JP4472425B2

JP4472425B2 - 発泡充填具

Info

Publication number: JP4472425B2
Application number: JP2004150744A
Authority: JP
Inventors: 彰友田
Original assignee: Iida Industry Co Ltd
Current assignee: Iida Industry Co Ltd
Priority date: 2004-05-20
Filing date: 2004-05-20
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2024-05-20
Also published as: JP2005329650A

Description

本発明は、例えば車両のピラー等に代表される中空構造体の内部を発泡体で充填する発泡充填具に関するものである。

従来、車両のピラー等に代表される中空構造体の内部には発泡体が充填され、その発泡体によって中空構造体の剛性や制振性を高めることが行われている。中空構造体の内部に発泡体を充填するには発泡充填具が使用される。この発泡充填具は、外部加熱により発泡して発泡体を形成する発泡基材と、同発泡基材を中空構造体の内部に支持する支持部材とを備えている。この発泡充填具を使用するには、まず中空構造体の内部に発泡充填具を取り付ける。次に、中空構造体を外部から加熱すると、その熱が発泡基材の表面から内部へ伝わることにより、発泡基材が軟化するとともに発泡する。その発泡に伴って膨張した発泡基材が硬化することにより、発泡体が形成される。その結果、中空構造体の内部における所定領域に発泡体が充填される。

中空構造体の剛性を十分に高めるには、中空構造体の内部に充填される発泡体の体積を増大させる必要性、すなわち中空構造体の内部において発泡体が充填される領域を十分に確保する必要性がある。そのためには、発泡基材をブロック状に形成することにより、発泡基材の体積を増大する必要がある。発泡基材をブロック状に形成すると、その中心部分まで熱が伝わりにくくなる。よって、形成される発泡体は中心に向かうに従い、所望の発泡倍率となりにくく、発泡基材を効率よく発泡させることが困難である。そこで、特許文献１では発泡基材の中心部分に剛性を有するコア体を設けることによって、発泡基材を効率よく発泡させることが提案されている。
特許３３８９１１６号公報

上記文献に記載の発泡充填具では、発泡基材の発泡過程において発泡基材が軟化する際に、コア体がその自重等によって所定の位置から変位することがある。そのコア体の変位によって発泡基材の発泡（膨張）が阻害されるため、発泡基材は中空構造体の断面形状に沿って発泡（膨張）しにくい。その結果、中空構造体に対して発泡体を有効に充填することが困難となる。また、予めコア体を形成するとともに同コア体を発泡基材に内設する必要があるため、発泡基材の構成が複雑化を招くことになる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成であり、かつ中空構造体の内部における所定の位置に発泡体を有効に充填することができる発泡充填具を提供することにある。

上記の目的を達成するために請求項１に記載の発明は、中空構造体の内部に発泡体を充填する発泡充填具であって、加熱によって発泡して前記発泡体を形成する発泡基材と、同発泡基材を前記中空構造体の内部に支持するとともに前記発泡基材の発泡方向を規制する規制板を有する支持部材とを備え、前記発泡基材はブロック状をなす部位を有するとともに該部位には加熱による発泡を促進する凹部が形成され、前記凹部は中空状をなすとともに、前記凹部は、前記規制板側と前記中空構造体の内壁とに向けて開口してなることを要旨とする。

上記構成によれば、発泡基材はその表面からの加熱に加えて、凹部に対する放射伝熱や対流伝熱によって発泡基材の内側から加熱されることになる。その結果、加熱による発泡基材の発泡が促進される。ここで、この発泡基材は凹部によって加熱による発泡が促進される構成であって、発泡基材の内部に別部材を設ける構成ではない。従って、簡単な構成とすることができ、かつ、別部材によって発泡基材の発泡（膨張）が阻害されることがない。よって、中空構造体の内部における所定の位置に発泡体を有効に充填することができる。

上記の目的を達成するために請求項２に記載の発明は、中空構造体の内部に発泡体を充填する発泡充填具であって、加熱によって発泡して前記発泡体を形成する発泡基材と、同発泡基材を前記中空構造体の内部に支持するとともに前記発泡基材の発泡方向を規制する規制板を有する支持部材とを備え、前記発泡基材はブロック状をなす部位を有するとともに該部位には貫通孔が形成され、前記貫通孔は中空状をなすとともに、前記貫通孔は、前記規制板の板面に向けて開口してなることを要旨とする。

上記構成によれば、貫通孔は、中空状である。中空状とは、貫通孔の内部に別部材が挿入されていないことを意味する。従って、貫通孔によって、発泡基材の表面積は増大されるとともに発泡基材の周囲に接触する外気が増大される。よって、発泡基材はその表面からの加熱に加えて、貫通孔に対する放射伝熱や対流伝熱によって発泡基材の内側から加熱されることになる。その結果、加熱による発泡基材の発泡が促進される。ここで、この発泡基材は貫通孔によって加熱による発泡が促進される構成であって、発泡基材の内部に別部材を設ける構成ではない。従って、簡単な構成とすることができ、かつ、別部材によって発泡基材の発泡（膨張）が阻害されることがない。よって、中空構造体の内部における所定の位置に発泡体を有効に充填することができる。

本発明によれば、簡単な構成であり、かつ中空構造体の内部における所定の位置に発泡体を有効に充填することができる。

以下、本発明を車両のピラーに適用する発泡充填具に具体化した一実施形態を図１〜図３に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２に示すように、中空構造体としてのピラー３１は一対の鋼板３２から筒状に形成されている。各鋼板３２の形状は、長手方向に直交する断面形状においてコ字状をなしている。各鋼板３２の両側には板状の鍔部３２ａが折曲形成され、ピラー３１は鍔部３２ａ同士が溶接等によって接合されることにより構成されている。以下、ピラー３１の長手方向を上下方向とし、前後の関係は図２の下側を前側、図２の上側を後側として説明する。

図１及び図２に示すように、発泡充填具１１は加熱によって発泡する発泡基材１２と、同発泡基材１２をピラー３１の内部に支持する支持部材１３とを備えている。発泡基材１２はブロック状をなし、ピラー３１の長手方向に直交する断面形状は、ピラー３１の内周に沿う形状をなしている。発泡基材１２の大きさは、図２に示すように発泡基材１２をピラー３１の内部に配置した際に、発泡基材１２とピラー３１の内面との間に所定の間隔が設けられるように設定される。

発泡基材１２は、発泡材料から形成されることによって、加熱によって発泡するように構成されている。発泡材料には、合成樹脂、発泡剤、架橋剤、充填剤等が含有されている。合成樹脂としては熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としてはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。熱可塑性樹脂としてはポリオレフィン、ＥＶＡ（エチレン／ビニルアセテートコポリマー）、ＥＰＭ（エチレン／プロピレンゴム）、ＳＢＳ（スチレン／ブタジエン／スチレンブロックコポリマー）等が挙げられる。発泡剤としてはアゾジカルボンアミド、ジニトロペンタメチレンテトラミン等、架橋剤としては周知のジメチルウレア、ジシアンジアミド、充填剤としては炭酸カルシウム、硫酸バリウム、フェライト、シリカ等が挙げられる。この発泡基材１２は、射出成形によって一体成形されている。

図１に示すように、発泡基材１２には凹部１２ａが上下方向に延びるように形成され、凹部１２ａの形状は、上下方向に直交する断面形状において四角形状をなしている。この凹部１２ａの内側は中空状であり、この凹部１２ａには別部材が挿入されていない。従って、凹部１２ａによって発泡基材１２の表面積は増大されるとともに、凹部１２ａによって発泡基材１２の周囲に接触する外気が増大される。すなわち、発泡基材１２の加熱による発泡は、この凹部１２ａによって促進されるように構成されている。また、凹部１２ａは発泡基材１２の上面及び前面に開口し、この凹部１２ａは発泡基材１２における上下方向の略中央まで凹設されている。

支持部材１３は、上下一対の第１規制板１３ａと、各第１規制板１３ａを連結する連結板１３ｂとを備え、同連結板１３ｂに直交する断面形状はコ字状をなしている。支持部材１３の内側には、図示しない係止孔、係止爪等を利用する係止手段、接着剤による接着等により発泡基材１２が固定される。支持部材１３の後側には係合突起１４が突設され、この係合突起１４は鋼板３２に貫設される取付孔３２ｂに係合するように構成されている。発泡充填具１１は、取付孔３２ｂに係合突起１４が係合することによって、鋼板３２の内側に装着される。連結板１３ｂの後面には、第２規制板１５が第１規制板１３ａ及び連結板１３ｂと直交して設けられている。一方、発泡基材１２の後部には細溝１２ｂが発泡基材１２の上下方向にわたって形成されている。この細溝１２ｂは、発泡基材１２の後面から発泡基材１２の略中央まで凹設され、同細溝１２ｂには第２規制板１５が挿入されるように構成されている。

支持部材１３は、ナイロン等の熱可塑性樹脂によって一体成形されるとともに、その内側に発泡基材１２が挿入される大きさに設定されている。なお、支持部材１３を構成する熱可塑性樹脂は、発泡材料が発泡する温度よりも高い軟化温度を有するものが好ましい。この場合、発泡基材１２を加熱発泡させる際における支持部材１３の変形を抑制することができる。

さて、この発泡充填具１１を使用するには、まず係合突起１４を取付孔３２ｂに係合することにより、発泡充填具１１を一方の鋼板３２の内側に固定する。続いて、各鋼板３２の鍔部３２ａ同士を溶接等によって接合することにより、ピラー３１を形成する。ピラー３１を有する車両ボディには電着塗装、焼付塗装等の塗装が施される。ここで、例えば車両の製造工程において車両ボディが乾燥炉内で加熱される際に、発泡充填具１１は所定の温度で所定の時間加熱される。発泡基材１２が加熱されると、発泡基材１２は軟化するとともに発泡が開始する。

このとき、発泡基材１２には凹部１２ａが形成され、この凹部１２ａによって発泡基材１２の表面積は増大されている。そのため、発泡基材１２はその表面からの加熱に加えて、凹部１２ａに対する放射伝熱や対流伝熱によって発泡基材１２の内側から加熱されることになる。よって、加熱による発泡基材１２の発泡が促進され、発泡基材１２を所望の発泡倍率まで発泡（膨張）させることができる。またこのとき、第１規制板１３ａ及び第２規制板１５によって発泡基材１２の発泡（膨張）が規制され、発泡基材１２はピラー３１と発泡充填具１１との隙間を塞ぐ方向に発泡（膨張）するため、発泡基材１２を所定の領域に有効に発泡（膨張）させることができる。続いて、図３に示すように発泡した発泡基材１２は発泡材料に含有する合成樹脂の架橋反応等によって硬化し、発泡体１６が形成される。このように、発泡体１６がピラー３１内部の所定領域に充填され、ピラー３１の剛性や制振性が高められる。

本実施形態の発泡充填具１１によれば、凹部１２ａによって加熱による発泡基材１２の発泡が促進される構成であり、内部にコア体等の別部材を設ける構成ではない。そのため、別部材によって発泡基材１２の発泡（膨張）が阻害されることがない。その結果、簡単な構成とすることができ、かつピラー３１の内部における所定の位置に発泡体１６を有効に充填することができる。

なお、前記実施形態を次のように変更して構成してもよい。
・前記凹部１２ａの断面形状は、四角形状と異なる形状、例えば台形状、三角形状等に変更してもよい。

・図４に示す発泡充填具２１に変更してもよい。すなわち、発泡充填具２１における発泡基材２２に円柱状の貫通孔２２ａを上下方向に延びるように形成し、この貫通孔２２ａによって、加熱による発泡基材２２の発泡を促進するように構成してもよい。なお、この貫通孔２２ａの内部は中空状であり、貫通孔２２ａには別部材が挿入されていない。この貫通孔２２ａは前記凹部１２ａと同じ役割を果たすため、簡単な構成とすることができ、かつピラー３１の内部における所定の位置に発泡体１６を有効に充填することができる発泡充填具２１を提供することができる。なお、貫通孔２２ａの形状は、例えば四角柱状等に変更してもよい。

・前記凹部１２ａ及び貫通孔２２ａは、それぞれ複数設けてもよく、凹部１２ａ及び貫通孔２２ａを組み合わせて設けてもよい。

・図４に示す支持部材２３に変更してもよい。すなわち、支持部材２３における連結板２３ａの後面に流通溝２４を形成する。流通溝２４の形状は、連結板２３ａに直交する断面形状において円弧状をなし、流通溝２４は連結板２３ａの上下方向に延びるように形成されるとともに連結板２３ａ全体にわたって形成される。ここで、車両ボディの電着塗装工程において、車両ボディは、電着液が貯留される電着槽、水洗液が貯留される水洗槽等の処理槽に浸漬された後、その処理槽から引き上げられる。このとき、電着液、水洗液等の処理液を流通溝２４に流通させることができる。その結果、車両ボディを処理槽から引き上げる際に、連結板２３ａとピラー３１内側との間において、処理液をピラー３１の長手方向に円滑に流出させることができる。なお、流通溝２４の断面形状は、円弧状以外の形状、例えば三角形状等の他の形状に変更してもよい。また、流通溝２４は図４に示すように複数並設して形成してもよく、一つの流通溝２４から構成してもよい。

・前記発泡充填具１１をフロントピラー、センターピラー等のピラー３１以外の中空構造体、例えばロッカーパネル、ドアの内部、建造物における各種中空パネル等に使用してもよい。

本実施形態の発泡充填具及びそれが装着されるピラーを示す分解斜視図。ピラーに装着された発泡充填具を示す断面図。ピラーに装着された発泡充填具における発泡後の状態を示す断面図。発泡充填具の別例を示す分解斜視図。

符号の説明

１１，２１…発泡充填具、１２，２２…発泡基材、１２ａ…凹部、１２ｂ…細溝、１３，２３…支持部材、１３ａ…第１規制板、１３ｂ，２３ａ…連結板、１４…係合突起、１５…第２規制板、１６…発泡体、２２ａ…貫通孔、２４…流通溝、３１…ピラー、３２…鋼板、３２ａ…鍔部、３２ｂ…取付孔。

Claims

中空構造体の内部に発泡体を充填する発泡充填具であって、加熱によって発泡して前記発泡体を形成する発泡基材と、同発泡基材を前記中空構造体の内部に支持するとともに前記発泡基材の発泡方向を規制する規制板を有する支持部材とを備え、前記発泡基材はブロック状をなす部位を有するとともに該部位には加熱による発泡を促進する凹部が形成され、
前記凹部は中空状をなすとともに、前記凹部は、前記規制板側と前記中空構造体の内壁とに向けて開口してなることを特徴とする発泡充填具。
中空構造体の内部に発泡体を充填する発泡充填具であって、加熱によって発泡して前記発泡体を形成する発泡基材と、同発泡基材を前記中空構造体の内部に支持するとともに前記発泡基材の発泡方向を規制する規制板を有する支持部材とを備え、前記発泡基材はブロック状をなす部位を有するとともに該部位には貫通孔が形成され、前記貫通孔は中空状をなすとともに、前記貫通孔は、前記規制板の板面に向けて開口してなることを特徴とする発泡充填具。