JP2019084971A - Instrument panel beam and instrument panel beam joined body using the same - Google Patents

Instrument panel beam and instrument panel beam joined body using the same Download PDF

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小山 高弘
Takahiro Koyama
高弘 小山
加藤 治
Osamu Kato
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Abstract

To provide an aluminum alloy-made instrument panel beam excellent in joint adhesion to a resin bracket, and an instrument panel beam joined body using the same.SOLUTION: An instrument panel beam is formed using a pipe made of an aluminum alloy as a base material and has a junction for joining a resin bracket, in which the junction has surface unevenness having ten-point average roughness Rzwhen measured in a circumferential direction of the pipe of 100 μm to 500 μm, and an adhesive layer formed on the surface unevenness, and a coating amount of an adhesive used for forming the adhesive layer is 1 to 7 g/m.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、インストルメントパネルビーム、特に樹脂製ブラケットとの接合密着性に優れたアルミニウム合金製のインストルメントパネルビーム及びこれを用いたインストルメントパネルビーム接合体に関する。   The present invention relates to an instrument panel beam, in particular, an instrument panel beam made of an aluminum alloy excellent in bonding adhesion to a resin bracket, and an instrument panel beam assembly using the same.

一般に、自動車などの車両には、車室内の前部に、各種メータ、オーディオ機器、エアバッグ等の機器が設置されたインストルメントパネル(以下、単に「インパネ」ともいう。)が備えられている。このインパネの内部には、ほぼ車幅方向に延設され、左右の車体パネル間を連結する筒状のインストルメントパネルビーム(インパネビーム、インパネリインフォースメント、クロスカービーム、ステアリングハンガビームともいう。)が設けられている。インストルメントパネルビームは、各種部材を取付けるためのブラケットを接合し、インストルメントパネルビーム接合体として車体に組み付けられている。   Generally, in a vehicle such as an automobile, an instrument panel (hereinafter, also simply referred to as an "instrument panel") is provided in the front of the vehicle interior with devices such as various meters, audio devices, and airbags installed. . A tubular instrument panel beam (also referred to as instrument panel beam, instrument panel reinforcement, cross car beam, and steering hanger beam) extending substantially in the vehicle width direction and connecting the left and right vehicle body panels inside the instrument panel. Is provided. The instrument panel beam joins brackets for mounting various members, and is assembled to a vehicle body as an instrument panel beam joint.

インストルメントパネルビーム接合体は、ステアリング、エアコン、オーディオ機器等を取り付ける自動車部品であるため、これらの装置、機器等を支える強度が必要とされる。一方、近年の深刻化する環境問題へ対応するため、自動車の燃費向上等を意識した自動車部品の軽量化が求められている。このような軽量化に対応するため、アルミニウム合金製のインストルメントパネルビームの適用が検討されている。また、さらなる軽量化のため、インストルメントパネルビームの肉厚を薄くしたり、あるいは、ブラケットをプラスチック等の樹脂により形成することも検討されている。   Since the instrument panel beam assembly is an automobile component to which a steering, an air conditioner, an audio device, and the like are attached, a strength to support these devices, devices, and the like is required. On the other hand, in order to cope with the environmental problems that have become serious in recent years, weight reduction of automobile parts in consideration of improvement of fuel consumption of the automobile is required. In order to cope with such weight reduction, application of an instrument panel beam made of aluminum alloy is being studied. Further, in order to further reduce the weight, it has been considered to reduce the thickness of the instrument panel beam or to form the bracket from a resin such as plastic.

インストルメントパネルビーム接合体をより軽量化するために、ブラケットの樹脂化は有効である。この場合、予め成形した樹脂製ブラケットを加熱したインストルメントパネルビームに圧着することで樹脂製ブラケットとインストルメントパネルビームとを接合することは可能である。しかしながら、ブラケットの形状は複雑である。そのため、樹脂製ブラケットをインストルメントパネルビームに低コストで接合するためには圧着成形よりも射出成形の方が望ましい。   In order to reduce the weight of the instrument panel beam assembly, resinification of the bracket is effective. In this case, it is possible to bond the resin bracket and the instrument panel beam by pressure bonding the resin bracket molded in advance to the heated instrument panel beam. However, the shape of the bracket is complicated. Therefore, in order to join the resin bracket to the instrument panel beam at low cost, injection molding is more preferable than compression molding.

また、ブラケットには、ステアリングのような比較的重い装置も取付けられるため、ブラケットとインストルメントパネルビームとが接合される部分には、インストルメントパネルビームの長さ方向(車幅方向)に対し、各種部品の荷重が直角に作用する。つまり、トルクが発生する。このため、ブラケットにトルクがかかってもこれらが剥離しない高い接合密着性が要求される。   In addition, since a relatively heavy device such as a steering wheel is attached to the bracket, a portion where the bracket and the instrument panel beam are joined with respect to the length direction (vehicle width direction) of the instrument panel beam Loads of various parts act at right angles. That is, torque is generated. For this reason, even if torque is applied to a bracket, high joint adhesion which these do not separate is required.

ところで、インストルメントパネルビームは、横断面が円形または円形に近い形である管を基材として形成されている。ブラケットとインストルメントパネルビームの接合部の長手方向に作用する負荷は直線的なので、長手方向への負荷には比較的強いものの、円周方向には、ブラケットの長さに比例したトルクがかかり、円周方向の曲面で回転しやすくなるため、特に、ブラケットとインストルメントパネルビームの円周方向の接合密着性を向上させることが必要である。よって、インストルメントパネルビームの円周方向においては、より高い接合密着性が要求される。また、上記装置、機器等を支えるため、インストルメントパネルビームは機械的強度の観点から金属製であることが要求される。しかしながら、金属製のインストルメントパネルビームと樹脂製ブラケットとの接合は異種材料間での接合であるため、インストルメントパネルビーム接合体として十分な接合密着性が得られない場合があった。   By the way, the instrument panel beam is formed using a tube whose cross section is circular or nearly circular in shape. Since the load acting in the longitudinal direction of the joint between the bracket and the instrument panel beam is linear, it is relatively strong against the longitudinal load, but in the circumferential direction, a torque proportional to the length of the bracket is applied. In order to facilitate rotation on a curved surface in the circumferential direction, it is particularly necessary to improve the adhesion between the bracket and the instrument panel beam in the circumferential direction. Therefore, higher bond strength is required in the circumferential direction of the instrument panel beam. Further, in order to support the above-mentioned devices, devices and the like, the instrument panel beam is required to be made of metal from the viewpoint of mechanical strength. However, since bonding of the metal instrument panel beam and the resin bracket is bonding between different materials, there is a case where sufficient bonding adhesion can not be obtained as an instrument panel beam bonded body.

さらに、真夏の炎天下では、車内のインパネは80℃近い高温になる場合もあり、夜間と日中の温度差によって、インストルメントパネルビーム接合体には冷熱サイクルに伴う応力が繰り返し加えられることになる。この場合、プラスチック等の樹脂とアルミニウム等の金属とでは熱膨張率が大きく異なるため、接合体を構成する金属と樹脂との界面で大きな熱応力が作用し、金属と樹脂とが剥離しやすい。このため、単純に金属製のインストルメントパネルビームの外表面を粗面化して表面に凹凸を形成し、樹脂製ブラケットとの接合部における樹脂のアンカー効果を期待しても、このような効果が顕著であるインストルメントパネルビーム接合体を製造した直後の段階では、接合密着性は十分であるものの、冷熱サイクルが繰り返されると、接合密着性が次第に低下してしまう場合があった。   Furthermore, under hot summer, the instrument panel in the car may be heated to a temperature close to 80 ° C., and the temperature difference between night and day will cause the instrument panel beam assembly to be repeatedly subjected to the stress associated with the thermal cycle. . In this case, since the coefficient of thermal expansion differs greatly between resin such as plastic and metal such as aluminum, a large thermal stress acts at the interface between the metal and resin constituting the joined body, and the metal and the resin are easily peeled off. For this reason, even if the outer surface of the instrument panel beam made of metal is simply roughened to form irregularities on the surface, and the resin anchor effect at the joint with the resin bracket is expected, such an effect is obtained. In the stage immediately after the production of the instrument panel beam assembly which is remarkable, although the bonding adhesion is sufficient, when the thermal cycle is repeated, the bonding adhesion may be gradually reduced.

このような問題点に鑑み、特許文献1には、アルミニウム合金等の金属材料を用いて形成された筒状部に、内部と外部とを連通させた固定孔と、該固定孔と対向する内周壁部とを設けたインパネリインフォースメントが開示されている。また、特許文献1には、固定孔と内周壁部との間に樹脂材料を侵入させることにより、樹脂ブラケットのアンカー部を形成させ、樹脂ブラケットとインパネリインフォースメントとが機械的に接合されたインパネリインフォースメント構造が開示されている。しかしながら、この構造は、インパネリインフォースメントの内部に、樹脂ブラケットのアンカー部を固定させるための内周壁部を形成する必要があるため、インパネリインフォースメントの加工が複雑かつ高コストである。また、特許文献1には、インパネリインフォースメントの表面粗さ、さらには冷熱サイクル後の接合密着性については何ら言及されていない。   In view of such problems, Patent Document 1 discloses a cylindrical portion made of a metal material such as an aluminum alloy, a fixing hole communicating the inside and the outside, and an inner portion facing the fixing hole. There is disclosed an instrument panel reinforcement provided with a peripheral wall portion. In addition, Patent Document 1 discloses an instrument panel in which an anchor portion of a resin bracket is formed by infiltrating a resin material between a fixing hole and an inner circumferential wall portion, and the resin bracket and the instrument panel reinforcement are mechanically joined. An reinforcement structure is disclosed. However, in this structure, since it is necessary to form an inner peripheral wall portion for fixing the anchor portion of the resin bracket inside the instrument panel reinforcement, the processing of the instrument panel reinforcement is complicated and expensive. In addition, Patent Document 1 does not mention at all the surface roughness of instrumental reinforcement, and further, the bonding adhesion after a thermal cycle.

特許文献2には、アルミニウム管とポリアミド樹脂との接着性を向上させるため、アルミニウム管の外周面に、有機官能基としてエポキシ基を有するシランカップリング剤を含むエポキシ樹脂・フェノール樹脂混合プライマー層を設けることが開示されている。しかしながら、インストルメントパネルビーム接合体は、比較的狭い接合面積において高い接合密着性が要求されるため、この方法では接合密着性が不十分な場合があった。また、特許文献2には、冷熱サイクル後の接合密着性についても何ら言及されておらず、さらに、樹脂は加熱加圧硬化により基板に接合密着された成形体であって、インストルメントパネルビーム接合体に用いられるブラケットの形状は複雑であるため、係る樹脂の加熱加圧硬化技術はインストルメントパネルビーム接合体の製造には適さない。   In Patent Document 2, in order to improve the adhesion between an aluminum pipe and a polyamide resin, an epoxy resin / phenol resin mixed primer layer containing a silane coupling agent having an epoxy group as an organic functional group is provided on the outer peripheral surface of the aluminum pipe. It is disclosed to provide. However, since the instrument panel beam assembly is required to have high bonding adhesion in a relatively narrow bonding area, bonding adhesion may be insufficient in this method. Further, Patent Document 2 does not mention at all the bonding adhesion after cold thermal cycle, and furthermore, the resin is a molded body bonded and adhered to the substrate by heat and pressure curing, and instrument panel beam bonding Because of the complexity of the shape of the brackets used on the body, such heat and pressure curing techniques for resins are not suitable for the production of instrument panel beam assemblies.

特開2017−052439号公報JP, 2017-0502439, A 特開平9−262903号公報JP-A-9-262903

本発明は、樹脂製ブラケットに対する接合密着性に優れたアルミニウム合金製のインストルメントパネルビーム並びにこれを用いたインストルメントパネルビーム接合体を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an aluminum alloy instrument panel beam excellent in bonding adhesion to a resin bracket and an instrument panel beam assembly using the same.

本発明の態様は、アルミニウム合金からなる管を基材として形成され、樹脂製ブラケットと接合するための接合部を有するインストルメントパネルビームであって、前記接合部は、管の円周方向に沿って測定したときの十点平均粗さRzJISが100μm〜500μmである表面凹凸と、前記表面凹凸上に形成された接着層とを有し、かつ、前記接着層を形成するために用いられる接着剤の塗布量が、1〜7g/mであるインストルメントパネルビームである。 An aspect of the present invention is an instrument panel beam formed using a tube made of an aluminum alloy as a base material and having a joint for joining to a resin bracket, wherein the joint is along the circumferential direction of the pipe And an adhesive layer formed on the surface asperities, and having a ten-point average roughness Rz of 100 μm to 500 μm as measured according to the JIS standard, and an adhesive used to form the adhesive layer It is an instrument panel beam whose application amount of the agent is 1 to 7 g / m 2 .

本発明の態様は、上記インストルメントパネルビームと、該インストルメントパネルビームに接合された前記樹脂製ブラケットとで構成されたインストルメントパネルビーム接合体である。   An aspect of the present invention is an instrument panel beam assembly including the instrument panel beam and the resin bracket joined to the instrument panel beam.

本発明の態様は、前記接着層が、エポキシ系接着剤を含み、かつ、前記樹脂製ブラケットを構成する樹脂が、ポリアミド、または繊維強化されたもしくはエラストマ変性されたポリアミドであるインストルメントパネルビーム接合体である。   In the embodiment of the present invention, the adhesive layer includes an epoxy adhesive, and the resin constituting the resin bracket is a polyamide, or an instrument panel beam bonding which is a fiber-reinforced or elastomer-modified polyamide. It is a body.

本発明の態様は、前記接着層が、接着助剤としてシランカップリング剤をさらに含むインストルメントパネルビーム接合体である。   An aspect of the present invention is the instrument panel beam assembly, wherein the adhesive layer further includes a silane coupling agent as an adhesion promoter.

本発明の態様は、前記接着層が、変性ポリオレフィン系接着剤を含み、かつ、前記樹脂製ブラケットを構成する樹脂が、ポリプロピレン、または繊維強化されたもしくはエラストマ変性されたポリプロピレンであるインストルメントパネルビーム接合体である。   In the aspect of the present invention, an instrument panel beam, wherein the adhesive layer contains a modified polyolefin adhesive, and the resin constituting the resin bracket is polypropylene or fiber reinforced or elastomer modified polypropylene. It is a zygote.

本発明の態様によれば、アルミニウム合金からなる管を基材として形成されたインストルメントパネルビームが、脂製ブラケットと接合するための接合部を有し、該接合部が、管の円周方向に沿って測定したときの十点平均粗さRzJISが100μm〜500μmである表面凹凸と、前記表面凹凸上に形成された接着層とを有し、該接着層を形成するために用いられる接着剤の塗布量が、1〜7g/mである。接着剤の塗布量を1〜7g/mにすることにより、樹脂製ブラケットが表面凹凸の凹部内の十分な深さまで入り込み、表面凹凸に沿って形成された接着層により強固に接合されることとなる。そのため、樹脂製ブラケットに対する接合密着性に優れたインストルメントパネルビーム、並びにこれを用いたインストルメントパネルビーム接合体を得ることができる。また、樹脂製ブラケットとアルミニウム合金製のインストルメントパネルビームとを低コストである射出成形により正常に接合することができる。 According to an aspect of the present invention, an instrument panel beam formed using a tube made of an aluminum alloy as a base material has a bonding portion for bonding to a fat bracket, and the bonding portion is in the circumferential direction of the tube And an adhesive layer formed on the surface asperities having a ten-point average roughness Rz JIS of 100 μm to 500 μm when measured along the surface, and an adhesive used for forming the adhesive layer. The application amount of the agent is 1 to 7 g / m 2 . By setting the coating amount of the adhesive to 1 to 7 g / m 2 , the resin bracket penetrates to a sufficient depth in the concave portion of the surface asperity and is firmly joined by the adhesive layer formed along the surface asperity. It becomes. Therefore, it is possible to obtain an instrument panel beam excellent in bonding adhesion to a resin bracket, and an instrument panel beam assembly using the same. In addition, the resin bracket and the aluminum alloy instrument panel beam can be normally joined by low-cost injection molding.

本発明の態様によれば、接着層が、エポキシ系接着剤を含み、かつ、樹脂製ブラケットを構成する樹脂が、ポリアミド、または繊維強化されたもしくはエラストマ変性されたポリアミドであることにより、高強度の樹脂で作製したブラケットに対して接合密着性が高いインストルメントパネルビーム接合体を得ることができる。   According to the aspect of the present invention, the adhesive layer contains an epoxy-based adhesive, and the resin constituting the resin bracket is a polyamide, or a fiber-reinforced or elastomer-modified polyamide, so that high strength can be achieved. It is possible to obtain an instrument panel beam bonded body having high adhesion to a bracket made of the above resin.

本発明の態様によれば、接着層が、接着助剤としてシランカップリング剤をさらに含むことにより、接合密着性がさらに向上する。   According to the aspect of the present invention, the adhesion property is further improved by the adhesion layer further including a silane coupling agent as an adhesion assistant.

本発明の態様によれば、接着層が、変性ポリオレフィン系接着剤を含み、かつ、樹脂製ブラケットを構成する樹脂が、ポリプロピレン、または繊維強化されたもしくはエラストマ変性されたポリプロピレンであることにより、高強度の樹脂で作製したブラケットに対して接合密着性が高いインストルメントパネルビーム接合体を得ることができる。   According to an aspect of the present invention, the adhesive layer contains a modified polyolefin adhesive, and the resin constituting the resin bracket is polypropylene or fiber reinforced or elastomer modified polypropylene. It is possible to obtain an instrument panel beam bonded body having high bonding adhesion to a bracket made of a strong resin.

図1は、本発明に係るインストルメントパネルビームの円周方向Cを説明するための概略図である。FIG. 1 is a schematic view for explaining a circumferential direction C of an instrument panel beam according to the present invention.

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, It can implement in a various aspect in the range which does not deviate from the summary of this invention.

[インストルメントパネルビーム]
本発明に係るインストルメントパネルビーム(以下、単に「ビーム」ともいう。)は、アルミニウム合金からなる管を基材として形成され、樹脂製ブラケット(以下、単に「ブラケット」ともいう。)と接合するための接合部を有している。基材としてのアルミニウム合金は、市販されているアルミニウム合金管を使用することができるが、板状のアルミニウム合金をロール成形により断面が円形になるように成形し、両端部を溶接して、いわゆるシーム管を形成してもよい。また、その断面形状は、円形である必要はなく、楕円、多角形等でもよい。なお、本発明において、「接合部」とは、表面凹凸と接着層とが形成されたビームの部分を意味し、これらの双方が形成される前の当該接合部に相当するビームの部分を、「接合部相当部分」と呼ぶ。
[Instrument panel beam]
The instrument panel beam (hereinafter, also simply referred to as "beam") according to the present invention is formed using a tube made of an aluminum alloy as a base material, and is joined to a resin bracket (hereinafter also simply referred to as "bracket"). For the joint. A commercially available aluminum alloy tube can be used as the aluminum alloy as the base material, but a plate-like aluminum alloy is formed into a circular cross section by roll forming, and both ends are welded, so-called A seam pipe may be formed. Moreover, the cross-sectional shape does not need to be circular, and may be an ellipse, a polygon or the like. In the present invention, “joint” means the portion of the beam on which the surface asperity and the adhesive layer are formed, and the portion of the beam corresponding to the joint before both of these are formed is It is called "joint equivalent part".

<基材>
アルミニウム合金は、特に限定されるものではないが、例えば、アルミニウム−銅系合金(Al−Cu系合金)、アルミニウム−マンガン系合金(Al−Mn系合金)、アルミニウム−ケイ素系合金(Al−Si系合金)、アルミニウム−マグネシウム系合金(Al−Mg系合金)、アルミニウム−マグネシウム−ケイ素系合金(Al−Mg−Si系合金)、アルミニウム−亜鉛−マグネシウム系合金(Al−Zn−Mg系合金)等のアルミニウム合金を用いることができる。より高い強度が付与される観点から、Al−Mg系合金、Al−Mg−Si系合金、Al−Zn−Mg系合金が好ましい。
<Base material>
The aluminum alloy is not particularly limited, and, for example, an aluminum-copper alloy (Al-Cu alloy), an aluminum-manganese alloy (Al-Mn alloy), an aluminum-silicon alloy (Al-Si) Alloy), aluminum-magnesium alloy (Al-Mg alloy), aluminum-magnesium-silicon alloy (Al-Mg-Si alloy), aluminum-zinc-magnesium alloy (Al-Zn-Mg alloy) Etc. can be used. From the viewpoint of giving higher strength, an Al-Mg-based alloy, an Al-Mg-Si-based alloy, and an Al-Zn-Mg-based alloy are preferable.

このようなアルミニウム合金として、例えば、JIS H4080の規格における合金番号A2014、A2017、A2024、A2219のAl−Cu系合金、合金番号A3003、A3004のAl−Mn系合金、合金番号A4032のAl−Si系合金、合金番号A5052、A5056、A5083、A5154、A5182、A5454、A5N01のAl−Mg系合金、合金番号A6061、A6063、A6N01のAl−Mg−Si系合金、合金番号A7003、A7050、A7075、A7178、A7N01のAl−Zn−Mg系合金等を用いることができる。   As such aluminum alloys, for example, Al-Cu alloys of alloy numbers A2014, A2017, A2024, A2219 according to the standard of JIS H 4080, Al-Mn alloys of alloy numbers A 3003, A 3004, Al-Si alloys of alloy number A 4032. Alloy No. A5052, A5056, A5083, A5154, A5182, A5454, A5N01 Al-Mg-based alloy, Alloy No. A6061, A6063, Al-Mg-Si-based alloy A6N01, Alloy No. A7003, A7050, A7075, A7178, An Al-Zn-Mg-based alloy or the like of A7N01 can be used.

<ブラケット>
ブラケットは、ビームと接合するための取付部位とインパネ内の他の部品と装着するための装着部位を有している。ブラケットは、左右の車体パネルに取付けるためのサイドブラケット、ステアリングコラムを取付けるためのコラムブラケット、ダッシュパネルなどに支持させるためのポストブラケット等、各種部品への装着に応じてビームに接合することができる。ブラケットの形状は、取付部位がビームと接合することができれば、特に限定されるものではなく、ビームが適用される自動車のインパネ内の状況、ブラケットに装着する部品の形状、重量等に応じて適宜設計することができる。また、ブラケットを構成する樹脂は、特に限定されるものではないが、ブラケットの製造コストや強度の観点から、PP(ポリプロピレン)、PA(ポリアミド)であることが好ましい。また、これらの樹脂の強度向上、剛性向上、耐衝撃性向上などのため、グラスファイバ、カーボンファイバ等の繊維あるいはエラストマをさらに添加した、繊維強化されたまたはエラストマ変性されたポリアミド、繊維強化されたまたはエラストマ変性されたポリプロピレンの使用も有効である。このような樹脂で作製したブラケットを使用することにより、高強度の樹脂で作製したブラケットに対して接合密着性が高いインストルメントパネルビーム接合体を得ることができる。
<Bracket>
The bracket has a mounting site for bonding with the beam and a mounting site for mounting with other components in the instrument panel. The brackets can be joined to the beam according to mounting to various parts, such as side brackets for mounting on left and right vehicle body panels, column brackets for mounting steering columns, post brackets for supporting on dash panels, etc. . The shape of the bracket is not particularly limited as long as the mounting site can be joined to the beam, and the shape is appropriately determined according to the condition in the instrument panel of the automobile to which the beam is applied, the shape of parts mounted on the bracket, etc. It can be designed. Further, the resin constituting the bracket is not particularly limited, but is preferably PP (polypropylene) or PA (polyamide) from the viewpoint of the manufacturing cost and the strength of the bracket. Also, in order to improve the strength, rigidity, impact resistance, etc. of these resins, fiber-reinforced or elastomer-modified polyamides, fiber-reinforced, to which fibers such as glass fibers or carbon fibers or elastomers are further added Alternatively, the use of elastomeric modified polypropylene is also effective. By using a bracket made of such a resin, it is possible to obtain an instrument panel beam bonded body having high adhesion to a bracket made of a high strength resin.

接合部相当部分は、ビームの基材となるアルミニウム合金からなる管(以下、「基体」ともいう。)に表面凹凸を形成させるため、基体の外周面に形成されていることが好ましい。接合部相当部分は、外周面全体であってもよく、外周面の一部であってもよい。接合部相当部分は、ブラケットの取付部位がビームの外周面と接合する位置に相当する。また、複数のブラケットが、ビームの外周面に接合されていてもよく、ビームの長手方向(車幅方向)の中央、末端等、ブラケットを装着する部品に応じて適宜設計することができる。接合部相当部分の面積も、特に限定されるものではなく、各ブラケットに要求される強度に応じて、適宜設計することができる。   The joint equivalent portion is preferably formed on the outer peripheral surface of the base in order to form surface irregularities on a tube (hereinafter, also referred to as a “base”) made of an aluminum alloy which is a base of the beam. The joint equivalent portion may be the entire outer peripheral surface or a part of the outer peripheral surface. The joint equivalent portion corresponds to a position where the mounting portion of the bracket is joined to the outer peripheral surface of the beam. Also, a plurality of brackets may be joined to the outer peripheral surface of the beam, and can be appropriately designed according to the parts to which the brackets are attached, such as the center and the end of the beam in the longitudinal direction (vehicle width direction). The area of the joint equivalent portion is also not particularly limited, and can be appropriately designed according to the strength required for each bracket.

また、接合部相当部分には、基体の円周方向に沿って測定したときの十点平均粗さRzが100μm〜500μm、好ましくは300μm〜500μmである表面凹凸が形成されている。接合部相当部分に施す接着剤はこの表面凹凸に沿って形成される。つまり、ブラケットとしての樹脂は、表面凹凸による大きなアンカー効果と凹凸状に施された接着層の接着面積の増大により密着性を上げることができる。十点平均粗さRzJISが100μm未満では、樹脂が十分に表面凹凸の凹部内に入り込まず、冷熱サイクル後の接合密着性が十分ではない。一方、十点平均粗さRzJISが500μmを超えると、ブラケットの射出成形時に樹脂が漏れてしまい、正常な射出成形ができなくなる。接合部相当部分に十点平均粗さRzJISが比較的大きい表面凹凸を形成することにより、見かけの面積におけるブラケットとビームとの実接合面積が大きくなると共に、射出成形により、ブラケットを構成する樹脂が表面凹凸の凹部内により深く入り込むため、ブラケットに対する接合密着性が増大する。そのため、単に基体の表面を粗面化するだけでなく、十分な深さまで樹脂を凹部内入り込ませることが重要である。したがって、十点平均粗さRzJISが上記範囲内である表面凹凸を基体の外表面に形成することにより、ブラケットに対する接合密着性が増大し、ブラケットに対する接合密着性が高いビームを得ることができる。 In addition, in the portion corresponding to the bonding portion, a surface asperity having a ten-point average roughness Rz of 100 μm to 500 μm, preferably 300 μm to 500 μm when measured along the circumferential direction of the substrate is formed. The adhesive applied to the joint equivalent portion is formed along the surface asperity. That is, the resin as the bracket can increase the adhesion by the large anchor effect due to the surface unevenness and the increase in the adhesion area of the adhesion layer applied in the unevenness form. When the ten-point average roughness Rz JIS is less than 100 μm, the resin does not sufficiently enter into the concaves and convexes of the surface asperity, and the bonding adhesion after the cooling and heating cycle is not sufficient. On the other hand, when the ten-point average roughness Rz JIS exceeds 500 μm, the resin leaks at the time of injection molding of the bracket, and normal injection molding can not be performed. By forming a surface asperity with a relatively large ten-point average roughness Rz JIS in the joint equivalent portion, the actual joint area between the bracket and the beam in the apparent area becomes large, and the resin constituting the bracket by injection molding Is deeper into the concaves and convexes of the surface asperities, so the adhesion to the bracket is increased. Therefore, it is important not only to roughen the surface of the substrate but also to allow the resin to enter the recess to a sufficient depth. Therefore, by forming surface irregularities having a ten-point average roughness Rz JIS within the above range on the outer surface of the substrate, bonding adhesion to the bracket is increased, and a beam having high bonding adhesion to the bracket can be obtained. .

一方、インパネ内におけるトルクの影響により、ブラケットが破壊し、インストルメントパネルビームから剥がれてしまう恐れがある。特に、インストルメントパネルビームは長手方向に作用する負荷には比較的強いものの、円周方向に作用するトルクの負荷には十分に対抗できず、ブラケットとインストルメントパネルビームとが接合される部分が剥離してブラケットのビームに対する所期しない回転移動が生じやすい。そのため、インストルメントパネルビームの円周方向のトルクにおけるブラケットとの接合密着性をより高くする必要がある。なお、ブラケットとインストルメントパネルビームとが接合される部分の接合密着性として、最低限、ブラケットにトルクをかけたとき、ブラケットがインストルメントパネルビームに対して回転したり破壊したりしないような程度の接合密着性を有することが要求される。   On the other hand, there is a possibility that the bracket may be broken and peeled off from the instrument panel beam due to the influence of the torque in the instrument panel. In particular, although the instrument panel beam is relatively strong against the load acting in the longitudinal direction, it can not sufficiently cope with the torque load acting in the circumferential direction, and the part where the bracket and the instrument panel beam are joined is Peeling is likely to cause unexpected rotational movement of the bracket with respect to the beam. Therefore, it is necessary to further improve the bonding adhesion with the bracket at the torque in the circumferential direction of the instrument panel beam. In addition, the joint adhesion of the part where the bracket and the instrument panel beam are joined is at least the extent that the bracket does not rotate or break relative to the instrument panel beam when torque is applied to the bracket It is required to have the adhesion of

ここで、円周方向における十点平均粗さRzJISとは、図1に示されるように、インストルメントパネルビーム1の中心軸Xと平行な長手方向Lに対して垂直に円周方向Cに沿って測定したビームの外周面の表面粗さを意味する。十点平均粗さRzJISは、表面粗さ測定機等により試料表面の表面形状を計測することで得られる表面粗さであり、具体的には、ビームの外周面に形成された微小な凹凸の程度を数値化したものである。例えば、本発明に係るビームを表面粗度計や形状測定機、レーザー顕微鏡等により、ビームの円周方向における十点平均粗さRzJISを測定することができる。ビーム断面形状が直線ではない場合、形状測定機で測定することが望ましい。 Here, the ten-point average roughness Rz JIS in the circumferential direction, as shown in FIG. 1, perpendicular to the circumferential direction C with respect to the central axis X parallel to the longitudinal direction L of the instrument panel beam 1 It means the surface roughness of the outer peripheral surface of the beam measured along. The ten-point average roughness Rz JIS is a surface roughness obtained by measuring the surface shape of the sample surface with a surface roughness measuring machine or the like, and more specifically, minute irregularities formed on the outer peripheral surface of the beam Of the degree of For example, the ten-point average roughness Rz JIS in the circumferential direction of the beam can be measured using a surface roughness meter, a shape measuring machine, a laser microscope or the like according to the present invention. When the beam cross-sectional shape is not a straight line, it is desirable to measure with a shape measuring machine.

また、本発明に係るビームにおいて、接合部の表面凹凸上には、接着剤の塗布量が1g/m〜7g/mになるように接着層が形成されている。接着剤の塗布量が1g/m未満では、接着層の形成に用いられる接着剤の接合力が不足し、十分な接合密着性が得られない。一方、接着剤の塗布量が7g/mを超えると、接着剤の使用量が増大しコスト増になるだけでなく、表面凹凸の凹部内に接着剤が過剰に埋まってしまい、ブラケットを構成する樹脂が凹部内に十分に入り込まない。これにより接着剤が凝集破壊しやすくなり、その結果、冷熱サイクル後に十分な接合密着性が得られない。なお、接着剤の塗布量には、接着助剤、揮発性有機溶剤の量は含まれない。 Further, in the beam according to the present invention, on the surface roughness of the joint, the adhesive layer as the coating amount of the adhesive is 1g / m 2 ~7g / m 2 is formed. If the application amount of the adhesive is less than 1 g / m 2 , the bonding strength of the adhesive used for forming the adhesive layer is insufficient, and sufficient bonding adhesion can not be obtained. On the other hand, when the application amount of the adhesive exceeds 7 g / m 2 , not only the usage of the adhesive increases and the cost increases, but also the adhesive is excessively buried in the concaves of the surface irregularities, and the bracket is configured Resin does not get into the recess enough. This causes cohesive failure of the adhesive, and as a result, sufficient bonding adhesion can not be obtained after the thermal cycle. The application amount of the adhesive does not include the amounts of the adhesion aiding agent and the volatile organic solvent.

<接着剤成分>
(接着剤)
接着層を構成する接着剤は、特に限定されるものではなく、ブラケットを構成する樹脂の種類により適宜選択することができる。接着剤の例としては、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、ポリオレフィン系接着剤、変性ポリオレフィン系接着剤等が挙げられる。接着剤は1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、エポキシ系接着剤、変性ポリオレフィン系接着剤は、ブラケットを構成する樹脂として強度が比較的高いポリアミド樹脂、ポリプロピレンとの接着性がそれぞれよいため好ましい。また、これらの接着剤は、合成品であっても市販品であってもよい。
<Adhesive component>
(adhesive)
The adhesive constituting the adhesive layer is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the type of resin constituting the bracket. Examples of the adhesive include acrylic adhesives, urethane adhesives, epoxy adhesives, polyester adhesives, polyvinyl alcohol adhesives, polyolefin adhesives, modified polyolefin adhesives, and the like. An adhesive may be used individually by 1 type, and may be used combining 2 or more types by arbitrary ratios. Among these, epoxy-based adhesives and modified polyolefin-based adhesives are preferable because they have good adhesion to polyamide resin and polypropylene, which have relatively high strength as the resin constituting the bracket. Also, these adhesives may be synthetic products or commercial products.

(接着助剤)
接着層には、さらに接着助剤が含まれていてもよい。接着助剤は、接着剤の接着強度を向上させると共に接着性付与成分としての作用を有する成分である。接着助剤は、特に限定されるものではないが、シランカップリング剤が好適に使用される。シランカップリング剤の具体例としては、例えば、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等が挙げられる。これらのシランカップリング剤は1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、例えば、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランのようなエポキシ系官能基を有するシランカップリング剤は、エポキシ系接着剤、特にエポキシフェノール樹脂系接着剤との相容性がよく、安定性に優れているため好ましい。シランカップリング剤の含有量は、接着剤100質量部に対して0.3質量部〜3質量部が好ましく、0.5質量部〜2質量部がより好ましい。
(Adhesion aid)
The adhesion layer may further contain an adhesion aid. The adhesion aiding agent is a component that improves the adhesive strength of the adhesive and has an action as an adhesion imparting component. The adhesion promoter is not particularly limited, but a silane coupling agent is preferably used. Specific examples of the silane coupling agent include, for example, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldi Ethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane , N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane and the like. One of these silane coupling agents may be used alone, or two or more of them may be used in combination in an arbitrary ratio. Among these, for example, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxy Silane, a silane coupling agent having an epoxy functional group such as 3-glycidoxypropyl triethoxysilane, has good compatibility with epoxy adhesives, particularly epoxy phenol resin adhesives, and is excellent in stability. It is preferable because 0.3 mass part-3 mass parts are preferable with respect to 100 mass parts of adhesive agents, and, as for content of a silane coupling agent, 0.5 mass part-2 mass parts are more preferable.

接着剤は、表面凹凸上に直接塗布してもよく、あるいは、シンナー類、アセトン、アルコールなどの公知の揮発性有機溶剤で希釈し、粘度が調節された接着剤組成物として表面凹凸上に塗布してもよい。接着剤組成物の粘度は、特に限定されるものではなく、塗布方法に応じて適宜調整される。また、接着層にさらに接着助剤が含まれる場合、接着助剤も接着剤組成物中に含まれていてもよい。   The adhesive may be applied directly on the surface asperities, or may be diluted with a known volatile organic solvent such as thinners, acetone, alcohol and the like, and applied on the surface asperities as an adhesive composition having a controlled viscosity. You may The viscosity of the adhesive composition is not particularly limited, and may be appropriately adjusted depending on the application method. In addition, when the adhesion layer further contains an adhesion aid, an adhesion aid may also be contained in the adhesive composition.

接着層の厚さは、接着剤の塗布量が1g/m〜7g/mになるように接着層が形成されていればよく、好ましくは1.5μm〜5μmであり、より好ましくは2μm〜4μmである。接着層は、接合部相当部分に形成された表面凹凸上に特定の塗布量の接着剤を施した後、適切な温度、好ましくは60℃〜200℃で乾燥又は熱処理を行うことによって形成することができる。 The thickness of the adhesive layer is sufficient if the coating amount of the adhesive is an adhesive layer is formed so as to 1g / m 2 ~7g / m 2 , preferably 1.5Myuemu~5myuemu, more preferably 2μm ~ 4 μm. The adhesive layer is formed by applying an adhesive of a specific application amount on the surface irregularities formed in the joint equivalent portion, and then performing drying or heat treatment at an appropriate temperature, preferably 60 ° C. to 200 ° C. Can.

このように、接合部が、十点平均粗さRzJISが十分に大きい表面凹凸を有し、かつ、表面凹凸に沿って接着剤を特定の塗布量で塗布し、表面凹凸上に所望とする接着層が形成されることにより、表面凹凸の凹部内にブラケットを構成する樹脂が侵入し、さらに接着層が凹凸状に施され接着面積が増大する。これにより、本発明に係るビームは、ブラケットとの接合について優れた接合密着性を得ることができる。十点平均粗さRzJISが100μm〜500μmの比較的粗い表面凹凸が基体の外表面に形成されているだけでは、表面凹凸の凹部内に樹脂がうまく入り込まず、インストルメントパネルビームと樹脂製ブラケットとを接合することができない。一方、表面凹凸上にさらに所望の塗布量の接着剤を施して接着層を形成し、この接着層を介して樹脂製ブラケットが接合されることにより、インストルメントパネルビームと樹脂製ブラケットとを十分な接着強度で接合できるとともに、冷熱サイクルが繰り返えされても、表面凹凸の凹部と樹脂との間に間隙はほとんど形成されず、良好な接合密着性を維持できる。したがって、接合部が、十点平均粗さRzJISが上記範囲内である表面凹凸を有し、さらに、表面凹凸上に、接着剤の塗布量が1g/m〜7g/mになるように接着層が形成されることにより、ブラケットに対して高い接合密着性を有し、さらには冷熱サイクル後も良好な接合密着性を示すビームを得ることができる。 As described above, the bonding portion has a surface asperity with a sufficiently large ten-point average roughness Rz JIS , and the adhesive is applied at a specific application amount along the surface asperity, and desired on the surface asperity. By forming the adhesive layer, the resin constituting the bracket intrudes into the concave portions of the surface irregularities, and further, the adhesive layer is applied in the form of irregularities to increase the adhesive area. As a result, the beam according to the present invention can obtain excellent bonding adhesion for bonding with the bracket. Ten-point average roughness Rz Only when relatively rough surface irregularities with JIS of 100 μm to 500 μm are formed on the outer surface of the substrate, the resin does not enter well into the recesses of the surface irregularities, and the instrument panel beam and the resin bracket And can not be joined. On the other hand, an adhesive having a desired coating amount is further applied on the surface irregularities to form an adhesive layer, and the resin bracket is joined through the adhesive layer, whereby the instrument panel beam and the resin bracket are sufficiently provided. The bonding strength is sufficient, and even when the cooling and heating cycle is repeated, almost no gap is formed between the concave and convex portions of the surface asperity and the resin, and good bonding adhesion can be maintained. Therefore, the junction has a surface unevenness ten-point average roughness Rz JIS is within the above range, further, on the surface irregularities, so that the amount of adhesive applied is 1g / m 2 ~7g / m 2 By forming the adhesive layer, it is possible to obtain a beam having high bonding adhesion to the bracket and further exhibiting good bonding adhesion even after a thermal cycle.

(インストルメントパネルビーム接合体)
本発明に係るインストルメントパネルビーム接合体(以下、単に「接合体」ともいう。)は、上記ビームと、当該ビームに接合された上記樹脂製ブラケットとで構成されている。したがって、得られた接合体も上記ビームを備えるため、ブラケットに対する接合密着性に優れている。また、本発明に係る接合体の製造過程において、ブラケットとなる樹脂を、表面凹凸と該表面凹凸上に形成された接着層とを有するビーム表面上、つまり接合部に射出成形により正常に接合することができるため、圧着成形よりも低コストで作製することも可能である。そのため、本発明に係る接合体において、好ましくは、ビームに接合されているブラケットは、ビームの接合部の表面上に形成された射出成形体である。
(Instrument panel beam assembly)
An instrument panel beam assembly according to the present invention (hereinafter, also simply referred to as a "bonded body") is composed of the beam and the resin bracket joined to the beam. Therefore, since the obtained bonded body also includes the above-described beam, the bonding adhesion to the bracket is excellent. Further, in the manufacturing process of the joined body according to the present invention, the resin to be the bracket is normally joined by injection molding on the beam surface having the surface asperities and the adhesive layer formed on the surface asperities, that is, the joint. It is also possible to produce at lower cost than compression molding. Therefore, in the bonded body according to the present invention, preferably, the bracket bonded to the beam is an injection molded body formed on the surface of the bonded portion of the beam.

(ビームおよび接合体の製造方法)
次に、本発明にしたがうビームおよび接合体の製造方法について、以下に具体的に例示しながら説明する。
(Method of manufacturing beam and junction)
Next, a method of manufacturing a beam and a junction according to the present invention will be described by specifically illustrating the following.

(ビームの製造)
まず、本発明に係るビームの基材となるアルミニウム合金からなる管を用意する。次いで、この管の接合部相当部分の表面を粗面化し、接合部相当部分に所定の表面粗さを有する表面凹凸を形成する。粗面化の手段は特に限定されるものではなく、例えば、研磨紙、研磨器具、研磨機などを用いた機械的な研磨による粗面化であっても、化学研磨、電解研磨などの非機械的な研磨による粗面化であってもよい。また、便宜上研磨としているが、基体の表面に所定の表面粗さを有する表面凹凸を形成することができれば、特に研磨である必要はない。さらに、粗面化した基体の表面に所定量の接着剤または所定量の接着剤を含む接着剤組成物を施し、適切な温度で乾燥又は熱処理を行うことで表面凹凸上に接着層を形成する。接着剤または接着剤組成物の塗布方法、条件は、特に限定されるものではないが、例えば、スプレーにより行うことができる。これにより、本発明に係るビームを製造することができる。
(Manufacturing of beam)
First, a tube made of an aluminum alloy to be a base material of a beam according to the present invention is prepared. Next, the surface of the joint portion of the pipe is roughened to form a surface asperity having a predetermined surface roughness at the joint portion. The means for roughening is not particularly limited. For example, even when roughening is performed by mechanical polishing using an abrasive paper, a polishing tool, a polishing machine, etc., non-mechanical processing such as chemical polishing, electropolishing, etc. The surface may be roughened by a conventional polishing. Although polishing is used for the sake of convenience, it is not necessary to be particularly polishing, as long as surface irregularities having a predetermined surface roughness can be formed on the surface of the substrate. Furthermore, an adhesive composition containing a predetermined amount of adhesive or a predetermined amount of adhesive is applied to the surface of the roughened substrate, and an adhesive layer is formed on the surface asperities by drying or heat treatment at an appropriate temperature. . The application method and conditions of the adhesive or the adhesive composition are not particularly limited, but can be performed by, for example, spraying. Thereby, the beam according to the present invention can be manufactured.

(接合体の製造)
上記のようにして得られた本発明に係るビームに、ブラケットを射出成形し、ビームの接合部にブラケットを接合させる。射出成形の方法、条件は、特に限定されるものではないが、例えば、射出成形機を用いて、ブラケットの材料となる樹脂をシリンダ内で溶融し、次いで溶融した樹脂を、ブラケットの形状に相当する金型内に射出し、金型内部で保圧、冷却により樹脂を固化させた後、金型を取り出すことにより行うことができる。こうして、本発明に係る接合体を製造することができる。
(Manufacture of bonded body)
The bracket is injection-molded to the beam according to the present invention obtained as described above, and the bracket is joined to the joint of the beam. The method and conditions of injection molding are not particularly limited. For example, using an injection molding machine, the resin to be the material of the bracket is melted in a cylinder and then the molten resin corresponds to the shape of the bracket The resin can be injected into the mold, solidified in the mold by holding pressure, and cooled, and then the mold can be taken out. Thus, the bonded body according to the present invention can be manufactured.

以下の実施例に基づき、本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   The present invention will be described in more detail based on the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

[実施例1〜14および比較例1〜8]
以下の製法にて各試験片を作製し、下記の評価を行った。その結果を表2に示す。
[Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 8]
Each test piece was produced by the following manufacturing method, and the following evaluation was performed. The results are shown in Table 2.

(1)インストルメントパネルビームの製造
材質(合金番号)がA5052、外径が40mm、厚みが4mm、長さが150mmのアルミニウム合金からなる管の接合部相当部分に相当する表面を、表2に示す研磨紙、研磨器具(エメリー紙、ヤスリ、ワイヤーブラシ等)により粗面化して、接合部相当部分に種々の表面粗さ(十点平均粗さRzJIS)を有する表面凹凸を形成した。次いで、粗面化したアルミニウム合金からなる管に、表2に示す条件で接着剤成分(接着剤、接着助剤としてのシランカップリング剤)と、揮発性有機溶剤とを含む接着剤組成物をスプレー法により塗布し、揮発性有機溶剤を揮発させ、接着層を形成した。接着剤は、エポキシ系接着剤、変性ポリオレフィン系接着剤を使用し、シランカップリング剤は、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを使用した。シランカップリング剤は、エポキシ系接着剤100質量部に対して1質量部使用した。揮発性有機溶剤として、エポキシ系接着剤にはエポキシシンナーを、変性ポリオレフィン系接着剤にはラッカーシンナーをそれぞれ用いて希釈し、表2中に示した塗布量で各接着剤がスプレー法により塗布されるように接着剤組成物を調節した。このようにして、種々の表面凹凸および所定の塗布量の接着剤を用いて形成された接着層を有するインストルメントパネルビームを製造した。但し、比較例2、6では、表面凹凸上に接着剤の塗布を行っていないため、接着層は形成されていない。
(1) Production of instrument panel beam The surface corresponding to the joint equivalent portion of a tube made of an aluminum alloy made of an aluminum alloy of material (alloy number) A5052, 40 mm in outer diameter, 4 mm in thickness and 150 mm in length is shown in Table 2 The surface was roughened with the abrasive paper (abrasive paper, file, wire brush, etc.) to form surface irregularities having various surface roughness (ten-point average roughness Rz JIS ) in the joint equivalent portion. Then, an adhesive composition containing an adhesive component (adhesive, a silane coupling agent as an adhesion promoter) and a volatile organic solvent under the conditions shown in Table 2 in a tube made of a roughened aluminum alloy It applied by the spray method, the volatile organic solvent was volatilized, and the adhesion layer was formed. The adhesive used was an epoxy adhesive, a modified polyolefin adhesive, and the silane coupling agent used 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane. The silane coupling agent was used in an amount of 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the epoxy adhesive. As a volatile organic solvent, an epoxy-based adhesive was diluted with an epoxy thinner, and a modified polyolefin-based adhesive was diluted with a lacquer thinner, and each adhesive was applied by a spray method at the application amount shown in Table 2. The adhesive composition was adjusted to In this way, an instrument panel beam having an adhesive layer formed using various surface irregularities and a predetermined coating amount of adhesive was manufactured. However, in Comparative Examples 2 and 6, the adhesive layer was not formed because the adhesive was not applied on the surface asperities.

表面粗さは、ミツトヨ社製形状測定機C−3000を用いて、図1に示されるようなインストルメントパネルビームの円周方向Cに沿った外周面の長さ10mmの範囲の十点平均粗さRzJISを、JIS B 0601:2001規格に準じて測定した。 The surface roughness is a ten-point average roughness in the range of 10 mm in length of the outer peripheral surface along the circumferential direction C of the instrument panel beam as shown in FIG. 1 using a shape measuring machine C-3000 manufactured by Mitutoyo Corporation. Rz JIS was measured according to JIS B 0601: 2001 standard.

(表面粗さ測定条件)
上記測定機の制御ソフトの計算ダイアログボックスにて以下のように設定した。
定義:Revised、カットオフ値:デフォルト値(評価長さ)、補正:なし、MRスライス・レベル:10%、
プロファイル:R、フィルタ:Gaussian、Smカウント・レベル:10%
(Surface roughness measurement conditions)
The following settings were made in the calculation dialog box of the control software of the measuring machine.
Definition: Revised, Cutoff value: Default value (evaluation length), Correction: None, MR slice level: 10%,
Profile: R, Filter: Gaussian, Sm Count Level: 10%

(2)インストルメントパネルビーム接合体の製造
上記の方法により製造した各インストルメントパネルビームに、表1に示す種々の樹脂製ブラケット(接合部:幅30mm×周長63mm、ブラケット:幅30mm×高さ30mm×長さ100mm)を射出成形し、インストルメントパネルビーム接合体を製造した。射出成形は、最大型締め力85t、最大射出量110mlの熱可塑性樹脂用射出成形機(日本製鋼所社製J85AD−110H)を使用した。
(2) Production of instrument panel beam assembly Various resin brackets shown in Table 1 (joined portion: width 30 mm × peripheral length 63 mm, brackets: width 30 mm × high) for each instrument panel beam manufactured by the above method A 30 mm × 100 mm length was injection molded to produce an instrument panel beam assembly. Injection molding used a thermoplastic resin injection molding machine (J85AD-110H manufactured by Japan Steel Works, Ltd.) having a maximum mold clamping force of 85 t and a maximum injection amount of 110 ml.

(射出成形条件)
ブラケットを構成する樹脂は、PP(ポリプロピレン)、PA610(ポリアミド610)の2種類から選択し、以下の表1に示す条件で射出成形した。なお、PPは水分を吸収しないため、樹脂の乾燥は実施していない。
(Injection molding conditions)
The resin constituting the bracket was selected from two types of PP (polypropylene) and PA 610 (polyamide 610), and injection molding was performed under the conditions shown in Table 1 below. In addition, since PP does not absorb water, drying of the resin is not implemented.

Figure 2019084971
Figure 2019084971

(3)評価方法
(3−1)射出成形状況
前記条件にて射出成形を行った際、樹脂製ブラケットの成形状況を目視にて判定した。判定結果は、以下の通りである。
○:ほとんどバリなく正常
×:大きなバリが発生し、インストルメントパネルビームとして使用不可
(3) Evaluation method (3-1) Injection molding situation When injection molding was performed on the above-mentioned conditions, the molding situation of the resin-made bracket was judged visually. The determination results are as follows.
○: Almost no burrs Normal ×: Large burrs are generated and can not be used as instrument panel beams

(3−2)接合密着性評価
(初期)
樹脂ブラケットが接合されたインストルメントパネルビームに、内径41mmの鋼管をかぶせ、万能試験機にて10mm/分の速度で圧縮し、樹脂製ブラケットが破壊されたときの剪断応力(MPa)を測定した。初期の接合密着性の判定結果は、以下の通りである。「◎」、「〇」の場合、樹脂ブラケットとインストルメントパネルビームとの接合において、高い接合密着性が得られていると評価し、「×」の場合、十分な接合密着性が得られていないと評価した。
◎:剪断応力30MPa以上
〇:剪断応力20MPa以上、30MPa未満
×:剪断応力20MPa未満
(3-2) Bonding adhesion evaluation (initial stage)
A steel pipe with an inner diameter of 41 mm was covered with an instrument panel beam to which a resin bracket was joined, compressed at a speed of 10 mm / min with a universal testing machine, and shear stress (MPa) when the resin bracket was broken was measured. . The determination results of the initial bonding adhesion are as follows. In the case of “◎” and “〇”, it is evaluated that high bonding adhesion is obtained in bonding of the resin bracket and the instrument panel beam, and in the case of “x”, sufficient bonding adhesion is obtained It was not evaluated.
:: Shear stress 30 MPa or more ○: Shear stress 20 MPa or more, less than 30 MPa ×: Shear stress less than 20 MPa

(冷熱サイクル試験後)
樹脂ブラケットが接合されたインストルメントパネルビームを、冷熱サイクル試験機にて0℃にて30分、100℃にて30分のサイクルを100サイクル行った後、初期の接合密着性の測定と同じように剪断応力(MPa)を測定した。冷却サイクル試験後の接合密着性の判定結果は、以下の通りである。「◎」、「〇」の場合、樹脂ブラケットとインストルメントパネルビームとの接合において、冷熱サイクル試験後も良好な接合密着性が得られていると評価し、「×」の場合、十分な接合密着性が得られていないと評価した。
◎:剪断応力30MPa以上
〇:剪断応力20MPa以上、30MPa未満
×:剪断応力20MPa未満
(After a thermal cycle test)
After 100 cycles of 30 minutes at 0 ° C and 30 minutes at 100 ° C with an instrument panel beam bonded with a resin bracket using a thermal cycle tester, it is the same as the measurement of initial bonding adhesion. The shear stress (MPa) was measured. The determination results of the bonding adhesion after the cooling cycle test are as follows. In the case of “◎” and “〇”, it is evaluated that good bonding adhesion is obtained even after a thermal cycle test in bonding of a resin bracket and an instrument panel beam, and in the case of “x”, sufficient bonding It was evaluated that adhesion was not obtained.
:: Shear stress 30 MPa or more ○: Shear stress 20 MPa or more, less than 30 MPa ×: Shear stress less than 20 MPa

Figure 2019084971
Figure 2019084971

実施例1〜14の試験片は、いずれも正常に射出成形可能であり、また、初期の剪断応力も全て20MPa以上であることから、樹脂ブラケットとインストルメントパネルビームとの接合においても、高い接合密着性が得られていた。さらに、冷熱サイクル試験後の剪断応力も全て20MPa以上であることから、冷熱サイクル試験後も良好な接合密着性が得られていた。   All of the test pieces of Examples 1 to 14 can be injection molded normally, and since the initial shear stress is all 20 MPa or more, high bond also in bonding of a resin bracket and an instrument panel beam. Adhesion was obtained. Furthermore, since the shear stress after the thermal cycle test is all 20 MPa or more, good bonding adhesion was obtained even after the thermal cycle test.

比較例1、5の試験片は、接着剤の塗布量が1g/m未満であり、接着剤の接合力が足りていないため、初期、冷熱サイクル試験後ともに剪断応力が20MPa以下であり、十分な接合密着性が得られなかった。 In the test pieces of Comparative Examples 1 and 5, the application amount of the adhesive is less than 1 g / m 2 and the bonding strength of the adhesive is insufficient, so the shear stress is 20 MPa or less both after the initial thermal cycling test. Sufficient bonding adhesion could not be obtained.

比較例2、6の試験片は、接着層が形成されていないため、樹脂ブラケットとインストルメントパネルビームとが接合されなかった。   In the test pieces of Comparative Examples 2 and 6, since the adhesive layer was not formed, the resin bracket and the instrument panel beam were not joined.

比較例7の試験片は、接着剤の塗布量が7gmより大きく、表面凹凸の凹部内に接着剤が過剰に埋まってしまい、樹脂が十分に凹部内に入り込まず、冷熱サイクル試験後は十分な接合密着性が得られなかった。 In the test piece of Comparative Example 7, the application amount of the adhesive is larger than 7 gm 2 and the adhesive is excessively buried in the concaves of the surface irregularities, and the resin does not sufficiently enter the concaves and is sufficiently after the thermal cycle test Good adhesion could not be obtained.

比較例3の試験片は、十点平均粗さRzJISが500μmよりも大きく、粗面化をやり過ぎており、インストルメントパネルビームの表面に大きな溝が存在し、射出成形時に樹脂が漏れ出してしまった。そのため、正常な射出成形ができなかった。 The test piece of Comparative Example 3 had a ten-point average roughness Rz JIS larger than 500 μm and was roughened too much, and a large groove was present on the surface of the instrument panel beam, and the resin leaked out during injection molding It has gone. Therefore, normal injection molding could not be performed.

比較例4、8の試験片は、十点平均粗さRzJISが100μm未満であり、樹脂が十分に表面凹凸の凹部に入り込まず、冷熱サイクル試験後は十分な接合密着性が得られなかった。 In the test pieces of Comparative Examples 4 and 8, the ten-point average roughness Rz JIS was less than 100 μm, and the resin did not sufficiently enter the concaves of the surface irregularities, and sufficient bonding adhesion was not obtained after the thermal cycle test. .

本発明によれば、樹脂製ブラケットに対する接合密着性が高く、かつ、冷熱サイクル後も良好な接合密着性を示す、アルミニウム合金製のインストルメントパネルビーム並びにこれを用いたインストルメントパネルビーム接合体を提供することが可能になった。本発明に係るインストルメントパネルビーム並びにこれを用いたインストルメントパネルビーム接合体は、自動車のインストルメントパネル内に使用可能であり、真夏の炎天下でも、樹脂製ブラケットとインストルメントパネルビームとの接合密着性が良好であるため、信頼性の向上も期待できる。   According to the present invention, an aluminum alloy instrument panel beam which exhibits high bonding adhesion to a resin bracket and exhibits good bonding adhesion even after a thermal cycle, and an instrument panel beam assembly using the same It became possible to offer. INDUSTRIAL APPLICABILITY The instrument panel beam and the instrument panel beam assembly using the same according to the present invention can be used in an instrument panel of a car, and even in the hot summer sun, the bonding contact between the resin bracket and the instrument panel beam Since the property is good, improvement in reliability can also be expected.

1 インストルメントパネルビーム
C 円周方向
L 長手方向
X 中心軸
1 Instrument panel beam C circumferential direction L longitudinal direction X central axis

Claims (5)

アルミニウム合金からなる管を基材として形成され、樹脂製ブラケットと接合するための接合部を有するインストルメントパネルビームであって、
前記接合部は、
管の円周方向に沿って測定したときの十点平均粗さRzJISが100μm〜500μmである表面凹凸と、
前記表面凹凸上に形成された接着層と
を有し、かつ、
前記接着層を形成するために用いられる接着剤の塗布量が、1〜7g/mであることを特徴とするインストルメントパネルビーム。
An instrument panel beam formed of an aluminum alloy tube as a base material and having a joint for joining to a resin bracket,
The joint is
Surface unevenness having a ten-point average roughness Rz JIS of 100 μm to 500 μm when measured along the circumferential direction of the tube,
And an adhesive layer formed on the surface asperities, and
The coated amount of the adhesive used for forming the adhesive layer is 1 to 7 g / m 2 .
請求項1に記載のインストルメントパネルビームと、該インストルメントパネルビームに接合された前記樹脂製ブラケットとで構成されたインストルメントパネルビーム接合体。   An instrument panel beam assembly comprising the instrument panel beam according to claim 1 and the resin bracket joined to the instrument panel beam. 前記接着層が、エポキシ系接着剤を含み、かつ、前記樹脂製ブラケットを構成する樹脂が、ポリアミド、または繊維強化されたもしくはエラストマ変性されたポリアミドである、請求項2に記載のインストルメントパネルビーム接合体。   The instrument panel beam according to claim 2, wherein the adhesive layer contains an epoxy adhesive, and the resin constituting the resin bracket is a polyamide, or a fiber-reinforced or elastomer-modified polyamide. Zygote. 前記接着層が、接着助剤としてシランカップリング剤をさらに含む、請求項3に記載のインストルメントパネルビーム接合体。   The instrument panel beam assembly according to claim 3, wherein the adhesive layer further comprises a silane coupling agent as an adhesion promoter. 前記接着層が、変性ポリオレフィン系接着剤を含み、かつ、前記樹脂製ブラケットを構成する樹脂が、ポリプロピレン、または繊維強化されたもしくはエラストマ変性されたポリプロピレンである、請求項2に記載のインストルメントパネルビーム接合体。   The instrument panel according to claim 2, wherein the adhesive layer contains a modified polyolefin adhesive, and the resin constituting the resin bracket is polypropylene or fiber-reinforced or elastomer-modified polypropylene. Beam junction.
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