JP2024000711A

JP2024000711A - 接合方法

Info

Publication number: JP2024000711A
Application number: JP2022099568A
Authority: JP
Inventors: 直樹谷; Naoki Tani
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2022-06-21
Filing date: 2022-06-21
Publication date: 2024-01-09

Abstract

【課題】引張荷重による接合箇所の剥離を抑制する。
【解決手段】接合方法は、第１ワークと第２ワークとを接合する方法である。接合方法は、前記第１ワークの端部に接着剤を介して前記第２ワークの端部を重ね合わせる工程と、重ね合わせた前記第１ワークと前記第２ワークの両端部をリベットで締結する工程と、を備える。前記第１ワークの前記端部における先端部分は、前記リベットによる締結箇所に対して一方側に配置されるとともに、前記第２ワークに向けて屈曲する屈曲部となっている。前記第２ワークの前記端部における先端部分は、前記リベットによる締結箇所に対して他方側に配置されるとともに、前記第１ワークに向けて屈曲する屈曲部となっている。前記第１ワークと前記第２ワークとの各屈曲部には、前記リベットによる締結時に前記接着剤が流入するアンカー孔が形成されている。
【選択図】図１

Description

本明細書が開示する技術は、第１ワークと第２ワークとを接合する接合方法に関する。

特許文献１には、第１ワークと第２ワークとを接合する接合方法が開示されている。この接合方法では、第１ワークの端部に接着剤を介して第２ワークの端部を接合している。第１ワークと第２ワークの少なくとも一方では、接着剤が塗布される端部は、凹状となるように予め加工されている。

特開平０５－１５６２１３号公報

上記のような接合方法では、第１ワークと第２ワークに引張荷重が作用したときに、接合箇所が剥離するという問題がある。本明細書では、引張荷重による接合箇所の剥離を抑制することができる技術を開示する。

本明細書が開示する技術は、第１ワークと第２ワークとを接合する接合方法に具現化される。この接合方法は、前記第１ワークの端部に接着剤を介して前記第２ワークの端部を重ね合わせる工程と、重ね合わせた前記第１ワークと前記第２ワークの両端部をリベットで締結する工程と、を備える。前記第１ワークの前記端部における先端部分は、前記リベットによる締結箇所に対して一方側に配置されるとともに、前記第２ワークに向けて屈曲する屈曲部となっている。前記第２ワークの前記端部における先端部分は、前記リベットによる締結箇所に対して他方側に配置されるとともに、前記第１ワークに向けて屈曲する屈曲部となっている。前記第１ワークと前記第２ワークとの各屈曲部には、前記リベットによる締結時に前記接着剤が流入するアンカー孔が形成されている。

実施例の接合方法を示す図である。実施例の接合体に引張荷重が作用したときの接合体の図である。実施例の接合体に引張荷重が作用したときの曲げ変形量を示す図である。

図面を参照して、接合方法を説明する。接合方法は、第１ワーク１０と第２ワーク１２の端部とを接合する方法である。まず、図１を参照して、第１ワーク１０と第２ワーク１２を説明する。第１ワーク１０は、１枚の板材を折り曲げることにより作製される。第１ワーク１０は、例えば、金属材料または樹脂材料からなる。金属材料は、例えば、アルミと銅であり、樹脂材料は、例えば、ＣＦＲＰである。第１ワーク１０は、第１接合部分１０ａを備える。第１接合部分１０ａは、第１ワーク１０の端部に位置している。

第１接合部分１０ａは、第１基部１４と、第１屈曲部１６と、を備える。第１基部１４は、第１リベット締結孔１８を有する。第１リベット締結孔１８は、第１基部１４を第１接合部分１０ａの第１接合面２０から第１非接合面２２まで、即ち、第１基部１４の厚み方向に貫通している。第１屈曲部１６は、第１基部１４の端部に連結されている。第１屈曲部１６は、第１接合部分１０ａの先端部分を構成している。第１屈曲部１６は、第１基部１４に対して鋭角に屈曲している。第１屈曲部１６は、第１アンカー孔２４を有する。第１アンカー孔２４は、第１リベット締結孔１８よりも第１屈曲部１６側に配置されている。第１アンカー孔２４は、第１屈曲部１６を第１接合部分１０ａの第１接合面２０から第１非接合面２２まで、即ち、第１屈曲部１６の厚み方向に貫通している。

第２ワーク１２は、１枚の板材を折り曲げることにより作製される。第２ワーク１２は、例えば、金属材料または樹脂材料からなる。金属材料は、例えば、アルミと銅であり、樹脂材料は、例えば、ＣＦＲＰである。第２ワーク１２は、第２接合部分１２ａを備える。第２接合部分１２ａは、第２ワーク１２の端部に位置している。

第２接合部分１２ａは、第２基部３０と、第２屈曲部３２と、を備える。第２基部３０は、第２リベット締結孔３４を有する。第２リベット締結孔３４の形状は、第１リベット締結孔１８の形状と略同一である。第２リベット締結孔３４は、第２基部３０を第２接合部分１２ａの第２接合面３６から第２非接合面３８まで、即ち、第２基部３０の厚み方向に貫通している。第２屈曲部３２は、第２基部３０の端部に連結されている。第２屈曲部３２は、第２接合部分１２ａの先端部分を構成している。第２屈曲部３２は、第２基部３０に対して鋭角に屈曲している。第２屈曲部３２は、第２アンカー孔４０を有する。第２アンカー孔４０は、第２リベット締結孔３４よりも第２屈曲部３２側に配置されている。第２アンカー孔４０は、第２屈曲部３２を第２接合部分１２ａの第２接合面３６から第２非接合面３８まで、即ち、第２屈曲部３２の厚み貫通している。

次に、接合方法を説明する。接合方法は、重ね合わせ工程と、挿入工程と、締結工程と、を備える。重ね合わせ工程と、挿入工程と、締結工程が順番に実行される。

図１（ａ）に示すように、重ね合わせ工程では、接着剤４４を、第１接合部分１０ａの第１接合面２０と第２接合部分１２ａの第２接合面３６の少なくとも一方、本実施例では、第１接合面２０に塗布する。変形例では、接着剤４４を、第２接合面３６のみに、または、第１接合面２０と第２接合面３６の両方に塗布してもよい。次に、第１接合面２０が第２接合面３６と対向するように、第１接合部分１０ａと第２接合部分１２ａを重ね合わせる。第１接合部分１０ａと第２接合部分１２ａが重ね合わされた状態では、第１屈曲部１６が第２ワーク１２に向けて屈曲しており、第２屈曲部３２が第１ワーク１０に向けて屈曲しており、第１リベット締結孔１８が第２リベット締結孔３４と対向している。以下では、第１リベット締結孔１８と第２リベット締結孔３４を合わせて締結箇所４６と呼ぶことがある。第１接合部分１０ａと第２接合部分１２ａが重ね合わされた状態では、第１アンカー孔２４は、締結箇所４６に対して一方側に配置されており、第２アンカー孔４０は、締結箇所４６に対して他方側に配置されている。

挿入工程では、図１（ｂ）に示すリベット５０を、第２ワーク１２側から第１リベット締結孔１８と第２リベット締結孔３４に挿入する。ここで、リベット５０は、ボディ部５２と、ヘッド部５４と、フランジ部５６と、シャフト部５８と、を備える。挿入工程が実行されると、ボディ部５２は、第１リベット締結孔１８と第２リベット締結孔３４に挿入されており、第１接合部分１０ａと第２接合部分１２ａは、ヘッド部５４とフランジ部５６との間に配置されている。

図１（ｂ）に示すように、締結工程では、シャフト部５８が第２ワーク１２から離れる方向Ｄ１に、シャフト部５８をボディ部５２から引き抜く。フランジ部５６が第２接合部分１２ａの第２非接合面３８に当接した状態で、ヘッド部５４が方向Ｄ１に移動して、ボディ部５２が座屈する。これにより、第１ワーク１０が第２ワーク１２に押し付けられ、第１ワーク１０と第２ワーク１２は、リベット５０により締結されて、図１（ｃ）に示す接合体６０が作製される。また、第１ワーク１０が第２ワーク１２に押し付けられると、第１屈曲部１６は、第１基部１４に対する第１屈曲部１６の屈曲角度が小さくなるように弾性変形し、第２屈曲部３２は、第２基部３０に対する第２屈曲部３２の屈曲角度が小さくなる弾性変形する。さらに、第１ワーク１０が第２ワーク１２に押し付けられると、接着剤４４は、第１接合部分１０ａと第２接合部分１２ａにより押し広げられる。これにより、接着剤４４は、第１アンカー孔２４に流入し、その後に、第１接合部分１０ａの第１非接合面２２上に漏れ出す。また、接着剤４４は、第２アンカー孔４０に流入し、その後に、第２接合部分１２ａの第２非接合面３８上に漏れ出す。接着剤４４が硬化すると、アンカー効果を発揮することにより、第１ワーク１０と第２ワーク１２が接着剤４４により強固に接合される。

接合体６０に図１（ｃ）に示す方向Ｄ２、Ｄ３の引張荷重が作用すると、図２に示すように、第１ワーク１０が第２接合部分１２ａから離れる方向に曲げ変形し、第２ワーク１２が第１接合部分１０ａから離れる方向に曲げ変形することがある。この結果、硬化した接着剤４４の両端部には、剥離力が生じる。接合前の第２屈曲部３２は第１接合部分１０ａに向けて屈曲しているため、第２屈曲部３２の復元力は、第１接合部分１０ａを押圧するように作用する。これにより、硬化した接着剤４４の一端部に生じる剥離力が低減される。また、接合前の第１屈曲部１６は第２接合部分１２ａに向けて屈曲しているため、第１屈曲部１６の復元力は、第２接合部分１２ａを押圧するように作用する。これにより、硬化した接着剤４４の他端部に生じる剥離力が低減される。また、接着剤４４が第１アンカー孔２４と第２アンカー孔４０に流入することにより発生するアンカー効果が発揮することにより、図３に示すように、アンカー効果が発揮しない従来構成と比較して、第１ワーク１０と第２ワーク１２の曲げ変形し難くなる。なお、図３では、本実施例の構成に関するグラフが実線で図示されており、従来構成に関するグラフが破線で図示されている。以上より、引張荷重により、第１ワーク１０と第２ワーク１２との接合箇所の剥離が効果的に抑制される。

（効果）
本実施例では、接合方法は、第１ワーク１０の第１接合部分１０ａに接着剤４４を介して第２ワーク１２の第２接合部分１２ａを重ね合わせる工程と、重ね合わせた第１接合部分１０ａと第２接合部分１２ａをリベット５０で締結する工程と、を備える。第１接合部分１０ａにおける第１屈曲部１６は、リベット５０による締結箇所４６に対して一方側に配置されるとともに、第２ワーク１２に向けて屈曲する。第２接合部分１２ａにおける第２屈曲部３２は、リベット５０による締結箇所４６に対して他方側に配置されるとともに、第１ワーク１０に向けて屈曲する。第１屈曲部１６と第２屈曲部３２のそれぞれには、リベット５０による締結時に接着剤４４が流入する第１アンカー孔２４と第２アンカー孔４０のそれぞれが形成されている。

上記の接合方法では、重ね合わせた第１ワーク１０と第２ワーク１２をリベット５０で締結したときに、接着剤４４が第１アンカー孔２４と第２アンカー孔４０に流入する。第１アンカー孔２４と第２アンカー孔４０内で硬化した接着剤４４が、アンカー効果を発揮することにより、第１ワーク１０と第２ワーク１２が強固に接合される。また、重ね合わせた第１ワーク１０と第２ワーク１２をリベット５０で締結したときに、第１屈曲部１６と第２屈曲部３２では、屈曲角度を小さくするように弾性変形が生じることにより、他方のワーク１０、１２を押圧するような復元力が発生する。ここで、第１ワーク１０と第２ワーク１２に引張荷重が作用すると、接合箇所の両側では第１ワーク１０と第２ワーク１２に曲げ変形が発生し、その結果、硬化した接着剤４４の端部に剥離力が生じる。この点に関して、第１屈曲部１６と第２屈曲部３２による復元力は、他方のワーク１０、１２を押圧するように作用することにより、硬化した接着剤４４の端部に生じる剥離力を低減させる。これにより、前述したアンカー効果と合わせて、引張荷重により、第１ワーク１０と第２ワーク１２の接合箇所の剥離が効果的に抑制される。

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０：第１ワーク、１０ａ：第１接合部分、１２：第２ワーク、１２ａ：第２接合部分、１６：第１屈曲部、１８：第１リベット締結孔、２０：第１接合面、２４：第１アンカー孔、３２：第２屈曲部、３４：第２リベット締結孔、３６：第２接合面、４０：第２アンカー孔、４４：接着剤、４６：締結箇所、５０：リベット、６０：接合体

Claims

第１ワークと第２ワークとを接合する接合方法であって、
前記第１ワークの端部に接着剤を介して前記第２ワークの端部を重ね合わせる工程と、
重ね合わせた前記第１ワークと前記第２ワークの両端部をリベットで締結する工程と、
を備え、
前記第１ワークの前記端部における先端部分は、前記リベットによる締結箇所に対して一方側に配置されるとともに、前記第２ワークに向けて屈曲する屈曲部となっており、
前記第２ワークの前記端部における先端部分は、前記リベットによる前記締結箇所に対して他方側に配置されるとともに、前記第１ワークに向けて屈曲する屈曲部となっており、
前記第１ワークと前記第２ワークとの各屈曲部には、前記リベットによる締結時に前記接着剤が流入するアンカー孔が形成されている、
接合方法。