JP5891092B2 - 車体構成部材の接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車などの車両の車体構成部材であるサイドメンバやクロスメンバなどのメンバ部材に、ブラケットやフロアパネルなどの所望の接合対象部材を溶接する場合に適用される車体構成部材の接合構造に関する。

自動車の車体構成部材を接合するための手段としては、スポット溶接あるいはアーク溶接がよく用いられている。これらの溶接は、２つの部材の平面部どうしを重ね合わせて行なわれるが、次に述べるように、自動車が実際に使用される段階において、スポット溶接またはアーク溶接された部分に、特定の理由に起因して雨水などが進入し、錆が発生する虞がある。この現象は、本発明の理解に欠かせないために、図面を参照して以下に説明する。

〔第１の背景技術〕
図４は、サイドメンバとしてのメンバ部材１Ａに、サスペンション用の一対のブラケット２が接合された構造Ｃ1'を示している。
メンバ部材１Ａは、同図（ｂ）に示すような断面形状を有するいわゆるハット型状である。ブラケット２は、金属板にプレス加工を施して形成された平板状であり、軸挿通用の孔部２９などを適宜有している。このブラケット２の上部は、メンバ部材１Ａの側面１１ａに重ね合わされており、この重ね合わせ部Ｓａにスポット溶接（またはアーク溶接）が施されている。この重ね合わせ部Ｓａは、平面部どうしを重ね合わせた部分であるが、完全な平面ではなく、僅かな隙間があるために、次に述べる隅部４Ａの存在に起因して水入りが生じ得る。
すなわち、ブラケット２の下部寄り領域は、メンバ部材１Ａの下方に、適当な寸法Ｌ１０だけはみ出したはみ出し部２５となっており、同図（ｂ）に示すように、このはみ出し部２５の基部とメンバ部材１Ａの下部の角部１９との間には、隅部４Ａが形成される。ここで、角部１９の外面は、適当な曲率半径Ｒａの曲面であるのが通例である。このため、隅部４Ａの形成箇所においては、メンバ部材１Ａとブラケット２とは密接せず、この隅部４Ａは重ね合わせ部Ｓａの内部に繋がった空隙部となる（同図（ｄ）も参照）。その結果、この隅部４Ａに水が掛かると、この水が重ね合わせ部Ｓａの内部に進入する虞がある。

一方、重ね合わせ部Ｓａの内部（合わせ面の部分）については、防錆用の電着塗装を施すことは困難であるために重ね合わせ部Ｓａの内部に水が進入すると、この部分に錆が発生する（電着塗装に必要な最低隙は、たとえば０．３ｍｍであるが、水は毛細管現象によって、そのような最低隙よりもはるかに微小な隙間にも入り込む）。前記した錆が発生すると、図５に示すように、重ね合わせ部Ｓａの横に錆汁９０（錆を含んで汚れた水）が漏出する。重ね合わせ部Ｓａの周辺部には、たとえばスプレ方式のアンダコート塗装によるシール部６Ａが設けられているが、この部分に錆汁９０が滲み、または滲み出る。これではメンバ部材１Ａの側面が汚れてしまう。このような汚れは、自動車の体裁を損なうため、改善されることが要望される。

前記した不具合を防止する手段としては、たとえばシーラガンを利用して、隅部４Ａやその周辺部にスポットシーラを塗布し、錆汁の滲みを防止することが考えられる。ところが、そのような作業はかなり面倒であるため、生産性に劣り、作業労力のコストも高価となる不利を生じる。また、通常は、前記した塗装は手作業であるため、信頼性も低いものとなる。

〔第２の背景技術〕
図６は、クロスメンバとしてのメンバ部材１Ａに、フロアパネル３が接合された構造Ｃ2'を示している。
メンバ部材１Ｂは、図４に示すメンバ部材１Ａと同様な断面ハット状である。フロアパネル３は、金属板を波板状にプレス成形したものであり、下板部３０、この下板部３０から起立した起立部３１、および起立部３１の上端に繋がった上板部３２を有している。このフロアパネル３の下板部３０は、メンバ部材１Ｂのフランジ部１２上に重ね合わされており、この重ね合わせ部Ｓｂにスポット溶接またはアーク溶接が施されている。この重ね合わせ部Ｓｂに対しても、次に述べる隅部４Ｂの存在により水入りが生じ得る。
すなわち、フロアパネル３の起立部３１は、メンバ部材１Ａのフランジ部１２の上方に起立しており、同図（ａ）の要部拡大図、および同図（ｃ）に示すように、起立部３１の基部とフランジ部１２との間には、隅部４Ｂが形成される。ここで、起立部３１の基部の外面は、やはり適当な曲率半径Ｒｂの曲面であるのが通例である。このため、この隅部４Ｂの形成箇所においては、メンバ部材１Ｂとフロアパネル３とは密接しておらず、この隅部４Ｂは、重ね合わせ部Ｓｂに繋がった空隙部となる（同図（ｃ）も参照）。その結果、この隅部４Ｂに水が掛かると、この水が重ね合わせ部Ｓｂの内部に進入する虞がある。
隅部４Ｂについても、前記した隅部４Ａと同様に、適切にシールを図ることは容易ではない。また、重ね合わせ部Ｓｂの内部に対する電着塗装も困難である。したがって、この隅部４Ｂから重ね合わせ部Ｓｂの内部に水が進入することにより、この重ね合わせ部Ｓｂに錆が発生し、その錆汁が重ね合わせ部Ｓｂの周辺部のシール部６Ｂから滲み出し、この部分が汚れてしまう不具合があった。

特開２００３−１２７９１１号公報 特許第３３１４０２６号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、メンバ部材に接合対象部材をスポット溶接した箇所の周辺が錆汁によって不体裁に汚れる現象を簡易な手段によって適切に防止または抑制することが可能な車体構成部材の接合構造を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明により提供される車体構成部材の接合構造は、メンバ部材と、このメンバ部材に接合される接合対象部材と、を備えており、これらメンバ部材および接合対象部材の平面部どうしが溶接部を介して接合されて、重ね合わせ部が形成されており、前記接合対象部材が、前記メンバ部材からはみ出したはみ出し部を有し、または前記メンバ部材から起立した起立部を有していることにより、前記はみ出し部の基部または前記起立部の基部と前記メンバ部材とに挟まれた隅部が形成され、かつこの隅部は、前記重ね合わせ部の周囲の一部に位置している、車体構成部材の接合構造であって、前記重ね合わせ部の周囲のうち、前記隅部に隣接する箇所においては、前記メンバ部材および前記接合対象部材の一方の側縁部が、他方の外面に対向し、この外面および前記側縁部の少なくとも一方には、凹部が形成され、または前記側縁部に屈曲部を設けることにより、前記外面および前記側縁部の間には、隙間が形成されており、前記重ね合わせ部は、前記側縁部の先端よりも前記隙間の幅だけ内側に位置していることを特徴としている。

このような構成によれば、そのような効果が得られる。
第１に、メンバ部材および接合対象部材の平面部どうしの重ね合わせ部は、メンバ部材および接合対象部材の一方の側縁部の先端よりも所定の隙間の幅だけ内側に位置している。このため、水入りの要因となる所定の隅部から重ね合わせ部の内部に水が進入して錆が発生し、その錆汁が重ね合わせ部の周辺に漏出したとしても、この錆汁については、前記した隙間内に止まらせて、前記側縁部よりも外側の領域に漏出しないようにすることが可能となる。すなわち、重ね合わせ部が側縁部の先端よりも内側に位置していることに基づき、錆汁が外部から目視できる領域に漏出し難くなる効果が得られる。したがって、錆汁によって車体が汚れることを防止する上で好ましいものとなる。
第２に、重ね合わせ部から前記した隙間内に錆汁が漏出する虞はあるものの、この隙間の内面には、防錆効果を有する電着塗装を適切に施しておくことが可能である。したがって、隙間の内面が腐食することを適切に防止し、隙間を設けたことによる弊害を生じないようにすることが可能である。
第３に、本発明では、前記したような汚れ防止効果が得られる結果、重ね合わせ部の周辺などのシール手段としては、アンダコート塗装などの簡易な手段を採用すればよいこととなる。水入りの原因となる所定の隅部にシーラ塗装を施すような必要も無くすことができる。したがって、その分だけ生産性を高め、生産コストの低減化を図ることが可能である。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

本発明に係る車体構成部材の接合構造の一例を示し、（ａ）は、要部正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIb−Ib断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のIc−Ic断面図であり、（ｄ）は、要部分解正面図である。 本発明の他の例を示す要部断面図である。 本発明の他の例を示し、（ａ）は、一部破断要部断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIIIb−IIIb断面図であり、（ｃ）は、（ａ）に示す構成の分解要部断面図である。 従来技術の一例を示し、（ａ）は、要部正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIVb−IVb断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のIVc−IVc断面図であり、（ｄ）は、（ａ）のIVd−IVd断面図である。 図４に示した従来技術において所定の部位に汚れを生じた状態を示す説明図である。 従来技術の他の例を示し、（ａ）は、一部破断要部断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のVIb−VIb断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のVIc−VIc断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

〔第１の実施形態〕
図１に示す車体構成部材の接合構造Ｃ１は、既述した図４の構造Ｃ1'を改良したものである。このため、以降においては、構造Ｃ1'と同一の部位には、同一の符号を付し、主に構造Ｃ1'と相違する点について説明する。

図１に示す構造Ｃ１においては、メンバ部材１Ａの側面１１ａ（本発明でいう外面の一例に相当する）に、一対の凹部１３が設けられている。これら一対の凹部１３は、側面１１ａの中間高さ部分からその下端部にわたって上下高さ方向に延びており、その深さＬ３は、たとえば０．５〜１．０〔ｍｍ〕である。これらの凹部１３は、メンバ部材１Ａの側
壁部１１にプレス加工によるビード形成加工を施すことにより簡易に設けることができる。

ブラケット２の上部寄り領域は、メンバ部材１Ａの側面１１ａに重ね合わされており、この重ね合わせ部Ｓａに、たとえばスポット溶接が施されている。重ね合わせ部Ｓａは、一対の凹部１３に挟まれた領域（幅Ｌ１の領域）である。ブラケット２の上部の両側縁部２０は、重ね合わせ部Ｓａの両側方に適当な寸法Ｌ２だけはみ出しており、各側縁部２０と凹部１３の内面との間には、隙間５Ａが形成されている。側縁部２０は、凹部１３の前面側開口の一部を塞がない配置とされており、隙間５Ａの前面側は、適当な幅で開口している。なお、この隙間５Ａの開口部分は、たとえばアンダコート塗装などのシール部６Ａによってシールされた状態とされる。

次に、前記した車体構成部材の接合構造Ｃ１の作用について説明する。

まず、ブラケット２は、図４に示した構造Ｃ1'と同様に、メンバ部材１Ａの下方にはみ出したはみ出し部２５を有しており、図１（ｂ）に示すように、はみ出し部２５の基部とメンバ部材１Ａの角部１９とによって挟まれた隅部４Ａが形成されている。このため、図４を参照して説明したのと同様な理由により、隅部４Ａに水が掛かると、この部分から隙間５Ａや重ね合わせ部Ｓａの内部に水入りを生じる虞がある。これに対し、隙間５Ａの内面については、シール部６Ａを設ける前の電着塗装による防錆処理を施しておくことができ、この部分に錆が発生することを適切に防止することが可能である。凹部１３の深さＬ３が０．５〜１．０〔ｍｍ〕であれば、隙間５Ａの内面に電着塗装を適切に施すことができる。また、深さＬ３がそのような寸法であれば、後述するアンダコート塗装を利用したシール部６Ａによって隙間５Ａの開口部分を適切にシールすることが可能である。

一方、重ね合わせ部Ｓａの内部（合わせ面の箇所）については、電着塗装を施すことは困難である。このため、前記した水入りに起因して、この重ね合わせ部Ｓａに錆が発生し、その錆汁が重ね合わせ部Ｓａの周囲に漏出する虞がある。ところが、重ね合わせ部Ｓａの両側には隙間５Ａが設けられており、重ね合わせ部Ｓａはブラケット２の両側縁部２０の先端よりも隙間５Ａの幅Ｌ２だけ内側に位置している。このため、重ね合わせ部Ｓａの両側にある程度の幅で錆汁が漏出したとしても、この錆汁は隙間５Ａの左右両側方には漏出し難くなる。錆汁が重ね合わせ部Ｓａの左右両側に漏出する場合、その漏出幅には一定の限界があり、漏出幅が無制限に拡大する訳ではない。このようなことから、ブラケット２の両側の外部から見える位置まで錆汁が漏出することは適切に防止される。

シール部６Ａは、隅部４Ａ以外の箇所から重ね合わせ部Ｓａに水入りが生じることを防止するのに役立つが、前記したような作用によって錆汁がブラケット２の両側に漏出することが防止できれば、シール部６Ａのシール性能はさほど高いもの（錆汁の滲みを防止し得るもの）でなくてもよい。したがって、たとえばスプレ方式のアンダコート塗装によるシール部６Ａによって十分に対処することが可能である。また、隅部４Ａへの水入りを防止することを目的として、たとえばシーラガンを用いて隅部４Ａにシーラ塗装を施すといった必要もない。その結果、ブラケット２の接合箇所周辺に対する防水シール作業の容易化または簡素化も図ることができ、生産性が向上する。

〔第２の実施形態〕
図２は、先に示した図１（ｂ）に相当する箇所の断面構造を示している。本実施形態では、重ね合わせ部Ｓａの左右両側に隙間５Ａを形成するための手段として、ブラケット２の両側縁部２０のそれぞれを側面１１ａから離間する方向に屈曲させている。メンバ部材１Ａには、第１の実施形態の凹部１３に相当する手段は設けられていない。これら以外の構成は、第１の実施形態と同様である。

本実施形態においても、重ね合わせ部Ｓａの左右両側に、隙間５Ａが形成されており、重ね合わせ部Ｓａがブラケット２の両側縁部２０の先端よりも内側に位置している。このため、第１の実施形態について述べたのと同様な作用が得られる。加えて、本実施形態によれば、メンバ部材１Ａに凹部１３を形成する必要がなく、ブラケット２の側縁部２０に屈曲加工を施せばよいため、ブラケット２がメンバ部材１Ａよりも薄肉であって、プレス加工し易いような場合には、さらに生産性をよくすることができる。

〔第３の実施形態〕
図３に示す車体構成部材の接合構造Ｃ２は、先の図６に示した構造Ｃ2'を改良したものである。図６に示した構造Ｃ2'と同一部位には、同一の符号を付し、主に相違点について説明する。

図３に示す構造Ｃ２においては、メンバ部材１Ｂの左右一対のフランジ部１２の側縁部１２ａに、複数の上向き開口状の凹部１５が設けられている。各凹部１５は、フランジ部１２の側縁部１２ａにプレス加工を施すことにより設けられており、その深さＬ４は、前記した実施形態の凹部１３の深さＬ３と同様であって、たとえば０．５〜１．０〔ｍｍ〕である。

フロアパネル３は、メンバ部材１Ｂの両フランジ部１２上に載せられているが、図３（ｂ）に示すように、フロアパネル３の下板部３０は、凹部１５の直上に位置するように位置合わせされた状態でフランジ部１２上に重ね合わされている。この重ね合わせ部Ｓｂにたとえばスポット溶接が施されている。重ね合わせ部Ｓｂは、凹部１５が形成された箇所を含まず、図３（ｂ）の幅Ｌ６の部分である。フランジ部１２の側縁部１２ａに設けられた凹部１５は、その上方領域が下板部３０によって塞がれた隙間５Ｂとなっている。この隙間５Ｂの一端側は、外方に向けて開口している。この隙間５Ｂの開口部分は、たとえばアンダコート塗装などのシール部６Ｂにより封止された状態とされる。

次に、前記した車体構成部材の接合構造Ｃ２の作用について説明する。

まず、フロアパネル３は、メンバ部材１Ｂのフランジ部１２から上方に向けて起立した起立部３１を有しており、図６（ａ）に示した構造Ｃ2'と同様な隅部４Ｂを有している。このため、この隅部４Ｂから隙間５Ｂおよび重ね合わせ部Ｓｂの内部(合わせ面の部分)に水入りを生じる虞がある。これに対し、隙間５Ｂの内面については、第１の実施形態の隙間５Ａと同様に、電着塗装を適切に施しておくことが可能であり、容易に錆びないようにすることができる。

一方、重ね合わせ部Ｓｂは、既述したとおり、電着塗装が困難であることから、この内部に入水が生じると、錆が発生し、その錆汁が重ね合わせ部Ｓｂの周囲に漏出する虞がある。これに対し、図３（ｂ）に示すように、重ね合わせ部Ｓｂの左右両側には、隙間５Ｂが設けられており、重ね合わせ部Ｓｂは、メンバ部材１Ａのフランジ部１２の先端よりも隙間５Ｂの幅Ｌ５だけ内側に位置している。このため、重ね合わせ部Ｓｂの左右両側に、ある程度の幅で錆汁が漏出したとしても、この錆汁は隙間５Ｂの外方には漏出し難くなる。したがって、メンバ部材１Ａが錆汁によって汚れることを適切に抑制することができる。

重ね合わせ部Ｓｂへの水入りを防止するためのシール部６Ｂは、前記した第１の実施形態と同様に、そのシール性能はさほど高いものでなくてもよく、たとえばスプレ方式のアンダコート塗装によるもので十分である。隅部４Ｂへの水入りを防止することを目的として、この部分にシーラ塗装を施すといった必要もなくすことができる。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る車体構成部材の接合構造の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。

本発明でいうメンバ部材とは、サイドメンバであるか、クロスメンバであるかといった種別を問わない概念である。また、フロント・メンバおよびリア・メンバのいずれであるかも問わない。
本発明でいう接合対象部材は、サスペンション用のブラケットとは異なる用途のブラケットとすることが可能である。また、フロアパネル以外のパネルを接合対象部材とすることもできる。さらには、ブラケットやパネル以外の車体構成部材を接合対象部材とすることもできる。

Ｃ１，Ｃ２ 車体構成部材の接合構造
Ｓａ，Ｓｂ 重ね合わせ部
１Ａ メンバ部材（サイドメンバ）
１Ｂ メンバ部材（クロスメンバ）
２ ブラケット（接合対象部材）
３ フロアパネル（接合対象部材）
４Ａ，４Ｂ 隅部
５Ａ，５Ｂ 隙間
１２ａ 側縁部（メンバ部材の）
１３ 凹部（メンバ部材の外面の）
１５ 凹部（メンバ部材の側縁部の）
２０ 側縁部（ブラケットの）

Claims (1)

1. メンバ部材と、このメンバ部材に接合される接合対象部材と、を備えており、
   これらメンバ部材および接合対象部材の平面部どうしが溶接部を介して接合されて、重ね合わせ部が形成されており、
   前記接合対象部材が、前記メンバ部材からはみ出したはみ出し部を有し、または前記メンバ部材から起立した起立部を有していることにより、前記はみ出し部の基部または前記起立部の基部と前記メンバ部材とに挟まれた隅部が形成され、かつこの隅部は、前記重ね合わせ部の周囲の一部に位置している、車体構成部材の接合構造であって、
   前記重ね合わせ部の周囲のうち、前記隅部に隣接する箇所においては、前記メンバ部材および前記接合対象部材の一方の側縁部が、他方の外面に対向し、
   この外面および前記側縁部の少なくとも一方には、凹部が形成され、または前記側縁部に屈曲部を設けることにより、前記外面および前記側縁部の間には、隙間が形成されており、
   前記重ね合わせ部は、前記側縁部の先端よりも前記隙間の幅だけ内側に位置していることを特徴とする、車体構成部材の接合構造。

Images