WO2018123560A1 - 外装パネルおよび外装パネルの製造方法 - Google Patents

外装パネルおよび外装パネルの製造方法 Download PDF

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WO2018123560A1
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metal plate
resin structure
exterior panel
top surface
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聡 白神
嘉明 中澤
清水　信孝
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新日鐵住金株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an exterior panel and a method for manufacturing the exterior panel.
  • an automotive panel disposed on the surface of a vehicle body is required to have a rigidity of panel (rigidity).
  • Tension rigidity is determined by the Young's modulus and thickness of the steel sheet to be applied.
  • the Young's modulus of the steel sheet is generally constant regardless of the strength. Therefore, if the thickness of the steel plate of the automotive panel is reduced for the purpose of weight reduction, the tension rigidity is lowered.
  • the tension rigidity of the automobile panel is lowered, it is easily recessed by applying a relatively small external force, and the appearance of the automobile is significantly impaired. For these reasons, there is a need for an automotive panel that is lightweight and has excellent tensile rigidity.
  • Patent Document 1 describes a plate material whose rigidity is improved by interposing a resin structure between two metal plates (hereinafter, this plate material may be referred to as a composite structure plate).
  • the resin structure constituting the composite structure plate of Patent Document 1 has a structure in which a plurality of hollow convex portions are formed from the surface of the base portion, and the first metal plate is heat-sealed to the back surface of the base portion. The second metal plate is heat-sealed to the top surface of the convex portion.
  • Patent Document 2 describes a composite structure plate having improved rigidity by sandwiching a resin structure between first and second metal plates and bonding them together with an adhesive.
  • Patent Document 2 In the composite structure plate of Patent Document 2, a cylindrical standing body is sandwiched between metal plates to form a sealed section, and the air pressure in the sealed space exceeds 1 atm.
  • Patent Documents 1 and 2 describe a composite structure plate that is lightweight and excellent in rigidity by sandwiching a resin structure between two metal plates. It is described that these composite structural plates can be used as automobile panels that are lightweight and have excellent rigidity.
  • Patent Document 3 describes a laminated structure panel in which the tension rigidity of the panel is improved by a resin-made rib that is integrally provided on the inner surface of the metal panel.
  • an automotive panel has a complicated shape from the viewpoint of design, so that a plate material is often formed into a desired shape.
  • a plate material is often formed into a desired shape.
  • an automotive panel that curves along a first direction and also curves along a second direction that intersects the first direction.
  • an automotive panel having a particularly complicated shape may have a saddle shape in which the bending direction along the first direction and the bending direction along the second direction are opposite to each other. . If it is going to apply the technique of patent documents 1 and 2 which was illustrated previously to such a panel for cars, the deformation at the time of fabrication will deform the shape of a resin structure, the metal plate and resin structure by peeling There are gaps between them, wrinkling and folding of the metal plate.
  • the automobile panel may be broken by molding.
  • the automotive panel cannot maintain the tension rigidity.
  • the rigidity of the composite structural plate itself is high, it is difficult to form it into a desired shape.
  • the uneven shape of the resin structure is transferred to the outer metal plate, and the appearance may be significantly impaired.
  • Patent Document 3 a resin rib is bonded to the inside of a metal panel to improve the tension rigidity.
  • the laminated structure of Patent Document 3 has only a slight improvement in the overall stiffness. That is, the laminated structure of Patent Document 3 has insufficient tension rigidity to be applied to a panel for an automobile outer plate.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an exterior panel having a complicated shape and excellent tensile rigidity. Moreover, even if it has a complicated shape, this invention makes it a subject to provide the manufacturing method of the exterior panel which can exhibit high tension rigidity, without impairing external appearance quality.
  • a first aspect of the present invention is a metal plate having a curved surface portion, a plurality of cylinders having the same length in the central axis direction, and a top surface that covers one end of each of the cylinders. And a base structure that connects the other ends of the cylindrical body, and the top surface is bonded to the curved surface portion of the metal plate and bonded to the base portion of the resin structure And a sheet member made of resin or paper, and the relationship between the tensile elastic modulus E (N / mm 2 ) and the thickness t (mm) of the sheet member satisfies the following formula (1): .
  • the top surface has a hexagonal shape when viewed from the central axis direction of the cylindrical body, and is spaced apart from each other by a certain distance. You may arrange
  • the sum of the areas of the plurality of top surfaces may be larger than the area of the base.
  • the curved surface portion includes a cross section along a first direction on a plate surface of the metal plate, and the first direction. And a cross section along a second direction perpendicular to the cross section may be a curved portion.
  • the central axis direction of the cylindrical body at the location where the resin structure of the metal plate and the sheet member are provided, The relative angle with the normal direction of the metal plate at the joining position of the cylindrical body may be within 5 °.
  • a hole may be formed in a portion of the sheet member that is not in contact with the base portion of the resin structure.
  • the exterior panel according to any one of [1] to [8] may be an automotive panel.
  • a second aspect of the present invention is the method for manufacturing an exterior panel according to any one of the above [1] to [9], in which a sheet member made of resin or paper has a central axis direction.
  • the resin structure including a plurality of cylinders having the same length, a top surface that covers one end of each of the cylinders, and a base that connects the other ends of the cylinders
  • a first laminating step in which the entire surface of the base is adhered and bonded, and a second bonding in which the entire surface of the top surface of the resin structure bonded with the sheet member is adhered to a metal plate having a curved surface.
  • a combining step is the method for manufacturing an exterior panel according to any one of the above [1] to [9], in which a sheet member made of resin or paper has a central axis direction.
  • the resin structure including a plurality of cylinders having the same length, a top surface that covers one end of each of the cylinders, and a base that connects the other
  • a third aspect of the present invention is the method for manufacturing an exterior panel according to any one of the above [1] to [9], in which a sheet member made of resin or paper has a central axis direction.
  • the resin structure including a plurality of cylinders having the same length, a top surface that covers one end of each of the cylinders, and a base that connects the other ends of the cylinders
  • a laminating step in which the metal plate is adhered and adhered.
  • an adhesive may be applied to the sheet member bonded to the metal plate.
  • a hole may be formed in a portion of the sheet member that is not in contact with the base portion of the resin structure.
  • the top surface of the plurality of cylinders of the resin structure is joined without a gap along the shape of the curved surface portion of the metal plate, and the sheet member is joined to the base of the resin structure without a gap.
  • the metal plate and the sheet member are separated by a length in the central axis direction of the cylinder, and the cylinder is disposed therebetween. Since the cylindrical body is restrained by joining the metal plate and the sheet member to both sides in the central axis direction, the cross-sectional shape is not easily deformed. As a result, the cylindrical body is not easily deformed or buckled in the central axis direction.
  • the tension rigidity of the exterior panel of the present invention can be improved. Furthermore, the present inventors have found that by using a sheet member having E ⁇ t 3 satisfying a predetermined range, it is possible to reliably improve the tension rigidity without impairing the appearance of the exterior panel. That is, the tension rigidity of the exterior panel can be increased by joining the sheet member in which the tensile elastic modulus and the plate thickness of the sheet member satisfy the relationship of the above formula (1) to the resin structure. Further, by configuring the sheet member with resin or paper, it is possible to reduce the weight of the exterior panel as compared with the case where a metal plate is used.
  • the basic exterior panel configuration and effects of the present invention are as described above.
  • the equivalent circle diameter means the diameter of the circumscribed circle on the top surface.
  • the exterior panel of this invention it is good also as a round shape at the point of the ease of making a cylinder.
  • the distance between the axes of the cylinders becomes equal, so that high tension rigidity can be exhibited in any direction.
  • the gaps between the cylinders may be linearly continuous. Therefore, the metal plate is not easily bent by the external pressing force, and high tension rigidity can be exhibited.
  • the bonding area between the metal plate and the resin structure can be increased.
  • the metal plate and the resin structure can be more firmly joined, and the tension rigidity of the exterior panel can be increased.
  • the bonding area between the sheet member and the resin structure is relatively small.
  • a suitable bonding method can be freely set. It can be selected, and the bonding strength can be further increased. For this reason, there is no inconvenience due to the relatively small bonding area between the sheet member and the resin structure.
  • the curved surface portion of the metal plate has a shape in which both a cross section along the first direction on the plate surface of the metal plate and a cross section along the second direction orthogonal to the first direction are curved. It can be suitably used as an exterior panel having a complicated shape.
  • the metal panel may have a flat surface portion in addition to the curved surface portion.
  • the relative angle between the central axis direction of the cylinder and the normal direction of the metal plate at the joining position of the cylinder is preferably within 5 °. This is because, when the relative angle is within 5 °, most of the cylinders are not deformed, so that the tension rigidity can be increased at the relevant part of the exterior panel.
  • the above is the exterior panel of the present invention and its effects.
  • the manufacturing method of the exterior panel of this invention is described.
  • the resin structure and the sheet member are first bonded together, and then the resin structure on which the sheet member is bonded is bonded to a metal panel having a curved surface portion.
  • a metal panel having a curved surface portion By applying in this order, there is no deformation as a composite structure, so that the composite structure can be produced without causing distortion of the resin structure, peeling of the metal plate and the resin structure, large wrinkles and bending of the sheet member. Panels can be manufactured.
  • the above is the basic method for manufacturing an exterior panel of the present invention and its effects.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of an automotive panel.
  • 2 is a partially exploded perspective view of the automotive panel shown in FIG.
  • FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the automobile panel shown in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example in which the automobile panel of the present invention is applied to a door panel of an automobile.
  • FIG. 5A is a perspective view illustrating a main part of the resin structure.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view showing the main part of the resin structure.
  • FIG. 6 is a plan view showing a main part of an example of the resin structure.
  • FIG. 7 is a plan view showing a main part of another example of the resin structure.
  • FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a first bonding step in the method for manufacturing an automotive panel.
  • FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a first bonding step in the method for manufacturing an automotive panel.
  • FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a second bonding step in the method for manufacturing an automotive panel.
  • FIG. 11 is a schematic diagram for explaining a second bonding step in the method for manufacturing an automotive panel.
  • FIG. 12 is a graph showing the relationship between the plate thickness of the sheet member and the tensile elastic modulus.
  • FIG. 13 is a graph showing a relationship between the ratio of the equivalent circle diameter of the top surface of the resin structure and the plate thickness of the sheet member, and the ratio of the height of the cylinder of the resin structure and the plate thickness of the sheet member.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of an automobile panel
  • FIG. 2 is a partially exploded perspective view of the automobile panel shown in FIG. 1
  • FIG. 3 is a partial sectional view of the automobile panel shown in FIG.
  • the automotive panel 1 shown in FIGS. 1 to 3 is used as an outer plate of a car body.
  • the automotive panel 1 is applied to a door panel, a front fender panel, a rear fender panel, a trunk panel, a roof panel, a hood panel, and the like. These members form the outer shape of the vehicle body, and have a shape in which curved portions and flat portions having various shapes are combined.
  • the automobile panel 1 shown in FIG. 1 shows a portion including a curved surface portion and a flat surface portion. That is, the automotive panel 1 shown in FIG. 1 has a flat surface portion 1a and a curved surface portion 1b adjacent to the flat surface portion 1a.
  • the curved surface portion 1b is a portion where both cross sections along the X direction and the Y direction in the drawing are bent.
  • the curved surface portion 1b shown in FIG. 1 has a shape in which the metal plate 2 bulges toward the metal plate 2 side, but the present invention is not limited thereto, and the shape in which the metal plate 2 is recessed toward the sheet member 4 side. May be.
  • the shape of the metal plate 2 may be, for example, a bowl shape in which the bending direction along the X direction and the bending direction along the Y direction are opposite to each other.
  • the automotive panel 1 includes a metal plate 2, a resin structure 3, and a sheet member 4.
  • the resin structure 3 is joined to the metal plate 2, and the resin structure 3 has a sheet member. 4 is joined.
  • the resin structure 3 is sandwiched between the metal plate 2 and the sheet member 4.
  • the resin structure 3 is provided with a plurality of cylinders 11 having the same height as will be described later, and is arranged so that the top surface 12 of the cylinder 11 faces the metal plate 2 side. Has been.
  • the metal plate 2 is a member that forms the outer surface of the vehicle panel 1 and constitutes the outer shape of the vehicle body when the vehicle panel 1 is attached to the vehicle body.
  • Examples of the metal plate 2 include a steel plate, an aluminum plate, and an aluminum alloy plate.
  • the metal plate 2 is formed into a shape having a curved surface portion 1b by forming a flat plate such as a steel plate by press forming or the like.
  • the curved surface portion 1b provided on the metal plate 2 is a portion where both of the cross sections along the X direction and the Y direction in FIG. 1 are bent.
  • the metal plate 2 may have a flat surface portion 1a in addition to the curved surface portion 1b.
  • the thickness of the metal plate 2 is not particularly limited, but when the metal plate 2 is a steel plate, the plate thickness of the steel plate of the conventional automobile panel is about 0.6 to 0.7 mm, while the viewpoint of weight reduction. To 0.5 mm or less is desirable. On the other hand, the plate thickness of the steel plate is preferably 0.1 mm or more from the viewpoint of securing the tension rigidity. When the metal plate 2 is an aluminum plate or an aluminum alloy plate, the thickness is preferably about 0.3 to 1.0 mm in view of the current situation.
  • the resin structure 3 has a plurality of cylinders having the same length in the direction of the central axis M when assuming a central axis M passing through the center of the cylindrical body 11 and extending along the height direction thereof. 11, a top surface 12 that closes one end 11 a of each cylinder 11, and a base 13 that connects the other ends 11 b of each cylinder 11. And as shown in FIG. 3, all the some top surfaces 12 are joined to the metal plate 2 without gap. Further, the sheet member 4 is joined to the base portion 13 without a gap.
  • the tubular cylinder 11 protrudes from the one surface 13 a side of the base portion 13, and the top surface 12 extends to the one end portion 11 a side of the protruding cylinder 11. Is arranged, and the cylindrical body 11 has a structure covered with a top surface 12.
  • a base 13 is connected to the other end 11 b of the cylinder 11. Since the base portion 13 is on the outer peripheral side of the cylindrical body 11 in order to connect the cylindrical bodies 11, the other end portion 11 b of the cylindrical body 11 is not blocked by the base portion 13 and has an opening 11 c. For this reason, as shown to FIG.
  • the internal space of the cylinder 11 can face from the other surface 13b side of the base 13.
  • FIG. 3 the opening 11 c of the cylindrical body 11 is closed when the sheet member 4 is joined to the resin structure 3.
  • the shape of the opening 11c viewed from the direction of the central axis M (hereinafter sometimes referred to as a planar shape) is substantially the same as or similar to the planar shape of the top surface 12. Further, the central axis M direction of the cylinder 11 substantially coincides with the normal direction of the base portion 13. For this reason, the projection position of the top surface 12 when the cylindrical body 11 of the resin structure 3 is viewed in plan substantially overlaps the opening 11c. This positional relationship is preferably maintained as it is even when the resin structure 3 is disposed between the metal plate 2 and the sheet member 4.
  • the automotive panel 1 of the present embodiment is not limited to the resin structure 3 and the sheet member 4 bonded to the entire surface of the metal plate 2, and for example, as shown in FIG. 4, an automotive door panel 51 (metal plate ), The resin structure 3 and the sheet member 4 may be bonded to each other.
  • the vicinity of the edge 51a, the character line 51b, and the reinforcing members 52a, 52b, and 52c of the door panel 51 has high tension rigidity. Therefore, the resin structure 3 and the sheet member 4 are pasted in other areas. Together, it constitutes an automotive panel.
  • the shape of the top surface 12 of the resin structure 3 in plan view is preferably circular from the viewpoint of ease of manufacture.
  • the top surface 12 is preferably arranged in a staggered manner.
  • the planar view external shape of the cylinder 11 of the resin structure 3 in FIG. 6 is the same circle as the top surface 12.
  • the distance between the axes of the cylinders is the same, so the anisotropy is small and high tension rigidity can be exhibited in any direction. .
  • FIG. 6 shows that the top surface 12 is arranged in a staggered arrangement, the distance between the axes of the cylinders is the same, so the anisotropy is small and high tension rigidity can be exhibited in any direction. .
  • the shape of the top surface 12 of the resin structure 3 in plan view may be a hexagon.
  • the top surfaces 12 are arranged in a dense shape with a certain distance from each other.
  • the planar view outline of the cylinder 11 of the resin structure shown in FIG. 7 is the same hexagon as the top surface 12.
  • the distance between the axes of the cylinders is equal, so the anisotropy is small and high tension rigidity can be exhibited in any direction. .
  • the metal plate 2 is unlikely to be bent by an external pressing force.
  • the material of the resin structure 3 is a synthetic resin.
  • the synthetic resin include a thermosetting resin (phenol resin, epoxy resin, polyurethane, etc.) and a thermoplastic resin (general-purpose plastic, engineering plastic, super engineering plastic).
  • general-purpose plastics include polyethylene, polypropylene, and polyurethane.
  • engineering plastic include polycarbonate, polyamide, and polyester.
  • super engineering plastics include PPS, PTFE, and PEEK.
  • the sheet member 4 is a sheet-like member made of resin or paper, and is a flexible member that is relatively easily elastically deformed. As shown in FIG. 3, the sheet member 4 is joined to the other surface 13 b of the base portion 13 of the resin structure 3 without a gap.
  • the thickness of the sheet member 4 is preferably 0.15 mm or more. If the thickness of the sheet member 4 is less than 0.15 mm, the cylindrical body 11 cannot be sufficiently restrained, and as a result, the stiffness becomes insufficient. Further, the thickness of the sheet member 4 is preferably 0.35 mm or less. If the thickness exceeds 0.35 mm, the sheet member 4 is difficult to be deformed, and there is a possibility that the resin structure 3 together with the sheet member 4 is difficult to be bonded to the metal plate 2 when an automobile panel is manufactured. Furthermore, the automobile panel 1 is easily exposed to heat because it is attached to the body of the automobile. Therefore, the sheet member 4 preferably has a heat resistant temperature of 80 ° C. or higher.
  • the material of the sheet member 4 include the synthetic resin exemplified as the material of the resin structure 3 and paper such as cardboard. Furthermore, in addition to reinforcement, a resin may be infiltrated into paper in order to prevent deterioration due to water immersion or the like.
  • the metal plate 2 and the resin structure 3, and the resin structure 3 and the sheet member 4 are respectively joined with an adhesive.
  • the kind of adhesive agent is not specifically limited.
  • the bonding method of each member is not limited to adhesion, and the resin structure 3 may be heat-sealed to the metal plate 2, or the resin structure 3 and the sheet member 4 may be heat-sealed to each other.
  • the metal plate 2 and the sheet member 4 are maintained at the length in the direction of the central axis M of the cylinder 11 by the resin structure 3. Further, the sheet member 4 is bonded to the base portion 13 of the resin structure 3, and the top surface 12 at one end portion 11 a of the cylinder body 11 is bonded to the metal plate 2 without a gap, whereby the cylinder body 11 is seated. It is restrained by the member 4 and the metal plate 2, and becomes difficult to be deformed when receiving a load from the outside. As a result, the tension of the automotive panel 1 of the present embodiment is increased.
  • the top surface 12 and the base portion 13 of the resin structure 3 are similarly formed on the metal plate 2 and the sheet member 4 in the curved surface portion 1b. Therefore, the tension rigidity of the metal plate 2 can be increased similarly to the flat portion 1a.
  • an axis passing through the top surface 12 and the center of the opening 11 c and extending along the height direction of the cylindrical body 11 is defined as a central axis M.
  • the relative angle between the direction of the central axis M and the normal direction H of the metal plate 2 at the joining position of the cylindrical body 11 is preferably within 5 °. That is, it is preferable that the central axis of the cylinder is not bent or inclined.
  • the 3 shows a state where the relative angle between the central axis M direction and the normal direction H is 0 °.
  • This is preferably the same for the curved surface portion 1b as well as the flat surface portion 1a.
  • the three-dimensional shape of the cylindrical body 11 is not deformed, and the tension rigidity is increased at the location where the resin structure 3 and the sheet member 4 of the automotive panel 1 are provided.
  • the tension rigidity of the portion where the resin structure 3 and the sheet member 4 are partially provided on the door panel 51 is increased.
  • transformation of the cylinder 11 means the state which the relative angle of the central axis M direction and the normal line direction H of the metal plate 2 has shifted
  • the cylindrical body 11 is buckled and the projected position of the top surface 12 when the top surface 12 of the resin structure 3 is viewed in plan is shifted from the position of the opening 11c, so that the tension rigidity can be improved. Disappear.
  • the relationship between the tensile elastic modulus E (N / mm 2 ) and the thickness t (mm) satisfies the following formula (1).
  • the tensile elasticity modulus in this embodiment is the inclination in the elastic region of the stress strain curve of the sheet member 4 obtained by implementing a uniaxial tensile test.
  • the tensile modulus (E) is an incremental value of the tensile stress with respect to the strain applied to the material within the elastic limit, and the larger this value, the smaller the elastic deformation with respect to the load.
  • E ⁇ t 3 obtained by multiplying the tensile elastic modulus (E) of the sheet member 4 by the cube of the plate thickness t is 4.0 or less, the restraining force of the sheet member 4 on the cylindrical body 11 becomes small, and the automobile panel 1 Tension rigidity is insufficient.
  • the automotive panel 1 of the present embodiment uses the sheet member 4 having E ⁇ t 3 of less than 200, the effect of improving the rigidity of the tension is higher than when a metal plate is used as a reinforcing material for the resin structure as in the prior art. Although it is small, considering the size of the tension required for the automotive panel 1, if Ext 3 satisfies 4.0 and less than 200, the effect of improving the rigidity of the automotive panel will be sufficient. Become.
  • the height h of the cylindrical body 11 When the height h of the cylindrical body 11 is less than or equal to the lower limit of the expression (2), the distance between the metal plate 2 and the sheet member 4 is small. Is lacking. Furthermore, the rigidity of the cylindrical body 11 is increased, and the resin structure 3 cannot be joined to the metal plate 2 having the curved surface portion 1b without a gap. Moreover, if the height h of the cylinder 11 becomes more than the upper limit of (2) type, the cylinder 11 will be easy to buckle and the rigidity of the panel 1 for motor vehicles will run short.
  • the equivalent circle diameter r of the top surface 12 is less than or equal to the lower limit of the expression (3), the adhesion between the top surface 12 and the metal plate 2 becomes small, and the tension rigidity of the automotive panel 1 is insufficient. Furthermore, the rigidity of the top surface 12 is increased, and the resin structure 3 cannot be joined to the metal plate 2 having the curved surface portion 1b without a gap. If the equivalent circle diameter r of the top surface 12 is greater than or equal to the upper limit of the expression (3), the rigidity of the top surface 12 of the cylindrical body 11 is insufficient, and the tension rigidity of the automotive panel 1 is insufficient.
  • the total area of the plurality of top surfaces 12 of the resin structure 3 is larger than the area of the base portion 13.
  • the bonding area between the sheet member 4 and the resin structure 3 is relatively small. Since 4 and the resin structure 3 are bonded together at the time of manufacture of the panel 1 for motor vehicles, a suitable joining method can be selected freely and joining strength can be raised more. For this reason, there is no inconvenience due to a relatively small bonding area between the sheet member 4 and the resin structure 3.
  • the manufacturing method of this embodiment consists of a 1st bonding process and a 2nd bonding process.
  • each process is demonstrated with reference to drawings.
  • the resin structure 3 is bonded to the sheet member 4.
  • the sheet member 4 is spread on a flat table 21.
  • an adhesive is applied to the other surface 13 b of the base portion 13 of the resin structure 3.
  • the resin structure 3 is bonded onto the sheet member 4.
  • the substrates are bonded together, they are completely brought into close contact so that no gap is formed between the base 13 and the sheet member 4.
  • the other end portion 11 b of the cylindrical body 11 is closed by the sheet member 4.
  • the method for bonding the resin structure 3 and the sheet member 4 is not particularly limited, and for example, a method of sandwiching and sequentially joining between two rolls, or a method of pressing with a mold may be used. Moreover, although the example using an adhesive agent was demonstrated in this description, you may join the resin structure 3 and the sheet
  • the resin structure 3 bonded with the sheet member 4 is bonded to the metal plate 2 having the curved surface portion 1b.
  • a metal plate 2 that has been previously formed into a predetermined shape by press working or the like is used.
  • an adhesive is applied to the top surface 12 of the resin structure 3, and the shape of the metal plate 2 is formed as shown in FIG.
  • the resin structure 3 and the sheet member 4 are deformed according to the above.
  • the resin structure 3 is bonded to the metal plate 2 together with the sheet member 4.
  • the resin structure 3 and the sheet member 4 are bonded together, whereby the other end portions 11b of the plurality of cylinders 11 of the resin structure 3 are restrained by the sheet member 4. At this time, the top surface 12, the base portion 13, and the sheet member 4 of the cylindrical body 11 remain flexible. For this reason, in the second bonding step, the resin structure 3 and the sheet member 4 can be deformed without difficulty according to the shape of the metal plate 2. For this reason, the resin structure 3 can be joined to the metal plate 2 together with the sheet member 4 without a gap.
  • the order of bonding is important. Contrary to the present embodiment, when the metal plate 2 and the resin structure 3 are bonded together first and then the sheet member 4 is bonded to the resin structure 3, the sheet member 4 is attached to the curved surface portion 1b. The sheet structure 4 is bonded to the resin structure 3 while being deformed so as to be fitted together, so that large wrinkles are likely to occur in the sheet member 4, and it becomes difficult to join the sheet member 4 in close contact with the resin structure 3. As a result, an unjoined portion remains between the sheet member 4 and the resin structure 3, and it becomes difficult to improve the tension rigidity of the automotive panel 1. Therefore, in order to join the sheet member 4 to the resin structure 3 without a gap, it is necessary to perform bonding in the order described above.
  • a suitable joining method can be freely selected, and the joining strength between the sheet member 4 and the resin structure 3 can be further increased. Therefore, even if the bonding area between the sheet member 4 and the resin structure 3 is relatively smaller than the bonding area between the metal plate 2 and the resin structure 3, no problem occurs.
  • the curved surface portion 1b of the metal plate 2 is either convex or concave on the metal plate 2 side. become.
  • the curved surface portion is concave, it is necessary to narrow the distance between the top surfaces 12 to each other.
  • the automotive panel 1 of the present embodiment has a gap due to the base 13 between the cylinders 11, so that the base 13 and the sheet member 4 are deformed to change the height direction of the cylinders 11. Can be directed in different directions. Thereby, all of the top surfaces 12 of the plurality of cylinders 11 can be joined to the curved surface portion 1b of the metal plate 2 without a gap.
  • an adhesive may be applied to the sheet member 4 bonded to the metal plate. In this case, the wrinkles of the sheet member 4 can be fixed. That is, wrinkles are hardened with an adhesive, and wrinkles are prevented from opening.
  • the automotive panel 1 obtained by appropriately constructing the metal plate 2, the resin structure 3, and the sheet member 4 includes the metal at the center axis M direction of the cylinder 11 and the joining position of the cylinder 11.
  • the relative angle with the normal direction H of the plate 2 is within 5 °.
  • the top surface 12 of the resin structure 3 is.
  • the interval between the cylindrical body 11 and the cylindrical body 11 may be appropriately adjusted according to the shape of the curved surface portion 1b of the metal plate 2.
  • a resin structure is sandwiched between two metal plates.
  • a curved surface portion is provided by bending such a conventional panel material, one of the metal plates is curved. The shape of the portion cannot be followed, and the resin structure and the metal plate are separated from each other, creating a gap, and the tension rigidity may be partially reduced.
  • the cylindrical body or convex portion provided in the resin structure is buckled at the bent portion, and the central axis direction of the cylindrical body or convex portion and the normal direction of the metal plate at the joining position of the cylindrical body or convex portion.
  • the relative angle may exceed 5 °.
  • one of the two plates sandwiching the resin structure 3 is a sheet member 4 that satisfies the above formula (1). Even if the curved surface portion 1b is provided in whole or in part, the bonding surfaces of the resin structure 3 and the sheet member 4 can be bonded together without generating a gap, and the sheet member 4 is greatly wrinkled or broken. There is nothing. Furthermore, the relative angle between the central axis direction of the cylinder 11 and the normal direction H of the metal plate 2 can be within 5 ° at the location where the resin structure 3 and the sheet member 4 of the automotive panel 1 are provided. Accordingly, the tension rigidity of the entire automobile panel 1 can be reliably increased.
  • the top surface 12 of the plurality of cylinders 11 of the resin structure 3 is joined without a gap along the shape of the curved surface portion 1b of the metal plate 2, and a sheet member 4 is joined to the base 13 of the resin structure 3 without a gap.
  • the metal plate 2 and the sheet member 4 are separated by the length of the cylindrical body 11 in the central axis direction, and the cylindrical body 11 is disposed therebetween.
  • the cylindrical body 11 is restrained by the metal plate 2 and the sheet member 4 and hardly deforms, and the cross-sectional shape becomes difficult to deform. As a result, the cylindrical body 11 is less likely to be deformed or buckled in the central axis direction.
  • the tension rigidity of the automotive panel 1 is improved. Further, by joining the sheet member 4 in which the tensile elastic modulus and the plate thickness of the sheet member 4 satisfy the relationship of the above formula (1), the appearance quality of the automotive panel 1 having a complicated shape is not impaired. It is possible to improve the rigidity of the tension. Further, by configuring the sheet member 4 with resin or paper, the weight of the automobile panel 1 can be reduced as compared with the case where the sheet member 4 is configured with a metal plate.
  • the shape of the top surface 12 of the cylindrical body 11 viewed from the direction of the central axis M is circular, and is arranged in a staggered manner. Are equal, the anisotropy is small, and high tensile rigidity can be exhibited in any direction.
  • the shape of the top surface of the cylinder 11 viewed from the direction of the central axis M is a hexagon, and the top surface is densely arranged. The distance between the axes of the body 11 becomes equal, and high tension rigidity can be exhibited in any direction. Furthermore, since the gap between the cylinders 11 does not continue linearly, the metal plate 2 can be prevented from bending due to an external pressing force, and high tension rigidity can be exhibited.
  • the bonding area between the metal plate 2 and the resin structure 3 can be increased, and the metal plate 2 and the resin structure 3 can be increased. Can be bonded more firmly, and the rigidity of the panel for automobiles can be increased.
  • the bonding area between the sheet member 4 and the resin structure 3 is relatively small.
  • the sheet member 4 and the resin structure 3 are preferably bonded together when the automobile panel 1 is manufactured. A suitable joining method can be freely selected, and the joining strength can be further increased. For this reason, there is no inconvenience due to the relatively small bonding area between the sheet member 4 and the resin structure 3.
  • the relative angle between the central axis M direction of the cylinder 11 and the normal direction H of the metal plate 2 at the joining position of the cylinder 11 is 5 When the angle is within the range, most of the cylinders 11 are not deformed, so that the tension rigidity can be increased at the corresponding portion of the automotive panel 1.
  • the cylindrical body 11 when the cylindrical body 11 becomes a sealed space, the cylindrical body 11 expands or contracts due to a change in atmospheric pressure or air temperature, so that there is a possibility that an adhesive portion adjacent to the sealed space is damaged. In order to avoid this, it is desirable that a small hole is formed in a portion of the sheet member 4 that is not in contact with the base portion 13 of the resin structure 3.
  • the hole may be a size that allows air to enter and exit. On the other hand, if the size of the hole is large, the strength of the sheet member 4 is hindered.
  • holes may be made in the sheet member 4 in advance, holes may be made after the resin structure 3 and the sheet member 4 are joined, or the metal plate 2 and the resin structure 3 are bonded.
  • the sheet member 4 may be made of a breathable material instead of making a hole. Thereby, it can be applied not only to automobiles but also to airplanes.
  • the resin structure 3 and the sheet member 4 are first bonded together, and then the resin structure 3 on which the sheet member 4 is bonded is attached to the metal plate 2. to paste together.
  • the sheet member 4 can be joined to the resin structure 3 without causing large wrinkles or breakage.
  • the cylindrical body 11 is restrained by the metal plate 2 and the sheet member 4 being joined to both sides in the height direction, and is difficult to be deformed. Thereby, the automotive panel 1 excellent in tension rigidity can be manufactured.
  • the sheet member 4 is brought into close contact with the base portion 13 of the resin structure 3, and then a plurality of tops in the resin structure 3 are placed.
  • the entire surface 12 can be brought into close contact with the metal plate 2.
  • seat member 4 can be joined and the panel 1 for motor vehicles excellent by tension rigidity can be manufactured.
  • the base portion 13 of the resin structure 3 is bonded to the sheet member 4.
  • the base 13 can be bonded to the sheet member 4 without a gap.
  • a sheet member made of resin or paper has a plurality of cylinders having the same length in the central axis direction, and one of each of the cylinders
  • the top surface of the composite structure in which the entire top surface of the resin structure including the top surface that covers the end portion and the base portion that connects the other end portions of the cylinders is closely bonded A step of disposing the metal plate opposite to a metal plate having a curved surface portion; and a bonding step of bonding the composite structure to the metal plate so that the entire top surface is in close contact with the metal plate.
  • the edge of the panel originally has high tension rigidity, it is preferable from the viewpoint of weight reduction that the composite structure is bonded to a portion separated from the edge of the panel by 50 mm or more inward.
  • Example 1 A sheet having a thickness t of 0.1 to 0.8 mm and a tensile elastic modulus E of 200 to 4000 MPa is added to the resin structure having the above-described structure in which the diameter of the cylinder and the top surface is 5 mm and the height of the cylinder is 5 mm.
  • the member was affixed via an adhesive.
  • a steel plate having a tensile strength of 270 MPa and a thickness of 0.4 mm is prepared as a metal plate, and the steel plate is press-formed and formed into a shape having a curved surface portion whose cross-sectional shape is an arc shape when viewed along the uniaxial direction. did.
  • FIG. 12 shows formulas (1-1) and (1-2) which are relational expressions between the tensile modulus E of the sheet member and the plate thickness t.
  • the tension stiffness was evaluated as follows.
  • the indentation amount of the test piece was evaluated when an indenter whose tip shape was a sphere having a radius of curvature of 25 mm was pressed against the bulging side surface of each sheet member with a force of 100 N.
  • a steel plate having a tensile strength of 270 MPa and a thickness of 0.7 mm is prepared as a metal plate, and the steel plate is formed into a shape similar to that of each sheet member. The amount of depression when the was pressed was measured.
  • the dent amount of the steel sheet after forming is set as a reference value, a sheet member that shows a dent amount equal to or less than the reference value is accepted (Good), and a sheet member that shows a dent amount exceeding the reference value is rejected ( NG (No Good).
  • Good a sheet member that shows a dent amount equal to or less than the reference value
  • NG No Good.
  • the above-described evaluation method is a method that can accurately evaluate the superiority or inferiority of the tension of the automotive panel that is curved in the first direction and the second direction orthogonal to the first direction.
  • a thickness t of 0.2 mm is added to the resin structure having the above structure in which the diameter of the cylinder and the top surface is 1.6 to 10.8 mm and the height of the cylinder is 1.6 to 10.8 mm.
  • a sheet member having a tensile elastic modulus E of 1000 MPa was attached via an adhesive.
  • a steel plate having a tensile strength of 270 MPa and a thickness of 0.4 mm was prepared as a metal plate, and this steel plate was press-molded into a shape having a curved portion as shown in FIG. And the resin structure was bonded together with the sheet member to the steel plate after press molding via the adhesive agent, and the panel for motor vehicles was manufactured.
  • FIG. 13 shows the relationship between the equivalent circle diameter of the top surface of the cylinder of the resin structure and the thickness of the sheet member, and the ratio of the height of the cylinder of the resin structure and the thickness of the sheet member. .
  • desired performance was obtained when the above equations (2) and (3) were satisfied.
  • the height h of the cylinder is 5 t or less, the distance between the metal plate and the sheet member is reduced, the secondary moment of the section of the automobile panel is reduced, and the tension rigidity of the automobile panel is insufficient.
  • the height h of the cylindrical body was 50 t or more, the cylindrical body was easily buckled, and the tension rigidity of the automobile panel was insufficient.
  • the ratio (h / r) between the height h of the cylinder and the equivalent circle diameter r is 0.2 or less, the secondary moment of the section of the automobile panel is insufficient, or the metal plate and the sheet member are restrained. The wall surface of the cylinder became rough, and the tension of the automobile panel was insufficient. Further, when the ratio (h / r) was 5 or more, the cylindrical body was easily buckled, and the tension rigidity of the automotive panel 1 was insufficient.

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Abstract

この外装パネルは、曲面部を有する金属板と、中心軸方向の長さが同じである複数の筒体、前記筒体のそれぞれの一方の端部を蓋する頂面、および前記筒体のそれぞれの他方の端部同士をつなぐ基部を備え、前記頂面が前記金属板の曲面部に密着して接合された樹脂構造体と、前記樹脂構造体の前記基部に接合された樹脂または紙からなるシート部材と、を備え、前記シート部材の引張弾性率Ｅ（Ｎ／ｍｍ２）と厚みｔ（ｍｍ）との関係が下記（１）式を満たす。　４．０（Ｎ・ｍｍ）＜Ｅ×ｔ３＜２００（Ｎ・ｍｍ）　…　（１）式

Description

外装パネルおよび外装パネルの製造方法
　本発明は、外装パネルおよび外装パネルの製造方法に関する。
　本願は、２０１６年１２月２７日に、日本に出願された特願２０１６－２５２３５１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　燃費改善のために自動車の軽量化が求められている。自動車の骨格部材は衝突安全性が要求されるため、適用される鋼板を高強度化しつつ鋼板の板厚を低減することで、鋼の使用量を減らすことが試みられている。一方で、自動車の車体表面に配置される自動車用パネルは、張り剛性（panel rigidity）が求められる。張り剛性は、適用される鋼板のヤング率と板厚で決まる。鋼板のヤング率は強度に依らず概ね一定である。従って、軽量化を目的として、自動車用パネルの鋼板の板厚を減少させると、張り剛性が低下する。自動車用パネルの張り剛性が低下すると、比較的小さな外力を加えることによって簡単に凹んでしまい、自動車の外観を著しく損なう。このようなことから、軽量かつ張り剛性に優れた自動車用パネルが求められている。
　特許文献１には、２枚の金属板の間に樹脂構造体を介在させることで、剛性を向上させた板材が記載されている（以下、この板材を複合構造板という場合がある）。特許文献１の複合構造板を構成する樹脂構造体は、基部の表面から中空状の凸部が複数形成された構造を有しており、基部の裏面に第１の金属板が熱融着され、凸部の頂面には第２の金属板が熱融着されている。
　また、特許文献２には、第１、第２の金属板の間に樹脂構造体を挟んで接着剤で貼り合わせることで、剛性を向上させた複合構造板が記載されている。特許文献２の複合構造板では、筒状の立状体が各金属板に挟まれて密閉区間を形成しており、密閉空間の空気圧が１気圧を超えている。
　このように、特許文献１、２では、２枚の金属板の間に樹脂構造体を挟むことで、軽量かつ剛性に優れた複合構造板が記載されている。これら複合構造板は軽量かつ張り剛性に優れた自動車用パネルとして使用できると記載されている。
　また、特許文献３には、金属製のパネルの自動車内部側表面に一体化して設けられた樹脂製のリブによって、パネルの張り剛性を向上させた、積層構造パネルが記載されている。
　しかし、自動車用パネルは、意匠性の観点から複雑な形状を有するため、板材を所望の形状に成形する場合が多い。たとえば、第１の方向に沿って湾曲し、さらに、第１の方向と交差する第２の方向に沿っても湾曲する自動車用パネルがある。また、特に複雑な形状を有する自動車用パネルは、第１の方向に沿った湾曲方向と、第２の方向に沿った湾曲方向とが、互いに逆方向とされた鞍型形状を有する場合もある。このような自動車用パネルに対して先に例示した特許文献１、２に記載の技術を適用しようとすると、成形時の変形によって、樹脂構造体の形状のゆがみ、剥離による金属板と樹脂構造体間の隙間、金属板のしわおよび折れが発生する。換言すると、成形により自動車用パネルが壊れてしまう虞がある。その結果、自動車用パネルは張り剛性を維持できなくなる。また、複合構造板自体の剛性が高くなっているため、所望の形状に成形することが難しい。また、成形の結果、外側の金属板に樹脂構造体の凹凸形状が転写され、外観を著しく損なうおそれがある。
　特許文献３の積層構造体は、金属製のパネルの内側に、樹脂製のリブを貼り合わせて張り剛性を向上させている。しかし、リブの裏当てになる金属板が接合されず、リブが補強されていないので、特許文献３の積層構造体は全体として張り剛性がわずかに向上するにすぎない。つまり、特許文献３の積層構造体は、自動車外板用のパネルに適用するには張り剛性が足りない。また、リブを、パネルの複雑な形状に沿うように加工することは難しく、寸法精度が低い場合、パネルに大きなしわやゆがみが生じ、外観を著しく損なうおそれがある。
　上述の問題点は、自動車の外装パネルに限らず、航空機などの外装パネルにおいても同様に存在する。
日本国特開２０１５－１８９１４６号公報 日本国特許第５８０８６３７号公報 日本国特許第５３５０９１８号公報
　本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、複雑な形状を有し、かつ、張り剛性に優れた外装パネルを提供することを課題とする。また、本発明は、複雑な形状を有する場合でも、外観品質を損なうことなく高い張り剛性を発揮させることが可能な外装パネルの製造方法を提供することを課題とする。
　上記課題を解決するための本発明の要旨は、以下の通りである。
［１］本発明の第一の態様は、曲面部を有する金属板と、中心軸方向の長さが同じである複数の筒体、前記筒体のそれぞれの一方の端部を蓋する頂面、および前記筒体のそれぞれの他方の端部同士をつなぐ基部を備え、前記頂面が前記金属板の曲面部に密着して接合された樹脂構造体と、前記樹脂構造体の前記基部に接合された樹脂または紙からなるシート部材と、を備え、前記シート部材の引張弾性率Ｅ（Ｎ／ｍｍ２）と厚みｔ（ｍｍ）との関係が下記（１）式を満たす、外装パネルである。
　４．０（Ｎ・ｍｍ）＜Ｅ×ｔ３＜２００（Ｎ・ｍｍ）　…　（１）式
［２］上記［１］に記載の外装パネルでは、前記筒体の中心軸方向の長さｈ（ｍｍ）、前記頂面の円相当径ｒ（ｍｍ）、および前記シート部材の厚みｔ（ｍｍ）との関係が、下記（２）式～（４）式を満たしてもよい。
　５ｔ＜ｈ＜５０ｔ　…　（２）式
　５ｔ＜ｒ＜５０ｔ　…　（３）式
　０．２＜ｈ／ｒ＜５　…　（４）式
［３］上記［１］又は［２］に記載の外装パネルでは、前記頂面は、前記筒体の前記中心軸方向から見た形状が円形であり、かつ千鳥配置されていてもよい。
［４］上記［１］又は［２］に記載の外装パネルでは、前記頂面は、前記筒体の前記中心軸方向から見た形状が六角形であり、かつ相互に一定の間隔をあけた稠密状に配置されていてもよい。
［５］上記［１］～［４］のいずれか一項に記載の外装パネルでは、前記複数の頂面の面積の総和は、前記基部の面積よりも大きくてもよい。
［６］上記［１］～［５］のいずれか一項に記載の外装パネルでは、前記曲面部は、前記金属板の板面上の第１の方向に沿う断面と、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿う断面との両方が湾曲した部分であってもよい。
［７］上記［１］～［６］のいずれか一項に記載の外装パネルでは、前記金属板の樹脂構造体とシート部材を設けた箇所において、前記筒体の前記中心軸方向と、この前記筒体の接合位置における前記金属板の法線方向との相対角度が、５°以内であってもよい。
［８］上記［１］～［７］のいずれか一項に記載の外装パネルでは、前記シート部材における前記樹脂構造体の前記基部に接触していない箇所に孔が形成されていてもよい。
［９］上記［１］～［８］のいずれか一項に記載の外装パネルは、自動車用パネルであってもよい。
［１０］本発明の第二の態様は、上記［１］～［９］のいずれか一項に記載の外装パネルの製造方法であって、樹脂または紙からなるシート部材に、中心軸方向の長さが同じである複数の筒体、前記筒体のそれぞれの一方の端部を蓋する頂面、および前記筒体のそれぞれの他方の端部同士をつなぐ基部を備えた樹脂構造体の前記基部の全面を密着させて貼り合わせる第一貼合せ工程と、曲面部を有する金属板に、前記シート部材を貼り合わせた前記樹脂構造体の前記頂面の全面を密着させて貼り合わせる第二貼合せ工程と、を備える。
［１１］上記［１０］に記載の外装パネルの製造方法では、前記第一貼合せ工程において、平面上に前記シート部材を敷いてから、前記シート部材に前記樹脂構造体の基部を貼り合わせてもよい。
［１２］上記［１０］又は［１１］に記載の外装パネルの製造方法では、前記金属板に貼り合わされた前記シート部材に接着剤を塗ってもよい。
［１３］上記［１０］～［１２］のいずれか一項に記載の外装パネルの製造方法では、前記シート部材における前記樹脂構造体の前記基部に接触していない箇所に孔を形成してもよい。
［１４］本発明の第三の態様は、上記［１］～［９］のいずれか一項に記載の外装パネルの製造方法であって、樹脂または紙からなるシート部材に、中心軸方向の長さが同じである複数の筒体、前記筒体のそれぞれの一方の端部を蓋する頂面、および前記筒体のそれぞれの他方の端部同士をつなぐ基部を備えた樹脂構造体の前記基部の全面が密着して貼り合わせられた複合構造体の前記頂面を曲面部を有する金属板に対向して配置する工程と、前記複合構造体を、前記金属板に、前記頂面の全面が前記金属板に密着して貼り合わせる貼合せ工程と、を備える。
［１５］上記［１４］に記載の外装パネルの製造方法では、前記金属板に貼り合わされた前記シート部材に接着剤を塗ってもよい。
［１６］上記［１４］又は［１５］に記載の外装パネルの製造方法では、前記シート部材における前記樹脂構造体の前記基部に接触していない箇所に孔を形成してもよい。
　本発明の外装パネルにおいて、樹脂構造体の複数ある筒体の頂面は金属板の曲面部の形状に沿って隙間なく接合され、また、シート部材は樹脂構造体の基部に隙間なく接合される。金属板とシート部材とは筒体の中心軸方向の長さで離間し、この間に筒体が配置される。筒体は、その中心軸方向両側に金属板とシート部材とが接合されることで拘束されるため、断面形状が変形しにくくなる。その結果、筒体は中心軸方向の変形や座屈が生じにくくなる。さらに、複数の筒体の相対位置が金属板とシート部材によって拘束されることで、筒体の中心軸を傾ける方向の変形もしにくくなる。このような構造を有することにより、本発明の外装パネルの張り剛性を向上できる。
　更に、本発明者らは、Ｅ×ｔ３が所定の範囲を満足するシート部材を用いることにより、外装パネルの外観を損なうことなく、確実に張り剛性を向上できることを見出している。すなわち、シート部材の引張弾性率と板厚とが上記（１）式の関係を満足するシート部材を樹脂構造体に接合することで、外装パネルの張り剛性を高めることができる。
　更に、シート部材を樹脂または紙で構成することで、金属板を用いた場合に比べて外装パネルの軽量化を図ることができる。
　以上が、本発明の基本的な外装パネル構成と効果である。
　以下、本発明の外装パネルの変形例と効果について述べる。
　樹脂構造体の中心軸方向の長さ（ｈ）、頂面の円相当径（ｒ）、およびシート部材の厚み（ｔ）の関係が（２）式～（４）式を満たすようにした場合、より張り剛性に優れた外装パネルとすることができる。尚、円相当径とは頂面の外接円の直径を意味する。
　また、本発明の外装パネルにおいては、筒体を作りやすさの点で円形としても良い。筒体が千鳥配置（staggered arrangement）されている場合、各筒体の軸間の距離が等しくなるので、いずれの方向においても高い張り剛性を発揮することができる。
　また、本発明の外装パネルにおいては、筒体の頂面を六角形とし、かつ、稠密状に配置（densely packed arrangement）した場合、各筒体の間にある隙間が直線的に連続することがないため、外部からの押圧力によって金属板が折れ曲がりにくくなり、高い張り剛性を発揮することができる。
　また、複数の頂面の面積の総和を基部の面積よりも大きくした場合、金属板と樹脂構造体との接合面積を増やすことができる。その結果、金属板と樹脂構造体とをより強固に接合でき、外装パネルの張り剛性を高めることができる。一方で、シート部材と樹脂構造体との接合面積が相対的に小さくなるが、シート部材と樹脂構造体は、外装パネルの製造の際に最初に接合されるので、好適な接合方法を自由に選択することができ、接合強度をより高めることができる。このようなことから、シート部材と樹脂構造体との接合面積が相対的に小さくなることによる不具合は生じない。
　また、金属板の曲面部を、金属板の板面上の第１の方向に沿う断面と、第１の方向と直交する第２の方向に沿う断面との両方が湾曲された形状とした場合、複雑な形状を有する外装パネルとして好適に用いることができる。
　なお、金属パネルには、曲面部のほかに、平面部があってもよい。
　また、金属板の樹脂構造体とシート部材を設けた箇所において、筒体の中心軸方向と、この筒体の接合位置における金属板の法線方向との相対角は５°以内が望ましい。なぜなら相対角が５°以内の場合、ほとんどの筒体が変形しない状態になるため、外装パネルの当該箇所において張り剛性を高めることができる。
　以上が、本発明の外装パネルとその効果である。
　次に、本発明の外装パネルの製造方法について述べる。本発明の製造方法では、先に、樹脂構造体とシート部材とを貼り合わせ、次いで、シート部材が貼られた樹脂構造体を曲面部を有する金属パネルに貼り合わせる。このような順序で施工することで、複合構造体としての変形が無いため、樹脂構造体のゆがみ、金属板と樹脂構造体の剥離、シート部材の大きなしわおよび折れを生じさせることなく、複合構造パネルを製造することができる。
　以上が、本発明の基本的な外装パネルの製造方法とその効果である。
　また、本発明の外装パネルの製造方法では、平面上、例えば平坦な台上にシート部材を敷いてから、樹脂構造体の基部をシート部材に貼り合わせた場合、樹脂構造体の基部をシート部材に隙間なく貼り合わせることができる。その結果、基部とシート部材の接合強度を高めることができる。
　また、シート部材として紙等のしわや破れが発生しやすい素材を用いる場合、金属板に貼り合わされたシート部材に接着剤を塗ってもよい。これにより、シート部材の補強やしわを固着させることが可能となる。
図１は、自動車用パネルの一例を示す斜視図である。 図２は、図１に示す自動車用パネルの部分分解斜視図である。 図３は、図１に示す自動車用パネルの部分断面図である。 図４は、自動車のドアパネルに本発明の自動車用パネルを適用した例を示す模式図である。 図５Ａは、樹脂構造体の要部を示す斜視図である。 図５Ｂは、樹脂構造体の要部を示す断面図である。 図６は、樹脂構造体の一例の要部を示す平面図である。 図７は、樹脂構造体の別の例の要部を示す平面図である。 図８は、自動車用パネルの製造方法における第一貼り合わせ工程を説明する模式図である。 図９は、自動車用パネルの製造方法における第一貼り合わせ工程を説明する模式図である。 図１０は、自動車用パネルの製造方法における第二貼り合わせ工程を説明する模式図である。 図１１は、自動車用パネルの製造方法における第二貼り合わせ工程を説明する模式図である。 図１２は、シート部材の板厚と引張弾性率との関係を示すグラフである。 図１３は、樹脂構造体の頂面の円相当径およびシート部材の板厚の比と、樹脂構造体の筒体の高さおよびシート部材の板厚の比との関係を示すグラフである。
　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の説明では、外装パネルとして自動車用パネルを用いる場合を例示する。図１は自動車用パネルの一例を示す斜視図であり、図２は図１に示す自動車用パネルの部分分解斜視図であり、図３は図１に示す自動車用パネルの部分断面図である。
　図１～図３に示す自動車用パネル１は、自動車の車体の外板として用いられるものである。例えば、自動車用パネル１は、ドアパネル、フロントフェンダパネル、リアフェンダパネル、トランクパネル、ルーフパネル、フードパネル等に適用される。これらの部材は、車体の外形を形作るものであって、様々な形状の曲面部や平面部が組合わされた形状を有している。図１に示す自動車用パネル１は、曲面部および平面部を含む部分を抜き出して示したものである。すなわち、図１に示す自動車用パネル１は、平面部１ａと、平面部１ａに隣接する曲面部１ｂとを有している。曲面部１ｂは、図中Ｘ方向およびＹ方向に沿う断面の両方が、曲げられた部分である。図１に示す曲面部１ｂは、金属板２が金属板２側に凸状に膨らむ形状とされているが、本発明はこれに限らず、金属板２がシート部材４側に凹んだ形状とされていてもよい。また、金属板２の形状は、例えばＸ方向に沿った湾曲方向と、Ｙ方向に沿った湾曲方向とが、互いに逆方向とされた鞍型形状であってもよい。
　図１に示すように、自動車用パネル１は、金属板２と、樹脂構造体３と、シート部材４とからなり、金属板２に樹脂構造体３が接合され、樹脂構造体３にシート部材４が接合された構造となっている。言い換えると、金属板２とシート部材４との間に、樹脂構造体３が挟まれた構造となっている。また、図２に示すように、樹脂構造体３には後述するように同じ高さの筒体１１が複数備えられており、筒体１１の頂面１２が金属板２側に向くように配置されている。
　金属板２は、自動車用パネル１の車体外側面をなす部材であり、自動車用パネル１が自動車の車体に取り付けられた際には車体の外形を構成するものとなる。金属板２は、鋼板、アルミニウム板、アルミニウム合金板などが例示される。金属板２は、鋼板等の平板をプレス成形等によって成形加工することにより、曲面部１ｂを有する形状に成形されたものである。金属板２に設けられた曲面部１ｂは、上述したように、図１においては図中Ｘ方向およびＹ方向に沿う断面の両方が曲げられた部分である。金属板２には曲面部１ｂの他に平面部１ａがあってもよい。
　金属板２の厚みに特に制限はないが、金属板２が鋼板の場合は、従来自動車用パネルの鋼板の板厚が０．６～０．７ｍｍ程度であるのに対して、軽量化の観点から０．５ｍｍ以下が望ましい。一方で、張り剛性確保の観点から鋼板の板厚は０．１ｍｍ以上が好ましい。また、金属板２がアルミニウム板またはアルミニウム合金板の場合は、同様に現状を鑑み、０．３～１．０ｍｍ程度が好ましい。
　樹脂構造体３は、図３に示すように、筒体１１の中心を貫いてその高さ方向に沿う中心軸Ｍを想定したとき、中心軸Ｍ方向の長さが同じである複数の筒体１１と、筒体１１のそれぞれの一方の端部１１ａを蓋するように塞ぐ頂面１２と、筒体１１のそれぞれの他方の端部１１ｂ同士をつなぐ基部１３とを備えている。そして、図３に示すように、全ての複数の頂面１２が金属板２に隙間なく接合されている。また、基部１３には、シート部材４が隙間なく接合されている。
　樹脂構造体３では、図５Ａおよび図５Ｂに示すように、基部１３の一面１３ａ側から筒状の筒体１１が突出しており、突出した筒体１１の一方の端部１１ａ側に頂面１２が配置され、筒体１１が頂面１２によって蓋をされた構造になっている。また、筒体１１の他方の端部１１ｂには基部１３が接続されている。基部１３は、筒体１１同士を連結するために筒体１１の外周側にあるため、筒体１１の他方の端部１１ｂは基部１３によって塞がれず、開口部１１ｃを有している。このため、図５Ｂに示すように、シート部材４が接合されていない状態の樹脂構造体３では、基部１３の他面１３ｂ側から、筒体１１の内部空間が臨めるようになっている。筒体１１の開口部１１ｃは、図３に示すように、シート部材４が樹脂構造体３に接合することによって塞がれる。
　また、開口部１１ｃを中心軸Ｍ方向から見た形状（以下、平面形状という場合がある）は、頂面１２の平面形状とほぼ同一または相似形である。更に、筒体１１の中心軸Ｍ方向は、基部１３の法線方向にほぼ一致している。このため、樹脂構造体３の筒体１１を平面視したときの頂面１２の投影位置は、開口部１１ｃにほぼ重なる。この位置関係は、樹脂構造体３が金属板２とシート部材４との間に配置された場合でもそのまま維持されることが好ましい。
　なお、本実施形態の自動車用パネル１は、樹脂構造体３及びシート部材４を金属板２の全面に貼り合わせたものに限らず、例えば図４に示すように、自動車のドアパネル５１（金属板）の一部に、樹脂構造体３及びシート部材４が貼り合わされせた態様であってもよい。図４に示す例では、ドアパネル５１の縁部５１ａ、キャラクター線５１ｂおよび補強材５２ａ、５２ｂ、５２ｃの近傍は張り剛性が高いため、これら以外の領域に、樹脂構造体３及びシート部材４を貼り合わせて自動車用パネルを構成している。
　次に、図６に示すように、樹脂構造体３の頂面１２の平面視形状（中心軸Ｍ方向から見た形状）は製造しやすさの観点から円形であることが望ましい。また、頂面１２は、千鳥配置されることが好ましい。なお、図６における樹脂構造体３の筒体１１の平面視外形状は、頂面１２と同じ円形になっている。
　図６に示すように、頂面１２を千鳥配置に配置した場合、各筒体の軸間の距離が等しいので、異方性が小さく、いずれの方向においても高い張り剛性を発揮することができる。
　別の例として、図７に示すように、樹脂構造体３の頂面１２の平面視形状（中心軸Ｍ方向から見た形状）は六角形であってもよい。この場合の頂面１２は、相互に一定の間隔をあけた稠密状に配置されることが好ましい。なお、図７に示す樹脂構造体の筒体１１の平面視外形は、頂面１２と同じ六角形になっている。
　図７に示すように、頂面１２を稠密状に配置した場合、各筒体の軸間の距離が等しいので、異方性が小さく、いずれの方向においても高い張り剛性を発揮することができる。更に、筒体１１同士の間の隙間が直線的に連続することがないため、外部からの押圧力によって金属板２が折れ曲がりにくくなる。
　樹脂構造体３の材質は、合成樹脂である。合成樹脂として、熱硬化性樹脂（フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタンなど）、熱可塑性樹脂（汎用プラスチック、エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチック）が例示できる。汎用プラスチックとして、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタンなどが例示できる。エンジニアリングプラスチックとして、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステルなどが例示できる。スーパーエンジニアリングプラスチックとして、PPS、PTFE、PEEKなどが例示できる。
　シート部材４は、樹脂または紙からなるシート状の部材であり、比較的弾性変形しやすい可撓性を有する部材である。シート部材４は、図３に示すように、樹脂構造体３の基部１３の他面１３ｂに隙間なく接合している。
　シート部材４の厚みは０．１５ｍｍ以上がよい。シート部材４の厚みが０．１５ｍｍ未満では、筒体１１を十分に拘束できず、結果として、張り剛不足となるので好ましくない。また、シート部材４の厚みは０．３５ｍｍ以下がよい。厚みが０．３５ｍｍ超ではシート部材４が変形しにくくなり、自動車用パネルを製造する際に、シート部材４とともに樹脂構造体３を金属板２に貼り合わせにくくなるおそれがある。更に、自動車用パネル１は自動車の車体に取り付けられることから熱に曝されやすい。従ってシート部材４は８０℃以上の耐熱温度を有することが好ましい。
　シート部材４の材質の具体的としては、例えば、樹脂構造体３の素材として例示した合成樹脂、および、ボール紙等の紙などが例示できる。さらに、補強とともに、浸水等による劣化防止のために、紙に樹脂を浸透させても良い。
　金属板２および樹脂構造体３と、樹脂構造体３およびシート部材４はそれぞれ、接着剤で接合されることが好ましい。なお、接着剤の種類は特に限定されない。
　また、各部材の接合方法は接着に限らず、樹脂構造体３を金属板２に熱融着させてもよく、樹脂構造体３およびシート部材４を相互に熱融着させてもよい。
　図３に示すように、樹脂構造体３によって、金属板２とシート部材４とが筒体１１の中心軸Ｍ方向の長さに維持される。また、樹脂構造体３の基部１３にシート部材４が接合され、筒体１１の一方の端部１１ａにある頂面１２が、金属板２に隙間なく接合されることによって、筒体１１がシート部材４と金属板２に拘束され、外部から荷重を受けた際に変形しにくくなる。この結果、本実施形態の自動車用パネル１は張り剛性が高められる。なお、図３には、自動車用パネル１の平面部１ａの断面を示しているが、曲面部１ｂにおいても同様に、樹脂構造体３の頂面１２および基部１３が金属板２およびシート部材４に隙間なく接合しているため、平面部１ａと同様に金属板２の張り剛性が高められる。
　また、図３に示すように、樹脂構造体３が金属板２とシート部材４との間に配置された状態で、樹脂構造体３の筒体１１を平面視したときの頂面１２の投影位置が、開口部１１ｃの位置にほぼ重なるようになることが好ましい。図３に示すように、頂面１２および開口部１１ｃの中心を貫いて筒体１１の高さ方向に沿う軸を中心軸Ｍと定義する。中心軸Ｍ方向と、その筒体１１の接合位置における金属板２の法線方向Ｈとの相対角度が、５°以内になっていることが好ましい。すなわち、筒体の中心軸が曲がったり、傾いていたりしないことが好ましい。図３では、中心軸Ｍ方向と法線方向Ｈの相対角が０°の状態を示している。これは、平面部１ａのみならず、曲面部１ｂにおいても同様であることが好ましい。この場合、曲面部１ｂにおいても筒体１１の立体形状が変形することなく、自動車用パネル１の樹脂構造体３とシート部材４を設けた箇所において張り剛性が高められる。
　例えば図４の例ではドアパネル５１に部分的に樹脂構造体３及びシート部材４を設けた箇所の張り剛性が高められる。なお、筒体１１の変形とは、中心軸Ｍ方向と、金属板２の法線方向Ｈとの相対角度が、５°を超えてずれている状態をいう。この場合、筒体１１が座屈変形して、樹脂構造体３の頂面１２を平面視したときの頂面１２の投影位置が、開口部１１ｃの位置からずれてしまい、張り剛性が向上できなくなる。
　次に、本発明の数値限定理由について説明する。
　本実施形態に係る自動車用パネル１のシート部材４は、その引張弾性率Ｅ（Ｎ／ｍｍ２）と厚みｔ（ｍｍ）との関係が下記（１）式を満たしている。なお、本実施形態における引張弾性率は、単軸引張試験を実施して得られるシート部材４の応力ひずみ曲線の弾性域における傾きである。
　４．０（Ｎ・ｍｍ）＜Ｅ×ｔ３＜２００（Ｎ・ｍｍ）　…　（１）式
　本発明者らは、Ｅ×ｔ３が所定の範囲を満足するシート部材４を用いることにより、複雑な形状を有した自動車用パネル１の外観品質を損なうことなく、確実に張り剛性を向上できることを見出している。引張弾性率（Ｅ）は、弾性限度内において材料に与えたひずみに対する引張応力の増分値であり、この値が大きいほど荷重に対する弾性変形が小さくなる。シート部材４の引張弾性率（Ｅ）に板厚ｔの３乗を乗じたＥ×ｔ３が４．０以下では、筒体１１に対するシート部材４の拘束力が小さくなり、自動車用パネル１の張り剛性が不足する。一方、Ｅ×ｔ３が２００以上では、シート部材４自体の剛性が高すぎるため、変形しにくくなり、曲面部１ｂを有する金属板２に対してシート部材４を樹脂構造体３とともに隙間なく貼り合わせることが困難になる。なお、従来のようにシート部材４に代えて金属板を用いた場合には、金属板の引張弾性率（Ｅ）が非常に大きいため、Ｅ×ｔ３が２００を大幅に超えて張り剛性が著しく向上するが、このような高い引張弾性率を有する金属板は、樹脂構造体３を介して曲面部１ｂを有する金属板２に隙間なく密着させることが困難であり、結局、張り剛性の向上が望めないものとなる。本実施形態の自動車用パネル１は、Ｅ×ｔ３が２００未満のシート部材４を用いるため、従来のように金属板を樹脂構造体の補強材として用いた場合に比べて張り剛性向上効果は小さいが、自動車用パネル１に求められる張り剛性の大きさを考慮すると、Ｅ×ｔ３が４．０超２００未満を満たせば、自動車用パネルの用途での張り剛性向上効果は十分なものになる。
　次に、本実施形態の自動車用パネル１の樹脂構造体３およびシート部材４においては、筒体１１の高さｈ（ｍｍ）、頂面１２の円相当径ｒ（ｍｍ）、およびシート部材４の厚みｔ（ｍｍ）との関係が、下記（２）式～（４）式を満たすことが望ましい。
　５ｔ＜ｈ＜５０ｔ　…　（２）式
　５ｔ＜ｒ＜５０ｔ　…　（３）式
　０．２＜ｈ／ｒ＜５　…　（４）式
　筒体１１の高さｈが（２）式の下限以下では、金属板２とシート部材４の距離が小さいため、自動車用パネル１の断面２次モーメントが小さくなり、自動車用パネル１の張り剛性が不足する。さらに、筒体１１の剛性が高くなり、曲面部１ｂを有する金属板２に樹脂構造体３を隙間なく接合することができなくなる。また、筒体１１の高さｈが（２）式の上限以上になると、筒体１１が座屈しやすくなり、自動車用パネル１の張り剛性が不足する。
　更に、頂面１２の円相当径ｒが（３）式の下限以下では、頂面１２と金属板２の密着力が小さくなり、自動車用パネル１の張り剛性が不足する。さらに、頂面１２の剛性が高くなり、曲面部１ｂを有する金属板２に樹脂構造体３を隙間なく接合できなくなる。頂面１２の円相当径ｒが（３）式の上限以上では、筒体１１の頂面１２の剛性が不足して、自動車用パネル１の張り剛性が不足する。
　更に、筒体１１の高さｈと円相当径ｒとの比（ｈ／ｒ）が（４）式の下限以下では、自動車用パネルの断面２次モーメントが不足し、もしくは、金属板２とシート部材４を拘束する筒体１１の壁面が粗となり、自動車用パネル１の張り剛性が不足する。一方で、（４）式の上限以上では筒体１１が座屈しやすくなり、自動車用パネル１の張り剛性が不足する。
　また、樹脂構造体３の複数の頂面１２の面積の総和は、基部１３の面積よりも大きいことが好ましい。複数の頂面１２の面積の総和を基部１３の面積より大きくすることで、金属板２と樹脂構造体３との接合面積を増やすことができ、金属板２と樹脂構造体３とをより強固に接合できる。結果として、より一層の張り剛性向上効果が得られる。
　このように、樹脂構造体３の複数の頂面１２の面積の総和が基部１３の面積よりも大きい場合、シート部材４と樹脂構造体３との接合面積は相対的に小さくなるが、シート部材４と樹脂構造体３は、自動車用パネル１の製造の際に最初に貼り合わされるので、好適な接合方法を自由に選択することができ、接合強度をより高めることができる。このようなことから、シート部材４と樹脂構造体３との接合面積が相対的に小さくなることによる不具合は生じない。
　次に、本実施形態の自動車用パネルの製造方法について説明する。本実施形態の製造方法は、第一貼り合わせ工程と、第二貼り合わせ工程からなる。以下、図面を参照して各工程を説明する。
（第一貼り合わせ工程）
　第一貼り合わせ工程では、樹脂構造体３をシート部材４に貼り合わせる。まず、図８に示すように、シート部材４を平坦な台２１の上に広げる。次に、樹脂構造体３の基部１３の他面１３ｂに接着剤を塗布する。そして、図９に示すように、シート部材４の上に樹脂構造体３を貼り合わせる。貼り合わせる際には、基部１３とシート部材４との間に隙間が生じないように完全に密着させる。樹脂構造体３の基部１３をシート部材４に接合することによって、筒体１１の他方の端部１１ｂがシート部材４によって塞がれる。なお、樹脂構造体３とシート部材４を貼り合わせる方法は特に制限はなく、例えば、２本のロールによって挟み逐次的に接合する方法や、金型によって加圧する方法を用いてもよい。また、この説明では接着剤を用いる例を説明したが、本発明では接着剤に限らず、樹脂構造体３とシート部材４を熱融着で接合してもよい。
（第二貼り合わせ工程）
　第二貼り合わせ工程では、シート部材４を貼り合わせた樹脂構造体３を、曲面部１ｂを有する金属板２に貼り合わせる。金属板２は、プレス加工等により予め所定の形状に成形したものを用いる。シート部材４を貼り合わせた樹脂構造体３を金属板２に貼り合わせる際には、樹脂構造体３の頂面１２には接着剤を塗布し、図１０に示すように、金属板２の形状に合わせて樹脂構造体３およびシート部材４を変形させる。次に、図１１に示すように、シート部材４とともに樹脂構造体３を金属板２に貼り合わせる。貼り合わせる際には、全ての頂面１２と金属板２との間に隙間が生じないように完全に密着させる。これにより、頂面１２と金属板とは面で接触して接合されるため、接合が剥離することを抑制することが可能となる。なお、本工程においては、必ずしも、樹脂構造体３を変形させた後に金属板２に接合する必要はなく、金属板２の形状に合わせて樹脂構造体３を変形させながら金属板２に貼り合わせてもよい。また、この説明では接着剤を用いる例を説明したが、本発明では接着剤に限らず、樹脂構造体３の頂面１２と金属板２とを熱融着で接合してもよい。第二張り合わせ工程の結果、シート部材４に小さなしわが発生することもあるが、大きなしわがパネルを横切らない限り特に問題にならない。
　第一貼り合わせ工程において、樹脂構造体３およびシート部材４を貼り合わせることで、樹脂構造体３の複数の筒体１１の他方の端部１１ｂがシート部材４によって拘束される。このとき、筒体１１の頂面１２、基部１３およびシート部材４は可撓性を有しているままである。このため、第二貼り合わせ工程において、樹脂構造体３およびシート部材４を、金属板２の形状に合わせて無理なく変形させることが可能となる。このため、シート部材４とともに樹脂構造体３を金属板２に隙間なく接合できる。
　本実施形態の製造方法では、貼り合わせの順序が重要である。仮に、本実施形態とは逆に、先に金属板２と樹脂構造体３とを貼り合わせてから、シート部材４を樹脂構造体３に貼り合わせようとすると、シート部材４を曲面部１ｂに合わせるように変形させながら樹脂構造体３に貼り合わせることになり、シート部材４に大きなしわが発生しやすく、シート部材４を樹脂構造体３に密着した状態で接合することが困難になる。その結果、シート部材４と樹脂構造体３との間に未接合部が残り、自動車用パネル１の張り剛性を向上させることが困難になる。従って、シート部材４を樹脂構造体３に隙間なく接合するためには、上述した順序で貼り合わせを行う必要がある。
　また、最初にシート部材４と樹脂構造体３とを接合することで、好適な接合方法を自由に選択することができ、シート部材４と樹脂構造体３の接合強度をより高めることができる。よって、金属板２と樹脂構造体３との接合面積に比べてシート部材４と樹脂構造体３との接合面積が相対的に小さくなったとしても、不具合は生じない。
　また、自動車の車体は、車体外側に膨らむ形状や、車体内側に窪む形状を有していることから、金属板２の曲面部１ｂは、金属板２側に凸面状または凹面状のいずれかになる。
　このような曲面部１ｂに対して樹脂構造体３の複数の頂面１２の全部を隙間なく密着させるためには、曲面部１ｂが凸面の場合には頂面１２同士の間隔を相互に広げる必要があり、曲面部が凹面の場合には頂面１２同士の間隔を相互に狭める必要がある。言い換えると、樹脂構造体３を金属板２の曲面部に沿わせて接合するためには、各筒体１１の高さ方向を相互に異なる方向に向ける必要がある。このような要求に対して本実施形態の自動車用パネル１は、各筒体１１の間に基部１３による隙間を有するので、基部１３およびシート部材４を変形させて各筒体１１の高さ方向を相互に異なる方向に向けることができる。これにより、複数の筒体１１の頂面１２の全部を金属板２の曲面部１ｂに隙間なく接合可能になる。
　尚、金属板に貼り合わされたシート部材４に対し、接着剤を塗布してもよい。この場合、シート部材４のしわを固着することができる。すなわち、しわが接着剤で固められ、しわが開くことが抑制される。
　上述のように、金属板２，樹脂構造体３およびシート部材４を適切に施工することによって得られる自動車用パネル１は、筒体１１の中心軸Ｍ方向と、筒体１１の接合位置における金属板２の法線方向Ｈとの相対角度が、５°以内になる。これにより、平面部１ａのみならず曲面部１ｂにおいても筒体１１の立体形状が変形することなく、自動車用パネル１の樹脂構造体とシート部材を設けた箇所において張り剛性が高められる。
　なお、樹脂構造体３を金属板２の曲面部１ｂに接合する際には、上述のように、頂面１２および筒体１１の間隔が狭まる場合があるので、樹脂構造体３の頂面１２および筒体１１の間隔は、金属板２の曲面部１ｂの形状に合わせて適宜調整するとよい。
　従来のパネル材には、２枚の金属板で樹脂構造体を挟むものがあるが、このような従来のパネル材を曲げ加工することにより曲面部を設けようとすると、金属板の一方が曲面部の形状に追従できず、樹脂構造体と金属板との間が剥離して隙間が生じ、部分的に張り剛性が低下するおそれがある。また、曲げた箇所において樹脂構造体に設けた筒体若しくは凸部が座屈して、筒体若しくは凸部の中心軸方向と、筒体若しくは凸部の接合位置における金属板の法線方向との相対角度が、５°超になるおそれがある。これに対して本実施形態の自動車用パネル１は、樹脂構造体３を挟む２枚の板のうちの一方を、上記（１）式を満足するシート部材４とするので、自動車用パネル１の全部または一部に曲面部１ｂを設けたとしても、樹脂構造体３およびシート部材４の接合面に隙間を生じさせずに貼り合わせることができ、また、シート部材４に大きなしわや折れが生じることもない。更には自動車用パネル１の樹脂構造体３とシート部材４を設けた箇所において筒体１１の中心軸方向と金属板２の法線方向Ｈとの相対角度を５°以内にできる。従って、自動車用パネル１全体の張り剛性を確実に高められる。
　以上説明したように、本実施形態の自動車用パネル１において、樹脂構造体３の複数ある筒体１１の頂面１２は金属板２の曲面部１ｂの形状に沿って隙間なく接合され、シート部材４は樹脂構造体３の基部１３に隙間なく接合される。その結果、金属板２とシート部材４とが筒体１１の中心軸方向の長さの分離間し、この間に筒体１１が配置される。筒体１１は、金属板２とシート部材４とによって拘束されて変形しにくくなり、断面形状が変形しにくくなる。その結果、筒体１１は中心軸方向の変形や座屈が生じにくくなる。さらに、複数の筒体１１の相対位置が金属板２とシート部材４によって拘束されることで、筒体１１の中心軸を傾ける方向の変形もしにくくなる。このような構造を有することにより、自動車用パネル１の張り剛性が向上する。
　更に、シート部材４の引張弾性率と板厚とが上記（１）式の関係を満足するシート部材４を接合することで、複雑な形状を有した自動車用パネル１の外観品質を損なうことなく、確実に張り剛性を向上できる。
　更に、シート部材４を樹脂または紙で構成することで、シート部材４を金属製の板で構成した場合に比べて自動車用パネル１の軽量化を図ることができる。
　また、樹脂構造体３の筒体１１の中心軸方向の長さ（ｈ）、頂面１２の円相当径（ｒ）、およびシート部材４の厚み（ｔ）の関係が（２）式～（４）式を満たすようにすることで、張り剛性に優れた自動車用パネルとすることができる。
　また、本実施形態の自動車用パネル１においては、筒体１１の頂面１２を中心軸Ｍ方向から見た形状が円形であり、かつ、千鳥配置されているので、各筒体１１の軸間の距離が等しくなり、異方性が小さく、いずれの方向においても高い張り剛性を発揮することができる。
　また、本実施形態の自動車用パネル１においては、筒体１１の頂面を中心軸Ｍ方向から見た形状が六角形であり、かつ、頂面が稠密状に配置されているので、各筒体１１の軸間の距離が等しくなり、いずれの方向においても高い張り剛性を発揮することができる。更に、筒体１１同士の間の隙間が直線的に連続することがないため、外部からの押圧力による金属板２の折れ曲がりを防止でき、高い張り剛性を発揮できる。
　また、複数の頂面１２の面積の総和が基部１３の面積よりも大きくされているので、金属板２と樹脂構造体３との接合面積を増やすことができ、金属板２と樹脂構造体３とをより強固に接合でき、自動車用パネルの張り剛性を高めることができる。一方で、シート部材４と樹脂構造体３との接合面積が相対的に小さくなるが、シート部材４と樹脂構造体３は、自動車用パネル１の製造の際に最初に接合されるので、好適な接合方法を自由に選択することができ、接合強度をより高めることができる。このようなことから、シート部材４と樹脂構造体３との接合面積は相対的に小さくなることによる不具合は生じない。
　また、金属板２の樹脂構造体とシート部材を設けた箇所において、筒体１１の中心軸Ｍ方向と、この筒体１１の接合位置における金属板２の法線方向Ｈとの相対角が５°以内とした場合、ほとんどの筒体１１が変形しない状態になるため、自動車用パネル１の当該箇所において張り剛性を高めることができる。
　尚、筒体１１が密閉空間になると気圧や気温の変化により筒体１１が膨張あるいは収縮するため、密閉空間に隣接する接着部が損傷する虞がある。これを避けるため、シート部材４における、樹脂構造体３の基部１３に接触していない箇所に小さな孔が形成されていることが望ましい。
　孔は、空気が出入りできるサイズであればよい。一方、孔のサイズが大きいとシート部材４の強度に支障をきたす。孔のあけ方は、あらかじめシート部材４に孔をあけていてもよいし、樹脂構造体３とシート部材４を接合した後に孔をあけてもよいし、金属板２と樹脂構造体３とを接合した後で孔をあけてもよい。金属板２と樹脂構造体３とを接合した後にシート部材４に接着剤を塗る場合は、接着剤により孔が塞がれないように、接着剤を塗ったあとに孔をあけることが望ましい。
　尚、孔をあける代わりにシート部材４を通気性のある材質にしてもよい。これにより、自動車のみならず、航空機にも適用できる。
　次に、本実施形態の自動車用パネル１の製造方法では、先に、樹脂構造体３とシート部材４とを貼り合わせ、次いで、シート部材４が貼られた樹脂構造体３を金属板２に貼り合わせる。このような順序で曲面部１ｂを有する金属板２に樹脂構造体３とシート部材４とを接合することで、シート部材４に大きなしわや折れを生じさせることなく樹脂構造体３に接合させることができ、また、筒体１１はその高さ方向両側に金属板２とシート部材４とが接合されることで拘束されて変形しにくくなる。これにより、張り剛性に優れた自動車用パネル１を製造できる。
　また、上記した順序で金属板２、樹脂構造体３およびシート部材４を接合することで、シート部材４を樹脂構造体３の基部１３に密着させてから、樹脂構造体３にある複数の頂面１２の全部を金属板２に密着させることができる。これにより、金属板２の曲面部１ｂにおいて、金属板２と頂面１２との間、基部１３とシート部材４との間にそれぞれ隙間を生じさせることがなく、金属板２、樹脂構造体３およびシート部材４を接合させることができ、張り剛性により優れた自動車用パネル１を製造できる。
　また、本発明の自動車用パネル１の製造方法では、平坦な台２１上にシート部材４を敷いてから、樹脂構造体３の基部１３をシート部材４に貼り合わせることで、樹脂構造体３の基部１３をシート部材４に隙間なく貼り合わせることができる。
　さらに、本発明の別の態様に係る自動車用パネルの製造方法は、樹脂または紙からなるシート部材に、中心軸方向の長さが同じである複数の筒体、前記筒体のそれぞれの一方の端部を蓋する頂面、および前記筒体のそれぞれの他方の端部同士をつなぐ基部を備えた樹脂構造体の前記基部の全面が密着して貼り合わせられた複合構造体の前記頂面を曲面部を有する金属板に対向して配置する工程と、前記複合構造体を、前記金属板に、前記頂面の全面が前記金属板に密着して貼り合わせる貼合せ工程と、を備える。
　この製造方法によっても、上述の製造方法と同様の効果が得られる。
　尚、パネルの縁はもともと張剛性が高いため、複合構造体はパネルの縁から内方に向けて５０ｍｍ以上離れた部位に貼り合わせることが軽量化の観点から好ましい。
（実験例１）
　次に、本発明の実施例について説明する。
　筒体および頂面の直径を５ｍｍ、筒体の高さを５ｍｍとした上述の構造の樹脂構造体に、厚さｔが０．１～０．８ｍｍ、引張弾性率Ｅが２００～４０００ＭＰａのシート部材を、接着剤を介して貼り付けた。更に、金属板として引張強度２７０ＭＰａ、厚み０．４ｍｍの鋼板を用意し、この鋼板をプレス成形して、一軸方向に沿って見たときに断面形状が円弧状となる曲面部を有する形状に成形した。そして、シート部材とともに樹脂構造体をプレス成形後の鋼板の膨出側の面とは反対側の面に接着剤を介して貼り合わせて、自動車用パネルを製造した。得られた自動車用パネルについて張り剛性を評価した。結果を図１２に示す。図１２には、シート部材の引張弾性率Ｅと板厚ｔとの関係式である（１－１）式および（１－２）式を示している。
　Ｅ＝４．０／ｔ３　…　（１－１）式
　Ｅ＝２００／ｔ３　…　（１－２）式
　張り剛性の評価は次のようにして行った。各シート部材の膨出側の面に、先端形状が曲率半径２５ｍｍの球状である圧子を１００Ｎの力で押しつけたときの、試験片の凹み量を評価した。
　また、金属板として引張強度２７０ＭＰａ、厚み０．７ｍｍの鋼板を用意し、この鋼板を各シート部材と同様な形状に成形し、各シート部材の場合と同様に、成形後の鋼板に対して圧子を押し当てたときの凹み量を測定した。この成形後の鋼板の凹み量を基準値とし、基準値と同等かそれ以下の凹み量を示したシート部材を合格（Good）とし、基準値を超える凹み量を示したシート部材を不合格（NG（No Good）とした。
　不合格になったシート部材については、圧子を押し当てた部分の樹脂構造体の変形状況を調べた。
　なお、上述の評価方法は、第１の方向と、第１の方向に直交する第２の方向とにそれぞれ湾曲されてなる自動車用パネルの張り剛性の優劣を精度よく評価可能な方法である。
　図１２に示すように、４．０（Ｎ・ｍｍ）＜Ｅ×ｔ３＜２００（Ｎ・ｍｍ）を満たす範囲で、自動車用パネルとして十分な張り剛性を示していることがわかる。一方、Ｅ×ｔ３が２００（Ｎ・ｍｍ）以上になると、シート部材が硬くなり、曲面部を有する金属板に対してシート部材とともに樹脂構造体を隙間なく接合させることが困難であった。また、Ｅ×ｔ３が４．０（Ｎ・ｍｍ）以下になると、シート部材による筒体の拘束力が不足し、自動車用パネルの張り剛性が不足した。
（実験例２）
　次に、筒体および頂面の直径を１．６～１０．８ｍｍ、筒体の高さを１．６～１０．８ｍｍとした上述の構造の樹脂構造体に、厚さｔが０．２ｍｍ、引張弾性率Ｅが１０００ＭＰａのシート部材を、接着剤を介して貼り付けた。更に、金属板として引張強度２７０ＭＰａ、厚み０．４ｍｍの鋼板を用意し、この鋼板をプレス成形して図１に示すような曲面部を有する形状に成形した。そして、シート部材とともに樹脂構造体をプレス成形後の鋼板に接着剤を介して貼り合わせて、自動車用パネルを製造した。得られた自動車用パネルについて実験例１と同様にして張り剛性を評価した。結果を図１３に示す。図１３には、樹脂構造体の筒体の頂面の円相当径およびシート部材の板厚の比と、樹脂構造体の筒体の高さおよびシート部材の板厚の比との関係を示す。
　図１３に示すように、上記（２）式、（３）式を満たす場合に、所望の性能が得られた。
一方で、筒体の高さｈが５ｔ以下になると、金属板とシート部材の距離が小さくなり、自動車用パネルの断面２次モーメントが小さくなり、自動車用パネルの張り剛性が不足した。また、筒体の高さｈが５０ｔ以上になると、筒体が座屈しやすくなり、自動車用パネルの張り剛性が不足した。
　また、筒体の円相当径ｒが５ｔ以下では、頂面と金属板の密着力が小さくなり、自動車用パネル１の張り剛性が不足した。また、筒体の円相当径ｒが５０ｔ以上では、頂面の剛性が不足して、自動車用パネルの張り剛性が不足した。
　更に、筒体の高さｈと円相当径ｒとの比（ｈ／ｒ）が０．２以下では、自動車用パネルの断面２次モーメントが不足し、もしくは、金属板とシート部材を拘束する筒体の壁面が粗となり、自動車用パネルの張り剛性が不足した。また、比（ｈ／ｒ）が５以上では、筒体が座屈しやすくなり、自動車用パネル１の張り剛性が不足した。
　本発明によれば、複雑な形状を有し、かつ、張り剛性に優れた外装パネルを提供することができる。
１　　自動車用パネル
１ｂ　　曲面部
２　　金属板
３　　樹脂構造体
４　　シート部材
１１　　筒体
１２　　頂面
１３　　基部
Ｈ　　法線方向
Ｍ　　中心軸

Claims (16)

  1. 　曲面部を有する金属板と、
    　中心軸方向の長さが同じである複数の筒体、前記筒体のそれぞれの一方の端部を蓋する頂面、および前記筒体のそれぞれの他方の端部同士をつなぐ基部を備え、前記頂面が前記金属板の曲面部に密着して接合された樹脂構造体と、
    　前記樹脂構造体の前記基部に接合された樹脂または紙からなるシート部材と、を備え、
    　前記シート部材の引張弾性率Ｅ（Ｎ／ｍｍ２）と厚みｔ（ｍｍ）との関係が下記（１）式を満たす、外装パネル。
    　４．０（Ｎ・ｍｍ）＜Ｅ×ｔ３＜２００（Ｎ・ｍｍ）　…　（１）式
  2. 　前記筒体の中心軸方向の長さｈ（ｍｍ）、前記頂面の円相当径ｒ（ｍｍ）、および前記シート部材の厚みｔ（ｍｍ）との関係が、下記（２）式～（４）式を満たす、請求項１に記載の外装パネル。
    　５ｔ＜ｈ＜５０ｔ　…　（２）式
    　５ｔ＜ｒ＜５０ｔ　…　（３）式
    　０．２＜ｈ／ｒ＜５　…　（４）式
  3. 　前記頂面は、前記筒体の前記中心軸方向から見た形状が円形であり、かつ千鳥配置されている請求項１または請求項２に記載の外装パネル。
  4. 　前記頂面は、前記筒体の前記中心軸方向から見た形状が六角形であり、かつ相互に一定の間隔をあけた稠密状に配置されている請求項１または請求項２に記載の外装パネル。
  5. 　前記複数の頂面の面積の総和は、前記基部の面積よりも大きい請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の外装パネル。
  6. 　前記曲面部は、前記金属板の板面上の第１の方向に沿う断面と、前記第１の方向と直交する第２の方向に沿う断面との両方が湾曲した部分である請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の外装パネル。
  7. 　前記金属板の樹脂構造体とシート部材を設けた箇所において、前記筒体の前記中心軸方向と、この前記筒体の接合位置における前記金属板の法線方向との相対角度が、５°以内である請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の外装パネル。
  8. 　前記シート部材における前記樹脂構造体の前記基部に接触していない箇所に孔が形成されている請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の外装パネル。
  9. 　外装パネルが自動車用パネルである請求項１～８の何れか一項に記載の外装パネル。
  10. 　樹脂または紙からなるシート部材に、中心軸方向の長さが同じである複数の筒体、前記筒体のそれぞれの一方の端部を蓋する頂面、および前記筒体のそれぞれの他方の端部同士をつなぐ基部を備えた樹脂構造体の前記基部の全面を密着させて貼り合わせる第一貼合せ工程と、
    　曲面部を有する金属板に、前記シート部材を貼り合わせた前記樹脂構造体の前記頂面の全面を密着させて貼り合わせる第二貼合せ工程と、を備える請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の外装パネルの製造方法。
  11. 　前記第一貼合せ工程において、平面上に前記シート部材を敷いてから、前記シート部材に前記樹脂構造体の基部を貼り合わせる請求項１０に記載の外装パネルの製造方法。
  12. 　前記金属板に貼り合わされた前記シート部材に接着剤を塗る請求項１０又は１１に記載の外装パネルの製造方法。
  13. 　前記シート部材における前記樹脂構造体の前記基部に接触していない箇所に孔を形成する請求項１０乃至請求項１２の何れか一項に記載の外装パネルの製造方法。
  14. 　樹脂または紙からなるシート部材に、中心軸方向の長さが同じである複数の筒体、前記筒体のそれぞれの一方の端部を蓋する頂面、および前記筒体のそれぞれの他方の端部同士をつなぐ基部を備えた樹脂構造体の前記基部の全面が密着して貼り合わせられた複合構造体の前記頂面を曲面部を有する金属板に対向して配置する工程と、
    　前記複合構造体を、前記金属板に、前記頂面の全面が前記金属板に密着して貼り合わせる貼合せ工程と、
    を備える請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の外装パネルの製造方法。
  15. 　前記金属板に貼り合わされた前記シート部材に接着剤を塗る請求項１４に記載の外装パネルの製造方法。
  16. 　前記シート部材における前記樹脂構造体の前記基部に接触していない箇所に孔を形成する請求項１４又は１５に記載の外装パネルの製造方法。
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