JP2019006397A - 車両の車体および車両の組み立て方法 - Google Patents

Abstract

【課題】管状フレームワークと車体外パネルとの間に存在する一つ以上のインテグレーションパネルを車両が備えることを提案する。【解決手段】レーザー切断およびスポット溶接された管状フレームシャーシは、典型的には±1.5mmの精度を有する。本発明は、管状フレームワークと車体外パネルとの間に存在する一つ以上のインテグレーションパネルを車両が備えることを提案する。これらは軽量の材料から作ることができ、パネルの目的とする用途や場所によって、構造的または非構造的に作ることができる。これは、製造の初期段階において、接着によってフレームワークに取り付けられることも可能である。車体外パネルはその後、接着剤、ボルト、クリップ等のあらゆる好適な方法によって、インテグレーションパネルに取り付け可能である。この取り付けは、好適には、非接着であり、よって内装工事の大半が済んだ後の製造の後期に行われ得る。【選択図】図１

Description

本発明は、車体パネルおよびそれらがシャーシに嵌合され得る方法に関する。

現代の大量生産される車両のほぼ全てが、プレススチールから形成されたシャーシを使用する。シャーシは、一つ以上のステップを含むプレス／スタンプ作業と、完成品のボディを作るために多数のパネルをスポット溶接することと、により形成される。これにより、車両の動的品質を維持するために必要な剛性を有するものの、重く、その製造のために非常に大掛かりな工作機械設備を必要とするスチールシャーシが製造される。車両構造体の残りの必要な部品は、その後、アセンブリに対してスポット溶接されるか、またはＭＩＧ溶接される。更なる車体外パネルおよびクロージャーは、ボルト、クリップ、または他の固定形態によって、シャーシに固定され得る。

シャーシを形成するために必要な工作機械は物理的に大きいため、大型の施設内に格納されなければならない。従って、（付随する環境フットプリントと共に）相当な材料コストが、シャーシ、工作機械、および設備に関与しており、結果として生じたシャーシの重量は、車両の間接的なエネルギー要求を受けて、相当な現在進行中の環境フットプリントを課し、そして大型の施設は、その加熱、その照明、そのメンテナンス等に関して、対応する現在進行中の環境フットプリントを課す。必要とされるスポット溶接は、著しいエネルギー消費を伴う。本出願人の先の出願である特許文献１は、従って、フレームワーク全域に力を分布させるように働く耐荷重複合パネルで補強された管状の金属製フレームワークを備える、新規の形態のシャーシを提示している。

国際公開第2009/122178号パンフレット

現在のレーザー切断およびスポット溶接方法は、そのようなシャーシの管状スチールフレームを、フレームの構造的剛性および安定性を確保するのに十分である約1.5mmの精度で作り上げることができる。しかしながら、これは、シャーシに取り付けられるボディパネルを、必要な位置精度で配置するのには不十分である。典型的には、大手の自動車メーカーは、最終成果である車両に対して最高水準の嵌合と仕上がりを維持するために、車体外パネルを±0.2mmの精度で設置することを目指している。車両のパネルギャップおよびパネル精度において、この精度水準からのあらゆる低下は発現するものであり、洞察力のある顧客によって気づかれるであろう。

従って、管状フレームワークと車体外パネルとの間に存在する一つ以上のインテグレーションパネルを車両が備えることを提案する。これらは、耐荷重を目的としていないので、軽量の材料によって作られてもよく、製造の初期段階においてフレームワークに接着によって取り付けられ得る。接着剤が固まる間、インテグレーションパネルを保持するために、適切な基準点を用いてジグを使用すると、管状フレームワークにおける軽微な公差に関係なく、正確にインテグレーションパネルを設置することが可能になる。あるいは、接着剤が固まる間、ロボットアーム等が正しい位置でパネルを保持することができる。約3mmの接着剤の厚みによって、あらゆる方向における±1.5mmのシャーシの公差が調整可能となる。

車体外パネルはその後、接着剤、ボルト、クリップ等のあらゆる好適な方法によって、インテグレーションパネルに取り付け可能である。この取り付けは、好適には、非接着であり、よって内装工事の大半が済んだ後の製造の後期に行われ得る。

インテグレーションパネルはまた、ブレーキライン、配線、NVHパネル等の車両内の付属品のために接続金具（ｆｉｔｔｉｎｇｓ）および取付け具（ｆｉｘｉｎｇｓ）を設けるのに都合の良い点ももたらすことになる。成形インテグレーションパネルは、必要に応じて、適切な接続金具および取付け具と共に形成可能である。これによって、フレームワークに溶接される必要のあったブラケット等の数も減り、車両製造工程のエネルギーコストを削減する。

本発明の実施形態が、添付の図面を参照して、例として説明される。

嵌合されようとしているインテグレーションパネルおよび車体パネルを伴ったシャーシを表す図である。 組み立て工程中の、車体部分の断面図である。 完成した車体部分の断面図である。

図1,2および3は、本発明による車両を組み立てる工程および結果として生じる車両を示す。管状フレームシャーシ10は、垂直スパン16,18,20によって区切られた多数の長手部材12,14を備える。横部材22,24,26は、反対側の対応する長手部材（図示せず）まで車両の幅にわたって延在する。好ましいシャーシの形態においては、耐荷重複合パネル28,30が管状部材に取り付けられ、構造にブレーシングをもたらしており、これによって必要な構造的剛性を導いている。この例では、パネル28は、横部材22,24と共に、長手部材14（および反対側にあるその対応物）に取り付けられている。一方で、パネル30は、横部材24,26と共に、長手部材14（および反対側にあるその対応物）に取り付けられている。しかしながら、パネルは、部材のあらゆる組み合わせに取り付けられることができ、好ましくは非平面状でもよく、また単一の幾何学的面を規定していない複数の部材に取り付けられてもよい。

ャーシはまた、垂直スパン16と18との間に延在する長手スパー32も含む。この場合、下側の長手部材12、垂直スパン18、長手スパー32、および最後尾の垂直スパン16によって境界された領域36を覆う車体外パネル34を取り付けることが、車両デザイナの望みである。しかしこれは、シャーシ部材が±1.5mmの精度で設置される一方で、正しい嵌合および仕上がりの品質を提供するためには、車体外パネルは±0.2mmの精度で位置しなければならない、という困難に直面する。シャーシに溶接され得ない非金属の車体パネルを用いてこれを行うためには、精度調整可能なファスナに依存する長く困難な工程が必要となる。これは、時間がかかり高額な組み立て工程をもたらす。

従って、車体外パネルの前にインテグレーションパネルがシャーシに取り付けられること、を提案する。これは、組み立ての初期段階において取り付けられることが可能であり、もし希望であれば、組み立ての残りの部分は、車体外パネルをインテグレーションパネルに取り付ける前に、完了または実質的に完了され得る。これは、インテグレーションパネルが接着によってシャーシに取り付け可能であって、これによりインテグレーションパネルが糊層を介してシャーシにおける寸法公差を吸収することができるようになり、また、車体外パネルが取付け具等によって、すなわち非接着によって、取り付け可能であり、従って、車両の外装の仕上がりを損なうことのある製造の後半における潜在的に面倒な工程を避けている、ということを意味するであろう。

パネルは軽量の材料から作ることができ、パネルの目的とする用途や場所によって、構造的または非構造的に作ることができる。

図１は、そのような工程を示す。内側インテグレーションパネル38および外側インテグレーションパネル40が、領域36の両側に嵌合される。これらは、それぞれが適切な軽量のプラスチック材料から成形され、概して平面的な中央部42と、関連するシャーシバー12の片側の周りに嵌合するように形作られた半湾曲縁部44と、を有する。

比較的厚い接着剤の層46が、各インテグレーションパネル38,40の半湾曲部44の内面に塗布され、これらのパネルは、下側の床面の中心点等のシャーシ上の固定されたデータムに対して所定の地点でシャーシの上に置くことができるように、ジグ内に置かれるか、またはサーボ制御ロボットアーム（または同種のもの）によって保持される。この段階は、図2に示されている。そのようなジグは周知であり、シャーシ上の基準点に取り付け可能であり、そこから延在して、当該パネル（または他の部品）38,40の周りに嵌合する構成を有するジョー48,50をもたらす。この場合では、内側パネル38を正確に設置するため、内側パネル38は、ジョー48の対応する凹部に嵌合する基準突起52を有する。（この場合では）外側パネル40にそのような突起はないが、下記に説明され、対応する成形凹部60,62,64がジョー50に設けられている、多数の形成物54,56,58を有する。凹部60,64の中には大きすぎるものがあり、関連する形成物54,58を傷つけずに単に収容するだけに過ぎないが、その他の凹部62は、関連する形成物56に当接するように形作られ、これによってパネルを的確に設置する。しかしながら、基準突起52を追加で、または代わりに設けることも可能である。

ジョー48,50によってインテグレーションパネル38,40が適切な位置に保持されると、ジグによって設置されているかロボットアームによって設置されているかにかかわらず、接着剤は放置乾燥され得る。ジグまたはアームは、この工程中、適所で放置されるか、または（より好ましくは）、凝結工程の初期部分の間は適所で放置され、そして接着剤が部分的に固まった後に仮クランプに置き換えられることができる。この期間中、パネルの重量は、部分凝結した接着剤によって大部分が支えられることとなり、唯一必要なのはパネルが垂れ下がるのを防ぐことである。しかし、一つまたは複数のジグ（またはロボットアーム）を取り除くと、車両は製造工程を進むことができるようになり、更なる車両に使用するためにジグ（等）が解放される。

図3は、完成したパネルを示す。この段階に達するために、接着層46が硬化した後、エンジン、トランスミッション、走行装置、付属品、および内装品等の車両の他の部品が嵌合されて、車両の製造が続けられた。形成物54,56,58はこの工程を補助する；形成物58は、（この場合では）ブレーキマスターシリンダーから左後方のブレーキキャリパーに伸びるブレーキライン66を受けるために、寸法決めされ設置される。同様に、形成物56は、左後方の照明群に伸びるワイヤリングハーネス68の一部を受けるために、寸法決めされ設置される。形成物54は、絶縁パネル70が押し付けられることができる、とげのついた大釘の形をしている。このパネル70は、主として、外側インテグレーションパネル40と車体外パネル34との間の領域を満たす防音材からなっている。

シャーシバー32は、インテグレーションパネル38,40の二つの半湾曲縁部44内において中心に位置していないことに注意すべきである。そのかわり、バーはわずかに中心から外れており、インテグレーションパネルによって修正されたその位置での公差を示している。インテグレーションパネル38,40は、ジグ（等）によってデータムに対して保持されていたので、正しい位置にあり、安心して車体外パネル34をこれらのインテグレーションパネルに嵌合させることができるようにしている。接着層46は従って、ある場所では薄く、その他の場所では厚くなり、シャーシバー32の位置公差を調整する。

組み立ての後半において、車体外パネル34が嵌合され得る。これを行うのは、全ての内部付属品が嵌合され、全ての面倒なまたは損傷を与える可能性のある工程が完了した後が便利であり、本発明はそれを可能としている。よって車体外パネル34は、接着剤72を介して、または自動車産業において既知の適切な取付け具を介して、外側インテグレーションパネル40に取り付けられ得る。

本発明の範囲から逸脱することなく、多くの変更が上述の実施形態に対してなされてもよいことが、当然ながら理解されよう。

10 管状フレームシャーシ
12 長手部材、シャーシバー
14 長手部材
16,18,20 垂直スパン
22,24,26 横部材
28,30 耐荷重複合パネル
32 長手スパー、シャーシバー
34 車体外パネル
36 領域
38 内側インテグレーションパネル
40 外側インテグレーションパネル
42 中央部
44 半湾曲縁部
46 接着層
48,50 ジョー
52 基準突起
54,56,58 形成物
60,62,64 凹部
66 ブレーキライン
68 ワイヤリングハーネス
70 絶縁パネル
72 接着剤

Claims (12)

1. 管状フレームワークを含むシャーシと、
   前記シャーシの位置交差を調整するように厚さが変化する接着剤の層を介して、接着によって前記管状フレームワークに取り付けられた少なくとも一つの中間パネルと、
   前記中間パネルに取り付けられ、少なくとも部分的に前記中間パネルを隠す、少なくとも一つの車体外パネルと、
   を備える車両。
2. 前記管状フレームワークと前記中間パネルとの間の糊層が、少なくとも３ｍｍの厚さがある少なくとも一つの領域と３ｍｍ未満の厚さがある少なくとも１つの領域と、を有する、請求項１に記載の車両。
3. 前記車体外パネルが非接着によって前記中間パネルに取り付けられる、請求項１に記載の車両。
4. 前記車体外パネルがボルトまたはクリップを介して前記中間パネルに取り付けられる、請求項３に記載の車両。
5. 前記中間パネルが、車両の付属品のために少なくとも一つの取付け具（ｆｉｘｉｎｇ）を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の車両。
6. 前記中間パネルと前記車体外パネルとの間に設置され、前記中間パネルに設けられた取付け具によって支持された、少なくとも流体管の一つと電気ケーブルとを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の車両。
7. 前記中間パネルと前記車体外パネルとの間に設置され、前記中間パネルに設けられた取付け具によって支持された絶縁材料を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の車両。
8. 前記管状フレームワークに取り付けられた耐荷重複合パネルを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の車両。
9. 管状フレームワークを備えるシャーシを設けるステップと、
   前記シャーシ上の基準点にジグを取り付けるステップと、
   前記ジグにインテグレーションパネルを嵌合するステップと、
   前記インテグレーションパネルに接着剤を塗布するステップと、
   前記接着剤を固まらせるステップと、
   前記基準点から前記ジグを取り除くステップであって、前記シャーシの位置交差を調整するように厚さが変化する前記接着剤の層を介して、一旦固まると前記接着剤が前記インテグレーションパネルを前記シャーシに固定するよう、前記ジグは、前記シャーシに隣接して前記インテグレーションパネルを設置するように形作られているステップと、
   少なくとも部分的に前記インテグレーションパネルを隠すために、前記インテグレーションパネルに車体外パネルを取り付けるステップと、
   を含む、車両の組み立て方法。
10. 管状フレームワークを備えるシャーシを設けるステップと、
    サーボ制御アームがインテグレーションパネルを前記シャーシに隣接するプリセット位置に持ち上げている状態で、基準点に前記シャーシを設置するステップと、
    前記インテグレーションパネルに接着剤を塗布するステップと、
    前記接着剤を固まらせるステップと、
    前記サーボ制御アームを撤去し、前記シャーシの位置交差を調整するように厚さが変化する前記接着剤の層を介して前記シャーシに固定された前記インテグレーションパネルをそのままにしておくステップと、
    少なくとも部分的に前記インテグレーションパネルを隠すために、前記インテグレーションパネルに車体外パネルを取り付けるステップと、
    を含む、車両の組み立て方法。
11. 前記インテグレーションパネルの前記プリセット位置がジグによって定められる、請求項１０に記載の車両の組み立て方法。
12. 前記インテグレーションパネルが、前記シャーシに隣接するが前記シャーシからは独立して設置される、請求項９から１１のいずれか一項に記載の車両の組み立て方法。