説明

発泡充填部材

【課題】 中空構造物の空間を充填する発泡充填部材において、中空構造物内に配置する際の空間形状に対する追従性の向上に資する技術を提供する。
【解決手段】 中空構造物110の空間を発泡により充填する発泡充填部材であって、互いに並行する第1及び第2の面101a,101bを有する発泡性基材101と、発泡性基材101の折り曲げを可能とするべく少なくとも第1の面101aに設定された凹溝103とを有する。凹溝103は所定の大きさの横幅aを有しており、これにより発泡性基材101が、凹溝103を曲げ起点として第1の面101a側と第2の面101b側とのいずれにも折り曲げられることが許容されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、中空構造物の空間を発泡により充填する発泡充填部材に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば自動車のピラー部、ルーフレール部、ロッカ部等のような筒状の中空構造物においては、空気の流れを遮断して共鳴音を防止し、あるいは中空構造物の遮音を目的として、中空構造物の空間に発泡充填部材を配置し、当該発泡充填部材を所定温度に加熱して発泡固化させることにより中空構造物の空間を充填することがある。このような中空構造物の空間を充填する発泡充填部材は、例えば特開2005−319845号公報(特許文献1)に開示されている。
【0003】
公報に記載の発泡充填部材は、シート状に形成したものを中空構造物の空間に配置するに際して、当該空間の断面形状に追従させる(倣わせる)べく、シート面に切込みを形成し、当該切込みを起点として切込みを有しない面側に折り曲げ可能としている。
しかしながら、上記の構成は、折り曲げ方向が切り込みを有しない面側に限られ、反対側(切り込み設定側)には規制される構成であり、このため、中空構造物の空間に配置する場合の空間形状に対する追従性に乏しく、この点でなお改良の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2005−319845号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記の問題に鑑み、中空構造物の空間を充填する発泡充填部材において、中空構造物の空間に配置する際の空間形状に対する追従性の向上に資する技術を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を達成するため、本発明に係る発泡充填部材の好ましい形態は、互いに並行する第1及び第2の面を有する発泡性基材と、発泡性基材の折り曲げを可能とするべく少なくとも第1の面に設定された凹溝とを有する。そして、凹溝は所定の大きさの横幅を有しており、これにより発泡性基材が、凹溝を曲げ起点として第1の面側と第2の面側とのいずれにも折り曲げられることが許容されていることを特徴とする。なお、本発明における「発泡性基材」は、中空構造物の空間に配置される前の状態において、シート状(帯状)に形成されたもの、環状(筒状)に形成されたもの等、いずれも好適に包含する。また、本発明における「凹溝」の断面形状については、四角形、U字形、V字形、台形等を広く包含する。
【0007】
本発明によれば、発泡充填部材につき、凹溝を曲げ起点として第1の面側と第2の面側のいずれの側にも折り曲げることを可能としたので、中空構造物の空間に配置する際の当該空間形状に対する追従性が向上され、合理的な配置を実現することができる。
【0008】
また、本発明の更なる形態によれば、凹溝は、発泡性基材の厚みに対し横幅20%以上、深さ30%以上に設定されている。このように設定することにより、凹溝を曲げ起点として第1の面側と第2の面側への折り曲げを合理的に実現できた。
【0009】
また、本発明の更なる形態によれば、発泡性基材は、シート状に形成されている。発泡性基材をシート状とすることで、狭い空間にも配置することができる。
【0010】
また、本発明の更なる形態によれば、発泡性基材は、環状に形成されている。発泡性基材を環状とすることで、中空構造物の内面の全体にわたって発泡充填させ、充填むらを防止できる。
【0011】
また、本発明によれば、発泡充填部材が、車体を構成する車体構成部材の内部空間に配置されている自動車が構成される。本発明によれば、凹溝を曲げ起点として発泡性基材を第1の面側と第2の面側のいずれの側にも折り曲げることが可能で、中空構造物の空間に配置する際の当該空間形状に対する追従性が向上された発泡充填部材を備えた自動車が提供される。なお、本発明における「車体構成部材の内部空間」とは、典型的には、車体におけるロッカ部の空間、ピラー部の空間、ルーフレール部の空間がこれに該当する。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、中空構造物の空間を充填する発泡充填部材において、中空構造物の空間に配置する際の当該空間形状に対する追従性の向上に資する技術が提供されることとなった。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の実施形態に係る発泡充填部材の構成を示す図である。
【図2】図1のA部を拡大して示す図である。
【図3】発泡充填部材を中空構造物の空間に配置した状態を示す図である。
【図4】発泡充填部材の変形例を示す図であり、発泡充填部材を凹溝が設定された凹溝設定表面側に折り曲げた状態を示す。
【図5】発泡充填部材の変形例を示す図であり、発泡充填部材を凹溝が設定されていない非凹溝設定表面側に折り曲げた状態を示す。
【図6】発泡充填部材の他の変形例を示す図であり、発泡充填部材を凹溝が設定された凹溝設定表面側に折り曲げた状態を示す。
【図7】発泡充填部材の他の変形例を示す図であり、発泡充填部材を凹溝が設定されていない非凹溝設定表面側に折り曲げた状態を示す。
【図8】発泡充填部材が環状に形成された更に他の変形例を示す図であり、発泡充填部材の環状内周面に凹溝を設定した場合を示す。
【図9】発泡充填部材が環状に形成された更に他の変形例を示す図であり、発泡充填部材の環状外面に凹溝を設定した場合を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、本発明の実施形態に係る発泡充填部材について、図1〜図3を参照しつつ説明する。図1に示すように、本実施の形態に係る発泡充填部材100は、シート状に形成された発泡性基材101と、当該発泡性基材101を折り曲げるために基材表面に形成された複数(本実施の形態では3個の場合を示す)の凹溝103とを有する。発泡性基材101は、熱可塑性樹脂、無機充填剤、発泡剤等を配合して形成されている。発泡性基材101は、例えば押出し成形により平面視で概ね方形状に成形されており、当該発泡性基材101の押出し成形時において発泡性基材101の表面に凹溝103が形成される。このように、押出し成形により発泡性基材101を成形したときは、凹溝103を同時に成形することができるため、生産性が向上する。しかしながら、発泡性基材101の成形は、押出し成形に限られるものではなく、例えば射出成形で成形しても構わない。発泡性基材101は、本発明における「発泡性基材」に対応し、凹溝103は、本発明における「凹溝」に対応する。
【0015】
凹溝103は、発泡性基材101の一方の表面101aにのみ設けられる。複数の凹溝103は、発泡性基材101の一方の表面101aを横切るように互いに平行に、かつ発泡性基材101の一方の端面(側面)から他方の端面(側面)にかけて直線状に延在される。各凹溝103は、発泡性基材101が一方の表面101aと他方の表面101bのいずれにも折り曲げられることを許容するべく備えられており、図2に示すように、所定の大きさ(広さ)の横幅aと深さbを有する。一方の表面101aは、本発明における「第1の面」に対応し、他方の表面101bは、本発明における「第2の面」に対応する。
【0016】
本実施の形態では、凹溝103を3個設けているため、発泡性基材101は、凹溝103により区画された4個の区画領域105A〜105Dを有し、各区画領域105A〜105D単位で折り曲げが可能とされる。
【0017】
上記のように、所定の横幅aを有する凹溝103を設けたことにより、発泡性基材101を、当該凹溝103の溝底部103aを曲げ起点として、例えば他方の表面101b側に折り曲げたときは、凹溝103の横幅aが拡がる(拡開する)ため、当該折り曲げを何ら規制しない。一方の表面101a側に折り曲げたときは、凹溝103の横幅aが狭まる(縮小する)ことで、当該折り曲げを許容する。つまり、一方の表面101a側については、凹溝103の対向する壁が互いに干渉する(溝が潰れる)までは、折り曲げが可能とされる。このように、本実施形態によれば、発泡充填部材100において、発泡性基材101に所定の大きさの横幅aを有する凹溝103を設けたことにより、発泡性基材101の折り曲げ方向に関する規制を解消することができる。
【0018】
本発明者は、発泡性基材101の板厚tに対して凹溝103の溝幅aと深さbをどの程度の割合に定めたときに、当該発泡性基材101を一方の表面101aと他方の表面101bとの両方それぞれに、折り曲げ角度が15度を越えて折り曲げることができるかについて実験した。その結果、板厚tに対し溝幅aを20%以上、深さbを30%以上としたとき、両方それぞれに15度を越えて折り曲げられることが確認できた。ここで、折り曲げ角度とは、発泡性基材101を折り曲げる前の面と折り曲げた後の面とのなす角度のうち、折り曲げ方向と反対側の角度をいう。なお、試料としては、熱可塑性樹脂、無機充填剤、発泡剤等からなる発泡性基材101の板幅が10mm時に、板厚がそれぞれ2mm、3mm、4mm、6mm、8mmのものをサンプルとして用いた。
【0019】
上記のように形成された発泡充填部材100は、図3に示すように、中空構造物の空間内に配置され、所定温度で加熱されて発泡固化することにより中空構造物の空間を充填する。これにより、中空構造物内の空気の流れを遮断して共鳴音を防止し、あるいは中空構造物の遮音性を向上することができる。なお、図3は発泡前の状態が示される。図3に示す中空構造物は、自動車の車体の一部を構成する中空部材110であり、インナパネル111とアウタパネル113とにより筒状に形成されており、この中空部材110内に発泡充填部材110が配置される。
【0020】
中空部材110内に配置される発泡充填部材100は、中空部材110に固定状に設けられる支持部材(リインフォースメント)115に対して取付け部材としての樹脂クリップ117により取付けられて固定される。発泡充填部材100は、中空部材110内に配置される際、中空部材110内の空間形状に追従(倣う)ように凹溝103の溝底部103aを曲げ起点にして折り曲げられる。本実施の形態によれば、上述したように、発泡性基材101の折り曲げ方向に規制を受けない、つまり一方の表面101a側と他方の表面101b側のいずれにも折り曲げることが許容されている。このため、発泡充填部材100を中空部材110内に配置する際、複数の凹溝103により区画された発泡性基材101の複数の区画領域105A〜105Dの折り曲げ方向につき、中空部材110の断面形状変化に対応して変えることができる。すなわち、中空部材110の断面形状変化に対する発泡性基材101の配置の追従性が向上し、これにより発泡充填部材100の中空部材110に対する合理的な配置が可能となる。
【0021】
図3に示すように、本実施の形態においては、発泡充填部材100の2箇所を樹脂クリップ117によって支持部材115に固定している。図3における紙面と直交する方向が重力の作用方向である場合、発泡性基材101の複数の区画領域105A〜105Dのうち図中最も左側の区画領域105Aは、概ね水平状に配置されるとともに中空部材110の下壁との間の空間が大きいため、加熱によって軟化し、下方へ垂れてしまう虞がある。このような事情を考慮し、本実施の形態では、凹溝103で区画される発泡性基材101の区画領域105A〜105Dのうち加熱時に重力の影響で垂れ落ちる可能性のある区画領域105Aについては、これを樹脂クリップ117によって支持部材115に固定する構成としている。これにより当該区画領域105Aを所定の配置位置に維持し、その後の適正な発泡を可能とする。
【0022】
以上のように、本実施の形態によれば、発泡充填部材100につき、発泡性基材101における一方の表面101aと他方の表面101bとのいずれの側にも折り曲げることを可能としたので、中空部材110の空間に配置する際の当該空間形状に対する追従性が向上されることになり、発泡充填部材100の中空部材110に対する合理的な配置が可能となる。また、本実施の形態によれば、凹溝103を発泡性基材101の一方の表面101aにのみ設ける構成のため、発泡性基材101を生産する場合において凹溝103の形成が容易となり、生産性が向上する。
【0023】
次に本実施形態の変形例につき、図4〜図9を参照しつつ説明する。
図4及び図5に示す変形例は、発泡充填部材100の発泡性基材101に2個の凹溝103を設定し、発泡性基材101における中央の区画領域に対して両端の区画領域を折り曲げて中空部材110の空間に略コ字形に配置し、単一の樹脂クリップ117によって支持部材115に固定する構成としている。図4は発泡性基材101を凹溝103が設定された一方の表面101a側に折り曲げた場合を示し、図5は発泡性基材101を凹溝103が設定されていない他方の表面101b側に折り曲げた場合を示す。
【0024】
このように、図4及び図5に示す変形例によれば、発泡性基材101に所定の大きさの横幅aを有する凹溝103を設けることで、発泡性基材101を一方の表面101a、他方の表面101bのいずれにも折り曲げることが可能なため、中空部材110内に配置する際の発泡充填部材100の組付け方向性が特定されず、取付け作業性が向上する。
【0025】
図6及び図7に示す変形例は、発泡性基材101が長尺のシート状、つまり帯状に形成されるとともに、当該帯状の発泡性基材101の長尺方向の一端を他端に重ねて発泡性基材101を環状とし、当該重ねた部位を樹脂クリップ117により中空部材110内の支持部材115に固定する構成としたものである。そして、図6は発泡性基材101を凹溝103が設定された一方の表面101a側が内側となるように折り曲げた場合を示し、図7は発泡性基材101を凹溝103が設定されていない他方の表面101b側に折り曲げた場合を示している。
【0026】
このように、図6及び図7に示す変形例によれば、図4及び図5に示す変形例の場合と同様、発泡性基材101に所定の大きさの横幅aを有する凹溝103を設けることで、発泡性基材101を一方の表面101a、他方の表面101bのいずれにも折り曲げることが可能なため、中空部材110内に配置する際の発泡充填部材100の組付け方向性が特定されず、取付け作業性が向上する。
【0027】
図8に示す変形例及び図9に示す変形例は、発泡充填部材100の発泡性基材101を、中空部材110内に配置する前の状態で、つまり成形状態で環状(筒状)に形成したものである。そして、図8に示す変形例では、環状内側の表面101aに凹溝103を設定し、図9に示す変形例では、環状外側の表面101aに凹溝103を設定している。図8の変形例における環状内側の表面101a、及び図9の変形例における環状外側の表面101aが、本発明における「第1の面」に対応し、図8の変形例における環状外側の表面101b、及び図9の変形例における環状内側の表面109bが、本発明における「第2の面」に対応する。
【0028】
発泡性基材101に設定される凹溝103は、発泡充填部材100が配置される中空部材110の空間形状変化に応じて折り曲げが必要とされる箇所に設定されるが、図8及び図9に示すように、凹溝103を発泡性基材101の表面に所定の間隔で密に設定したとき(例えば、2〜3mm間隔で設定したとき)は、中空部材110の空間形状が単純な場合には勿論のこと、複雑な場合であっても当該空間形状に容易に追従させて配置することができる。
【0029】
なお、図2に示す凹溝103は、断面矩形に形成した場合を示しているが、凹溝103の断面形状については、例えばV字形あるいはU字形等、適宜に変更することが可能である。また、凹溝103の溝底部103aに一方の表面101aから他方の表面101bにかけて貫通する小孔あるいはスリットを設けることで折り曲げ性を調整することも可能である。
また、本実施の形態では、凹溝103を、発泡性基材101の一方の表面101aにのみ設定するとしたが、一方の表面101aのみならず他方の表面101bに設定しても構わない。
【0030】
なお、本発明の趣旨に鑑み、以下の態様を構成することができる。
(態様1)
「請求項1に記載の発泡充填部材であって、
前記凹溝は、前記第1の面側にのみ形成されていることを特徴とする発泡充填部材。」
【0031】
(態様2)
「請求項3に記載の発泡充填部材であって、
前記発泡部材は、凹溝により区画されて異なる方向に折り曲げられた状態で配置される複数の区画領域を有するとともに、当該複数の区画領域のうちの2つの区画領域が取付け部材によって中空構造物に固定されており、前記2つの区画領域の少なくとも1つは、水平で、かつ中空構造物の下壁との間に空間を置いて配置される領域であることを特徴とする発泡充填部材。」
【0032】
(態様3)
「請求項4に記載の発泡充填部材であって、
前記発泡部材の内側表面又は外側表面には、凹溝が発泡性基材の周方向に密な間隔で形成されていることを特徴とする発泡充填部材。」
なお、上記の密な間隔とは、2〜3mm以下の間隔をいう。
【符号の説明】
【0033】
100 発泡充填部材
101 発泡性基材
101a 一方の表面(第1の面)
101b 他方の表面(第2の面)
103 凹溝
103a 溝底部
105A〜105D 区画領域
110 中空部材(中空構造物)
111 インナパネル
113 アウタパネル
115 支持部材
117 樹脂クリップ(取付け部材)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
中空構造物の空間を発泡により充填する発泡充填部材であって、
互いに並行する第1及び第2の面を有する発泡性基材と、
前記発泡性基材の折り曲げを可能とするべく少なくとも前記第1の面に設定された凹溝と、
を有し、
前記凹溝は所定の大きさの横幅を有しており、これにより前記発泡性基材が、前記凹溝を曲げ起点として前記第1の面側と前記第2の面側とのいずれにも折り曲げられることが許容されていることを特徴とする発泡充填部材。
【請求項2】
請求項1に記載の発泡充填部材であって、
前記凹溝は、前記発泡性基材の厚みに対し横幅20%以上、深さ30%以上に設定されていることを特徴とする発泡充填部材。
【請求項3】
請求項1又は2に記載の発泡充填部材であって、
前記発泡性基材は、シート状に形成されていることを特徴とする発泡充填部材。
【請求項4】
請求項1又は2に記載の発泡充填部材であって、
前記発泡性基材は、環状に形成されていることを特徴とする発泡充填部材。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれか1つに記載の発泡充填部材が、車体を構成する車体構成部材の内部空間に配置されていることを特徴とする自動車。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2012−20649(P2012−20649A)
【公開日】平成24年2月2日(2012.2.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−159895(P2010−159895)
【出願日】平成22年7月14日(2010.7.14)
【出願人】(599041329)共和産業株式会社 (76)
【Fターム(参考)】