JPS6080946A - 自動車のル−フ構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の関連する技術分野 本発明はルーフ外板の内面に硬質樹脂発泡体層を設けた
制振効果の大きい自動車のルーフ構造に関するものであ
る。

従来技術 従来の自動車のルーフ構造としては、例えば第１図に示
す吊り天井構造があり、ルーフ鋼板ｌの車室内側の構造
はこのルーフ鋼板１に部分的に取付けられたブチルゴム
を主成分とする粘弾性を有する粘着型割振材２と、この
割振材に取付けられた吸音用ガラス繊維マット８と、こ
のガラス繊維マット８を前記ルーフ鋼板１に取付けるた
めに両者間に介在させた両面粘着テープ１２とよりなり
、更にその下面に張設したりスティングワイヤ４に懸吊
保持された塩化ビニルレザーまたは品質感、高級感等を
与えるための織布よりなるものである。

しかしながら、このような従来の吊り天井構造は車内騒
音防止の観点からみた場合、主として８００〜１８００
０Ｈｚの音域に対しての割振性および吸音性の向上に留
意されてはいるが、振動の中でも比較的低周波域、例え
ば４００Ｈｚ以下であって騒音というよりもエンジンお
よびタイヤ懸架装置からの入力によりルーフ全体の剛性
不足のために波をうつような振動に関しては殆んど留意
されていない。

また、上述する吊り天井構造の外に第２図に示すような
張り天井（成形天井）があり、ルーフ鋼板１に紙または
プラスチックシートを波板に加工し平板７に接着形成し
たダンボール状シート６を両面粘着テープ１２を介して
設け、このシート６０表面に薄い軟質発泡ポリウレタン
およびポリ塩化ビニルレザー、織布等の表皮８を貼着し
たものである。また、ラサ金網に軟質発泡ポリエチレン
を組合わせたものを芯材にし、これにポリ塩化ビニルレ
ザー等の表皮を接着した構造もある。しかしながら、こ
のような張り天井の場合も、特に１６００Ｈｚ以下の低
周波域の振動に関しては殆んど関心がもたれていなかっ
たために制振効果や吸音性は中高液域にのみ限られ、身
体に感じ騒音振動の中では不快な低周波振動およびこの
振動がひき起す二次振動については割振効果が殆んど期
待できないため、車内騒音の低減が不十分であるという
問題点がある。

また、実開昭５１−１５１８１６号公報には自動車の車
体の外板の面剛性を向上させるために車体外板と、この
外板と僅かに隙間をおいて保持した寒冷紗との間に硬質
ポリウレタン原液を注入発泡させて外板・硬質発泡ポリ
ウレタン・寒冷紗の８層構造にする技術が開示されてい
る。この公報には車体外板としてルーフにも適応できる
ことが記載されている。しかしながら、面剛性を向上さ
せるために硬質発泡ポリウレタンの密度を上げると、ポ
リウレタン成形時の収縮によるヒケが生じる。

特に、ルーフのように比較的に平坦な形状で大面積の車
体外板の場合にはとケが生じやすく、かつ目立ちやすい
という問題がある。このヒケを生じ難くするために発泡
ウレタンの密度を下げると、これにつれて面剛性が下り
、この結果上述する低周波数の振動を防止する効果が失
われるという問題が生ずる。

そこで、本特許出願人は、先に特願昭５７−１２６７９
８号を提出し、第８〜４図に示すように（８） 自動車車体のルーフ鋼板１０室内側内面に接着剤層９を
介して連続気泡率が１０％以下である硬質樹脂発泡体層
１０をルーフ鋼板１との接触面全面にわたって接着接合
した割振ルーフの下部にリスティングワイヤ４を張設し
、このリスティングワイヤ４にヘッドライニングクロス
５をその袋状支持部１１を通して懸吊支持したルーフ構
造を提案している。この提案された発明においては硬質
樹脂発泡体層によりルーフ外板の剛性が大幅に向上し、
軽量であるにもかかわらずルーフ外板の板厚を上げたの
と同様の剛性向上効果を示し、ロードノズルによる入力
および天井、並びにルーフ全体としても車内騒音低減に
おいて音圧レベルで８（ｉＢという大幅な低減効果を発
揮し、上述する従来のルーフ構造についての問題点を解
消することができた。

しかしながら、先に提案した自動車のルーフ構造にあっ
ては装着する硬質樹脂発泡体はルーフパネルに接する熱
を受けやすい位置にあり、しかもかかる発泡体の連続気
泡率が１０％以下であるた（４） めに犠装状態で手直しをする再塗装焼付炉（１１０〜１
６０℃、８０〜４０分。以下タッチアップオープンと称
する）に車両を投入すると、ルーフからの熱伝達により
硬質樹脂発泡体は高温にさらされ熱膨張して変形し、ル
ーフから脱落するという問題点があった。

発明の開示 本発明はこのような従来の問題点に着目し、第一に硬質
樹脂発泡体層を形成する硬質樹脂組成物に、例えばポリ
ブタジェン等の連通化剤を加えて発泡体の連続気泡化率
を２０％以上にし、セル内の膨張ガスが外部に逃げやす
い熱膨張の少ないセル構造とすることにより、および上
記硬質樹脂発泡体層を強化材で補強し、かつ連通化して
タッチアップオーブン（１１０〜１６０℃）下において
硬質樹脂発泡体層の熱膨張を極力抑制する構造とするこ
とにより硬質樹脂発泡体層がルーフから熱変形して脱落
しない優れた自動車のルーフ構造を提供するものである
。

本発明の自動車のルーフ構造は連続気泡化率が２０％以
上の硬質樹脂発泡体層をルーフ鋼板の内面に設けたこと
であり、例えば厚さｏ、ｓｍｍのルーフ鋼板の室内側内
面に一液常温硬化型ウレタン系接着剤（サンスター技術
（株）製の商品名「ベタシール−＃５５２Ｊ　）を被着
して接着剤層を設け、この接着剤層を介して連続気泡率
２０％以上の硬質ポリウレタン発泡体層を上記鋼板内面
に接着接合して構成することができる。

また、本発明のルーフ構造の変形として、連続気泡化率
が２０％以上のガラスマット補強連通型硬質樹脂発泡体
層をルーフ鋼板の内面に設けることができ、例えば上記
ルーフ鋼板の室内側内面に二液型エポキシ系接着剤（三
片東圧化学（株）製の商品名「ストラクトボンド５Ｅ２
００Ｗセツト」を用いて上記と同様にしてルーフ構造を
構成することができる。

本発明において硬質樹脂発泡体層を形成するのに使用で
きる硬質樹脂発泡体としては、平均密度が０．１〜０　
、４９７ｐ”である高密度硬質樹脂発泡体、特に硬質ポ
リウレタン発泡体が好ましいが、これ以外にフェノール
系、メラミン系、ウレア系、エポキシ系、メラミン系な
どの発泡体を包含する。

また、本発明において使用できる接着剤としては、例え
ばエポキシ系、ポリウレタン系、シアノアクリレート系
、アクリル系などの接着剤を包含するが、必要に応じて
アクリル系粘着剤を両面テープの形で用いることができ
る。

次に、本発明を第６図に示す実施例により詳細に説明す
る。

先づ、本発明のルーフ構造を形成する硬質樹脂発泡体層
を形成する種々の連続気泡率を有する発泡体を、下記の
表１に示す材料／１６１〜１０、すなわち、ポリオール
（三片１曹ウレタン（株）、商品名「ＴＲ５００」、水
酸価５２０　）１００重量部、イソシアネート（三片１
曹ウレタン（株）、商品名「ＨＤｉ−ＣＲ−２００Ｊ　
）１８１重量部、触媒（花王セッケン（株）、商品名「
ＴＭＨＤＡＪ　）２重量部、発泡剤（旭ガラス（株）、
商品名「フロン１１」）１７重量部、整泡剤（東しシリ
コーン（株）、商品名［５Ｉ（−１９８Ｊ　）　１重量
部および連通化剤（日本曹達（株）、商品名１−ｓｃ−
ｉｏｓｏＪポリブタジェン）表中の各重量部を含有する
各配合材料をそれぞれ離型剤が塗布されている金型に注
入し、発泡硬化して作った。成形発泡体の厚さはｉｏ、
７．ｍとした。

また、上記表１は連通他剤配合量と連続気泡化率、並び
にタッチアップオープンの耐熱性の関係を示している。

連通化剤としてのポリブタジェンの配合量は増加させる
のにつれて連続気泡化率が上る傾向にあるが、ポリオー
ル１００重量部に対して２重量部以上になると連続気泡
化率は急激に上昇しなくなる。また、ポリブタジェンを
多量に配合しすぎると、かえって物性低下、特に曲げ弾
性率の低下を招く結果となる。このために、ポリブタジ
ェン配合量はポリオール１００部に対して０．８〜１Ｏ
００重量部の範囲が適当である。また、タッチアップオ
ープン耐熱性から評価すると２０％以上の連続気泡率が
あれば発泡体が熱変形して脱落しない本発明の効果を達
成できるが、２０％以下ではこの効果が得られない。

上記連通化剤としてはポリブタジェン以外に、例えばポ
リプランなどを同様の方法で連通化するのに用いること
ができる。

上述する本発明における硬質樹脂発泡体の変形として、
上記表１に示す各配合材料に補強材を均一に分布させて
上述すると同様にして補強連通型硬質樹脂発泡体を作っ
た。この補強硬質発泡体は補強材を含まない上記発泡体
と比較して熱膨張率を著しく抑制できるために有利であ
る。

補強材としてはガラスマットが最適であるが、これ以外
にガラス繊維、カーボンファイバー、ガラス繊維不織布
、金網、グラフト紙など、その他上記硬質樹脂発泡体層
の熱膨張率を下げる任意の材料を用いることができる。

この補強材の配合量はウレタン層に対し、６００ｇＡｎ
２以下の目付量で入れることが好ましい。この量３以上
にすると加熱時にエアボイドが発生しルーフへの密着性
が悪ろくなる。好ましくは、８００〜４５０　ｊ；７７
ｍ”の目付量が望ましい。また、この補強材を入れた状
態で硬質樹脂発泡体層の密度は０．１〜０　、４９ｈＬ
８が好ましい。

上述するようにして形成した各成形発泡体を用いて本発
明のルーフ構造を次のようにして形成した：先づ、かか
る成形発泡体を長さ１１００Ｘ幅２００ｍｍの大きさに
し、車両のルームランプ取付け位置を基準に１前方に２
枚、後方に８枚、車の幅方向に並べて上述する接着剤を
用いてルーフ鋼板１の内側内面に接着接合して発泡体層
１０′をルーフ鋼板１に設けた。このように形成した制
振ルーフの下部にリスティングワイヤ４を張設し、この
リスティングワイヤ４にヘットライニングクロス５をこ
の袋状支持部１１を通して懸吊支持してルーフ構造を構
成した。

次に、上述するように構成した本発明のルーフ構造の作
用を説明する。

Ａ）上記構成のルーフ構造をもつ車両を第６図に示す温
度条件を有するタッチアップオープンに投入し、連通化
剤を添加した上記表１の材料屑８から作った本発明によ
る密度０．２１１１／ｃｍ８、連続気泡率２０．１％の
発泡体（厚さ１０　ｍｍ　）と、連通化剤を添加しない
材料／１６１の密度０．２２ｇ／６！３、連続気泡率９
．８％の対照発泡体との比較試験を行ない、車両に装着
した両発泡体についてのタッチアップオープン耐熱性を
評価した。

タッチアップオープン投入２０分後、材料屑１から形成
した対照発泡体はルーフから脱落しく実用に供し得ない
ことを確めた。脱落した発泡体はセル内ガスの熱膨張に
より極度に変形し、大小のヒビ割れが発生していた。

これに対して材料／１６Ｂの本発明による発泡体は４０
分後でもルーフに強固に接着し、実用上問題がないこと
を確認した。同様の試験を材料／ｉ６８以外の本発明に
よる各材料について行った所、すべて同様の優れた結果
を得た。また、振動試験によりループ振動特性（割振性
）を調べたところ、先に本出願人が出願した特願昭５７
−１２６７９８号の発明の振動とほぼ同等か若干低下（
連通割合が大きい場合）するが実用上十分な振動特性が
得られた。

Ｂ）上記表１の材料／１６８に補強材としてガラスマッ
ト（商品名［グラスロンＭ８６００Ｊ　：旭ファイバー
グラス（株））日付量４５０　ｆｉ／ｍ２を添加した本
発明における補強材料の発泡体について上記Ａ）試験と
同様に試験した所、同様に４０分後でも何んら変化な（
堅固に接着していた。同（１８） 様の試験を材料屑８以外の本発明による各材料について
行った所、すべて同様の優れた結果を得た。

Ｃ）本発明における硬質樹脂発泡体について、補強材（
例えば、ガラスマット）の効果を調べるために、上記Ｂ
）におけるガラスマットを添加した材料／Ｉ６Ｂの本発
明による補強発泡体と、ガラスマットを含まない対照材
料Ａ２の発泡体との熱膨張係数を測定した。対照材料屑
２の発泡体は第７図に示すように８５℃以上で著しく熱
膨張するのに対して、本発明のガラスマットを添加した
材料屑８の発泡体は第８図に示すように補強材の作用で
１６０℃の高温でも熱膨張係数の増大、が見られなかっ
た。

更に、これらの両材料につい【の曲げ弾性率を測定した
。これらの材料はいずれも同一密度（０，２１ｇｋＬ８
）テアルニモカカワラス、２０℃および８０℃における
曲げ弾性率が著しく高いことを確めた。すなわち、補強
材を含まない場合には２０℃で約２０００．８０℃で約
８００であり、補強材を含む場合には２０℃で約２５０
０　。

８０℃で約１９００であった。

これらの測定試験からガラスマット補強剤を添加し連通
化することによって、タッチアップオープン（１４０〜
１６０℃）下で熱膨張率を著しく抑制できることがわか
る。また、ガラスマット補強によりリーフ外板の剛性が
大幅に向上し従来問題視されていたルーフ全体の剛性不
足により波うつような振動低減を解消できることがわか
る。また、振動特性（制振性）は先の出願の特願昭り７
−１２６７９８号の発明で提案したとほぼ同等かやや向
上していた〇 発明の効果 本発明のルーフ構造は、連続気泡化率が２０％以上の硬
質樹脂発泡体層をルーフ内面に設けることにより【再塗
装後タッチアップオープンに投入しても発泡体層が熱変
形して脱落しない従来のルーフ構造では見られない優れ
た効果を達成できたと共に、補強材で補強することによ
って熱変形をより著しく抑制でき、かつ面剛性を高める
ことができ、その波及効果として薄板化に伴うルーフの
ペコッキ感を解消することができる。このために、更に
本発明のルーフ構造の技術はルーフに限ることなく、そ
の他ドア、フェンダ、フロア等のパネルにも適用でき、
車両の音振低減とパネルの剛性補強を図ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の吊り天井型自動車のルーフ構造の断面図
、 第２図は従来の張り天井型自動車のルーフ構造の断面図
、 第８図は本出願人が先の出願において提案した自動車の
ルーフ構造の斜視図、 第４図は第８図に示す自動車のルーフ構造の断面図、 第５図は本発明の自動車のルーフ構造の断面図、第６図
はルーフ構造をもつ車両なタッチアップオープンに投入
処理する温度条件を示すタッチアップオープンの温度グ
ラフ、 第７図は従来のルーフ構造に用いられた硬質ポリウレタ
ン発泡体の熱膨張係数を示すグラフ、および 第８図は本発明のルーフ構造に用いた硬質ポリウレタン
発泡体の熱膨張係数を示すグラフである。 ■・・・ルーフ鋼板　２・・・粘着型割振材８・・・吸
音用ガラス繊維マット ４・・・リスティングワイヤ ５・・・ヘットライニングクロス ６・・・ダンボール状シート７・・・平板８・・・表皮
　９・・・接着剤層 １０・・・連続気泡率１０％以下の硬質樹脂発泡体層１
０’・・・連続気泡率２０％以上の硬質樹脂発泡体層１
１・・・ヘットライニングクロスの袋状支持部１２・・
・両面粘着テープ。 （１７） 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 ６．てぐり７エミ≧］　千ニルー７表面丁２：ルーフ哀
め ″ｒＩ：雇１１不表面 ｔ ・ｌコ し 壇　乃 嘴

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ルーフ外板の内面に連続気泡率が２０％・以上の硬
   質樹脂発泡体層を接着剤により接着接合して構成したこ
   とを特徴とする自動車のルーフ構造。 区　前記硬質樹脂発泡体層をポリウレタン発泡体層とし
   た特許請求の範囲第１項記載の自動車のルーフ構造。 ＆　前記硬質樹脂発泡体層を強化材で補強した連続気泡
   構造とした特許請求の範囲第１または２項記載の自動車
   のルーフ構造。 表　前記強化材をガラス繊維マットとした特許請求の範
   囲第８項記載の自動車のルーフ構造６