(57)【要約】      （修正有）【課題】接着剤の連続塗布が可能であり且つストップマークを埋める単独作業が不要となる縁曲げ連結構造体の製造方法を提供する。【解決手段】アルミニウム形材料２１に鉄系材料２２を重ね材料２１野縁を曲げて材料２２に重ねて量材料を連結する際に、材料２１野縁に局部滴に張り出した耳部１１を設け、次いで両材料を接着剤２３にて接着し、前記耳部が接着層に重ならないようにして曲げて材料２２に重ねた後、該耳部を摩擦撹拌接合し、最後に材料２１の先端と材料２２との間、及び前記耳部の上面にシール剤を塗布して連結する。【選択図】図４
2008307584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム系材料からなる第１の部材に、鉄系材料からなる第２の部材を重ね、前記第１の部材の縁を折り曲げて第２の部材に重ねることで両部材を連結する縁曲げ連結構造体の製造方法において、
前記第１の部材の縁に局部的に張り出した耳部を、設ける工程と、
前記第２の部材の縁と前記第１の部材とを、常温硬化型接着剤による接着層で接着する工程と、
前記耳部が前記接着層に重ならないようにして、第１の部材の縁を折り曲げて第２の部材に重ねる工程と、
摩擦撹拌接合法で前記耳部を第２の部材に溶融接合する工程と、
折り曲げた第１部材の先端と第２の部材との間及び前記耳部の上面にシール剤を塗布する工程とからなることを特徴とする縁曲げ連結構造体の製造方法。
【請求項２】
前記常温硬化型接着剤は、使用直前に主液と硬化剤とを混合する２液型構造用接着剤であることを特徴とする請求項１記載の縁曲げ連結構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム系部材と鉄系部材とを連結対象とした縁曲げ連結構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム系部材と鉄系部材とからなる２つの部材を連結する場合、アルミニウムと鉄との融点が大きく異なることや、アルミニウム系部材を覆っている酸化アルミニウム膜が強固であって溶接の障害になることなどから、２つの部材の接合が難しいと言われている。
【０００３】
対策として、摩擦撹拌接合を適用することが提案されてきた（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００７−３００４３公報（図１、図２、図３ａ、図３ｂ）
【０００４】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図５は従来の技術の基本原理を説明する図であり、（ａ）に示すように、平板１０１に接着剤１０２を塗布し、その上にアングル１０３を載せる。そして、アングル１０３を摩擦撹拌接合法で平板１０１に溶融接合することで、接合体１０４を得る。
【０００５】
摩擦撹拌接合法は、高速で回転させたスピンドルをアングル１０３に押し当て、回転摩擦熱でアングル１０３と平板１０１とを局部的に溶かす。スピンドルをアングル１０３に沿って移動させると、溶融部が移動し、スピンドルが離れるにしたがって溶融部が凝固することを原理とする接合法である。
【０００６】
（ａ）のｂ−ｂ線断面図である（ｂ）に示すように、溶接部１０６が形成され、この溶接部１０６が平板１０１とアングル１０３とを連結する役割を果たす。ところで、接着剤１０２は耐熱性に乏しいため、溶接部１０６の近傍では摩擦熱を受けて燃えて消失する。
【０００７】
また、（ａ）のｃ−ｃ線断面図である（ｃ）に示すように、溶接部１０６の端部にストップマークと称する凹部１０７が残る。この凹部１０７はスピンドルの抜き跡である。
【０００８】
以上に述べた摩擦撹拌接合法を、車両のドアやボンネットスキンなどの蓋物の製造に適用することを考える。
図６は従来の摩擦撹拌接合法を蓋物の製造に適用するときの説明図であり、（ａ）に示すように、アルミニウム系材料からなる第１の部材１１１に、接着剤１１２、１１２を塗布し、その上に鉄系材料からなる第２の部材１１３を重ねる。続いて、矢印で示すように、第１の部材１１１の縁を折り曲げて第２の部材１１３に重ねる。
【０００９】
次に、（ｂ）に示すように、摩擦撹拌接合法で、第１の部材１１１と第２の部材１１３とを溶接部１１４で接合する。接着剤１１２による接合と溶接部１１４による接合とで、第１の部材１１１に第２の部材１１３を強固に連結することができる。
【００１０】
（ａ）に示すように、接着剤１１２、１１２は、摩擦熱対策として分割塗布することが望まれる。しかし、連続塗布に比較して分割塗布は、塗布作業が面倒であり、塗布時間が延びることから、接着剤の塗布コストが嵩む。
また、（ｂ）に示すようにストップマークと称する凹部１１５が不可避的に残るため、この凹部１１５をパテなどで埋める必要がある。すなわち、ストップマークを埋める工程が必要となり、蓋物の製造コストが嵩む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、接着剤の連続塗布が可能であり且つストップマークを埋める単独作業が不要となる縁曲げ連結構造体の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に係る発明は、アルミニウム系材料からなる第１の部材に、鉄系材料からなる第２の部材を重ね、前記第１の部材の縁を折り曲げて第２の部材に重ねることで両部材を連結する縁曲げ連結構造体の製造方法において、
前記第１の部材の縁に局部的に張り出した耳部を、設ける工程と、前記第２の部材の縁と前記第１の部材とを、常温硬化型接着剤による接着層で接着する工程と、前記耳部が前記接着層に重ならないようにして、第１の部材の縁を折り曲げて第２の部材に重ねる工程と、摩擦撹拌接合法で前記耳部を第２の部材に溶融接合する工程と、折り曲げた第１部材の先端と第２の部材との間及び前記耳部の上面にシール剤を塗布する工程とからなることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に係る発明では、常温硬化型接着剤は、使用直前に主液と硬化剤とを混合する２液型構造用接着剤であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明では、第１の部材に耳部を設けた。この耳部は折り曲げ後に接着層に被らない位置に設けられる。接着層と耳部が離れているため、耳部を摩擦撹拌接合しても、摩擦熱が接着層に影響しない。この結果、接着剤を分割塗布する必要が無くなり、連続塗布が可能となる。
【００１５】
また、折り曲げた第１部材の先端と第２の部材との間は、従来から、浸水を防ぐためにシール剤を塗布する。このシール剤の塗布エリアに耳部があるため、シール剤の塗布工程で、耳部の上面にもシール剤が塗布される。この結果、耳部に残っているスポットエンドがシール剤で埋められる。
【００１６】
このように、請求項１によれば、接着剤の連続塗布が可能であり且つストップマークを埋める単独作業が不要となる縁曲げ連結構造体の製造方法を提供することができる。
【００１７】
請求項２に係る発明では、２液型構造用接着剤を採用した。１液型構造用接着剤は、一般に加熱硬化型接着剤であり、常温硬化型接着剤は特殊である。加熱硬化型は加熱が必要であり、熱を加えると第１の部材や第２の部材が歪む虞がある。そこで、常温硬化型が必要となるが、常温硬化型の１液型構造用接着剤は特殊であって入手が難しく、高価である。この点、２液型構造用接着剤は、一般に常温硬化型接着剤であり、入手が容易であり、安価である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明の製造方法を適用するドアの正面図であり、蓋物の代表例であるドア１０では、ヒンジを設ける前縁とドアロックを後縁とに、他の部位より剛性が求められるため、耳部１１、１１を設け、これらの耳部１１、１１に沿うように且つ矢印（１）、（２）で示す部位に接着剤１２、１２を連続的に塗布する。
【００１９】
耳部１１を中心に、縁曲げ構造体の製造方法を次に説明する。
図２は耳部を設ける工程から第１の部材の折り曲げ工程までを説明する図であり、（ａ）に示すように、アルミニウム系材料からなる第１の部材２１に、鉄系材料からなる第２の部材２２を重ね、第１の部材２１の縁を折り曲げて第２の部材２２に重ねることで両部材２１、２２を連結する縁曲げ連結構造体２０を製造する場合に、第１の部材２１の縁に局部的に張り出した耳部１１を設ける。
【００２０】
耳部１１は、第１の部材２１をブランク材から打ち抜きなどで切り出すときに予め付けておくことを原則とする。しかし、切り出した後に溶接で付設しても差し支えない。要は、第１の部材２１の縁を折り曲げる前に第１の部材２１に耳部１１が一体形成されていれば、形成時期は任意である。
【００２１】
耳部１１が付いている第１の部材２１に接着剤１２を連続的に塗布する。この接着剤１２は、常温硬化型接着剤（常温硬化型エポキシ系接着剤など）とする。具体的には、常温硬化型接着剤は、使用直前に主液と硬化剤とを混合する２液型構造用接着剤が望ましい。２液型構造用接着剤は、一般に常温硬化型接着剤であり、入手が容易であり、安価である。なお、構造用接着剤とは、「長時間大きな荷重がかかっても接着特性の低下が少なく、信頼性の高い接着剤である」と接着用語（ＪＩＳ  Ｋ  ６８００）で定義されている接着剤である。
【００２２】
そして、接着剤１２に第２の部材２２を載せる。接着剤１２は凝固すると接着層２３となる。第２の部材２２は接着層２３を介して第１の部材２１に接合される。接着層２３は常温で反応し、硬化が進行する。次に、耳部１１と共に第１の部材２１の縁を矢印のように折り曲げて、第２の部材２２に重ねる。
すると（ｂ）の形態になる。例えば、第１の部材２１の厚さが１．２ｍｍ、重ね代Ｗ１が１３ｍｍ、耳部１１の突出代Ｗ２が８ｍｍ、耳部１１の長さＬ１が４０ｍｍの寸法に構成する。
【００２３】
図３は図２（ｂ）の３−３線断面図であって、摩擦撹拌接合法の説明図であり、（ａ）に示すように、耳部１１にスピンドル２５を臨ませる。スピンドル２５は、例えば３ｍｍ径のピン部２６と１０ｍｍ径のショルダー部２７とからなり、毎分２０００回の速度で回される。ピン部２６が耳部１１に当たると回転摩擦熱で耳部１１が局部的に溶け、（ｂ）に示すように耳部１１と共に第２の部材２２も局部的に溶ける。続いて（ｃ）に示すように分速１０００ｍｍでスピンドル２５を移動させる。すると、次々に新しい溶融金属が出現する。代わりにピン部２６から十分に離れた古い溶融金属は凝固し溶接金属２９となる。
【００２４】
（ｄ）に示すように、終点に達したらスピンドル２５を耳部１１から離す。この結果、耳部１１にエンドマークと称する凹部３１が残る。それ以外は、溶接金属２９となり、この溶接金属２９が耳部１１と第２の部材２２とを連結する。３２はショルダー部２７によりできた浅い窪みである。
【００２５】
図４はシール剤塗布工程の説明図であり、（ａ）に示すように、折り曲げた第１の部材２１の先端と、第２の部材２２との間を塞ぐために、シール剤塗布ガン３３を矢印（３）のように降ろし、次に矢印（４）のように移動させる。このシール剤の塗布エリアＡに耳部１１が存在するため、凹部３１にシール剤３４が流れ込む。
【００２６】
すると、（ａ）のｂ−ｂ線断面図である（ｂ）に示すように、折り曲げた第１の部材２１の先端と、第２の部材２２との間を塞ぐシール剤３４で、凹部３１をも埋めることができる。これで、本発明の縁曲げ連結構造体２０が完成する。
なお、シール剤３４は、ダストシーラと称する隙間充填剤が好適である。隙間充填剤は、充填時は粘性液体であるが、時間をおくと弾性を有する固体に変化する。
【００２７】
そして、この図から明らかなように、接着層２３と耳部１１が離れているため、耳部１１を摩擦撹拌接合しても、摩擦熱が接着層２３に影響しない。この結果、接着剤は図面表裏方向に連続に塗布することができ、接着剤の塗布作業が極めて容易になり、塗布コストを下げることができる。
【００２８】
尚、本発明の縁曲げ連結構造体の製造方法は、アルミニウム系材料と鉄系材料とを重ね縁曲げにより連結する蓋物に広く適用でき、ドア、ボンネット、リッドなど用途は任意である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明は、アウターパネルがアルミニウム系材料でインナーパネルが鉄系材料で構成される車両用ドアの縁曲げ加工に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の製造方法を適用するドアの正面図である。
【図２】耳部を設ける工程から第１の部材の折り曲げ工程までを説明する図である。
【図３】図２（ｂ）の３−３線断面図であって、摩擦撹拌接合法の説明図である。
【図４】シール剤塗布工程の説明図である。
【図５】従来の技術の基本原理を説明する図である。
【図６】従来の摩擦撹拌接合法を蓋物の製造に適用するときの説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１１…耳部、１２…接着剤、２０…縁曲げ連結構造体、２１…第１の部材、２２…第２の部材、２３…接着層、３４…シール剤。
【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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【図６】
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