JP2018002053A - 発泡体の充填方法 - Google Patents

Abstract

【課題】中空構造部材の中空部を区画する際の煩雑さを低減して液状の発泡性材料を注入することのできる発泡体の充填方法を提供する。【解決手段】発泡体の充填方法は、車両の中空構造部材６１の中空部６１ａに液状の発泡性材料を流入し、発泡性材料から形成された発泡体を中空部６１ａの一部に充填する。発泡体の充填方法は、区画用部材配置工程、区画壁形成工程、及び発泡体充填工程を備える。区画用部材配置工程では、加熱により発泡及び硬化する発泡性部材２１を備えた区画用部材１１を中空部６１ａに配置する。区画壁形成工程では、発泡性部材２１を加熱することで発泡及び硬化させて中空部６１ａ内を区画する区画壁４１を形成する。発泡体充填工程では、中空部６１ａに発泡性材料を流入し、発泡性材料が発泡する範囲を区画壁４１により制限しながら発泡体を充填する。【選択図】図１

Description

本発明は、中空構造部材の中空部の一部に発泡体を充填する発泡体の充填方法に関する。

車両の補強性能や制振性能を向上させるために、車両を構成する中空構造部材の中空部に液状の発泡性材料を流入し、この発泡性材料から形成された発泡体を充填する方法が知られている。発泡体を中空構造部材の中空部の一部に充填するには、中空部内を区画する必要がある。例えば、特許文献１には、車両のピラー部における中空部に仕切り板を設けるとともに、仕切り板に隣接する中空部に発泡性材料を流入して発泡体を充填する充填方法が開示されている。この充填方法では、中空構造部材の内面と仕切り板との間隙を粒状体で塞ぐことで、中空構造部材の内面と仕切り板との間隙から液状の発泡性材料が漏れ出すことを防止している。

特開平０９−２６７７６８号公報

上記従来の充填方法では、中空構造部材の中空部を仕切り板と粒状体とを用いて区画している。この場合、上記中空部に粒状体を投入する際に、例えば、粒状体が周囲に散乱する等、中空構造部材の中空部を区画する工程が煩雑となるおそれがある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、中空構造部材の中空部を区画する際の煩雑さを低減して液状の発泡性材料を注入することのできる発泡体の充填方法を提供することにある。

上記課題を解決する発泡体の充填方法は、車両の中空構造部材の中空部に液状の発泡性材料を流入することで、前記発泡性材料から形成された発泡体を前記中空部の一部に充填する発泡体の充填方法であって、加熱により発泡及び硬化する発泡性部材を備えた区画用部材を前記中空部に配置する区画用部材配置工程と、前記発泡性部材を加熱することで発泡及び硬化させて前記中空部内を区画する区画壁を形成する区画壁形成工程と、前記中空部に前記発泡性材料を流入し、前記発泡性材料が発泡する範囲を前記区画壁により制限しながら前記発泡体を充填する発泡体充填工程と、を備える。

この方法によれば、加熱により発泡及び硬化する発泡性部材を備えた区画用部材を用いるため、発泡性部材を加熱するという簡略化された区画壁形成工程により区画壁を形成することができる。

上記発泡体の充填方法において、前記区画用部材は、前記発泡性部材を支持するとともに前記中空構造部材に取り付けられる支持部材をさらに備えることが好ましい。
この方法によれば、区画用部材配置工程において、支持部材を中空構造部材に取り付けることで区画用部材を中空部に配置することができる。

上記発泡体の充填方法において、前記支持部材は、前記中空構造部材の有する貫通孔に取り付けられる係止部を備えることが好ましい。
この方法によれば、支持部材の係止部を利用して区画用部材を中空構造部材に容易に取り付けることができる。

上記発泡体の充填方法において、前記区画用部材は、第１区画用部材と第２区画用部材とを含み、前記区画壁形成工程では、前記第１区画用部材から第１区画壁を形成するとともに、前記第２区画用部材から第２区画壁を形成し、前記発泡体充填工程では、前記第１区画壁と前記第２区画壁との間に前記発泡性材料を流入することが好ましい。

この方法によれば、発泡体を充填する範囲をより精密に規定することができる。
上記発泡体の充填方法において、前記区画壁形成工程は、前記区画用部材配置工程の後に行われる前記車両の塗装工程において塗料を加熱乾燥させる際の加熱により行われることが好ましい。

この方法によれば、既存の塗装設備を利用して区画壁形成工程を行うことができるため、塗装と発泡体の充填を含む車両の製造設備を簡略化することができる。

本発明によれば、中空構造部材の中空部を区画する際の煩雑さを低減して液状の発泡性材料を注入することができる。

実施形態の発泡体の充填方法を説明する断面図であり、（ａ）は、区画用部材配置工程を示し、（ｂ）は、区画壁形成工程を示す。 （ａ）は、発泡体充填工程を説明する断面図であり、（ｂ）は、発泡体を充填した中空構造部材を示す断面図である。

以下、発泡体の充填方法の実施形態について図面を参照して説明する。
発泡体の充填方法は、車両の中空構造部材の中空部に液状の発泡性材料を流入し、この発泡性材料から形成された発泡体（以下、充填用発泡体という。）を中空部の一部に充填する方法である。発泡体の充填方法は、区画用部材配置工程と、区画壁形成工程と、発泡体充填工程とを備えている。

図１（ａ）に示すように、区画用部材配置工程では、区画用部材１１を中空構造部材６１の中空部６１ａに配置する。本実施形態の区画用部材１１は、第１区画用部材１２及び第２区画用部材１３から構成されている。

第１区画用部材１２及び第２区画用部材１３に共通する構成を区画用部材１１として説明する。区画用部材１１は、加熱により発泡及び硬化する発泡性部材２１を備えている。発泡性部材２１は、樹脂系材料又はゴム系材料を主成分とする熱硬化性材料から形成されている。樹脂系材料又はゴム系材料としては、例えば、エポキシ樹脂、オレフィン系樹脂、ＳＢＲ（スチレン／ブタジエンゴム）、ＢＲ（ブタジエンゴム）、及びＮＢＲ（ニトリルゴム）が挙げられる。熱硬化性材料には、硬化剤（架橋剤）及び発泡剤が含有される。硬化剤（架橋剤）としては、例えば、ジシアンジアミドが挙げられる。発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミド、４，４´−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、及びジニトロペンタメチレンテトラミンが挙げられる。熱硬化性材料には、必要に応じて、可塑剤、充填剤、粘着付与剤等を含有させることができる。発泡性部材２１は、例えば、中空構造部材６１の内周に沿った形状を有し、例えば、熱硬化性材料の押出成形、プレス成形、射出成形等の周知の成形法を用いて成形することができる。

本実施形態の区画用部材１１は、発泡性部材２１を支持するとともに中空構造部材６１に取り付けられる支持部材３１をさらに備えている。支持部材３１は、発泡性部材２１を支持する支持本体部３２と、中空構造部材６１の有する貫通孔６１ｂに取り付けられる係止部３３とを備えている。支持本体部３２には、発泡性部材２１が嵌合、接着、粘着等により取り付けられる。このように区画用部材１１は、支持部材３１と発泡性部材２１とが一体となった構造を有している。支持部材３１の係止部３３は、中空構造部材６１の貫通孔６１ｂに挿入されるとともに中空構造部材６１の外面に係止される。

支持部材３１は、発泡性部材２１の加熱及び発泡させる際の熱に耐え得る材料から構成される。支持部材３１の材質としては、例えば、樹脂系材料、及び金属系材料が挙げられる。支持部材３１は、車両の軽量化の観点から、ポリアミド等の樹脂系材料から構成されることが好ましい。

第１区画用部材１２及び第２区画用部材１３は、中空構造部材６１の長さ方向において離間して配置される。第２区画用部材１３を構成する支持部材３１（支持本体部３２）は、中空構造部材６１の縦断面において、第１区画用部材１２を構成する平板状の支持部材３１（支持本体部３２）との間隔を調整する傾斜部３２ａを有している。第２区画用部材１３の支持本体部３２と、第１区画用部材１２の支持本体部３２との間隔は、第１の間隔Ｄ１と、この第１の間隔Ｄ１よりも広い第２の間隔Ｄ２とを有している。

なお、中空構造部材６１は、第１パネル６２と第２パネル６３とを、例えばスポット溶接等により接合することで形成される。中空構造部材６１としては、例えば、長さ方向を有するピラー、メンバ、リインフォース等が挙げられる。区画用部材配置工程では、第１パネル６２及び第２パネル６３の少なくとも一方（本実施形態では第１パネル６２）に、区画用部材１１を取り付けた後、第１パネル６２と第２パネル６３とを接合することで、中空構造部材６１を形成するとともに区画用部材１１を中空部６１ａに配置することができる。

ここで、第１パネル６２と第２パネル６３とを組み付ける際に、区画用部材１１が第１パネル６２又は第２パネル６３に当接すると、第１パネル６２又は第２パネル６３に部分的に不要な外力が加わり、第１パネル６２又は第２パネル６３を変形させるおそれがある。こうした変形を回避するために、区画用部材１１は、中空構造部材６１の内面との間に間隙が形成される寸法に設定される。

図１（ｂ）に示すように、区画壁形成工程では、上述した発泡性部材２１を加熱することで発泡及び硬化させて中空部６１ａ内を区画する区画壁４１を形成する。本実施形態では、第１区画用部材１２から第１区画壁４２を形成するとともに、第２区画用部材１３から第２区画壁４３を形成する。第１区画壁４２及び第２区画壁４３は、それぞれ支持部材３１と、発泡性部材２１から形成された発泡体（以下、区画用発泡体２２という。）を備えている。

詳述すると、発泡性部材２１は、中空部６１ａ内に露出しており、区画壁形成工程における外部からの加熱により、区画用部材１１（支持部材３１）と中空構造部材６１の内面との間隙に入り込んだ部分を有する区画用発泡体２２を形成する。区画用発泡体２２は、支持部材３１と中空構造部材６１とを連結している。

区画壁形成工程は、区画用部材配置工程の後に行われる車両の塗装工程において塗料を加熱乾燥させる際の加熱により行われることが好ましい。詳述すると、中空構造部材６１を備えた車両の塗装工程では、例えば、防錆を目的とした電着液等の塗料を付着させた後、塗料の加熱乾燥（焼き付け）が行われる。すなわち、車両の塗装工程において、塗料を加熱乾燥させる際に、車両の中空構造部材６１が加熱されるため、この加熱を利用して発泡性部材２１を発泡及び硬化させることができる。

なお、区画壁形成工程前の区画用部材１１と中空構造部材６１の内面との間の間隙は、車両の塗装工程において車両を電着液で塗装する際に電着液の流通路となる。
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、発泡体充填工程では、中空部６１ａに液状の発泡性材料５１を流入し、発泡性材料５１が発泡する範囲を区画壁４１により制限しながら充填用発泡体５２を充填する。

液状の発泡性材料５１としては、周知の常温硬化性材料（発泡体原料）を用いることができる。発泡性材料５１としては、例えば、ポリオール成分を含有する第１液と、イソシアネート成分を含有する第２液とから構成される２液硬化型ウレタン系材料が挙げられる。

発泡体充填工程では、中空構造部材６１の有する注入孔６１ｃに挿入されたノズルＮから、第１区画壁４２と第２区画壁４３との間に位置する中空部６１ａに液状の発泡性材料５１を流入する。これにより、液状の発泡性材料５１が発泡する範囲を第１区画壁４２及び第２区画壁４３により制限しながら充填用発泡体５２を充填することができる。本実施形態の中空部６１ａでは、一対の支持部材３１と区画用発泡体２２と充填用発泡体５２とが連結された構造が形成されている。

本実施形態の第２区画壁４３は、傾斜部３２ａを有しているため、充填用発泡体５２が充填された中空構造部材６１は、充填用発泡体５２の充填量が異なる複数の横断面を有している。例えば、図２（ｂ）に示すＡ−Ａ線に沿った横断面における充填用発泡体５２の充填量に対してＢ−Ｂ線に沿った横断面における発泡体の充填量は多い。

上述した実施形態によって発揮される作用効果について以下に記載する。
（１）発泡体の充填方法は、加熱により発泡及び硬化する発泡性部材２１を備えた区画用部材１１を中空部６１ａに配置する区画用部材配置工程と、発泡性部材２１を加熱することで発泡及び硬化させて中空部６１ａ内を区画する区画壁４１を形成する区画壁形成工程とを備えている。発泡体の充填方法は、中空部６１ａに発泡性材料５１を流入し、発泡性材料５１が発泡する範囲を区画壁４１により制限しながら充填用発泡体５２を充填する発泡体充填工程を備えている。

この方法によれば、加熱により発泡及び硬化する発泡性部材２１を備えた区画用部材１１を用いるため、発泡性部材２１を加熱するという簡略化された区画壁形成工程により区画壁４１を形成することができる。従って、中空構造部材６１の中空部６１ａを区画する際の煩雑さを低減して液状の発泡性材料５１を注入することができる。

また、区画壁形成工程において、発泡性部材２１の発泡及び硬化により形成された区画壁４１は、例えば、従来の粒状体のように流動性を有しないため、発泡体充填工程において区画壁４１の位置ずれが発生し難い。これにより、発泡性材料５１が発泡する範囲を好適に制限することができる。

（２）発泡体の充填方法において、区画用部材１１は、発泡性部材２１を支持するとともに中空構造部材６１に取り付けられる支持部材３１をさらに備えている。この場合、区画用部材配置工程において、支持部材３１を中空構造部材６１に取り付けることで区画用部材１１を中空部６１ａに配置することができる。

（３）発泡体の充填方法において、支持部材３１は、中空構造部材６１の有する貫通孔６１ｂに取り付けられる係止部３３を備えている。この場合、支持部材３１の係止部３３を利用して区画用部材１１を中空構造部材６１に容易に取り付けることができる。これにより、区画用部材配置工程を簡略化することが可能となる。

（４）発泡体の充填方法において、区画用部材１１は、第１区画用部材１２と第２区画用部材１３とを含む。区画壁形成工程では、第１区画用部材１２から第１区画壁４２を形成するとともに、第２区画用部材１３から第２区画壁４３を形成し、発泡体充填工程では、第１区画壁４２と第２区画壁４３との間に発泡性材料５１を流入している。この場合、充填用発泡体５２を充填する範囲をより精密に規定することができる。これにより、発泡性材料５１の過剰な使用を抑えたり、車両の補強性能や制振性能をより高精度に調整したりすることが可能となる。

（５）発泡体の充填方法は、区画用部材配置工程の後に行われる車両の塗装工程において塗料を加熱乾燥させる際の加熱により行われることが好ましい。この場合、既存の塗装設備を利用して区画壁形成工程を行うことができるため、塗装と発泡体の充填を含む車両の製造設備を簡略化することができる。

（６）発泡体の充填方法において第２区画用部材１３の支持部材３１は、傾斜部３２ａを有している。この場合、中空構造部材６１において充填用発泡体５２の充填量が異なる複数の横断面を有するように構成することができる。すなわち、傾斜部３２ａにより中空構造部材６１の長さ方向における充填用発泡体５２の充填量を変更することができるため、中空構造部材６１を備えた車両の補強性能や制振性能を容易に調整することができる。

（変更例）
上記実施形態を次のように変更して構成してもよい。
・前記第２区画用部材１３を省略してもよい。すなわち、区画用部材１１（区画壁４１）の数は、単数であってもよい。また、区画用部材１１（区画壁４１）は、第３区画用部材（第３区画壁）等を含む３つ以上から構成してもよい。

・前記区画用部材１１の支持部材３１における係止部３３を省略してもよい。すなわち、支持本体部３２に必要に応じて取付部を設けた支持部材を溶接や接着等により中空構造部材６１に取り付けてもよい。

・前記第１区画用部材１２の支持部材３１と第２区画用部材１３の支持部材３１の形状は、適宜変更してもよく、例えば、互いに同じ形状であってもよい。例えば、第１区画用部材１２の支持部材３１が傾斜部を有していてもよいし、第２区画用部材１３の支持部材３１における傾斜部３２ａを省略してもよい。

・前記区画用部材１１の支持部材３１（支持本体部３２）は、車両の塗装工程において塗料を流通させる流通孔を有していてもよい。なお、区画壁形成工程において前記流通孔を閉塞してもよい。

・前記区画壁形成工程において、発泡性部材２１から形成された区画用発泡体２２は、支持部材３１と中空構造部材６１との間隙を内周面の全周にわたって閉塞していてもよいし、前記間隙を部分的に閉塞していてもよい。区画壁４１は、前記間隙を狭めたり、部分的に閉塞したりすることで、前記間隙から漏れ出して形成される充填用発泡体５２を削減することができる。なお、例えば、第２区画壁４３と中空構造部材６１との間の間隙（第２区画壁４３を挟んで連通する連通部分）を部分的に残しておくことで、液状の発泡性材料５１の過剰な発泡圧を放圧させることができる。これにより、例えば、発泡圧を要因とした中空構造部材６１（第１パネル６２又は第２パネル６３）の変形を抑制することが可能となる。

・前記区画用部材１１の支持部材３１を省略し、発泡性部材のみから区画用部材１１を構成してもよい。この場合、例えば、自己粘着性を有するシート状の発泡性部材に変更し、この発泡性部材を中空構造部材６１（第１パネル６２又は第２パネル６３）に貼り付けることで中空部６１ａに配置することができる。また、例えば、発泡性を有するペーストを中空構造部材６１（第１パネル６２又は第２パネル６３）に塗布することで中空部６１ａにペーストの塗布層からなる発泡性部材を配置することもできる。

・前記発泡体充填工程において、第２区画壁４３を挟んだ両側の中空部６１ａに充填用発泡体を充填してもよい。例えば、第１区画壁４２と第２区画壁４３との間の中空部６１ａに充填する充填用発泡体５２と、第２区画壁４３で区画されるとともに第１区画壁４２と反対側となる中空部６１ａに充填する充填用発泡体とを異なる組成にすることで、車両の補強性能や制振性能を調整することもできる。

・前記中空構造部材６１の長さ方向は、鉛直方向、水平方向、又は、鉛直方向及び水平方向の両方向に対して傾斜する傾斜方向のいずれの方向であってもよい。

１１…区画用部材、１２…第１区画用部材、１３…第２区画用部材、２１…発泡性部材、２２…区画用発泡体、３１…支持部材、３２…支持本体部、３２ａ…傾斜部、３３…係止部、４１…区画壁、４２…第１区画壁、４３…第２区画壁、５１…発泡性材料、５２…充填用発泡体、６１…中空構造部材、６１ａ…中空部、６１ｂ…貫通孔、６１ｃ…注入孔、６２…第１パネル、６３…第２パネル、Ｄ１…第１の間隔、Ｄ２…第２の間隔、Ｎ…ノズル。

Claims (5)

1. 車両の中空構造部材の中空部に液状の発泡性材料を流入することで、前記発泡性材料から形成された発泡体を前記中空部の一部に充填する発泡体の充填方法であって、
   加熱により発泡及び硬化する発泡性部材を備えた区画用部材を前記中空部に配置する区画用部材配置工程と、
   前記発泡性部材を加熱することで発泡及び硬化させて前記中空部内を区画する区画壁を形成する区画壁形成工程と、
   前記中空部に前記発泡性材料を流入し、前記発泡性材料が発泡する範囲を前記区画壁により制限しながら前記発泡体を充填する発泡体充填工程と、を備える発泡体の充填方法。
2. 前記区画用部材は、前記発泡性部材を支持するとともに前記中空構造部材に取り付けられる支持部材をさらに備える請求項１記載の発泡体の充填方法。
3. 前記支持部材は、前記中空構造部材の有する貫通孔に取り付けられる係止部を備える請求項２記載の発泡体の充填方法。
4. 前記区画用部材は、第１区画用部材と第２区画用部材とを含み、
   前記区画壁形成工程では、前記第１区画用部材から第１区画壁を形成するとともに、前記第２区画用部材から第２区画壁を形成し、
   前記発泡体充填工程では、
   前記第１区画壁と前記第２区画壁との間に前記発泡性材料を流入する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発泡体の充填方法。
5. 前記区画壁形成工程は、前記区画用部材配置工程の後に行われる前記車両の塗装工程において塗料を加熱乾燥させる際の加熱により行われる請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発泡体の充填方法。