(57)【要約】【課題】ブローホール等の溶接欠陥の発生を抑制することができる接合体の製造方法を提供する。【解決手段】接合体１の接合方法は、第１部材１０の第１面１１の一部に熱硬化性の接着剤４１を配置し、この配置された接着剤４１の一部に熱硬化した熱硬化部４４を形成する一部硬化工程と、一部硬化工程の後の第１部材１０の第１面１１における接着剤４１のうち少なくとも熱硬化部４４が、第２部材２０における第２面２１によって覆われるように、第１部材１０と第２部材２０とを重ね合わせる重合工程と、重合工程の後の第１部材１０、又は／及び、重合工程の後の第２部材２０に対して、ビーム（Ｌ）を照射して、第１面１１における接着剤４１が配置されていない箇所と第２面２１とを溶接させることで、第１部材１０と第２部材２０とを接合させる接合工程と、を含んでいる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部材の所定の面である第１面の一部に熱硬化性の接着剤を配置し、この配置された前記接着剤の一部に熱硬化した熱硬化部を形成する一部硬化工程と、
前記一部硬化工程の後の前記第１部材における前記第１面の前記接着剤のうち少なくとも前記熱硬化部が、第２部材における前記第１面に対向する面である第２面によって覆われるように、前記第１部材と前記第２部材とを重ね合わせる重合工程と、
前記重合工程の後の前記第１部材、又は／及び、前記重合工程の後の前記第２部材に対して、ビームを照射して、前記第１面における前記接着剤が配置されていない箇所と前記第２面とを溶接させることで、前記第１部材と前記第２部材とを接合させる接合工程と、を含む、接合体の製造方法。
【請求項２】
前記一部硬化工程において、前記接着剤は、前記第１部材の前記第１面に、複数本のライン状に配置されており、
複数本のライン状の前記接着剤のうち、互いに隣接する２本のライン状の前記接着剤を、第１ライン部及び第２ライン部と定義した場合において、
前記第１ライン部には、複数個の前記熱硬化部が形成され、
前記第２ライン部には、少なくとも１個の前記熱硬化部が形成され、
前記第１ライン部の前記熱硬化部及び前記第２ライン部の前記熱硬化部は、前記第１ライン部における互いに隣接する２つの前記熱硬化部の間に前記第２ライン部の前記熱硬化部が位置するような千鳥配置態様で、形成されている請求項１記載の接合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、接合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２つの部材（第１部材及び第２部材）が接合された接合体を製造するにあたり、第１部材と第２部材と重ね合わせた後にレーザービーム等のビームを照射することで、第１部材及び第２部材を溶接（ビーム溶接）することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３９７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ビームの照射時において、第１部材や第２部材の構成素材の成分や、第１部材や第２部材に付着していた油成分等が蒸発することで、「蒸発ガス」が発生することがある。上述した従来技術の場合、この蒸発ガスの通り道が確保されない状態でビームが照射されているので、この蒸発ガスによって、接合体にブローホール等の溶接欠陥が発生するおそれがある。
【０００５】
本開示は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、ブローホール等の溶接欠陥の発生を抑制することができる接合体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本開示に係る接合体の接合方法は、第１部材の所定の面である第１面の一部に熱硬化性の接着剤を配置し、この配置された前記接着剤の一部に熱硬化した熱硬化部を形成する一部硬化工程と、前記一部硬化工程の後の前記第１部材における前記第１面の前記接着剤のうち少なくとも前記熱硬化部が、第２部材における前記第１面に対向する面である第２面によって覆われるように、前記第１部材と前記第２部材とを重ね合わせる重合工程と、前記重合工程の後の前記第１部材、又は／及び、前記重合工程の後の前記第２部材に対して、ビームを照射して、前記第１面における前記接着剤が配置されていない箇所と前記第２面とを溶接させることで、前記第１部材と前記第２部材とを接合させる接合工程と、を含んでいる。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、ブローホール等の溶接欠陥の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１（ａ）は実施形態に係る接合体の上面を模式的に示す模式的平面図である。図１（ｂ）は実施形態に係る接合体の第１部材及び第２部材を分解して模式的に示す模式的分解斜視図である。
【図２】実施形態に係る接合体の製造方法の工程フロー図である。
【図３】図３（ａ）は、実施形態に係る一部硬化工程において第１部材に接着剤が配置された状態を模式的に示す模式的平面図である。図３（ｂ）は、実施形態に係る一部硬化工程において接着剤の一部を熱硬化する様子を模式的に示す模式的平面図である。
【図４】図４（ａ）は実施形態に係る重合工程を説明するための模式的平面図である。図４（ｂ）は図４（ａ）における第１部材及び第２部材のＡ−Ａ線断面を模式的に示す模式的断面図である。
【図５】実施形態に係る接合工程を説明するための模式的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の実施形態に係る接合体１の製造方法について、図面を参照しつつ説明する。具体的には、最初に、本実施形態に係る製造方法で製造された接合体１の構成について説明し、次いで、本実施形態に係る製造方法について説明する。図１（ａ）は、接合体１の上面を模式的に示す模式的平面図である。図１（ｂ）は、接合体１の後述する第１部材１０及び第２部材２０を分解して模式的に示す模式的分解斜視図である。なお、図１（ｂ）において、後述する接着部４０や溶接部３０の図示は省略されている。図１（ａ）及び図１（ｂ）には、Ｘ軸−Ｙ軸−Ｚ軸の直交座標が図示されている。本実施形態において、この直交座標におけるＺ方向（Ｚ軸の正方向）は上方であり、Ｘ軸に沿った方向（Ｘ方向及び−Ｘ方向）は、第１部材１０及び第２部材２０の長手方向である。
【００１０】
接合体１は、第１部材１０と第２部材２０とが接合されることで製造されている。具体的には、第１部材１０の所定の面である第１面１１（本実施形態では上面である）と、第２部材２０の第２面２１（これは第１面１１に対向する面であり、本実施形態では下面である）とが、互いに重ね合わさるようにして、第１部材１０及び第２部材２０が接合されている。
【００１１】
図１（ａ）において、第２部材２０のＸ方向側の端面は第１部材１０のＸ方向側の端面よりも−Ｘ方向側に位置しており、第２部材２０の−Ｘ方向側の端面は第１部材１０の−Ｘ方向側の端面よりも−Ｘ方向側に位置している。このように、第２部材２０は、第１部材１０に対して−Ｘ方向に所定距離ずれた状態で、第１部材１０に接合されている。但し、第１部材１０及び第２部材２０の接合態様は、これに限定されるものではない。他の例を挙げると、例えば、第２部材２０のＸ方向側の端面が第１部材１０のＸ方向側の端面と一致するように、あるいは、第２部材２０のＸ方向側の端面が第１部材１０のＸ方向側の端面よりもＸ方向側に位置するように、第２部材２０は第１部材１０に接合されていてもよい。
【００１２】
また、図１（ａ）を参照して、接合体１において、第１部材１０の第１面１１と第２部材２０の第２面２１とは、少なくとも溶接部３０によって接合されている。この溶接部３０は、後述する接合工程で行われる溶接で接合された部位である。また、本実施形態に係る第１部材１０の第１面１１と第２部材２０の第２面２１とは、接着部４０によっても接合されている。この接着部４０は、後述する接合工程における接着剤４１によって接合された部位である。
【００１３】
第１部材１０及び第２部材２０の材質は、後述する接合工程において、ビーム（Ｌ）の照射によって溶接可能な材質であればよく、その具体的な材質は特に限定されるものではない。本実施形態においては、第１部材１０及び第２部材２０の材質の具体例として、金属を用いており、具体的には鉄系の金属（鉄を主成分とする金属）、より具体的には鋼を用いている。つまり、本実施形態に係る第１部材１０及び第２部材２０は、鋼の板部材（すなわち鋼板）である。
【００１４】
また、本実施形態に係る第１部材１０及び第２部材２０は、具体的には、乗用車、トラック、バス等の車両に用いられる部材である。但し、第１部材１０及び第２部材２０は、このような車両用の部材に限定されるものではなく、産業用機械や、船舶、航空機等、種々の構造体の部材であってもよい。
【００１５】
また、本実施形態に係る第１部材１０の少なくとも第１面１１の表面には、メッキ層（メッキ成分によって構成された層）が設けられている。同様に、本実施形態に係る第２部材２０の少なくとも第２面２１の表面にも、メッキ層が設けられている。具体的には、本実施形態に係る第１部材１０及び第２部材２０は、それぞれ、その外表面が全体的にメッキ処理されることで、その外表面に全体的にメッキ層が設けられている。この第１部材１０や第２部材２０のメッキ層の具体的な成分は、特に限定されるものではないが、本実施形態においては、一例として亜鉛を用いている。すなわち、本実施形態に係る第１部材１０及び第２部材２０は、亜鉛メッキ鋼板である。
【００１６】
但し、第１部材１０及び第２部材２０の構成は、上記のようなメッキ層を有する構成に限定されるものではない。例えば、第１部材１０及び第２部材２０は、メッキ層を有さない部材（メッキ処理が施されていない部材）であってもよい。
【００１７】
続いて、接合体１の製造方法について説明する。図２は、本実施形態に係る接合体１の製造方法の工程フロー図である。本実施形態に係る製造方法は、一部硬化工程（ステップＳ１０）と、重合工程（ステップＳ２０）と、接合工程（ステップＳ３０）とを含んでいる。一部硬化工程の後に重合工程が実行され、重合工程の後に接合工程が実行される。以下、これらの各工程について、順に説明していく。
【００１８】
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、一部硬化工程を説明するための模式的平面図である。具体的には、図３（ａ）は、一部硬化工程において第１部材１０に接着剤４１が配置された状態を模式的に示し、図３（ｂ）は、一部硬化工程において接着剤４１の一部を熱硬化する様子を模式的に示している。本実施形態に係る一部硬化工程においては、図３（ａ）に示すように、第１部材１０の第１面１１に、熱硬化性の接着剤４１を配置する。具体的には、第１面１１の上に、ペースト状の熱硬化性の接着剤４１を塗布する。次いで、図３（ｂ）に示すように、この第１面１１に配置された接着剤４１の一部に、熱硬化した部位である熱硬化部４４を形成させる。
【００１９】
接着剤４１としては、熱硬化性を有するものであればよく、その具体的な成分は特に限定されるものではない。この接着剤４１の具体例を挙げると、例えば、エポキシ樹脂を含有する熱硬化性接着剤や、ウレタン樹脂を含有する熱硬化性接着剤等、公知の熱硬化性接着剤を用いることができる。また、本実施形態では、接着剤４１として、ペースト状のものを用いているが、これに限定されるものではなく、接着剤４１として、例えばテープ状のもの（例えば、表面に熱硬化性の接着剤４１を有し、裏面に貼付用の接着剤を有する両面テープ等）を用いることもできる。
【００２０】
また、接着剤４１が熱硬化する具体的な温度も、特に限定されるものではないが、本実施形態に係る接着剤４１は、一例として、１００℃〜２００℃の範囲内から選択された所定温度で熱硬化するものとする。
【００２１】
また、本実施形態に係る接着剤４１は、複数本のライン状に配置されている。具体的には、本実施形態に係る接着剤４１は、２本のライン状に配置されている。但し、この接着剤４１の本数は、２本に限定されるものではなく、３本以上であってもよい。
【００２２】
ここで、複数本のライン状の接着剤４１のうち、互いに隣接する２本のライン状の接着剤４１を、第１ライン部４２及び第２ライン部４３と定義する。本実施形態に係る第１ライン部４２及び第２ライン部４３は、第１面１１において、Ｘ方向に延在するように配置されている。また、第１ライン部４２は、第２ライン部４３との間に所定の間隔を有しつつ、第２ライン部４３よりもＹ方向側に配置されている。
【００２３】
図３（ｂ）を参照して、本実施形態においては、接着剤４１の一部に熱硬化部４４を形成するにあたり、接着剤４１の一部に、ビーム（Ｌ）を照射し、このビーム（Ｌ）の熱によって接着剤４１の一部を熱硬化させている。具体的には、後述する接合工程で用いられるビームの出力値（Ｗ）よりも、出力値の低いビームを接着剤４１に照射することで、接着剤４１の一部を熱硬化させて、熱硬化部４４を形成させている。
【００２４】
また、本実施形態に係る一部硬化工程において、第１ライン部４２には、複数個の熱硬化部４４が形成され、第２ライン部４３には、少なくとも１個の熱硬化部４４が形成されている。この具体例として、図３（ｂ）においては、第１ライン部４２には２個の熱硬化部４４が形成され、第２ライン部４３には１個の熱硬化部４４が形成されている。そして、この第１ライン部４２の熱硬化部４４及び第２ライン部４３の熱硬化部４４は、第１ライン部４２における互いに隣接する２つの熱硬化部４４の間に第２ライン部４３の熱硬化部４４が位置するような「千鳥配置態様」で、形成されている。
【００２５】
別の観点でこれを説明すると、Ｘ方向に向かって、「第１ライン部４２の熱硬化部４４」と、この熱硬化部４４よりもＸ方向側にある「第２ライン部４３の熱硬化部４４」と、この熱硬化部４４よりもＸ方向側にある「第１ライン部４２の熱硬化部４４」とを線で順に結んだ場合に、この線がジグザグになるように、複数の熱硬化部４４は形成されている。
【００２６】
一部硬化工程で用いられるビーム（Ｌ）としては、接着剤４１の一部を硬化できるものであればよく、その具体的な種類は特に限定されるものではないが、本実施形態に係る一部硬化工程においては、ビーム（Ｌ）の一例として、レーザービームを用いている。具体的には、本実施形態に係る一部硬化工程においては、レーザー溶接機を用いてレーザービームを照射している。このレーザー溶接機の具体的な種類は、特に限定されるものではないが、本実施形態においては、ガルバノミラーを有するガルバノスキャンシステムを備えるレーザー溶接機を用いている。このようなレーザー溶接機によれば、レーザービームを容易に且つ精度よく走査することができるので、熱硬化部４４を容易に且つ精度よく形成することができる。
【００２７】
なお、一部硬化工程において、接着剤４１を硬化させる際に用いられる熱源は、上述したようなビーム（Ｌ）に限定されるものでもない。他の一例を挙げると、例えば、電熱線によって加熱された温風を吹き付けるドライヤ等の熱源を用いて、接着剤４１の一部を熱硬化させることもできる。但し、ビーム（Ｌ）を用いる場合の方が、このようなドライヤ等の熱源を用いる場合よりも、接着剤４１を局所的に加熱することが容易にできるため、本実施形態のような千鳥配置態様の熱硬化部４４を容易に形成することができる。
【００２８】
続いて、重合工程について説明する。図４（ａ）は、重合工程を説明するための模式的平面図である。本実施形態に係る重合工程においては、一部硬化工程後の第１部材１０の第１面１１の接着剤４１のうち少なくとも熱硬化部４４が第２部材２０の第２面２１によって覆われるように、第１部材１０と第２部材２０とを重ね合わせる。具体的には、図４（ａ）においては、一部硬化工程後の第１部材１０の第１面１１の接着剤４１の全体が第２部材２０の第２面２１によって覆われるように、第１部材１０と第２部材２０とが重ね合わされている。
【００２９】
図４（ｂ）は、図４（ａ）における第１部材１０及び第２部材２０のＡ−Ａ線断面を模式的に示す模式的断面図である。前述したように、この重合工程の前に接着剤４１の一部に熱硬化部４４が形成されているため、重合工程において第１部材１０と第２部材２０とが重ね合わされた場合、第１面１１と第２面２１との間に隙間５０が形成されている。この隙間５０は、後述する接合工程で発生する蒸発ガスの通り道として機能する。
【００３０】
続いて、接合工程について説明する。図５は、接合工程を説明するための模式的平面図である。本実施形態に係る接合工程においては、重合工程後の第２部材２０に対して、ビーム（Ｌ）を照射して、第１部材１０の第１面１１における接着剤４１が配置されていない箇所と第２部材２０の第２面２１とを溶接させることで、第１部材１０と第２部材２０とを接合させる。なお、このビーム（Ｌ）が照射される領域を、「照射領域６０」と称する。
【００３１】
具体的には、本実施形態においては、重合工程後の第２部材２０における第２面２１とは反対側の面（第２部材２０の上面）に対して、ビーム（Ｌ）を照射することで、第１面１１における接着剤４１が配置されていない箇所と第２面２１とをビーム溶接している。より具体的には、第２部材２０の上面における第１ライン部４２の背面側（裏面側）に相当する部分と、第２ライン部４３の背面側に相当する部分と、の間の領域に対して、ビーム（Ｌ）が照射されている。これにより、第２部材２０における照射領域６０の部分が溶融・凝固して、第１部材１０に接合して、溶接部３０（前述した図１（ａ））を形成する。この結果、第１部材１０及び第２部材２０は、溶接部３０を介して接合される（すなわち、溶接される）。
【００３２】
この溶接の際に第１面１１及び／又は第２面２１から発生する蒸発ガスは、前述した隙間５０を通過して、外部に排出される。なお、この蒸発ガスは、具体的には、第１部材１０や第２部材２０の構成素材の成分（これはメッキ成分を含んでいる）の蒸発や、第１部材１０や第２部材２０に付着していた油成分の蒸発等によって生成された蒸発ガスである。
【００３３】
また、本実施形態に係る接合工程おいては、この接合工程の溶接時に発生する熱によって、接着剤４１における熱硬化部４４以外の部分も熱硬化する。このときに熱硬化した部分（これが図１（ａ）の接着部４０となる）によっても、第１部材１０及び第２部材２０は接合される。
【００３４】
以上のような接合工程が実行されることで、図１（ａ）で説明した接合体１が得られる。このようにして製造された接合体１は、第１部材１０と第２部材２０とが溶接部３０及び接着部４０の両方を介して、互いに接合されている。
【００３５】
但し、接合工程の内容は上記の内容に限定されるものではない。接合工程においては、少なくとも溶接部３０が形成されればよく、接着剤４１における熱硬化部４４以外の部分は熱硬化しなくてもよい。この結果、得られる接合体１は、主として溶接部３０によって互いに接合された構成となる。また、この場合、接合工程後において、接合体１を加熱することで、接着剤４１における熱硬化部４４以外の部分を熱硬化させてもよい。この具体例を挙げると、例えば、接合工程後の接合体１（主として溶接部３０によって接合された接合体１）に対して塗装（例えば焼付塗装等）を行う際に、接合体１に熱を加えることで、接着剤４１における熱硬化部４４以外の部分を熱硬化させてもよい。
【００３６】
あるいは、第１部材１０と第２部材２０との接合強度があまり要求されず、溶接部３０のみによる接合で十分である場合には、接着剤４１における熱硬化部４４以外の部分は、熱硬化させないままの状態にしておくこともできる。
【００３７】
また、接合工程で用いられるビーム（Ｌ）としては、第１部材１０及び第２部材２０を溶接できるものであればよく、その具体的な種類は特に限定されるものではないが、本実施形態では、ビーム（Ｌ）の一例として、レーザービームを用いている。具体的には、本実施形態においては、レーザー溶接機を用いて、レーザービームを照射している。このレ
ーザー溶接機の具体的な種類は、特に限定されるものではないが、本実施形態においては、前述した一部硬化工程の場合と同様に、ガルバノスキャンシステムを備えるレーザー溶接機を用いている。なお、ビーム（Ｌ）としては、レーザービームの他に、例えば、プラズマビームや、電子ビームや、イオンビーム等を用いることもできる。
【００３８】
また、接合工程でビーム（Ｌ）を照射する箇所（照射領域６０）は、第２部材２０に限定されるものではない。他の例を挙げると、接合工程において、第２部材２０に加えて、さらに、第１部材１０の例えば下面（第１面１１とは反対側の面）に対してビーム（Ｌ）を照射してもよく、あるいは、第２部材２０にはビーム（Ｌ）を照射せずに、第１部材１０の下面に対してのみビーム（Ｌ）を照射してもよい。すなわち、接合工程においては、重合工程の後の第１部材１０、又は／及び、重合工程の後の第２部材２０に対して、ビーム（Ｌ）を照射すればよい。
【００３９】
また、接合工程において、ビーム（Ｌ）によって溶接部３０を形成する箇所は、本実施形態のような第１ライン部４２と第２ライン部４３との間の領域に限定されるものではない。溶接部３０を形成する箇所は、この領域に加えて、又は、この領域に代えて、例えば第１ライン部４２よりもＹ方向側の領域や第２ライン部４３よりも−Ｙ方向側の領域等、溶接部３０の形成を希望する種々の箇所を用いることができる。
【００４０】
以上説明したような本実施形態によれば、重合工程において第１部材１０と第２部材２０とを重ね合わせた際に、接着剤４１の熱硬化部４４によって、第１部材１０と第２部材２０との間に隙間５０ができ、この隙間５０が、接合工程において発生する蒸発ガスの通り道となることができる。これにより、ブローホール等の溶接欠陥が発生することを抑制することができる。
【００４１】
また、本実施形態によれば、一部硬化工程で説明したように、第１ライン部４２の熱硬化部４４及び第２ライン部４３の熱硬化部４４が、第１ライン部４２における互いに隣接する熱硬化部４４の間に第２ライン部４３の熱硬化部４４が位置するような「千鳥配置態様」で形成されているので、蒸発ガスの通り道となり得る隙間５０を広く確保することが容易にできるとともに、隙間５０を安定的に確保することも容易にできる。
【００４２】
以上、本開示に係る実施形態について説明したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１  接合体
１０  第１部材
１１  第１面
２０  第２部材
２１  第２面
３０  溶接部
４０  接着部
４１  接着剤
４２  第１ライン部
４３  第２ライン部
４４  熱硬化部
５０  隙間
６０  照射領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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