JP2008143358A - 接着部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】部品及び接着工程の追加をすることなく、接着剤の被着体からの剥離を発生し難くすることが可能な接着部構造を提供することを目的とする。
【解決手段】フロアパネル１４の車幅方向外側端部と、フランジ部１２Ａの車幅方向内側端部とを重ね合わせ、これらの間に接着剤３０を施工することにより、これらを接着する。フロアパネル１４の接着領域１４Ｈの車幅方向内側に、接着剤３０の車幅方向内側端部３０Ａに沿って延在する溝３２を形成する。また、フランジ部１２Ａの接着領域１２Ｈの車幅方向外側に、接着剤３０の車幅方向外側端部３０Ｂに沿って延在する溝３４を形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、一対の被着体を接着した接着部構造に関する。

一対の被着体を重ね合わせて接着する接着継手の構造として、接着継手の接着部に当て板を接着することにより、接着部近傍の曲げ剛性を増加させた構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この接着継手の構造では、当て板が追加部品として必要になり、また、接着工程の追加が必要になるという問題がある。
特開平１０−６８４７９号公報

ところで、重ね合わされた一対の被着体間に施工された接着剤にせん断力が作用した場合には、該せん断力により接着剤に曲げモーメントが加えられることにより、接着剤の被着体からの剥離が発生する可能性がある。

本発明は上記事実を考慮し、部品及び接着工程の追加をすることなく、接着剤の被着体からの剥離を発生し難くすることが可能な接着部構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の接着部構造は、重ね合わされた一対の被着体の間に接着剤を施工して一対の前記被着体を接着し、前記被着体の接着領域より外側に、前記被着体の前記接着剤の反対側への曲げに対する剛性を低下させる剛性低下手段を設けたことを特徴とする。

請求項１に記載の接着部構造では、重ね合わされた一対の被着体が、該一対の被着体の間に施工された接着剤により接着されている。ここで、被着体の接着領域より外側では、接着剤の反対側への曲げに対する剛性が、剛性低下手段により低下されている。

このため、一対の被着体の接着部にせん断力が作用し、該せん断力により接着部の端部に、被着体を接着剤の反対側へ曲げ変形させる曲げモーメントが加えられた場合、該曲げモーメントにより、被着体の接着領域の外側に接着剤の反対側への曲げ変形を生じさせることが可能となり、これにより、該曲げモーメントが接着剤に加わることを抑制できる。

従って、部品及び接着工程の追加をすることなく、接着剤の被着体からの剥離を発生し難くすることが可能である。

請求項２に記載の接着部構造は、請求項１に記載の接着部構造であって、前記剛性低下手段は、前記被着体の接着面の反対側の面に形成された凹部であることを特徴とする。

請求項２に記載の接着部構造では、被着体の接着面の反対側の面に凹部を形成することにより、接着剤に作用するせん断力の接着剤に対するモーメントアームを小さくしている。これによって、接着剤に作用するせん断力により接着剤に加えられる曲げモーメントをさらに抑制できる。

請求項３に記載の接着部構造は、請求項１又は請求項２に記載の接着部構造であって、前記被着体は、繊維強化樹脂にて構成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の接着部構造では、一般に曲げ剛性が高い材料である繊維強化樹脂により被着体が構成されているため、上記剛性手段を被着体の接着領域の外側に設けたことにより得られる、接着剤の被着体からの剥離が発生し難くなるという効果が顕著に発揮される。

請求項４に記載の接着部構造は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の接着部構造であって、前記被着体は、車体を構成する車体パネル部材又は車体を構成する車体骨格部材であることを特徴とする。

請求項４に記載の接着部構造では、車体を構成する車体パネル部材同士の間、車体を構成する車体骨格部材同士の間、又は、車体パネル部材と車体骨格部材との間に施工された接着剤にせん断力が作用する場合に、該せん断力により該接着剤に加えられる曲げモーメントを抑制できる。従って、車体パネル部材又は車体骨格部材からの接着剤の剥離が発生し難くなる。

以上説明したように、本発明によれば、部品及び接着工程の追加をすることなく、接着剤の被着体からの剥離を発生し難くすることが可能な接着部構造を提供できる。

次に、本発明の接着部構造の一実施形態を図１乃至図８に従って説明する。
なお、図中矢印ＦＲは車体前方方向を、矢印ＵＰは車体上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示す。

図１には、本発明の接着部構造を備える自動車車体Ｂが示されている。この図に示されるように、自動車車体Ｂは、それぞれ車体前後方向を長手方向とする左右一対の、被着体、車体骨格部材としてのサイドシル（ロッカ）１２を備えている。左右のサイドシル１２の車幅方向内側端部には、車体フロアＦを構成する、被着体、車体パネル部材としてのフロアパネル１４の車幅方向外側端部がそれぞれ接着されている。主に車体前後方向及び車幅方向に延在する車体フロアＦの車幅方向中央部には、車体前後方向に延在すると共に車体下方側が開口された、被着体、車体骨格部材としてのフロアトンネル１６が設けられており、左右のフロアパネル１４の車幅方向内側端部はフロアトンネル１６の車体上下方向の下向き開口端部に接着されている。

また、各サイドシル１２は、それぞれの前端１２Ａが、略車体上下方向に沿って延在するフロントピラー１８の下端１８Ａに連続している。図示は省略するが、左右のフロントピラー１８は、図１に示すよりも車体上下方向に延出されており、互いの間にフロントウインドシールドガラスを保持するようになっている。さらに、左右のフロントピラー１８には、ダッシュパネル２０の車幅方向の両端部が接合されている。
ダッシュパネル２０は、車幅方向及び車体上下方向に延在し、車室Ｃと該車室Ｃよりも前方の空間Ｒｆ（例えばエンジンルーム）とを隔てている。このダッシュパネル２０には、左右一対のフロントサイドメンバ２１の後端部２１Ａが接合されるようになっており、左右のフロントサイドメンバ２１の前端間にはフロントバンパの骨格部材を構成するバンパリインフォースメントが架け渡されるようになっている。このダッシュパネル２０の車幅方向中央下部には、フロアトンネル１６の前端を前方の空間Ｒｆに開口させる切欠部２０Ａが形成されている。

一方、左右のサイドシル１２の後端１２Ｂは、それぞれ略車体上下方向に沿って延在するセンタピラー２２の下端２２Ａに連続している。左右のサイドシル１２の後端１２Ｂ、センタピラー２２には、リヤサイドメンバ（図示省略）が連続している。さらに、左右のセンタピラー２２には、それぞれルームパーティションパネル２４の車幅方向の両端部が接合されている。
ルームパーティションパネル２４は、車幅方向及び略車体上下方向に延在する傾斜面として構成されており、車室Ｃと該車室Ｃよりも後方の空間Ｒｒ（例えば、トランクルーム）とを隔てている。ルームパーティションパネル２４の車幅方向中央部には、フロアトンネル１６の後端を後方の空間Ｒｒに開口させる切欠部（図示省略）が形成されている。すなわち、フロアトンネル１６は、車体フロアＦの車体前後方向の全長に亘って延在し、車体前後方向の両端でも開口する構成とされている。
以上説明した自動車車体Ｂは、その主要構成要素であるサイドシル１２、フロアパネル１４、フロアトンネル１６、フロントピラー１８、ダッシュパネル２０、フロントサイドメンバ２１、センタピラー２２、及びルームパーティションパネル２４の主要部がそれぞれ炭素繊維強化樹脂（以下、ＣＦＲＰという）にて構成されている。但し、ガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ）を排除するものではなく、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）であれば良い。

ここで、図２に示すように、左右のサイドシル１２の車幅方向内側端部には、車体前後方向を長手方向とするフランジ部１２Ａが形成されている。このフランジ部１２Ａは、サイドシル１２の車体下側の壁部１２Ｂを車幅方向内側へ延出させることによって形成されている。また、フロアトンネル１６の下向き開口端部（車幅方向外側端部）には、車体前後方向に長手とされたフランジ部１６Ａが形成されている。

フランジ部１２Ａの車幅方向内側端部上にフロアパネル１４の車幅方向外側端部が重ねられ、フランジ部１２Ａの車幅方向内側端部とフロアパネル１４の車幅方向外側端部との接触面全域に接着剤３０が施工（塗布）されており、これにより、フランジ部１２Ａの車幅方向内側端部とフロアパネル１４の車幅方向外側端部とが、車体上下方向に重ね合わされた状態で接着されている。

また、フランジ部１６Ａの車幅方向外側端部上には、フロアパネル１４の車幅方向内側端部が重ねられ、フランジ部１６Ａの車幅方向外側端部とフロアパネル１４の車幅方向内側端部との接触面全域に接着剤３０が施工（塗布）されており、これにより、フランジ部１６Ａの車幅方向外側端部とフロアパネル１４の車幅方向内側端部とが、車体上下方向に重ね合わされた状態で接着されている。

ここで、フランジ部１２Ａとフロアパネル１４との接着部１０の構造について説明する。なお、フランジ部１２Ａとフロアパネル１４との接着部１０と左右対称な構造になっているので、フランジ部１６Ａとフロアパネル１４との接着部１１の構造についての説明は省略する。

図３（Ａ）、（Ｂ）には、図２の図示状態において左側の接着部１０の拡大断面図が示されている。これらの図に示すように、フランジ部１２Ａとフロアパネル１４との接着部１０では、フロアパネル１４のフランジ部１２Ａと重なり合った車幅方向外側端部が接着領域１４Ｈ、フロアパネル１４の接着領域１４Ｈより車幅方向内側が非接着領域１４Ｉとなっている。

フロアパネル１４の非接着領域１４Ｉの車幅方向外側端部１４Ｊ（接着領域１４Ｈの車幅方向内側）には、剛性低下手段、凹部としての断面円弧状の溝（薄肉部）３２が形成されている。この溝３２は、フロアパネル１４の接着面１４Ｓの反対側の面である非接着面１４Ｔに、接着剤３０の車幅方向内側端部３０Ａに沿って形成されており、これにより、フロアパネル１４の非接着面１４Ｉの車幅方向外側端部１４Ｊの厚みが、接着面１４Ｓ側に減少している。

また、接着部１０では、フランジ部１２Ａのフロアパネル１４と重なり合った車幅方向内側端部が接着領域１２Ｈ、フランジ部１２Ａの接着領域１２Ｈより車幅方向外側が非接着領域１２Ｉとなっている。

フランジ部１２Ａの非接着領域１２Ｉには、剛性低下手段、凹部としての溝３４（薄肉部）が形成されている。この溝３４は、フランジ部１２Ａの接着面１２Ｓの反対側の面である非接着面１２Ｔに、接着剤３０の車幅方向外側端部３０Ｂに沿って形成されており、これにより、フランジ部１２Ａの非接着領域１２Ｉの車幅方向内側端部１２Ｊの厚みが、接着面１２Ｓ側に減少している。

次に、本実施形態における作用について説明する。なお、フロアパネル１４とフランジ部１６Ａとの接着部１１についての作用の説明は省略するが、フロアパネル１４とフランジ部１２Ａとの接着部１０と同様の作用により同様の効果を得ることができる。

図４に示すように、乗員や荷物等の荷重Ｐが、フロアパネル１４に車体上方から車体下方へ入力された場合、フロアパネル１４の周縁部には、荷重Ｐの入力位置方向への張力が発生し、該張力により、接着部１０の車幅方向内側端部１０Ａに、車幅方向内側へのせん断力Ｆが作用する。そして、該せん断力Ｆにより、接着部１０の車幅方向内側端部１０Ａには、フロアパネル１４を接着剤３０の反対側へ曲げる（車体前側から見て反時計回り方向の）曲げモーメントＭが加えられる。

ここで、図５に示すように、フロアパネル１４の非接着領域１４Ｉの車幅方向外側端部１４Ｊが溝３２により薄肉化されていることにより、該車幅方向外側端部１４Ｊの接着剤３０の反対側（及び接着剤３０側）への曲げに対する剛性が低下されている。

これによって、接着部１０の車幅方向内側端部１０Ａに作用した上記せん断力Ｆにより、接着部の車幅方向内側端部１０Ａに上記曲げモーメントＭが加えられた場合、上記曲げモーメントＭにより、フロアパネル１４の非接着領域１４Ｉの車幅方向外側端部１４Ｊに接着剤３０の反対側への曲げ変形を生じさせることが可能となるので、上記曲げモーメントＭが接着剤３０の車幅方向内側端部３０Ａに加わることを抑制できる。

ところで、図６（Ａ）に示すように、接着剤３０の車幅方向内側端部３０Ａに加わる上記曲げモーメントＭは、下記（１）式で表される。但し、Ｆは、接着剤３０の車幅方向内側端部３０Ａに加わるせん断力、Ｌは、せん断力Ｆの接着剤３０に対するモーメントアーム（せん断力Ｆの作用点と接着剤３０の厚み方向中心部との距離）である。

Ｍ＝ＦＬ…（１）

ここで、せん断力Ｆと接着剤３０とのモーメントアームＬは、フロアパネル１４の非接着領域１４Ｉの車幅方向外側端部１４Ｊの厚み方向中心部と、接着剤３０の厚み方向中心部との距離と略等しくなる。

このため、図６（Ｂ）に示すように、溝３２がフロアパネル１４に形成されていない場合と比較して、せん断力Ｆの接着剤３０に対するモーメントアームＬを小さくでき、接着剤３０の車幅方向内側端部３０Ａに加わる上記曲げモーメントＭをさらに低減できる。

これによって、図７（Ａ）の応力分布図に示すように、溝３２をフロアパネル１４に形成していない場合（図７（Ｂ）参照）と比較して、接着剤３０の車幅方向内側端部３０Ａに生じる応力を低減できる。

なお、接着部１０の車幅方向内側部１０Ａにおける作用について説明したが、フランジ部１２Ａの接着領域１２Ｈの車幅方向外側の接着面１２Ｓの反対側の面１２Ｔに形成された溝３４により、接着部１０の車幅方向外側部１０Ｂ（図４参照）においても、接着部１０の車幅方向内側部１０Ａと同様の作用により、同様の効果を得ることができる。

従って、部品の追加、及び接着工程の追加を行うことなく、接着剤３０のフランジ部１２Ａ又はフロアパネル１４からの剥離を発生し難くすることが可能である。特に、被着体としてのフロアパネル１４及びフランジ部１２Ａが、一般に曲げ剛性が高く塑性変形し難い部材であるＣＦＲＰ（ＦＲＰ）により構成されている本実施形態においては、剛性低下手段としての溝３２、３４をそれぞれ、フロア部パネル１４及びフランジ部１２Ａの接着領域１４Ｈ、１２Ｈの外側に設けたことにより得られる、接着剤３０のフランジ部１２Ａ又はフロアパネル１４からの剥離が発生し難くなるという効果が顕著に発揮される。

以上、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、本実施形態では、本発明の接着部構造をフロアパネルとサイドシルとの接着部、フロアパネルとフロアトンネルとの接着部に適用したが、本発明の接着部構造は、リアフロアパネルとリアサイドメンバとの接着部等の車体に設けられた他の接着部や、車体以外に設けられた接着部にも適用可能である。

また、本実施形態では、被着体をＣＦＲＰ（ＦＲＰ）により構成したが、剛性が高い金属部材等の他の部材により構成しても差し支えはない。

また、本実施形態では、剛性低下手段を、フロアパネル１４の接着領域１４Ｈの車幅方向内側、フランジ部１２Ａの接着領域１２Ｈの車幅方向外側にそれぞれ形成された溝３２、３４としたが、剛性低下手段は、フロアパネル１４の接着領域１４Ｈの車幅方向内側の曲げ剛性、フランジ部１２Ａの接着領域１２Ｈの車幅方向外側の曲げ剛性を、それぞれ低下させる手段であれば良い。

例えば、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、複数の貫通孔５０を、フロアパネル１４の非接着領域１４Ｉの車幅方向外側端部１４Ｊに、接着剤３０の車幅方向内側端部３０Ａに沿って形成し、複数の貫通孔５２を、フランジ部１２Ａの非接着領域１２Ｉの車幅方向内側端部１２Ｊに、接着剤３０の車幅方向外側端部３０Ａに沿って形成する等しても良い。この場合、複数の貫通孔５０により、フロアパネル１４の非接着領域１４Ｉの車幅方向外側端部１４Ｊの車体前後方向の総幅が減少され、また、複数の貫通孔５２により、フランジ部１２Ａの非接着領域１２Ｉの車幅方向内側端部１２Ｊの車体前後方向の総幅が減少される。これにより、フロアパネル１４の接着領域１４Ｈの車幅方向内側、及び、フランジ部１２Ａの接着領域１２Ｈの車幅方向外側の曲げ剛性が低下される。

本発明の一実施形態の接着部構造を備える車体を示す斜視図である。 図１の２−２断面図である。 本発明の一実施形態の接着部構造を示す（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）は平面図である。 フロアパネルに乗員の荷重が入力された状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態の接着部構造の作用を示す図３（Ａ）に対応する拡大断面図である。 （Ａ）は本発明の一実施形態の接着部構造の作用を示す図３（Ａ）に対応する拡大断面図であり、（Ｂ）は比較例の接着部構造の作用を示す図である。 （Ａ）は本発明の接着部構造において接着剤に生じる応力分布を示すグラフであり、（Ｂ）は比較例の接着部構造において接着剤に生じる応力分布を示すグラフである。 本発明の一実施形態の接着部構造の変形例を示す（Ａ）は断面図であり、（Ｂ）は平面図である。

符号の説明

１０ 接着部
１１ 接着部
１２ サイドシル（被着体、車体骨格部材）
１２Ａ フランジ部（被着体）
１２Ｈ 接着領域
１４ フロアパネル（被着体、車体パネル部材）
１４Ｈ 接着領域
１６ フロアトンネル（被着体、車体骨格部材）
１６Ａ フランジ部（被着体）
３０ 接着剤
３２ 溝（剛性低下手段）
３４ 溝（剛性低下手段）
５０ 貫通孔（剛性低下手段）
５２ 貫通孔（剛性低下手段）

Claims (4)

1. 重ね合わされた一対の被着体の間に接着剤を施工して一対の前記被着体を接着し、
   前記被着体の接着領域より外側に、前記被着体の前記接着剤の反対側への曲げに対する剛性を低下させる剛性低下手段を設けたことを特徴とする接着部構造。
2. 前記剛性低下手段は、前記被着体の接着面の反対側の面に形成された凹部であることを特徴とする請求項１に記載の接着部構造。
3. 前記被着体は、繊維強化樹脂にて構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の接着部構造。
4. 前記被着体は、車体を構成する車体パネル部材又は車体を構成する車体骨格部材であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の接着部構造。

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