JP7299116B2 - 車両パネル構造およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両パネル構造およびその製造方法関し、特に、パネル同士の間に充填材が充填される車両パネル構造およびその製造方法に関する。

従来の発泡材を用いた車体の構造として、図１２に示す構造が知られている。図１２（Ａ）は、従来における発泡材の充填前の車両構成部材を説明する断面図である。図１２（Ｂ）は、従来における発泡材の充填後の車両構成部材を説明する断面図である。

図１２（Ａ）に示す如く、車両構成部材１００は、アウタパネル１０１と、補強部材の一例としてのリンフォース１０２と、インナパネル１０３と、を有している。そして、アウタパネル１０１は、開口側が車内方向側に向いた断面ハット形状の板金製の部材である。リンフォース１０２は、アウタパネル１０１の車内方向側に配置され、開口側が車内方向側に向いた断面ハット形状の板金製の部材である。インナパネル１０３は、リンフォース１０２の車内方向側に配置された板金製の平板状の部材である。

また、アウタパネル１０１とリンフォース１０２との間には、断面が、大凡Ｕ字形状の閉空間１０４が形成され、リンフォース１０２とインナパネル１０３との間には、大凡台形形状の閉空間１０５が形成されている。そして、リンフォース１０２には、注入口１０６及び排出口１０７が形成され、インナパネル１０３には、挿入口１０８が形成されている。

図１２（Ｂ）に示す如く、二液を混合して反応を開始させた発泡材１０９を吐出する吐出器１１０をインナパネル１０３の挿入口１０８から閉空間１０５内へと挿入する。その後、吐出器１１０の先端をアウタパネル１０１の注入口１０６へと配置し、閉空間１０４内へと発泡材１０９を充填する。そして、閉空間１０４が、発泡材１０９にて充填されると共に、車両構成部材１００のフランジ部１１１も発泡材１０９により強固に接合される（特許文献１）。

特許第６３６５１５２号公報

図１２（Ｂ）に示すように、閉空間１０４が発泡材１０９に充填されることで、車両構成部材１００の強度が向上される。しかしながら、吐出器１１０を用いて発泡材１０９を閉空間１０４に充填する充填方法では、注入口１０６と吐出器１１０との間に間隙が存在することから、その間隙から発泡材１０９が漏出し、閉空間１０４の内部に十分に発泡材１０９を充填することが簡単ではない課題があった。

また、注入口１０６と吐出器１１０との間にノズル状部材を配設した状態で、吐出器１１０から閉空間１０４に発泡材１０９を注入すれば、発泡材１０９の漏出を抑制した充填作業を行うことができる。ところが、ノズル状部材をリンフォース１０２の内部に残存させると、アウタパネル１０１に外部から衝撃が作用する衝突が発生した場合、ノズル状部材が車両の内部に向かって突入し、乗員に悪影響を及ぼしてしまう恐れがあった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、衝突事故が発生した際に、充填作業に用いるノズル部が車体内側に突入することを防止することができる車両パネル構造およびその製造方法を提供することにある。

本発明の請求項１に記載された発明は、車両外側から、第１パネルと、第２パネルと、を有するパネル部と、前記第１パネルと前記第２パネルとの間に形成された空間と、前記空間に充填された充填材と、前記第２パネルを開口することで形成された開口部と、前記開口部に取り付けられ、前記空間と連続する前記充填材が充填されたノズル部と、を具備し、前記ノズル部は、前記第２パネルに対して傾斜して取り付けられていることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載された発明では、前記パネル部は、前記第２パネルの車両内側に、第３パネルを有し、前記ノズル部の内側端部を、前記第３パネルよりも車両外側に配置することを特徴とする。

また、本発明の請求項３に記載された発明では、前記ノズル部と前記第３パネルとの間に、キャップを配設することを特徴とする。

また、本発明の請求項４に記載された発明では、前記パネル部は、車体のピラーを構成することを特徴とする。

また、本発明の請求項５に記載された発明では、前記ノズル部の、前記第２パネルに接近する側に、脆弱部を形成することを特徴とする。

また、本発明の請求項６に記載された発明では、前記ノズル部は、車両内側に向かって下方に傾斜することを特徴とする。

また、本発明の請求項７に記載された発明は、車両外側から第１パネルと第２パネルとを有し、前記第１パネルと前記第２パネルとの間に空間が形成されたパネル部を準備し、前記第２パネルに形成された開口部に、前記第２パネルに対して傾斜した状態でノズル部を取り付ける工程と、前記ノズル部を経由して、前記パネル部の前記空間に充填材を注入する工程と、を具備し、前記充填材を注入する工程では、前記ノズル部の内部まで前記充填材を注入することを特徴とする。

また、本発明の請求項８に記載された発明では、前記充填材を注入する工程では、前記ノズル部に配設されたキャップを経由して、前記充填材を前記空間に導入することを特徴とする。

本発明の請求項１に記載された発明によれば、ノズル部が第２パネルに対して傾斜して取り付けられていることで、車両衝突事故が発生した際に、ノズル部と第２パネルとの接続部でノズル部が折れ曲がり、ノズル部が突起状態のまま車両内側に向かって突入することを防止することができる。

本発明の請求項２に記載された発明によれば、ノズル部の内側端部が、第３パネルよりも外側に配置されることで、衝突事故発生時に、ノズル部の内側端部が、第３パネルに当接することで曲折し、ノズル部の車両内部への突入を防止できる。

本発明の請求項３に記載された発明によれば、衝突事故が発生した際に、キャップが第２パネルから外れるので、事故発生時おけるノズル部の内部突入を防止する効果を顕著にできる。

本発明の請求項４に記載された発明によれば、ピラーに他車両が衝突する側方衝突が発生した場合であっても、ノズル部が乗員の頭部に悪影響を与えることを防止できる。

本発明の請求項５に記載された発明によれば、ノズル部に脆弱部を形成することで、衝突事故発生時に脆弱部を起点としてノズル部を倒すことができ、ノズル部が車体内部に入り込むことを防止できる。

本発明の請求項６に記載された発明によれば、衝突事故発生時にノズル部を容易に変形させ、ノズル部が車両内側に突入することを防止できる。

本発明の請求項７に記載された発明によれば、第１パネルと第２パネルとの間の空間に充填材を注入する際に、第２パネルに取り付けられたノズル部を経由して注入作業を行うことで、係る注入作業を容易に行うことができる。更に、充填材を注入する工程では、ノズル部の内部まで充填材を注入することで、第１パネルと第２パネルとの間の空間に確実に充填材を充填することができる。また、ノズル部が第２パネルに対して傾斜して取り付けられていることで、車両衝突事故が発生した際に、ノズル部と第２パネルとの接続部でノズル部が折れ曲がり、ノズル部が突起状態のまま車両内側に向かって進行することを防止することができる。

本発明の請求項８に記載された発明によれば、ノズル部にキャップが介在することで、液状または泡状の充填材が外部に漏出することを防止することができる。

本発明の実施形態に係る車両パネル構造が採用された車両を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る車両パネル構造を示す側面図である。 （Ａ）は本発明の実施形態に係る車両パネル構造を示す断面図であり、（Ｂ）はノズル部を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るノズル部がとりつけられる部分を示す拡大断面図である。 本発明の実施形態に係る車両パネル構造を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るノズル部が、衝突事故発生時に曲折している状況を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る車両パネル構造の製造方法を示す断面図である。 本発明の他形態に於いて、ノズル部がとりつけられる部分を示す拡大断面図である。 本発明の他形態に於いて、車両パネル構造を示す断面図である。 本発明の他形態に於いて、ノズル部が衝突事故発生時に曲折している状況を示す断面図である。 本発明の他形態に於いて、車両パネル構造の製造方法を示す断面図である。 従来の車両構成部材を説明する（Ａ）断面図、（Ｂ）断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る車体の車両パネル構造１０を図面に基づき詳細に説明する。尚、本実施形態の説明の際には、同一の部材には原則として同一の符番を用い、繰り返しの説明は省略する。また、以下の説明では上下前後左右の各方向を用いるが、左右とは車両１１を正面から見た場合の左右を示している。更に、以下の説明では、車両パネル構造１０として、センターピラー１５を例示するが、車両パネル構造１０としては、フロントピラー１６、リアピラー１７または車両１１の他部位を採用することもできる。

図１は、本実施形態の車両パネル構造１０が採用された車両１１を説明する斜視図である。車両１１の車体フレームは、所定形状にプレス加工された複数の鋼板を溶接等することで組み付けられている。車両１１の車幅方向の左右両端部には、その上端側にルーフサイドレール１３が配設され、その下端側にサイドシル１４が配設されている。そして、本実施形態の車両パネル構造１０の一例として、センターピラー１５があり、センターピラー１５の上端は、ルーフサイドレール１３に固定され、センターピラー１５の下端は、サイドシル１４に固定されている。

図２では、センターピラー１５を車外側から見た状態を示している。センターピラー１５では、上方部分に開口部２４が形成されている。開口部２４は、後述するように、充填材２３を注入するための開口である。また、上下方向に於いて、開口部２４の上下方向の位置は、車両１１に搭乗する乗員の頭部の位置と略一致している。

図３（Ａ）は、図２の切断面線Ａ－Ａに於ける断面図である。図３（Ｂ）はノズル部２５を示す斜視図である。図３（Ａ）では、左方側が車両内側であり、右方側が車両外側である。

図３（Ａ）を参照して、車両パネル構造１０には、車両外側から、第１パネル１８、第２パネル１９および第３パネル２０から成るパネル部２１が形成されている。第１パネル１８は、車両１１の意匠面を構成する塗装が施された金属板または樹脂板であり、アウタパネルとも称されている。第２パネル１９および第３パネル２０は、車両の内側に配置される金属板または樹脂板であり、インナパネルと称される。

第１パネル１８と第２パネル１９とは互いに接近して配置されており、両者の間に空間２２が形成されている。空間２２には充填材２３が充填されている。充填材２３としては、例えば、ウレタン樹脂等から成る発泡樹脂が採用される。空間２２に充填材２３を充填することで、遮音効果および補強効果が得られる。即ち、空間２２に充填された充填材２３が、外部から車室に侵入しようとする音を減衰することで、車室内の静寂生を向上することができる。また、空間２２に充填材２３が充填されることで、第１パネル１８の機械的強度を十分に発揮でき、車両パネル構造１０に側方から他車が衝突する衝突事故が発生した際に、各パネルの変形を抑制し、車両パネル構造１０の車両内側への衝突変形を防止し、衝突から乗員を保護することができる。

第２パネル１９を部分的に略円形に開口することで開口部２４が形成されている。また、開口部２４が形成される部分の第２パネル１９は、車両内側に向かって凸形状とされている。ノズル部２５は、第２パネル１９と第３パネル２０との間に配置されており、車両内側から開口部２４に取り付けられている。また、第３パネル２０の左方側には、車両の内装部材や、シートベルトの巻き取り機構等が備えられている。

第３パネル２０を開口することで、開口部２８が形成されている。開口部２８には、後述するノズル部２５の内側開口２５２が接近している。車両を製造する際の充填材２３を充填する工程に於いて、第３パネル２０の開口部２８およびノズル部２５を経由して、充填材２３が空間２２に充填される。

図３（Ｂ）を参照して、ノズル部２５は、略円筒状を成すように一体成型された樹脂製部材であり、外側開口２５１および内側開口２５２を有している。また、外側開口２５１の近傍に係止部２５３が形成されている。係止部２５３は、ノズル部２５を全周に渡って鍔状に延出させた部位である。外側開口２５１は、上記した第２パネル１９の開口部２４に接続し、内側開口２５２は第３パネル２０の開口部２８に面する。また、ノズル部２５の係止部２５３は、開口部２４の周囲に於いて、第２パネル１９に車両内側から当接する。更に、係止部２５３の近傍において、ノズル部２５を全周的に肉薄化することで脆弱部２７が形成されている。

再び図３（Ａ）を参照して、ノズル部２５の内側開口２５２は、第３パネル２０よりも車両外側に配置されている。係る構成により、後述する車両衝突が発生した際に、ノズル部２５の内側開口２５２が、第３パネル２０の開口部２８に引っかかることがなく、ノズル部２５が下方に向かって倒れるようになる。

図４を参照して、上記したノズル部２５と第２パネル１９との関連構成を詳述する。図４はノズル部２５を示す側面である。

ノズル部２５は第１パネル１８および第２パネル１９に対して傾斜するように取り付けられており、具体的には、ノズル部２５は車両内側に向かって下方に傾斜している。ノズル部２５を傾斜させることで、側面衝突が発生した際に作用する衝撃により、ノズル部２５を確実に曲折させ、ノズル部２５が車両内側に突起した状態のままで車室内に突入することを防止できる。

また、ノズル部２５には、脆弱部２７が形成されている。脆弱部２７は、ノズル部２５を部分的に脆弱化した部位である。脆弱部２７は、ノズル部２５の全周に渡って形成されても良いし、ノズル部２５の部分的に形成されても良い。例えば、ノズル部２５が第２パネル１９に接続する部分に於いて、鈍角側、即ち紙面上に於いて上方部分に、脆弱部２７を形成しても良い。このようにすることで、側面衝突時に於いて、脆弱部２７が起点となりノズル部２５が破断し、ノズル部２５が突起状態で車室内に突入することを防止できる。

図５を参照して、車両パネル構造１０の断面形状を説明する。図５は図３（Ａ）の切断面線Ｂ－Ｂに於ける断面である。

上記したように、車両パネル構造１０は、車両外側から、第１パネル１８、第２パネル１９および第３パネル２０を有しており、第１パネル１８と第２パネル１９との間に形成される空間２２に充填材２３が充填されている。また、第２パネル１９の開口部２４に取り付けられたノズル部２５にも充填材２３が充填されている。また、ノズル部２５の係止部２５３は、開口部２４の周囲に於いて、第２パネル１９に車両内側から当接している。係る構成により、開口部２４に対してノズル部２５を正確に配置することができる。

図６を参照して、側面衝突が発生した際にノズル部２５が曲折する事項を説明する。図６は、側面衝突が発生した際のノズル部２５等の状況を示す断面図である。ここでは、衝突により変形した部材を実線で示し、衝突前の部材を点線で示している。

側面衝突が発生すると、車両外側から入力する衝突エネルギーにより、第１パネル１８および第２パネル１９が車両内側に向かって変形する。そのようになると、第２パネル１９に車両内側から取り付けられているノズル部２５にも衝突エネルギーが作用する。

上記したように、ノズル部２５は第１パネル１８および第２パネル１９に対して傾斜するように配設されている。また、ノズル部２５の車両外側端部は第２パネル１９に取り付けられており、ノズル部２５の車両内側端部は第３パネル２０の側に配置されている。よって、衝突に伴いノズル部２５には、第２パネル１９との接続部を中心として、曲げモーメントが作用する。この結果、ノズル部２５は、第２パネル１９との接続部近傍を基点として破断するように折れ曲がり、ノズル部２５が突起状態のまま車室内に突入してしまうことが防止される。更に、本実施形態では、上記したように、ノズル部２５の車外側端部側に脆弱部２７を形成しているので、衝突時に於ける曲折や破断を更に促進し、事故発生時に於けるノズル部２５の車室内突入を防止する効果を顕著にできる。

図７を参照して、上記した車両パネル構造１０を有する車両１１の製造方法を説明する。図７は、車両の製造方法に於いて、第１パネル１８と第２パネル１９との間に形成される空間２２に充填材２３を注入する工程を示す断面図である。

先ず、プレス工程、溶接工程、組立工程等を経ることで、第１パネル１８、第２パネル１９および第３パネル２０から成るパネル部２１が形成されている。第１パネル１８と第２パネル１９との間に、後に充填材２３が充填される空間２２が形成されている。また、第２パネル１９の開口部２４には、車両内側からノズル部２５が取り付けられており、ノズル部２５の外側開口２５１は空間２２に配置されており、ノズル部２５の内側開口２５２は第３パネル２０の側に配置されている。

本工程では、充填材２３を注入する発泡剤注入機の発泡剤注入口３０を、第３パネル２０の開口部２８を経由して、車両内側からノズル部２５に挿入し、その状態で液状の充填材２３を、空間２２に注入している。充填材２３は、所謂二液状のものであり、空間２２の内部で樹脂材料と発泡剤とが混合されることで、空間２２の内部に発泡樹脂が発泡充填される。所定の時間が経過すると、空間２２の内部に充填された充填材２３は固化する。

また、本工程では、充填材２３は、空間２２に充填され、更にノズル部２５の内部にも充填される。ノズル部２５の内部に至るまで充填作業を行うことで、空間２２に確実に充填材２３を充填することができる。更に、後述するように、第３パネル２０の開口部２８とノズル部２５との間に、キャップ２６を配置することで、第３パネル２０と第２パネル１９との間に、充填材２３が流入してしまうことを防止することができる。

更に本工程では、第２パネル１９の開口部２４に取り付けられたノズル部２５を、取り外すことなく残存させている。ノズル部２５は車室内部を向く突起状部材であるが、本願発明では、ノズル部２５を傾斜配置すると共に、ノズル部２５に脆弱部２７を形成しているため、側面衝突が発生した際にはノズル部２５を確実に倒し、ノズル部２５が突起状態で車室内に突入してしまうことを防止している。

上記した充填工程が終了した後は、塗装工程、組立工程、検査工程等を経て、乗用車等である車両が製造される。

図８から図１１を参照して、他の形態に係る車両パネル構造１０の構成および製造方法を説明する。他の形態に係る車両パネル構造１０の基本的な構成および製造方法は、上記したものと同様であり、ここでは、図８に示すように、開口部２８とノズル部２５との間にキャップ２６を配設している。

図８は、車両パネル構造１０を示す側方断面図である。図９は、車両パネル構造１０を示す下方断面図である。ここでは、上記と同様に、第２パネル１９の開口部２４に車両内側からノズル部２５を嵌め込んでおり、ノズル部２５の外側開口２５１は開口部２４から空間２２に面しており、ノズル部２５の内側開口２５２は第３パネル２０の開口部２８に面している。

図８および図９を参照して、第３パネル２０の開口部２８には、一体成型された合成樹脂から成るキャップ２６が嵌め込まれている。キャップ２６は、車両内側から開口部２８に嵌め込まれ、開口部２８に固定されると共に、ノズル部２５の車両内側端部に嵌合している。キャップ２６は、開口部２８を塞ぐ蓋形状でも良いし、開口部２８を塞がない略リング形状でも良い。

キャップ２６を取り付けることで、車両製造時の充填材２３を注入する工程に於いて、第３パネル２０と第２パネル１９との間の空間に充填材２３が入り込むことを抑制することができる。更に、側面衝突が発生した際に、開口部２８とノズル部２５との間にキャップ２６が介在することで、キャップ２６からノズル部２５を容易に離脱させ、ノズル部２５が容易に折れ曲がるようになる。

図１０は、第３パネル２０の開口部２８とノズル部２５との間にキャップ２６を配置した場合に於いて、側面衝突が発生した際のノズル部２５等の状況を示す断面図である。ここでも、衝突により変形した部材を実線で示し、衝突前の部材を点線で示している。

上記したように、車両衝突事故が発生した際は、第１パネル１８および第２パネル１９が、車両内側に向かって湾曲する。同時に、ノズル部２５を車両内側に移動させようとする力も作用する。これに伴い、上記したように、ノズル部２５は、その内側部分が下方に向かうように傾斜配置されているので、開口部２８に嵌合されているキャップ２６から、ノズル部２５の内側開口２５２が下方に向かって離脱する。よって、事故発生時に於いて、ノズル部２５の内側開口２５２が、第３パネル２０の開口部２８に引っ係ることがないので、ノズル部２５を確実に曲折させ、ノズル部２５が突起状態のまま車室内に突入することを防止することができる。

図１１を参照して、他の形態に於いて、車両パネル構造１０を有する車両１１の製造方法を説明する。図１１は、車両製造に於いて、第１パネル１８と第２パネル１９との間に形成される空間２２に充填材２３を注入する工程を示す断面図である。

本工程では、充填材２３を注入する発泡剤注入機の発泡剤注入口３０を、第３パネル２０の開口部２８およびキャップ２６を経由して、車両内側からノズル部２５に挿入し、その状態で液状の充填材２３を、空間２２に注入している。所定の時間が経過すると、空間２２の内部に充填された充填材２３は固化する。

ここでは、ノズル部２５と開口部２８との間にキャップ２６が取り付けられているので、ノズル部２５と開口部２８との間隙がキャップ２６で塞がれ、第３パネル２０と第２パネル１９との間隙に充填材２３が侵入してしまうことが防止される。また、上記したように、衝突事故発生時に於いては、ノズル部２５の車室内端部が、キャップ２６から容易に離脱することで、脆弱部２７の折れ曲がりを促進することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。また、上記した各形態は相互に組み合わせることが可能である。

例えば、図４を参照して、第２パネル１９に対してノズル部２５は車室内に向かって下方に傾斜したが、ノズル部２５は他方向に向かって傾斜しても良い。例えば、ノズル部２５は車室内に向かって、上方、前方または後方に向かって傾斜しても良く、このような傾斜方向であっても上記と同様の効果を奏することができる。

１０ 車両パネル構造
１１ 車両
１３ ルーフサイドレール
１４ サイドシル
１５ センターピラー
１６ フロントピラー
１７ リアピラー
１８ 第１パネル
１９ 第２パネル
２０ 第３パネル
２１ パネル部
２２ 空間
２３ 充填材
２４ 開口部
２５ ノズル部
２５１ 外側開口
２５２ 内側開口
２５３ 係止部
２６ キャップ
２７ 脆弱部
２８ 開口部
３０ 発泡剤注入口
１００ 車両構成部材
１０１ アウタパネル
１０２ リンフォース
１０３ インナパネル
１０４ 閉空間
１０５ 閉空間
１０６ 注入口
１０７ 排出口
１０８ 挿入口
１０９ 発泡材
１１０ 吐出器
１１１ フランジ部

Claims (8)

1. 車両外側から、第１パネルと、第２パネルと、を有するパネル部と、
   前記第１パネルと前記第２パネルとの間に形成された空間と、
   前記空間に充填された充填材と、
   前記第２パネルを開口することで形成された開口部と、
   前記開口部に取り付けられ、前記空間と連続する前記充填材が充填されたノズル部と、を具備し、
   前記ノズル部は、前記第２パネルに対して傾斜して取り付けられていることを特徴とする車両パネル構造。
2. 前記パネル部は、前記第２パネルの車両内側に、第３パネルを有し、
   前記ノズル部の内側端部を、前記第３パネルよりも車両外側に配置することを特徴とする請求項１に記載の車両パネル構造。
3. 前記ノズル部と前記第３パネルとの間に、キャップを配設することを特徴とする請求項２に記載の車両パネル構造。
4. 前記パネル部は、車体のピラーを構成することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の車両パネル構造。
5. 前記ノズル部の、前記第２パネルに接近する側に、脆弱部を形成することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の車両パネル構造。
6. 前記ノズル部は、車両内側に向かって下方に傾斜することを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の車両パネル構造。
7. 車両外側から第１パネルと第２パネルとを有し、前記第１パネルと前記第２パネルとの間に空間が形成されたパネル部を準備し、前記第２パネルに形成された開口部に、前記第２パネルに対して傾斜した状態でノズル部を取り付ける工程と、
   前記ノズル部を経由して、前記パネル部の前記空間に充填材を注入する工程と、を具備し、
   前記充填材を注入する工程では、前記ノズル部の内部まで前記充填材を注入することを特徴とする車両パネル構造の製造方法。
8. 前記充填材を注入する工程では、
   前記ノズル部に配設されたキャップを経由して、前記充填材を前記空間に導入することを特徴とする請求項７に記載の車両パネル構造の製造方法。
   
   

Images