JPH0242662B2

JPH0242662B2 -

Info

Publication number: JPH0242662B2
Application number: JP9396281A
Authority: JP
Priority date: 1981-06-19
Filing date: 1981-06-19
Publication date: 1990-09-25
Also published as: JPS57208237A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は自動車用板材、特に自動車のドアパ
ネル、ルーフパネル等の車体外板その値に使用さ
れる板材、に貼着して発泡硬化せしめ板材と一体
化した補強リブを形成するための補強材に関す
る。従来、第１図イ，ロ，ハで示すように、自動車
のドア１の外板であるドアアウタパネル２すなわ
ち金属製の板材２ａの内面へ、予めガラス繊維、
不織布等の強化材料３を添着した熱硬化性の樹脂
材４を貼着し、この樹脂材４を加熱硬化すること
によつて板材を補強することが知られている（実
開昭55−101659号）。尚、図中５はドアインナパ
ネル、６はドアウインドサツシユ、７はサイドウ
インドガラス、８はアウトサイドドアハンドルで
ある。しかしながら、この従来例にあつては、樹脂材
４はその厚さ寸法を相当大きくしなければ所定の
補強効果が得られず、使用する樹脂材料の量も多
くその分生産原価が高くなり且つ重量も増加する
という問題点があつた。又他の従来例として、予
め成形硬化した補強材を板材へ接着することも知
られている。しかしこの場合板材の形状に完全に
合致するよう補強材を成形することが必要である
が、このような成形は難しく、しかも通常、板材
はプレス加工されたものが多く、プレス加工の条
件により板材のスプリングバツク量にバラツキが
あること等により補強材料と板材の両者の接着を
完全に行なうのは非常に困難であるという問題点
があつた。そこで、本出願人は第２図イ，ロで示すよう
に、ドアアウタパネル２である金属製の板材２ａ
の内面又は防錆用の被膜９上へ、ガラス繊維その
他の強化材料１０が予め添加された熱硬化性の樹
脂部１１と発泡部１２とからなる補強リブ１３を
一体に形成する自動車板材及びその製造方法を先
に提案した（特願昭54−114731号）。この提案し
た発明によれば上記従来の問題点は全て解消す
る。ところで、この補強リブ１３を形成するには、
第３図イで示すような補強材１４を使用するよう
にしている。この補強材１４は、加熱すれば発泡
する未発泡の発泡材１５〔例えば発泡性ポリエチ
レンシート、発泡性エポキシシート等の帯状の発
泡材〕に、上記強化材料１０が添加された未硬化
状の樹脂材１６〔例えば未硬化状のエポキシシー
ト〕を予め積層したものである。そして、この補
強材１４を板材２ａの補強必要部位に、その補強
材１４自身の粘着性により第３図ロの如く貼着
し、次いで加熱し、樹脂材１６の硬化に先がけて
発泡材１５を発泡させることにより第２図ロの如
き補強リブ１３を板材２ａにしつかりと形成する
ようにしている。しかし、この場合発泡材１５が異常発泡する
と、樹脂材１６が発泡材１５により必要以上に引
張られて樹脂材１６と板材２ａとの安定した接着
面積が得られ難くなり、場合によつては樹脂材１
６の一部が板材２ａから剥がれてしまい補強効果
が低下することもある。このため樹脂材１６の幅
を広げて板材２ａとの接着面積を大きくしようと
すると、今度は樹脂材１６の剥がれは防止できる
もの、樹脂材１６と板材２ａとの接着度が強すぎ
て発泡材１５の発泡を妨げることとなり、その結
果補強リブ１３の高さが低くなり、十分な補強効
果が期待できなくなる。また、樹脂材１６は補強
材１４全体のコストの中で大きな部分を占めるも
ので、樹脂材１６の幅を広げるとそれだけコスト
高になつてしまい経済的にも好ましくないもので
あつた。この発明は叙上の点に着目してなされたもの
で、樹脂材の縁部を凹凸形状に形成し、接着面積
を確保しつつしかも発泡材の発泡の防げとならな
いようにすることにより、叙上の点を解決するこ
とを目的としている。以下、この発明を図面に基づいて説明する。第
４図〜第７図イ，ロはこの発明の第１実施例を示
す図である。図中２０は板材で、この板材２０の
補強必要部位に補強材２１が貼着され、そこに補
強リブ１３が形成される。この場合板材２０の補
強必要部位として、板材２０の縦方向部位が選定
され、そこに補強材２１が貼着されている。補強
材２１は未硬化シート状の樹脂材２２と、未発泡
シート状の発泡材２３とから主に構成される。補強材２１を構成する未硬化シート状の樹脂材
２２としては熱硬化性のエポキシ樹脂材が好適で
あるが、これに限定されず、例えば車体塗装工程
における乾燥炉の焼付温度（120℃〜180℃）にお
いて硬化し、且つ常温において柔軟で粘着性、貼
着性を有するものであればよく、メラミン系、フ
エノール系、ウレア系の樹脂材その他でも採用で
きる。なお、これら樹脂材２２が常温で粘着性、
貼着性に欠けるか若しくは粘着性、貼着性が弱い
場合板材２０に対応する片側面２５に粘着性、貼
着性に富む素材を予め添加しておくことも十分可
能である。熱硬化性のエポキシ樹脂材としては、例えばビ
スフエノールＡ型エポキシ樹脂であるエピコート
＃ 828、＃ 1004（共に油化シエル社製）に熱可塑性
ポリエステル樹脂バイロン＃ 500（東洋紡積社製）
を混合したもの、あるいは前記エピコート＃ 828、
＃ 1004に共重合ナイロン樹脂であるプラタミド
H103P（日本リルサン社製）を各々ジシアンジア
ミド如き硬化剤と共に混合したものが良い。樹脂材２２の表面又は表面部にはガラス繊維そ
の他の強化材２４を予め添加することができる。
この強化材２４としてはガラスクロスが好適であ
るが、これ以外にもガラス繊維、ガラス繊維不織
布、カーボンフアイバー、ポリエステル不織布、
ポリプロピレン不織布、クラフト紙等を採用して
もよい。又、このような強化材２４は樹脂材２２
の表面を覆う状態、同表面部に埋設された状態
等、樹脂材２２に対する添加の態様は自由であ
る。なお、ガラスクロスとしては、例えば厚さ0.22
mm、製織密度たて糸19本／25mm、よこ糸18本／25
mmのもの（日東紡積社製WF230100N）が良好な
性能を示した。発泡材２３としては、発泡エポキシ樹脂シート
が好適であるがこれに限らず前記塗装工程の焼付
温度（120℃〜180℃）で樹脂材２２の硬化に先駆
して発泡し、適当な倍率で体積膨張を行ない、且
つ前記焼付温度に十分耐えられる耐熱性を有し、
加えて軽量なものであればどのような素材でも採
用でき、独立気泡、連続気泡を問わない。なお、発泡材として例えば発泡エポキシ樹脂シ
ートを用いる場合に、その組成としては、前述の
エピコート＃ 1004にカルボキシル基含有ニトリル
ゴムであるハイカーCTBN（Ｂ・Ｆ・グツドリツ
チ社製）を加え、さらにジシアンジアミド形硬化
剤を添加してなるエポキシ系樹脂組成物に発泡剤
として、例えばビニホールAK＃２（永和化成社
製）を添加したものが良い。更に、これら樹脂材２２及び発泡材２３を含む
樹脂材２１は全体が薄いシート状を有するように
形成されるもので、樹脂材２２は発泡材２３上へ
発泡材２３全体を覆う状態で添着されている。ま
た、樹脂材２２の片側面２５、即ち板材２０に対
応せしめる面、はその一部である中央部長手方向
にわたつて発泡材２３が位置することになり、残
りの周囲の部分は板材２０に対する貼着面２６と
される。そして更に、上記樹脂材２２の縁部を予め発泡
材２３の縁部に対して凹凸形状に形成するのであ
るが、この場合樹脂材２２の形状が短冊形状で、
発泡材２３の長手方向両端が露出した状態となつ
ているため、上記樹脂材２２の縁部の一部である
両長手辺２７のみを、凹凸状に形成している。ま
た、凹凸形状の凹部２８及び凸部２９は三角波形
に形成してある。この樹脂材２２の凹部２８間の
幅W₁は発泡材２３の加熱発泡時に発泡材２３が
膨張しても剥がれない程度の長さとされ、且つ凸
部２９間の幅W₂は硬化後に於ける補強リブ１３
の接着強度を維持するに十分な長さとされる。ま
た両長手辺２７の三角波形の凹部２８及び凸部２
９は、第７図イで示す如く、軸線Ｘに対して対称
となつているが、第７図ロで示す如く非対称とし
ても良い。そして、上記補強材２１にて補強リブ１３を形
成するには、まず補強材２１を、補強を必要とす
る板材２０、例えば自動車の外板、に貼着とす
る。この場合樹脂材２２の貼着面２６が貼着性を
有するので、樹脂材２２を板材２０に対して押付
ければ確実に貼着できる。次いで、板材２０ごと
補強材２１を、例えば自動車の塗装工程に於ける
オーブンを利用して140℃〜180℃で加熱処理する
と、樹脂材２２が軟化した状態で発泡材２３が発
泡し、更に加熱が続くと樹脂材２２の硬化反応が
進行して板材２０に接着し、補強リブ１３が形成
される。この場合、樹脂材２２は凹部２８の存在
により発泡材２３の発泡時に於ける板材２０との
接着度がそれ程高くならないため、発泡材２３を
十分な高さに発泡させ、更に硬化後は凸部２９が
板材２０との接着断面係数を大にするため、板材
２０の剛性を確実に向上させるものである。第８図イ，ロには、第２実施例を示す。この実
施例では、樹脂材３０の両長手辺３１を、予め丸
波形の凹部３２及び凸部３３を備えた凹凸形状に
形成するようにしている。また、第８図イは凹部
３２及び凸部３３が軸線Ｘに対して対称の場合、
そして第８図ロは非対称の場合を示す。他の構成
及び作用は、第１実施例と同様につき、説明は省
略する。第９図イ，ロには、第３実施例を示す。この実
施例では、樹脂材４０の両長手辺４１を、予め四
角波形の凹部４２及び凸部４３を備えた凹凸形状
に形成するようにしている。また、第９図イは凹
部４２及び凸部４３が軸線Ｘに対して対称の場
合、第９図ロは非対称の場合を示す。次に試験例を示す。発泡材の幅が10mm、樹脂材の幅が40mm及び50mm
の従来形状の補強材と、発泡材２３の幅が10mm、
樹脂材２２，３０，４０の凹部２８，３２，４２
間の幅W₁が30mm、凸部２９，３３，４３間の幅
W₂が50mm、凸部と凸部（あるいは凹部と凹部）
の間隙ｔが30mmの第１〜第３実施例の各形状の補
強材２１とを、各々試験片に貼着してほゞ同一条
件にて発泡硬化させ、夫々の発泡高さ及び破断荷
重を調べたところ、次表の如き結果が得られた。尚、この破断荷重の試験は発泡硬化した補強リ
ブを備える試験片を試験片支持台に懸架支持さ
せ、この試験片の中央部を荷重負荷圧子で押圧し
曲折させる方法を採用した。

【表】

【表】上表のように、従来形状で樹脂材の幅を40mmに
すると発泡高さは十分に得られるが、樹脂材が連
続して剥離し破断荷重が低くなるのに対し、樹脂
材の幅を50mmにすると今度は発泡高さが低くな
る。また凸部と凸部の間隙ｔはあまり大きくする
と特に凹部においてはがれが生じるので樹脂材の
幅程度までにすることが好ましい。又ｔは小さく
する分にはあまり悪影響は少ないが、あまり小さ
くするとノツチ効果で強度を落すことになるので
好ましくは樹脂材の幅の半分以上とする。これに
対し、樹脂材を第１実施例及び第２実施例の如き
形状にすると、いずれの場合も十分な発泡高さが
得られ且つ破断荷重も増大した。また、樹脂材を
第３実施例の如き構成にすると、樹脂材の凹部が
剥離するが、この場合剥離部分は凹部だけで連続
せず、しかも凸部が確実に接着しているため従来
形状の場合よりも破断荷重が増大し、必要な補強
効果が得られることが判明した。これら実施例に
おいて樹脂材の幅は平均40mmとなり、凹凸のない
40mm幅の樹脂材の場合と比較して破断荷重が大き
くなつている。このような補強材は凸部と凹部を
同じ形状にすれば一の補強材の凸部を隣接する補
強材の凹部とするようにして、大きなシートから
複数の樹脂材を型で切り抜くことにより無駄無く
製造できコストは40mmの幅の直線状の樹脂材の場
合とほとんど同じである。尚、以上に於いては、
短冊形状の樹脂材に、長手方向両端が露出する状
態で発泡材を添着すると共に樹脂材の縁部の一部
である両長手辺のみに凹凸形状を形成したものに
ついて説明したが、上述の例に限られず例えば図
示せぬが、発泡材の両端が露出せぬようにし樹脂
材の縁部全体を凹凸形状に形成しても良く、また
樹脂材の形状は上記短冊形状に限らず、方形、長
方形、円形、長円形でも可能であり、その縁部の
一部又は全部に凹凸形状が形成してあれば良い。以上説明したきたように、この発明によれば、
その構成を、未硬化シート状の樹脂材の片側面
に、板材への貼着面を残して未発泡シート状の発
泡材を、添着一体化させると共に、上記樹脂材の
縁部を凹凸形状に切断することとしたため、凹凸
形状の凹部の存在により樹脂材の接着力が発泡材
の発泡材の妨げとなるのを防止して十分な発泡高
さを得ることができ、また、発泡硬化後には凹凸
形状の凸部の存在により板材への接着面積を確実
に確保することができ、その結果確実に板材の剛
性を向上させることができ、更には上記効果が得
られるにも拘らず補強材のコストのうち大きな部
分を占める樹脂材の使用量を節約してコストを削
減することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図イは従来例を示す自動車のドアの正面説
明図、同ロは第１図イのロ−ロ線に沿う断面説明
図、同ハは第１図ロのハ部拡大断面説明図、第２
図イは従来例の解決手段として既に提案済みのド
アアウタパネルの要部斜視説明図、同ロは第２図
イの−線に沿う断面図、第３図イ，ロは第２
図ロに到る前の補強材を示すもので、第３図イは
板材への貼着前、第３図ロは板材への貼着後の各
断面説明図、第４図はこの発明の第１実施例を示
す斜視図、第５図イは第４図−線に沿う拡大
断面図、同ロはその発泡硬化後の状態を示す断面
図、第６図イは第４図−線に沿う拡大断面
図、同ロはその発泡硬化後の状態を示す断面図、
第７図イは対称凹凸形状の樹脂材を示す正面図、
同ロは非対称凹凸形状の樹脂材を示す正面図、第
８図イ，ロは第２実施例を示すもので、第７図
イ，ロと夫々対応する正面図、そして、第９図
イ，ロは第３実施例を示すもので、第７図イ，ロ
と夫々対応する正面図である。２０……板材、２１……補強材、２２，３０，
４０……樹脂材、２３……発泡材、２４……強化
材、２５……片側面、２６……貼着面、２７，３
１，４１……長手辺、２８，３２，４２……凹
部、２９，３３，４３……凸部、W₁……凹部間
の幅、W₂……凸部間の幅、Ｘ……軸線。

Claims

【特許請求の範囲】１未硬化シート状の樹脂材の片側面に、板材へ
の貼着面を残して未発泡シート状の発泡材を、添
着一体化させてなる自動車用板材の補強材に於い
て、上記樹脂材の縁部を凹凸形状に形成したことを
特徴とする自動車用板材の補強材。