JP5876725B2 - 車両における溶接ねじ部品の付設箇所のシール構造およびシール方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車などの車両の構成部品に溶接ナット（ウェルドナット）や溶接ボルト（ウェルドボルト）などの溶接ねじ部品が付設されている箇所をシールするための構造および方法に関する。

所望の車両構成部材にウェルドナットを溶接する場合、ウェルドナットの全周溶接は困難であるため、溶接対象面とウェルドナットの座面との境界部には、隙間を生じるのが通例である。ウェルドナットの付設箇所如何では、雨水やその他の水を被る場合があるが、このウェルドナットと溶接対象面との境界部に隙間を生じていたのでは、境界部に水が進入し、さらにはこの水がウェルドナットの下方に流れ落ちて、その部分が汚染し、あるいは腐食し易くなるといった不具合を生じる場合がある。
前記した隙間を無くすための手段としては、溶接前において、溶接対象面にシーラ材を厚く塗布することが考えられるが、このような手段を採用したのでは、ウェルドナットについての適正な溶接強度が得られなくなる。また、溶接後において溶接対象面とウェルドナットとの境界部の周囲に、シーリング材を塗布することも考えられるが、この手段では、前記境界部の周囲の全周を塞ぐようにシーリング材を丁寧に塗布する必要がある。したがって、その作業は面倒であって、作業コストが高価となる。とくに、車両の組み立てが進行し、ウェルドナットが外部から見えないような位置に存在する場合には、シーリング材の塗布作業を行なうことは実質的に困難である。

一方、従来においては、特許文献１に記載のウェルドナットが提案されている。このウェルドナットは、溶接対象面に食い込ませるための環状のシール用突起が座面に形成された構成を有している。このような構成によれば、環状のシール用突起の外方からその内方に向けて水が進入することを防止することが可能である。

しかしながら、特許文献１に記載の手段によれば、ウェルドナットを溶接する際には、溶接用のプロジェクション部（突起部）に加えて、環状のシール用突起も溶接対象面に接触するために、溶接時においてウェルドナットに印加される電圧が分散し、プロジェクション部の溶け込みが不十分となり易い。これでは、溶接強度が低くなり、高強度が要求される部位には適用することができない。また、前記したウェルドナットを溶接する際には、それ専用の大型の溶接治具を用いる必要が生じるといった不利もある。

特許第２５０００６９号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、ウェルドナットなどの溶接ねじ部品の溶接強度が低下するといった不具合を生じさせることなく、溶接ねじ部品と溶接対象面との境界部のシールを容易な作業によって適切に図ることが可能な車両における溶接ねじ部品の付設箇所のシール構造およびシール方法を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明の第１の側面により提供される車両における溶接ねじ部品の付設箇所のシール構造は、車両構成部材に溶接された溶接ねじ部品に、少なくとも一部が熱溶融可能とされたリング状のシール用シートが外嵌され、かつこのシール用シートによって、前記溶接ねじ部品の座面と前記車両構成部材の溶接対象面との境界部の周囲が覆われており、前記シール用シートの外周縁寄り領域の全周は、前記溶接対象面のうち、前記溶接ねじ部品の外周囲に溶着されており、前記シール用シートの前記溶着の領域よりも内周縁寄り領域は、前記溶接ねじ部品の外面に沿うように前記溶接対象面から立ち上がった状態とされ、前記内周縁寄り領域の全周は、前記溶接ねじ部品の外面に溶着されていることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
第１に、溶接ねじ部品の座面と車両構成部材の溶接対象面との境界部は、その全周がシール用シートによって覆われて密閉された状態となる。したがって、優れたシール性能が得られ、シール用シートの周辺部分から前記の境界部に水が進入することは適切に防止される。
第２に、溶接ねじ部品として、環状のシール用突起が座面に設けられていた特殊な溶接ねじ部品を用いる必要はない。したがって、溶接ねじ部品の溶接強度を高くし、高強度が要求される箇所にも適切に対応することができる。また、溶接用治具も小型の汎用のものを用いることができる。
第３に、本発明のシール構造は、リング状のシール用シートを溶接ねじ部品に外嵌した後に、このシール用シートを加熱することにより得ることができる。これら一連の作業は、容易であり、作業コストを廉価にすることができる。本発明によれば、たとえば溶接ねじ部品と溶接対象面との境界部の全周にわたってシーリング材を塗布する手段と比較すると、その作業は格段に容易であり、作業コストも大幅に低減することが可能である。シール用シートの加熱は、後述するように、電着塗装の乾燥作業を利用して行なうことが可能であるため、作業コストをより低減することが可能である。

本発明の第２の側面により提供される車両における溶接ねじ部品の付設箇所のシール方法は、溶接ねじ部品が溶接された車両構成部材に電着塗装を施す前の段階において、熱溶融可能なメルト層を有し、かつ下面が油面粘着性をもつリング状のシール用シートを、前記溶接ねじ部品に外嵌し、前記シール用シートの外周縁寄り領域の全周を、前記溶接対象面のうち、前記溶接ねじ部品の外周囲に接触させるとともに、前記シール用シートの前記接触の領域よりも内周縁寄り領域については、前記溶接ねじ部品の外面に沿うように前記溶接対象面から立ち上がった状態として、前記シール用シートによって、前記溶接ねじ部品の座面と前記車両構成部材の溶接対象面との境界部の周囲を覆う工程を有しており、この工程の後に電着塗装を施してから塗装乾燥処理を行なう際には、前記シール用シートのメルト層を加熱溶融させて、前記シール用シートの内周縁寄り領域の全周および外周縁寄り領域の全周を、前記溶接ねじ部品の外面および前記溶接対象面にそれぞれ溶着させることを特徴としている。

このような構成によれば、本発明の第１の側面により提供される前記のシール構造を適切に得ることができる。加えて、次のような効果も得られる。
すなわち、シール用シートの下面は油面粘着性を有しているが、金属製の車両構成部材は、多くの場合、防錆油がその表面に塗布されている。したがって、このような車両構成部材を対象とする場合において、シール用シートを溶接ねじ部品に外嵌させた際には、このシール用シートを車両構成部材の溶接対象面に確実に接着（仮接着）させることができる。これは、シール用シートが溶接対象面から剥離するといったことを防止するのに役立ち、その後の加熱時においてシール用シートを溶接対象面に適切に溶着させる上でも好ましい。また、前記構成によれば、シール用シートの加熱手段として、電着塗装後の塗装乾燥処理工程を利用しているために、シール用シートを溶接ねじ部品などに溶着させるための専用の加熱工程は不要であり、合理的である。さらに、シール用シートを所定箇所にセットする作業は、電着塗装前であればいずれの時期であってもよく、作業融通性にも優れる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形
態の説明から、より明らかになるであろう。

(ａ)は、本発明に係る車両における溶接ねじ部品の付設箇所のシール構造の一例を示す要部平面図であり、(ｂ)は、(ａ)のＩｂ−Ｉｂ断面図である。 （ａ）は、図１に示すシール構造を得るための方法を示す要部断面図であり、（ｂ）は、その平面断面図である。 （ａ）は、本発明の他の例を示す要部断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す構造を得るための方法を示す要部斜視図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１に示す車両における溶接ねじ部品の付設箇所のシール構造（以下、「シール構造」と適宜簡略する）は、溶接ねじ部品として、ウェルドナット１が用いられている。このウェルドナット１は、車両構成部材２に溶接されており、これら両者の境界部４が、シール用シート３を用いてシールされている。以下、これらの点について詳細に説明する。

ウェルドナット１は、従来既知のものと同様であり、ネジ孔１１を有するたとえば六角ナット状の本体部１０の下部に、上面が傾斜した円板状などのフランジ部１２が一体的に形成された構成である。このフランジ部１２の外周縁には、溶接時に溶融する複数のプロジェクション部１３が設けられている。ウェルドナット１の溶接対象となる車両構成部材２は、たとえば車両のフレーム部材８０にスポット溶接などによって接合される金属製のブラケットであり、他の車両構成部材８１を支持するのに利用される。もちろん、ウェルドナット１の溶接対象は、このようなブラケットに限定されない。車両構成部材２は、鈑金製である。ウェルドナット１は、複数のプロジェクション部１３を利用して、車両構成部材２の上面２０（本発明でいう溶接対象面の一例）に溶接されている。ウェルドナット１の座面１４と車両構成部材２の上面２０との境界部４のうち、プロジェクション部１３が存在しない部分には、隙間が生じている。

シール用シート３は、前記した境界部４の周囲を塞ぐための部材であり、円形リング状である。このシール用シート３は、たとえば３層構造であり、基材フィルム３２の上側にメルト層３１が積層し、かつ下側に油面接着層３３が積層した構成である。図１（ｂ）の部分拡大図は、シール用シート３の後述する加熱処理後の状態を示している（加熱処理前については、図２（ａ）の部分拡大図を参照）。

メルト層３１は、後述する電着塗装の乾燥処理温度である１８０℃以下の温度で溶融可能な層である。このメルト層３１は、たとえばアクリルフォームとエポキシ樹脂との混合樹脂からなり、熱硬化性を有している。また、加熱前の厚みは、たとえば０．５〜１．５ｍｍである。油面接着層３３は、シール用シート３の加熱前において、車両構成部材２の上面２０への接着性をもつ層であり、後述の加熱処理前の状態においては軟質である。この油面接着層３３は、たとえばアクリル樹脂とエポキシ樹脂との混合樹脂からなり、熱硬化性を有している。油面接着層３３の加熱前の厚みは、０．３ｍｍ程度、またはそれ以下である。基材フィルム３２は、油面接着層３３とメルト層３１とを接合するための媒体としての役割を果たすものであり、たとえばその材質はＰＥＴであって、メルト層としての役割は果たさない。したがって、この基材フィルム３２の厚みは、できる限り薄くされている。

シール用シート３は、ウェルドナット１の本体部１０に外嵌されており、このシール用シート３の内周縁寄り領域３０ａは、ウェルドナット１のフランジ部１２の上面上に位置
している。シール用シート３の外周縁寄り領域３０ｂは、フランジ部１２の周囲にはみ出しており、車両構成部材２の上面２０上に位置している。このことにより、ウェルドナット１と車両構成部材２との境界部４の周囲は、シール用シート３によって覆われている。さらに、シール用シート３は、後述の加熱処理が施されており、メルト層３１が一旦溶融してから硬化している結果、内周縁寄り領域３０ａの全周は、フランジ部１２の上面に溶着し、かつ外周縁寄り領域３０ｂの全周は、車両構成部材２の上面２０に溶着している。メルト層３１については、加熱溶融時において流動させて、図１（ｂ）の部分拡大図に示すように、メルト層３１の一部を基材フィルム３２の外方および内方にはみ出させることが可能である。このことにより、シール用シート３の外周縁および内周縁の溶着に利用される樹脂の量を多くし、溶着部の強度やシール性をより高めることが可能である。油面接着層３３については、前記した加熱処理によって熱硬化し、フランジ部１２の上面や車両構成部材２の上面２０への接着がより強固なものとなる。

前記したシール構造は、次の方法により得ることが可能である。

まず、図２に示すように、車両構成部材２にウェルドナット１が溶接された状態において、未加熱状態のシール用シート３をウェルドナット１の本体部１０に外嵌する。この場合、図１を参照して説明したように、シール用シート３の内周縁寄り領域３０ａをフランジ部１２上に配置し、かつ外周縁寄り領域３０ｂを車両構成部材２の上面２０上に配置させる。シール用シート３の下面部分は、油面接着層３３とされているために、シール用シート３を前記した部分に位置ずれを生じないように仮接着させておくことが可能である。車両構成部材２は、多くの場合防錆油がその表面に塗布されているのが通例である。シール用シート３が油面接着層３３を有していれば、シール用シート３を加熱してウェルドナット１や車両構成部材２に溶着させる以前の段階において、シール用シート３が剥離、脱落するといったことを適切に防止することが可能である。

前記した車両構成部材２を含む部位の電着塗装は、前記したシール用シート３のセッティングを終えた後に行なう。電着塗装の後には、塗装乾燥処理が実行されるが、この処理を、シール用シート３の加熱に利用し、この加熱によりメルト層３１を加熱溶融させるとともに、油面接着層３３を熱硬化させる。このことにより、図１を参照して説明したシール構造を効率よく、かつ合理的に得ることが可能であり、シール用シート３を加熱するための専用工程は不要となる。

図１に示したシール構造によれば、ウェルドナット１と車両構成部材２との境界部４は、その全周がシール用シート３によって密閉状態に閉塞された状態にある。したがって、優れたシール性能が得られ、シール用シート３の周辺部分から境界部４に水が進入することは適切に防止される。また、ウェルドナット１としては、座面１４に環状のシール用突起を設けたものを用いる必要がないために、ウェルドナット１の溶接強度を高くし、高トルクが作用する箇所にもウェルドナット１を用いることができる。また、大型の特殊な溶接用治具を用いる必要もなくすことができる。

さらに、図２を参照して説明した方法から理解されるように、本実施形態のシール構造は、実質的には、シール用シート３をウェルドナット１に外嵌させた後に、電着塗装の乾燥処理工程を利用してシール用シート３を加熱することにより得られる。これら一連の作業は容易であり、作業コストが廉価となる利点も得られる。シール用シート３をウェルドナット１に外嵌させる作業は、電着塗装前であれば、いずれの時期に行なってもよく、融通性にも優れる。

図３は、本発明の他の実施形態を示している。同図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付している。

図３に示すシール構造においては、ウェルドナット１Ａの本体部１０は、平面視矩形状であり、この本体部１０の下部の四隅部分に、プロジェクション部１３が設けられた構成である。一方、シール用シート３Ａは、ウェルドナット１Ａに対応した矩形のリング状であり、その内周縁の四隅部分には、外周縁側に向けて延びたスリット３９が設けられている。シール用シート３Ａは、ウェルドナット１Ａの本体部１０に外嵌されているが、この外嵌に際しては、シール用シート３Ａの内周縁寄り領域３０ａが、外周縁寄り領域３０ｂに対して比較的大きな角度で屈曲し、ウェルドナット１Ａの本体部１０の外面に沿っている。スリット３９は、シール用シート３に大きな皺などを生じさせることなくなく、前記した屈曲を容易にするのに役立つ（なお、ウェルドナットの外面にシール用シートの内周縁側を沿わせることを容易にするためのスリットを設ける手段は、図１および図２に示した実施形態においても用いることができる）。シール用シート３Ａは、前記実施形態と同様に、電着塗装後の乾燥処理工程において加熱された結果、内周縁寄り領域３０ａの全周はウェルドナット１の本体部１０の外面に溶着し、かつ外周縁寄り領域３０ｂの全周は車両構成部材２の上面２０に溶着している。

本実施形態においても、前記実施形態と同様な効果が得られる。本実施形態から理解されるように、本発明においては、ウェルドナットの具体的な形態はとくに限定されるものではない。シール用シートは、リング状とされるが、その具体的な形状は、ウェルドナットの形状に対応させて円形リング状や矩形リング状など、適宜変更することができる。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係るシール構造の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更可能である。また、本発明に係るシール方法の各作業工程の具体的な構成も、種々に変更可能である。

本発明でいう「溶接ねじ部品」の概念には、ウェルドナットに加え、ウェルドボルトも含まれる。ウェルドボルトの頭部は、ウェルドナットと同様な構成を有しているために、上述したウェルドナットについてのシール構造をウェルドボルトの頭部にそのまま適用すれば、本発明が意図する効果が得られることとなる。

シール用シートは、少なくとも一部が熱溶融可能とされたリング状であって、溶接ねじ部品に外嵌されて加熱された状態において、シール用シートの内周縁寄り領域の全周および外周縁寄り領域の全周が所定部位に溶着可能な構成であればよい。したがって、シール用シートは、必ずしも前記したような３層構造のものに限らず、たとえば全体がメルト層のみの単層とされた構成とすることもできる。溶接ねじ部品の溶接対象となる車両構成部材については、既述したように、その具体的な種類・部材の名称を問うものではない。

１，１Ａ ウェルドナット（溶接ねじ部品）
２ 車両構成部材
３，３Ａ シール用シート
４ 境界部
２０ 上面（溶接対象面）
３０ａ 内周縁寄り領域（シール用シートの）
３０ｂ 外周縁寄り領域（シール用シートの）
３１ メルト層（シール用シートの）
３３ 油面接着層（シール用シートの）

Claims (2)

1. 車両構成部材に溶接された溶接ねじ部品に、少なくとも一部が熱溶融可能とされたリング状のシール用シートが外嵌され、かつこのシール用シートによって、前記溶接ねじ部品の座面と前記車両構成部材の溶接対象面との境界部の周囲が覆われており、
   前記シール用シートの外周縁寄り領域の全周は、前記溶接対象面のうち、前記溶接ねじ部品の外周囲に溶着されており、
   前記シール用シートの前記溶着の領域よりも内周縁寄り領域は、前記溶接ねじ部品の外面に沿うように前記溶接対象面から立ち上がった状態とされ、前記内周縁寄り領域の全周は、前記溶接ねじ部品の外面に溶着されていることを特徴とする、車両における溶接ねじ部品の付設箇所のシール構造。
2. 溶接ねじ部品が溶接された車両構成部材に電着塗装を施す前の段階において、熱溶融可能なメルト層を有し、かつ下面が油面粘着性をもつリング状のシール用シートを、前記溶接ねじ部品に外嵌し、前記シール用シートの外周縁寄り領域の全周を、前記溶接対象面のうち、前記溶接ねじ部品の外周囲に接触させるとともに、前記シール用シートの前記接触の領域よりも内周縁寄り領域については、前記溶接ねじ部品の外面に沿うように前記溶接対象面から立ち上がった状態として、前記シール用シートによって、前記溶接ねじ部品の座面と前記車両構成部材の溶接対象面との境界部の周囲を覆う工程を有しており、
   この工程の後に電着塗装を施してから塗装乾燥処理を行なう際には、前記シール用シートのメルト層を加熱溶融させて、前記シール用シートの内周縁寄り領域の全周および外周縁寄り領域の全周を、前記溶接ねじ部品の外面および前記溶接対象面にそれぞれ溶着させることを特徴とする、車両における溶接ねじ部品の付設箇所のシール方法。

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