(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記支持部には、加熱されることで発泡及び硬化して発泡体を形成する発泡性部材が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のスペーサ部材。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、電着塗装工程後に行われる乾燥工程は、アウタ部材又はインナ部材に熱膨張や熱収縮といった熱変形を生じさせる。この熱変形を要因として、アウタ部材とインナ部材とが接近することで、硬化前や硬化中の接着剤が圧縮変形されるおそれがある。例えば、上述した発泡性シートを用いた場合、電着塗装工程における流圧に対しては接着剤の圧縮変形を抑制できるものの、その発泡性シートは乾燥工程の熱で軟化されるため、乾燥工程における接着剤の過剰な圧縮変形を抑制することは困難である。
【0006】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アウタ部材とインナ部材との間に配置された接着剤の過剰な圧縮変形を抑制することの容易なスペーサ部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の目的を達成するために請求項1に記載の発明は、アウタ部材とインナ部材との間に接着剤が配置される車両構造に用いられ、前記アウタ部材と前記インナ部材との間隔を確保するスペーサ部材であって、前記接着剤を硬化する際の加熱に耐え得る耐熱性を有するスペーサ本体を備え、前記スペーサ本体は、前記インナ部材に取り付けられる取付部と、前記取付部に連結されるとともに前記アウタ部材に当接する当接部を有することで前記アウタ部材を支持する支持部とを備え
、前記取付部は、前記インナ部材の有する貫通孔に挿通されるとともに前記インナ部材に係止される係止部を有することを要旨とする。
【0008】
この発明では、スペーサ本体が取付部及び支持部を備え、接着剤を硬化する際の加熱に耐え得る耐熱性を有している。このため、電着塗装工程における流圧を要因とするアウタ部材とインナ部材との接近を抑制することが容易となり、かつ、乾燥工程の加熱を要因とするアウタ部材とインナ部材との接近を抑制することが容易となる。
また、係止部の貫通孔を利用した係止により、インナ部材に対してスペーサ部材を位置決めすることができる。
【0009】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のスペーサ部材において、前記当接部は、第1当接部と、前記第1当接部から離間した位置で前記アウタ部材に当接する第2当接部とを含むことを要旨とする。
【0010】
この構成によれば、第1当接部と第2当接部とにより、アウタ部材を安定して支持することが容易となる。また、車両構造の電着塗装工程において、各当接部間に位置するアウタ部材の部位にも電着塗装が施されるようになる。
【0011】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載のスペーサ部材において、前記
支持部は、前記アウタ部材に向けて突出する突出部を有し、前記突出部の先端は前記アウタ部材に向けて膨出する曲面状に形成されるとともに、前記先端が前記当接部を構成することを要旨とする。
【0012】
この構成によれば、当接部とアウタ部材との接触面積を縮小することが容易となる。従って、アウタ部材において電着塗装される面を極力確保することが容易となる。
請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のスペーサ部材において、前記取付部は
、前記係止部と前記支持部との間に位置する台座部とを備え、前記係止部と前記台座部とによりインナ部材を挟み込む構成とされていることを要旨とする。
【0013】
この構成によれば
、係止部を貫通孔へ挿入する際に、台座部がインナ部材に当接することで係止部の移動が規制されるため、係止部を所定の位置で安定して係止させることができる。また、係止部を係止させた後には、係止部と台座部とによりインナ部材を挟み込むため、支持部が過剰に傾斜し難い安定した取り付けが実現される。
【0014】
請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のスペーサ部材において、前記支持部には、加熱されることで発泡及び硬化して発泡体を形成する発泡性部材が設けられていることを要旨とする。
【0015】
上述した車両構造を有する車両では、当接部とアウタ部材との接触部位にて異音が発生するおそれがある。上記構成によれば、車両構造の乾燥工程を利用して、当接部の周囲に発泡体を充填することができる。従って、当接部とアウタ部材との接触部位で生じる異音を抑制することができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、アウタ部材とインナ部材との間に配置された接着剤の過剰な圧縮変形を抑制することの容易なスペーサ部材が提供される。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明を具体化した一実施形態について
図1及び
図2に基づいて詳細に説明する。
図1に示すように、スペーサ部材11は、アウタ部材71及びインナ部材72を備える車両構造に用いられ、アウタ部材71とインナ部材72との間隔を確保する。アウタ部材71としては、例えば、ドアパネル、ルーフパネル、トランクリッド、フロントフードパネル等が挙げられる。インナ部材72は、アウタパネルの裏面側に配置される部材であって、例えば、補強用パネル、インパクトビーム等が挙げられる。アウタ部材71及びインナ部材72は、金属材料から湾曲部位や屈曲部位を有する板状に形成されている。
【0019】
アウタ部材71とインナ部材72との間には接着剤73が配置される。接着剤73は、加熱により硬化される熱硬化性材料から構成され、硬化した接着剤73はアウタ部材71とインナ部材72とを部分的に接合する。本実施形態の接着剤73は、硬化前において塗布に適したペースト状をなしている。接着剤73としては、マスチックシーラ、スポットシーラ、構造用接着剤等の名称で市販されるものを用いることができる。こうした接着剤73には、例えば、マトリックスとして合成ゴム、天然ゴム、樹脂等が含有されるとともに硬化剤等が含有されている。例えば、マスチックシーラは、車両構造を補強する補強機能と、同シーラの有する弾性に基づく制振機能を発揮する。
【0020】
スペーサ部材11は、接着剤73を硬化する際の加熱に対して耐熱性を有するスペーサ本体12を備えている。スペーサ本体12を形成する材料は、接着剤73を硬化させる際の加熱温度に応じて適宜選択することができる。なお、スペーサ本体12は、硬化前の接着剤73よりも硬質な材料から形成される。スペーサ本体12は、軽量化の観点から、非金属材料から形成されることが好ましく、高分子材料から形成されることがより好ましい。高分子材料としては、例えば、140℃以上の融点を有する高分子材料が挙げられる。高分子材料の中でも、エンジニアリングプラスチックをマトリックスとする高分子材料が好適である。本実施形態では、ポリアミド系樹脂材料から構成されている。スペーサ本体12には、例えばガラス繊維等の補強材を含有させてもよい。スペーサ本体12は、例えば射出成形により一体に形成されてもよいし、予め成形した複数の部品を組み付けることで形成されてもよい。
【0021】
図1及び
図2(a)に示すように、スペーサ本体12は、インナ部材72に取り付けられる取付部21と、この取付部21に連結され、アウタ部材71を支持する支持部31とから構成されている。取付部21は、支持部31に連結される台座部21aと、インナ部材72の有する貫通孔72aに挿入される挿入部22と、その挿入部22に設けられる係止部23とを有している。係止部23は、挿入部22の一側面に設けられる第1係止部23aと挿入部22の他側面に設けられる第2係止部23bとから構成される。
【0022】
台座部21aは板状をなし、係止部23と支持部31との間に位置されることで、
図2(a)に示すように、係止部23と台座部21aとはインナ部材72を挟み込むように構成されている。各係止部23a,23bは爪状をなし、インナ部材72の有する貫通孔72aに挿通されるとともにインナ部材72におけるアウタ部材71とは反対側の面に係止される。
【0023】
図1及び
図2(a)に示すように、支持部31は、基端側が取付部21に連結される支持部本体32を備えている。支持部本体32の先端側には、アウタ部材71に向けて突出する第1突出部33及び第2突出部34が設けられている。各突出部33,34の先端は、アウタ部材71に向けて膨出する曲面状に形成されている。こうした各突出部33,34の先端は、アウタ部材71に当接する第1当接部33a及び第2当接部34aを構成している。第2当接部34aは、第1当接部33aから離間した位置で、アウタ部材71に当接するようになっている。
【0024】
支持部31には、加熱されることで発泡及び硬化して発泡体を形成する発泡性部材13が設けられている。発泡性部材13は、各当接部33a,34aが露出した状態となるように支持部31を包囲するように設けられている。発泡性部材13は、接着剤73を硬化させる加熱によって発泡及び硬化される。発泡性部材13は、周知の発泡性材料を用いて、例えば押出成形、プレス成形、射出成形等の周知の成形法により成形することができる。発泡性部材13の支持部31への取り付けは、例えばインサート成形、二色成形等の方法を用いてもよいし、別体で成形した発泡性部材13を支持部31に接着させてもよい。
【0025】
発泡性部材13を構成する発泡性材料には、基材、発泡剤、架橋剤等が含有される。発泡性材料には、充填剤、可塑剤等を含有させてもよい。基材としては、合成樹脂、エラストマー及びゴムが挙げられる。合成樹脂としては、ポリオレフィン、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、EVA(エチレン/ビニルアセテートコポリマー)等が挙げられる。エラストマーとしては、RB(ポリブタジエンエラストマー)、SBS(スチレン/ブタジエン/スチレンブロックコポリマー)、SIS(スチレン/イソプレン/スチレンブロック共重合体)、SEBS(スチレン/エチレン/ブチレン/スチレンブロック共重合体)等が挙げられる。ゴムとしては、NR(天然ゴム)、SBR(スチレン/ブタジエンゴム)、BR(ブタジエンゴム)、NBR(ニトリルゴム)、CR(クロロプレンゴム)、IR(イソプレンゴム)、IIR(ブチルゴム)、EPDM(エチレンプロピレンジエン三元共重合体)、UR(ウレタンゴム)、ENR(エポキシ化天然ゴム)、EPM(エチレン/プロピレンゴム)等が挙げられる。発泡剤としてはアゾジカルボンアミド、ジニトロペンタメチレンテトラミン等、架橋剤としてはジメチルウレア、ジシアンジアミド等が挙げられる。充填剤としては、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、フェライト、シリカ等が挙げられる。
【0026】
次に、スペーサ部材11の使用方法を作用とともに説明する。
スペーサ部材11は、係止部23を貫通孔72aに挿入することで、インナ部材72に取り付けられる。このとき、係止部23の貫通孔72aを利用した係止により、スペーサ部材11はインナ部材72に対して位置決めされる。また、係止部23を貫通孔72aへ挿入する際に台座部21aがインナ部材72に当接することで、係止部23の移動が規制される。このため、係止部23を所定の位置で安定して係止させることができる。また、係止された係止部23と台座部21aとは、インナ部材72を挟み込むため、支持部31が過剰に傾斜し難い安定した取り付けが実現される。
【0027】
このようにスペーサ部材11が取り付けられたインナ部材72には、アウタ部材71が重ね合わされるように配置され、インナ部材72及びアウタ部材71の周縁部はスポット溶接等で接合される。このとき、インナ部材72とアウタ部材71との間に配置されている接着剤73は、
図2(a)に示すようにインナ部材72及びアウタ部材71に接した状態とされている。この状態において、各当接部33a,34aはアウタ部材71に当接される。
【0028】
このように接着剤73及びスペーサ部材11が配置された車両構造は、電着塗装工程により電着塗装が施された後に、乾燥工程で加熱される。電着塗装工程では、車両構造が電着液に浸漬されることで、アウタ部材71及びインナ部材72の外面に電着液が接触される。このとき、アウタ部材71又はインナ部材72に電着液の流圧が加わることになる。乾燥工程では、加熱により電着液の乾燥及び焼き付けが行われる。また、乾燥工程の加熱を利用して、接着剤73は加熱及び硬化される。このとき、アウタ部材71又はインナ部材72には、熱膨張や熱収縮といった熱変形が生じる。
【0029】
ここで、電着塗装工程中及び乾燥工程中の車両構造にスペーサ部材11を取り付けていない場合、前述の流圧や熱変形を要因として、例えば
図2(a)に二点鎖線で示すように、例えばアウタ部材71がインナ部材72に接近されることで、接着剤73が過剰に圧縮変形されるおそれがある。流圧を要因として過剰に圧縮変形された接着剤73は、その流圧が解除されると、アウタ部材71から離間されるおそれがある。熱変形を要因として過剰に圧縮変形された接着剤73は、その状態で硬化されるおそれがある。そして、車両構造の冷却に伴ってアウタ部材71とインナ部材72とが離間する方向に力が作用すると、硬化後の接着剤73には不要な引張応力が加わるおそれがある。
【0030】
この点、本実施形態では、アウタ部材71が各当接部33a,34aに当接されることで、流圧を要因としたアウタ部材71とインナ部材72との接近が抑制される。また、スペーサ本体12は、接着剤73を硬化する際の加熱に耐え得る耐熱性を有しているため、乾燥工程において、熱変形を要因としたアウタ部材71とインナ部材72との接近が抑制される。これにより、接着剤73は、過剰な圧縮変形が抑制された状態で硬化される。このように硬化された接着剤73には、不要な応力が加わることが抑制されるため、接着剤73の補強機能、制振機能等が発揮され易くなる。
【0031】
また、
図2(b)に示すように乾燥工程では、発泡性部材13が乾燥工程で加熱されることで発泡及び硬化する。すなわち、発泡性部材13から発泡体14が形成されるとともに、その発泡体14が支持部31の周囲に充填される。このように充填された発泡体14は、各当接部33a,34aを囲むように配置されるため、車両構造を有する車両では、各当接部33a,34aとアウタ部材71との接触部位で生じる異音が抑制される。
【0032】
本実施形態によって発揮される効果について以下に記載する。
(1)スペーサ本体12は取付部21及び支持部31を備え、接着剤73を硬化する際の加熱に耐え得る耐熱性を有している。このため、電着塗装工程における流圧を要因とするアウタ部材71とインナ部材72との接近が抑制され、かつ、乾燥工程の加熱を要因とするアウタ部材71とインナ部材72との接近が抑制される。これにより、アウタ部材71とインナ部材72との間に配置された接着剤73の過剰な圧縮変形を抑制することが容易となる。
【0033】
(2)支持部31は、第1当接部33a及び第2当接部34aを有している。このため、アウタ部材71を安定して支持することが容易となる。また、車両構造の電着塗装工程において、各当接部33a,34a間に位置するアウタ部材71の部位にも電着塗装が施されるようになる。すなわち、アウタ部材71の電着塗装に対するスペーサ部材11の影響を小さくすることが容易となる。
【0034】
(3)
支持部31は各突出部33,34を有し、各突出部33,34の先端はアウタ部材71に向けて膨出する曲面状に形成されている。そして、各当接部33a,34aは、各突出部33,34の先端により構成されている。この構成によれば、各当接部33a,34aとアウタ部材71との接触面積を縮小することが容易となる。従って、アウタ部材71において電着塗装される面を極力確保することが容易となる。
【0035】
(4)取付部21は、係止部23と台座部21aとを備え、係止部23と台座部21aとによりインナ部材72を挟み込む構成とされている。この構成によれば、インナ部材72に対してスペーサ部材11を位置決めすることができる。また、係止部23を所定の位置で安定して係止させることができる。また、支持部31が過剰に傾斜し難い安定した取り付けが実現される。
【0036】
(5)支持部31には、発泡性部材13が設けられている。このため、車両構造の乾燥工程を利用して、各当接部33a,34aの周囲に発泡体14を充填することができる。従って、各当接部33a,34aとアウタ部材71との接触部位で生じる異音を抑制することができる。
【0037】
(変更例)
上記実施形態を次のように変更して構成してもよい。
・スペーサ部材11は、発泡性部材13を有しているが、この発泡性部材13を省略することができる。以下、
図3〜
図5に基づいて説明する変更例については、発泡性部材13を省略したスペーサ部材11であるが、これら変更例のスペーサ部材11は、発泡性部材13を有するスペーサ部材11として構成されてもよい。
【0038】
・
図3(a)及び
図3(b)に示すように、台座部21aは突起状に変更されてもよい。こうした台座部21aと係止部23とは、インナ部材72を挟み込む構成とされる。
・
図4(a)、
図4(b)、
図5(a)及び
図5(b)に示すように、係止部23を省略してもよい。この場合、台座部21aは、インナ部材72に取り付ける取付部21として構成される。こうした取付部21(台座部21a)とインナ部材72との間に接着層を設けることで、インナ部材72にスペーサ部材11を取り付けることができる。なお、係止部23を省略した場合、スペーサ部材11の取り付け箇所には、貫通孔72aが形成されていてもよいし、貫通孔72aが形成されていなくてもよい。
【0039】
・係止部23は第1係止部23a及び第2係止部23bの複数から構成されているが、係止部23の数は特に限定されず、一つ又は三つ以上の係止部に変更されてもよい。例えば、貫通孔72aの形状に沿った環状の係止部を挿入部22に一つ設けてもよい。また、挿入部22を分割した形状に変更し、第1係止部23aと第2係止部23bとが異なる貫通孔を利用して係止されるように変更してもよい。
【0040】
・スペーサ部材11は、複数の係止部23,23を有するスペーサ部材に変更されてもよい。この場合、複数の係止部23,23に対応して複数の貫通孔72a,72aを有するインナ部材にスペーサ部材を取り付けることができる。
【0041】
・各突出部33,34の形状は、適宜変更されてもよい。例えば、
図4(b)に示すように、各突出部33,34の先端は連続した曲面状に形成されてもよい。また、
図5(a)に示すように、各突出部33,34の先端は平面状に形成されてもよい。この場合、各突出部33,34の平面状をなす先端が各当接部33a,34aを構成する。
【0042】
・スペーサ本体12は各突出部33,34を有しているが、例えば
図5(b)に示すように第2突出部34及び第2当接部34aを省略することもできる。また、各突出部33,34に加えて第3突出部を有するスペーサ本体に変更し、第3突出部の先端を各当接部33a,34aと離間した位置でアウタ部材71に当接する第3当接部として構成してもよい。すなわち、スペーサ本体12は、3つ以上の当接部を有するスペーサ本体に変更されてもよい。
【0043】
・発泡性部材13は、各当接部33a,34aが露出するように配置されている。例えば、
図6に示すように、発泡性部材13に各当接部33a,34aが埋設された構成に変更してもよい。この場合、
図7(a)に示すように、乾燥工程に供される車両構造では、発泡性部材13がアウタ部材71に当接されている。そして、
図7(b)に示すように、乾燥工程における加熱に伴って発泡性部材13が軟化及び発泡するとともにアウタ部材71とインナ部材72とが接近する際には、アウタ部材71が各当接部33a,34aに当接される。このように構成したスペーサ部材11であっても、接着剤73の過剰な圧縮変形が抑制される。なお、発泡性部材13を構成する発泡性材料は、乾燥工程における加熱で発泡するものであって、接着剤73が硬化する前に軟化及び発泡を開始する。すなわち、発泡性部材13は、接着剤73を硬化する際の加熱に耐え得る耐熱性を有していない。
【0044】
・発泡性部材13の形状及び数は、特に限定されず、分割された複数の発泡性部材13を支持部31に設けてもよい。また、発泡性部材13は、支持部本体32を囲むように設けられているが、例えば、各突出部33,34の周囲のみを取り囲むように設けられてもよい。
【0045】
・スペーサ本体12の全体形状は、特に限定されず、例えばリブや突部を有する形状に変更してもよい。また、アウタ部材71と対向する面を有する突部を支持部本体32に設けるとともに、その突部とアウタ部材71との間に発泡性部材13を設けてもよい。この場合、突部は、発泡性部材13の流動する方向及び発泡する方向を規制する規制部となるため、各当接部33a,34aの周囲に発泡体14を充填することが容易となる。
【0046】
・スペーサ部材11は、各当接部33a,34aがアウタ部材71に当接した状態となるように配置されているが、
図8(a)に示すように、各当接部33a,34aがアウタ部材71から離間した状態となるように配置して用いることもできる。この場合であっても、乾燥工程においてアウタ部材71とインナ部材72とが接近する際には、アウタ部材71が各当接部33a,34aに当接されることで、接着剤73の圧縮変形が抑制される。そして、
図8(b)に示すように、乾燥工程後においては接着剤73の過剰な圧縮変形が抑制された状態で接着剤73が硬化される。すなわち、スペーサ部材11は、アウタ部材71とインナ部材72とが配置される間隔に応じて支持部31の寸法を設定すればよい。そして、スペーサ部材11は、アウタ部材71とインナ部材72との組み付けの誤差等に応じて、各当接部33a,34aがアウタ部材71と離間した状態でインナ部材72に取り付けられてもよい。
【0047】
・スペーサ本体12は、同一種の材料から構成されているが、例えば、取付部21と支持部31とを異なる種類の材料から形成したスペーサ本体12に変更することができる。
・アウタ部材71及びインナ部材72は、板状の部材に限定されない。例えば、インパクトビーム等の筒状をなすアウタ部材71と、そのアウタ部材71に取り付けられる構造部材をインナ部材72とした車両構造に対してスペーサ部材11を適用してもよい。また例えば、板状をなすアウタ部材71と筒状をなすインナ部材72とを有する車両構造に対してスペーサ部材11を適用してもよい。
【0048】
・アウタ部材71は、車両構造において最も外側の部材、すなわち意匠面を形成する部材に限定されず、上述したようにインパクトビーム等の構造部材等であってもよい。
・スペーサ部材11の取り付け位置と接着剤73の塗布される位置との関係は、アウタ部材71又はインナ部材72の撓み易さや熱変形し易さに応じて適宜設定することができる。すなわち、スペーサ部材11の取り付け位置は、アウタ部材71とインナ部材72とが接近し易い位置において、その接近が接着剤73を過剰に圧縮変形させる箇所に適宜設定することができる。例えば、スペーサ部材11を隣り合う一対の接着剤73の間の位置に取り付けることで、一対の接着剤73の圧縮変形をより好適に抑制することも可能である。
【0049】
・スペーサ部材11のインナ部材72への取り付けは、接着剤73が既に塗布されたインナ部材72を対象としてもよいし、接着剤73が塗布される前のインナ部材72を対象としてもよい。
【0050】
上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について以下に記載する。
(イ)アウタ部材とインナ部材とを有する車両構造において接着剤を用いて前記アウタ部材と前記インナ部材とを接合する接合方法であって、前記アウタ部材と前記インナ部材との間にスペーサ部材を配置する工程と、その工程の後に前記接着剤を加熱及び硬化させる工程を有し、前記スペーサ部材は、前記接着剤を硬化する際の加熱に耐え得る耐熱性を有するスペーサ本体を備え、前記スペーサ本体は、前記インナ部材に取り付けられる取付部と、前記取付部に連結されるとともに前記アウタ部材に当接する当接部を有することで前記アウタ部材を支持する支持部とを備えることを特徴とする接合方法。
【0051】
(ロ)前記支持部には、加熱されることで発泡及び硬化して発泡体を形成する発泡性部材が設けられてなり、前記接着剤を加熱及び硬化させる工程により、前記発泡性部材を加熱することで前記発泡体を形成する接合方法。