JP2010132212A - 車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた強度を有する車体を容易かつ適正に構成できるようにする。
【解決手段】フランジレス構造の矩形閉断面を有するフロントサイドフレーム２等からなる中空の車体フレームと、ダッシュパネル１等からなる車体パネルとを溶接することにより構成される車体構造であって、上記車体フレームが溶接される車体パネルの部位に、車体フレームの設置部と反対方向に凹入する凹入部１５が車体フレームの長手方向に沿って形成され、この凹入部１５の側方に上記車体フレームを仮止めした仮止め部１６が設けられるとともに、この仮止め部１６の近傍で上記車体パネルと車体フレームとを、この車体フレームの長手方向に沿って結合する線状のレーザー溶接部１７が設けられた。
【選択図】図１

Description

本発明は、中空の車体フレームと車体パネルとを溶接することにより構成される車体構造に関するものである。

従来、下記特許文献１に示されるように、車体前部に左右一対のフロントサイドフレーム（フロントサイドメンバ）が配設され、このロントサイドフレームには、ダッシュロアパネルに沿って車両下方後側へ向けて延設された傾斜部が設けられるとともに、この傾斜部の後端部に、車室の底部を構成するフロアパネルに沿って車両後方側へ延びる水平部が設けられた車体構造が知られている。

上記フロントサイドフレームの傾斜部および水平部の長手方向から見た断面形状は、ダッシュロアパネル側とフロアパネル側に開口部を向けたコ字状とされており、その開口端部に形成された左右のフランジがそれぞれダッシュロアパネルおよびフロアパネルに接合されるようになっている。一方、エンジンルーム内に配設された上記フロントサイドフレームの前方部は、その上端部および下端部にフランジが設けられた閉断面形状とされ、このフランジがエプロンパネル等に接合されるように構成されている。
特開平９−２５４８１８号公報

上記特許文献１に開示された車体構造では、車体のダッシュロアパネルおよびフロアパネルに沿って設置されるフロントサイドフレームの傾斜部および水平部と、エンジンルーム内に配設されるフロントサイドフレームの前方部とが、互いに異なる断面形状とされ、上記傾斜部および水平部の左右に設けられたフランジがダッシュロアパネルおよびフロアパネルに接合されるとともに、上記フロントサイドフレームの前方部がその上端部および下端部に設けられたフランジを介してエプロンパネル等に接合されるように構成されているので、上記フロントサイドフレームの傾斜部および水平部とフロントサイドフレームの前方部とを一体に形成することが困難である。したがって、上記フロントサイドフレームの傾斜部および水平部と、その前方部とをそれぞれ別体に形成した後、両部材を溶接する等により一体に連結することが一般的に行われている。

しかし、上記のようにフロントサイドフレームの傾斜部および水平部と、その前方部とを別体に形成した後、両部材を一体に連結するように構成した場合には、両部材の連結強度を充分に確保することが困難であり、車両の衝突時に車体前部からフロントサイドフレームに入力された衝撃荷重に応じて上記連結部が変形し易い傾向がある。また、上記フロントサイドフレームの前方部等を、一般的に知られているようにフランジ部が左右両側辺部等に設けられた断面ハット状部材のフランジを互いに接合してなるフランジ付閉断面体により構成した場合には、フロントサイドフレームに入力される捩り荷重に応じ、上記フランジの接合部分が剥離して強度が低下し易く、自動車の正突時又は斜突時等に上記エプロンフレームに捩れ変形が生じるのを効果的に抑制することができなくなるという問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、優れた強度を有する車体を容易かつ適正に構成することができる車体構造を提供することを目的としている。

請求項１に係る発明は、フランジレス構造の矩形閉断面を有する中空の車体フレームと車体パネルとを溶接することにより構成される車体構造であって、上記車体フレームが溶接される車体パネルの部位に、車体フレームの設置部と反対方向に凹入する凹入部が車体フレームの長手方向に沿って形成され、この凹入部の側方に上記車体フレームを仮止めした仮止め部が設けられるとともに、この仮止め部の近傍で上記車体パネルと車体フレームとを、この車体フレームの長手方向に沿って結合する線状のレーザー溶接部が設けられたものである。

請求項２に係る発明は、上記請求項１に記載の車体構造において、車体パネルに設けられた凹入部に沿って上記仮止め部が配設されるとともに、その外方側に上記レーザー溶接部が配設されたものである。

請求項３に係る発明は、上記請求項１または２に記載の車体構造において、上記車体フレームが、コ字状断面の第１部材および第２部材の端部同士を接合することにより閉断面形状に形成され、この接合端部が設けられた面が上記車体パネルに対する結合面となり、かつ車体パネルに設けられた凹入部が、上記接合端部に対応した大きさに形成されたものである。

請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３のいずれか１項に記載の車体構造において、上記仮止め部が、凹入部を挟んでその両側方にそれぞれ設けられたものである。

請求項５に係る発明は、上記請求項１〜４のいずれか１項に記載の車体構造において、上記仮止め部が、車体パネルに開穿された小穴を介してこの車体パネルと上記車体フレームとがアーク溶接されることにより形成されたものである。

請求項６に係る発明は、上記請求項１〜４のいずれか１項に記載の車体構造において、上記仮止め部が、車体パネル側から片側スポット溶接機を使用して車体フレームと車体パネルとをスポット溶接することにより形成されたものである。

請求項７に係る発明は、上記請求項１〜６のいずれか１項に記載の車体構造において、上記車体パネルに設けられた凹入部の断面形状が先窄まりの台形状に形成されたものである。

請求項１に係る発明では、フランジレス構造の矩形閉断面を有するフロントサイドフレーム等からなる車体フレームが溶接されるダッシュパネルからなる車体パネルの部位に、上記車体フレームの設置部と反対方向に凹入する凹入部を車体フレームの長手方向に亘って形成し、この凹入部の側方を車体パネルに仮止めした状態で線状にレーザー溶接するように構成したため、被溶接個所を表裏から挟持しつつ溶接を行う通常のスポット溶接機等を使用することが困難な個所であっても、上記車体パネルの一方側に配設されたレーザー溶接機を使用してレーザー溶接を適正に施すことにより、上記フランジレス構造の矩形閉断面を有する車体フレームと車体パネルとを容易かつ強固に結合することができる。また、上記車体パネルと車体フレームとをレーザー溶接する際に作用する熱応力を上記凹入部おいて吸収する等により、上記熱応力に応じて車体パネルに反りが発生するのを効果的に防止できるという利点がある。

請求項２に係る発明では、車体パネルに設けられた凹入部に沿って上記仮止め部を配設するとともに、その外方側に上記レーザー溶接部を配設したため、上記車体パネルと車体フレームとの隙間が、例えば０．５ｍｍ以上となった状態で上記レーザー溶接が行われること等に起因する溶接不良の発生を効果的に防止してフランジレス構造の車体フレームと車体パネルとを容易かつ適正に接合することができる。

請求項３に係る発明では、コ字状断面を有する第１部材および第２部材の端部同士を接合することにより矩形閉断面の車体フレームを形成するとともに、上記接合端部が設けられた面を、上記車体パネルに対する結合面とし、かつ車体パネルに設けられた凹入部を、上記接合端部に対応した大きさに形成したため、この接合端部の側方部を上記車体パネルに対して当接させるとともに、上記接合端部を凹入部内に嵌入して位置決めした状態で、上記仮止め部の形成およびレーザー溶接を適正に行うことができる等の利点がある。また、上記第１部材および第２部材をプレス成形する際に、これらを所定形状に成形することにより、上記第１，第２部材の上端部同士および下端部同士を接合するだけで、例えば側面視でへ字状の屈曲形状に連続したフロントサイドフレーム等を容易に構成できるという利点がある。そして、上記フロントサイドフレーム等からなる車体フレームと、エンジンルームの後端部に設けられたダッシュパネルからなる車体パネルとを、仮止めした状態で上記レーザー溶接を施すことにより、両部材を容易かつ適正に結合することができる。

請求項４に係る発明では、上記凹入部を挟んでその両側方に上記仮止め部をそれぞれ設けたため、上記車体フレームの両側辺部に沿って配設された２列の仮止め部を互いに離間させて両者の設置間隔を充分に確保した状態で、上記車体フレームと車体パネルとを仮止めすることにより、両部材の隙間を適正に管理することが可能であり、上記仮止め部が形成されることにより両部材の隙間が適正に管理された部位の近傍において、上記レーザー溶接部を形成することによりその溶接品質を効果的に向上させることができる等の利点がある。

請求項５に係る発明では、車体パネルに開穿された小穴を介してこの車体パネルと車体フレームとをアーク溶接することにより上記仮止め部を形成したため、上記車体パネルの一方側に配設されたアーク溶接機を使用して上記中空の車体フレームと車体パネルとを仮止めすることができる。したがって、上記車体パネルが長尺かつ幅広の部材であること等に起因して、通常のスポット溶接機を使用したスポット溶接を行うことが困難な個所であっても、上記車体パネルと車体フレームとを適正に結合して、優れた強度を有する車体を容易かつ適正に形成できるという利点がある。

請求項６に係る発明では、車体パネル側から片側スポット溶接機を使用して車体フレームと車体パネルとをスポット溶接することにより上記仮止め部を形成したため、上記車体パネル側に配設された片側スポット溶接機を使用して上記中空の車体フレームと車体パネルとを仮止めすることができる。したがって、上記車体パネルが長尺かつ幅広の部材であること等に起因して、通常のスポット溶接機を使用したスポット溶接を行うことが困難な個所であっても、上記車体パネルと車体フレームとを適正に結合して、優れた強度を有する車体を容易かつ適正に形成できるという利点がある。

請求項７に係る発明では、車体パネルに設けられた凹入部の断面形状を先窄まりの台形状に形成したため、上記仮止め時またはレーザー溶接時に車体パネルを伸縮変位させようとする熱応力が作用した場合に、上記凹入部の側辺部に設けられた屈曲部を変形させることにより上記熱応力を効果的に吸収することができる。したがって、上記熱応力に応じて車体パネルが車体フレームから離間した状態となるのを、より確実に抑制できるという利点がある。

図１〜図３は、本発明に係る車体構造の実施形態を示している。この車体構造は、エンジンルームと車室とを仕切るダッシュパネル１からなる車体パネルと、その側方部から前方に延びるように設置された左右一対のフロントサイドフレーム２からなる車体フレームとを有している。上記ダッシュパネル１の車室内側に位置する壁面、つまりダッシュパネル１の背面には、その上辺部に沿って上部ダッシュクロスメンバ３が車幅方向に延びるように設置されるとともに、その下方に所定距離を隔てた位置に下部ダッシュクロスメンバ４が車幅方向に延びるように設置されている。

上記ダッシュパネル１は、図示を省略したカウルボックスに沿って車幅方向に延びるように設置されたダッシュアッパパネル５と、その下端部から下方に延びるように設置されたダッシュロアパネル６とを有し、このダッシュロアパネル６の下端部に車室の底面部を構成するフロアパネル（図示せず）の前端部が接続されるようになっている。また、上記ダッシュロアパネル６の下部中央には、上方側に膨出するトンネル部７が形成されるとともに、その左右両右側方部には、前上がりに傾斜したキックアップ部８が設けられ、このキックアップ部８の下面に上記フロントサイドフレーム２が結合されている。

上記フロントサイドフレーム２は、ダッシュロアパネル６の下部に設けられた上記キックアップ部８に沿って前上がりに傾斜しつつ、ダッシュパネル１から離間するようにその斜め前方側に向けて延びる傾斜部９と、その後端部から車体の後方側に向けて略水平に延びる水平部１０と、上記傾斜部９の前端部から車体の前方側に延びる前方部１１とが、側面視でへ字状をなすように屈曲した形状に連設されている。

上記フロントサイドフレーム２は、例えば図４に示すように、金属製板材をプレス成形する等の手段でコ字状の断面形状を有する左右一対の第１，第２部材１２，１３を成形し、この第１，第２部材１２，１３を接合することにより、フランジレス構造の矩形閉断面を有する中空体として構成される。上記第１，第２部材１２，１３の内、例えば車幅方向の外方側に位置する第１部材１２には、その上壁端部および底壁端部を外方側に膨出させた段部１４が形成されている。そして、上記段部１４の内面に沿って第２部材１３の上壁端部および底壁端部を進入させることにより、第１，第２部材１２，１３の上壁端部同士および底壁端部同士を重ね合わせた状態で、この重ね合わせ部を隅肉レーザー溶接して接合することにより、上記傾斜部９および水平部１０と、上記前方部１１との連続体からなるフロントサイドフレーム２が構成されるようになっている。

また、上記フロントサイドフレーム２の傾斜部９および水平部１０が溶接されるダッシュロアパネル６のキックアップ部８には、図５および図６に示すように、上記フロントサイドフレーム２の設置部と反対方向である上方に凹入する所定幅の凹入部１５がフロントサイドフレーム２の長手方向、つまり上記傾斜部９の設置方向に亘って形成されている。この凹入部１５の左右両側方には、上記フロントサイドフレーム２の傾斜部９および水平部１０を仮止めしてなる仮止め部１６がそれぞれ設けられている。

上記仮止め部１６の近傍には、ダッシュロアパネル６とフロントサイドフレーム２とを、このフロントサイドフレーム２の長手方向に沿って線状にレーザー溶接することにより結合したレーザー溶接部１７が設けられている。このレーザー溶接部１７は、被溶接個所にレーザー光線を照射し、そのエネルギーにより上記ダッシュロアパネル６の一部を溶融させてフロントサイドフレーム２に結合することにより形成される。また、上記被溶接個所にワイヤを供給してこれを溶融させるように構成されたワイヤレーザー溶接機により上記レーザー溶接部１７を形成することも可能である。

上記ダッシュロアパネル６の凹入部１５は、その断面形状が先窄まりの台形状に形成されるとともに、上記段部１４からなる第１，第２部材１２，１３の接合端部に対応した大きさを有している。具体的には、上記凹入部１５の幅寸法および上下寸法が上記接合端部の幅寸法および上下寸法よりもやや大きな値に設定されている。そして、上記第１，第２部材１２，１３の接合端部（段部１４）がダッシュロアパネル６の凹入部１５内に挿入されて上記フロントサイドフレーム２がダッシュパネル１に位置決めされた状態で、下記のようにして仮止め部１６が形成された後、上記レーザー溶接部１７が形成されることにより、上記キックアップ部８の下面に上記フロントサイドフレーム２が結合されている。

すなわち、上記ダッシュロアパネル６のキックアップ部８には、上記凹入部１５を中心としてその左右両側辺部に５ｍｍ程度の直径を有する多数の小穴１８が一定間隔で開穿され、この小穴１８の周縁部が上記フロントサイドフレーム２の結合面、具体的には上記段部１４からなる接合端部が設けられた傾斜部９および水平部１０の上面にアーク溶接されることにより仮止めされている。このようにして上記ダッシュパネル１とフロントサイドフレーム２とを仮止めする仮止め部１６が、フロントサイドフレーム２の長手方向に沿って２列をなすように配設されている。

上記小穴１８の配設間隔は、ダッシュパネル１とフロントサイドフレーム２とをアーク溶接して仮止めする際の熱影響に応じ、ダッシュロアパネル６に反りが生じること等を防止して上記フロントサイドフレーム２の傾斜部９とダッシュロアパネル６のキックアップ部８との間に大きな隙間、例えば０．５ｍｍ以上の隙間が形成されるのを防止し得るように、一定値以上に設定されている。また、上記ダッシュパネル１とフロントサイドフレーム２とを強固に仮止めすることにより、上記レーザー溶接時の熱影響に応じてフロントサイドフレーム２の傾斜部９とダッシュロアパネル６のキックアップ部８との隙間が増大するのを防止し得るように、上記小穴１８の配設間隔が一定値以下に設定されている。

そして、上記仮止め部１６を構成する小穴１８の配列個所に沿ってフロントサイドフレーム２の左右両側辺部近傍がダッシュロアパネル６のキックアップ部８にそれぞれレーザー溶接されることにより、上記仮止め部１６の外側、つまり上記凹入部１５の設置部と反対側に位置において、フロントサイドフレーム２を構成する第１，第２部材１２，１３のそれぞれを上記ダッシュロアパネル６のキックアップ部８に結合した２列のレーザー溶接部１７が形成されるようになっている。

図７および図８に示すように、上記ダッシュアッパパネル５に溶接される上部ダッシュクロスメンバ３および下部ダッシュクロスメンバ４からなる車体フレームは、それぞれフランジレス構造の矩形閉断面を有する角パイプ材等により中空体として構成されている。また、上記ダッシュアッパパネル５には、上部ダッシュクロスメンバ３および下部ダッシュクロスメンバ４を仮止めした仮止め部１９，２０が設けられるとともに、この仮止め部１９，２０の近傍で上記ダッシュアッパパネル５と上部ダッシュクロスメンバ３および下部ダッシュクロスメンバ４とを、その長手方向に沿って線状にレーザー溶接したレーザー溶接部２１，２２が設けられている。

すなわち、上記ダッシュアッパパネル５の上辺部に沿って５ｍｍ程度の直径を有する多数の小穴２３が、上記上部ダッシュクロスメンバ３の長手方向に沿って一定間隔で２列をなすように開穿されるとともに、上列の小穴２３と下列の小穴２３とが互い違いとなった千鳥状に配列されている。そして、上記小穴２３の周縁部が上部ダッシュクロスメンバ３の前面にアーク溶接されることにより、上部ダッシュクロスメンバ３が上記小穴２３を介してダッシュアッパパネル５の背面上辺部に仮止めされた仮止め部１９が形成されている。また、上記仮止め部１９を構成する小穴２３の配列個所に沿って上部ダッシュクロスメンバ３の上下両側辺部近傍がダッシュアッパパネル５の上辺部にそれぞれレーザー溶接されることにより、上記仮止め部１９の外方側、つまり上方の仮止め部１９よりも上方側と下方の仮止め部１９よりも下方側とにおいて、上部ダッシュクロスメンバ３をダッシュアッパパネル５の上辺部に結合する２列のレーザー溶接部２１が上部ダッシュクロスメンバ３の長手方向に沿って線状に形成されている。

また、上記ダッシュアッパパネル５の下方部には、多数の小穴２４が上記下部ダッシュクロスメンバ４の設置方向に沿って一定間隔で開穿されるとともに、２列状態で千鳥状に配設され、上記小穴２４の周縁部が下部ダッシュクロスメンバ４の前面からなる結合面にアーク溶接されることにより、上記小穴２４を介して下部ダッシュクロスメンバ４がダッシュアッパパネル５の下方部に仮止めされた仮止め部２０が形成されている。そして、上記仮止め部２０を構成する小穴２４の配列個所に沿って下部ダッシュクロスメンバ４の上下両側辺部近傍がダッシュアッパパネル５の下方部にそれぞれレーザー溶接されることにより、上記仮止め部２０の外方側において下部ダッシュクロスメンバ４をダッシュアッパパネル５の下方部に結合する２列のレーザー溶接部２２が下部ダッシュクロスメンバ４の長手方向に沿って線状に形成されている。

上記前部車体を製造するには、図５および図６に示すように、コ字状断面の第１部材１２および第２部材１３の端部同士を接合することにより、フランジレス構造の矩形閉断面を有する中空のフロントサイドフレーム２を構成する。また、このフロントサイドフレーム２が溶接されるダッシュパネル１の部位、つまり上記ダッシュロアパネル６左右両側方部に、複数の小穴１８をフロントサイドフレーム２の設置方向に沿って一定間隔で形成するとともに、上記ダッシュパネル１の上辺部およびその下方部に、複数の小穴２３，２４を上記上部ダッシュクロスメンバ３および下部ダッシュクロスメンバ４の設置方向に沿って一定間隔で形成する。

次いで、図７および図８に示すように、角パイプ材からなる上記上部ダッシュクロスメンバ３および下部ダッシュクロスメンバ４を、小穴２３，２４の設置部に沿わせるようにダッシュアッパパネル５の背面に当接させて位置決めした状態で、ダッシュパネル１の前面側からアーク溶接して上記小穴２３，２４内に溶融金属を充填することにより、この小穴２３，２４を介してダッシュアッパパネル５と上部ダッシュクロスメンバ３および下部ダッシュクロスメンバ４とを仮止めする。また、図５および図６に示すように、上記第１，第２部材１２，１３の接合端部をダッシュロアパネル６の凹入部１５内に挿入するとともに、上記ダッシュロアパネル６に形成された小穴１８の設置部にフロントサイドフレーム２の傾斜部９の上面を沿わせるように位置決めした状態で、ダッシュロアパネル６の後方上部側からアーク溶接して上記小穴１８内に溶融金属を充填することにより、この小穴１８を介してダッシュロアパネル６とフロントサイドフレーム２とを仮止めする。

このようにしてダッシュパネル１、フロントサイドフレーム２、上部ダッシュクロスメンバ３および下部ダッシュクロスメンバ４等を有する車体を仮組立した後、この車体をレーザー溶接機が配設されたレーザー溶接部に搬送し、ダッシュロアパネル６の後方上部側から上記小穴１８の配列個所に沿ってレーザー溶接することにより、上記フロントサイドフレーム２の左右両側辺部近傍をダッシュパネル１に結合する。また、上記ダッシュアッパパネル５の前方側から上記小穴２３，２４の配列個所に沿ってレーザー溶接することにより、上部ダッシュクロスメンバ３の上下両側辺部近傍および下部ダッシュクロスメンバ４の上下両側辺部近傍をダッシュパネル１に結合する。

上記のようにフランジレス構造の矩形閉断面を有する中空のフロントサイドフレーム２からなる車体フレームと、ダッシュパネル１からなる車体パネルとを溶接してなる車体構造において、上記フロントサイドフレーム２が溶接されるダッシュパネル１の部位に、フロントサイドフレーム２の設置部と反対方向に凹入する凹入部１５をフロントサイドフレーム２の長手方向に沿って形成し、この凹入部１５の側方に上記フロントサイドフレーム２を仮止めした仮止め部１６を設けるとともに、この仮止め部１６の近傍で上記ダッシュパネル１とフロントサイドフレーム２とを、このフロントサイドフレーム２の長手方向に沿って結合する線状のレーザー溶接部１７を設けたため、優れた強度を有する車体を容易かつ適正に形成できるという利点がある。

すなわち、上記実施形態では、コ字状断面を有する第１，第２部材１２，１３の端部同士を接合することにより、側面視で上記傾斜部９および水平部１０と、その前方部１１とが、側面視でへ字状の屈曲形状に連続した矩形閉断面形状のフロントサイドフレーム２を一体に形成したため、このフロントサイドフレーム２の傾斜部９および水平部１０と、その前方部１１とを別体に形成した後、両部材を連結するように構成した従来例のように、車両の衝突時に車体前部からフロントサイドフレーム２に入力された衝撃荷重に応じて上記連結部が容易に変形するという事態を生じることがなく、この衝撃荷重を車体の後方側に伝達してこれを効果的に支持することができる。

また、上記構成によれば、例えばフランジ部が左右両側辺部等に設けられた断面ハット状部材のフランジ部を互いに接合してなるフランジ付閉断面体により上記フロントサイドフレームを構成した従来例のように、このフロントサイドフレームに入力される捩り荷重に応じて上記フランジ部の接合部分が剥離することにより強度が低下するという事態を生じることがなく、上記フロントサイドフレーム２に作用する捩り荷重に対する強度を効果的に向上させることができ、これによって上記フロントサイドフレーム２に捩れ変形が生じるのを簡単な構成で効果的に抑制できるという利点がある。

そして、上記フロントサイドフレーム２が溶接されるダッシュパネル１の部位に、フロントサイドフレーム２の設置部と反対方向（上方）に凹入する凹入部１５をフロントサイドフレーム２の長手方向に亘って形成し、この凹入部１５の側方において上記フロントサイドフレーム２をダッシュパネル１に仮止めした状態で、上記レーザー溶接部１７を形成するように構成したため、被溶接個所を表裏から挟持しつつ溶接を行う通常のスポット溶接機等を使用することが困難な個所であっても、上記ダッシュパネル１の一方側に配設されたレーザー溶接機を使用して上記フロントサイドフレーム２とダッシュパネル１とを容易かつ強固に結合することができる。

また、上記フロントサイドフレーム２が溶接されるダッシュパネル１の部位に上記凹入部１５を設けることにより、ダッシュパネル１に形成された小穴１８の周縁部をフロントサイドフレーム２の上面にアーク溶接して、上記ダッシュパネル１とフロントサイドフレーム２とを仮止めする際、またはこの仮止め部１６の近傍で、上記ダッシュパネル１とフロントサイドフレーム２とを、このフロントサイドフレーム２の長手方向に沿って線状にレーザー溶接する際に、両部材に熱影響差が生じるのを防止して、ダッシュパネル１に反りが生じるのを効果的に抑制できるという利点がある。

例えば、上記ダッシュロアパネル６に形成された小穴１８の周縁部をフロントサイドフレーム２の上面にアーク溶接する際の熱に応じ、上記ダッシュロアパネル６がフロントサイドフレーム２よりも高温に加熱されて大きく伸長した状態で、両者が仮止めされた後、上記ダッシュロアパネル６とフロントサイドフレーム２とがそれぞれ室温に冷却されると、上記ダッシュロアパネル６には、フロントサイドフレーム２よりも大きな収縮力が作用することになる。したがって、図９に示すように、ダッシュロアパネル６′に上記凹入部１５が設けられていない場合には、上記仮止め用のアーク溶接後に、ダッシュロアパネル６′を収縮させる方向に作用する熱応力Ｐ１と、この熱応力Ｐ１に抗してフロントサイドフレーム２′に生じる応力Ｐ２とに応じ、図９の仮想線に示すように、上記ダッシュロアパネル６′が背面視で上方に反るように変形してフロントサイドフレーム２′から離間することにより、上記ダッシュロアパネル６′とフロントサイドフレーム２′との間に大きな隙間が形成されることが避けられない。

これに対して図１０に示すように、上記フロントサイドフレーム２が溶接されるダッシュパネル１の部位に上記凹入部１５を設けた構造とした場合には、上記仮止め用のアーク溶接が行われた後の温度低下に応じ、上記ダッシュロアパネル６を、フロントサイドフレーム２よりも大きく収縮させようとする熱応力Ｐが作用すると、これに対応して上記凹入部１５が弾性変形することにより上記熱応力Ｐが吸収されることになる。このため、上記ダッシュロアパネル６に反りを生じさせるように大きな応力が生じるのを防止して、上記ダッシュロアパネル６がフロントサイドフレーム２から離間した状態となるのを効果的に抑制することができる。

さらに、上記ダッシュロアパネル６とフロントサイドフレーム２とを線状にレーザー溶接する際の熱影響に応じ、ダッシュロアパネル６がフロントサイドフレーム２よりも高温に加熱された状態で溶接された後、これらが冷却されると、図１１に示す側面視において、上記ダッシュロアパネル６をフロントサイドフレーム２よりも大きく収縮させる方向の熱応力、つまり上記ダッシュロアパネル６に形成されたキックアップ部８の前方部および後方部を上方に反らせようとする熱応力Ｒが作用する。しかし、この熱応力Ｒに対しては、上記ダッシュパネル１に設けられた凹入部１５が強度部材として機能するため、上記熱応力Ｒに応じた反りの発生を効果的に防止できるという利点がある。

また、上記実施形態では、ダッシュロアパネル６に設けられた凹入部１５に沿って配設された仮止め部１６の外方側に上記レーザー溶接部１７を配設したため、このレーザー溶接部１７の近傍に上記仮止め部１６を設けることにより、ダッシュロアパネル６とフロントサイドフレーム２との隙間が、例えば０．５ｍｍ以上となるのを防止した状態で、上記レーザー溶接部１７を適正に形成することができる。したがって、上記フロントサイドフレーム２をフランジレス構造の矩形閉断面形状としたにも拘わらず、上記レーザー溶接の品質を充分に確保して優れた強度を有する車体を容易に形成することができる。

また、上記のようにコ字状断面を有する第１部材１２および第２部材１３の端部同士を接合することにより上記フロントサイドフレーム２からなる車体フレームを形成するとともに、上記第１部材１２の段部１４等からなる接合端部が設けられた面を、上記ダッシュパネル１からなる車体パネルに対する結合面とし、かつ上記凹入部１５を、第１，第２部材１２，１３の接合端部に対応した大きさに形成した場合には、上記段部１４からなる接合端部フロントサイドフレーム２に設けたにも拘わらず、その側方部をダッシュパネル１に対して当接させるとともに、上記凹入部１５内に接合端部を嵌入して位置決めした状態で、上記ダッシュパネル１等からなる車体パネルの一方側に配設されたアーク溶接機およびレーザー溶接機を使用して上記仮止め部１６およびレーザー溶接部１７を適正に形成することができる。

上記第１部材１２および第２部材１３をプレス成形する際に、それぞれ側面視でへ字状に屈曲した形状に成形することにより、上記第１，第２部材１２，１３の上端部同士および下端部同士を接合するだけで、上記傾斜部９、水平部１０および前方部１１が側面視でへ字状の屈曲形状に連続した上記フロントサイドフレーム２を容易に構成できるという利点がある。そして、このフロントサイドフレーム２と、エンジンルームの後端部に設けられたダッシュパネル１からなる車体パネルとを、上記小穴１８を介して仮止めした状態でレーザー溶接を施して上記レーザー溶接部１７を形成することにより、両部材を容易かつ適正に結合することができる。

さらに、上記実施形態に示すように、凹入部１５を挟んでその両側方に上記仮止め部１６をそれぞれ設けた構造とした場合には、上記フロントサイドフレーム２の両側辺部に沿って配設された２列の仮止め部１６を互いに離間させて両者の設置間隔を充分に確保した状態で、上記フロントサイドフレーム２からなる車体フレームとダッシュパネル１からなる車体パネルとを仮止めすることにより、両部材の隙間を適正に管理することができる。このようにして形成された仮止め部１６により両部材の隙間が適正に管理された部位の近傍に上記レーザー溶接部１７を形成した場合には、その溶接品質を効果的に向上させることができる。

しかも、一方の仮止め部１６を形成する際、つまり上記ダッシュパネル１に形成された小穴１８の周縁部をフロントサイドフレーム２にアーク溶接する際に生じる熱歪みを上記凹入部１５により吸収して、上記アーク溶接の熱影響が他方の仮止め部１６に及ぶのを抑制することができる。このため、上記両仮止め部１６，１６を互いに接近させた状態で配設することも可能であり、上記仮止め部１６をレイアウトする際の自由度が効果的に高められるという利点がある。

また、上記実施形態では、エンジンルームの後端部に設けられたダッシュパネル１からなる車体パネルに開穿された小穴１８を介して上記ダッシュパネル１とフロントサイドフレーム２とをアーク溶接することにより上記仮止め部１６を形成したため、上記ダッシュパネル１の後方上部側に配設されたアーク溶接機を使用して上記フロントサイドフレーム２からなる中空の車体フレームとダッシュパネル１とを仮止めすることができる。したがって、上記ダッシュパネル１が長尺かつ幅広の部材であること等に起因して、通常のスポット溶接機を使用したスポット溶接を行うことが困難な個所であっても、上記ダッシュパネル１とフロントサイドフレーム２とを適正に結合して、優れた強度を有する車体を容易かつ適正に形成できるという利点がある。

さらに、上記実施形態では、フロントサイドフレーム２からなる車体フレームの左右両側辺部近傍を、上記ダッシュパネル１からなる車体パネルに対してレーザー溶接することにより両部材を結合するように構成したため、上記フロントサイドフレーム２の両側辺部に配設された２列のレーザー溶接部１７を互いに離間させて両者の設置間隔を充分に確保することにより、上記ダッシュパネル１に対してフロントサイドフレーム２を強固に結合することができる。このように両レーザー溶接部１７の設置間隔を充分に確保するように構成した場合には、上記フロントサイドフレーム２に捩り荷重が作用したとしても、上記レーザー溶接部１７が剥離するという事態の発生を効果的に防止することができ、かつ一方のレーザー溶接部１７を形成する際に、その熱影響が他方のレーザー溶接部１７に及ぶのを効果的に抑制できるという利点もある。

また、上記実施形態では、図１０等に示すように、ダッシュパネル１からなる車体パネルに設けられた凹入部１５の断面形状を先窄まりの台形状に形成したため、上記仮止め時またはレーザー溶接時に車体パネルを伸縮変位させようとする熱応力Ｐが作用した場合に、上記凹入部１５の側辺部に設けられた屈曲部を変形させることにより上記熱応力Ｐを効果的に吸収することができる。したがって、上記熱応力Ｐに応じて車体パネルが車体フレームから離間した状態となるのを、より確実に抑制できるという利点がある。

なお、上記実施形態では、フロントサイドフレーム２を構成する上記傾斜部９、水平部１０および前方部１１を一体に形成した例について説明したが、これらを必ずしも一体に形成する必要はなく、例えば上記傾斜部９および水平部１０と、前方部１１とを別体に形成した後、これらを溶接して連結するように構成してもよい。また、上記車体フレームが溶接される車体パネルの部位に形成された小穴１８等の周縁部を上記車体フレームの結合面にアーク溶接することにより上記仮止めを行うよう構成した例について説明したが、上記アーク溶接に代え、ガス溶接、またはろう付け等の手段で、上記小穴１８等の周縁部を車体フレームに仮止めするように構成してもよい。

さらに、図１２および図１３に示すように、上面に電極用突起部２５が設けられた前後一対のアース治具２６，２７と、スポット用電極２８およびこれに所定の圧接力を付与するコイルスプリング２９が設けられたスプリング式片側スポットガン３０とを有する片側スポット溶接機３１を使用して、フロントサイドフレーム２等からなる車体フレームとダッシュパネル１からなる車体パネルとを、この車体パネルとをスポット溶接することにより上記仮止め部１７を形成するように構成してもよい。

すなわち、前後一対のアース治具２６，２７上に上記フロントサイドフレーム２を載置し、このフロントサイドフレーム２の底部に形成されたアース用穴部３２に上記アース治具２６，２７の電極用突起部２５を嵌入することにより、上記フロントサイドフレーム２を位置決めした状態で支持する。そして、必要に応じて上記アース用穴部３２の周面を覆う塗膜を除去した後、このアース用穴部３２の周面に電極用突起部２５を密着させることするによりフロントサイドフレーム２とアース治具２６，２７とを電気的に接続した状態で、上記ダッシュパネル１に設けられた凹入部１５の側辺部に沿った部位に、上記片側スポット溶接機３０のスポット用電極２８をダッシュパネル１から圧接させて通電することにより、フロントサイドフレーム２等からなる車体フレームとダッシュパネル１からなる車体パネルとをスポット溶接してなる仮止め部１６を一定間隔で形成するように構成してもよい。

本発明に係る車体構造の実施形態を示す斜視図である。 ダッシュパネルを正面から見た状態を示す説明図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 フロンサイドフレームの具体的構成を示す分解図である。 図３のＶ−Ｖ線断面図である。 ダッシュパネルとフロンサイドフレームとの結合状態を示す斜視図である。 ダッシュパネルを正面から見た状態を示す説明図である。 ダッシュクロスメンバの取り付け状態を示す側面断面図である。 本発明の比較例を示す断面図である。 本発明の作用を示す断面図である。 図２のＸＩ−ＸＩ線断面図である。 本発明に係る車体構造の別の実施形態を示す図６相当図である。 ダッシュパネルとフロンサイドフレームの結合工程を示す断面図である。

符号の説明

１ ダッシュパネル
２ フロントサイドフレーム
５ ダッシュアッパパネル
６ ダッシュロアパネル
１２ 第１部材
１３ 第２部材
１５ 凹入部
１６ 仮止め部
１７ レーザー溶接部
１８ 小穴
３０ 片側スポット溶接機

Claims (7)

1. フランジレス構造の矩形閉断面を有する中空の車体フレームと車体パネルとを溶接することにより構成される車体構造であって、上記車体フレームが溶接される車体パネルの部位に、車体フレームの設置部と反対方向に凹入する凹入部が車体フレームの長手方向に沿って形成され、この凹入部の側方に上記車体フレームを仮止めした仮止め部が設けられるとともに、この仮止め部の近傍で上記車体パネルと車体フレームとを、この車体フレームの長手方向に沿って結合する線状のレーザー溶接部が設けられたことを特徴とする車体構造。
2. 車体パネルに設けられた凹入部に沿って上記仮止め部が配設されるとともに、その外方側に上記レーザー溶接部が配設されたことを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
3. 上記車体フレームは、コ字状断面の第１部材および第２部材の端部同士を接合することにより閉断面形状に形成され、この接合端部が設けられた面が上記車体パネルに対する結合面となり、かつ車体パネルに設けられた凹入部が、上記接合端部に対応した大きさに形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の車体構造。
4. 上記仮止め部は、凹入部を挟んでその両側方にそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車体構造。
5. 上記仮止め部は、車体パネルに開穿された小穴を介してこの車体パネルと上記車体フレームとがアーク溶接されることにより形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車体構造。
6. 上記仮止め部は、車体パネル側から片側スポット溶接機を使用して車体フレームと車体パネルとをスポット溶接することにより形成されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車体構造。
7. 上記車体パネルに設けられた凹入部の断面形状が先窄まりの台形状に形成されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の車体構造。

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