JP2009001084A - 細長い接合部の接着・溶接構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 二つの部材の接合部を最小限の接着あるいは溶接で高い剛性を確保しながら接合する。
【解決手段】 フロントピラーロアアウター１１の細長い接合部１１ａ，１１ｃ、フロントピラーロアインナー１２の細長い接合部１２ａ〜１２ｃ、サイドシルインナー１３の細長い接合部１３ａ，１３ｂを接合するための接着剤塗布パターンが、接合部の幅方向に延びる長い接合幅Ｗと、接合部の長手方向に延びる短い接合長さＬとを有して該長手方向に離散的に形成されているので、接合部の全域を面状に接着する場合、あるいは接合部に沿って線状に接着する場合に比べて、単位接着面積当たりに剛性増加率を高めることができる。これにより、接着剤の使用量を節減して作業環境の改善やコストダウンに寄与することができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、二つの部材の対向面に所定幅を有して長手方向に細長く延びるように形成された接合部を、接着あるいは溶接により一体に接合する細長い接合部の接着・溶接構造に関する。

モノコック構造車体において、フロントピラーアウターおよびフロントピラーインナーで構成されたフロントピラーロアと、シルアウター、シルインナーおよびスティフナーで構成されたシルとを接合する際に、フロントピラーのドア開口部側フランジ下部およびシル上部フランジが接合されるＲ部、ならびにシルインナーおよびスティフナーが接合される接合部にのみ、接着剤をスポット溶接に併用したものが、下記特許文献１により公知である。
実開平５−７６９６４号公報

ところで、車体を構成する部材を接着剤で接着して組み立てる場合、接合部の全面に面状に接着剤を塗布すると、その接合部の剛性を高めることができるが、接着剤の使用量が増えて重量の増加、コストの増加、接着剤の揮発成分による作業環境の低下等が問題になる。このような問題を解消すべく、接合面に沿って線状に接着剤を塗布すると接着剤の使用量を削減することができるが、接合部の剛性が不足する可能性がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、二つの部材の接合部を最小限の接着あるいは溶接で高い剛性を確保しながら接合することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、二つの部材の対向部に所定幅を有して長手方向に細長く延びるように形成された接合部を、接着あるいは溶接により一体に接合する細長い接合部の接着・溶接構造において、前記接合部の接着剤塗布パターンあるいは溶接パターンが、前記接合部の幅方向に沿う接合幅と、前記長手方向に沿う接合長さとを有して該長手方向に離散的に形成されており、前記接合幅は前記接合部の幅に略等しく、かつ前記接合長さよりも大きいことを特徴とする細長い接合部の接着・溶接構造が提案される。

尚、実施の形態のフロントピラーロアアウター１１、フロントピラーロアインナー１２およびサイドシルインナー１３は本発明の部材に対応する。

請求項１の構成によれば、二つの部材の対向部に長手方向に細長く延びるように形成された接合部の接着剤塗布パターンあるいは溶接パターンが、接合部の幅方向に延びる長い接合幅と、接合部の長手方向に延びる短い接合長さとを有して該長手方向に離散的に形成されているので、接合部の全域を面状に接着あるいは溶接する場合、あるいは接合部に沿って線状に接着あるいは溶接する場合に比べて、単位接着面積あるいは単位溶接面積当たりに剛性増加率を高めることができる。これにより、接着剤の使用量や溶接の作業量を節減して作業環境の改善やコストダウンに寄与することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図６は本発明の実施の形態を示すもので、図１は自動車のフロントピラーの下部とサイドシルの前部との接合部を車外側から見た斜視図、図２は前記接合部を車内側から見た分解斜視図、図３は図１の３−３線断面図、図４は図１の４方向矢視図であって、フロントピラーアウターの一部を取り除いた状態を示す図、図５は荷重が加わったときの作用説明図、図６は４種類の接着材塗布パターンと剛性との関係を示す図である。

図１〜図３は自動車の左側のフロントドアを枢支する部分を示すもので、車外側に位置するＬ字状かつ断面溝状のフロントピラーロアアウター１１と、その上半部の車内側に接合される板状のフロントピラーロアインナー１２と、フロントピラーロアアウター１１の下半部、つまりサイドシルの前端部分に接合される直線状かつ断面溝状のサイドシルインナー１３とを備える。

フロントピラーロアアウター１１は、その周囲にフランジ状の第１接合部１１ａ、第２接合部１１ｂ、第３接合部１１ｃおよび第４接合部１１ｄを備え、フロントピラーロアインナー１２は、その周囲に第５接合部１２ａ、第６接合部１２ｂおよび第７接合部１２ｃを備え、サイドシルインナー１３は、その周囲にフランジ状の第８接合部１３ａおよび第９接合部１３ｂを備える。

フロントピラーロアアウター１１の第１接合部１１ａおよび第３接合部１１ｃは、それぞれフロントピラーロアインナー１２の第５接合部１２ａおよび第６接合部１２ｂに接着により接合される。またフロントピラーロアアウター１１の第２接合部１１ｂおよびフロントピラーロアインナー１２の第７接合部１２ｃがサイドシルインナー１３の第８接合部１３ａに接着により接合されるとともに、フロントピラーロアアウター１１の第４接合部１１ｄがサイドシルインナー１３の第９接合部１３ｂに接着により接合される。

従って、図４のａ部およびｂ部の２か所で、フロントピラーロアアウター１１、フロントピラーロアインナー１２およびサイドシルインナー１３が３枚重ねで接着されることになる。図３には、図４のａ部における３枚重ねの状態が示される。

フロントピラーロアアウター１１の第１〜第４接合部１１ａ〜１１ｄ、フロントピラーロアインナー１２の第５〜第７接合部１２ａ〜１２ｃおよびサイドシルインナー１３の第８、第９接合部１３ａ，１３ｂは、所定幅（例えば、約２０ｍｍ）を有して長手方向に延びる細長い形状であり、相互に接合される二つの部材の何れか一方に接着剤Ｃが塗布された後に重ね合わされて接着される。

図４に示すように、前記第１〜第９接合部１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｃ，１３ａ，１３ｂにおける接着剤Ｃの塗布パターン（二つの部材を接着した後の形状）は、各接合部の幅方向の接合幅Ｗが約２０ミリで該接合部の幅に略等しく、各接合部の長手方向の接合長さＬは例えば約５ｍｍであり、Ｗ＞Ｌの関係を有している。つまり、接着剤Ｃは、各接合部の幅方向に長い２０ｍｍ×５ｍｍの線状に塗布され、それが各接合部の長手方向に所定間隔（例えば、４０ｍｍ間隔）を存して縞模様状に平行に塗布される。

図５は、本実施の形態による接着構造が剛性に及ぼす効果を説明する図であって、図５（Ａ）の上段は実施の形態の接着剤Ｃの塗布パターン、下段は比較例の接着剤Ｃの塗布パターンである。比較例は幅２０ｍｍの接合部の中央に、その長手方向に沿って幅５ｍｍで線状に接着剤Ｃを塗布したものである。このようして製作したテストピースを、そのサイドシル部を治具Ｊに固定した状態で、フロントピラー部に荷重を入力して変形の程度を観察する。

図５（Ｂ）に示すように、荷重によるフロントピラー下部の倒れ角度は、実施の形態のαの方が比較例のβよりも小さくなっており、よって実施の形態の接着剤Ｃの塗布パターンによる剛性向上効果が確認される。

図５（Ｃ）に示すように、荷重により上下方向に潰れたサイドシルの端部の高さは、実施の形態のｈ１の方が比較例のｈ２よりも大きくなっており、よって実施の形態の接着剤Ｃの塗布パターンによる剛性向上効果が確認される。また荷重による変形に伴ってフロントピラーロアアウター１１とフロントピラーロアインナー１２との間に発生する隙間は、実施の形態のｃ１の方が比較例のｃ２よりも小さくなっており、これによっても実施の形態の接着剤Ｃの塗布パターンによる剛性向上効果が確認される。

図６（Ｂ）の比較例は図５で説明したものと同じであり、図６（Ａ）は接着剤Ｃを直径５ｍｍのスポット状にして４０ｍｍ間隔で塗布したもの、図６（Ｃ）は接着剤Ｃを幅２０ｍｍの接合面の全面に塗布したものである。

それらの剛性は大きい方から小さい方に順番に、図６（Ｃ）の連続面接着→図６（Ｄ）の実施の形態→図６（Ｂ）の連続線接着→図６（Ａ）の点接着の順になり、本実施の形態は剛性が高い方から２番目となる。また図６（Ａ）の点接着を基準とした剛性向上効果は、図６（Ｃ）の連続面接着は接着面積が５３．５％となり、図６（Ｄ）の実施の形態の２５．８％を大幅に上回っている。

しかしながら、図６（Ｃ）の連続面接着は接着面積が圧倒的に大きいため、単位接着面積当たりの効果を比較すると、図６（Ｄ）の実施の形態が６６．５％であり、それに次ぐ図６（Ｃ）の連続面接着の１８．１％や、図６（Ｂ）の連続線接着の１５．１％を圧倒的に上回っていることが分かる。

以上のように、図４に示すパターンで接着剤Ｃを塗布して接着を行うと、接着剤Ｃの量を大幅に削減して重量軽減やコスト削減を図りながら、高い接着強度を得て接着部の剛性を高めることができるだけでなく、接合面からの接着剤Ｃのはみ出しを最小限に押さえて美観の低下を防止することができる。また接着剤Ｃが溶剤を含む場合には、その溶剤の揮発量を最小限に抑えて作業環境の低下を防止することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態では本発明を自動車のフロントピラーの下部に適用しているが、その適用部位は任意である。

また実施の形態では接合部を接着剤Ｃで接合しているが、それを溶接により接合しても、溶接面積の減少により作業環境の改善やコストダウンに寄与することができる。

自動車のフロントピラーの下部とサイドシルの前部との接合部を車外側から見た斜視図 前記接合部を車内側から見た分解斜視図 図１の３−３線断面図 図１の４方向矢視図であって、フロントピラーアウターの一部を取り除いた状態を示す図 荷重が加わったときの作用説明図 ４種類の接着材塗布パターンと剛性との関係を示す図

符号の説明

１１ フロントピラーロアアウター（部材）
１１ａ〜１１ｄ 接合部
１２ フロントピラーロアインナー（部材）
１２ａ〜１２ｃ 接合部
１３ サイドシルインナー（部材）
１３ａ，１３ｂ 接合部
Ｌ 接合長さ
Ｗ 接合幅

Claims (1)

1. 二つの部材（１１，１２，１３）の対向面に所定幅を有して長手方向に細長く延びるように形成された接合部（１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｃ，１３ａ，１３ｂ）を、接着あるいは溶接により一体に接合する細長い接合部の接着・溶接構造において、
   前記接合部（１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｃ，１３ａ，１３ｂ）の接着剤塗布パターンあるいは溶接パターンが、前記接合部（１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｃ，１３ａ，１３ｂ）の幅方向に沿う接合幅（Ｗ）と、前記長手方向に沿う接合長さ（Ｌ）とを有して該長手方向に離散的に形成されており、前記接合幅（Ｗ）は前記接合部（１１ａ〜１１ｄ，１２ａ〜１２ｃ，１３ａ，１３ｂ）の幅に略等しく、かつ前記接合長さ（Ｌ）よりも大きいことを特徴とする細長い接合部の接着・溶接構造。

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