JP5098218B2

JP5098218B2 - 車体結合構造

Info

Publication number: JP5098218B2
Application number: JP2006138289A
Authority: JP
Inventors: 令子塩安
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-05-17
Filing date: 2006-05-17
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2026-05-17
Also published as: JP2007307993A

Description

本発明は、レーザー溶接を利用した車体結合構造に関する。

下記特許文献１には、左右のリヤサスペンションタワー間を車両幅方向に延在する閉断面部で結合した車体結合構造が開示されている。具体的には、ルームパーテションパネルの上端部側にアッパバック用リインフォースをスポット溶接で結合することにより、この部分に車両幅方向に延在する閉断面部を形成し、かかる閉断面部を介して左右のリヤサスペンションタワーを結合するようになっている。

しかしながら、上記先行技術による場合、ルームパーテションパネルの上端部とアッパバック用リインフォースとをスポット溶接する構成であるため、溶接ガンを挿入するための作業穴をアッパバック用リインフォースに設けておく必要がある。このため、作業穴を設ける工程が増える分、コストアップに繋がると共に、剛性確保のための閉断面部に作業穴を形成すると、その分剛性が低下するという不利がある。特に、作業穴が閉断面部の稜線に跨る場合には、剛性低下量が更に増加する。

この問題を解決するためには、スポット溶接に替えてボルト締結構造にすることも考えられるが、ボルト締結構造にする場合には、部品点数が増える他、ウエルドナットを予めパネルに溶接しておく工程やボルト締めする工程が増えるため、コストアップを招く。

以上の問題を同時に解決するためには作業穴を必要としないレーザー溶接する方法があるが、特許文献１の板組みを採る場合、閉断面部の上下のレーザー溶接面が略平行な位置関係にあるため、一面合わせ（一方向合わせ）のレーザー溶接となる。しかし、レーザー溶接はレーザー溶接面をローラで加圧しながら溶接していく溶接方法であるため、閉断面部の上辺と下辺との長さにバラツキがあると、ローラで隙間を詰めた際に後側のアッパバック用リインフォースが逃げてしまい、溶接できないという問題がある。

一方、特許文献２には、ルームパーテションパネルの上端部とアッパバックパネルの前端部とをレーザー溶接することにより、車両幅方向に延在する閉断面構造のチャンネル部を設け、更にチャンネル部内の所定位置にバルクヘッドを予めスポット溶接しておく構成が開示されている。この先行技術によれば、二面合わせのレーザー溶接となるため、溶接相手が逃げるという問題は解消される。

しかしながら、この先行技術による場合、アッパバックパネルに車両前後方向に延びるビードを形成し、このビードと連続するようにアッパバックパネルの前端部に別部品であるバルクヘッドをスポット溶接にて予め接合しておく構成であるため、部品点数が増加すると共に組付工数も増加し、二面合わせによるレーザー溶接を採用したメリットが減殺される。
特開平８−２７６８６５号公報特開２００４−２９１７７１号公報

本発明は上記事実を考慮し、ボディーパネル同士の結合工程の簡素化及び部品点数の削減による低コスト化を両立させることができる車体結合構造を得ることが目的である。

請求項１記載の本発明に係る車体結合構造は、キャビンとラッゲージルームとを隔成するルームパーテションパネルの一般部から車両後方側へ向けて所定角度折り曲げられた上端部と当該ルームパーテションパネルの上端部の車両後方側に略水平に配置されるアッパバックパネルの前端部とをそれぞれ折り曲げて接合することにより、左右のリヤサスペンションタワーを連結可能な位置に車両幅方向に沿って延在する閉断面部が形成される車体結合構造であって、前記ルームパーテションパネルの上端部とアッパバックパネルとが接合される第１接合面を側面視で見たときの傾斜方向である接合方向と、前記アッパバックパネルの前端部とルームパーテションパネルとが接合される第２接合面を側面視で見たときの傾斜方向である接合方向とが交差するように、第１接合面及び第２接合面の向きが設定されると共に、リヤサスペンションタワーとルームパーテションパネルの車両幅方向外側の端部とを連結するストレーナに、ルームパーテションパネルの前記一般部と前記上端部との折れ線の位置から車両後方側へ折り曲げられて前記閉断面部の略高さ方向中間部に配置されたリヤサスペンションタワーの上面部に略水平に接合される水平部及びこの水平部の車両幅方向内側の端部から車両上方側へ折り曲げられると共に側面視で三角形状に形成されかつ車両前方側から見て上部が下部に対して斜め上方車両幅方向内側に傾斜されてルームパーテションパネルの上端部の車両幅方向外側の端部の裏面側にレーザー溶接により接合されて前記閉断面部を支持する連結支持面を設けた、ことを特徴としている。

請求項１記載の本発明によれば、キャビンとラッゲージルームとを隔成するルームパーテションパネルの一般部から車両後方側へ向けて所定角度折り曲げられた上端部と当該ルームパーテションパネルの上端部の車両後方側に略水平に配置されるアッパバックパネルの前端部とをそれぞれ折り曲げて接合することにより、左右のリヤサスペンションタワーを連結可能な位置に車両幅方向に沿って延在する閉断面部が形成される。

ここで、本発明では、ルームパーテションパネルの上端部とアッパバックパネルとが接合される第１接合面を側面視で見たときの傾斜方向である接合方向と、アッパバックパネルの前端部とルームパーテションパネルとが接合される第２接合面を側面視で見たときの傾斜方向である接合方向とが交差するように、第１接合面及び第２接合面の向きが設定されているので、双方の接合面の方向が平行になる一面合わせではなく、双方の接合面の方向が交差する二面合わせの結合構造となる。このため、ローラで接合面を加圧しながら溶接するレーザー溶接を実施しても、接合相手となる部材が加圧方向へ逃げることはない。従って、スポット溶接やボルト接合に依らず、レーザー溶接を使うことができるので、作業工程が削減される。

また、リヤサスペンションタワーとルームパーテションパネルの車両幅方向外側の端部とを連結するストレーナに、ルームパーテションパネルの一般部と上端部との折れ線の位置から車両後方側へ折り曲げられて閉断面部の略高さ方向中間部に配置されたリヤサスペンションタワーの上面部に略水平に接合される水平部及びこの水平部の車両幅方向内側の端部から車両上方側へ折り曲げられると共に側面視で三角形状に形成されかつかつ車両前方側から見て上部が下部に対して斜め上方車両幅方向内側に傾斜されてルームパーテションパネルの上端部の車両幅方向外側の端部の裏面側にレーザー溶接により接合されて閉断面部を支持する連結支持面を設けたので、閉断面部の断面変形が抑制される。従って、別部品でバルクヘッドを配設する従来の車体結合構造に比べて、部品点数が削減される。

また、本発明によれば、連結支持面が、車両前方側から見て上部が下部に対して斜め上方車両幅方向内側に傾斜されているので、連結支持面が垂直面である場合に比べて、閉断面部をその長手方向に対して直交する方向で切断したときの断面積が閉断面部とストレーナの連結支持面との接合面で急変することはない。

以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る車体結合構造は、ボディーパネル同士（ルームパーテションパネルとアッパバックパネルと）の結合工程の簡素化及び部品点数（バルクヘッド等）の削減による低コスト化を両立させることができるという優れた効果を有する。

また、請求項１記載の本発明に係る車体結合構造は、閉断面部の断面積が急変するのを回避したので、荷重の入力に対して折れ難いという優れた効果を有する。

〔第１実施形態〕
以下、図１及び図２を用いて、本発明に係る車体結合構造の第１実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＩＮは車両幅方向内側を示している。

図１には、本発明が適用されたリヤサスペンションタワー周りの車体結合構造の全体斜視図が示されている。また、図２には、図１の２−２線に沿った縦断面図が拡大して示されている。これらの図に示されるように、キャビンとラッゲージルームとの間には両者を仕切るルームパーテションパネル１０が所定角度傾斜した状態で配設（立設）されている。ルームパーテションパネル１０の上端部１０Ａは、一般部１０Ｂに対して車両後方側へ向けて所定角度折り曲げられている。なお、ルームパーテションパネル１０の下端部１０Ｄは、図示しないリヤフロアパネルに結合されている。

一方、ルームパーテションパネル１０の上端部１０Ａの車両後方側には、アッパバックパネル１２が略水平に配置されている。アッパバックパネル１２の前端部１２Ａは車両下方かつ車両前方側へ向けて鉤状に折り曲げられている。具体的には、アッパバックパネル１２の一般部１２Ｆの前端部には車両下方側へ向けて若干屈曲された狭幅の屈曲部１２Ｂが形成されており、更に屈曲部１２Ｂの前端部から車両下方側へ向けて所定角度折り曲げられた後壁部１２Ｃ（図２参照）が形成されている。後壁部１２Ｃの下端部は更に車両前方側へ折り曲げられて下壁部１２Ｄ（図２参照）とされており、下壁部１２Ｄの前端部が車両下方側へ向けて若干屈曲されて端末部１２Ｅとされている。

上述したアッパバックパネル１２の屈曲部１２Ｂにルームパーテションパネル１０の上端部１０Ａの先端部が当接されると共に、アッパバックパネル１２の端末部１２Ｅにルームパーテションパネル１０の一般部１０Ｂが当接された状態で、前者の当接面を第１接合面１４（図２も参照）とし、又後者の当接面を第２接合面１６（図２も参照）として、レーザー溶接によって溶接されることにより、ルームパーテションパネル１０とアッパバックパネル１２とが結合されている。なお、図１にレーザー溶接線を実線Ｐで示す。

このとき、図２に示されるように、第１接合面１４の接合方向α（ルームパーテションパネル１０の上端部１０Ａの傾斜方向と同じである。）と第２接合面１６の接合方向β（ルームパーテションパネル１０の一般部１０Ｂの傾斜方向と同じである。）とは平行にはならず、交差する方向とされており、このため二面合わせによるレーザー溶接が実施されるようになっている。

上記構成により、ルームパーテションパネル１０の上端部１０Ａ及び一般部１０Ｂの上部とアッパバックパネル１２の前端部１２Ａとで、車両幅方向に沿って延在する閉断面部１８が形成されている。

一方、図１に戻り、閉断面部１８の長手方向の両端部側には、左右一対のリヤサスペンションタワー２０が配置されている。リヤサスペンションタワー２０の上面部２０Ａは通常のリヤサスペンションタワーよりも高い位置に配置されており、この実施形態では概ね閉断面部１８の高さ方向中間部付近に配置されている。このリヤサスペンションタワー２０とルームパーテションパネル１０の車両幅方向の外側の端部１０Ｃとは直接結合されるのではなく、第３ボディーパネルとしてのストレーナ２２を介して連結されている。

具体的には、ストレーナ２２は、ルームパーテションパネル１０の一般部１０Ｂの延長上（略同一平面上）に位置して、リヤサスペンションタワー２０の縦壁２０Ｂの側面及びリヤホイールハウスインナ２４の内側面並びにルームパーテションパネル１０の車両幅方向外側の端部１０Ｃに接合される本体部２２Ａと、ルームパーテションパネル１０の一般部１０Ｂと上端部１０Ａとの折れ線の位置から車両後方側へ折り曲げられて略水平に配置されリヤサスペンションタワー２０の上面部２０Ａにスポット溶接される水平部２２Ｂと、を含んで構成されている。

ストレーナ２２の水平部２２Ｂの車両幅方向内側の端部には、側面視で三角形状とされた連結支持面２６が一体に形成されている。この連結支持面２６は、車両正面視で斜め内側へ傾斜した状態となるように折り曲げられており、前側斜辺２６Ｃ、後側斜辺２６Ｄ、底辺２６Ｅの三辺を有している。前側斜辺２６Ｃからは更に車両幅方向へ折り曲げられた端末部２６Ａが形成されており、かかる端末部２６Ａがルームパーテションパネル１０の上端部１０Ａの車両幅方向外側の端部１０Ｃの裏面側に当接されてレーザー溶接により接合されている。なお、後側斜辺２６Ｄ及び水平部２２Ｂの後端側にも車両上方側へ折り曲げられた端末部２６Ｂが形成されており、かかる端末部２６Ｂはアッパバックパネル１２の車両幅方向外側に隣接して配置される別のボディーパネル２８に接合されている。

上記結合構造とされることにより、ストレーナ２２の連結支持面２６が閉断面部１８の車両幅方向外側に稜線Ｑを折ることなく隣接（連続）して配置され、閉断面部１８を構成するルームパーテションパネル１０の上端部１０Ａ側の車両幅方向外側の端部１０Ｃを支える構造になっている。また、ストレーナ２２と閉断面部１８が斜め上方内側に傾斜した連結支持面２６を介して連結されることにより、閉断面部１８をその長手方向に対して直交する方向で切断したときの断面積が閉断面部２８とストレーナ２２の連結支持面２６との接合面で急変するのではなく、徐々に減少する徐変構造となっている。

（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

上記構成の本実施形態では、ルームパーテションパネル１０の上端部１０Ａを車両後方側へ向けて折り曲げると共に、アッパバックパネル１２の前端部１２Ａを屈曲部１２Ｂを介して車両下方側及び車両前方側へ折り曲げて端末部１２Ｅをルームパーテションパネル１０の一般部１０Ｂに当接させる構成を採ったので、閉断面部１８の上端部側となる第１接合面１４の接合方向αと閉断面部１８の下端部側となる第２接合面１６の接合方向βとが平行ではなく交差する二面合わせの結合構造となる。従って、ローラで接合面を加圧しながら溶接していくレーザー溶接を実施しても、接合相手となるアッパバックパネル１２が加圧方向へ逃げることはない。従って、従来のようにスポット溶接をする場合の作業穴を設ける工程が不要となり、ボルト接合する場合のウエルドナットの溶接工程及びボルト締結工程が不要となる。その結果、ルームパーテションパネル１０とアッパバックパネル１２との接合に要する作業工程を削減することができる。また、ボルト接合する場合の部品点数の増加も生じない。

また、本実施形態では、リヤサスペンションタワー２０とルームパーテションパネル１０の車両幅方向外側の端部１０Ｃとを連結するストレーナ２２に、リヤサスペンションタワー２０の上面部２０Ａに略水平に接合される水平部２２Ｂ及びこの水平部２２Ｂから車両斜め上方内側へ折り曲げられてルームパーテションパネル１０の上端部１０Ａ側の車両幅方向の外側の端部１０Ｃに接合されて閉断面部１８を支持する連結支持面２６を一体に設けたので、レーザー溶接時等に閉断面部１８が断面変形することが抑制される。従って、別部品でバルクヘッドを配設する従来の車体結合構造に比べて、部品点数が削減される。

以上を総括すると、本実施形態に係る車体結合構造によれば、ボディーパネル同士（ルームパーテションパネル１０とアッパバックパネル１２と）の結合工程の簡素化及び部品点数（バルクヘッド等）の削減による低コスト化を両立させることができる。

さらに、上記構成の本実施形態では、連結支持面２６が垂直面ではなく車両正面視で車両斜め上方内側へ傾斜した状態で配置されて閉断面部１８に接合されるので、閉断面部１８をその長手方向に対して直交する方向で切断したときの断面積が閉断面部２８とストレーナ２２の連結支持面２６との接合面で急変することはなく、徐々に減少する。換言すれば、本実施形態によれば、閉断面部１８の断面積が急変するのを回避することができる。従って、荷重の入力に対して折れ難いという利点がある。

〔第２実施形態〕
次に、図３及び図４を用いて、本発明に係る車体結合構造の第２実施形態について説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

図３及び図４に示されるように、この第２実施形態に係る車体結合構造では、ルームパーテションパネル３０の一般部３０Ａが、アッパバックパネル３２の高さまで延在されており、そのためルームパーテションパネル３０の上端部３０Ｂは車両後方側へ略水平に折り曲げられている。これに対応して、アッパバックパネル３２も一般部３２Ａの前端から屈曲部を設けることなく、車両下方側へ折り曲げられた後、車両前方側へ折り曲げられて、先端部に端末部３２Ｂが形成されている。なお、前端部３２Ｃの後壁部３２Ｄ（図４参照）はルームパーテションパネル３０の一般部３０Ａと平行に配置されており、又前端部３２Ｃの下壁部３２Ｅ（図４参照）はルームパーテションパネル３０の上端部３０Ｂと平行に配置されている。従って、閉断面部３４の断面形状は、平行四辺形とされている。

一方、第３ボディーパネルとしてのストレーナ３６の水平部３６Ａの車両幅方向内側には、側面視で矩形状とされた連結支持面３８が車両斜め上方内側へ傾斜した状態で延設されている。そして、この連結支持面３８の車両幅方向内側の端部に形成された端末部３８Ａが、ルームパーテションパネル３０の上端部３０Ｂの下面側に入り込み、レーザー溶接によって接合されている。

このようなルームパーテションパネル３０とアッパバックパネル３２との板組みを採用しても二面合わせになりレーザー溶接の実施が可能となる。また、この場合、連結支持面３８が三角形状ではなく矩形状とされるが、閉断面部３４の断面崩れを抑制するため、前述した第１実施形態と同様の作用並びに効果が得られる。

第１実施形態に係る車体結合構造の全体構成を車両前方側から観て示す全体斜視図である。図１の２−２線に沿って閉断面部を切断したときの縦断面図である。第２実施形態に係る車体結合構造の全体構成を車両前方側から観て示す全体斜視図である。図３の４−４線に沿って閉断面部を切断したときの縦断面図である。

符号の説明

１０ルームパーテションパネル
１０Ａ上端部
１０Ｃ車両幅方向外側の端部
１２アッパバックパネル
１２Ａ前端部
１４第１接合面
１６第２接合面
１８閉断面部
２０リヤサスペンションタワー
２０Ａ上面部
２２ストレーナ
２２Ａ水平部
２６連結支持面
３０ルームパーテションパネル
３０Ａ上端部
３２アッパバックパネル
３２Ｃ前端部
３４閉断面部
３６ストレーナ
３８連結支持面
α 第１接合面の接合方向
β 第２接合面の接合方向

Claims

キャビンとラッゲージルームとを隔成するルームパーテションパネルの一般部から車両後方側へ向けて所定角度折り曲げられた上端部と当該ルームパーテションパネルの上端部の車両後方側に略水平に配置されるアッパバックパネルの前端部とをそれぞれ折り曲げて接合することにより、左右のリヤサスペンションタワーを連結可能な位置に車両幅方向に沿って延在する閉断面部が形成される車体結合構造であって、
前記ルームパーテションパネルの上端部とアッパバックパネルとが接合される第１接合面を側面視で見たときの傾斜方向である接合方向と、前記アッパバックパネルの前端部とルームパーテションパネルとが接合される第２接合面を側面視で見たときの傾斜方向である接合方向とが交差するように、第１接合面及び第２接合面の向きが設定されると共に、
リヤサスペンションタワーとルームパーテションパネルの車両幅方向外側の端部とを連結するストレーナに、ルームパーテションパネルの前記一般部と前記上端部との折れ線の位置から車両後方側へ折り曲げられて前記閉断面部の略高さ方向中間部に配置されたリヤサスペンションタワーの上面部に略水平に接合される水平部及びこの水平部の車両幅方向内側の端部から車両上方側へ折り曲げられると共に側面視で三角形状に形成されかつ車両前方側から見て上部が下部に対して斜め上方車両幅方向内側に傾斜されてルームパーテションパネルの上端部の車両幅方向外側の端部の裏面側にレーザー溶接により接合されて前記閉断面部を支持する連結支持面を設けた、
ことを特徴とする車体結合構造。