车辆构件接合结构及车辆构件接合方法与流程

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车辆构件接合结构及车辆构件接合方法与流程

本发明涉及车辆构件接合结构及车辆构件接合方法。



背景技术:

日本专利申请公开(JP-A)第2013-208861号公开了如下结构:作为将由金属制成的构件(金属构件)与由树脂制成的构件(树脂构件)接合的接合结构,在所述结构中,由金属制成的框架构件与由CFRP(碳纤维增强树脂复合材料)制成的FRP板通过螺栓紧固在一起。而且,公开了如下技术:在所述技术中,由金属制成的加强板通过粘合剂接合到FRP板上,并且通过改变加强板与FRP板之间的粘合的表面面积而调整接合强度。另一方面,日本专利申请公开第2004-130986号公开了如下结构:在所述结构中,由铝合金制成的车顶板经由树脂层接合到由钢制成的侧构件外面板上。而且,公开了如下技术:在所述技术中,通过使用作为树脂层的拉伸剪切强度小于或等于2MPa的树脂层,减轻了在制造车辆的工序中在加热时在接合部发生的热应变。



技术实现要素:

然而,日本专利申请公开第2013-208861号公开的技术没有考虑在车辆的制造工序等中加热时的线膨胀差(框架构件的线膨胀与FRP板的线膨胀之差)。因此,存在由于线膨胀差而可能在框架构件和FRP板的接合处发生热应变的可能性。另一方面,在日本专利申请公开第2004-130986号公开的技术中,仅设定了树脂层的拉伸剪切强度,并因此在钢侧构件外面板与车顶板的线膨胀差大的情况下,存在粘合剂可能脱落的可能性。

考虑到上述情况,本发明的目的在于提供如下的车辆构件接合结构及车辆构件接合方法:在金属构件与树脂构件通过粘合剂接合的结构中,能够在抑制因金属构件与树脂构件的线膨胀差而产生的热应变的同时,在加热时使金属构件与树脂构件的接合状态保持良好。

关于第一方案的车辆构件接合结构具有:金属构件,其构成车辆构件;树脂构件,其接合至所述金属构件;以及粘合剂,其设置在所述金属构件与所述树脂构件之间并将所述金属构件和所述树脂构件接合,并且所述粘合剂的弹性模量低于所述金属构件和所述树脂构件的弹性模量,并且当在涂覆后的干燥工序中加热时所述金属构件与所述树脂构件的线膨胀差为ΔL时,所述粘合剂的厚度T0与所述粘合剂的端面的长度T1满足如下关系表达式:

[数学表达式1]

<mrow> <msubsup> <mi>T</mi> <mn>1</mn> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>=</mo> <msubsup> <mi>T</mi> <mn>0</mn> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>+</mo> <msup> <mi>&Delta;L</mi> <mn>2</mn> </msup> </mrow>

在关于第一方案的车辆构件接合结构中,粘合剂设置在金属构件与树脂构件之间,并且金属构件与树脂构件通过该粘合剂接合在一起。在此,粘合剂的弹性模量低于金属构件的弹性模量和树脂构件的弹性模量。因此,当金属构件和树脂构件被加热时,粘合剂根据金属构件与树脂构件的线膨胀差而弹性变形,从而能够抑制因线膨胀差而导致的热应变。

而且,在涂覆后的干燥工序中加热时,粘合剂根据金属构件与树脂构件之间的相对移位而拉伸,以便满足上述关系表达式。因此,在金属构件与树脂构件被加热时,粘合剂根据因金属构件和树脂构件的线膨胀差而产生的相对移位而拉伸。由此,能够抑制在加热时粘合剂的脱落,并且能够使加热时的金属构件与树脂构件的接合状态保持良好。

在关于第二方案的车辆构件接合结构中,在第一方案中,第一通孔形成在所述金属构件中,并且第二通孔与所述第一通孔同轴地形成在所述树脂构件中,并且将所述金属构件和所述树脂构件紧固在一起的紧固构件插入穿过所述第一通孔和所述第二通孔,并且所述第一通孔和所述第二通孔中的至少一个与所述紧固构件之间的间隙大于所述线膨胀差。

在关于第二方案的车辆构件接合结构中,金属构件与树脂构件通过粘合剂接合并且通过紧固构件紧固在一起。由此,与金属构件和树脂构件仅通过粘合剂接合的结构相比,能够提高接合强度。

而且,第一通孔和第二通孔中的至少一个与紧固构件之间的间隙大于线膨胀差。因此,即使在金属构件与树脂构件在加热时因线膨胀差而相对移位的情况下,第一通孔与紧固构件之间的间隙,或者第二通孔与紧固构件之间的间隙成为容让部(relief portion)。结果,能够抑制热应变。

在关于第三方案的车辆构件接合结构中,在第二方案中,所述紧固构件具有杆部、第一头部和第二头部,所述杆部插入穿过所述金属构件和所述树脂构件,所述第一头部从所述杆部的一个端部沿着所述树脂构件延伸出并锚固在所述树脂构件上,所述第二头部从所述杆部的另一个端部沿着所述金属构件延伸出并锚固在所述金属构件上,并且当从所述紧固构件的轴向观看时所述金属构件与所述第二头部重叠的区域的表面面积大于当从所述紧固构件的轴向观看时所述树脂构件与所述第一头部重叠的区域的表面面积。

在关于第三方案的车辆构件接合结构中,金属构件与第二头部之间的接触表面面积大于树脂构件与第一头部之间的接触表面面积。在此,由于紧固构件的紧固力取决于与金属构件的接触表面面积,通过使金属构件与第二头部之间的接触表面面积大而能够提高紧固构件的紧固力。

在关于第四方案的车辆构件接合结构中,在第三方案中,所述粘合剂设置在所述杆部与所述金属构件之间以及所述杆部与所述树脂构件之间。

在关于第四方案的车辆构件接合结构中,粘合剂介于如下两方之间:一方是金属构件和树脂构件,另一方是紧固构件。由此,能够抑制金属构件和树脂构件与紧固构件接触。结果,即使在紧固构件由金属形成的情况下,也能够抑制金属构件与树脂构件的电腐蚀。

关于第五方案的车辆构件接合方法具有:将粘合剂涂覆至金属构件和树脂构件中的至少一个,所述粘合剂的弹性模量低于所述金属构件和所述树脂构件的弹性模量,并且根据因在涂覆后的干燥工序中加热时所述金属构件与所述树脂构件的线膨胀差而产生的相对移位而拉伸;在使形成在所述金属构件中的第一通孔和形成在所述树脂构件中的第二通孔彼此面对的状态下,将所述金属构件和所述树脂构件叠置并通过所述粘合剂将所述金属构件和所述树脂构件接合;以及将紧固构件插入穿过所述第一通孔和所述第二通孔,从而将所述金属构件与所述树脂构件紧固在一起。

在关于第五方案的车辆构件接合方法中,粘合剂被涂覆至金属构件和树脂构件中的至少一个。而且,金属构件与树脂构件通过粘合剂接合。此外,紧固构件被插入穿过第一通孔和第二通孔,从而将金属构件与树脂构件紧固在一起。在此,如下的粘合剂被用作粘合剂:其弹性模量比金属构件和树脂构件的弹性模量低,且根据因在涂覆后的干燥工序中加热时金属构件与树脂构件的线膨胀差而产生的相对移位而拉伸。由此,能够抑制因金属构件与树脂构件的线膨胀差产生的热应变。而且,在金属构件与树脂构件被加热时,粘合剂根据因金属构件与树脂构件的线膨胀差而产生的相对移位而拉伸。由此,能够抑制在加热时粘合剂的脱落。

如上所述,关于第一方案的车辆构件接合结构具有如下良好的效果:在金属构件与树脂构件通过粘合剂接合的结构中,在抑制了因金属构件与树脂构件的线膨胀差而产生的热应变的同时,在加热时能够使金属构件与树脂构件的接合状态保持良好。

关于第二方案的车辆构件接合结构具有如下良好的效果:能够在抑制热应变的同时提高金属构件与树脂构件的接合强度。

关于第三方案的车辆构件接合结构具有如下良好的效果:能够提高紧固件的紧固力。

关于第四方案的车辆构件接合结构具有如下良好的效果:能够抑制金属构件与树脂构件的电腐蚀。

关于第五方案的车辆构件接合方法具有如下良好的效果:能够在抑制因金属构件与树脂构件的线膨胀差而产生的热应变的同时,在加热时使金属构件与树脂构件的接合状态保持良好。

附图说明

将基于以下附图对本发明的实施例进行详细描述,其中:

图1为示出关于实施例的车辆构件的立体图;

图2为以放大的方式示出沿图1的线2-2剖切的状态的剖面图;

图3为以放大的方式示出沿图1的线3-3剖切的状态的剖面图;

图4A为从车门槛内侧看图3中的铆钉的附图;

图4B为从树脂面板侧看图3中的铆钉的附图;

图5为示出金属构件与树脂构件通过粘合剂接合的振动模型的附图;

图6A为示出用于计算粘合剂的所需延伸率的模型的加热前的状态的附图;

图6B为示出用于计算粘合剂的所需延伸率的模型的加热时的状态的附图;

图7为对应图3并且示出关于实施例的车辆构件的第一变形例的附图;以及

图8为对应图3并且示出关于实施例的车辆构件的第二变形例的附图。

具体实施方式

下文参照附图对车辆构件接合结构的实施例进行描述。需要注意的是,在相应的附图中适当示出的箭头“前”(FR)指示组装有车辆构件的车辆的车辆前侧,箭头“上”(UP)指示车辆上侧,而箭头“外”(OUT)指示车辆横向方向外侧。而且,在接下来的描述中,当未特别说明时而使用纵向方向、竖直方向以及左右方向,这些方向指示车辆纵向方向的纵向、车辆竖直方向的竖直以及当面向前进方向时的左右。

(车辆构件接合结构)

如在图1中示出的,车辆构件构成为包括金属框架10和树脂面板12,所述金属框架10用作金属构件,并且如在平面图中看到的形成为大致矩形的框架形状,所述树脂面板12用作树脂构件,并且从车辆上侧组装至金属框架10。金属框架10为构成车辆构件的构件,并且具有沿着车辆纵向方向延伸的左右一对车门槛内部件14和沿着车辆横向方向连接车门槛内部件14的横向构件内部件16。

车门槛内部件14为由金属制成的构件,并且构成为包括面板安装部22、倾斜部18以及竖直壁部20,所述面板安装部22在剖视图中为大致L形并且定位在上部,所述倾斜部18定位在下部,所述竖直壁部20定位在面板安装部22与倾斜部18之间并将面板安装部22和倾斜部18连接。

倾斜部18在从上侧去向下侧的同时朝向车辆横向方向外侧倾斜。而且,下凸缘部18A从倾斜部18的下端部朝向车辆下侧延伸出。下凸缘部18A从倾斜部18的不是前端部和后端部的区域朝向车辆下侧延伸出,并且接合至未图示的车门槛外部件。

竖直壁部20设置在倾斜部18的上端部。竖直壁部20的沿着车辆纵向方向的长度形成为与倾斜部18的上端部的沿着车辆纵向方向的长度大致相同的长度,并且竖直壁部20从倾斜部18朝向车辆上侧延伸出。而且,一个车门槛内部件14的竖直壁部20与另一个车门槛内部件14的竖直壁部20大致平行。

面板安装部22设置在竖直壁部20的上端部。面板安装部22具有从竖直壁部20的上端部朝向车辆横向方向外侧延伸的水平部22A。而且,上凸缘部22B从水平部22A的车辆横向方向外侧端部朝向车辆上侧延伸出。所述上凸缘部22B接合至未图示的车门槛外部件。

车门槛内部件14如上所述地构成,并且当从车辆前侧观看时,车门槛内部件14的横截面形状形成为朝向车辆横向方向外侧开口的大致帽形。在剖视图中为朝向车辆横向方向内侧开口的大致帽形的未图示的车门槛外部件接合至车门槛内部件14的车辆横向方向外侧。具体地,车门槛内部件14的上凸缘部22B接合至车门槛外部件的上凸缘,而车门槛内部件14的下凸缘部18A接合至车门槛外部件的下凸缘。因此构成具有闭合截面的车门槛。

在此,左右一对车门槛内部件14布置成大致平行,并且这些车门槛内部件的前端部通过横向构件内部件16连接在一起。而且,车门槛内部件14的后端部也通过类似的横向构件内部件16连接在一起。在接下来的描述中,描述了在前侧处的横向构件内部件16的细节,但在后侧处的横向构件内部件16具有类似的结构。

将车门槛内部件14的前端部连接在一起的横向构件内部件16为由金属制成的构件。而且,横向构件内部件16构成为包括面板安装部28、倾斜部24以及竖直壁部26,所述面板安装部28在剖视图中为大致L形并且定位在上部,所述倾斜部24定位在下部,而所述竖直壁部26定位在面板安装部28与倾斜部24之间并将面板安装部28和倾斜部24连接。

倾斜部24在从上侧去向下侧的同时朝向车辆前侧倾斜。而且,下凸缘部24A从倾斜部24的下端部朝向车辆下侧延伸出。下凸缘部24A从倾斜部24的不是车辆横向方向两侧端部的区域朝向车辆下侧延伸出,并且接合至未图示的横向构件外部件。

竖直壁部26设置在倾斜部24的上端部。竖直壁部26沿着车辆横向方向形成与倾斜部24的上端部大致相同的长度,并且从倾斜部24朝向车辆上侧延伸出。而且,一个横向构件内部件16的竖直壁部26与另一个横向构件内部件16的竖直壁部26大致平行。

面板安装部28设置在竖直壁部26的上端部处。面板安装部28具有从竖直壁部26的上端部朝向车辆前侧延伸的水平部28A。上凸缘部28B从该水平部28A的车辆前侧端部朝向车辆上侧延伸出。该上凸缘部28B接合至未示出的横向构件外部件。

横向构件内部件16如上所述地构成,并且当从车辆横向方向观看时,横向构件内部件16的横截面形状形成为朝向车辆前侧开口的大致帽形。在剖视图中为朝向车辆后侧开口的大致帽形的未图示的横向构件外部件接合至横向构件内部件16的车辆前侧。具体地,横向构件内部件16的上凸缘部28B接合至横向构件外部件的上凸缘,而横向构件内部件16的下凸缘部24A接合至横向构件外部件的下凸缘。因此构成具有闭合截面的横向构件。

而且,横向构件内部件16的车辆右侧端部通过焊接或类似方式接合至布置在车辆右侧处的车门槛内部件14。横向构件内部件16的车辆左侧端部通过焊接或类似方式接合至定位在车辆左侧的车门槛内部件14。

需要注意的是,将车门槛内部件14的后端部连接在一起的横向构件内部件16形成为大致帽形且所述帽形的车辆后侧是开口的,并且横向构件内部件16通过焊接或类似方式分别接合至左右一对车门槛内部件14。因此构成框架形的金属框架10。

在此,车门槛内部件14的面板安装部22与横向构件内部件16的面板安装部28一体形成为框架的形状。而且,面板安装部22的水平部22A与面板安装部28的水平部28A构成连续的平坦表面,并且粘合剂30涂覆在该平坦表面上。稍后描述粘合剂30的细节。

通孔(第一通孔)28C形成在水平部22A和水平部28A中。当水平部22A和水平部28A被设想为连续的矩形框架形表面时,通孔28C分别形成在该表面的四个角落处以及四条侧边的中间部处。因此,八个通孔28C形成在水平部22A和水平部28A中。(在图1中,只示出了在对角线上的两个通孔28C。)

在此,树脂面板12从金属框架10的车辆上侧接合。树脂面板12由树脂形成,并且作为本实施例的一个示例,由CFRP(一种碳纤维增强树脂复合材料)形成。而且,树脂面板12形成为如从平面图中看到的大致矩形的板状。

此外,沿着板厚方向穿过的通孔(第二通孔)12A形成在树脂面板12的四个角落处。而且,通孔12A也分别形成在树脂面板12的四条侧边的中间部中。因此,八个通孔12A形成在树脂面板12中。树脂面板12经由粘合剂30接合至水平部22A和水平部28A。而且,用作紧固构件的铆钉32插入穿过形成在水平部22A和水平部28A中的通孔28C以及形成在树脂面板12中的通孔12A,并且通过这些铆钉32将金属框架10和树脂面板12机械地紧固。稍后描述铆钉32的细节。

图2示出了树脂面板12与车门槛内部件14的接合部被放大的剖面图。稍后描述树脂面板12与车门槛内部件14的这个接合部的结构。需要注意的是,由于树脂面板12与横向构件内部件16的接合部具有与图2的结构类似的结构,因此省略其说明。

粘合剂30设置在车门槛内部件14的面板安装部22与树脂面板12之间,并将车门槛内部件14的面板安装部22与树脂面板12接合。粘合剂30连续地设置在从树脂面板12的外周端部至水平部22A的后端部的区域处,并且面板安装部22与树脂面板12面接触。

在此,树脂面板12的外周端部被密封剂34覆盖。密封剂34沿着树脂面板12的外周端部连续地设置。由此,防止了水分从树脂面板12与面板安装部22之间渗透。以这种方式,防止了因树脂面板12与面板安装部22的腐蚀电位差而引起的电腐蚀。而且,类似地,防止了因树脂面板12与横向构件内部件16的面板安装部28的腐蚀电位差引起的电腐蚀。

在此,在本实施例中,环氧单液热固化型粘合剂被用作粘合剂30。而且,关于固化条件,温度被设定为170℃,并且时间被设定为20分钟。此外,使用了剪切强度被设定为1至5MPa的粘合剂。需要注意的是,粘合剂30并不限于此,而是可以使用其他粘合剂。例如,可以使用聚氨酯粘合剂或者合成橡胶粘合剂,或者可以使用改性有机硅粘合剂。而且,固化类型可以是双液热固化型或者常温固化型,或者可以是湿气固化型。此外,固化条件可以根据粘合剂而改变。例如,在常温固化粘合剂的情况下,温度可被设定为20℃并且时间可被设定为一天。

而且,粘合剂30具有如下特点:粘合剂30的弹性模量低于车门槛内部件14和树脂面板12的弹性模量,并且在涂覆后的干燥工序中加热时,粘合剂30根据由于车门槛内部件14(金属框架10)与树脂面板12的线膨胀差而产生的相对移位而拉伸。因此,在涂覆后的干燥工序中被加热至预定温度(例如,150℃至200℃)时,即使在树脂面板12与水平部22A由于它们的线膨胀差而相对地移位的情况下,粘合剂30弹性变形,并且通过拉伸而能够抑制热应变。需要注意的是,尽管在本实施例中使弹性模量为100MPa,但粘合剂并不限于此,而是可以使用具有甚至更低的弹性模量的粘合剂,并且可以使用具有1MPa的弹性模量的粘合剂。而且,在本实施例中,具有高于或等于215℃的耐热温度的粘合剂可用作粘合剂30。然而,粘合剂并不限于此,而是可以使用耐热温度低于215℃的粘合剂,只要所述粘合剂的耐热温度高于涂覆后的干燥炉的温度。

在此考虑能够抑制热应变的粘合剂30的优选条件。首先,在图5中示出的振动模型的基础上考虑粘合剂30的弹性模量。需要注意的是,附图中的KM和XM分别为金属构件的弹簧常量(弹性模量)以及金属构件在加热时的移位量。而且,附图中的KA和XA分别为粘合剂的弹簧常量(弹性模量)以及粘合剂加热时的移位量。此外,附图中的KP和XP分别为树脂构件的弹簧常量(弹性模量)以及树脂构件加热时的移位量。

当在加热时施加的力为F时,并且线膨胀差为ΔL,通过使用上述参数通过如下的方程式(1)和方程式(2)来表示F和ΔL。

[数学表达式2]

F=KMXM=KAXA=KPXP…(1)

[数学表达式3]

ΔL=XM+XA+XP…(2)

当将方程式(1)代入方程式(2)时得到如下方程式(3)。

[数学表达式4]

<mrow> <mi>&Delta;</mi> <mi>L</mi> <mo>=</mo> <msub> <mi>X</mi> <mi>A</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mfrac> <msub> <mi>K</mi> <mi>A</mi> </msub> <msub> <mi>K</mi> <mi>M</mi> </msub> </mfrac> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <mfrac> <msub> <mi>K</mi> <mi>A</mi> </msub> <msub> <mi>K</mi> <mi>P</mi> </msub> </mfrac> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mn>...</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

在此,为了在粘合剂处吸收线膨胀差ΔL,优选满足表达式ΔL≈XA。即,从上述方程式(3)能够理解,如果

[数学表达式5]

<mrow> <mfrac> <msub> <mi>K</mi> <mi>A</mi> </msub> <msub> <mi>K</mi> <mi>M</mi> </msub> </mfrac> <mo>&ap;</mo> <mn>0</mn> <mo>,</mo> <mfrac> <msub> <mi>K</mi> <mi>A</mi> </msub> <msub> <mi>K</mi> <mi>P</mi> </msub> </mfrac> <mo>&ap;</mo> <mn>0</mn> </mrow>

则粘合剂弹性变形并且可以有效地吸收线膨胀差ΔL。即,优选使粘合剂的弹簧常量KA远小于金属构件的弹簧常量KM以及树脂构件的弹簧常量KP。换言之,优选使粘合剂的弹性模量远低于金属构件的弹性模量以及树脂构件的弹性模量。使与本实施例有关的粘合剂30具有小于或等于金属框架10的弹性模量的1/1000以及树脂面板12的弹性模量的1/1000的弹性模量(100MPa)。

接下来参照图6的模型附图考虑粘合剂所需的延伸率。在此,图6示出了金属板102与树脂板100通过粘合剂104接合的模型附图的加热前后的状态。而且,尽管加热温度未特别限定,但在本实施例中假想了在车辆处涂覆后的干燥工序的温度(例如,180℃)。需要注意的是,为了便于说明,以夸大的方式描绘了粘合剂104的厚度。

如在图6(A)中示出的,在加热前的状态下,金属板102的端面与粘合剂104的一个端面是连续的,并且树脂板100的端面与粘合剂104的另一个端面是连续的。而且,粘合剂104的厚度为T0

如在图6(B)中示出的,在加热时,由于金属板102与树脂板100的线膨胀差,金属板102与树脂板100沿着与厚度方向正交的方向相对地移位了ΔL。而且,粘合剂104根据金属板102与树脂板100之间的相对移位而弹性变形,并且拉伸。

在此,粘合剂104的厚度(沿着与粘合表面正交的方向的厚度)为与加热前的状态下的厚度相同的T0。而且,当在粘合剂104的端面处沿着从金属板102去向树脂板100的方向的长度为端面的长度时,那么粘合剂104的端面的长度为T1。由此,建立如下的方程式(4)。

[数学表达式6]

<mrow> <msubsup> <mi>T</mi> <mn>1</mn> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>=</mo> <msubsup> <mi>T</mi> <mn>0</mn> <mn>2</mn> </msubsup> <mo>+</mo> <msup> <mi>&Delta;L</mi> <mn>2</mn> </msup> <mn>...</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>4</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

从上述方程式(4),粘合剂104所需的加热时的延伸率按照如下的方程式(5)。

[数学表达式7]

<mrow> <mfrac> <msub> <mi>T</mi> <mn>1</mn> </msub> <msub> <mi>T</mi> <mn>0</mn> </msub> </mfrac> <mo>=</mo> <msqrt> <mrow> <mn>1</mn> <mo>+</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mrow> <mi>&Delta;</mi> <mi>L</mi> </mrow> <msub> <mi>T</mi> <mn>0</mn> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mn>2</mn> </msup> </mrow> </msqrt> <mn>...</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

从上述内容,优选使用具有在上述方程式(3)中满足ΔL≈XA的延伸率的粘合剂。而且,使用具有满足上述方程式(5)的延伸率的粘合剂。

接下来描述铆钉32。如在图3中示出的,形成在树脂面板12中的通孔12A形成为与形成在车门槛内部件14的面板安装部22中的通孔28C同轴。即,通孔12A与通孔28C设置在沿着车辆竖直方向彼此相对的位置处。而且,在本实施例中,作为示例,通孔12A与通孔28C形成为大致相同的直径。铆钉32插入穿过通孔12A和通孔28C。

在紧固后的状态下,铆钉32具有杆部32B、第一头部32A以及第二头部32C。杆部32B形成为大致实心圆柱状并且所述实心圆柱状的轴向为车辆竖直方向,并且杆部32B插入穿过树脂面板12和水平部22A。而且,第一头部32A设置在杆部32B的上端部,并且形成为大致的扁平截头圆锥状,所述扁平截头圆锥的直径大于杆部32B的直径。第一头部32A的周端部的下表面与树脂面板12的顶表面抵接,并且树脂面板12由该第一头部32A锚固。

另一方面,第二头部32C设置在杆部32B的下端部处,并且形成为具有比杆部32B大的直径的大致的圆板状。而且,第二头部32C具有比第一头部32A大的直径。第二头部32C的周端部的上表面与水平部22A的底表面抵接,并且面板安装部22由该第二头部32C锚固。

而且,在本实施例中,杆部32B和形成在树脂面板12中的通孔12A之间的间隙形成为与杆部32B和形成在车门槛内部件14的面板安装部22中的通孔28C之间的间隙大致相同的尺寸。这些间隙形成为大于树脂面板12和面板安装部22(车门槛内部件14)的线膨胀差。

此外,如在图4中示出的,当从铆钉32的轴向观看时面板安装部22的水平部22A与第二头部32C重叠的区域(在图4(A)中用阴影标记的区域)的表面面积S1大于当从铆钉32的轴向观看时树脂面板12与第一头部32A重叠的区域(在图4(B)中用阴影标记的区域)的表面面积S2。

(车辆构件接合方法)

下面描述关于本实施例的车辆构件接合方法的示例。首先,如在图1中示出的,将粘合剂30涂覆至由金属制成的金属框架10以及树脂面板12中的至少一个(粘合剂涂覆步骤)。

在此,在本实施例中,粘合剂30涂覆至金属框架10侧。具体地,粘合剂30涂覆至面板安装部22的水平部22A的顶表面与面板安装部28的水平部28A的顶表面,树脂面板12将安装至所述顶表面。需要注意的是,并不特别限定涂覆粘合剂30的方法。例如,可以使用从容纳粘合剂30的涂覆装置的喷嘴涂覆粘合剂30的方法,或者通过喷洒或类似方式涂覆粘合剂30的方法。

接下来,如在图3中示出的,在使形成在树脂面板12中的通孔12A和形成在金属框架10(车门槛内部件14的面板安装部22)中的通孔28C彼此面对的状态下,金属框架10与树脂面板12叠置在一起,并且通过粘合剂30接合(接合步骤)。

最后,铆钉32从树脂面板12的上侧插入穿过通孔12A和通孔28C,从而金属框架10与树脂面板12紧固在一起(紧固步骤)。在此,在铆钉32插入穿过通孔12A和通孔28C之前的状态下,如在图1中示出的,只形成第一头部32A,而不形成第二头部32C。随后,在铆钉32的杆部32B插入穿过通孔12A和通孔28C后,由于杆部32B的下端部在第一头部32A被顶到树脂面板12的状态下被压扁,因此形成第二头部32C。

(作用及效果)

接下来将描述有关本实施例的车辆构件接合结构的作用及效果。

在本实施例中,使粘合剂30的弹性模量低于金属框架10的弹性模量和树脂面板12的弹性模量。由此,当考虑在树脂面板12接合至金属框架10的状态下进行涂覆的情况时,在涂覆之后,金属框架10与树脂面板12被运送至干燥工序,并且金属框架10与树脂面板12被加热。在此时,金属框架10与树脂面板12通过被加热而热膨胀(线膨胀)。而且,在金属框架10与树脂面板12(面板安装部22)之间产生线膨胀差。在此,由于粘合剂30根据因线膨胀差引起的树脂面板12与面板安装部22之间的相对移位而拉伸,因此能够抑制粘合剂30的脱落。

而且,通过使粘合剂30的弹性模量低于金属框架10的弹性模量和树脂面板12的弹性模量,即使在树脂面板12与金属框架10的线膨胀差大的情况下,也能够由于粘合剂30弹性变形而抑制因线膨胀差引起的热应变。

此外,在本实施例中,形成在树脂面板12中的通孔12A与杆部32B之间的间隙形成为大于金属框架10与树脂面板12的线膨胀差。由此,即使在金属框架10与树脂面板12因线膨胀差而相对移位的情况下,通孔12A与杆部32B之间的间隙成为容让部,从而能够抑制热应变。需要注意的是,在本实施例中,杆部32B与形成在车门槛内部件14的面板安装部22中的通孔28C之间的间隙也形成为大于金属框架10与树脂面板12的线膨胀差。因此,能够有效地避免因金属框架10与树脂面板12的线膨胀差而引起的相对移位。

而且,在本实施例中,由于金属框架10与树脂面板12通过粘合剂30和铆钉32接合,因此与只通过粘合剂30接合的结构相比,能够提高粘合强度。具体地,在本实施例中,如在图4中示出的,铆钉32的第二头部32C与面板安装部22(金属框架10)之间的接触表面面积S1大于铆钉32的第一头部32A与树脂面板12之间的接触表面面积S2。在此,由于铆钉32的紧固力取决于与金属制成的金属框架10的接触表面面积,所以通过使接触表面面积S1大而能够提高铆钉32的紧固力。

尽管以上描述了本发明的实施例,但在不脱离本发明的主旨的范围内本发明当然能够以各种形式实施。例如,在本实施例中,如在图3中示出的,粘合剂30不设置在通孔12A与杆部32B之间以及通孔28C与杆部32B之间,但本发明并不限于此。例如,如在图7示出的第一变形例中,可以有粘合剂30涂覆至通孔12A的孔壁和通孔28C的孔壁的结构。

如在图7中示出的,在本变形例中,粘合剂30A被涂覆至形成在面板安装部22的水平部22A中的通孔28C的孔壁。而且,粘合剂30A也类似地涂覆至形成在树脂面板12中的通孔12A的孔壁。使粘合剂30A与设置在面板安装部22和树脂面板12之间的粘合剂30一体。其他结构与图3的结构类似。

根据本变形例,通过使粘合剂30介于铆钉32的杆部32B与面板安装部22之间,以及杆部32B与树脂面板12之间,能够抑制面板安装部22和树脂面板12接触铆钉32。结果,即使在铆钉32由金属形成的情况下,也能够抑制面板安装部22与树脂面板12的电腐蚀。需要注意的是,在本变形例中,粘合剂30A被涂覆至通孔28C的孔壁以及通孔12A的孔壁,但本发明并不限于此,并且即使粘合剂被涂覆至铆钉32的杆部32B的外周表面也能够获得类似的效果。

而且,在本实施例中,如在图3中示出的,形成在面板安装部22中的通孔28C以及形成在树脂面板12中的通孔12A形成为大致相同的直径,但本发明并不限于此。例如,如在图8示出的第二变形例中,通孔28C与通孔12A可形成为不同的直径。

如在图8中示出的,在本变形例中,通孔28C形成在面板安装部22中。而且,通孔12A与通孔28C同轴地形成在树脂面板12中。

在此,使面板安装部22的通孔28C具有小于树脂面板12的通孔12A的直径的直径。而且,在本变形例中,通孔28C的孔壁与铆钉32的杆部32B之间的间隙形成为小于面板安装部22和树脂面板12的线膨胀差。此外,通孔12A的孔壁与铆钉32的杆部32B之间的间隙形成为大于面板安装部22和树脂面板12的线膨胀差。其他结构与图3的结构类似。

根据本变形例,通过使通孔28C的孔壁与铆钉32的杆部32B之间的间隙小,铆钉32的第二头部32C与面板安装部22之间的接触表面面积大,从而能够提高铆钉32的紧固力。

而且,由于通孔12A的孔壁与铆钉32的杆部32B之间的间隙形成为大于面板安装部22和树脂面板12的线膨胀差,所以在加热时,通孔12A与杆部32B之间的间隙变为容让部。结果,能够吸收因面板安装部22和树脂面板12的线膨胀率引起的相对移位,从而能够抑制热应变。

而且,本实施例假定了涂覆之后的干燥工序的加热温度,但本发明并不限于此。粘合剂30的弹性模量和延伸率可通过假定以高于干燥工序中的加热温度的温度加热的情况来设定。

此外,本实施例描述了金属框架10与树脂面板12的接合结构,但本发明并不限于此而是可应用至其他金属构件和树脂构件的接合结构。例如,本发明可应用至柱或电池组框架等,并且,特别地,能够应用至如下接合结构:在所述接合结构处,担心涂覆之后的干燥工序加热时的金属构件与树脂构件的线膨胀差。

而且,尽管在本实施例中铆钉32用作紧固构件,但本发明并不限于此,而是可以使用其他的紧固构件。例如,可使用螺栓和螺母。在该情况下,螺栓的头部对应本发明的第一头部,而与螺栓拧在一起的螺母对应第二头部。

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