JP4466100B2 - Hybrid vehicle body structure and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、互いに接合する複数の構造部材に異種材料を用いたハイブリッド車体構造及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a hybrid vehicle body structure using a different material for a plurality of structural members joined to each other and a method for manufacturing the same.
ハイブリッド車体構造としては、例えば、ダッシュアッパ、ダッシュロア、フードレッジ及びフロントサイドメンバをアルミニウム系材料で個別に形成すると共に、ダッシュサイド、エクステンションメンバ、フロントフロア及びボディサイドなどを鉄鋼系材料で個別に形成し、これらの構造部材を互いに接合したものがある。 As a hybrid vehicle body structure, for example, the dash upper, dash lower, hood ledge and front side member are individually formed of aluminum material, and the dash side, extension member, front floor and body side are individually formed of steel material. Some are formed and these structural members are joined together.
従来のハイブリッド車体構造では、同一材料から成る構造部材同士の接合には、例えば抵抗スポット溶接を採用しており、異種材料の接合すなわちアルミニウム系材料から成る構造部材と鉄鋼系材料から成る構造部材との接合には、接着剤を併用したセルフピアシングリベットを採用していた。図6は従来の接合部分を示す断面図であって、アルミニウム系材料から成る構造部材51と鉄鋼系材料から成る構造部材52をセルフピアシングリベット52で接合した状態を示している。
ところで、全ての構造部材が鉄鋼系材料から成るスチール車体構造の場合には、各構造部材の接合を抵抗スポット溶接で行うことができる。しかしながら、上記したようなハイブリッド車体構造の場合には、同一材料の接合に抵抗スポット溶接を行い、異種材料の接合にセルフピアシングリベットを用いていたため、スチール車体構造に比べてコスト高になるという問題点があった。 By the way, in the case of a steel body structure in which all the structural members are made of a steel-based material, each structural member can be joined by resistance spot welding. However, in the case of a hybrid vehicle body structure as described above, resistance spot welding is used for joining the same material, and self-piercing rivets are used for joining different materials, which increases the cost compared to the steel body structure. There was a point.
また、従来のハイブリッド車体構造は、構造部材の接合に抵抗スポット溶接とセルフピアシングリベットを採用しているので、スチール車体構造と同じ生産ラインで混合生産することが困難である。このため、ハイブリッド車体構造とスチール車体構造の両方を生産する場合には、夫々専用の生産ラインが必要となり、これにより設備費がかさむとともに生産ラインの占有面積が増大するという問題点を有していた。 In addition, since the conventional hybrid vehicle body structure employs resistance spot welding and self-piercing rivets for joining structural members, it is difficult to perform mixed production on the same production line as the steel body structure. For this reason, when producing both a hybrid vehicle body structure and a steel vehicle body structure, a dedicated production line is required, which increases the equipment cost and increases the occupied area of the production line. It was.
本発明は、上記従来の状況に鑑みて成されたもので、互いに接合する複数の構造部材に異種材料を用いたハイブリッド車体構造において、異種材料の構造部材同士の接合を低コストで行うことができると共に、生産ラインの大部分を既存のスチール車体構造の生産ラインと併用することが可能であり、設備費の低減や生産ラインの占有面積の縮小を図ることができるハイブリッド車体構造及びその製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional situation. In a hybrid vehicle body structure in which different materials are used for a plurality of structural members to be bonded to each other, the structural members of different materials can be bonded at low cost. A hybrid vehicle body structure capable of reducing the cost of equipment and reducing the area occupied by the production line, which can be used together with the existing steel vehicle body structure production line. The purpose is to provide.
本発明のハイブリッド車体構造は、互いに接合する複数の構造部材に異種材料を用いたハイブリッド車体構造であって、複数の構造部材のうちの少なくともダッシュアッパ、ダッシュロア、フロントサイドメンバ及びフードレッジを、各構造部材に用いる異種材料を平板の状態で接合した予備成形部材を三次元形状に成形して成る複合構造部材とする。そして、複合構造部材とこれに対応する相手構造部材を同一材料の部分で互いに接合したことを特徴としている。
The hybrid vehicle body structure of the present invention is a hybrid vehicle body structure using different materials for a plurality of structural members to be joined together , and at least a dash upper, a dash lower, a front side member, and a hood ledge among the plurality of structural members, the different materials used for the structural member to a composite structural member preformed member which is joined in a state of flat plate formed by molding into a three-dimensional shape. The composite structural member and the counterpart structural member corresponding to the composite structural member are joined to each other at the same material portion.
また、本発明のハイブリッド車体構造の製造方法は、互いに接合する複数の構造部材に異種材料を用いたものであって、各構造部材に用いる異種材料を平板の状態で接合して予備成形部材を形成し、この予備成形部材をプレス等の塑性加工手段により三次元形状に成形して複合構造部材とする。そして、複合構造部材とこれに対応する相手構造部材を同一材料の部分で互いに接合する。この際、車体を構成する複数の構造部材のうちのダッシュアッパ、ダッシュロア、フロントサイドメンバ及びフードレッジが、アルミニウム系材料を主材料とする複合構造部材であると共に、それら以外の構造部材が、鉄鋼系材料を主材料とする複合構造部材であり、エンジンコンパートメントの組立工程においてアルミニウム系材料同士の接合を行った後、フロアメイン、ボディサイド及びボディメインの組立工程において鉄鋼系材料同士の接合を行うことを特徴としている。
The manufacturing method for a hybrid vehicle body structure of the present invention, which uses different materials to the plurality of structural members to be joined together, a preformed member by joining the different materials used for the structural members in the form of a flat plate Then, the preformed member is formed into a three-dimensional shape by plastic working means such as a press to form a composite structure member . Then, the composite structural member and the counterpart structural member corresponding to the composite structural member are joined to each other at the same material . At this time, the dash upper, the dash lower, the front side member, and the hood ledge among the plurality of structural members constituting the vehicle body are composite structural members mainly made of an aluminum-based material, and other structural members are It is a composite structural member made mainly of steel materials. After joining aluminum materials in the engine compartment assembly process, steel materials are joined in the floor main, body side and body main assembly processes. It is characterized by performing.
本発明のハイブリッド車体構造及びその製造方法によれば、複合構造部材が、各構造部材に用いる異種材料を平板の状態で接合した予備成形部材を三次元形状に成形したものであることから、予備成形部材を形成する異種材料同士の接合は、いわゆる二次元接合となり、品質が良好で信頼性の高い接合部分を低コストで得ることができる。また、複合構造部材とこれに対応する相手構造部材を同一材料の部分で接合することから、構造部材同士の接合は、スチール車体構造と同様に、抵抗スポット溶接等の溶接手段により低コストで行うことができる。これにより、当該ハイブリッド車体構造とスチール車体構造の両方を生産する場合には、ハイブリッド車体構造の生産ラインの大部分を既存のスチール車体構造の生産ラインと併用することが可能になり、設備費の低減や生産ラインの占有面積の縮小を図ることができる。 According to the hybrid vehicle body structure and the manufacturing method thereof of the present invention, the composite structural member is a preformed member formed by joining different materials used for each structural member in a flat plate state into a three-dimensional shape. Joining of different materials forming the molded member is so-called two-dimensional joining, and a joining portion with good quality and high reliability can be obtained at low cost. In addition, since the composite structural member and the counterpart structural member corresponding to the composite structural member are joined at the same material portion, the structural members are joined at a low cost by welding means such as resistance spot welding as in the case of the steel body structure. be able to. As a result, when producing both the hybrid body structure and the steel body structure, most of the production line of the hybrid body structure can be used together with the existing production line of the steel body structure. Reduction and reduction of the area occupied by the production line can be achieved.
以下、図面に基づいて、本発明に係わるハイブリッド車体構造及びその製造方法の一実施例を説明する。
図1及び図2に示すハイブリッド車体構造1は、エンジンルームを形成する点線枠内のエンジンコンパートメント2、フロントフロアアッセンブリ3、左右一対のボディサイド4,5、及び図示しない車体後半部分で構成してある。
Hereinafter, an embodiment of a hybrid vehicle body structure and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings.
A hybrid
エンジンコンパートメント2は、構造部材として、エンジンルームと乗員室とを仕切るダッシュアッパ10及びダッシュロア11と、左右一対のダッシュサイド12,13と、左右一対のフードレッジ14,15と、サスペンションハウジング16,17と、左右一対のフロントサイドメンバ18,19と、左右一対のエクステンションメンバ20,21を備えている。
The engine compartment 2 includes, as structural members, a dash upper 10 and a dash lower 11 that partition the engine room and the passenger compartment, a pair of left and
フロントフロアアッセンブリ3は、構造部材として、乗員室の床となるフロントフロア22と、左右一対のサイドシルインナ23,24を備えており、その両側には、フロントドアの枠を形成する構造部材であるボディサイド4,5が接合される。
The front floor assembly 3 includes a
上記のハイブリッド車体構造1では、各構造部材のうち、ダッシュアッパ10、ダッシュロア11、フードレッジ14,15、サスペンションハウジング16,17及びフロントサイドメンバ18,19が、アルミニウム系材料を主材料としており、それ以外の構造部材であるダッシュサイド12,13、エクステンションメンバ20,21、フロントフロアアッセンブリ3(22〜24)及びボディサイド4,5が、鉄鋼系材料を主材料としている。
In the hybrid
そして、この実施例では、ダッシュアッパ10、ダッシュロア11、フードレッジ14,15、フロントサイドメンバ18,19及びエクステンションメンバ20,21が、異種材料すなわちアルミニウム系材料と鉄鋼系材料を平板の状態で接合した予備成形部材を三次元形状に成形した複合構造部材になっていると共に、それ以外の構造部材が、アルミニウム系材料又は鉄鋼系材料の単一材料で形成してあり、以下に詳述するように、複合構造部材とこれらに対応する相手構造部材を同一材料の部分で互いに接合する。
In this embodiment, the dash upper 10, the dash lower 11, the hood ledges 14 and 15, the
ダッシュアッパ(複合構造部材)10は、主材料であるアルミニウム系材料から成る本体部10aを備えると共に、本体部10aの左右両辺に、相手構造部材の主材料である鉄鋼系材料から成る接合フランジ部10b,10cを備えている。このダッシュアッパ10は、本体部10aと接合フランジ部10b,10cとを平板の状態で異種材料接合して予備成形部材を形成し、この予備成形部材をプレス成形などの塑性加工手段により三次元形状に成形するいわゆるテーラードブランク工法で形成してあり、鉄鋼系材料から成る接合フランジ部10b,10cを、同じく鉄鋼系材料から成る相手構造部材であるダッシュサイド12,13に接合する。
The dash upper (composite structural member) 10 includes a
ダッシュロア(複合構造部材)11は、主材料であるアルミニウム系材料から成る本体部11aを備えると共に、本体部11aの左右両辺及び下辺に、相手構造部材の主材料である鉄鋼系材料から成る接合フランジ部11b〜11dを備えている。このダッシュロア11は、ダッシュアッパ10と同様にテーラードブランク工法で形成してあり、鉄鋼系材料から成る左右両辺の接合フランジ部11b,11cを、同じく鉄鋼系材料から成る相手構造部材であるダッシュサイド12,13に接合し、鉄鋼系材料から成る下辺の接合フランジ部11dを、同じく鉄鋼系材料から成る相手構造部材であるフロントフロア22に接合する。
The dash lower (composite structural member) 11 includes a main body portion 11a made of an aluminum-based material, which is a main material, and a joint made of a steel-based material, which is the main material of the mating structural member, on both the left and right sides and the lower side of the main body portion 11a. Flange portions 11b to 11d are provided. The dash lower 11 is formed by a tailored blank method similar to the dash upper 10, and the joining
フードレッジ(複合構造部材)14,15は、前半部分14a,15aが、主材料であるアルミニウム系材料から成る本体部に相当すると共に、後半部分14b,15bが、相手構造部材の主材料である鉄鋼系材料から成る接合フランジ部に相当し、ダッシュアッパ10と同様にテーラードブランク工法で形成してある。そして、フードレッジ14,15は、鉄鋼系材料から成る後半部分14b,15bを、同じく鉄鋼系材料から成る相手構造部材であるダッシュサイド12,13及びボディサイド4,5に接合する。
In the food ledges (composite structural members) 14 and 15, the
なお、フードレッジ14,15は、アルミニウム系材料から成る前半部分14a,15aに、同じくアルミニウム系材料から成るサスペンションハウジング16,17を接合する。このサスペンションハウジング16,17は、単一材料で形成されるため、プレス成形品に限ることはなく、鋳物を採用して部品一体化による性能向上やコスト低減を図ることが可能である。
In addition, the hood ledges 14 and 15
フロントサイドメンバ(複合構造部材)18,19は、主材料であるアルミニウム系材料から成る本体部18a,19aと、相手構造部材の主材料である鉄鋼系材料から成る接合フランジ部18b,19bを備えており、ダッシュアッパ10と同様にテーラードブランク工法で形成してある。そして、フロントサイドメンバ18,19は、鉄鋼系材料から成る接合フランジ部18b,19bを、同じく鉄鋼系材料から成る相手構造部材であるダッシュサイド12,13に接合する。
The front side members (composite structural members) 18 and 19 include
エクステンションメンバ(複合構造部材)20,21は、上記のダッシュアッパ10等の構造部材とは材料構成が逆になっていて、主材料である鉄鋼系材料から成る本体部20a,21aを備えると共に、本体部20a,21aの前端部に、相手構造部材の主材料であるアルミニウム系材料から成る接合フランジ部20b,21bを備えている。そして、エクステンションメンバ20,21は、ダッシュアッパ10と同様にテーラードブランク工法で形成してあり、アルミニウム系材料から成る接合フランジ部20b,21bを、同じくアルミニウム系材料から成る相手構造部材であるフロントサイドメンバ18,19及びダッシュロア11に接合する。
The extension members (composite structural members) 20 and 21 are opposite in structure to the structural members such as the dash upper 10 described above, and include
なお、本発明のハイブリッド車体構造及びその製造方法では、複数の構造部材を互いに接合することから、先に複合構造部材として述べたフロントサイドメンバ18,19が、上記の如く複合構造部材であるエクステンションメンバ20,21の相手構造部材になることがある。
In the hybrid vehicle body structure and the manufacturing method thereof according to the present invention, since a plurality of structural members are joined to each other, the
ここで、一般に、自動車の車体構造においてアルミニウム系材料と鉄鋼系材料とを接合しようとする場合、従来既知の車体組立に用いられている抵抗スポット溶接やアーク溶接などの溶融溶接では双方を接合することができない。 Here, in general, when an aluminum-based material and a steel-based material are to be joined in a vehicle body structure of an automobile, both of them are joined by fusion welding such as resistance spot welding and arc welding that are conventionally used for body assembly. I can't.
これに対して、当該ハイブリッド車体構造及びその製造方法では、複合構造部材であるダッシュアッパ10、ダッシュロア11、フードレッジ14,15、フロントサイドメンバ18,19及びエクステンションメンバ20,21が、異種材料を平板の状態で接合して予備成形部材を形成した後、予備成形体をプレス成形等の塑性加工手段により三次元形状に成形したものとなっており、この予備成形部材を形成するに際して、摩擦攪拌接合又はマッシュシーム接合により異種材料接合を行うことができる。
On the other hand, in the hybrid vehicle body structure and the manufacturing method thereof, the dash upper 10, the dash lower 11, the
図3は、薄板側の鉄鋼系材料30と厚板側のアルミニウム系材料31とを摩擦攪拌接合で接合する場合を示す図であり、図3(a)は接合前を示し、図3(b)は接合後を示している。
FIG. 3 is a diagram showing a case where the steel-based
摩擦攪拌接合では、平板の鉄鋼系材料30と同じく平板のアルミニウム系材料31を互いの上面が連なるように突き合わせて双方を治具類で拘束した後、工具35を高速回転させながら同工具35の先端に設けたピン37をアルミニウム系材料31の端部に押し付けることにより、その摩擦熱で主にアルミニウム系材料31を加熱して塑性流動させる。そして、工具35のショルダ部36が材料の表面近傍に達するまでピン37をアルミニウム系材料31に差し込み、この状態で両材料30,31の接合面32に沿って工具35を移動させることにより、接合面32の近傍にアルミニウム系材料31の攪拌層33を形成し、この攪拌層33が鉄鋼系材料30の接合面に押し付けられることで、両材料30,31を互いに溶融させないで線状に接合する。
In the friction stir welding, the flat steel-based
図4は、薄板側の鉄鋼系材料40と厚板側のアルミニウム系材料41をマッシュシーム接合で接合する場合を示す図であり、図4(a)は接合前を示し、図4(b)は接合後を示している。
FIG. 4 is a diagram showing a case where the
マッシュシーム接合では、平板の鉄鋼系材料40の端部上面に同じく平板のアルミニウム系材料41の端部を重ね合わせた後、この重合部分を上下の電極43,44で相対的に加圧しながら通電し、且つ電極43,44を回転させながら両材料40,41の接合面42に沿って移動させる。これにより、アルミニウム系材料41の重合部分が、鉄鋼系材料40の端部を抱き込むように変形して両材料40,41の下面が連なる状態になると共に、図4(a)に示す互いの接合面42に図4(b)に示す接合部46を形成し、両材料40,41を線状に接合する。
In mash seam joining, the end of the flat aluminum-based
このように、予備成形部材を構成する異種材料同士を接合する際に、上記の摩擦攪拌接合やマッシュシーム接合を利用して平板状態での二次元接合とすれば、互いの接合面を接合に必要な圧力と温度に制御することが容易であると共に、品質が良好で信頼性の高い接合部分を効率良く低コストで得ることができる。 In this way, when different materials constituting the preformed member are joined to each other, if the two-dimensional joining in the flat plate state is performed using the friction stir welding or the mash seam joining described above, the joining surfaces are joined to each other. It is easy to control to the required pressure and temperature, and it is possible to efficiently and inexpensively obtain a joint portion with good quality and high reliability.
なお、この実施例では、異種材料を接合する手段として摩擦攪拌接合とマッシュシーム接合を例示したが、当該ハイブリッド車体構造及びその製造方法における異種材料の接合は、上記の接合手段に限定されるものではなく、接着やブレージングなどの他の接合手段を用いることもできる。 In this embodiment, friction stir welding and mash seam joining are exemplified as means for joining different materials. However, joining of different materials in the hybrid vehicle body structure and the manufacturing method thereof is limited to the joining means described above. Instead, other joining means such as adhesion and brazing can be used.
次に、図5に基づいて、車体構造の製造方法を組立工程順に説明する。ここでは、構造部材に異種材料を用いたハイブリッド車体構造と、全ての構造部材を鉄鋼系材料で形成した既存のスチール車体構造の両方を製造する場合を示しており、図5(a)は本発明に係わる製造方法を示し、図5(b)は従来の製造方法を示している。また、ハイブリッド車体構造については、実施例及び従来例のいずれも、ダッシュアッパ(10)、ダッシュロア(11)、フードレッジ(14,15)、サスペンションハウジング(16,17)及びフロントサイドメンバ(18,19)がアルミニウム系材料を主材料とし、それ以外の構造部材が鉄鋼系材料を主材料としている。 Next, based on FIG. 5, the manufacturing method of a vehicle body structure is demonstrated in order of an assembly process. Here, a case where both a hybrid vehicle body structure using a different material as a structural member and an existing steel vehicle body structure in which all the structural members are formed of a steel-based material is shown. FIG. A manufacturing method according to the invention is shown, and FIG. 5B shows a conventional manufacturing method. As for the hybrid vehicle body structure, both the dash upper (10), the dash lower (11), the hood ledge (14, 15), the suspension housing (16, 17), and the front side member (18) are used in both the embodiment and the conventional example. 19) uses aluminum-based material as the main material, and other structural members use steel-based material as the main material.
車体構造の製造方法は、一般に、エンジンコンパートメント組立工程、フロアメイン組立工程、ボディサイド組立工程及びボディメイン組立工程を順に経る。ここで、スチール車体構造の製造では、全てが同一材料の接合であるから、抵抗スポット溶接やアーク溶接などの溶融溶接が用いられる。しかし、ハイブリッド車体構造の製造では、同一材料の接合と異種材料の接合が行われることとなり、この際、異種材料の接合には上記溶融溶接を用いることができない。 In general, the vehicle body structure manufacturing method includes an engine compartment assembly process, a floor main assembly process, a body side assembly process, and a body main assembly process. Here, in the manufacture of the steel body structure, since all are joined by the same material, fusion welding such as resistance spot welding or arc welding is used. However, in the production of the hybrid vehicle body structure, the same material and the different material are joined. At this time, the above-mentioned fusion welding cannot be used for joining the different materials.
従来のハイブリッド車体構造の製造では、背景技術の項で述べたように、各構造部材を成形した後、異種材料から成る構造部材の接合にセルフピアシングリベット(図6参照)を用いていた。このため、図5(b)に示す従来例では、ハイブリッド車体構造のエンジンコンパートメント組立工程S51、フロアメイン組立工程S52及びボディサイド組立工程S53と、スチール車体構造の組立工程S101〜S103とが別の生産ラインであり、ボディメイン組立工程S61だけが共通の工程であった。 In manufacturing a conventional hybrid vehicle body structure, as described in the background section, after forming each structural member, a self-piercing rivet (see FIG. 6) is used to join the structural members made of different materials. Therefore, in the conventional example shown in FIG. 5B, the engine compartment assembly process S51, the floor main assembly process S52 and the body side assembly process S53 of the hybrid vehicle body structure, and the assembly processes S101 to S103 of the steel vehicle body structure are different. This is a production line, and only the body main assembly process S61 is a common process.
より具体的には、従来のハイブリッド車体構造の製造では、エンジンコンパートメント組立工程S101においては、一例として、アルミニウム系材料から成るダッシュアッパと鉄鋼系材料から成るダッシュサイドとの接合があり、フロアメイン組立工程S102においては、一例として、アルミニウム系材料から成るダッシュロアと鉄鋼系材料から成るフロントフロアとの接合があり、さらに、ボディサイド組立工程S103においては、一例として、アルミニウム系材料から成るフードレッジと鉄鋼系材料から成るボディサイドとの接合があるので、これらの異種材料接合を含む組立工程S101〜S103をスチール車体構造に対する組立工程S51〜S53と別々にする必要がある。このため、設備費がかさむとともに生産ラインの占有面積が増大する結果となっていた。 More specifically, in the manufacture of the conventional hybrid vehicle body structure, in the engine compartment assembling step S101, as an example, there is a joining of a dash upper made of an aluminum-based material and a dash side made of a steel-based material. In the step S102, as an example, there is a joining of a dash lower made of an aluminum material and a front floor made of a steel material, and in the body side assembly step S103, a hood ledge made of an aluminum material is taken as an example. Since there is a joint with the body side made of a steel-based material, it is necessary to separate the assembly steps S101 to S103 including these dissimilar material joints from the assembly steps S51 to S53 for the steel body structure. For this reason, the equipment cost increased and the occupation area of the production line increased.
これに対して、本発明のハイブリッド車体構造及び製造方法では、アルミニウム系材料を主材料とするダッシュアッパ10、ダッシュロア11、フードレッジ14,15及びフロントサイドメンバ18,19が、異種材料を平板の状態で接合した予備成形部材を三次元形状に成形した複合構造部材であると共に、これらの接合フランジ部10b,10c,11b〜11d,14b,15b,18b,19bが、相手構造部材(4,5,12,13,22)の主材料である鉄鋼系材料で形成してあり、また、鉄鋼系材料を主材料とするエクステンションメンバ20,21が同じく複合構造部材であると共に、その接合フランジ20b,21bが相手構造部材(18,19)の主材料であるアルミニウム系材料で形成してあって、複合構造部材と相手構造部材とを同一材料の部分で接合することから、アルミニウム系材料同士の接合と鉄鋼系材料同士の接合を行えばよく、これらには抵抗スポット溶接やアーク溶接などの溶融溶接を用いることができる。
On the other hand, in the hybrid vehicle body structure and manufacturing method of the present invention, the dash upper 10, the dash lower 11, the
これにより、図5(a)に示す本発明の実施例では、ハイブリッド車体構造1のエンジンコンパートメント組立工程S1と、スチール車体構造のエンジンコンパートメント組立工程S2だけが別の工程になっており、フロアメイン組立工程S3、ボディサイド組立工程S4及びボディメイン組立工程S5を共通の生産ラインとすることができる。つまり、ハイブリッド車体構造の生産ラインとしては、その大部分を既存のスチール車体構造の生産ラインと併用することができ、図5(b)に示す従来例と比較して、設備費の低減や生産ラインの占有面積の縮小を実現し得ることが明らかであり、複数の車種生産に対する自由度も高いものとなる。
Accordingly, in the embodiment of the present invention shown in FIG. 5A, only the engine compartment assembly process S1 of the hybrid
より具体的には、当該ハイブリッド車体構造の製造方法では、エンジンコンパートメント組立工程S1において、例えばダッシュアッパ10とダッシュロア11の組み合わせのように、アルミニウム系材料を主材料とする構造部材同士の接合を行うと共に、ダッシュアッパ10とダッシュサイド12,13の組み合わせのように、アルミニウム系材料を主材料とする構造部材と鉄鋼系材料を主材料とする構造部材の接合を行う。このとき、前者の組み合わせは、アルミニウム系材料同士の接合となり、後者の組み合わせは、ダッシュアッパ10の接合フランジ部10b,10cが鉄鋼系材料であるから、鉄鋼系材料同士の接合となる。
More specifically, in the hybrid vehicle body structure manufacturing method, in the engine compartment assembling step S1, for example, a combination of structural members mainly made of an aluminum-based material, such as a combination of a dash upper 10 and a dash lower 11, is performed. At the same time, as in the combination of the dash upper 10 and the dash sides 12 and 13, a structural member mainly made of an aluminum-based material and a structural member mainly made of a steel-based material are joined. At this time, the former combination is a joining of aluminum-based materials, and the latter combination is a joining of steel-based materials since the joining
アルミニウム系材料同士の接合には、既存のアルミニウム用抵抗スポット溶接、不活性ガスアーク溶接及びレーザ溶接などの溶接手段を用いることができ、また、鉄鋼系材料同士の接合には、同じく既存の抵抗スポット溶接、アーク溶接及びレーザ溶接などの溶接手段を用いることができ、いずれの場合も高品質の接合部分を容易に且つ低コストで得ることができる。 Existing aluminum resistance spot welding, inert gas arc welding, laser welding, and other welding means can be used for joining aluminum materials, and existing resistance spots are also used for joining steel materials. Welding means such as welding, arc welding, and laser welding can be used. In any case, a high-quality joint can be obtained easily and at low cost.
このようにして、当該ハイブリッド車体構造1のエンジンコンパートメント組立工程S1では、複合構造部材であるダッシュアッパ10、ダッシュロア11、フードレッジ14,15、フロントサイドメンバ18,19及びエクステンションメンバ20,21と、鉄鋼系材料から成るダッシュサイド12,13と、アルミニウム系材料から成るサスペンションハウジング16,17を備えたエンジンコンパートメント2が得られる。なお、スチール車体構造のエンジンコンパートメント組立工程S2にあっては、鉄鋼系材料同士の接合のみで同様のエンジンコンパートメントが得られる。
Thus, in the engine compartment assembling step S1 of the hybrid
その後、フロアメイン組立工程S3では、上記のエンジンコンパートメント2にフロントフロアアッセンブリ3が溶接接合され、次のボディサイド工程S4では、ボディサイド4,5が溶接接合され、次のボディメイン工程S5では、他のボディパネル類が溶接接合されることとなり、これらの組立工程では基本的に鉄鋼系材料同士の接合だけになるので、ハイブリッド車体構造及びスチール車体構造のいずれも同様の作業となる。 Thereafter, in the floor main assembly step S3, the front floor assembly 3 is welded to the engine compartment 2 described above. In the next body side step S4, the body sides 4 and 5 are welded and joined. In the next body main step S5, Other body panels will be welded together, and in these assembling processes, basically only steel-based materials are joined together, so both the hybrid body structure and the steel body structure are the same.
以上のように、上記実施例で説明したハイブリッド車体構造及びその製造方法では、異種材料同士の接合は、いわゆる二次元接合となり、品質が良好で信頼性の高い接合部分を効率良く低コストで得ることができ、また、複合構造部材とこれに対応する相手構造部材を同一材料の部分で接合することから、構造部材同士の接合は、スチール車体構造と同様に、抵抗スポット溶接等の溶接手段によって効率良く低コストで行うことができ、これにより、当該ハイブリッド車体構造の生産ラインの大部分を既存のスチール車体構造の生産ラインと併用することが可能になり、設備費の低減や生産ラインの占有面積の縮小を実現する。 As described above, in the hybrid vehicle body structure and the manufacturing method thereof described in the above embodiment, the joining of different materials is a so-called two-dimensional joining, and a joining portion with good quality and high reliability can be obtained efficiently and at low cost. In addition, since the composite structural member and the corresponding counterpart structural member are joined by the same material portion, the structural members are joined by welding means such as resistance spot welding as in the case of the steel body structure. This enables efficient and low-cost operation, which makes it possible to use most of the production line of the hybrid body structure together with the existing production line of steel body structure, reducing equipment costs and occupying the production line. Realize area reduction.
さらに、当該ハイブリッド車体構造1では、構造部材のうちの少なくともダッシュアッパ10、ダッシュロア11、フロントサイドメンバ18,19及びフードレッジ14,15を複合構造部材とし、これに加えてエクステンションメンバ20,21を複合構造部材として、エンジンコンパートメント2にのみに複合構造部材を用いるようにしたので、アルミニウム系材料同士の接合作業をエンジンコンパートメント組立工程S1に集約させることができ、図5(a)から明らかなように、既存のスチール車体構造の生産ラインに対してそのライン上流側に一つの組立工程S1を加えるだけで、ハイブリッド車体構造の製造が可能となり、設備費のさらなる低減や生産ラインの占有面積のさらなる縮小に貢献し得るものとなる。
Further, in the hybrid
また、ダッシュアッパ10、ダッシュロア11、フロントサイドメンバ18,19及びフードレッジ14,15の主材料をアルミニウム系材料とし、それ以外の構造部材の主材料を鉄鋼系材料としたことにより、重量物であるエンジンや変速機を搭載するエンジンコンパートメント2における軽量化を実現すると共に、乗員室側の剛性を充分に確保し得る車体構造が得られることとなる。
Further, the main material of the dash upper 10, the dash lower 11, the
なお、本発明に係わるハイブリッド車体構造及びその製造方法は、その構成の詳細が上記実施例のみに限定されるものではなく、例えば、上記実施例における複合構造部材と相手構造部材とを逆の関係にすることも可能である。具体的には、鉄鋼系材料のエクステンションメンバ20,21を単一材料にすると共に、アルミニウム系材料のフロントサイドメンバ18,19に鉄鋼系材料の接合フランジ部を設けて、双方を鉄鋼系材料同士の接合としたり、鉄鋼系材料のフロントフロア22にアルミニウム系材料の接合フランジ部を設けると共に、アルミニウム系材料のダッシュロア11を単一材料にして、双方をアルミニウム系材料同士の接合としたりすることも可能である。
It should be noted that the hybrid vehicle body structure and the manufacturing method thereof according to the present invention are not limited to the above-described embodiment in details of the configuration. For example, the composite structure member and the counterpart structure member in the above-described embodiment are reversely related. It is also possible to make it. Specifically, the steel-based
ただし、エンジンコンパートメント2とフロントフロアアッセンブリ3との接合にアルミニウム系材料同士の接合が含まれると、フロアメイン組立工程S3にも異種材料接合の作業が必要になるので、生産ラインの簡略化の観点から言えば、上記実施例のように、エンジンコンパートメント2に複合構造部材を用いることが望ましい。 However, if the joining of the engine compartment 2 and the front floor assembly 3 includes joining of aluminum-based materials, the floor main assembly process S3 also requires the work of joining different materials, so that the production line can be simplified. Therefore, it is desirable to use a composite structural member for the engine compartment 2 as in the above embodiment.
さらに、上記実施例では、フロントサイドメンバ18,19を複合構造部材としたが、部品一体化効果を狙ってフロントサイドメンバ18,19をアルミニウム系材料から成る鋳物部品とすることもできる。この場合には、フロントサイドメンバ18,19と、鉄鋼系材料から成るダッシュサイド12,13を接合する部分に、アルミニウム系材料と鉄鋼系材料を用いてテーラードブランク工法により成形した別の結合用部品(図示せず)を追加することができる。
Further, in the above embodiment, the
さらに、上記実施例では、構造部材にアルミニウム系材料と鉄鋼系材料を用いた場合を説明したが、構造部材の材料はこれに限定されるものではなく、マグネシウム系材料と鉄鋼系材料の組み合わせや、チタニウム系材料と鉄鋼系材料との組み合わせなどであってもよい。そしてさらに、上記実施例では、複合構造部材をエンジンコンパートメントに用いた場合を説明したが、当然のことながら車体後部などを構成するその他の構造部材やその他のサブ組立体に複合構造部材を用いることが可能であり、本発明の考え方を逸脱しない範囲で構成を適宜変更することが可能である。 Furthermore, in the above embodiment, the case where an aluminum-based material and a steel-based material are used for the structural member has been described. However, the material of the structural member is not limited to this, and a combination of a magnesium-based material and a steel-based material can be used. A combination of a titanium-based material and a steel-based material may be used. Furthermore, in the above embodiment, the case where the composite structural member is used in the engine compartment has been described, but it goes without saying that the composite structural member is used for other structural members and other subassemblies constituting the rear portion of the vehicle body. The configuration can be changed as appropriate without departing from the concept of the present invention.
1 ハイブリッド車体構造
4 5 ボディサイド(相手構造部材)
10 ダッシュアッパ(複合構造部材)
10a 本体部
10b 10c 接合フランジ部
11 ダッシュロア(複合構造部材)
11a 本体部
11b〜11d 接合フランジ部
12 13 ダッシュサイド(相手構造部材)
14 15 フードレッジ(複合構造部材)
14a 15a 本体部
14b 15b 後半部分(接合フランジ部)
18 19 フロントサイドメンバ(複合構造部材)
20 21 エクステンションメンバ(複合構造部材)
20a 21a 本体部
20b 21b 接合フランジ部
22 フロントフロア(相手構造部材)
1 Hybrid body structure 4 5 Body side (mating structure member)
10 Dash upper (composite structural member)
11a body part 11b-11d
14 15 Food ledge (composite structural member)
18 19 Front side member (composite structural member)
20 21 Extension member (composite structural member)
Claims (5)
複数の構造部材のうちの少なくともダッシュアッパ、ダッシュロア、フロントサイドメンバ及びフードレッジを、各構造部材に用いる異種材料を平板の状態で接合した予備成形部材を三次元形状に成形して成る複合構造部材とし、
複合構造部材とこれに対応する相手構造部材を同一材料の部分で互いに接合したことを特徴とするハイブリッド車体構造。 A hybrid vehicle body structure using different materials for a plurality of structural members joined together,
At least dash upper dash lower, a front side member and hood ledge, formed by molding a three-dimensional shape of the preform member the different materials are joined in a state of flat plate used for each structural member composite structure of the plurality of structural members As a member,
A hybrid vehicle body structure in which a composite structural member and a counterpart structural member corresponding to the composite structural member are joined to each other at the same material portion.
各構造部材に用いる異種材料を平板の状態で接合して予備成形部材を形成した後、After different materials used for each structural member are joined in a flat plate state to form a preformed member,
予備成形部材を塑性加工手段により三次元形状に成形して複合構造部材とし、A preformed member is molded into a three-dimensional shape by plastic working means to form a composite structure member,
複合構造部材とこれに対応する相手構造部材を同一材料の部分で互いに接合する際に、When joining the composite structural member and the counterpart structural member corresponding to this with the same material part,
車体を構成する複数の構造部材のうちのダッシュアッパ、ダッシュロア、フロントサイドメンバ及びフードレッジが、アルミニウム系材料を主材料とする複合構造部材であると共に、それら以外の構造部材が、鉄鋼系材料を主材料とする複合構造部材であり、The dash upper, dash lower, front side member, and hood ledge of the plurality of structural members constituting the vehicle body are composite structural members mainly made of an aluminum-based material, and other structural members are steel-based materials. Is a composite structural member made mainly of
エンジンコンパートメントの組立工程においてアルミニウム系材料同士の接合を行った後、After joining aluminum materials in the assembly process of the engine compartment,
フロアメイン、ボディサイド及びボディメインの組立工程において鉄鋼系材料同士の接合を行うことを特徴とするハイブリッド車体構造の製造方法。A method for manufacturing a hybrid vehicle body structure, comprising joining steel materials in an assembly process of a floor main, a body side, and a body main.
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