JP5509749B2 - Construction method of joint structure - Google Patents
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Description
本発明は、車体を構成する板金部材どうし等が接合された接合構造の構築方法に関する。 The present invention relates to a method for constructing a joint structure in which sheet metal members constituting a vehicle body are joined together.
従来、車体を構成する板金部材どうしを接合する手段等として、スポット溶接やレーザー溶接等の溶接技術、あるいは接着剤による接着方法が採用されている。 Conventionally, a welding technique such as spot welding or laser welding or a bonding method using an adhesive has been adopted as a means for joining sheet metal members constituting a vehicle body.
特に、近年では、特許文献1に開示されているように、外部から一部に付与されたエネルギーによって内部エネルギーを自己発生させつつ硬化する接着剤であって、この内部エネルギーが発生した部位に隣接する部分がこの内部エネルギーを受けてさらに内部エネルギーを自己発生させつつ硬化反応を起こすことにより連鎖的に硬化していく連鎖反応型の接着剤を用いる接着方法が注目されている。この接着剤を用いる方法では、接着部材に接着剤を塗布し、この接着剤の所定箇所に外部からエネルギーを付与することで接着剤を順次硬化させていく。そして、この接着剤の硬化により接着部材どうしを接合する。 In particular, in recent years, as disclosed in Patent Document 1, it is an adhesive that hardens while self-generating internal energy by energy applied to a part from the outside, and is adjacent to the site where the internal energy is generated. An adhesion method using a chain-reaction type adhesive in which a portion that receives the internal energy receives the internal energy and further undergoes a curing reaction while self-generating the internal energy is attracting attention. In this method using an adhesive, the adhesive is applied to the adhesive member, and the adhesive is sequentially cured by applying energy from outside to a predetermined portion of the adhesive. Then, the adhesive members are joined together by curing the adhesive.
前記連鎖反応型の接着剤を用いる方法において、接着剤に付与されたエネルギーおよび接着剤の内部エネルギーの一部は接着剤から接着部材側に逃げる。この逃げ量が大きい場合には、接着剤が硬化可能な温度にまで温められず接着剤の硬化反応が途中で停止する場合がある。この硬化反応の停止を回避する方法として、外部から付与するエネルギー量を大きくすることが考えられるが、この場合には、エネルギー効率が悪化する。 In the method using the chain reaction type adhesive, a part of the energy applied to the adhesive and the internal energy of the adhesive escapes from the adhesive to the adhesive member side. When the escape amount is large, the adhesive may not be heated to a temperature at which it can be cured, and the curing reaction of the adhesive may stop halfway. As a method of avoiding the stop of the curing reaction, it is conceivable to increase the amount of energy applied from the outside, but in this case, energy efficiency is deteriorated.
前記課題を解決するために本発明は、接着部材の接合面と当該接着部材から離間した位置に配置される被接着部材の接合面とが互いに接合された接合構造を構築する接合構造の構築方法であって、前記接着部材として、材質あるいは形状の少なくとも一方が異なる第1接着部と第2接着部とが特定方向に沿って互いに隣接して配置された接着部材を用い、外部から一部に付与されたエネルギーによって硬化反応熱を発生させつつ硬化するとともに、当該硬化反応熱が発生した部位に隣接する部分がこの硬化反応熱を受けてさらに硬化反応熱を発生させつつ硬化反応を起こすことにより連鎖的に硬化する連鎖反応型の第1接着剤を前記第1接着部の接合面と前記被接着部材の接合面との間に配置するとともに、外部から一部に付与されたエネルギーによって硬化反応熱を発生させつつ硬化するとともに、当該硬化反応熱が発生した部位に隣接する部分がこの硬化反応熱を受けてさらに硬化反応熱を発生させつつ硬化反応を起こすことにより連鎖的に硬化する連鎖反応型の第2接着剤を、前記第1接着剤と連続して前記第2接着部の接合面と前記被接着部材の接合面との間に配置する接着剤配置工程と、前記第1接着剤と第2接着剤のうちいずれか一方を、外部からのエネルギーを付与するエネルギー付与接着剤に決定するエネルギー付与接着剤決定工程と、前記接着剤配置工程の後に実施されて、前記エネルギー付与接着剤決定工程で決定されたエネルギー付与接着剤にエネルギーを付与して当該エネルギー付与接着剤と他方の接着剤とを前記特定方向に沿って連鎖的に硬化させることで前記接着部材と前記被接着部材とを接合する硬化工程とを含み、前記エネルギー付与接着剤決定工程では、前記第1接着部の熱容量と第2接着部の熱容量のうちのより小さい熱容量を有する接着部側に配置された接着剤を前記エネルギー付与接着剤に決定し、前記第1接着部の熱容量と第2接着部の熱容量とが同一の場合には、前記第1接着部のその接合面と垂直な方向における熱抵抗値と第2接着部のその接合面と垂直な方向における熱抵抗値のうちのより大きい熱抵抗値を有する接着部側に配置された接着剤を前記エネルギー付与接着剤に決定することを特徴とする接合構造の構築方法を提供する(請求項1)。
In order to solve the above-described problem, the present invention provides a method for constructing a joint structure in which a joint surface of an adhesive member and a joint surface of a member to be bonded arranged at a position separated from the adhesive member are joined together. In this case, as the adhesive member, an adhesive member in which a first adhesive portion and a second adhesive portion, which are different in at least one of materials or shapes, are arranged adjacent to each other along a specific direction, and is partially provided from the outside. with curing while generating a curing reaction heat by applying energy, a portion adjacent to the site where the curing reaction heat has occurred by causing a curing reaction while generating a further curing reaction heat by receiving the curing reaction heat A chain reaction type first adhesive that cures in a chain manner is disposed between the joint surface of the first adhesive portion and the joint surface of the adherend member, and the energy applied to a part from the outside With curing while generating a curing reaction heat by chromatography, chain manner by a portion adjacent to the site where the curing reaction heat is generated causes a curing reaction while generating a further curing reaction heat by receiving the curing reaction heat An adhesive disposing step of disposing a chain reaction type second adhesive to be cured between the bonding surface of the second bonding portion and the bonding surface of the member to be bonded in succession to the first adhesive; Implemented after the energy application adhesive determination step of determining any one of the first adhesive and the second adhesive as an energy application adhesive that applies energy from the outside, and the adhesive placement step, Energy is given to the energy-given adhesive determined in the energy-giving adhesive determination step, and the energy-given adhesive and the other adhesive are cured in a chain along the specific direction. A curing step of joining the adhesive member and the adherend member, wherein the energy-giving adhesive determining step has a smaller heat capacity of the heat capacity of the first adhesive part and the heat capacity of the second adhesive part. When the adhesive disposed on the adhesive part side is determined as the energy-giving adhesive, and the heat capacity of the first adhesive part and the heat capacity of the second adhesive part are the same, the joint surface of the first adhesive part An adhesive disposed on the adhesive portion side having a larger thermal resistance value among a thermal resistance value in a direction perpendicular to the first surface and a thermal resistance value in a direction perpendicular to the bonding surface of the second adhesive portion. The present invention provides a method for constructing a joint structure characterized in that it is determined as follows .
この方法によれば、接着剤に付与するエネルギーを小さく抑えつつ材質あるいは形状の異なる第1接着部と第2接着部とにわたって接着剤の硬化反応の連鎖を維持して接着剤全体を硬化させ、接着部材と被接着部材とを確実に接着することができる。すなわち、熱容量が小さい接着部では接着剤からエネルギーを受けた際にその温度が容易に上昇するため、接着剤と接着部の温度差ひいてはこの温度差に伴い接着剤から接着部側に逃げるエネルギー量が小さく抑えられる。従って、熱容量が小さい接着部に配置された接着剤をエネルギー付与接着剤とし、この接着剤に外部からエネルギーを付与してこの接着部側から接着剤の硬化反応を開始させることで、付与するエネルギーを小さく抑えつつ接着剤の硬化反応を維持することができる。そして、この熱容量が小さい接着部側において接着剤の硬化反応が連鎖していく間に他方の接着部が一方の接着部からの熱伝導により温められることで、この他方の接着部においても、接着剤の硬化反応が行われる時点で接着部と接着剤との温度差が小さくなり接着剤の硬化反応を維持することができる。 According to this method, the entire adhesive is cured by maintaining the chain of the curing reaction of the adhesive across the first adhesive portion and the second adhesive portion with different materials or shapes while suppressing the energy applied to the adhesive, The bonding member and the member to be bonded can be reliably bonded. In other words, since the temperature easily rises when receiving energy from the adhesive in an adhesive part with a small heat capacity, the temperature difference between the adhesive and the adhesive part, and the amount of energy that escapes from the adhesive to the adhesive part side due to this temperature difference Can be kept small. Therefore, the energy applied by using the adhesive placed in the adhesive part with a small heat capacity as the energy-giving adhesive, applying energy from the outside to the adhesive, and starting the curing reaction of the adhesive from the adhesive part side. It is possible to maintain the curing reaction of the adhesive while keeping the value small. And while the curing reaction of the adhesive is chained on the adhesive part side where the heat capacity is small, the other adhesive part is heated by heat conduction from the one adhesive part, so that the other adhesive part also adheres. When the curing reaction of the agent is performed, the temperature difference between the adhesive portion and the adhesive is reduced, and the curing reaction of the adhesive can be maintained.
さらに、熱抵抗値が大きく放熱しにくい接着部では、接着部を通って接着剤側から外部に放出されるエネルギー量が小さく抑えられる。そのため、このように大きい熱抵抗値を有する接着部側に外部からエネルギーを付与してこの接着部側から接着剤の硬化反応を開始させることで、外部からのエネルギーを小さく抑えつつ接着剤の硬化反応を維持することができる。そして、この熱抵抗値が小さい接着部側において接着剤の硬化反応が連鎖していく間に他方の接着部が一方の接着部からの熱伝導により温められることで、この他方の接着部においても接着剤の硬化反応を維持することができる。 Furthermore, in an adhesive portion having a large thermal resistance value and difficult to dissipate heat, the amount of energy released from the adhesive side to the outside through the adhesive portion can be kept small. Therefore, by applying energy from the outside to the adhesive part side having such a large thermal resistance value and starting the curing reaction of the adhesive from the adhesive part side, curing of the adhesive while keeping the external energy small The reaction can be maintained. And while the curing reaction of the adhesive is chained on the adhesive part side where the thermal resistance value is small, the other adhesive part is warmed by heat conduction from the one adhesive part, so that also in the other adhesive part The curing reaction of the adhesive can be maintained.
また本発明において、前記硬化工程では、前記エネルギー付与接着剤の前記特定方向の端部であって、他方の接着剤が配置されている側と反対側の端部にエネルギーを付与するのが好ましい(請求項2)。
Moreover, in this invention, it is preferable to provide energy to the edge part of the said specific direction of the said energy provision adhesive, and the edge part on the opposite side to the side by which the other adhesive agent is arrange | positioned in the said hardening process. (Claim 2 ).
このようにすれば、熱容量の小さい接着部あるいは熱抵抗値の大きい接着部において接着剤の硬化反応が行われている間に、他方の接着部の温度が十分に温められるため、他方の接着部において接着剤の硬化反応をより確実に維持することができる。 In this case, the temperature of the other adhesive portion is sufficiently warmed while the adhesive curing reaction is being performed in the adhesive portion having a small heat capacity or the adhesive portion having a large thermal resistance value. It is possible to more reliably maintain the curing reaction of the adhesive.
ここで、本発明では、第1接着剤と第2接着剤の厚みや種類を異ならせることなく、接着剤の硬化反応をより確実に維持することができるので、前記第1接着部の接合面と前記被接着部材の接合面との距離を、前記第2接着部の接合面と前記被接着部材の接合面との距離と同一とし、前記接着剤配置工程で、前記第1接着剤および前記第2接着剤として同じ種類の接着剤を配置するとともに、これら第1接着剤および前記第2接着剤を当該第1接着剤の前記接着部材の接合面と垂直な方向の厚さと当該第2接着剤の前記接着部材の接合面と垂直な方向の厚さとが同一となるように配置して、接着部材と被接着部材との間に接着剤を容易に配置することができる(請求項3)。
Here, in the present invention, since the curing reaction of the adhesive can be more reliably maintained without differentiating the thickness and type of the first adhesive and the second adhesive, the joint surface of the first adhesive portion and the distance between the bonding surface of the bonded component, the second bonding surface of the bonding portion between the distance and the same of the bonding surface of the adhesive member, with the adhesive disposing step, the first adhesive and The same type of adhesive is disposed as the second adhesive, and the first adhesive and the second adhesive are disposed in the direction perpendicular to the bonding surface of the adhesive member of the first adhesive and the second adhesive. and bonding surface of the adhesive member of the adhesive and the thickness of the vertical direction is arranged such that the same can be easily arranged an adhesive between the adhesive member and the adhesive member (claim 3 ).
また本発明は、前記接着剤配置工程の前に実施されて、前記第1接着部と前記第2接着部とをテーラードブランク工法により互いに接合するテーラードブランク工程を備えるものも含む(請求項4)。 Moreover, this invention is implemented before the said adhesive arrangement | positioning process, and also includes what is provided with the tailored blank process which joins the said 1st adhesion part and the said 2nd adhesion part mutually by a tailored blank construction method (Claim 4 ). .
以上のように、本発明によれば、接着剤に付与するエネルギー量を小さく抑えつつ接着剤の硬化反応の連鎖をより確実に維持することができる。 As described above, according to the present invention, the chain of the curing reaction of the adhesive can be more reliably maintained while suppressing the amount of energy applied to the adhesive.
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る接合構造の構築方法の好ましい実施の形態について説明する。本発明に係る接合構造の構築方法は、材質あるいは形状の少なくとも一方が異なる第1接着部と第2接着部とが特定方向に沿って互いに隣接して配置された接着部材の接合面と被接着部材の接合面とが互いに接合された接合構造を構築するための方法である。ここでは、図1に示すように、被接着部材であるサイドフレームアウタパネル10と、接着部材であるセンタピラーインナパネル20とが接合されて、自動車のセンタピラー(いわゆるBピラー)に接合構造100が構築される場合について説明する。ここで、前記センタピラーインナパネル20に形成された後述する第1インナフランジ34が前記第1接着部に相当し、センタピラーインナパネル20に形成された後述する第2インナフランジ44が第2接着部に相当する。
Hereinafter, a preferred embodiment of a method for constructing a joint structure according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the method for constructing a joint structure according to the present invention, the first adhesive portion and the second adhesive portion, which are different in at least one of materials or shapes, are disposed adjacent to each other along a specific direction and are bonded. This is a method for constructing a joint structure in which the joint surfaces of the members are joined together. Here, as shown in FIG. 1, a side frame
図2は前記センタピラーインナパネル20の概略平面図であり、図3は図1のII−II線断面図であり、図4は図2のIII−III線断面図である。このセンタピラーインナパネル20は、車体下部に配置される上下方向に延びる第1パネル30と、車体上部に配置される上下方向に延びる第2パネル40とで構成されている。この第1パネル30と第2パネル30とは上下方向に隣接している。このセンタピラーインナパネル20は、後述するように、テーラードブランク工法により、第1パネル30を構成する板材と第2パネル40を構成する板材とがレーザー溶接等により一体に接合された後プレス加工されることで形成されている。ここでは、この第1パネル30と第2パネル40とが、同一の材料例えば鋼板で形成されている。
2 is a schematic plan view of the center pillar
第1パネル30にはプレス加工によりフランジ34(第1接着部、以下、第1インナフランジ34という)が形成され、前記第2パネル40にはプレス加工によりフランジ44(第2接着部、以下、第2インナフランジ44という)が形成されている。第1インナフランジ34と第2インナフランジ44とは上下方向に隣接しており、いずれも鋼板で形成されている。第1インナフランジ34と第2インナフランジ44とは、水平方向の幅W1,W2(図2参照)と上下方向の長さL1,L2(図4参照)が互いに同一の値に設定されている一方、各厚みd1、d2(図4参照)は異なる値に設定されている。例えば、第1パネル30の厚みd1は0.8mmであり、第2パネル40の厚みd2は1.6mmに設定されている。
The
図5は、前記サイドフレームアウタパネル10の概略平面図であり、図6は、図5のV−V線断面図である。このサイドフレームアウタパネル10には、フロントドアが取り付けられるフロント開口部11と、リアドアが取り付けられるリア開口部12とが形成されている。そして、前記フロント開口部11の周囲およびリア開口部12の周囲には、フランジ14(以下、アウタフランジ14と言う)が形成されている。
FIG. 5 is a schematic plan view of the side frame
前記サイドフレームアウタパネル10と前記センタピラーインナパネル20とは、図1等に示すように、サイドフレームアウタパネル10のうち前記フロント開口部11と前記リア開口部12との間の領域にセンタピラーインナパネル20が取り付けられて、前記アウタフランジ14と前記センタピラーインナパネル20の第1インナフランジ34および第2インナフランジ44とが接着剤4で接着されることで互いに接合される。具体的には、図10等に示すように、アウタフランジ14の車体内側表面(接合面)14aと、第1インナフランジ34の車体外側表面(接合面)34aおよび第2インナフランジ44の車体外側表面(接合面)44aとが接着剤4により接着される。そして、この接着により、前記第1インナフランジ34と前記第2インナフランジ44とが、前記サイドフレームアウタパネル10および接着剤4を介して接合される。
As shown in FIG. 1 and the like, the side frame
本接合構造の構築方法では、前記接着剤4に連鎖反応型の接着剤を用いる。具体的には、この接着剤4として、光重合性樹脂(主としてエポキシ樹脂、特に好ましくは脂環式エポキシ樹脂)、光・熱重合開始剤(芳香族スルホニウム塩等)、および光重合開始剤(スルホニウム塩等)を主成分とする樹脂組成物であって、紫外線、電子線、X線、赤外線、太陽光線、可視光線、レーザビーム(エキシマレーザ、CO2、レーザー等)、熱線(放射や輻射熱等)等のエネルギー線、或いは熱等の所定量のエネルギーが付与されることによって、その内部にカチオンと硬化反応熱とを積極的に発生させ、これらカチオンと硬化反応熱とによって、連鎖的に硬化反応するものを用いる。 In the method for constructing the bonded structure, a chain reaction type adhesive is used as the adhesive 4. Specifically, the adhesive 4 includes a photopolymerizable resin (mainly an epoxy resin, particularly preferably an alicyclic epoxy resin), a photo / thermal polymerization initiator (such as an aromatic sulfonium salt), and a photopolymerization initiator ( A resin composition mainly composed of a sulfonium salt, etc., which is ultraviolet ray, electron beam, X-ray, infrared ray, solar ray, visible ray, laser beam (excimer laser, CO 2 , laser, etc.), heat ray (radiation or radiant heat) Etc.), or a predetermined amount of energy such as heat is applied, so that cations and heat of curing reaction are positively generated in the interior, and the cations and heat of curing reaction are linked in a chain. Use a curing reaction.
また、前記接着剤4を塗布するための接着剤塗布装置110として、図7に示すような装置を用いる。この接着剤塗布装置110は、図略のタンクに貯留されている接着剤4を吐出するノズル112と、前記接着剤4を前記ノズル112に導くホース114と、前記ノズル112を駆動する駆動ロボット115とを有している。
Further, an apparatus as shown in FIG. 7 is used as the
前記接着剤4等を用いた本接合構造の構築方法は、次の各工程を含む。 The construction method of the present joint structure using the adhesive 4 or the like includes the following steps.
1)テーラードブランク工程
この工程は、前述のように、前記第1パネル30と第2パネル40とを有するセンタピラーインナパネル20を形成する工程である。
1) Tailored Blank Step This step is a step of forming the center pillar
この工程では、まず、前記第1パネル30を構成する第1の鋼板と、この鋼板よりも厚みが厚いい前記第2パネル40を構成する第2の鋼板とをレーザー等により溶接する。そして、溶接により一つの素材となった鋼板をプレス加工し、前記第1の鋼板により前記第1インナフランジ34を有する第1パネル30を形成するとともに、前記第2の鋼板により第1インナフランジ34よりも厚みの厚い前記第2インナフランジ44を有する第2パネル40を形成する。このようにして、本工程では、前記第1パネル30と第2パネル40ひいては第1インナフランジ34と第2インナフランジ44とが一体に溶接されたセンタピラーインナパネル20を形成する。
In this step, first, a first steel plate constituting the
2)接着剤配置工程
この工程は、前記第1インナフランジ34および第2インナフランジ44と前記アウタフランジ14との間に前記接着剤4を配置する工程である。
2) Adhesive placement step This step is a step of placing the adhesive 4 between the first
この工程では、まず、図8に示すように、前記アウタフランジ14の車体内側表面14aに接着剤4を塗布する。具体的には、前記接着剤塗布装置110の駆動ロボット115を駆動させて、前記ノズル112から、ホース114を通して供給された前記接着剤4を、前記アウタフランジ14の車体内側表面14a上にその厚みすなわちアウタフランジ14の車体内側表面14aから垂直な方向の高さがこの車体内側表面14a全体にわたって一定となるように吐出していく。
In this step, first, as shown in FIG. 8, the adhesive 4 is applied to the vehicle body
次に、図9に示すように、前記第1インナフランジ34および第2インナフランジ44が形成された前記センタピラーインナパネル20を、前記第1インナフランジ34の車体外側表面34aおよび第2インナフランジ44の車体外側表面44aと前記アウタフランジ14の車体内側表面14aとの間で接着剤4を挟み込むようにして、前記サイドフレームアウタパネル10上に載置する。このとき、前記第1インナフランジ34の車体外側表面34aおよび第2インナフランジ44の車体外側表面44aと前記アウタフランジ14の車体内側表面14aとがそれぞれ平行となるようにする。
Next, as shown in FIG. 9, the center pillar
3)エネルギー付与接着剤決定工程
本方法では、後述する硬化工程において、前記第1インナフランジ34側に配置された接着剤(第1接着剤)4と前記第2インナフランジ44側に配置された接着剤(第2接着剤)4の一方側にのみトリガーとなるエネルギーを付与し、この付与部分を起点として接着剤4を連鎖的に硬化させる。この工程では、第1インナフランジ34と第2インナフランジ44のいずれ側にトリガーとなるエネルギーを付与するかを決定する。
3) Energy-giving adhesive determination step In this method, in the curing step described later, the adhesive (first adhesive) 4 disposed on the first
本発明者らは、連鎖反応型の接着剤を用いて形状あるいは材質の異なる第1接着部と第2接着部とからなる接着部材を被接着部材に接着させる実験を各接着部の形状あるいは材質を種々に変更して行ったところ、第1接着部と第2接着部の熱容量が異なる場合には、これら第1接着部側に配置された接着剤と第2接着部側に配置された接着剤のいずれにトリガーとなるエネルギーを付与するかによって、同じエネルギーを付与した場合でも接着剤の硬化反応が接着部材全体にわたって連鎖する場合としない場合とがあるという結果を得た。換言すれば、第1接着部側に配置された接着剤と第2接着部側に配置された接着剤のいずれにトリガーとなるエネルギーを付与するかによって、接着部材全体にわたって硬化反応を維持するために付与するエネルギーが異なるという結果を得た。 The present inventors conducted an experiment in which an adhesive member composed of a first adhesive portion and a second adhesive portion having different shapes or materials using a chain reaction type adhesive is bonded to an adherend member. When the heat capacity of the first adhesive part and the second adhesive part is different, the adhesive disposed on the first adhesive part side and the adhesive disposed on the second adhesive part side are performed. Depending on whether the trigger energy is applied to any of the agents, even when the same energy is applied, the curing reaction of the adhesive may or may not be chained across the entire adhesive member. In other words, in order to maintain the curing reaction over the entire adhesive member depending on which of the adhesive disposed on the first adhesive portion side and the adhesive disposed on the second adhesive portion side is applied with a trigger energy. As a result, the energy applied to the slab was different.
例えば、図13に示すように、第1接着部530としての長さL530=37.5mm、厚みd530=2.0mm、幅(紙面と垂直な方向)37.5mmのアルミ板と第2接着部540としての長さL540=37.5mm、厚みd540=1.2mm、幅(紙面と垂直な方向)37.5mmのアルミ板を長さ方向に隣接した状態で配置することで接着部材520を構成して、この接着部材520と被接着部材510との間に配置した連鎖反応型の接着剤504にエネルギーを付与した場合には、厚みの小さい第1接着部530の長さ方向端部530eにトリガーとしてのエネルギーを付与した際には接着剤504全体にわたって硬化反応が連鎖するが、厚みの大きい第2接着部540の長さ方向の端部540eに同じ大きさのエネルギーを付与した際には接着剤504の硬化反応が第1接着部530側に連鎖する前に停止した。なお、この実験において、被接着部材510には長さL=100mm、厚みd3=1.2mm、幅25mmのアルミ板を用い、接着剤504には、脂環式エポキシ樹脂100重量部を主剤として芳香族スルホニウム塩およびスルホニウム塩計3重量部からなる硬化剤が混合された連鎖反応型の接着剤504を用い、接着剤504の厚みをd504=1.0mmとした。
For example, as shown in FIG. 13, an aluminum plate having a length L530 = 37.5 mm, a thickness d530 = 2.0 mm, and a width (direction perpendicular to the paper surface) 37.5 mm as the first
前記のような現象は、第1接着部530のアルミ板の方が厚みが小さく熱容量が小さいことで温度上昇が容易に行われるため接着剤504と第1接着部530との温度差が接着剤504と第2接着部540との温度差よりも小さく抑えられて接着剤504から接着部材520側に移動するエネルギー量が小さく抑えられるためと考えられる。すなわち、接着剤504から外部に逃げるエネルギー量が小さく抑えられることで、接着剤504内でエネルギーがより確実に伝達するためと考えられる。そして、この第1接着部530で接着剤504の硬化反応が連鎖していく間に第2接着部540が第1接着部530からの熱伝導により温められて接着剤504の硬化反応が第2接着部540に到達する時点で第2接着部540の温度が十分に高められることで、この第2接着部540においても第2接着部540と接着剤504との温度差が小さく抑えられて接着剤504内でのエネルギー伝達が維持されるためと考えられる。
As described above, the temperature difference between the adhesive 504 and the first
また、本発明者らは、第1接着部と第2接着部の熱容量が同一であっても接着剤と接触する各接合面と垂直な方向における熱抵抗値が異なる場合、例えば、同一の熱伝導率を有する一方接合面と垂直な方向の厚みが異なる場合、あるいは、厚みが同一である一方熱伝導率が異なる場合には、これら第1接着部側に配置された接着剤と第2接着部側に配置された接着剤のいずれにトリガーとなるエネルギーを付与するかによって、同じエネルギーを付与した場合でも接着剤の硬化反応が接着部材全体にわたって連鎖する場合としない場合とがあるという結果、すなわち、接着部材全体にわたって硬化反応を維持するために付与するエネルギーが異なるという結果を得た。具体的には、熱抵抗値が大きい接着部(例えば第1接着部)側に配置された接着剤にトリガーとしてのエネルギーを付与した方が硬化反応の連鎖の停止を回避することができる、すなわち、より小さいエネルギーで硬化反応の連鎖を維持することができるという結果を得た。 Further, the inventors have different heat resistance values in the direction perpendicular to each bonding surface that comes into contact with the adhesive even if the heat capacities of the first adhesive portion and the second adhesive portion are the same. When the thickness in the direction perpendicular to the one joining surface having conductivity is different, or when the thickness is the same while the thermal conductivity is different, the adhesive disposed on the first bonding portion side and the second bonding are provided. Depending on whether to apply energy as a trigger to which of the adhesives arranged on the part side, even if the same energy is applied, the adhesive curing reaction may or may not be chained across the entire adhesive member, That is, the result was that the energy applied to maintain the curing reaction over the entire adhesive member was different. Specifically, it is possible to avoid the chain of the curing reaction from stopping by applying energy as a trigger to the adhesive disposed on the adhesive portion (for example, the first adhesive portion) side having a large thermal resistance value. The results show that the chain of curing reaction can be maintained with smaller energy.
これは、熱抵抗値が大きく放熱しにくい接着部では、単位時間に接着部を通って接着剤側から外部に放出されるエネルギー量が小さく抑えられることで、接着剤内でエネルギーがより確実に伝達するためと考えられる。そして、この熱抵抗値が大きい一方の接着部において接着剤の硬化反応が連鎖していく間に他方の接着部が一方の接着部からの熱伝導により温められることで、この他方の接着部においても接着剤内でのエネルギー伝達が維持されるためと考えられる。 This is because the amount of energy released from the adhesive side to the outside through the adhesive part per unit time is kept small in the adhesive part where heat resistance is large and difficult to dissipate heat, so that the energy can be more reliably stored in the adhesive. It is thought to convey. Then, while the curing reaction of the adhesive is chained in one adhesive portion having a large thermal resistance value, the other adhesive portion is heated by heat conduction from the one adhesive portion, so that the other adhesive portion This is also because energy transmission in the adhesive is maintained.
以上より、このエネルギー付与接着剤決定工程では、第1接着部の熱容量と第2接着部の熱容量とを比較して、より小さい熱容量を有する接着部に配置された接着剤(エネルギー付与接着剤)にトリガーとなるエネルギーを付与するよう決定する。また、第1接着部と第2接着部の熱容量が同一の場合には、各接着部の熱抵抗値を比較して、より大きい熱抵抗値を有する接着部に配置された接着剤(エネルギー付与接着剤)にトリガーとなるエネルギーを付与するよう決定する。 As mentioned above, in this energy provision adhesive determination process, the heat capacity | capacitance of a 1st adhesion part and the heat capacity of a 2nd adhesion part are compared, and the adhesive agent (energy provision adhesive) arrange | positioned at a smaller heat capacity Decide to give energy to trigger. Further, when the heat capacity of the first adhesive portion and the second adhesive portion is the same, the thermal resistance values of the respective adhesive portions are compared, and an adhesive (energy application) arranged in the adhesive portion having a larger thermal resistance value is compared. Decide to apply energy as a trigger to the adhesive.
本実施形態におけるセンタピラーに接合構造100を構築する場合では、前述のように、第1接着部に相当する第1インナフランジ34と第2接着部に相当する第2インナフランジ44とは同一の材料で長さおよび幅が同一となるよう形成されている一方、第1インナフランジ34の方が厚みが薄く設定されており、第1インナフランジ34の方が熱容量が小さくなっている。そのためこのエネルギー付与接着剤決定工程において、第1インナフランジ34に配置された接着剤4にトリガーとなるエネルギーを付与するよう決定する。
In the case of constructing the
4)硬化工程
この工程は、前記接着剤4に硬化反応のトリガーとなるエネルギーを付与して接着剤4を硬化させる工程である。
4) Curing step This step is a step of curing the adhesive 4 by applying energy that triggers a curing reaction to the adhesive 4.
この工程では、紫外線照射により接着剤4にエネルギーを付与する。すなわち、図10に示すように、紫外線を照射可能な周知の装置であるUV照射装置130により前記第1インナフランジ34に配置された接着剤4に紫外線を照射する。
In this step, energy is applied to the adhesive 4 by ultraviolet irradiation. That is, as shown in FIG. 10, the adhesive 4 disposed on the first
具体的には、第1インナフランジ34の上端部34e、すなわち第1インナフランジ34の上下方向両端のうち第2インナフランジ44と反対側の端部34eにおいて露出している接着剤4に紫外線を照射する。紫外線が照射された接着剤4は、その内部にカチオンと硬化反応熱とを発生させつつ硬化を開始する。
Specifically, ultraviolet rays are applied to the adhesive 4 exposed at the
接着剤4の温度は、紫外線が照射されることでまた硬化反応熱の発生により上昇し、第1インナフランジ34との間には温度差が生じる。そのため、この温度差に伴い接着剤4内のエネルギーの一部は第1インナフランジ34側に移動する。しかしながら、前述のように、第1インナフランジ34の熱容量は小さく、前記エネルギーを受けて第1インナフランジ34の温度は早期に上昇する。そのため、接着剤4から第1インナフランジ34に移動するエネルギーは小さく抑えられ、第1インナフランジ34全体にわたって接着剤4の硬化反応は維持され、この硬化反応は第2インナフランジ44側に配置された接着剤4に連鎖していく。前記第1インナフランジ34において接着剤4の硬化反応が連鎖している間に第2インナフランジ44の温度は第1インナフランジ34からの熱伝導により高められており、この第2インナフランジ44側に接着剤4の硬化反応が進んできた時点で第2インナフランジ33の温度はある程度高められている。そのため、この第2インナフランジ44側において、接着剤4から第2インナフランジ44へ移動するエネルギーは小さく抑えられ、第2インナフランジ44全体にわたって接着剤4の硬化反応が行われる。
The temperature of the adhesive 4 rises due to the irradiation of ultraviolet rays and the generation of curing reaction heat, and a temperature difference is generated between the adhesive 4 and the first
このようにして、本工程では、前記接着剤4を硬化させて前記アウタフランジ14と前記第1インナフランジ34および第2インナフランジ44とを接合する。
In this way, in this step, the adhesive 4 is cured to join the
以上のように、本接合構造の構築方法では、熱容量の小さい第1インナフランジ34に配置された接着剤4に紫外線を照射して、この第1インナフランジ34側の接着剤4から硬化反応を開始させることで、接着剤4に付与するエネルギーを大きくすることなく、前記接着剤4の硬化反応の連鎖をより確実に維持して、前記第1インナフランジ34と第2インナフランジ44と前記アウタフランジ14とをより確実に接合することができる。
As described above, in the construction method of the present bonded structure, the adhesive 4 disposed on the first
本方法では、前記第1インナフランジ34の熱容量が第2インナフランジ44の熱容量と同一である一方、第1インナフランジ34の熱抵抗値が第2インナフランジ44の熱抵抗値よりも大きい場合にも、前記実施形態と同様の効果を奏することができる。
In this method, when the heat capacity of the first
この場合には、前記エネルギー付与接着剤決定工程にて熱抵抗値の大きい第1インナフランジ34にトリガーとなるエネルギーを付与するよう決定する。そして、前記硬化工程にてこの第2インナフランジ34に配置された接着剤4に紫外線を照射する。
In this case, it determines so that the energy which becomes a trigger may be provided to the 1st
紫外線を照射されることで接着剤4は硬化反応熱を発生させつつ硬化反応を開始する。このとき、接着剤4の温度は紫外線が照射されることでまた紫外線照射により開始した硬化反応の反応熱の発生により上昇する。これにより、第1インナフランジ34では、接着剤4と接している面とこの面に対抗する外部と接している面との間で温度差が生じる。そして、この温度差に伴って接着剤4から第1インナフランジ34を通って外部にエネルギーが移動する。しかしながら、第1インナフランジ34の熱抵抗値は大きく、この第1インナフランジ34を通って外部に移動するエネルギー量は小さく抑えられる。そのため、第1インナフランジ34全体にわたって接着剤4の硬化反応が維持される。そして、この第1インナフランジ34において接着剤4の硬化反応が連鎖している間に第2インナフランジ44の温度が第1インナフランジ34からの熱伝導により高められる結果、この第2インナフランジ44側において接着剤4から第2インナフランジ44へ移動するエネルギーは小さく抑えられ、第2インナフランジ44においても接着剤4の硬化反応の連鎖が維持され、第1インナフランジ34と第2インナフランジ44と前記アウタフランジ14とが確実に接合される。
By being irradiated with ultraviolet rays, the adhesive 4 starts a curing reaction while generating a curing reaction heat. At this time, the temperature of the adhesive 4 rises by the irradiation of ultraviolet rays and the generation of reaction heat of the curing reaction started by the irradiation of ultraviolet rays. Thereby, in the 1st
ここで、前記硬化工程において紫外線を照射する位置は第1インナフランジ34の上端部34eに限らない。例えば、図11に示すように、第1インナフランジ34の上下方向略中央部分に表裏に貫通する貫通孔34を形成し、この貫通孔34において露出している接着剤4に紫外線を照射するようにしてもよい。ただし、第1インナフランジ34の上端部34eに紫外線を照射してこの上端部34eから接着剤4の硬化反応を開始すれば、接着剤4の硬化反応が第2インナフランジ44側に進行するまでの時間をより長くしてこの進行までの間に第2インナフランジ44の温度を第1インナフランジ34からの熱伝導により十分に高めることができる。そのため、第2インナフランジ44において接着剤4の硬化反応が進行する際に、接着剤4と第2インナフランジ44との温度差をより小さく抑えることができ、接着剤4の硬化反応の連鎖をより確実に維持することができる。
Here, the position where the ultraviolet ray is irradiated in the curing step is not limited to the
また、前記接着剤配置工程において、前記第1インナフランジ34とアウタフランジ14との間に配置する接着剤104と、第2インナフランジ44とアウタフランジ14との間に配置する接着剤204とを、異なる種類の接着剤としてもよい。また、第1インナフランジ34とアウタフランジ14との間の接着剤104の厚みと第2インナフランジ44とアウタフランジ14との間の接着剤204の厚みとは同じでなくてもよい。しかしながら、本方法では、これら接着剤の厚みや種類を異ならせることなく接着剤の硬化反応をより確実に維持することができるので、第1インナフランジ34および第2インナフランジ44とアウタフランジ14との間に同じ種類の接着剤を同じ厚みで配置すれば、より容易に接着剤の配置を行うことができる。
In the adhesive placement step, an adhesive 104 disposed between the first
また、前記テーラードブランク工程は省略可能である。 Further, the tailored blank process can be omitted.
また、前記接着剤4の具体的構成は前記に限らない。例えば、固形の接着剤や、液状の接着剤を用い、これらを第1インナフランジ34および第2インナフランジ44とアウタフランジ14との間に塗布あるいは充填等してもよい。
The specific configuration of the adhesive 4 is not limited to the above. For example, a solid adhesive or a liquid adhesive may be used, and these may be applied or filled between the first
また、前記硬化工程において、前記接着剤4を硬化させる具体的方法は前記に限らない。 In the curing step, the specific method for curing the adhesive 4 is not limited to the above.
また、本方法の適用は、センタピラーに接合構造100を構築する場合に限らない。
Further, the application of this method is not limited to the case where the
4 接着剤
10 サイドフレームアウタパネル(被接着部材)
14 アウタフランジ
20 センタピラーインナパネル(接着部材)
30 第1パネル
34 第1インナフランジ(第1接着部)
40 第2パネル(第2接着部材)
44 第2インナフランジ(第2接着部)
4
14
30
40 Second panel (second adhesive member)
44 2nd inner flange (2nd adhesion part)
Claims (4)
前記接着部材として、材質あるいは形状の少なくとも一方が異なる第1接着部と第2接着部とが特定方向に沿って互いに隣接して配置された接着部材を用い、
外部から一部に付与されたエネルギーによって硬化反応熱を発生させつつ硬化するとともに、当該硬化反応熱が発生した部位に隣接する部分がこの硬化反応熱を受けてさらに硬化反応熱を発生させつつ硬化反応を起こすことにより連鎖的に硬化する連鎖反応型の第1接着剤を前記第1接着部の接合面と前記被接着部材の接合面との間に配置するとともに、外部から一部に付与されたエネルギーによって硬化反応熱を発生させつつ硬化するとともに、当該硬化反応熱が発生した部位に隣接する部分がこの硬化反応熱を受けてさらに硬化反応熱を発生させつつ硬化反応を起こすことにより連鎖的に硬化する連鎖反応型の第2接着剤を、前記第1接着剤と連続して前記第2接着部の接合面と前記被接着部材の接合面との間に配置する接着剤配置工程と、
前記第1接着剤と第2接着剤のうちいずれか一方を、外部からのエネルギーを付与するエネルギー付与接着剤に決定するエネルギー付与接着剤決定工程と、
前記接着剤配置工程の後に実施されて、前記エネルギー付与接着剤決定工程で決定されたエネルギー付与接着剤にエネルギーを付与して当該エネルギー付与接着剤と他方の接着剤とを前記特定方向に沿って連鎖的に硬化させることで前記接着部材と前記被接着部材とを接合する硬化工程とを含み、
前記エネルギー付与接着剤決定工程では、前記第1接着部の熱容量と第2接着部の熱容量のうちのより小さい熱容量を有する接着部側に配置された接着剤を前記エネルギー付与接着剤に決定し、前記第1接着部の熱容量と第2接着部の熱容量とが同一の場合には、前記第1接着部のその接合面と垂直な方向における熱抵抗値と第2接着部のその接合面と垂直な方向における熱抵抗値のうちのより大きい熱抵抗値を有する接着部側に配置された接着剤を前記エネルギー付与接着剤に決定することを特徴とする接合構造の構築方法。 A method for constructing a joint structure that constructs a joint structure in which a joint surface of an adhesive member and a joint surface of a member to be bonded arranged at a position spaced apart from the adhesive member are joined together,
As the adhesive member, an adhesive member in which a first adhesive part and a second adhesive part, which are different in at least one of material or shape, are disposed adjacent to each other along a specific direction,
With curing while generating a curing reaction heat by applying energy to a portion from the outside, while a portion adjacent to the site where the curing reaction heat has occurred to generate a further curing reaction heat by receiving the curing reaction heat cure A chain reaction type first adhesive that cures in a chain by causing a reaction is disposed between the bonding surface of the first bonding portion and the bonding surface of the adherend, and is applied to a part from the outside. Curing while generating the curing reaction heat by the energy generated, and the part adjacent to the site where the curing reaction heat is generated receives this curing reaction heat and causes the curing reaction while generating the curing reaction heat. An adhesive disposing step of disposing a chain reaction type second adhesive that cures in a continuous manner between the bonding surface of the second bonding portion and the bonding surface of the member to be bonded in succession to the first adhesive; ,
An energy imparting adhesive determining step for determining any one of the first adhesive and the second adhesive as an energy imparting adhesive that imparts energy from the outside;
Implemented after the adhesive placement step, energy is applied to the energy-given adhesive determined in the energy-giving adhesive determination step, and the energy-given adhesive and the other adhesive are along the specific direction. A curing step of joining the adhesive member and the adherend member by chain curing,
In the energy application adhesive determination step, an adhesive disposed on the adhesive part side having a smaller heat capacity out of the heat capacity of the first adhesive part and the heat capacity of the second adhesive part is determined as the energy application adhesive , When the heat capacity of the first adhesive part and the heat capacity of the second adhesive part are the same, the thermal resistance value in the direction perpendicular to the joint surface of the first adhesive part and the perpendicular to the joint surface of the second adhesive part A bonding structure construction method , wherein an adhesive disposed on an adhesive portion side having a larger thermal resistance value among thermal resistance values in any direction is determined as the energy-giving adhesive .
前記硬化工程では、前記エネルギー付与接着剤の前記特定方向の端部であって、他方の接着剤が配置されている側と反対側の端部にエネルギーを付与することを特徴とする接合構造の構築方法。 In the curing step, energy is applied to an end portion in the specific direction of the energy application adhesive, which is opposite to the side on which the other adhesive is disposed. Construction method.
前記第1接着部の接合面と前記被接着部材の接合面との距離が、前記第2接着部の接合面と前記被接着部材の接合面との距離と同一であり、 The distance between the bonding surface of the first bonding portion and the bonding surface of the bonded member is the same as the distance between the bonding surface of the second bonding portion and the bonding surface of the bonded member;
前記接着剤配置工程では、前記第1接着剤および前記第2接着剤として同じ種類の接着剤が配置されるとともに、これら第1接着剤および前記第2接着剤が当該第1接着剤の前記接着部材の接合面と垂直な方向の厚さと当該第2接着剤の前記接着部材の接合面と垂直な方向の厚さとが同一となるように配置されることを特徴とする接合構造の構築方法。 In the adhesive placement step, the same type of adhesive is placed as the first adhesive and the second adhesive, and the first adhesive and the second adhesive are bonded to the first adhesive. A method for constructing a joint structure, characterized in that the thickness in the direction perpendicular to the joint surface of the member and the thickness of the second adhesive in the direction perpendicular to the joint surface of the adhesive member are the same.
前記接着剤配置工程の前に実施されて、前記第1接着部と前記第2接着部とをテーラードブランク工法により互いに接合するテーラードブランク工程を備えることを特徴とする接合構造の構築方法。 A method for constructing a joint structure, comprising a tailored blank step that is performed before the adhesive placement step and joins the first adhesive portion and the second adhesive portion to each other by a tailored blank method.
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