(57)【要約】【課題】本発明の目的は、自動車パネルを生産する際のヘムずれを抑制し、かつ、へム加工性を確保できる自動車パネルのヘム接合方法および自動車パネルのヘム接合構造を提供することにある。【解決手段】ヘム加工工程終了時には第１の空間と第２の空間と第３の空間にそれぞれ充填された熱硬化性接着剤５ａ、５ｂ、５ｃが所定強度で硬化するように、少なくともアウタパネル１の内側部位１ａとアウタパネル１の端縁部１ｂをそれぞれヒータ３とヒータ８、１０を用いて所定の温度で加熱することを特徴とするものである。【選択図】図４
2011212712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異種材料の組合せからなる、アウタパネルとインナパネルを接合して構成される自動車パネルのヘム接合方法であって、
ダウンフランジ加工された前記アウタパネルの端縁部よりも内側の所定領域の部位（以下、「内側部位」と称す）を加熱する加熱手段（以下、「内側部位加熱手段」と称す）が設けられたヘム加工用ダイスに前記アウタパネルの内側部位が接するようにセットし、前記アウタパネルの内側部位と前記インナパネルの端縁部の相対向する部位の少なくとも一方に熱硬化性接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
前記アウタパネルの内側部位と前記インナパネルの端縁部との間の空間（以下、「第１の空間」と称す）および前記アウタパネルの曲げ部内側空間（以下、「第２の空間」と称す）および前記アウタパネルの端縁部と前記インナパネルの端縁部との間の空間（以下、「第３の空間」と称す）にそれぞれ前記熱硬化性接着剤を挟むように、前記アウタパネルの端縁部をヘムポンチを用いて折り返すヘム加工工程と、を有し、
前記第１の空間と第２の空間と第３の空間を前記熱硬化性接着剤で充填可能にする前記熱硬化性接着剤の粘性を有し、かつ前記アウタパネルの所定のヘム加工性が確保されるように、少なくとも前記ヘム加工工程が実施される前までに前記内側部位加熱手段により前記アウタパネルの内側部位を所定の温度で加熱し、
前記ヘム加工工程終了時には前記第１の空間と第２の空間と第３の空間にそれぞれ充填された前記熱硬化性接着剤が所定強度で硬化するように、前記内側部位加熱手段または前記ヘムポンチに設けられた前記アウタパネルの端縁部を加熱する加熱手段の内の少なくともいずれか１つを用いて所定の温度で加熱することを特徴とする自動車パネルのヘム接合方法。
【請求項２】
前記ヘム加工用ダイスには、前記アウタパネルの内側部位よりもさらに内側の位置に対応するように、前記内側部位加熱手段より内側に断熱材が設けられたことを特徴とする請求項1に記載の自動車パネルのヘム接合方法。
【請求項３】
前記アウタパネルはアルミニウムまたはアルミニウム合金であり、前記インナパネルは鉄または鉄合金であることを特徴とする請求項１または２に記載の自動車パネルのヘム接合方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動車パネルのヘム接合方法により接合された自動車パネルのヘム接合構造であって、前記第１の空間と第２の空間と第３の空間にそれぞれ充填された前記熱硬化性接着剤が硬化し、前記アウタパネルの内側部位と曲げ部と端縁部が前記インナパネルの端縁部に接合していることを特徴とする自動車パネルのヘム接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車パネルのヘム接合方法および自動車パネルのヘム接合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
軽量化目的として自動車部品へのアルミニウム合金の適用が進んでいる。フードもしくはボンネット、バックドアもしくはトランクなどの部品については、アウタパネル（外板）およびインナパネル（内板）からなる略中空の構造で、かつ、アルミニウム合金化が進んでいる。これらは、部品の周辺において、インナパネルをアウタパネルで折り返して挟み込む、いわゆるヘム加工（または、ヘミング加工、はぜ折加工とも言う）を行うことで組み付けられる。
【０００３】
また、同様の構造であるドアについても適用が進んでいるが、ドアの場合はインナパネル側の成形深さが深く、またインナパネルの底面形状が複雑であることから、インナパネルを成形性に優れる鋼材とし、アウタパネルはアルミニウム合金を用いて軽量化する、ハイブリッド構造が検討されている。このようなハイブリッド構造のドアの例として、例えば、アウタパネルをアルミニウム合金、インナパネルを鋼としたハイブリッドドアの組立にて、へム加工による組立てを行ない、その後に１７０〜２００℃の焼付塗装を実施するものが知られている。しかし、この１７０〜２００℃の焼付塗装工程で、上記アルミニウム製アウタパネルと鋼製インナパネルの異なる線膨張率に伴うヘムずれが生じ、かつ、ヘム部のアウターパネルとインナーパネルの間に塗布された樹脂が熱硬化するため、上記焼付塗装終了後、常温に戻ってもヘムずれが残ってしまい、結果としてドアパネルの変形が生じてしまい、高い品質のドアパネルが得られないという問題点があった。そこで、このようなヘムずれを防止するために、上記へム加工による組立てを行なった後に、このへム加工により形成された折り返しフランジ部を上記アウタパネルの端縁部側から摩擦攪拌接合（ＦＳＷ）することで、上記アウタパネルの端縁部と上記インナパネル端縁部を接合しようとする技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８５６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示されたようなＦＳＷを実施するためには、ワークを確実に拘束する必要がある。しかし、へム加工により形成した折り返しフランジ部は、ＦＳＷを実施する拘束面積としては小さく、十分な接合が行なえず、最悪の場合は、折り返しフランジ部が破断する虞も考えられる。
【０００６】
また、上述したようなハイブリッド構造のドアの必要とされる強度要件からすると、鋼製インナパネルの板厚の方がアルミニウム合金製アウタパネルの板厚に比べて通常薄くなる。例えば、アウタパネルの板厚が１〜１．２ｍｍ程度に対して、インナパネルの板厚が０．６５〜０．７０ｍｍ程度となる。このように、曲げ加工性の悪い板厚が１ｍｍ程度のアルミニウム合金製アウタパネルを量産時に上記特許文献１に開示されたようなへム加工を行うと、折り返しフランジ部の最外周部に過大なひずみに伴うクラックが生じてしまい（すなわち、へム加工性が確保できず）、製品不良となるという問題点もあった。
【０００７】
本発明の目的は、上記課題を解決するものであり、自動車パネルを生産する際のヘムずれを抑制し、かつ、へム加工性を確保できる自動車パネルのヘム接合方法および自動車パネルのヘム接合構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、
異種材料の組合せからなる、アウタパネルとインナパネルを接合して構成される自動車パネルのヘム接合方法であって、
ダウンフランジ加工された前記アウタパネルの端縁部よりも内側の所定領域の部位（以下、「内側部位」と称す）を加熱する加熱手段（以下、「内側部位加熱手段」と称す）が設けられたヘム加工用ダイスに前記アウタパネルの内側部位が接するようにセットし、前記アウタパネルの内側部位と前記インナパネルの端縁部の相対向する部位の少なくとも一方に熱硬化性接着剤を塗布する接着剤塗布工程と、
前記アウタパネルの内側部位と前記インナパネルの端縁部との間の空間（以下、「第１の空間」と称す）および前記アウタパネルの曲げ部内側空間（以下、「第２の空間」と称す）および前記アウタパネルの端縁部と前記インナパネルの端縁部との間の空間（以下、「第３の空間」と称す）にそれぞれ前記熱硬化性接着剤を挟むように、前記アウタパネルの端縁部をヘムポンチを用いて折り返すヘム加工工程と、を有し、
前記第１の空間と第２の空間と第３の空間を前記熱硬化性接着剤で充填可能にする前記熱硬化性接着剤の粘性を有し、かつ前記アウタパネルの所定のヘム加工性が確保されるように、少なくとも前記ヘム加工工程が実施される前までに前記内側部位加熱手段により前記アウタパネルの内側部位を所定の温度で加熱し、
前記ヘム加工工程終了時には前記第１の空間と第２の空間と第３の空間にそれぞれ充填された前記熱硬化性接着剤が所定強度で硬化するように、前記内側部位加熱手段または前記ヘムポンチに設けられた前記アウタパネルの端縁部を加熱する加熱手段（以下、「端縁部加熱手段」と称す）の内の少なくともいずれか１つを用いて所定の温度で加熱することを特徴とする自動車パネルのヘム接合方法である。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ヘム加工用ダイスには、前記アウタパネルの内側部位よりもさらに内側の位置に対応するように、前記内側部位加熱手段より内側に断熱材が設けられたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記アウタパネルはアルミニウムまたはアルミニウム合金であり、前記インナパネルは鉄または鉄合金であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動車パネルのヘム接合方法により接合された自動車パネルのヘム接合構造であって、前記第１の空間と第２の空間と第３の空間にそれぞれ充填された前記熱硬化性接着剤が硬化し、前記アウタパネルの内側部位と曲げ部と端縁部が前記インナパネルの端縁部に接合していることを特徴とする自動車パネルのヘム接合構造である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る自動車パネルのヘム接合方法および自動車パネルのヘム接合構造によれば、ヘム加工工程終了時には第１の空間と第２の空間と第３の空間にそれぞれ充填された熱硬化性接着剤が所定強度で硬化するように、内側部位加熱手段または端縁部加熱手段の内の少なくともいずれか１つを用いて所定の温度で加熱されるため、自動車パネルを生産する際のヘムずれを抑制でき、かつ、ヘム割れ防止のための復元処理として少なくとも前記ヘム加工工程が実施される前までに前記内側部位加熱手段によりアウタパネルの内側部位が所定の温度で加熱されるため、へム加工性を確保することができる。また、アウタパネルとインナパネルの間の第１の空間と第２の空間と第３の空間が熱硬化性接着剤で満たされているため、アウタパネルとインナパネルの接触が回避され、耐電食性も一段と向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態の自動車パネルのヘム接合方法において、接着剤塗布工程を示す一部断面図である。
【図２】同自動車パネルのヘム接合方法において、アウタパネルの内側部位にインナパネルの端縁部を相対向させてセットし、内側部位加熱手段により前記内側部位を所定の温度で加熱する工程を示す一部断面図である。
【図３】同自動車パネルのヘム接合方法において、プリヘム加工工程を示す一部断面図である。
【図４】同自動車パネルのヘム接合方法において、本ヘム加工工程を示す一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１において、１は板厚が約１〜１．２ｍｍのアルミニウム合金製のダウンフランジ加工されたアウタパネル、１ａはアウタパネル１の内側部位、１ｂはアウタパネル１の端縁部、２はヘム加工用ダイス、２ａはアウタパネル１の内側部位１ａに対応して接するヘム加工用ダイス２の部位、３はヘム加工用ダイス２の部位２ａに設けられた内側部位加熱手段としてのヒータ、４はアウタパネル１の内側部位１ａよりもさらに内側の位置に対応するように、ヒータ３より内側に設けられた断熱材、５はアウタパネル１の内側部位１ａ上に塗布された熱硬化性接着剤、６は板厚が約０．６５〜０．７０ｍｍの鋼製のインナパネル、６ａはアウタパネル１の内側部位１ａに相対向するインナパネル６の端縁部である。図１において、上記アウタパネル１の内側部位１ａとは、ダウンフランジ加工された上記アウタパネル１の端縁部１ｂよりも内側の所定領域の部位（すなわち、上記インナパネル６の端縁部６ａに対向する部位を言う）。なお、熱硬化性接着剤５としては、エポキシ樹脂系接着剤、ポリエステル樹脂接着剤、フェノール樹脂接着剤等が挙げられる。また、本実施形態においては、熱硬化性接着剤５をアウタパネル１の内側部位１ａ上に塗布する例に関して説明したが、これに限定されるものではなく、アウタパネル１の内側部位１ａとインナパネル６の端縁部６ａの相対向する部位の少なくとも一方に塗布すればよい。
【００１６】
図２は、図１に示すインナパネル６の端縁部６ａをアウタパネル１の内側部位１ａに向かって矢印Ａの方向に移動させ所定の位置にセットし、熱硬化性接着剤５と接触させ、ヒータ３によりアウタパネル１の内側部位１ａを所定の温度（例えば、１００℃〜１５０℃）で加熱する工程を示す。少なくとも後述するヘム加工工程（図３参照）が実施される前までに、上述したようにアウタパネル１の内側部位１ａのみをヒータ３で加熱するだけで、厳しい曲げ加工を受ける後記アウタパネル１の曲げ部１ｃをすぐ隣の内側部位１ａからの伝熱により予め十分加熱できる。このように、必要な箇所は加熱できるが、アウタパネル１の全体には、熱が及ばないようにすることができる。したがって、少なくとも後述するヘム加工工程が実施される前までに、アウタパネル１の内側部位１ａのみをヒータ３で加熱するだけで、ヘム割れ防止のための復元処理が実現でき、アウタパネル１の所定のヘム加工性が確保される。また、アウターパネル１の全体を加熱した場合、大きな面積であるドア平面部分に熱変形が生じる問題があるが、アウタパネル１の内側部位１ａのみを局所的に加熱する方法では、本実施形態のように、ダウンフランジ加工された上記アウタパネル１を用いれば、アウタパネル１の内側部位１ａとアウタパネル１の端縁部１ｂとの間の折り曲げられた部分の剛性がすでに高まっているため、熱変形が生じにくく、かつ、加熱効率も向上する。上記所定の加熱温度（１００℃〜１５０℃）に関して、さらに詳述するならば、この温度範囲よりも低い場合は、アルミニウム合金製のアウタパネル１の成形性向上効果が得られず、この温度範囲よりも高い場合は、析出物による硬化が始まってしまい、やはり成形性向上効果が得られない。また、上記所定の温度による加熱により、アウタパネル１の内側部位１ａとインナパネル６の端縁部６ａとの間の空間（以下、「第１の空間」と称す）および後述するアウタパネル１の曲げ部１ｃ内側空間（以下、「第２の空間」と称す）および後述するアウタパネル１の端縁部１ｂとインナパネル６の端縁部６ａとの間の空間（以下、「第３の空間」と称す）をそれぞれ熱硬化性接着剤５ａ、５ｂ、５ｃで充填可能にする熱硬化性接着剤の粘性を有することも可能である。本実施形態においては、上記所定の温度として１００℃〜１５０℃で加熱する例に関して説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、異種材料の組合せからなる、アウタパネルとインナパネルの材質に応じて、上記２つの条件（熱硬化性接着剤の粘性と所定のヘム加工性）を満足する温度であればよい。
【００１７】
図３において、７はプリヘムポンチ、７ａはアウタパネル１の端縁部１ｂに対応して接するプリヘムポンチ７の部位、８はプリヘムポンチ７の部位７ａに設けられた端縁部加熱手段としてのヒータである。
【００１８】
図３は、プリヘム加工工程を示す一部断面図である。図３において、ヒータ８により予めプリヘムポンチ８を所定の温度（例えば、１００℃〜１５０℃）で加熱しておき、この加熱されたプリヘムポンチ８を矢印Ｂの方向へ移動させることにより、ダウンフランジ加工されたアウタパネル１の端縁部１ｂを９０°から約１３５°まで曲げる（これを「プリヘム加工」と称す）。これにより、第１の空間および第２の空間が熱硬化性接着剤５ａ、５ｂでそれぞれ充填される。さらに、第３の空間も熱硬化性接着剤５ｃで充填開始される。
【００１９】
図４において、９は本ヘムポンチ、９ａはアウタパネル１の端縁部１ｂに対応して接する本ヘムポンチ９の部位、１０は本ヘムポンチ９の部位９ａに設けられた端縁部加熱手段としてのヒータである。
【００２０】
図４は、本ヘム加工工程を示す一部断面図である。図４において、ヒータ９により予め本ヘムポンチ９を所定の温度（例えば、１００℃〜１５０℃）で加熱しておき、この加熱された本ヘムポンチ９を矢印Ｃの方向へ移動させることにより、プリヘム加工されたアウタパネル１の端縁部１ｂを約１３５°から約１８０°まで曲げる（これを「本ヘム加工」と称す）。これにより、第３の空間が熱硬化性接着剤５ｃで完全に充填される。また、本ヘム加工終了時には、第１の空間および第２の空間および第３の空間を充填した熱硬化性接着剤５ａ、５ｂ、５ｃがそれぞれ所定強度となるように硬化する。これにより、その後に実施される焼付塗装時においてもヘムずれを発生することがない。したがって、焼付塗装後にインナパネル６が熱変形を起こすこともなく、自動車パネルとしての製品品質も確保される。また、第１の空間と第２の空間と第３の空間が熱硬化性接着剤５ａ、５ｂ、５ｃでそれぞれ満たされているため、アウタパネル１の内側部位１ａ、端縁部１ｂ、曲げ部１ｃとインナパネル６の端縁部６ａの接触が回避され、耐電食性も一段と向上する。なお、本発明では、本実施形態において説明したプリヘム加工工程と本ヘム加工工程を合わせてヘム加工工程と言う。また、本実施形態においては、上記プリヘム加工工程と本ヘム加工工程ともに所定の温度として１００℃〜１５０℃で加熱する例に関して説明したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、異種材料の組合せからなる、アウタパネルとインナパネルの材質に応じて、第１の空間と第２の空間と第３の空間が熱硬化性接着剤５ａ、５ｂ、５ｃでそれぞれ満たされ、ヘム加工工程終了時には第１の空間と第２の空間と第３の空間にそれぞれ充填された熱硬化性接着剤５ａ、５ｂ、５ｃが所定強度で硬化する温度で、かつ、ヘム加工性にも支障を来たさない温度（すなわち、ヘム割れ防止のための復元処理が実現できる温度）であればよい。また、本実施形態においては、ヘム加工工程中、アウタパネル１の曲げ部１ｃを除く内側部位１ａと端縁部１ｂをそれぞれヒータ３、ヒータ８およびヒータ１０で加熱する例に関して説明したが、これに限定されるものではなく、ヒータ３またはヒータ８若しくはヒータ１０の内の少なくともいずれか１つを用いて所定の温度で加熱しさえすればよい。ただし、本実施形態のように、ヒータ３、ヒータ８およびヒータ１０のすべてを用いて加熱することにより、熱硬化性接着剤５ａ、５ｂ、５ｃを十分に、かつ、均一に熱硬化できるため、より好ましい。
【００２１】
また、本実施形態においては、アウタパネル１の内側部位１ａよりもさらに内側の位置に対応するように、ヘム加工用ダイス２にヒータ３より内側に断熱材４が設けられているため、アウタパネル１の内側部位１ａを加熱する効率がさらに向上するばかりか、アウタパネル１の熱ひずみを最低限に抑えることが可能であり、アウタパネル１の所定の意匠面を確保する上からも得策である。
【００２２】
また、本実施形態においては、アウタパネル１がアルミニウム合金製で、インナパネル６が鋼製である例に関して説明したが、これに限定されるものではなく、アウタパネルにアルミニウム、インナパネルに鉄または鉄合金をはじめ、種々の金属材料を組合せることができる。
【符号の説明】
【００２３】
１：アウタパネル
１ａ：アウタパネル１の内側部位
１ｂ：アウタパネル１の端縁部
１ｃ：アウタパネル１の曲げ部
２：ヘム加工用ダイス
２ａ：ヘム加工用ダイス２の部位
３、８、１０：ヒータ
４：断熱材
５、５ａ、５ｂ、５ｃ：熱硬化性接着剤
６：インナパネル
６ａ：インナパネル６の端縁部
７：プリヘムポンチ
７ａ：プリヘムポンチ７の部位
９：本ヘムポンチ
９ａ：本ヘムポンチ９の部位
【図１】
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【図２】
2011212712.tif 000004
【図３】
2011212712.tif 000005
【図４】
2011212712.tif 000006