JP2010013582A

JP2010013582A - 接合組立品の製造方法および接合組立品の製造装置

Info

Publication number: JP2010013582A
Application number: JP2008176005A
Authority: JP
Inventors: Takeya Himuro; 雄也氷室; Tsutomu Tanaka; 力田中; Masatoshi Shinomori; 正利篠森
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2008-07-04
Filing date: 2008-07-04
Publication date: 2010-01-21
Anticipated expiration: 2028-07-04
Also published as: JP5320867B2

Abstract

【課題】接着部材および被接着部材の歪を抑制し、接合強度を確保することのできる接合組立品の製造方法を提供する。
【解決手段】接着材１０と被接着部材２０との間に連鎖反応型の接着剤４を配置する接着剤配置工程と、接着材１０の第１接合部Ａ１と被接着部材２０の第１被接合部Ｂ１との両端部同士を固定する第１固定工程と、この第１接合部Ａ１と第１被接合部Ｂ１とに配置された接着剤４を硬化させる第１硬化工程と、接着材１０の第２接合部Ａ２と被接着部材２０の第２被接合部Ｂ２との略中央部同士を第２固定手段３２で固定する第２固定工程と、第２固定手段３２により第２接合部Ａ２と第２被接合部Ｂ２とに配置された接着剤４にエネルギーを付与してこの接着剤４を硬化させる第２硬化工程とを実施する。
【選択図】図１４

Description

本発明は、車体を構成する板金部材どうし等が接合された接合組立品の製造方法および接合組立品の製造装置に関する。

従来、車体を構成する板金部材どうしを接合する手段等として、スポット溶接やレーザ溶接等の溶接技術、あるいは接着剤による接着方法が採用されている。

特に、近年では、特許文献１に開示されているように、外部から一部に付与されたエネルギーによって内部エネルギーを自己発生させつつ硬化する接着剤であって、この内部エネルギーが発生した部位に隣接する部分がこの内部エネルギーを受けてさらに内部エネルギーを自己発生させつつ硬化反応を起こすことにより連鎖的に硬化していく連鎖反応型の接着剤を用いる接着方法が注目されている。この接着剤を用いる方法では、接着部材とこの接着部材に接合される被接着部材との間に接着剤を介在させて、この接着剤の所定箇所にエネルギーを付与することで、接着剤を順次硬化させていく。
特開平１１−１９３３２２号公報

前記連鎖反応型の接着剤を用いる方法では、接着剤を順次硬化させており接着場所によって接着剤の硬化時期が異なることで、接着剤の硬化収縮に伴い接着部材および被接着部材が歪む場合がある。そして、この歪が大きいと、接合強度および接合精度が十分に得られなくなるという問題がある。

本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、接着部材および被接着部材の歪を抑制し、接合強度を確保することのできる接合組立品の製造方法および接合組立品の製造装置を提供する。

前記課題を解決するために本発明は、接着部材の接合部と被接着部材の接合部との間に接着剤を介在させ、前記接着剤の硬化によって前記接着部材と前記被接着部材とを接合する接合組立品の製造方法であって、前記接着部材の接合部は、特定の方向に沿って互いに離間する複数の第１接合部と、当該第１接合部間に位置する第２接合部とを有し、前記被接着部材の接合部は、前記各第１接合部にそれぞれ接合される第１被接合部と、前記第２接合部に接合される第２被接合部とを有し、前記接着剤として、外部から一部に付与されたエネルギーによって内部エネルギーを自己発生させつつ硬化するとともに、当該内部エネルギーが自己発生した部位に隣接する部分がこの内部エネルギーを受けてさらに内部エネルギーを自己発生させつつ硬化反応を起こすことにより連鎖的に硬化していく連鎖反応型の接着剤を用い、前記接着部材の接合部と被接着部材の接合部との間に前記接着剤を配置する接着剤配置工程と、前記接着剤配置工程の後に実施されて、前記接着部材と前記被接着部材とを互いに固定可能な第１固定手段を用い、前記各第１接合部と当該各第１接合部に対応する前記各第１被接合部の前記特定方向の両端部同士をそれぞれ固定する第１固定工程と、前記第１固定工程の後に実施されて、前記各第１接合部と前記各第１被接合部との間に配置された接着剤にそれぞれエネルギーを付与し、当該各第１接合部と各第１被接合部との間に配置された接着剤をそれぞれ硬化させる第１硬化工程と、前記接着剤配置工程の後に実施されて、前記接着部材と前記被接着部材とを互いに固定可能であるとともに、この固定した接着部材と被接着部材との間にエネルギーを付与可能な第２固定手段を用い、前記第２接合部と前記第２被接合部の前記特定方向の略中央部同士を固定する第２固定工程と、前記第１硬化工程の後に実施されて、前記第２接合部と前記第２被接合部との間に配置された接着剤に前記第２固定手段によりエネルギーを付与し、前記第２接合部と前記第２被接合部との間に配置された接着剤を硬化させる第２硬化工程とを備えることを特徴とする接合組立品の製造方法を提供する（請求項１）。

本方法では、前記第１接合部と前記第１被接合部の両端部同士が固定され、互いに拘束された状態で、これら第１接合部と第１被接合部の間の接着剤が硬化していくため、接着剤の硬化収縮に伴う第１接合部と第１被接合部の変形量を小さくすることができる。また、前記第１接合部と前記第１被接合部の両端部同士が固定されることによって、あるいは、前記第１接合部と前記第１被接合部とが前記接着剤により接合されることによって、前記第２接合部と前記第２被接合部の両端部同士は固定される。そのため、本方法では、この第２接合部と第２被接合部についても、接着剤の硬化収縮に伴う変形を抑制することができる。しかも、前記第２接合部と前記第２被接合部とについては、これらの略中央部同士が固定され互いに拘束された状態で接着剤が硬化していくため、より一層その変形量は小さく抑えられる。このことは、前記接着部材と被接着部材の全体の変形を抑制し、これらの接合強度を確保する。

さらに、本方法では、前記第２接合部と前記第２被接合部の間の接着剤に対してこれらの略中央部からエネルギーが付与されており、接着剤の硬化反応の連鎖の終端までの距離を短く抑えることができ、硬化反応をより確実に連鎖させて第２接合部と第２被接合部間の接合強度を確保することができる。特に、前記第２固定手段によりエネルギーを付与しており、エネルギーを付与する部材とは別に前記固定するための部材を設ける場合に比べて、この固定するための部材により付与したエネルギーが奪われるのを抑制することができる。

また、本発明において、前記第１硬化工程では、前記各第１接合部と前記各第１被接合部との間に配置された接着剤の前記特定方向の略中央部に前記エネルギーを付与するのが好ましい（請求項２）。

このようにすれば、前記第１接合部と前記第１被接合部の間において、接着剤の硬化反応の連鎖の終端までの距離を短く抑えることができ、硬化反応をより確実に連鎖させて第１接合部と第１被接合部間の接合強度を確保することができる。

ここで、本発明は、前記接着部材の接合部に、前記第２接合部が複数形成されているとともに、前記被接着部材の接合部に、前記第２被接合部が複数形成されている場合を含む（請求項３）。

また、本発明において、前記接着部材は、前記第２接合部の前記特定方向の略中央部に当該第２接合部の表面から突出する凸部を有し、前記第１固定工程では、前記凸部の突出端部と前記第２被接合部とが互いに当接するように、前記各第１接合部と前記各第１被接合部とをそれぞれ固定し、前記第２固定工程では、前記凸部の突出端部と前記第２被接合部とが互いに当接するように、当該凸部と前記第２被接合部とを固定し、前記第２硬化工程では、前記第２固定手段により前記凸部を加熱することで、前記第２接合部と前記第２被接合部との間に配置された接着剤を、当該接着剤の連鎖的な硬化が開始する温度に加熱するのが好ましい（請求項４）。

このように前記凸部の突出端部と前記第２被接合部とが当接するように前記各第１接合部と前記各第１被接合部とを固定すれば、前記凸部の突出量によって、前記接着部材と被接着部材との間隔を容易に好適な値とすることができる。すなわち、この方法によれば、これら接着部材と被接着部材との間の接着剤の特に厚さの管理が容易になり、接着部材と被接着部材との接着強度を容易に適切に維持することが可能となる。さらに、この方法では、前記凸部を利用し、この凸部を加熱することで前記接着剤にエネルギーを付与しており、接着剤の厚さを適正に維持しつつエネルギーを付与するための手段を別途設けることなく簡単な方法で前記接着剤にエネルギーを付与することができる。

また、前記凸部は、その突出端部に設けられた突出壁と、当該突出壁の外周に連続して前記第２接合部の表面に向かって延びる外周壁とを有し、前記第２固定手段は、前記突出壁に面接触する先端面を有し、前記第２固定工程は、前記第２固定手段を、その前記先端面が前記突出壁と面接触するように前記凸部に嵌合させる工程を含むのが好ましい（請求項５）。

このように前記第２固定手段の前記先端面を前記凸部の前記突出壁に面接触状態として、前記第２固定手段を前記凸部に嵌合させれば、前記第２固定手段を前記凸部に容易に位置決めすることができる。このことは、この第２固定手段による前記接着部材と被接着部材との固定を容易にする。また、前記面接触により、第２固定手段から前記凸部へのエネルギー付与面積がより広く確保されるので、前記接着剤に効率よくエネルギーを付与することができる。

また、前記第１硬化工程および第２硬化工程を実施する具体的な方法は特に限定されるものではないが、前記接着部材と前記被接着部材とを搬送する搬送ラインを用い、この搬送ラインに沿って設けられた第１作業ステーションにて前記第１硬化工程を実施し、前記搬送ラインに沿って前記第１作業ステーションより下流に設けられた第２作業ステーションにて前記第２硬化工程を実施する方法が挙げられる（請求項６）。

また、本発明は、接着部材の接合部と被接着部材の接合部との間に接着剤を介在させ、前記接着剤の硬化によって前記接着部材と被接着部材とを接合する接合組立品の製造装置であって、前記接着部材の接合部は、特定の方向に沿って互いに離間する複数の第１接合部と、当該第１接合部間に位置する第２接合部とを有し、前記被接着部材の接合部は、前記各第１接合部にそれぞれ接合される第１被接合部と、前記第２接合部に接合される第２被接合部とを有し、外部から一部に付与されたエネルギーによって内部エネルギーを自己発生させつつ硬化するとともに、当該内部エネルギーが自己発生した部位に隣接する部分がこの内部エネルギーを受けてさらに内部エネルギーを自己発生させつつ硬化反応を起こすことにより連鎖的に硬化していく連鎖反応型の接着剤を、前記接着部材の接合部と被接着部材の接合部との間に配置する接着剤配置手段と、前記接着剤配置手段による前記接着剤の配置後において、前記各第１接合部と当該各第１接合部に対応する前記各第１被接合部の前記特定方向の両端部同士をそれぞれ固定する第１固定手段と、前記第１固定手段による前記固定後において、前記各第１接合部と前記各第１被接合部との間に配置された接着剤にそれぞれエネルギーを付与し、当該各第１接合部と各第１被接合部との間に配置された接着剤をそれぞれ硬化させる第１硬化手段と、前記接着剤配置手段による前記接着剤の配置後において、前記第２接合部と前記第２被接合部の前記特定方向の略中央部同士を固定する第２固定手段とを備え、前記第２固定手段は、前記第１硬化手段による前記接着剤の硬化後において、前記第２接合部と前記第２被接合部との間に配置された接着剤にエネルギーを付与し、当該第２接合部と第２被接合部との間に配置された接着剤を硬化させることを特徴とする接合組立品の製造装置を提供する（請求項７）。

本装置によれば、前記第１接合部と前記第１被接合部の両端部同士の前記第１固定手段による固定、あるいは、前記第１接合部と前記第１被接合部の接合によって、前記接着部材と被接着部材とが互いに拘束されるため、前記接着剤の硬化収縮に伴う前記接着部材と被接着部材の変形量を抑制した状態で前記接着剤を硬化させることができる。しかも、前記第２接合部と前記第２被接合部とについては、これらの略中央部同士が前記第２固定手段により固定された状態で接着剤が硬化していくため、より一層その変形量は小さく抑えられる。このことは、前記接着部材と被接着部材の変形を抑制し、これらの接合強度を確保する。

さらに、本装置では、前記第２接合部と前記第２被接合部の間の接着剤に対してこれらの略中央部からエネルギーが付与されており、接着剤の硬化反応の連鎖の終端までの距離を短く抑えることができ、硬化反応をより確実に連鎖させて第２接合部と第２被接合部間の接合強度を確保することができる。特に、前記第２固定手段によりエネルギーを付与しており、エネルギーを付与する部材とは別に前記固定するための部材を設ける場合に比べて、この固定するための部材により付与したエネルギーが奪われるのを抑制することができる。

また、前記装置において、前記第１硬化手段は、前記各第１接合部と前記各第１被接合部との間に配置された接着剤の前記特定方向の略中央部にそれぞれ前記エネルギーを付与するのが好ましい（請求項８）。

この構成によれば、前記第１接合部と前記第１被接合部の間において、接着剤の硬化反応の連鎖の終端までの距離を短く抑えることができ、硬化反応をより確実に連鎖させて第１接合部と第１被接合部の接合強度を確保することができる。

また、前記装置において、前記接着部材は、前記第２接合部の前記特定方向の略中央部に当該第２接合部の表面から突出する凸部を有し、前記第１固定手段は、前記凸部の突出端部と前記第２被接合部とが互いに当接する状態で前記各第１接合部と前記各第１被接合部とをそれぞれ固定し、前記第２固定手段は、前記凸部の突出端部と前記第２被接合部とが互いに当接する状態で前記凸部と前記第２被接合部とを固定するとともに、前記第２接合部と前記第２被接合部との間に配置された接着剤の温度が当該接着剤の連鎖的な硬化が開始する温度となるように前記凸部を加熱するのが好ましい（請求項９）。

この構成によれば、前記凸部の突出量によってこれら接着部材と被接着部材との間隔を容易に好適な値とすることができ、これら接着部材と被接着部材との間の接着剤の特に厚さの管理ひいては接着部材と被接着部材との接着強度をより適切に維持することが可能となる。

また、前記装置において、前記凸部は、その突出端部に設けられた突出壁と、当該突出壁の外周に連続して前記第２接合部の表面に向かって延びる外周壁とを有し、前記第２固定手段は、前記凸部と嵌合可能な形状を有するとともに、当該凸部と嵌合した状態で前記凸部の突出壁に面接触する先端面を有するのが好ましい（請求項１０）。

この構成によれば、前記第２固定手段を前記凸部に容易に位置決めすることができ、第２固定手段による前記接着部材と被接着部材との固定が容易になる。また、前記第２固定手段から前記凸部へのエネルギー付与面積をより広く確保することができ、前記接着剤に効率よくエネルギーを付与することができる。

また、本発明は、前記接着部材と前記被接着部材とを搬送する搬送ラインと、前記搬送ラインに沿って設けられるとともに、前記第１固定手段および前記第１硬化手段が設置されて、前記第１固定手段により前記各第１接合部と当該各第１接合部に対応する前記各第１被接合部の前記特定方向の両端部同士がそれぞれ固定されるとともに、前記第１硬化手段により前記各第１接合部と前記各第１被接合部との間に配置された接着剤へのエネルギー付与が実施される第１作業ステーションと、前記搬送ラインに沿って設けられるとともに、前記第２固定手段が設置されて、当該第２固定手段により前記第２接合部と前記第２被接合部との間に配置された接着剤へのエネルギー付与が実施される第２作業ステーションとを備え、前記第２作業ステーションが前記第１作業ステーションより下流に設けられているものも含む（請求項１１）。

以上のように、本発明によれば、接着部材および被接着部材の変形を抑制し、これら部材間における接合強度を確保することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る接合組立品の製造方法の好ましい実施の形態について説明する。ここでは、自動車のサイドフレームアウタパネル（接着部材）１０にセンタピラーインナパネル（被接着部材）２０等を接合し、接合組立品としてサイドフレームアッセンブリを製造する場合について説明する。前記サイドフレームアッセンブリは、前記サイドフレームアウタパネル１０に対して前記センタピラーインナパネル２０に加えて種々のレインフォースメントやインナパネルが接合されて構成されるものであるが、ここでは説明を簡単にすべく、前記サイドフレームアウタパネル１０にセンタピラーインナパネル２０を接合する場合について説明する。

図１は前記サイドフレームアウタパネル１０の概略平面図であり、図２は図１の領域ＩＩを拡大した斜視図であり、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。このサイドフレームアウタパネル１０には、フロントドアが取り付けられるフロント開口部１１と、リアドアが取り付けられるリア開口部１２とが形成されている。そして、前記フロント開口部１１の周囲およびリア開口部１２の周囲には、図２に示すようにフランジ１４（以下、アウタフランジ１４と言う）が形成されている。

前記アウタフランジ１４の車体内側表面１４ａ（接合部）は、後述する第１硬化工程にて前記センタピラーインナパネル２０と最初に接合される複数の第１接合部Ａ１と、後述する第２硬化工程にて前記センタピラーインナパネル２０と２番目に接合される複数の第２接合部Ａ２とからなる。前記第１接合部Ａ１と前記第２接合部Ａ２とは、前記開口部１１，１２の周囲に沿って交互に設定されている。本実施形態では、各開口部１１の周囲に沿って，それぞれ６つの第１接合部Ａ１と６つの第２接合部Ａ２とが設定されている。

前記アウタフランジ１４のうち前記各第２接合部Ａ２の中央には、それぞれその表面１４ａから車体内側方向に突出する突出部（凸部）１６が形成されている。この突出部１６は、図２および図３に示すように、アウタフランジ１４の車体内側表面１４ａとほぼ平行に延びる円形の突出壁１６ａと、この突出壁１６ａに連続してアウタフランジ１４の車体内側表面１４ａに向かって広がるテーパ状の円周壁（外周壁）１６ｂとを有している。

図４は前記センタピラーインナパネル２０の概略平面図である。このセンタピラーインナパネル２０は、前記サイドフレームアウタパネル１０のうち前記フロント開口部１１とリア開口部１２との間の部分に取り付けられて、センタピラー（いわゆるＢピラー）を構成するものである。このセンタピラーインナパネル２０には、前記アウタフランジ１４と対応する位置に、フランジ２４（以下、インナフランジ２４と言う）が形成されている。

前記インナフランジ２４の車体外側表面（被接合部）２４ａは、前記アウタフランジ１４の第１接合部Ａ１と対応する位置に設定された第１被接合部Ｂ１と、前記アウタフランジ１４の第２接合部Ａ２と対応する位置に設定された第２被接合部Ｂ２とからなる。

前記インナフランジ２４のうち前記各第１被接合部Ｂ１には、図４のＶ−Ｖ線断面図である図５に示すように、その車体外側表面２４ａと車体内側表面２４ｂとを貫通する貫通孔２６がそれぞれ形成されている。この貫通孔２６は、各第１被接合部Ｂ１の中央に設けられている。

前記サイドフレームアウタパネル１０と前記センタピラーインナパネル２０とは、図１７等に示すように、前記アウタフランジ１４の第１接合部Ａ１と前記インナフランジ２４の第１被接合部Ｂ１とが接着剤４で接着され、前記アウタフランジ１４の第２接合部Ａ２と前記インナフランジ２４の第２被接合部Ｂ２とが接着剤４で接着されることで互いに接合される。

本接合組立品の製造方法では、前記接着剤４に連鎖型の接着剤を用いて前記サイドフレームアウタパネル１０とセンタピラーインナパネル２０との接合を実施する。具体的には、この接着剤４として、光重合性樹脂（主としてエポキシ樹脂、特に好ましくは脂環式エポキシ樹脂）、光・熱重合開始剤（芳香族スルホニウム塩等）、および光重合開始剤（スルホニウム塩等）を主成分とする樹脂組成物であって、紫外線、電子線、Ｘ線、赤外線、太陽光線、可視光線、レーザビーム（エキシマレーザ、ＣＯ_２、レーザ等）、熱線（放射や輻射熱等）等のエネルギー線、或いは熱等の所定量のエネルギーが付与されることによって、その内部にカチオンと硬化反応熱とを積極的に発生させ、これらカチオンと硬化反応熱とによって、連鎖的に硬化反応するものを用いる。

また、本実施形態では、図６に示すような製造装置１００を用いて前記接合を実施する。この製造装置１００は、前記サイドフレームアウタパネル１０と前記センタピラーインナパネル２０とを搬送する搬送ラインＬと、前記搬送ラインＬに沿って設けられる２つの作業ステーション（第１作業ステーションＳ１、第２作業ステーションＳ２）とを有している。前記搬送ラインＬは、前記サイドフレームアウタパネル１０を搬送するための第１搬送ラインＬ１と前記センタピラーインナパネル２０を搬送するための第２搬送ラインＬ２とからなる。前記第１作業ステーションＳ１には、接着剤塗布装置（接着剤配置手段）１１０と、第１固定装置（第１固定手段）４０と、ＵＶ照射装置１３０（第１硬化手段）が設けられている。前記第２作業ステーションＳ２には、第２固定装置１４０と、高周波供給装置３４とが設けられている。

前記接着剤塗布装置１１０は、前記接着剤４を前記サイドフレームアウタパネル１０に塗布するためのものである。この接着剤塗布装置１１０は、図７に示すように、図略のタンクに貯留されている接着剤４を吐出するノズル１１２と、前記接着剤４を前記ノズル１１２に導くホース１１４と、前記ノズル１１２を駆動する駆動ロボット１１５とを有している。

前記第１固定装置４０は、後述する第１固定工程において前記サイドフレームアウタパネル１０と前記センタピラーインナパネル２０とを互いに固定するためのものである。この第１固定装置４０は、図８に示すように、載置台４１と、複数のクランプ装置４３とを備えている。前記載置台４１は、前記サイドフレームアウタパネル１０等を載置するためのものであり、前記各クランプ装置４３と対応する位置にそれぞれ上方に突出する載置部４２を有している。前記クランプ装置４３は、前記各載置部４２との間で前記サイドフレームアウタパネル１０と前記センタピラーインナパネル２０とを重ね合わせたものを狭圧するものであり、押圧部材４３ａを備えている。この押圧部材４３ａは、図略のトグル機構により図８に示す開放姿勢と図１０に示すクランプ姿勢との間で回動可能に構成されており、前記クランプ姿勢をとることで、前記載置部４２との間で前記サイドフレームアウタパネル１０と前記センタピラーインナパネル２０とを狭圧する。本実施形態では、前記押圧部材４３ａは熱伝導性を有する金属からなる。

前記ＵＶ照射装置１３０は前記接着剤４に紫外線を照射するためのものである。このＵＶ照射装置１３０としては、紫外線を照射可能な周知の装置を用いればよく、その詳細については省略する。

前記第２固定装置１４０は、後述する第２固定工程において前記サイドフレームアウタパネル１０と前記センタピラーインナパネル２０とを互いに固定するためのものである。この第２固定装置１４０は、図１３に示すように、前記第１固定装置４０と同様に、複数の載置部１４２を有する載置台１４１と、押圧部材１４３ａをそれぞれに有する複数のクランプ装置１４３とを備えている。そして、この第２固定装置１４０は、前記押圧部材１４３ａが図１４に示すクランプ姿勢をとることで、この押圧部材１４３ａと前記載置部１４２との間で前記サイドフレームアウタパネル１０と前記センタピラーインナパネル２０とを狭圧する。

ただし、前記第２固定装置１４０には、前記第１固定装置４０と異なり、一部の載置部１４２上に位置決め加熱ピン３２が設けられている。この位置決め加熱ピン３２は、前記アウタフランジ１４の突出部１６と嵌合して、前記押圧部材１４３ａとの間で前記サイドフレームアウタパネル１０と前記センタピラーインナパネル２０とを狭圧するとともに、前記突出部１６を加熱するためのものである。

前記位置決め加熱ピン３２は、図１３および図１６に示すように、前記突出部１６と嵌合可能な略円柱形を有しており、円形の先端面３２ａと、この先端面３２ａに連続するテーパ面３２ｂとを備えている。前記先端面３２ａは、水平方向に延びており、前記突出部１６と嵌合した状態で前記突出部１６の突出壁１６ａに面接触する。この位置決め加熱ピン３２は、銅等の熱伝導率の高い導電性部材からなり、前記突出部１６と嵌合した状態で後述する高周波供給装置３４により加熱されることで、前記突出部１６にエネルギーを付与する。

前記高周波供給装置３４は、前記位置決め加熱ピン３２を加熱するためのものである。この高周波供給装置３４は、高周波発生装置３４ａとコイル３４ｂとからなる。前記コイル３４ｂは前記位置決め加熱ピン３２の周囲に巻回している。前記高周波発生装置３４ａは、高周波電流を発生させる既知の装置であり、前記位置決め加熱ピン３２は、この高周波発生装置３４ａにより前記コイル３４ｂに高周波電流が付与されることで所定の温度に加熱される。

ここで、前記高周波供給装置３４と前記第２固定装置１４０のうち、前記位置決め加熱ピン３２とこの位置決め加熱ピン３２と対応する前記押圧部材１４３とが、請求項における第２固定手段として機能する。

前記のように構成された製造装置１００を用いた本接合組立品の製造方法は、次の各工程を含む。

１）載置工程
この工程は、前記サイドフレームアウタパネル１０を前記第１固定装置４０の載置部４１上に載置する工程である。

この工程では、まず、前記搬送ラインＬ１により上流から搬送されてきた前記サイドフレームアウタパネル１０を前記第１作業ステーションＳ１に搬送する。そして、前記サイドフレームアウタパネル１０を前記第１固定装置４０の載置部４２上に載置する。具体的には、図１７に示すように、各載置部４２が前記アウタフランジ１４の第１接合部Ａ１の両端に位置するように載置する。

２）接着剤配置工程
この工程は、前記サイドフレームアウタパネル１０と前記センタピラーインナパネル２０との間に前記接着剤４を配置する工程である。

この工程では、前記サイドフレームアウタパネル１０に接着剤４を塗布する。具体的には、図７および図９に示すように、前記接着剤塗布装置１１０の駆動ロボット１１５を駆動させて、前記ノズル１１２から、前記接着剤４を、前記アウタフランジ１４の車体内側表面１４ａ上に吐出していく。

次に、前記搬送ラインＬ１により上流から搬送されてきた前記センタピラーインナパネル２０を、前記第１作業ステーションＳ１へ取り出す。そして、図１０に示すように、このセンタピラーインナパネル２０を、前記インナフランジ２４の車体外側表面２４ａと前記アウタフランジ１４の車体内側表面１４ａとの間で前記接着剤４を挟み込むようにして、前記サイドフレームアウタパネル１０の上に載置する。

このようにして、本工程では、前記アウタフランジ１４とインナフランジ２４との間に接着剤４が配置される。

３）第１固定工程
この工程は、前記第１固定装置４０により前記サイドフレームアウタパネル１０と前記センタピラーインナパネル２０とを互いに固定する工程である。

この工程では、前記第１固定装置４０の押圧部材４３ａをクランプ姿勢に回動させる。そして、この押圧部材４３ａと前記載置部４２との間で前記サイドフレームアウタパネル１０のアウタフランジ１４と前記センタピラーインナパネル２０のインナフランジ２４とを挟圧する。これにより、図１２および図１７に示すように、前記アウタフランジ１４の第１接合部Ａ１の両端部と前記インナフランジ２４の第１被接合部Ｂ１の両端部とは互いに固定される。

本実施形態では、図１７等に示すように、前記アウタフランジ１４の突出部１６の突出壁１６ａと前記インナフランジ２４の車体外側表面２４ａとが互いに面接触するまで、前記アウタフランジ１４と前記インナフランジ２４とを近接する方向に挟圧し、前記アウタフランジ１４と前記インナフランジ２４との距離、ひいては、これらの間に挟みこまれた前記接着剤４の厚さを、この突出部１６の高さ（図１７のｄ）とする。

ここで、前記のような連鎖反応型の接着剤４を用いる場合には、この接着剤４の厚みの管理が重要となる。すなわち、接着する部材間に配置された接着剤４の厚みが厚過ぎる場合には、接着強度（せん断強度）が低下するおそれがあり、前記厚みが薄すぎる場合には、接着剤４の連鎖反応を維持するための熱量を確保できなくなるおそれがある。これに対して、本実施形態では、前述のように、前記突出壁１６ａと前記インナフランジ２４の車体外側表面２４ａとの当接させており、前記アウタフランジ１４と前記インナフランジ２４との間の接着剤４の厚みを均一にすることができるとともに、この接着剤４の厚みを前記突出部１６の高さで容易に管理することができ、前記接着強度の低下等を回避することができる。例えば、本実施形態では、前記アウタフランジ１４とインナフランジ２４の各厚みを０．８ｍｍに設定し、前記突出部１６の高さｄを０．５ｍｍに設定して、前記接着剤４の厚みをこの０．５ｍｍとしている。

４）第１硬化工程
この工程は、前記接着剤４のうち前記アウタフランジ１４の第１接合部Ａ１と前記インナフラン時２４の第１被接合部Ｂ１との間に配置された接着剤４を硬化させて、この第１接合部Ａ１と第１被接合部Ｂ１とを接合する工程である。

この工程では、図１１に示すように、前記車体前記ＵＶ照射装置１３０により、前記サイドフレームアウタパネル１０と前記センタピラーインナパネル２０とが前記クランプ１２０で挟持されたものに紫外線を照射する。具体的には、前記紫外線を前記インナフランジ２４の第１被接合部Ｂ１に形成された貫通孔２６の内側に照射して、この貫通孔２６にて露出している前記接着剤４に紫外線を照射する。紫外線が照射された接着剤４はその内部にカチオンと硬化反応熱とを発生させつつ硬化を開始する。そして、前記硬化反応熱の伝播に伴い、接着剤４は前記貫通孔２６付近を中心として連鎖的に硬化していく。

ただし、前記貫通孔２６が形成された第１被接合部Ｂ１と前記第１接合部Ａ１との両端には、熱伝導性を有する前記押圧部材４３が圧接されている。そのため、この押圧部材４３によって前記硬化反応熱が奪われる結果、図１７に示すように、前記貫通孔２６付近において開始した接着剤４の連鎖的な硬化反応は押圧部材４３の圧接位置すなわち前記第１被接合部Ｂ１と第１接合部Ａ１の両端部にて停止する。

このようにして、本工程において、前記アウタフランジ１４と前記インナフランジ２４のうち、前記第１接合部Ａ１と前記第１被接合部Ｂ１とが接合される。特に、本実施形態では、前記第１被接合部Ｂ１の中央に設けられた前記貫通孔２６付近から接着剤４の硬化を開始させており、この第１接合部Ａ１と第１被接合部Ｂ１との間において前記接着剤４の硬化反応の終端までの距離を短く抑えることができ、硬化反応をより確実に連鎖させてこれら第１接合部Ａ１と第１被接合部Ｂ１の接合強度を確保することができる。

ここで、前述のように、前記接着剤４は順次硬化していっており硬化場所によってその硬化時期が異なる。そのため、接着剤４の硬化収縮に伴う歪によって前記サイドフレームアウタパネル１０と前記センタピラーインナパネル２０とがずれを起こす場合がある。しかしながら、本工程では、前記第１接合部Ａ１と第１被接合部Ｂ１との両端が互いに固定された状態で前記硬化が実施されるので、前記サイドフレームアウタパネル１０と前記センタピラーインナパネル２０との変形は抑制され、前記ずれ量を小さく抑えることができる。

本工程の終了後は、前記第１接合部Ａ１と第１被接合部Ｂ１とが互いに接合された前記サイドフレームアウタパネル１０と前記センタピラーインナパネル２０とを前記搬送ラインＬ２に戻す。

５）第２固定工程
この工程は、前記第２固定装置１４０により前記サイドフレームアウタパネル１０と前記センタピラーインナパネル２０とを互いに固定する工程である。

この工程では、まず、前記サイドフレームアウタパネル１０と前記センタピラーインナパネル２０とが接合されたものを、前記搬送ラインＬ２から、前記第１作業ステーションＳ１の下流に設けられた第２作業ステーションＳ２に搬送する。そして、前記サイドフレームアウタパネル１０と前記センタピラーインナパネル２０とが接合されたものを前記アウタフランジ１４が下側になるようにして前記第２固定装置１４０の載置部１４１上に載置する。具体的には、図１８等に示すように、前記アウタフランジ１４の突出部１６に前記位置決め加熱ピン３２が嵌合するように、かつ、この位置決め加熱ピン３２が設けられた載置部１４２に隣接する載置部１４２上に、前記インナフランジ２４の前記貫通孔２６が形成された部分が位置するように載置する。この状態において、前記位置決め加熱ピン３２の先端面３２ａは、前記突出部１６の突出壁１６ａと面接触する。

次に、前記第２固定装置１４０の押圧部材１４３ａをクランプ姿勢に回動させる。そして、この押圧部材１４３ａと前記載置部１４２との間で前記アウタフランジ１４と前記インナフランジ２４とを挟圧する。これにより、前記アウタフランジ１４と前記インナフランジ２４とは、前記第２接合部Ａ２の中央と前記第２被接合部Ｂ２の中央とにおいて互いに固定されるとともに、前記第１接合部Ａ１の中央と前記第１被接合部Ｂ１の中央とにおいて互いに固定される。

６）第２硬化工程
この工程は、前記アウタフランジ１４の第２接合部Ａ２と前記インナフランジ２４の第２被接合部Ｂ２との間に配置された接着剤４を硬化させて、この第２接合部Ａ２と第２被接合部Ｂ２とを接合する工程である。

この工程では、前記高周波発生装置３４ａを作動させて前記コイル３４ｂに高周波電流を発生させ、前記位置決め加熱ピン３２を加熱する。前述のように、この位置決め加熱ピン３２はその先端面３２ａにおいて前記突出部１６の突出壁１６ａと面接触しており、位置決め加熱ピン３２が加熱されると前記突出部１６は加熱される。そして、この突出部１６を介してこの突出部１６周りの接着剤４に熱が入力される。熱が入力された接着剤４は、前記第１硬化工程と同様に、その内部にカチオンと硬化反応熱とを発生させつつ硬化を開始し、この硬化反応熱の伝播に伴い前記突出部１６２６付近を中心として連鎖的に硬化していく。ここで、前記高周波発生装置３４ａは、前記接着剤４の硬化が開始するような温度に前記突出部１６が加熱されるよう、前記位置決め加熱ピン３２に電流を加える。

このようにして、本工程では、前記第１接合部Ａ１の中央と前記第１被接合部Ｂ１の中央とに圧接された押圧部材１４３ａによって熱が奪われるまで前記硬化反応熱が伝播していき、この前記第１接合部Ａ１の中央と前記第１被接合部Ｂ１の中央とで挟まれた領域に配置されている接着剤４が硬化する。より詳細には、前記第１工程において、前記第１接合部Ａ１と前記第１被接合部Ｂ１とに配置された接着剤４は既に硬化しているため、本工程では、前記サイドフレームアウタパネル１０と前記センタピラーインナパネル２０のうち、前記第２接合部Ａ２と前記第２被接合部Ｂ２とに配置された接着剤４が硬化し、これら第２接合部Ａ２と前記第２被接合部Ｂ２とが接合される。特に、前記接着剤４の硬化反応は、前記第２接合部Ａ２と第２被接合部Ｂ２の中央部分から開始しており、この前記第２接合部Ａ２と第２被接合部Ｂ２との間の領域において、前記接着剤４の前記接着剤４の硬化反応の終端までの距離は短く抑えられている。そのため、接着剤４の硬化反応はより確実に連鎖していき、これら第２接合部Ａ２と第２被接合部Ｂ２の接合強度は確保される。

ここで、前記第２接合部Ａ２と第２被接合部Ｂ２との両端は、既に前記第１硬化工程における前記第１接合部Ａ１と第１被接合部Ｂ１との接合により固定されている。そのため、本工程では、前記第２接合部Ａ２と第２被接合部Ｂ２とに配置された接着剤４の硬化が、その両端が固定された状態で実施される結果、前記接着剤４の硬化に伴う前記サイドフレームアウタパネル１０と前記センタピラーインナパネル２０とのずれ量は小さく抑えられることになる。特に、本方法では、前記第２接合部Ａ２と前記第２被接合部Ｂ２との中央部を互いに固定した状態で接着剤４の硬化を行なっており、より確実に前記ずれ量を小さくすることができる。また、前記位置決め加熱ピン３２によって前記第２接合部Ａ２と前記第２被接合部Ｂ２とを固定しつつこれらの間の接着剤４を加熱しており、別途これら第２接合部Ａ２と第２被接合部Ｂ２とを固定するための部材を取り付ける場合に比べて、この固定するための部材により付与した熱または反応熱が奪われるのを抑制することができ効率よく接着剤４を加熱することができる。

以上のように、本接合組立品の製造方法では、前記接着剤４の硬化収縮に伴う前記サイドフレームアウタパネル１０および前記センタピラーインナパネル２０の局所的な変形やずれを抑制しつつ、これらサイドフレームアウタパネル１０とセンタピラーインナパネル２０とをより確実に接合することができる。

ここで、前記接着剤４の具体的構成は前記に限らない。例えば、固形の接着剤や、液状の接着剤を用い、これらを前記サイドフレームアウタパネル１０とセンタピラーインナパネル２０との間に塗布あるいは充填等してもよい。

また、前記サイドフレームアウタパネル１０と前記センタピラーインナパネル２０同士を固定するための具体的方法は前記のような押圧部材４３等を用いる方法に限らない。

また、前記突出部１６の具体的構造は前記に限らない。

また、前記位置決め加工ピン３２の具体的構造は前記に限らない、ただし、この位置決め加工ピン３２に、前記アウタフランジ１４の突出部１６の突出壁１６ａに面接触する先端面３２ａを設けておけば、この面接触により位置決め加工ピン３２を前記突出部１６に容易に位置決めすることができる。また、この先端面３２ａから前記突出部１６に効率よく熱を伝達させることができる。

また、前記第１硬化工程の具体的方法は前記に限らない。例えば、前記第１硬化工程において、前記インナフランジ２４の貫通孔２６に前記位置決め加工ピン３２を接触させ、この位置決め加工ピン３２により前記貫通孔２６付近の接着剤４を加熱するようにしてもよい。さらに、前記貫通孔２６の代わりに、前記インナフランジ２４に前記突出部２６と同様のものを形成し、この突出部２６に対して前記位置決め加工ピン３２により前記接着剤４を加熱してもよい。

また、本発明は、前記のように２つの部材（サイドフレームアウタパネル１０とセンタピラーインナパネル２０）を接合する場合だけでなく、例えば、３つ若しくはそれ以上の部材を接合する場合にも適用可能である。

本発明に係る接合組立品の製造方法を適用するサイドフレームアウタパネルの概略平面図である。図１の領域ＩＩの拡大斜視図である。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。本発明に係る接合組立品の製造方法を適用するセンタピラーインナパネルの概略平面図である。図４のＶ−Ｖ線断面図である。本発明に係る接合組立品の製造装置の概要を示す図である。本発明に係る接合組立品の製造装置における接着剤塗布装置の概要を示す図である。本発明に係る接合組立品の製造装置における第１固定装置の概要を示す図である。本発明に係る接合組立品の製造方法における接着剤塗布工程の様態を示す説明図である。本発明に係る接合組立品の製造方法における第１固定工程の様態を示す説明図である。本発明に係る接合組立品の製造方法における第１硬化工程の様態を示す説明図である。本発明に係る接合組立品の製造方法における第１固定工程の様態を示す説明図である。本発明に係る接合組立品の製造装置における第２固定装置の概要を示す図である。本発明に係る接合組立品の製造方法における第２硬化工程の様態を示す説明図である。本発明に係る接合組立品の製造方法における第２固定工程の様態を示す説明図である。本発明に係る接合組立品の製造装置における高周波供給装置の概要を示す図である。図１０のＸ−Ｘ線断面図である。図１１のＸＩ−ＸＩ線断面図である。

符号の説明

４接着剤
１０センタピラーインナパネル（接着部材）
１４アウタフランジ
１４ａアウタフランジの車体内側表面（接合部）
１６突出部（凸部）
１６ａ突出壁
１６ｂ円周壁（外周壁）
２０サイドフレームアウタパネル（被接着部材）
２４インナフランジ
２４ａインナフランジの車体外側表面（接合部）
４０第１固定装置（第１固定手段）
１００製造装置
１１０接着剤塗布装置（接着剤配置手段）
１３０ＵＶ照射装置（第１硬化手段）

Claims

接着部材の接合部と被接着部材の接合部との間に接着剤を介在させ、前記接着剤の硬化によって前記接着部材と前記被接着部材とを接合する接合組立品の製造方法であって、
前記接着部材の接合部は、特定の方向に沿って互いに離間する複数の第１接合部と、当該第１接合部間に位置する第２接合部とを有し、
前記被接着部材の接合部は、前記各第１接合部にそれぞれ接合される第１被接合部と、前記第２接合部に接合される第２被接合部とを有し、
前記接着剤として、外部から一部に付与されたエネルギーによって内部エネルギーを自己発生させつつ硬化するとともに、当該内部エネルギーが自己発生した部位に隣接する部分がこの内部エネルギーを受けてさらに内部エネルギーを自己発生させつつ硬化反応を起こすことにより連鎖的に硬化していく連鎖反応型の接着剤を用い、前記接着部材の接合部と被接着部材の接合部との間に前記接着剤を配置する接着剤配置工程と、
前記接着剤配置工程の後に実施されて、前記接着部材と前記被接着部材とを互いに固定可能な第１固定手段を用い、前記各第１接合部と当該各第１接合部に対応する前記各第１被接合部の前記特定方向の両端部同士をそれぞれ固定する第１固定工程と、
前記第１固定工程の後に実施されて、前記各第１接合部と前記各第１被接合部との間に配置された接着剤にそれぞれエネルギーを付与し、当該各第１接合部と各第１被接合部との間に配置された接着剤をそれぞれ硬化させる第１硬化工程と、
前記接着剤配置工程の後に実施されて、前記接着部材と前記被接着部材とを互いに固定可能であるとともに、この固定した接着部材と被接着部材との間にエネルギーを付与可能な第２固定手段を用い、前記第２接合部と前記第２被接合部の前記特定方向の略中央部同士を固定する第２固定工程と、
前記第１硬化工程の後に実施されて、前記第２接合部と前記第２被接合部との間に配置された接着剤に前記第２固定手段によりエネルギーを付与し、前記第２接合部と前記第２被接合部との間に配置された接着剤を硬化させる第２硬化工程とを備えることを特徴とする接合組立品の製造方法。
請求項１に記載の接合組立品の製造方法であって、
前記第１硬化工程では、前記各第１接合部と前記各第１被接合部との間に配置された接着剤の前記特定方向の略中央部に前記エネルギーを付与することを特徴とする接合組立品の製造方法。
請求項１または２に記載の接合組立品の製造方法であって、
前記接着部材の接合部に、前記第２接合部が複数形成されているとともに、前記被接着部材の接合部に、前記第２被接合部が複数形成されていることを特徴とする接合組立品の製造方法。
請求項１〜３のいずれかに記載の接合組立品の製造方法であって、
前記接着部材は、前記第２接合部の前記特定方向の略中央部に当該第２接合部の表面から突出する凸部を有し、
前記第１固定工程では、前記凸部の突出端部と前記第２被接合部とが互いに当接するように、前記各第１接合部と前記各第１被接合部とをそれぞれ固定し、
前記第２固定工程では、前記凸部の突出端部と前記第２被接合部とが互いに当接するように、当該凸部と前記第２被接合部とを固定し、
前記第２硬化工程では、前記第２固定手段により前記凸部を加熱することで、前記第２接合部と前記第２被接合部との間に配置された接着剤を、当該接着剤の連鎖的な硬化が開始する温度に加熱することを特徴とする接合組立品の製造方法。
請求項４に記載の接合組立品の製造方法であって、
前記凸部は、その突出端部に設けられた突出壁と、当該突出壁の外周に連続して前記第２接合部の表面に向かって延びる外周壁とを有し、
前記第２固定手段は、前記突出壁に面接触する先端面を有し、
前記第２固定工程は、前記第２固定手段を、その前記先端面が前記突出壁と面接触するように前記凸部に嵌合させる工程を含むことを特徴とする接合組立品の製造方法。
請求項１〜５のいずれかに記載の接合組立品の製造方法であって、
前記接着部材と前記被接着部材とを搬送する搬送ラインを用い、この搬送ラインに沿って設けられた第１作業ステーションにて前記第１硬化工程を実施し、前記搬送ラインに沿って前記第１作業ステーションより下流に設けられた第２作業ステーションにて前記第２硬化工程を実施することを特徴とする接合組立品の製造方法。
接着部材の接合部と被接着部材の接合部との間に接着剤を介在させ、前記接着剤の硬化によって前記接着部材と被接着部材とを接合する接合組立品の製造装置であって、
前記接着部材の接合部は、特定の方向に沿って互いに離間する複数の第１接合部と、当該第１接合部間に位置する第２接合部とを有し、
前記被接着部材の接合部は、前記各第１接合部にそれぞれ接合される第１被接合部と、前記第２接合部に接合される第２被接合部とを有し、
外部から一部に付与されたエネルギーによって内部エネルギーを自己発生させつつ硬化するとともに、当該内部エネルギーが自己発生した部位に隣接する部分がこの内部エネルギーを受けてさらに内部エネルギーを自己発生させつつ硬化反応を起こすことにより連鎖的に硬化していく連鎖反応型の接着剤を、前記接着部材の接合部と被接着部材の接合部との間に配置する接着剤配置手段と、
前記接着剤配置手段による前記接着剤の配置後において、前記各第１接合部と当該各第１接合部に対応する前記各第１被接合部の前記特定方向の両端部同士をそれぞれ固定する第１固定手段と、
前記第１固定手段による前記固定後において、前記各第１接合部と前記各第１被接合部との間に配置された接着剤にそれぞれエネルギーを付与し、当該各第１接合部と各第１被接合部との間に配置された接着剤をそれぞれ硬化させる第１硬化手段と、
前記接着剤配置手段による前記接着剤の配置後において、前記第２接合部と前記第２被接合部の前記特定方向の略中央部同士を固定する第２固定手段とを備え、
前記第２固定手段は、前記第１硬化手段による前記接着剤の硬化後において、前記第２接合部と前記第２被接合部との間に配置された接着剤にエネルギーを付与し、当該第２接合部と第２被接合部との間に配置された接着剤を硬化させることを特徴とする接合組立品の製造装置。
請求項７に記載の接合組立品の製造装置であって、
前記第１硬化手段は、前記各第１接合部と前記各第１被接合部との間に配置された接着剤の前記特定方向の略中央部にそれぞれ前記エネルギーを付与することを特徴とする接合組立品の製造装置。
請求項７または８に記載の接合組立品の製造装置であって、
前記接着部材は、前記第２接合部の前記特定方向の略中央部に当該第２接合部の表面から突出する凸部を有し、
前記第１固定手段は、前記凸部の突出端部と前記第２被接合部とが互いに当接する状態で前記各第１接合部と前記各第１被接合部とをそれぞれ固定し、
前記第２固定手段は、前記凸部の突出端部と前記第２被接合部とが互いに当接する状態で前記凸部と前記第２被接合部とを固定するとともに、前記第２接合部と前記第２被接合部との間に配置された接着剤の温度が当該接着剤の連鎖的な硬化が開始する温度となるように前記凸部を加熱することを特徴とする接合組立品の製造装置。
請求項９に記載の接合組立品の製造装置であって、
前記凸部は、その突出端部に設けられた突出壁と、当該突出壁の外周に連続して前記第２接合部の表面に向かって延びる外周壁とを有し、
前記第２固定手段は、前記凸部と嵌合可能な形状を有するとともに、当該凸部と嵌合した状態で前記凸部の突出壁に面接触する先端面を有することを特徴とする接合組立品の製造装置。
請求項７〜１０のいずれかに記載の接合組立品の製造装置であって、
前記接着部材と前記被接着部材とを搬送する搬送ラインと、
前記搬送ラインに沿って設けられるとともに、前記第１固定手段および前記第１硬化手段が設置されて、前記第１固定手段により前記各第１接合部と当該各第１接合部に対応する前記各第１被接合部の前記特定方向の両端部同士がそれぞれ固定されるとともに、前記第１硬化手段により前記各第１接合部と前記各第１被接合部との間に配置された接着剤へのエネルギー付与が実施される第１作業ステーションと、
前記搬送ラインに沿って設けられるとともに、前記第２固定手段が設置されて、当該第２固定手段により前記第２接合部と前記第２被接合部との間に配置された接着剤へのエネルギー付与が実施される第２作業ステーションとを備え、
前記第２作業ステーションが前記第１作業ステーションより下流に設けられていることを特徴とする接合組立品の製造装置。