JP2982530B2 - Structure bonding method - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は構造物の接着方法に関
し、さらに詳しくは周方向の一部のフランジ接合部でフ
ランジ部同士を突き合わせることにより閉断面形状に形
成された金属製の構造物について、そのフランジ部同士
を予め紫外線硬化型の接着剤を介して接合した上で該接
着剤を硬化させて接着する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for bonding a structure, and more particularly, to a metal structure formed in a closed cross section by abutting flange portions at a part of a circumferential flange connection portion. The present invention relates to a method in which the flange portions are bonded to each other via an ultraviolet-curable adhesive in advance, and then the adhesive is cured and bonded.
【０００２】[0002]
【従来の技術とその課題】例えば図３に示すように、シ
ルインナーＳ1とシルアウターＳ2とからなる中空閉断面
構造の自動車のサイドシルＳを接着工法によって組み立
てる場合、そのフランジ接合部Ｐにおいてシルインナー
Ｓ1およびシルアウターＳ2の双方のフランジ部Ｆ，Ｆ同
士を接着剤１１を介して接合することになるのである
が、閉断面構造の特殊性ゆえに接着剤１１として紫外線
硬化型の接着剤を用いることは一般に困難であるとされ
ている。その主な理由としては次の点を挙げることがで
きる。[Its Problems prior art. As shown in FIG. 3, for example, when assembling the side sill S automotive hollow closed cross section comprising a sill inner S 1 and sill outer S 2 Metropolitan by bond method, at its flange connection portion P The flange portions F, F of both the sill inner S 1 and the sill outer S 2 are to be joined to each other via an adhesive 11. It is generally considered difficult to use agents. The main reasons are as follows.
【０００３】（１）フランジ接合部Ｐでの接着剤層１１
の厚みがきわめて小さいために、サイドシルＳの外側か
ら紫外線を照射して接着剤１１を硬化させることはほと
んど不可能に近い。しかも、サイドシルＳの品質の上で
外表面への接着剤１１のはみ出しが許されず、サイドシ
ルＳの内周面側への接着剤１１のはみ出しが許されるに
すぎない。(1) Adhesive layer 11 at flange joint P
Is very small, it is almost impossible to cure the adhesive 11 by irradiating ultraviolet rays from outside the side sill S. In addition, in view of the quality of the side sill S, the protrusion of the adhesive 11 to the outer surface is not allowed, and only the protrusion of the adhesive 11 to the inner peripheral surface side of the side sill S is permitted.
【０００４】（２）フランジ部Ｆの形状の改良により接
着剤層１１の厚みを大きくして紫外線照射領域を確保す
ることは可能ではあるが、接着強度が低下する。(2) Although it is possible to increase the thickness of the adhesive layer 11 to secure an ultraviolet irradiation area by improving the shape of the flange portion F, the adhesive strength is reduced.
【０００５】（３）紫外線照射手段として紫外線ランプ
を用いて外側から照射しても、全エネルギーのうちごく
一部しか有効利用されないのでエネルギー効率がきわめ
て悪い。[0005] (3) Even if irradiation is performed from outside using an ultraviolet lamp as an ultraviolet irradiation means, only a small part of the total energy is effectively used, so that the energy efficiency is extremely poor.
【０００６】本発明は以上のような点に着目してなされ
たもので、閉断面構造の金属製の構造物のフランジ部同
士を紫外線硬化型の接着剤を用いて接着できるようにし
た方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and is directed to a method in which flange portions of a metal structure having a closed cross-sectional structure can be bonded to each other by using an ultraviolet curing adhesive. The purpose is to provide.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、周方向の一部
のフランジ接合部でフランジ部同士を突き合わせること
により閉断面形状に形成された金属製の構造物につい
て、前記フランジ部同士を予め紫外線硬化型の接着剤を
介して接合した上でその接着剤を硬化させて接着する方
法であって、前記フランジ接合部の近傍に設けられた作
業穴に光ファイバーを挿入して、閉断面形状の内周面の
うち前記フランジ接合部と対向する位置に形成された円
筒面に向けて前記光ファイバーから紫外線を照射し、前
記円筒面で反射した紫外線をフランジ接合部の接着剤層
の端面に線状に集光させて該接着剤層を硬化させること
を特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a metal structure formed in a closed cross-sectional shape by abutting flange portions at a part of a circumferential flange connection portion. A method in which an optical fiber is inserted into a work hole provided in the vicinity of the flange joint portion, and the optical fiber is inserted into a work hole provided in the vicinity of the flange joint portion, and is then closed. Ultraviolet rays are radiated from the optical fiber toward a cylindrical surface formed at a position facing the flange joint portion of the inner peripheral surface, and ultraviolet rays reflected on the cylindrical surface are lined to the end surface of the adhesive layer of the flange joint portion. It is characterized in that the adhesive layer is cured by condensing the adhesive layer.
【０００８】[0008]
【作用】この方法によると、接着剤のはみ出しが許容さ
れる構造物の内側から接着剤層に対して紫外線を線状に
照射することによって、接着剤層の硬化を効率的に促進
させることができる。According to this method, curing of the adhesive layer can be efficiently promoted by irradiating the adhesive layer with ultraviolet rays linearly from inside the structure where the adhesive is allowed to protrude. it can.
【０００９】[0009]
【実施例】図１，２は本発明の一実施例を示す図で、自
動車のサイドシルを接着工法によって組み立てる場合の
例を示している。1 and 2 show an embodiment of the present invention, in which a side sill of an automobile is assembled by a bonding method.
【００１０】図１，２に示すように、サイドシルＳは予
め断面ハット形にプレス成形されたシルインナーＳ1と
シルアウターＳ2とをそのフランジ接合部Ｐのフランジ
部Ｆ1，Ｆ1およびＦ2，Ｆ2同士で突き合わせ、後述する
ように紫外線硬化型の接着剤１で接着接合することで中
空閉断面形状に形成されるものであるが、前記シルイン
ナーＳ1とシルアウターＳ2のうち正規組み付け状態で相
互に対向する部分にはその長手方向に沿って予め円筒面
２が形成されている。また、前記シルインナーＳ1およ
びシルアウターＳ2のうちそれぞれ一方のフランジ部
Ｆ1，Ｆ2の根元部分には長手方向に沿って複数の作業穴
３が所定のピッチで形成されている。[0010] As shown in FIGS. 1 and 2, side sill S is a flange portion F 1 of the sill inner S 1 is pressed into a pre-sectional hat-shaped and sill outer S 2 that flange joints P, F 1 and F 2, F 2 abutting with each other, but are intended to be formed into a hollow closed cross section by adhesive bonding with an adhesive the first ultraviolet curing as will be described later, of the sill inner S 1 and sill outer S 2 Cylindrical surfaces 2 are previously formed along the longitudinal direction at portions facing each other in a properly assembled state. A plurality of working holes 3 are formed at a predetermined pitch along the longitudinal direction at the root of one of the flanges F 1 and F 2 of the sill inner S 1 and the sill outer S 2 .
【００１１】前記サイドシルＳの接着工法による組み立
ては、シルインナーＳ1およびシルアウターＳ2の各フラ
ンジ部Ｆ1，Ｆ2に紫外線硬化型の接着剤１を予め塗布し
た上でそれらフランジ部Ｆ1，Ｆ1およびＦ2，Ｆ2同士を
接合し、その接着剤層１を硬化させて接着するものであ
るが、接着剤層１の硬化処理は次の手順で行う。In the assembly of the side sill S by the bonding method, the ultraviolet curable adhesive 1 is applied to the flange portions F 1 and F 2 of the sill inner S 1 and the sill outer S 2 in advance, and then these flange portions F 1 are applied. , F 1 and F 2 , F 2 are joined together, and the adhesive layer 1 is cured and adhered. The curing treatment of the adhesive layer 1 is performed in the following procedure.
【００１２】なお、前記紫外線硬化型の接着剤１として
は、紫外線照射による単独硬化型のものではなく、嫌気
性接着型もしくは加熱硬化接着型との併用硬化型のもの
を使用するものとし、閉断面形状の内周面側に露出する
接着剤層１の端面ｅにはその接着剤１がはみ出すように
余盛りして紫外線照射領域を可及的に大きく確保する。The UV-curable adhesive 1 is not a single-curable adhesive which is irradiated with ultraviolet rays, but an anaerobic adhesive or a heat-curable adhesive. At the end face e of the adhesive layer 1 exposed on the inner peripheral surface side of the cross-sectional shape, an extra ultraviolet irradiation region is secured as much as possible so that the adhesive 1 protrudes.
【００１３】図１，２に示すように、シルアウターＳ2
の作業穴３に光ファイバー４の先端を挿入し、紫外線光
源５で発せられた紫外線Ｕを前記光ファイバー４を通し
て、その光ファイバー４が挿入されている作業穴３と反
対側に位置する円筒面２に向けて照射する。As shown in FIGS. 1 and 2, the sill outer S 2
The tip of the optical fiber 4 is inserted into the work hole 3 and the ultraviolet light U emitted from the ultraviolet light source 5 is directed through the optical fiber 4 toward the cylindrical surface 2 located on the opposite side of the work hole 3 into which the optical fiber 4 is inserted. And irradiate.
【００１４】前記紫外線光源５としては例えばレーザ発
振器が使用され、その結果、前記光ファイバー４を介し
て照射される紫外線Ｕとしては波長が１９３〜３５１ｎ
ｍのエキシマレーザもしくは波長が３２５ｎｍのＨｅ−
Ｃｄレーザのレーザ光が使用される。As the ultraviolet light source 5, for example, a laser oscillator is used. As a result, the wavelength of the ultraviolet light U irradiated through the optical fiber 4 is 193 to 351n.
m excimer laser or 325 nm wavelength He-
Laser light of a Cd laser is used.
【００１５】前記円筒面２に照射された紫外線Ｕは、そ
の円筒面２上では符号Ｑで示すように円形スポット状に
なるものの、その円筒面２で反射することによりサイド
シルＳの長手方向に沿って偏平状もしくは直線状に集光
された上で、サイドシルＳの内側から作業穴３に隣接す
るフランジ部Ｆ1，Ｆ1の根元部分の接着剤層１の端面ｅ
に照射される。なお、上記のように直線状に集光・照射
された紫外線を符号Ｒで示す。The ultraviolet light U radiated on the cylindrical surface 2 forms a circular spot on the cylindrical surface 2 as indicated by the reference symbol Q, but is reflected by the cylindrical surface 2 to extend along the longitudinal direction of the side sill S. After being condensed in a flat or linear shape, the end face e of the adhesive layer 1 at the roots of the flanges F 1 , F 1 adjacent to the work hole 3 from the inside of the side sill S.
Is irradiated. In addition, the ultraviolet rays condensed and irradiated linearly as described above are indicated by a symbol R.
【００１６】上記のようにフランジ部Ｆ1，Ｆ1同士の間
の接着剤層１の一部に紫外線Ｕ（Ｒ）が照射されると、
接着剤層１はその部分から徐々に硬化が進行し、特定部
位に紫外線Ｕが照射されたことによる接着剤１の硬化が
接着剤層１の所定の範囲まで徐々に波及する。As described above, when a part of the adhesive layer 1 between the flange portions F 1 and F 1 is irradiated with the ultraviolet rays U (R),
The curing of the adhesive layer 1 gradually progresses from that portion, and the curing of the adhesive 1 due to the irradiation of the specific portion with the ultraviolet rays U gradually spreads to a predetermined range of the adhesive layer 1.
【００１７】そして、上記のような紫外線照射による接
着剤１の硬化処理をシルアウターＳ2の各作業穴３に光
ファイバー４を順次挿入することにより行う一方、シル
インナーＳ1側の各作業穴３にも同様に光ファイバー４
挿入して硬化処理を行うことにより、双方のフランジ接
合部Ｐ，Ｐでの接着剤層１をほぼ満遍なく硬化させるこ
とができる。[0017] Then, while performed by successively inserting the optical fiber 4 to the work hole 3 sill outer S 2 the curing of the adhesive 1 by ultraviolet irradiation as described above, sill inner S 1 side each working holes 3 Optical fiber 4 as well
By performing the curing process by inserting the adhesive layer, the adhesive layer 1 at both the flange joints P, P can be cured almost evenly.
【００１８】この場合、接着剤層１に未硬化部分があっ
たとしても、上記のように紫外線硬化型の接着剤１とし
て嫌気性接着型もしくは加熱硬化接着型のものを使用し
ていることにより、経時変化もしくは後工程での加熱処
理によって接着剤層１の全面が満遍なく硬化する。In this case, even if there is an uncured portion in the adhesive layer 1, the use of the anaerobic adhesive type or the heat-curable adhesive type as the UV-curable adhesive 1 as described above. The entire surface of the adhesive layer 1 is uniformly cured by a change with time or a heat treatment in a later step.
【００１９】ここで、上記実施例構造のもとで本発明者
が実験を行ったところ、サイドシルＳの幅寸法ａを５０
ｍｍ、光ファイバー４の直径を１ｍｍ、円筒面２の曲率
をＲ５０（ｍｍ）とした場合に、円筒面２上での紫外線
Ｕのスポット部Ｑの径は直径１０ｍｍ程度の円形となっ
たのに対し、接着剤層１での紫外線Ｕの直線状の集光長
さｂはサイドシルＳの長手方向で２０ｍｍ程度となっ
た。Here, when the inventor conducted an experiment under the structure of the above embodiment, the width dimension a of the side sill S was set to 50
mm, the diameter of the optical fiber 4 is 1 mm, and the curvature of the cylindrical surface 2 is R50 (mm). On the other hand, the diameter of the spot Q of the ultraviolet ray U on the cylindrical surface 2 is a circle having a diameter of about 10 mm. The linear focusing length b of the ultraviolet rays U on the adhesive layer 1 was about 20 mm in the longitudinal direction of the side sill S.
【００２０】また、紫外線照射による接着剤１の硬化度
合は、円筒面２での反射率に依存する紫外線Ｕの光エネ
ルギー密度によって決定されるが、サイドシルＳの材質
の異いによる円筒面２での反射率は表１のようになっ
た。The degree of curing of the adhesive 1 by the irradiation of the ultraviolet rays is determined by the light energy density of the ultraviolet rays U depending on the reflectance at the cylindrical surface 2. Are as shown in Table 1.
【００２１】[0021]
【表１】 [Table 1]
【００２２】なお、上記実施例では円筒面２で反射した
紫外線Ｕを反対側の接着剤層１の端面ｅに照射して硬化
させるようにしているが、光ファイバー４から照射され
る紫外線Ｕの光エネルギー密度が高い場合には、例えば
シルアウターＳ2側の作業穴３に挿入された光ファイバ
ー４から発せられる紫外線Ｕを直接反対側の接着剤層１
の端面ｅに照射してその接着剤層１の硬化処理を行い、
それに続いて光ファイバー４の向きを変えて紫外線Ｕを
円筒面２に照射させてその円筒面２からの反射光により
もう一方の接着剤層１を硬化処理するようにしてもよ
い。また、シルインナーＳ1およびシルアウターＳ2に形
成された作業穴３は、後工程においてキッキングプレー
ト等によって閉塞される。In the above embodiment, the ultraviolet light U reflected by the cylindrical surface 2 is irradiated to the end face e of the adhesive layer 1 on the opposite side to be cured. If the energy density is high, for example, sill outer S 2 side of the working bore 3 adhesive directly opposite the ultraviolet U emitted from the optical fiber 4 inserted in layer 1
To cure the adhesive layer 1 by irradiating the end face e of
Subsequently, the direction of the optical fiber 4 may be changed to irradiate the cylindrical surface 2 with ultraviolet rays U, and the other adhesive layer 1 may be cured by the reflected light from the cylindrical surface 2. Further, the work hole 3 formed in the sill inner S 1 and the sill outer S 2 is closed by a kicking plate or the like in a later step.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、フランジ
接合することによって閉断面形状に形成される構造物に
ついて、そのフランジ部同士を紫外線硬化型の接着剤を
介して接合した上で硬化処理するにあたり、前記フラン
ジ接合部近傍の作業穴に光ファイバーを挿入して、閉断
面形状の内周面で前記フランジ接合部と対向する位置の
円筒面に向けて光ファイバーから紫外線を照射し、その
円筒面で反射した紫外線をフランジ接合部の接着剤層の
端面に直線状に集光させて該接着剤層を硬化させるよう
にしたことにより、従来は困難とされていたところの、
紫外線硬化型の接着剤を用いた閉断面形状の構造物の接
着工法が可能となる。また、光ファイバーから発せられ
た紫外線は円筒面の反射により接着剤層の端面の長手方
向に沿って直線状に集光された上で照射されることか
ら、光エネルギーの無駄が少なく効率よく接着剤層を硬
化させることができる。As described above, according to the present invention, for a structure formed into a closed cross-sectional shape by flange joining, the flange portions are joined together via an ultraviolet curing adhesive and then cured. In processing, an optical fiber is inserted into a work hole near the flange joint, and ultraviolet light is irradiated from the optical fiber toward a cylindrical surface at a position facing the flange joint on the inner peripheral surface of the closed cross-sectional shape, and the cylindrical By condensing the ultraviolet light reflected on the surface linearly on the end face of the adhesive layer of the flange joint and curing the adhesive layer, conventionally, it has been considered difficult,
It becomes possible to bond a structure having a closed cross-sectional shape using an ultraviolet-curable adhesive. In addition, since the ultraviolet light emitted from the optical fiber is condensed linearly along the longitudinal direction of the end surface of the adhesive layer by the reflection of the cylindrical surface and then irradiated, the adhesive is efficiently used with little waste of light energy. The layer can be cured.
【図１】本発明の一実施例を示す説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram showing one embodiment of the present invention.
【図２】図１の要部の正面説明図。FIG. 2 is an explanatory front view of a main part of FIG. 1;
【図３】従来のサイドシルの接着工法の概念説明図。FIG. 3 is a conceptual explanatory view of a conventional side sill bonding method.
１…接着剤（接着剤層） ２…円筒面 ３…作業穴 ４…光ファイバー ５…紫外線光源 Ｐ…フランジ接合部 Ｆ1，Ｆ2…フランジ部 Ｕ…紫外線 Ｓ…サイドシル Ｓ1…シルインナー Ｓ2…シルアウター1 ... adhesive (adhesive layer) 2 ... cylindrical surface 3 ... working hole 4 ... optical fiber 5 ... ultraviolet light source P ... flange joint F 1, F 2 ... flange portion U ... UV S ... sill S 1 ... sill inner S 2 … Sill outer
Claims (1)
ジ部同士を突き合わせることにより閉断面形状に形成さ
れた金属製の構造物について、前記フランジ部同士を予
め紫外線硬化型の接着剤を介して接合した上でその接着
剤を硬化させて接着する方法であって、 前記フランジ接合部の近傍に設けられた作業穴に光ファ
イバーを挿入して、閉断面形状の内周面のうち前記フラ
ンジ接合部と対向する位置に形成された円筒面に向けて
前記光ファイバーから紫外線を照射し、 前記円筒面で反射した紫外線をフランジ接合部の接着剤
層の端面に線状に集光させて該接着剤層を硬化させるこ
とを特徴とする構造物の接着方法。1. A metal structure formed in a closed cross-sectional shape by abutting flange portions at a part of a circumferential flange joint portion, an ultraviolet curing adhesive is previously applied to the flange portions. A method of curing the adhesive by bonding via an optical fiber, and inserting an optical fiber into a working hole provided in the vicinity of the flange joint, and forming the flange on the inner peripheral surface of a closed cross-sectional shape. The optical fiber irradiates ultraviolet rays toward a cylindrical surface formed at a position facing the joint, and the ultraviolet rays reflected on the cylindrical surface are linearly condensed on the end surface of the adhesive layer of the flange joint to bond the ultraviolet rays. A method for bonding a structure, comprising curing an agent layer.
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