WO2021172536A1 - パネル部品の補剛構造 - Google Patents

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WO2021172536A1
WO2021172536A1 PCT/JP2021/007430 JP2021007430W WO2021172536A1 WO 2021172536 A1 WO2021172536 A1 WO 2021172536A1 JP 2021007430 W JP2021007430 W JP 2021007430W WO 2021172536 A1 WO2021172536 A1 WO 2021172536A1
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panel
wire
stiffening structure
main body
region
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PCT/JP2021/007430
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研一郎 大塚
亮 米林
聡 白神
靖典 澤
東 昌史
隆一 西村
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日本製鉄株式会社
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    • B62D25/105Bonnets or lids, e.g. for trucks, tractors, busses, work vehicles for motor cars

Definitions

  • This disclosure relates to the stiffening structure of panel parts.
  • the automobile is equipped with panel parts such as an outer panel.
  • Panel parts are required to have tension rigidity.
  • stiffening structures for improving the tension rigidity of panel parts used for automobile doors are known (for example, JP-A-2019-156384 (Patent Document 1) and JP-A-2018-016171 (for example, JP-A-2019-156384 (Patent Document 1)). See Patent Document 2)).
  • panel parts used for automobile doors may be referred to as door panel parts.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view showing an example of the conventional stiffening structure 301.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view showing another example of the conventional stiffening structure 301.
  • the stiffening structure 301 before completion is shown in the upper row, and the stiffening structure 301 after completion is shown in the lower row.
  • the stiffening structure 301 shown in FIG. 28 includes a door panel component 302 including a panel main body portion 321.
  • a reinforcing material 303 is attached to the inner surface 321a of the panel main body 321. That is, the entire area of the reinforcing member 303 overlaps with the panel main body portion 321 and is joined. As a result, the tension rigidity of the panel main body portion 321 is ensured.
  • This reinforcing material 303 is made of resin.
  • the reinforcing material 303 is attached to the inner surface 321a of the panel main body portion 321 before baking coating (see the upper diagram of FIG. 28).
  • the reinforcing material 303 attached to the panel main body 321 is cured by the heat during baking and painting, and is in close contact with the panel main body 321.
  • the door panel part 302 including the panel body 321 is made of steel.
  • the coefficient of linear expansion differs greatly between the resin reinforcing material 303 and the steel panel main body 321. Therefore, in baking coating, when heat is applied to the door panel component 302 to which the reinforcing material 303 is attached, a difference occurs between the amount of deformation of the reinforcing material 303 and the amount of deformation of the panel main body 321. Therefore, the panel main body portion 321 is elastically deformed, and in some cases, plastically deformed. As a result, unevenness 322 is generated on the panel main body 321 (see the lower part of FIG. 28). Therefore, in the stiffening structure 301 shown in FIG. 28, the surface quality of the door panel component 302 may deteriorate.
  • the reinforcing material 303A attached to the inner surface 321a of the panel main body 321 is made of steel. Therefore, the coefficient of linear expansion of the reinforcing member 303A is the same as the coefficient of linear expansion of the panel main body 321. Then, the surface quality of the door panel component 302 does not deteriorate due to the heat during baking.
  • the dimensional accuracy of the reinforcing material 303A must be strictly controlled. This is because when the reinforcing material 303A having low dimensional accuracy is attached to the panel main body 321 (see the upper part of FIG. 29), the panel main body 321 is elastically deformed along the shape of the reinforcing material 303A, and in some cases, the reinforcing material 303A is elastically deformed. Is due to plastic deformation (see the lower figure of FIG. 29). Therefore, even with the stiffening structure 301 shown in FIG. 29, the surface quality of the door panel component 302 may deteriorate.
  • the surface quality of the panel parts may deteriorate. Further, if the surface quality of the panel parts deteriorates, the tension rigidity of the panel parts may not improve as expected.
  • the purpose of the present disclosure is to provide a stiffening structure for panel parts, which can ensure the surface quality of the panel parts and improve the tension rigidity of the panel parts.
  • the stiffening structure of the panel component according to the present disclosure includes a panel component and a wire.
  • the panel component includes a panel body portion that is curved outward.
  • the wire has a first end and a second end. The first end is joined to the inner surface of the first position in the panel body. The second end is joined to the inner surface of the second position of the panel body. The wire is stretched from the first position to the second position.
  • the stiffening structure of the other panel parts includes a panel part, an auxiliary part, and a wire.
  • Panel components include a flat or outwardly curved panel body.
  • Auxiliary parts are located inside the panel parts and are integrated with the panel parts.
  • the wire has a first end and a second end. The first end is joined to the inner surface of the first position in the panel body. The second end is joined to the auxiliary part. The wire is stretched from the first position to the auxiliary part.
  • the stiffening structure of the other panel parts according to the present disclosure includes a panel part, a receiving portion, and a wire.
  • Panel components include a flat or outwardly curved panel body.
  • the receiving portion protrudes from the inner surface of the panel main body portion.
  • the wire has a first end and a second end. The first end is joined to the inner surface of the first position in the panel body.
  • the second end portion is joined to the inner surface of the second position on the side opposite to the first position with respect to the receiving portion of the panel main body portion.
  • the wire is stretched from the first position to the second position via the receiving portion.
  • the surface quality of the panel parts can be ensured, and the tension rigidity of the panel parts can be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a stiffening structure of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the stiffening structure of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a state when a wire is joined to the panel main body portion in the stiffening structure of the first embodiment.
  • FIG. 4A is a perspective view of the panel component when a load is applied to the panel component without wires.
  • FIG. 4B is a perspective view of the panel component when a load is applied to the panel component without wires.
  • FIG. 4C is a schematic view showing the deformation behavior of the panel main body when a load is applied to the panel parts in the absence of wires.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a stiffening structure of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the stiffening structure of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a state when a wire is joined to the panel main body portion in the stiffening
  • FIG. 5 is a schematic view showing a state when a load is applied to the panel parts from the outside in the stiffening structure of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a plan view of the stiffening structure of the second embodiment.
  • FIG. 7 is a plan view of the stiffening structure of the third embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram showing the results of the first weighting test regarding the stiffening structure of the second and third embodiments.
  • FIG. 9 is a diagram showing the results of a second weighting test regarding the stiffening structure of the second and third embodiments.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the stiffening structure of the fourth embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the stiffening structure of the fifth embodiment.
  • FIG. 12 is a plan view showing the stiffening structure of the sixth embodiment.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a part of the stiffening structure of the sixth embodiment.
  • FIG. 14 is a plan view showing the stiffening structure of the seventh embodiment.
  • FIG. 15 is a plan view showing the stiffening structure of the eighth embodiment.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing the stiffening structure of the ninth embodiment.
  • FIG. 17 is a plan view showing the stiffening structure of the ninth embodiment.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing the stiffening structure of the tenth embodiment.
  • FIG. 19 is a plan view showing the stiffening structure of the eleventh embodiment.
  • FIG. 20 is a diagram showing the results of a third weighted test relating to the stiffening structure of the eleventh embodiment.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing the stiffening structure of the twelfth embodiment.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing the stiffening structure of the thirteenth embodiment.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing the stiffening structure of the 14th embodiment.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing the stiffening structure of the fifteenth embodiment.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view showing the stiffening structure of the 16th embodiment.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view showing the stiffening structure of the 17th embodiment.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing the stiffening structure of the twelfth embodiment.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing the stiffening structure of the thirteenth embodiment.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing the stiff
  • FIG. 27 is a diagram showing the results of a fourth weighted test relating to the stiffening structure of the 17th embodiment.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view showing an example of a conventional stiffening structure.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view showing another example of the conventional stiffening structure.
  • Tension rigidity is evaluated by the amount of elastic deformation that occurs in a panel component when a load is applied to the panel component from the outside. Specifically, when a load is applied from the outside to the inside of the panel main body of the panel component, the portion to which the load is applied is elastically displaced in the direction of the load. The smaller the amount of elastic displacement, the higher the tension rigidity.
  • a method of improving the tension rigidity of the panel parts a method of increasing the plate thickness of the panel parts and a method of attaching a reinforcing material to the panel main body can be considered.
  • the tension rigidity of panel parts increases or decreases in proportion to the cube of the plate thickness. Therefore, if the plate thickness of the panel parts is reduced for the purpose of weight reduction, the tension rigidity is greatly reduced. Moreover, even if the panel parts are made stronger by selecting the material, the effect of improving the tension rigidity is low. This is because the tension rigidity is evaluated by the amount of elastic deformation.
  • a reinforcing material is attached to the inner surface of the panel main body, and the entire area of the reinforcing material is joined so as to overlap with the panel main body.
  • the joint area between the panel body and the reinforcing material is large. If the joint area is large, the shape of the panel body is strongly influenced by the properties of the reinforcing material (linear expansion coefficient, shape dimension). Therefore, the panel main body is likely to be plastically deformed depending on the properties of the reinforcing material.
  • the cause of the deterioration of the surface quality of the panel parts is that the joint area between the panel main body and the reinforcing material is large. Then, it can be said that the surface quality of the panel parts can be ensured if the joint area between the panel main body and the reinforcing material is small. In order to reduce the joint area between the panel main body and the reinforcing material, only the end portion of the reinforcing material needs to be joined to the panel main body.
  • the stiffening structure of the panel component includes a panel component and a wire.
  • the panel component includes a panel body portion that is curved outward.
  • the wire has a first end and a second end. The first end is joined to the inner surface of the first position in the panel body. The second end is joined to the inner surface of the second position of the panel body. The wire is stretched from the first position to the second position (first configuration).
  • the panel component is not particularly limited as long as it is a component having a panel body portion curved outward.
  • the panel component is an automobile skin panel.
  • the outer panel is, for example, a door outer panel, a hood (bonnet), a roof and a fender.
  • the material of the wire is not limited.
  • the wire is a metal wire.
  • the material of the metal wire is not particularly limited.
  • the metal wire is a steel wire.
  • the metal wire may be a single wire or a stranded wire.
  • the wire may be a CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastics) wire.
  • the CFRP wire may be a CFRP strand or a CFRP gut.
  • the CFRP may be a thermosetting CFRP using a thermosetting resin (eg, epoxy) as a base material, or may be a thermoplastic CFRP using a thermoplastic resin (eg, polyamide) as a base material. It is more preferable that the CFRP wire uses continuous carbon fiber.
  • the diameter of the wire can be freely selected according to the design requirements. If the cross section of the wire is not a circle, the diameter of the wire shall be the diameter of a circle with the same cross-sectional area (equivalent diameter).
  • the diameter of the wire is preferably 0.3 mm to 3.0 mm from the viewpoint of suppressing an increase in weight while sufficiently ensuring the rigidity of the wire. More preferably, the diameter of the wire is 1.1 mm to 2.5 mm.
  • the first end portion of the wire is joined to the first position of the panel main body portion, and the second end portion of the wire is joined to the second position of the panel main body portion. That is, the wire is joined to the panel main body at the first end and the second end. On top of that, the wires are stretched from the first position to the second position. In this case, the wire extends in a straight line between the first position and the second position. Further, the wire extending between the first position and the second position is separated from the inner surface of the panel main body portion.
  • a load is applied from the outside to the panel body of the panel parts mounted on the automobile.
  • a portion where a load is expected to be applied from the outside may be referred to as a “load assumption point”.
  • the panel body will bend. Specifically, in the panel main body, the assumed load point is displaced in the direction of the load. That is, the assumed load point is deformed to the inside of the panel main body. With the deformation of the assumed load point, a part of the area away from the assumed load point is deformed to the outside of the panel main body.
  • this region may be referred to as an "outward deformation region".
  • the outward deformation region is displaced in the direction opposite to the direction of the load and away from the assumed load point. When the panel parts are viewed in cross section, the outward deformation regions exist on both sides of the assumed load point.
  • the wire is stretched from the first position to the second position.
  • the first position and the second position are set in outward deformation regions that are separated from each other.
  • tension is generated in the wire.
  • the first position and the second position of the panel main body receive the reaction force of tension from the wire.
  • deformation of the first position and the second position of the panel main body is suppressed.
  • the deformation of the assumed load point is suppressed. Therefore, the tension rigidity of the panel parts is increased.
  • the wire functions as a kind of reinforcing material.
  • the wire functioning as a reinforcing material is only joined to the panel main body portion at the first end portion and the second end portion. In this case, the joint area between the panel body and the wire is small.
  • the dimensional accuracy of the wire does not need to be strictly controlled.
  • the influence of the shape on the shape of the panel body is small.
  • the coefficient of linear expansion of the wires becomes the shape of the panel body regardless of whether the material of the wires is the same as or different from the materials of the panel parts. The impact is small. Therefore, the surface quality of the panel parts can be ensured.
  • the stiffening structure of the first configuration preferably has the following configuration.
  • the panel main body includes a load assumption point where a load is assumed to be applied from the outside, and a first region and a second region.
  • the first region and the second region are displaced in the direction opposite to the direction of the load and in the direction away from the assumed load point.
  • the second region is located on the opposite side of the assumed load point from the first region.
  • the first position is set in the first area and the second position is set in the second area (second configuration).
  • the first region and the second region correspond to the above-mentioned outward deformation region.
  • the surface quality of the panel parts can be more sufficiently ensured, and the tension rigidity of the panel parts can be more sufficiently improved.
  • the stiffening structure of the other panel parts includes a panel part, an auxiliary part, and a wire.
  • Panel components include a flat or outwardly curved panel body.
  • Auxiliary parts are located inside the panel parts and are integrated with the panel parts.
  • the wire has a first end and a second end. The first end is joined to the inner surface of the first position in the panel body. The second end is joined to the auxiliary part. The wire is stretched from the first position to the auxiliary part (third configuration).
  • the same panel parts as those of the stiffening structure of the first configuration described above are applied to the panel parts of the stiffening structure of the third configuration.
  • the panel main body to which the wires are joined is convexly curved outward or flat.
  • the auxiliary parts are not particularly limited as long as they are placed inside the panel parts and integrated with the panel parts.
  • the panel component is a door outer panel
  • the auxiliary component is a door inner panel, a door impact beam, or the like.
  • a wire similar to the stiffening structure of the first configuration described above is applied to the wire having the stiffening structure of the third configuration.
  • the first end portion of the wire is joined to the first position of the panel main body portion, and the second end portion of the wire is joined to the auxiliary part. That is, the wire is joined to the panel body at the first end and to the auxiliary component at the second end. On top of that, the wire is stretched from the first position to the auxiliary part. In this case, the wire extends in a straight line between the first position and the auxiliary component, similar to the stiffening structure of the first configuration. Further, the wire extending between the first position and the auxiliary component is separated from the inner surface of the panel main body portion.
  • the wire is stretched from the first position to the auxiliary part.
  • the first position is set in the outward deformation region.
  • the first position of the panel main body receives the reaction force of tension from the wire.
  • deformation of the first position of the panel main body is suppressed.
  • the deformation of the assumed load point is also suppressed. Therefore, the tension rigidity of the panel parts is increased.
  • the wire functions as a kind of reinforcing material.
  • the wire functioning as a reinforcing material is only joined to the panel main body at the first end and to the auxiliary part at the second end.
  • the joint area between the panel main body and the wire is small, as in the stiffening structure of the first configuration described above. Therefore, the surface quality of the panel parts can be ensured.
  • the stiffening structure of the third configuration preferably has the following configuration.
  • the panel main body includes a load assumption point where a load is assumed to be applied from the outside and a first region.
  • the first region is displaced in the direction opposite to the direction of the load and in the direction away from the assumed load point.
  • the first position is set in the first region (fourth configuration).
  • the first region corresponds to the above-mentioned outward deformation region.
  • the surface quality of the panel parts can be more sufficiently ensured, and the tension rigidity of the panel parts can be more sufficiently improved.
  • the stiffening structure of the other panel parts includes a panel part, a receiving portion, and a wire.
  • Panel components include a flat or outwardly curved panel body.
  • the receiving portion protrudes from the inner surface of the panel main body portion.
  • the wire has a first end and a second end. The first end is joined to the inner surface of the first position in the panel body.
  • the second end portion is joined to the inner surface of the second position on the side opposite to the first position with respect to the receiving portion of the panel main body portion.
  • the wire is stretched from the first position to the second position via the receiving portion (fifth configuration).
  • a panel component similar to the stiffening structure of the first configuration described above is applied to the panel component of the stiffening structure of the fifth configuration.
  • the panel main body to which the wires are joined is convexly curved or flat to the outside, as in the third configuration described above.
  • the receiving portion is not particularly limited as long as it protrudes from the inner surface of the panel main body portion.
  • the receiving portion is formed separately from the panel component and joined to the panel main body portion.
  • the receiving portion may be integrally molded with the panel component by press working.
  • the material of the receiving portion is not particularly limited. When the receiving portion is molded separately from the panel parts, for example, the material of the receiving portion is plastic.
  • the material of the receiving portion may be metal. This metal is, for example, steel.
  • the method of joining the receiving portion to the panel main body portion is, for example, adhesion with an adhesive. The joining method may be welding or mechanical fastening. Further, for example, when the panel component is a door outer panel and the receiving portion is integrally molded with the panel component, the character line formed on the panel main body portion can be used as the receiving portion.
  • a wire similar to the stiffening structure of the first configuration described above is applied to the wire having the stiffening structure of the fifth configuration.
  • the second position is on the opposite side of the receiving portion from the first position. That is, there is a receiving portion between the first position and the second position.
  • the first end of the wire is joined to the first position of the panel body and the second end of the wire is joined to the second position of the panel body. That is, the wire is joined to the panel main body at the first end and the second end. Then, the wire is stretched from the first position to the second position via the receiving portion.
  • the wire is stretched from the first position to the second position via the receiving portion.
  • the first position and the second position are set in outward deformation regions that are separated from each other. Also in this case, similar to the stiffening structure of the first configuration described above, tension is generated in the wire when a load is applied to the panel main body portion. Therefore, the tension rigidity of the panel parts is increased.
  • the joint area between the panel main body and the wire is small as in the stiffening structure of the first configuration described above. Therefore, the surface quality of the panel parts can be ensured.
  • the stiffening structure of the fifth configuration preferably has the following configuration.
  • the panel main body includes a load assumption point where a load is assumed to be applied from the outside, and a first region and a second region.
  • the first region and the second region are displaced in the direction opposite to the direction of the load and in the direction away from the assumed load point.
  • the second region is located on the opposite side of the assumed load point from the first region.
  • the first position is set in the first area and the second position is set in the second area.
  • a receiving portion is provided between the first region and the second region (sixth configuration).
  • the first region and the second region correspond to the above-mentioned outward deformation region.
  • the surface quality of the panel parts can be more sufficiently ensured, and the tension rigidity of the panel parts can be more sufficiently improved.
  • the panel parts are preferably made of metal (seventh configuration).
  • the panel parts are preferably made of steel (eighth configuration).
  • the metal in this case is not limited to steel.
  • the metal may be aluminum or magnesium.
  • the wire is preferably a metal wire (nineth configuration).
  • the wire is preferably a steel wire (tenth configuration).
  • the material of the panel component is preferably the same as the material of the wire (11th configuration).
  • the coefficient of linear expansion of the wire is the same as the coefficient of linear expansion of the panel main body. Therefore, the coefficient of linear expansion of the wire has no effect on the shape of the panel body. Therefore, the surface quality of the panel parts can be more sufficiently ensured.
  • the wire may be a CFRP wire (12th configuration). Further, it is preferable that the Young's modulus of the wire is high. This is because the effect of improving the tension rigidity is enhanced.
  • the panel component is preferably an outer panel for automobiles (thirteenth configuration).
  • the panel parts that are the outer panel are, for example, a door outer panel, a hood, a roof, and a fender.
  • a method of joining the first end of the wire to the panel body, a method of joining the second end of the wire to the panel body, and a method of joining the second end of the wire to the auxiliary component is preferably an adhesive. This is because the appearance of the panel body from the outside does not change.
  • the joining method may be welding or mechanical fastening.
  • the panel body and the wire may be joined before the heat treatment or after the heat treatment.
  • the wire is a CFRP wire
  • the connection between the panel body and the wire may be performed after the heat treatment in consideration of the heat resistance of the wire or the difference in thermal expansion between the wire and the panel body. preferable.
  • the stiffening structure 1 of the panel component 2 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • the panel component 2 to be stiffened is an outer panel for an automobile.
  • the outer panel include a door outer panel, a hood, a roof and a fender.
  • the stiffening structure 1 of the panel component 2 indicates a direction
  • the X direction, the Y direction, and the Z direction that are orthogonal to each other may be used.
  • the X direction and the Y direction are the directions in which the panel component 2 spreads when the panel component 2 is viewed in a plane.
  • the Z direction is a direction perpendicular to the spreading direction of the panel component 2, and the outer O and the inner I of the panel component 2 are indicated by the Z direction.
  • FIG. 1 and 2 are views showing a stiffening structure 1 of the panel component 2 of the first embodiment.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of the stiffening structure 1 when the panel component 2 is cut along a plane perpendicular to the X direction.
  • FIG. 2 shows a plan view of the stiffening structure 1 when the panel component 2 shown in FIG. 1 is viewed from the inside I.
  • the stiffening structure 1 includes a panel component 2 and a wire 3.
  • the number of wires 3 is three.
  • the number of wires 3 is not limited to three, and may be one, two, or three or more.
  • the panel component 2 of the present embodiment has a rectangular shape in a plan view when viewed along the Z direction.
  • the panel component 2 includes a panel main body 21.
  • the panel component 2 includes a first side edge portion 22A connected to one end of the panel main body portion 21 in the Y direction.
  • the panel component 2 includes a second side edge 22B connected to the other end of the panel body 21 in the Y direction.
  • Panel part 2 is composed of a metal plate material. Specifically, the panel component 2 is made of a steel plate material.
  • the panel main body portion 21 is formed in a curved surface shape in which the central portion in the Y direction protrudes toward the outside O. That is, the panel main body 21 is convexly curved to the outside O.
  • the cross-sectional shape of the panel body 21 is arcuate. However, the cross-sectional shape of the panel main body 21 may be an elliptical arc shape or another convex curve shape as long as it is a shape that is convex toward the outside O. Note that FIG. 1 exaggerates the cross-sectional shape of the panel body 21. This also applies to each of the following figures.
  • the wire 3 is composed of a metal wire (metal wire). Specifically, the wire 3 is composed of a steel wire (steel wire). The metal wire 3 is a single wire made of one wire rod. However, the metal wire 3 may be a stranded wire obtained by twisting a plurality of wires. The wire 3 is an elongated linear member. For example, the diameter of the wire 3 is 2.0 mm. The diameter of the wire may be 0.3 to 3.0 mm.
  • the wire 3 is arranged along the Y direction of the panel main body 21. Specifically, the wire 3 extends in the Y direction from the side of the first side edge portion 22A to the side of the second side edge portion 22B within the range of the arc drawn by the cross section of the panel main body portion 21.
  • the three wires 3 are arranged side by side in the X direction at equal intervals from each other (see FIG. 2).
  • the wire 3 has a first end portion 31 and a second end portion 32.
  • one end of two ends located on opposite sides to each other is the first end 31, and the other end is the second end 32.
  • the first end portion 31 of the wire 3 is joined to the first position 211 of the inner surface 21a of the panel main body portion 21 by the adhesive 4.
  • the second end portion 32 is joined to the second position 212 of the inner surface 21a of the panel main body portion 21 by the adhesive 4.
  • the first position 211 is separated from the second position 212 in the Y direction of the panel main body 21.
  • FIG. 3 is a schematic view showing a state when the wire 3 is joined to the panel main body 21 in the stiffening structure of the first embodiment.
  • the upper part shows the state before joining
  • the lower part shows the state after joining. Note that FIG. 3 typically shows the second end 32 of the wire 3.
  • the wire 3 when the wire 3 is joined to the panel main body portion 21, the wire 3 can bend the root portion 33 of each of the first end portion 31 and the second end portion 32.
  • the root portion 33 is brought into contact with the inner surface 21a of the panel main body portion 21.
  • the wire 3 is rotated about the axis of the wire main body 34 as shown by an arrow in the lower figure of FIG. Then, the first end portion 31 and the second end portion 32 of the wire 3 come into close contact with the inner surface 21a of the panel main body portion 21.
  • the adhesive 4 is supplied to each of the first end 31 and the second end 32 of the wire 3.
  • the first end 31 and the second end 32 of the wire 3 are fixed by the cured adhesive 4, respectively.
  • the first end portion 31 and the second end portion 32 of the wire 3 are joined to the panel main body portion 21.
  • the method of joining the wire 3 to the panel main body 21 is not limited to the joining method shown in FIG.
  • the first end portion 31 and the second end portion 32 may be formed in a spiral shape in advance. If bonding with an adhesive is adopted as the bonding method, bonding marks that impair the appearance do not appear on the outer surface 21b of the panel main body 21. From the viewpoint of appearance, the joining method is preferably adhesive. However, when the outer surface 21b of the panel main body 21 is finally covered with other parts, the appearance is irrelevant, so the joining method may be welding or mechanical fastening.
  • the panel body 21 and the wire 3 may be joined before the heat treatment or after the heat treatment. May be good.
  • the first end 31 of the wire 3 is joined to the first position 211 of the panel body 21, and the second end 32 of the wire 3 is joined to the second position 212 of the panel body 21. ing. That is, the wire 3 is joined to the panel main body 21 at the first end 31 and the second end 32. On top of that, the wire 3 is stretched from the first position 211 to the second position 212.
  • the wire body 34 of the wire 3 extends on the virtual straight line L passing through the first position 211 and the second position 212. That is, the wire 3 extends in a straight line between the first position 211 and the second position 212. Further, the wire body 34 extending between the first position 211 and the second position 212 is separated from the inner surface 21a of the panel body 21. A space S is formed between the wire main body 34 and the panel main body 21.
  • FIGS. 4A to 4C are schematic views showing the deformation behavior of the panel main body 21 when a load F is applied to the panel component 2 from the outside O in the absence of the wire 3.
  • 4A and 4B show perspective views of the panel component 2.
  • FIG. 4C shows a cross section of the panel component 2 when it is cut along a plane perpendicular to the X direction. These figures show the results (simulation model and numerical values) of CAE (Computer Aided Engineering) analysis.
  • CAE Computer Aided Engineering
  • the central portion C of the panel main body portion 21 in the X direction and the Y direction protrudes most to the outside O.
  • a load F is applied to the central portion C of the panel main body portion 21 from the outer surface 21b side to the inner surface 21a side of the panel main body portion 21. That is, the central portion C of the panel main body portion 21 is the above-mentioned load assumption point. If a load F is applied from the outside O to the central portion C (assumed load point) of the panel main body portion 21, the panel main body portion 21 is bent. In this CAE analysis, the load F was set to two types, 10N and 25N.
  • FIGS. 4A and 4B show regions A1 and A2 of the panel main body 21 that deform to the outer side O when a load F is applied to the central portion C (assumed load point).
  • the regions A1 and A2 are displaced in the direction along the Z direction. From another point of view, the regions A1 and A2 are displaced in the direction opposite to the direction of the load F. Further, the regions A1 and A2 are displaced in the direction along the Y direction. In another aspect, the regions A1 and A2 are displaced away from the central portion C.
  • the displacement amount in each part of the panel main body 21 is shown by 100 times the numerical value of the analysis result.
  • the solid line shows the state before the load F is applied.
  • the alternate long and short dash line shows the state when a load F of 10 N is applied.
  • the alternate long and short dash line shows the state when a load F of 25 N is applied.
  • the regions A1 and A2 of the panel main body portion 21 which are separated from each other in the Y direction from the central portion C are deformed to the outer side O of the panel main body portion 21. That is, the regions A1 and A2 are displaced in the direction opposite to the direction of the load F and in the direction away from the central portion C. Therefore, the regions A1 and A2 are the above-mentioned outward deformation regions.
  • the region A1 is close to the first side edge portion 22A of the panel component 2.
  • the region A2 is close to the second side edge portion 22B of the panel component 2.
  • the region A2 is located on the side opposite to the region A1 with respect to the central portion C (assumed load point).
  • the range of the regions A1 and A2 when the load F is 25N is wider than that when the load F is 10N.
  • Regions A1 and A2 obtained by CAE analysis indicate outward deformation regions.
  • the outward deformation region is in the direction opposite to the direction of the load F and the central portion C. Displace in the direction away from.
  • the region A1 which is the outward deformation region on the side close to the first side edge portion 22A of the panel main body portion 21 may be referred to as the first region A1.
  • the region A2 which is the outward deformation region on the side close to the second side edge portion 22B of the panel component 2 may be referred to as the second region A2.
  • the lateral (Y direction) displacement amount of the first region A1 and the second region A2 when the load F is 25N is larger than that when the load F is 10N.
  • the first region A1 close to the first side edge portion 22A of the panel component 2 is displaced in the first deformation direction D1 toward the first side edge portion 22A.
  • the second region A2 close to the second side edge portion 22B of the panel component 2 is displaced in the second deformation direction D2 toward the second side edge portion 22B. That is, the first region A1 and the second region A2 are displaced in the direction away from the central portion C (assumed load point) of the panel main body portion 21 in the Y direction.
  • the first end 31 of the wire 3 is joined to the first position 211 of the panel body 21, and the second end 32 of the wire 3 is joined to the second position 212 of the panel body 21.
  • the first position 211 is set in the first region A1
  • the second position 212 is set in the second region A2.
  • both the first position 211 to which the first end 31 of the wire 3 is joined and the second position 212 to which the second end 32 of the wire 3 is joined are set in the outward deformation region. There is.
  • the wire 3 extends in a straight line in the Y direction between the first position 211 (first region A1) and the second position 212 (second region A2).
  • the first region A1 and the second region A2, which are outward deformation regions, are derived by CAE analysis.
  • the method for deriving the outward deformation region is not limited to such CAE analysis.
  • an experiment in which a load F is applied using the panel component 2 without the wire 3 may be performed, and an outward deformation region may be derived from the experimental result.
  • the first end 31 of the wire 3 is joined to the first position 211, and the second end 32 of the wire 3 is joined to the second position 212.
  • the first position 211 and the second position 212 are set in outward deformation regions (first region A1 and second region A2) that are separated from each other, respectively.
  • the wire 3 is stretched from the first position 211 to the second position 212.
  • the wire 3 extends along the Y direction between the first position 211 and the second position 212 on the virtual straight line L.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a state when a load F is applied to the panel component 2 from the outside O in the stiffening structure 1 of the present embodiment.
  • the cross section of the panel component 2 is shown on the left side of FIG. On the right side of FIG. 5, the portion to which the load F is applied and the portion in the vicinity thereof are enlarged and shown.
  • the panel main body 21 when a load F is applied to the panel main body 21, the panel main body 21 is bent. In this case, the first region A1 and the second region A2 of the panel main body 21 are deformed to the outside, and the tension T is generated in the wire 3 with the deformation.
  • the first position 211 and the second position 212 of the panel main body 21 receive the reaction force of the tension T from the wire 3. As a result, deformation of the first position 211 and the second position 212 of the panel main body 21 is suppressed. In the panel main body 21, the deformation of the first position 211 and the second position 212 is suppressed, so that the deformation of the first region A1 and the second region A2 is suppressed.
  • the deformation of the outward deformation region is suppressed.
  • the deformation of the assumed load point to which the load F is applied is suppressed. Therefore, the tension rigidity of the panel component 2 is increased.
  • the wire 3 functions as a kind of reinforcing material.
  • the wire main body 34 extending between the first position 211 and the second position 212 is separated from the inner surface 21a of the panel main body portion 21.
  • the wire 3 that functions as a reinforcing material is only joined to the panel main body portion 21 at the first end portion 31 and the second end portion 32. In this case, the joint area between the panel body 21 and the wire 3 is small.
  • the dimensional accuracy of the wire 3 does not need to be strictly controlled.
  • the influence of the shape of the wire 3 on the panel main body 21 is small. Further, even when the panel component 2 and the wire 3 are heat-treated (eg, baking finish), regardless of whether the material of the wire 3 is the same as or different from the material of the panel component 2.
  • the influence of the coefficient of linear expansion of the wire 3 on the shape of the panel main body 21 is small. Therefore, the surface quality of the panel component 2 can be ensured.
  • the panel component 2 is made of metal (more specifically, steel), and the wire 3 is also made of metal (more specifically, steel). That is, the material of the panel component 2 is the same as that of the wire 3 joined to the panel main body 21 of the panel component 2.
  • the coefficient of linear expansion of the wire 3 is the same as the coefficient of linear expansion of the panel body 21. Therefore, the coefficient of linear expansion of the wire 3 has no effect on the shape of the panel body 21. Therefore, the surface quality of the panel component 2 can be more sufficiently ensured.
  • the surface quality of the panel component 2 can be ensured, and the tension rigidity of the panel component 2 can be improved.
  • the panel main body 21 is convexly curved to the outside O. That is, the panel main body 21 is not concavely curved to the outside O.
  • the radius of curvature R of the convexly curved portion in the cross section of the panel main body 21 is preferably 100 mm or more.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-68757 discloses a method for improving tension rigidity by providing a tension applying jig inside the door outer panel.
  • a tension applying jig having a higher coefficient of linear expansion than that of the door outer panel is fitted into the door outer panel, and the panel is plastically deformed by thermal strain in the painting process. This improves the rigidity of the door outer panel after the tension applying jig is removed.
  • the mounting structure of the tension applying jig is a fitting type. Therefore, if a load is applied to the door outer panel while the tension applying jig is still attached to the door outer panel, a gap is created in the fitting portion and the tension applying jig is disengaged.
  • FIG. 6 is a diagram showing a stiffening structure 1A of the panel component 2 of the second embodiment.
  • FIG. 6 shows a plan view of the stiffening structure 1A when the panel component 2 is viewed from the inside I.
  • the stiffening structure 1A of the second embodiment is a modification of the stiffening structure 1 of the first embodiment.
  • the points different from those of the first embodiment will be mainly described.
  • the panel component 2 has a rectangular shape in a plan view when viewed along the Z direction.
  • Beads 26 are formed on the four side edges of the panel component 2 along each side forming the contour of the panel component 2.
  • the bead 26 is formed on the outside of the panel main body 21.
  • the panel main body 21 is provided with the wire 3 as in the first embodiment.
  • the number of wires 3 is five.
  • the five wires 3 are arranged side by side in the X direction at equal intervals from each other.
  • the panel component 2 is stiffened by five wires 3. In this case, as compared with the stiffening structure of the first embodiment, the tension rigidity of the panel component 2 increases as the number of wires 3 increases.
  • FIG. 7 is a diagram showing a stiffening structure 1B of the panel component 2 of the third embodiment.
  • FIG. 7 shows a plan view of the stiffening structure 1B when the panel component 2 is viewed from the inside I.
  • the stiffening structure 1B of the third embodiment is a modification of the stiffening structure 1A of the second embodiment.
  • the points different from the second embodiment will be mainly described.
  • the number of wires 3 provided in the panel main body 21 is 15.
  • the panel component 2 is stiffened by 15 wires 3.
  • the tension rigidity of the panel component 2 increases as the number of wires 3 increases.
  • the stiffening structure 1B of the present embodiment includes, as the wire 3, a first wire 3A, a second wire 3B, and a third wire 3C having different lengths from each other.
  • the length of the first wire 3A is the shortest.
  • the length of the second wire 3B is longer than that of the first wire 3A.
  • the length of the third wire 3C is the longest.
  • the first wire 3A, the second wire 3B, and the third wire 3C are arranged side by side alternately in the X direction.
  • FIG. 8 is a diagram showing the results of the first weighting test regarding the stiffening structure of the second and third embodiments.
  • FIG. 8 shows the relationship between the load applied to the panel component and the amount of deflection of the panel component.
  • the amount of deflection means the amount of displacement of the portion of the panel body to which a load is applied (assumed load point).
  • the panel part 2 having the stiffening structure 1A of the second embodiment and the panel part 2 having the stiffening structure 1B of the third embodiment were prepared.
  • the number of wires 3 was five.
  • the number of wires 3 was 15.
  • a panel component 2 having a non-rigid structure 1C without wires was prepared. A load was applied to each panel component 2 and the amount of deflection was investigated.
  • the main conditions for the stiffening structures 1A and 1B and the non-stiffening structure 1C are shown below.
  • the material of the panel part 2 was JSC270D (Japan Iron and Steel Federation standard (JFS)), which is a cold-rolled steel sheet for automobiles.
  • the plate thickness of the panel component 2 was 0.4 mm.
  • the panel component 2 has a square shape in a plan view when viewed from the Z direction, and the length of each side constituting the contour is 400 mm.
  • the radius of curvature R of the convexly curved portion is set to 1200 mm.
  • the adhesive 4 for joining the wire 3 and the panel component 2 a low-odor acrylic adhesive Y-600 manufactured by Cemedine Co., Ltd. was used.
  • the test result of the non-rigid structure 1C using the first panel component 2 is shown by 1CA
  • the test result of the non-rigid structure 1C using the second panel component 2 is shown. , 1CB.
  • the amount of deflection of the panel component 2 in the rigid structure 1A of the second embodiment was smaller than the amount of deflection of the panel component 2 in the non-rigid structure 1C (1CA, 1CB). .. Further, the amount of bending of the panel component 2 in the stiffening structure 1B of the third embodiment was smaller than the amount of bending of the panel component 2 in the stiffening structure 1A of the second embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing the results of a second weighting test regarding the stiffening structure of the second and third embodiments.
  • FIG. 9 shows the relationship between the weight per unit area of the panel component and the amount of deflection of the panel component. Similar to the first weighting test, the amount of deflection means the amount of displacement of the portion of the panel body to which a load is applied (assumed load point).
  • the panel part 2 having the stiffening structure 1A of the second embodiment and the panel part 2 having the stiffening structure 1B of the third embodiment were prepared.
  • the number of wires 3 was five.
  • the number of wires 3 was 15.
  • a panel component 2 having a non-rigid structure 1C without wires was prepared. A load of 90 N was applied to each panel component 2, and the amount of deflection was investigated.
  • the conditions of the second load test which is different from the first load test, are as follows.
  • a non-rigid structure 1C tests were conducted on four panel parts 2 having different plate thicknesses t.
  • the plate thickness t of these four panel parts 2 was 0.4 mm, 0.5 mm, 0.6 mm, and 0.7 mm, respectively.
  • the plate thickness t of the panel component 2 was set to 0.4 mm as in the first weighting test.
  • the stiffening structure 1A of the second embodiment has a smaller weight per unit area than the non-rigid structure 1C composed of only the panel component 2 having a plate thickness t of 0.5 mm. , The amount of deflection was a little small. Further, the stiffening structure 1B of the third embodiment has a smaller weight per unit area and a larger amount of bending as compared with the non-rigid structure 1C composed of only the panel component 2 having a plate thickness t of 0.5 mm. It was small.
  • the stiffening structure 1B of the third embodiment has a significantly smaller weight per unit area and a bending amount as compared with the non-rigid structure 1C composed of only the panel component 2 having a plate thickness t of 0.7 mm. Was a little small. Further, the stiffening structure 1B of the third embodiment has a slightly larger weight per unit area as the number of wires 3 increases, as compared with the stiffening structure 1A of the second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing a stiffening structure 1 of the panel component 2 of the fourth embodiment.
  • FIG. 10 shows a cross-sectional view of the stiffening structure 1 when the panel component 2 is cut along a plane perpendicular to the X direction.
  • the stiffening structure 1 of the fourth embodiment is a modification of the stiffening structure 1 of the first embodiment.
  • the points different from those of the first embodiment will be mainly described.
  • the stiffening structure 1 of the present embodiment includes, as the wire 3, a first wire 3A and a second wire 3B having different lengths from each other.
  • the length of the first wire 3A is shorter than that of the second wire 3B.
  • the panel main body 21 of the panel component 2 is curved outward O.
  • the first wire 3A is arranged at a position closer to the outer side O of the panel component 2
  • the second wire 3B is arranged at a position closer to the inner side I of the panel component 2. That is, the first wire 3A and the second wire 3B are arranged so as to be arranged in the Z direction. From another point of view, the first wire 3A and the second wire 3B are arranged at the same position in the X direction.
  • the stiffening structure 1 of the present embodiment also has the same effect as that of the first embodiment. Further, according to the stiffening structure 1 of the present embodiment, the tension rigidity can be further improved as compared with the first embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing a stiffening structure 1 of the panel component 2 of the fifth embodiment.
  • FIG. 11 shows a cross-sectional view of the stiffening structure 1 when the panel component 2 is cut along a plane perpendicular to the X direction.
  • the stiffening structure 1 of the fifth embodiment is a modification of the stiffening structure 1 of the first embodiment.
  • the points different from those of the first embodiment will be mainly described.
  • the length of the first wire 3A is the same as the length of the second wire 3B. However, the length of the first wire 3A may be different from the length of the second wire 3B.
  • the load F is applied to the panel main body 21 at three places spaced apart from each other in the Y direction. That is, the panel main body 21 has three assumed load points, that is, a first assumed load point P1, a second assumed load point P2, and a third assumed load point P3.
  • the first assumed load point P1, the second assumed load point P2, and the third assumed load point P3 are arranged in this order from the first side edge portion 22A to the second side edge portion 22B of the panel main body portion 21.
  • the stiffening structure 1 of the present embodiment includes the first wire 3A, the second wire 3B, and the third wire 3C as the wire 3.
  • Each wire 3A, 3B and 3C extends in the Y direction.
  • the wires 3A, 3B and 3C are arranged so as to correspond to the assumed load points P1, P2 and P3, respectively.
  • the lengths of the wires 3A, 3B and 3C are the same. However, the lengths of the wires 3A, 3B and 3C may be different from each other.
  • the first end 31 of the first wire 3A is joined to the first position 211 in the first region A1 corresponding to the first load assumed point P1.
  • the second end 32 of the first wire 3A is joined to the second position 212 in the second region A2 corresponding to the first assumed load point P1.
  • FIG. 14 is a diagram showing a stiffening structure 1 of the panel component 2 of the seventh embodiment.
  • FIG. 14 shows a plan view of the stiffening structure 1 when the panel component 2 is viewed from the inside I.
  • the stiffening structure 1 of the seventh embodiment is a modification of the stiffening structure 1 of the first embodiment.
  • the points different from those of the first embodiment will be mainly described.
  • the stiffening structure 1 of the present embodiment includes the first wire 3A, the second wire 3B, and the third wire 3C as wires.
  • the first wire 3A extends in the X direction.
  • the second wire 3B is arranged on a straight line so as to intersect the first wire 3A at an angle.
  • the third wire 3C extends in a direction substantially orthogonal to the second wire 3B.
  • the third load assumed point P3 and the fourth load assumed point P4 are arranged in this order from the first side edge portion 22A to the second side edge portion 22B of the panel main body portion 21.
  • the first assumed load point P1 and the third assumed load point P3 are arranged so as to be aligned in the X direction.
  • the second assumed load point P2 and the fourth assumed load point P4 are arranged so as to be aligned in the X direction.
  • the outward deformation region A corresponding to the first load assumed point P1 is connected in an annular shape around the first load assumed point P1. Therefore, for example, in the cross section when the panel main body 21 is cut on a plane perpendicular to the Y direction, outward deformation regions A exist on both sides of the first load assumed point P1.
  • the outward deformation region A on one side can be regarded as the first region
  • the outward deformation region A on the other side can be regarded as the second region.
  • the first end portion 31 of the first wire 3A is joined to the first position in the outward deformation region A which is regarded as the first region.
  • the second end 32 of the first wire 3A is joined to a second position in the outward deformation region A, which is considered to be the second region.
  • the stiffening structure 1 of the present embodiment the same effects as those of the sixth and seventh embodiments can be obtained. That is, according to the stiffening structure 1 of the present embodiment, even when the panel main body 21 is curved in multiple directions and there are a plurality of assumed load points on the panel main body 21, tension is applied to each assumed load point. Rigidity can be improved.
  • FIG. 16 and 17 are views showing a stiffening structure 1 of the panel component 2 of the ninth embodiment.
  • FIG. 16 shows a cross-sectional view of the stiffening structure 1 when the panel component 2 is cut along a plane perpendicular to the X direction.
  • FIG. 17 shows a plan view of the stiffening structure 1 when the panel component 2 shown in FIG. 16 is viewed from the inside I.
  • the stiffening structure 1 of the ninth embodiment is a modification of the stiffening structure 1 of the first embodiment.
  • the points different from those of the first embodiment will be mainly described.
  • the outward deformation region of the present embodiment is connected in an annular shape around the central portion (receiving portion 25) of the panel main body 21. Therefore, for example, in the cross section when the panel main body 21 is cut on a plane perpendicular to the X direction, outward deformation regions exist on both sides of the receiving portion 25 (load assumption point) of the panel main body 21.
  • the outward deformation region on one side can be regarded as the first region A1
  • the outward deformation region on the other side can be regarded as the second region A2.
  • the first end portion 31 of the wire 3 is joined to the first position 211 of the inner surface 21a of the panel main body portion 21 by the adhesive 4.
  • the second end portion 32 of the wire 3 is joined to the second position 212 of the inner surface 21a of the panel main body portion 21 by the adhesive 4. Since the receiving portion 25 exists between the first position 211 and the second position 212, the wire 3 is stretched from the first position 211 to the second position 212 via the receiving portion 25. That is, the wire 3 is supported by the receiving portion 25. In this case, the wire body 34 is in contact with the receiving portion 25 and is bent at the position of the receiving portion 25.
  • the wire 3 extends in a straight line between the first position 211 and the receiving portion 25, and extends in a straight line between the second position 212 and the receiving portion 25. Further, the wire main body 34 extending between the first position 211 and the receiving portion 25 and the wire main body 34 extending between the second position 212 and the receiving portion 25 are separated from the inner surface of the panel main body portion 21. ing.
  • the receiving portion 25 that supports the wire 3 is provided on the flat panel main body portion 21.
  • the receiving portion 25 that supports the wire 3 may be provided on the panel main body portion 21 that is convexly curved to the outer side O. That is, the configuration in which the wire 3 is supported by the receiving portion 25 can be applied to the stiffening structure 1 of the first to eighth embodiments.
  • the load F is applied to the flat panel main body 21 at two places spaced apart from each other in the Y direction. That is, the panel main body 21 has two assumed load points, that is, a first assumed load point P1 and a second assumed load point P2.
  • the first assumed load point P1 and the second assumed load point P2 are arranged in this order from the first side edge portion 22A to the second side edge portion 22B of the panel main body portion 21.
  • Receiving portions 25 are provided at the positions of the assumed load points P1 and P2, respectively.
  • the stiffening structure 1 of the present embodiment as in the ninth embodiment, there is a corresponding outward deformation region for each of the assumed load points P1 and P2 (receiving portion 25). Then, the wires 3 are provided for the outward deformation regions of the assumed load points P1 and P2 as in the ninth embodiment.
  • the same effects as those of the sixth and ninth embodiments can be obtained. That is, according to the stiffening structure 1 of the present embodiment, even when the panel main body 21 is flat and there are a plurality of assumed load points on the panel main body 21, the tension rigidity is increased for each assumed load point. Can be improved.
  • the number of receiving portions 25 is five.
  • the five receiving portions 25 are arranged side by side in the X direction at equal intervals from each other.
  • one wire 3 is provided for each receiving portion 25.
  • the wire 3 extends in the Y direction from the side of the first side edge portion 22A toward the side of the second side edge portion 22B.
  • the five wires 3 are arranged side by side in the X direction at equal intervals from each other.
  • the panel component 2 having the stiffening structure 1D of the eleventh embodiment was prepared. Further, for comparison, a panel component 2 having a non-rigid structure 1E without a wire and a receiving portion was prepared. A load of 90 N was applied to each panel component 2, and the amount of deflection was investigated.
  • the main conditions for the stiffened structure 1D and the non-stiffened structure 1E are shown below.
  • the material of the wire 3 was a rolled steel material for general structure SS400 (JIS G 3101).
  • the wire 3 was a single wire and had a diameter of 2.0 mm.
  • the length of the wire 3 was 275 mm.
  • the adhesive 4 for joining the wire 3 and the panel component 2 a low-odor acrylic adhesive Y-600 manufactured by Cemedine Co., Ltd. was used.
  • the plate thickness t of the panel component 2 was 0.4 mm.
  • the plate thickness t of these four panel parts 2 was 0.4 mm, 0.5 mm, 0.6 mm, and 0.7 mm, respectively.
  • the amount of bending of the panel part 2 in the stiffening structure 1D is larger than the amount of bending of the panel part 2 in the non-rigid structure 1E.
  • the weight per unit area of the panel component 2 in the stiffening structure 1D was significantly smaller than that of the non-stiffening structure 1E composed of only the panel component 2 in which the plate thickness t was increased to 0.5 mm or more.
  • FIG. 21 is a diagram showing a stiffening structure 1 of the panel component 2 of the twelfth embodiment.
  • FIG. 21 shows a cross-sectional view of the stiffening structure 1 when the panel component 2 is cut along a plane perpendicular to the X direction.
  • the stiffening structure 1 of the twelfth embodiment is a modification of the stiffening structure 1 of the eleventh embodiment.
  • the points different from the eleventh embodiment will be mainly described.
  • FIG. 22 is a diagram showing a stiffening structure 1 of the panel component 2 of the thirteenth embodiment.
  • FIG. 22 shows a cross-sectional view of the stiffening structure 1 when the panel component 2 is cut along a plane perpendicular to the X direction.
  • the stiffening structure 1 of the thirteenth embodiment is a modification of the stiffening structure 1 of each of the above-described embodiments.
  • the points different from each of the above embodiments will be mainly described.
  • the stiffening structure 1 of the present embodiment includes a panel component 2, an auxiliary component 5, and a wire 3.
  • the panel component 2 includes the panel main body 21, and the panel main body 21 is curved outward O.
  • a first auxiliary part 5A and a second auxiliary part 5B are arranged as auxiliary parts 5 on the inner side I of the panel part 2.
  • the first auxiliary part 5A and the second auxiliary part 5B are integrated with the panel part 2.
  • the stiffening structure 1 of the present embodiment includes the first wire 3A and the second wire 3B as the wire 3.
  • the first wire 3A is arranged at a position closer to the first side edge portion 22A of the panel component 2
  • the second wire 3B is arranged at a position closer to the second side edge portion 22B of the panel component 2.
  • the length of the first wire 3A is different from the length of the second wire 3B.
  • the length of the first wire 3A may be the same as the length of the second wire 3B.
  • the first end 31 of the first wire 3A is joined to the first position 211 of the panel body 21 (the panel body of the door outer panel).
  • the second end 32 of the first wire 3A is joined to the second auxiliary component 5B (door impact beam). Then, the first wire 3A is stretched from the first position 211 to the second auxiliary part 5B.
  • first end portion 31 of the second wire 3B is joined to the second position 212 of the panel main body portion 21 (the panel main body portion of the door outer panel).
  • the second end 32 of the second wire 3B is joined to the second auxiliary component 5B (door impact beam). Then, the second wire 3B is stretched from the second position 212 to the second auxiliary part 5B.
  • the first wire 3A extends in a straight line between the first position 211 and the second auxiliary part 5B. Further, the first wire 3 extending between the first position 211 and the second auxiliary component 5B is separated from the inner surface 21a of the panel main body 21. Further, the second wire 3B extends in a straight line between the second position 212 and the second auxiliary component 5B. Further, the second wire 3B extending between the second position 212 and the second auxiliary component 5B is separated from the inner surface 21a of the panel main body 21.
  • the stiffening structure 1 of the present embodiment when a load F is applied to the panel main body portion 21, tension T is generated in each of the wires 3A and 3B as in the first embodiment, and the first position of the panel main body portion 21
  • the 211 and the second position 212 receive the reaction force of the tension T from the wires 3A and 3B, respectively.
  • deformation of the first position 211 and the second position 212 of the panel main body 21 is suppressed.
  • the deformation of the first position 211 and the second position 212 is suppressed, so that the deformation of the first region A1 and the second region A2 is suppressed. That is, the deformation of the outward deformation region is suppressed.
  • the deformation of the assumed load point to which the load F is applied is suppressed.
  • the first wire 3A is provided to suppress the deformation of the first position 211 of the panel main body 21, and the second wire 3B is provided to suppress the deformation of the second position 212 of the panel main body 21. It is provided. However, only one of the first wire 3A and the second wire 3B may be provided. That is, only the first wire 3A may be provided, or only the second wire 3B may be provided. This is because if the deformation of either the first position 211 or the second position 212 is suppressed in the panel main body 21, the deformation of the assumed load point to which the load F is applied is suppressed to some extent. ..
  • the first end portion 31 of the first wire 3A is joined to the first position 211 of the panel main body portion 21 (the panel main body portion of the door outer panel).
  • the second end 32 of the first wire 3A is joined to the first auxiliary part 5A (door inner panel). Then, the first wire 3A is stretched from the first position 211 to the first auxiliary component 5A.
  • first end portion 31 of the second wire 3B is joined to the second position 212 of the panel main body portion 21 (the panel main body portion of the door outer panel).
  • the second end 32 of the second wire 3B is joined to the first auxiliary part 5A (door inner panel). Then, the second wire 3B is stretched from the second position 212 to the first auxiliary part 5A.
  • the first wire 3A extends in a straight line between the first position 211 and the first auxiliary part 5A. Further, the first wire 3 extending between the first position 211 and the first auxiliary component 5A is separated from the inner surface 21a of the panel main body 21. Further, the second wire 3B extends in a straight line between the second position 212 and the first auxiliary component 5A. Further, the second wire 3B extending between the second position 212 and the first auxiliary component 5A is separated from the inner surface 21a of the panel main body 21.
  • FIG. 24 is a diagram showing a stiffening structure 1 of the panel component 2 of the fifteenth embodiment.
  • FIG. 24 shows a cross-sectional view of the stiffening structure 1 when the panel component 2 is cut along a plane perpendicular to the X direction.
  • the stiffening structure 1 of the fifteenth embodiment is a modification of the stiffening structure 1 of the thirteenth embodiment.
  • the points different from the thirteenth embodiment will be mainly described.
  • the stiffening structure 1 of the present embodiment can also achieve the same effect as that of the thirteenth embodiment.
  • the panel component 2 is flat over the entire area. Therefore, the panel body 21 is flat.
  • the first end 31 of the first wire 3A is joined to the first position 211 of the panel body 21.
  • the first end 31 of the second wire 3B is joined to the second position 212 of the panel body 21.
  • the second end 32 of each of the first wire 3A and the second wire 3B is joined to the bottom of the first auxiliary part 5A.
  • the stiffening structure 1 of the present embodiment can also achieve the same effect as that of the 14th embodiment.
  • FIG. 26 is a diagram showing a stiffening structure 1F of the panel component 2 of the 17th embodiment.
  • FIG. 26 shows a cross-sectional view of the stiffening structure 1F when the panel component 2 is cut along a plane perpendicular to the X direction.
  • the stiffening structure 1F of the 17th embodiment is a modification of the stiffening structure 1 of the 14th embodiment.
  • the points different from those of the 14th embodiment will be mainly described.
  • the stiffening structure 1F of the present embodiment includes the first auxiliary part 5A (door inner panel) as the auxiliary part 5, but does not include the second auxiliary part 5B (door impact beam).
  • the number of the first wires 3A is five.
  • the number of the second wire 3B is five. That is, the total number of wires 3 is 10.
  • the length of the first wire 3A is the same as the length of the second wire 3B.
  • the first wire 3A intersects the second wire 3B.
  • the five first wires 3A are arranged side by side in the X direction at equal intervals from each other.
  • the five second wires 3B are also arranged side by side in the X direction at equal intervals from each other.
  • the first end 31 of the first wire 3A is joined to the first position 211 of the panel body 21.
  • the first end 31 of the second wire 3B is joined to the second position 212 of the panel body 21.
  • the second end 32 of each of the first wire 3A and the second wire 3B is joined to the bottom of the first auxiliary part 5A.
  • FIG. 27 is a diagram showing the results of a fourth weighted test relating to the stiffening structure of the 17th embodiment.
  • FIG. 27 shows the relationship between the weight per unit area of the panel component and the amount of deflection of the panel component. Similar to the first weighting test, the amount of deflection means the amount of displacement of the portion of the panel body to which a load is applied (assumed load point).
  • the panel component 2 having the stiffening structure 1F of the 17th embodiment was prepared. Further, for comparison, a panel component 2 having a non-rigid structure 1G without wires was prepared. Both panel parts 2 were joined to the first auxiliary part 5A. A load of 90 N was applied to each panel component 2, and the amount of deflection was investigated.
  • the main conditions for the stiffened structure 1F and the non-stiffened structure 1G are shown below.
  • the material of the panel part 2 was JSC270D (Japan Iron and Steel Federation standard (JFS)), which is a cold-rolled steel sheet for automobiles.
  • the panel component 2 has a square shape in a plan view when viewed from the Z direction, and the length of each side constituting the contour is 400 mm.
  • the height from the bottom of the first auxiliary part 5A to the joint portion between the first end portion 31 of the first wire 3A and the second position 212 of the panel main body portion 21 was set to 100 mm.
  • the material of the first auxiliary part 5A was the same as that of the panel part 2.
  • the material of the wire 3 was a rolled steel material for general structure SS400 (JIS G 3101).
  • the wire 3 was a single wire and had a diameter of 2.0 mm.
  • the length of the wire 3 was 275 mm.
  • the adhesive 4 for joining the wire 3 and the panel component 2 a low-odor acrylic adhesive Y-600 manufactured by Cemedine Co., Ltd. was used.
  • the plate thickness t of the panel component 2 was 0.4 mm.
  • the plate thickness t of these four panel parts 2 was 0.4 mm, 0.5 mm, 0.6 mm, and 0.7 mm, respectively.
  • the plate thickness of the first auxiliary part 5A was 0.75 mm.
  • Panel parts 21 Panel body 21a: Inner surface of panel body 211: First position 212: Second position A: Outward deformation area A1: First area A2: 2nd area 25: Receiving part 3, 3A, 3B, 3C: Wire 31: 1st end 32: 2nd end P1: 1st load assumed point P2: 2nd load assumed point P3: 3rd load assumed Point P4: 4th load assumed point 4: Adhesive 5: Auxiliary part 5A: 1st auxiliary part 5B: 2nd auxiliary part

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Abstract

パネル部品(2)の補剛構造(1)は、パネル部品(2)と、ワイヤ(3)と、を備える。パネル部品(2)は、外側に凸に湾曲したパネル本体部(21)を含む。ワイヤ(3)は、第1端部(31)及び第2端部(32)を有する。パネル本体部(21)のうちの第1位置(211)の内面(21a)に第1端部(31)が接合されている。パネル本体部(21)のうちの第2位置(212)の内面(21a)に第2端部(32)が接合されている。ワイヤ(3)は、第1位置(211)から第2位置(212)に張り渡されている。

Description

パネル部品の補剛構造
 本開示は、パネル部品の補剛構造に関する。
 自動車は、外板パネル等のようなパネル部品を備える。パネル部品は張り剛性を要求される。従来、自動車のドアに用いられるパネル部品の張り剛性を向上させるための補剛構造が知られている(例えば、特開2019-156384号公報(特許文献1)及び特開2018-016171号公報(特許文献2)参照)。本明細書において、自動車のドアに用いられるパネル部品をドアパネル部品と称する場合がある。
 図28は、従来の補剛構造301の一例を示す断面図である。図29は、従来の補剛構造301の他の一例を示す断面図である。図28及び図29のそれぞれにおいて、上段には、完成前の補剛構造301が示され、下段には、完成後の補剛構造301が示される。
 図28に示す補剛構造301は、パネル本体部321を含むドアパネル部品302を備える。パネル本体部321の内面321aには、補強材303が貼り付けられている。つまり、補強材303の全域がパネル本体部321と重なって接合されている。これにより、パネル本体部321の張り剛性が確保される。
 この補強材303は樹脂製である。補強材303は、焼き付け塗装前にパネル本体部321の内面321aに貼り付けられる(図28の上段の図を参照)。パネル本体部321に貼り付けられた補強材303は、焼き付け塗装時の熱で硬化して、パネル本体部321と密着する。
 通常、パネル本体部321を含むドアパネル部品302は鋼製である。樹脂製の補強材303と鋼製のパネル本体部321とで線膨張係数が大きく異なる。このため、焼き付け塗装において、補強材303を貼り付けられたドアパネル部品302に熱が加えられると、補強材303の変形量とパネル本体部321の変形量との間に差が生じる。このため、パネル本体部321が弾性変形し、場合によっては塑性変形する。これにより、パネル本体部321に凹凸322が発生する(図28の下段の図を参照)。したがって、図28に示す補剛構造301では、ドアパネル部品302の面品質が低下するおそれがある。
 これに対し、図29に示す補剛構造301では、パネル本体部321の内面321aに貼り付けられる補強材303Aが鋼製である。このため、補強材303Aの線膨張係数がパネル本体部321の線膨張係数と変わらない。そうすると、焼き付け塗装時の熱によるドアパネル部品302の面品質の低下は生じない。
 しかしながら、この場合、補強材303Aの寸法精度を厳格に管理しなければならない。これは、寸法精度の低い補強材303Aがパネル本体部321に貼り付けられると(図29の上段の図を参照)、パネル本体部321が補強材303Aの形状に沿って弾性変形し、場合によっては塑性変形する(図29の下段の図を参照)からである。したがって、図29に示す補剛構造301であっても、ドアパネル部品302の面品質の低下が生じ得る。
特開2019-156384号公報 特開2018-016171号公報
 上記の通り、従来の補剛構造では、パネル部品の面品質が低下し得る。また、パネル部品の面品質が低下すれば、パネル部品の張り剛性が期待通りに向上しない可能性がある。
 本開示の目的は、パネル部品の面品質を確保することができ、パネル部品の張り剛性の向上を図ることができる、パネル部品の補剛構造を提供することである。
 本開示に係るパネル部品の補剛構造は、パネル部品と、ワイヤと、を備える。パネル部品は、外側に凸に湾曲したパネル本体部を含む。ワイヤは、第1端部及び第2端部を有する。パネル本体部のうちの第1位置の内面に第1端部が接合されている。パネル本体部のうちの第2位置の内面に第2端部が接合されている。ワイヤは、第1位置から第2位置に張り渡されている。
 本開示に係る他のパネル部品の補剛構造は、パネル部品と、補助部品と、ワイヤと、を備える。パネル部品は、平坦な又は外側に凸に湾曲したパネル本体部を含む。補助部品は、パネル部品の内側に配置されて、パネル部品と一体化されている。ワイヤは、第1端部及び第2端部を有する。パネル本体部のうちの第1位置の内面に第1端部が接合されている。補助部品に第2端部が接合されている。ワイヤは、第1位置から補助部品に張り渡されている。
 本開示に係る他のパネル部品の補剛構造は、パネル部品と、受け部と、ワイヤと、を備える。パネル部品は、平坦な又は外側に凸に湾曲したパネル本体部を含む。受け部は、パネル本体部の内面から突出する。ワイヤは、第1端部及び第2端部を有する。パネル本体部のうちの第1位置の内面に第1端部が接合されている。パネル本体部のうち受け部に対して第1位置とは反対側の第2位置の内面に第2端部が接合されている。ワイヤは、受け部を介して第1位置から第2位置に張り渡されている。
 本開示に係るパネル部品の補剛構造によれば、パネル部品の面品質を確保することができ、パネル部品の張り剛性の向上を図ることができる。
図1は、第1実施形態の補剛構造を示す断面図である。 図2は、第1実施形態の補剛構造の平面図である。 図3は、第1実施形態の補剛構造でパネル本体部にワイヤを接合するときの様子を示す模式図である。 図4Aは、ワイヤが無い状態でパネル部品に荷重が加えられたときのパネル部品の斜視図である。 図4Bは、ワイヤが無い状態でパネル部品に荷重が加えられたときのパネル部品の斜視図である。 図4Cは、ワイヤが無い状態でパネル部品に荷重が加えられたときのパネル本体部の変形挙動を示す模式図である。 図5は、第1実施形態の補剛構造でパネル部品に外側から荷重が加えられたときの様子を示す模式図である。 図6は、第2実施形態の補剛構造の平面図である。 図7は、第3実施形態の補剛構造の平面図である。 図8は、第2及び第3実施形態の補剛構造に関する第1加重試験の結果を示す図である。 図9は、第2及び第3実施形態の補剛構造に関する第2加重試験の結果を示す図である。 図10は、第4実施形態の補剛構造を示す断面図である。 図11は、第5実施形態の補剛構造を示す断面図である。 図12は、第6実施形態の補剛構造を示す平面図である。 図13は、第6実施形態の補剛構造の一部を示す断面図である。 図14は、第7実施形態の補剛構造を示す平面図である。 図15は、第8実施形態の補剛構造を示す平面図である。 図16は、第9実施形態の補剛構造を示す断面図である。 図17は、第9実施形態の補剛構造を示す平面図である。 図18は、第10実施形態の補剛構造を示す断面図である。 図19は、第11実施形態の補剛構造を示す平面図である。 図20は、第11実施形態の補剛構造に関する第3加重試験の結果を示す図である。 図21は、第12実施形態の補剛構造を示す断面図である。 図22は、第13実施形態の補剛構造を示す断面図である。 図23は、第14実施形態の補剛構造を示す断面図である。 図24は、第15実施形態の補剛構造を示す断面図である。 図25は、第16実施形態の補剛構造を示す断面図である。 図26は、第17実施形態の補剛構造を示す断面図である。 図27は、第17実施形態の補剛構造に関する第4加重試験の結果を示す図である。 図28は、従来の補剛構造の一例を示す断面図である。 図29は、従来の補剛構造の他の一例を示す断面図である。
 以下、本開示の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、本開示の実施形態について例を挙げて説明するが、本開示は以下で説明する例に限定されない。以下の説明において特定の数値や特定の材料を例示する場合があるが、本開示はそれらの例示に限定されない。
 上記の課題を解決するために、本発明者らは鋭意検討を重ねた。その結果、本発明者らは下記の知見を得た。
 パネル部品は、高い張り剛性を要求される。張り剛性は、パネル部品に外側から荷重が加えられたときにパネル部品に生じる弾性変形量で評価される。具体的には、パネル部品のパネル本体部において、外側から内側へ向けて荷重を加えたとき、荷重が加えられた部分は荷重の向きに弾性的に変位する。この弾性変位の量が小さいほど、張り剛性が高い。
 パネル部品の張り剛性を向上する方法として、パネル部品の板厚を厚くする方法や、パネル本体部に補強材を貼り付ける方法が考えられる。
 パネル部品の張り剛性は、板厚の三乗に比例して増減する。このため、仮に軽量化を目的にパネル部品の板厚を薄くすれば、張り剛性が大きく低下する。また、材料の選定によってパネル部品を高強度化しても、張り剛性を向上する効果は低い。張り剛性は弾性変形量で評価されるからである。
 一方、パネル本体部に補強材を貼り付ける方法の場合、従来の補剛構造で説明した課題が生じる。
 上記の通り、従来のパネル部品の補剛構造では、補強材がパネル本体部の内面に貼り付けられ、補強材の全域がパネル本体部と重なって接合される。この場合、パネル本体部と補強材との接合面積が大きい。接合面積が大きければ、パネル本体部の形状が補強材の性質(線膨張係数、形状寸法)の影響を強く受ける。このため、パネル本体部が補強材の性質に依存して塑性変形しやすい。
 したがって、従来の補剛構造において、パネル部品の面品質が低下する原因は、パネル本体部と補強材との接合面積が大きいことである、と言える。そうすると、パネル本体部と補強材との接合面積が小さければ、パネル部品の面品質は確保できる、と言える。パネル本体部と補強材との接合面積を小さくするには、補強材の端部のみがパネル本体部に接合されていればよい。
 本開示の実施形態に係るパネル部品の補剛構造は、上記の知見に基づいて完成されたものである。
 本開示の実施形態に係るパネル部品の補剛構造は、パネル部品と、ワイヤと、を備える。パネル部品は、外側に凸に湾曲したパネル本体部を含む。ワイヤは、第1端部及び第2端部を有する。パネル本体部のうちの第1位置の内面に第1端部が接合されている。パネル本体部のうちの第2位置の内面に第2端部が接合されている。ワイヤは、第1位置から第2位置に張り渡されている(第1の構成)。
 第1の構成の補剛構造において、パネル部品は、外側に凸に湾曲したパネル本体部を有する部品である限り、特に限定されない。典型的な例では、パネル部品は自動車用の外板パネルである。外板パネルは、例えば、ドアアウタパネル、フード(ボンネット)、ルーフ及びフェンダである。
 ワイヤの材質は限定されない。典型的な例では、ワイヤは金属ワイヤである。金属ワイヤの材質は特に限定されない。例えば、金属ワイヤは鋼ワイヤである。金属ワイヤは、単線であってもよいし、撚線であってもよい。また、ワイヤはCFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics(炭素繊維強化プラスチック))線であってもよい。CFRP線は、CFRPストランドであってもよいし、CFRPガットであってもよい。CFRPは、熱硬化性樹脂(例:エポキシ)を母材とした熱硬化性CFRPであってもよいし、熱可塑性樹脂(例:ポリアミド)を母材とした熱可塑性CFRPであってもよい。このCFRP線は、連続炭素繊維を用いたものがより好ましい。
 なお、ワイヤ(金属ワイヤ、CFRP線)の直径は、設計要件によって自由に選べる。ワイヤの断面が円でない場合、ワイヤの直径は、断面積が等しい円の直径(相当直径)とする。ワイヤの剛性を十分に確保しつつ、重量の増加を抑える観点から、ワイヤの直径は、好ましくは、0.3mm~3.0mmである。より好ましくは、ワイヤの直径は1.1mm~2.5mmである。
 第1の構成の補剛構造では、ワイヤの第1端部がパネル本体部の第1位置に接合され、ワイヤの第2端部がパネル本体部の第2位置に接合されている。つまり、ワイヤは、第1端部及び第2端部でパネル本体部と接合されている。その上で、ワイヤが第1位置から第2位置に張り渡されている。この場合、ワイヤは、第1位置と第2位置との間で直線上に延在する。さらに、第1位置と第2位置との間に延在するワイヤは、パネル本体部の内面から離れている。
 自動車に搭載されたパネル部品のパネル本体部には、外側から荷重が加えられることが多い。以下、パネル本体部において、外側から荷重が加えられることが想定される部分を「荷重想定点」と称する場合がある。パネル本体部の荷重想定点に荷重が加えられれば、パネル本体部に撓みが生じる。具体的には、パネル本体部において、荷重想定点は荷重の向きに変位する。つまり、荷重想定点はパネル本体部の内側に変形する。荷重想定点の変形に伴って、荷重想定点から離れた一部の領域はパネル本体部の外側に変形する。以下、この領域を「外向き変形領域」と称する場合がある。外向き変形領域は、荷重の向きとは逆向きで且つ荷重想定点から遠ざかる方向に変位する。パネル部品を断面で見たとき、外向き変形領域は、荷重想定点の両側方にそれぞれ存在する。
 第1の構成の補剛構造によれば、ワイヤが第1位置から第2位置に張り渡されている。第1位置及び第2位置は、それぞれ、相互に離れた外向き変形領域に設定される。この場合、パネル本体部に荷重が加えられたとき、ワイヤに張力が生じる。一方、パネル本体部の第1位置及び第2位置は、ワイヤから張力の反力を受ける。これにより、パネル本体部の第1位置及び第2位置の変形が抑制される。第1位置及び第2位置の変形が抑制されることにより、荷重想定点の変形が抑制される。したがって、パネル部品の張り剛性が高められる。要するに、ワイヤが一種の補強材として機能する。
 また、第1の構成の補剛構造によれば、補強材として機能するワイヤは、第1端部及び第2端部でパネル本体部と接合されているにすぎない。この場合、パネル本体部とワイヤとの接合面積が小さい。
 このため、従来の補剛構造のように補強材の全域がパネル本体部と重なって接合される場合と比較して、ワイヤ(補強材)の寸法精度を厳格に管理しなくても、ワイヤの形状がパネル本体部の形状に与える影響は小さい。また、後処理等でパネル部品及びワイヤに熱が加えられる場合、ワイヤの材質がパネル部品の材質と同種であるか異種であるかに関わらず、ワイヤの線膨張係数がパネル本体部の形状に与える影響は小さい。したがって、パネル部品の面品質を確保することができる。
 第1の構成の補剛構造は、好ましくは、下記の構成を備える。パネル本体部は、外側から荷重が加えられることが想定された荷重想定点と、第1領域及び第2領域と、を含む。ワイヤが無い状態で荷重想定点に外側から荷重が加えられたときに、第1領域及び第2領域は、荷重の向きとは逆向きで且つ荷重想定点から遠ざかる方向に変位する。第2領域は荷重想定点に対して第1領域とは反対側に位置する。第1位置が第1領域に設定され、第2位置が第2領域に設定されている(第2の構成)。
 第2の構成の補剛構造では、第1領域及び第2領域が上記の外向き変形領域に相当する。この場合、より十分にパネル部品の面品質を確保することができ、より十分にパネル部品の張り剛性の向上を図ることができる。
 本開示の実施形態に係る他のパネル部品の補剛構造は、パネル部品と、補助部品と、ワイヤと、を備える。パネル部品は、平坦な又は外側に凸に湾曲したパネル本体部を含む。補助部品は、パネル部品の内側に配置されて、パネル部品と一体化されている。ワイヤは、第1端部及び第2端部を有する。パネル本体部のうちの第1位置の内面に第1端部が接合されている。補助部品に第2端部が接合されている。ワイヤは、第1位置から補助部品に張り渡されている(第3の構成)。
 第3の構成の補剛構造のパネル部品には、上記した第1の構成の補剛構造と同様のパネル部品が適用される。ただし、第3の構成の場合、ワイヤが接合されるパネル本体部は、外側に凸に湾曲しているか、又は平坦である。
 補助部品は、パネル部品の内側に配置されて、パネル部品と一体化される部品である限り、特に限定されない。例えば、パネル部品がドアアウタパネルである場合、補助部品はドアインナパネルやドアインパクトビーム等である。
 第3の構成の補剛構造のワイヤには、上記した第1の構成の補剛構造と同様のワイヤが適用される。
 第3の構成の補剛構造では、ワイヤの第1端部がパネル本体部の第1位置に接合され、ワイヤの第2端部が補助部品に接合されている。つまり、ワイヤは、第1端部でパネル本体部と接合され、第2端部で補助部品と接合されている。その上で、ワイヤが第1位置から補助部品に張り渡されている。この場合、第1の構成の補剛構造と同様に、ワイヤは、第1位置と補助部品との間で直線上に延在する。さらに、第1位置と補助部品との間に延在するワイヤは、パネル本体部の内面から離れている。
 第3の構成の補剛構造によれば、ワイヤが第1位置から補助部品に張り渡されている。第1位置は、外向き変形領域に設定される。この場合、パネル本体部に荷重が加えられたとき、ワイヤに張力が生じる。一方、パネル本体部の第1位置は、ワイヤから張力の反力を受ける。これにより、パネル本体部の第1位置の変形が抑制される。第1位置の変形が抑制されることにより、荷重想定点の変形も抑制される。したがって、パネル部品の張り剛性が高められる。要するに、第3の構成の補剛構造の場合も、ワイヤが一種の補強材として機能する。
 また、第3の構成の補剛構造によれば、補強材として機能するワイヤは、第1端部でパネル本体部と接合され、第2端部で補助部品と接合されているにすぎない。この場合も、上記した第1の構成の補剛構造と同様に、パネル本体部とワイヤとの接合面積が小さい。したがって、パネル部品の面品質を確保することができる。
 第3の構成の補剛構造は、好ましくは、下記の構成を備える。パネル本体部は、外側から荷重が加えられることが想定された荷重想定点と、第1領域と、を含む。ワイヤが無い状態で荷重想定点に外側から荷重が加えられたときに、第1領域は、荷重の向きとは逆向きで且つ荷重想定点から遠ざかる方向に変位する。第1位置が第1領域に設定されている(第4の構成)。
 第4の構成の補剛構造では、第1領域が上記の外向き変形領域に相当する。この場合、より十分にパネル部品の面品質を確保することができ、より十分にパネル部品の張り剛性の向上を図ることができる。
 本開示の実施形態に係る他のパネル部品の補剛構造は、パネル部品と、受け部と、ワイヤと、を備える。パネル部品は、平坦な又は外側に凸に湾曲したパネル本体部を含む。受け部は、パネル本体部の内面から突出する。ワイヤは、第1端部及び第2端部を有する。パネル本体部のうちの第1位置の内面に第1端部が接合されている。パネル本体部のうち受け部に対して第1位置とは反対側の第2位置の内面に第2端部が接合されている。ワイヤは、受け部を介して第1位置から第2位置に張り渡されている(第5の構成)。
 第5の構成の補剛構造のパネル部品には、上記した第1の構成の補剛構造と同様のパネル部品が適用される。ただし、第5の構成の場合、上記した第3の構成と同様に、ワイヤが接合されるパネル本体部は、外側に凸に湾曲しているか、又は平坦である。
 受け部は、パネル本体部の内面から突出する限り、特に限定されない。例えば、受け部は、パネル部品とは別に成形されて、パネル本体部と接合される。受け部は、プレス加工によってパネル部品と一体成形されてもよい。受け部の材質は特に限定されない。受け部がパネル部品とは別に成形される場合、例えば、受け部の材質はプラスチックである。受け部の材質は金属であってもよい。この金属は、例えば鋼である。受け部をパネル本体部に接合する方法は、例えば、接着剤による接着である。その接合方法は、溶接や機械締結であってもよい。また、例えば、パネル部品がドアアウタパネルであって、受け部がパネル部品と一体成形される場合、パネル本体部に形成されたキャラクタラインを受け部とすることができる。
 第5の構成の補剛構造のワイヤには、上記した第1の構成の補剛構造と同様のワイヤが適用される。
 第5の構成の補剛構造では、第2位置が受け部に対して第1位置とは反対側にある。つまり、第1位置と第2位置との間に受け部が存在する。ワイヤの第1端部がパネル本体部の第1位置に接合され、ワイヤの第2端部がパネル本体部の第2位置に接合されている。つまり、ワイヤは、第1端部及び第2端部でパネル本体部と接合されている。その上で、ワイヤが、受け部を介して第1位置から第2位置に張り渡されている。
 第5の構成の補剛構造によれば、ワイヤが、受け部を介して第1位置から第2位置に張り渡されている。第1位置及び第2位置は、それぞれ、相互に離れた外向き変形領域に設定される。この場合も、上記した第1の構成の補剛構造と同様に、パネル本体部に荷重が加えられたとき、ワイヤに張力が生じる。したがって、パネル部品の張り剛性が高められる。
 また、第5の構成の補剛構造によれば、上記した第1の構成の補剛構造と同様に、パネル本体部とワイヤとの接合面積が小さい。したがって、パネル部品の面品質を確保することができる。
 第5の構成の補剛構造は、好ましくは、下記の構成を備える。パネル本体部は、外側から荷重が加えられることが想定された荷重想定点と、第1領域及び第2領域と、を含む。ワイヤが無い状態で荷重想定点に外側から荷重が加えられたときに、第1領域及び第2領域は、荷重の向きとは逆向きで且つ荷重想定点から遠ざかる方向に変位する。第2領域は荷重想定点に対して第1領域とは反対側に位置する。第1位置が第1領域に設定され、第2位置が第2領域に設定されている。受け部が第1領域と第2領域との間に設けられている(第6の構成)。
 第6の構成の補剛構造では、第1領域及び第2領域が上記の外向き変形領域に相当する。この場合、より十分にパネル部品の面品質を確保することができ、より十分にパネル部品の張り剛性の向上を図ることができる。
 第1~第6の構成のいずれか1つの補剛構造において、好ましくは、パネル部品が金属製である(第7の構成)。第7の構成の場合、好ましくは、パネル部品が鋼製である(第8の構成)。ただし、この場合の金属は鋼に限定されない。例えば、金属がアルミニウムやマグネシウムであってもよい。
 第1~第8の構成のいずれか1つの補剛構造において、好ましくは、ワイヤが金属ワイヤである(第9の構成)。第9の構成の場合、好ましくは、ワイヤが鋼ワイヤである(第10の構成)。
 第7~第10の構成のいずれか1つの補剛構造において、好ましくは、パネル部品の材質は、ワイヤの材質と同種である(第11の構成)。第11の構成の補剛構造によれば、ワイヤの線膨張係数がパネル本体部の線膨張係数と変わらない。このため、ワイヤの線膨張係数がパネル本体部の形状に与える影響は無い。したがって、より十分にパネル部品の面品質を確保することができる。
 第1~第7の構成のいずれか1つの補剛構造において、ワイヤがCFRP線であってもよい(第12の構成)。また、ワイヤのヤング率は高いことが好ましい。張り剛性を向上させる効果が高まるからである。
 第1~第12の構成のいずれか1つの補剛構造において、好ましくは、パネル部品は、自動車用の外板パネルである(第13の構成)。第13の構成の場合、外板パネルであるパネル部品は、例えば、ドアアウタパネル、フード、ルーフ及びフェンダである。
 上記の各構成の補剛構造において、ワイヤの第1端部をパネル本体部に接合する方法、ワイヤの第2端部をパネル本体部に接合する方法、及びワイヤの第2端部を補助部品と接合する方法は、好ましくは、接着剤による接着である。これは、外側からのパネル本体部の見栄えが変わらないからである。ただし、その接合方法は、溶接や機械締結であってもよい。
 パネル部品に加熱処理(例:焼き付け塗装)が施される場合、パネル本体部とワイヤとの接合は、加熱処理の前で行われてもよいし、加熱処理の後で行われてもよい。ただし、ワイヤがCFRP線である場合、ワイヤの耐熱性、又はワイヤとパネル本体部との間の熱膨張差を考慮して、パネル本体部とワイヤの接合は加熱処理の後で行われることが好ましい。
 以下に、図面を参照しながら、本実施形態のパネル部品の補剛構造についてその具体例を説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
 [第1実施形態]
 図1~図5を参照して、第1実施形態のパネル部品2の補剛構造1を説明する。本実施形態の補剛構造1において、補剛されるパネル部品2は、自動車用の外板パネルである。外板パネルとしては、ドアアウタパネル、フード、ルーフ及びフェンダが挙げられる。本明細書では、パネル部品2の補剛構造1で方向を示すとき、相互に直交するX方向、Y方向及びZ方向を用いる場合がある。X方向及びY方向は、パネル部品2を平面で見たときのパネル部品2の広がる方向である。Z方向は、パネル部品2の広がる方向に垂直な方向であり、Z方向によってパネル部品2の外側Oと内側Iが示される。
 図1及び図2は、第1実施形態のパネル部品2の補剛構造1を示す図である。図1には、パネル部品2をX方向に垂直な面で切断したときの補剛構造1の断面図が示される。図2には、図1に示すパネル部品2を内側Iから見たときの補剛構造1の平面図が示される。
 図1及び図2を参照して、補剛構造1は、パネル部品2と、ワイヤ3と、を備える。本実施形態では、ワイヤ3の数は3つである。ただし、ワイヤ3の数は、3つに限定されず、1つであってもよいし、2つであってもよいし、3つ以上であってもよい。
 (パネル部品2)
 本実施形態のパネル部品2は、Z方向に沿って見たときの平面視で矩形状を有する。パネル部品2はパネル本体部21を含む。パネル部品2は、パネル本体部21のY方向の一方の端につながる第1側縁部22Aを含む。パネル部品2は、パネル本体部21のY方向の他方の端につながる第2側縁部22Bを含む。
 パネル部品2は、金属製の板材で構成される。具体的には、パネル部品2は、鋼製の板材で構成される。パネル本体部21は、Y方向の中央部が外側Oへ向けて突出した曲面状に形成されている。つまり、パネル本体部21は、外側Oに凸に湾曲している。パネル本体部21の断面形状は円弧状である。ただし、パネル本体部21の断面形状は、外側Oに向けて凸の形状である限り、楕円弧状であってもよいし、他の凸曲線状であってもよい。なお、図1には、パネル本体部21の断面形状が誇張して示されている。これは、以下の各図においても同様である。
 (ワイヤ3)
 ワイヤ3は、金属製のワイヤ(金属ワイヤ)で構成される。具体的には、ワイヤ3は、鋼製のワイヤ(鋼ワイヤ)で構成される。金属製のワイヤ3は、1本の線材からなる単線である。ただし、金属製のワイヤ3は、複数本の線材が撚られてなる撚線であってもよい。ワイヤ3は、細長い線状の部材である。例えば、ワイヤ3の直径は2.0mmである。ワイヤの直径は、0.3~3.0mmであればよい。
 ワイヤ3は、パネル本体部21のY方向に沿って配置されている。具体的には、ワイヤ3は、パネル本体部21の断面が描く円弧の範囲内で、第1側縁部22Aの側から第2側縁部22Bの側へ向けたY方向に延在する。3つのワイヤ3は、互いに等間隔で、X方向に横並びに配置されている(図2参照)。
 ワイヤ3は、第1端部31及び第2端部32を有する。ワイヤ3において、相互に反対側に位置する2つの端部のうちの一方の端部が第1端部31であり、その他方の端部が第2端部32である。パネル本体部21の内面21aのうちの第1位置211に、ワイヤ3の第1端部31が接着剤4によって接合されている。パネル本体部21の内面21aのうちの第2位置212に第2端部32が接着剤4によって接合されている。第1位置211は、パネル本体部21のY方向において第2位置212から離れている。
 図3は、第1実施形態の補剛構造でパネル本体部21にワイヤ3を接合するときの様子を示す模式図である。図3において、上段には、接合前の様子が示され、下段には、接合後の様子が示される。なお、図3には、ワイヤ3の第2端部32が代表的に示される。
 図3の上段の図を参照して、ワイヤ3をパネル本体部21に接合する際、ワイヤ3は、第1端部31及び第2端部32それぞれの根本部33を曲げられる。根本部33がパネル本体部21の内面21aに接触させられる。この状態から、図3の下段の図に矢印で示すように、ワイヤ3をワイヤ本体34の軸を中心に回転させる。すると、ワイヤ3の第1端部31及び第2端部32がパネル本体部21の内面21aに密着する。
 この状態において、ワイヤ3の第1端部31及び第2端部32それぞれに接着剤4を供給する。ワイヤ3の第1端部31及び第2端部32は、それぞれ、硬化した接着剤4によって固定される。これにより、ワイヤ3の第1端部31及び第2端部32がパネル本体部21に接合される。
 ワイヤ3をパネル本体部21に接合する方法は、図3に示す接合方法に限定されるものではない。接合強度を向上するために、例えば、第1端部31及び第2端部32を予め渦巻き状に形成しておいてもよい。なお、接合方法として接着剤による接着を採用すれば、見栄えを損なうような接合の跡がパネル本体部21の外面21bに現れない。見栄えの観点から、接合方法は接着剤による接着が好ましい。ただし、パネル本体部21の外面21bが他部品によって最終的に覆われる場合、見栄えは関係ないため、接合方法は溶接や機械締結であってもよい。
 パネル部品2に加熱処理(例:焼き付け塗装)が施される場合、パネル本体部21とワイヤ3との接合は、加熱処理の前で行われてもよいし、加熱処理の後で行われてもよい。
 図1を参照して、ワイヤ3の第1端部31がパネル本体部21の第1位置211に接合され、ワイヤ3の第2端部32がパネル本体部21の第2位置212に接合されている。つまり、ワイヤ3は、第1端部31及び第2端部32でパネル本体部21と接合されている。その上で、ワイヤ3が第1位置211から第2位置212に張り渡されている。
 この場合、ワイヤ3のワイヤ本体34は、第1位置211及び第2位置212を通過する仮想直線L上に延在する。つまり、ワイヤ3は、第1位置211と第2位置212との間で直線上に延在する。さらに、第1位置211と第2位置212との間に延在するワイヤ本体34は、パネル本体部21の内面21aから離れている。ワイヤ本体34とパネル本体部21との間には、空間Sが形成されている。
 図4A~図4Cは、ワイヤ3が無い状態でパネル部品2に外側Oから荷重Fが加えられたときのパネル本体部21の変形挙動を示す模式図である。図4A及び図4Bには、パネル部品2の斜視図が示される。図4Cには、パネル部品2をX方向に垂直な面で切断したときの断面が示される。これらの図には、CAE(Computer Aided Engineering)解析による結果(シミュレーションモデル及び数値)が示されている。
 図4A~図4Cに示されるパネル部品2では、パネル本体部21のX方向及びY方向の中央部Cが外側Oへ最も突出している。第1実施形態の補剛構造1では、パネル本体部21の中央部Cに、パネル本体部21の外面21b側から内面21a側へ向けて荷重Fが加えられることが想定されている。つまり、パネル本体部21の中央部Cが、上記の荷重想定点である。パネル本体部21の中央部C(荷重想定点)に外側Oから荷重Fが加えられれば、パネル本体部21に撓みが生じる。このCAE解析では、荷重Fを10N及び25Nの2種類とした。
 図4A及び図4Bには、パネル本体部21のうちで、中央部C(荷重想定点)に荷重Fが加えられたときに外側Oに変形する領域A1及びA2が示される。領域A1及びA2は、Z方向に沿う向きに変位する。別の観点では、領域A1及びA2は、荷重Fの向きとは逆向きに変位する。さらに、領域A1及びA2は、Y方向に沿う向きに変位する。別の観点では、領域A1及びA2は、中央部Cから遠ざかる方向に変位する。
 また、図4Cには、パネル本体部21の各部分での変位量が、解析結果の数値の100倍で示されている。図4Cにおいて、実線は、荷重Fが加えられる前の様子を示す。一点鎖線は、10Nの荷重Fが加えられたときの様子を示す。二点鎖線は、25Nの荷重Fが加えられたときの様子を示す。
 図4Cを参照して、パネル本体部21の中央部C(荷重想定点)に外側Oから荷重Fを加えたとき、その中央部Cは荷重Fの向きに変位する。つまり、中央部Cはパネル本体部21の内側Iに変形する。
 中央部Cの変形に伴って、パネル本体部21のうちで、中央部CからY方向に相互に離れた領域A1及びA2が、パネル本体部21の外側Oに変形する。つまり、領域A1及びA2は、荷重Fの向きとは逆向きで且つ中央部Cから遠ざかる方向に変位する。このため、領域A1及びA2は、上記の外向き変形領域である。領域A1はパネル部品2の第1側縁部22Aに近い。一方、領域A2はパネル部品2の第2側縁部22Bに近い。パネル部品2を断面で見たとき、領域A1及びA2は、中央部Cの両側方にそれぞれ存在する。別の観点では、領域A2は中央部C(荷重想定点)に対して領域A1とは反対側に位置する。図4A~図4Cを参照して、荷重Fが25Nの場合の領域A1及びA2の範囲は、荷重Fが10Nの場合よりも広い。
 CAE解析で求まる領域A1及びA2は、外向き変形領域を示す。ワイヤ3が無い状態でパネル部品2の中央部C(荷重想定点)に外側Oから荷重Fが加えられたときに、外向き変形領域は、荷重Fの向きとは逆向きで且つ中央部Cから遠ざかる方向に変位する。本明細書において、パネル本体部21の第1側縁部22Aに近い側の外向き変形領域である領域A1を、第1領域A1と称する場合がある。また、パネル部品2の第2側縁部22Bに近い側の外向き変形領域である領域A2を、第2領域A2と称する場合がある。
 図4Cを参照して、荷重Fが25Nである場合の第1領域A1及び第2領域A2の側方(Y方向)への変位量は、荷重Fが10Nである場合よりも大きい。パネル部品2の第1側縁部22Aに近い第1領域A1は、第1側縁部22Aへ向けた第1変形方向D1に変位する。一方、パネル部品2の第2側縁部22Bに近い第2領域A2は、第2側縁部22Bへ向けた第2変形方向D2へ変位する。つまり、第1領域A1及び第2領域A2は、Y方向において、パネル本体部21の中央部C(荷重想定点)から遠ざかる方向に変位する。
 図1を参照して、ワイヤ3の第1端部31がパネル本体部21の第1位置211に接合され、ワイヤ3の第2端部32がパネル本体部21の第2位置212に接合されている。ここで、第1位置211は第1領域A1に設定され、第2位置212は第2領域A2に設定されている。これにより、ワイヤ3の第1端部31が接合される第1位置211、及びワイヤ3の第2端部32が接合される第2位置212は、いずれも、外向き変形領域に設定されている。
 また、ワイヤ3は、第1位置211(第1領域A1)と第2位置212(第2領域A2)との間でY方向に直線上に延在する。
 なお、本実施形態では、CAE解析によって、外向き変形領域である第1領域A1及び第2領域A2を導き出した。しかしながら、外向き変形領域の導出方法は、このようなCAE解析に限定されるものでない。例えば、ワイヤ3が無い状態のパネル部品2を用いて荷重Fを負荷する実験を行い、その実験結果から外向き変形領域を導き出してもよい。
 (作用及び効果)
 以下に、本実施形態の補剛構造1による作用及び効果について説明する。
 パネル本体部21には、第1位置211にワイヤ3の第1端部31が接合され、第2位置212にワイヤ3の第2端部32が接合されている。第1位置211及び第2位置212は、それぞれ、相互に離れた外向き変形領域(第1領域A1及び第2領域A2)に設定される。その上で、ワイヤ3は第1位置211から第2位置212に張り渡されている。ワイヤ3は、第1位置211と第2位置212との間でY方向に沿って仮想直線L上に延在する。
 図5は、本実施形態の補剛構造1でパネル部品2に外側Oから荷重Fが加えられたときの様子を示す模式図である。図5の左には、パネル部品2の断面が示される。図5の右には、荷重Fが加えられた部分及びその近傍の部分が拡大して示される。
 図5を参照して、パネル本体部21に荷重Fが加えられたとき、パネル本体部21に撓みが生じる。この場合、パネル本体部21の第1領域A1及び第2領域A2が外側に変形する様相となり、その変形に伴って、ワイヤ3に張力Tが生じる。一方、パネル本体部21の第1位置211及び第2位置212は、ワイヤ3から張力Tの反力を受ける。これにより、パネル本体部21の第1位置211及び第2位置212の変形が抑制される。パネル本体部21において、第1位置211及び第2位置212の変形が抑制されることにより、第1領域A1及び第2領域A2の変形が抑制される。つまり、外向き変形領域の変形が抑制さえる。これにより、パネル本体部21において、荷重Fが加えられた荷重想定点の変形が抑制される。したがって、パネル部品2の張り剛性が高められる。要するに、ワイヤ3が一種の補強材として機能する。
 また、第1位置211と第2位置212との間に延在するワイヤ本体34は、パネル本体部21の内面21aから離れている。別の観点では、補強材として機能するワイヤ3は、第1端部31及び第2端部32でパネル本体部21と接合されているにすぎない。この場合、パネル本体部21とワイヤ3との接合面積が小さい。
 このため、従来の補剛構造のように補強材の全域がパネル本体部21と重なって接合される場合と比較して、ワイヤ3(補強材)の寸法精度を厳格に管理しなくても、ワイヤ3の形状がパネル本体部21に与える影響は小さい。また、パネル部品2及びワイヤ3に加熱処理(例:焼き付け塗装)が施される場合であっても、ワイヤ3の材質がパネル部品2の材質と同種であるか異種であるかに関わらず、ワイヤ3の線膨張係数がパネル本体部21の形状に与える影響は小さい。したがって、パネル部品2の面品質を確保することができる。
 とりわけ、本実施形態では、パネル部品2は金属(より具体的には鋼)製であり、ワイヤ3も金属(より具体的には鋼)製である。つまり、パネル部品2の材質は、パネル部品2のパネル本体部21に接合されるワイヤ3と同種である。この場合、ワイヤ3の線膨張係数がパネル本体部21の線膨張係数と変わらない。このため、ワイヤ3の線膨張係数がパネル本体部21の形状に与える影響は無い。したがって、より十分にパネル部品2の面品質を確保することができる。
 以上のことから、本実施形態のパネル部品2の補剛構造1によれば、パネル部品2の面品質を確保することができ、パネル部品2の張り剛性の向上を図ることができる。
 本実施形態において、パネル本体部21は外側Oに凸に湾曲している。つまり、パネル本体部21は、外側Oに凹に湾曲していない。本実施形態の効果を有効に発現するには、パネル本体部21の断面において、凸に湾曲した部分の曲率半径Rは、好ましくは100mm以上である。
 なお、特開2008-68757号公報には、ドアアウタパネルの内側に張力付加治具を設ける張り剛性向上方法が開示されている。
 この張り剛性向上方法では、ドアアウタパネルに、ドアアウタパネルよりも線膨張係数が高い張力付加治具を嵌め込んで、塗装工程での熱歪によりパネルを塑性変形させる。これにより、張力付加治具を取り外した後のドアアウタパネルの剛性を向上させる。
 この張り剛性向上方法では、塗装工程後にドアアウタパネルから張力付加治具が取り外される。このため、張力付加治具が取り付けられた状態でドアアウタパネルに荷重が加えられることはない。
 また、塗装工程後に張力付加治具を取り外す構造上、張力付加治具の取付構造は、嵌め込み式とされている。このため、仮にドアアウタパネルに張力付加治具が取り付けられたままの状態で、ドアアウタパネルに荷重が加えられると、嵌め込み部に隙間ができ、張力付加治具が外れてしまう。
 これに対して、本実施形態の補剛構造1では、ワイヤ3の第1端部31及び第2端部32がパネル本体部21に接合されている。これにより、ワイヤ3によってパネル部品2の張り剛性を高めることができる。
 [第2実施形態]
 図6は、第2実施形態のパネル部品2の補剛構造1Aを示す図である。図6には、パネル部品2を内側Iから見たときの補剛構造1Aの平面図が示される。第2実施形態の補剛構造1Aは、第1実施形態の補剛構造1を変形したものである。以下、主に、第1実施形態と異なる点を説明する。
 本実施形態の補剛構造1Aにおいて、パネル部品2は、Z方向に沿って見たときの平面視で矩形状を有する。パネル部品2の4つの側縁部には、パネル部品2の輪郭を構成する各辺に沿ってビード26が形成されている。ビード26は、パネル本体部21の外側に形成されている。
 パネル本体部21には、第1実施形態と同様にワイヤ3が設けられている。ただし、本実施形態では、ワイヤ3の数は5つである。5つのワイヤ3は、互いに等間隔で、X方向に横並びに配置されている。パネル部品2は、5つのワイヤ3で補剛されている。この場合、第1実施形態の補剛構造と比較して、ワイヤ3の数の増加に伴ってパネル部品2の張り剛性が高まる。
 [第3実施形態]
 図7は、第3実施形態のパネル部品2の補剛構造1Bを示す図である。図7には、パネル部品2を内側Iから見たときの補剛構造1Bの平面図が示される。第3実施形態の補剛構造1Bは、第2実施形態の補剛構造1Aを変形したものである。以下、主に、第2実施形態と異なる点を説明する。
 本実施形態の補剛構造1Bにおいて、パネル本体部21に設けられるワイヤ3の数は、15である。パネル部品2は、15のワイヤ3で補剛されている。この場合、第1及び第2実施形態の補剛構造と比較して、ワイヤ3の数の増加に伴ってパネル部品2の張り剛性が高まる。
 本実施形態の補剛構造1Bは、ワイヤ3として、互いに長さの異なる第1ワイヤ3A、第2ワイヤ3B、及び第3ワイヤ3Cを含む。3種類のワイヤ3の中で、第1ワイヤ3Aの長さは最も短い。第2ワイヤ3Bの長さは、第1ワイヤ3Aよりも長い。第3ワイヤ3Cの長さは最も長い。第1ワイヤ3A、第2ワイヤ3B、及び第3ワイヤ3Cは、X方向に交互に横並びに配置されている。
 (第1加重試験)
 図8は、第2及び第3実施形態の補剛構造に関する第1加重試験の結果を示す図である。図8には、パネル部品に加えられる荷重とパネル部品の撓み量との関係が示される。撓み量は、パネル本体部のうちで荷重が加えられた部分(荷重想定点)の変位量を意味する。
 第1加重試験では、第2実施形態の補剛構造1Aを持つパネル部品2、及び第3実施形態の補剛構造1Bを持つパネル部品2を準備した。第2実施形態の補剛構造1Aでは、ワイヤ3の数は5つであった。第3実施形態の補剛構造1Bでは、ワイヤ3の数は15であった。また、比較のために、ワイヤが無い非補剛構造1Cのパネル部品2を準備した。各パネル部品2に荷重を負荷し、撓み量を調査した。
 補剛構造1A及び1B、並びに非補剛構造1Cにおける主な条件を以下に示す。
 パネル部品2の材質は、自動車用冷間圧延鋼板JSC270D(日本鉄鋼連盟規格(JFS))とした。パネル部品2の板厚は、0.4mmとした。また、パネル部品2は、Z方向から見たときの平面視で正方形状を有し、その輪郭を構成する各辺の長さは400mmとした。パネル本体部21の断面において、凸に湾曲した部分の曲率半径Rは1200mmとした。
 ワイヤ3の材質は、一般構造用圧延鋼材SS400(JIS G 3101)とした。ワイヤ3は、単線とし、その直径は2.0mmとした。第2実施形態の補剛構造1Aにおいて、ワイヤ3の長さは、275mmとした。第3実施形態の補剛構造1Bにおいて、第3ワイヤ3Cの長さは、275mmとし、第2ワイヤ3Bの長さは、210mmとし、第1ワイヤ3Aの長さは、160mmとした。
 ワイヤ3とパネル部品2とを接合する接着剤4は、セメダイン株式会社製の低臭気アクリル系接着剤Y-600を用いた。
 非補剛構造1Cとして2つのパネル部品2で試験を行った。図8には、1つ目のパネル部品2を用いた非補剛構造1Cの試験結果は、1C-Aで示し、2つ目のパネル部品2を用いた非補剛構造1Cの試験結果は、1C-Bで示した。
 図8に示すように、第2実施形態の補剛構造1Aにおけるパネル部品2の撓み量は、非補剛構造1C(1C-A、1C-B)におけるパネル部品2の撓み量よりも小さかった。さらに、第3実施形態の補剛構造1Bにおけるパネル部品2の撓み量は、第2実施形態の補剛構造1Aにおけるパネル部品2の撓み量よりも小さかった。
 (第2加重試験)
 図9は、第2及び第3実施形態の補剛構造に関する第2加重試験の結果を示す図である。図9には、パネル部品の単位面積当たりの重量とパネル部品の撓み量との関係が示される。第1加重試験と同様に、撓み量は、パネル本体部のうちで荷重が加えられた部分(荷重想定点)の変位量を意味する。
 第2加重試験では、第2実施形態の補剛構造1Aを持つパネル部品2、及び第3実施形態の補剛構造1Bを持つパネル部品2を準備した。第2実施形態の補剛構造1Aでは、ワイヤ3の数は5つであった。第3実施形態の補剛構造1Bでは、ワイヤ3の数は15であった。また、比較のために、ワイヤが無い非補剛構造1Cのパネル部品2を準備した。各パネル部品2に90Nの荷重を負荷し、撓み量を調査した。
 第1加重試験と異なる第2荷重試験の条件は、以下の通りである。非補剛構造1Cとして、板厚tが相互に異なる4つのパネル部品2で試験を行った。これら4つのパネル部品2の板厚tは、それぞれ、0.4mm、0.5mm、0.6mm、及び0.7mmとした。なお、第2実施形態の補剛構造1A、及び第3実施形態の補剛構造1Bでは、パネル部品2の板厚tは、第1加重試験と同様に、0.4mmとした。
 図9に示すように、第2実施形態の補剛構造1Aは、0.5mmの板厚tを有するパネル部品2のみからなる非補剛構造1Cと比較して、単位面積当たりの重量が小さく、撓み量がやや小さかった。また、第3実施形態の補剛構造1Bは、0.5mmの板厚tを有するパネル部品2のみからなる非補剛構造1Cと比較して、単位面積当たりの重量が小さく、撓み量が大幅に小さかった。さらに、第3実施形態の補剛構造1Bは、0.7mmの板厚tを有するパネル部品2のみからなる非補剛構造1Cと比較して、単位面積当たりの重量が大幅に小さく、撓み量がやや小さかった。また、第3実施形態の補剛構造1Bは、第2実施形態の補剛構造1Aと比較して、ワイヤ3の数の増加に伴って単位面積当たりの重量がやや大きかった。
 [第4実施形態]
 図10は、第4実施形態のパネル部品2の補剛構造1を示す図である。図10には、パネル部品2をX方向に垂直な面で切断したときの補剛構造1の断面図が示される。第4実施形態の補剛構造1は、第1実施形態の補剛構造1を変形したものである。以下、主に、第1実施形態と異なる点を説明する。
 本実施形態の補剛構造1は、ワイヤ3として、互いに長さの異なる第1ワイヤ3A及び第2ワイヤ3Bを含む。第1ワイヤ3Aの長さは、第2ワイヤ3Bよりも短い。第1実施形態と同様に、パネル部品2のパネル本体部21は、外側Oに凸に湾曲している。パネル部品2の断面において、第1ワイヤ3Aは、パネル部品2の外側O寄りの位置に配置され、第2ワイヤ3Bは、パネル部品2の内側I寄りの位置に配置されている。つまり、第1ワイヤ3Aと第2ワイヤ3Bは、Z方向に並ぶように配置されている。別の観点では、第1ワイヤ3Aと第2ワイヤ3Bは、X方向において同じ位置に配置されている。
 第1ワイヤ3A及び第2ワイヤ3Bそれぞれの第1端部31は、パネル本体部21の第1領域A1内の第1位置211に接合されている。第1ワイヤ3A及び第2ワイヤ3Bそれぞれの第2端部32は、パネル本体部21の第2領域A2内の第2位置212に接合されている。
 本実施形態の補剛構造1によっても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態の補剛構造1によれば、第1実施形態と比較して、張り剛性をさらに向上することができる。
 [第5実施形態]
 図11は、第5実施形態のパネル部品2の補剛構造1を示す図である。図11には、パネル部品2をX方向に垂直な面で切断したときの補剛構造1の断面図が示される。第5実施形態の補剛構造1は、第1実施形態の補剛構造1を変形したものである。以下、主に、第1実施形態と異なる点を説明する。
 本実施形態の補剛構造1は、ワイヤ3として、第1ワイヤ3A及び第2ワイヤ3Bを含む。各ワイヤ3A及び3Bは、Y方向に延在する。パネル部品2の断面において、第1ワイヤ3Aは、パネル部品2の第1側縁部22A寄りの位置に配置され、第2ワイヤ3Bは、パネル部品2の第2側縁部22B寄りの位置に配置されている。第2ワイヤ3Bは、第1ワイヤ3Aと交差している。ただし、第2ワイヤ3Bは、第1ワイヤ3AとX方向において僅かにずれた位置に配置されている。
 第1ワイヤ3Aの長さは、第2ワイヤ3Bの長さと同じである。ただし、第1ワイヤ3Aの長さは、第2ワイヤ3Bの長さと異なってもよい。
 第1ワイヤ3Aにおいて、第1端部31は、第1領域A1内の第1側縁部22A側の第1位置211に接合されており、第2端部32は、第2領域A2内の第1側縁部22A側の第2位置212に接合されている。第2ワイヤ3Bにおいて、第1端部31は、第1領域A1内の第2側縁部22B側の第1位置211に接合されており、第2端部32は、第2領域A2内の第2側縁部22B側の第2位置212に接合されている。
 本実施形態の補剛構造1によっても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態の補剛構造1によれば、第4実施形態と同様に、張り剛性をさらに向上することができる。
 [第6実施形態]
 図12及び図13は、第6実施形態のパネル部品2の補剛構造1を示す図である。図12には、パネル部品2を内側Iから見たときの補剛構造1の平面図が示される。図13には、パネル部品2をX方向に垂直な面で切断したときの補剛構造1の一部の断面図が示される。第6実施形態の補剛構造1は、第1実施形態の補剛構造1を変形したものである。以下、主に、第1実施形態と異なる点を説明する。
 本実施形態の補剛構造1では、パネル本体部21において、Y方向に互いに間隔をあけた3か所に荷重Fが加えられることが想定されている。つまり、パネル本体部21に3つの荷重想定点、すなわち第1荷重想定点P1、第2荷重想定点P2及び第3荷重想定点P3が存在する。第1荷重想定点P1、第2荷重想定点P2及び第3荷重想定点P3は、この順に、パネル本体部21の第1側縁部22Aから第2側縁部22Bに向けて配置される。
 さらに、荷重想定点P1、P2及びP3ごとに、対応する外向き変形領域が存在する。つまり、第1荷重想定点P1のY方向の両側方に、それぞれ第1領域A1及び第2領域A2が存在する。第2荷重想定点P2のY方向の両側方に、それぞれ第1領域A1及び第2領域A2が存在する。第3荷重想定点P3のY方向の両側方に、それぞれ第1領域A1及び第2領域A2が存在する。
 本実施形態の補剛構造1は、ワイヤ3として、第1ワイヤ3A、第2ワイヤ3B及び第3ワイヤ3Cを含む。各ワイヤ3A、3B及び3Cは、Y方向に延在する。各ワイヤ3A、3B及び3Cは、それぞれ、各荷重想定点P1、P2及びP3に対応するように配置される。各ワイヤ3A、3B及び3Cの長さは、同じである。ただし、各ワイヤ3A、3B及び3Cの長さは、相互に異なってもよい。
 第1ワイヤ3Aの第1端部31は、第1荷重想定点P1に対応する第1領域A1内の第1位置211に接合されている。第1ワイヤ3Aの第2端部32は、第1荷重想定点P1に対応する第2領域A2内の第2位置212に接合されている。
 第2ワイヤ3Bの第1端部31は、第2荷重想定点P2に対応する第1領域A1内の第1位置211に接合されている。第2ワイヤ3Bの第2端部32は、第2荷重想定点P2に対応する第2領域A2内の第2位置212に接合されている。
 第3ワイヤ3Cの第1端部31は、第3荷重想定点P3に対応する第1領域A1内の第1位置211に接合されている。第3ワイヤ3Cの第2端部32は、第3荷重想定点P3に対応する第2領域A2内の第2位置212に接合されている。
 本実施形態の補剛構造1によっても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態の補剛構造1によれば、パネル本体部21に複数の荷重想定点が存在する場合であっても、荷重想定点ごとに張り剛性を向上することができる。
 [第7実施形態]
 図14は、第7実施形態のパネル部品2の補剛構造1を示す図である。図14には、パネル部品2を内側Iから見たときの補剛構造1の平面図が示される。第7実施形態の補剛構造1は、第1実施形態の補剛構造1を変形したものである。以下、主に、第1実施形態と異なる点を説明する。
 本実施形態の補剛構造1において、パネル部品2は、Z方向に沿って見たときの平面視で矩形状を有する。パネル部品2はパネル本体部21を含む。パネル本体部21は、パネル部品2の中央部から4つの側縁部の近傍まで広がっている。パネル本体部21は、X方向及びY方向の中央部が外側Oへ向けて突出した球面形状に形成されている。つまり、パネル本体部21は、外側Oに凸に湾曲している。このパネル部品2では、パネル本体部21の中央部が外側Oへ最も突出している。別の観点では、パネル本体部21は、多方向に湾曲している。なお、第1実施形態のパネル本体部21は、ほぼ一方向(Y方向)に湾曲している。
 本実施形態の補剛構造1では、パネル本体部21の中央部に荷重Fが加えられることが想定されている。つまり、パネル本体部21の中央部に荷重想定点が存在する。パネル本体部21には、この荷重想定点に対応する外向き変形領域Aが存在する。パネル本体部21が球面形状であることから、外向き変形領域Aは、荷重想定点を中心にして環状につながっている。このため、例えばY方向に垂直な面でパネル本体部21を切断したときの断面では、パネル本体部21の中央部(荷重想定点)の両側方に、それぞれ外向き変形領域Aが存在する。この場合、一方側の外向き変形領域Aを第1領域と見なし、他方側の外向き変形領域Aを第2領域と見なすことができる。
 本実施形態の補剛構造1は、ワイヤとして、第1ワイヤ3A、第2ワイヤ3B及び第3ワイヤ3Cを含む。第1ワイヤ3Aは、X方向に延在する。第2ワイヤ3Bは、第1ワイヤ3Aに対して斜めに交差するように直線上に配置される。第3ワイヤ3Cは、第2ワイヤ3Bに対してほぼ直交する方向に延在する。
 第1ワイヤ3Aは、第2ワイヤ3Bと第3ワイヤ3Cとの交差位置からずれた位置で、第2ワイヤ3B及び第3ワイヤ3Cと交差する。このため、3つのワイヤ3A、3B及び3Cは同じ位置で重ならない。各ワイヤ3A、3B及び3Cは、パネル本体部21の中央部(荷重想定点)又はその近傍を通るように配置される。
 第1ワイヤ3Aの第1端部31は、第1領域と見なされる外向き変形領域A内の第1位置211に接合されている。第1ワイヤ3Aの第2端部32は、第2領域と見なされる外向き変形領域A内の第2位置212に接合されている。第2ワイヤ3B及び第3ワイヤ3Cについても同様のことが適用される。
 本実施形態の補剛構造1によっても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態の補剛構造1によれば、パネル本体部21が多方向に湾曲している場合であっても、張り剛性を向上することができる。
 [第8実施形態]
 図15は、第8実施形態のパネル部品2の補剛構造1を示す図である。図15には、パネル部品2を内側Iから見たときの補剛構造1の平面図が示される。第8実施形態の補剛構造1は、第7実施形態の補剛構造1に第6実施形態の技術思想を適用したものである。以下、主に、第7実施形態と異なる点を説明する。
 本実施形態の補剛構造1では、球面形状のパネル本体部21において、X方向及びY方向に互いに間隔をあけた4か所に荷重Fが加えられることが想定されている。つまり、パネル本体部21に4つの荷重想定点、すなわち第1荷重想定点P1、第2荷重想定点P2、第3荷重想定点P3及び第4荷重想定点P4が存在する。第1荷重想定点P1及び第2荷重想定点P2は、この順に、パネル本体部21の第1側縁部22Aから第2側縁部22Bに向けて配置される。第3荷重想定点P3及び第4荷重想定点P4は、この順に、パネル本体部21の第1側縁部22Aから第2側縁部22Bに向けて配置される。第1荷重想定点P1と第3荷重想定点P3は、X方向に並ぶように配置される。第2荷重想定点P2と第4荷重想定点P4は、X方向に並ぶように配置される。
 さらに、荷重想定点P1、P2、P3及びP4ごとに、対応する外向き変形領域Aが存在する。第7実施形態と同様に、第1荷重想定点P1に対応する外向き変形領域Aは、第1荷重想定点P1を中心にして環状につながっている。このため、例えばY方向に垂直な面でパネル本体部21を切断したときの断面では、第1荷重想定点P1の両側方に、それぞれ外向き変形領域Aが存在する。この場合、一方側の外向き変形領域Aを第1領域と見なし、他方側の外向き変形領域Aを第2領域と見なすことができる。第2荷重想定点P2、第3荷重想定点P3及び第4荷重想定点P4についても同様のことが適用される。
 第1荷重想定点P1について、本実施形態の補剛構造1は、ワイヤとして、第1ワイヤ3A、第2ワイヤ3B及び第3ワイヤ3Cを含む。第1ワイヤ3Aは、X方向に延在する。第2ワイヤ3Bは、第1ワイヤ3Aに対して斜めに交差するように直線上に配置される。第3ワイヤ3Cは、第2ワイヤ3Bに対してほぼ直交する方向に延在する。3つのワイヤ3A、3B及び3Cは同じ位置で交差する。各ワイヤ3A、3B及び3Cは、パネル本体部21の第1荷重想定点P1を通るように配置される。
 第1荷重想定点P1について、第1ワイヤ3Aの第1端部31は、第1領域と見なされる外向き変形領域A内の第1位置に接合されている。第1ワイヤ3Aの第2端部32は、第2領域と見なされる外向き変形領域A内の第2位置に接合されている。第2ワイヤ3B及び第3ワイヤ3Cについても同様のことが適用される。また、第2荷重想定点P2、第3荷重想定点P3及び第4荷重想定点P4それぞれのワイヤについても同様のことが適用される。
 本実施形態の補剛構造1によれば、第6及び第7実施形態と同様の効果を奏することができる。つまり、本実施形態の補剛構造1によれば、パネル本体部21が多方向に湾曲し、パネル本体部21に複数の荷重想定点が存在する場合であっても、荷重想定点ごとに張り剛性を向上することができる。
 [第9実施形態]
 図16及び図17は、第9実施形態のパネル部品2の補剛構造1を示す図である。図16には、パネル部品2をX方向に垂直な面で切断したときの補剛構造1の断面図が示される。図17には、図16に示すパネル部品2を内側Iから見たときの補剛構造1の平面図が示される。第9実施形態の補剛構造1は、第1実施形態の補剛構造1を変形したものである。以下、主に、第1実施形態と異なる点を説明する。
 本実施形態の補剛構造1において、パネル部品2は、Z方向に沿って見たときの平面視で矩形状を有する。パネル部品2は、パネル本体部21と、延出部23と、フランジ部24と、を備える。パネル本体部21は平坦である。パネル本体部21は、Z方向に沿って見たときの平面視で矩形状を有する。延出部23は、パネル本体部21の輪郭を構成する各辺よりパネル部品2の内側Iに向けて延びる。フランジ部24は、延出部23より側方へ延びる。延出部23及びフランジ部24は、パネル部品2の4つの側縁部(第1側縁部22A、第2側縁部22B)に相当する。
 パネル本体部21の内面21aには受け部25が設けられている。本実施形態では、受け部25は、パネル本体部21の中央部から内側Iに向けて突出している。受け部25は錐台状を有する。具体的には、受け部25の形状は円錐台状である。ただし、受け部25の形状は、円錐台状に限られず、角錐台状であってもよい。また、受け部25の形状は、錐台状に限られず、円柱状であってもよいし、角柱状であってもよい。
 受け部25はプラスチックで構成される。受け部25は、接着剤4によってパネル本体部21に接合されている。ただし、受け部25の材質は、金属であってもよく、例えば鋼であってもよい。補剛構造1の重量増加を避ける観点から、受け部25の材質はプラスチックが好ましい。
 本実施形態の場合、パネル本体部21の中心部及びその近傍に荷重想定点が存在する。つまり、荷重想定点は、パネル本体部21の受け部25及びその近傍に存在する。そして、パネル本体部21が平坦な場合であっても、外向き変形領域は存在する。パネル本体部21が外側Oに凸に湾曲する場合と同様に、本実施形態の外向き変形領域は、パネル本体部21の中心部(受け部25)を中心にして環状につながっている。このため、例えばX方向に垂直な面でパネル本体部21を切断したときの断面では、パネル本体部21の受け部25(荷重想定点)の両側方に、それぞれ外向き変形領域が存在する。この場合、一方側の外向き変形領域を第1領域A1と見なし、他方側の外向き変形領域を第2領域A2と見なすことができる。
 一方側の外向き変形領域と見なされる第1領域A1内に第1位置211が設定される。他方の外向き変形領域と見なされる第2領域A2内に第2位置212が設定される。このとき、第2位置212が受け部25に対して第1位置211とは反対側にある。つまり、第1位置211と第2位置212との間に受け部25が存在する。
 ワイヤ3は、受け部25から両側方に向けて直線上に延びるように配置される。例えば、ワイヤ3は、第1側縁部22Aの側から第2側縁部22Bの側へ向けたY方向に延在する。図17を参照して、本実施形態の補剛構造1は、3つのワイヤ3を備える。3つのワイヤ3は、受け部25の位置で交差するように配置される。別の観点では、3つのワイヤ3は、受け部25を中心にして放射状に延びるように配置される。ただし、ワイヤ3の数は、3つに限定されず、1つであってもよいし、2つであってもよいし、3つ以上であってもよい。
 図16及び図17を参照して、ワイヤ3の第1端部31は、パネル本体部21の内面21aのうちの第1位置211に、接着剤4によって接合されている。ワイヤ3の第2端部32は、パネル本体部21の内面21aのうちの第2位置212に、接着剤4によって接合されている。そして、第1位置211と第2位置212との間に受け部25が存在することから、ワイヤ3は、受け部25を介して第1位置211から第2位置212に張り渡されている。つまり、ワイヤ3は、受け部25によって支持されている。この場合、ワイヤ本体34は、受け部25と接触し、受け部25の位置で曲がっている。このため、ワイヤ3は、第1位置211と受け部25との間で直線上に延在するとともに、第2位置212と受け部25との間で直線上に延在する。さらに、第1位置211と受け部25との間に延在するワイヤ本体34、及び第2位置212と受け部25との間に延在するワイヤ本体34は、パネル本体部21の内面から離れている。
 ワイヤ3は、受け部25と接合されていない。ただし、ワイヤ3は、受け部25と接合されてもよい。この場合の接合方法は、例えば接着剤による接着である。
 本実施形態の補剛構造1において、パネル本体部21に荷重Fが加えられたとき、第1実施形態と同様に、ワイヤ3に張力Tが生じ、パネル本体部21の第1位置211及び第2位置212は、ワイヤ3から張力Tの反力を受ける。これにより、パネル本体部21の第1位置211及び第2位置212の変形が抑制される。パネル本体部21において、第1位置211及び第2位置212の変形が抑制されることにより、第1領域A1及び第2領域A2の変形が抑制される。つまり、外向き変形領域の変形が抑制さえる。これにより、パネル本体部21において、荷重Fが加えられた荷重想定点の変形が抑制される。
 したがって、本実施形態の補剛構造1によれば、パネル本体部21が平坦な場合であっても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
 本実施形態では、ワイヤ3を支持する受け部25は、平坦なパネル本体部21に設けられている。ただし、ワイヤ3を支持する受け部25は、外側Oに凸に湾曲するパネル本体部21に設けられてもよい。つまり、受け部25によってワイヤ3を支持する構成は、第1~第8実施形態の補剛構造1に適用できる。
 [第10実施形態]
 図18は、第10実施形態のパネル部品2の補剛構造1を示す図である。図18には、パネル部品2をX方向に垂直な面で切断したときの補剛構造1の断面図が示される。第10実施形態の補剛構造1は、第9実施形態の補剛構造1に第6実施形態の技術思想を適用したものである。以下、主に、第9実施形態と異なる点を説明する。
 本実施形態の補剛構造1では、平坦なパネル本体部21において、Y方向に互いに間隔をあけた2か所に荷重Fが加えられることが想定されている。つまり、パネル本体部21に2つの荷重想定点、すなわち第1荷重想定点P1及び第2荷重想定点P2が存在する。第1荷重想定点P1及び第2荷重想定点P2は、この順に、パネル本体部21の第1側縁部22Aから第2側縁部22Bに向けて配置される。各荷重想定点P1及びP2の位置に、それぞれ受け部25が設けられている。
 本実施形態の補剛構造1では、第9実施形態と同様に、荷重想定点P1及びP2(受け部25)ごとに、対応する外向き変形領域が存在する。そして、各荷重想定点P1及びP2の外向き変形領域について、第9実施形態と同様に、ワイヤ3が設けられている。
 本実施形態の補剛構造1によれば、第6及び第9実施形態と同様の効果を奏することができる。つまり、本実施形態の補剛構造1によれば、パネル本体部21が平坦であり、パネル本体部21に複数の荷重想定点が存在する場合であっても、荷重想定点ごとに張り剛性を向上することができる。
 [第11実施形態]
 図19は、第11実施形態のパネル部品2の補剛構造1Dを示す図である。図19には、パネル部品2を内側Iから見たときの補剛構造1Dの平面図が示される。第11実施形態の補剛構造1Dは、第9実施形態の補剛構造1を変形したものである。以下、主に、第9実施形態と異なる点を説明する。
 本実施形態の補剛構造1Dでは、受け部25の数が5つである。5つの受け部25は、互いに等間隔で、X方向に横並びに配置されている。そして、受け部25ごとに、1つのワイヤ3が設けられている。ワイヤ3は、第1側縁部22Aの側から第2側縁部22Bの側へ向けたY方向に延在する。この場合、5つのワイヤ3は、互いに等間隔で、X方向に横並びに配置されている。
 本実施形態の補剛構造1Dによれば、第9実施形態と同様の効果を奏することができる。
 (第3加重試験)
 図20は、第11実施形態の補剛構造に関する第3加重試験の結果を示す図である。図20には、パネル部品の単位面積当たりの重量とパネル部品の撓み量との関係が示される。第1加重試験と同様に、撓み量は、パネル本体部のうちで荷重が加えられた部分(荷重想定点)の変位量を意味する。
 第3加重試験では、第11実施形態の補剛構造1Dを持つパネル部品2を準備した。また、比較のために、ワイヤ及び受け部が無い非補剛構造1Eのパネル部品2を準備した。各パネル部品2に90Nの荷重を負荷し、撓み量を調査した。
 補剛構造1D及び非補剛構造1Eにおける主な条件を以下に示す。
 パネル部品2の材質は、自動車用冷間圧延鋼板JSC270D(日本鉄鋼連盟規格(JFS))とした。また、パネル部品2は全域にわたって平坦とした。パネル部品2は、Z方向から見たときの平面視で正方形状を有し、その輪郭を構成する各辺の長さは400mmとした。受け部25の高さは、20mmとした。
 ワイヤ3の材質は、一般構造用圧延鋼材SS400(JIS G 3101)とした。ワイヤ3は、単線とし、その直径は2.0mmとした。ワイヤ3の長さは、275mmとした。
 ワイヤ3とパネル部品2とを接合する接着剤4は、セメダイン株式会社製の低臭気アクリル系接着剤Y-600を用いた。
 補剛構造1Dでは、パネル部品2の板厚tは、0.4mmとした。非補剛構造1Eとして、板厚tが相互に異なる4つのパネル部品2で試験を行った。これら4つのパネル部品2の板厚tは、それぞれ、0.4mm、0.5mm、0.6mm、及び0.7mmとした。
 図20に示すように、同じ0.4mmの板厚tを有するパネル部品2で比較すると、補剛構造1Dにおけるパネル部品2の撓み量は、非補剛構造1Eにおけるパネル部品2の撓み量よりも大幅に小さかった。補剛構造1Dにおけるパネル部品2の単位面積当たりの重量は、板厚tが0.5mm以上に増加されたパネル部品2のみからなる非補剛構造1Eと比較して、大幅に小さかった。
 [第12実施形態]
 図21は、第12実施形態のパネル部品2の補剛構造1を示す図である。図21には、パネル部品2をX方向に垂直な面で切断したときの補剛構造1の断面図が示される。第12実施形態の補剛構造1は、第11実施形態の補剛構造1を変形したものである。以下、主に、第11実施形態と異なる点を説明する。
 通常、ドアアウタパネルのパネル本体部には、車長方向に沿ってキャラクタラインが形成されている。キャラクタラインは、ドアアウタパネルの内側に向けて突出している。キャラクタラインを有するドアアウタパネルは、プレス加工によって一体成形される。
 図21を参照して、本実施形態の補剛構造1では、パネル部品2はドアアウタパネルであり、このパネル部品2に設けられる受け部25はキャラクタラインである。この場合、受け部25はパネル部品2と一体成形される。図21に示す例では、X方向は車長方向を示し、Y方向は車高方向を示し、Z方向は自動車の左右方向を示す。
 受け部25は、パネル本体部21のY方向(車高方向)の例えば中央部に設けられている。受け部25は、パネル部品2の内側Iに向けて突出している。また、受け部25は、X方向(車長方向)に延在する。ワイヤ3は、第1側縁部22Aの側から第2側縁部22Bの側へ向けたY方向(車高方向)に延在する。
 本実施形態の補剛構造1によっても、第9実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態の補剛構造1によれば、受け部25がパネル部品2と一体成形されるので、製造コストを抑制することができる。
 本実施形態では、パネル部品2がドアアウタパネルであり、受け部25がこのパネル部品2に設けられたキャラクタラインである。しかしながら、受け部25がパネル部品2と一体成形される限り、パネル部品2はドアアウタパネルに限定されない。例えば、パネル部品2がフードやフェンダであってもよい。この場合、受け部25はフードやフェンダに設けられたキャラクタラインである。
 [第13実施形態]
 図22は、第13実施形態のパネル部品2の補剛構造1を示す図である。図22には、パネル部品2をX方向に垂直な面で切断したときの補剛構造1の断面図が示される。第13実施形態の補剛構造1は、上記の各実施形態の補剛構造1を変形したものである。以下、主に、上記の各実施形態と異なる点を説明する。
 本実施形態の補剛構造1は、パネル部品2と、補助部品5と、ワイヤ3と、を備える。パネル部品2はパネル本体部21を含み、パネル本体部21は外側Oに凸に湾曲している。パネル部品2の内側Iには、補助部品5として、第1補助部品5A及び第2補助部品5Bが配置されている。第1補助部品5A及び第2補助部品5Bはパネル部品2と一体化されている。
 例えば、パネル部品2がドアアウタパネルである場合、第1補助部品5Aはドアインナパネルである。第1補助部品5A(ドアインナパネル)の側縁部は、溶接や機械締結によって、パネル部品2(ドアアウタパネル)の側縁部と接合される。これにより、第1補助部品5Aがパネル部品2と一体化される。さらにこの場合、第2補助部品5Bは長尺なドアインパクトビームである。第2補助部品5Bの両端部は、第1補助部品5Aとパネル部品2との接合部に固定される。これにより、第2補助部品5Bがパネル部品2と一体化される。
 本実施形態の補剛構造1は、ワイヤ3として、第1ワイヤ3A及び第2ワイヤ3Bを含む。パネル部品2の断面において、第1ワイヤ3Aは、パネル部品2の第1側縁部22A寄りの位置に配置され、第2ワイヤ3Bは、パネル部品2の第2側縁部22B寄りの位置に配置されている。第1ワイヤ3Aの長さは、第2ワイヤ3Bの長さと異なる。ただし、第1ワイヤ3Aの長さは、第2ワイヤ3Bの長さと同じでもよい。
 第1ワイヤ3Aの第1端部31は、パネル本体部21(ドアアウタパネルのパネル本体部)の第1位置211に接合されている。第1ワイヤ3Aの第2端部32は、第2補助部品5B(ドアインパクトビーム)に接合されている。その上で、第1ワイヤ3Aが第1位置211から第2補助部品5Bに張り渡されている。
 また、第2ワイヤ3Bの第1端部31は、パネル本体部21(ドアアウタパネルのパネル本体部)の第2位置212に接合されている。第2ワイヤ3Bの第2端部32は、第2補助部品5B(ドアインパクトビーム)に接合されている。その上で、第2ワイヤ3Bが第2位置212から第2補助部品5Bに張り渡されている。
 各ワイヤ3A及び3Bを第2補助部品5Bに接合する方法は、接着剤による接着である。簡便だからである。ただし、その接合方法は溶接や機械締結であってもよい。
 この場合、第1ワイヤ3Aは、第1位置211と第2補助部品5Bとの間で直線上に延在する。さらに、第1位置211と第2補助部品5Bとの間に延在する第1ワイヤ3は、パネル本体部21の内面21aから離れている。また、第2ワイヤ3Bは、第2位置212と第2補助部品5Bとの間で直線上に延在する。さらに、第2位置212と第2補助部品5Bとの間に延在する第2ワイヤ3Bは、パネル本体部21の内面21aから離れている。
 本実施形態の補剛構造1において、パネル本体部21に荷重Fが加えられたとき、第1実施形態と同様に、各ワイヤ3A及び3Bに張力Tが生じ、パネル本体部21の第1位置211及び第2位置212は、各ワイヤ3A及び3Bから張力Tの反力を受ける。これにより、パネル本体部21の第1位置211及び第2位置212の変形が抑制される。パネル本体部21において、第1位置211及び第2位置212の変形が抑制されることにより、第1領域A1及び第2領域A2の変形が抑制される。つまり、外向き変形領域の変形が抑制さえる。これにより、パネル本体部21において、荷重Fが加えられた荷重想定点の変形が抑制される。
 したがって、本実施形態の補剛構造1によれば、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
 本実施形態では、パネル本体部21の第1位置211の変形を抑制するために第1ワイヤ3Aが設けられ、パネル本体部21の第2位置212の変形を抑制するために第2ワイヤ3Bが設けられている。しかしながら、第1ワイヤ3A及び第2ワイヤ3Bのうちのいずれか一方が設けられるだけでもよい。つまり、第1ワイヤ3Aのみが設けられてもよいし、第2ワイヤ3Bのみが設けられてもよい。パネル本体部21において、第1位置211及び第2位置212のうちのいずれか一方の変形が抑制されれば、荷重Fが加えられた荷重想定点の変形が多少なりとも抑制されるからである。
 [第14実施形態]
 図23は、第14実施形態のパネル部品2の補剛構造1を示す図である。図23には、パネル部品2をX方向に垂直な面で切断したときの補剛構造1の断面図が示される。第14実施形態の補剛構造1は、第13実施形態の補剛構造1を変形したものである。以下、主に、第13実施形態と異なる点を説明する。
 本実施形態の補剛構造1では、第1ワイヤ3Aの第1端部31は、パネル本体部21(ドアアウタパネルのパネル本体部)の第1位置211に接合されている。第1ワイヤ3Aの第2端部32は、第1補助部品5A(ドアインナパネル)に接合されている。その上で、第1ワイヤ3Aが第1位置211から第1補助部品5Aに張り渡されている。
 また、第2ワイヤ3Bの第1端部31は、パネル本体部21(ドアアウタパネルのパネル本体部)の第2位置212に接合されている。第2ワイヤ3Bの第2端部32は、第1補助部品5A(ドアインナパネル)に接合されている。その上で、第2ワイヤ3Bが第2位置212から第1補助部品5Aに張り渡されている。
 各ワイヤ3A及び3Bを第1補助部品5Aに接合する方法は、接着剤による接着である。簡便だからである。ただし、その接合方法は溶接や機械締結であってもよい。
 この場合、第1ワイヤ3Aは、第1位置211と第1補助部品5Aとの間で直線上に延在する。さらに、第1位置211と第1補助部品5Aとの間に延在する第1ワイヤ3は、パネル本体部21の内面21aから離れている。また、第2ワイヤ3Bは、第2位置212と第1補助部品5Aとの間で直線上に延在する。さらに、第2位置212と第1補助部品5Aとの間に延在する第2ワイヤ3Bは、パネル本体部21の内面21aから離れている。
 本実施形態の補剛構造1によれば、第13実施形態と同様の効果を奏することができる。
 [第15実施形態]
 図24は、第15実施形態のパネル部品2の補剛構造1を示す図である。図24には、パネル部品2をX方向に垂直な面で切断したときの補剛構造1の断面図が示される。第15実施形態の補剛構造1は、第13実施形態の補剛構造1を変形したものである。以下、主に、第13実施形態と異なる点を説明する。
 本実施形態の補剛構造1では、パネル部品2は全域にわたって平坦である。このため、パネル本体部21は平坦である。そして、第1ワイヤ3Aの第1端部31は、パネル本体部21の第1位置211に接合されている。第2ワイヤ3Bの第1端部31は、パネル本体部21の第2位置212に接合されている。第1ワイヤ3A及び第2ワイヤ3Bそれぞれの第2端部32は、第2補助部品5Bに接合されている。
 本実施形態の補剛構造1によっても、第13実施形態と同様の効果を奏することができる。
 [第16実施形態]
 図25は、第16実施形態のパネル部品2の補剛構造1を示す図である。図25には、パネル部品2をX方向に垂直な面で切断したときの補剛構造1の断面図が示される。第16実施形態の補剛構造1は、第14実施形態の補剛構造1を変形したものである。以下、主に、第14実施形態と異なる点を説明する。
 本実施形態の補剛構造1では、パネル部品2は全域にわたって平坦である。このため、パネル本体部21は平坦である。そして、第1ワイヤ3Aの第1端部31は、パネル本体部21の第1位置211に接合されている。第2ワイヤ3Bの第1端部31は、パネル本体部21の第2位置212に接合されている。第1ワイヤ3A及び第2ワイヤ3Bそれぞれの第2端部32は、第1補助部品5Aの底に接合されている。
 本実施形態の補剛構造1によっても、第14実施形態と同様の効果を奏することができる。
 [第17実施形態]
 図26は、第17実施形態のパネル部品2の補剛構造1Fを示す図である。図26には、パネル部品2をX方向に垂直な面で切断したときの補剛構造1Fの断面図が示される。第17実施形態の補剛構造1Fは、第14実施形態の補剛構造1を変形したものである。以下、主に、第14実施形態と異なる点を説明する。
 本実施形態の補剛構造1Fは、補助部品5として、第1補助部品5A(ドアインナパネル)を備えるが、第2補助部品5B(ドアインパクトビーム)を備えていない。
 本実施形態の補剛構造1Fでは、第1ワイヤ3Aの数は5つである。第2ワイヤ3Bの数は5つである。つまり、ワイヤ3の総数は、10である。第1ワイヤ3Aの長さは、第2ワイヤ3Bの長さと同じである。第X方向に沿って見たとき、第1ワイヤ3Aは第2ワイヤ3Bと交差している。5つの第1ワイヤ3Aは、互いに等間隔で、X方向に横並びに配置されている。5つの第2ワイヤ3Bも、互いに等間隔で、X方向に横並びに配置されている。
 第1ワイヤ3Aの第1端部31は、パネル本体部21の第1位置211に接合されている。第2ワイヤ3Bの第1端部31は、パネル本体部21の第2位置212に接合されている。第1ワイヤ3A及び第2ワイヤ3Bそれぞれの第2端部32は、第1補助部品5Aの底に接合されている。
 本実施形態の補剛構造1Fによっても、第14実施形態と同様の効果を奏することができる。
 (第4加重試験)
 図27は、第17実施形態の補剛構造に関する第4加重試験の結果を示す図である。図27には、パネル部品の単位面積当たりの重量とパネル部品の撓み量との関係が示される。第1加重試験と同様に、撓み量は、パネル本体部のうちで荷重が加えられた部分(荷重想定点)の変位量を意味する。
 第4加重試験では、第17実施形態の補剛構造1Fを持つパネル部品2を準備した。また、比較のために、ワイヤが無い非補剛構造1Gのパネル部品2を準備した。いずれのパネル部品2も第1補助部品5Aと接合した。各パネル部品2に90Nの荷重を負荷し、撓み量を調査した。
 補剛構造1F及び非補剛構造1Gにおける主な条件を以下に示す。
 パネル部品2の材質は、自動車用冷間圧延鋼板JSC270D(日本鉄鋼連盟規格(JFS))とした。パネル部品2は、Z方向から見たときの平面視で正方形状を有し、その輪郭を構成する各辺の長さは400mmとした。第1補助部品5Aの底から第1ワイヤ3Aの第1端部31とパネル本体部21の第2位置212との接合部までの高さは、100mmとした。第1補助部品5Aの材質は、パネル部品2と同じとした。
 ワイヤ3の材質は、一般構造用圧延鋼材SS400(JIS G 3101)とした。ワイヤ3は、単線とし、その直径は2.0mmとした。ワイヤ3の長さは、275mmとした。
 ワイヤ3とパネル部品2とを接合する接着剤4は、セメダイン株式会社製の低臭気アクリル系接着剤Y-600を用いた。
 補剛構造1Fでは、パネル部品2の板厚tは、0.4mmとした。非補剛構造1Gとして、板厚tが相互に異なる4つのパネル部品2で試験を行った。これら4つのパネル部品2の板厚tは、それぞれ、0.4mm、0.5mm、0.6mm、及び0.7mmとした。第1補助部品5Aの板厚は、0.75mmとした。
 図27に示すように、同じ0.4mmの板厚tを有するパネル部品2で比較すると、補剛構造1Fにおけるパネル部品2の撓み量は、非補剛構造1Gにおけるパネル部品2の撓み量よりも大幅に小さかった。補剛構造1Fにおけるパネル部品2の単位面積当たりの重量は、板厚tが0.5mm以上に増加されたパネル部品2のみからなる非補剛構造1Gと比較して、大幅に小さかった。
 以上、本開示の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本開示を実施するための例示に過ぎない。したがって、本開示は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。
 例えば、ワイヤ3はCFRP線であってもよい。CFRPは、熱硬化性CFRPであってもよいし、熱可塑性CFRPであってもよい。ただし、CFRP線の耐熱性は高くない。また、ワイヤ3としてCFRP線を使用した場合、ワイヤ3とパネル本体部21との間の熱膨張差が生じうる。このため、ワイヤ3がCFRP線である場合、パネル本体部21とワイヤ3の接合は加熱処理の後で行われることが好ましい。
 1、1A、1B、1D、1F:補剛構造
 2:パネル部品
 21:パネル本体部
 21a:パネル本体部の内面
 211:第1位置
 212:第2位置
 A:外向き変形領域
 A1:第1領域
 A2:第2領域
 25:受け部
 3、3A、3B、3C:ワイヤ
 31:第1端部
 32:第2端部
 P1:第1荷重想定点
 P2:第2荷重想定点
 P3:第3荷重想定点
 P4:第4荷重想定点
 4:接着剤
 5:補助部品
 5A:第1補助部品
 5B:第2補助部品
 

Claims (13)

  1.  外側に凸に湾曲したパネル本体部を含むパネル部品と、
     第1端部及び第2端部を有するワイヤであって、前記パネル本体部のうちの第1位置の内面に前記第1端部が接合されるとともに、前記パネル本体部のうちの第2位置の内面に前記第2端部が接合されて、前記第1位置から前記第2位置に張り渡された前記ワイヤと、
    を備える、パネル部品の補剛構造。
  2.  請求項1に記載のパネル部品の補剛構造であって、
     前記パネル本体部は、
     外側から荷重が加えられることが想定された荷重想定点と、
     前記ワイヤが無い状態で前記荷重想定点に外側から荷重が加えられたときに、前記荷重の向きとは逆向きで且つ前記荷重想定点から遠ざかる方向に変位する第1領域及び第2領域と、を含み、
     前記第2領域は前記荷重想定点に対して前記第1領域とは反対側に位置し、
     前記第1位置が前記第1領域に設定され、前記第2位置が前記第2領域に設定されている、パネル部品の補剛構造。
  3.  平坦な又は外側に凸に湾曲したパネル本体部を含むパネル部品と、
     前記パネル部品の内側に配置されて、前記パネル部品と一体化された補助部品と、
     第1端部及び第2端部を有するワイヤであって、前記パネル本体部のうちの第1位置の内面に前記第1端部が接合されるとともに、前記補助部品に前記第2端部が接合されて、前記第1位置から前記補助部品に張り渡された前記ワイヤと、
    を備える、パネル部品の補剛構造。
  4.  請求項3に記載のパネル部品の補剛構造であって、
     前記パネル本体部は、
     外側から荷重が加えられることが想定された荷重想定点と、
     前記ワイヤが無い状態で前記荷重想定点に外側から荷重が加えられたときに、前記荷重の向きとは逆向きで且つ前記荷重想定点から遠ざかる方向に変位する第1領域と、を含み、
     前記第1位置が前記第1領域に設定されている、パネル部品の補剛構造。
  5.  平坦な又は外側に凸に湾曲したパネル本体部を含むパネル部品と、
     前記パネル本体部の内面から突出する受け部と、
     第1端部及び第2端部を有するワイヤであって、前記パネル本体部のうちの第1位置の内面に前記第1端部が接合されるとともに、前記パネル本体部のうち前記受け部に対して前記第1位置とは反対側の第2位置の内面に前記第2端部が接合されて、前記受け部を介して前記第1位置から前記第2位置に張り渡された前記ワイヤと、
    を備える、パネル部品の補剛構造。
  6.  請求項5に記載のパネル部品の補剛構造であって、
     前記パネル本体部は、
     外側から荷重が加えられることが想定された荷重想定点と、
     前記ワイヤが無い状態で前記荷重想定点に外側から荷重が加えられたときに、前記荷重の向きとは逆向きで且つ前記荷重想定点から遠ざかる方向に変位する第1領域及び第2領域と、を含み、
     前記第2領域は前記荷重想定点に対して前記第1領域とは反対側に位置し、
     前記第1位置が前記第1領域に設定され、前記第2位置が前記第2領域に設定されており、
     前記受け部が前記第1領域と前記第2領域との間に設けられている、パネル部品の補剛構造。
  7.  請求項1から6のいずれか1項に記載のパネル部品の補剛構造であって、
     前記パネル部品が金属製である、パネル部品の補剛構造。
  8.  請求項7に記載のパネル部品の補剛構造であって、
     前記パネル部品が鋼製である、パネル部品の補剛構造。
  9.  請求項1から8のいずれか1項に記載のパネル部品の補剛構造であって、
     前記ワイヤが金属ワイヤである、パネル部品の補剛構造。
  10.  請求項9に記載のパネル部品の補剛構造であって、
     前記ワイヤが鋼ワイヤである、パネル部品の補剛構造。
  11.  請求項7から10のいずれか1項に記載のパネル部品の補剛構造であって、
     前記パネル部品の材質は、前記ワイヤの材質と同種である、パネル部品の補剛構造。
  12.  請求項1から7のいずれか1項に記載のパネル部品の補剛構造であって、
     前記ワイヤがCFRP線である、パネル部品の補剛構造。
  13.  請求項1から12のいずれか1項に記載のパネル部品の補剛構造であって、
     前記パネル部品は、自動車用の外板パネルである、パネル部品の補剛構造。
     
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