるそり量を測定した。
表１に、本実施例において試験体２１及び試験体４１に用いた金属板、補剛部材および調整部材それぞれの素材、厚さ及び線膨張係数と、焼付処理後のそり量の結果を示す。なお、焼付処理における加熱及び冷却の各条件は、前述と同様とした。
表１において、実施例１〜実施例２７は、本発明の範囲内となるように、金属板２３、補剛部材２５及び調整部材２７の素材と線膨張係数が設定された試験体２１である。これに対し、比較例１及び比較例２は、補剛部材２５に調整部材２７が接合されていない試験体４１であり、本発明の範囲外である。
比較例１は、厚さ0.5mmの鋼板（スチール）を金属板４３とし、補剛部材４５に厚さ5mmのポリエチレンを接着した試験体４１であり、スチールの線膨張係数が1.2×10-5/℃、ポリエチレンの線膨張係数が20×10-5/℃と大きな乖離があるため、焼付処理後のそり量は8.7mmであった。
比較例２は、厚さ1.0mmのアルミ板（Ａｌ）を金属板４３とし、補剛部材４５に厚さ5mmのポリエチレンを接着した試験体４１であり、比較例１に比べると、金属体の線膨張係数α1が補剛部材の線膨張係数α2に近づいたために、焼付処理後のそり量は8.7mmから6.1mmに低下したものの、アルミとポリエチレンの線膨張係数に依然として大きな乖離があるため、そりを防止する十分な効果は得られなかった。
実施例１は、比較例１と同様に、厚さ0.5mmの鋼板（スチール）を金属板２３とし、補剛部材２５に厚さ5mmのポリエチレンを接着し、さらに厚さ2mmのＣＦＲＰ（基材：ポリアミド、線膨張係数α3：0.2×10-5/℃）を調整部材２７として補剛部材２５の上面に接着した試験体２１であり、線膨張係数α1、α2及びα3に関する前述の式（１）（α2＞α1）及び式（３）（α3≦α1）の関係を満たすものである。
このときの焼付処理後のそり量は0.0mmとなり、そりを防止する効果が得られた。
このときの焼付処理後のそり量は0.0mmとなり、そりを防止する効果が得られた。
また、実施例２は、実施例１に比べて調整部材２７の線膨張係数α3が大きいＧＦＲＰ（基材：ポリアミド、線膨張係数α3：0.7×10-5/℃）を用いたものであり、線膨張係数α1、α2及びα3に関する前述の式（１）（α2＞α1）及び式（３）（α3≦α1）の関係を満たすものである。
このときの焼付処理後のそり量は0.1mmとなり、そりをほぼ防止する効果が得られた。
このときの焼付処理後のそり量は0.1mmとなり、そりをほぼ防止する効果が得られた。
実施例３は、実施例２に比べて補剛部材２５の線膨張係数α2が小さい四フッ化エチレン（線膨張係数α2：10×10-5/℃）を用いたものであり、線膨張係数α1、α2及びα3に関する前述の式（１）（α2＞α1）及び式（３）（α3≦α1）の関係を満たすものである。
このときのそり量は0.0mmとなり、そりを防止する効果が得られた。
このときのそり量は0.0mmとなり、そりを防止する効果が得られた。
実施例４は、実施例２に比べて補剛部材２５の線膨張係数α2がさらに小さいアルミ（線膨張係数α2：2.6×10-5/℃）を用いるとともに調整部材２７のＧＦＲＰの厚さを1mmに薄くしたものであり、線膨張係数α1、α2及びα3に関する前述の式（１）（α2＞α1）及び式（３）（α3≦α1）の関係を満たすものである。
このときの焼付処理後のそり量は0.0mmとなり、そりを防止する効果が得られた。
このときの焼付処理後のそり量は0.0mmとなり、そりを防止する効果が得られた。
実施例５は、金属板２３にアルミ（線膨張係数α1：2.3×10-5/℃）、補剛部材２５にポリエチレン（線膨張係数α2：20×10-5/℃）、調整部材２７にＣＦＲＰ（線膨張係数α3：0.2×10-5/℃）を用いたものであり、線膨張係数α1、α2及びα3に関する前述の式（１）（α2＞α1）及び式（３）（α3≦α1）の関係を満たすものである。
このときの焼付処理後のそり量は0.3mmとなり、比較例１と比べて大幅にそりを抑制する効果が得られた。
このときの焼付処理後のそり量は0.3mmとなり、比較例１と比べて大幅にそりを抑制する効果が得られた。
実施例６及び実施例７は、調整部材２７の素材としてＣＦＲＰやＧＦＲＰよりも線膨張係数が小さいガラス繊維クロス（線膨張係数α3：0.5×10-5/℃）又は炭素繊維クロス（線膨張係数α3：0/℃）を用いたものであり、線膨張係数α1、α2及びα3に関する前述の式（１）（α2＞α1）及び式（３）（α3≦α1）の関係を満たすものである。
このときの焼付処理後のそり量は0.0mmとなり、そりを防止する効果が得られた。
このときの焼付処理後のそり量は0.0mmとなり、そりを防止する効果が得られた。
実施例８は、金属板２３にアルミ（線膨張係数α1：2.3×10-5/℃）、補剛部材２５に四フッ化エチレン（線膨張係数α2：10×10-5/℃）、調整部材２７にメラミン樹脂（線膨張係数α3：4×10-5/℃）を用いたものであり、線膨張係数α1、α2及びα3に関する前述の式（１）（α2＞α1）及び式（２）（α3＜α2）の関係を満たすものである。
調整部材２７の線膨張係数α3が金属板２３の線膨張係数α1よりも大きいものの補剛部材２５の線膨張係数α2よりも小さいものであるため、焼付処理後のそり量は0.4mmとなり、比較例１と比べて大幅にそりを抑制する効果が得られた。
調整部材２７の線膨張係数α3が金属板２３の線膨張係数α1よりも大きいものの補剛部材２５の線膨張係数α2よりも小さいものであるため、焼付処理後のそり量は0.4mmとなり、比較例１と比べて大幅にそりを抑制する効果が得られた。
同様に、実施例２７は、金属板２３にスチール（線膨張係数α1：1.2×10-5/℃）、補剛部材２５にポリエチレン（線膨張係数α2：20×10-5/℃）、調整部材２７にアルミ（線膨張係数α3：2.3×10-5/℃）を用いたものであり、線膨張係数α1、α2及びα3に関する前述の式（１）（α2＞α1）及び式（２）（α3＜α2）の関係を満たすものである。
調整部材２７の線膨張係数α3が金属板２３の線膨張係数α1よりも大きいものの補剛部材２５の線膨張係数α2よりも小さいものであるため、焼付処理後のそり量は4.9mmとなり、比較例１と比べてそりを抑制する効果が得られた。
調整部材２７の線膨張係数α3が金属板２３の線膨張係数α1よりも大きいものの補剛部材２５の線膨張係数α2よりも小さいものであるため、焼付処理後のそり量は4.9mmとなり、比較例１と比べてそりを抑制する効果が得られた。
実施例９〜実施例２６は、厚さ0.5mmのスチール（線膨張係数α1：1.2×10-5/℃）を金属板２３とし、補剛部材２５として厚さ5mmのポリエチレン（線膨張係数α2：20×10-5/℃〜35×10-5/℃）、シリコーン（線膨張係数α2：30×10-5/℃〜35×10-5/℃）、ポリウレタン（線膨張係数α2：25×10-5/℃）を接着し、調整部材２７として線膨張係数α3が本発明の範囲内にある素材を用いたものであり、いずれも、線膨張係数α1、α2及びα3に関する前述の式（１）（α2＞α1）及び式（２）（α3＜α2）の関係を満たすものである。
いずれの場合においても、焼付処理後のそり量は比較例１に比べて小さくなっており、そり抑制効果が得られた。
いずれの場合においても、焼付処理後のそり量は比較例１に比べて小さくなっており、そり抑制効果が得られた。
以上より、本発明に係る自動車用のパネル部品においては、焼付処理した際のそりを低減する効果が得られることが実証された。
１ 自動車用のパネル部品
３ パネル板
５ 補剛部材
７ 調整部材
９ 接着層
１１ 接着層
２１ 試験体
２３ 金属板
２５ 補剛部材
２７ 調整部材
２９ 接着層
３１ 接着層
４１ 試験体
４３ 金属板
４５ 補剛部材
４７ 接着層
５１ ドアパネル部品
５３ パネル板
３ パネル板
５ 補剛部材
７ 調整部材
９ 接着層
１１ 接着層
２１ 試験体
２３ 金属板
２５ 補剛部材
２７ 調整部材
２９ 接着層
３１ 接着層
４１ 試験体
４３ 金属板
４５ 補剛部材
４７ 接着層
５１ ドアパネル部品
５３ パネル板
Claims (3)
- 自動車車体の外表面を形成する金属製のパネル板と、該パネル板の内面に接着層を介して接合されて前記パネル板を補剛する補剛部材とを有し、焼付処理される自動車用のパネル部品において、
前記補剛部材における前記パネル板との接合面の反対側の面に接合され、焼付処理における前記補剛部材の変形を調整する調整部材を有し、
前記パネル板の線膨張係数α 1 と、前記補剛部材の線膨張係数α 2 と、前記調整部材の線膨張係数α 3 とが、α 2 ＞α 1 、かつ、α 3 ＜α 2 の関係を満たし、
前記パネル板の素材は、冷延鋼板、ＧＡ鋼板、ＧＩ鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、電気Ｚｎ−Ｎｉめっき鋼板、又はアルミ板のいずれかであり、
前記補剛部材の素材は、アルミ、ポリスチレン系樹脂、フッ素系樹脂のいずれかであり、
前記調整部材の素材は、冷延鋼板、ＧＡ鋼板、ＧＩ鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、電気Ｚｎ−Ｎｉめっき鋼板、鉄箔、ステンレス箔、アルミ板、アルミ箔、ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアセタール、アクリル系樹脂、酢酸セルロース、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリウレタン、フッ素系樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン、ジアリルフタレート、炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチック、のいずれかであることを特徴とする自動車用のパネル部品。 - 前記パネル板の線膨張係数α1と前記調整部材の線膨張係数α3とが、α3≦α1の関係を満たすことを特徴とする請求項１記載の自動車用のパネル部品。
- 前記パネル板の線膨張係数α1が、1.0×10-5/℃以上2.6×10-5/℃以下の範囲内であり、
前記補剛部材の線膨張係数α2が、2.5×10-5/℃以上50×10-5/℃以下の範囲内であり、
前記調整部材の線膨張係数α3が、0/℃以上2.0×10-5/℃以下の範囲内であることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車用のパネル部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018189943A JP6897649B2 (ja) | 2018-10-05 | 2018-10-05 | 自動車用のパネル部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018189943A JP6897649B2 (ja) | 2018-10-05 | 2018-10-05 | 自動車用のパネル部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020059313A JP2020059313A (ja) | 2020-04-16 |
| JP6897649B2 true JP6897649B2 (ja) | 2021-07-07 |
Family
ID=70219350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018189943A Active JP6897649B2 (ja) | 2018-10-05 | 2018-10-05 | 自動車用のパネル部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6897649B2 (ja) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56128273A (en) * | 1980-03-11 | 1981-10-07 | Dainippon Ink & Chem Inc | Reinforcing method for outer metallic plate of automobile |
| JPS57151343A (en) * | 1981-03-16 | 1982-09-18 | Nissan Motor | Reinforcing body for reinforcing board material |
| JPS59212249A (ja) * | 1983-05-16 | 1984-12-01 | 日東電工株式会社 | 金属板の制振防音方法 |
| JP2000103008A (ja) * | 1998-09-29 | 2000-04-11 | Daihatsu Motor Co Ltd | 金属パネルの強化シート |
| JP5119887B2 (ja) * | 2007-11-22 | 2013-01-16 | 日産自動車株式会社 | 自動車のルーフ構造 |
-
2018
- 2018-10-05 JP JP2018189943A patent/JP6897649B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020059313A (ja) | 2020-04-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6493615B1 (ja) | 自動車ドアパネル部品の補剛構造および補剛方法 | |
| US20150375796A1 (en) | Vehicle panel joint structure | |
| EP3013670B1 (en) | Two piece bonded assembly vehicle components | |
| JP4317352B2 (ja) | 自動車ルーフ取り付け構造 | |
| US10118316B2 (en) | Mold | |
| US20210284317A1 (en) | Composite-material aircraft part and method of manufacturing same | |
| JP6897649B2 (ja) | 自動車用のパネル部品 | |
| JP6897648B2 (ja) | 自動車用のパネル部品 | |
| US10357938B2 (en) | Carbon-fiber-reinforced plastic structure | |
| KR102398893B1 (ko) | 하이브리드 도어의 헤밍 구조 | |
| JP6733850B1 (ja) | パネル構造 | |
| JP6958761B2 (ja) | 自動車用補強鋼部材 | |
| US20210362439A1 (en) | Joined structure and method of manufacturing the same | |
| US20190031119A1 (en) | Moulded trim part for a vehicle | |
| US20210283997A1 (en) | Vehicle having reinforcement patch | |
| DE102018204407A1 (de) | Funktionsintegrierte Temperierung in Stahl-Kunststoff-Hybriden durch wärmeleitfähige Füllstoffe | |
| KR102398894B1 (ko) | 하이브리드 도어의 헤밍 구조 및 하이브리드 도어의 헤밍 방법 | |
| JP2008189739A (ja) | 構造部材の製造方法、および構造部材 | |
| US20190176599A1 (en) | Hemming structure for hybrid-type door | |
| CA2564173A1 (en) | Window frame for aircraft | |
| JPWO2019198727A1 (ja) | 天板部と側壁部を有する部品 | |
| JP7515245B2 (ja) | 多機能性複合材パネル及び同複合材パネルのための方法 | |
| JP7140211B2 (ja) | 外装パネルおよび外装パネルを備える自動車 | |
| JP2010143155A (ja) | 積層複合材料及び積層複合材料の製造方法 | |
| JP2015140151A (ja) | 車両外板支持構造 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200522 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210209 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210316 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210426 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210511 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210524 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6897649 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |