JP5235889B2 - ロッカに対するピラーの接合組立体、及び、その製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車のためのロッカに対するピラーの接合組立体、及び、その製造方法に関連する。

自動車の車体は、前席ドアの後方に位置するピラーとして規定され、自動車のロッカパネルとルーフとの間に延設するＢピラーを含むのが一般的である。従来のＢピラーは、型打ち（ｓｔａｍｐｅｄ）パネルを組み立てて、抵抗溶接装置にて生成されるスポット溶接を用いて互いに溶接されることによって、製造される。

より堅固であって耐久性に優れた車体フレーム部材を提供すべく、車体のフレーム部材を、ハイドロフォーム成形した管状部材によって構成することが提案されている。ハイドロフォーム成形された部材は、軽量であって、より堅固な構造支持部材を提供する。しかしながら、管状Ｂピラーを型打ち車体部材に接合することは、管状部材の閉断面が抵抗溶接装置を用いて溶接するのを困難にするため、板金部材同士を接合するのに比べて課題が存在する。

Ｂピラーは、ルーフ接合部及びロッカ接合部の両方に接合される必要がある。ロッカに対するＢピラーの接合部は、衝突安全性、及び、騒音、振動、そしてハーシュネス（ＮＶＨ）性能にとって、必要不可欠である。ロッカに対するＢピラーの接合部が十分にロバストでないならば、衝突安全性に関するＢピラーの荷重支持能力は、完全には活用されないであろう。ロッカに対するＢピラーの接合部における如何なる欠点も、自動車の捻り及び曲げ剛性を低下させる場合がある。

ハイドロフォーム成形された管状断面を有するＢピラーは、型打ちロッカパネル組立体とボディアウタパネルとにスポット溶接され得るフランジを備えていないのが一般的である。加えて、ハイドロフォーム処理においては、管の外周面がコンスタントに維持される必要があるため、ハイドロフォーム成形された管状部材と型打ちロッカ組立体との間の当接領域は狭いのが一般的である。

これら及び他の課題が、後で要約されるように、本出願人の発明によって取り組まれる。

本発明の観点の一つによると、自動車のためのロッカに対するピラーの接合組立体が提供される。組立体は、そのピラーの下端近傍にピンチフランジ（ｐｉｎｃｈｅｄ ｆｌａｎｇｅ）を有する管状ピラーを備える。第一アクセス開口がピラーの内側面に設けられ、第二アクセス開口がピラーの外側面に設けられる。ロッカアウタパネルは、第一及び第二アクセス開口の一方を通してピラーに取付けられ、ロッカリインフォースメントは、第一及び第二アクセス開口の他方を介してピラーに組み付けられる。サイドシル及びロッカリインフォースメントは、互いに取付けられ、共にピラーに結合される。アウタパネルはピラーに固定され、そのピラーは今度は、組み立てられたロッカリインフォースメント及びサイドシルに取り付けられる。すなわち、サイドシル及びロッカリインフォースメントは、互いの上端フランジ同士が溶接されているとともに、互いの下端フランジ同士が溶接され、ピラーのピンチフランジとロッカリインフォースメントの下端フランジとサイドシルの下端フランジとが互いに溶接されている。

本発明の別の観点によると、それらがロッカに対するピラーの接合組立体に関連する限り、ピラーの断面は、ピラーの中間部において、ボックス形状である。ピラーの断面は、ロッカリインフォースメントとアウタパネルとの間に収まるピラーの下部において、細長い長方形状の断面である。ピラーの外側面は、アウタパネルに取付けられる。ピラーの内側面は、サイドシルにおけるアクセス穴、ピラーの外側面におけるアクセス穴、及び、アウタパネルにおけるアクセス開口を介して、ロッカリインフォースメントに取付けられる。ピラーのピンチフランジとロッカリインフォースメントの下端フランジとサイドシルの下端フランジとの溶接部は、ピラーの金属板１枚、ロッカリインフォースメントの金属板１枚、及び、サイドシルの金属板１枚によって形成される。

本発明の別の観点によると、ロッカに対するピラーの接合組立体の製造方法が提供される。ロッカ接合組立体は、管状ピラー、ロッカリインフォースメント、サイドシル、及び、ボディアウタパネルを有する。方法は、ピラーの内側壁に形成された第一アクセス開口を通して、ピラーの外側壁をボディアウタパネルに溶接する工程を備える。ロッカリインフォースメントの上端フランジ及び下端フランジ各々は、サイドシルの上端フランジ及び下端フランジに溶接される。ロッカリインフォースメントは、サイドシルにおけるアクセス開口、ピラーの第一アクセス開口に対して垂直方向に間隔をあけたピラーにおける第二アクセス開口、及び、ボディアウタパネルにおけるアクセスエリアを通して、ピラーに溶接される。ピラーの下端フランジ、ロッカリインフォースメントの下端フランジ、及び、サイドシルの下端フランジは、互いに溶接される。

ロッカに対するピラーの接合組立体の製造方法の他の観点によると、ピラーの下端フランジは、ピラーの下端近傍に設けられたピンチダブルフランジであって、方法は、ピラーをボディアウタパネルに溶接する工程の前に、ピンチダブルフランジを互いに溶接する工程を更に備える。サイドシルの下端フランジ及びロッカリインフォースメントの下端フランジに溶接される上記ピラーを単一壁にするべく、上記ピンチダブルフランジエリアの壁１枚が取り除かれる。ピンチダブルフランジ、サイドシルの下端フランジ、及び、ロッカリインフォースメントの下端フランジの溶接は、ピンチダブルフランジが互いに溶接される位置の下方に形成される。ロッカリインフォースメントをサイドシルに溶接する工程は、管状組立体の形成をもたらす。ピラーは、ロッカリインフォースメントの外側面に溶接される。サイドシルは、ロッカリインフォースメントの内側面に溶接され、それによって、ロッカリインフォースメントがピラーとサイドシルとの間に挟まれている接合部を形成する。溶接する工程は、抵抗溶接処理によって行われる。ピラーは、自動車の長手方向の細長いボックス断面を有し、それは、ピラーの下端近傍に形成されたピンチダブルフランジの上方に設けられる。ピラーは、細長いボックス形状断面の上方に設けられた、実質的に等辺の断面を有する。

本発明の別の観点によると、自動車の構造支持体の製造方法が提供される。方法は、細長いボックス断面の上方に配置されたボックス形状断面と、ピラー下端フランジとしてのピンチダブルフランジとを有するピラーをハイドロフォーム成形する工程を備える。ボディパネルは、型打ちされ、ピラーの内側壁に形成されたアクセス開口を通して、ピラーの外側壁がボディアウタパネルに溶接される。ロッカリインフォースメント及びサイドシルは型打ちされ、その後に、サイドシルの上端フランジ及び下端フランジ各々がロッカリインフォースメントの上端フランジ及び下端フランジの内側面に溶接された状態で、上記ボディアウタパネルに形成されたアクセス開口、上記ピラーの外側壁に形成されたアクセス開口、および、上記サイドシルに形成されたアクセス開口を通して、ピラーの内側面は、ロッカリインフォースメントの外側面に溶接される。また、ピラーの下端フランジ、ロッカリインフォースメントの下端フランジ、及び、サイドシルの下端フランジは互いに溶接される。

自動車の構造支持体の製造方法の他の観点によると、上記サイドシルの下端フランジ及び上記ロッカリインフォースメントの下端フランジに溶接される上記ピラーの下端フランジを単一壁にするべく、上記ピンチダブルフランジエリアの壁１枚を取り除く工程を更に備える。ピラーは、ロッカリインフォースメントの外側面に溶接され、サイドシルは、ロッカリインフォースメントの内側面に溶接され、それによって、ロッカリインフォースメントがピラーとサイドシルとの間に挟まれてている接合部を形成し得る。

本発明の一つの実施形態に従って製造された、型打ちロッカに対するハイドロフォーム成形された管状Ｂピラーの接合部の部分側面図である。 ハイドロフォーム成形されたＢピラーの前面図である。 ハイドロフォーム成形されたＢピラーの内面図である。 図２及び３における線４−４に沿って得られる断面図である。 図２及び３における線５−５に沿って得られる断面図である。 ロッカ組立体のサイドシル部分の部分側面図である。 ロッカ組立体のロッカリインフォースメント部の側面図である。 本発明の一つの実施形態に従って製造された、型打ちロッカに対するハイドロフォーム成形された管状Ｂピラーの接合部の部分横断面図である。

図１を参照すると、型打ちロッカ（ｓｔａｍｐｅｄ ｒｏｃｋｅｒ）に対する管状Ｂピラーの接合組立体（ｊｏｉｎｔ ａｓｓｅｍｂｌｙ）１０が示されている。接合組立体１０は、Ｂピラー１２をサイドシル１６及びロッカリインフォースメント（ｒｏｃｋｅｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ）１８に接合するように使用される。Ｂピラー１２は、ボディアウタパネル２０に溶接されている。本発明はＢピラー１２を参照して記述されているものの、本発明はＢピラーに限定されるものではなく、本発明と同様の、全体的な接合組立体、及び、接合組立体の製造方法もまた、自動車の他の構造ピラーに適用され得ることが理解されるべきである。

Ｂピラー１２の外側壁２４に形成された上側アクセス穴２２もまた、図１に示されている。上側アクセス穴２２は、図８を参照して後で詳述されるように、Ｂピラー１２をロッカリインフォースメント１８に溶接するのを可能にするように設けられる。

図２及び３は、Ｂピラー１２を２方向から視た図である。Ｂピラーは、自動車のルーフ（不図示）と上述の図１に一部が示されるロッカパネル組立体との間に延設する。Ｂピラー１２は、その下端にピンチ（ｐｉｎｃｈｅｄ）ダブルフランジ２８を有しており、それは、ピラーの下端フランジとも呼ばれる。具体的に図３を参照すると、単一壁エリア３０がピンチダブルフランジ２８上に設けられている。Ｂピラー１２の単一壁エリア３０は、ピンチダブルフランジ２８をサイドシル１６及びロッカリインフォースメント１８に溶接するのを容易にするように設けられる。

図２乃至４を参照すると、Ｂピラー１２の下部３２は、自動車の長手方向の細長いボックス断面として形成されるように示されている。下部３２は、Ｂピラーの下端に位置するピンチダブルフランジの上方に設けられる。Ｂピラー１２の下部３２は、前壁４２及び後壁４４によって結合された、外側壁２４及び内側壁３８を有する。

図２、３、及び５を参照すると、Ｂピラー１２の中間部３６が、下部３２の上方に設けられた、実質的に等辺の断面を有するのが示されている。ここに用いられた用語「実質的に等辺の断面」は、概して、互いに略直角に配置された略同一の面を有するボックス形状断面を意味するように解釈されるべきである。細長いボックス断面の角は丸められ、その壁は、自動車の設計要件に応じて、非直線エリアを有する場合がある。

図６を参照すると、サイドシル１６が、Ｂピラー１２に固定されて示されている。サイドシル１６は、ロッカリインフォースメント１８をＢピラー１２に溶接するアクセスを可能にするためのアクセス穴４８を含む。

図７を参照すると、ロッカリインフォースメント１８が示されている。ロッカリインフォースメント１８は、図８を参照して後で詳述されるように、サイドシル１６及びＢピラー１２に接合される。

図８を参照すると、接合組立体１０は、Ｂピラー１２及びボディアウタパネルが第一部分組立体（サブアセンブリ）としてどのように接合されるのかを示す断面にて表されている。サイドシル１６及びロッカリインフォースメント１８はまた、第二部分組立体（サブアセンブリ）として、互いに接合される。その二つの部分組立体は、ロッカリインフォースメント１８をＢピラー１２の内側壁３８に溶接することによって接合される。溶接は、Ｂピラー１２の外側壁２４における上側アクセス穴２２、サイドシル１６に形成されたアクセス穴４８、及び、アウタパネル２０に形成されたアクセス穴５２を通してアクセス可能に形成される。Ｂピラー１２の外側壁２４は、Ｂピラーの下端において単一壁エリア３０を含み、そこにおいてそれは、サイドシル１６の下端フランジ５８及びロッカリインフォースメント１８の下端フランジ６０に接合される。

下側アクセス穴５０は、上述のようにＢピラー１２がロッカリインフォースメント１８に接合される前にＢピラー１２とボディアウタパネル２０の部分組立体を形成すべく、外側壁２４をボディアウタパネル２０に溶接するのを可能にするように、Ｂピラー１２の内側壁３８に設けられる。

サイドシル１６及びロッカリインフォースメント１８は、サイドシル１６の上端フランジ５４をロッカリインフォースメント１８の上端フランジ５６に溶接することによって、その上端にて接合される。同様に、サイドシル１６の下端フランジ５８は、ロッカリインフォースメント１８の下端フランジ６０に溶接される。Ｂピラー１２の単一壁エリア３０はまた、部分組立体が互いに接合されるときに、下端フランジ５８及び６０に溶接される。

本発明を実施する最良の形態を詳述してきたが、この発明が関連する技術分野の当業者は、特許請求の範囲により規定される発明を実施するための種々の代替設計及び実施形態を理解するであろう。

Claims (17)

1. ロッカに対するピラーの接合組立体であって、
   ピラー下端近傍にピンチフランジを、ピラー内側面に第一アクセス開口を、並びに、ピラー外側面に第二アクセス開口を、それぞれ有する管状ピラー、及び
   上記第一及び第二アクセス開口の一方を通して上記ピラーに取付けられたアウタパネルと、上記第一及び第二アクセス開口の他方を通して上記ピラーに組み付けられたロッカリインフォースメントとを有するロッカを備え、
   上記アウタパネルが取付けられた上記ピラーが、互いに組み立てられた上記ロッカリインフォースメント及びサイドシルに固定されているものであり、
   上記サイドシル及び上記ロッカリインフォースメントは、互いの上端フランジ同士が溶接されているとともに、互いの下端フランジ同士が溶接され、上記ピラーのピンチフランジと上記ロッカリインフォースメントの下端フランジと上記サイドシルの下端フランジとが互いに溶接されている、ロッカに対するピラーの接合組立体。
2. 上記ピラーの断面は、上記ピラーの中間部において、ボックス形状であり、
   上記ピラーの断面は、上記ロッカリインフォースメントと上記アウタパネルとの間に収まる上記ピラーの下部において、細長い長方形状の断面である、請求項１のロッカに対するピラーの接合組立体。
3. 上記ピラーの外側面は、上記アウタパネルに取付けられている、請求項１のロッカに対するピラーの接合組立体。
4. 上記ピラーの内側面は、上記サイドシルにおけるアクセス穴、上記ピラーの外側面におけるアクセス穴、及び、上記アウタパネルにおけるアクセス開口を通して、上記ロッカリインフォースメントに取付けられている、請求項１のロッカに対するピラーの接合組立体。
5. 上記ピラーのピンチフランジと上記ロッカリインフォースメントの下端フランジと上記サイドシルの下端フランジとの溶接部は、上記ピラーを構成する金属１枚と、上記ロッカリインフォースメント１枚と、上記サイドシル１枚とが溶接されて形成されている、請求項１のロッカに対するピラーの接合組立体。
6. ロッカに対するピラーの接合組立体の製造方法であって、
   上記接合組立体は、管状ピラー、ロッカリインフォースメント、サイドシル、及び、ボディアウタパネルを有し、
   上記ピラーの内側壁に形成された第一アクセス開口を通して、上記ピラーの外側壁を上記ボディアウタパネルに溶接する工程、
   上記ロッカリインフォースメントの上端フランジ及び下端フランジ各々を上記サイドシルの上端フランジ及び下端フランジに溶接する工程、
   上記サイドシルに形成されたアクセス開口、上記第一アクセス開口に対して垂直方向に間隔をおいて上記ピラーに形成された第二アクセス開口、及び、上記ボディアウタパネルに設けられたアクセスエリアを通して、上記ロッカリインフォースメントを上記ピラーに溶接する工程、及び、
   上記ピラーの下端フランジ、上記ロッカリインフォースメントの下端フランジ、及び、上記サイドシルの下端フランジを互いに溶接する工程、を備える方法。
7. 上記ピラーの下端フランジは、上記ピラーの下端近傍のピンチダブルフランジであって、
   上記ピラーを上記ボディアウタパネルに溶接する工程の前に、上記ピンチダブルフランジを互いに溶接する工程を更に備える、請求項６の方法。
8. 上記サイドシルの下端フランジ及び上記ロッカリインフォースメントの下端フランジに溶接される上記ピラーを単一壁にするべく、上記ピンチダブルフランジエリアの壁１枚を取り除く工程を更に備える、請求項７の方法。
9. 上記ピンチダブルフランジと上記サイドシルの下端フランジと上記ロッカリインフォースメントの下端フランジとの溶接部は、上記ピンチダブルフランジが互いに溶接される位置の下方に形成される、請求項８の方法。
10. 上記ロッカリインフォースメントの上端フランジ及び下端フランジ各々を上記サイドシルの上端フランジ及び下端フランジに溶接する工程は、管状組立体の形成をもたらす、請求項６の方法。
11. 上記ピラーは、上記ロッカリインフォースメントの外側面に溶接され、
    上記サイドシルは、上記ロッカリインフォースメントの内側面に溶接され、
    それによって、上記ロッカリインフォースメントが上記ピラーと上記サイドシルとの間に挟まれている接合部を形成する、請求項６の方法。
12. 上記各溶接工程は、抵抗溶接処理によって行われる、請求項６の方法。
13. 上記ピラーは、自動車の長手方向の細長いボックス断面を有し、該ボックス断面は、上記ピラーの下端近傍に形成されたピンチダブルフランジの上方に設けられる、請求項６の方法。
14. 上記ピラーは、上記細長いボックス断面の上方に設けられた、実質的に等辺の断面を有する、請求項１３の方法。
15. 自動車の構造支持体の製造方法であって、
    細長いボックス断面の上方に配置されたボックス形状断面と、ピラー下端フランジとしてのピンチダブルフランジとを有するピラーをハイドロフォーム成形する工程、
    ボディアウタパネルを型打ちする工程、
    上記ピラーの内側壁に形成されたアクセス開口を通して、上記ピラーの外側壁を上記ボディアウタパネルに溶接する工程、
    ロッカリインフォースメントを型打ちする工程、
    サイドシルを型打ちする工程、
    上記サイドシルの上端フランジ及び下端フランジ各々を上記ロッカリインフォースメントの上端フランジ及び下端フランジの内側面に溶接する工程、
    上記ボディアウタパネルに形成されたアクセス開口、上記ピラーの外側壁に形成されたアクセス開口、および、上記サイドシルに形成されたアクセス開口を通して、上記ピラーの内側面を上記ロッカリインフォースメントの外側面に溶接する工程、
    上記ピラーの下端フランジ、上記ロッカリインフォースメントの下端フランジ、及び、上記サイドシルの下端フランジを互いに溶接する工程、を備える方法。
16. 上記サイドシルの下端フランジ及び上記ロッカリインフォースメントの下端フランジに溶接される上記ピラーの下端フランジを単一壁にするべく、上記ピンチダブルフランジエリアの壁１枚を取り除く工程を更に備える、請求項１５の方法。
17. 上記ピラーは、上記ロッカリインフォースメントの外側面に溶接され、
    上記サイドシルは、上記ロッカリインフォースメントの内側面に溶接され、
    それによって、上記ロッカリインフォースメントが上記ピラーと上記サイドシルとの間に挟まれている接合部を形成する、請求項１５の方法。

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