KR102295747B1 - 패널 부품용 접합부의 구조 및 접합 방법 - Google Patents

Abstract

간편하게, 패널 부품을 매스틱 접착제로 접착하는 것에 의한 면 함몰의 발생을 억제한다. 간격을 두고 대향하는 보강 부품 (1) 과 금속판으로 이루어지는 패널 부품 (2) 의 이면 (2a) 을 매스틱 접착제로 접착한다. 그 때에, 개재되는 매스틱 접착제로 이루어지는 접합부 (3) 의 형상을, 패널 부품 (2) 의 이면 (2a) 에 대한 접착면의 외주 윤곽 형상 (R1) 이 원호의 연속으로 형성되며, 또한 패널 부품 (2) 의 판 두께 방향으로부터 본 중앙부 위치에, 공동 (4) 이 형성된 상태로 한다.

Description

패널 부품용 접합부의 구조 및 접합 방법

본 발명은, 자동차용 패널 부품 등의 금속제의 패널 부품의 이면을, 보강 부품에 대해 매스틱 접착제에 의해 접착하여 접합하는 기술에 관한 것이다. 특히, 패널 부품을 매스틱 접착제로 접합할 때에 있어서의 외관 불량의 하나인 면 함몰 (매스틱 접착제의 수축에 수반하는 패널 부품의 국소적인 면외 변형) 을, 보다 간편하게 회피하기 위한 기술에 관한 것이다.

패널 부품이란, 예를 들어 자동차의 아우터 패널로 불리는 외판 부품이나, 플로어나 대시 로어 등의 내판 부품 등이다. 이와 같은 패널 부품은 투영 면적이 넓은 부품군이다. 그리고, 패널 부품은, 판 두께 저감에 의한 경량화의 공헌도가, 다른 골격계 부품과 비교하여 현격히 크다.

이와 같은 패널 부품은, 예를 들어 완만하고 넓은 곡면을 가지는 판 형상으로 되어 있어, 상대적으로 면외 방향에 대한 강성이 낮아지는 경향이 있다. 이 때문에, 패널 부품을 보강하는 보강 부품이 뒷쪽에 배치되는 경우가 있다. 이 때, 패널 부품의 이면과 보강 부품 사이의 간극에 매스틱 접착제를 개재시켜, 당해 매스틱 접착제로, 패널 부품과 보강 부품 사이를 접합하고, 그 접합에 의해, 패널 부품은 보강 부품에 구속된다.

여기서, 매스틱 접착제는 반응고상의 물질이다. 이 매스틱 접착제는, 패널 도장의 베이킹 열 등의 가열 처리가 실시되면, 그 열에 의해 발포 (팽창) 되고, 그 후의 냉각에 의해 경화 (수축) 됨으로써, 최종적으로는 고무상의 성질을 가진다. 그리고, 형성된 매스틱 접착제는, 패널 부품이 외력을 받았을 때에, 매스틱 배치 위치가 그 외력에 대한 지지점이 되거나, 패널 부품의 진동을 억제하거나 하는 등의 중요한 역할을 가지고 있다.

또, 패널 부품이 사용자의 눈에 노출되는 외판 부품의 경우, 표면의 외관 품질에 높은 레벨이 요구되는 경우도 많다. 그러나, 제품의 경량화를 위해 패널 부품을 박판화할수록, 인장 강성으로 불리는 패널 부품의 면 강성이 저하된다. 그리고, 도장 후의 냉각 과정에서 발생하는 매스틱 접착제의 수축력에 압도되어, 패널 부품의 면이 면외 변형을 일으키는 경우가 있다. 그 변형 지점은, 주위의 완곡면과 비교하여 급준 (急峻) 한 면 변화가 되기 때문에, 사람의 눈에 띄기 쉽다. 이와 같은 면외 변형에 의한 외관 불량은, 일반적으로 면 함몰로 불리고 있고, 외판 부품의 박판화에 있어서의 과제의 하나로 되어 있다.

이와 같은 패널 부품에 발생하는 면 함몰에 대해, 특허문헌 1 에는, 수축률이 상이한 2 개의 접착제를 병렬로 배치함으로써, 패널 부품의 면에 대한 수축을 완화시키는 방법이 개시되어 있다. 또, 특허문헌 2 에는, 매스틱 접착제 중에 수지제의 중공립을 함유시키고, 그 중공립이 매스틱 자체의 수축을 흡수함으로써 면 함몰을 억제하는 방법이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 3 에는, 아우터 패널과 보강 부품의 간격을 조절 가능한 구조를 갖게 함으로써, 도장 베이킹 공정에 있어서의 열에 의해 발생하는 변형을 조절 가능한 방법에 대해 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 평6-73342호 일본 특허공보 제5707077호 일본 공개특허공보 2008-62696호

그러나, 특허문헌 1 에 기재된 방법에서는, 종류가 상이한 매스틱 접착제를 개별적으로 준비하여 배치할 필요가 있기 때문에, 비용이나 리드 타임이 소요될 우려가 있다.

또, 특허문헌 2 에 기재된 방법에서는, 매스틱 접착제의 재료와는 별도로, 수지제 구체 (球體) 를 제작하여 매스틱 접착제에 혼합할 필요가 있다. 이 때문에, 특허문헌 2 에 기재된 방법에서는, 재료의 비용 상승으로 이어진다. 또, 특허문헌 2 에 기재된 방법에서는, 매스틱 접착제의 재질과 구체를 구성하는 수지의 물성 밸런스가 변화되면, 안정적인 효과가 얻어지지 않기 때문에, 혼합의 조정이 어려워질 우려가 있다.

또한, 특허문헌 3 에 기재된 방법은, 내부 부품의 구조가 복잡해지고, 또, 채용하는 패널 부품의 형상이나, 패널 부품과 보강 부품의 관계가 바뀔 때마다, 대책용의 부품 설계가 필요해지는 점에서, 대책으로서 범용성이 낮다.

본 발명은, 상기와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로, 간편하게, 패널 부품을 매스틱 접착제로 접착하는 것에 의한 면 함몰의 발생을 억제하는 것을 목적으로 하고 있다.

과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양태는, 간격을 두고 대향하는 보강 부품과 금속제의 패널 부품의 이면을 매스틱 접착제로 접착할 때에, 개재되는 매스틱 접착제에 대해, 패널 부품의 이면에 대한 접착면의 외주 윤곽 형상을 원호의 연속으로 형성하며, 또한 매스틱 접착제의 중앙부 위치에 공동 (空洞) 을 형성해 둔다.

여기서, 원호의 연속으로 형성되는 윤곽 형상이란, 원 형상이나 타원 형상 등, 도중에 모서리 등의 곡률이 급준하는 부분이 존재하지 않는 윤곽 형상을 말한다.

본 발명의 일 양태에 의하면, 개재시키는 매스틱 접착제 (패널 부품용 접합부) 의 형상을 연구함으로써, 매스틱 접착제가 수축될 때에 패널 부품의 면에 부하되는 응력을 완화시킬 수 있다. 이 결과, 본 발명의 일 양태에 의하면, 간편하게, 패널 부품을 매스틱 접착제로 접착하는 것에 의한 면 함몰의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.

도 1 은, 본 발명에 기초하는 실시형태에 관련된 패널 부품용 접합부의 구조를 설명하는 도면으로, (a) 는 측방으로부터 본 단면도이고, (b) 는 접합부를 상방으로부터 본 도면이다.
도 2 는, 본 발명에 기초하는 실시형태에 관련된 다른 패널 부품용 접합부의 구조를 설명하는 도면으로, (a) 는 측방으로부터 본 단면도이고, (b) 는 접합부를 상방으로부터 본 도면이다.
도 3 은, 실시예에서 사용하는 해석 모델을 설명하는 도면이다.
도 4 는, 해석 모델 (측면에서 보았을 때) 을 설명하는 도면이다.
도 5 는, 해석 모델 (메시 세분화) 을 설명하는 도면이다.
도 6 은, 비교예로서의 중실 (中實) 타입의 매스틱 모델을 나타내는 도면이다.
도 7 은, 중공 타입의 매스틱 모델을 나타내는 도면으로, (a) 는 사시도, (b) 는 (a) 의 X-X' 단면도이다.
도 8 은, 도넛 형상 타입의 매스틱 모델을 나타내는 도면이다.
도 9 는, 중공 타입에 있어서의, 패널 판 두께와 공동의 내경을 파라미터로 한 면외 변형의 발생 상태를 나타내는 도면이다.
도 10 은, 중공 타입에 대해, 공동률을 파라미터로 하여 최대 2 차 미분치로 정리한 도면이다.
도 11 은, 도넛 형상 타입 (상하가 개구된 중공 타입) 에 있어서의, 패널 판 두께와 공동의 내경을 파라미터로 한 면외 변형의 발생 상태를 나타내는 도면이다.
도 12 는, 도넛 형상 타입에 대해, 공동률을 파라미터로 하여 최대 2 차 미분치로 정리한 도면이다.

다음으로, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

본 실시형태의 패널 부품용 접합부의 구조는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 간격을 두고 대향 배치되는 보강 부품 (1) 과 금속판으로 이루어지는 패널 부품 (2) 의 이면 (2a) 을 접합하는 접합부 (3) 의 구조로서, 매스틱 접착제로 이루어지는 패널 부품용 접합부의 구조이다.

여기서, 본 실시형태는, 자동차의 아우터 패널로 불리는 외판 부품 (도어 패널이나 루프 패널 등) 이나, 플로어나 대시 로어 등의 내판 부품 등의 자동차용 패널 부품과, 보강 부품 사이를, 매스틱 접착제에 의한 접합에 바람직한 기술이다. 단, 본 실시형태의 패널 부품용 접합부의 구조는, 다른 용도의 패널 부품을 매스틱 접착제로 접합하는 경우라도 적용 가능하다.

이와 같은 패널 부품 (2) 은, 완만하고 넓은 곡률의 곡면을 가지는 판 형상으로 형성되는 경우가 많고, 상대적으로 면외 방향에 대한 강성이 낮아지는 경향이 있다. 이 때문에, 패널 부품 (2) 을 보강하는 보강 부품 (1) 이 패널 부품 (2) 의 뒷쪽에 배치되고, 당해 보강 부재를 패널 부품 (2) 의 주변부에 연결하거나 하여, 패널 부품 (2) 을 보강한다.

이 때, 도 1 과 같이, 패널 부품 (2) 의 이면 (2a) 과 보강 부품 (1) 사이에 간극이 형성되기 때문에, 그 간극에 대해 부분적으로 매스틱 접착제를 개재시키고, 당해 매스틱 접착제로, 패널 부품 (2) 과 보강 부품 (1) 사이를 접합한다. 그리고, 그 매스틱 접착제에 의한 접합부 (3) 에 의해, 패널 부품 (2) 은 보강 부품 (1) 에 구속된다.

일반적으로, 매스틱 접착제에 의한 패널 부품과 보강 부품의 접합은, 매스틱 접착제의 점 (点) 부착에 의해 실시되는 경우가 많다.

이에 반해, 본 실시형태에서는, 패널 부품 (2) 과 보강 부품 (1) 사이에 개재시키는 매스틱 접착제로 이루어지는 접합부 (3) 에 대해, 그 형상 (구조) 을, 다음의 2 가지 요건을 만족시키는 형상으로 설정한다.

(요건 1) 패널 부품 (2) 의 이면 (2a) 에 대한 접착면 (3A) 의 외주 윤곽 형상 (R1) 을, 원호의 연속으로 형성한다.

(요건 2) 매스틱 접착제로 이루어지는 접합부 (3) 의 중앙부 위치에, 공동 (4) 을 형성한다.

각 요건에 대하여 설명한다.

＜요건 1 에 대하여＞

요건 1 은, 매스틱 접착제로 이루어지는 접합부 구조에 있어서의, 패널 부품 (2) 의 이면 (2a) 과 대향하는 면 (패널 접착면 (3A)) 의 외주 윤곽 형상 (R1) 을, 도 1(b) 와 같이, 곡률 급준부를 가지지 않는 곡선 형상으로 이루어지는 윤곽으로 설정함으로써 달성된다. 예를 들어 연속하는 원호 형상으로 이루어지는 원 형상이나 타원 형상 등의 윤곽 형상으로 패널 접착면 (3A) 의 윤곽을 설정한다. 또한, 곡률 급준부란, 곡률이 갑자기 변화되어, 예를 들어 모서리를 형성하는 부분이다.

매스틱 접착제의 수축에 의한 면외 변형은 패널 부품 (2) 측에서 발생한다. 이 때문에, 패널 부품 (2) 측에서의 수축을 억제하기 위해, 패널 접착면 (3A) 의 외주 윤곽 형상 (R1) 을 규정하고 있지만, 매스틱 접착제에 있어서의 보강 부품 (1) 에 대한 접착면 (3B) 의 외주 윤곽 형상도, 곡률 급준부를 가지지 않는 곡선 형상의 윤곽으로 설정하는 것이 바람직하다.

여기서, 패널 접착면 (3A) 의 외주 윤곽 형상 (R1) 을 원호 형상의 연속으로 구성시킨 것은, 예를 들어 외주 윤곽 형상 (R1) 이 사각형 형상인 경우에는, 수축된 경우에 모서리부의 끌어들임이 국소적으로 심해져, 실제와는 상이한 거동을 나타내는 경우가 생각되기 때문이다. 그 결과, 육안 관찰에 의한 관능 확인에 있어서, 실험에서의 결과와 정합이 이루어지지 않는 경우가 있을 수 있다.

예를 들어, 매스틱 접착제로 이루어지는 접합부 (3) 의 형상을, 원기둥 형상, 반구상, 원뿔대상, 도넛 형상 등으로 설정한다. 이와 같은 횡단면 원 형상의 경우, 간이한 접합부 (3) 의 형상으로 상기 요건 1 을 만족시킬 수 있다.

또한, 패널 부품 (2) 으로부터 보강 부품 (1) 을 향하는 선에 직교하는 방향 (패널 부품의 면과 평행한 방향) 으로 절단한 각 횡단면 형상이, 반드시 동일 치수 동일 형상일 필요는 없다. 예를 들어, 매스틱 접착제의 형상은, 도 2 에 나타내는 바와 같은 도넛 형상이어도 되고, 서서히 횡단면이 작아져 가는 산 모양의 형상 등이어도 된다. 도 2 는, 공동 (4) 이, 패널 부품 (2) 측으로 개구된 일례이다.

단, 패널 부품 (2) 으로부터 보강 부품 (1) 을 향하는 면에 대해 대칭인 형상이 바람직하다. 매스틱 접착제로 이루어지는 접합부 (3) 의 형상의 패널 접착면 (3A) 의 외주 윤곽 형상 (R1) 은, 오뚝이상이어도 된다. 이 경우, 2 개의 매스틱 접착제로 이루어지는 접합부가 들러붙어 오뚝이상이 된 것으로 간주할 수 있다.

이하, 개재시키는 매스틱 접착제로 이루어지는 접합부 (3) 의 형상이 대략 원기둥 형상 (도 1 참조) 이나 도넛 형상 (도 2 참조) 인 구조체를 상정하여 예시한다.

＜요건 2 에 대하여＞

요건 2 는, 도 1 이나 도 2 에 나타내는 바와 같이, 개재시키는 매스틱 접착제로 이루어지는 접합부 (3) 의 중앙부 위치에 공동 (4) 을 형성하는 것이다. 상기의 중앙부 위치는, 패널 부품 (2) 의 판 두께 방향으로부터 본, 요컨대 패널 부품 (2) 의 표면측으로부터 본, 중앙부 위치로 하면 된다.

공동 (4) 의 공동률은, 개재시키는 매스틱 접착제로 이루어지는 접합부 (3) 가 중실인 경우의 당해 접합부의 체적의 5 ％ 이상이면, 매스틱 접착제가 중실인 경우와 비교하여 확실하게 면 함몰 억제 효과를 발휘한다. 보다 바람직하게는 공동률은 10 ％ 이상이다.

또한, 매스틱 접착제는, 초기 상태에 대해, 가열·냉각에 의해 체적이 변화되는 경우도 있지만, 상기의 공동률은 가열·냉각 후의 상태에서의 공동률로 한다.

단, 공동률이 소정 이상 커지면, 개재시킨 매스틱 접착제에 의한 패널 부품 (2) 의 진동 억제, 인장 강성 향상 효과가 낮아지기 때문에, 공동률은 80 ％ 미만으로 억제하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 공동률의 상한치는 60 ％ 미만이다.

공동 (4) 의 횡단면 형상도, 곡률 급준부를 가지지 않는 곡선 형상으로 이루어지는 윤곽 형상인 것이 바람직하다. 또, 공동 (4) 의 횡단면 형상은, 매스틱 접착제로 이루어지는 접합부 (3) 의 횡단면 형상과 상사형 (相似形) 혹은 상사형에 가까운 형상이 바람직하다.

또, 동일 공동률이면, 공동 (4) 의 높이 방향의 형성 위치는, 패널 부품 (2) 측으로 근접시켜 형성하는 것이 바람직하다. 그러한 편이, 패널 접착면 (3A) 에서의 응력을 완화시키기 쉽기 때문이다.

나아가서는, 상기 공동 (4) 은, 도 2 와 같이, 적어도, 면 함몰이 일어나기 쉬운 패널 부품 (2) 측으로 개구되어 있는 것이 바람직하다. 이 때, 개구의 윤곽 형상 (R2) 도 원호의 연속으로 형성되어 있는 것이 바람직하다 (도 2 참조). 이것에 아울러, 보강 부품 (1) 측으로도 개구되어 있어도 상관없다. 또한, 공동 (4) 이 상기와 같이 개구되어 있는 경우에는, 접합부의 중공 위치에서의 체적이, 공동 (4) 의 체적이 된다.

상기와 같은 2 가지 요건을 만족시키는 매스틱 접착제로 이루어지는 접합부 (3) 의 형성 방법은, 예를 들어, 매스틱 접착제를 부품에 도포할 때에 사용하는, 도포용의 충전 노즐의 선단부의 개구 형상 (접착제가 분출되는 부분) 이, 링 형상 (O 형상) 또는 C 형상인 것을 사용하여 도포한다. 이 형성 방법인 경우, 종래와 동일한 택트 타임으로 접합 처리가 가능해진다. 충전 노즐 선단부의 개구 형상이 C 형상인 경우에는, 가열 공정에서의 팽창에 의해 단면 도넛 형상이 되도록, C 의 절입의 간극을 설정하면 된다.

또, 매스틱 접착제의 내부에 공동 (4) 을 형성하는 방법으로는, 예를 들어, 부품에 소정량 도포한 매스틱 접착제에 대해, 주사 바늘을 찔러, 내부에 공기나 불활성 가스를 충전함으로써 형성한다.

＜작용 그 외＞

본 실시형태의 형상을 갖는 매스틱 접착제를 채용한 경우에는, 가열된 매스틱 접착제가 냉각에 의해 수축될 때에, 패널 접착면 (3A) 이 아니라, 주로 공동 (4) 의 부분에 변형이 생긴다. 이 때문에, 패널 접착면 (3A) 에 발생하는, 패널 부품 (2) 을 끌어들이는 힘이 작아진다.

또, 본 실시형태에서는, 패널 접착면 (3A) 의 외주 윤곽 형상 (R1) 에 모서리부가 없다. 이 때문에, 일부에 모서리부가 존재하는 경우와 같은 외주 윤곽 형상에서 발생하는, 냉각시에 있어서의 부분적인 응력 집중의 발생을 억제할 수 있다.

이와 같이, 본 실시형태에서는, 매스틱 접착제로 이루어지는 접합부 (3) 의 형상을 연구함으로써, 비용을 들이지 않으면서 또한 간편하게, 매스틱 접착제가 수축될 때에, 패널 부품 (2) 의 면에 부하되는 응력을 완화시킬 수 있다. 이 결과, 간편하게, 패널 부품 (2) 을 매스틱 접착제로 접착하는 것에 의한 면 함몰의 발생을 억제하는 것이 가능해진다.

후술하는 실시예와 같이, 동일 판 두께의 패널 부품 (2) 이면, 중실 타입의 매스틱 접착제로 이루어지는 접합부 (3) 의 경우보다, 중공 타입의 매스틱 접착제로 이루어지는 접합부 (3) 를 채용함으로써, 보다 면 함몰을 억제할 수 있다. 즉, 중실 타입의 매스틱 접착제로 이루어지는 접합부와 동 품질로 설계하는 경우에는, 패널 부품 (2) 의 박판화를 실시하는 것이 가능해진다.

그리고, 예를 들어, 자동차용 패널 부품에 적용한 경우에는, 자동차의 제조 라인을 바꾸지 않고, 매스틱 접착제의 접착 방법을 바꿈으로써 패널 부품의 면 함몰을 억제하고, 안정적인 품질에 의한 생산이 가능해지는 것, 또, 패널 박판화에 의한 면 함몰 발생의 과제 해결로도 이어져, 자동차 차체 경량화에 대한 공헌이 가능해진다.

실시예

다음으로, 본 발명이 기초하는 실시예에 대해 설명한다.

＜해석 조건＞

해석 모델로서, 도 3 에 나타내는 바와 같은, 투영으로 1 변이 가로 세로 286 mm 인 사각형 형상이며 또한 상측으로 볼록한 곡면 형상의 아우터 패널을 모의한 패널 부품 모델 a 와, 이것을 지지하는 프레임 b 와, 외판 부품의 보강 부품 (1) 을 모의한 모델 c 를 설정하였다. 중앙부에 기둥상의 매스틱 접착제의 모델 d 를 형성함으로써, 패널 부품 모델 a 는 상방으로 만곡된 반원통 형상의 곡면 형상이 지지된다.

패널 부품 모델 a 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 자동차의 루프 패널을 상정한 R5000 의 만곡을 일방향을 향해 형성한 것으로, 그 만곡에 대한 직교 방향의 면 형상은 평탄하게 설정한다. 패널 부품 모델 a 의 판 두께를 0.50 mm, 0.60 mm, 0.70 mm 및 1.0 mm 로 하고, 각각의 케이스에 있어서의 패널 부품 (2) 의 z 방향 (패널 부품 (2) 의 판 두께 방향) 의 변위 분포의 등고선도를 해석하여 출력하였다.

또한, 프레임 b 는 강체로 설정하고, 패널 부품 모델 a, 보강 부품 (1) 의 모델 c 및 매스틱 접착제의 모델 d 는, 각각의 재료 물성을 하기와 같이 입력하였다.

모델 a, c 는, 철을 상정하여 밀도 7.8 g/㎤ 또한 영률 210 GPa 를 입력하고, 모델 d 는 매스틱 접착제의 물성치를 입력하였다. 본 실시예에서는 매스틱의 물성치로서, 열 탄성의 FEM 모델을 사용하고, 팽창시의 열 팽창 계수를 0.850 × 10^-3/℃·m, 영률을 150 MPa, 수축시의 열 팽창 계수를 0.905 × 10^-3/℃·m, 영률을 210 MPa 로 하였다.

이 때, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 프레임 b 나 패널 부품 모델 a 를 메시로 분할하고, 매스틱 접착제의 모델 d 는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 솔리드 요소로 분할하였다.

설정하는 매스틱 접착제의 외형 형상을, 모두 직경 20 mmφ 의 원기둥으로 설정하였다. 여기서, 도 6 은 중실 타입을, 도 7 은 중공 타입을, 도 8 은 도넛 형상 타입 (상하로 개구된 중공 형상의 타입) 의 설정예이다. 중공 타입 및 도넛 형상 타입의 경우에는, 공동 (4) 의 직경으로서 5 mm, 10 mm 및 15 mm 를 설정하였다.

도 8 과 같은 도넛 형상 타입의 경우, 내경 5 mmφ 에서 공동률 6 ％, 내경 10 mmφ 에서 공동률 25 ％, 내경 15 mmφ 에서 공동률 56 ％ 가 된다.

또, 도 7 과 같은 중공 타입의 경우, 내경 5 mmφ 에서 공동률 2 ％, 내경 10 mmφ 에서 공동률 8 ％, 내경 15 mmφ 에서 공동률 19 ％ 가 된다.

또한, 해석은, 솔버에 LS-DYNA ver9.71 을 사용하고, 정적 음해법을 이용하여 실시하였다.

이 때, 가열 조건으로는, 자동차의 도장 베이킹 온도인 170 ℃ 를 상정하고, 매스틱 접착제의 솔리드 요소에 있어서, 20 ℃ 에서부터 170 ℃ 로 승온 후, 170 ℃ 에서부터 20 ℃ 로 강온하는 해석을 실시하였다. 또한 승온으로부터 강온으로의 전환은, 패널 형상과 응력 분포를 계승하는 연성 해석으로 실시하였다.

＜평가＞

면 함몰의 평가는, 매스틱 접착제 접착부 (패널 중앙) 의 Z 변위량 및 횡단면의 형상으로부터 면의 기울기의 변화를 나타내는 2 차 미분치의 분포를 산출하고, 그 최대치로 실시하였다. 2 차 미분치가 커지면 사람의 눈에 보이기 쉬워지는 것으로 되어 있고, 숫자가 큰 편이 면 함몰이 큰 것으로 판단된다.

(중공 타입의 평가)

먼저 도 9 에 중공 타입의 결과를 나타낸다.

패널 부품 (2) 의 판 두께의 증가에 의해, 매스틱 접착제의 접착부의 면 함몰이 완화되지만, 동일 판 두께로 비교하면, 실시예에서 내경이 클수록 면 함몰은 개선되어 있음을 알 수 있다.

또한, 도 10 에, 중공 타입에 있어서의 최대 2 차 미분치로 정리한 결과를 나타낸다.

도 10 으로부터 알 수 있는 바와 같이, 중실 타입의 매스틱 접착제로 이루어지는 접합부 (3) 에 대해 판 두께 0.70 mmt 를 기준으로 한 경우, 공동률이 5 ％ 이면 판 두께 0.60 mmt 와 동등해져, 패널 부품 (2) 을 박판화해도, 종래 중실 타입과 동 레벨의 품질을 확보할 수 있는 것으로 인정된다. 여기서, 자동차에 있어서는, 판 두께 0.70 mmt 전후의 패널 부품 (2) 이 적용되는 경우가 많다.

(도넛 형상 타입의 평가)

도 11 에 도넛 형상 타입 (상하로 개구된 중공 타입) 의 결과를 나타낸다.

패널 부품 (2) 의 판 두께의 증가에 의해, 매스틱 접착제의 접착부의 면 함몰이 완화되는데, 동일 판 두께로 비교하면, 실시예에서 내경이 클수록 면 함몰은 개선되어 있음을 알 수 있다.

또한, 도 12 에, 도넛 형상 타입에 있어서의 최대 2 차 미분치로 정리한 결과를 나타낸다.

도 12 로부터 알 수 있는 바와 같이, 중실 타입의 매스틱 접착제로 이루어지는 접합부 (3) 에 대해 판 두께 0.70 mmt 를 기준으로 한 경우, 공동률이 5 ％ 이면 판 두께 0.60 mmt 와 동등해져, 패널 부품 (2) 을 박판화해도, 종래 중실 타입과 동 레벨의 품질을 확보할 수 있는 것으로 인정된다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 패널 판 두께를 얇게 해도 현행 중실 타입의 매스틱 접착제보다 면 함몰을 억제하는 것이 가능하고, 차체의 경량화에 기여함을 알 수 있다.

이상, 본원이 우선권을 주장하는, 일본 특허출원 2017-084629 (2017년 4월 21일 출원) 의 전체 내용은, 참조에 의해 본 개시의 일부를 이룬다.

여기서는, 한정된 수의 실시형태를 참조하면서 설명하였지만, 권리 범위는 그것들로 한정되는 것은 아니고, 상기의 개시에 기초하는 각 실시형태의 개변은 당업자에게 있어 자명한 것이다.

1 : 보강 부품
2 : 패널 부품
2a : 이면
3 : 접합부
3A : 패널 접착면
4 : 공동
R1 : 외주 윤곽 형상
R2 : 개구의 윤곽 형상

Claims (5)

1. 간격을 두고 대향하는 보강 부품과 금속제의 패널 부품의 이면을 접합하는, 매스틱 접착제로 이루어지는 패널 부품용 접합부의 구조로서,
   상기 패널 부품의 이면에 접착하는 접착면의 외주 윤곽 형상이, 원호의 연속으로 형성되고,
   상기 패널 부품의 판 두께 방향으로부터 보아, 상기 매스틱 접착제로 이루어지는 패널 부품용 접합부의 중앙부 위치에 공동이 형성되고,
   상기 패널 부품용 접합부에 형성된 상기 공동은, 상기 패널 부품용 접합부에 있어서의, 상기 보강 부품 및 상기 패널 부품과 대향하는 면에 개구되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 패널 부품용 접합부의 구조.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 공동의 체적은, 상기 매스틱 접착제로 이루어지는 패널 부품용 접합부를 중실로 한 경우에 있어서의 당해 접합부의 체적의 5 ％ 이상으로 설정한 것을 특징으로 하는 패널 부품용 접합부의 구조.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 패널 부품은, 차량용 패널 부품인 것을 특징으로 하는 패널 부품용 접합부의 구조.
4. 보강 부품에 대해 금속제의 패널 부품의 이면을 매스틱 접착제로 접착함으로써, 매스틱 접착제에 의해 상기 보강 부품에 패널 부품을 접합하는 접합 방법으로서,
   상기 보강 부품과 상기 패널 부품 사이에 개재시키는 매스틱 접착제의 형상을, 상기 패널 부품의 이면에 대한 접착면의 외주 윤곽 형상이 원호의 연속으로 형성되도록 설정하며, 또한 그 매스틱 접착제의 중앙부에 공동을 형성하고,
   그 공동이, 상기 보강 부품 및 상기 패널 부품을 향해 개구되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 접합 방법.
   
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