JP2008184024A - 車体パネルの結合部の構造 - Google Patents

Abstract

【課題】電食発生の防止を図ることができ、しかも在来の設備を用いて製造することが可能なように構成された車体パネルの結合部の構造を提供する。
【解決手段】アルミニウム系金属板からなるルーフアウタパネル２と、合金化溶融メッキ鋼板からなるルーフサイドレールアウタパネル４と、非合金系亜鉛メッキ鋼板からなるルーフサイドレールインナパネル６とを重ね合わせて結合する車体パネルの結合部の構造において、ルーフサイドレールアウタパネルとルーフサイドレールインナパネルとを溶接結合すると共にルーフサイドレールインナパネルを部分的に露出させる切欠部１１をルーフサイドレールアウタパネルに設け、ルーフサイドインナパネルにおける切欠部に対応する部位に突出部１２を設け、切欠部の内周と突出部の外周との間の少なくとも一部にシーリング剤１４を介在させて切欠部から露出した突出部の頂面にルーフアウタパネルを溶接結合するものとする。
【選択図】図５

Description

本発明は、車体パネルの結合部の構造に関し、特に、アルミニウム系金属と鉄系金属とを抵抗スポット溶接で結合する部分の構造に関するものである。

近時、軽量化のために車体をアルミニウム系金属で構成する要望が高まっている。しかしアルミニウム系金属のみで所望の車体強度を確保することは困難なので、主要骨格部分を鋼板で構成し、ルーフパネルなどの強度の依存度が比較的低く、且つ面積が広い部位にアルミニウム系金属を選択的に用いることが考えられている。

ところで、異種金属同士を接合した場合、両者が当接した箇所において、両者の微少な隙間に電解質（例えば雨水）が浸入することによって金属腐食（電食）が引き起こされることが知られている。このような電食の発生を防止する手法の一つとして、非貫通型のリベットによって両者を結合すると共に、この結合面を外れた位置に電食防止を図るためのシール部を設けるようにした構造が特許文献１に提案されている。
特開２０００−２７２５４１号公報

しかるに、特許文献１に記載の技術によると、在来の製造設備の流用が困難なため、異種金属同士を結合させるためのリベット結合設備に膨大な費用を要するという不都合がある。

本発明は、このような従来技術の不都合を解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、電食発生の防止を図ることができ、しかも在来の設備を用いて製造することが可能なように構成された車体パネルの結合部の構造を提供することにある。

このような課題を解決するために本発明の請求項１は、アルミニウム系金属板からなる第１のアウタパネル（ルーフアウタパネル２）と、合金化溶融メッキ鋼板からなる第２のアウタパネル（ルーフサイドレールアウタパネル４）と、非合金系亜鉛メッキ鋼板からなるインナパネル（スティフナ５、ルーフサイドレールインナパネル６）とを重ね合わせて結合する車体パネルの結合部の構造において、第２のアウタパネルとインナパネルとを溶接結合すると共にインナパネルを部分的に露出させる切欠部１１を第２のアウタパネルに設け、インナパネルにおける切欠部に対応する部位に突出部１２を設け、切欠部の内周と突出部の外周との間の少なくとも一部にシーリング剤１４を介在させて切欠部から露出した突出部の頂面に第１のアウタパネルを溶接結合するものとした。
また請求項２の発明においては、突出部の頂面に溶接された際の第１のアウタパネルの端縁に平行し、かつ切欠部と突出部との間を通る線上にシーリング剤を塗布するものとした。

このような本発明の請求項１の構成によれば、非合金系亜鉛メッキ鋼板からなるインナパネルにアルミニウム系金属板からなる第１のアウタパネルを直接スポット溶接することで所期の結合強度を確保することができるので、在来の設備や工程を変更することなく結合強度を確保した上で合金化溶融めっき鋼板とアルミニウム系金属板とで車体のアウタパネルを構成することができる。そして、突出部によって段差を設けることにより、電食防止のためのシーリング剤を溶接面に侵入させることなく切欠部の内周と突出部の外周との間の隙間をシーリング剤溜まりとして利用することができるので、溶接強度を確保した上で、第１、第２両アウタパネルの隙間にシーリング剤を充填することができる。これにより、第１、第２両アウタパネル間に外部から水が浸入することを確実に防止することができるので、電食を防止する上に多大な効果を奏することができる。
また請求項２の構成によれば、第１、第２両アウタパネルにおける溶接部以外の隙間に簡単に且つ確実にシーリング剤を充填することができるので、電食防止効果をより一層高めることができる。また、塗装作業が容易となる。

以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。

図１は、本発明が適用された自動車の車体を示している。この車体１のルーフアウタパネル２は、例えば６０００系アルミニウム合金の板材で形成されており、ルーフアウタパネル２の側端縁に接続するルーフサイドレール３は、メッキ鋼板で形成されている。

ルーフサイドレール３は、図２に示すように、アウタパネル４、スティフナ５、及びインナパネル６からなり、これらの各端縁に形成されたフランジ部４ａ・５ａ・６ａと、ルーフアウタパネル２の側端縁に形成されたフランジ部２ａとを互いに重ね合わせて抵抗スポット溶接することにより、車体のルーフが構成されている。

ここでルーフサイドレール３におけるアウタパネル４は合金化溶融メッキ鋼板にて形成され、スティフナ５並びにインナパネル６は非合金系亜鉛メッキ鋼板にて形成されている。なお、ルーフアウタパネル２のフランジ部２ａと直接的に接触しないインナパネル６は非メッキ鋼板にて形成しても良い。

図３に示すように、ルーフサイドレール３におけるアウタパネル４のフランジ部４ａには、適宜な間隔をおいて複数の矩形をなす切欠部１１が形成されている。そして互いに重なり合った状態のスティフナ５並びにインナパネル６のフランジ部５ａ・６ａには、アウタパネル４の切欠部１１に対応する位置に、輪郭が長円形をなす上向きの突出部１２が形成されている。この突出部１２の高さ寸法は、アウタパネル４の板厚と同等若しくは僅かに大きくされている。

次に抵抗スポット溶接の手順について説明する。
先ず、ルーフサイドレール３におけるスティフナ５並びにインナパネル６の両フランジ部５ａ・６ａを重ね合わせると共に、突出部１２に切欠部１１を整合させた上でアウタパネル４のフランジ部４ａをスティフナ５のフランジ部５ａにさらに重ね合わせる。この状態で、アウタパネル４、スティフナ５並びにインナパネル６の各フランジ部４ａ・５ａ・６ａの互いに重なり合う部位の適所、つまりアウタパネル４の切欠部１１を避けた部位にスポット溶接機の電極チップ１３を圧接し、これらを溶接結合する（図４−ａ）。これにより、鋼板製のルーフサイドレール３が形成される。

次に、図５に示すように、アウタパネル４のフランジ部４ａの上面における切欠部１１の奥側の内縁が延在する線上に例えば構造用接着剤などのシーリング剤１４を塗布した上で、ルーフサイドレール３におけるアウタパネル４のフランジ部４ａにルーフアウタパネル２のフランジ部２ａを重ね合わせ、アウタパネル４のフランジ部４ａに設けられた切欠部１１、即ちスティフナ５のフランジ部５ａに設けられた突出部１２に対応する部位にスポット溶接機の電極チップ１３を圧接し、これらを溶接結合する（図４−ｂ）。これにより、切欠部１１から露出した突出部１２の頂面にルーフアウタパネル２のフランジ部２ａが溶接結合され、ルーフサイドレール３とルーフアウタパネル２とが一体となる。

これによると、ルーフアウタパネル２は、非合金系亜鉛メッキ鋼板からなるスティフナ５に溶接されることとなる。ここで６０００系アルミニウムと非合金系亜鉛メッキとの溶接部の延性比（剥離強度／せん断強度）は、約０．３５（無次元）であり、鋼板同士の溶接部の延性比（０．３０）よりも高い値が得られることが分かっており、６０００系アルミニウムで形成されたルーフアウタパネル２を非合金系亜鉛メッキ鋼板で形成されたスティフナ５（或いはインナパネル６）に直接溶接することにより、十分な結合強度を確保することができる。

そして切欠部１１の奥側の内縁が延在する線上、即ち突出部１２の頂面に結合された際に延在するルーフアウタパネル２のフランジ部２ａの端縁に平行する線上に適宜な幅で塗布したシーリング剤１４がルーフアウタパネル２のフランジ部２ａとルーフサイドレールアウタパネル４のフランジ部４ａとの隙間に充填され、この隙間に外部から浸水することを防止する。即ちこの構造により、電食や錆の発生が防止される。

突出部１２の形状及び面積は、上述の実施形態に示した長円形に限らず、要はスポット溶接機の電極チップ１３を十分に圧接することができ、且つ電極チップ１３の位置誤差を許容することができれば良く、例えば、円形、楕円形、或いは矩形などの多角形でも良い。また切欠部１１の形状も、要は突出部１２と干渉しなければ良いので、矩形そのものに限らず、角部にアールを付ける等しても良い。

上述の実施形態においては、スティフナ５とインナパネル６との両フランジ部５ａ・６ａの重なり合う部位に突出部１２を設けるものとしたが、要は６０００系アルミニウムと非合金系亜鉛メッキ面とを直接溶接することができれさえすれば良いので、アウタパネル４に設けたのと同様な切欠部をスティフナ５にも設け、インナパネル６のフランジ部６ａを切欠部から露出させ、これにルーフアウタパネル２のフランジ部２ａを溶接するようにしても良い。或いは、スティフナ５のフランジ部５ａがアウタパネル４のフランジ部４ａと重ならないように構成し、インナパネル６にスティフナ５を別工程で溶接するようにしても良い。この場合は、ルーフアウタパネル２のフランジ部２ａと直接的に接触しなくなるスティフナ５は、非メッキ鋼板にて形成しても良い。

本発明が適用される車体の概略斜視図である。 図１中のII−II線に沿う要部断面図である。 本発明の適用部位の拡大斜視図である。 本発明の適用部位の拡大切断端面図であり、（ａ）はルーフサイドレールの溶接の様子を示し、（ｂ）はルーフサイドレールに対するルーフアウタパネルの溶接の様子を示す。 シーリング剤の塗布要領を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は縦切断端面図である。

符号の説明

２ ルーフアウタパネル
４ ルーフサイドレールアウタパネル
６ ルーフサイドレールインナパネル
１１ 切欠部
１２ 突出部
１３ 電極チップ
１４ シーリング剤

Claims (2)

1. アルミニウム系金属板からなる第１のアウタパネルと、合金化溶融メッキ鋼板からなる第２のアウタパネルと、非合金系亜鉛メッキ鋼板からなるインナパネルとを重ね合わせて結合する車体パネルの結合部の構造であって、
   前記第２のアウタパネルと前記インナパネルとを溶接結合すると共に前記インナパネルを部分的に露出させる切欠部を前記第２のアウタパネルに設け、
   前記インナパネルにおける前記切欠部に対応する部位に突出部を設け、
   前記切欠部の内周と前記突出部の外周との間の少なくとも一部にシーリング剤を介在させて前記突出部の頂面に前記第１のアウタパネルを溶接結合することを特徴とする車体パネルの結合部の構造。
2. 前記シーリング剤は、前記突出部の頂面に溶接された際の前記第１のアウタパネルの端縁に平行し、かつ前記切欠部と突出部との間を通る線上に塗布されることを特徴とする請求項１に記載の車体パネルの結合部の構造。

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