JP2012111103A

JP2012111103A - シートモールディングコンパウンド（ｓｍｃ）成形品と金具を接着する方法

Info

Publication number: JP2012111103A
Application number: JP2010261120A
Authority: JP
Inventors: Masaru Toyama; 勝外山
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Resonac Corp
Priority date: 2010-11-24
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2012-06-14

Abstract

【課題】ＳＭＣ成形品への金具接着時の接着治具を不要とし、工数低減を図れる接着方法を提供する。
【解決手段】ＳＭＣ成形品と金具の間に接着剤を設け、金具をＳＭＣ成形品に固定し接着硬化する、ＳＭＣ成形品と金具を接着する方法であって、前記ＳＭＣ成形品が、凸（突）部分又は凹（窪み）部分と、ピン形状とを備えており、前記金具が、前記凸（突）部分又は凹（窪み）部分と当接する穴又は凸（突）部分と、前記ピン形状と嵌合する１対以上の板ばね状の凸（突）形状を持つ開口部分とを１箇所以上備えており、嵌合するピン形状の幅に対し、前記板ばね状の凸（突）形状を持つ開口部分の間隔が狭くなっている、接着方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＳＭＣ成形品と金具を接着する方法に関する。

自動車部品において、樹脂成形品をフレームやボディに取り付ける場合、シートモールディングコンパウンド（以下、ＳＭＣ）成形品にクリップまたはナット或いはボルトなどを予め組み付けておくことが多いが、この場合はクリップ等を取り付ける取付け座が成形品に設けてある。しかしながらこの取付け座は、成形品のヒケの原因となることから厚肉にできず、構造的に剛性、強度が低い。このため高強度が要求される部分では溶着、融着や接着といった接合で金属部品を一体化するのが一般的である。

ＳＭＣ成形品の用途としては、主に住宅用と自動車用とがあるが、自動車用ＳＭＣ成形品の特徴として、鋼板並の美麗な外観を得られること、鋼板品と比べると比剛性が高い（鋼板品と等曲げ剛性にしたとき軽い）こと、鋼板品では板金しにくい複雑形状を比較的容易に形成できること、製品原価は高いが金型代が安価であることなどから、少量生産の成形品の製造に向いている。

現在、自動車用ＳＭＣ成形品はフード、フェンダー及びスポイラー等外板の用途に使われているのが主流であるが、車体との取付部の剛性、強度は重要な特性であり、コストアップを最小限に抑えながらこれらの特性を維持あるいは向上させることが必要である。剛性、強度を向上させる手段として、成形品に穴を設け、この穴にボルトを通して金具をナット締めし一体化する方法があるが、この方法では成形品の表面にボルトあるいはナットが露出し外観を重視する外板には使用できない。

また、成形品の裏面に接着剤を塗布し、これに金具を貼り付け一体化する方法があるが、成形後に接着加工が生じることや、接着処理及び接着剤の収縮に起因する表面凹凸の除去に時間を要することなどからコストアップとなっている。これら方法に対して、外観を維持しながら裏面に凸字状金具を取り付ける方法として、ボルト、ナット等の締結凸字状金具をインサート成形する方法があるが、車体との取付方法でクリップなどを使用したい時には使用できない。クリップを使用する場合、クリップと成形品とを固定するために凸字状金具を必要とするが、この金具を成形品に取り付けるのに、従来は接着剤を使用して接着していたため工数が増えコストアップの要因となっていた。

また、固定された凸字状金具を有するＳＭＣ成形品の製造方法において、両端部に貫通穴を設けた凸字状金具の凸部内側に、前記凸部形状に対応する形状の入れ子をいれ、それを前記凸字状金具に対応するキャビティ形状を有し、かつ前記貫通穴および前記凸字状金具の両端外周部位置に窪みを設けた金型に装填し、その上にＳＭＣを配して加熱加圧する、ＳＭＣ成形品の製造方法などが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

ＳＭＣ成形品はガラス繊維で強化された熱硬化性樹脂材料であり、寸法安定性や剛性面で高い信頼性を有するため、自動車の大型外装部品に採用されおり、取付け座への強度要求も高く、ボルト締結が可能な金具を接着剤で接合する構造が多く使われている。接着剤は主にエポキシ系が多く使われるが、高強度高信頼性の要求のある接着剤は硬化する時間が長く、常温では２４時間、１４０℃でも１０分程度の加熱が必要となっている。このため、ＳＭＣ成形品に金具を取り付ける場合、この加熱、保持するための接着治具が必要となり工数、コスト面で課題となっている。

特開２００２−１３７２３９号公報

本発明は、ＳＭＣ成形品への金具接着時の接着治具を不要とし、工数低減を図れる接着方法を提供するものである。

本発明は以下の通りである。
（１）シートモールディングコンパウンド成形品（ＳＭＣ成形品）と金具の間に接着剤を設け、金具をＳＭＣ成形品に固定し接着硬化する、ＳＭＣ成形品と金具を接着する方法であって、前記ＳＭＣ成形品が、凸（突）部分又は凹（窪み）部分と、ピン形状とを備えており、前記金具が、前記凸（突）部分又は凹（窪み）部分と当接する穴又は凸（突）部分と、前記ピン形状と嵌合する１対以上の板ばね状の凸（突）形状を持つ開口部分とを１箇所以上備えており、嵌合するピン形状の幅に対し、前記板ばね状の凸（突）形状を持つ開口部分の間隔が狭くなっていることを特徴とする接着方法。
（２）さらに、ＳＭＣ成形品が、金具を挿入するフック形状を備えており、金具又はＳＭＣ成形品が、接着剤厚みに相当する突起を備えていることを特徴とする（１）に記載の接着方法。

本発明により、ＳＭＣ成形品へ金具を取り付ける時の接着治具を不要とし、工数低減を図れる接着方法を提供することが可能となった。

本発明の概要を示した模式図であり、（ａ）は、金具とＳＭＣ成形品からなる接着品の中央断面図であり、（ｂ）は、平面図である。本発明の概要を示した模式図であり、金具とＳＭＣ成形品からなる接着品の斜視図である。本発明の概要を示した模式図であり、（ａ）は、金具とＳＭＣ成形品からなる接着品の中央断面図であり、（ｂ）は、平面図である。本発明の概要を示した模式図であり、金具とＳＭＣ成形品からなる接着品の斜視図である。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
本発明で用いるＳＭＣ成形品には、凸（突）部分又は凹（窪み）部分を備え、金具には、前記凸（突）部分又は凹（窪み）部分と当接する穴又は凸（突）部分を設け、ＳＭＣ成形品に対し位置が決まるようになっている。また、ＳＭＣ成形品に設けてあるピン形状に対し、金具には前記ピン形状と嵌合する１対以上の板ばね状の突形状を持つ開口部分を１箇所以上備えておく。
また、金具において、前記板ばね状の突形状を持つ開口部分が、さらに２箇所以上であることが、安定性の点で好ましい。なお、前記板ばね状の突形状を持つ開口部分は通常５箇所以下である。また、金具において、ＳＭＣ成形品の凸（突）部分又は凹（窪み）部分に、当接する穴又は凸（突）部分は、通常１〜５箇所である。また、当接する穴又は凸（突）部分の直径は通常０．１〜５ｍｍである。また、金具の厚みは、通常、０．５〜１０ｍｍである。

本構造とすることで、ＳＭＣ成形品と金具の間に接着剤を塗布などして設けた後、金具をＳＭＣ成形品に組み付けることで、金具は所定の箇所に位置決めされ、保持され、安定した接着が可能となる。ピン形状の幅に対し板ばね状の凸（突）形状を持つ開口部分の間隔が狭くなっていることで、ピン形状に対して金具を押し込んだ際、凸（突）形状の開口部分の周辺部と先端がピンの側面に食い込むため、押し込んだ後、下からの反力があっても押し戻されたり、浮き上がることが無くなる。例えば、ピン形状の幅は、０．５〜５ｍｍであり、それに対し、板ばね状の凸（突）形状の間隔は、それより狭くなっており、０．４５〜４．５ｍｍである。よって、ピン形状の幅に対し、板ばね状の凸（突）形状の間隔は、０．０５〜０．５ｍｍ狭くなっていることが好ましい。
ここで、ピン形状は円筒形状に限るものではなく、１対以上の板ばね状の凸（突）形状を持つ開口部分が食い込み嵌合するものであれば良く、例えば直方体、多角方体、板形状のものでも良い。接着剤厚みについては、従来から行われているように金具側か、成形品側に厚みを規制する突起を設けておくことで制御可能である。接着剤厚みについては、通常、０．１〜１０ｍｍである。
例えば、接着剤は、金具を押し込み後、保持した状態で、常温（２５℃）で放置し硬化させれば良い。更に後工程で塗装がある場合には、塗装の焼付け温度による熱でより短時間で硬化させることも可能である。塗料仕様にもよるが、例えば、塗装後のキュア温度が１２０℃であれば、２０分程度の塗装キュアが完了する時点で、通常、接着硬化は完了している。

本発明で使用される接着剤としては、特に限定しないが、例えば、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤、ウレタン系接着剤が挙げられ、特に熱硬化性接着剤が好ましく、常温（２５℃）で硬化するタイプがより好ましい。本発明で使用される金具としては、その材質は特に限定しないが、鉄、鉄合金、アルミ、アルミ合金、銅などが挙げられる。

本発明で使用されるＳＭＣ成形品は、前記と同様な位置決め形状のほかに、さらに、接着剤厚みを制御する突起と、金具を挿入するフック形状が設けてあることが好ましい。また、接着剤厚みを制御する突起、すなわち、接着剤厚みに相当する突起は、金具に設けてもよい。なお、接着剤厚みに相当する突起の高さは、０．１〜１０ｍｍが好ましい。ＳＭＣ成形品に設けてあるピン形状に対し、金具には、前記ピン形状と嵌合する板ばね状の凸形状を持つ開口部分を１箇所以上備えておく。本構造とすることで、ＳＭＣ成形品と金具の間に接着剤を塗布などで設けた後、金具をＳＭＣ成形品の前記フック形状に差し込み、さらにピン形状に嵌合するように押し込み組み付けることで、金具は所定の箇所に位置決めされ、保持され、安定した接着が可能となる。なお、前記フック形状は、通常、０．５〜５ｍｍの隙間を有する。
なお、フック形状は、特に限定しないが、円形、四角形、三角形、多角形いずれでもよい。また、ＳＭＣ成形品のフック形状は、金具１つに対し、２個以上あることが安定性の点で好ましい。
フック形状は接着剤の反力で金具が浮き上がることを防止するもので、突起は接着剤厚みを確保するものである。金具又はＳＭＣ成形品に接着剤厚みに相当する突起を備えることで厚みを確保できる。例えば接着厚みを１ｍｍとする場合は、この突起の高さが１ｍｍであり、１箇所以上設けるが、接着厚みを確実に確保するには、３箇所以上設けることが好ましい。突起を設けることで接着剤との接触面積が増えることで接着力が向上する。突起は、接着剤厚みを確保するための数箇所と、それ以外に接着剤厚みより高さの低い突起を多数設けることもでき、その場合接着剤の使用量を減らせ、また、接触面積を増やすことができ接着力を高めることができる。例えば接着厚み１ｍｍとする場合はこの突起の高さが１ｍｍであり、金具の厚みが１ｍｍである場合、フック形状の面直方向の隙間は２ｍｍとしておくことで接着剤厚みが管理できる構造となっているので好ましい。フック形状に、組み付ける際は、金具の片方の端を斜め上方から接近させれば、容易に挿入できる。ピン形状と嵌合する構造はフック形状がない場合はピン形状と嵌合する組み合わせが２箇所以上あることが好ましいが、この場合は１箇所でも良い。

以下、本発明の好適な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。
（実施例１）
図１及び図２に示したように、ＳＭＣ成形品１は、ガラス繊維で強化された熱硬化性樹脂材料であり、凸（突）部分２を備えており、１．０ｍｍの板厚の金具４には前記凸（突）部分２と当接する穴５が設けてあることで、ＳＭＣ成形品１に対して接着時に位置決めされる。ここで、ＳＭＣ成形品１の凸（突）部分２の形状であるが、金具４と当接する形状と位置決めが可能であれば凹（窪み）形状でも問題ない。
一方で、ＳＭＣ成形品１にはピン形状３を設け、金具４には前記ピン形状３と勘合する１対以上の板ばね状の突形状を持つ開口部分６を１箇所以上備えておく。
本開口部分６の開口寸法であるが、ＳＭＣ成形品１のピン形状３の幅寸法に対して、金具４をＳＭＣ成形品１に押し込んだ時に保持し接着させる為、マイナス公差（−０．２ｍｍ）に設定した。金具の板ばね状の突形状を持つ開口部分は２個であり、また、開口部分の開口寸法は、１ｍｍであり、ＳＭＣ成形品のピン形状の幅寸法は、１．２ｍｍであった。
金具４をＳＭＣ成形品１へ接着する際、前処理としてＳＭＣ成形品１の接着面７をサンディングし、前記接着面７と金具４の接着面８を脱脂した。その後、金具４の接着面８に接着剤１１を塗布し、ＳＭＣ成形品１の凸（突）部分２に金具４の直径１ｍｍの当接する穴５を嵌合させ位置決めし、ＳＭＣ成形品１のピン形状３に金具４の板ばね状の突形状を持つ開口部分６を押し込み嵌合させ金具４を保持し接着した。
尚、使用する接着剤１１は、熱硬化性のエポキシ系接着剤の為、金具４をＳＭＣ成形品１へ押し込み保持後、常温（２５℃）で放置すれば良いが、後工程で塗装がある場合は塗装焼付温度とキュア時間で硬化完了させられる。よって、１２０℃３０分の塗装キュア（加熱）を行い、硬化を完了し、所望の接着品が得られた。

（実施例２）
図３及び図４に示したように、ＳＭＣ成形品１には、実施例１と同様の金具の位置決め用形状以外に、１．５ｍｍの隙間を持ったフック形状９及び接着剤厚み調整用の高さ０．５ｍｍの突起１０を設けてあり、１．０ｍｍの板厚の金具４を使った。ねらいの接着剤厚みは０．５ｍｍとした。ピン形状３と開口部分６の関係は実施例１と同じであるが、１箇所だけである。
実施例１と同様に前処理を行い、金具４の接着面８に、実施例１と同様の接着剤１１を塗布し、ＳＭＣ成形品１のフック形状９の隙間に金具４の片側の端末を差し込み、ＳＭＣ成形品１の凸（突）部分２と金具４の当接する穴５とを嵌合させ、接着厚み調整用の突起１０にて接着剤１１の厚みを確保し位置決めし、ＳＭＣ成形品１のピン形状３に金具４の板ばね状の突形状を持つ開口部分６を押し込み嵌合させ金具４を保持し接着した。
常温（２５℃）で放置し２４時間後に確認した結果、硬化は完了し、所定の接着ができていた。

本発明のＳＭＣ成形品への金具の接着方法を用いることで、接着工程を短縮し、加熱保持するための接着治具を不要とすることができる。結果的に製造のための準備工数、期間も短縮することができている。開発工数、設備投資、加工の面でコスト低減が図れたことになる。また、本発明による金具の接着方法はＳＭＣ成形品の裏面に金具を接着する構造品すべてに適用可能である。

１ＳＭＣ成形品、２ＳＭＣ成形品の突部分又は窪み部分、３ＳＭＣ成形品のピン形状、４金具、５金具の穴又は突部分、６板ばね状の突形状を持つ開口部分、７ＳＭＣ成形品の接着面、８金具の接着面、９ＳＭＣ成形品のフック形状、１０ＳＭＣ成形品の接着剤厚み調整用の突起、１１接着剤。

Claims

シートモールディングコンパウンド成形品（以下、ＳＭＣ成形品とする）と金具の間に接着剤を設け、金具をＳＭＣ成形品に固定し接着硬化する、ＳＭＣ成形品と金具を接着する方法であって、前記ＳＭＣ成形品が、凸（突）部分又は凹（窪み）部分と、ピン形状とを備えており、前記金具が、前記凸（突）部分又は凹（窪み）部分と当接する穴又は凸（突）部分と、前記ピン形状と嵌合する１対以上の板ばね状の凸（突）形状を持つ開口部分とを１箇所以上備えており、嵌合するピン形状の幅に対し、前記板ばね状の凸（突）形状を持つ開口部分の間隔が狭くなっていることを特徴とする接着方法。
さらに、ＳＭＣ成形品が、金具を挿入するフック形状を備えており、金具又はＳＭＣ成形品が、接着剤厚みに相当する突起を備えていることを特徴とする請求項１に記載の接着方法。