(57)【要約】【課題】  作業環境や作業品質を良好に維持可能な異種金属パネルの接合構造および接合方法を提供する。【解決手段】  接合部２、１２に接着剤を介在させた異種金属パネル１、１１をセルフピアスリベット２０により締結して異種金属パネル１、１１同士を接合するにあたり、前記セルフピアスリベット２０による締結時にセルフピアスリベット２０で加圧されるエリアＡの接着剤はその他の接合エリアＢに配置される接着剤４に比較して相対的に流動性の低い接着剤３を用いるようにした。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合部に接着剤を介在させた異種金属パネルをセルフピアスリベットにより締結する異種金属パネルの接合構造において、
前記セルフピアスリベットによる締結時にセルフピアスリベットで加圧されるエリアの接着剤はその他の接合エリアに配置される接着剤に比較して相対的に流動性の低い接着剤を用いることを特徴とする異種金属パネルの接合構造。
【請求項２】
前記相対的に流動性の低い接着剤は、接後部同士を重ね合わせる際にタックフリー状態であることを特徴とする請求項１に記載の異種金属パネルの接合構造。
【請求項３】
前記相対的に流動性の低い接着剤は、使用するセルフピアスリベットの径よりも大きい範囲で配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の異種金属パネルの接合構造。
【請求項４】
前記接着剤は、プレキュア性を有するエポキシ系接着剤であり、前記セルフピアスリベットによる締結時にセルフピアスリベットで加圧されるエリアの接着剤は、熱により他のエリアに比較して流動性を低下させた後に、異種金属パネルの接合部を重ね合わせてセルフピアスリベットが打ち込まれたものであることを特徴とする請求項１または請求項３に記載の異種金属パネルの接合構造。
【請求項５】
前記接着剤は、異種金属パネルの接合時に全面に亘って比較的流動性が低く、タックフリー状態であることを特徴とする請求項４に記載の異種金属パネルの接合構造。
【請求項６】
接合部に接着剤を介在させた異種金属パネルをセルフピアスリベットにより締結する異種金属パネルの接合方法において、
前記接合部を構成するいずれか一方の接合面に配置する接着剤として、前記セルフピアスリベット締結時に加圧されるエリアに配置する接着剤はその他の接合エリアに配置される接着剤に比較して相対的に流動性の低い接着剤とし、
前記接着剤を介在させて異種金属パネルの接合部を重ね合わせ、
セルフピアスリベットを相対的に流動性の低い接着剤が配置されたエリアに打ち込み、
異種金属パネル同士を締結することを特徴とする異種金属パネルの接合方法。
【請求項７】
前記相対的に流動性の低い接着剤は、接後部同士を重ね合わせる際にタックフリー状態であることを特徴とする請求項６に記載の異種金属パネルの接合方法。
【請求項８】
前記相対的に流動性の低い接着剤は、使用するセルフピアスリベットの径よりも大きい範囲で配置されることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の異種金属パネルの接合方法。
【請求項９】
前記接着剤は、プレキュア性を有するエポキシ系接着剤であり、前記セルフピアスリベットによる締結時にセルフピアスリベットで加圧されるエリアの接着剤は、熱により他のエリアに比較して流動性を低下させた後に、異種金属パネルの接合部を重ね合わせてセルフピアスリベットが打ち込まれるものであることを特徴とする請求項６または請求項８に記載の異種金属パネルの接合方法。
【請求項１０】
前記接着剤は、異種金属パネルの接合時に、全面に亘って比較的流動性が低く、タックフリー状態であることを特徴とする請求項９に記載の異種金属パネルの接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム板（合金を含む、以下では、アルミ板という）や鋼鈑等の異種金属パネルの接合構造および接合方法に関し、特に、ピアスリベットで接合するに好適な異種金属パネルの接合構造および接合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から電位の異なるアルミ板や鋼鈑等の異種金属パネルを接合する場合の電食による錆び低減するため、接着剤により異種金属パネル同士を直接接触させないようにした接合方法が提案されている（非特許文献１および特許文献１参照）。
【０００３】
非特許文献１では、接合面に接着剤を塗り、リベットにより接合して異種金属パネルの接触面を減らすようにしている。
【０００４】
特許文献１では、クリンチング部をプレス成形するプレス圧力が負荷されたときにアウタパネルとインナパネルとの間に形成しようとする隙間に等しい外形寸法を有する非導電性の多数の第１の粒子と、これらの第１の粒子の粒径よりも大きな粒径を有する非導電性の多数の第２の粒子とを、アウタパネルとインナパネルとを接着する非導電性の接着剤組成物中に分散させ、両パネルを電気的に絶縁して電食の発生を防止するようにしている。
【非特許文献１】雑誌「日経メカニカル（日経ＢＰ社  ２００３年６月発行）」のＤ＆Ｍレポート（２４〜２５頁）
【特許文献１】特開２００１−３１６６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記非特許文献１の従来例では、異種金属間に介在させた接着剤がピアスリベット打ち込み時に高い圧力が加わることにより接合部から食み出し、ダイスやセッタに付着したり垂れ落ちたりして作業環境や作業品質を悪化させる。また、介在させる接着剤の量を減少させると、上記不具合を解消できるが、接合部の外側から塗装シーリング材を塗布する必要があり、コスト高となる。
【０００６】
また、上記特許文献１の従来例でも、セルフピアスリベットでの接合を併用する場合には、球状物質がリベット接合部に入り込み、安定したリベット食込みの形成を妨げ、良好な作業品質とならない虞がある。
【０００７】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、作業環境や作業品質を良好に維持可能な異種金属パネルの接合構造および接合方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、接合部に接着剤を介在させた異種金属パネルをセルフピアスリベットにより締結する異種金属パネルの接合構造または接合方法において、前記セルフピアスリベットによる締結時にセルフピアスリベットで加圧されるエリアの接着剤はその他の接合エリアに配置される接着剤に比較して相対的に流動性の低い接着剤を用いるようにした。
【発明の効果】
【０００９】
したがって、本発明では、接合部に接着剤を介在させた異種金属パネルをセルフピアスリベットにより締結して異種金属パネル同士を接合するにあたり、前記セルフピアスリベットによる締結時にセルフピアスリベットで加圧されるエリアの接着剤はその他の接合エリアに配置される接着剤に比較して相対的に流動性の低い接着剤を用いるため、セルフピアスリベットを打ち込んだ際に、加圧されるエリアの接着剤の流動性が低く、スペーサとして機能するため、異種金属同士の接触を防止でき、しかも、リベット接合部の周囲に確実に接着剤を存在させることができ、より高い電食防止性能を得ることができる。
【００１０】
また、加圧されるエリアの接着剤の流動性が低く、接着剤が接合部からはみ出すことがないため、はみ出した接着剤がダイスの凹部に入り込んで、接合品質に悪影響を与えることを防止できる。
【００１１】
しかも、セルフピアスリベットにより直接加圧されないエリアにおいても、セルフピアスリベットの加圧で生じるリベット間のパネル隙間の変化に対応して、流動性が高い接着剤がその変化に追従させることができる。このため、接着剤の乾燥後には、異種金属パネルの接合部の強度・剛性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の異種金属パネルの接合構造および接合方法を各実施形態に基づいて説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１〜図５は、本発明を適用した異種金属パネルの接合構造および接合方法の第１実施形態を示し、図１は本実施形態の接合方法の工程図、図２は接着剤塗布工程の斜視図、図３はセット工程の斜視図、図４はセット工程でのダイス・セッタとパネル接合部の関係を示す断面図、図５はピアスリベットが打ち込まれた状態を示す断面図、図６は図５の拡大断面図である。
【００１４】
本実施形態の接合方法では、図１に示すように、例えば、接合すべき異種金属パネルの一方へ接着剤を塗布する接着剤塗布工程Ｓ１、接合すべき異種金属パネル同士を、接着剤を介在させてセルフピアスリベット装置にセットするセット工程Ｓ２、セルフピアスリベット装置によりリベット作業を行うリベット作業工程Ｓ３からなる接合工程Ｋ１と、リベット接合の異種金属パネルに付着する油脂成分等を取去る化成処理工程Ｓ４、化成処理されたリベット接合の異種金属パネルに塗装を施す電着塗装工程Ｓ５、塗装された塗膜および接着剤を硬化させる硬化処理工程Ｓ６からなる塗装工程Ｋ２とを経て完成される。前記接合工程Ｋ１に含まれる各工程を以下に説明する。
【００１５】
接着剤塗布工程Ｓ１では、図２に示すように、接合すべきアルミ板１１若しくは鋼板１の接合部２に接着剤３、４を塗布する。接着剤３、４としては、例えば、防錆性に優れるエポキシ系接着剤を使用し、その塗布幅は打ち込むセルフピアスリベット２０の径より大きい幅で塗布するようにする。
【００１６】
パネル１、１１同士の結合強度が確保できる間隔でリベット２０は打ち込まれるが、リベット２０が打ち込まれるエリアＡに対しては、接着剤３の流動性が低い状態とし、その他のエリアＢ（リベット２０間のエリア等）には接着剤４の流動性を高い状態とする。図示の例では、リベット２０打ち込みエリアＡに対しては、流動性の低い接着剤からなるテープ状の接着剤３を貼り付け、その他のエリアＢに対しては、流動性の高い液状の接着剤４を塗布するようにしている。
【００１７】
接着剤３の塗布厚さは、できるだけ薄くすることで、セルフピアスリベット２０の接合品質への影響を回避するようにする。また、セルフピアスリベット２０で加圧されるエリアＡに使用される流動性が低い接着剤３は、タックフリー状態（指触乾燥状態）として、万一、触っても付着しないようにしている。
【００１８】
前記セット工程Ｓ２では、図３に示すように、図示しないセルフピアスリベット装置２１に治具により接合すべき異種金属パネル１、１１同士を接着剤３、４を介在させて位置決めしてセットする。接合部２、１２は、図４に示すように、ダイス２２上に重ねられ、上方のセッタ２３には打ち込みするリベット２０がセットされている。接合部２、１２の位置決めのために一方のパネル位置をずらしても、セルフピアスリベット２０で加圧されるエリアＡに使用される流動性が低い接着剤３は、指触乾燥しているため、相手のパネルに付着したりはみ出したりしない。
【００１９】
前記リベット作業工程Ｓ３では、セルフピアスリベット装置２１のセッタ２３とダイス２２によりセルフピアスリベット２０を接合部２、１２に打ち込んでリベット作業が行なわれる。セルフピアスリベット２０は、接合部２、１２の上側パネル１１を貫通して下側パネル１をダイス形状に変形させつつ下側パネル１に食込み、図５および図６（図６は図５のＣ部の拡大図）に示すように、上下パネル１、１１をリベット結合させる。
【００２０】
流動性が低い接着剤３部分にセルフピアスリベット２０が打ち込まれるため、流動性が低い接着剤３はリベット形成部２４の周辺に留まり、水の浸入を妨げてくれることから、電食防止性能に優れた接合部を得ることができる。また、流動性が低い接着剤３はリベット形成部２４の周辺に留まり、接着剤３が接合部２、１２からはみ出すことが防止される。
【００２１】
即ち、接着剤３のはみ出しがなく、万一、接着剤３がはみ出すほど多量に塗布した場合であっても、タックフリー状態（指触乾燥状態）としていることから、セルフピアス装置２１のセッタ２３やダイス２２に接着剤が付着することがなく、ダイス２２の型内部へ接着剤３が入り込んだりダイス２２に付着してパネル面を汚すようなことがない。従って、セルフピアスリベット２０による接合品質に悪影響がなく、常に一定レベル以上の接合品質が得られる。
【００２２】
また、リベット接合部２４の周辺は、流動性の低い接着剤３がパネル１、１１間のスペーサとして機能し、アルミ板１１と鋼板１とが直接接触することはない。また、リベット接合部２４間のその他の接着剤エリアＢにおいても、同様の理由で異種金属同士が接することを防止できる。
【００２３】
リベット接合部２４間のその他の接着剤エリアＢにおいては、リベット形成２４時の加圧力でパネル１１が浮き上がりパネル１、１１同士の隙間が拡大する場合があるが、流動性の高い接着剤４が塗布されているため、隙間の拡大にも追従でき、連続したシールを確保するとともにアルミ板１１と鋼板１とが接することを防ぐよう作用する。この連続した接着剤４は、後の塗装工程Ｋ２で、化成処理Ｓ４および電着処理Ｓ５の後、塗装オーブンＳ６での熱により硬化され、接合パネル１、１１同士の剛性向上および強度向上に寄与する。なお、このエリアＢに流動性が低い接着剤を用いる場合には、前記隙間拡大に追従できず、連続した接着長さを確保できず、シール性が悪化する可能性がある。
【００２４】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００２５】
（ア）接合部２、１２に接着剤３、４を介在させた異種金属パネル１、１１をセルフピアスリベット２０により締結して異種金属パネル１、１１同士を接合するにあたり、前記セルフピアスリベット２０による締結時にセルフピアスリベット２０で加圧されるエリアＡの接着剤はその他の接合エリアＢに配置される接着剤４に比較して相対的に流動性の低い接着剤３を用いるため、セルフピアスリベット２０を打ち込んだ際に、加圧されるエリアＡの接着剤３の流動性が低く、スペーサとして機能するため、異種金属同士の接触を防止でき、しかも、リベット接合部２４の周囲に確実に接着剤３を存在させることができ、より高い電食防止性能を得ることができる。
【００２６】
（イ）また、加圧されるエリアＡの接着剤３の流動性が低く、接着剤３が接合部からはみ出すことがないため、はみ出した接着剤３がダイス２２の凹部に入り込んで、接合品質に悪影響を与えることを防止できる。
【００２７】
（ウ）しかも、セルフピアスリベット２０により直接加圧されないエリアＢにおいても、セルフピアスリベット２０の加圧で生じるリベット２０間のパネル隙間の変化に対応して、流動性が高い接着剤４がその変化に追従させることができる。このため、接着剤４の乾燥後には、異種金属パネル１、１１の接合部２、１２の強度・剛性を向上させることができる。
【００２８】
（エ）また、相対的に流動性の低い接着剤３は、接合部２、１２同士を重ね合わせる際にタックフリー状態（指触乾燥状態）とする場合には、セルフピアスリベット２０による締結時に、接着剤３がはみ出す状態になったとしても、触っても付着しないため、セルフピアス装置２１のダイス２２等が接着剤３に触れても汚染されないようにでき、作業環境や作業品質を悪化させることを防止できる。
【００２９】
（オ）相対的に流動性の低い接着剤３は、使用するセルフピアスリベット２０の径よりも大きい範囲で配置されるため、リベット２０周囲を接着剤３で充填でき、リベット２０周囲への水の侵入を防ぎ、電食防止を確実なものとできる。
【００３０】
（第２実施形態）
図７および図８は、本発明を適用した異種金属パネルの接合構造および接合方法の第２実施形態を示し、図７は接着剤塗布工程の第一段階を示す斜視図、図８は接着剤塗布工程の第二段階を示す斜視図である。本実施形態においては、プレキュア性のある接着剤を用いて異種金属パネルを接合する接合構造および接合方法に関するものである。なお、第１実施形態と同一装置には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００３１】
図７において、接着剤塗布工程Ｓ１の第一段階Ｓ１１では、プレキュア（事前硬化可能）性を有する液状のエポキシ系接着剤５を使用して接合面２に塗布する。液状であるため、面状に薄く塗布することが可能である。また、塗布した接着ビード５の全面に亘り流動性を低くし、タックフリー状態（指触乾燥状態）とする。
【００３２】
次いで、接着剤塗布工程Ｓ１の第二段階Ｓ１２では、セルフピアスリベット２０の打ち込みエリアＡに塗布された接着剤５に熱を加えてプリキュア５Ａさせて、そのエリアＡ部分の流動性を低下させる。熱を加える方法としては、誘導加熱、工業用ドライヤによる加熱、加熱物の接触による熱伝達等のいずれかを選択して使用することができる。ここでは、工業用ドライヤ６により加熱するようにしている。
【００３３】
上記した接着剤塗布工程Ｓ１を経て異種金属パネル１、１１は、第１実施形態と同様に、接着剤５を介在させてセルフピアスリベット装置２１にセットするセット工程Ｓ２およびセルフピアスリベット装置２１によりリベット作業を行うリベット作業工程Ｓ３からなる接合工程Ｋ１を経ることでリベット結合され、塗装工程Ｋ２で化成処理Ｓ４および電着処理Ｓ５の後、塗装オーブンＳ６での熱により硬化される。
【００３４】
この実施形態においては、使用される接着剤として、プレキュア性を有するエポキシ系接着剤５を塗布し、セルフピアスリベット２０の加圧部エリアＡの接着剤５を、熱で流動性を低下させるものであるため、１種類の接着剤５を使用するだけでよく、塗り分ける必要がないことから、生産効率が向上し、接着剤５に継ぎ目が生じないことから、水が浸入しにくく、良好な電食防止性能を発揮し、液状であるがために、面状に薄く塗布することが可能で、テープ状の材料よりも安価であり、リベット接合部２４の強度に与える影響も小さくすることができる。
【００３５】
特に、接着ビード５全面に亘って流動性を低くして、タックフリー状態（指触乾燥状態）とする場合には、接着剤５の塗布面が縦面となる場合であっても、接着剤５塗布時の接着剤５のたれ落ちが防止でき、作業性を向上できる。
【００３６】
本実施形態においては、第１実施形態における効果（ア）〜（オ）に加えて以下に記載した効果を奏することができる。
【００３７】
（カ）接着剤５は、プレキュア性を有するエポキシ系接着剤であり、前記セルフピアスリベット２０による締結時にセルフピアスリベット２０で加圧されるエリアＡの接着剤は、熱により他のエリアＢに比較して流動性を低下させた後に、異種金属パネル１、１１の接合部２、１２を重ね合わせてセルフピアスリベット２０が打ち込まれたものであるため、１種類の接着剤５を使用するだけで良く、塗り分ける必要がないことから、生産効率が向上する。また、面状に薄く塗布することも可能であるため、テープ状の接着剤よりも安価であり、リベット接合部２４の強度に与える影響も小さい。しかも、接着剤５に継ぎ目が生じないことから、水が浸入しにくく、良好な電食防止性能が得られる。
【００３８】
（キ）接着剤５は、異種金属パネル１、１１の接合時に全面に亘って比較的流動性が低く、タックフリー（指触乾燥）状態とすると、接着剤５の塗布姿勢が縦面への塗布であっても、接着剤５塗布時の接着剤５のたれ落ちが防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態を示す異種金属パネルの接合構造および接合方法の工程図。
【図２】同じく接着剤塗布工程の斜視図。
【図３】同じくセット工程の斜視図。
【図４】同じくセット工程でのダイス・セッタとパネル接合部の関係を示す断面図。
【図５】ピアスリベットが打ち込まれた状態を示す断面図。
【図６】図５の拡大断面図。
【図７】本発明の第２実施形態を示す異種金属パネルの接合構造および接合方法の接着剤塗布工程の第一段階を示す斜視図。
【図８】同じく接着剤塗布工程の第二段階を示す斜視図。
【符号の説明】
【００４０】
Ａ  加圧エリア
Ｂ  その他のエリア
１、１１  異種金属パネル
２、１２  接合部
３  流動性の低い接着剤
４  流動性の高い接着剤
５  ブリキュア性のある接着剤
２０  セルフピアスリベット
２１  ピアスリベット装置
２２  ダイス
２３  セッタ
２４  リベット接合部
【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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【図７】
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【図８】
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