JP5238086B1 - リッドボックスの接合構造および接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 スポット溶接およびレーザ溶接の両方において、十分な溶接品質を確保することができるリッドボックスの接合構造および接合方法を提供する。
【解決手段】
本発明に係るリッドボックス３０の接合構造５０は、サイドアウタパネル１０側の接合部４４の接合面４４ａとリッドボックス３０側の接合部３４の接合面３４ａとが対面する接合領域Ｓが、接合面３４ａ、４４ａ同士が接する、スポット溶接されるべき第１の領域Ａ１と、接合面３４ａ、４４ａ同士が所定間隔ｄ２だけ離間する、レーザ溶接されるべき第２の領域Ａ２とを備え、第１の領域Ａ１においてスポット溶接されている、若しくは、第２の領域Ａ２においてレーザ溶接されている。そのため、スポット溶接およびレーザ溶接各々に適した接合状態が実現されるため、スポット溶接およびレーザ溶接の両方において十分な溶接品質が確保される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車体のサイドアウタパネルに対してリッドボックスを接合するリッドボックスの接合構造および接合方法に関する。

自動車への燃料の給油や電気自動車への給電は、一般的に、車体のアウタパネル（特に、サイドアウタパネル）に設けられたリッドボックスを介しておこなわれる。このリッドボックスは、車体のアウタパネルとは別体であり、たとえば下記特許文献１には、スポット溶接によりリッドボックスをサイドアウタパネルに接合する技術が開示されている。

そのスポット溶接の際は、図６に示すように、溶接ガン１５０およびバック電極１６０が用いられ、サイドアウタパネル１１０から車両内側方向に折り曲げられた部分１１２の接合面を溶接ガン１５０が図の矢印方向に押圧して、カップ状のリッドボックス１３０の縁部１３２の接合面と完全に密着させた状態でスポット溶接される。

特開平１１−２５４９７９号公報 実開平０１−１０９４２６号公報 実開平０３−０９４３２２号公報 特開昭６１−０６４５３５号公報

上述したようなサイドアウタパネル１１０の接合面とリッドボックス１３０の接合面とを完全に密着させた接合構造は、スポット溶接には適しているものの、レーザ溶接に適していない。なぜなら、レーザ溶接の際には、溶接によるガスが発生するが、完全に密着させた接合構造では、そのガスを排出する経路を確保することができない。その結果、上述した従来の接合構造により、接合面同士をレーザ溶接した場合には、十分な溶接品質を確保し難いと懸念される。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、スポット溶接およびレーザ溶接の両方において、十分な溶接品質を確保することができるリッドボックスの接合構造および接合方法を提供することを目的とする。

本発明に係るリッドボックスの接合構造は、車体のサイドアウタパネルに対してリッドボックスを接合するリッドボックスの接合構造であって、サイドアウタパネル側の接合面とリッドボックス側の接合面とが対面する接合領域が、サイドアウタパネル側の接合面とリッドボックス側の接合面とが接する、スポット溶接されるべき第１の領域と、サイドアウタパネル側の接合面とリッドボックス側の接合面とが所定間隔だけ離間する、レーザ溶接されるべき第２の領域とを備え、第１の領域においてスポット溶接されている、若しくは、第２の領域においてレーザ溶接されている。

このリッドボックスの接合構造においては、サイドアウタパネル側の接合面とリッドボックス側の接合面とが対面する接合領域に第１の領域および第２の領域を設けることにより、スポット溶接およびレーザ溶接各々に適した接合状態が実現されるため、スポット溶接およびレーザ溶接の両方において十分な溶接品質が確保される。

なお、第１の領域から第２の領域に向かって、サイドアウタパネル側の接合面とリッドボックス側の接合面との離間距離が漸次増加している態様であってもよく、また、サイドアウタパネル側の接合面およびリッドボックス側の接合面の少なくとも一方に段部が設けられており、段部により第１の領域と第２の領域とが隔てられている態様であってもよい。

本発明に係るリッドボックスの接合方法は、車体のサイドアウタパネルに対してリッドボックスを接合するリッドボックスの接合方法であって、サイドアウタパネル側の接合面とリッドボックス側の接合面とが対面する接合領域が、サイドアウタパネル側の接合面とリッドボックス側の接合面とが接する、スポット溶接されるべき第１の領域と、サイドアウタパネル側の接合面とリッドボックス側の接合面とが所定間隔だけ離間する、レーザ溶接されるべき第２の領域とを備えるように、サイドアウタパネル側の接合面とリッドボックス側の接合面とを対面させるステップと、第１の領域におけるスポット溶接または第２の領域におけるレーザ溶接をおこなうステップとを含む。

このリッドボックスの接合方法においては、サイドアウタパネル側の接合面とリッドボックス側の接合面とが対面する接合領域に第１の領域および第２の領域を設けることにより、スポット溶接およびレーザ溶接各々に適した接合状態が実現されるため、スポット溶接およびレーザ溶接の両方において十分な溶接品質が確保される。

なお、サイドアウタパネル側の接合面とリッドボックス側の接合面とを対面させるステップの際、第１の領域から第２の領域に向かって、サイドアウタパネル側の接合面とリッドボックス側の接合面との離間距離が漸次増加するように対面させる態様であってもよく、また、サイドアウタパネル側の接合面およびリッドボックス側の接合面の少なくとも一方に設けられた段部により、第１の領域と第２の領域とが隔てられるように対面させる態様であってもよい。

本発明によれば、スポット溶接およびレーザ溶接の両方において、十分な溶接品質を確保することができるリッドボックスの接合構造および接合方法が提供される。

図１は、本発明の実施形態に係る車体の側面に設けられた給油部を示した図である。 図２は、図１に示す給油部の拡大図である。 図３は、図２に示すサイドアウタパネルおよびリッドボックスのＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図４は、サイドアウタパネル側の接合面とリッドボックス側の接合面との離間距離が均一な状態を示した図である。 図５は、図３とは異なる態様のサイドアウタパネルおよびリッドボックスの断面図である。 図６は、従来技術に係るリッドボックスの接合構造を示した図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

以下、本発明の実施形態に係るリッドボックスについて、図１及び図２を参照しつつ説明する。なお、図中の座標軸は、車両を基準としており、Ｘ軸は車両の前後方向、Ｙ軸は車両の左右方向、Ｚ軸は車両の高さ方向を指している。

図１および図２に示すように、車体１の側面、すなわち、そのサイドアウタパネル１０には、たとえば給油や給電のためのリッドボックス搭載部２０が設けられている。このリッドボックス搭載部２０には、サイドアウタパネル１０は略円状の開口１０ａが設けられており、その開口１０ａの縁に、カップ状のリッドボックス３０が車体内側から接合されている。より具体的には、サイドアウタパネル１０の開口１０ａの縁には、３つの舌片部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃが設けられており、これらの舌片部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃにリッドボックス３０が接合されている。舌片部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃは、円状の開口１０ａに関し真上の位置（時計の１２時の位置）に舌片部４０Ａが、開口１０ａに向かって右下の位置（時計の４時の位置）に舌片部４０Ｂが、開口１０ａに向かって左下の位置（時計の８時の位置）に舌片部４０Ｃが、略等間隔に設けられている。

以下、図２および図３を参照しつつ、サイドアウタパネル１０の舌片部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃにおけるリッドボックス３０の接合構造５０について、より詳しく説明する。なお、リッドボックス３０の接合構造は、３つの舌片部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃのいずれにおいても同様であるため、舌片部４０Ａにおけるリッドボックス３０の接合構造についてのみ説明し、舌片部４０Ｂ、４０Ｃに関する説明は省略する。

図３に示すように、サイドアウタパネル１０の開口１０ａの縁は、車両内側方向（図のＹ方向）に向けて屈曲されており、その縁の端部に舌片部４０Ａが設けられている。舌片部４０Ａは、開口１０ａの縁の端部から鉛直下方に延びる位置規制部４２と、位置規制部４２より幅狭であり、位置規制部４２からさらに下方かつ車両内側方向に向かって延びる接合部４４とで構成されている。

一方、リッドボックス３０の縁には、上述した舌片部４０Ａの接合部４４と接合される部分であり、接合部４４の接合面４４ａと対面する接合面３４ａを有する接合部３４が設けられている。

接合部３４の縁側には、上述した舌片部４０Ａの位置規制部４２と当接される部分である当接部３２が、鉛直上方に向かって延びている。なお、このような当接部３２と位置規制部４２を採用することにより、サイドアウタパネル１０に対してリッドボックス３０を位置合わせする際、リッドボックス３０の当接部３２をサイドアウタパネル１０の舌片部４０Ａの位置規制部４２に当接させることで、高い位置合わせ精度を実現することができる。

当接部３２のさらに縁側の部分３６は、サイドアウタパネル１０との間に略均一幅の間隙が形成されるように、サイドアウタパネル１０の屈曲形状に沿っている。また、接合部３４の本体側（縁側とは反対側）の部分３８は、カップ形状を呈するように、車両内側方向（Ｙ方向）に向かって延びている。

続いて、舌片部４０Ａの接合部４４とリッドボックス３０の接合部３４との位置関係について詳しく説明する。

図３に示すように、舌片部４０Ａの接合部４４とリッドボックス３０の接合部３４との接合領域Ｓでは、接合部３４、４４同士の対面は、完全な平行ではなく、僅かながら傾斜している。具体的には、舌片部４０Ａの接合部４４の先端部は、その接合面４４ａとリッドボックス３０の接合部３４の接合面３４ａとの離間距離ｄ１が０であり、リッドボックス３０の接合部３４と完全に接するように密着されている。一方、舌片部４０Ａの接合部４４の基端部は、その接合面４４ａとリッドボックス３０の接合部３４の接合面３４ａとは所定距離ｄ２（たとえば、０．４ｍｍ）だけ離間している。その結果、２つの接合面３４ａ、４４ａ同士の離間距離が、舌片部４０Ａの接合部４４の先端部から基端部に向かって漸次増加している。

つまり、接合部４４の先端部側の領域（第１の領域）Ａ１においては、２つの接合面３４ａ、４４ａ同士の離間距離は０、若しくは、０とみなせる程度に短い。そのため、この領域Ａ１は、溶接対象同士が接触しているときに高い溶接品質を実現できるスポット溶接に適している。

一方、接合部４４の基端部側の領域（第２の領域）Ａ２においては、２つの接合面３４ａ、４４ａ同士が離間して、それらの間に隙間が生じている。そのため、この領域Ａ２は、溶接対象同士の間に隙間があるときに高い溶接品質を実現できるレーザ溶接に適している。つまり、上記隙間から、レーザ溶接に起因するガスが接合領域Ｓ外に排出されることにより、隙間がない場合に比べ、高い溶接品質が実現される。

そして、接合構造５０においては、第１の領域Ａ１におけるスポット溶接または第２の領域Ａ２におけるレーザ溶接がされている。

すなわち、上述したリッドボックス３０の接合構造５０によれば、サイドアウタパネル１０側の接合部４４の接合面４４ａとリッドボックス３０側の接合部３４の接合面３４ａとが対面する接合領域Ｓに、第１の領域Ａ１および第２の領域Ａ２を設けたことで、スポット溶接およびレーザ溶接各々に適した接合状態が実現される。したがって、この接合構造５０によれば、スポット溶接およびレーザ溶接の両方において十分な溶接品質を確保することができる。

つまり、車体１のサイドアウタパネル１０に対してリッドボックス３０を接合する際は、まず、サイドアウタパネル１０側の接合部４４の接合面４４ａとリッドボックス３０側の接合部３４の接合面３４ａとが対面する接合領域Ｓが、上記の第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２とを備えるように、接合面３４ａ、４４ａ同士を対面させて、上述した接合構造５０を形成する。その後、第１の領域Ａ１におけるスポット溶接または第２の領域Ａ２におけるレーザ溶接をおこなうことで、十分な溶接品質を確保することができる。

たとえば、リッドボックスの接合処理を複数の工場に分散しておこなう場合、工場毎に備えている設備が異なることがあり、ある工場ではスポット溶接用の設備のみを備えており、他の工場ではレーザ溶接用の設備のみを備えていることがあり得る。上述した接合構造５０によれば、工場毎に板金型を起こすことなく、スポット溶接であってもレーザ溶接であっても十分な溶接品質を確保することができる。

一方、図６に示した従来技術に係る接合構造では、サイドアウタパネル１１０の接合面とリッドボックス１３０の接合面とを完全に密着させているために隙間がなく、スポット溶接には適しているものの、レーザ溶接には適していない。また、図４に示すように、サイドアウタパネル側の接合部１４４の接合面１４４ａとリッドボックス側の接合部１３４の接合面１３４ａとが完全に平行であり、均一な離間距離ｄ３（たとえば、０．４ｍｍ）の隙間が形成されている場合には、レーザ溶接には適しているものの、接合面１３４ａ、１４４ａ同士が接触していないためスポット溶接には適していない。つまり、図６および図４に示した接合構造では、スポット溶接およびレーザ溶接の両方において十分な溶接品質を確保し難いと懸念される。特に、図４に示した接合構造では、レーザ溶接後に、サイドアウタパネル１０に歪みが生じ、溶接品質及び外観（見栄え）を損なうという不具合もある。

なお、上述した接合構造５０は、図５の示すような接合構造５０Ａであってもよい。

この接合構造５０Ａにおいては、リッドボックス３０Ａの形状が、上述したリッドボックス３０とは異なっている。つまり、リッドボックス３０Ａは、その接合部３４Ａに段部３５が設けられている。段部３５は、第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２との境界に形成されており、第１の領域Ａ１においては接合面３４ａ、４４ａの間に隙間ができず、第２の領域Ａ２においては接合面３４ａ、４４ａの間に離間距離ｄ２の均一の隙間ができるように、第１の領域Ａ１側から第２の領域Ａ２側に向かって隆起している。換言すると、リッドボックス３０側の接合部３４の接合面３４ａに設けられた段部３５により、第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２とが隔てられるように対面している。

このような接合構造５０Ａによれば、上述した接合構造５０同様、接合領域Ｓに第１の領域Ａ１および第２の領域Ａ２を設けたことで、スポット溶接およびレーザ溶接各々に適した接合状態が実現されるため、スポット溶接およびレーザ溶接の両方において十分な溶接品質を確保することができる。

なお、第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２とを隔てる段部は、必ずしも接合部３４に設ける必要はなく、接合部４４に設ける態様であってもよい。また、接合部３４と接合部４４の両方に段部を設ける態様であってもよい。

なお、上述したサイドアウタパネル１０には、３つの舌片部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃが設けられているが、舌片部は、必ずしも３つに限定されるものではない。たとえば、舌片部を２つまたは４つ以上設ける態様であってもよい。

１…車体、１０…サイドアウタパネル、３０…リッドボックス、３４…接合部、３４ａ…接合面、３５…段部、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ…舌片部、４４…接合部、４４ａ…接合面、５０、５０Ａ…接合構造、Ａ１…第１の領域、Ａ２…第２の領域、Ｓ…接合領域。

Claims (6)

1. 車体のサイドアウタパネルに対してリッドボックスを接合するリッドボックスの接合構造であって、
   前記サイドアウタパネル側の接合面と前記リッドボックス側の接合面とが対面する接合領域が、
   前記サイドアウタパネル側の接合面と前記リッドボックス側の接合面とが接する、スポット溶接されるべき第１の領域と、
   前記サイドアウタパネル側の接合面と前記リッドボックス側の接合面とが所定間隔だけ離間する、レーザ溶接されるべき第２の領域と
   を備え、
   前記第１の領域においてスポット溶接されている、若しくは、前記第２の領域においてレーザ溶接されている、リッドボックスの接合構造。
2. 前記第１の領域から前記第２の領域に向かって、前記サイドアウタパネル側の接合面と前記リッドボックス側の接合面との離間距離が漸次増加している、請求項１に記載のリッドボックスの接合構造。
3. 前記サイドアウタパネル側の接合面および前記リッドボックス側の接合面の少なくとも一方に段部が設けられており、前記段部により前記第１の領域と前記第２の領域とが隔てられている、請求項１に記載のリッドボックスの接合構造。
4. 車体のサイドアウタパネルに対してリッドボックスを接合するリッドボックスの接合方法であって、
   前記サイドアウタパネル側の接合面と前記リッドボックス側の接合面とが対面する接合領域が、前記サイドアウタパネル側の接合面と前記リッドボックス側の接合面とが接する、スポット溶接されるべき第１の領域と、前記サイドアウタパネル側の接合面と前記リッドボックス側の接合面とが所定間隔だけ離間する、レーザ溶接されるべき第２の領域とを備えるように、前記サイドアウタパネル側の接合面と前記リッドボックス側の接合面とを対面させるステップと、
   前記第１の領域におけるスポット溶接または前記第２の領域におけるレーザ溶接をおこなうステップと
   を含む、リッドボックスの接合方法。
5. 前記サイドアウタパネル側の接合面と前記リッドボックス側の接合面とを対面させるステップの際、
   前記第１の領域から前記第２の領域に向かって、前記サイドアウタパネル側の接合面と前記リッドボックス側の接合面との離間距離が漸次増加するように対面させる、請求項４に記載のリッドボックスの接合方法。
6. 前記サイドアウタパネル側の接合面と前記リッドボックス側の接合面とを対面させるステップの際、
   前記サイドアウタパネル側の接合面および前記リッドボックス側の接合面の少なくとも一方に設けられた段部により、前記第１の領域と前記第２の領域とが隔てられるように対面させる、請求項４に記載のリッドボックスの接合方法。

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