部件接合方法与流程

本发明涉及将部件彼此接合的部件接合方法。

背景技术

在专利文献1中公开了下述内容，即，在汽车车身的支柱中注入泡状的聚氨酯，使其固化，由此在支柱中填充发泡体。

专利文献1：日本特开昭61-116509号公报

技术实现要素：

在专利文献1中公开的技术是通过在支柱中填充发泡体而具有减震隔音作用，但未考虑提高部件彼此的接合强度。

因此，本发明的目的在于提高部件彼此的接合强度。

本发明将第一部件及第二部件的端部彼此接合，使第一部件内及第二部件内的第一树脂部件和第二树脂部件通过对第一部件及第二部件涂装时的热量发生变形而实现一体化。

发明的效果

根据本发明，作为将端部彼此接合的第一部件及第二部件，将第一树脂部件和第二树脂部件接合而一体化，因此提高彼此之间的接合强度。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式涉及的部件接合方法中的将第一部件和第二部件接合之前的分解斜视图。

图2是表示将图1的第一部件和第二部件接合之后的状态的斜视图。

图3是表示将图2的第二部件的板部件与弯曲部件接合的状态的斜视图。

图4是表示第一部件内及第二部件内的各发泡环氧树脂接受热量进行发泡而实现一体化的状态的斜视图。

图5是从表示将本发明的部件接合方法应用于汽车的前支柱的例子的车体外侧观察到的侧视图。

图6是从车体前方观察图5的前支柱周边的斜视图。

图7是从车体内侧观察图5的前支柱周边的侧视图。

图8是图7的a－a剖视图。

图9是图7的b－b剖视图。

图10是表示将发泡环氧树脂配置于前支柱的支柱基部及支柱主体的各外侧部件的状态的组装工序图。

图11是表示从图10的状态通过焊接将支柱基部及支柱主体的各外侧部件彼此接合后的状态的组装工序图。

图12是表示从车内侧与图11的各外侧部件接合的各内侧部件的侧视图。

图13是表示通过焊接将图12的各内侧部件与图11所示的支柱基部及支柱主体的各外侧部件接合的状态的组装工序图。

具体实施方式

下面，参照附图对用于实施本发明的方式进行详细说明。

图1所示的第一部件1和第二部件3如图3所示将端部彼此接合而实现一体化。第一部件1为金属制，由剖面呈帽形形状的弯曲部件5和矩形的板部件7构成。弯曲部件5在一侧面具有开放部5a，以将该开放部5a堵塞的方式对板部件7进行焊接固定，由此在与板部件7之间形成矩形的闭合剖面空间9。

第二部件3也同样地为金属制，由剖面帽形形状的弯曲部件11和矩形的板部件13构成。弯曲部件11在一侧面具有开放部11a，以将该开放部11a堵塞的方式对板部件13进行焊接固定，由此在与板部件13之间形成矩形的闭合剖面空间15。

如图1所示，作为第一部件1，在将板部件7焊接固定于弯曲部件5之前，将作为第一树脂部件的发泡前的发泡环氧树脂17收容配置于与弯曲部件5内的闭合剖面空间9的一个端部对应的开口部9a附近。作为发泡环氧树脂17，剖面形状为与闭合剖面空间9等同的立方体或长方体，是外表面与弯曲部件5及板部件7的内表面大致贴合的状态。

在弯曲部件5的与开放部5a相反侧的面5b形成有定位孔5b1。另一方面，在发泡环氧树脂17的与开放部5a相反一侧设置有定位凸起17a。通过以从弯曲部件5的开放部5a压入的方式将发泡环氧树脂17插入，从而使凸起17a插入至定位孔5b1而定位。

然后，通过焊接对弯曲部件5的凸缘5c、5d和板部件7进行接合固定。此时，弯曲部件5及板部件7的开口部9a侧的端部为同一平面位置，使上述端部与发泡环氧树脂17的端面大致一致而设为大致同一平面位置。

如图1所示，作为第二部件3的弯曲部件11，在与弯曲部件11内的闭合剖面空间15的一个端部对应的开口部15a侧具有以沿着整周向外侧扩展的方式弯曲而形成的扩张部19。如图2、图3所示，将第一部件1的开口部9a侧的端部插入至扩张部19。与扩张部19对应地在板部件13具有向与扩张部19远离的方向弯折的弯折部13a。

作为第二部件3，在将板部件13接合固定于弯曲部件11之前，在避开扩张部19的位置处将作为第二树脂部件的发泡前的发泡环氧树脂21收容配置于与弯曲部件11内的闭合剖面空间15的一个端部对应的开口部15a附近。作为发泡环氧树脂21，剖面形状为与闭合剖面空间15等同的立方体或长方体，是外表面与弯曲部件11及板部件13的内表面大致贴合的状态。

在弯曲部件11的与开放部11a相反侧的面11b形成有定位孔11b1。另一方面，在发泡环氧树脂21的与开放部11a相反一侧设置有定位凸起21a。通过以从弯曲部件11的开放部11a压入的方式将发泡环氧树脂21插入，从而使凸起21a插入至定位孔11b1而定位。

然后，如图2所示，将第一部件1的开口部9a侧的端部插入配置至弯曲部件11的扩张部19的内部而进行焊接固定。如图2那样，在对第一部件1和第二部件3的弯曲部件11进行焊接固定的状态下，如图3所示，通过焊接对弯曲部件11的凸缘11c、11d和板部件13进行接合固定。此时，将板部件13的弯折部13a作为与扩张部19对应的位置，与板部件7重叠而进行焊接固定。

在图3的状态下，在发泡环氧树脂17与发泡环氧树脂21之间形成有间隙23。为了形成间隙23，将发泡环氧树脂21配置于与扩张部19稍微分离的位置。

在图3的状态下，将第一部件1和第二部件3焊接接合而得到的接合部件25在涂装时，例如通过烧结工序进行加热，内部的发泡环氧树脂17、21也被加热。发泡环氧树脂17、21通过加热一边发泡一边膨胀，彼此相对的部分以填埋间隙23的方式接近进而接触，从而成为熔接的状态。此时，发泡环氧树脂17、21接受热量而变形，开口部9a、15a侧的端部附近通过混合固化而接合实现一体化。

作为发泡环氧树脂17、21，外周面也因发泡时的膨胀以分别压向第一部件1、第二部件3的内表面的方式贴合而接合。图4示出在接合部件25内将发泡环氧树脂17、21接合而一体化的接合发泡体27。

这样，在通过焊接将第一部件1和第二部件3接合的状态下，在各闭合剖面空间9、15内配置的发泡环氧树脂17、21彼此接合而一体化，成为接合发泡体27。因此，除了基于焊接的接合力以外，产生由树脂一体化带来的接合力，由此通过上述的部件接合方法实现的第一部件1与第二部件3的接合强度进一步得到提高。

本实施方式是利用将彼此接合的状态的第一部件1及第二部件3涂装时产生的热量对发泡环氧树脂17、21进行加热。因此，不需要另行专用的加热炉等设备，能够对成本降低作出贡献。

作为发泡环氧树脂17、21，由于固化后的强度比其他发泡材料、例如发泡聚氨酯树脂高，因此对于提高第一部件1与第二部件3的接合强度来说是极其有效的。

如图2、图3所示，加热前的发泡环氧树脂17、21在彼此之间具有间隙23，因此顺利地实现由加热后的发泡带来的膨胀。其结果，发泡环氧树脂17、21在发泡时变得容易混合，接合强度进一步得到提高。

另外，通过具有间隙23，在从图1的状态将第一部件1和第二部件3对接而设为图2的状态时，能够避免发泡环氧树脂17、21彼此的接触。由此，容易将第一部件1的端部插入配置于第二部件3的扩张部19内的规定的位置，能够将第一部件1和第二部件3更可靠地接合。

此外，在上述的实施方式中，在形成间隙23时，将发泡环氧树脂21配置于与扩张部19分离的位置。取而代之，也可以将发泡环氧树脂17以使得其位于闭合剖面空间9的内部的方式从第一部件1的开口部9a侧的端部错开。

另外，在上述的实施方式中，作为第二部件3，如图2那样使将板部件13接合之前的弯曲部件11与第一部件1接合。也可以取而代之，在将板部件13与弯曲部件11接合之后，以将第一部件1的端部插入至由第二部件3的扩张部19及弯折部13a包围的空间内的方式进行接合。或者，也可以在将弯曲部件5、11分别接合于对应的板部件7、13之前，先将弯曲部件5、11彼此接合，然后，依次将板部件7、13进行接合。

作为发泡环氧树脂17、21，只要在将弯曲部件5、11分别接合于对应的板部件7、13之前，则无论在将弯曲部件5、11彼此接合之前还是其后，都能够将发泡环氧树脂17、21插入配置于弯曲部件5、11内。另外，作为发泡环氧树脂17、21，也可以在将弯曲部件5、11分别接合于对应的板部件7、13而形成闭合剖面空间9、15之后，例如以压入至闭合剖面空间9、15的方式从开口部9a、15a侧插入。作为发泡环氧树脂17、21，也可以取代设置定位凸起17a、21a而通过粘接剂固定于第一部件1及第二部件3的内表面。也可以使用定位凸起17a、21a和粘接剂这两者。

图5～图7是将通过焊接将图4所示的第一部件1和第二部件3接合而得到的接合部件25应用于汽车的车体部件的图，与图4的接合后的状态相对应。这里的车体部件为汽车的车体29中的前支柱31，该前支柱31包含第一部件及第二部件。在图中，由箭头fr示出的方向为车体前方，由箭头up示出的方向为车体上方。图5是从车外侧观察车内侧的侧视图，图7是与图5相反地从车内侧观察车外侧的侧视图。

前支柱31具有位于下部的前挡泥板侧的支柱基部33和位于上部的车顶侧的支柱主体35。通过将支柱基部33及支柱主体35的端部彼此接合，从而构成前支柱31。在将支柱基部33和支柱主体35接合的状态下，将支柱基部33侧的发泡环氧树脂37和支柱主体35侧的发泡环氧树脂39接合，形成与图4的接合发泡体27相同的接合发泡体41。作为发泡环氧树脂37、39，任意一者构成第一树脂部件，任意另一者构成第二树脂部件。

支柱基部33如图7的a－a剖视图即图8所示，具有车外out侧的外侧部件43和车内in侧的内侧部件45(前围侧板)。外侧部件43通过以向车外out侧凸出的方式弯折形成，从而在与内侧部件45之间形成闭合剖面空间47。在外侧部件43的与闭合剖面空间47对应的部位的内表面设置有加强部件49。如后述的图10、图11所示，托架51通过接合部51a、51b接合固定于外侧部件43，如图8所示与内侧部件45的内表面大致接触。在托架51安装在车内in侧配置的未图示车辆部件。

在图8所示的闭合剖面空间47内配置有接合发泡体41的与发泡后的发泡环氧树脂37相对应的部分。此外，在图8中，在发泡后的发泡环氧树脂37与闭合剖面空间47的内壁之间形成有间隙，但实际上几乎不存在间隙，为贴合的状态。

如图8所示，在外侧部件43及加强部件49分别形成贯穿孔43a以及49a而设置有定位孔53。在发泡环氧树脂37设置有插入至定位孔53的定位凸起37a。贯穿孔49a小于贯穿孔43a，定位凸起37a在插入至定位孔53的状态下，卡止于贯穿孔49a而被止脱。具有定位凸起37a及定位孔53的下部定位构造如图5所示，设定于发泡环氧树脂37的长度方向的两端部附近的两个部位。

支柱主体35如图7的b－b剖视图即图9所示，具有车外out侧的外侧部件55和车内in侧的内侧部件57。外侧部件55通过以向车外out侧凸出的方式弯折形成，从而在与内侧部件57之间形成闭合剖面空间59。在闭合剖面空间59内配置有接合发泡体41的与发泡后的发泡环氧树脂39相对应的部分。此外，在图9中，在发泡后的发泡环氧树脂39与闭合剖面空间59的内壁之间形成有间隙，但实际上几乎不存在间隙，为贴合的状态。

如图5所示，在外侧部件55具有定位孔55a，在发泡环氧树脂39具有定位凸起39a。通过将定位凸起39a插入至定位孔55a，从而发泡环氧树脂39被定位于外侧部件55。具有定位凸起39a及定位孔55a的上部定位构造设定于发泡环氧树脂39的远离发泡环氧树脂37侧的端部附近的一个部位。

接下来，使用图10～图13对组装步骤进行说明。

图10表示分别将发泡前的发泡环氧树脂37及发泡环氧树脂39配置于支柱基部33的外侧部件43及支柱主体35的外侧部件55的状态。此时，如图8那样将发泡环氧树脂37的定位凸起37a插入至定位孔53，将发泡环氧树脂39的定位凸起39a插入至定位孔55a，进行发泡环氧树脂37、39的定位。在进行了上述定位的状态下，发泡环氧树脂37如图10所示，成为一部分被托架51的上缘部从车内in侧覆盖而受到保持的状态。

发泡环氧树脂37在定位于外侧部件43的状态下，如图10所示，配置于从外侧部件43的接合端部43b引入至内部的位置。相反，发泡环氧树脂39在定位于外侧部件55的状态下，配置于从外侧部件55的接合端部55b向外部凸出的位置。

发泡环氧树脂37在接合端部43b侧的端部具有从下部侧朝向接合端部43b侧凸出的凸出部37b。另一方面，发泡环氧树脂39在向外部凸出侧的端部的下部的车外out侧具有凹部39b。将凸出部37b插入配置于凹部39b。

在图10的状态下，使接合端部43b、55b彼此相互接近，在图11的状态下将支柱基部33的外侧部件43和支柱主体35的外侧部件55通过焊接进行接合。此时，以支柱基部33的外侧部件43与支柱主体35的外侧部件55相比位于车内in侧(图11中为纸面表侧)的方式，将外侧部件43、55的各端部设为相互重叠的状态。即，支柱基部33的外侧部件43成为插入至支柱主体35的外侧部件55与发泡环氧树脂39之间的状态。

如图11那样，在将外侧部件43、55的端部彼此重叠的状态下，发泡环氧树脂37的凸出部37b被插入配置于发泡环氧树脂39的凹部39b。在将凸出部37b插入配置于凹部39b时，凹部39b的下表面39b1成为载置于凸出部37b的上表面37b1的状态。

另外，在图11的状态下，凸出部37b的前端面37b2与凹部39b的凹部内端面39b2分离，在彼此之间形成有下间隙61。并且，发泡环氧树脂39的向外部的凸出侧的端面39c与发泡环氧树脂37的端面37c分离，在彼此之间形成有上间隙63。

发泡环氧树脂37如图5所示，通过具有由相对于外侧部件43的两个定位凸起37a构成的两个部位的定位构造，从而位置大致被固定。另一方面，发泡环氧树脂39如图5所示，在远离发泡环氧树脂37一侧具有由一个定位凸起39a构成的一个部位的定位构造，由此能够将定位凸起39a作为支点而沿上下方向进行略微的摆动位移。

由此，在将支柱基部33的外侧部件43及支柱主体35的外侧部件55的端部彼此接合时，容易实现将发泡环氧树脂39的凹部39b的下表面39b1搭载于发泡环氧树脂37的凸出部37b的上表面37b1的操作。

接下来，将图12所示的内侧部件45及内侧部件57如图13那样以分别重叠的方式罩在图11所示的外侧部件43及外侧部件55上，通过焊接将彼此的对接部分接合。此时，内侧部件57的端部与内侧部件45的端部相比在图13中成为纸面表侧(车内in侧)。由此，作为发泡环氧树脂37、39，车内in侧被内侧部件45、57覆盖，成为收容配置于闭合剖面空间47、59的状态。发泡前的发泡环氧树脂37、39在收容配置于闭合剖面空间47、59内的状态下，与各闭合剖面空间47、59的内壁面大体上接触或者略微形成间隙。

在上述图13的状态下，包含前支柱31的车体29在涂装时，例如通过烧结工序进行加热，内部的发泡环氧树脂37、39也被加热。发泡环氧树脂37、39通过加热而一边发泡一边膨胀，彼此相对的部分以将如图11所示的下间隙61及上间隙63填埋的方式接近进而接触，从而成为熔接的状态。此时，发泡环氧树脂37、39接受热量而变形，包含凸出部37b及凹部39b的彼此相对侧的端部附近通过混合固化进行接合而实现一体化，成为接合发泡体41。

另外，作为发泡环氧树脂37、39，外周面也通过发泡时的膨胀以分别压向闭合剖面空间47、59的内壁面的方式贴合而接合。

这样，在通过焊接将前支柱31的支柱基部33和支柱主体35接合的状态下，在闭合剖面空间47、59内配置的发泡环氧树脂37、39彼此接合而一体化，成为接合发泡体41。因此，除了基于焊接的接合力以外，还产生由树脂一体化带来的接合力，由此支柱基部33与支柱主体35的接合强度进一步得到提高。

将端部彼此接合的第一部件及第二部件包含于车体部件的前支柱31。在该情况下，通过提高前支柱31的支柱基部33与支柱主体35的接合强度，从而提高相对于车体的车顶从上方朝向下方受到的载荷的抗压强度。

作为将上述前支柱31的支柱基部33和支柱主体35接合的部件接合方法，分别将发泡环氧树脂37、39配置于对端部彼此进行接合之前的各外侧部件43、55。然后，在将外侧部件43、55的端部彼此接合的状态下，分别将内侧部件45、57接合于外侧部件43、55。由此，能够将发泡环氧树脂37、39配置于在外侧部件43、55与内侧部件45、57之间形成的闭合剖面空间47、59。发泡环氧树脂37、39通过在上述闭合剖面空间47、59内被加热而发泡，从而端部彼此更可靠地接合。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式只不过是用于使本发明的理解变得容易而记载的简单例示，本发明并不限定于该实施方式。本发明的技术范围不限于在上述实施方式中公开的具体的技术特征，因此也包含容易推导的各种变形、变更、替换技术等。

在上述的实施方式中，作为第一树脂部件及第二树脂部件，对使用发泡环氧树脂的例子进行了说明，但作为发泡材料并不限定于发泡环氧树脂。例如，也可以是发泡聚氨酯树脂。另外，除了发泡材料以外，也可以使用通过加热进行玻璃化转变或熔融而接合的树脂部件、例如聚酰胺类的合成纤维即尼龙66。

此外，尼龙66在熔点下具有流动性，因此在两个树脂部件的接合面的相反侧需要抑制熔融树脂的流出的阻流部件。

在图5～图11所示的实施方式中，针对与发泡环氧树脂37、39彼此接合侧的端部的形状，并不限定于图10、图11所示的形状。例如也可以是发泡环氧树脂37、39不具有凸出部37b及凹部39b，而是分别仅具有平坦的接合面，在图11的状态下在该平坦的接合面彼此之间具有间隙的形状。

工业实用性

本发明应用于将具有闭合剖面空间的部件彼此接合的部件接合方法。

标号的说明

1第一部件

3第二部件

9第一部件的闭合剖面空间

15第二部件的闭合剖面空间

17发泡环氧树脂(第一树脂部件)

21发泡环氧树脂(第二树脂部件)

31前支柱

33前支柱的支柱基部

35前支柱的支柱主体

37、39发泡环氧树脂

43支柱基部的外侧部件

45支柱基部的内侧部件

47支柱基部的闭合剖面空间

55支柱主体的外侧部件

57支柱主体的内侧部件

59支柱主体的闭合剖面空间