JP2006281956A

JP2006281956A - 車体の板金接合構造

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Publication number: JP2006281956A
Application number: JP2005103977A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Takahashi; 泰高橋
Original assignee: Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: JP4605596B2

Abstract

【課題】
車体の剛性要求、軽量化及び加工性向上と共に、歩留り向上によるコスト低減に的確に対応する車体の板金接合構造を実現すること。
【解決手段】
本発明は、夫々、両側に起立部（１１ａ，１２ａ）と、該起立部から延設されるフランジ（１１ｂ，１２ｂ）と、該フランジと上記起立部との境界部分となる屈曲部（１１ｃ，１２ｃ）とを備え、該フランジが溶接により接合される２枚のメインパネル（１１，１２）と、該２枚のメインパネル間に配設され、両側に上記２枚のメインパネルのいずれか１つの上記各起立部に沿って夫々接触する接触部（１３ａ）を有する補強パネル（１３）とを具備し、上記接触部を上記２枚のメインパネルのいずれか１つの上記起立部と溶接によって接合し、上記接触部の端部を上記２枚のメインパネルの各屈曲部と接着剤（１５）によって一体に接合した車体の板金接合構造。
【選択図】図２

Description

本発明は、剛性要求及び軽量化に的確に対応することができる車体の板金接合構造に関する。

一般に、自動車等の車体に使用される車体の板金部品は、プレス成形等によって所望の形状に加工されている。これらの板金部品は、車体に必要な所定の剛性を得るために、複数枚が合わされ、スポット溶接などにより接合される。

これにより、夫々が一体的に接合された複数枚の板金部品は、例えば、車体骨格部であるフロントピラー、サイドレール、センタピラー、サイドシル等を構成する。尚、フロントピラー、センタピラー、サイドシル等は、使用される部位によって必要とされる剛性が異なり、組み合わされる板金部品の枚数等が変更される。

例えば、上述の車体骨格部では、剛性を確保するための構成として、２枚の板金部品であるアウタパネルとインナパネルによって形成された空間内に、補強用の板金部品であるリンフォースメントを介装したものが広く採用されている。このような構成において、アウタパネル、インナパネル及びリンフォースメントは、一般に、夫々に形成されたフランジが重畳されて、これらフランジがスポット溶接などにより一体に結合される。

ところで、例えば、合計４枚以上の板金部品を一度に、スポット溶接した場合、その加圧力及び電流密度を確保することが困難となり、十分な接合強度を得ることができな場合がある。

そのため、例えば、特許文献１には、４枚の板金部品で構成される車体側部構造において、各板金部品の接合部におけるフランジの重合枚数を３枚以下に設定するために、フランジに適宜切り欠き等を形成する技術が開示されている。
特開２００１−３２８５６０号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術のように、３枚の板金部品のフランジをスポット溶接して一度に結合させると、それら板金部品の板厚によっては、溶接部位の溶着性が低下する場合がある。

特に、車体における大荷重がかかる上述したフロントピラー、サイドレール、センタピラー、サイドシル等は、各部が要求される剛性を確保できるように、各パネル及びリンフォースメントの板厚が厚く設定されていることが多いため、これらパネル及びリンフォースメントの各フランジを３枚重畳してスポット溶接による溶接部の接合精度が低減するという問題がある。

また、補強用の板金部品であるリンフォースメントは、一般に、高強度の高張力鋼板（ハイテン材）によって形成されているため、加工性が悪いと共に、フランジを形成することによりコスト高となってしまい歩留り低減の原因となる。

そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、複数の板金部品が接合されて形成された自動車等の車体の剛性要求、軽量化及び加工性向上と共に、歩留り向上によるコスト低減に的確に対応する車体の板金接合構造を提供することを目的にしている。

上記目的を達成するため、本発明の板金接合構造は、複数枚の板金部品が接合される車体の板金接合構造であって、夫々、両側に起立部と、該起立部から延設されるフランジと、該フランジと上記起立部との境界部分となる屈曲部とを備え、該フランジが溶接により接合される２枚のメインパネルと、該２枚のメインパネル間に配設され、両側に上記２枚のメインパネルのいずれか１つの上記各起立部に沿って接触する接触部を有する補強パネルとを具備し、上記接触部を上記２枚のメインパネルのいずれか１つの上記起立部と溶接によって接合し、上記接触部の端部を接着剤によって、上記２枚のメインパネルの各屈曲部と一体に接合している。

本発明によれば、複数の板金部品が接合されて形成された自動車等の車体の剛性要求、軽量化及び加工性向上と共に、歩留り向上によるコスト低減に的確に対応する車体の板金接合構造を実現することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図６は本発明の実施の一形態に係わり、図１はボディーシェルの概要を説明する全体斜視図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿ったセンタピラーの断面図、図３は、センタピラーの部分的な分解斜視図、図４はアウタパネルにリンフォースメントが接合された状態を示す斜視図、図５はアウタパネルの屈曲部とリンフォースメントの起立部によって形成された溝部に接着剤が充填された状態を説明する図、図６はセンタピラーの部分的な外観を示す斜視図である。

図１において、車体のボディーシェル１には、側面がルーフパネル２を固定するサイドレール３から、車体前方のフロントピラー４と車体中央のセンタピラー５と車体後方のリアピラー６が下方に向けて延出されており、これらの各ピラー４，５，６が車体下部のサイドシル７と連結されている。
これらのサイドレール３、フロントピラー４、センタピラー５及びリアピラー６は、アウタパネル、インナパネル等の複数の板金部品により構成されている。

本実施形態では、本発明に係る複数の板金部品からなる車体の板金接合構造を、図１に示したボディーシェル１のセンタピラー５の構造を例に挙げて説明する。尚、本発明に係る車体の板金接合構造は、上述のサイドレール３、フロントピラー４及びリアピラー６のいずれにも適用可能である。

本発明の車体の板金接合構造を示す、センタピラー５は、図２及び図３に示すように、本実施の形態において、車室側に配設される第１のメインパネルであるインナパネル１１と、車外側に配設される第２のメインパネルであるアウタパネル１２と、補強パネルである高張力鋼板（ハイテン材）からなるリンフォースメント１３とからなる３枚の金属薄板の板金部品を有して構成されている。
本実施の形態において、インナパネル１１及びアウタパネル１２は、例えば、プレス成形等によって断面形状が略ハット形状をなす樋状に加工された後に、焼入処理された板金部品である。これにより、インナパネル１１及びアウタパネル１２は、夫々、両側に起立部１１ａ，１２ａと、これら起立部１１ａ，１２ａの各縁辺部から夫々延設するフランジ１１ｂ，１２ｂを有する。また、これら起立部１１ａ，１２ａ及びフランジ１１ｂ，１２ｂの夫々の境界部分には、略円弧状の屈曲部１１ｃ，１２ｃが形成されている。

ここで、インナパネル１１、アウタパネル１２は、夫々の起立部１１ａ，１２ａに設けられた、２つのフランジ１１ｂ，１２ｂ間の長さが同等に設定されている。すなわち、図２に示したように、インナパネル１１、アウタパネル１２は、一方の起立部１１ａ，１２ａ側のフランジ１１ｂ，１２ｂと他方の起立部１１ａ，１２ａ側のフランジ１１ｂ，１２ｂが夫々対応して重畳できるように、各フランジ１１ｂ，１２ｂの端部間の長さが同等に設定されている。

リンフォースメント１３は、例えば、プレス成形等によって断面形状が略コの字形状に加工された板金部材である。これにより、リンフォースメント１３は、例えば、アウタパネル１２の各起立部１２ａに沿って接触する接触部である起立部１３ａを両側に有する。尚、リンフォースメント１３は、両側の各起立部１３ａの外側面がアウタパネル１２の各起立部１２ａの内側面と当接するように、各起立部１２ａの間において、アウタパネル１２内に収容可能な形状となっている。

また、リンフォースメント１３がアウタパネル１２内に収容され、インナパネル１１とアウタパネル１２とが接合された状態において、各起立部１３ａは、夫々の端部がフランジ１２ｂよりも車室側であるインナパネル１１側に若干に突出する（図４及び図５参照）と共に、インナパネル１１の屈曲部１１ｃと当接しないような起立方向の長さが設定されている。

以上のように構成されたセンタピラー５の各パネル１１，１２及びリンフォースメント１３は、アウタパネル１２の起立部１２ａとリンフォースメント１３の起立部１３ａとが重畳されるとともに、インナパネル１１のフランジ１１ｂとアウタパネル１２のフランジ１２ｂとが重畳され、各重畳部分の複数箇所に抵抗溶接であるスポット溶接が施されることにより、２枚毎のパネルが互いに接合されている。さらに、少なくとも、各屈曲部１１ｃ，１２ｃと起立部１３ａの端部との集合部に熱硬化エポキシ樹脂系等の接着剤１５が充填されることにより、３枚のパネルが一体的に接合されている。

これより、本発明の車体の板金接合構造の一例であるセンタピラー５の組み立て手順について詳しく説明する。
先ず、図４に示すように、アウタパネル１２の内面、つまり、車室側となる面からリンフォースメント１３が収容される。このとき、アウタパネル１２とリンフォースメント１３は、各起立部１２ａ，１３ａに設定された溶接部１６が複数のスポット溶接により接合されることにより一体的に接合される。

この状態において、各フランジ１２ｂよりも若干突出される各起立部１３ａの端部によって、アウタパネル１２とリンフォースメント１３との間には、各屈曲部１２ｃに沿って夫々溝部１４が形成される。そして、各溝部１４に沿って、図５に示すように、接着剤１５が充填される。このとき、接着剤１５は、各溝部１４によって、流れ落ちることなく、各溝部１４上で保持される。

次に、インナパネル１１は、アウタパネル１２と内部空間ができるように、各フランジ１１ｂがアウタパネル１２の夫々対応するフランジ１２ｂに当接される。そして、インナパネル１１とアウタパネル１２は、図６に示すように、各フランジ１１ｂ，１２ｂに設定された溶接部１７が複数のスポット溶接により接合されることにより一体的に接合される。

この状態において、溝部１４に保持されている接着剤１５がインナパネル１１とアウタパネル１２の各屈曲部１１ｃ，１２ｃ及びリンフォースメント１３の起立部１３ａの端部である３つの板金部品に跨って、接触した状態となる。

その後、インナパネル１１、アウタパネル１２及びリンフォースメント１３とからなる３枚の板金部品が接合されたセンタピラー５は、接着剤１５を硬化させるため、例えば、１４０°〜１６０°で２０分程度の加熱工程にかけられる。これにより、リンフォースメント１３の各起立部１３ａは、端部がインナパネル１１及びアウタパネル１２の各屈曲部１１ｃ，１２ｃと接着剤１５を介して強固に接着固定される。換言すると、インナパネル１１の各屈曲部１１ｃ及びアウタパネル１２の各屈曲部１２ｃは、夫々の近傍の領域がリンフォースメント１３の起立部１３ａの端部と共に、硬化した接着剤１５が介在している状態となる。

以上の説明したように、本発明の車体の板金接合構造の一例であるセンタピラー５は、インナパネル１１、アウタパネル１２及びリンフォースメント１３がスポット溶接される各溶接部１６，１７において、夫々２枚の板金部品のみを接合することにより、その要求剛性を満たすために必要とされる各板金部品が十分な板厚を有しても、溶接による接合精度を向上させることができる。

そして、このように各２枚のパネル間（インナパネル１１とアウタパネル１２、アウタパネル１２とリンフォースメント１３）を夫々高精度に溶接した接合構造において、さらに、各屈曲部１１ｃ，１２ｃと起立部１３ａの端部の集合部に接着剤１５を充填して３枚のパネル１１，１２，１３を一体的に接合することにより、センタピラー５の剛性を的確に向上することができる。

すなわち、このような接着剤１５の充填構造により、接着剤１５は、インナパネル１１とアウタパネル１２の各フランジ１１ｂ，１２ｂの接合強度、及び、アウタパネル１２とリンフォースメント１３の各起立部１２ａ，１３ａの接合強度を向上させながら、リンフォースメント１３とインナパネル１１との接合をも実現することができる。

この場合、特に、各屈曲部１１ｃ，１２ｃ間における領域に接着剤１５が充填固着することで、起立部１１ａ，１２ａ間の荷重伝達効率を飛躍的に向上することができ、車外側と車室側を結んだ方向の荷重に対する剛性を的確に確保することができる。

さらに、高張力鋼板からなるリンフォースメント１３にフランジが形成されていないため、該フランジ分の材料コストを低減し、且つ、軽量化が可能となると共に、その成形加工性が向上するため、リンフォースメント１３は歩留りが向上する。

さらに、アウタパネル１２の屈曲部１２ｃとリンフォースメント１３の起立部１３ａによって溝部１４を形成することにより、接着剤１５の充填が容易となり、作業性が向上すると共に、接着剤１５の乗りが良くなり、インナパネル１１、アウタパネル１２及びリンフォースメント１３の接合精度がより向上する。

以上の結果、本発明の車体の板金接合構造の一例であるセンタピラー５は、各板金部品の接合精度の向上に伴って、剛性が向上すると共に、リンフォースメント１３の軽量化及び成形加工性が向上し、歩留り向上によるコスト低減を実現することができる。

尚、本実施の形態において、リンフォースメント１３は、アウタパネル１２と溶接により接合されているが、これに限定されるものではなく、インナパネル１１と溶接により接合されても良い。

さらに、各起立部１２ａ，１３ａのどちらか一方の当接する面上において、少なくともアウタパネル１２の屈曲部１２ｃの近傍となる領域、或いは各起立部１２ａ，１３ａが当接する面上全体に、接着剤を塗布しても良く、これに合わせて、少なくともインナパネル１１とアウタパネル１２の各フランジ１１ｂ，１２ｂのどちらか一方の当接する面上において、各屈曲部１１ｃ，１２ｃの近傍となる領域、或いは各フランジ１１ｂ，１２ｂの当接する面上全体に、接着剤を塗布した、いわゆる、ウェルドボンド接合工法を用いても良い。

すなわち、各起立部１２ａ，１３ａ及び各フランジ１１ｂ，１２ｂ間に接着剤１５を介在させたウェルドボンド接合工法を用いた場合、接着剤１５による接着性により、各溶接部１６，１７の接合精度をより向上させることができ、センタピラー５の剛性をより向上することができる。

また、本実施の形態において、上述したように、３枚の板金部品を接合する車体の板金接合構造を示したが、３枚の板金部品以上の板金部品の接合に適用可能である。さらに、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

本実施の形態に係る、ボディーシェルの概要を説明する全体斜視図である。本発明の車体の板金接合構造に係る、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿ったセンタピラーの断面図である。同、センタピラーの部分的な分解斜視図である。同、アウタパネルにリンフォースメントが接合された状態を示す斜視図である。同、アウタパネルの屈曲部とリンフォースメントの起立部によって形成された溝部に接着剤が充填された状態を説明する図である。同、センタピラーの部分的な外観を示す斜視図である。

符号の説明

１・・・ボディーシェル
５・・・センタピラー
１１・・・インナパネル（メインパネル）
１１ａ・・・起立部
１１ｂ・・・フランジ
１１ｃ・・・屈曲部
１２・・・アウタパネル（メインパネル）
１２ａ・・・起立部
１２ｂ・・・フランジ
１３・・・リンフォースメント（補強パネル）
１３ａ・・・起立部（接触部）
１４・・・溝部
１５・・・接着剤
１６，１７・・・溶接部
代理人弁理士伊藤進

Claims

複数枚の板金部品が接合される車体の板金接合構造であって、
夫々、両側に起立部と、該起立部から延設されるフランジと、該フランジと上記起立部との境界部分となる屈曲部とを備え、該フランジが溶接により接合される２枚のメインパネルと、
該２枚のメインパネル間に配設され、両側に上記２枚のメインパネルのいずれか１つの上記各起立部に沿って接触する接触部を有する補強パネルと、
を具備し、
上記接触部を上記２枚のメインパネルのいずれか１つの上記起立部と溶接によって接合し、
上記接触部の端部を接着剤によって、上記２枚のメインパネルの各屈曲部と一体に接合していることを特徴とする車体の板金接合構造。
上記２枚のメインパネルのいずれか１つと上記補強パネルとが接合された状態において、上記接触部の各端部及び上記２枚のメインパネルのいずれか１つの上記各屈曲部によって、上記接着剤を保持するための溝部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の車体の板金接合構造。