JP2012218667A - 車体の接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、接合部の加工が容易であり、かつ、シール材を容易に見栄えよく仕上げることのできる車体の接続部を提供する。
【解決手段】本発明に係る接続部は、車体を構成するフロアパネルおよびサイドメンバを重ね合わせて接合しフロアパネルおよびサイドメンバの間にシール材を充填することによって構成する。このときフロアパネルは、サイドメンバと接合される外装側を基準にサイドメンバの縁の板厚よりも大きく引っ込んだ凹部を有する。サイドメンバの縁は、凹部に接合された状態でフロアパネルの外装よりも引っ込んでいる。シール材は、フロアパネルの外装と凹部との境界からサイドメンバの縁の中程にかけてサイドメンバの縁の端部を覆うように斜めに充填する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、車体の骨格部材やパネルの接合部の縁に沿ってシール材がコーキングされる接合構造、およびこの接合構造を備える自動車に関する。

自動車の車体を構成する骨格部材、補強部材、外装パネルなどは、スポット溶接によって接合されることが多い。接合部の防錆や外観の見栄えのために、接合部の端部やスポット溶接部を車体の外から見えないようにシール材で覆い隠された接続部がある。

特許文献１に記載されたサイドシルアウタとサイドパネルとの接続部の場合、サイドシルアウタの端部にサイドパネルの板厚よりも深い凹部を形成し、この凹部にサイドパネルの端部をその外面がサイドシルアウタの外面よりも凹部の内側に位置する状態で接合する。そして、凹部にシール材を充填し、サイドパネルの端部を覆い隠している。

また、特許文献２に記載されたパネルの接続部の場合、一方のパネルの端部にその一般外面よりも内側に段状に屈折させた屈折部を作り、その屈折部の底面をその先端縁に向けて一般外面側に突出するように傾斜させている。他方のパネルの端部は、この屈折部の底面に密着するように一般外面から内側に向けて傾斜成形している。一方のパネルの屈折部の底面と他方のパネルの端部とをスポット溶接したあとで、このスポット溶接部を含めた両パネルの接合部に、一般外面と面一になるようにシール材を塗布している。

特許文献３に記載されたフロアパネルとフロアサイドメンバとの接続部の場合、断面形状をハット形に形成されたフロアサイドメンバのフランジ部をフロアパネルに接合する。そして、シール材は、フロアサイドメンバのフランジ部の外側端部を覆うように塗布されている。

実開平１−１２５２８４号公報 実開平３−５７４８５号公報 特開２０１０−２２７９８１号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載された接続部の場合、接合する部材の両方の端部をプレス成形しなければならない。したがって、製造コストが高くなる。また、特許文献３に記載された接続部の場合、フランジの外側端部を覆うようにシール材を塗布するので、シール材が出っ張り、固まるまでに垂れるため、外観が不均一となり見栄えが悪い。

そこで、本発明は、接合部の加工が容易であり、かつ、シール材を容易に見栄えよく仕上げることのできる車体の接合構造、およびこの接合構造を有した自動車を提供する。

本発明に係る接合構造は、連続する上部と下部とで段差を形成するフロアパネルと、フロアパネルの上部に重ね合わせて接合されるサイドメンバと、フロアパネルとサイドメンバとの接合部を覆うシール材とを備える接合構造であって、段差の高さは、フロアパネルと重なっている部位のサイドメンバの板厚よりも大きく形成され、シール材は、高さの異なる下部とサイドメンバとの間を繋ぐ繋ぎ面を形成することを特徴とする。

この場合、フロアパネルは、車両の前後方向に延在する下方凸形状のビードを有し、ビードの座部は下部を形成して段差をビードの深さにより形成している。

また、サイドメンバとフロアパネルとの間に挿入される補強部材を更に有し、段差の高さは、サイドメンバと補強部材とを重ね合わせた板厚より大きく形成されてもよい。

更に、サイドメンバはハット形の断面により形成され、ハット形の断面の両端部がフロアパネルと重なっている部位を形成している。

本発明に係る接合構造によれば、フロアパネルとサイドメンバの接合部において、フロアパネルにより形成される段差の高さが、少なくともフロアパネルと重なっている部位のサイドメンバの板厚よりも大きくなるように形成され、この段差にサイドメンバの端部が接合される。これにより、サイドメンバの端部の表面は、フロアパネルの段差の下部よりも上側に接合される状態となる。そして、シール材が、フロアパネルの段差における下部からサイドメンバの端部を覆って繋ぐように繋ぎ面が斜めに形成される。

したがって、シール材が充填されたあと、表面を仕上るために余剰なシール材をへらでこそげてもサイドメンバの端部が露出しない。また、シール材が、フロアパネルの段差における下部から斜めに形成される。したがって、シール材をこそげる際にへらを位置決めしやすい。また、フロアパネル側のシール材の縁がはっきりするので見栄えがよいだけでなく、シール材が固まることによって引けが生じたとしても、目立たない。

また、接合部は、地面に面した車体の下面に位置することとなる。シール材が、フロアパネルの段差における下部からサイドメンバの縁の中程にかけて斜めに形成されるので、地面から跳ね上がった泥や埃が付着しても、剥がれ落ちやすい。したがって、コンタミネーションが付着していることによって車体が腐食するのを防止しやすい。さらに、サイドメンバが、フロアパネルとの間に挿入される補強部材を含む場合、接続部の周辺も含めて強度が増す。

更に、サイドメンバの外側に沿って一対にフロアパネルにビードが形成される場合には、サイドメンバが延びる方向に車体の挫屈剛性が高くなるとともに、サイドメンバを横切る方向に車体の曲げ剛性も高くなる。

本発明の第１の実施形態の接合構造を備える自動車を下から見た斜視図。 図１に示した自動車のフロアパネルとサイドメンバの断面図。 図２に示したフロアパネルとサイドメンバの断面図。 本発明の第２の実施形態の接合構造を示す断面図。 本発明の第３の実施形態の接合構造を示す断面図。

本発明の第１の実施形態の接続部１０を備える自動車１００について、図１から図３を参照して説明する。図１に示す自動車１００は、車体１の下面に第１の部材としてのフロアパネル１１と第２の部材としてのサイドメンバ１２を備えている。フロアパネル１１は、車体１の幅方向の中央部にバックボーン１１１が形成されている。サイドメンバ１２は、このバックボーン１１１の両側部に配置されている。このサイドメンバ１２は、前輪２の支持部から後輪３の支持部まで続く車体１の骨格部材であり、フロアパネル１１の下面に接合されている。

図２および図３にフロアパネル１１とサイドメンバ１２の接続部１０の断面を示す。図２および図３に示すように、接続部は、フロアパネル１１とサイドメンバ１２とシール材１３で構成されている。フロアパネル１１は、上部１１ｂと下部１１ａとで段差１１２が形成されている。フロアパネル１１に形成される段差１１２の高さは、少なくともサイドメンバ１２の縁１２１の板厚よりも大きくなっている。二つの段差１１２により形成される凹部１１５は、サイドメンバ１２の縁１２１の外側に沿って一対にフロアパネル１１に形成されるビード１１３の間に配置されている。

サイドメンバ１２は、図２におよび図３示すように、ハット形の断面形状を有し、フロアパネル１１との間に挿入される補強部材１４を含む。サイドメンバ１２は、ハット形の断面形状を逆さにした状態でフロアパネル１１に接合される。サイドメンバ１２は、フロアパネルに１１に沿って延びる縁１２１を有している。この縁１２１は、フロアパネル１１の下方から凹部１１５にスポット溶接によって、接合されている。このとき、補強部材１４がフロアパネル１１とサイドメンバ１２の間に挿入されている、したがって、スポット溶接は、フロアパネル１１、補強部材１４、サイドメンバ１２が３枚重なった状態で施工される。図３中において、スポット溶接によって接合された箇所をＸで記す。

第１の実施形態において、サイドメンバ１２は、補強部材１４を含んでいるので、この補強部材１４とともにフロアパネル１１の二つの段差１１２により形成される凹部１１５に接合される。したがって、二つの段差１１２により形成される凹部１１５は、サイドメンバ１２の縁１２１および補強部材１４の縁１４１を板厚方向に足し合わせた寸法よりも大きく外装から引っ込んだ状態である。なお、第１の実施形態の場合、凹部１１５は、ビード１１３の間に配置されているので、この場合の外装１１ａとは、台形に隆起したビード１１３の頂面に相当する。

シール材１３は、第１の部材であるフロアパネル１１および第２の部材であるサイドメンバ１２の間に充填される。第１の実施形態の場合、図３に示すように、シール材１３は、フロアパネル１１の下部１１ａと段差１１２の境界１１Ｅからサイドメンバ１２の縁１２１の中程にかけてサイドメンバ１２の縁１２１の端部１２１Ｅを覆うように繋ぐ繋ぎ面か形成されるように、斜めに充填される。尚、繋ぎ面は、平面でも曲面でもよい。

フロアパネル１１とサイドメンバ１２を板厚方向に重ねて接合するとき、フロアパネル１１がサイドメンバ１２の縁１２１の裏側に回りこむように、段差をつける折り曲げ加工を施した部分をいわゆる「瀬切り（せぎり）」と呼ぶことがある。第１の実施形態において、フロアパネル１１の下部１１ａと段差１１２の境界１１Ｅからサイドメンバ１２の縁１２１の端部１２１Ｅまでの寸法を瀬切り幅Ｓ１とし、フロアパネル１１の下部１１ａからサイドメンバ１２の縁１２１の表側までの寸法を瀬切り段差Ｓ２とする。瀬切り段差Ｓ２は、二つの段差１１２により形成される凹部１１５側に引っ込んでいる方向を正とする。

瀬切り幅Ｓ１を３〜７ｍｍ、瀬切り段差Ｓ２を０〜２ｍｍの間でそれぞれ変化させた試験片を作成し、シール材１３を充填する試験を行なった結果、瀬切り幅Ｓ１が約３ｍｍ、瀬切り段差Ｓ２が約１．２ｍｍ程度であるものが、作業性および外観上の見栄えの両方の観点から見て良好であった。

なお、フロアパネル１１、サイドメンバ１２、シール材１３で構成される接続部１０は、概ね次の手順で仕上げられる。まず、フロアパネル１１に補強部材１４を含むサイドメンバ１２が組み合わされてスポット溶接される。次に車体１全体の下塗り塗装が行なわれる。フロアパネル１１とサイド面が１２の間に形成される瀬切りにシール材１３が充填される。車体１の他の接続部１０の瀬切り部分にもシール材１３が充填されたのち、その上から中塗り塗装が行なわれる。中塗り塗装のあと、焼付けが行なわれ、最後に仕上塗装およびその焼付けが行なわれる。シール材１３は、中塗りと相互および仕上げと相互に行なわれる焼付けを経ることによって概ね固まる。

以上のように構成された接続部１０は、サイドメンバ１２の縁１２１の端部１２１Ｅがシール材１３によって被覆されるので、長期にわたって錆を発生しにくい。また、瀬切り段差Ｓ２を有しているので、余剰なシール材を取り除くためにヘラでこそげるときに、ヘラを位置決めしやすく、作業性もよい。

さらに、本発明に係る接続部１０では、瀬切り部分の縁となるフロアパネル１１の下部１１ａと段差１１２の境界１１Ｅからサイドメンバ１２の縁１２１の中程にかけて斜めに繋ぎ面を形成するようにシール材１３を充填する。したがって、フロアパネル１１の下部１１ａとシール材１３との境界がはっきりし、見栄えがよい。そして、充填したシール材１３に引けが発生しても目立ちにくい。

第１の実施形態の接続部１０を備える自動車１００は、フロアパネル１１からサイドメンバ１２にかけての接続部１０において、滑らかに仕上がる。したがって、地面から撥ねた泥や埃が付着しても剥がれやすく、また洗い落としやすい。さらに、サイドメンバ１２をフロアパネル１１に接合するための凹部１１５を形成するために、フロアパネル１１にビード１１３を形成しているので、サイドメンバ１２に沿って自動車１００の進行方向にフロアパネル１１の挫屈剛性、およびサイドメンバ１２を横切る方向の曲げ剛性が増す。

フロアパネル１１とサイドメンバ１２の接続部１０以外であっても、第１の部材と第２の部材の接続部における瀬切り幅Ｓ１および瀬切り段差Ｓ２を、フロアパネル１１とサイドメンバ１２の接続部のように設定し、第１の部材の下部と段差の境界から第２の部材の縁の中ほどに掛けて斜めにシール材１３を充填することで、錆が発生しにくいだけでなく作業性および仕上がりの見栄えもよい接続部を得る。

本発明に係る第２の実施形態の接続部１０について、図４を参照して説明する。第１の実施形態の接続部１０と同じ機能を備える構成は、図４中において同じ符号を付す。

この実施形態の接続部１０は、車体１００を構成する第１の部材１１および第２の部材１２を重ね合わせて接合し第１の部材１１および第２の部材１２の間にシール材１３を充填することによって構成される。このとき第１の部材１１は、第２の部材１２と接合される外装１１ａ側を基準に第２の部材１２の縁１２１の板厚よりも大きく引っ込んだ凹部１１５を有する。第２の部材１２の縁１２１は、凹部１１５に接合された状態で第１の部材１１の外装１１ａよりも引っ込んでいる。シール材１３は、第１の部材１１の外装１１ａと凹部１１５との境界１１Ｅから第２の部材１２の縁１２１の中程にかけて第２の部材１２の縁１２１の端部１２１Ｅを覆うように斜めに充填する。

図４に示す接続部１０は、車体１の骨格部材や外装パネルの接続部であって、第１の部材１１と第２の部材１２がスポット溶接によって接合されている。第１の部材１１は、連続した上部１１ｂと下部１１ａとで段差１１２を形成する。段差１１２の高さは、第２の部材１２の縁１２１の板厚よりも大きくなるように形成される。第２の部材１２の縁１２１は、第１の部材１１の凹部１１５にスポット溶接された状態で第１の部材１１の外装１１ａよりも引っ込んでいる。シール材１３は、第１の部材１１の外装１１ａと段差１１２との境界１１Ｅから第２の部材１２の縁１２１の中程にかけて、第２の部材１２の縁１２１の端部１２１Ｅを覆うように斜めに充填されている。

以上のように構成された接続部１０は、第１の実施形態の接合部と同様の効果を奏する。また、この接続部１０を車体１の各所に有している自動車１００は、接続部１０に起因する錆が発生しにくくなる。

本発明に係る第３の実施形態の接続部１０について、図５を参照して説明する。第１の実施形態の接続部１０と同じ機能を有する構成は、図５中において同じ符号を付し、その説明は、第１の実施形態の対応する記載および図面を参酌する。

図５に示す接続部１０は、第１の実施形態と同様にフロアパネル１１とサイドメンバ１２との接続部１０である。第３の実施形態において、フロアパネル１１の段差１１２により形成される凹部１１５は、サイドメンバ１２の縁１２１が当接する範囲のフロアパネル１１に形成される。凹部１１５は、サイドメンバ１２の縁１２１の板厚よりも大きく引っ込んでいるので、サイドメンバ１２の縁１２１は、凹部１１５に埋没した状態に接合される。

第３の実施形態において、フロアパネル１１の下部１１ａは、凹部１１５の縁よりもサイドメンバ１２から離れる方向に外側の部分に相当する。シール材１３は、フロアパネル１１の下部１１ａと凹部１１５の境界１１Ｅからサイドメンバ１２の縁１２１の中程にかけてサイドメンバ１２の縁１２１の端部１２１Ｅを覆うように斜めに形成される。

以上のように構成されたフロアパネル１１とサイドメンバ１２の接続部１０は、第１の実施形態における接続部１０と同様の効果を得る。車体１の外側から見て凹凸が少ないので、地面から跳ね上がる泥や埃が付着しにくく、剥がれ落ちやすい。さらに、凹凸が少ないので、車体１の下面の見栄えもすっきりしている。

なお、上述の各実施形態において示した接続部１０は、各実施形態において説明した箇所に適用されることに限定されない。例えば、自動車１００の車体１に設けられる各部材の接続部において、瀬切りを設ける接続部１０であれば、上述の各実施形態のように瀬切り幅Ｓ１および瀬切り段差Ｓ２を設けることによって、同様の効果を得る。

１…車体、１０…接続部、１１…フロアパネル（第１の部材）、１１ａ…下部（外装）、１１ｂ…上部、１１Ｅ…境界、１１２…段差、１１３…ビード、１１５…凹部、１２…サイドメンバ（第２の部材）、１２１…縁、１２１Ｅ…（縁の）端部、１３…シール材、１４…補強部材、１００…自動車。

Claims (4)

1. 連続する上部と下部とで段差を形成するフロアパネルと、前記フロアパネルの前記上部に重ね合わせて接合されるサイドメンバと、前記フロアパネルと前記サイドメンバとの接合部を覆うシール材とを備える接合構造であって、
   前記段差の高さは、前記フロアパネルと重なっている部位の前記サイドメンバの板厚よりも大きく形成され、
   前記シール材は、高さの異なる前記下部と前記サイドメンバとの間を繋ぐ繋ぎ面を形成する
   ことを特徴とする接合構造。
2. 前記フロアパネルは、車両の前後方向に延在する下方凸形状のビードを有し、
   前記ビードの座部は前記下部を形成して前記段差を前記ビードの深さにより形成している
   ことを特徴とする請求項１に記載の接合構造。
3. 前記サイドメンバと前記フロアパネルとの間に挿入される補強部材を更に有し、
   前記段差の高さは、前記サイドメンバと前記補強部材とを重ね合わせた板厚より大きく形成される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の接合構造。
4. 前記サイドメンバはハット形の断面により形成され、前記ハット形の断面の両端部が前記フロアパネルと重なっている部位を形成している
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の接合構造。

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