JP6648069B2 - 接着構造 - Google Patents

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Description

本発明は、複数の部材を接着剤で接合した接着構造に関する。
接着剤を用いて２つの部材を接合する際に、２つの部材の間隔を一定にし、接着剤の膜厚を均一にすることが行われている。
たとえば、特許文献１では、２つの部材の間に、接着剤とともに線状材を狭持させ、接着剤と一緒に硬化させる手法が提案されている。
特開２０１４−１２８９８６号公報
ところで、２つの部材が管形状を備え、一方の端部を他方の筒内に挿入しつつ、接合する場合、特許文献１のような構成では、線状材がずれないように、線状材を外部に引出して固定する必要がある。そして、接着剤硬化後に、線状材の露出した余分な部分を切断している。
このような手法の場合、線状材の端面が外部に露出してしまう。このため、経年変化によって、線状材が起点となって、剥がれ、および強度低下の原因となるおそれがある。
本発明は、前述の点に鑑みてなされたものであり、経年変化による剥がれ、および強度低下が生じ難い接着構造を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明に係る接着構造は、対向配置された一対の部材の部材間に接着剤を塗布し、一対の部材を接着固定する接着構造において、少なくともどちらか一方の部材に、他方の部材に向かって所定の高さ寸法で突出する突起を備え、前記突起は、前記一対の部材を組付ける際のスライド方向の後方に、貫通孔からなる作業孔を備えることを特徴とする。
本発明によれば、経年変化による剥がれ、および強度低下が生じ難い接着構造を提供することができる。
本実施形態に係る接着構造を示す上方斜視図である。 本実施形態に係る接着構造を示す下方斜視図である。 本実施形態に係る突起の形状を示す要部断面図である。 本実施形態に係る作業孔周辺の形状を示す要部拡大斜視図である。 突起と作業孔との位置関係を説明する概要図である。 突起と作業孔との位置関係を説明する概要図である。 第１の別態様の突起の形状を示す要部断面図である。 第２の別態様の突起の形状を示す拡大斜視図である。 第３の別態様の突起の形状を示す拡大斜視図である。
本発明の第１実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
本実施形態の接着構造１は、車体（図示せず）を構成するサブフレーム１００の組立てに採用されている（図１、図２参照）。
サブフレーム１００は、エンジン（図示せず）やサスペンション（図示せず）、ステアリング（図示せず）などを車体に支持するための構造体である。そして、サブフレーム１００は、車両前後方向に延びる一組のサイドフレーム（図示せず）の間に架け渡される。
このようなサブフレーム１００は、各サイドフレームに固定される一組のブラケット２１と、一組のブラケット２１間を繋ぐセンタービーム１１とを備えている。
そして、本実施形態の接着構造１は、センタービーム１１と各ブラケット２１との接合に用いられている（図１、図２参照）。
つまり、本実施形態の接着構造１は、センタービーム１１とブラケット２１とからなる一対の部材を一体に接合するための構造である。
なお、一組のブラケット２１は、それぞれが同様の構成を備えているため、説明の都合上、図示、および説明は、一方についてのみ行い、他方については省略する。
また、図１、図２では、接着構造１の理解を容易にするため、ブラケット２１を実線で、センタービーム１１を二点鎖線で、それぞれ示している。
センタービーム１１は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics）からなり、ビーム本体１２と、ビーム側接合部１３とを備えている（図１、図２参照）。
ビーム本体１２は、図１、図２に示すように、断面略五角形の筒形状を備えている。
ビーム側接合部１３は、ブラケット２１に連結される部位であり、ビーム本体１２の両端部分に設定されている。そして、ビーム側接合部１３は、後述するブラケット側接合部２３とともに、接着構造１を構成している。
また、ビーム側接合部１３は、その内周面が、接着剤が塗布されるビーム側接合面１４に設定されている。
ビーム側接合部１３は、その各部に挿通孔１６が開口している（図１、図２参照）。
挿通孔１６には、センタービーム１１とブラケット２１とを締結するボルト（図示せず）等が挿通する。ボルトは、接着剤が硬化するまでの間、センタービーム１１とブラケット２１とがズレたり、脱落したりしないように固定する。
なお、ビーム側接合部１３の内周面には、図３に示すように、絶縁層１５が形成されている。そして、絶縁層１５がＣＦＲＰとアルミ合金との間に介在することによって、電食の発生を防止している。
ブラケット２１は、アルミニウム合金からなり、車体締結部２２とブラケット側接合部２３とを備えている（図１、図２参照）。
車体締結部２２は、サブフレーム１００における車体（図示せず）に締結される部位である。
なお、本実施形態では、説明の都合上、車体締結部２２の形状を省略して図示している。
ブラケット側接合部２３は、図１、図２に示すように、センタービーム１１に連結される部位であり、前述のビーム側接合部１３とともに、接着構造１を構成している。また、ブラケット側接合部２３は、ビーム側接合部１３の筒内に挿通可能、且つビーム本体１２よりもひとまわり小さな断面略五角形の筒形状を備えている。
ブラケット側接合部２３の外周面は、接着剤が塗布されるとともに、ビーム側接合面１４に対向するブラケット側接合面２４に設定されている。
つまり、本実施形態の接着構造１は、ビーム側接合面１４とブラケット側接合面２４との間に接着剤が塗布され、接着剤が硬化することで、センタービーム１１とブラケット２１とを接合している。
また、ブラケット側接合面２４上の各部には、図１、図２に示すように、複数の突起２５が所定の間隔で立設されている。
突起２５は、矩形断面を備え（図３参照）、スライド方向Ｘに沿って延設されている（図１、図２参照）。
なお、スライド方向Ｘとは、ビーム側接合部１３の筒内に、ブラケット側接合部２３を挿入する（組付ける）際にスライドさせる方向である。
また、突起２５のスライド方向Ｘに沿った寸法Ｌ２５は、突起２５が配置されているブラケット側接合部２３の部位におけるスライド方向Ｘに沿った寸法Ｌ２３よりも短く設定されている（図１、図２参照）。そして、突起２５は、接合領域ＡＲ１の周縁よりも内側に配置されている。
つまり、接合後には、外部から目視することができない位置（外部に露出しない位置）に、突起２５は配置されている。
なお、接合領域ＡＲ１とは、図１、図２に示すように、ビーム側接合部１３にブラケット側接合部２３を組付けた状態で、ビーム側接合面１４とブラケット側接合面２４とが重なり、接着剤で接合される領域である。
また、突起２５の高さ寸法Ｈ２５は、図３に示すように、ブラケット側接合部２３がビーム側接合部１３の筒内中央に挿入された状態で、突起２５の先端がブラケット側接合面２４に当接するように設定されている。
また、複数の突起２５の中には、図１、図２に示すように、作業孔２６が開口しているものがある。
作業孔２６は、図４に示すように、ブラケット側接合部２３を貫通する貫通孔からなり、突起２５におけるスライド方向Ｘの後方に配置されている。
作業孔２６は、センタービーム１１にブラケット２１を挿入した後に、挿通孔１６を通じて、ボルト（図示せず）が螺着され、スライド方向Ｘにおけるセンタービーム１１とブラケット２１との位置決めがなされる。
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態の接着構造１では、ブラケット２１（一方の部材）からセンタービーム１１（他方の部材）に向かって、所定の高さ寸法Ｈ２５で突起２５が突出している（図３参照）。
このため、センタービーム１１内にブラケット２１を挿入した際に、両接合面の間隔を、突起２５の高さ寸法Ｈ２５以上に保つことができる。
これによって、部材間に塗布される接着剤の厚さを、突起２５の高さ寸法Ｈ２５以上に保つことができるため、接着剤の厚さ不足に起因する接着不良が解消され、安定した接着力を発揮することができる。
また、本実施形態の接着構造１は、ワイヤ等の線状材を用いない構成のため、接着端部まで配置された線状材が起点となって生じる部材間の剥がれを抑制することができるとともに、接着強度の低下を抑制することができる。
さらに、突起２５を設けることで、部材間の空間容積が減少するため、比較的高価な接着剤の塗布量を削減することができるため、製造コストを削減することができる。
加えて、突起２５を設けることにより、接着面積を増大させることができるため、接着剤による結合力を向上させることができる。
本実施形態の接着構造１では、突起２５が一対の部材（センタービーム１１、ブラケット２１）を組付ける際のスライド方向Ｘに沿って延設されている。
このため、図５に示すように、どちらか一方の接合面に塗布された接着剤が、組付ける際に突起２５に沿って流れるため、突起２５の裏側に接着剤が回らないことによる接着不良を引き起こすことがない。
これによって、接着不良を防止し、安定した接着力を発揮することができる。
なお、本実施形態の接着構造１では、図５に示すように、作業孔２６が突起２５ａと突起２５ｂの間（スライド方向Ｘにおける突起２５ａの後方、且つ突起２５ｂの前方）に配置されているが、このような位置に限定されるものではない。
たとえば、図６に示すように、スライド方向Ｘにおける突起２５の後方であれば、作業孔２６の後方に突起が無くてもよい。
本実施形態の接着構造１では、接合領域ＡＲ１の周縁に突起２５が露出しない構成となっている。一対の部材の接合部分には、せん断力や曲げ力が掛かった際、その周縁部分に応力が集中する。このため、部材間の剥がれを防止するには、接着力が均一になることが望ましい。
これに対して、本実施形態の接着構造１では、接合領域ＡＲ１の周縁から露出しない位置に突起２５が配置されているため、周縁部分の接着力を均一にすることができる。
これによって、突起２５を起点にする部材間の剥がれを抑制することができ、接着強度の低下を生じ難くすることができる。
本実施形態の接着構造１における突起２５の一部には、スライド方向Ｘの後方に、貫通孔からなる作業孔２６が開口している。このような位置に作業孔２６を開口することで、部材をスライドさせて組付ける際に、作業孔２６に接着剤が入り込んでしまうことが抑制される。
これによって、塗布されるべき箇所に接着剤が届かないことによる接着不良を防止することができる。
また、作業孔２６に入り込んでしまって、無駄になる接着剤を削減することができるため、製造コストを削減することができる。
さらに、作業孔２６に接着剤が入り込まないように、治具で塞いでおく等の工程を省略できるため、作業性を改善することができる。
なお、本実施形態の接着構造１では、突起２５の断面形状が矩形形状に設定されている。
このような断面形状とすることで、突起２５の裏側に接着剤がより回り難くなり、作業孔２６に接着剤が入り込むことが、さらに抑制される。
また、本実施形態の接着構造１では、ブラケット２１側にのみ突起２５を備えた構造となっているが、これに限定されるものではない。
たとえば、センタービーム１１側にのみ突起を備える構成、およびセンタービーム１１側とブラケット２１側の両方に突起を備える構成とすることが可能である。
これらのような構成とした場合であっても、本実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
さらに、本実施形態では、複合材（ＣＦＲＰ）と金属（アルミニウム合金）との接着構造に採用したが、このような組み合わせに限定されるものではない。
たとえば、金属同士、および複合材同士の組み合わせにおける接着構造にも適用が可能であり、同様の作用効果が得られる。
次に、本実施形態の第１の別態様について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明において、前述の実施形態と同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図７に示すように、本態様と前述の実施形態とで、大きく異なる構成は、突起２５Ａの形状である。
本態様の突起２５Ａは、断面形状が先細の略三角形形状を備えている。
なお、ブラケット側接合面２４上に、スライド方向Ｘに沿って突起２５Ａが延設されている点、および接合後に外部へ露出しない部位に、突起２５Ａが配置されている点は、前述の実施形態と同様である。
次に、本態様の作用効果について説明する。
本態様の接着構造１では、突起２５Ａの断面形状が、略三角形となっていることによって、突起２５Ａの裏側に接着剤が回り込み易くなる。
これによって、接着剤の塗りムラが低減され、接着構造１がより強い結合力を発揮することができる。
また、突起２５Ａの断面形状を、先細の略三角形とすることによって、突起２５Ａの先端と、ビーム側接合面１４との接触が線接触になる。
これによって、ビーム側接合面１４（他方の接合面）に接着剤が塗布される面積を狭めないため、接着構造１がより強い結合力を発揮することができる。
次に、本実施形態の第２の別態様について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明において、前述の実施形態と同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図８に示すように、本態様と前述の実施形態とで、大きく異なる構成は、突起２５Ｂの形状である。
本態様の突起２５Ｂは、ブラケット２１とは別部材で構成され、ＣＦＲＰとアルミ合金との間で電食を生じない樹脂材で形成されている。また、突起２５Ｂは、先細の略円錐形状を備えている。そして、突起２５Ｂは、円錐形状の底面部に圧入突部２７を備えている。
このような圧入突部２７をブラケット側接合面２４上に形成された凹部からなる突起受穴（図示せず）に、圧入突部２７を圧入することで、突起２５Ｂはブラケット側接合面２４上に固定される。
次に、本態様の作用効果について説明する。
本態様の接着構造１では、突起２５Ｂの断面形状が、略円錐形となっていることによって、突起２５Ｂの裏側に接着剤が回り込み易くなる。
これによって、接着剤の塗りムラが低減され、接着構造１がより強い結合力を発揮することができる。
また、突起２５Ｂの断面形状を、略円錐形とすることによって、突起２５Ｂの先端と、ビーム側接合面１４との接触が点接触になる。
これによって、ビーム側接合面１４（他方の接合面）に接着剤が塗布される面積を狭めないため、接着構造１がより強い結合力を発揮することができる。
なお、本態様では、先細形状の突起として、断面略三角形の突起２５Ａ、および円錐形状の突起２５Ｂを例示したが、これに限定されるものではない。
たとえば、図９に示すように、半球状の突起２５Ｃとすることも可能である。
このような形状とすることで、円錐形状等よりも先端が潰れ難くなるため、部品の管理が容易となる。
１ 接着構造
１１ 他方の部材（センタービーム）
２１ 一方の部材（ブラケット）
２５ 突起
２６ 作業孔
Ｈ２５ 高さ寸法
Ｘ スライド方向

Claims (5)

  1. 対向配置された一対の部材の部材間に接着剤を塗布し、一対の部材を接着固定する接着構造において、
    少なくともどちらか一方の部材に、他方の部材に向かって所定の高さ寸法で突出する突起を備え、
    前記突起は、前記一対の部材を組付ける際のスライド方向の後方に、貫通孔からなる作業孔を備える
    ことを特徴とする接着構造。
  2. 前記突起は、
    前記一対の部材を組付ける際のスライド方向に沿って延設された
    ことを特徴とする請求項１に記載の接着構造。
  3. 前記突起は、
    前記接着剤によって接合される接合領域の周縁よりも内側に配置された
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の接着構造。
  4. 前記一対の部材の他方の部材側には、
    前記作業孔と連通する挿通孔が備えられる、
    ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の接着構造。
  5. 前記突起は、
    断面が先細形状を有する
    ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の接着構造。
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