JP4093514B2 - 車体部材の接合構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに異なる種類の金属で形成された車体部材の接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車体の軽量化を図るために、アルミニウムやアルミニウム合金などで形成された車体部材（例えばアルミルーフパネル等）の利用が注目されている。しかしながら、アルミ製の車体部材とスチール製の車体部材とを接合しようとする場合、すなわち異種金属同士を接合しようとする場合、これらの融点や線膨張係数が異なるため、スポット溶接等のように溶融接合する手法は実用的ではない。従って、異種金属同士の接合にあたっては、このような治金的接合ではなく、リベット、ボルト等のファスナー、或いはかしめ等を用いた機械的接合が採用されている。
【０００３】
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、いわゆる電食が発生し得ることが知られている。電食とは、異種金属間の微少な隙間に浸入した電解質（例えば雨水）により引き起こされる金属腐食をいう。この電食が発生すると、車体の外観錆となって美感を損ねるばかりか、腐食部から雨水が車室内へ浸入する原因にもなりかねない。このような電食の発生を防止する手法の一つとして、電食環境下において、異種金属が直接接触しないように絶縁性のシール材を介在させた上で、両者の接合を行うといった手法が考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような手法では、車体部材の接合強度の確保と電食の防止とを両立させることは困難である。例えば、シール材を介して、接着により一対の車体部材を接合しようとした場合、シール材自体十分な強度を有していないため、要求される車体剛性を満足することは容易ではない。一方、接着以外の手法、例えばファスナーによる機械的接合を行った場合、車体剛性は確保できるものの、シール材の経年劣化により電食が生じる可能性がある。なぜなら、車体のねじれ等が生じると、その応力が接合箇所に集中して、そこに設けられたシール材の経年劣化を早めてしまうからである。従って、応力が集中する接合箇所にシール材を配置することは、その浸水防止性能（シール性能）の低下を早めるため好ましくない。
【０００５】
このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の目的は、車体部材の接合強度を確保しつつ、電食の発生を有効に阻止し得る車体部材の接合構造を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために、本発明は、車体部材の接合構造において、接合面を有する金属製の第１の車体部材と、第１の車体部材とは異なる種類の金属で形成された第２の車体部材と、第１の車体部材の接合面に、第２の車体部材を接合する接合手段と、第１の車体部材と第２の車体部材との間に存在し、シール材よりなるシール部とを有し、このシール部は接合面とは異なる位置に存在する車体部材の接合構造を提供する。
【０００７】
ここで、上記の接合手段は、第１の車体部材と第２の車体部材とが接合された状態において、車体の外側に露出していないことが好ましい。この接合手段の好ましい一例は、非貫通型のリベット、或いは第２の車体部材と同じ種類の金属で形成された補強部材が挙げられる。この補強部材は、ファスナーにより第１の車体部材と接合され、第２の車体部材には溶融接合されている。
【０００８】
また上記のシール材として、絶縁性のシール材を用いることが好ましい。
【０００９】
【作用】
上記の構成では、ねじれ等による車体変形時において応力が集中する接合面から離れた位置にシール部を設けているため、シール材に加わる応力を接合面に設けた場合よりも小さくすることができる。従って、シール材を接合面に設けた場合と比べて、経年劣化によるシール性能の低下を抑制することができる。また、接合手段が車体の外側へ露出しない構造にしておけば、その部分からの雨水等の浸入を阻止することができる。さらに、絶縁性のシール材を用いることにより、シール材と当接した金属部分（第１または第２の車体部材の一部）の電食を阻止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施例）
図１は、本実施例における自動車車体のサイドレールとルーフパネルとの接合部近傍を示した車体断面図である。同図において、符号１はスチール製のサイドレールであり、符号２はアルミやその合金で形成されたアルミルーフパネルである。また、符号３は、サイドレール１とルーフパネル２とを接合した際に形成されるルーフサイド溝であり、この溝３は雨水ガイドとして機能する。
【００１１】
閉鎖断面形状のスチールサイドレール１は、スチール製のフレームアウタパネル４とスチール製のフレームインナパネル５とを一体化して形成される。すなわち、ドア開口縁となる下端とルーフサイド溝３の一部とにおいて、アウタパネル４とインナパネル５とをスポット溶接して形成される。また、サイドレール１には、段差部６が形成されていると共に、水平方向に延在する平坦面が形成されている。この平坦面は、ルーフパネル２と接合する際の接合面７となる。
【００１２】
一方、アルミルーフパネル２は、車体の軽量化を図るために、スチールよりも軽量なアルミもしくはアルミ合金で構成されている。また、このルーフパネル２の縁部に多段の曲げ加工を施こすことにより、水平方向に延在する平坦面と、そこからさらに屈曲して延在する段差部９とが形成されている。この平坦面は、サイドレール１と接合する際の接合面８となる。また、段差部９は、サイドレール１にルーフパネル２を接合した状態において、レール側の段差部６とルーフ側の段差部９との間に所定の隙間が形成されるような段差形状を有している。
【００１３】
スチールサイドレール１およびアルミルーフパネル２は、非貫通型リベット１０により接合されている。具体的には、この機械的な接合は以下のようにして行う。まず、サイドレールの接合面７における所定位置に、リベット１０の径にほぼ相当する貫通孔を形成しておく（ルーフパネル２側の貫通孔は形成しない）。次に、ルーフパネル２の取り付けに関する位置決めを行った上で、リベット１０を貫通孔に挿入する。リベットは、管状（チューブラ）構造を有するリベットまたは部分的な管状リベットを用いる。そして、ダイス型と対向したプランジャによって、リベット１０およびルーフパネル２を変形させて接合する（ルーフパネル２はダイス型のキャビティに沿って変形）。従って、非貫通型リベット１０が車体の外側へ露出することなく、サイドレール１とルーフパネル２とが接合される。
【００１４】
また、ルーフパネル２の縁部には、その全周に渡って絶縁シール部１１が設けられている。このシール部１１は、サイドレール１とルーフパネル２とを接合した状態において、段差部６と段差部９との間に形成される所定間隔の隙間に絶縁物とシール材とを挿入することにより形成され、接合面７とは異なる位置に存在している。
【００１５】
このような構造では、シール材のシール性能に関する経年劣化を抑えることができるため、シール部１１からの水等の浸入を有効に阻止することができる。上述したように、ねじれ等の車体変形による応力は車体部材の接合部に集中する傾向にある。従って、応力が集中する箇所にシール材を設けると、そのシール性能の経年劣化を早めてしまう。そこで、本実施例では、応力が集中しないシール部１１でシールを行うことにより、その耐久性の低下、或いはシール性能の経年劣化を抑えている。
【００１６】
また、本実施例のように非貫通型リベット１０を用いれば、車体外側にリベット１０が露出しないため、その部分から雨水等が浸入することを阻止することができる。なお、このような観点でいえば、非貫通型リベット１０の代わりに、非貫通のかしめ手法（接合部が車体の外側に露出しない）を用いて接合を行ってもよい。
【００１７】
さらに、接合面７にシール材を設ける必要がないため、サイドレール１とルーフパネル２との接合強度を確保することができる。以上の理由により、本実施例の効果として、接合強度の確保と電食の発生阻止とを両立させることが可能となる。それとともに、接合面７に設けた場合と比べて、シール材の厚さや材質等の選択範囲が広がるため、構造設計における自由度の向上が期待できる。さらに、本実施例のシール部１１は絶縁性を有しているので、シール材と当接した領域（すなわちレール側の段差部６またはルーフ側の段差部）における電食の発生を有効に阻止することができる。
【００１８】
また、ルーフパネル２の電着塗装を容易に行うことができるという効果も期待できる。もし、接合面７の全面に絶縁シール材を挿入して、ルーフパネル２をサイドレール１と電気的に絶縁してしまったならば、同一工程で、ルーフパネル２を含めた車体全体に電着塗装を施すことができない。一般に、電着塗装は床下フレーム側から電流を流すため、ルーフパネル２が絶縁状態になってしまうからである。これに対して、本実施例では、接合面７と接合面８とが導通しているため、このような問題は生じない。
【００１９】
（第２の実施例）
図２は、第２の実施例におけるルーフパネルの取り付けを説明するための図である。また、図３は、その車体断面図である。これらの図において、第１の実施例と同一の部材については、図１と同一の符号を付して説明を省略する。本実施例は、非貫通型リベット１０の代わりに補強部材２０を用いた接合構造に関するものである。補強部材２０は、ルーフパネル２の下面にその周囲に沿って取り付けられ、ルーフパネル２の剛性確保というリブとしての機能と、サイドレール１への接合というブラケットとしての機能とを兼ねている。
【００２０】
スチールサイドレール１が第１の実施例のものと相違している点は、非貫通型リベット１０の貫通孔がなく、その代わりにリベットボルト２２挿入用の貫通孔が形成されいる点である。また、ルーフパネル２は、補強部材２０の高さに相当する分だけ段差が低くなっている点以外は第１の実施例のものと同様の構造を有している。さらに、補強部材２０は、ルーフパネル２と同じ金属であるアルミで形成されていて、接合面２１とボルト２２の径に相当する貫通孔とが設けられている。
【００２１】
ルーフパネル２は補強部材２０を介してサイドレール１に接合されている。すなわち、ルーフパネル２とそれと同種の金属で形成された補強部材２０とは、接合面８，２１においてスポット溶接されている。また、補強部材２０とサイドレール１とは、接合面７の一部に形成された貫通孔と補強部材２０の貫通孔にボルト２２を挿入して、ナット２３で締結することで機械的に接合されている。なお、機械的接合は、ボルト２２以外にも、リベット等の他のファスナーを用いてもよい。
【００２２】
また、ルーフパネル２の縁部には、その全周に渡って絶縁シール部１１が設けられている。このシール部１１は、サイドレール１とルーフパネル２とを接合した状態において、段差部６と段差部９との間に形成される所定間隔の隙間に絶縁物とシール材とを挿入することにより形成され、接合面７とは異なる位置に存在している。
【００２３】
このような構造では、補強部材２０を介して、サイドレール１とルーフパネル２とを接合している。その際、補強部材２０とルーフレール２とは溶融接合されているため、車体の外側に露出するような貫通孔を設ける必要がない。また、絶縁シール部１１は接合面７と異なる位置に形成されているため、シール性能の経年劣化を抑えることができる。従って、接合強度の確保と電食の発生阻止とを両立させることが可能となる。また、その他にも第１の実施例と同様の効果がある。さらに、本実施例では、ルーフパネル２および補強部材２０のスポット溶接が可能となるので、溶接接合による強度の確保が可能となるという効果もある。
【００２４】
以上の説明から明らかなように、本発明は、異種金属からなる車体部材同士の接合に広く適用することが可能であるから、上記実施例で述べた車体部材または金属の組み合わせ（アルミとスチール）には限定されない。
【００２５】
【発明の効果】
このように本発明によれば、異なる金属によって形成された車体部材同士を接合した際に、十分な接合強度を確保できると共に、異種金属接触部における電食の発生を有効に阻止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例における車体断面図
【図２】第２の実施例におけるルーフパネルの取り付けを説明した図
【図３】第２の実施例における車体断面図
【符号の説明】
１ スチールサイドレール、 ２ アルミルーフパネル、
３ ルーフサイド溝、 ４ フレームアウタパネル、
５ フレームインナパネル、 ６ レール側の段差部、
７ レール側の接合面、 ８ ルーフ側の接合面、
９ ルーフ側の段差部、 １０ 非貫通型リベット
１１ 絶縁シール部、 ２０ 補強部材、
２１ 補強部材の接合面、 ２２ ボルト、
２３ ナット

Claims (4)

1. 車体部材の接合構造において、
   接合面を有する金属製の第１の車体部材と、
   前記第１の車体部材とは異なる種類の金属で形成された第２の車体部材と、
   前記第１の車体部材の前記接合面に、前記第２の車体部材を接合する接合手段とを有し、
   前記接合面から離間した位置において、前記第１の車体部材と前記第２の車体部材との間に形成され、車体外部と連通する隙間に、絶縁性を有するシール材を挿入することを特徴とする車体部材の接合構造。
2. 前記接合手段は、前記第１の車体部材と前記第２の車体部材とが接合された状態において、車体の外側に露出していないことを特徴とする請求項１に記載された車体部材の接合構造。
3. 前記接合手段は、非貫通型のリベットであることを特徴とする請求項２に記載された車体部材の接合構造。
4. 前記接合手段は、前記第２の車体部材と同じ種類の金属で形成された補強部材であって、前記補強部材は、第１の車体部材とファスナーにより接合されていると共に、前記第２の車体部材と溶融接合されていることを特徴とする請求項２に記載された車体部材の接合構造。

Images