JP2005155671A - Joint structure and joining method for different kinds of metallic panels - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アルミニウム板(合金を含む、以下では、アルミ板という)や鋼鈑等の異種金属パネルの接合構造および接合方法に関し、特に、ピアスリベットで接合するに好適な異種金属パネルの接合構造および接合方法に関するものである。 The present invention relates to a joining structure and joining method for dissimilar metal panels such as aluminum plates (including alloys, hereinafter referred to as aluminum plates) and steel plates, and in particular, a joining structure for dissimilar metal panels suitable for joining with pierce rivets. And a joining method.
従来から電位の異なるアルミ板や鋼鈑等の異種金属パネルを接合する場合の電食による錆び低減するため、接着剤により異種金属パネル同士を直接接触させないようにした接合方法が提案されている(非特許文献1および特許文献1参照)。
Conventionally, in order to reduce rust due to electrolytic corrosion when dissimilar metal panels such as aluminum plates and steel plates with different electric potentials are joined, a joining method in which dissimilar metal panels are not brought into direct contact with an adhesive has been proposed (
非特許文献1では、接合面に接着剤を塗り、リベットにより接合して異種金属パネルの接触面を減らすようにしている。
In
特許文献1では、クリンチング部をプレス成形するプレス圧力が負荷されたときにアウタパネルとインナパネルとの間に形成しようとする隙間に等しい外形寸法を有する非導電性の多数の第1の粒子と、これらの第1の粒子の粒径よりも大きな粒径を有する非導電性の多数の第2の粒子とを、アウタパネルとインナパネルとを接着する非導電性の接着剤組成物中に分散させ、両パネルを電気的に絶縁して電食の発生を防止するようにしている。
しかしながら、上記非特許文献1の従来例では、異種金属間に介在させた接着剤がピアスリベット打ち込み時に高い圧力が加わることにより接合部から食み出し、ダイスやセッタに付着したり垂れ落ちたりして作業環境や作業品質を悪化させる。また、介在させる接着剤の量を減少させると、上記不具合を解消できるが、接合部の外側から塗装シーリング材を塗布する必要があり、コスト高となる。
However, in the conventional example of Non-Patent
また、上記特許文献1の従来例でも、セルフピアスリベットでの接合を併用する場合には、球状物質がリベット接合部に入り込み、安定したリベット食込みの形成を妨げ、良好な作業品質とならない虞がある。
Further, even in the conventional example of
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、作業環境や作業品質を良好に維持可能な異種金属パネルの接合構造および接合方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a joining structure and joining method for dissimilar metal panels that can favorably maintain the work environment and work quality.
本発明は、接合部に接着剤を介在させた異種金属パネルをセルフピアスリベットにより締結する異種金属パネルの接合構造または接合方法において、前記セルフピアスリベットによる締結時にセルフピアスリベットで加圧されるエリアの接着剤はその他の接合エリアに配置される接着剤に比較して相対的に流動性の低い接着剤を用いるようにした。 The present invention provides a dissimilar metal panel joining structure or joining method in which a dissimilar metal panel having an adhesive interposed in a joint is fastened by a self-piercing rivet, and an area that is pressed by the self-piercing rivet when fastened by the self-piercing rivet. As the adhesive, an adhesive having a relatively low fluidity was used as compared with adhesives arranged in other joining areas.
したがって、本発明では、接合部に接着剤を介在させた異種金属パネルをセルフピアスリベットにより締結して異種金属パネル同士を接合するにあたり、前記セルフピアスリベットによる締結時にセルフピアスリベットで加圧されるエリアの接着剤はその他の接合エリアに配置される接着剤に比較して相対的に流動性の低い接着剤を用いるため、セルフピアスリベットを打ち込んだ際に、加圧されるエリアの接着剤の流動性が低く、スペーサとして機能するため、異種金属同士の接触を防止でき、しかも、リベット接合部の周囲に確実に接着剤を存在させることができ、より高い電食防止性能を得ることができる。 Therefore, in the present invention, when dissimilar metal panels having an adhesive interposed in the joint portion are fastened by self-piercing rivets and the dissimilar metal panels are joined to each other, the self-piercing rivets are pressed by the self-piercing rivets. Since the adhesive in the area uses an adhesive having a relatively low fluidity compared to the adhesive disposed in the other joining areas, the adhesive in the area to be pressed when the self-piercing rivet is driven is used. Since it has low fluidity and functions as a spacer, contact between different metals can be prevented, and an adhesive can be surely present around the rivet joint, and higher electrolytic corrosion prevention performance can be obtained. .
また、加圧されるエリアの接着剤の流動性が低く、接着剤が接合部からはみ出すことがないため、はみ出した接着剤がダイスの凹部に入り込んで、接合品質に悪影響を与えることを防止できる。 In addition, since the fluidity of the adhesive in the area to be pressed is low and the adhesive does not protrude from the bonded portion, it can be prevented that the protruding adhesive enters the concave portion of the die and adversely affects the bonding quality. .
しかも、セルフピアスリベットにより直接加圧されないエリアにおいても、セルフピアスリベットの加圧で生じるリベット間のパネル隙間の変化に対応して、流動性が高い接着剤がその変化に追従させることができる。このため、接着剤の乾燥後には、異種金属パネルの接合部の強度・剛性を向上させることができる。 In addition, even in an area that is not directly pressurized by the self-piercing rivet, an adhesive having high fluidity can follow the change corresponding to the change in the panel gap between the rivets caused by the pressure of the self-piercing rivet. For this reason, after drying the adhesive, the strength and rigidity of the joint portion of the dissimilar metal panel can be improved.
以下、本発明の異種金属パネルの接合構造および接合方法を各実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the dissimilar metal panel joining structure and joining method of the present invention will be described based on each embodiment.
(第1実施形態)
図1〜図5は、本発明を適用した異種金属パネルの接合構造および接合方法の第1実施形態を示し、図1は本実施形態の接合方法の工程図、図2は接着剤塗布工程の斜視図、図3はセット工程の斜視図、図4はセット工程でのダイス・セッタとパネル接合部の関係を示す断面図、図5はピアスリベットが打ち込まれた状態を示す断面図、図6は図5の拡大断面図である。
(First embodiment)
1 to 5 show a first embodiment of a joining structure and joining method of dissimilar metal panels to which the present invention is applied, FIG. 1 is a process diagram of the joining method of this embodiment, and FIG. 2 is an adhesive coating process. 3 is a perspective view of the setting process, FIG. 4 is a cross-sectional view showing the relationship between the die setter and the panel joint in the setting process, FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in which the pierce rivet is driven, FIG. FIG. 6 is an enlarged sectional view of FIG. 5.
本実施形態の接合方法では、図1に示すように、例えば、接合すべき異種金属パネルの一方へ接着剤を塗布する接着剤塗布工程S1、接合すべき異種金属パネル同士を、接着剤を介在させてセルフピアスリベット装置にセットするセット工程S2、セルフピアスリベット装置によりリベット作業を行うリベット作業工程S3からなる接合工程K1と、リベット接合の異種金属パネルに付着する油脂成分等を取去る化成処理工程S4、化成処理されたリベット接合の異種金属パネルに塗装を施す電着塗装工程S5、塗装された塗膜および接着剤を硬化させる硬化処理工程S6からなる塗装工程K2とを経て完成される。前記接合工程K1に含まれる各工程を以下に説明する。 In the joining method of the present embodiment, as shown in FIG. 1, for example, an adhesive application step S1 for applying an adhesive to one of the dissimilar metal panels to be joined, and the dissimilar metal panels to be joined are interposed with an adhesive. And setting step S2 for setting on the self-piercing rivet device, a joining step K1 comprising a rivet step S3 for performing a rivet operation with the self-piercing rivet device, and a chemical conversion treatment for removing oil and fat components and the like adhering to different metal panels in the rivet joining The process is completed through a process S4, an electrodeposition coating process S5 for coating a dissimilar metal panel subjected to chemical conversion treatment, and a coating process K2 consisting of a curing process S6 for curing the coated film and adhesive. Each step included in the joining step K1 will be described below.
接着剤塗布工程S1では、図2に示すように、接合すべきアルミ板11若しくは鋼板1の接合部2に接着剤3、4を塗布する。接着剤3、4としては、例えば、防錆性に優れるエポキシ系接着剤を使用し、その塗布幅は打ち込むセルフピアスリベット20の径より大きい幅で塗布するようにする。
In the adhesive application step S1, as shown in FIG. 2, the
パネル1、11同士の結合強度が確保できる間隔でリベット20は打ち込まれるが、リベット20が打ち込まれるエリアAに対しては、接着剤3の流動性が低い状態とし、その他のエリアB(リベット20間のエリア等)には接着剤4の流動性を高い状態とする。図示の例では、リベット20打ち込みエリアAに対しては、流動性の低い接着剤からなるテープ状の接着剤3を貼り付け、その他のエリアBに対しては、流動性の高い液状の接着剤4を塗布するようにしている。
Although the
接着剤3の塗布厚さは、できるだけ薄くすることで、セルフピアスリベット20の接合品質への影響を回避するようにする。また、セルフピアスリベット20で加圧されるエリアAに使用される流動性が低い接着剤3は、タックフリー状態(指触乾燥状態)として、万一、触っても付着しないようにしている。
The application thickness of the
前記セット工程S2では、図3に示すように、図示しないセルフピアスリベット装置21に治具により接合すべき異種金属パネル1、11同士を接着剤3、4を介在させて位置決めしてセットする。接合部2、12は、図4に示すように、ダイス22上に重ねられ、上方のセッタ23には打ち込みするリベット20がセットされている。接合部2、12の位置決めのために一方のパネル位置をずらしても、セルフピアスリベット20で加圧されるエリアAに使用される流動性が低い接着剤3は、指触乾燥しているため、相手のパネルに付着したりはみ出したりしない。
In the setting step S2, as shown in FIG. 3,
前記リベット作業工程S3では、セルフピアスリベット装置21のセッタ23とダイス22によりセルフピアスリベット20を接合部2、12に打ち込んでリベット作業が行なわれる。セルフピアスリベット20は、接合部2、12の上側パネル11を貫通して下側パネル1をダイス形状に変形させつつ下側パネル1に食込み、図5および図6(図6は図5のC部の拡大図)に示すように、上下パネル1、11をリベット結合させる。
In the rivet operation step S3, the piercing operation is performed by driving the self-
流動性が低い接着剤3部分にセルフピアスリベット20が打ち込まれるため、流動性が低い接着剤3はリベット形成部24の周辺に留まり、水の浸入を妨げてくれることから、電食防止性能に優れた接合部を得ることができる。また、流動性が低い接着剤3はリベット形成部24の周辺に留まり、接着剤3が接合部2、12からはみ出すことが防止される。
Since the self-
即ち、接着剤3のはみ出しがなく、万一、接着剤3がはみ出すほど多量に塗布した場合であっても、タックフリー状態(指触乾燥状態)としていることから、セルフピアス装置21のセッタ23やダイス22に接着剤が付着することがなく、ダイス22の型内部へ接着剤3が入り込んだりダイス22に付着してパネル面を汚すようなことがない。従って、セルフピアスリベット20による接合品質に悪影響がなく、常に一定レベル以上の接合品質が得られる。
That is, there is no protrusion of the
また、リベット接合部24の周辺は、流動性の低い接着剤3がパネル1、11間のスペーサとして機能し、アルミ板11と鋼板1とが直接接触することはない。また、リベット接合部24間のその他の接着剤エリアBにおいても、同様の理由で異種金属同士が接することを防止できる。
Further, around the
リベット接合部24間のその他の接着剤エリアBにおいては、リベット形成24時の加圧力でパネル11が浮き上がりパネル1、11同士の隙間が拡大する場合があるが、流動性の高い接着剤4が塗布されているため、隙間の拡大にも追従でき、連続したシールを確保するとともにアルミ板11と鋼板1とが接することを防ぐよう作用する。この連続した接着剤4は、後の塗装工程K2で、化成処理S4および電着処理S5の後、塗装オーブンS6での熱により硬化され、接合パネル1、11同士の剛性向上および強度向上に寄与する。なお、このエリアBに流動性が低い接着剤を用いる場合には、前記隙間拡大に追従できず、連続した接着長さを確保できず、シール性が悪化する可能性がある。
In the other adhesive area B between the
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。 In the present embodiment, the following effects can be achieved.
(ア)接合部2、12に接着剤3、4を介在させた異種金属パネル1、11をセルフピアスリベット20により締結して異種金属パネル1、11同士を接合するにあたり、前記セルフピアスリベット20による締結時にセルフピアスリベット20で加圧されるエリアAの接着剤はその他の接合エリアBに配置される接着剤4に比較して相対的に流動性の低い接着剤3を用いるため、セルフピアスリベット20を打ち込んだ際に、加圧されるエリアAの接着剤3の流動性が低く、スペーサとして機能するため、異種金属同士の接触を防止でき、しかも、リベット接合部24の周囲に確実に接着剤3を存在させることができ、より高い電食防止性能を得ることができる。
(A) When the
(イ)また、加圧されるエリアAの接着剤3の流動性が低く、接着剤3が接合部からはみ出すことがないため、はみ出した接着剤3がダイス22の凹部に入り込んで、接合品質に悪影響を与えることを防止できる。
(A) Further, since the fluidity of the
(ウ)しかも、セルフピアスリベット20により直接加圧されないエリアBにおいても、セルフピアスリベット20の加圧で生じるリベット20間のパネル隙間の変化に対応して、流動性が高い接着剤4がその変化に追従させることができる。このため、接着剤4の乾燥後には、異種金属パネル1、11の接合部2、12の強度・剛性を向上させることができる。
(C) Moreover, even in the area B that is not directly pressurized by the self-
(エ)また、相対的に流動性の低い接着剤3は、接合部2、12同士を重ね合わせる際にタックフリー状態(指触乾燥状態)とする場合には、セルフピアスリベット20による締結時に、接着剤3がはみ出す状態になったとしても、触っても付着しないため、セルフピアス装置21のダイス22等が接着剤3に触れても汚染されないようにでき、作業環境や作業品質を悪化させることを防止できる。
(D) In addition, when the
(オ)相対的に流動性の低い接着剤3は、使用するセルフピアスリベット20の径よりも大きい範囲で配置されるため、リベット20周囲を接着剤3で充填でき、リベット20周囲への水の侵入を防ぎ、電食防止を確実なものとできる。
(E) Since the adhesive 3 having relatively low fluidity is disposed in a range larger than the diameter of the self-piercing
(第2実施形態)
図7および図8は、本発明を適用した異種金属パネルの接合構造および接合方法の第2実施形態を示し、図7は接着剤塗布工程の第一段階を示す斜視図、図8は接着剤塗布工程の第二段階を示す斜視図である。本実施形態においては、プレキュア性のある接着剤を用いて異種金属パネルを接合する接合構造および接合方法に関するものである。なお、第1実施形態と同一装置には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
(Second Embodiment)
7 and 8 show a second embodiment of a joining structure and joining method for dissimilar metal panels to which the present invention is applied, FIG. 7 is a perspective view showing a first stage of an adhesive application process, and FIG. 8 is an adhesive. It is a perspective view which shows the 2nd step of an application | coating process. The present embodiment relates to a joining structure and joining method for joining dissimilar metal panels using a pre-curing adhesive. The same devices as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.
図7において、接着剤塗布工程S1の第一段階S11では、プレキュア(事前硬化可能)性を有する液状のエポキシ系接着剤5を使用して接合面2に塗布する。液状であるため、面状に薄く塗布することが可能である。また、塗布した接着ビード5の全面に亘り流動性を低くし、タックフリー状態(指触乾燥状態)とする。
In FIG. 7, in the first step S <b> 11 of the adhesive application step S <b> 1, a liquid
次いで、接着剤塗布工程S1の第二段階S12では、セルフピアスリベット20の打ち込みエリアAに塗布された接着剤5に熱を加えてプリキュア5Aさせて、そのエリアA部分の流動性を低下させる。熱を加える方法としては、誘導加熱、工業用ドライヤによる加熱、加熱物の接触による熱伝達等のいずれかを選択して使用することができる。ここでは、工業用ドライヤ6により加熱するようにしている。
Next, in the second step S12 of the adhesive application step S1, heat is applied to the adhesive 5 applied to the driving area A of the self-piercing
上記した接着剤塗布工程S1を経て異種金属パネル1、11は、第1実施形態と同様に、接着剤5を介在させてセルフピアスリベット装置21にセットするセット工程S2およびセルフピアスリベット装置21によりリベット作業を行うリベット作業工程S3からなる接合工程K1を経ることでリベット結合され、塗装工程K2で化成処理S4および電着処理S5の後、塗装オーブンS6での熱により硬化される。
The
この実施形態においては、使用される接着剤として、プレキュア性を有するエポキシ系接着剤5を塗布し、セルフピアスリベット20の加圧部エリアAの接着剤5を、熱で流動性を低下させるものであるため、1種類の接着剤5を使用するだけでよく、塗り分ける必要がないことから、生産効率が向上し、接着剤5に継ぎ目が生じないことから、水が浸入しにくく、良好な電食防止性能を発揮し、液状であるがために、面状に薄く塗布することが可能で、テープ状の材料よりも安価であり、リベット接合部24の強度に与える影響も小さくすることができる。
In this embodiment, an
特に、接着ビード5全面に亘って流動性を低くして、タックフリー状態(指触乾燥状態)とする場合には、接着剤5の塗布面が縦面となる場合であっても、接着剤5塗布時の接着剤5のたれ落ちが防止でき、作業性を向上できる。
In particular, when the fluidity is lowered over the entire surface of the
本実施形態においては、第1実施形態における効果(ア)〜(オ)に加えて以下に記載した効果を奏することができる。 In the present embodiment, in addition to the effects (a) to (e) in the first embodiment, the following effects can be achieved.
(カ)接着剤5は、プレキュア性を有するエポキシ系接着剤であり、前記セルフピアスリベット20による締結時にセルフピアスリベット20で加圧されるエリアAの接着剤は、熱により他のエリアBに比較して流動性を低下させた後に、異種金属パネル1、11の接合部2、12を重ね合わせてセルフピアスリベット20が打ち込まれたものであるため、1種類の接着剤5を使用するだけで良く、塗り分ける必要がないことから、生産効率が向上する。また、面状に薄く塗布することも可能であるため、テープ状の接着剤よりも安価であり、リベット接合部24の強度に与える影響も小さい。しかも、接着剤5に継ぎ目が生じないことから、水が浸入しにくく、良好な電食防止性能が得られる。
(F) The adhesive 5 is an epoxy adhesive having a pre-curing property, and the adhesive in the area A that is pressed by the self-piercing
(キ)接着剤5は、異種金属パネル1、11の接合時に全面に亘って比較的流動性が低く、タックフリー(指触乾燥)状態とすると、接着剤5の塗布姿勢が縦面への塗布であっても、接着剤5塗布時の接着剤5のたれ落ちが防止できる。
(G) The adhesive 5 has a relatively low fluidity over the entire surface when the
A 加圧エリア
B その他のエリア
1、11 異種金属パネル
2、12 接合部
3 流動性の低い接着剤
4 流動性の高い接着剤
5 ブリキュア性のある接着剤
20 セルフピアスリベット
21 ピアスリベット装置
22 ダイス
23 セッタ
24 リベット接合部
A Pressurizing area B
Claims (10)
前記セルフピアスリベットによる締結時にセルフピアスリベットで加圧されるエリアの接着剤はその他の接合エリアに配置される接着剤に比較して相対的に流動性の低い接着剤を用いることを特徴とする異種金属パネルの接合構造。 In the joining structure of dissimilar metal panels that fasten the dissimilar metal panels with the adhesive interposed in the joints by self-piercing rivets,
The adhesive in the area pressed by the self-piercing rivet when fastening by the self-piercing rivet uses an adhesive having a relatively low fluidity compared to the adhesive disposed in the other joining area. Bonding structure of dissimilar metal panels.
前記接合部を構成するいずれか一方の接合面に配置する接着剤として、前記セルフピアスリベット締結時に加圧されるエリアに配置する接着剤はその他の接合エリアに配置される接着剤に比較して相対的に流動性の低い接着剤とし、
前記接着剤を介在させて異種金属パネルの接合部を重ね合わせ、
セルフピアスリベットを相対的に流動性の低い接着剤が配置されたエリアに打ち込み、
異種金属パネル同士を締結することを特徴とする異種金属パネルの接合方法。 In the joining method of dissimilar metal panels, in which dissimilar metal panels with an adhesive interposed in the joint are fastened by self-piercing rivets,
As an adhesive to be arranged on any one of the joining surfaces constituting the joining part, an adhesive to be placed in an area to be pressurized at the time of fastening the self-piercing rivet is compared with an adhesive placed in another joining area. Adhesive with relatively low fluidity,
Overlap the joints of dissimilar metal panels through the adhesive,
Drive the self-piercing rivet into the area where the adhesive with relatively low fluidity is placed,
A method for joining dissimilar metal panels, comprising fastening dissimilar metal panels.
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