特許 7190698 複合部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-08

(45)【発行日】2022-12-16

(54)【発明の名称】複合部材

(51)【国際特許分類】

   B62D 27/02 20060101AFI20221209BHJP

   B32B 7/12 20060101ALI20221209BHJP

   B62D 25/20 20060101ALN20221209BHJP

【ＦＩ】

B62D27/02

B32B7/12

B62D25/20 E

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019034237

(22)【出願日】2019-02-27

(65)【公開番号】P2020138608

(43)【公開日】2020-09-03

【審査請求日】2021-04-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000101905

【氏名又は名称】イイダ産業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】柴山 裕二

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 あゆみ

【審査官】藤井 浩介

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０２２８１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１７２５２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０７９７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１８９７３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１４３９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６４４７７０２（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ２７／０２

Ｂ３２Ｂ ７／１２

Ｂ６２Ｄ ２５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１構成パネルと第２構成パネルとが接着部により接合されてなる複合部材であって、
前記第１構成パネルは、
前記第２構成パネルの端部と対向する対向パネル部と、
前記対向パネル部から延在し、前記対向パネル部に対して傾斜する傾斜パネル部と、を有し、
前記傾斜パネル部は、
前記第２構成パネルの端部の外方へ連なり、かつ前記対向パネル部を水平面とした場合、下向きの傾斜角度で前記第２構成パネルの端部から離れるように傾斜し、
前記接着部は、
前記対向パネル部と前記第２構成パネルの端部との間に位置する第１接着部と、
前記第１接着部から前記第２構成パネルの端部よりも外方となる位置まで突出し、前記傾斜パネル部に接着する第２接着部と、を有し、
前記接着部は、前記第２接着部により形成された端部を有する、複合部材。

【請求項2】

前記第２構成パネルの端部は、前記第２構成パネルに形成されたフランジ部である、請求項１に記載の複合部材。

【請求項3】

前記第２構成パネルは、ハット形状の断面を有するハット型パネルであり、前記フランジ部は、ハット型パネルの両フランジ部のうち、少なくとも一方のフランジ部である、請求項２に記載の複合部材。

【請求項4】

前記第１構成パネルと前記第２構成パネルとにより中空構造が形成される、請求項２又は請求項３に記載の複合部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複合部材に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、一対の構成パネルの両側辺にそれぞれ形成したフランジを重ね合わせて接着剤で接合した複合部材が知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平０９－０９５２５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のように、複数の構成パネルの外縁部分を接着剤で接合した複合部材において、各構成パネルの外縁部分は、他の部位に比して大きな変位が生じ易い傾向にある。このため、各構成パネルの外縁部分を接着する接着部に加わる負荷が大きく、各構成パネルの外縁部分を接着する接着部は、構成パネルから剥がれ易い傾向となる。

【0005】

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、複数の構成パネルを接合する接着部の剥がれを抑えることを可能にした複合部材を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決する複合部材は、第１構成パネルと第２構成パネルとが接着部により接合されてなる複合部材であって、前記第１構成パネルは、前記第２構成パネルの端部と対向する対向パネル部と、前記対向パネル部から延在し、前記対向パネル部に対して傾斜する傾斜パネル部と、を有し、前記傾斜パネル部は、前記第２構成パネルの端部の外方へ連なり、かつ前記第２構成パネルの端部から離れるように傾斜し、前記接着部は、前記対向パネル部と前記第２構成パネルの端部との間に位置する第１接着部と、前記第１接着部から前記第２構成パネルの端部よりも外方となる位置まで突出し、前記傾斜パネル部に接着する第２接着部と、を有し、前記接着部は、前記第２接着部により形成された端部を有する。

【0007】

この構成によれば、傾斜パネル部に接着する第２接着部により接着部の端部を形成することで、接着部の端部を傾斜パネル部に対して比較的小さい角度で接着する形状にすることができる。これにより、接着部の端部と第１構成パネルとの境界部分に作用する局所的な力を好適に緩和させることが可能となる。また、第２接着部は、第２構成パネルの端部よりも外方となる位置まで突出しているため、対向パネル部及び第２構成パネルの端部に接着する第１接着部の接着面積を確保することができる。

【0008】

上記複合部材において、前記第２構成パネルの端部は、前記第２構成パネルに形成されたフランジ部であることが好ましい。
例えば、上記のような第２構成パネルを備える複合部材を得ることができる。

【0009】

上記複合部材において、前記第２構成パネルは、ハット形状の断面を有するハット型パネルであり、前記フランジ部は、ハット型パネルの両フランジ部のうち、少なくとも一方のフランジ部であることが好ましい。

【0010】

この構成によれば、例えば、第２構成パネルによって剛性を高めた複合部材を得ることができる。
上記複合部材において、前記第１構成パネルと前記第２構成パネルとにより中空構造が形成されることが好ましい。

【0011】

この構成によれば、中空構造によって剛性を高めた複合部材を得ることができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、複数の構成パネルを接合する接着部の剥がれを抑えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態の複合部材を示す平面図である。

【図2】図１の２－２線に沿った部分断面図である。

【図3】複合部材の要部を示す断面図である。

【図4】（ａ）は、本実施形態の複合部材の要部を示す断面図であり、（ｂ）は、従来の複合部材の要部を示す断面図である。

【図5】（ａ）は、複合部材の製造方法における塗布工程を説明する断面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、押圧工程を説明する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、複合部材の実施形態について図面を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、複合部材１１は、第１構成パネル２１と、第１構成パネル２１に取り付けられる第２構成パネル３１とを有している。第１構成パネル２１は、例えば、車両のフロアパネルであり、この第１構成パネル２１の形状は、車両の前後方向を長辺とする平面視四角形状である。第２構成パネル３１は、例えば、フロアパネルを補強する補強用のパネルであり、この第２構成パネル３１の形状は、車幅方向に延在する長尺状である。第１構成パネル２１に対する第２構成パネル３１の数は、単数であってもよいし、複数であってもよい。複合部材１１において、第１構成パネル２１と第２構成パネル３１とは、接着剤から形成された接着部により接合されている。

【0015】

図２及び図３に示すように、第１構成パネル２１は、第２構成パネル３１の端部であるパネル端部３２（フランジ部）と対向する対向パネル部２２と、対向パネル部２２から延在し、対向パネル部２２に対して傾斜する傾斜パネル部２３とを有している。傾斜パネル部２３は、第２構成パネル３１のパネル端部３２の外方へ連なり、かつパネル端部３２から離れるように傾斜している。

【0016】

図３に示すように、傾斜パネル部２３は、対向パネル部２２を水平面とした場合、下向きの角度となる傾斜角度θ１（０°＜θ１＜９０°）を有するように形成されている。
図２に示すように、本実施形態の第１構成パネル２１は、傾斜パネル部２３から対向パネル部２２とは反対方向に延在するパネル部、対向パネル部２２から傾斜パネル部２３とは反対方向に延在するパネル部等を有している。

【0017】

図１～図３に示すように、本実施形態の第２構成パネル３１のパネル端部３２は、第１構成パネル２１に沿うように配置されるフランジ部により構成されている。図３に示すように、パネル端部３２は、第２構成パネル３１の側縁となる先端縁３２ａを有している。

【0018】

詳述すると、本実施形態では、フランジ部を両側に有するとともにハット形状の断面を有するハット型パネルを第２構成パネル３１として用いている。各パネル端部３２（各フランジ部）は、第２構成パネル３１の長さ方向に沿って延在している。第２構成パネル３１は、各パネル端部３２に接続され、第１構成パネル２１に対して立設するように配置される一対の壁部３３と、第１構成パネル２１と離間した位置で第２構成パネル３１の長さ方向に沿って延在する天井部３４とを有している。このような第２構成パネル３１が第１構成パネル２１に取り付けられることで、中空構造を形成することができる。

【0019】

図３に示すように、接着部４１は、第１接着部４２と第２接着部４３とを有している。第１接着部４２は、第１構成パネル２１の対向パネル部２２と第２構成パネル３１のパネル端部３２との間に位置している。すなわち、第１接着部４２は、対向パネル部２２とパネル端部３２とのいずれにも接着している。第２接着部４３は、第１接着部４２からパネル端部３２よりも外方となる位置まで突出し、傾斜パネル部２３に接着している。接着部４１は、第２接着部４３により形成された端部である接着端部４３ａを有している。接着端部４３ａは、その端縁に向かうにつれて傾斜パネル部２３に近づくように傾斜する傾斜面を有している。接着端部４３ａは、傾斜パネル部２３に対して比較的小さい角度で接着する形状となっている。

【0020】

図４（ａ）には、本実施形態の傾斜パネル部２３に対する接着端部４３ａの角度を接着角度θｐｉで示している。接着角度θｐｉは、傾斜パネル部２３の上面と、接着端部４３ａの端面とがなす角度である。

【0021】

ここで、図４（ｂ）は、従来の複合部材１０１を示し、この複合部材１０１は、平板状の第１構成パネル１０２と、第２構成パネル１０３の端部（フランジ部）とが接着部１０４によって接合された構造を有している。接着部１０４において、フランジ部の先端から膨出するように形成された端部は、断面円弧状に形成されている。この従来の第１構成パネル１０２に対する端部の角度θｐａは、本実施形態の上記接着角度θｐｉよりも大きい。従来の接着部の端部の角度θｐａは、例えば、１２０°を超えるのに対して、本実施形態の上記接着角度θｐｉは、９０°未満となるように形成される。

【0022】

第１構成パネル２１及び第２構成パネル３１は、板材（例えば、鋼板等の金属製の板材）から構成されている。第１構成パネル２１及び第２構成パネル３１は、板材を曲げることで形成することができる。接着部４１は、樹脂系やゴム系の材料から形成されている。

【0023】

次に、複合部材１１の製造方法について説明する。
図５に示すように、複合部材１１の製造方法は、第１構成パネル２１とフランジ部との間に接着剤層５１を配置するように第１構成パネル２１及び第２構成パネル３１の少なくとも一方にペースト状の接着剤を塗布する塗布工程と、第１構成パネル２１とフランジ部との間隔を狭めることで接着剤層５１を押圧する押圧工程とを備えている。

【0024】

塗布工程で用いるペースト状の接着剤は、例えば、メインポリマー、硬化剤、可塑剤、及び充填材を含有する。メインポリマーとしては、例えば、エポキシ系樹脂材料、ゴム系材料等が挙げられる。ゴム系材料としては、例えば、ＢＲ（ブタジエンゴム）、ＳＢＲ（スチレン／ブタジエンゴム）、ＮＢＲ（ニトリルゴム）等が挙げられる。硬化剤としては、例えば、ジシアンジアミド、硫黄等が挙げられる。可塑剤としては、例えば、フタル酸エステル類、脂肪族エステル類等が挙げられる。充填材としては、例えば、炭酸カルシウム、シリカ等が挙げられる。

【0025】

図５（ａ）に示すように、本実施形態の塗布工程では、対向パネル部２２のパネル面が水平となるように配置した第１構成パネル２１にペースト状の接着剤を塗布することで接着剤層５１を形成する。接着剤層５１は、ノズルからペースト状の接着剤を吐出させて塗布することで形成することができる。すなわち、塗布工程は、ノズル及びディスペンサを備えた周知の塗工機を用いて行うことができる。

【0026】

図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すように、押圧工程では、第１構成パネル２１の対向パネル部２２から傾斜パネル部２３へ接着剤が流動するように接着剤層５１を押圧する。このように対向パネル部２２まで流動した接着剤は、傾斜パネル部２３の傾斜面に沿ってさらに下方に流動する。このような押圧工程において、接着剤層５１に対する押圧力を調整することで、傾斜パネル部２３上に接着剤層５１の端部５１ａを形成することができる。

【0027】

ここで、上述したように傾斜パネル部２３の傾斜面に沿った下方へ接着剤を流動させることで、傾斜パネル部２３のパネル面に対して比較的小さい接触角となる端部５１ａを有する接着剤層５１を容易に形成することができる。このように、傾斜パネル部２３と接着剤の下方への自重による流動とを利用して接着剤層５１の端部５１ａを形成することで、例えばヘラ等を用いて接着剤層を成形するといった工程を回避して、傾斜パネル部２３に対して比較的小さい角度で接着する形状の端部５１ａを形成することができる。

【0028】

押圧工程の後に、接着剤層５１を硬化させることで接着部４１によって接合された複合部材１１が得られる。接着剤層５１の硬化は、加熱条件下で行ってもよいし、非加熱条件下で行ってもよい。接着剤層５１の硬化には、例えば、押圧工程の後、第１構成パネル２１及び第２構成パネル３１を防錆処理する際に行われる乾燥工程の加熱を利用することも可能である。

【0029】

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）複合部材１１における接着部４１は、対向パネル部２２とパネル端部３２との間に位置する第１接着部４２と、第１接着部４２からパネル端部３２よりも外方となる位置まで突出し、傾斜パネル部２３に接着する第２接着部４３とを有している。接着部４１は、第２接着部４３により形成された接着端部４３ａを有している。

【0030】

この構成によれば、傾斜パネル部２３に接着する第２接着部４３により接着端部４３ａを形成することで、接着端部４３ａを傾斜パネル部２３に対して比較的小さい角度で接着する形状にすることができる。これにより、接着端部４３ａと第１構成パネル２１との境界部分に作用する局所的な力を好適に緩和させることが可能となる。また、第２接着部４３は、第２構成パネル３１のパネル端部３２よりも外方となる位置まで突出しているため、対向パネル部２２及びパネル端部３２に接着する第１接着部４２の接着面積を確保することができる。

【0031】

したがって、複数の構成パネルを接合する接着部４１の剥がれを抑えることが可能となる。これにより、複合部材１１の制振性能や補強性能を確保することが可能となる。
また、図４（ｂ）に示す従来の複合部材１０１では、接着部１０４の端部と第１構成パネル１０２との間に電着塗料や中塗塗料等の処理液が流入し難い隙間が形成されることで、この部分の防錆性が低くなるおそれがある。この点、本実施形態の複合部材１１では、接着端部４３ａ（接着部４１の端縁）と第１構成パネル２１との密着性が高まり、また接着端部４３ａ付近の第１構成パネル２１における電着塗料や中塗塗料等の処理液の定着性も十分に得られる。したがって、第１構成パネル２１の防錆性も十分に得ることが可能となる。

【0032】

（２）第２構成パネル３１は、ハット形状の断面を有するハット型パネルであり、複合部材１１は、このハット型パネルの両フランジ部のうち、少なくとも一方のフランジ部をパネル端部３２として接着した構成を有している。この場合、例えば、第２構成パネル３１によって剛性を高めた複合部材１１を得ることができる。

【0033】

（３）第１構成パネル２１と第２構成パネル３１とにより中空構造が形成されることで、剛性を高めた複合部材１１を得ることができる。
（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。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0034】

・第１構成パネル２１は、対向パネル部２２及び傾斜パネル部２３を有するものであれば、用途や形状について特に限定されない。第１構成パネル２１は、例えば、ルーフリンフォースパネルやリッドリンフォースパネルであってもよく、また、ハット型パネル等であってもよい。

【0035】

・第１構成パネル２１は、上記傾斜パネル部２３に加えて、さらに対向パネル部２２を挟んで反対側に傾斜パネル部を有するものに変更し、この傾斜パネル部上に接着部における上記接着端部４３ａとは反対側に位置する端部を配置してもよい。

【0036】

・第２構成パネル３１は、第１構成パネル２１としてのフロアパネルに対して車幅方向に延在するパネルに限定されず、車両の前後方向に延在するパネル等の車幅方向以外の方向に延在するパネルであってもよい。また、第２構成パネル３１は、ハット型パネルに限定されない。すなわち、第２構成パネル３１は、例えば、第１構成パネル２１に取り付けられた状態で中空部を形成しないパネルであってもよい。このような第２構成パネル３１としては、例えば、バルクヘッド等が挙げられる。また、第２構成パネル３１は、フランジ部を有しないパネルであってもよい。

【0037】

・第２構成パネル３１の両フランジ部に対して上記実施形態の接着部４１の構成を適用してもよい。
・複合部材１１の製造方法では、押圧工程において接着剤層５１を押圧することで流動するペースト状の接着剤を用いたが、ペースト状の接着剤に限定されない。例えば、押圧した状態で加熱することで軟化し、流動する接着剤を用いることもできる。また、発泡剤を含有させて加熱発泡により流動する接着剤を用いることもできる。この場合、発泡剤を含有する接着剤を用いる場合、押圧してもよいし、押圧しなくてもよい。また、接着剤を予め傾斜パネル部２３に配置して傾斜面に沿って流動させてもよい。すなわち、接着剤は、ペースト状等の予め流動性を有するものに限定されず、帯状等の所定の形状を有する固体状の接着剤を用いることもできる。また、接着剤の硬化についても加熱硬化や常温硬化に限定されず、湿気硬化や紫外線硬化等であってもよい。

【0038】

・第１構成パネル２１と第２構成パネル３１とは、上記接着部４１と、これ以外の接合手段とを併用してもよい。上記接着部４１以外の接合手段としては、例えば、スポット溶接、アーク溶接、レーザー溶接、レーザースクリューウェルディング（ＬＳＷ）等が挙げられる。

【0039】

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）上記複合部材の製造方法であって、前記傾斜パネル部上において前記接着部を形成するための接着剤を下方に流動させることで前記第２接着部の端部を形成する、複合部材の製造方法。

【0040】

（ロ）上記複合部材の製造方法の製造方法において、前記対向パネル部と前記パネル端部との間に配置したペースト状の接着剤層を前記対向パネル部と前記パネル端部との間隔を狭めることで押圧し、前記傾斜パネル部へ接着剤を流動させる、複合部材の製造方法。

【符号の説明】

【0041】

１１…複合部材、２１…第１構成パネル、２２…対向パネル部、２３…傾斜パネル部、３１…第２構成パネル、３２…パネル端部（フランジ部）、３２ａ…先端縁、３３…壁部、３４…天井部、４１…接着部、４２…第１接着部、４３…第２接着部、４３ａ…接着端部、５１…接着剤層、５１ａ…端部、θ１…傾斜角度、θｐｉ…接着角度。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】