JP7366822B2

JP7366822B2 - 樹脂外板の接着構造

Info

Publication number: JP7366822B2
Application number: JP2020059324A
Authority: JP
Inventors: 哲久小田
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2023-10-23
Anticipated expiration: 2040-03-30
Also published as: JP2021154959A

Description

本発明は、樹脂外板の接着構造に関する。

近年、自動車の外装部材に、樹脂製の部材が用いられるようになってきており、これらの部材は、互いに接着剤を用いて接着されることで組立がなされている。樹脂製のバックドアアウタパネルを、インナパネルと接着剤で接着する場合、接着剤付与部分におけるパネルの表面（意匠面）に歪みが発生し、面品質が低下してしまうといった問題がある。そこで、樹脂板と、熱膨張係数の異なる異種材料とを接着剤により接着する際に、歪みが生じるといった問題を解消するために、柔軟性に富む接着剤と引張り強さに富む接着剤とを組み合わせ、その配置を交互にするという技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平６－７３１９８号公報

しかし、上記技術では、複数種類の接着剤の使用が必要であるとともに、それらの接着剤の配置を考慮する必要があるため、工程が複雑なものとなり生産性に問題がある。また、歪みの発生を防ぐために面間距離が広い箇所を設けて、その箇所において接着剤量を増量することも考えられるが、接着剤量の精密な制御は困難であるため、接着面間の距離制御のための面間ビード（突起等）によって、増量された接着剤が切断され、異物が発生するおそれがあった。本発明は上記問題点を解決するものであり、複雑な工程を要さず、かつ、複数種類の接着剤を使用することなく、歪み等の発生を抑えるとともに、接着剤の切断を防止する樹脂外板の接着構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の樹脂外板の接着構造は、車体の内部から外部に向かって配設されて互いに重ねられるインナパネルおよび樹脂製のアウタパネルを備える樹脂外板において、前記インナパネルおよび前記アウタパネルは、接着剤によって接着されており、前記インナパネルおよび前記アウタパネルは、前記接着剤が帯状に配置されるとともに、一定の面間距離を有する座面を備え、前記インナパネルおよび前記アウタパネルの少なくとも一方の座面には、互いの面間を維持するための突起が設けられ、前記座面には、前記インナパネルと前記アウタパネルとの面間距離が大きい領域が部分的に設けられており、座面における前記面間距離が大きい領域と前記一定の面間距離を有する領域との境界領域、および、前記一定の面間距離を有する領域において前記境界領域に隣接する所定領域には、前記突起が設けられていないことを特徴とする。

本発明によれば、複雑な工程を要さず、かつ、複数種類の接着剤を使用することなく、歪み等の発生を抑えるとともに、接着剤の切断を防止することが可能となる、樹脂外板の接着構造を提供することができる。

図１は、自動車のバックドアの斜視展開図の一例である。図２は、インナパネルとアウタパネルとの間に配置する接着剤の状態を示す模式図である。図２（ａ）は、インナパネルに接着剤を塗布した状態の断面模式図および上面模式図であり、図２（ｂ）は、インナパネルとアウタパネルとを貼り合わせた状態の断面模式図および上面模式図である。図３は、インナパネルとアウタパネルとの面間を維持するための突起に起因する現象を説明する概略図である。図３（ａ）は、接着剤が座面からはみ出す領域に前記突起が設けられている状態を、図３（ｂ）は、接着剤が座面からはみ出す領域に前記突起が設けられていない状態を示す図である。図４は、接着剤の塗布形状の一例、および、インナパネルとアウタパネルとを重ね合わせた後の接着剤の形状を説明する図である。

以下、この発明の実施の形態を、詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の説明に限定および制限されない。

図１に、樹脂外板の一例である、自動車のバックドアの斜視展開図を示す。図１において、バックドア１は、車体の内部である車室からその外部の後方に向かって配設されて互いに重ねられる樹脂製のインナパネル１１およびアウタパネル１２を備えている。インナパネル１１およびアウタパネル１２の組み合せ体の上部に、その厚さ方向（前後方向）に貫通する矩形のウィンド開口１３が形成されている。インナパネル１１は、ドア開口をその後方から閉じて、全体的に平坦に延びるインナパネル本体１４と、このインナパネル本体１４の上部側から車体の後方に向かって一体的に突出し、ウィンド開口１３の開口縁部を構成する短尺の筒状体２０と、ウィンド開口１３の開口縁部を構成するよう筒状体２０の突出端縁部に一体的に形成される内向きフランジ２１とを備えている。本実施形態では、アウタパネル１２は一体の部材であるが、互いに上下に離間するよう設けられ、かつ、互いに別体に形成された上パネル部材および下パネル部材を備える場合もある。

インナパネル１１とアウタパネル１２とは、これらの互いの対向面間の隙間に充填される接着剤により互いに接着されて、バックドア１が形成されている。前記接着剤は樹脂製で、接着当初は粘性の高い流体状である。

具体的には、インナパネル１１の上部のインナパネル本体１４の外縁部と、アウタパネル１２の上部側の外縁部との間の隙間に、接着剤３１が充填されている。また、インナパネル１１の内向きフランジ２１の上部、およびアウタパネル１２のウィンド開口１３の上部開口縁部１２ａとの間の隙間に、接着剤３２が充填されている。

インナパネル１１の下部のインナパネル本体１４の外縁部と、アウタパネル１２の下部側の外縁部との間の隙間に、接着剤３３が充填されている。また、インナパネル１１の内向きフランジ２１の下部、およびアウタパネル１２のウィンド開口１３の下部開口縁部１２ｂとの間の隙間に、接着剤３４が充填されている。

また、インナパネル１１には、アウタパネル１２のライセンスプレート取付け部２２付近に、電気部品取付部の外周を接着して止水するため、および／または、剛性（強度）を持たせるための接着領域が設けられている。前記接着領域では、インナパネル１１に、アウタパネル１２裏の座面２６と接着が可能となるように凸状の座面２５を形成しておき、凸状の座面２５において接着剤３５を塗布して、インナパネル１１およびアウタパネル１２の互いの座面２５，２６を接合する。

接着剤３１，３２，３３，３４，３５は硬化してインナパネル１１とアウタパネル１２とを接着する。前記接着剤としては、熱硬化型接着剤、光硬化型接着剤、湿気硬化型接着剤および２液硬化型接着剤等を用いることができる。前記接着剤成分としては、ウレタン系接着性組成物、エポキシ系接着性組成物等を用いることができるが、これに限定されない。

通常の接着構造の場合、インナパネル１１およびアウタパネル１２の互いに対向する対向面間には、所定厚さの隙間を形成するためのスペーサ等が設けられ、その隙間に均一に接着剤が充填される。従前は、接着剤付与部分のうち、パネルの表面（意匠面）に歪みが発生しやすく、かつ、接着強度や止水性が求められない箇所に、インナパネル１１とアウタパネル１２との面間距離が大きい領域を設けることで、前記歪みの解消を図る試みがなされてきた。しかしながら、本発明の接着構造においては、前記歪みの解消を行うために、接着強度が求められる箇所においても、前記面間距離が大きい領域Ｑを設けている。

インナパネル１１とアウタパネル１２との間に配置する接着剤３５の状態を、図２に模式的に示す。図２（ａ）は、インナパネル１１に接着剤を塗布した状態であり、上側に示すのが断面模式図、下側に示すのが上面模式図である。また、図２（ｂ）は、インナパネル１１とアウタパネル１２とを貼り合わせた状態であり、上側に示すのが断面模式図、下側に示すのが上面模式図である。

インナパネル１１およびアウタパネル１２は、接着剤３５が帯状に配置されるとともに、一定の面間距離を有する座面２５、２６を備えており、インナパネル１１とアウタパネル１２との面間距離が大きい領域Ｑが部分的に設けられている。これらの図においては、インナパネル１１に形成された凸状の座面２５において、凹みとなるような段差を形成して、インナパネル１１とアウタパネル１２との面間距離が大きい領域Ｑが設けられた状態を示している。接着剤３５は、接着強度や止水性を確保するため、面間距離の大きい領域Ｑでは塗布量が多くなるように、吐出されて塗布される（図２（ａ））。面間距離が大きい領域Ｑは、帯状に塗布された接着剤３５の帯幅方向（図中上下方向）の全体に亘っている。

面間距離が大きい領域Ｑの座面では、接着剤量を増量して塗布するが、接着剤量は精密な量のコントロールが困難である。そのため、接着剤の塗布方向における、面間距離の大きい領域Ｑの手前（例えば図２（ａ）のＸの位置）から接着剤量を徐々に増加させ、面間距離が大きい領域Ｑを通過後に接着剤量を徐々に減少させる。

接着剤３５を塗布した後、インナパネル１１とアウタパネル１２とを重ね合わせると、接着剤３５がパネル間で押し広げられる。図２（ａ）中の黒色矢印に示すように、同じ面間距離の領域では、接着剤３５の塗布量が大きい領域Ｑで、接着剤３５の広がり幅は大きくなる。また、面間距離が異なる箇所では、面間距離が大きい箇所ほど、接着剤３５の広がり幅は小さくなる。本発明においては、面間距離と接着剤ビード径とが一定の関係を有するように構成されることが好ましく、面間距離は、接着剤ビード径に対して、０．４倍以上１倍未満の範囲内にあるとよく、好ましくは０．６０倍以上である。

インナパネル１１とアウタパネル１２とが接着している箇所において、面間距離が一定値以上となると、外観不良に改善傾向がみられることがわかっている。面間距離の大きい領域では、接着剤の高さが高くなることで、接着剤の弾性変形でアウタパネルの線膨張を吸収して、歪み（外観不良）が緩和できるものと考えられる。そこで、面間距離が前記一定値以上となるように、凹みとなるような段差を設けることが好ましい。一方、面間距離が接着剤ビード径を超えるような大きいものとなると、その箇所でインナパネル１１とアウタパネル１２とが接着しないため、ドアの開閉時や走行振動で、アウタパネル１２と硬化後の接着剤３５との接触による異音（ＮＶ、ＮｏｉｓｅＶｉｂｒａｔｉｏｎ）が発生する。このように、面間距離は、接着剤ビード径に応じて適宜調整することが好ましい。

インナパネル１１およびアウタパネル１２の少なくとも一方の座面には、互いの面間を維持するための突起２９が設けられているが、座面における面間距離が大きい領域Ｑと一定の面間距離を有する領域Ｐとの境界である境界領域Ｒ、および、一定の面間距離を有する領域Ｐにおいて境界領域Ｒに隣接する所定領域Ｐｘには、突起２９が設けられていないことが重要である。所定領域Ｐｘは、例えば、図２においては、面間距離が大きい領域Ｑの両側にある境界領域ＲからＸまでの領域である。この突起２９を設けない領域は、接着剤量に対して接着面間が狭い部分であり、接着剤量が徐変する区間を設けることが好ましい。この部分では、インナパネル１１およびアウタパネル１２を貼り合わせた際に、接着剤３５が幅方向に広がって、接着剤塗布座面２５、２６をはみ出しやすい。境界領域Ｒから位置Ｘまでの距離は、接着剤の粘度等に応じて適宜変更することができる。境界領域Ｒは、面間距離の段差がなだらかであっても、急峻に面間距離が変わってもよい。

図３は、インナパネル１１とアウタパネル１２との面間を維持するための突起に起因する現象を説明する概略図である。図３（ａ）は、接着剤３５が座面からはみ出す領域に突起２９が設けられている状態を、図３（ｂ）は、接着剤３５が座面からはみ出す領域に突起２９が設けられていない状態を示す図である。

接着剤３５が座面からはみ出すと、図３（ａ）に示すように、突起２９によってはみ出した接着剤３６が千切れてしまう場合がある。千切れた接着剤３６が、パネル内に落下すると異音や機能不良等の原因となる。図３（ｂ）に示すように、接着剤３５が座面からはみ出すような部分に突起２９を設けないことで、接着剤が千切れることはなく、前記異音や機能不良等の発生を防ぐことができる。

本実施形態においては、ライセンスプレート取付け部付近２２において接着領域を有しており、その一部にインナパネル１１とアウタパネル１２との面間距離が大きい領域Ｑを設けている。図１に示すように接着剤３５の塗布領域を設けた場合、特に角部分（二点鎖線で囲んだ部分）において歪みが目立ちやすく、面品質が低下しやすいことが判明した。そこで、凸部２５の前記角部分に、凹みとなるような段差を形成して、面間距離が大きい領域Ｑを設けてある。

なお、接着領域の形状については、すべての角部分に面間距離が大きい領域Ｑを設ける必要はない。アウタパネル１２側の意匠によって、歪みが目立つ部分と目立たない部分とがある。歪みが目立つ部分には本発明の接着構造を設けるとよいが、目立たない部分については必須ではない。また、歪みの解消のためには、接着強度や止水性を必要としない箇所への接着剤塗布を部分的に止めることも考えられるが、接着剤の途切れた箇所の前後において接着剤溜まりが生じやすく、その部分で歪みが発生してしまう。そのため、接着剤塗布を部分的に止めるのではなく、貼り合わせる部材間の面間距離が大きい領域を部分的に設けて、連続して接着剤の塗布を行うことが有効である。

図４は、接着剤の塗布形状の一例、および、インナパネル１１とアウタパネル１２とを重ね合わせた後の接着剤の形状を説明する図である。図４（ａ）は、接着剤の塗布位置をアウタパネル１２のライセンスプレート取付け部２２の位置と対応させて説明した図である。図４（ａ）下図において接着剤で囲まれた上側の囲み領域は、止水と強度の保証が必要な領域であり、確実な接着、密閉が必要な「接着保証エリア」である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の形状で接着剤を塗布してインナパネル１１とアウタパネル１２とを重ね合わせた後に、アウタパネル１２を剥がして接着剤の状態を確認した前記接着保証エリアの状態を示す図である。図４（ａ）において、二点鎖線の丸印で囲んだ部分は、面間距離が均一である場合に歪みが生じた箇所である。この部分において、面間距離が大きい領域Ｑを接着剤の幅方向全体となるように設けることで、図４（ａ）に示すように、接着剤を一筆書きで塗布を行っても歪みを軽減することが可能となる。ただし、接着剤の隙間が空くと、止水性能に問題が生じるため、確実に封止する必要がある。そのため、面間距離の大きい領域Ｑでは塗布量が多くなるようにすることが好ましい。インナパネル１１の座面には、アウタパネル１２との面間を維持するための突起２９が設けられているが、面間距離が大きい領域Ｑと一定の面間距離を有する領域との境界である境界領域、および、境界領域に隣接する所定の領域（符号Ｑの端部～Ｘ）には、突起２９が設けられていない。このように突起２９を設けることで、図３（ａ）の状態となることを防止することができる。突起２９は、図４（ｂ）に示すように接着剤が塗布される座面に点在していてもよいし、前記領域以外の区間の全てに連続して線状に設けられていてもよい。点在して設けられる場合、面間を維持するという目的を達成することができれば、その数も特に限定されるものではない。なお、図４（ｂ）においては、面間距離が大きい領域Ｑには突起２９が設けられていないが、面間距離が大きい領域Ｑでは、接着剤は基本的にははみ出しにくいため、必要に応じて突起２９を設けることができる。

なお、接着強度が求められる箇所においては、接着剤の塗布手段からの塗布量（吐出量）は変更せず、面間距離が大きい領域においては塗布ノズル等の塗布手段の移動を低速度にすることによって、当該箇所における塗布量を増加させればよい。接着剤の量は、面間距離の大きさに応じて、歪みが抑制できる範囲で決めることができる。

本実施形態においては、インナパネル１１側に凹みとなるような段差を形成して、面間距離が大きい領域Ｑを設ける態様を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、アウタパネル１２側に段差を形成してもよいし、インナパネル１１およびアウタパネル１２の両方に段差を形成することもできるが、凹みとなるような段差は、好ましくは内側（インナ側）の部材に設けることが好ましい。なお、本発明における面間距離が大きい領域は、上述のように幅方向全体に亘っているが、面間距離を制御する目的で、本発明の効果を阻害しない程度のリブを設けてもよい。

インナパネル１１とアウタパネル１２との両方が樹脂製のパネルである場合、インナパネル１１とアウタパネル１２とは、それぞれ個別に金型を用いて射出成形される。インナパネル１１は樹脂パネルに限定されず、金属等の材料を用いたものであってもよい。前記段差は、樹脂製のパネルに形成する場合には、射出成形時に金型によって形成してもよいし、射出成形後に形成してもよい。

バックドア１の組立は、まず、図１に示すように、バックドア１の各パネル（インナパネル１１と、アウタパネル１２）を互いに重ねる以前の状態にさせる。そして、この状態で、まず、インナパネル１１の上、下部におけるインナパネル本体１４の各外縁部の後面（対向面）に接着剤３１、３３を塗布する。また、インナパネル１１の内向きフランジ２１の上部に接着剤３２を、インナパネル１１の内向きフランジ２１の下部に接着剤３４を塗布する。さらに、インナパネル１１に形成された凸部２５に接着剤３５を塗布する。

次に、インナパネル１１と、アウタパネル１２とを互いに接近させて重ねる。その後、接着剤３１～３５を硬化することで、インナパネル１１とアウタパネル１２とが、互いに結合される。インナパネル１１とアウタパネル１２との接着一体化を行った後、バックドア１は各種組立工程に供される。

樹脂外板に用いられる樹脂材料としては、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）樹脂、ナイロン６、ナイロン６，６等のＰＡ（ポリアミド）樹脂、ＡＥＳ（アクリロニトリルエチレンスチレン）樹脂等があげられる。また、例えば、ガラス強化繊維が配合されたＰＰ樹脂等の繊維強化プラスチックやタルクで強化したプラスチックも好適に使用できる。

なお、アウタパネル１２の歪みや変形を緩和するためには、さらに、インナパネル１１を弱体化することも好ましい。インナパネル１１を弱体化することで、アウタパネルの線膨張を吸収して、歪み等を緩和することができる。

以上、バックドアを例示して本発明を説明したが、本発明はバックドアに限定されず、樹脂製のアウタパネルを備える全ての樹脂外板に適用可能である。本発明によると、接着領域の配置にかかわらず、歪みの発生を緩和することができるため、アウタパネルのデザインの幅を広げることも可能となる。

１ …バックドア
１１ …インナパネル
１２ …アウタパネル
１２ａ …上部開口縁部
１２ｂ …下部開口縁部
１３ …ウィンド開口
１４ …インナパネル本体
２０ …筒状体
２１ …内向きフランジ
２２ …ライセンスプレート取付け部
２５ …（インナパネルの）座面
２６ …（アウタパネルの）座面
Ｐ …一定の面間距離を有する領域
Ｐｘ …所定領域
Ｑ …面間距離が大きい領域
Ｒ …境界領域
２９ …突起
３１、３２、３３、３４、３５ …接着剤

Claims

車体の内部から外部に向かって配設されて互いに重ねられるインナパネルおよび樹脂製のアウタパネルを備える樹脂外板において、
前記インナパネルおよび前記アウタパネルは、接着剤によって接着されており、
前記インナパネルおよび前記アウタパネルは、前記接着剤が帯状に配置されるとともに、一定の面間距離を有する座面を備え、
前記インナパネルおよび前記アウタパネルの少なくとも一方の座面には、互いの面間を維持するための突起が設けられ、
前記座面には、前記インナパネルと前記アウタパネルとの面間距離が大きい領域が部分的に設けられており、
座面における前記面間距離が大きい領域と前記一定の面間距離を有する領域との境界領域、および、前記一定の面間距離を有する領域において前記境界領域に隣接する所定領域には、前記突起が設けられていないことを特徴とする樹脂外板の接着構造。