(57)【要約】  【課題】セルフピアスリベット接合部での接着剤の介在に伴う二次的不具合の発生を解消し、接合強度の低下や電食の発生を未然に防止した接合構造を提供する。  【解決手段】鋼板製のパネルＷ１とアルミニウム製のパネルＷ２をセルフピアスリベット１にて接合した構造である。セルフピアスリベット接合部Ｐから所定距離Ｌ離れた位置にビード部２を膨出形成し、ビード部２をもって形成された閉空間Ｒに事後的に接着剤４を充填してメインシール部５とする。メインシール部５を挟んでセルフピアスリベット接合部Ｐと反対側の位置であって且つメインシール部５に近接した一方のパネルＷ２の端末部に、隙間Ｇをシールするシール材８を充填塗布して補助シール部９とする。  【選択図】  図１
2006170232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異材質の金属板同士を重ね合わせた上で両者の重合部にセルフピアスリベットを打ち込んで接合した構造であって、
上記重合部のうちセルフピアスリベットによる接合部から所定距離離れた位置にビード部を膨出形成し、
このビード部をもって形成された閉空間に事後的に接着剤を充填してメインシール部を形成するとともに、
このメインシール部を挟んでセルフピアスリベット接合部と反対側の金属板端末部に、金属板同士の隙間をシールする補助シール部を形成したことを特徴とするセルフピアスリベットによる接合構造。
【請求項２】
上記メインシール部を挟んでセルフピアスリベット接合部と反対側の位置であって且つメインシール部に近接した一方の金属板の端末部に、セルフピアスリベットによる圧締力をもって他方の金属板に圧接する着座面を形成したことを特徴とする請求項１に記載のセルフピアスリベットによる接合構造。
【請求項３】
上記メインシール部を挟んでセルフピアスリベット接合部と反対側の位置であって且つメインシール部に近接した一方の金属板の端末部に、着座面に連続してシール材を保有するための空隙部を予め形成したことを特徴とする請求項２に記載のセルフピアスリベットによる接合構造。
【請求項４】
異材質の金属板同士を重ね合わせた上で両者の重合部にセルフピアスリベットを打ち込んで接合する方法であって、
セルフピアスリベットによる接合部となるべき位置から所定距離離れた位置に予めビード部を膨出形成してある一方の金属板と他方の金属板とを重ね合わせた上で、両者に重合部にセルフピアスリベットを打ち込んで接合しつつ、上記ビード部と他方の金属板とをもって閉空間を形成する工程と、
上記閉空間に事後的に接着剤を充填してメインシール部を形成するメインシール工程と、
上記メインシール部を挟んでセルフピアスリベット接合部と反対側の金属板端末部に、金属板同士の隙間にシール材を充填して補助シール部を形成する補助シール工程と、
を含むことを特徴とするセルフピアスリベットによる接合方法。
【請求項５】
上記メインシール工程では、
ビード部をもって形成された閉空間の一端から接着剤を充填しながら、その閉空間の他端に負圧吸引力を作用させることを特徴とする請求項４に記載のセルフピアスリベットによる接合方法。
【請求項６】
接着剤の充填側となる閉空間の一端の圧力と負圧吸引側となる閉空間の他端の圧力とが等しくなるまで接着剤の充填を行うことを特徴とする請求項５に記載のセルフピアスリベットによる接合方法。
【請求項７】
上記メインシール部を挟んでセルフピアスリベット接合部と反対側の位置であって且つメインシール部に近接した一方の金属板の端末部に、セルフピアスリベットによる圧締力をもって接合した際に他方の金属板に圧接する着座面を予め形成することを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載のセルフピアスリベットによる接合方法。
【請求項８】
上記メインシール部を挟んでセルフピアスリベット接合部と反対側の位置であって且つメインシール部に近接した一方の金属板の端末部に、着座面に連続してシール材を保有するための空隙部を予め形成することを特徴とする請求項７に記載のセルフピアスリベットによる接合方法。
【請求項９】
請求項１に記載のセルフピアスリベットによる接合構造において、ビード部をもって形成された閉空間に接着剤を充填する装置であって、
上記閉空間の一端に接続された充填ノズルを介して接着剤圧送手段により圧送されてくる接着剤をその閉空間に充填するのと並行して、
上記閉空間の他端に接続された負圧吸引ノズルを介してその他端に負圧吸引手段による負圧吸引力を作用させるようになっていることを特徴とするセルフピアスリベット接合部への接着剤充填装置。
【請求項１０】
上記負圧吸引手段の吐出側が排気経路と接着剤の循環経路とに切換可能となっていて、
循環経路側に切り換えたときには負圧吸引手段が吸引した接着剤を接着剤圧送手段の上流側に回収するようになっていることを特徴とする請求項９に記載のセルフピアスリベット接合部への接着剤充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルフピアスリベットによる接合構造とその接合のための方法、および上記のセルフピアスリベットによる接合部に接着剤を充填する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム板と鋼板等のように異材質の金属板同士を重ね合わせてリベットにて締結接合した場合には、金属板同士の接合界面に雨水等が浸入した際に、それぞれの金属板が有する電位差によっていわゆる電食と称される金属腐食が発生することがある。
【０００３】
その対策として、例えばセルフピアスリベットによる接合方法では、特許文献１に記載のように、互いに重ね合わせた二枚の金属板のうち下側の金属板に凹部を形成するとともに、その凹部に予め接着剤を充填した上で上側の金属板を重ね合わせ、その上側の金属板のうち上記凹部に対応する部分にセルフピアスリベットを打ち込むことで、凹部に充填されていた接着剤がリベットと上下の金属板同士の間に広がるようにして効率良く充填され、その結果として上記のような電食を防止できるとされている。
【特許文献１】特開平７−２６９５３８号公報（図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来のセルフピアスリベットによる締結接合方法では、上下の金属板同士の接合界面に接着剤が介在していることから、その分だけ下側の金属板に対するセルフピアスリベットの食い込み量が減少することになり、接合強度が低下するおそれがある。特に、下側の金属板の板厚が小さい場合には、上記界面での接着剤の溜まりあるいは保有のためにその板厚が局部的に減少し、その板厚減少部分に亀裂が発生することがある。そして、セルフピアスリベット接合後の金属板に後工程にて塗装を施す場合には、上記亀裂部分には塗膜が付着しないため、外観品質の低下が危惧される。
【０００５】
その上、セルフピアスリベットの打ち込みに伴う接着剤の広がりもしくは伸びについては特に管理していないため、場合によっては金属板の端末からはみ出して他の部位に付着したり美観を損なうおそれがあるほか、本来のシール効果が低下してしまうことになる。
【０００６】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、とりわけセルフピアスリベットによる接合部での接着剤の介在に伴う二次的不具合の発生を解消しつつ、なお且つ接合強度の低下や電食の発生を未然に防止できるようにしたセルフピアスリベットによる接合構造とその接合のための方法のほか、上記のセルフピアスリベットによる接合部に接着剤を充填する装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、異材質の金属板同士を重ね合わせた上で両者の重合部にセルフピアスリベットを打ち込んで接合した構造を前提として、上記重合部のうちセルフピアスリベットによる接合部から所定距離離れた位置にビード部を膨出形成し、このビード部をもって形成された閉空間に事後的に接着剤を充填してメインシール部を形成するとともに、このメインシール部を挟んでセルフピアスリベット接合部と反対側の金属板端末部に、金属板同士の隙間をシールする補助シール部を形成したことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の技術をセルフピアスリベットを打ち込んで接合する方法として捉えたものであって、セルフピアスリベットによる接合部となるべき位置から所定距離離れた位置に予めビード部を膨出形成してある一方の金属板と他方の金属板とを重ね合わせた上で、両者に重合部にセルフピアスリベットを打ち込んで接合しつつ、上記ビード部と他方の金属板とをもって閉空間を形成する工程と、上記閉空間に事後的に接着剤を充填してメインシール部を形成するメインシール工程と、上記メインシール部を挟んでセルフピアスリベット接合部と反対側の金属板端末部に、金属板同士の隙間にシール材を充填して補助シール部を形成する補助シール工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
この場合、空気を巻き込むことなく閉空間内にフルに接着剤を充満させる上では、請求項５に記載のように、上記メインシール工程では、ビード部をもって形成された閉空間の一端から接着剤を充填しながら、その閉空間の他端に負圧吸引力を作用させることが望ましい。
【００１０】
したがって、少なくとも請求項１，４に記載の発明では、セルフピアスリベットによる接合部では接着剤が直接的には介在してはいないもの、そのセルフピアスリベット接合部から所定距離離れたビード部たるメインシール部において、その閉空間に充填された接着剤によってシール性が確保されるとともに、さらにそのシール部から所定距離離れた補助シール部においても同様にシール性が確保されることになる。
【００１１】
さらに、請求項９に記載の発明は、請求項１に記載のセルフピアスリベットによる接合構造を前提として、ビード部をもって形成された閉空間に接着剤を充填する装置であって、上記閉空間の一端に接続された充填ノズルを介して接着剤圧送手段により圧送されてくる接着剤をその閉空間に充填するのと並行して、上記閉空間の他端に接続された負圧吸引ノズルを介してその他端に負圧吸引手段による負圧吸引引力を作用させるようになっていることを特徴とする。
【００１２】
したがって、この請求項９に記載の発明では、空気を巻き込むことなしにビード部をもって形成された閉空間にフルに接着剤を充満させることができるようになる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１，４に記載の発明によれば、セルフピアスリベットによる接合部では接着剤が直接的には介在してはいないもの、そのセルフピアスリベット接合部から所定距離離れたビード部たるメインシール部および補助シール部においてそれぞれにシール性が確保されていることから、セルフピアスリベット接合部に直接接着剤を介在させた場合のような二次的不具合の発生を未然を防止して、電食の発生を確実に防止できるようになる。
【００１４】
また、請求項９に記載の発明によれば、ビード部をもって形成された閉空間の一端から接着剤を充填するのと並行して反対側には負圧吸引力を作用させるようにしたので、接着剤の充填効率が向上し、特に空気の巻き込みを未然を防止できる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明のより具体的な実施の形態として例えば自動車の外板パネル同士のセルフピアスリベットによる接合構造（いわゆるセルフピアスリベット継手構造）の断面図を示し、図２は図１のＡ部の拡大図を示している。
【００１６】
図１に示すように、例えば鋼板をもって予め所定形状に成形された下側のパネルＷ１の上に、アルミニウム合金板をもって予め所定形状に成形された上側のパネルＷ２のフランジ部Ｆを重ね合わせた上で、その重合部にフランジ部Ｆの長手方向に沿って所定のピッチで複数のセルフピアスリベット１，１‥を打ち込むことで双方のパネルＷ１，Ｗ２同士をリベット締結にて接合してある。なお、セルフピアスリベット１はその名の通り自己穿孔作用をなすものの、下側のパネルＷ２の裏面には貫通しない。
【００１７】
そして、上側のパネルＷ２のフランジ部Ｆには、セルフピアスリベット１，１‥による接合部Ｐ（以下、単に「リベット接合部」という）から所定距離Ｌだけ離れた位置にその長手方向に沿ってビード部２を予め膨出形成してあるとともに、ビード部２を挟んでリベット接合部Ｐと反対側の一般部６は着座面３として下側のパネルＷ１に圧接させ、もってそのビード部２と下側のパネルＷ１とをもって形成された閉空間Ｒには例えばエポキシ樹脂系あるいはアクリル樹脂系等の接着剤４をフルに充填してある。これによってメインシール部５を形成してある。
【００１８】
さらに、上記の一般部６に隣接する端末部には下側のパネルＷ１から所定距離だけ浮上するようなエンドフランジ部７を予め曲折形成しておき、このエンドフランジ部７と下側のパネルＷ１とをもって形成された空隙Ｇにはシール材８をビード状に充填・塗布してある。これによって補助シール部９を形成してある。その結果として、リベット接合部Ｐを電食等から保護するために、メインシール部５と補助シール部９とをもっていわゆる二重シール構造としてある。
【００１９】
ここで、万が一メインシール部５まで例えば電食による穴あきが進行した場合であっても、所定のリベット接合強度を維持するために上記の離間距離Ｌは最低でも１０ｍｍは確保することが望ましい。
【００２０】
また、上記のような継手構造においては、ビード部２をもって形成される閉空間Ｒの密閉性が重要であることから、図３に示すように上側のパネルＷ２におけるフランジ部Ｆの一般部６ａと着座面３との間に段差Ｓを予め設定しておき、セルフピアスリベット１による締結をもって上下のパネルＷ１，Ｗ２同士を締結接合した時点で、上側のパネルＷ２のフランジ部Ｆの自己弾性力をもって上記着座面３を下側のパネルＷ１に圧接させることが望ましい。そして、セルフピアスリベット１による接合後に、そのビード部２をもって形成した閉空間Ｒに事後的に接着剤４を充填するものとする。
【００２１】
なお、上記のビード部２およびエンドフランジ部７の成形は上側のパネルＷ２そのものを所定形状にプレス成形する際に同時に行われる。また、上記のようなセルフピアスリベット継手を有する自動車の車体は後工程にて塗装が施されることから、ビード部２をもって形成されて閉空間Ｒへの接着剤４の充填は塗装工程以前に行われる一方、エンドフランジ部７をもって形成された空隙Ｇへのシール材８の充填塗布は塗装工程の少なくとも中塗りもしくは上塗りの前に行われる。
【００２２】
このようなセルフピアスリベット継手の構造によれば、図１から明らかなように、リベット接合部Ｐから所定距離Ｌだけ離れた位置のメインシール５部と、さらにそこから所定距離だけ離れた補助シール部９とによって、実質的に二重シール構造をもってリベット接合部Ｐが保護されているので、雨水等の浸入やそれを原因とする電食からリベット接合部Ｐを確実に保護することができるほか、少なくともメインシール部５からの接着剤４のはみ出し等の二次的不具合は発生しない。
【００２３】
しかも、本来のリベット接合部Ｐにおいては上下のパネルＷ１，Ｗ２相互間に接着剤４が介在していないので、従来のような接合強度の低下や亀裂の発生等の二次的不具合もまた全く発生しない。
【００２４】
図４は上記のようなセルフピアスリベット継手の構造において、ビード部２をもって形成された閉空間Ｒに接着剤４を充填するシステムの一例を示している。
【００２５】
同図から明らかなように、接着剤４を貯留しておくサージタンク１０のほか、サージタンク１０から接着剤４を吸い上げてビード部２側の閉空間Ｒに圧送充填する接着剤圧送手段としての接着剤充填ポンプ１１と、その接着剤充填ポンプ１１から送り出された接着剤４の圧力Ｐ１を測定するための充填側圧力室１２、およびその充填側圧力室１２の後段側に用意された充填ノズル１３をもって接着剤充填供給系が形成されている。
【００２６】
他方、これらとは別に、負圧吸引ノズル１４と、その負圧吸引ノズル１４の後段側にあって且つ負圧吸引ノズル１４により吸引した接着剤４の圧力Ｐ２を測定するための吸引側圧力室１５と、その後段側にあって吸引側圧力室１５に負圧吸引力を作用させる負圧吸引手段としての負圧吸引ポンプ１６とをもって負圧吸引系が形成されている。なお、負圧吸引ポンプ１６は後述するように負圧吸引力をもって吸引した接着剤４をサージタンク１０側に戻すべく循環させるための循環用ポンプを兼ねているとともに、負圧吸引ポンプ１６の吐出側には排気経路１７を開閉する排気バルブ１８と、循環経路１９を開閉する循環バルブ２０とが並設されている。
【００２７】
そして、上記の接着剤充填供給系と負圧吸引系とが循環経路１９を介して閉ループ状に接続されていて、その循環経路１９には接着剤４の循環を補助するための循環用ポンプ２１が介装されている。
【００２８】
ここで、図５に示すように、充填ノズル１３および負圧吸引ノズル１４には予めシール用パッキン２２が付設されているとともに、共にビード部２をもって形成された閉空間Ｒの開口端部に圧入したときに所定のシール性が確保できるよう可撓性材料をもって形成されている。なお、これらの充填ノズル１３および負圧吸引ノズル１４の断面形状はビード部２の断面形状に合致する形状としておくことが望ましいが、上記のように所定のシール性さえ確保できれば円筒形状等であってもよい。
【００２９】
このような接着剤充填システムによれば、充填ノズル１３をビード部２をもって形成された閉空間Ｒの一端に、負圧吸引ノズル１４を閉空間Ｒの他端にそれぞれ圧入し、上記の接着剤充填供給系と負圧吸引系に閉空間Ｒを加えて閉ループ状の経路を形成する。次いで、負圧吸引ポンプ１６の排気バルブ１８を開き、循環バルブ２０を閉じた状態で負圧吸引ポンプ１６を起動して、吸引側圧力室１５ひいてはビード部２をもって形成された閉空間Ｒに負圧吸引力を作用させる。これにより、閉空間Ｒは所定に負圧下におかれることになる。
【００３０】
この負圧吸引力を作用させた状態で接着剤充填ポンプ１１を起動して、充填ノズル１３から閉空間Ｒ内に接着剤４を充填する。そして、充填側圧力室１２および吸引側圧力室１５の圧力Ｐ１，Ｐ２を図示しない圧力計等にて監視しながら、閉空間Ｒ内でのエア溜まりを確実になくすために、充填側圧力室１２および吸引側圧力室１５の圧力Ｐ１，Ｐ２が共に等しくなるまで双方のポンプ１１，１６を作動させる。
【００３１】
充填側圧力室１２および吸引側圧力室１５の圧力Ｐ１，Ｐ２が共に等しくなったならば、排気バルブ１８を閉じる一方で循環バルブ２０を開き、充填側圧力室１２から閉空間Ｒを経て吸引側圧力室１５に至るまでの経路に接着剤４を完全に充満させた後に直ちに双方のポンプ１１，１６を停止する。以上により、ビード部２をもって形成された閉空間Ｒに接着剤４が充填されたことになる。なお、循環経路１９側に送り込まれた接着剤４は循環用ポンプ２１によりサージタンク１０側に戻されてされて循環再使用される。
【００３２】
以上により、ビード部２をもって形成された閉空間Ｒへの接着剤４の充填作業が完了し、例えば塗装後のパネルＷ１，Ｗ２を焼き付け用のオーブンにて加熱することにより接着剤４が硬化することになる。さらに、焼き付け後に図１に示すような補助シール部９となるき部位にシール材８を塗布することにより補助シール部９が形成され、セルフピアスリベット接合部Ｐに関する一連のシール作業が完了することになる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るセルフピアスリベット接合構造の一例を示す要部断面説明図。
【図２】図１のＡ部拡大図。
【図３】図１のパネルＷ１，Ｗ２同士を接合する際の手順を示す工程説明図。
【図４】図１のビード部をもって形成された閉空間に接着剤を充填するシステムの一例を示す説明図。
【図５】図４における充填ノズルおよび負圧吸引ノズルの拡大説明図。
【符号の説明】
【００３４】
１…セルフピアスリベット
２…ビード部
３…着座面
４…接着剤
５…メインシール部
６，６ａ…一般部
７…エンドフランジ部
８…シール材
９…補助シール部
１０…サージタンク
１１…接着剤充填ポンプ（接着剤圧送手段）
１３…充填ノズル
１４…負圧吸引ノズル
１６…負圧吸引ポンプ（負圧吸引手段）
１７…排気経路
１８…排気バルブ
１９…循環経路
２０…循環バルブ
Ｇ…空隙
Ｐ…セルフピアスリベット接合部
Ｒ…閉空間
Ｗ１…下側のパネル
Ｗ２…上側のパネル
【図１】
2006170232.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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