JP6131917B2 - 車両用パネルの接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両用パネルの接合構造に関する。

特許文献１には、インナパネルの端縁部とアウタパネルの端縁部とをヘミング接合して車体部材を構成する方法に関する技術が開示されている。この先行技術では、ヘミング接合部に弾性を有する接着剤を挟むことで、接着剤を硬化させるときの入熱でヘミング接合部に両パネルの線膨張係数の違いから歪み応力が付加されても、接着剤が弾性変形することで応力を吸収させている。

ここで、線膨張係数が異なるアウタパネルとインナパネルとをヘミング接合した場合、ヘミング接合後（接着剤の硬化後）の塗装の乾燥工程等の温度変化時における両パネルの線膨張係数の違いから生じる膨張又は収縮の変位差により、パネルが歪む虞がある。したがって、線膨張係数が異なる車両用パネルの接合構造に関し改善の余地がある。

なお、その他関連する技術が特許文献２〜特許文献４に開示されている。

特開２００９−１７８７５０号公報 特開昭５８−０６７５６６号公報 特開２００７−１１８５２号公報 特開２００９−１２６４８１号公報

本発明は、上記事実を考慮し、線膨張係数が異なる車両用パネルの温度変化による歪みを効果的に抑制することができる車両用パネルの接合構造を提供することが目的である。

請求項１の車両用パネルの接合構造は、線膨張係数が異なる材料で形成された一対の車両用パネルと、一方の前記車両用パネルの外縁部における端部が折り返されて形成され、中空状に丸められたヘミング端部とパネル同士が重ね合わされた折返部とで構成されたヘミング部と、他方の前記車両用パネルの外縁部における端部の先端に形成され、前記一方の車両用パネルの前記ヘミング部の前記折返部に向かって突出し、前記ヘミング部の前記折返部に接触するリブ部と、一対の前記車両用パネルの前記外縁部間に形成され、前記外縁部同士を接合する接着層と、を備えている。

請求項１に記載の車両用パネルの接合構造では、一対の車両用パネルの外縁部間に形成された接着層によって外縁部同士が接合されている。よって、温度変化時における車両用パネルの線膨張係数の違いから生じる膨張又は収縮の変位差を接着層が伸長して吸収することで、車両用パネルの歪みが抑制される。

ここで、一方の車両用パネルの外縁部の端部のヘミング部の折返部に、他方の車両用パネルの外縁部の端部の先端に形成されたリブ部が接触した状態で、接着層によって外縁部同士が接合されている。

よって、リブ部が形成されていない場合と比較し、接着層の層厚を容易に厚くすることができるので、線膨張係数が異なる車両用パネルの温度変化による歪みが効果的に抑制される。

請求項２の車両用パネルの接合構造は、請求項１に記載の構造において、前記リブ部が前記ヘミング部の前記折返部に接触する接触位置は、前記ヘミング部の前記折返部の先端からの距離が前記一対の車両用パネルの線膨張係数の違いによる変位差以上になるように設定されている。

請求項２に記載の車両用パネルの接合構造では、温度変化時の車両用パネルの変位差によってリブ部がヘミング部の折返部に接触する接触位置が変化する。しかし、リブ部がヘミング部の折返部に接触する接触位置は、ヘミング部の折返部の先端からの距離が線膨張係数の違いによる変位差以上になるように設定されているので、リブ部がヘミング部の折返部から外れリブ部とヘミング部の折返部とが離れてしまうことが防止される。

請求項３の車両用パネルの接合構造は、請求項１又は請求項２に記載の構造において、前記一方の車両用パネルの前記ヘミング部の前記折返部と、前記他方の車両用パネルの前記外縁部の前記端部との隙間に前記接着層が形成されている。

請求項３に記載の車両用パネルの接合構造では、一方の車両用パネルのヘミング部の折返部と、他方の車両用パネルの外縁部の端部との隙間に接着層が形成されているので、当該隙間への水の浸入が防止される。よって、車両用パネルの外縁部の防水性能が向上する。

請求項４の車両用パネルの接合構造は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の構造において、前記一対の車両用パネルは、車両外側に配置され金属材料で形成されたアウタパネルと、前記アウタパネルの車両内側に配置され樹脂材料で形成されたインナパネルと、で構成されている

請求項４に記載の車両用パネルの接合構造では、アウタパネルは金属材料で形成され、インナパネルは樹脂材料で形成されている。樹脂材料で形成されたインナパネルは金属材料で形成されたアウタパネルよりもクリープが発生しやすい。しかし、アウタパネルとインナパネルとの線膨張係数の違いから生じる変位差を接着層が伸長して吸収するので、樹脂材料で形成されたインナパネルのクリープの発生が防止又は抑制される。

請求項１に記載の発明によれば、線膨張係数が異なる車両用パネルの温度変化による歪みを効果的に抑制することができる。

請求項２に記載の発明によれば、温度変化によりリブ部がヘミング部から離れることを防止することができる。

請求項３に記載の発明によれば、車両用パネルの外縁部の防水性能が向上する。

請求項４に記載の発明によれば、樹脂材料で形成されたインナパネルのクリープの発生を防止又は抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る車両用パネルの接合構造が適用されたエンジンフードの要部の断面図である。 図１の要部の拡大断面図である。 温度変化によるインナパネルとアウタパネルとの変位差と接着層の伸長を説明するための説明図である。

図１〜図３を用いて、本発明の一実施形態に係る車両用パネルの接合構造について説明する。

（接合構造）
図１には、本実施形態の車両用パネルの接合構造１０が適用されたエンジンフード１２の要部が示されている。エンジンフード１２は、車両内側に配置されたインナパネル２０と、車両外側に配置されインナパネル２０の外形よりも大きいアウタパネル３０と、を含んで構成されている。

インナパネル２０及びアウタパネル３０は、線膨張係数の異なる材料で形成されている。本実施形態では、インナパネル２０はアウタパネル３０よりも線膨張係数が小さい材料が用いられている。具体的には、インナパネル２０には樹脂材料（炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ等））が用いられ、アウタパネル３０には金属材料（アルミニウム合金や鋼板等）が用いられている。

図１及び図２に示すように、アウタパネル３０の外縁部３２には、端部３４が折り返されることによって形成されたヘミング部３６が設けられている。なお、本実施形態のヘミング部３６は、中空状に丸められ車両内側に凸状となったヘミング端部３７と、パネル同士が重ね合わされた折返部３８と、で構成されている。

インナパネル２０の外縁部２２の端部２４は、アウタパネル３０のヘミング部３６の折返部３８の外側（車両内側）に配置されている。そして、インナパネル２０の外縁部２２の端部２４の先端には、ヘミング部３６の折返部３８に向かって突出し、折返部３８に接触するリブ部２６が形成されている。

図２に示すように、リブ部２６の接触位置（先端位置）２６Ａは、ヘミング部３６の折返部３８の先端３８Ａから距離Ｍに設定されている。言い換えると、インナパネル２０の端部２４とアウタパネル３０の折返部３８とが重なっている幅がＭとなっている。また、距離Ｍは、後述する線膨張係数の違いによる変位差ΔＬ以上（図３参照）に設定されている。

図１及び図２に示すように、アウタパネル３０の外縁部３２とインナパネル２０の外縁部２２との間に充填された接着剤５０によって接着層５２が形成され、アウタパネル３０の外縁部３２とインナパネル２０の外縁部２２とが接合されている。別の観点から説明すると、インナパネル２０の外縁部２２のリブ部２６がアウタパネル３０のヘミング部３６の折返部３８に突き当てられた状態で、アウタパネル３０の外縁部３２とインナパネル２０の外縁部２２とが接着剤５０（接着層５２）によって接合されている。

なお、図２に示すように、インナパネル２０の外縁部２２の端部２４とアウタパネル３０の折返部３８とが重なった部位の隙間４０にも接着剤５０が充填され、隙間４０にも接着層５２が形成されている。

（作用及び効果）
つぎに、本実施形態の作用及び効果について説明する。

図１及び図２に示すように、インナパネル２０の外縁部２２の端部２４は、アウタパネル３０のヘミング部３６の折返部３８の外側（車両内側）に配置されている。そして、インナパネル２０のリブ部２６がアウタパネル３０のヘミング部３６の折返部３８に突き当てられた状態で、アウタパネル３０の外縁部３２とインナパネル２０の外縁部２２とが接着層５２（接着剤５０）によって接合されている。

インナパネル２０は樹脂材料で形成され、アウタパネル３０は金属材料で形成されているので、インナパネル２０はアウタパネル３０よりも線膨張係数が小さい。よって、接着剤５０の硬化後における塗装の乾燥工程等の温度変化時に、アウタパネル３０とインナパネル２０とには、線膨張係数の違いにより膨張又は収縮に変位差が生じる。しかし、アウタパネル３０とインナパネル２０との膨張又は収縮の変位差を接着層５２（接着剤５０）が伸長して吸収する。

また、図２に示すように、リブ部２６が折返部３８に突き当てられた状態で接合されているので、アウタパネル３０とインナパネル２０との膨張又は収縮の変位差を接着層５２が伸長して吸収するために必要な接着層５２の層厚Ｔ_０が、リブ部２６によって容易に確保される。したがって、アウタパネル３０及びインナパネル２０の歪みが効果的に抑制される。

また、インナパネル２０の外縁部２２とアウタパネル３０の外縁部３２との間に接着層５２が形成されているので、アウタパネル３０の外縁部３２の腐食が防止又は抑制される。

更に、インナパネル２０の外縁部２２の端部２４とアウタパネル３０のヘミング部３６の折返部３８とが重なった部位の隙間４０にも接着剤５０が充填され接着層５２が形成されているので、当該隙間４０への水の浸入が防止される。よって、当該隙間４０への水の浸入によるアウタパネル３０の腐食が防止又は抑制される。

また、例えば、塗装の乾燥工程等の熱間時においては、樹脂材料で形成されたインナパネル２０は、金属材料で形成されたアウタパネル３０よりもクリープが発生しやすい。しかし、前述したようにアウタパネル３０とインナパネル２０との変位差を接着層５２（接着剤５０）が伸長して吸収するので、樹脂材料で形成されたインナパネル２０のクリープの発生が防止又は抑制される。

ここで、図３は、インナパネル２０とアウタパネル３０との変位差と接着層５２（接着剤５０）の伸長を説明するために、インナパネル２０とアウタパネル３０との接合部位をモデル化した説明図（モデル図）である。なお、この図３では、説明を簡単にするためヘミング部３６やリブ部２６等は図示していない。

接着層５２の初期状態の層厚をＴ_０
温度変化によって接着層５２が伸長した状態の層厚をＴ_１（想定される最大値）
温度変化によるインナパネル２０とアウタパネル３０との変位差をΔＬ（想定される最大値）
とすると、
温度変化による接着層５２の伸長率Ｓは、［数１］となる。

線膨張係数の違いによる変位差ΔＬを接着層５２が十分に吸収するためには、接着層５２が層厚Ｔ_１まで伸長する必要がある。また、接着剤５０の種類によって、伸長可能な伸長率Ｓが決定される。よって、伸長率Ｓが閾値以下となるように、初期状態の層厚Ｔ_０を決定することで、接着層５２が層厚Ｔ_１まで伸長し線膨張係数の違いによる変位差ΔＬを接着層５２が十分に吸収する

この初期状態の接着層５２の層厚Ｔ_０は、ヘミング部３６の折返部３８の板厚ｔ_１とリブ部２６の高さｔ_２との合計になる（図２参照、Ｔ_０＝ｔ_１＋ｔ_２）。よって、リブ部２６の高さｔ_２を調整することで、線膨張係数の違いによる変位差ΔＬを接着層５２が伸長して吸収するために必要な初期状態の層厚Ｔ_０を確保することができる。

したがって、本実施形態では、伸長率Ｓ（［数１］参照）が閾値以下となるように、リブ部２６の高さｔ_２を決定することで、線膨張係数の違いによる変位差ΔＬを接着層５２が伸長して吸収するために必要な初期状態の層厚Ｔ_０（伸長後の層厚Ｔ_１）を確保している。

また、温度変化時に、図２に示すインナパネル２０のリブ部２６がアウタパネル３０のヘミング部３６の折返部３８に接触する接触位置２６Ａは、変位差ΔＬ（図３参照）変化する。そして、本実施形態では、リブ部２６の接触位置２６Ａの折返部３８（ヘミング部３６）の先端３８Ａからの距離Ｍは、変位差ΔＬ（図３参照）以上に設定されている。よって、リブ部２６が折返部３８から外れ、リブ部２６と折返部３８とが離れること（位置ずれ）が防止されている。

（その他）
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、車両内側に配置されたインナパネル２０と車両外側に配置されたアウタパネル３０とを含んで構成されているエンジンフード１２に本発明を適用したが、これに限定されない。サイドドア、バックドア、及びラゲッジドア等の一対の車両用パネルの接合構造に本発明を適用することができる。

また、一対の車両用パネルの配置は限定されておらず、配置方向は適宜設定可能である。

また、一対の車両用パネルを構成する材料は、樹脂材料と金属材料との組み合わせ特定されるものでない。例えば、線膨張係数の異なる２種類の金属材料によって形成された一対の車両用パネルであってもよい。

更に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

１０ 車両用パネルの接合構造
２０ インナパネル（車両用パネルの一例）
２２ 外縁部
２４ 端部
２６ リブ部
３０ アウタパネル（車両用パネルの一例）
３２ 外縁部
３４ 端部
３６ ヘミング部
３８ 折返部
４０ 隙間
５０ 接着剤
５２ 接着層
ΔＬ 変位差

Claims (4)

1. 線膨張係数が異なる材料で形成された一対の車両用パネルと、
   一方の前記車両用パネルの外縁部における端部が折り返されて形成され、中空状に丸められたヘミング端部とパネル同士が重ね合わされた折返部とで構成されたヘミング部と、
   他方の前記車両用パネルの外縁部における端部の先端に形成され、前記一方の車両用パネルの前記ヘミング部の前記折返部に向かって突出し、前記ヘミング部の前記折返部に接触するリブ部と、
   一対の前記車両用パネルの前記外縁部間に形成され、前記外縁部同士を接合する接着層 と、
   を備える車両用パネルの接合構造。
2. 前記リブ部が前記ヘミング部の前記折返部に接触する接触位置は、前記ヘミング部の前記折返部の先端からの距離が前記一対の車両用パネルの線膨張係数の違いによる変位差以上になるように設定されている、
   請求項１に記載の車両用パネルの接合構造。
3. 前記一方の車両用パネルの前記ヘミング部の前記折返部と、前記他方の車両用パネルの前記外縁部の前記端部との隙間に前記接着層が形成されている、
   請求項１又は請求項２に記載の車両用パネルの接合構造。
4. 前記一対の車両用パネルは、車両外側に配置され金属材料で形成されたアウタパネルと、前記アウタパネルの車両内側に配置され樹脂材料で形成されたインナパネルと、で構成されている、
   請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車両用パネルの接合構造。