JP7750267B2 - Joining structure for panel components and method for attaching panel components - Google Patents
Joining structure for panel components and method for attaching panel componentsInfo
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Description
本発明は、パネル部品を、補強部品その他の金属部品に対しマスチック接着剤で接合するパネル部品用接合構造、及びパネル部品の取付け方法に関する技術である。本発明は、特に、外観不良を抑制する観点から、自動車用パネル部品(特にアウターパネル)に対し好適な技術である。
自動車用パネル部品、例えばドアパネルや屋根パネルなどのアウターパネルに対する外観不良の一つに面ひけがある。この面ひけは、マスチック接着剤の収縮に伴うアウターパネルの局所的な面外変形によって発生する。本発明は、この面ひけを、簡便に回避するための好適な技術である。
The present invention relates to a panel component joining structure and a panel component mounting method that use a mastic adhesive to join a panel component to a reinforcing component or other metal component. The present invention is particularly suitable for automotive panel components (especially outer panels) from the viewpoint of suppressing poor appearance.
Surface sinks are one of the appearance defects of outer panels of automotive panel parts, such as door panels and roof panels. These surface sinks are caused by localized out-of-plane deformation of the outer panel due to the shrinkage of the mastic adhesive. The present invention is a suitable technology for simply and easily avoiding these surface sinks.
自動車用パネル部品は、アウターパネルと呼ばれる外板部品、及び、フロアやダッシュロアなどの内板部品のことである。このパネル部品は、投影面積が広い部品である。このため、自動車の構成部品において、パネル部品は、板厚の低減による軽量化の効果が、他の骨格系部品(構造部品)と比較しても格段に大きい。
パネル部品は、一般に緩く広い曲面を持つ外板で構成される。そのパネル部品は、その裏側(内側)に当該パネル部品を補強する補強部品が配置される。そして、パネル部品は、補強部品に対し、マスチック接着剤と呼ばれる接着剤で接着(接合)されることで、補強された構造となる。
Automotive panel parts include exterior panel parts called outer panels and interior panel parts such as floors and dash lowers. These panel parts have a large projected area. Therefore, among the components of an automobile, panel parts have a much greater effect on weight reduction through reduction in plate thickness than other structural parts.
Panel components are generally made up of outer panels with gently curved, wide surfaces. Reinforcement components that reinforce the panel component are placed on the back (inside) of the panel component. The panel component is then bonded (joined) to the reinforcing components with an adhesive called mastic adhesive, resulting in a reinforced structure.
マスチック接着剤は、施工前は半凝固状の物質である。しかし、マスチック接着剤は、パネル部品と補強部品との間を接着した後に、後工程の塗装ラインでの焼付熱などの加熱処理により発泡(膨張)し、その後の冷却により硬化(収縮)する。このような工程を経ることで、マスチック接着剤は、最終的にはゴム状の性質を持つ。そして、接合に用いられたマスチック接着剤は、パネル部品が外力を受けた時の支持点になり、また、パネル部品の振動を抑制するなど、重要な役割を持っている。
ここで、外板部品(アウターパネル)は、ユーザーの目にさらされるため、表面の外観品質については高いレベルが要求される。
Mastic adhesive is a semi-solid substance before application. However, after bonding the panel components and reinforcing components, the mastic adhesive foams (expands) during subsequent heating processes, such as baking heat in the painting line, and then hardens (shrinks) during cooling. Through this process, the mastic adhesive ultimately acquires rubber-like properties. The mastic adhesive used for bonding serves as a support point for the panel components when they are subjected to external forces, and also plays an important role in suppressing vibration of the panel components.
Here, outer panel parts (outer panels) are exposed to the eyes of users, and therefore a high level of surface appearance quality is required.
しかし、車体軽量化のために、アウターパネルが薄板化されると、アウターパネルは、張り剛性と呼ばれるパネル部品の面剛性が低下する。パネル部品の面剛性が低下するほど、パネル部品は、塗装後の冷却過程で発生するマスチック接着剤の収縮力に負けて、面外変形を起こしやすくなる。
この面外変形が発生した変形箇所は、周りの緩曲面と比較し急峻な面変化となるため、人目につきやすい。この外観不良は、上述の通り面ひけと呼ばれており、アウターパネルの薄板化を進める上で課題の一つとなっている。
However, when outer panels are made thinner to reduce vehicle weight, the surface rigidity of the panel components, known as tensile rigidity, decreases. The lower the surface rigidity of the panel components, the more susceptible they are to out-of-plane deformation due to the shrinkage force of the mastic adhesive that occurs during the cooling process after painting.
The area where this out-of-plane deformation occurs is easily noticeable because it results in a steeper change in surface compared to the surrounding gently curved surfaces. This appearance defect is called surface sink, as mentioned above, and is one of the challenges in making thinner outer panels.
従来、自動車のパネル部品の面ひけ対策として、特許文献1~3の記載の技術がある。
特許文献1には、接合するマスチック接着剤の内部に空洞を設けることが記載されている。特許文献2には、使用するマスチック接着剤に、平均粒径の異なる2種類の樹脂製中空体を複数含有させることが記載されている。特許文献3には、マスチック接着剤に複数の熱膨張性フィラーを含有させることが記載されている。
これら特許文献に記載される技術は、マスチック接着剤および構造接着剤が硬化、収縮する際に内部応力を緩和させることを目的に配され、その結果アウターパネルのひけを抑制できるというものである。
Conventionally, there are techniques described in Patent Documents 1 to 3 as countermeasures against surface sinking of panel parts of automobiles.
Patent Document 1 describes providing a cavity inside the mastic adhesive to be bonded. Patent Document 2 describes including a plurality of two types of hollow resin bodies with different average particle sizes in the mastic adhesive to be used. Patent Document 3 describes including a plurality of thermally expandable fillers in the mastic adhesive.
The techniques described in these patent documents are intended to relieve internal stress when the mastic adhesive and structural adhesive harden and shrink, thereby suppressing sink marks in the outer panel.
面ひけの発生を抑制するためには、マスチック接着剤の収縮時に発生するパネル接着面における応力を低減することが必要である。
しかし、特許文献1に記載の方法は、マスチック接着剤の硬化、収縮の過程の中で内部に空洞を安定的に配することがかなり難しい。このため、マスチック接着剤の量産の中でばらつきが生じるなどの課題が考えられる。また、マスチック接着剤内に空洞を設けるにコストも掛かるという課題がある。
In order to prevent the occurrence of surface sinks, it is necessary to reduce the stress that occurs on the panel adhesive surface when the mastic adhesive shrinks.
However, with the method described in Patent Document 1, it is extremely difficult to stably form cavities inside the mastic adhesive as it hardens and shrinks. This can lead to problems such as variations in the quality of the mastic adhesive during mass production. Another problem is the cost involved in forming cavities inside the mastic adhesive.
また、特許文献2に記載の技術は、マスチック接着剤の中に作製した多数の樹脂製球体を混合する必要がある。このため、材料のコストアップとともに、マスチック接着剤材質と球を構成する樹脂の物性バランスが変化すると、安定した効果が得られないと考えられる。
また、特許文献3に記載の技術は、構造用接着剤の中に熱膨張性のフィラーを追加することでコストアップにつながる。また、フィラーの温度感受性が高いことから量産時の温度変動による影響が大きいことが考えられる。このため、温度管理厳格化が必要となり、それによるコストアップが考えられる。
Furthermore, the technology described in Patent Document 2 requires mixing a large number of resin spheres into the mastic adhesive, which increases the cost of the material and may result in a loss of stable effectiveness if the balance between the properties of the mastic adhesive material and the resin that makes up the spheres changes.
Furthermore, the technology described in Patent Document 3 increases costs by adding a thermally expandable filler to the structural adhesive. Furthermore, the filler's high temperature sensitivity means that it is likely to be significantly affected by temperature fluctuations during mass production. This requires strict temperature control, which is likely to increase costs.
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、マスチック接着剤の収縮時に発生するパネル接着面における応力を、簡易に且つ安定して低減し、パネル部品の面ひけの抑制が可能な手段を提供することを目的とする。 The present invention was developed with the above points in mind, and aims to provide a means for easily and stably reducing the stress on the panel adhesive surface that occurs when the mastic adhesive shrinks, thereby preventing surface sinking of panel components.
発明者は、マスチック接着剤の収縮時に発生するパネル接着面における応力低減について種々検討した。そして、発明者は、マスチック接着剤内に金属板を含有させることで、マスチック接着剤が収縮する際にマスチック接着剤内の金属板全面に引張応力を発生させることができると考えた。そして、それにより、パネル部品に働く引張応力を低減し、面ひけの抑制が可能であることを見出した。本発明は、このような知見に基づくものである。 The inventors conducted extensive research into ways to reduce the stress that occurs on the panel adhesive surface when the mastic adhesive shrinks. They then discovered that by incorporating a metal plate into the mastic adhesive, tensile stress could be generated across the entire surface of the metal plate within the mastic adhesive as the mastic adhesive shrinks. They then discovered that this reduces the tensile stress acting on the panel components and prevents surface sinking. The present invention is based on these findings.
そして、課題解決のために、本発明の一態様は、間を開けて対向する金属製のパネル部品の裏面と他の金属部品とを、マスチック接着剤で接合する、パネル部品用接合構造であって、上記マスチック接着剤に金属板を埋設した、パネル部品用接合構造である。
他の金属部品は、例えば補強部品(レインフォース)である。
To solve the problem, one aspect of the present invention is a joining structure for panel components, in which the back surfaces of metal panel components facing each other with a gap are joined to another metal component using mastic adhesive, and a metal plate is embedded in the mastic adhesive.
The other metal parts are, for example, reinforcement parts.
本発明の態様によれば、マスチック接着剤内に金属板を含有させるという簡易な手段によって、マスチック接着剤が収縮する際にパネル部品に働く引張応力を低減することが可能となる。その結果、本発明の態様によれば、マスチック接着剤の収縮時に発生するパネル接着面における応力を、簡易に且つ安定して低減し、パネル部品の面ひけの抑制が可能な手段を提供することが可能となる。
例えば、本発明の態様によれば、自動車の製造ラインを変えることなく、マスチック接着剤の接着方法を変えることでパネル部品の面ひけを抑制し、安定した品質による生産が可能になる。また、パネル部品の薄板化による面ひけ発生の課題解決にもつながり、自動車車体の軽量化への貢献が可能となる。
According to this aspect of the present invention, the tensile stress acting on the panel component when the mastic adhesive shrinks can be reduced by the simple means of incorporating a metal plate into the mastic adhesive. As a result, this aspect of the present invention provides a means for easily and stably reducing the stress on the panel bonding surface that occurs when the mastic adhesive shrinks, thereby preventing surface sinking of the panel component.
For example, according to the present invention, by changing the bonding method of the mastic adhesive without changing the automobile production line, it is possible to suppress surface sinks in panel components and achieve stable production quality. It also leads to solving the problem of surface sinks occurring due to the thinning of panel components, and can contribute to weight reduction of automobile bodies.
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態では、自動車への適用を考え、他の金属部品として、補強部品を例に挙げて説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In this embodiment, application to automobiles is considered, and a reinforcing part will be described as an example of another metal part.
(構成)
本実施形態のパネル部品用接合構造は、図1に示すように、所定間隔を開けて対向配置する補強部品2とパネル部品1の裏面1aとを接合する接合部の構造である。その補強部品2とパネル部品1との接合(接着)にマスチック接着剤3が用いられる。なお、補強部品2とパネル部品1とは、鋼製など金属製である。
ここで、本実施形態は、自動車のアウターパネルと呼ばれる外板部品(ドアパネルやルーフパネルなど)や、フロアやダッシュロアなどの内板部品などの自動車用パネル部品と、補強部品とのマスチック接着剤により接着する接合構造に好適な技術である。但し、本実施形態のパネル部品用接合部の構造は、他の用途のパネル部品を他の金属板に対しマスチック接着剤で接合する場合であっても適用可能である。
(composition)
1, the joining structure for a panel component of this embodiment is a joining structure for joining a reinforcing component 2 and a rear surface 1a of a panel component 1, which are arranged facing each other with a predetermined gap between them. A mastic adhesive 3 is used to join (adhere) the reinforcing component 2 and the panel component 1. The reinforcing component 2 and the panel component 1 are made of metal, such as steel.
Here, this embodiment is a technology suitable for a joining structure in which automotive panel parts, such as exterior panel parts (door panels, roof panels, etc.) called outer panels of an automobile, and interior panel parts such as floors and dash lowers, are bonded to reinforcing parts using a mastic adhesive. However, the structure of the panel part joining portion of this embodiment can also be applied to cases in which panel parts for other uses are joined to other metal plates using a mastic adhesive.
ここで、自動車用のパネル部品1は、緩い曲率の広い曲面を持つ板形状に形成される場合が多く、相対的に面外方向への剛性が低くなる傾向にある。このため、パネル部品1の裏側(内面側)には、パネル部品を補強する補強部品2が配置されて、パネル部品1を補強する。
このとき、パネル部品1の裏面1aと補強部品2の面2aとの間に隙間が形成される。このため、その隙間に対し部分的にマスチック接着剤3を介在させ、当該マスチック接着剤3で、パネル部品1と補強部品2との間を接合する。そして、そのマスチック接着剤3による接合によってパネル部品1は補強部品2に拘束される。なお、パネル部品1の裏面1aへの接着面の外周輪郭形状は、円弧の連続で形成することが好ましい。図1では、円形の場合を例示している。パネル部品1の接着面の輪郭形状が、例えば断面矩形形状などの角部を有する場合は、収縮した場合に角部の引込みが局所的に厳しくなり、実際とは異なる挙動を示すおそれがある。
Here, automotive panel components 1 are often formed in a plate shape with a wide curved surface with a gentle curvature, and tend to have relatively low rigidity in the out-of-plane direction. For this reason, a reinforcing component 2 is disposed on the back side (inner side) of the panel component 1 to reinforce the panel component 1.
At this time, a gap is formed between the back surface 1a of the panel component 1 and the surface 2a of the reinforcing component 2. Therefore, a mastic adhesive 3 is partially interposed in the gap, and the panel component 1 and the reinforcing component 2 are bonded by the mastic adhesive 3. The panel component 1 is then restrained by the reinforcing component 2 through bonding by the mastic adhesive 3. It is preferable that the outer peripheral contour shape of the adhesive surface of the panel component 1 bonded to the back surface 1a be formed by a series of arcs. FIG. 1 illustrates a circular shape. If the contour shape of the adhesive surface of the panel component 1 has corners, such as a rectangular cross section, the corners may retract more severely locally during shrinkage, which may result in behavior different from the actual state.
一般に、マスチック接着剤3によるパネル部品1と補強部品2との接合は、マスチック接着剤3の点付けによって実施されることが多い。
これに対し、本実施形態では、パネル部品1と補強部品2との間に介在させるマスチック接着剤3に対し、図1に示すように、金属板4を埋設する。なお、金属板4を単純に埋設するだけであるので、多数の粒子を均等に分散配合するよりも大幅に手間が簡易となる。
In general, the joining of the panel part 1 and the reinforcing part 2 with the mastic adhesive 3 is often carried out by applying the mastic adhesive 3 in dots.
In contrast to this, in this embodiment, as shown in Figure 1, a metal plate 4 is embedded in the mastic adhesive 3 that is interposed between the panel component 1 and the reinforcing component 2. Note that simply embedding the metal plate 4 is much easier than uniformly dispersing and blending a large number of particles.
ここで、金属板4は、完全にマスチック接着剤3で覆われるように埋入していなくても良い。すなわち、埋設した金属板4の一部が、マスチック接着剤3から露出していてもよい。もっとも、図1に示すように、金属板4の外周部が完全にマスチック接着剤3で覆われていることが好ましい。すなわち、図1(a)及び(b)に示すように、金属板4の外周全周にマスチック接着剤3が存在することが好ましい。これによって、車体振動時に、金属板4の露出した外周部が、パネル部品1や補強部材に直接当たることが回避される。 Here, the metal plate 4 does not have to be embedded so that it is completely covered with the mastic adhesive 3. That is, a portion of the embedded metal plate 4 may be exposed from the mastic adhesive 3. However, as shown in Figure 1, it is preferable that the outer periphery of the metal plate 4 is completely covered with the mastic adhesive 3. That is, as shown in Figures 1(a) and 1(b), it is preferable that the mastic adhesive 3 is present around the entire periphery of the metal plate 4. This prevents the exposed outer periphery of the metal plate 4 from directly contacting the panel component 1 or reinforcing member when the vehicle body vibrates.
金属板4の形状は、図1(b)のように、マスチック接着剤3の外周輪郭形状と異なっていてもよい。図1では、板厚方向からみて(平面視で)、金属板4の重心とマスチック接着剤3の重心が一致若しくは略一致するように配置している。
また、平面視における、マスチック接着剤3の外周輪郭形状で規定される面積に対する、金属板4の面積の割合は、特に限定はないが、例えば0.3以上0.9以下とする。この割合が小さすぎると、その分、金属板4表面に発生する引張応力が小さくなる。また、上記割合が大きすぎると、金属板4の外周部がマスチック接着剤3から露出しやすくなる。
As shown in Fig. 1(b), the shape of the metal plate 4 may be different from the outer peripheral contour shape of the mastic adhesive 3. In Fig. 1, the metal plate 4 and the mastic adhesive 3 are arranged so that their centers of gravity coincide or nearly coincide with each other when viewed in the thickness direction (plan view).
Furthermore, the ratio of the area of the metal plate 4 to the area defined by the outer peripheral contour shape of the mastic adhesive 3 in a plan view is not particularly limited, but is set to, for example, 0.3 to 0.9. If this ratio is too small, the tensile stress generated on the surface of the metal plate 4 will be correspondingly small. If this ratio is too large, the outer peripheral portion of the metal plate 4 will be more likely to be exposed from the mastic adhesive 3.
また、金属板4の厚さは、マスチック接着剤3で接着する位置における、パネル部品1と補強部品2との間の間隔、つまりマスチック接着剤3の厚さより薄ければよい。金属板4の厚さは、例えば、上記間隔の0.1倍以上0.9倍以下とする。0.1倍未満では所望の効果は得られない可能性がある。一方、0.9部超ではマスチック接着剤に要求される減衰性および接着性が十分得られない可能性がある。
ここで、マスチック接着剤3が収縮する際にマスチック接着剤3内の金属板4の全面に引張応力が発生する。このため、金属板4の厚さは、上記の引張応力で、金属板4が折れ曲がらないだけの強度を有するだけの厚さとすることが好ましい。
Furthermore, the thickness of the metal plate 4 need only be thinner than the gap between the panel component 1 and the reinforcing component 2 at the position where they are bonded with the mastic adhesive 3, i.e., the thickness of the mastic adhesive 3. The thickness of the metal plate 4 is, for example, 0.1 to 0.9 times the gap. If the thickness is less than 0.1 times, the desired effect may not be obtained. On the other hand, if the thickness exceeds 0.9 parts, the damping and adhesive properties required of the mastic adhesive may not be sufficiently obtained.
Here, when the mastic adhesive 3 shrinks, tensile stress is generated over the entire surface of the metal plate 4 within the mastic adhesive 3. For this reason, it is preferable that the thickness of the metal plate 4 be thick enough to provide sufficient strength to prevent the metal plate 4 from bending under the above-mentioned tensile stress.
また、図1(a)では、金属板4を、パネル部品1や補強部品2と非接触状態として埋設する場合を例示しているが、これに限定されない。例えば、図2や図3に示すように、金属板4が、パネル部品1又は補強部品2の一方と接触するように配置されていても良い。なお、金属板4における、パネル部品1又は補強部品2への接触は、金属板4の辺部分だけが接触するような配置でもよい。
また、対向するパネル部品1や補強部品2の面に対し、金属板4が傾いて配置されていても良い。ただし、金属板4は、対向するパネル部品1又は補強部品2の面と平行又は略平行な姿勢で配置されていることが好ましい。金属板4を傾かせる場合は、上記の平行な面に対し30度未満が好ましい。
1(a) illustrates an example in which the metal plate 4 is embedded without contacting the panel component 1 or the reinforcing component 2, but this is not limiting. For example, as shown in Figures 2 and 3, the metal plate 4 may be disposed so as to be in contact with either the panel component 1 or the reinforcing component 2. Note that the metal plate 4 may be disposed so that only the edges of the metal plate 4 come into contact with the panel component 1 or the reinforcing component 2.
The metal plate 4 may also be disposed at an angle relative to the surface of the opposing panel component 1 or reinforcing component 2. However, it is preferable that the metal plate 4 be disposed in a position parallel or approximately parallel to the surface of the opposing panel component 1 or reinforcing component 2. When the metal plate 4 is tilted, it is preferable that the angle be less than 30 degrees relative to the above-mentioned parallel surface.
また、金属板4は、図4のように、平面視において、複数に分割されていても良い。分割された金属板4の形状は同じでなくても良いが、分割された金属板4の間隙にもマスチック接着剤3が介在されるようにする。余り分割数を多くすると、本発明の効果が小さくなると共に施工が面倒となるため、分割する場合、2枚以上4枚以下が好ましい。
なお、本実施形態では、金属板4が平坦な平板形状の場合を例示したが、金属板4が湾曲していたり、その表面に凹凸を有していたりしていても良い。また金属板4の表面を粗面として、マスチック接着剤との密着性を良好としても良い。
また、金属板4における板形状は、表面の面積を正方形形状に換算したとき、正方形形状の辺の長さが、厚さよりも長い形状である。
4, the metal plate 4 may be divided into a plurality of pieces in plan view. The divided metal plates 4 do not need to have the same shape, but the mastic adhesive 3 should be interposed in the gaps between the divided metal plates 4. If the number of divisions is too large, the effect of the present invention will be reduced and installation will become more tedious, so if the metal plate 4 is divided into two or more pieces and no more than four pieces, it is preferable.
In this embodiment, the metal plate 4 has a flat plate shape, but the metal plate 4 may be curved or have an uneven surface. The surface of the metal plate 4 may also be roughened to improve adhesion with the mastic adhesive.
Furthermore, when the surface area of the metal plate 4 is converted into a square shape, the length of the sides of the square shape is longer than the thickness.
(接合方法の例)
[第1の施工例]
マスチック接着剤3を部品に塗布して接合部を形成する際に、例えば、金属板4を予めマスチック接着剤3の接着部に配置してから、当該マスチック接着剤3を塗布する。
この場合、金属板4は図2や図3のような配置構成となる。
[第2の施工例]
一方の部品の面に、マスチック接着剤3を半量塗布後に金属板4を配置する。更に、金属板4を覆うようにして、マスチック接着剤3を半量塗布する。この塗布によって、金属板4をマスチック接着剤3に埋入した状態とする。この場合、金属板4は図1のような配置構成となる。
(Example of joining method)
[First construction example]
When forming a joint by applying the mastic adhesive 3 to the parts, for example, the metal plate 4 is placed in advance at the bonding portion of the mastic adhesive 3, and then the mastic adhesive 3 is applied.
In this case, the metal plate 4 is arranged as shown in FIG. 2 or FIG.
[Second construction example]
After applying half of the mastic adhesive 3 to the surface of one of the components, the metal plate 4 is placed in place. Further, half of the mastic adhesive 3 is applied so as to cover the metal plate 4. This application results in the metal plate 4 being embedded in the mastic adhesive 3. In this case, the metal plate 4 is arranged as shown in Figure 1.
ここで、接合部形成の際に、金属板4の配置は人手でも可能である。しかし、タクトタイムなどを考慮すると、金属板4の配置はロボットで行うのが望ましい。金属板4として、プレスブランクのトリム後の端材などを使用すれば、コスト低減につなげることも可能である。もっとも、金属板4を新規の材料で準備しても構わない。
金属板4の金属種は特に限定されない。ただし、金属板4の金属種は、入手の容易性、コストを考慮すると鉄が望ましい。また、金属板4は、アルミ合金などの金属材料であってもよい。
本実施形態の接合構造を採用する場合、アッセンブリーや塗装工程は、既存の設備と同じ仕様で構わない。このため、金属板4の配置のためのコストは掛かるが、最低限の投資のみで、面ひけによる車両不具合削減、車体軽量化の達成が可能となる。
Here, when forming the joint, the metal plate 4 can be positioned manually. However, considering the takt time, it is preferable to position the metal plate 4 using a robot. If scrap material remaining after trimming of a press blank is used as the metal plate 4, it is possible to reduce costs. However, the metal plate 4 may also be prepared from a new material.
There is no particular limitation on the type of metal used for the metal plate 4. However, in consideration of availability and cost, iron is desirable as the metal type for the metal plate 4. The metal plate 4 may also be made of a metal material such as an aluminum alloy.
When the joining structure of this embodiment is adopted, the assembly and painting processes can be performed using the same specifications as existing equipment. Therefore, although there is a cost for arranging the metal plate 4, with only a minimum investment, it is possible to reduce vehicle defects due to surface sinks and achieve vehicle weight reduction.
<作用その他>
本実施形態によれば、マスチック接着剤3内に金属板4を含有させる。この結果、本実施形態によれば、マスチック接着剤3が収縮する際に、マスチック接着剤3内の金属板4の全面に引張応力を発生させる。これによって、本実施形態によれば、パネル部品1に働く引張応力を低減し、面ひけの抑制が可能となる。
このように、本実施形態では、マスチック接着剤3に金属板4を埋設するという簡単な手段を用いて接合部を形成できる。このため、コストをかけずに且つ簡便に、マスチック接着剤3が収縮する時に、パネル部品1の面に負荷される応力を緩和することができる。この結果、本実施形態では、簡便に、パネル部品1をマスチック接着剤3で接着することによる面ひけの発生を抑制することが可能となる。
<Actions and other>
According to this embodiment, the metal plate 4 is contained in the mastic adhesive 3. As a result, according to this embodiment, when the mastic adhesive 3 shrinks, tensile stress is generated on the entire surface of the metal plate 4 within the mastic adhesive 3. As a result, according to this embodiment, the tensile stress acting on the panel component 1 is reduced, and surface sinking can be suppressed.
In this way, in this embodiment, a joint can be formed using the simple method of embedding the metal plate 4 in the mastic adhesive 3. This makes it possible to easily and inexpensively relieve the stress applied to the surface of the panel component 1 when the mastic adhesive 3 shrinks. As a result, in this embodiment, it is possible to easily prevent the occurrence of surface sinks caused by bonding the panel component 1 with the mastic adhesive 3.
そして、後述の実施例の通り、同じ板厚のパネル部品1に対し、従来に比べより面ひけを抑制できることが分かった。すなわち、本実施形態の接合部構造は、中実タイプや中空タイプのマスチック接着剤からなる接合部と同品質に設計する場合、パネル部品1の薄板化を更に行うことが可能となる。
ここで、マスチック接着剤3に埋設する板材を金属製の板としたのは、次の理由による。すなわち、板材を金属製とすることで、マスチック接着剤3と比較して線膨張係数が小さく、その膨張差により引張応力をより大きく生じさせることができる。また、金属製の板材は、塗装焼付けの温度域では自身の変質(溶解、揮発など)が無く安定している。更に、金属板は、容易に入手可能な材料であるため、材料コストも安価にできる。
As will be described later in the Examples, it was found that surface sinks could be suppressed more effectively than in the past for panel components 1 of the same thickness. In other words, when the joint structure of this embodiment is designed to have the same quality as joints made with solid or hollow mastic adhesive, it becomes possible to further reduce the thickness of the panel component 1.
The reason why the plate material embedded in the mastic adhesive 3 is made of a metal plate is as follows. By using a metal plate material, the linear expansion coefficient is smaller than that of the mastic adhesive 3, and the difference in expansion can generate a larger tensile stress. Furthermore, metal plate material is stable and does not change in quality (dissolve, volatilize, etc.) in the temperature range of paint baking. Furthermore, because metal plate is a material that is easily available, material costs can be kept low.
そして、本発明を、例えば、自動車用パネル部品に適用した場合には、自動車の製造ラインを変えることなく、マスチック接着剤3の接着方法を変えることでパネル部品1の面ひけを抑制できる。この結果、外観が安定した品質で生産が可能になる。また、パネル部品1の薄板化による面ひけ発生の課題解決にもつながり、自動車車体の軽量化への貢献が可能となる。 When the present invention is applied to, for example, automotive panel components, surface sinking of the panel component 1 can be suppressed by changing the bonding method of the mastic adhesive 3 without changing the automobile production line. As a result, it becomes possible to produce components with a consistent appearance and quality. It also solves the problem of surface sinking caused by thinner panel components 1, contributing to weight reduction of automobile bodies.
(その他)
本開示は、次の構成も取り得る。
(1)間を開けて対向する金属製のパネル部品の裏面と他の金属部品とを、マスチック接着剤で接合する、パネル部品用接合構造であって、
上記マスチック接着剤に金属板を埋設する。
(2)上記金属板は、上記パネル部品の裏面又は上記他の金属部品と接触している。
(3)上記埋設される金属板は2枚以上有し、各金属板は、上記パネル部品と上位他の金属部品との対向方向からみて、すなわち平面視で、互いに重なっていない。
(4)上記パネル部品は、自動車用パネル部品である。
(5)金属製のパネル部品の裏面を、間を開けて対向する他の金属部品に、マスチック接着剤よって接合する、パネル部品の取付け方法であって、
上記マスチック接着剤に金属板を埋設する。
(6)上記金属板を、上記パネル部品の裏面又は上記他の金属部品と接触させた状態で、上記マスチック接着剤に埋設する。
(others)
The present disclosure may also have the following configuration.
(1) A joining structure for panel components, in which the back surfaces of metal panel components facing each other with a gap are joined to another metal component with a mastic adhesive,
A metal plate is embedded in the mastic adhesive.
(2) The metal plate is in contact with the rear surface of the panel component or the other metal component.
(3) The number of embedded metal plates is two or more, and the metal plates do not overlap each other when viewed from the opposing direction of the panel component and the other upper metal component, i.e., in a plan view.
(4) The panel part is an automobile panel part.
(5) A method for attaching a panel component, in which the back surface of a metal panel component is joined to another metal component facing the panel component with a gap therebetween by mastic adhesive,
A metal plate is embedded in the mastic adhesive.
(6) The metal plate is embedded in the mastic adhesive while being in contact with the rear surface of the panel component or the other metal component.
次に、本実施形態に基づく実施例について説明する。
(実験条件)
図5に、本実施例で使用した試験治具の概念図を示す。
本実施例の試験治具は、図5に示すように、パネル部品a、固定枠b、補強部品c、及びパネル部品aと補強部品cを接合する接合部と、を備える。
パネル部品aは、300mm×310mmの矩形状で、引張強度が270MPa級の鋼板製の平板をプレス成形で湾曲させてなる、カマボコ形状のパネル部品である。このパネル部品aは、自動車のルーフパネル部品(アウターパネル部品)を想定した。そして、パネル部品aは、曲率半径5000mmの湾曲(曲率)を一方向(短辺方向)に沿って設け、その湾曲の方向に直交する方向(長辺方向)への面形状を平坦になるように製造されている。また、パネル部品aの板厚は、0.7mmとした。なお、パネル部品aの外周には矩形の支持枠を装着した。
Next, an example based on this embodiment will be described.
(Experimental conditions)
FIG. 5 shows a conceptual diagram of the test jig used in this example.
As shown in FIG. 5, the test jig of this example includes a panel part a, a fixing frame b, a reinforcing part c, and a joining part that joins the panel part a and the reinforcing part c.
Panel component a is a rectangular panel component measuring 300 mm x 310 mm, curved by press forming from a flat steel plate with a tensile strength of 270 MPa. This panel component a is intended for use as an automobile roof panel component (outer panel component). Panel component a is manufactured so that it has a curvature (curvature) with a radius of curvature of 5000 mm along one direction (short side direction) and a flat surface in the direction perpendicular to the curvature (long side direction). The thickness of panel component a is 0.7 mm. A rectangular support frame is attached to the outer periphery of panel component a.
固定枠bは、パネル部品aの外周に設けた支持枠と対向し、パネル部品aの外周部全周を固定するための枠部品である。なお、固定枠bへのパネル部品aの外周部への取り付けは、ネジ締結とした。本実施例の固定枠bは、厚さ12mmの厚板で構成され、矩形の枠形状の部品であって、所要の剛性を有して、補強部品c及びパネル部品aを拘束する。
補強部品cは、外板部品の補強部品を模擬した部品で、幅50mm、長さ310mm、厚さ1.8mmの直方体形状で、引張強度が590MPa級の鋼板を採用した。そして、補強部品2の長手方向両端部をそれぞれ固定枠bに固定した。なお、補強部品cの延在方向は、上記パネル部品aの湾曲方向に直交する方向であり、平面視で、パネル部品aの湾曲の中央に位置する。
The fixing frame b faces the support frame provided on the outer periphery of the panel component a and is a frame component for fixing the entire outer periphery of the panel component a. The outer periphery of the panel component a is attached to the fixing frame b with screws. The fixing frame b in this example is made of a thick plate with a thickness of 12 mm and is a rectangular frame-shaped component that has the required rigidity to restrain the reinforcing component c and the panel component a.
The reinforcing part c is a part simulating a reinforcing part for an outer panel part, and is a rectangular parallelepiped part measuring 50 mm in width, 310 mm in length, and 1.8 mm in thickness, made of steel plate with a tensile strength of 590 MPa. Both longitudinal ends of the reinforcing part 2 are fixed to the fixing frame b. The extending direction of the reinforcing part c is perpendicular to the curvature direction of the panel part a, and is located at the center of the curvature of the panel part a in a plan view.
そして、補強部品cの上面の長手方向中央部と、それに対向するパネル部品aの裏面(下面)とを接着剤で接着して接合部を構成した。ここで、接合部位置において、パネル部品aと補強部品cの面間距離(上下方向の隙間)を3mmとした。
接合部における接着に用いる接着剤としては、ゴム系で発泡硬化タイプのマスチック接着剤dを使用し、その塗布量を3gとした。そして、マスチック接着剤dを補強部品c側に塗布した後、パネル部品aと補強部品cを接着し、パネル部品aの外周部を固定枠bに固定した。
本実施例では、接合部構造として、発明例、比較例1、及び比較例3の3種類の場合でそれぞれ実行した。なお、マスチック接着剤dの塗布量は同量である。
The longitudinal center of the top surface of the reinforcing component c was bonded to the back surface (lower surface) of the panel component a, which faced the top surface, with an adhesive. At the joint, the distance between the panel component a and the reinforcing component c (the vertical gap) was 3 mm.
The adhesive used for bonding the joints was a rubber-based foam-hardening mastic adhesive d, applied in an amount of 3 g. After applying the mastic adhesive d to the reinforcing part c, the panel part a and the reinforcing part c were bonded together, and the outer periphery of the panel part a was fixed to the fixing frame b.
In this example, three types of joint structures were used: an example of the invention, a comparative example 1, and a comparative example 3. The amount of mastic adhesive d applied was the same.
<発明例>
発明例は、図6(a)に示すように、接合部を構成するマスチック接着剤dに対し、金属板eを中央に埋設した場合の例である。金属板eには、一辺が1.5mmの正方形形状(厚さが1.8mm)で、引張強度が440MPa級の鋼板を用いた。
<Example of invention>
In the example of the present invention, as shown in Figure 6(a), a metal plate e is embedded in the center of the mastic adhesive d that forms the joint. The metal plate e is a square steel plate with a side length of 1.5 mm (thickness of 1.8 mm) and a tensile strength of 440 MPa.
<比較例1>
比較例1は、図6(b)に示すように、接合部を構成するマスチック接着剤dを、中実の円柱状に塗布した場合である。すなわち、通常の中実塗布で形成したものである。
<比較例2>
比較例2は、図6(c)に示すように、接合部を構成するマスチック接着剤dを、ドーナツ形状に塗布した場合である。すなわち、塗布したマスチック接着剤dの真ん中に空洞を設けた場合である。
なお、いずれの塗布条件の場合も、塗布作業を手作業で実行したため、塗布後のマスチック接着剤dの外周形状は滑らかな真円の面形状ではなく、若干凸凹になっていた。
<Comparative Example 1>
In Comparative Example 1, as shown in Figure 6(b), the mastic adhesive d constituting the joint was applied in a solid cylindrical shape. In other words, it was formed by normal solid application.
<Comparative Example 2>
In Comparative Example 2, as shown in Fig. 6(c), the mastic adhesive d constituting the joint was applied in a doughnut shape, i.e., a cavity was provided in the center of the applied mastic adhesive d.
In addition, under all application conditions, the application work was carried out manually, so the outer periphery of the applied mastic adhesive d was not a smooth, perfectly circular surface, but was slightly uneven.
<熱処理>
上記の各塗布条件毎に、試験治具を加熱炉に装入し加熱した。加熱温度は、自動車の塗装焼付温度の170℃で実施した。具体的には、本実施形態の加熱処理は、外気温(約20℃)から速度10℃/minで昇温し、炉温が170℃に到達した時点から20min、炉温を保持する。その後、炉から各試験治具を取り出し冷却処理を施した。冷却処理は、具体的には、各試験治具に微風を当てて、80℃となるまで冷却速度20℃/minとなるように冷却を制御し、80℃以降は、各試験治具を放冷により自然冷却した。
<Heat treatment>
For each of the above coating conditions, the test jigs were placed in a heating furnace and heated. The heating temperature was 170°C, the paint baking temperature for automobiles. Specifically, in the heating treatment of this embodiment, the temperature was raised from the ambient temperature (approximately 20°C) at a rate of 10°C/min, and the furnace temperature was maintained for 20 minutes after reaching 170°C. Thereafter, each test jig was removed from the furnace and subjected to a cooling treatment. Specifically, in the cooling treatment, a gentle breeze was blown onto each test jig, and cooling was controlled so that the cooling rate was 20°C/min until the temperature reached 80°C. After 80°C, each test jig was allowed to cool naturally by standing.
(評価)
<面ひけの評価>
各試験治具について、パネル部品aの中央部のひけ(歪)を歪測定装置で測定した。すなわち、歪測定装置で、測定対象部の面の傾きを測定した。その測定した数値を曲線近似後、微分した結果得られる2次微分値により数値化した。
そして、ひけ発生部断面の二次微分の変動(振幅)が大きいほど、ひけが大きく見えることは一般に知られている。本実施例でもその評価指標により実施した。
(evaluation)
<Evaluation of surface sink>
For each test jig, the sink mark (distortion) at the center of panel component a was measured using a distortion measuring device. That is, the inclination of the surface of the measurement target portion was measured using the distortion measuring device. The measured values were then curve-fitted and differentiated to obtain a second-order differential value, which was then quantified.
It is generally known that the larger the fluctuation (amplitude) of the second derivative of the cross section of the sink mark, the larger the sink mark appears to be. This example was also carried out using this evaluation index.
図7~図9に、歪測定装置による評価結果を示す。
図7は、本発明例の場合の評価結果である。図8は、比較例1の場合の評価結果である。図9は、比較例2の場合の評価結果である。ここで、各図における(a)は、パネル部品1表面に生じたゼブラパターンで示したものである。図8及び図9の矢印の位置が、面ひけが発生している位置を示す。
図8に示すように、比較例1である、通常塗布の条件では、パネル部品1の中央部に面ひけが発生している。また、図9に示すように、比較例2である、ドーナツ形状の塗布条件では、比較例1よりも更にひけが大きくなっている。
これに対し、本発明に基づき、金属板eを挿入した本発明例の塗布条件では、図7に示すように、ひけは全く認められなかった。
7 to 9 show the evaluation results obtained using a distortion measuring device.
Fig. 7 shows the evaluation results for the example of the present invention. Fig. 8 shows the evaluation results for Comparative Example 1. Fig. 9 shows the evaluation results for Comparative Example 2. Here, (a) in each figure indicates the zebra pattern that occurred on the surface of the panel component 1. The positions of the arrows in Figs. 8 and 9 indicate the positions where surface sinks occurred.
As shown in Fig. 8, under the normal coating conditions of Comparative Example 1, surface sinks occurred in the center of the panel component 1. Moreover, as shown in Fig. 9, under the doughnut-shaped coating conditions of Comparative Example 2, the sinks were even larger than those of Comparative Example 1.
In contrast to this, under the coating conditions of the example of the present invention in which the metal plate e was inserted, no sink marks were observed, as shown in FIG.
以上のように、本発明によれば、現行の中実タイプ(比較例1相当)のマスチック接着剤dだけによる接着よりも、面ひけを抑制することが可能であることが示唆された。 As described above, it has been suggested that the present invention can suppress surface sinking more effectively than bonding using only the current solid type mastic adhesive d (equivalent to Comparative Example 1).
1 パネル部品
1a 裏面
2 補強部品
3 マスチック接着剤
4 金属板
1 Panel part 1a Back surface 2 Reinforcing part 3 Mastic adhesive 4 Metal plate
Claims (6)
上記マスチック接着剤に金属板を埋設した、
ことを特徴とするパネル部品用接合構造。 A joining structure for panel components, in which the back surfaces of metal panel components facing each other with a gap are joined to another metal component using a mastic adhesive,
A metal plate is embedded in the mastic adhesive.
A joining structure for panel components characterized by:
ことを特徴とする請求項1に記載したパネル部品用接合構造。 The embedded metal plate is in contact with the back surface of the panel component or the other metal component.
2. The joining structure for panel components according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載したパネル部品用接合構造。 The embedded metal plates include two or more metal plates, and the metal plates do not overlap each other when viewed from the opposing direction of the panel component and the other metal component.
3. The joining structure for panel components according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする請求項1に記載したパネル部品用接合構造。 The panel component is an automotive panel component.
2. The joining structure for panel components according to claim 1.
上記マスチック接着剤に金属板を埋設する、
ことを特徴とするパネル部品の取付け方法。 A method for attaching a panel component, in which the back surface of a metal panel component is joined to another metal component facing the panel component with a gap therebetween by a mastic adhesive,
Embedding a metal plate in the mastic adhesive.
A method for attaching panel components.
ことを特徴とする請求項5に記載したパネル部品の取付け方法。 The metal plate is embedded in the mastic adhesive while being in contact with the rear surface of the panel component or the other metal component.
6. The method for attaching a panel component according to claim 5.
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