JP2021130406A

JP2021130406A - 車両の接合構造

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Publication number: JP2021130406A
Application number: JP2020027221A
Authority: JP
Inventors: 哲也市丸; Tetsuya Ichimaru
Original assignee: Iida Industry Co Ltd
Current assignee: Iida Industry Co Ltd
Priority date: 2020-02-20
Filing date: 2020-02-20
Publication date: 2021-09-09
Anticipated expiration: 2040-02-20
Also published as: JP7390003B2

Abstract

【課題】接着部による接合力を容易に維持することのできる車両の接合構造を提供する。【解決手段】複数の構成部材が接合されてなる車両の接合構造１１は、メインパネル部材１３等の第１の構成部材と、第１の構成部材と接合されるロッカー部材２１ａ等の第２の構成部材と、第１の構成部材と第２の構成部材とを複数箇所で接着する複数の第１接着部７１と、互いに隣り合う一対の第１接着部７１，７１の間の位置で第１の構成部材と第２の構成部材とを接着する第２接着部８１とを有する。第１接着部７１は、第１接着剤により構成され、第２接着部８１は、第１接着剤とは異なる第２接着剤により構成される。第１接着剤の貯蔵弾性率Ｅ１と、第２接着剤の貯蔵弾性率Ｅ２とは、Ｅ１＞Ｅ２の関係を満たす。【選択図】図２

Description

本発明は、車両の接合構造に関する。

特許文献１に開示されるように、車両は、例えば、ロッカー部材、フロアクロス部材等の複数の構成部材を接合した接合構造を有している。

特開２０１５−１１２８９８号公報

車両における複数の構成部材の接合に接着剤を用いた場合、構成部材に外力が作用すると、接着剤により接着した接着部に過度な負荷が生じることで複数の構成部材の接合力を維持することが困難となる場合がある。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、接着剤を用いた接着部による接合力を容易に維持することのできる車両の接合構造を提供することにある。

上記課題を解決する車両の接合構造は、複数の構成部材が接合されてなる車両の接合構造であって、第１の構成部材と、前記第１の構成部材と接合される第２の構成部材と、前記第１の構成部材と前記第２の構成部材とを複数箇所で接着する複数の第１接着部と、互いに隣り合う一対の前記第１接着部の間の位置で前記第１の構成部材と前記第２の構成部材とを接着する第２接着部と、を有し、前記第１接着部は、第１接着剤により構成され、前記第２接着部は、前記第１接着剤とは異なる第２接着剤により構成され、前記第１接着剤の貯蔵弾性率Ｅ１と、前記第２接着剤の貯蔵弾性率Ｅ２とは、Ｅ１＞Ｅ２の関係を満たす。

この構成によれば、第１接着部よりも変形し易い第２接着部によって、第１の構成部材又は第２の構成部材へ加わる荷重が分散されることで、第１の構成部材又は第２の構成部材へ加わる荷重による負荷が第１接着部に集中し難くなる。

上記車両の接合構造において、前記第１接着部の接着面積Ｓ１と、前記第２接着部の接着面積Ｓ２とがＳ１＜Ｓ２の関係を満たすことが好ましい。
この構成によれば、第１の構成部材又は第２の構成部材へ加わる荷重が第２接着部によってより分散され易くなる。

上記車両の接合構造において、前記車両は、メインフロア部材を備え、前記メインフロア部材は、メインパネル部材を有し、前記第１の構成部材は、前記メインパネル部材を含んでもよい。

上記車両の接合構造において、前記車両は、前記車両の前後方向に沿って延在する一対のロッカー部材を備え、前記メインフロア部材は、前記一対のロッカー部材の間に跨って配置され、前記第２の構成部材は、前記一対のロッカー部材の少なくとも一方を含んでもよい。

上記車両の接合構造において、前記車両は、車幅方向に沿って延在するクロス部材を備え、前記第２の構成部材は、前記クロス部材を含んでもよい。

本発明によれば、接着剤を用いた接着部による接合力を容易に維持することができる。

実施形態における車両の接合構造を示す斜視図である。車両の接合構造を示す分解斜視図である。図１の３−３線に沿った断面図である。図１の４−４線に沿った断面図である。図１の５−５線に沿った断面図である。図１の６−６線に沿った断面図である。図１の７−７線に沿った断面図である。

以下、車両の接合構造の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、車両の接合構造１１は、メインフロア部材１２と、車両の前後方向ＦＲに沿って延在する一対のロッカー部材２１ａ，２１ｂとを備えている。メインフロア部材１２は、一対のロッカー部材２１ａ，２１ｂの間に跨って配置されている。なお、車両の接合構造１１は、ロッカー部材２１ａ，２１ｂの外側に例えばスポット溶接により接合されるサイドメンバアウター部材２２ａ，２２ｂを備えている。

メインフロア部材１２は、複数のメインパネル部材１３と、複数のメインパネル部材１３の間に設けられ、車両の前後方向ＦＲに沿って延在するフロア中央部材１４とを備えている。フロア中央部材１４は、ハット形状の断面を有している。図２及び図４に示すように、車両の接合構造１１は、メインパネル部材１３とロッカー部材２１ａ，２１ｂとを複数箇所で接着する複数の第１接着部７１と、互いに隣り合う一対の第１接着部７１，７１の間の位置でメインパネル部材１３とロッカー部材２１ａ，２１ｂとを接着する第２接着部８１とを有している。

第１接着部７１は、第１接着剤により構成されている。第２接着部８１は、第１接着剤とは異なる第２接着剤により構成されている。第１接着剤の貯蔵弾性率Ｅ１と、第２接着剤の貯蔵弾性率Ｅ２とは、Ｅ１＞Ｅ２の関係を満たしている。

図２及び図５に示すように、車両の接合構造１１は、メインパネル部材１３とフロア中央部材１４とを複数箇所で接着する複数の第１接着部７２と、互いに隣り合う一対の第１接着部７２，７２の間の位置でメインパネル部材１３とフロア中央部材１４とを接着する第２接着部８２とを有している。第１接着部７２及び第２接着部８２は、それぞれ上述した第１接着剤及び第２接着剤により構成されている。

図１及び図２に示すように、車両の接合構造１１は、メインパネル部材１３に接合されるクロス部材３１をさらに備えている。クロス部材３１は、車幅方向Ｗに沿って延在するように配置されている。クロス部材３１は、ハット形状の断面を有している。クロス部材３１は、車幅方向Ｗにおいて隣り合う複数のクロス部材３１を含む。クロス部材３１は、車両の前後方向ＦＲにおいて離間して配置される複数のクロス部材３１を含む。

図２及び図３に示すように、車両の接合構造１１は、メインパネル部材１３とクロス部材３１とを複数箇所で接着する複数の第１接着部７３と、互いに隣り合う一対の第１接着部７３，７３の間の位置でメインパネル部材１３とクロス部材３１とを接着する第２接着部８３とを有している。第１接着部７３及び第２接着部８３は、それぞれ上述した第１接着剤及び第２接着剤により構成されている。第１接着部７３及び第２接着部８３は、クロス部材３１の両側縁に沿って配列されている。

クロス部材３１の長さ方向における両端部のうち一端部は、さらにロッカー部材２１ａ又はロッカー部材２１ｂと接合されている。本実施形態の車両の接合構造１１は、クロス部材３１とロッカー部材２１ａ，２１ｂとを接着する第１接着部９１を有している。クロス部材３１の長さ方向における両端部のうち他端部は、さらにフロア中央部材１４と接合されている。本実施形態の車両の接合構造１１は、クロス部材３１とフロア中央部材１４とを接着する第１接着部９２を有している。第１接着部９１，９２は、いずれも上述した第１接着剤により構成されている。

図１及び図２に示すように、車両の接合構造１１は、メインフロア部材１２よりも車両のリア側に配置されるリアフロア部材４１と、フロントガラスの下側に配置されメインフロア部材１２に接合されるフロント結合部材５１とをさらに備えている。

リアフロア部材４１は、リアパネル部材４１ａと、リアパネル部材４１ａとメインフロア部材１２との間に配置されるリア結合部材４１ｂとを有している。リアパネル部材４１ａとリア結合部材４１ｂとは、例えば、スポット溶接により接合されている。

図２及び図６に示すように、車両の接合構造１１は、メインパネル部材１３とリア結合部材４１ｂとを複数箇所で接着する複数の第１接着部７４と、互いに隣り合う一対の第１接着部７４，７４の間の位置でメインパネル部材１３とリア結合部材４１ｂとを接着する第２接着部８４とを有している。第１接着部７４及び第２接着部８４は、それぞれ上述した第１接着剤及び第２接着剤により構成されている。

図２及び図７に示すように、車両の接合構造１１は、メインパネル部材１３とフロント結合部材５１とを複数箇所で接着する複数の第１接着部７５と、互いに隣り合う一対の第１接着部７５，７５の間の位置でメインパネル部材１３とフロント結合部材５１とを接着する第２接着部８５とを有している。第１接着部７５及び第２接着部８５は、それぞれ上述した第１接着剤及び第２接着剤により構成されている。

第１接着部７１〜７５の接着面積Ｓ１と、第１接着部７１〜７５に対応して設けられる第２接着部８１〜８５の接着面積Ｓ２とは、Ｓ１＜Ｓ２の関係を満たすことが好ましい。なお、接着面積は、互いに接着される一対の部材が重なる方向に見た平面視における第１接着部及び第２接着部の面積をいう。また、第１接着部の接着面積Ｓ１は、第２接着部を挟み込むように配置される一対の第１接着部の接着面積Ｓ１，Ｓ１の合計の面積をいう。また、一対の第１接着部の間に複数の第２接着部を有する場合、第２接着部の接着面積は、複数の第２接着部の接着面積Ｓ２，Ｓ２の合計の面積をいう。

次に、第１接着剤及び第２接着剤の詳細について説明する。
第１接着剤の貯蔵弾性率Ｅ１と、第２接着剤の貯蔵弾性率Ｅ２とは、上記のようにＥ１＞Ｅ２の関係を満たし、貯蔵弾性率の差であるＥ１−Ｅ２をΔＥとしたとき、ΔＥは、０．３ＧＰａ以上であることが好ましく、０．５ＧＰａ以上であることがより好ましい。なお、ΔＥは、７ＧＰａ以下であることが好ましく、５ＧＰａ以下であることがより好ましい。

第１接着剤の貯蔵弾性率Ｅ１は、例えば、２ＧＰａ以上であることが好ましい。第２接着剤の貯蔵弾性率Ｅ２は、例えば、１．５ＧＰａ以下であることが好ましい。
第１接着剤の貯蔵弾性率Ｅ１は、例えば、４ＧＰａ以下であることが好ましい。第２接着剤の貯蔵弾性率Ｅ２は、例えば、０．５ＧＰａ以上であることが好ましい。

第１接着剤の貯蔵弾性率Ｅ１及び第２接着剤の貯蔵弾性率Ｅ２は、２３℃における貯蔵弾性率であり、動的粘弾性測定装置を用いて測定することができる。第１接着剤及び第２接着剤の試験片は、第１接着剤及び第２接着剤を１７０℃、２０分間の条件で加熱することで作製することができる。動的粘弾性測定装置を用いる貯蔵弾性率の測定条件は、以下のとおりである。

試験片の寸法：７ｍｍ×４０ｍｍ×２ｍｍ（厚さ）
変形モード：引張り
温度範囲：−１０℃〜２００℃
昇温温度：２℃／ｍｉｎ
周波数：１Ｈｚ
第１接着剤及び第２接着剤は、加熱により硬化するように構成される。第１接着剤及び第２接着剤は、樹脂成分を含有する。第１接着剤の樹脂成分としては、例えば、エポキシ樹脂が挙げられる。エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＥ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂等が挙げられる。第２接着剤の樹脂成分としては、例えば、ゴム変性エポキシ樹脂が挙げられる。ゴム変性エポキシ樹脂は、二つ以上のエポキシ基を有し、ゴムの骨格を有するエポキシ樹脂であり、ゴムとしては、例えば、ポリブタジエン等が挙げられる。第１接着剤及び第２接着剤には、例えば、硬化剤や充填材を含有させてもよい。硬化剤としては、例えば、ジシアンジアミド、４，４´−ジアミノジフエニルスルホン等が挙げられる。充填材としては、例えば、炭酸カルシウム、カーボンブラック等が挙げられる。

次に、車両の接合構造１１の形成方法について説明する。
車両の接合構造１１の形成方法では、各部材の所定の位置に第１接着剤及び第２接着剤を塗布する接着剤塗布工程を行った後、各部材をスポット溶接により接合するスポット溶接工程を行う。接着剤塗布工程では、例えば、スプレー、塗布ガン、刷毛塗り等の塗布方法を用いることができる。

次に、洗浄処理工程、電着塗装工程、焼き付け工程を順に行うことで、車両の接合構造１１を形成することができる。ここで、焼き付け工程は、加熱炉を用いて電着塗装の塗膜を焼き付ける工程である。この焼き付け工程を利用して、第１接着剤及び第２接着剤を加熱硬化させることができる。換言すると、焼き付け工程の加熱条件で硬化するように第１接着剤及び第２接着剤を構成すればよい。なお、焼き付け工程における加熱温度は、例えば、１５０℃以上、１８０℃以下の範囲内であり、加熱時間は、例えば、２０分以上、６０分以下の範囲内である。

次に、車両の接合構造１１の主な作用について説明する。
車両の接合構造１１は、例えば、メインフロア部材１２のメインパネル部材１３と、ロッカー部材２１ａ，２１ｂとの接合構造を有している。車両の接合構造１１は、メインパネル部材１３と、ロッカー部材２１ａ，２１ｂとを複数箇所で接着する複数の第１接着部７１と、互いに隣り合う一対の第１接着部７１，７１の間の位置でメインパネル部材１３とロッカー部材２１ａ，２１ｂとを接着する第２接着部８１とを有している。第１接着部７１は、第１接着剤により構成されている。第２接着部８１は、第１接着剤とは異なる第２接着剤により構成されている。第１接着剤の貯蔵弾性率Ｅ１と、第２接着剤の貯蔵弾性率Ｅ２とは、Ｅ１＞Ｅ２の関係を満たしている。

この構成によれば、第１接着部７１よりも変形し易い第２接着部８１によって、メインパネル部材１３又はロッカー部材２１ａ，２１ｂへ加わる荷重が分散されることで、メインパネル部材１３又はロッカー部材２１ａ，２１ｂへ加わる荷重による負荷が第１接着部７１に集中し難くなる。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）複数の構成部材が接合されてなる車両の接合構造１１は、例えば、メインパネル部材１３等の第１の構成部材と、ロッカー部材２１ａ，２１ｂ等の第２の構成部材とを備えている。車両の接合構造１１は、第１の構成部材と第２の構成部材とを複数箇所で接着する複数の第１接着部７１〜７５と、互いに隣り合う一対の第１接着部７１〜７５，７１〜７５の間の位置で第１の構成部材と第２の構成部材とを接着する第２接着部８１〜８５とを有している。第１接着部７１〜７５を構成する第１接着剤の貯蔵弾性率Ｅ１と、第２接着部８１〜８５を構成する第２接着剤の貯蔵弾性率Ｅ２とは、Ｅ１＞Ｅ２の関係を満たしている。

この構成によれば、第１接着部７１〜７５よりも変形し易い第２接着部８１〜８５によって、第１の構成部材又は第２の構成部材へ加わる荷重が分散されることで、第１の構成部材又は第２の構成部材へ加わる荷重による負荷が第１接着部７１〜７５に集中し難くなる。これにより、接着剤を用いた接着部による接合力を容易に維持することができる。

（２）第１接着部の接着面積Ｓ１と、第２接着部の接着面積Ｓ２とは、Ｓ１＜Ｓ２の関係を満たすことが好ましい。
この場合、第１の構成部材又は第２の構成部材へ加わる荷重が第２接着部８１〜８５によってより分散され易くなる。これにより、接着剤を用いた接着部による接合力をさらに容易に維持することができる。

（３）メインパネル部材１３の一部を、一対の第１接着部と一対の第１接着部の間の第２接着部を有する接着構造により四方から取り囲むような接合構造を有することで、車両の接合構造１１は、安定した接合力が発揮され易くなる。このような接合構造としては、例えば、第１の構成部材がメインパネル部材１３であり、第２の構成部材がフロア中央部材１４、ロッカー部材２１ａ，２１ｂの少なくとも一方、クロス部材３１、及びリアフロア部材４１を含む接合構造が挙げられる。また、例えば、第１の構成部材がメインパネル部材１３であり、第２の構成部材がフロア中央部材１４、ロッカー部材２１ａ，２１ｂの少なくとも一方、及び一対のクロス部材３１を含む接合構造が挙げられる。また、例えば、第１の構成部材がメインパネル部材１３であり、第２の構成部材がフロア中央部材１４、ロッカー部材２１ａ，２１ｂの少なくとも一方、クロス部材３１、及びフロント結合部材５１を含む接合構造が挙げられる。

（変更例）
上記実施形態を次のように変更して構成してもよい。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・車両の接合構造１１において、複数箇所で接着する複数の第１接着部と、互いに隣り合う一対の第１接着部の間の位置で接着する第２接着部とを有する接合構造は、車両の任意の構成部材を接合する接合構造として適用することができる。このような車両の接合構造１１は、例えば、ピラーの接合構造を含んでもよく、例えば、第１の構成部材がピラーを構成するインナー部材であり、第２の構成部材がピラーを構成するアウター部材であってもよい。また、上記の第１接着部及び第２接着部を有する接合構造は、上記実施形態のように車両を構成する三種以上の構成部材の接合に適用してもよいし、車両を構成する二種の構成部材の接合に適用してもよい。例えば、第２の構成部材が一対のロッカー部材２１ａ，２１ｂのうち、いずれか一方のロッカー部材を含むように変更してもよい。すなわち、他方のロッカー部材については、任意の接合構造でメインパネル部材１３と接合されていてもよい。

・第１接着部の接着面積Ｓ１と、第１接着部に対応して設けられる第２接着部の接着面積Ｓ２とは、Ｓ１＝Ｓ２の関係を満たしてもよいし、Ｓ１＞Ｓ２の関係を満たしてもよい。

・車両の接合構造１１において、第１の構成部材と第２の構成部材とは、接着剤により構成される接着部以外の接合手段を併用して接合することもできる。接着剤以外の接合手段としては、例えば、スポット溶接等の物理的接合方法が挙げられる。

・第１の構成部材と第２の構成部材とを接着する第１接着部の数は、３つ以上であってもよい。この場合、例えば、互いに隣り合う一対の第１接着部の間のうち、少なくとも一箇所に第２接着部を配置すればよい。

・互いに隣り合う一対の第１接着部の間に位置する第２接着部は、連続した形状を有しているが、不連続となる形状を有していてもよい。すなわち、互いに隣り合う一対の第１接着部の間に複数の第２接着部が配置されていてもよい。

・クロス部材３１を省略することもできる。
・クロス部材３１は、例えば、メインパネル部材１３のみに接合されていてもよい。また、クロス部材３１を一対のロッカー部材２１ａ，２１ｂの間を連結する形状に変更し、クロス部材３１を一対のロッカー部材２１ａ，２１ｂのみに接合することもできる。

・上記実施形態では、図２に示すように、クロス部材３１は、車幅方向Ｗに延在する４つのクロス部材３１から構成されているが、クロス部材３１の数は、特に限定されず、単数であってもよいし、複数であってもよい。

・上記実施形態では、図２に示すように、車幅方向Ｗに沿って離間して配置される複数枚のメインパネル部材１３の間にフロア中央部材１４を接合する構成を例示したが、一枚のメインパネル部材１３上にフロア中央部材１４を接合する構成に変更することもできる。

・フロア中央部材１４を省略し、複数枚のメインパネル部材１３を一枚のメインパネル部材１３に変更してもよい。この場合、一枚のメインパネル部材１３にハット形状の断面を有する中央部を車両の前後方向ＦＲに沿って延びるように形成してもよい。

・車両の接合構造１１の構成部材は、鋼板等の金属材料から形成されてもよいし、樹脂材料等の非金属材料から形成されてもよい。
（付記）
上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。

（イ）前記車両は、メインフロア部材とリアフロア部材とを備え、前記メインフロア部材は、メインパネル部材を有し、前記第１の構成部材は、前記メインパネル部材を含み、前記第２の構成部材は、前記リアフロア部材を含む、車両の接合構造。

（ロ）前記車両は、メインフロア部材とフロント結合部材とを備え、前記メインフロア部材は、メインパネル部材を有し、前記第１の構成部材は、前記メインパネル部材を含み、前記第２の構成部材は、前記フロント結合部材を含む、車両の接合構造。

（ハ）前記車両は、メインフロア部材を備え、前記メインフロア部材は、メインパネル部材と、車両の前後方向に沿って延在するフロア中央部材とを備え、前記第１の構成部材は、前記メインパネル部材を含み、前記第２の構成部材は、前記フロア中央部材を含む、車両の接合構造。

１１…車両の接合構造
１２…メインフロア部材
１３…メインパネル部材
１４…フロア中央部材
２１ａ，２１ｂ…ロッカー部材
２２ａ，２２ｂ…サイドメンバアウター部材
３１…クロス部材
４１…リアフロア部材
４１ａ…リアパネル部材
４１ｂ…リア結合部材
５１…フロント結合部材
７１〜７５，９１，９２…第１接着部
８１〜８５…第２接着部
ＦＲ…前後方向
Ｗ…車幅方向

Claims

複数の構成部材が接合されてなる車両の接合構造であって、
第１の構成部材と、
前記第１の構成部材と接合される第２の構成部材と、
前記第１の構成部材と前記第２の構成部材とを複数箇所で接着する複数の第１接着部と、
互いに隣り合う一対の前記第１接着部の間の位置で前記第１の構成部材と前記第２の構成部材とを接着する第２接着部と、を有し、
前記第１接着部は、第１接着剤により構成され、
前記第２接着部は、前記第１接着剤とは異なる第２接着剤により構成され、
前記第１接着剤の貯蔵弾性率Ｅ１と、前記第２接着剤の貯蔵弾性率Ｅ２とは、Ｅ１＞Ｅ２の関係を満たす、車両の接合構造。
前記第１接着部の接着面積Ｓ１と、前記第２接着部の接着面積Ｓ２とがＳ１＜Ｓ２の関係を満たす、請求項１記載の車両の接合構造。
前記車両は、メインフロア部材を備え、前記メインフロア部材は、メインパネル部材を有し、前記第１の構成部材は、前記メインパネル部材を含む、請求項１又は請求項２に記載の車両の接合構造。
前記車両は、前記車両の前後方向に沿って延在する一対のロッカー部材を備え、
前記メインフロア部材は、前記一対のロッカー部材の間に跨って配置され、
前記第２の構成部材は、前記一対のロッカー部材の少なくとも一方を含む、請求項３に記載の車両の接合構造。
前記車両は、車幅方向に沿って延在するクロス部材を備え、
前記第２の構成部材は、前記クロス部材を含む、請求項３又は請求項４に記載の車両の接合構造。