異種金属パネルの接合構造および接合方法
【課題】セルフピアスリベットの打ち込みに、そのリベット接合部に予め塗布される接着剤のパネル端縁からのはみ出しを防止する。
【解決手段】アルミニウム製のルーフパネル１のフランジ部１ａとスチール製のボデーサイドパネル２のフランジ部２ａとのセルフピアスリベットＲによる接合部において、フランジ部１ａの端縁ｅ近傍に円形閉ループ状の軌跡をもって接着剤Ｂ１を連続的に塗布して、複数のループ状の接着剤ビードＢ１が略眼鏡状に且つ直列に並んだ所定幅寸法の接着剤層１０を予め形成する。接着剤ビードＢ１のループ径はセルフピアスリベットＲの打ち込み時の加圧領域Ｑよりも大きくし、なお且つ打ち込み完了後のセルフピアスリベットＲと接触しない大きさとする。
【解決手段】アルミニウム製のルーフパネル１のフランジ部１ａとスチール製のボデーサイドパネル２のフランジ部２ａとのセルフピアスリベットＲによる接合部において、フランジ部１ａの端縁ｅ近傍に円形閉ループ状の軌跡をもって接着剤Ｂ１を連続的に塗布して、複数のループ状の接着剤ビードＢ１が略眼鏡状に且つ直列に並んだ所定幅寸法の接着剤層１０を予め形成する。接着剤ビードＢ１のループ径はセルフピアスリベットＲの打ち込み時の加圧領域Ｑよりも大きくし、なお且つ打ち込み完了後のセルフピアスリベットＲと接触しない大きさとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は異種金属パネルの接合構造と接合方法に関し、例えば自動車の車体におけるスチール製のボデーサイドパネルとアルミニウム製のルーフパネルとの接合に代表されるように、接着剤を併用しつつセルフピアスリベット等の機械的接合手段をもって異種金属パネル同士を締結・接合するようにした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】
自動車の車体構造として、例えば特許文献１，２に記載のように軽量化のためにルーフパネルをアルミニウム化し、そのルーフパネルをスチール製の車体構成要素であるボデーサイドパネルに対し例えばセルフピアスリベット等の機械的接合手段をもって締結・接合することが行われている。
【０００３】
このような接合形態では、アルミニウムとスチールとの異種金属パネル同士の接合となるため、その接合部には例えば熱硬化型の１液エポキシ系接着剤に代表されるような接着剤を接合面全面に塗布・介在させることで電食防止を図っている。
【０００４】
なお、接着剤は車体組立工程にてルーフパネルとボデーサイドパネルとをセルフピアスリベット等の機械的接合手段にて締結・接合する前に塗布され、その後、塗装工程での下塗りを目的とした電着塗装のオーブンにて加熱・硬化処理されることになる（硬化条件としては、例えば１７０℃×２０分程度である）。さらに、上記のようなアルミニウム製のルーフパネルとスチール製のボデーサイドパネルとの接合形態ではルーフパネルが上側となるため、電着塗装工程を経た後にルーフパネルの端縁に接着剤とは別のシール材を塗布した上で後工程のシーリングオーブンにて硬化処理を施すことになる。
【特許文献１】特開２０００−２７２５４１号公報
【特許文献２】特開２００５−１１９５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような従来の接合構造では、セルフピアスリベットによる締結・接合時に多かれ少なかれ接着剤がはみ出すこととなり、そのはみ出した接着剤がセルフピアスリベットの打ち込みを司っている打ち込み治具に付着することがあるほか、はみ出した接着剤がそのまま硬化してしまうと、電着塗装後にルーフパネルの端縁に沿って塗布することになるシール材の塗布作業の障害となり、作業性が悪くなる。また、接着剤のはみ出しが残っていると後から塗布することになるシール材にエアの巻き込みが起こりやすく、このエアの巻き込みは先に述べたシーリングオーブンでの硬化時にシールビードの膨張，破裂を招き、シール性を低下させることとなって好ましくない。
【０００６】
このような接着剤のはみ出しによる二次的不具合を未然に防止するためには、はみ出した接着剤の拭き取り作業をこまめに行うことが有効である。その反面、加熱硬化前の接着剤はいわゆる糸引き現象を起こしやすい故に、かえって拭き取り作業の際に接着剤が車体外板であるルーフパネルやボデーサイドパネルに付着しやすくなり、その結果として拭き取り作業を慎重を期す必要があることから、作業そのものが煩雑となる。
【０００７】
また、加熱硬化前の接着剤は温度によって粘度が変化するので、セルフピアスリベットを打ち込む際にそのセルフピアスリベットの脚部に相当する部位の拡開具合等の塑性変形の挙動に影響を及ぼし、セルフピアスリベットそのものによる締結・接合強度の信頼性に欠けるおそれがある。
【０００８】
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、接着剤のはみ出しを未然に防止することでそのはみ出しに伴う拭き取り作業を不要にし、併せて接着剤を併用したことによるセルフピアスリベット等の機械的接合手段の締結・接合強度への影響を回避した接合構造と接合方法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】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、アルミニウム系金属パネルと非アルミニウム系金属パネルとの間に粘稠な接着剤を介装しつつ両者を重ね合わせて、その両者の重合部を機械的接合手段をもって締結・接合してなる異種金属パネルの接合構造であって、少なくともいずれか一方の金属パネルの接合面に接着剤を塗布してループ状の接着剤ビードを予め形成し、双方の金属パネル同士の重合部のうちループ状の接着剤ビードの中央部に相当する位置でその接着剤ビードと接触しないように機械的接合手段をもって締結・接合してあることを特徴とする。
【００１０】
ここに言う機械的接合手段には、例えばボルトやメカニカルクリンチ、あるいはブラインドリベットをはじめとするリベット等の種々のものを含んでいるが、後述するように取り扱い性や接合信頼性を考慮すると非貫通型のリベットであるセルフピアスリベットを用いることが望ましい。また、接着剤ビードのループは円形あるいは多角形等のいずれのものでも良い。
【００１１】
具体的には、請求項２に記載のように、アルミニウム系金属パネルと非アルミニウム系金属パネルとの間に粘稠な接着剤を介装しつつ両者を重ね合わせて、その両者の重合部のうちいずれか一方の金属パネルの端縁近傍にその端縁の長手方向に沿って非貫通型の複数のリベットを打ち込んで機械的に締結・接合してなる異種金属パネルの接合構造として、少なくともいずれか一方の金属パネルの接合面にループ状の軌跡をもって接着剤を連続的に塗布して、複数のループ状の接着剤ビードが略眼鏡状に且つ直列に並んだ接着剤層を予め形成し、双方の金属パネル同士の重合部のうちループ状の接着剤ビードの中央部に相当する位置にその接着剤ビードと接触しないようにリベットを打ち込んで機械的に締結・接合してあることを特徴とする。
【００１２】
ここでは、請求項６に記載のように、アルミニウム系金属パネルが例えば自動車の車体のルーフパネルであり、非アルミニウム系金属パネルが自動車の車体のスチール製のボデーサイドパネルである場合等を想定している。特にアルミニウム系のルーフパネルとスチール製のボデーサイドパネルとの組み合わせの場合には、請求項７に記載のように、ルーフパネルを上側としたそのルーフパネルとボデーサイドパネルとの重合部において、ルーフパネルの端縁に沿って接着剤とは別のすみ肉状のシールビードを形成してあることがシール性向上の上で望ましい。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項２に記載の技術を接合方法として捉えたものであって、アルミニウム系金属パネルと非アルミニウム系金属パネルとの間に粘稠な接着剤を介装しつつ両者を重ね合わせて、その両者の重合部のうちいずれか一方の金属パネルの端縁近傍にその端縁の長手方向に沿って非貫通型の複数のリベットを打ち込んで機械的に締結・接合する異種金属パネルの接合方法として、少なくともいずれか一方の金属パネルの接合面にループ状の軌跡をもって接着剤を連続的に塗布して、複数のループ状の接着剤ビードが略眼鏡状に且つ直列に並んだ接着剤層を予め形成する接着剤塗布工程と、双方の金属パネル同士の重合部のうちループ状の接着剤ビードの中央部に相当する位置にその接着剤ビードと接触しないようにリベットを打ち込んで機械的に締結・接合する接合工程と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
この場合には、請求項９に記載のように、上記ループ状の接着剤ビードは、金属パネルまたはリベットに接触してそのリベットの打ち込みに関与する打ち込み治具の加圧範囲よりも外側に位置する大きさのものとして形成することが望ましい。
【００１５】
したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、接着剤ビードがループ状のものであって且つ機械的接合手段に接触しないように予め設定してあることから、機械的接合手段による締結力を受けても接着剤の拡がりが少なく、従来のように接合面全面に接着剤を塗布せずとも、少なくともいわゆる電食リスクの高い機械的接合手段の周囲についてループ状に確実にシールすることが可能となる。
【００１６】
また、接着剤ビードがループ状であって且つ機械的接合手段の外側に位置していることで、機械的接合手段が直接接着剤ビードを押し潰すことがなく、上記と同様に接着剤の拡がりが少ないことで接着剤のはみ出しを大幅に抑制もしく防止することが可能となる。
【００１７】
特に請求項２，８に記載の発明では、接着剤層を複数のループ状の接着剤ビードを略眼鏡状に且つ直列に並べたものとして予め形成してあることから、一方のパネルの端縁近傍に機械的接合手段として非貫通型のリベットを打ち込んだとしても、その一方の金属パネルの端縁からの接着剤のはみ出しを大幅に抑制もしくは防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、従来のように接合面全面に接着剤塗布せずとも機械的接合手段の周囲をループ状に確実にシールできほか、ループ状の接着剤の拡がりが少ない故に、そのはみ出しを大幅に抑制または防止することが可能となる。その結果として、はみ出した接着剤の拭き取り作業を簡略化もしくは不要にすることが可能となる。また、機械的接合手段と接着剤が直接接触しないので、接着剤の存在が機械的接合手段の接合強度に影響を及ぼすことがない。
【００１９】
請求項２，８に記載の発明によれば、請求項１に記載の技術を前提としつつ、双方のパネル同士の間に複数のループ状の接着剤ビードが略眼鏡状に且つ直列に並んだ接着剤層を予め形成した上で、一方の金属パネルの端縁近傍を機械的接合手段として非貫通型の複数のリベットを用いて締結・接合したものであるから、請求項１に記載のものと同様の効果に加えて、一方の金属パネルの端縁からの接着剤のはみ出しを大幅に抑制または防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１〜７は本発明の好ましい実施の形態を示す図であり、先に例示したような自動車の車体において、その構成要素であるアルミニウム（アルミニウム合金を含む）製のルーフパネル（アルミニウム系金属パネル）１とスチール（鋼板）製のボデーサイドパネル（非アルミニウム系金属パネル）２との接合部での例を示している。
【００２１】
最初に、本発明の理解を容易にするために、上記のようなアルミニウム製のルーフパネル１とスチール製のボデーサイドパネル２との一般的な接合手順について図１〜３を参照しながら説明する。
【００２２】
図１の（Ａ）に示すように、前工程にて所定形状に絞り成形されたルーフパネル１をその車室内側の面が上側となるように表裏反転させた上で、ボデーサイドパネル２との接合面となるフランジ部１ａに例えばロボット駆動の塗布ガン３を用いて粘稠な接着剤Ｂをビード状に塗布する。接着剤Ｂとしては防錆性の観点から例えば熱硬化型１液エポキシ系接着剤が使用される。
【００２３】
次いで、同図（Ｂ）に示すように接着剤Ｂが塗布されたルーフパネル１を表裏反転させた上で相手側となるボデーサイドパネル２にセットし、同図（Ｃ）に示すようにルーフパネル１側のフランジ部１ａが上側となるように当該フランジ部1ａをボデーサイドパネル２側のフランジ部２ａに対し両者の間に接着剤Ｂを挟み込むようにして重ね合わせる。
【００２４】
こうして双方のフランジ部１ａ，２ａ同士を重ね合わせたならば、図２の（Ａ）に示すようにリベット打ち込み治具であるダイス４とポンチ５とを用いて、機械的接合手段であるところの非貫通型のリベット、すなわちセルフピアスリベットＲをルーフパネル１のフランジ部１ａ側から打ち込みんで機械的に締結・接合する。セルフピアスリベットＲにて締結・接合されたルーフパネル１とボデーサイドパネル２との相対位置関係は同図の（Ｂ）のようになり、車体全体の組立が完了した段階で塗装工程の初期工程にて車体全体に電着塗装（いわゆる下塗り）が施され、さらに電着塗膜の焼き付けを目的としたオーブンにて加熱硬化処理が施される。この時の加熱条件は先にも述べたように例えば１７０℃×２０分程度であり、ルーフパネル１とボデーサイドパネル２との締結・接合部に介在している接着剤もまた同時に加熱硬化することになる。
【００２５】
こうして電着塗装とそれに続く焼き付け（加熱硬化）処理が施された車体には、次なるシーリング工程において各種パネル同士に合わせ目にシール性（いわゆる気密性や水密性）確保を目的としてシール材がビード状に塗布されるほか、床面等には熱融着性のあるいわゆるフュージブルインシュレータがセットされる。先に述べたルーフパネル１とボデーサイドパネル２との締結・接合部においても例外ではなく、図３の（Ａ），（Ｂ）に示すように、ルーフパネル１側のフランジ部１ａの端縁とボデーサイドパネル２側のフランジ部２ａとのなすコーナー部に、そのフランジ部１ａの端縁ｅに沿って先の接着剤とは別の粘稠なシール材Ｓがシーリングノズル６にてビード状に塗布され、さらに必要に応じてそのビード状のシール材Ｓが平滑に仕上げられる。
【００２６】
この後、車体は上記シール材Ｓの硬化やフュージブルインシュレータの融着を目的としていわゆるシーリングオーブンにて加熱硬化処理が施され、さらに中塗り、上塗りの順で塗装の仕上げが施されることになる。
【００２７】
このような一連の工程において、図１の（Ａ）に示すようにルーフパネル１側のフランジ部１ａに粘稠な接着剤Ｂをビード状に塗布するにあたり、同図の（Ｃ）のほか図４の（Ａ），（Ｂ）に示すように双方のフランジ部１ａ，２ａ同士を重ね合わせた上でセルフピアスリベットＲにて締結・接合した際にその接合面全面を覆い得るだけの量の接着剤Ｂが塗布される。なお、図４の（Ａ）は図１の（Ｂ）の平面図を、同図（Ｂ）は図２の（Ｂ）の平面図をそれぞれ示している。
【００２８】
より具体的には、図１および図４に示すように、ルーフパネル１のフランジ部１ａにビード状に塗布された接着剤Ｂは、双方のフランジ部１ａ，２ａ同士を重ね合わせた上でセルフピアスリベットＲにて締結・接合すると、図１の（Ｃ）および図２の（Ａ）のほか図４の（Ｂ）に示すように接着剤Ｂはフランジ部１ａ，２ａ同士の接合面全面に拡がり、一部の接着剤Ｂがルーフパネル１側のフランジ部１ａの端縁ｅからはみ出すことになる。なお、この接着剤Ｂのはみ出しは先に［発明が解決しようとする課題］として記載したとおりである。はみ出した接着剤Ｂは、図２の（Ａ）に示すようにセルフピアスリベットＲを打ち込むためのポンチ５と近接しているためにそのポンチ５に付着するおそれがあるほか、はみ出した接着剤Ｂがそのまま硬化してしまうと図３の（Ａ），（Ｂ）に示すようにシーリングノズル６にてシール材Ｓを塗布する際の障害となる。
【００２９】
そこで本実施の形態では、このような接着剤Ｂのはみ出しを未然に防止し得る工法を提供しようとするものである。
【００３０】
上記のようなセルフピアスリベットＲの打ち込みに伴う接着剤Ｂのはみ出しの様子を詳しく観察すると、図４の（Ａ），（Ｂ）に示すように、当初はビード状のものであった接着剤Ｂが押し潰されるようにしてフランジ部１ａ，２ａ同士の接合面全域に拡がる一方、特に図４の（Ｂ）に示すように、セルフピアスリベットＲの打ち込みに関与するダイス４およびポンチ５の加圧領域（セルフピアスリベットＲの打ち込み位置を含む）Ｑの外側に同心状に大きくはみ出す傾向にある。
【００３１】
そこで、本実施の形態では、接着剤Ｂをビード状で且つ直線状に塗布する従来の方式（図４の（Ａ）参照）に代えて、図６に示すようにループ状に連続した軌跡をもって接着剤Ｂ１をビード状に塗布し、そのループ状の接着剤ビードＢ１をもって平面視にて図４の（Ａ）示した従来のものよりも幅広の接着剤層１０を形成するものとする。
【００３２】
図５は本実施の形態におけるルーフパネル１とボデーサイドパネル２との接合構造を示し、セルフピアスリベットＲによる締結・接合状態において、双方のフランジ部１ａ，２ａ同士の接合面には、そのセルフピアスリベットＲの周囲にこれと同心状に且つセルフピアスリベットＲと接触することがないように円形閉ループ状の接着剤層１０を介在させてある。なお、ルーフパネル１側のフランジ部１ａとボデーサイドパネル２側のフランジ部２ａとのなすコーナー部には、事後的に接着剤Ｂ１とは別の粘稠なシール材Ｓを塗布していわゆるシールビードを形成してある。
【００３３】
すなわち、図１の（Ａ）と同様にしてルーフパネル１を表裏反転させた状態で、図６の（Ａ）に示すようにルーフパネル1のフランジ部１ａであって且つそのフランジ部１ａの端縁ｅ近傍に円形閉ループ状の軌跡をもって接着剤Ｂ１を連続的に塗布して、複数のループ状の接着剤ビードＢ１が略眼鏡状に且つ直列に並んだ所定幅寸法の接着剤層１０を予め形成する。この接着剤層１０の幅寸法は単位要素であるループ状の接着剤ビードＢ１の直径にほかならず、それぞれのループ状の接着剤ビードＢ１の独立性を保ちつつ各ループ状の接着剤ビードＢ１が共有することになる接線もしくは包絡線状のブリッジ部ｍをもって隣接するループ状の接着剤ビードＢ１，Ｂ１同士を互いに連続させたものであり、各ループ状の接着剤ビードＢ１における素線の交差部およびブリッジ部ｍがルーフパネル１におけるフランジ部１ａの端縁ｅ側に位置するように塗布してある。
【００３４】
なお、図６の（Ａ）は図１の（Ａ），（Ｂ）と同様にルーフパネル１のフランジ部１ａに接着剤Ｂ１（接着剤層１０）を塗布したままで加圧する前の状態を、同図（Ｂ）は図１の（Ｃ）および図２の（Ａ）と同様にセルフピアスリベットＲの打ち込みに先立って加圧した状態を、同図（Ｃ）はセルフピアスリベットＲの打ち込みが完了した状態をそれぞれ示している。
【００３５】
ただし、図２の（Ａ）および図４の（Ｂ）に示すように、セルフピアスリベットＲの打ち込みを司るダイス４やポンチ５の加圧領域（ダイス４やポンチ５が円筒状のものである場合にはそれらの投影面積の範囲）Ｑ内に接着剤ビードＢがあると、セルフピアスリベットＲの打ち込みの際に接着剤Ｂが加圧領域Ｑの外側に大きくはみ出すことは先に述べたとおりである。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、円形閉ループ状の軌跡をもって接着剤Ｂ１を連続的に塗布して、複数のループ状の接着剤ビードＢ１が略眼鏡状に且つ直列に並んだ所定幅寸法の接着剤層１０を形成する際に、単位要素であるループ状の接着剤ビードＢ１の直径を上記加圧領域Ｑの直径よりも大きくなるように、つまり単位要素であるループ状の接着剤ビードＢ１が上記加圧領域Ｑの外側に位置するようにそのループ状の接着剤ビードＢ１の直径を予め定めておくものとする。例えば上記加圧領域Ｑの直径を１８ｍｍ程度とするならば、接着剤ビードＢ１のループの直径は２５ｍｍ程度とする。このことは同時に、加圧前のループ状の接着剤ビードＢ１の直径は、図５の締結・接合状態にあるセルフピアスリベットＲの最大直径（セルフピアスリベットＲの頭部の直径）よりも大きいことを意味する。
【００３７】
また、単位要素であるループ状の接着剤ビードＢ１のピッチＰの設定にあたっては、そのピッチＰのｎ倍がセルフピアスリベットＲの打ち込み位置のピッチと等しくなるように予め考慮するものとし、同時にルーフパネル１にいわゆるファッションルーフレールを取り付けるための取付穴７が設けられている場合にはその取付穴７といずれかのループ状の接着剤ビードＢ１の中心とが合致し、その取付穴７の外周側にこれを囲繞するようにループ状の接着剤ビードＢ１が位置するように予め考慮するものとする。このようにループ状の接着剤ビードＢ１の素線が取付穴７の開口部を通過するのを回避することで、取付穴７からの接着剤Ｂ１の抜け落ちあるいはループ状の接着剤ビードＢ１の途切れの発生を未然に防止することが可能となる。
【００３８】
上記のような接着剤Ｂ１の塗布は、例えば図７に示したようなシーリングロボットのロボットアーム１１の先端に塗布ガン１２を支持させる一方、そのロボットアーム１１にて塗布ガン１２をルーフパネル１におけるフランジ部１ａの長手方向に沿っていわゆる直線的に動かす一方で、それに同期して塗布ガン１２自体を所定の曲率半径のもとで回転させながら塗布作業を行う。もちろん、塗布ガン１２を、接着剤ビードＢ１をループ状に塗布すべき軌跡と同じ軌跡で動かすことで塗布するようにしても良い。
【００３９】
このようにループ状の軌跡をもってルーフパネル１のフランジ部１ａに接着剤Ｂ１を塗布したならば、図１〜３と同様の手順でルーフパネル１側のフランジ部１ａとボデーサイドパネル２側のフランジ部２ａとを重ね合わせた上で、ルーフパネル１のフランジ部１ａ側から所定のピッチで複数のセルフピアスリベットＲを打ち込んで両者を締結・接合する。なお、先にも述べたように、図６の（Ｂ）はセルフピアスリベットＲの打ち込み直前にダイス４とポンチ５とで加圧した状態を、同図（Ｃ）はセルフピアスリベットＲの打ち込みが完了した状態をそれぞれ示しており、セルフピアスリベットＲはループ状の特定の接着剤ビードＢ１の中央部に打ち込まれることになる。その結果として図５に示した接合構造が得られることになる。
【００４０】
ここで、図５のほか図６の（Ｃ）に示すように、セルフピアスリベットＲの打ち込み時に接着剤層１０が押し潰されたとしても、接着剤層１０の単位要素である各ループ状の接着剤ビードＢ１の内側には接着剤が存在していないので、図４の（Ｂ）に示したようにフランジ部１ａ，２ａ同士の接合面全面に接着剤が介在している場合と異なり、接着剤Ｂ１は各ループの素線であるビード形状が幅広となるように押し潰れされるだけであり、しかもセルフピアスリベットＲが打ち込まれることのないループ状の接着剤ビードＢ１では押し潰された接着剤がループの内側にまで拡がることが可能である。したがって、少なくともフランジ部１ａの端縁ｅから外部への接着剤のはみ出しが未然に防止され、なお且つ接着剤ビードＢ１は打ち込み完了後のセルフピアスリベットＲとも接触しない。その結果として、セルフピアスリベットＲの打ち込みを司るダイス４やポンチ５に接着剤が付着することがないだけでなく、従来のようにはみ出した接着剤が後工程でのシール材Ｓの塗布作業（図３参照）に支障をきたすこともない。
【００４１】
つまり、本実施の形態によれば、打ち込みが完了したセルフピアスリベットＲと接着剤とが直接接触することはないものの、パネル間隙間が最も小さく且つ電食発生のリスクが高いセルフピアスリベットＲの周囲をループ状にシールでき、しかも各ループ状の接着剤ビードＢ１における素線の交差部のほか、隣接するループ状の接着剤ビードＢ１，Ｂ１同士を接続しているブリッジ部ｍをフランジ部１ａの端縁ｅ側に設定してあるため、とかく水が浸入しやすいフランジ部１ａの端縁ｅ側を連続的にシールして、充分なシール性ひいいては防錆性を確保することが可能となる。
【００４２】
その上、フランジ部１ａの端縁ｅからの接着剤のはみ出しがないのに加えて、従来のように接合面全面に接着剤を塗布する必要がないため、少量の接着剤の使用で所期の目的を達成することができるようになり、接着剤使用量の削減も併せて達成できるほか、接着剤の使用量が少ない故に接着剤塗布後のルーフパネル１を反転させたとしても接着剤がたれ落ちることがない。さらに、リベット締結部に接着剤が介在していないため、接着剤の粘度等の影響でセルフピアスリベットＲの塑性変形の挙動が変化してしまうことがなく、常に安定したリベット締結を行うことができ、リベット締結による接合強度の保証が容易となる。
【００４３】
図８，９は本発明の第２の実施の形態を示す図で、図８は図６に、図９は図７にそれぞれ対応しており、図６，７と共通する部分には同一符号を付してある。
【００４４】
この第２の実施の形態では、図９に示すように、ループ状の接着剤ビードＢ２の軌跡に倣ってロボットアーム１１にて塗布ガン１３を移動させて、そのループ状の接着剤ビードＢ２を主要素とする接着剤層１０を形成するようにしたものである。そして、複数のループ状の接着剤ビードＢ２が略眼鏡状に且つ直列に並んだ所定幅寸法の接着剤層１０を形成するにあたり、それぞれのループ状の接着剤ビードＢ２を、フランジ部１ａの長手方向を長径とする長円形もしくは楕円形のものとして形成してある。この場合においても、ループ状の接着剤ビードＢ２の内周側にダイス４やポンチ５による加圧領域Ｑおよびファッションルーフレール用の取付穴７が位置するように設定してある。
【００４５】
この第２の実施の形態によれば、特にループ状の接着剤ビードＢ２を長円形または楕円形のものとしたことにより、接着剤ビードＢ２の総ループ数が少なくて済み、その軌跡制御が容易となる利点がある。
【００４６】
図１０〜１２は本発明の第３の実施の形態を示す図で、接着剤の塗布作業の際にその塗布状態ひいては塗布後の接着剤ビードＢ１のモニタリングを行うようにしたもので、先の第１の実施の形態、すなわち図５，６と共通する部分には同一符号を付してある。
【００４７】
この第３の実施の形態では、ルーフパネル１の表裏反転状態においてそのフランジ部１ａでのループ状の接着剤ビードＢ１の塗布軌跡の一部、例えば図１１のブリッジ部ｍに相当する部分に予めマーキングを施すべく、基準位置となるマークとして下向き凸状の微小エンボス部１４を所定のピッチで予め形成しておく一方、複数のループ状の接着剤ビードＢ１が略眼鏡状に且つ直列に並んだ所定幅寸法の接着剤層１０を形成するにあたり、上記微小エンボス部１４を接着剤ビードＢ１で覆い隠すように接着剤ビード塗布時の軌跡を制御するようにしたものである。
【００４８】
そして、接着剤の塗布作業と並行して、または接着材の塗布後に、視覚センサあるいは撮像手段として機能することになるＣＣＤカメラ１５にて接着剤ビードＢ１を撮像する一方、その画像を画像処理装置１６に取り込んだ上で当該画像処理装置１６にて上記微小エンボス部１４の有無判定を行って接着剤ビードＢ１の塗布軌跡の適否判定を行うようにしたものである。
【００４９】
例えば上記のような接着剤ビードＢ１の撮像画像につき微小エンボス部１４の有無判定を行った結果、なおも微小エンボス部１４の存在が認められた場合には、接着剤ビードＢ１の塗布軌跡の位置ずれまたは蛇行があるものと判定して、例えば画像処理装置１６からの出力に基づき警報を発して、作業者に塗布後の接着剤ビードＢ１の確認を促す。
【００５０】
こうすることにより、接着剤ビードＢ１の塗布状態が不良のルーフパネル１がそのまま後工程に流出してしまうのを未然に防止することができ、接着剤塗布の信頼性が向上することになる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】自動車車体のルーフパネルとボデーサイドパネルとの接合部における従来の一般的な接合手順を示す図で、接着剤の塗布からその接着剤を加圧するまでの工程説明図。
【図２】自動車車体のルーフパネルとボデーサイドパネルとの接合部における従来の一般的な接合手順を示す図で、図１の接着剤の塗布に続くセルフピアスリベット打ち込み時の工程説明図。
【図３】自動車車体のルーフパネルとボデーサイドパネルとの接合部における従来の一般的な接合手順を示す図で、図２のセルフピアスリベットの打ち込みに続くシール材塗布時の工程説明図。
【図４】セルフピアスリベット打ち込み時の接着剤の拡がりを示す図で、（Ａ）は図１の（Ｂ）の平面説明図、（Ｂ）は図２の（Ｂ）の平面説明図。
【図５】本発明の第１の実施の形態としてルーフパネルとボデーサイドパネルとの接合構造を示す要部拡大断面図。
【図６】図５の接合構造に用いられる接着剤の塗布手順を示す図で、（Ａ）は接着剤塗布後であって加圧前の状態を示す平面説明図、（Ｂ）はセルフピアスリベットの打ち込みに先立って接着剤を加圧して押し潰したときの平面説明図、（Ｃ）はセルフピアスリベット打ち込み完了後の平面説明図。
【図７】（Ａ）は図６に示した接着剤の塗布作業に用いられる設備の概略を示す説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の要部拡大図。
【図８】本発明の第２の実施の形態を示す図で、図６と同等部位の平面説明図。
【図９】（Ａ）は図８に示した接着剤の塗布作業に用いられる設備の概略を示す説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の要部拡大図。
【図１０】本発明の第３の実施の形態を示す図で、（Ａ）はルーフパネルにおけるフランジ部の平面説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）のａ−ａ線に沿う拡大断面図。
【図１１】（Ａ）は図１０の（Ａ）に示したフランジ部に接着剤を塗布したときの平面説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）のｂ−ｂ線に沿う拡大断面図。
【図１２】図１１に示した接着剤ビードのモニタリング状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００５２】
１…ルーフパネル（アルミニウム系金属パネル）
１ａ…フランジ部
２…ボデーサイドパネル（非アルミニウム系金属パネル）
２ａ…フランジ部
４…ダイス（打ち込み治具）
５…ポンチ（打ち込み治具）
１０…接着剤層
１４…微小エンボス部（基準位置としてのマーク）
１６…ＣＣＣカメラ（モニタリング手段としての視覚センサ）
Ｂ１…ループ状の接着剤ビード
Ｂ２…ループ状の接着剤ビード
ｅ…フランジ部の端縁
ｍ…ブリッジ部
Ｑ…加圧領域
Ｒ…セルフピアスリベット（非貫通型のリベット，機械的結合手段）
Ｓ…シール材（シールビード）
【技術分野】
【０００１】
本発明は異種金属パネルの接合構造と接合方法に関し、例えば自動車の車体におけるスチール製のボデーサイドパネルとアルミニウム製のルーフパネルとの接合に代表されるように、接着剤を併用しつつセルフピアスリベット等の機械的接合手段をもって異種金属パネル同士を締結・接合するようにした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】
自動車の車体構造として、例えば特許文献１，２に記載のように軽量化のためにルーフパネルをアルミニウム化し、そのルーフパネルをスチール製の車体構成要素であるボデーサイドパネルに対し例えばセルフピアスリベット等の機械的接合手段をもって締結・接合することが行われている。
【０００３】
このような接合形態では、アルミニウムとスチールとの異種金属パネル同士の接合となるため、その接合部には例えば熱硬化型の１液エポキシ系接着剤に代表されるような接着剤を接合面全面に塗布・介在させることで電食防止を図っている。
【０００４】
なお、接着剤は車体組立工程にてルーフパネルとボデーサイドパネルとをセルフピアスリベット等の機械的接合手段にて締結・接合する前に塗布され、その後、塗装工程での下塗りを目的とした電着塗装のオーブンにて加熱・硬化処理されることになる（硬化条件としては、例えば１７０℃×２０分程度である）。さらに、上記のようなアルミニウム製のルーフパネルとスチール製のボデーサイドパネルとの接合形態ではルーフパネルが上側となるため、電着塗装工程を経た後にルーフパネルの端縁に接着剤とは別のシール材を塗布した上で後工程のシーリングオーブンにて硬化処理を施すことになる。
【特許文献１】特開２０００−２７２５４１号公報
【特許文献２】特開２００５−１１９５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような従来の接合構造では、セルフピアスリベットによる締結・接合時に多かれ少なかれ接着剤がはみ出すこととなり、そのはみ出した接着剤がセルフピアスリベットの打ち込みを司っている打ち込み治具に付着することがあるほか、はみ出した接着剤がそのまま硬化してしまうと、電着塗装後にルーフパネルの端縁に沿って塗布することになるシール材の塗布作業の障害となり、作業性が悪くなる。また、接着剤のはみ出しが残っていると後から塗布することになるシール材にエアの巻き込みが起こりやすく、このエアの巻き込みは先に述べたシーリングオーブンでの硬化時にシールビードの膨張，破裂を招き、シール性を低下させることとなって好ましくない。
【０００６】
このような接着剤のはみ出しによる二次的不具合を未然に防止するためには、はみ出した接着剤の拭き取り作業をこまめに行うことが有効である。その反面、加熱硬化前の接着剤はいわゆる糸引き現象を起こしやすい故に、かえって拭き取り作業の際に接着剤が車体外板であるルーフパネルやボデーサイドパネルに付着しやすくなり、その結果として拭き取り作業を慎重を期す必要があることから、作業そのものが煩雑となる。
【０００７】
また、加熱硬化前の接着剤は温度によって粘度が変化するので、セルフピアスリベットを打ち込む際にそのセルフピアスリベットの脚部に相当する部位の拡開具合等の塑性変形の挙動に影響を及ぼし、セルフピアスリベットそのものによる締結・接合強度の信頼性に欠けるおそれがある。
【０００８】
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、接着剤のはみ出しを未然に防止することでそのはみ出しに伴う拭き取り作業を不要にし、併せて接着剤を併用したことによるセルフピアスリベット等の機械的接合手段の締結・接合強度への影響を回避した接合構造と接合方法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】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、アルミニウム系金属パネルと非アルミニウム系金属パネルとの間に粘稠な接着剤を介装しつつ両者を重ね合わせて、その両者の重合部を機械的接合手段をもって締結・接合してなる異種金属パネルの接合構造であって、少なくともいずれか一方の金属パネルの接合面に接着剤を塗布してループ状の接着剤ビードを予め形成し、双方の金属パネル同士の重合部のうちループ状の接着剤ビードの中央部に相当する位置でその接着剤ビードと接触しないように機械的接合手段をもって締結・接合してあることを特徴とする。
【００１０】
ここに言う機械的接合手段には、例えばボルトやメカニカルクリンチ、あるいはブラインドリベットをはじめとするリベット等の種々のものを含んでいるが、後述するように取り扱い性や接合信頼性を考慮すると非貫通型のリベットであるセルフピアスリベットを用いることが望ましい。また、接着剤ビードのループは円形あるいは多角形等のいずれのものでも良い。
【００１１】
具体的には、請求項２に記載のように、アルミニウム系金属パネルと非アルミニウム系金属パネルとの間に粘稠な接着剤を介装しつつ両者を重ね合わせて、その両者の重合部のうちいずれか一方の金属パネルの端縁近傍にその端縁の長手方向に沿って非貫通型の複数のリベットを打ち込んで機械的に締結・接合してなる異種金属パネルの接合構造として、少なくともいずれか一方の金属パネルの接合面にループ状の軌跡をもって接着剤を連続的に塗布して、複数のループ状の接着剤ビードが略眼鏡状に且つ直列に並んだ接着剤層を予め形成し、双方の金属パネル同士の重合部のうちループ状の接着剤ビードの中央部に相当する位置にその接着剤ビードと接触しないようにリベットを打ち込んで機械的に締結・接合してあることを特徴とする。
【００１２】
ここでは、請求項６に記載のように、アルミニウム系金属パネルが例えば自動車の車体のルーフパネルであり、非アルミニウム系金属パネルが自動車の車体のスチール製のボデーサイドパネルである場合等を想定している。特にアルミニウム系のルーフパネルとスチール製のボデーサイドパネルとの組み合わせの場合には、請求項７に記載のように、ルーフパネルを上側としたそのルーフパネルとボデーサイドパネルとの重合部において、ルーフパネルの端縁に沿って接着剤とは別のすみ肉状のシールビードを形成してあることがシール性向上の上で望ましい。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項２に記載の技術を接合方法として捉えたものであって、アルミニウム系金属パネルと非アルミニウム系金属パネルとの間に粘稠な接着剤を介装しつつ両者を重ね合わせて、その両者の重合部のうちいずれか一方の金属パネルの端縁近傍にその端縁の長手方向に沿って非貫通型の複数のリベットを打ち込んで機械的に締結・接合する異種金属パネルの接合方法として、少なくともいずれか一方の金属パネルの接合面にループ状の軌跡をもって接着剤を連続的に塗布して、複数のループ状の接着剤ビードが略眼鏡状に且つ直列に並んだ接着剤層を予め形成する接着剤塗布工程と、双方の金属パネル同士の重合部のうちループ状の接着剤ビードの中央部に相当する位置にその接着剤ビードと接触しないようにリベットを打ち込んで機械的に締結・接合する接合工程と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
この場合には、請求項９に記載のように、上記ループ状の接着剤ビードは、金属パネルまたはリベットに接触してそのリベットの打ち込みに関与する打ち込み治具の加圧範囲よりも外側に位置する大きさのものとして形成することが望ましい。
【００１５】
したがって、少なくとも請求項１に記載の発明では、接着剤ビードがループ状のものであって且つ機械的接合手段に接触しないように予め設定してあることから、機械的接合手段による締結力を受けても接着剤の拡がりが少なく、従来のように接合面全面に接着剤を塗布せずとも、少なくともいわゆる電食リスクの高い機械的接合手段の周囲についてループ状に確実にシールすることが可能となる。
【００１６】
また、接着剤ビードがループ状であって且つ機械的接合手段の外側に位置していることで、機械的接合手段が直接接着剤ビードを押し潰すことがなく、上記と同様に接着剤の拡がりが少ないことで接着剤のはみ出しを大幅に抑制もしく防止することが可能となる。
【００１７】
特に請求項２，８に記載の発明では、接着剤層を複数のループ状の接着剤ビードを略眼鏡状に且つ直列に並べたものとして予め形成してあることから、一方のパネルの端縁近傍に機械的接合手段として非貫通型のリベットを打ち込んだとしても、その一方の金属パネルの端縁からの接着剤のはみ出しを大幅に抑制もしくは防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、従来のように接合面全面に接着剤塗布せずとも機械的接合手段の周囲をループ状に確実にシールできほか、ループ状の接着剤の拡がりが少ない故に、そのはみ出しを大幅に抑制または防止することが可能となる。その結果として、はみ出した接着剤の拭き取り作業を簡略化もしくは不要にすることが可能となる。また、機械的接合手段と接着剤が直接接触しないので、接着剤の存在が機械的接合手段の接合強度に影響を及ぼすことがない。
【００１９】
請求項２，８に記載の発明によれば、請求項１に記載の技術を前提としつつ、双方のパネル同士の間に複数のループ状の接着剤ビードが略眼鏡状に且つ直列に並んだ接着剤層を予め形成した上で、一方の金属パネルの端縁近傍を機械的接合手段として非貫通型の複数のリベットを用いて締結・接合したものであるから、請求項１に記載のものと同様の効果に加えて、一方の金属パネルの端縁からの接着剤のはみ出しを大幅に抑制または防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１〜７は本発明の好ましい実施の形態を示す図であり、先に例示したような自動車の車体において、その構成要素であるアルミニウム（アルミニウム合金を含む）製のルーフパネル（アルミニウム系金属パネル）１とスチール（鋼板）製のボデーサイドパネル（非アルミニウム系金属パネル）２との接合部での例を示している。
【００２１】
最初に、本発明の理解を容易にするために、上記のようなアルミニウム製のルーフパネル１とスチール製のボデーサイドパネル２との一般的な接合手順について図１〜３を参照しながら説明する。
【００２２】
図１の（Ａ）に示すように、前工程にて所定形状に絞り成形されたルーフパネル１をその車室内側の面が上側となるように表裏反転させた上で、ボデーサイドパネル２との接合面となるフランジ部１ａに例えばロボット駆動の塗布ガン３を用いて粘稠な接着剤Ｂをビード状に塗布する。接着剤Ｂとしては防錆性の観点から例えば熱硬化型１液エポキシ系接着剤が使用される。
【００２３】
次いで、同図（Ｂ）に示すように接着剤Ｂが塗布されたルーフパネル１を表裏反転させた上で相手側となるボデーサイドパネル２にセットし、同図（Ｃ）に示すようにルーフパネル１側のフランジ部１ａが上側となるように当該フランジ部1ａをボデーサイドパネル２側のフランジ部２ａに対し両者の間に接着剤Ｂを挟み込むようにして重ね合わせる。
【００２４】
こうして双方のフランジ部１ａ，２ａ同士を重ね合わせたならば、図２の（Ａ）に示すようにリベット打ち込み治具であるダイス４とポンチ５とを用いて、機械的接合手段であるところの非貫通型のリベット、すなわちセルフピアスリベットＲをルーフパネル１のフランジ部１ａ側から打ち込みんで機械的に締結・接合する。セルフピアスリベットＲにて締結・接合されたルーフパネル１とボデーサイドパネル２との相対位置関係は同図の（Ｂ）のようになり、車体全体の組立が完了した段階で塗装工程の初期工程にて車体全体に電着塗装（いわゆる下塗り）が施され、さらに電着塗膜の焼き付けを目的としたオーブンにて加熱硬化処理が施される。この時の加熱条件は先にも述べたように例えば１７０℃×２０分程度であり、ルーフパネル１とボデーサイドパネル２との締結・接合部に介在している接着剤もまた同時に加熱硬化することになる。
【００２５】
こうして電着塗装とそれに続く焼き付け（加熱硬化）処理が施された車体には、次なるシーリング工程において各種パネル同士に合わせ目にシール性（いわゆる気密性や水密性）確保を目的としてシール材がビード状に塗布されるほか、床面等には熱融着性のあるいわゆるフュージブルインシュレータがセットされる。先に述べたルーフパネル１とボデーサイドパネル２との締結・接合部においても例外ではなく、図３の（Ａ），（Ｂ）に示すように、ルーフパネル１側のフランジ部１ａの端縁とボデーサイドパネル２側のフランジ部２ａとのなすコーナー部に、そのフランジ部１ａの端縁ｅに沿って先の接着剤とは別の粘稠なシール材Ｓがシーリングノズル６にてビード状に塗布され、さらに必要に応じてそのビード状のシール材Ｓが平滑に仕上げられる。
【００２６】
この後、車体は上記シール材Ｓの硬化やフュージブルインシュレータの融着を目的としていわゆるシーリングオーブンにて加熱硬化処理が施され、さらに中塗り、上塗りの順で塗装の仕上げが施されることになる。
【００２７】
このような一連の工程において、図１の（Ａ）に示すようにルーフパネル１側のフランジ部１ａに粘稠な接着剤Ｂをビード状に塗布するにあたり、同図の（Ｃ）のほか図４の（Ａ），（Ｂ）に示すように双方のフランジ部１ａ，２ａ同士を重ね合わせた上でセルフピアスリベットＲにて締結・接合した際にその接合面全面を覆い得るだけの量の接着剤Ｂが塗布される。なお、図４の（Ａ）は図１の（Ｂ）の平面図を、同図（Ｂ）は図２の（Ｂ）の平面図をそれぞれ示している。
【００２８】
より具体的には、図１および図４に示すように、ルーフパネル１のフランジ部１ａにビード状に塗布された接着剤Ｂは、双方のフランジ部１ａ，２ａ同士を重ね合わせた上でセルフピアスリベットＲにて締結・接合すると、図１の（Ｃ）および図２の（Ａ）のほか図４の（Ｂ）に示すように接着剤Ｂはフランジ部１ａ，２ａ同士の接合面全面に拡がり、一部の接着剤Ｂがルーフパネル１側のフランジ部１ａの端縁ｅからはみ出すことになる。なお、この接着剤Ｂのはみ出しは先に［発明が解決しようとする課題］として記載したとおりである。はみ出した接着剤Ｂは、図２の（Ａ）に示すようにセルフピアスリベットＲを打ち込むためのポンチ５と近接しているためにそのポンチ５に付着するおそれがあるほか、はみ出した接着剤Ｂがそのまま硬化してしまうと図３の（Ａ），（Ｂ）に示すようにシーリングノズル６にてシール材Ｓを塗布する際の障害となる。
【００２９】
そこで本実施の形態では、このような接着剤Ｂのはみ出しを未然に防止し得る工法を提供しようとするものである。
【００３０】
上記のようなセルフピアスリベットＲの打ち込みに伴う接着剤Ｂのはみ出しの様子を詳しく観察すると、図４の（Ａ），（Ｂ）に示すように、当初はビード状のものであった接着剤Ｂが押し潰されるようにしてフランジ部１ａ，２ａ同士の接合面全域に拡がる一方、特に図４の（Ｂ）に示すように、セルフピアスリベットＲの打ち込みに関与するダイス４およびポンチ５の加圧領域（セルフピアスリベットＲの打ち込み位置を含む）Ｑの外側に同心状に大きくはみ出す傾向にある。
【００３１】
そこで、本実施の形態では、接着剤Ｂをビード状で且つ直線状に塗布する従来の方式（図４の（Ａ）参照）に代えて、図６に示すようにループ状に連続した軌跡をもって接着剤Ｂ１をビード状に塗布し、そのループ状の接着剤ビードＢ１をもって平面視にて図４の（Ａ）示した従来のものよりも幅広の接着剤層１０を形成するものとする。
【００３２】
図５は本実施の形態におけるルーフパネル１とボデーサイドパネル２との接合構造を示し、セルフピアスリベットＲによる締結・接合状態において、双方のフランジ部１ａ，２ａ同士の接合面には、そのセルフピアスリベットＲの周囲にこれと同心状に且つセルフピアスリベットＲと接触することがないように円形閉ループ状の接着剤層１０を介在させてある。なお、ルーフパネル１側のフランジ部１ａとボデーサイドパネル２側のフランジ部２ａとのなすコーナー部には、事後的に接着剤Ｂ１とは別の粘稠なシール材Ｓを塗布していわゆるシールビードを形成してある。
【００３３】
すなわち、図１の（Ａ）と同様にしてルーフパネル１を表裏反転させた状態で、図６の（Ａ）に示すようにルーフパネル1のフランジ部１ａであって且つそのフランジ部１ａの端縁ｅ近傍に円形閉ループ状の軌跡をもって接着剤Ｂ１を連続的に塗布して、複数のループ状の接着剤ビードＢ１が略眼鏡状に且つ直列に並んだ所定幅寸法の接着剤層１０を予め形成する。この接着剤層１０の幅寸法は単位要素であるループ状の接着剤ビードＢ１の直径にほかならず、それぞれのループ状の接着剤ビードＢ１の独立性を保ちつつ各ループ状の接着剤ビードＢ１が共有することになる接線もしくは包絡線状のブリッジ部ｍをもって隣接するループ状の接着剤ビードＢ１，Ｂ１同士を互いに連続させたものであり、各ループ状の接着剤ビードＢ１における素線の交差部およびブリッジ部ｍがルーフパネル１におけるフランジ部１ａの端縁ｅ側に位置するように塗布してある。
【００３４】
なお、図６の（Ａ）は図１の（Ａ），（Ｂ）と同様にルーフパネル１のフランジ部１ａに接着剤Ｂ１（接着剤層１０）を塗布したままで加圧する前の状態を、同図（Ｂ）は図１の（Ｃ）および図２の（Ａ）と同様にセルフピアスリベットＲの打ち込みに先立って加圧した状態を、同図（Ｃ）はセルフピアスリベットＲの打ち込みが完了した状態をそれぞれ示している。
【００３５】
ただし、図２の（Ａ）および図４の（Ｂ）に示すように、セルフピアスリベットＲの打ち込みを司るダイス４やポンチ５の加圧領域（ダイス４やポンチ５が円筒状のものである場合にはそれらの投影面積の範囲）Ｑ内に接着剤ビードＢがあると、セルフピアスリベットＲの打ち込みの際に接着剤Ｂが加圧領域Ｑの外側に大きくはみ出すことは先に述べたとおりである。
【００３６】
そこで、本実施の形態では、円形閉ループ状の軌跡をもって接着剤Ｂ１を連続的に塗布して、複数のループ状の接着剤ビードＢ１が略眼鏡状に且つ直列に並んだ所定幅寸法の接着剤層１０を形成する際に、単位要素であるループ状の接着剤ビードＢ１の直径を上記加圧領域Ｑの直径よりも大きくなるように、つまり単位要素であるループ状の接着剤ビードＢ１が上記加圧領域Ｑの外側に位置するようにそのループ状の接着剤ビードＢ１の直径を予め定めておくものとする。例えば上記加圧領域Ｑの直径を１８ｍｍ程度とするならば、接着剤ビードＢ１のループの直径は２５ｍｍ程度とする。このことは同時に、加圧前のループ状の接着剤ビードＢ１の直径は、図５の締結・接合状態にあるセルフピアスリベットＲの最大直径（セルフピアスリベットＲの頭部の直径）よりも大きいことを意味する。
【００３７】
また、単位要素であるループ状の接着剤ビードＢ１のピッチＰの設定にあたっては、そのピッチＰのｎ倍がセルフピアスリベットＲの打ち込み位置のピッチと等しくなるように予め考慮するものとし、同時にルーフパネル１にいわゆるファッションルーフレールを取り付けるための取付穴７が設けられている場合にはその取付穴７といずれかのループ状の接着剤ビードＢ１の中心とが合致し、その取付穴７の外周側にこれを囲繞するようにループ状の接着剤ビードＢ１が位置するように予め考慮するものとする。このようにループ状の接着剤ビードＢ１の素線が取付穴７の開口部を通過するのを回避することで、取付穴７からの接着剤Ｂ１の抜け落ちあるいはループ状の接着剤ビードＢ１の途切れの発生を未然に防止することが可能となる。
【００３８】
上記のような接着剤Ｂ１の塗布は、例えば図７に示したようなシーリングロボットのロボットアーム１１の先端に塗布ガン１２を支持させる一方、そのロボットアーム１１にて塗布ガン１２をルーフパネル１におけるフランジ部１ａの長手方向に沿っていわゆる直線的に動かす一方で、それに同期して塗布ガン１２自体を所定の曲率半径のもとで回転させながら塗布作業を行う。もちろん、塗布ガン１２を、接着剤ビードＢ１をループ状に塗布すべき軌跡と同じ軌跡で動かすことで塗布するようにしても良い。
【００３９】
このようにループ状の軌跡をもってルーフパネル１のフランジ部１ａに接着剤Ｂ１を塗布したならば、図１〜３と同様の手順でルーフパネル１側のフランジ部１ａとボデーサイドパネル２側のフランジ部２ａとを重ね合わせた上で、ルーフパネル１のフランジ部１ａ側から所定のピッチで複数のセルフピアスリベットＲを打ち込んで両者を締結・接合する。なお、先にも述べたように、図６の（Ｂ）はセルフピアスリベットＲの打ち込み直前にダイス４とポンチ５とで加圧した状態を、同図（Ｃ）はセルフピアスリベットＲの打ち込みが完了した状態をそれぞれ示しており、セルフピアスリベットＲはループ状の特定の接着剤ビードＢ１の中央部に打ち込まれることになる。その結果として図５に示した接合構造が得られることになる。
【００４０】
ここで、図５のほか図６の（Ｃ）に示すように、セルフピアスリベットＲの打ち込み時に接着剤層１０が押し潰されたとしても、接着剤層１０の単位要素である各ループ状の接着剤ビードＢ１の内側には接着剤が存在していないので、図４の（Ｂ）に示したようにフランジ部１ａ，２ａ同士の接合面全面に接着剤が介在している場合と異なり、接着剤Ｂ１は各ループの素線であるビード形状が幅広となるように押し潰れされるだけであり、しかもセルフピアスリベットＲが打ち込まれることのないループ状の接着剤ビードＢ１では押し潰された接着剤がループの内側にまで拡がることが可能である。したがって、少なくともフランジ部１ａの端縁ｅから外部への接着剤のはみ出しが未然に防止され、なお且つ接着剤ビードＢ１は打ち込み完了後のセルフピアスリベットＲとも接触しない。その結果として、セルフピアスリベットＲの打ち込みを司るダイス４やポンチ５に接着剤が付着することがないだけでなく、従来のようにはみ出した接着剤が後工程でのシール材Ｓの塗布作業（図３参照）に支障をきたすこともない。
【００４１】
つまり、本実施の形態によれば、打ち込みが完了したセルフピアスリベットＲと接着剤とが直接接触することはないものの、パネル間隙間が最も小さく且つ電食発生のリスクが高いセルフピアスリベットＲの周囲をループ状にシールでき、しかも各ループ状の接着剤ビードＢ１における素線の交差部のほか、隣接するループ状の接着剤ビードＢ１，Ｂ１同士を接続しているブリッジ部ｍをフランジ部１ａの端縁ｅ側に設定してあるため、とかく水が浸入しやすいフランジ部１ａの端縁ｅ側を連続的にシールして、充分なシール性ひいいては防錆性を確保することが可能となる。
【００４２】
その上、フランジ部１ａの端縁ｅからの接着剤のはみ出しがないのに加えて、従来のように接合面全面に接着剤を塗布する必要がないため、少量の接着剤の使用で所期の目的を達成することができるようになり、接着剤使用量の削減も併せて達成できるほか、接着剤の使用量が少ない故に接着剤塗布後のルーフパネル１を反転させたとしても接着剤がたれ落ちることがない。さらに、リベット締結部に接着剤が介在していないため、接着剤の粘度等の影響でセルフピアスリベットＲの塑性変形の挙動が変化してしまうことがなく、常に安定したリベット締結を行うことができ、リベット締結による接合強度の保証が容易となる。
【００４３】
図８，９は本発明の第２の実施の形態を示す図で、図８は図６に、図９は図７にそれぞれ対応しており、図６，７と共通する部分には同一符号を付してある。
【００４４】
この第２の実施の形態では、図９に示すように、ループ状の接着剤ビードＢ２の軌跡に倣ってロボットアーム１１にて塗布ガン１３を移動させて、そのループ状の接着剤ビードＢ２を主要素とする接着剤層１０を形成するようにしたものである。そして、複数のループ状の接着剤ビードＢ２が略眼鏡状に且つ直列に並んだ所定幅寸法の接着剤層１０を形成するにあたり、それぞれのループ状の接着剤ビードＢ２を、フランジ部１ａの長手方向を長径とする長円形もしくは楕円形のものとして形成してある。この場合においても、ループ状の接着剤ビードＢ２の内周側にダイス４やポンチ５による加圧領域Ｑおよびファッションルーフレール用の取付穴７が位置するように設定してある。
【００４５】
この第２の実施の形態によれば、特にループ状の接着剤ビードＢ２を長円形または楕円形のものとしたことにより、接着剤ビードＢ２の総ループ数が少なくて済み、その軌跡制御が容易となる利点がある。
【００４６】
図１０〜１２は本発明の第３の実施の形態を示す図で、接着剤の塗布作業の際にその塗布状態ひいては塗布後の接着剤ビードＢ１のモニタリングを行うようにしたもので、先の第１の実施の形態、すなわち図５，６と共通する部分には同一符号を付してある。
【００４７】
この第３の実施の形態では、ルーフパネル１の表裏反転状態においてそのフランジ部１ａでのループ状の接着剤ビードＢ１の塗布軌跡の一部、例えば図１１のブリッジ部ｍに相当する部分に予めマーキングを施すべく、基準位置となるマークとして下向き凸状の微小エンボス部１４を所定のピッチで予め形成しておく一方、複数のループ状の接着剤ビードＢ１が略眼鏡状に且つ直列に並んだ所定幅寸法の接着剤層１０を形成するにあたり、上記微小エンボス部１４を接着剤ビードＢ１で覆い隠すように接着剤ビード塗布時の軌跡を制御するようにしたものである。
【００４８】
そして、接着剤の塗布作業と並行して、または接着材の塗布後に、視覚センサあるいは撮像手段として機能することになるＣＣＤカメラ１５にて接着剤ビードＢ１を撮像する一方、その画像を画像処理装置１６に取り込んだ上で当該画像処理装置１６にて上記微小エンボス部１４の有無判定を行って接着剤ビードＢ１の塗布軌跡の適否判定を行うようにしたものである。
【００４９】
例えば上記のような接着剤ビードＢ１の撮像画像につき微小エンボス部１４の有無判定を行った結果、なおも微小エンボス部１４の存在が認められた場合には、接着剤ビードＢ１の塗布軌跡の位置ずれまたは蛇行があるものと判定して、例えば画像処理装置１６からの出力に基づき警報を発して、作業者に塗布後の接着剤ビードＢ１の確認を促す。
【００５０】
こうすることにより、接着剤ビードＢ１の塗布状態が不良のルーフパネル１がそのまま後工程に流出してしまうのを未然に防止することができ、接着剤塗布の信頼性が向上することになる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】自動車車体のルーフパネルとボデーサイドパネルとの接合部における従来の一般的な接合手順を示す図で、接着剤の塗布からその接着剤を加圧するまでの工程説明図。
【図２】自動車車体のルーフパネルとボデーサイドパネルとの接合部における従来の一般的な接合手順を示す図で、図１の接着剤の塗布に続くセルフピアスリベット打ち込み時の工程説明図。
【図３】自動車車体のルーフパネルとボデーサイドパネルとの接合部における従来の一般的な接合手順を示す図で、図２のセルフピアスリベットの打ち込みに続くシール材塗布時の工程説明図。
【図４】セルフピアスリベット打ち込み時の接着剤の拡がりを示す図で、（Ａ）は図１の（Ｂ）の平面説明図、（Ｂ）は図２の（Ｂ）の平面説明図。
【図５】本発明の第１の実施の形態としてルーフパネルとボデーサイドパネルとの接合構造を示す要部拡大断面図。
【図６】図５の接合構造に用いられる接着剤の塗布手順を示す図で、（Ａ）は接着剤塗布後であって加圧前の状態を示す平面説明図、（Ｂ）はセルフピアスリベットの打ち込みに先立って接着剤を加圧して押し潰したときの平面説明図、（Ｃ）はセルフピアスリベット打ち込み完了後の平面説明図。
【図７】（Ａ）は図６に示した接着剤の塗布作業に用いられる設備の概略を示す説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の要部拡大図。
【図８】本発明の第２の実施の形態を示す図で、図６と同等部位の平面説明図。
【図９】（Ａ）は図８に示した接着剤の塗布作業に用いられる設備の概略を示す説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の要部拡大図。
【図１０】本発明の第３の実施の形態を示す図で、（Ａ）はルーフパネルにおけるフランジ部の平面説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）のａ−ａ線に沿う拡大断面図。
【図１１】（Ａ）は図１０の（Ａ）に示したフランジ部に接着剤を塗布したときの平面説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）のｂ−ｂ線に沿う拡大断面図。
【図１２】図１１に示した接着剤ビードのモニタリング状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００５２】
１…ルーフパネル（アルミニウム系金属パネル）
１ａ…フランジ部
２…ボデーサイドパネル（非アルミニウム系金属パネル）
２ａ…フランジ部
４…ダイス（打ち込み治具）
５…ポンチ（打ち込み治具）
１０…接着剤層
１４…微小エンボス部（基準位置としてのマーク）
１６…ＣＣＣカメラ（モニタリング手段としての視覚センサ）
Ｂ１…ループ状の接着剤ビード
Ｂ２…ループ状の接着剤ビード
ｅ…フランジ部の端縁
ｍ…ブリッジ部
Ｑ…加圧領域
Ｒ…セルフピアスリベット（非貫通型のリベット，機械的結合手段）
Ｓ…シール材（シールビード）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム系金属パネルと非アルミニウム系金属パネルとの間に粘稠な接着剤を介装しつつ両者を重ね合わせて、その両者の重合部を機械的接合手段をもって締結・接合してなる異種金属パネルの接合構造であって、
少なくともいずれか一方の金属パネルの接合面に接着剤を塗布してループ状の接着剤ビードを予め形成し、
双方の金属パネル同士の重合部のうちループ状の接着剤ビードの中央部に相当する位置でその接着剤ビードと接触しないように機械的接合手段をもって締結・接合してあ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】
アルミニウム系金属パネルと非アルミニウム系金属パネルとの間に粘稠な接着剤を介装しつつ両者を重ね合わせて、その両者の重合部のうちいずれか一方の金属パネルの端縁近傍にその端縁の長手方向に沿って非貫通型の複数のリベットを打ち込んで機械的に締結・接合してなる異種金属パネルの接合構造であって、
少なくともいずれか一方の金属パネルの接合面にループ状の軌跡をもって接着剤を連続的に塗布して、複数のループ状の接着剤ビードが略眼鏡状に且つ直列に並んだ接着剤層を予め形成し、
双方の金属パネル同士の重合部のうちループ状の接着剤ビードの中央部に相当する位置にその接着剤ビードと接触しないようにリベットを打ち込んで機械的に締結・接合してあることを特徴とする異種金属パネルの接合構造。
【請求項３】
上記ループ状の接着剤ビードの内径は、締結・接合後におけるリベットの最大直径よりも外側に設定してあることを特徴とする請求項１または２に記載の異種金属パネルの接合構造。
【請求項４】
上記ループ状の接着剤ビードの形状が、接着剤ビードそのものの並設方向を長径とする長円形のものであることを特徴とする請求項２または３に記載の異種金属パネルの接合構造。
【請求項５】
上記非貫通型のリベットがセルフピアスリベットであることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の異種金属パネルの接合構造。
【請求項６】
アルミニウム系金属パネルが自動車の車体のルーフパネルであり、非アルミニウム系金属パネルが自動車の車体のスチール製のボデーサイドパネルであることを特徴とする請求項５に記載の異種金属パネルの接合構造。
【請求項７】
ルーフパネルを上側としたそのルーフパネルとボデーサイドパネルとの重合部において、ルーフパネルの端縁に沿って接着剤とは別のすみ肉状のシールビードを形成して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構造。
【請求項８】
アルミニウム系金属パネルと非アルミニウム系金属パネルとの間に粘稠な接着剤を介装しつつ両者を重ね合わせて、その両者の重合部のうちいずれか一方の金属パネルの端縁近傍にその端縁の長手方向に沿って非貫通型の複数のリベットを打ち込んで機械的に締結・接合する異種金属パネルの接合方法であって、
少なくともいずれか一方の金属パネルの接合面にループ状の軌跡をもって接着剤を連続的に塗布して、複数のループ状の接着剤ビードが略眼鏡状に且つ直列に並んだ接着剤層を予め形成する接着剤塗布工程と、
双方の金属パネル同士の重合部のうちループ状の接着剤ビードの中央部に相当する位置にその接着剤ビードと接触しないようにリベットを打ち込んで機械的に締結・接合する接合工程と、
を含むことを特徴とする異種金属パネルの接合方法。
【請求項９】
上記ループ状の接着剤ビードは、金属パネルまたはリベットに接触してそのリベットの打ち込みに関与する打ち込み治具の加圧範囲よりも外側に位置する大きさのものとして形成することを特徴とする請求項８に記載の異種金属パネルの接合方法。
【請求項１０】
上記ループ状の接着剤ビードの形状は、接着剤ビードそのものの並設方向を長径とする長円形のものであることを特徴とする請求項８または９に記載の異種金属パネルの接合方法。
【請求項１１】
上記非貫通型のリベットがセルフピアスリベットであることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の異種金属パネルの接合方法。
【請求項１２】
アルミニウム系金属パネルが自動車の車体のルーフパネルであり、非アルミニウム系金属パネルが自動車の車体のスチール製のボデーサイドパネルであることを特徴とする請求項１１に記載の異種金属パネルの接合方法。
【請求項１３】
ルーフパネルを上側としたそのルーフパネルとボデーサイドパネルとの重合部において、セルフピアスリベットの打ち込み完了後に、ルーフパネルの端縁に沿って接着剤とは別のシールビードをすみ肉状に塗布する工程を含んでいることを特徴とする請求項１２に記載の異種金属パネルの接合方法。
【請求項１４】
上記接着剤の塗布作業中または接着剤の塗布作業終了後に金属パネル側の基準位置と接着剤ビードとの相対位置関係をモニタリングし、
そのモニタリング結果に応じて接着剤ビードの適否判定を行うことを特徴とする請求項８〜１３のいずれかに記載の異種金属パネルの接合方法。
【請求項１５】
接着剤が塗布されることになる金属パネルの接合面のうちループ状の接着剤ビードの軌跡となるべき位置またはその近傍に予めマーキングを施しておき、
このマーキングと所定の位置関係となるように接着剤を塗布しながらループ状の接着剤ビードを形成し、
上記接着剤の塗布作業中または接着剤の塗布作業終了後に上記マーキングと接着剤ビードとの相対位置関係をモニタリングし、
そのモニタリング結果に応じて接着剤ビードの適否判定を行うことを特徴とする請求項１４に記載の異種金属パネルの接合方法。
【請求項１】
アルミニウム系金属パネルと非アルミニウム系金属パネルとの間に粘稠な接着剤を介装しつつ両者を重ね合わせて、その両者の重合部を機械的接合手段をもって締結・接合してなる異種金属パネルの接合構造であって、
少なくともいずれか一方の金属パネルの接合面に接着剤を塗布してループ状の接着剤ビードを予め形成し、
双方の金属パネル同士の重合部のうちループ状の接着剤ビードの中央部に相当する位置でその接着剤ビードと接触しないように機械的接合手段をもって締結・接合してあ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】
アルミニウム系金属パネルと非アルミニウム系金属パネルとの間に粘稠な接着剤を介装しつつ両者を重ね合わせて、その両者の重合部のうちいずれか一方の金属パネルの端縁近傍にその端縁の長手方向に沿って非貫通型の複数のリベットを打ち込んで機械的に締結・接合してなる異種金属パネルの接合構造であって、
少なくともいずれか一方の金属パネルの接合面にループ状の軌跡をもって接着剤を連続的に塗布して、複数のループ状の接着剤ビードが略眼鏡状に且つ直列に並んだ接着剤層を予め形成し、
双方の金属パネル同士の重合部のうちループ状の接着剤ビードの中央部に相当する位置にその接着剤ビードと接触しないようにリベットを打ち込んで機械的に締結・接合してあることを特徴とする異種金属パネルの接合構造。
【請求項３】
上記ループ状の接着剤ビードの内径は、締結・接合後におけるリベットの最大直径よりも外側に設定してあることを特徴とする請求項１または２に記載の異種金属パネルの接合構造。
【請求項４】
上記ループ状の接着剤ビードの形状が、接着剤ビードそのものの並設方向を長径とする長円形のものであることを特徴とする請求項２または３に記載の異種金属パネルの接合構造。
【請求項５】
上記非貫通型のリベットがセルフピアスリベットであることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の異種金属パネルの接合構造。
【請求項６】
アルミニウム系金属パネルが自動車の車体のルーフパネルであり、非アルミニウム系金属パネルが自動車の車体のスチール製のボデーサイドパネルであることを特徴とする請求項５に記載の異種金属パネルの接合構造。
【請求項７】
ルーフパネルを上側としたそのルーフパネルとボデーサイドパネルとの重合部において、ルーフパネルの端縁に沿って接着剤とは別のすみ肉状のシールビードを形成して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構造。
【請求項８】
アルミニウム系金属パネルと非アルミニウム系金属パネルとの間に粘稠な接着剤を介装しつつ両者を重ね合わせて、その両者の重合部のうちいずれか一方の金属パネルの端縁近傍にその端縁の長手方向に沿って非貫通型の複数のリベットを打ち込んで機械的に締結・接合する異種金属パネルの接合方法であって、
少なくともいずれか一方の金属パネルの接合面にループ状の軌跡をもって接着剤を連続的に塗布して、複数のループ状の接着剤ビードが略眼鏡状に且つ直列に並んだ接着剤層を予め形成する接着剤塗布工程と、
双方の金属パネル同士の重合部のうちループ状の接着剤ビードの中央部に相当する位置にその接着剤ビードと接触しないようにリベットを打ち込んで機械的に締結・接合する接合工程と、
を含むことを特徴とする異種金属パネルの接合方法。
【請求項９】
上記ループ状の接着剤ビードは、金属パネルまたはリベットに接触してそのリベットの打ち込みに関与する打ち込み治具の加圧範囲よりも外側に位置する大きさのものとして形成することを特徴とする請求項８に記載の異種金属パネルの接合方法。
【請求項１０】
上記ループ状の接着剤ビードの形状は、接着剤ビードそのものの並設方向を長径とする長円形のものであることを特徴とする請求項８または９に記載の異種金属パネルの接合方法。
【請求項１１】
上記非貫通型のリベットがセルフピアスリベットであることを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の異種金属パネルの接合方法。
【請求項１２】
アルミニウム系金属パネルが自動車の車体のルーフパネルであり、非アルミニウム系金属パネルが自動車の車体のスチール製のボデーサイドパネルであることを特徴とする請求項１１に記載の異種金属パネルの接合方法。
【請求項１３】
ルーフパネルを上側としたそのルーフパネルとボデーサイドパネルとの重合部において、セルフピアスリベットの打ち込み完了後に、ルーフパネルの端縁に沿って接着剤とは別のシールビードをすみ肉状に塗布する工程を含んでいることを特徴とする請求項１２に記載の異種金属パネルの接合方法。
【請求項１４】
上記接着剤の塗布作業中または接着剤の塗布作業終了後に金属パネル側の基準位置と接着剤ビードとの相対位置関係をモニタリングし、
そのモニタリング結果に応じて接着剤ビードの適否判定を行うことを特徴とする請求項８〜１３のいずれかに記載の異種金属パネルの接合方法。
【請求項１５】
接着剤が塗布されることになる金属パネルの接合面のうちループ状の接着剤ビードの軌跡となるべき位置またはその近傍に予めマーキングを施しておき、
このマーキングと所定の位置関係となるように接着剤を塗布しながらループ状の接着剤ビードを形成し、
上記接着剤の塗布作業中または接着剤の塗布作業終了後に上記マーキングと接着剤ビードとの相対位置関係をモニタリングし、
そのモニタリング結果に応じて接着剤ビードの適否判定を行うことを特徴とする請求項１４に記載の異種金属パネルの接合方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−３２１８８０（Ｐ２００７−３２１８８０Ａ）
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１５３００２（Ｐ２００６−１５３００２）
【出願日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１日（２００６．６．１）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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