WO2020145293A1 - 外装パネルおよび外装パネルを備える自動車 - Google Patents

外装パネルおよび外装パネルを備える自動車 Download PDF

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WO2020145293A1
WO2020145293A1 PCT/JP2020/000267 JP2020000267W WO2020145293A1 WO 2020145293 A1 WO2020145293 A1 WO 2020145293A1 JP 2020000267 W JP2020000267 W JP 2020000267W WO 2020145293 A1 WO2020145293 A1 WO 2020145293A1
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WO
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layer
steel plate
reinforcing layer
panel
intermediate layer
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PCT/JP2020/000267
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English (en)
French (fr)
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靖典 澤
隆一 西村
雅晴 茨木
敦雄 古賀
孝博 相藤
Original Assignee
日本製鉄株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J5/00—Doors
    • B60J5/04—Doors arranged at the vehicle sides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
    • B62D25/02—Side panels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D29/00—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
    • B62D29/04—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof predominantly of synthetic material

Definitions

  • the present disclosure relates to an exterior panel and a vehicle including the exterior panel.
  • the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-001129 filed in Japan on January 8, 2019, the content of which is incorporated herein.
  • Patent Document 1 a CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic) plate material is adhered to the inside of a panel surface curved in a convex shape in an outer plate component such as a door or a roof constituting an automobile. Describes a technique for improving the tensile rigidity of the outer plate component.
  • CFRP Carbon Fiber Reinforced Plastic
  • Patent Document 1 does not particularly mention measures for insufficient dent resistance.
  • an exterior panel having high dent resistance is required.
  • the dent resistance is a characteristic indicating the difficulty of remaining deformation such as dent marks. For example, when a pebble or a finger hits an outer plate member of an automobile or the like and the dent resistance of the outer plate member is low, a dent mark is likely to remain on the outer plate member.
  • Dent resistance is a characteristic that decreases significantly when the thickness of the exterior panel is reduced. As described in Patent Document 1, it may not be possible to sufficiently improve the dent resistance of the outer plate component simply by adhering the CFRP plate material to the back side of the outer plate component. Therefore, there has been a demand for an exterior panel having higher dent resistance and an automobile having such an exterior panel.
  • an object of the present disclosure is to provide an exterior panel that is lightweight and has excellent dent resistance, and an automobile including the exterior panel. is there.
  • a first aspect of the present invention includes a steel plate, a first adhesive layer, an intermediate layer, a second adhesive layer, and a reinforcing layer, wherein the steel plate and the reinforcing layer sandwich the intermediate layer, 1 adhesive layer adheres the steel plate and the intermediate layer, the second adhesive layer adheres the intermediate layer and the reinforcing layer, and the thickness of the steel plate is 0.30 to 0.55 mm
  • the ultimate yield stress of the steel sheet is 350 MPa or more
  • the average Young's modulus in the in-plane direction of the reinforcing layer is E
  • the second moment of area per unit unit width in the in-plane direction of the reinforcing layer is I.
  • the exterior panel has a bending rigidity ⁇ EI per unit width of 45 N ⁇ mm or more and a thickness of the intermediate layer of 0.1 to 2.0 mm.
  • the thickness of the steel sheet may be 0.30 to 0.45 mm, and the ultimate yield stress of the steel sheet may be 510 MPa or more.
  • the reinforcing layer may include a fiber reinforced resin.
  • the reinforcing layer may include a carbon fiber reinforced resin.
  • the flexural rigidity ⁇ EI may be 600 N ⁇ mm or more.
  • the yield stress of the reinforcing layer may be 100 MPa or more.
  • a second aspect of the present invention is an automobile including the exterior panel according to any one of (1) to (6) above.
  • an exterior panel that is lightweight and has excellent dent resistance, and a vehicle including the exterior panel are provided.
  • FIG. 9 is a diagram showing a cross section of the test panel 200 taken along the alternate long and short dash line II-II′ shown in FIG. 4. It is a figure which shows the SS curve of a steel plate. It is a figure which shows the test apparatus 20 for measuring the dent resistance of the test panel 200. It is a figure which shows the variation of the area
  • FIG. 1 is a diagram of a vehicle 10 according to an embodiment of the present disclosure viewed from the right side.
  • the vehicle 10 is provided with various exterior panels such as a door outer panel (hereinafter, simply referred to as “door panel”), a roof panel, a fender panel, a hood outer panel, or a rear gate outer panel.
  • door panel a door outer panel
  • roof panel a roof panel
  • fender panel a fender panel
  • hood outer panel a rear gate outer panel
  • the strength of the member of the automobile 10 by increasing the strength (also called “tensile strength”) of the member of the automobile 10, even if the member is thin, the strength of the member can be secured. As a result, the member can be made thinner and the member can be made lighter.
  • the exterior panel cannot be thinned even if the strength of the exterior panel is increased. This is because the tensile rigidity required for the exterior panel of the automobile depends on the Young's modulus. That is, even if the strength of the exterior panel is improved, the tensile rigidity is not improved.
  • Dent resistance is improved as the yield stress of the member increases. That is, when the strength of the member is increased, the dent resistance is improved. However, when the plate thickness of the exterior panel is reduced while maintaining the strength of the entire member, the dent resistance of the exterior panel decreases. This is because the strength of the steel sheet linearly affects the dent resistance (first strength). On the other hand, the plate thickness of the steel plate is effective for the dent resistance to the power of 1 to 3 depending on the shape of the exterior panel.
  • the tenacity is a characteristic that represents the flexibility of the exterior panel. For example, when the exterior panel of an automobile is touched with a hand, if the exterior panel has high tensile rigidity, the exterior panel is less likely to bend.
  • the dent resistance is a characteristic indicating the difficulty of forming a dent or flaw, as described above.
  • a lightweight and ultra-thin high tensile steel sheet is appropriately reinforced by appropriately reinforcing an ultra-thin high-tensile steel sheet having a thickness (0.30 mm to 0.55 mm) thinner than a steel sheet conventionally used for an automobile panel.
  • a light-weight exterior panel having excellent dent resistance was manufactured using.
  • the technique according to the present disclosure is applied to a door panel that is an exterior panel to produce a door panel that is lightweight and has excellent dent resistance.
  • FIG. 2 is a diagram showing a door 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the door 100 includes a door panel 110 and a window frame 112.
  • the door panel 110 is provided with a reinforcing member (not shown in FIG. 2) on the back side of the hatched area 111.
  • the door panel 110 has excellent dent resistance by including the reinforcing member. Further, on the left side of FIG. 2, the front-rear direction and the up-down direction of the automobile 10 and the directions (two directions) inclined by 45° from the two directions are indicated by arrows.
  • FIG. 3 is an enlarged view showing a part of the cross section of the door panel 110 taken along the alternate long and short dash line I-I′ in the area 111 shown in FIG.
  • Door panel 110 includes a steel plate 121 and a reinforcing member 120.
  • the steel plate 121 and the reinforcing member 120 are adhered by the first adhesive layer 122.
  • the reinforcing member 120 includes an intermediate layer 123, a second adhesive layer 124, and a reinforcing layer 125.
  • the steel plate 121 constitutes the front side of the door panel 110, and the surface thereof is coated with paint.
  • the steel plate 121 and the reinforcing layer 125 sandwich the intermediate layer 123.
  • the first adhesive layer 122 adheres the steel plate 121 and the intermediate layer 123.
  • the second adhesive layer 124 adheres the intermediate layer 123 and the reinforcing layer 125.
  • a steel plate 121 is formed and then painted. After that, in order to dry the paint applied to the surface of the steel plate 121, it is heated at a temperature of about 170° C. for about 20 minutes, for example. At this time, the paint is dried and the strength of the steel plate 121 is increased by such heating. After that, after the temperature of the steel plate 121 reaches, for example, room temperature, the reinforcing member 120 is bonded to the steel plate 121. More specifically, the first adhesive is applied to the back surface (side surface inside the vehicle) of the steel plate 121, and the intermediate layer 123 is adhered to the surface to which the first adhesive is applied.
  • the first adhesive layer 122 When the first adhesive is solidified, the first adhesive layer 122 is formed. Further, the second adhesive is applied to the surface of the intermediate layer 123 opposite to the steel plate 121, and the reinforcing layer 125 is adhered to the surface to which the second adhesive is applied. When the second adhesive is solidified, it becomes the second adhesive layer 124.
  • the intermediate layer 123 and the reinforcing layer 125 may be bonded in advance by the second adhesive layer 124 to form the reinforcing member 120, and the reinforcing member 120 may be bonded to the steel plate 121 by the first adhesive layer 122.
  • the thickness of the steel plate 121 is 0.30 mm to 0.55 mm.
  • the thickness of the steel plate 121 is preferably 0.30 mm to 0.45 mm, more preferably 0.35 mm to 0.45 mm.
  • the ultimate yield stress of steel sheet is a characteristic that directly affects the dent resistance.
  • the ultimate yield stress of the steel sheet according to the present disclosure is 350 MPa or more.
  • the ultimate yield stress of the steel sheet 121 is preferably 410 MPa or more, more preferably 500 MPa or more, and further preferably 510 MPa or more. The details of the definition of the ultimate yield stress will be described later.
  • the bending rigidity ⁇ EI (hereinafter, also simply referred to as “bending rigidity ⁇ EI”) per average unit width of the reinforcing layer 125 in the in-plane direction is 45 N ⁇ mm or more.
  • the bending rigidity ⁇ EI is a value calculated using the following equation (1).
  • the average Young's modulus is an average value of Young's modulus in the in-plane direction of the reinforcing layer 125. More specifically, the average Young's modulus is the average value of the Young's modulus in the four directions shown in FIG. 2 (the front-back direction of the automobile 10, the vertical direction, and the two directions inclined by 45° in these two directions). ..
  • the average moment of inertia of area is the average value of the moment of inertia of area per unit width in the in-plane direction. More specifically, the average moment of inertia of area is the average value of the moment of inertia of area per unit width in the four directions shown in FIG.
  • the average Young's modulus can be measured by collecting a test piece from the edge of the exterior panel and avoiding the character line, and separating the target site.
  • the bending rigidity ⁇ EI When the bending rigidity ⁇ EI is 45 N ⁇ mm or more, the dent resistance of the door panel 110 can be sufficiently enhanced. The reason for 45 N ⁇ mm will be described in Examples described later.
  • the value of the bending rigidity ⁇ EI is preferably 600 N ⁇ mm or more, more preferably 1000 N ⁇ mm or more.
  • the average plate thickness of the reinforcing layer 125 is calculated by dividing the volume of the reinforcing layer 125 by the area where the reinforcing layer 125 is bonded to the intermediate layer 123.
  • the volume of the reinforcing layer 125 may be calculated by measuring a plurality of positions of the reinforcing layer with a contact type or non-contact type thickness gauge and calculating the average thereof.
  • the average plate thickness of the reinforcing layer 125 is measured by such a method, considering that the plate thickness of the reinforcing layer 125 has linear or dot-like irregularities.
  • the thickness can be regarded as uniform macroscopically. Therefore, the average plate thickness of the reinforcing layer 125 is calculated for a partial region (a region sufficiently larger than the fluctuation cycle of thickness due to unevenness) without calculating the average value for the entire region of the reinforcing layer. do it.
  • the average yield stress S of the reinforcing layer 125 (hereinafter sometimes simply referred to as yield stress) is preferably 100 MPa or more.
  • yield stress S is 100 MPa or more, the dent resistance of the door panel 110 can be sufficiently enhanced.
  • the value of the yield stress S is more preferably 150 MPa or more.
  • the average yield stress S of the reinforcing layer 125 is the average value of the yield stress of the reinforcing layer 125 in the four directions of the vehicle 10 in the front-rear direction, the vertical direction, and the two directions inclined by 45° in these two directions.
  • the above four directions correspond to the four directions shown in FIG.
  • the yield stress can be measured by avoiding the edge portion of the exterior panel or the character line, collecting a test piece from the vicinity thereof, and separating the target site.
  • the average length in the width direction of the equation (1) is the average value of the length in the width direction in the cross section in the above four directions. More details will be described in Examples described later.
  • the function of the intermediate layer 123 will be described.
  • a load is applied to the steel plate 121 forming the surface of the door panel 110.
  • stress concentration exceeding the yield stress occurs in the steel plate 121
  • a dent mark is formed.
  • the load is small, the adhesive state is good even without the intermediate layer 123.
  • the stress generated in the steel plate by the load applied to the steel plate 121 is transmitted to the reinforcing layer 125 via the shear stress in the adhesive layer.
  • the adhesion state becomes poor, that is, adhesion peeling locally occurs. Therefore, in a large load range where the dent mark reaches 0.1 mm, the shear stress in the adhesive layer, which is important for transmitting the stress generated in the steel plate 121 to the reinforcing layer 125, does not effectively occur. Therefore, when there is only an adhesive layer between the door panel 110 and the reinforcing layer 125, the stress generated in the steel plate 121 is hard to be transmitted, and thus a dent mark is likely to be formed.
  • the intermediate layer 123 when the intermediate layer 123 is between the steel plate 121 and the reinforcing layer 125, the dent mark is unlikely to be formed.
  • the intermediate layer 123 effectively disperses the stress generated by the load applied to the steel plate 121 due to the shear stress in both the steel plate 121 and the reinforcing layer 125, thereby alleviating the occurrence of stress concentration in the steel plate 121.
  • the steel plate 121 is less likely to have a dent mark. That is, the dent resistance of the door panel 110 is improved.
  • the material of the intermediate layer 123 is not particularly limited, but various known resins may be used.
  • the average Young's modulus of the mid layer 123 is preferably 5 MPa to 5000 MPa. If so, the intermediate layer 123 is not easily peeled off even if a load is applied, and the stress is easily transmitted from the steel plate 121 to the reinforcing layer 125 due to shear stress. Therefore, stress concentration on the steel plate 121 is less likely to occur. As a result, it becomes difficult for dent marks such as dent marks to remain on the door panel 110.
  • the thickness of the intermediate layer 123 is 0.1 mm to 2.0 mm.
  • the thickness of the intermediate layer 123 is preferably 0.1 mm to 1.0 mm, more preferably 0.1 mm to 0.5 mm.
  • the thickness of the steel plate 121 is 0.30 mm to 0.45 mm, and the ultimate yield stress of the steel plate 121 is preferably 510 MPa or more. In this case, since the thickness of the steel plate 121 is 0.45 mm or less, the total weight of the steel plate 121 is reduced. As a result, the weight of the door panel 110 is reduced. Further, since the ultimate yield stress of the steel plate 121 is 510 MPa or more, the level of stress concentration in which dent marks remain is high. That is, it is advantageous in dent resistance.
  • the thickness of the steel plate 121 is 0.30 mm to 0.45 mm and the ultimate yield stress of the steel plate 121 is 510 MPa or more, it is possible to obtain the door panel 110 that is lighter in weight and has excellent dent resistance. ..
  • the reinforcing layer 125 preferably includes a fiber reinforced resin (also referred to as “FRP (: Fiber Reinforced Plastic)”). Since the fiber-reinforced resin generally has a high yield stress, the reinforcement layer 125 is provided with the fiber-reinforced resin, so that the reinforcement layer 125 is prevented from being plastically deformed when the stress generated by the load is transmitted from the steel plate 121. .. As a result, the stress generated in the steel plate 121 is sufficiently transmitted to the reinforcing layer 125, so that the door panel 110 having more excellent dent resistance can be obtained.
  • the entire reinforcing layer 125 may be fiber reinforced resin, or a part of the reinforcing layer 125 may be fiber reinforced resin. When a part of the reinforcing layer 125 is the fiber-reinforced resin, the part of the reinforcing layer 125 other than the fiber-reinforced resin may be various known resins that do not contain the reinforcing fiber material.
  • the reinforcing layer 125 preferably includes a carbon fiber reinforced resin (also referred to as “CFRP”).
  • CFRP carbon fiber reinforced resin
  • Carbon fiber reinforced resins generally have a higher yield stress among fiber reinforced resins. Therefore, by providing the reinforcing layer 125 with the carbon fiber reinforced resin, the reinforcing layer 125 is further suppressed from being plastically deformed when the stress generated by the load is transmitted from the steel plate 121. As a result, the stress generated in the steel plate 121 is more sufficiently transmitted to the reinforcing layer 125, and the formation of dent marks on the steel plate 121 is suppressed. That is, since the reinforcing layer 125 includes the carbon fiber reinforced resin, the door panel 110 having more excellent dent resistance can be obtained.
  • the entire reinforcing layer 125 may be a carbon fiber reinforced resin, or a part of the reinforcing layer 125 may be a carbon fiber reinforced resin.
  • a part of the reinforcing layer 125 is a carbon fiber reinforced resin
  • a part of the reinforcing layer 125 other than the carbon fiber reinforced resin may be a fiber reinforced resin that does not contain carbon fiber which is a reinforcing fiber material.
  • Various known resins that do not contain a reinforcing fiber material may be used.
  • the FRP used for the reinforcing layer 125 will be supplemented.
  • the FRP that can be used for the reinforcing layer 125 means a resin composed of a matrix resin and a reinforced fiber material contained in the matrix resin and made into a composite.
  • the reinforcing fiber material for example, carbon fiber or glass fiber can be used.
  • the reinforcing fiber material boron fiber, silicon carbide fiber, aramid fiber or the like can be used.
  • a cloth material using continuous fibers a unidirectional reinforcing fiber base material (UD material), or the like may be used as the reinforcing fiber base material serving as the base material of the reinforcing fiber material. It can.
  • UD material unidirectional reinforcing fiber base material
  • These reinforcing fiber base materials can be appropriately selected depending on the orientation of the reinforcing fiber material.
  • CFRP is an FRP that uses carbon fiber as a reinforcing fiber material.
  • the carbon fibers for example, PAN-based or pitch-based carbon fibers can be used.
  • the CFRP carbon fiber is preferably a pitch-based carbon fiber having a high elastic modulus. According to the reinforcing layer 125 provided with CFRP containing pitch-based carbon fiber, a higher reaction force can be obtained and the tensile rigidity can be improved.
  • GFRP Glass Carbon Fiber Reinforced Plastic
  • FRP Glass Carbon Fiber Reinforced Plastic
  • thermosetting resin examples include epoxy resin, unsaturated polyester resin, vinyl ester resin and the like.
  • thermoplastic resin examples include polyolefins (polyethylene, polypropylene, etc.) and acid-modified products thereof, polyamide resins such as nylon 6 and nylon 66, thermoplastic aromatic polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polycarbonate, polyether sulfone.
  • the matrix resin may be made of a plurality of types of resin materials.
  • thermoplastic resin As the matrix resin from the viewpoint of workability and productivity. Furthermore, by using a phenoxy resin as the matrix resin, the density of the reinforcing fiber material can be increased. Moreover, since the phenoxy resin has a molecular structure very similar to that of the thermosetting epoxy resin, it has the same heat resistance as the epoxy resin. Further, by adding a curing component, application to a high temperature environment becomes possible. When the hardening component is added, the addition amount thereof may be appropriately determined in consideration of the impregnating property into the reinforcing fiber material, the brittleness of FRP, the tact time, the processability and the like.
  • first adhesive layer 122 and the second adhesive layer 124 (hereinafter, collectively referred to as simply “adhesive layer”) will be supplemented.
  • the type of adhesive resin composition that forms the adhesive layer is not particularly limited.
  • the adhesive resin composition may be either a thermosetting resin or a thermoplastic resin.
  • the types of thermosetting resin and thermoplastic resin are not particularly limited.
  • the thermoplastic resin polyolefin and its acid-modified products, polystyrene, polymethylmethacrylate, AS resin, ABS resin, thermoplastic aromatic polyester such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polycarbonate, polyimide, polyamide, polyamide
  • Use of one or more selected from imide, polyether imide, polyether sulfone, polyphenylene ether and its modified products, polyphenylene sulfide, polyoxymethylene, polyarylate, polyether ketone, polyether ether ketone, and polyether ketone ketone. can do.
  • the thermosetting resin for example, one or more selected from epoxy resin, vinyl ester resin, phenol resin, and urethane resin can be used.
  • the adhesive resin composition can be appropriately selected according to the characteristics of the matrix resin forming the FRP included in the reinforcing layer 125, the characteristics of the reinforcing layer 125, the characteristics of the intermediate layer 123, or the characteristics of the steel plate 121.
  • the adhesiveness is improved by using a resin having a polar functional group or a resin subjected to acid modification as the adhesive resin layer.
  • the adhesion between the intermediate layer 123 and the steel plate 121 can be improved.
  • the deformation followability of the reinforcing layer 125 when a load is input to the steel plate 121 can be improved.
  • the effect of the reinforcing layer 125 on the deformation of the steel plate 121 can be more reliably exhibited.
  • the form of the adhesive resin composition used to form the adhesive resin layer can be, for example, powder, liquid such as varnish, or solid such as film.
  • a crosslinkable curable resin and a crosslinking agent may be added to the adhesive resin composition to form a crosslinkable adhesive resin composition. Since this improves the heat resistance of the adhesive resin composition, it can be applied in a high temperature environment.
  • the crosslinking curable resin for example, a bifunctional or higher functional epoxy resin or a crystalline epoxy resin can be used. Further, amine, acid anhydride, or the like can be used as the crosslinking agent.
  • the rubber composition, various rubbers, inorganic fillers, solvents and other additives may be added to the adhesive resin composition as long as the adhesiveness and physical properties are not impaired.
  • the compounding of the intermediate layer 123 into the steel plate 121 is realized by various methods. For example, it can be obtained by bonding the resin to be the intermediate layer 123 and the steel plate 121 with the above-mentioned adhesive resin composition and solidifying (or curing) the adhesive resin composition. In this case, for example, the intermediate layer 123 and the steel plate 121 can be composited by performing thermocompression bonding.
  • the bonding of the intermediate layer 123 to the steel plate 121 can be performed after the parts are molded.
  • the intermediate layer 123 may be adhered to the steel plate 121 after forming the metal material as the material to be processed into the steel plate 121 having a desired shape.
  • the steel plate 121 according to the present disclosure may be plated. This improves the corrosion resistance.
  • the type of plating is not particularly limited, and known plating can be used.
  • the galvanized steel sheet hot-dip galvanized steel sheet, hot-dip galvanized steel sheet, Zn-Al-Mg-based alloy-plated steel sheet, aluminum-plated steel sheet, galvanized steel sheet, galvanized Zn-Ni alloy-plated steel sheet and the like can be used. ..
  • the surface of the steel plate 121 may be coated with a film called chemical conversion treatment. This further improves the corrosion resistance.
  • a film called chemical conversion treatment a generally known chemical conversion treatment can be used.
  • the chemical conversion treatment zinc phosphate treatment, chromate treatment, chromate-free treatment or the like can be used.
  • the above film may be a known resin film.
  • the steel plate 121 may have a generally known coating. This further improves the corrosion resistance.
  • a known resin can be used for coating.
  • a resin containing an epoxy resin, a urethane resin, an acrylic resin, a polyester resin, or a fluorine resin as a main resin can be used.
  • generally known pigments may be added to the coating as needed.
  • the coating may be a clear coating to which no pigment is added. Such coating may be applied to the steel sheet in advance before compounding the FRP member, or may be applied to the steel plate 121 after compounding the FRP member. Alternatively, the steel sheet 121 may be coated in advance, the intermediate layer 123 may be composited, and then the coating may be further performed.
  • the paint used for coating may be solvent-based paint, water-based paint or powder paint.
  • a generally known method can be applied as a method for applying the coating.
  • electrodeposition coating, spray coating, electrostatic coating, dip coating, or the like can be used as the coating method.
  • the electrodeposition coating is suitable for coating the end surface and the gap of the steel plate 121, and thus has excellent corrosion resistance after coating. Further, by applying a generally known chemical conversion treatment such as zinc phosphate treatment or zirconia treatment to the surface of the steel plate 121 before coating, the coating film adhesion is improved.
  • the door panel 110 according to the present disclosure will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples. It should be noted that the embodiments shown below are merely examples of the door panel 110 according to the present disclosure, and the door panel 110 according to the present disclosure is not limited to the following examples.
  • FIG. 4 is a view of the test panel 200 as seen from above.
  • the test panel 200 is composed of a single plate, and has a substantially square convex portion 201 at the center of a flat portion 202 which is a square plate.
  • the length L of one side of the convex portion 201 is 400 mm.
  • the center 203 of the convex portion 201 is a position where a dent mark is formed by applying a load by a test device described later.
  • the four directions shown in FIG. 4 correspond to the four directions shown in FIG. More specifically, the x direction corresponds to the forward direction shown in FIG.
  • FIG. 5 is a view showing a cross section of the test panel 200 taken along the alternate long and short dash line II-II′ shown in FIG.
  • the height h from the upper surface of the flat portion 202 to the upper surface of the convex portion 201 is 31 mm.
  • a process of press-forming a steel plate (hereinafter, also referred to as "forming process") is performed. As a result, a steel plate having the shape shown in FIGS. 4 and 5 is formed. Next, the formed steel sheet is heat-treated at 170° C. for 20 minutes. After that, the intermediate layer and the reinforcing layer are bonded to one side surface of the heat-treated steel sheet with an adhesive. In this way, the test panel 200 according to the example is manufactured.
  • the equivalent plastic strain amount of the steel sheet produced by press forming is constant at about 3%.
  • the exterior panel envisioned by this disclosure is the exterior panel attached to a completed automobile. Generally, the exterior panel is baked on after being mounted on the vehicle. Therefore, in the embodiment, the steel plate is subjected to the heat treatment as described above. In addition, the SS (Stress Strain) curve of the steel sheet changes due to this heat treatment.
  • the SS curve of the steel sheet will be described with reference to FIG.
  • the horizontal axis shows the nominal strain and the vertical axis shows the nominal stress.
  • the SS curve of the steel sheet before the heat treatment is shown by a solid line as the first curve C1.
  • the SS curve of the steel sheet after the heat treatment after applying the nominal strain e1 is shown by a broken line as the second curve C2.
  • the first curve C1 and the second curve C2 both have maximum stress at a predetermined nominal strain.
  • the stress has a maximum value at the nominal strain e2.
  • the maximum value at this time is called TS (Tensile Strength).
  • the stress at which the plastic deformation of the steel sheet starts is called YP (Yield Point).
  • the steel sheet is plastically deformed by, for example, a forming process, and the nominal strain of the steel sheet at this time is e1.
  • the value obtained by subtracting YP from the nominal stress in the steel sheet at this time is called the WH amount.
  • the SS curve of the steel sheet changes from the first curve C1 to the second curve C2.
  • the amount of change in the yield stress in the steel sheet due to the heat treatment at this time is called the BH amount.
  • the sum of YP, WH amount, and BH amount is called ultimate yield stress. This ultimate yield stress is a characteristic that directly affects the dent resistance of the exterior panel. As described above, by using the steel sheet having the ultimate yield stress of 350 MPa or more, it is possible to manufacture an exterior panel that is lightweight and has excellent dent resistance.
  • FIG. 7 is a diagram showing a test apparatus 20 for measuring the dent resistance of the test panel 200.
  • the test apparatus 20 includes a panel fixing part 210, a load part 220, and a dent mark measuring machine 231.
  • the panel fixing section 210 fixes the test panel 200.
  • the load section 220 can apply a load to the test panel 200.
  • the dent mark measuring machine 231 can measure the depth of the dent mark formed on the test panel 200.
  • the test panel 200 is placed on the upper surface of the test stand 211 included in the panel fixing section 210. At this time, the end of the test panel 200 is fixed to the test stand 211 by the fasteners 212a and 212b. In this way, the test panel 200 is fixed to the test stand 211. Further, a connection line 232 connected to the dent trace measuring machine 231 is fixed to the center of the convex portion of the test panel 200. The dent mark measuring machine 231 measures the depth of the dent mark formed on the test panel 200 via the connection line 232.
  • the load section 220 includes two columns 221a and 221b. These two columns 221a and 221b are connected by a connecting portion 222.
  • An indenter rod holding portion 223 that allows the indenter rod 224 to move up and down is provided at the center of the connecting portion 222.
  • the indenter rod 224 is provided with a held portion 225 supported on the indenter rod holding portion 223.
  • the indenter rod 224 moves downward by a motor mechanism or the like, the indenter 226 made of steel and having a radius of 25 mm provided at the tip of the indenter rod 224 descends.
  • the tip of the indenter 226 comes into contact with the center of the upper surface of the center of the convex portion of the test panel 200, and a load controlled to a predetermined constant value is applied to the center of the upper surface, so that a dent mark is formed on the test panel 200. To be done.
  • the dent resistance of the test panel 200 is evaluated by using the magnitude of the load applied to the test panel 200 when a dent mark having a depth of 0.1 mm is formed.
  • the thickness is 0.65 mm, and the JAC340H standard steel plate is used as the standard test panel 200. That is, the reference test panel 200 does not include the intermediate layer and the reinforcing layer, and is made of only a steel plate. Further, as described later, the test panel 200 is the test panel 200 according to Comparative Example 1.
  • the dent resistance was evaluated using the value of the load applied to the test panel 200 as a reference value when a 0.1 mm dent mark was formed on the test panel 200. More specifically, a value obtained by dividing a load when a dent mark having a depth of 0.1 mm is formed on the test panel 200 by a reference value is defined as a dent value.
  • the test panel 200 having a dent value of 1.0 or more is evaluated as the test panel 200 having excellent dent resistance. Further, a test panel having a dent value of 1.2 or more is evaluated as a test panel 200 having more excellent dent resistance. On the other hand, the test panel 200 having a dent value of less than 1.0 is evaluated as a test panel having poor dent resistance. Furthermore, the test panel 200 having a dent value of less than 0.8 is evaluated as a test panel having a more poor dent resistance.
  • Table 1 shows the production conditions of the test panel 200 according to the example and the comparative example, and the dent value and weight ratio of the test panel. In Table 1, the values that do not meet the requirements of the embodiment are underlined.
  • Comparative Example 1 a dent value (also referred to as “Dent value”) was measured using a steel plate having an ultimate yield stress of 303 MPa and a thickness of 0.65 mm as the test panel 200. As described above, the dent value of the test panel 200 is set to 1.0. Moreover, in the following Examples and Comparative Examples, the weight ratio of the test panel 200 is calculated with the weight of the test panel 200 set to 1. When the weight ratio of the test panel 200 is less than 1, it is determined that the weight of the test panel is reduced. The weight ratio is calculated on the assumption that the intermediate layer and the reinforcing layer are bonded to a region having an area of 50% on one surface of the steel plate included in the test panel 200.
  • Comparative example 2 In Comparative Example 2, the thickness of the steel sheet was changed to 0.40 mm, and the steel plate whose ultimate yield stress was higher than the ultimate yield stress of the steel sheet according to Comparative Example 1 was applied. Is the same as The thickness of the steel sheet according to Comparative Example 2 is smaller than the thickness of the steel sheet according to Comparative Example 1. Therefore, the test panel 200 according to Comparative Example 2 is lighter than the test panel according to Comparative Example 1. The dent value of Comparative Example 2 is 0.90. In Comparative Example 2, the ultimate yield stress of the steel sheet is higher than the ultimate yield stress of the steel sheet according to Comparative Example 1, but the steel sheet is thin. Therefore, Comparative Example 2 could not obtain sufficient dent resistance.
  • test panel 200 composed of only the steel plate, if the thickness of the steel plate is reduced, excellent dent resistance cannot be obtained. Therefore, in the present disclosure, the test panel 200 having excellent dent resistance was obtained by bonding the intermediate layer and the reinforcing layer to the steel plate. The details will be described later using examples.
  • Comparative example 3 In Comparative Example 3, CFRP (CFRP1) having an average plate thickness of 0.2 mm, a bending rigidity ⁇ EI of 47 N ⁇ mm, and a Young's modulus of 70000 MPa was added to the steel plate used as the test panel 200 according to Comparative Example 2 as a reinforcing layer. A pasted test panel 200 was prepared. In addition, in calculating the bending rigidity ⁇ EI, as an average cross-section width direction length, a width direction of a cross section in four directions in the reinforcement layer of the convex portion 201 illustrated in FIG. 4 that passes through the reinforcement layer at the center 203 of the test panel 200. The average value of the length was used. Although the reinforcing layer was attached to the test panel 200 according to Comparative Example 3, the dent value of the test panel 200 according to Comparative Example 3 was 0.93, which was not a sufficiently high dent value.
  • the first embodiment has the sectional structure shown in FIG. That is, the test panel according to Example 1 has a structure in which the intermediate layer is sandwiched between the steel plate and the reinforcing layer. The steel plate and the intermediate layer are bonded by the first adhesive layer. Further, the intermediate layer and the reinforcing layer are adhered by the second adhesive layer.
  • acrylic resin is used for the first adhesive layer and the second adhesive layer.
  • the conditions for the steel sheet are that the ultimate yield stress is 420 MPa and the thickness is 0.50 mm.
  • the condition of the intermediate layer is that Young's modulus E is 50 MPa, thickness is 1.3 mm, and the material is polyurea.
  • CFRP CFRP
  • CFRP1 CFRP having an average yield stress of 1000 MPa, an average plate thickness of 0.2 mm, a bending rigidity ⁇ EI of 47 N ⁇ mm, and a Young's modulus of 70000 MPa.
  • Example 3 a test panel is composed of a steel plate and a reinforcing layer.
  • Example 1 differs from Comparative Example 3 in that an intermediate layer is provided between the steel plate and the reinforcing layer.
  • an intermediate layer is provided between the steel plate and the reinforcing layer.
  • stress concentration is relieved. Therefore, it becomes difficult for dent marks to remain on the steel sheet. That is, the dent resistance of the test panel 200 is improved.
  • the test panel according to Example 1 had a dent value of 1.4 and a weight ratio of 0.93. Therefore, it can be said that the test panel 200 according to Example 1 is a lightweight test panel 200 having excellent dent resistance.
  • a steel plate having an ultimate yield stress of 420 MPa is used.
  • the inventors have found that when the intermediate layer and the reinforcing layer are applied, the ultimate yield stress of the steel sheet has a smaller effect on the dent resistance than the power of 1.0. Therefore, in Examples 1 and later, by using a steel sheet having an ultimate yield stress of 350 MPa or more, a test panel that is lightweight and has excellent dent resistance can be realized.
  • Example 2 The test panel 200 according to the second embodiment has the cross-sectional structure shown in FIG. 3 similarly to the first embodiment.
  • the conditions for the intermediate layer are the same as in Example 1.
  • Example 3 differs from Example 1 in that the reinforcing layer has a thickness of 1.0 mm and the bending rigidity ⁇ EI is 5833 N ⁇ mm.
  • Example 2 is also different from Example 1 in that the thickness of the steel sheet is 0.40 mm and the ultimate yield stress is 540 MPa. That is, the steel sheet of Example 2 is thinner than the steel sheet of Example 1 and has a higher ultimate yield stress.
  • the weight ratio of the test panel according to Example 2 is 0.89. That is, Example 2 is improved over the weight ratio of the test panel according to Example 1.
  • the test panel 200 according to the second embodiment has a dent value of 1.9, and the test panel 200 according to the second embodiment has excellent dent resistance. This is because the stress applied to the steel sheet is efficiently dispersed in the reinforcing layer through the intermediate layer, and the ultimate yield stress of the steel sheet has a high value of 540 MPa or more, so that the stress that causes plastic deformation of the steel sheet. It is thought that this is due to the high level of concentration.
  • the difference between the test panel 200 according to Examples 3 to 6 and the test panel 200 according to Example 2 is the thickness of the intermediate layer.
  • the thickness of the intermediate layer is in the range of 0.1 mm to 1.7 mm.
  • the dent value of Example 6 is a value calculated by extrapolation using the relationship between the thickness of the intermediate layer and the dent value according to Examples 2 to 5.
  • the dent value of the test panel 200 is 2.1 or more, it can be said that the test panel has dent resistance that is significantly superior to the dent resistance of the test panel according to Comparative Example 1, for example. Therefore, in this embodiment, the dent value is measured up to 2.1. In Examples 4 to 6 of Table 1, the dent value is 2.1 or more because the dent value of 2.1 is measured or calculated.
  • the dent value tended to increase as the thickness of the intermediate layer decreased. Therefore, it is conceivable to use an intermediate layer having a thickness smaller than 0.1 mm, which is the thinnest among the thicknesses of the intermediate layers according to Examples 2 to 6. However, it is difficult to manufacture an intermediate layer having a thickness of less than 0.1 mm with high quality. By setting the thickness of the intermediate layer to be 0.1 mm or more, it is possible to obtain an exterior panel having excellent dent resistance.
  • Example 11 is performed in that the thickness of the reinforcing layer is 0.6 mm and the bending rigidity ⁇ EI is 1260 N ⁇ mm. Different from Example 5. In Example 11, although the reinforcing layer had a smaller thickness and the bending rigidity ⁇ EI was lower than that in Example 5, the dent value was 1.3 and the weight ratio was 0.86. Therefore, it can be said that the test panel 200 is lightweight and has excellent dent resistance.
  • Comparative Examples 4 to 6 In each of Comparative Examples 4 to 6, the thickness of the intermediate layer is 3.0 mm. Other conditions of the test panel 200 according to Comparative Examples 4 to 6 are as shown in Table 1. The test panels according to Comparative Examples 4 to 6 all have a dent value of less than 1.0. That is, the test panel 200 having excellent dent resistance could not be obtained. It is considered that this is because the thickness of the intermediate layer exceeds 2.0 mm and is too thick. More specifically, since the thickness of the intermediate layer is too large, it is considered that the stress applied to the steel sheet does not sufficiently generate shear stress in the intermediate layer and is not sufficiently transmitted to the reinforcing layer.
  • Example 7 In Example 7, unlike other Examples such as Examples 1 to 6, the material of the intermediate layer is not polyurea but polycarbonate. Even if the material for the intermediate layer was polycarbonate, a test panel 200 that was lightweight and excellent in dent resistance was produced.
  • Examples 8 and 9 differ from Examples 2 to 7 in the thickness of the reinforcing layer.
  • the thickness of the reinforcing layer in Examples 8 and 9 was 0.2 mm, which was the same as the thickness of the reinforcing layer in Example 1. That is, the thickness of the reinforcing layer in Examples 8 and 9 is thin. Even if the thickness of the reinforcing layer is 0.2 mm, the test panels 200 according to Examples 8 and 9 are lightweight and have excellent dent resistance.
  • the bending rigidity ⁇ EI of the reinforcing layers of Examples 1, 8 and 9 is 47 N ⁇ mm. This is the lowest value of the bending rigidity ⁇ EI in all the examples.
  • the dent value of the test panel 200 according to Examples 1, 8 and 9 is 1.1 or 1.4. That is, the test panel 200 according to these examples has excellent dent resistance. Considering that the dent value of the test panel 200 according to these examples is 1.1 or 1.4, if the bending rigidity ⁇ EI is 45 N ⁇ mm or more, which is slightly lower than 47 N ⁇ mm, excellent dent resistance is obtained. It is speculated that an exterior panel having properties can be obtained.
  • Example 10 the material of the reinforcing layer is GFRP having a Young's modulus of 17500 MPa. Even if the reinforcing layer was GFRP, a test panel 200 having a dent value of 1.2 and a weight ratio of 0.70 was obtained. That is, it was possible to obtain the test panel 200 that was lightweight and had excellent dent resistance.
  • the thickness of the steel sheet is 0.30 mm to 0.55 mm
  • the ultimate yield stress is 350 MPa or more
  • the bending rigidity ⁇ EI is 45 N ⁇ mm or more
  • the thickness of the intermediate layer is 0.1 mm to 2.0 mm. It is possible to manufacture the door panel 110 that is lightweight and has excellent dent resistance.
  • the outer casing has excellent dent resistance and is lighter in weight. Panels can be provided.
  • Example 12 is an example in which CFRP (CFRP2) having a Young's modulus of 8750 MPa was used as the reinforcing layer.
  • CFRP CFRP
  • the thickness of the steel sheet is 0.30 mm to 0.55 mm
  • the ultimate yield stress is 350 MPa or more
  • the bending rigidity ⁇ EI is 45 N ⁇ mm or more
  • the thickness of the intermediate layer is 0.1 mm to 2.0 mm
  • the yield stress of the reinforcing layer it is possible to provide an exterior panel that has excellent dent resistance and is lighter in weight.
  • Comparative Example 7 In Comparative Example 7, the reinforcing layer has an average plate thickness of 0.1 mm and a bending rigidity ⁇ EI of 5.8 N ⁇ mm. Therefore, the bending rigidity ⁇ EI of the reinforcing layer of Comparative Example 7 is less than 45 N ⁇ mm. Therefore, when a load is applied to the steel sheet and the load is transmitted to the reinforcing layer via the intermediate layer, the reinforcing layer may be plastically deformed. As a result, the load applied to the steel sheet is not sufficiently transmitted to the plastically deformed reinforcing layer.
  • the dent value of the test panel according to Comparative Example 7 was 0.90, and the test panel 200 having excellent dent resistance could not be obtained.
  • Comparative Example 8 In Comparative Example 8, the ultimate yield stress of the steel sheet is 330 MPa. That is, the ultimate yield stress of the steel sheet of Comparative Example 8 is less than 350 MPa. Therefore, a dent trace is likely to remain on the test panel including the steel sheet.
  • the dent value of the test panel 200 of Comparative Example 8 is 0.70. In Comparative Example 8, the test panel 200 having excellent dent resistance could not be obtained.
  • the region where the reinforcing member 120 is attached to the steel plate is not limited to the example of FIG.
  • a modified example of the region to which the reinforcing member 120 is attached will be described with reference to FIGS. 8 and 9.
  • 8 and 9 are views showing variations of a region where the reinforcing member 120 is attached to the door panel.
  • the reinforcing member is provided from the top of the door panel 113 of the door 101 to the region 130 up to about 2/3.
  • a user of a vehicle often touches the approximately two-third region 130 from the top of the door panel 113, and therefore, by providing the reinforcing member in the region, it is possible to effectively prevent the dent mark from being formed on the door panel 113.
  • the reinforcing member may be provided by being divided into a plurality of regions.
  • eight reinforcing members are provided by being divided into eight regions 140 (140a to 140h) on the door panel 114 of the door 102, but the present invention is not limited to this, and it is divided into two to six regions.
  • 2 to 6 reinforcing members may be provided, or 9 or more reinforcing members may be provided by dividing into 9 or more regions.
  • the technique according to the present disclosure is applied to the door panel 110.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to various exterior panels such as a roof panel, a fender panel, a hood outer panel, or a rear gate outer panel.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to products requiring dent resistance as well as automobiles.
  • an exterior panel which is lightweight and has excellent dent resistance, and an automobile including the exterior panel.

Abstract

この外装パネルは、鋼板、第１接着層、中間層、第２接着層、および補強層を含み、前記鋼板と前記補強層とは、前記中間層を挟み、前記第１接着層は、前記鋼板と前記中間層とを接着し、前記第２接着層は、前記中間層と前記補強層とを接着し、前記鋼板の厚みは、０．３０～０．５５ｍｍであり、前記鋼板の到達降伏応力は、３５０ＭＰａ以上であり、前記補強層の面内方向における平均ヤング率をＥ、前記補強層の面内方向における平均単位幅当たりの断面二次モーメントをＩとしたときに、単位幅当たりの曲げ剛性ΔＥＩが４５Ｎ・ｍｍ以上であり、前記中間層の厚みは、０．１～２．０ｍｍである。

Description

外装パネルおよび外装パネルを備える自動車
　本開示は、外装パネルおよび外装パネルを備える自動車に関する。
　本願は、２０１９年１月８日に、日本に出願された特願２０１９－００１１２９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　現在、自動車を軽量化する技術が求められている。自動車を構成するドア又はルーフなどの外装パネルを高強度化することができれば、当該外装パネルを薄くしても十分な強度を維持することができると考えられている。そこで、自動車の軽量化のために、自動車を構成する外装パネルを高強度化する技術の開発が進められている。
　しかし、外装パネルを薄くすると張り剛性不足と耐デント性不足の課題が顕在化する。張り剛性不足対策として例えば、特許文献１には、自動車を構成するドア又はルーフなどの外板部品における、凸状に湾曲したパネル面の内側にＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ　Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃ）の板材を接着することにより、当該外板部品の張り剛性を向上させる技術が記載されている。
日本国特開２０１８－１６１７１号公報
　ところで、特許文献１では、耐デント性不足への対策は特に言及されていない。一方で、高い耐デント性を有する外装パネルが求められている。耐デント性とは、凹み痕など変形の残りにくさを示す特性である。例えば、小石又は指が自動車等の外板部材に当たったとき、当該外板部材の耐デント性が低いと、当該外板部材に凹み痕が残りやすい。
　耐デント性は、外装パネルの厚さを薄くすると、著しく低下する特性である。特許文献１に記載のように、ＣＦＲＰの板材を外板部品の裏側に接着するだけでは、外板部品の耐デント性を十分に向上させることができない可能性がある。そこで、さらに耐デント性の高い外装パネルとともに、そのような外装パネルを備える自動車等が希求されていた。
　そこで、本開示は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本開示の目的とするところは、軽量であり耐デント性の優れた外装パネル、及び当該外装パネルを備える自動車を提供することにある。
　本発明の要旨は下記の通りである。
（１）本発明の第一の態様は、鋼板、第１接着層、中間層、第２接着層、および補強層を含み、前記鋼板と前記補強層とは、前記中間層を挟み、前記第１接着層は、前記鋼板と前記中間層とを接着し、前記第２接着層は、前記中間層と前記補強層とを接着し、前記鋼板の厚みは、０．３０～０．５５ｍｍであり、前記鋼板の到達降伏応力は、３５０ＭＰａ以上であり、前記補強層の面内方向における平均ヤング率をＥ、前記補強層の面内方向における平均単位幅当たりの断面二次モーメントをＩとしたときに、単位幅当たりの曲げ剛性ΔＥＩが４５Ｎ・ｍｍ以上であり、前記中間層の厚みは、０．１～２．０ｍｍである、外装パネルである。
（２）上記（１）に記載の外装パネルでは、前記鋼板の厚みは、０．３０～０．４５ｍｍであり、前記鋼板の前記到達降伏応力は、５１０ＭＰａ以上であってもよい。
（３）上記（１）又は（２）に記載の外装パネルでは、前記補強層は、繊維強化樹脂を備えてもよい。
（４）上記（３）に記載の外装パネルでは、前記補強層は、炭素繊維強化樹脂を備えてもよい。
（５）上記（１）から（４）のいずれか一項に記載の外装パネルでは、前記曲げ剛性ΔＥＩが６００Ｎ・ｍｍ以上であってもよい。
（６）上記（１）から（５）のいずれか一項に記載の外装パネルでは、前記補強層の降伏応力が１００ＭＰａ以上であってもよい。
（７）本発明の第二の態様は、上記（１）から（６）のいずれか一項に記載の外装パネルを備える自動車である。
　以上説明したように本開示によれば、軽量であり、耐デント性の優れた外装パネル、及び当該外装パネルを備える自動車が提供される。
本開示の一実施形態に係る自動車１０を右側から見た図である。 本開示の一実施形態に係るドア１００を示す図である。 図２に示す領域１１１における一点鎖線Ｉ－Ｉ’に沿ったドアパネル１１０の断面の一部を拡大して示す図である。 試験パネル２００を上から見た図である。 図４に示す一点鎖線ＩＩ－ＩＩ’に沿った試験パネル２００の断面を示す図である。 鋼板のＳＳカーブを示す図である。 試験パネル２００の耐デント性を測定するための試験装置２０を示す図である。 ドアパネルに補強部材１２０が張り付けられる領域のバリエーションを示す図である。 ドアパネルに補強部材１２０が張り付けられる領域のバリエーションを示す図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　まず、図１を参照して、本開示の一実施形態に係る自動車１０について説明する。図１は、本開示の一実施形態に係る自動車１０を右側から見た図である。自動車１０には、ドアアウターパネル（本明細書では、単に「ドアパネル」と称する。）、ルーフパネル、フェンダーパネル、フードアウターパネル、又はリアゲートアウターパネルなどの各種の外装パネルが設けられている。
　一般に、自動車１０の部材の強度（「引張強さ」ともいう。）を高めることにより、当該部材が薄い場合であっても、当該部材の強度を担保することができる。この結果、部材を薄肉化し、当該部材を軽量化することができる。しかし、部材が自動車の外装パネルである場合には、当該外装パネルの強度を高めても、当該外装パネルを薄肉化することができない。なぜなら、自動車の外装パネルに要求される張り剛性は、ヤング率に依存するからである。すなわち、外装パネルの強度を向上させても、張り剛性は向上しない。
　耐デント性は、部材の降伏応力が高くなると、改善される。すなわち、部材の強度が高くなると、耐デント性は改善される。しかし、部材全体の強度を維持しつつ外装パネルの板厚を薄くした場合、外装パネルの耐デント性は低下する。なぜなら、鋼板の強度は、耐デント性に線形（強度の１乗）で効く。これに対して、鋼板の板厚は、外装パネルの形状によっては、耐デント性に１～３乗で効くからである。
　なお、張り剛性とは、外装パネルのたわみにくさを表す特性である。例えば、自動車の外装パネルに手をついたとき、当該外装パネルの張り剛性が高いと、当該外装パネルはたわみにくい。また、耐デント性とは、上述のように、凹み疵のつきにくさを表す特性である。
　自動車を軽量化するために、外装パネルに極薄ハイテンを適用し、外装パネルを薄肉化する場合、外装パネルの張り剛性及び耐デント性の向上が課題となる。張り剛性の観点からは、鋼板に軽量素材を張り付けることによって、張り剛性を補てんすることができる。この場合、十分な張り剛性を担保しながら、従来よりも軽量な外装パネルを実現できる。しかし、単純に鋼板に軽量素材を張り付けるだけでは、耐デント性の向上を実現することはできない。
　本開示では、従来自動車パネルに使用されてきた鋼板よりも薄く（厚みは、０．３０ｍｍ～０．５５ｍｍ）かつ高強度の極薄ハイテンを適正に補強することによって、軽量であり極薄のハイテンを用いた、軽量であり優れた耐デント性を有する外装パネルを作製した。本実施形態では、外装パネルであるドアパネルに本開示に係る技術を適用し、軽量であり優れた耐デント性を有するドアパネルを作製した。
　以下、図２及び図３を参照して、ドアパネルの構成について説明する。
　図２は、本開示の一実施形態に係るドア１００を示す図である。ドア１００は、ドアパネル１１０と、窓フレーム１１２とを備えている。
　ドアパネル１１０は、斜線で示された領域１１１の裏側に、補強部材（図２には図示しない）を備えている。ドアパネル１１０は、補強部材を備えることにより、優れた耐デント性を有している。また、図２の左側には、自動車１０の前後方向及び上下方向と、その二つの方向から４５°傾いた方向（二つの方向）を矢印で示している。
　図３は、図２に示す領域１１１における一点鎖線Ｉ－Ｉ’に沿ったドアパネル１１０の断面の一部を拡大して示す図である。ドアパネル１１０は、鋼板１２１と補強部材１２０とを含む。鋼板１２１と補強部材１２０とは、第１接着層１２２により接着されている。補強部材１２０は、中間層１２３、第２接着層１２４、および補強層１２５を含む。ここで、鋼板１２１は、ドアパネル１１０の表側を構成し、表面には塗料が塗布されている。鋼板１２１と補強層１２５とは、中間層１２３を挟んでいる。また、第１接着層１２２は、鋼板１２１と中間層１２３とを接着している。更に、第２接着層１２４は、中間層１２３と補強層１２５とを接着している。
　ドアパネル１１０が自動車１０に組み込まれる際には、まず、例えば鋼板１２１が成形された後、塗装される。その後、鋼板１２１の表面に塗布された塗料を乾燥させるために、例えば１７０℃程度の温度で約２０分加熱される。このとき、塗料が乾燥するとともに、かかる加熱により鋼板１２１の強度が高められる。その後、鋼板１２１の温度が例えば室温程度になった後に、鋼板１２１に補強部材１２０が接着される。より具体的には、鋼板１２１の裏面（車両内側面）に第１接着剤が塗布され、当該第１接着剤が塗布された面に中間層１２３が接着される。当該第１接着剤が固化すると、第１接着層１２２になる。更に、中間層１２３の鋼板１２１と反対側の面に第２接着剤が塗布され、当該第２接着剤が塗布された面に補強層１２５が接着される。当該第２接着剤が固化すると、第２接着層１２４になる。なお、予め中間層１２３と補強層１２５とが第２接着層１２４で接着された補強部材１２０を形成し、当該補強部材１２０を鋼板１２１に第１接着層１２２により接着してよい。
　ここで、鋼板１２１の厚みは、０．３０ｍｍ～０．５５ｍｍである。鋼板１２１の厚みが０．５５ｍｍ以下であることにより、ドアパネル１１０の軽量化を実現することができる。また、厚みが０．３０ｍｍ未満の鋼板は、鋼板製造やプレス加工時の課題により製造が困難である。なお、鋼板１２１の厚みは、好ましくは０．３０ｍｍ～０．４５ｍｍであり、より好ましくは０．３５ｍｍ～０．４５ｍｍである。
　また、鋼板の到達降伏応力は、耐デント性に直接的に影響を与える特性である。本開示に係る鋼板の到達降伏応力は、３５０ＭＰａ以上である。鋼板１２１の到達降伏応力が３５０ＭＰａであることにより、ドアパネル１１０の耐デント性が十分に高められる。鋼板１２１の到達降伏応力は、好ましくは４１０ＭＰａ以上であり、より好ましくは５００ＭＰａ以上であり、更に好ましくは５１０ＭＰａ以上である。なお、到達降伏応力の定義の詳細については後述する。
　また、補強層１２５の面内方向における平均単位幅当たりの曲げ剛性ΔＥＩ（以下、単に「曲げ剛性ΔＥＩ」ともいう。）は、４５Ｎ・ｍｍ以上である。ここで、曲げ剛性ΔＥＩは、下記の式（１）を用いて算出される値である。
曲げ剛性ΔＥＩ＝平均ヤング率×平均断面二次モーメント／平均断面幅方向の長さ　・・・式（１）
　ここで、平均ヤング率は、補強層１２５の面内方向のヤング率の平均値である。より具体的には、平均ヤング率は、図２に示した４方向（自動車１０の前後方向、上下方向、およびこの２つの方向に４５°傾いた２つの方向）のヤング率の平均値である。
また、平均断面二次モーメントは、面内方向における単位幅当たりの断面二次モーメントの平均値である。より具体的には、平均断面二次モーメントは、図２に示した４方向の単位幅当たりの断面二次モーメントの平均値である。
　平均ヤング率は、外装パネルにおける縁部やキャラクタラインを避けてその近傍から試験片を採取し、対象部位を分離して測定することができる。
　曲げ剛性ΔＥＩが４５Ｎ・ｍｍ以上であることにより、ドアパネル１１０の耐デント性を十分に高めることができる。４５Ｎ・ｍｍの根拠については、後述する実施例で説明する。曲げ剛性ΔＥＩの値は、好ましくは６００Ｎ・ｍｍ以上であり、より好ましくは１０００Ｎ・ｍｍ以上である。
　また、補強層１２５の平均板厚は、補強層１２５の体積を当該補強層１２５が中間層１２３に接着された面積で割ることにより算出される。補強層１２５の体積は、接触式又は非接触式の厚みゲージで補強層の複数個所を測定し、その平均を算出すればよい。
　本実施形態では、補強層１２５の板厚に線状又は点状の凹凸があることを考慮して、このような方法で補強層１２５の平均板厚が測定される。なお、補強層１２５の板厚に線状又は点状の凹凸がありミクロ的には厚みが不均一である場合でもマクロ的には厚みは均一とみなすことができる。そのため、補強層１２５の平均板厚は補強層の全領域を対象に平均値を算出しなくても部分的領域（凹凸による厚みの変動周期よりも十分大きい領域）を対象に平均板厚を算出すればよい。
　また、補強層１２５の平均降伏応力Ｓ（以下、単に降伏応力と呼ぶ場合がある）は、１００ＭＰａ以上であることが好ましい。降伏応力Ｓが１００ＭＰａ以上であることにより、ドアパネル１１０の耐デント性を十分に高めることができる。降伏応力Ｓの値は、更に好ましくは１５０ＭＰａ以上である。
　補強層１２５の平均降伏応力Ｓは、自動車１０の前後方向、上下方向、およびこの二つの方向に４５°傾いた二つの方向の４方向における、補強層１２５の降伏応力の平均値である。なお、上記の４方向は、図２に示す４つの方向に対応している。降伏応力は、外装パネルにおける縁部やキャラクタラインを避けてその近傍から試験片を採取し、対象部位を分離して測定することができる。
　また、式（１）の平均断面幅方向長さとは、上記４つの方向の断面における幅方向の長さの平均値である。より詳細には、後述する実施例において説明する。
　ここで、中間層１２３が有する機能について説明する。例えば、自動車１０のユーザの手がドアパネル１１０の表側を押したり、当該ユーザの指がドアパネル１１０の表側にぶつかったりした場合には、ドアパネル１１０の表面を構成する鋼板１２１に荷重がかかる。このとき、鋼板１２１に降伏応力を超えた応力集中が発生すれば、凹み痕がつく。中間層１２３が無く、鋼板１２１と補強層１２５の間に接着層しかない場合、凹み痕が付きやすい。荷重が小さい間は、中間層１２３が無くても接着状態が良好である。このため、鋼板１２１にかかる荷重により鋼板内に生じる応力が、接着層内のせん断応力を介して、補強層１２５に伝達される。しかし荷重が大きくなると、接着状態が不良となり、つまり局所的に接着はがれが生じる。そのため、デント痕が０．１ｍｍに達するような大きな荷重域では、鋼板１２１に生じる応力を補強層１２５に伝達するために重要な接着層内のせん断応力が効果的に生じなくなる。したがって、ドアパネル１１０と補強層１２５の間に接着層しかない場合、鋼板１２１に生じた応力が伝達しにくいため、凹み痕が付きやすい。一方、鋼板１２１と補強層１２５の間に中間層１２３がある場合、凹み痕はつきにくい。中間層１２３はせん断応力によって、鋼板１２１にかかる荷重により生じる応力を、鋼板１２１と補強層１２５の双方に効率的に分散させることで、鋼板１２１の応力集中の発生を緩和する。この結果、鋼板１２１に凹み痕がつきにくくなる。すなわち、ドアパネル１１０の耐デント性が向上する。
　中間層１２３の材質は、特に限定されないが、各種の公知の樹脂であってもよい。中間層１２３の平均ヤング率は、５ＭＰａ～５０００ＭＰａであることが好ましい。そうであれば、中間層１２３は荷重が負荷されても剥がれにくく、なおかつせん断応力によって鋼板１２１から補強層１２５に応力を伝達しやすい。そのため、鋼板１２１に応力集中が生じにくくなる。この結果、ドアパネル１１０に凹み痕などのデント痕が残りにくくなる。
　ここで、中間層１２３の厚みは、０．１ｍｍ～２．０ｍｍである。中間層１２３の厚みが２．０ｍｍ以上であると、中間層１２３内にせん断応力が生じにくくなるため、中間層１２３が、鋼板１２１に生じる応力を補強層１２５に効果的に伝達することができなくなる。そのため、荷重により生じる応力を、鋼板１２１と補強層１２５の双方に効果的に分散できなくなる。このため、外装パネルの表面に荷重が加わると、補強層１２５が変形せず、鋼板１２１が変形し易くなる。このため、優れた耐デント性を有するドアパネル１１０を得ることができない。また、厚み０．１ｍｍ未満の中間層１２３を高品質に製造することが難しい。なお、中間層１２３の厚みは、好ましくは０．１ｍｍ～１．０ｍｍであり、より好ましくは０．１ｍｍ～０．５ｍｍである。
　鋼板１２１の厚みは、０．３０ｍｍ～０．４５ｍｍであり、当該鋼板１２１の到達降伏応力が、５１０ＭＰａ以上であることが好ましい。この場合、鋼板１２１の厚みが０．４５ｍｍ以下であるため、鋼板１２１の総重量が軽くなる。その結果、ドアパネル１１０が軽量化される。また、鋼板１２１の到達降伏応力が５１０ＭＰａ以上であるため、デント痕の残る応力集中の水準が高い。すなわち、耐デント性に有利である。つまり、鋼板１２１の厚みが０．３０ｍｍ～０．４５ｍｍであり、当該鋼板１２１の到達降伏応力が５１０ＭＰａ以上であることにより、より軽量で、優れた耐デント性を有するドアパネル１１０を得ることができる。
　また、補強層１２５は、繊維強化樹脂（「ＦＲＰ（：Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃ）」とも称する。）を備えていることが好ましい。繊維強化樹脂は、一般に降伏応力が高いため、補強層１２５が繊維強化樹脂を備えることにより、鋼板１２１から荷重により生じる応力が伝達されたときに、補強層１２５が塑性変形することが抑止される。この結果、鋼板１２１に生じる応力が十分に補強層１２５に伝達されるようになるため、より優れた耐デント性を有するドアパネル１１０を得ることができる。なお、補強層１２５の全部が繊維強化樹脂であってもよいし、補強層１２５の一部が繊維強化樹脂であってもよい。補強層１２５の一部が繊維強化樹脂である場合には、補強層１２５の繊維強化樹脂以外の部分は、強化繊維材料を含まない各種の公知の樹脂であってもよい。
　また、補強層１２５は、炭素繊維強化樹脂（「ＣＦＲＰ」とも称する。）を備えていることが好ましい。炭素繊維強化樹脂は、一般に繊維強化樹脂の中でもより高い降伏応力を有する。このため、補強層１２５が炭素繊維強化樹脂を備えることにより、鋼板１２１から荷重により生じる応力が伝達されたときに、補強層１２５が塑性変形することがより抑止される。この結果、鋼板１２１に生じる応力がより十分に補強層１２５に伝達され、鋼板１２１にデント痕が形成されることが抑止される。つまり、補強層１２５が炭素繊維強化樹脂を備えることにより、より優れた耐デント性を有するドアパネル１１０を得ることができる。なお、補強層１２５の全部が炭素繊維強化樹脂であってもよいし、補強層１２５の一部が炭素繊維強化樹脂であってもよい。補強層１２５の一部が炭素繊維強化樹脂である場合には、補強層１２５の炭素繊維強化樹脂以外の部分は、強化繊維材料である炭素繊維を含まない繊維強化樹脂であってもよいし、強化繊維材料を含まない各種の公知の樹脂であってもよい。
　ここで、補強層１２５に用いられるＦＲＰについて補足する。
　補強層１２５に用いられ得るＦＲＰは、マトリックス樹脂と、該マトリックス樹脂中に含有され、複合化された強化繊維材料からなる樹脂を意味する。
　強化繊維材料としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維を用いることができる。他にも、強化繊維材料として、ボロン繊維、シリコンカーバイド繊維、アラミド繊維等を用いることができる。補強層１２５に用いられるＦＲＰにおいて、強化繊維材料の基材となる強化繊維基材としては、例えば、連続繊維を使用したクロス材、一方向強化繊維基材（ＵＤ材）等を使用することができる。これらの強化繊維基材は、強化繊維材料の配向性の必要に応じて、適宜選択され得る。
　ＣＦＲＰは、強化繊維材料として炭素繊維を用いたＦＲＰである。炭素繊維としては、例えば、ＰＡＮ系またはピッチ系のものが使用できる。ＣＦＲＰの炭素繊維は弾性率が高いピッチ系炭素繊維であることが好ましい。ピッチ系炭素繊維を含むＣＦＲＰを備えた補強層１２５によれば、より高い反力を得ることができ、張り剛性を向上させることができる。
　ＧＦＲＰ（Ｇｌａｓｓ　Ｃａｒｂｏｎ　Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃ）は、強化繊維材料としてガラス繊維を用いたＦＲＰである。
　ＦＲＰに用いられるマトリックス樹脂として、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂のいずれも使用することができる。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、並びにビニルエステル樹脂等があげられる。熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレン等）およびその酸変性物、ナイロン６およびナイロン６６等のポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタラートおよびポリブチレンテレフタラート等の熱可塑性芳香族ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテルおよびその変性物、ポリアリレート、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、塩化ビニル、ポリスチレン等のスチレン系樹脂、並びにフェノキシ樹脂等があげられる。なお、マトリックス樹脂は、複数種類の樹脂材料により形成されていてもよい。
　鋼板への適用を考慮すると、加工性、生産性の観点から、マトリックス樹脂として熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。さらに、マトリックス樹脂としてフェノキシ樹脂を用いることで、強化繊維材料の密度を高くすることができる。また、フェノキシ樹脂は熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂と分子構造が酷似しているためエポキシ樹脂と同程度の耐熱性を有する。また、硬化成分をさらに添加することにより、高温環境への適用も可能となる。硬化成分を添加する場合、その添加量は、強化繊維材料への含浸性、ＦＲＰの脆性、タクトタイムおよび加工性等とを考慮し、適宜決めればよい。
　次に、第１接着層１２２及び第２接着層１２４（以下、これらをまとめて単に「接着層」ともいう。）について補足する。
　接着層を形成する接着樹脂組成物の種類は特に限定されない。例えば、接着樹脂組成物は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれかであってもよい。熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂の種類は特に限定されない。例えば、熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィンおよびその酸変性物、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタラートやポリブチレンテレフタラート等の熱可塑性芳香族ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンエーテルおよびその変性物、ポリフェニレンスルフィド、ポリオキシメチレン、ポリアリレート、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、並びにポリエーテルケトンケトン等から選ばれる１種以上を使用することができる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、およびウレタン樹脂から選ばれる１種以上を使用することができる。
　接着樹脂組成物は、補強層１２５が備えるＦＲＰを構成するマトリックス樹脂の特性、補強層１２５の特性、中間層１２３の特性、または鋼板１２１の特性に応じて適宜選択され得る。例えば、接着樹脂層として極性のある官能基を有する樹脂や酸変性などを施された樹脂を用いることで、接着性が向上する。
　このように、上述した接着樹脂層を用いて中間層１２３を鋼板１２１に接着させることにより、中間層１２３と鋼板１２１との密着性を向上させることができる。そうすると、鋼板１２１に対し荷重が入力された際の、補強層１２５の変形追従性を向上させることができる。この場合、鋼板１２１の変形に対する補強層１２５の効果をより確実に発揮させることが可能となる。
　なお、接着樹脂層を形成するために用いられる接着樹脂組成物の形態は、例えば、粉体、ワニス等の液体、フィルム等の固体とすることができる。
　また、接着樹脂組成物に架橋硬化性樹脂および架橋剤を配合して、架橋性接着樹脂組成物を形成してもよい。これにより接着樹脂組成物の耐熱性が向上するため、高温環境下での適用が可能となる。架橋硬化性樹脂として、例えば２官能性以上のエポキシ樹脂や結晶性エポキシ樹脂を用いることができる。また、架橋剤として、アミンや酸無水物等を用いることができる。また、接着樹脂組成物には、その接着性や物性を損なわない範囲において、各種ゴム、無機フィラー、溶剤等その他添加物が配合されてもよい。
　中間層１２３の鋼板１２１への複合化は、種々の方法により実現される。例えば、中間層１２３となる樹脂と、鋼板１２１とを、上述した接着樹脂組成物で接着し、該接着樹脂組成物を固化（または硬化）させることで得られる。この場合、例えば、加熱圧着を行うことにより、中間層１２３と鋼板１２１とを複合化させることができる。
　また、中間層１２３の鋼板１２１への接着は、部品の成形後に行われ得る。例えば、被加工材である金属材料を所望の形状を有する鋼板１２１に成形した後に、中間層１２３を該鋼板１２１に接着してもよい。
＜鋼板１２１およびその表面処理＞
　本開示に係る鋼板１２１は、めっきされていてもよい。これにより、耐食性が向上する。めっきの種類は特に限定されず、公知のめっきを用いることができる。例えば、めっき鋼板として、溶融亜鉛めっき鋼板、溶融合金化亜鉛めっき鋼板、Ｚｎ－Ａｌ－Ｍｇ系合金めっき鋼板、アルミニウムめっき鋼板、電気亜鉛めっき鋼板、電気Ｚｎ－Ｎｉ系合金めっき鋼板等が用いられ得る。
　また、鋼板１２１は、表面に化成処理とよばれる皮膜が被覆されていてもよい。これにより、耐食性がより向上する。化成処理として、一般に公知の化成処理を用いることができる。例えば、化成処理として、りん酸亜鉛処理、クロメート処理、クロメートフリー処理等を用いることができる。また、上記皮膜は、公知の樹脂皮膜であってもよい。
　また、鋼板１２１は、一般に公知の塗装が施されているものであってもよい。これにより、耐食性がより向上する。塗装として、公知の樹脂を用いることができる。例えば、塗装として、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂またはふっ素系樹脂等を主樹脂としたものを用いることができる。また、塗装には、必要に応じて、一般に公知の顔料が添加されていてもよい。また、塗装は、顔料が添加されていないクリヤー塗装であってもよい。かかる塗装は、ＦＲＰ部材を複合化する前に予め鋼板に施されていてもよいし、ＦＲＰ部材を複合化した後に鋼板１２１に施されてもよい。また、予め鋼板１２１に塗装が施されたのちに中間層１２３が複合化され、さらにその後塗装が施されてもよい。塗装に用いられる塗料は、溶剤系塗料、水系塗料または粉体塗料等であってもよい。塗装の施工方法として、一般に公知の方法が適用され得る。例えば、塗装の施工方法として、電着塗装、スプレー塗装、静電塗装または浸漬塗装等が用いられ得る。電着塗装は、鋼板１２１の端面や隙間部を被覆するのに適しているため、塗装後の耐食性に優れる。また、塗装前に鋼板１２１の表面にりん酸亜鉛処理やジルコニア処理等の一般に公知の化成処理を施すことにより、塗膜密着性が向上する。
　以下では、実施例及び比較例を示しながら、本開示に係るドアパネル１１０について、具体的に説明する。なお、以下に示す実施例は、本開示に係るドアパネル１１０のあくまでも一例にすぎず、本開示に係るドアパネル１１０が下記の例に限定されるものではない。
　まず、実施例及び比較例では、図４及び図５に示す形状を有する試験パネル２００が用意される。図４は、試験パネル２００を上から見た図である。試験パネル２００は、一枚の板で構成され、正方形の板である平部２０２の中央に略正方形状の凸部２０１を有している。当該凸部２０１の一辺の長さＬは、４００ｍｍである。また、凸部２０１の中心２０３は、後述する試験装置により荷重が加えられ、デント痕が形成される位置である。なお、図４に示す４つの方向は、図２に示す４つの方向に対応している。より具体的には、ｘ方向が図２に示す前方向、ｙ方向が図２に示す上方向に対応している。図５は、図４に示す一点鎖線ＩＩ－ＩＩ’に沿った試験パネル２００の断面を示す図である。平部２０２の上面から凸部２０１の上面までの高さｈは、３１ｍｍである。
　実施例では、まず、鋼板をプレス成形する処理（以下、「成形処理」ともいう。）する。その結果、図４及び図５に示す形状の鋼板が成形される。次に、成形された鋼板を１７０℃で２０分間加熱処理する。その後、加熱処理された鋼板の片側面に、中間層と補強層とを接着剤により接着する。このようにして、実施例に係る試験パネル２００が作製される。なお、プレス成形により生成される鋼板の相当塑性ひずみ量は、約３％で一定である。
　本開示が想定している外装パネルは、完成した自動車に取り付けられた外装パネルである。一般に、外装パネルは、自動車に取り付けられた後、焼き付け塗装される。このため、実施例では、鋼板に上述のような加熱処理が施される。また、この加熱処理により鋼板のＳＳ（Ｓｔｒｅｓｓ　Ｓｔｒａｉｎ）カーブが変化する。
　図６を参照して、鋼板のＳＳカーブについて説明する。図６には、横軸に公称ひずみ、縦軸に公称応力を示している。図６には、加熱処理前の鋼板に係るＳＳカーブが、第１カーブＣ１として実線で示されている。また、公称ひずみｅ１を付与後に加熱処理した後の鋼板に係るＳＳカーブが、第２カーブＣ２として破線で示されている。第１カーブＣ１と第２カーブＣ２とは、いずれも所定の公称ひずみで応力が極大をもっている。例えば、第１カーブＣ１では、公称ひずみｅ２で応力が極大値をとる。なお、このときの極大値を、ＴＳ（Ｔｅｎｓｉｌｅ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）という。また、鋼板の塑性変形が開始する応力（第１カーブＣ１では、公称ひずみがｅ０のときの応力）を、ＹＰ（Ｙｉｅｌｄ　Ｐｏｉｎｔ）という。
　ここで、鋼板は、例えば成形処理により塑性変形しており、このときの鋼板の公称ひずみがｅ１であるとする。このときの鋼板における公称応力からＹＰを差し引いた値をＷＨ量という。鋼板に公称ひずみｅ１を付与後に、加熱処理が施されると、鋼板のＳＳカーブは、第１カーブＣ１から第２カーブＣ２に変化する。このときの加熱処理による鋼板における降伏応力の変化量をＢＨ量という。さらに、ＹＰとＷＨ量とＢＨ量との和を到達降伏応力という。この到達降伏応力は、外装パネルの耐デント性に直接的に効く特性である。上述のように、３５０ＭＰａ以上の到達降伏応力を有する鋼板を用いることにより、軽量であり耐デント性に優れた外装パネルを作製することができる。
　次に、図７を参照して、試験パネル２００の耐デント性を測定する方法について説明する。図７は、試験パネル２００の耐デント性を測定するための試験装置２０を示す図である。試験装置２０は、パネル固定部２１０と荷重部２２０とデント痕測定機２３１とを備える。パネル固定部２１０は、試験パネル２００を固定する。荷重部２２０は、試験パネル２００に荷重を加えることが可能である。デント痕測定機２３１は、試験パネル２００に形成されるデント痕の深さを測定することが可能である。
　試験の際、試験パネル２００は、パネル固定部２１０が備える試験台２１１の上面に置かれる。このとき、当該試験パネル２００の端部が留め具２１２ａ及び２１２ｂにより試験台２１１に固定される。このようにして、試験パネル２００は、試験台２１１に固定されている。また、試験パネル２００の凸部の中央には、デント痕測定機２３１に接続された接続線２３２が固定されている。デント痕測定機２３１は、接続線２３２を介して、試験パネル２００に形成されるデント痕の深さを測定する。
　荷重部２２０は、２本の支柱２２１ａ及び２２１ｂを備える。これら２本の支柱２２１ａ及び２２１ｂは、接続部２２２により接続される。接続部２２２の中央には、圧子棒２２４を上下に稼働可能とする圧子棒保持部２２３が設けられている。圧子棒２２４には、圧子棒保持部２２３の上で支持される被保持部２２５が設けられている。圧子棒２２４がモーター機構等によって下向きに動くことによって、圧子棒２２４の先端に設けられた、鋼製で半径２５ｍｍの圧子２２６が下に降りる。圧子２２６の先端が、試験パネル２００の凸部の略中央の上面の中心に接触し、当該上面の中心に所定の一定値に制御された荷重がかかることにより、試験パネル２００にデント痕が形成される。
　ここで、試験パネル２００にかかる荷重が大きくなるほど、試験パネル２００に形成されるデント痕が深くなる。本実施形態では、０．１ｍｍの深さのデント痕が形成されるときの試験パネル２００にかかる荷重の大きさを用いて、試験パネル２００の耐デント性を評価する。
　ここでは、耐デント性の優劣を分かりやすくするために、厚さが０．６５ｍｍであり、ＪＡＣ３４０Ｈの規格の鋼板を基準の試験パネル２００とする。つまり、基準となる試験パネル２００は、中間層及び補強層を備えておらず、鋼板のみで構成されている。また、後述するように、当該試験パネル２００は、比較例１に係る試験パネル２００である。当該試験パネル２００に０．１ｍｍのデント痕が形成されるときに、当該試験パネル２００にかかった荷重の値を基準値として、耐デント性を評価した。より具体的には、試験パネル２００に０．１ｍｍの深さのデント痕が形成されるときの荷重を基準値で割った値を、デント値とする。
　以下、実施例及び比較例では、１．０以上のデント値を有する試験パネル２００を、優れた耐デント性を有する試験パネル２００として評価する。さらに、１．２以上のデント値を有する試験パネルを、より優れた耐デント性を有する試験パネル２００として評価する。一方、１．０未満のデント値を有する試験パネル２００を、不芳な耐デント性を有する試験パネルとして評価する。さらに、０．８未満のデント値を有する試験パネル２００を、より不芳な耐デント性を有する試験パネルとして評価する。
　以下、実施例と比較例との評価結果を説明する。表１には、実施例と比較例に係る試験パネル２００の作製条件と、当該試験パネルのデント値及び重量比とを示す。表１において、実施形態の要件を満たさない値には下線を付している。
　（比較例１）
　比較例１では、到達降伏応力が３０３ＭＰａ、厚みが０．６５ｍｍの鋼板を試験パネル２００として、デント値（「Ｄｅｎｔ値」とも称する。）を測定した。上述のように当該試験パネル２００のデント値を１．０とする。また、以下の実施例及び比較例では、当該試験パネル２００の重量を１として、試験パネル２００の重量比を計算する。試験パネル２００の重量比が１よりも小さい場合に、当該試験パネルの重量が軽量化されていると判定する。なお、重量比は、試験パネル２００が備える鋼板の片面の５０％の面積の領域に、中間層及び補強層が接着されているものとして計算する。
　（比較例２）
　比較例２では、鋼板の厚みを０．４０ｍｍに変更し、到達降伏応力が比較例１に係る鋼板の到達降伏応力よりも高い鋼板を適用したこと以外は、試験パネル２００の条件は比較例１と同一である。比較例２に係る鋼板の厚みは、比較例１に係る鋼板の厚みに比べて薄くなっている。このため、比較例２に係る試験パネル２００は、比較例１に係る試験パネルよりも軽量化されている。また、比較例２のデント値は０．９０である。比較例２は、鋼板の到達降伏応力が比較例１に係る鋼板の到達降伏応力より高くなっているものの、鋼板が薄い。このため、比較例２は十分な耐デント性を得ることができなかった。
　このように、鋼板のみで構成された試験パネル２００では、鋼板の厚みを薄くすると優れた耐デント性が得られない。そこで、本開示では、鋼板に中間層及び補強層を接着することにより、耐デント性に優れた試験パネル２００を得た。詳細には、実施例を用いて後述する。
　（比較例３）
　比較例３では、比較例２に係る試験パネル２００として用いられた鋼板に、補強層として、平均板厚が０．２ｍｍ、曲げ剛性ΔＥＩが４７Ｎ・ｍｍ、ヤング率が７００００ＭＰａのＣＦＲＰ（ＣＦＲＰ１）を張り付けた、試験パネル２００を作製した。なお、曲げ剛性ΔＥＩの算出には、平均断面幅方向長さとして、試験パネル２００の中心２０３における補強層を通る、図４に示した凸部２０１の補強層における４方向の断面に係る幅方向の長さの平均値を用いた。比較例３に係る試験パネル２００には補強層が張り付けられているが、比較例３に係る試験パネル２００のデント値は、０．９３であり十分な高さのデント値ではなかった。
　（実施例１）
　実施例１では、図３に示した断面構造を有している。つまり、実施例１に係る試験パネルは、鋼板と補強層とで、中間層を挟み込んだ構造を有している。なお、鋼板と中間層とは、第１接着層により接着されている。また、中間層と補強層とは、第２接着層により接着されている。ここで、第１接着層と第２接着層には、アクリル樹脂が用いられている。また、鋼板の条件は、到達降伏応力が４２０ＭＰａ、厚みが０．５０ｍｍである。また、中間層の条件は、ヤング率Ｅが５０ＭＰａ、厚みが１．３ｍｍ、材質がポリウレアである。さらに、補強層の条件は、平均降伏応力が１０００ＭＰａ、平均板厚が０．２ｍｍ、曲げ剛性ΔＥＩが４７Ｎ・ｍｍ、材質が、ヤング率７００００ＭＰａのＣＦＲＰ（ＣＦＲＰ１）である。
　比較例３では、鋼板と補強層とで試験パネルが構成されている。実施例１では、鋼板と補強層との間に、中間層が設けられている点が比較例３と相違する。実施例１では、中間層があるため、鋼板に荷重が負荷されるとき、鋼板１２１と補強層１２５の双方に、応力が効率的に分散される。すなわち、応力集中が緩和される。このため、鋼板にデント痕が残りにくくなる。つまり、試験パネル２００の耐デント性が向上する。
　実施例１に係る試験パネルでは、デント値が１．４、重量比が０．９３であった。このため、実施例１に係る試験パネル２００は、軽量であり耐デント性に優れた試験パネル２００であるといえる。実施例１では、到達降伏応力が４２０ＭＰａの鋼板を用いている。一方で、発明者らは中間層および補強層を適用した場合、鋼板の到達降伏応力は耐デント性に対して１．０乗よりも影響が小さいことがわかっている。したがって、実施例１以降の実施例において、到達降伏応力が３５０ＭＰａ以上の鋼板を用いると、軽量であり耐デント性に優れた試験パネルが実現できる。
　（実施例２～６、１１）
　実施例２に係る試験パネル２００は、実施例１と同様に、図３に示す断面構造を有している。中間層の条件は、実施例１と同一である。実施例３は、補強層の厚みが１．０ｍｍ、曲げ剛性ΔＥＩが５８３３Ｎ・ｍｍである点で実施例１と相違する。また、実施例２は鋼板の厚みが０．４０ｍｍであり、到達降伏応力が５４０ＭＰａである点も、実施例１と相違する。すなわち、実施例２の鋼板は実施例１の鋼板より薄く、到達降伏応力が高い。実施例２に係る試験パネルの重量比は０．８９である。すなわち、実施例２は、実施例１係る試験パネルの重量比よりも改善されている。
　また、実施例２に係る試験パネル２００のデント値は１．９であり、実施例２に係る試験パネル２００は優れた耐デント性を有している。これは、鋼板にかかる応力が中間層を介して補強層に効率的に分散されることと、鋼板の到達降伏応力が５４０ＭＰａ以上という高い値を有していることから鋼板に塑性変形が生じる応力集中の水準が高くなっていること、とが要因となっていると考えられる。
　実施例３～６に係る試験パネル２００と実施例２に係る試験パネル２００との相違点は、中間層の厚みである。実施例３～６では、中間層の厚みが０．１ｍｍ～１．７ｍｍの範囲内にある。この中間層の厚みの範囲では、中間層の厚みが薄くなるほど、試験パネル２００の耐デント性が向上した。なお、実施例６のデント値は、実施例２～５に係る中間層の厚みとデント値との関係を用いて、外挿することで算出された値である。
　試験パネル２００のデント値が２．１以上であれば、かかる試験パネルは、例えば比較例１に係る試験パネルの耐デント性に対して格段に優れる耐デント性を有しているといえる。そこで、本実施形態では、デント値を最大２．１まで測定している。また、表１の実施例４～６では、デント値として２．１の値が測定又は算出されたため、デント値が２．１以上であるとしている。
　実施例２～６では、中間層の厚みが薄くなるにつれて、デント値が高くなる傾向がみられた。このため、実施例２～６に係る中間層の厚みの中で、最も薄い厚みである０．１ｍｍよりも薄い厚みを有する中間層を用いることが考えられる。しかし、０．１ｍｍ未満の中間層を高品質に製造することは困難である。中間層の厚みを０．１ｍｍ以上とすることにより、優れた耐デント性が高い外装パネルを得ることができる。
　更に、実施例１１に係る試験パネル２００と実施例５に係る試験パネル２００とを比較すると、実施例１１は、補強層の厚みが０．６ｍｍ、曲げ剛性ΔＥＩが１２６０Ｎ・ｍｍである点で実施例５と相違する。
　この実施例１１では、実施例５と比較して補強層の厚みが小さく、曲げ剛性ΔＥＩが低いものの、デント値は１．３、重量比は０．８６である。従って、軽量であり耐デント性に優れた試験パネル２００であるといえる。
　（比較例４～６）
　比較例４～６では、いずれも中間層の厚みが３．０ｍｍである。比較例４～６に係る試験パネル２００のその他の条件は、表１に記載の通りである。比較例４～６に係る試験パネルは、いずれもデント値が１．０を下回っている。つまり、優れた耐デント性を有する試験パネル２００を得ることができなかった。これは、中間層の厚みが、２．０ｍｍを超えており、厚すぎることが原因であると考えられる。より具体的には、中間層の厚みが厚すぎるため、鋼板にかかった応力が、中間層内にせん断応力が充分に生じず、十分に補強層に伝達されないことが考えられる。
　（実施例７）
　実施例７では、実施例１～６等の他の実施例と異なり、中間層の材質がポリウレアではなく、ポリカーボネートである。中間層の材質がポリカーボネートであっても、軽量であり耐デント性に優れた試験パネル２００が作製された。
　（実施例８、９）
　実施例８及び９は、補強層の厚みが、実施例２～７と相違する。実施例８及び９の補強層の厚みは０．２ｍｍであり、実施例１の補強層の厚みと同じである。すなわち、実施例８及び９の補強層の厚みは薄い。補強層の厚みが０．２ｍｍであっても、実施例８及び９に係る試験パネル２００は、軽量であり優れた耐デント性を有している。
　また、実施例１、８及び９の補強層の曲げ剛性ΔＥＩは４７Ｎ・ｍｍである。これは全実施例における曲げ剛性ΔＥＩの中で、最も低い値である。実施例１、８及び９に係る試験パネル２００のデント値は、１．１又は１．４である。すなわち、これらの実施例に係る試験パネル２００は、優れた耐デント性を有している。これらの実施例に係る試験パネル２００のデント値が１．１又は１．４であることを考慮すると、曲げ剛性ΔＥＩが４７Ｎ・ｍｍよりも少し低い４５Ｎ・ｍｍ以上であれば、優れた耐デント性を有する外装パネルを得られることが推測される。
　（実施例１０）
　実施例１０では、補強層の材質がヤング率１７５００ＭＰａのＧＦＲＰである。補強層がＧＦＲＰであっても、デント値は１．２、重量比が０．７０の試験パネル２００が得られた。つまり、軽量であり、優れた耐デント性を有する試験パネル２００を得ることができた。
　以上のように、鋼板の厚みを０．３０ｍｍ～０．５５ｍｍ、到達降伏応力を３５０ＭＰａ以上、曲げ剛性ΔＥＩを４５Ｎ・ｍｍ以上、中間層の厚みを０．１ｍｍ～２．０ｍｍとすることにより、軽量であり耐デント性に優れたドアパネル１１０を作製することができる。
　また、実施例２～１１のように、鋼板の厚みを０．４５ｍｍ未満、鋼板の到達降伏応力を５１０ＭＰａ以上とすることにより、優れた耐デント性を有し、かつ、より軽量化された外装パネルを提供することができる。
　（実施例１２）
　実施例１２は、補強層としてヤング率８７５０ＭＰａのＣＦＲＰ（ＣＦＲＰ２）を用いた例である。この実施例１２のように、鋼板の厚みを０．３０ｍｍ～０．５５ｍｍ、到達降伏応力を３５０ＭＰａ以上、曲げ剛性ΔＥＩを４５Ｎ・ｍｍ以上、中間層の厚みを０．１ｍｍ～２．０ｍｍとし、且つ、補強層の降伏応力を１００ＭＰａ以上とすることにより、優れた耐デント性を有し、かつ、より軽量化された外装パネルを提供することができる。
　（比較例７）
　比較例７では、補強層の平均板厚が０．１ｍｍ、曲げ剛性ΔＥＩが５．８Ｎ・ｍｍである。従って、比較例７の補強層の曲げ剛性ΔＥＩは、４５Ｎ・ｍｍ未満である。このため、鋼板に荷重がかかり、中間層を介して荷重が補強層に伝達されると、補強層が塑性変形してしまう場合がある。この結果、塑性変形した補強層には、鋼板にかかる荷重が十分に補強層に伝達されない。比較例７に係る試験パネルのデント値は、０．９０であり、優れた耐デント性を有する試験パネル２００を得ることができなかった。
　（比較例８）
　比較例８では、鋼板の到達降伏応力が３３０ＭＰａである。すなわち、比較例８の鋼板の到達降伏応力は３５０ＭＰａを下回っている。このため、当該鋼板を備える試験パネルにはデント痕が残りやすい。比較例８の試験パネル２００のデント値は、０．７０である。比較例８では、優れた耐デント性を有する試験パネル２００を得ることができなった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　以上、表１および添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明した。本開示はかかる例に限定されない。本開示の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本開示の技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかである。これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
　例えば、補強部材１２０が鋼板に張り付けられる領域は、図２の例に限られない。補強部材１２０が張り付けられる領域の変形例について、図８及び図９を参照して説明する。図８及び図９は、ドアパネルに補強部材１２０が張り付けられる領域のバリエーションを示す図である。図８に示す例では、ドア１０１のドアパネル１１３の上から略２／３までの領域１３０までに補強部材が設けられている。一般的に、自動車のユーザは、ドアパネル１１３の上から略２／３の領域１３０をよく触るため、当該領域に補強部材が設けられることにより、有効にドアパネル１１３に凹み痕が生じることが抑止される。また、図９に示すように、複数の領域に分割して補強部材が設けられてもよい。図９に示す例では、ドア１０２のドアパネル１１４における８つの領域１４０（１４０ａ～１４０ｈ）に分割して８枚の補強部材が設けられているが、これに限らず、２～６つの領域に分割して２～６枚の補強部材が設けられてもよいし、９つ以上の領域に分割して９枚以上の補強部材が設けられてもよい。
　また、上記実施形態では、本開示にかかる技術がドアパネル１１０に適用された。これに限らず、本開示にかかる技術は、ルーフパネル、フェンダーパネル、フードアウターパネル、又はリアゲートアウターパネルなどの各種の外装パネルに適用され得る。また、本開示にかかる技術は、自動車の他、耐デント性が求められる製品にも適用され得る。
　本発明によれば、軽量であり、耐デント性の優れた外装パネル、及び当該外装パネルを備える自動車が提供される。
　１０　　　　　　　自動車
　　１００　　　　　ドア
　　　１１０　　　　ドアパネル
　　　　１２１　　　鋼板
　　　　１２２　　　第１接着層
　　　　１２３　　　中間層
　　　　１２４　　　第２接着層
　　　　１２５　　　補強層
　２０　　　　　　　試験装置
　　２００　　　　　試験パネル

Claims (7)

  1. 　鋼板、第１接着層、中間層、第２接着層、および補強層を含み、
    　前記鋼板と前記補強層とは、前記中間層を挟み、
    　前記第１接着層は、前記鋼板と前記中間層とを接着し、
    　前記第２接着層は、前記中間層と前記補強層とを接着し、
    　前記鋼板の厚みは、０．３０～０．５５ｍｍであり、
    　前記鋼板の到達降伏応力は、３５０ＭＰａ以上であり、
    　前記補強層の面内方向における平均ヤング率をＥ、前記補強層の面内方向における平均単位幅当たりの断面二次モーメントをＩとしたときに、単位幅当たりの曲げ剛性ΔＥＩが４５Ｎ・ｍｍ以上であり、
    　前記中間層の厚みは、０．１～２．０ｍｍである、
    外装パネル。
  2. 　前記鋼板の厚みは、０．３０～０．４５ｍｍであり、
    　前記鋼板の前記到達降伏応力は、５１０ＭＰａ以上である、
    請求項１に記載の外装パネル。
  3. 　前記補強層は、繊維強化樹脂を備える、請求項１又は２に記載の外装パネル。
  4. 　前記補強層は、炭素繊維強化樹脂を備える、請求項３に記載の外装パネル。
  5. 　前記曲げ剛性ΔＥＩが６００Ｎ・ｍｍ以上である、請求項１から４のいずれか一項に記載の外装パネル。
  6. 　前記補強層の降伏応力が１００ＭＰａ以上である、請求項１から５のいずれか一項に記載の外装パネル。
  7. 　請求項１から６のいずれか一項に記載の外装パネルを備える、自動車。
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