JPS62779B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、軽量化に寄与する補強材に関する。

例えば自動車において、省資源、省エネルギの
ため軽量化が進められている。材料の板厚を下
げ、あるいは構造部材を減らして軽量化を進める
と、強度が落ち、自動車のドアを例にとると、諸
部位の強度の低下、外板面の剛性なかんずく張り
剛性の不足、はたまた操作感不良等の問題があら
われる。

このために別の観点からの補強が必要になる。
重い金属板による補強は軽量化に逆行するもので
あるから軽い樹脂板によりドア外板の全面あるい
は局部を強化するものが提案されたりしている。

しかし、従来提案されている樹脂板による補強
は、単に薄い樹脂板をドア外板内面に貼着するだ
けであるため、厚さが無いので補強効果が悪く、
肉厚を厚くすれば重量増を招き、厚みを出すため
に樹脂板とドア外板内面との間に充填材を入れた
ものでは、形状に対する追従性が悪かつたり、硬
質発泡材の場合割れてガサガサ音を発したり、構
造が複雑で実用性の無いものであつた。

本発明は上記問題点に着目してなされたもの
で、使用前は未硬化で可撓性があるので補強すべ
き部位の形状への追従性が良く、ビード状膨出部
が形成されて装着後は硬化し、十分な厚みを以つ
て対象部位を補強し、しかも、割れ防止のために
繊維強化された硬質発泡材の使用により剛性が高
まり僅少の材料で効果的に補強する補強材を提供
するものである。

以下、図示実施例に基づき本発明を説明する。
なお、同一部位には同一符号を付する。

第１図乃至第３図は本発明に係る補強材の第１
実施例を示し、第１図および第２図の使用前の状
態では、補強材１は、補強樹脂層２の下に、補強
樹脂層より巾が狭いビード形成材３を添わせて成
り、ビード形成材３の巾より広く張り出した補強
樹脂層２の裾部２１の下面が装着面２２をなして
いる。

補強樹脂層２としては、熱硬化性の樹脂、特に
エポキシ系が適しているが、メラミン系、フエノ
ール系、ウレア系等でも良い。これらは加熱によ
り硬化するものの他、常温硬化するものでも良
く、さらに、使用温度では十分な強度を維持でき
る熱可撓性樹脂でも良い。そして、補強樹脂層２
は、使用前には未硬化丈態で可撓性を有するプリ
プレグ状態に調製され、装着面２２は、第２図に
示すように、立面等に使用する場合は、粘着性を
持たせ、あるいは接着剤により接着力を持たせて
貼着できるようにする。

ビード形成材３としては、発泡ポリエチレンシ
ート等の発泡性シート等が用いられ、発泡前には
可撓性を有しており、加熱により硬質発泡材とな
るように発泡する。発泡性シートとしては熱可塑
性樹脂、熱硬化性樹脂いずれでも良く、常温発泡
性の発泡材でも良い。発泡後の発泡材の割れ防止
のため、割れ防止用繊維３１が埋設され内部を強
化している。強化する繊維は低強度のもので良
く、ガラス繊維、麻、ナイロン、紙等が適するが
カーボン繊維や金属線でも良く、有機質、無機質
の各種繊維を用いることができ、織布、不織布、
単繊維が埋設される。これらの繊維は発泡前の発
泡性シート等に埋設しておけば良い。

補強材１は第２図に示すように、装着面２２を
パネルＡに当接し、貼付装着される。このとき、
補強樹脂層２とビード形成材３とは可撓性を有す
るからパネルＡの形状に対する追従性は良好であ
り、しかも、ビード形成材３は発泡前の発泡性シ
ートであるから特に追従性が良く、装着面２２は
パネルＡに確実に密着する。この状態からパネル
Ａと補強材１とを加熱すると、補強樹脂層２は一
時的に粘度が下がつてパネルＡとさらに密着し、
一方ビード形成材３は発泡して断面が大きくな
り、補強樹脂層２は押し上げられ、硬化する前に
ビード状膨出部２３が形成される。さらに時間を
経て加熱が進むと補強樹脂層２は硬化し、パネル
Ａの形状に追従し密着して第３図に示す状態の補
強材１となる。またビード状膨出部２３の内部の
ビード形成材３は割れ防止用繊維３１で強化され
た硬質発泡材である。

第４図は補強材の第２実施例を示し、補強樹脂
層２は、上層のガラス繊維で強化された強化樹脂
層２４と、硬化時に発泡し、所定の弾性で硬化す
る軟質樹脂層２５との二層で構成され、しかも、
表面にポリエステル等のフイルム２６が添着され
ている。したがつて、装着面２２には軟質樹脂層
２５の下面があらわれる。一方、パネルＡには、
防錆膜５が施こしてある。ビード形成材３は第１
実施例と同様である。

強化樹脂層２４は、補強樹脂層２を繊維で強化
し補強効果を向上させるもので、ガラス繊維の他
にカーボン繊維、金属線、麻、ナイロン、紙な
ど、有機質、無機質の各種繊維を用いることがで
き、織布、不織布、単繊維混練、埋設、添着等の
強化手段がとり得る。

軟質樹脂層２５は、樹脂の膨張収縮を原因とす
るパネルＡ表面のヒケを防止するためであつて少
なくとも装着面２２にあれば効果はある。軟質樹
脂層２５の弾性は低すぎれば補強材１の補強効果
が低くなるが、ヒケの発生の程度はパネルＡの板
厚等により異なるので、あらかじめ設定して所定
の弾性になるようにする。また、軟質樹脂層２５
は、繊維に補強されない硬質樹脂層とともに用い
ることもできる。

フイルム２６は、補強樹脂層２に粘着性があつ
た場合、取扱時に付着しないようにして取り扱い
易くするもので粉でも同様の目的を達することが
できる。

防錆膜５は、パネルＡが鋼板であつた場合に、
塗料のつき回りが特に界面等で悪くなつて発錆す
るのを防止するため、亜鉛処理膜、塗膜等をパネ
ルＡの表面に施こすものである。第２実施例にお
いて付加した各構成は適宜選択的に第１実施例に
付加適用して用いることができる。

次に補強材１により効果的に補強された補強パ
ネルについて第５図および第６図により説明す
る。

第５図に示すものは自動車のドアであり、その
外板のパネル５は比較的平坦なので軽量化して鋼
板の板厚を下げると剛性が不足し、面の張り剛性
が不足してベコベコしたり、ドアとしての操作感
が悪くなりがちである。パネル５を見ると、上辺
５１、下辺５２、前辺５３、後辺５４は内板に支
持されて剛性が高く、キヤラクタライン５５も断
面に厚さがあるため剛性が高い。剛性が低く補強
が必要なのは中央部とその周辺である。しかしな
がら、中央部だけに補強材を装着硬化してもあま
り効果は無い。なぜならば、その部位の荷重を分
担すべき基礎が無いからである。

第５図に示す実施例では、高剛性部位である上
辺５１とキヤラクタライン５５との間に補強材１
をかけわたして装着硬化して、その間にある中央
部の低剛性部位を補強し、さらには、下辺５２に
まで補強材１を延ばして下方の低剛性部位を補強
している。また、前辺５３と後辺５４との間に補
強材１をかけわたして上方の低剛性部位全体を補
強している。

第６図に示す実施例では、上方のキヤラクタラ
イン５６と下方のビード様のキヤラクタライン５
７との間に補強材１をかけわたして装着硬化して
中間の平坦面５８を補強している。

補強材１を上記各実施例のように配設すれば、
低剛性部位への荷重は補強材１を介して高剛性部
位に伝達され支持されるから著しく補強効果は上
がる。

なお、補強材１自体の形態あるいは装着時の配
置は直線状に限らず曲線状でも良く、格子状その
他の適宜なパターンに配設しても良い。

本発明に係る補強材によれば、使用前は可撓性
を有するから補強対象物の形状に対し追従性良く
密着するので成形の必要が無い。しかも、装着硬
化後は十分な高さを持ち内部に剛性高い硬質発泡
材が充填されたビード状膨出部が形成され総合的
な高い剛性を示すから対象物を強力に補強するこ
とができ、平板を用いるものに比べ重量比の効果
が高く軽量化に寄与しコストも安い。しかも、硬
質発泡材は割れ防止のための繊維で強化されてい
るから、一時的に大きく変形しても割れることは
無く割れによつて起るガサガサ音は発生しない。
加熱硬化あるいは加熱発泡するものは、自動車生
産ラインの塗装工程の炉をそのまま利用すること
ができる。また、防錆対策、繊維強化、ヒケ対策
等を施こして実用性の高い補強材とすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は補強材の第１実施例を示
し、第１図は斜視図、第２図は硬化、発泡前の装
着状態の斜視図および横断面図、第３図は同様に
硬化発泡後を示す。第４図は補強材の第２実施例
を示し、装着状態の斜視図および横断面図を示
す。第５図は補強パネルの実施例を示す自動車の
ドアの正面図、第６図は補強パネルの他の実施例
を示す自動車のドアの垂直断面図である。 １……補強材、２……補強樹脂層、２１……裾
部、２２……装着面、２３……ビード状膨出部、
２４……強化樹脂層、２５……軟質樹脂層、２６
……フイルム、３……ビード形成材、４……防錆
膜、５……パネル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 使用前は未硬化ないし半硬化状態で可撓性を
   有する補強樹脂層の下に、該補強樹脂層より巾が
   狭く、補強材の装着前は未発泡で可撓性を有し、
   装着後に硬質発泡材となるように発泡して該補強
   樹脂層にビード状膨出部を形成し、割れ防止用繊
   維により強化されたビード形成材を添わせ、該ビ
   ード形成材の巾より広く張り出した該補強樹脂層
   の裾部の下面が装着面をなすことを特徴とする補
   強材。