JP2015047932A - 自動車車体の組立て方法 - Google Patents

Abstract

【課題】立体的な形状を有する部材を組立て対象に含む場合であっても、溶接作業性が良好で、これにより溶接自由度の向上を図ることのできる自動車車体の組立て方法を提供する。【解決手段】複数の部材の少なくとも一部に対して溶接を施すことで自動車の車体を組み立てる車体組立て工程を備えた自動車車体の組立て方法において、車体組立て工程において、溶接を施した後、複数の部材のうち所定のパネル状部材に曲げ加工を施すことでパネル状部材を変形させて最終形状とする。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車車体の組立て方法に関する。

自動車車体の組立て工程においては、当該車体を構成する複数の部材（予め複数の部品をサブアッシーしたものを含む。）を順次組み合わせて溶接等により結合することで、これら複数の部材を一体化することが行われている。

また、近年、車体性能の向上を図る目的で、従来２部材から構成されていたものを１部材とすること（一体化すること）が試みられている。具体的には、特許文献１に記載のように、従来、それぞれ別体に形成されていたダッシュパネルと、ダッシュパネルの両側に配設されるフロントピラーのインナ側を構成するピラロアインナとを鋼板のプレス成形により一体的に形成したものが提案されている。

特願２０１３−３７０４０号公報

しかしながら、従来２部材として取り扱っていたものを１部材として扱うことになると、組立て工程における溶接作業性の低下が懸念される。上述の例で説明すると、ダッシュパネルに組立て工程内で他の部材（例えばフロントフロアＳ／Ａなど）を溶接により結合する場合、溶接ガン等の溶接機は、通常、組立てラインの側方から溶接箇所に向けて差し込むことになる。しかしながら、溶接の時点で、ピラロアインナがダッシュパネルの両端から車体後方に伸びた形態でダッシュパネルと一体化された状態にあると、このピラロアインナが溶接作業の障害となり、溶接方法が限定されるおそれがある。その結果、上記箇所の溶接に、スポット溶接に比べて不良率の高いアーク溶接を使用せざるを得ないといった問題が生じる。

以上の事情に鑑み、本発明により解決すべき課題は、立体的な形状を有する部材を組立て対象に含む場合であっても、溶接作業性が良好で、これにより溶接自由度の向上を図ることのできる自動車車体の組立て方法を提供することにある。

前記課題の解決は、本発明に係る自動車車体の組立て方法によって達成される。すなわち、この方法は、複数の部材の少なくとも一部に対して溶接を施すことで自動車の車体を組み立てる車体組立て工程を備えた自動車車体の組立て方法であって、車体組立て工程において、溶接を施した後、複数の部材のうち所定のパネル状部材に曲げ加工を施すことでパネル状部材を変形させて最終形状とする点をもって特徴付けられる。

このように、本発明に係る組立て方法によれば、組立て工程中に行われる溶接の後にパネル状部材に曲げ加工を施すことで、当該パネル状部材を最終形状とすることができる。そのため、曲げ加工を施す前のパネル状部材、言い換えると、最終形状における曲げ部（上記の例でいえばピラロアインナ）を平たく伸ばした状態のパネル状部材に対して溶接を施すことができる。これにより、最終形状における曲げ部が溶接機、特にスポット溶接機のアクセスを妨げるような事態を極力回避して、溶接作業性を改善することができる。従って、溶接箇所の内側（車室内側）にも容易に溶接機を導入できるので、従来アーク溶接しか選択できなかった箇所をスポット溶接に変更して、溶接品質の向上を図ることが可能となる。

また、本発明に係る組立て方法は、パネル状部材を一対のローラで挟持した状態で、一対のローラをパネル状部材に対して相対移動させることで、パネル状部材に曲げ加工を施すものであってもよい。

このように、曲げ加工の対象となる部材は溶接可能なパネル状をなすものであるから、一対のローラを用いるだけで容易に曲げ加工を施すことができる。従って、パネル状部材に対して曲げ加工を施すための設備を従来（例えばプレス機）に比べて小型化することができ、組立てライン上に配置されるパネル状部材に対しても容易に曲げ加工を施すことが可能となる。

以上のように、本発明に係る自動車車体の組立て方法によれば、立体的な形状を有する部材を組立て対象に含む場合であっても、溶接作業性が良好で、これにより溶接自由度の向上を図ることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る車体組立て方法の流れを示すフローチャートである。 ダッシュパネルのプレス成形直後の形態を示す斜視図である。 図２に示すダッシュパネルの要部拡大図である。 組立て工程において溶接を施した後のダッシュパネルの形態を示す斜視図である。 ダッシュパネルの曲げ加工方法を実施するための曲げ加工装置の平面図である。 図５に示す加工装置を用いた曲げ加工方法の一態様を説明するための要部拡大図である。 図５に示す加工装置を用いた曲げ加工方法の一態様を説明するための要部拡大図である。 ダッシュパネルの最終形状を示す斜視図である。

以下、本発明の一実施形態に係る自動車車体の組立て方法を図面に基づき説明する。なお、以下では、ダッシュパネルと、ダッシュパネルの両側に配設された一対のフロントピラーとを少なくとも備えた自動車車体を組立て対象とし、また、ダッシュパネルに曲げ加工を施す場合を例にとって説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る自動車車体の組立て方法の流れを示すフローチャートである。図１に示すように、この組立て方法は、ダッシュパネルと、フロントピラーのインナ側を構成するピラロアインナとを一体にプレス成形するプレス成形工程と、プレス成形工程で得たダッシュパネルの中間成形品を含む複数の部材を互いに結合することで車体の組立てを行う車体組立て工程とを備える。このうち、車体組立て工程は、ダッシュパネルの中間成形品に対して溶接を施す溶接工程と、溶接工程の後に、ダッシュパネルの中間成形品に対して曲げ加工を施す曲げ加工工程とを含む。以下、各工程を時系列順に説明する。

まず、所定のプレス機を用いて素材となる鋼板をプレス成形することで、図２に示すダッシュパネルの中間成形品１０を得る（プレス成形工程）。この中間成形品１０は、ダッシュパネル本体１１と、ダッシュパネル本体１１の両端（車幅方向両端）に連結されるピラロアインナ１２とを一体に有するもので、ダッシュパネル１の最終形状（後述する図８を参照）とは、ダッシュパネル本体１１に対するピラロアインナ１２の伸展方向において相違する。具体的には、最終成形品としてのダッシュパネル１が、ダッシュパネル本体１１の両端からピラロアインナ１２が車体後方に向けて伸びた形態をなすのに対し、ダッシュパネルの中間成形品１０は、ダッシュパネル本体１１の両端からピラロアインナ１２が車幅方向外側に向けて伸びた形態をなしている。

また、本実施形態では、図２及び図３に示すように、中間成形品１０におけるダッシュパネル本体１１とピラロアインナ１２とは、段部１３を介して連結されている。この場合、ピラロアインナ１２は、段部１３の段差分だけダッシュパネル本体１１よりも車体後方に位置するようになっている。ここで、段部１３の断面形状は、図３に示す断面略Ｒ形状に限らず、原則任意であるが、後述する一対のローラ４１（図５）で段部１３を挟持して押し伸ばした際に、ピラロアインナ１２がダッシュパネル本体１１に対して所定の向きに曲げ変形を生じるように、その断面形状を設定することが望ましい。本実施形態でいえば、ピラロアインナ１２がダッシュパネル本体１１の両端から車体後方に向けて伸びた形態となるよう、段部１３が、車室内側に向けて凸形状をなすことが望ましく、この凸形状が断面湾曲形状をなすことがさらに望ましい。

また、本実施形態では、ダッシュパネル本体１１の両側には、補強用のビード１４が水平方向に沿って伸びる形で複数本設けられている。これらビード１４はその車室外側端部をピラロアインナ１２との段部１３に至る位置まで伸ばした形態をなしており、これによりダッシュパネル本体１１のみならず、ピラロアインナ１２との連結部（段部１３）を効果的に強化可能としている。このビード１４は、例えば上述のように段部１３を車室内側に向けて凸形状に成形しておくことで、この段部１３につながる形にプレス成形可能となる。

このようにしてダッシュパネルの中間成形品１０を得た後、この中間成形品１０を車体組立て工程へと搬送する。この際の搬送手段は任意であり、例えば搬送用パレット上に複数のダッシュパネルの中間成形品１０を積み上げた状態で一括に搬送する手段が採用可能である。

車体組立て工程は、ダッシュパネルの中間成形品１０に各種周辺部品（図示は省略）を所定の結合手段で結合することで、ダッシュパネルＳ／Ａ（サブアセンブリ）を組立てる工程と、ダッシュパネルＳ／Ａに各種周辺部品（図示は省略）を所定の結合手段で結合することで、エンコパＳ／Ａ（エンジンコンパートメントサブアセンブリ）を組立てる工程と、エンコパＳ／ＡにフロントフロアＳ／Ａ２０を所定の結合手段で結合することで、アンダーフロントＳ／Ａ３０（図４を参照）を組立てる工程とを有する。

また、これらの結合手段には、スポット溶接、ナットプロジェクション溶接などの各種溶接だけでなく、スタッドボルト締結などの各種結合手段が採用可能であり、結合対象となる部材もしくは部位に応じて適宜選択され得る。

このうち、少なくともエンコパＳ／ＡとフロントフロアＳ／Ａ２０との結合には、スポット溶接が選択される（溶接工程）。具体的には、図４に示すように、エンコパＳ／Ａを構成するダッシュパネルの中間成形品１０の中央下部に溶接打点１５が設定され、この溶接打点１５に向けて組立てライン５０（図５を参照）の側方から溶接ガン（図示は省略）が差し込まれる。この際、ダッシュパネルの中間成形品１０のピラロアインナ１２は、ダッシュパネル本体１１から車室外側（かつ平行）に伸びた形態にあるので、ピラロアインナ１２が、溶接打点１５に向けて溶接ガンを差し込む際の障害とならずに済む。なお、このスポット溶接は、必要に応じて同一箇所に対して２回以上行ってもよい（いわゆる増打ちを行ってもよい）。

このようにして所定箇所の溶接（特にスポット溶接）が完了したら、ダッシュパネルの中間成形品１０に対して所定の曲げ加工を施す（曲げ加工工程）。ここで使用する曲げ加工装置４０は、図５に示すように、一対のローラ４１を先端に有するロボットアーム４２からなるもので、組立てライン５０の側方に配設される。そして、組立てライン５０上を流れるダッシュパネルの中間成形品１０（アンダーフロントＳ／Ａ３０）の車幅方向両側に位置する段部１３にアクセス可能としている。

また、一対のローラ４１は何れも、円筒状の外周面を有し、これら円筒状の外周面で段部１３を挟持可能としている。本実施形態では、段部１３の一端（例えば上端）から一対のローラ４１を導入した際、段部１３を平坦状に押し伸ばすことのできる程度に、一対のローラ４１の離間距離（円筒状外周面の対向間隔）が設定される。

次に、この曲げ加工装置４０を用いた曲げ加工の一態様を図６及び図７に基づいて説明する。本実施形態では、ダッシュパネルの中間成形品１０に対して２回の曲げ加工を施す場合を例にとって、以下説明する。

まず、ロボットアーム４２を駆動して、その先端に設けた一対のローラ４１を、組立てライン５０上の中間成形品１０に接近させ、一対のローラ４１間に段部１３が挟持されるよう、その上端から一対のローラ４１を導入する。そして、段部１３の一端から他端（例えば上端から下端）にかけて一対のローラ４１を段部１３の長手方向（図２でいうと上下方向）に移動させることで、段部１３をその一端から順次一対のローラ４１で挟持して、平坦状に押し伸ばす（図６の破線形状から実線形状に変形する）。この際、段部１３の押し伸ばし方向は、段部１３を挟持する一対のローラ４１の姿勢（回転軸の角度）で調整される。

本実施形態では、図６に示すように、一対のローラ４１の回転軸を、ダッシュパネル本体１１に対して所定角（例えば４５度）傾斜させた状態で一対のローラ４１を段部１３を挟持しつつ移動させることで、段部１３は一対のローラ４１の回転軸と同方向に押し伸ばされる。また、このように段部１３を押し伸ばすことで、ピラロアインナ１２が段部１３と同一面状につながった形態となるように曲げ変形を生じる。具体的には、車室内側に立ち上がる向きにピラロアインナ１２が曲げ変形を生じる。これにより、曲げ加工後の中間成形品１０は、ダッシュパネル本体１１の両端に段部１３を平坦状に押し伸ばしてなる押し伸ばし部１６を一体に有し、かつこの押し伸ばし部１６の車幅方向外側にピラロアインナ１２を一体に有する形態に成形される（第１曲げ加工工程）。

本実施形態では、さらに、曲げ加工を施した段部１３（曲げ伸ばし部１６）に対して、先の曲げ加工で使用したものと同一の一対のローラ４１を用いて曲げ加工を行う（第２曲げ加工工程）。具体的には、先の曲げ加工（第１曲げ加工工程）で成形した押し伸ばし部１６が一対のローラ４１で挟持されるよう、押し伸ばし部１６の一端から一対のローラ４１を導入する。この際、一対のローラ４１の姿勢（回転軸の角度）を、先の曲げ加工時と異ならせておくことで、一端側から順次一対のローラ４１で挟持された押し伸ばし部１６が、一対のローラ４１の姿勢（回転軸の角度）に倣って曲げ変形を生じる。図示例では、押し伸ばし部１６がダッシュパネル本体１１の車幅方向に対して略直交する向きにまで曲げられる（図７の破線形状から実線形状に変形する）。

また、上述のように押し伸ばし部１６を曲げることで、押し伸ばし部１６と同一面状につながるピラロアインナ１２も押し伸ばし部１６と同方向（図７でいえば、ダッシュパネル本体１１の車幅方向に対して略直交する向き）にまで曲げ変形を生じる。これにより、曲げ加工後の中間成形品１０が、ダッシュパネル本体１１の両端からピラロアインナ１２が車体後方に向けて伸びた形態（最終形状）に成形される。また、ダッシュパネル本体１１とピラロアインナ１２との連結部には、予め中間成形品１０に設けた段部１３を平坦状に押し曲げることで成形される押し伸ばし部１６が成形され、この押し伸ばし部１６がピラロアインナ１２と同一面状に伸びている。このようにして、最終成形品としてのダッシュパネル１が完成する（図８）。

然る後、必要に応じて、残りの部材をダッシュパネル１（アンダーフロントＳ／Ａ３０）に結合することで、ダッシュパネル１に、フロントフロアＳ／Ａ２０をはじめとする他の部材を結合してなる自動車車体（の前部構造）の組立てが完成する。

このように、本発明に係る自動車車体の組立て方法によれば、組立て工程中に行われる溶接の後にパネル状部材としてのダッシュパネルの中間成形品１０に曲げ加工を施すことで、ダッシュパネルの中間成形品１０を最終形状に成形することができる。そのため、ピラロアインナ１２を平たく伸ばした状態のダッシュパネルの中間成形品１０に対して溶接を施すことができる。これにより、最終形状におけるピラロアインナ１２（図８）が溶接機、特にスポット溶接機の溶接打点１５へのアクセスを妨げるような事態を極力回避して、溶接作業性を改善することができる。

特に、本実施形態では、図５〜図７に示すように、薄肉であるダッシュパネルの中間成形品１０に着目し、この中間成形品１０の所定部位（段部１３）を挟持可能な一対のローラ４１を用いて、中間成形品１０に曲げ加工を施すようにしたので、プレス機のような大型な設備を用いずとも、容易に曲げ加工を施すことができる。従って、組付けライン５０の側方に設置するためのスペースも比較的小さくて済む。また、設置スペースが小さければ、従来、組立てライン５０内で配置されていた各工程はそのままで、新たに曲げ加工工程及び曲げ加工装置４０を設置することができるので、組立てライン５０のコンパクト化を妨げる心配もない。

以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において、上記以外の構成を採ることも可能である。

例えば、上記実施形態では、ダッシュパネルの中間成形品１０とフロントフロアＳ／Ａ２０との溶接完了後に、ダッシュパネルの中間成形品１０に曲げ加工を施す場合を例示したが、曲げ加工の前後で姿勢が変化するピラロアインナ１２が溶接作業の妨げとならない箇所へのスポット溶接は、当然に、上記溶接の前後を問わず実施可能である。

また、上記実施形態では、曲げ加工を施すパネル状部材としてダッシュパネル１を例示したが、自動車車体を構成する他のパネル状部材を曲げ加工の対象としてもよい。また、本発明の趣旨は、溶接作業性を阻害する部位を溶接後の曲げ加工により成形する点にあることから、曲げ加工の対象となるパネル状部材が溶接により他の部材と結合されているか否かは問わない。

また、上記実施形態では、ダッシュパネルの中間成形品１０に対する曲げ加工として、一対のローラ４１で段部１３を挟持して押し伸ばす態様を例示したが、もちろん、これ以外の態様をなす曲げ加工を採用してもよい。段部１３を設けずとも所望の曲げ加工が施せるのであれば、必ずしもダッシュパネルの中間成形品１０に段部１３を設ける必要はない。ダッシュパネル１以外の車体構成部材についても、段部１３を設けずとも所望の曲げ加工が施せるのであれば、段部１３は必須ではない。また、組立てライン５０の側方から、設置スペースの懸念なく曲げ加工を可能な限りにおいて、曲げ加工装置４０は図示の形態には限られず、一対のローラ４１以外のツールを有するものを使用して曲げ加工を行うようにしてもよい。

１ ダッシュパネル
１０ ダッシュパネルの中間成形品
１１ ダッシュパネル本体
１２ ピラロアインナ
１３ 段部
１４ ビード
１５ 溶接打点
１６ 押し伸ばし部
２０ フロントフロアＳ／Ａ
３０ アンダーフロントＳ／Ａ
４０ 曲げ加工装置
４１ 一対のローラ
４２ ロボットアーム
５０ 組立てライン

Claims (2)

1. 複数の部材の少なくとも一部に対して溶接を施すことで自動車の車体を組み立てる車体組立て工程を備えた自動車車体の組立て方法であって、
   前記車体組立て工程において、前記溶接を施した後、前記複数の部材のうち所定のパネル状部材に曲げ加工を施すことで前記パネル状部材を変形させて最終形状とする自動車車体の組立て方法。
2. 前記パネル状部材を一対のローラで挟持した状態で、該一対のローラを前記パネル状部材に対して相対移動させることで、前記パネル状部材に前記曲げ加工を施す請求項１に記載の自動車車体の組立て方法。

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