WO2013108354A1

WO2013108354A1 - パネル接合構造

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Publication number: WO2013108354A1
Application number: PCT/JP2012/050724
Authority: WO
Inventors: 伊藤　大輔
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2013-07-25
Also published as: CN103328146A; EP2676760A4; US8979416B2; EP2676760A1; JPWO2013108354A1; CN103328146B; EP2676760B1; US20140016993A1; JP5382233B1

Abstract

　第一接合部及び第二接合部の剥離の抑制が課題である。　パネル接合構造（１０）では、第一パネル（２０）の端部に第一接合部（２３）及び第一荷重伝達部（２４，２５）が形成されており、第二パネル（４０）の端部に第二接合部（４３）及び第二荷重伝達部（４４，４５）が形成されている。第一接合部（２３）の第一接合面（２３Ａ）と第二接合部（４３）の第二接合面（４３Ａ）とは溶接及び接着されており、第一荷重伝達部（２４，２５）の第一荷重伝達面（２４Ａ，２５Ａ）と第二荷重伝達部（４４，４５）の第二荷重伝達面（４４Ａ，４５Ａ）とはそれぞれ接着されている。第一荷重伝達面（２４Ａ，２５Ａ）は、第一パネル（２０）の本体部を構成する第一パネル本体部（２２）の板厚の範囲内に収められており、第二荷重伝達面（４４Ａ，４５Ａ）は、第二パネル（４０）の本体部を構成する第二パネル本体部（４２）の板厚の範囲内に収められている。

Description

パネル接合構造

　本発明は、第一接合部を有する第一パネルと、第一接合部と接合された第二接合部を有する第二パネルとを備えたパネル接合構造に関する。

　従来、この種のパネル接合構造としては、例えば、次のものが知られている。つまり、特許文献１には、互いに帯状に形成された一対の金属板の端部同士を重ね合わせると共に、この端部同士を溶接及び接着により接合した構造が記載されている。

特開平１１－１７００５９号公報特開昭５８－１９９６７５号公報

　しかしながら、この特許文献１に記載の構造では、一対の金属板に対してこの各金属板と平行に引張力が作用すると、この一対の金属板の端部にモーメントが作用し、この端部間に剥離方向に荷重が作用する。この場合には、この端部同士が剥離する虞がある。

　本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、第一パネル及び第二パネルに対してこの各パネルと平行に引張力が作用した場合でも、第一接合部及び第二接合部の剥離を抑制することができるパネル接合構造を得ることを目的とする。

　前記目的を達成するために、本発明のパネル接合構造は、第一パネルの本体部を構成する第一パネル本体部と、前記第一パネルの端部に形成されると共に、前記第一パネル本体部に対して前記第一パネルの板厚方向一方側にオフセットされ、且つ、前記第一パネル本体部における板厚方向の中心を通る中心線に沿って延びる第一接合面を有する第一接合部と、前記第一接合部における前記第一パネル本体部側の端部、及び、前記第一接合部における前記第一パネル本体部と反対側の端部にそれぞれ屈曲部を介して形成されると共に、前記第一接合面に対して屈曲し前記第一パネル本体部の板厚の範囲内に収められた第一荷重伝達面をそれぞれ有する一対の第一荷重伝達部と、前記第一パネルの端部に対する前記第一パネル本体部と反対側に位置されると共に、前記中心線に沿って延び、第二パネルの本体部を構成する第二パネル本体部と、前記第二パネルの端部に形成されると共に、前記第二パネル本体部に対して前記第一接合部と反対側にオフセットされ、且つ、前記第一接合面と溶接及び接着により接合された第二接合面を有する第二接合部と、前記第二接合部における前記第二パネル本体部側の端部、及び、前記第二接合部における前記第二パネル本体部と反対側の端部にそれぞれ屈曲部を介して形成されると共に、前記第二接合面に対して屈曲し前記第二パネル本体部の板厚の範囲内に収められた第二荷重伝達面をそれぞれ有し、且つ、各前記第二荷重伝達面が各前記第一荷重伝達面とそれぞれ接着により接合された一対の第二荷重伝達部と、を備えている。

　このように、このパネル接合構造では、第一接合面と第二接合面とが溶接及び接着されると共に、各第一荷重伝達面と各第二荷重伝達面とがそれぞれ接着されることにより、第一パネルと第二パネルとが互いに接合されている。

　ここで、各第一荷重伝達面は、第一パネルの本体部を構成する第一パネル本体部の板厚の範囲内に収められており、各第二荷重伝達面は、第二パネルの本体部を構成する第二パネル本体部の板厚の範囲内に収められている。

　従って、第一パネル及び第二パネルに対してこの各パネルと平行に引張力が作用した場合でも、第一荷重伝達面と第二荷重伝達面との間で荷重が伝達されることにより、第一パネルと第二パネルとの間で荷重が直線的に伝達される。これにより、第一接合部及び第二接合部にモーメントが作用することを抑制することができるので、第一接合部及び第二接合部間に剥離方向に荷重が作用することを抑制することができる。この結果、第一接合部及び第二接合部が剥離することを抑制することができる。

　なお、このパネル接合構造において、第一荷重伝達面が、第一パネル本体部の板厚の範囲内に収められているとは、この第一荷重伝達面が、第一パネル本体部における板厚方向の少なくとも一部と第一パネル本体部の板厚方向にオーバーラップされていることを意味するものである。同様に、第二荷重伝達面が、第二パネル本体部の板厚の範囲内に収められているとは、この第二荷重伝達面が、第二パネル本体部における板厚方向の少なくとも一部と第二パネル本体部の板厚方向にオーバーラップされていることを意味するものである。

　ここで、本発明のパネル接合構造において、前記第一パネル本体部及び前記第二パネル本体部の各々における板厚方向の中心を通る中心線が、互いに一致されていると、より好適である。

　このように、第一パネル本体部及び第二パネル本体部の各々における板厚方向の中心を通る中心線が互いに一致されていると、第一パネルと第二パネルとの間で荷重がより直線的に伝達される。これにより、第一接合部及び第二接合部にモーメントが作用することをより一層効果的に抑制することができる。

　また、本発明のパネル接合構造において、前記第一荷重伝達面及び前記第二荷重伝達面が、前記第一接合面及び前記第二接合面に対してそれぞれ傾斜されていると、より好適である。

　このように、第一荷重伝達面及び第二荷重伝達面が、第一接合面及び第二接合面に対してそれぞれ傾斜されていると、例えば、第一荷重伝達面及び第二荷重伝達面が第一接合面及び第二接合面とそれぞれ直交する場合に比して、第一荷重伝達面と第二荷重伝達面との接着面積を拡大することができる。これにより、第一荷重伝達面及び第二荷重伝達面の接着強度、ひいては、第一パネル及び第二パネルの接着強度を高めることができる。

　また、本発明のパネル接合構造において、前記第一パネル及び前記第二パネルの板厚が、互いに等しくされていると、より好適である。

　このように、第一パネル及び第二パネルの板厚が互いに等しくされていると、第一パネル及び第二パネルに対してこの各パネルと平行に引張力が作用した場合には、第一パネルと第二パネルとの間で伝達される荷重を各パネルの板厚方向に均等に分布させることができる。これにより、第一パネルと第二パネルとの間の荷重伝達効率を向上させることができる。

　以上詳述したように、本発明によれば、第一パネル及び第二パネルに対してこの各パネルと平行に引張力が作用した場合でも、第一接合部及び第二接合部の剥離を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るパネル接合構造の側面断面図である。図１の要部拡大図である。本発明の一実施形態に係るパネル接合構造の第一変形例を示す側面断面図である。本発明の一実施形態に係るパネル接合構造の第二変形例を示す側面断面図である。本発明の一実施形態に係るパネル接合構造の第三変形例を示す要部拡大側面断面図である。本発明の一実施形態に係るパネル接合構造の第四変形例を示す要部拡大側面断面図である。

　以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。

　図１に示されるように、本発明の一実施形態に係るパネル接合構造１０は、それぞれ金属製とされた第一パネル２０及び第二パネル４０を有している。この第一パネル２０及び第二パネル４０は、互いの板厚が等しくされると共に、互いに同様の構成とされている。この第一パネル２０及び第二パネル４０は、この各パネルと平行な方向（矢印Ｐ方向）にずれて配置されている。そして、この第一パネル２０及び第二パネル４０の各々の端部２１，４１は、互いに重ね合わされている。

　図１，図２に示されるように、第一パネル２０の端部２１を除く部分は、第一パネル２０の本体部を構成する第一パネル本体部２２とされている。この第一パネル本体部２２は、平板状に形成されている。また、第一パネル２０の端部２１には、第一接合部２３、一対の第一荷重伝達部２４，２５、及び、第一先端部２６が形成されている。

　第一接合部２３は、第一パネル本体部２２に対して第一パネル２０の板厚方向一方側（矢印Ｔ１側）にオフセットされている。この第一接合部２３における第二パネル４０の端部４１との接合面は、第一接合面２３Ａとされている。この第一接合面２３Ａを含む第一接合部２３の全体は、第一パネル本体部２２における板厚方向の中心を通る中心線ＣＬに沿って直線状に延びている。

　一方の第一荷重伝達部２４は、第一接合部２３と第一パネル本体部２２との間に形成されている。この第一荷重伝達部２４は、第一パネル本体部２２における第一接合部２３側の端部に屈曲部３１を介して形成されると共に、第一接合部２３における第一パネル本体部２２側の端部に屈曲部３２を介して形成されている。この第一荷重伝達部２４は、第一パネル本体部２２に対して第一パネル２０の板厚方向一方側（矢印Ｔ１側）に折れ曲がっている。また、換言すれば、この第一荷重伝達部２４は、第一接合部２３に対して第一パネル２０の板厚方向他方側（矢印Ｔ２側）に折れ曲がっている。

　他方の第一荷重伝達部２５は、第一接合部２３における第一パネル本体部２２と反対側の端部に屈曲部３３を介して形成されている。この第一荷重伝達部２５は、第一接合部２３に対して第一パネル２０の板厚方向一方側（矢印Ｔ１側）に折れ曲がっている。

　そして、このようにして一対の第一荷重伝達部２４，２５は、第一接合部２３に対して折れ曲がることにより、この第一接合部２３に対して傾斜されている。この一対の第一荷重伝達部２４，２５には、上述の第一接合面２３Ａと連続する第一荷重伝達面２４Ａ，２５Ａがそれぞれ形成されている。各第一荷重伝達面２４Ａ，２５Ａは、第一接合面２３Ａに対して屈曲する一例として、第一接合面２３Ａに対して傾斜されている。

　また、各第一荷重伝達面２４Ａ，２５Ａは、第一パネル本体部２２の板厚の範囲内に収められている。つまり、各第一荷重伝達面２４Ａ，２５Ａは、第一パネル本体部２２における板厚方向の少なくとも一部と第一パネル本体部２２の板厚方向（矢印Ｔ方向）にオーバーラップされている。

　第一先端部２６は、第一パネル２０の端部２１の先端に形成されている。この第一先端部２６は、第一荷重伝達部２５における第一接合部２３と反対側の端部に屈曲部３４を介して形成されており、第一パネル本体部２２の中心線ＣＬに沿って直線状に延びている。

　一方、第二パネル４０の端部４１を除く部分は、第二パネル４０の本体部を構成する第二パネル本体部４２とされている。この第二パネル本体部４２は、上述の第一パネル２０の端部２１に対する第一パネル本体部２２と反対側に位置されており、上述の中心線ＣＬに沿って延びる平板状に形成されている。

　この第二パネル本体部４２における板厚方向の中心を通る中心線は、上述の第一パネル本体部２２における板厚方向の中心を通る中心線と一致されている。つまり、上述の中心線ＣＬは、上述の第一パネル本体部２２における板厚方向の中心を通る中心線であると共に、第二パネル本体部４２における板厚方向の中心を通る中心線とされている。また、この第二パネル４０の端部４１には、第二接合部４３、一対の第二荷重伝達部４４，４５、及び、第二先端部４６が形成されている。

　第二接合部４３は、第二パネル本体部４２に対して第一接合部２３と反対側（矢印Ｔ２側）にオフセットされている。この第二接合部４３における第二接合部２３との接合面は、第二接合面４３Ａとされている。この第二接合面４３Ａを含む第二接合部４３の全体は、第二パネル本体部４２の中心線ＣＬに沿って直線状に延びている。

　一方の第二荷重伝達部４４は、第二接合部４３と第二パネル本体部４２との間に形成されている。この第二荷重伝達部４４は、第二パネル本体部４２における第二接合部４３側の端部に屈曲部５１を介して形成されると共に、第二接合部４３における第二パネル本体部４２側の端部に屈曲部５２を介して形成されている。この第二荷重伝達部４４は、第二接合部４３に対して第二パネル４０の板厚方向一方側（矢印Ｔ１側）に折れ曲がっている。また、換言すれば、この第二荷重伝達部４４は、第二パネル本体部４２に対して第二パネル４０の板厚方向他方側（矢印Ｔ２側）に折れ曲がっている。

　他方の第二荷重伝達部４５は、第二接合部４３における第二パネル本体部４２と反対側の端部に屈曲部５３を介して形成されている。この第二荷重伝達部４５は、第二接合部４３に対して第二パネル４０の板厚方向他方側（矢印Ｔ２側）に折れ曲がっている。

　そして、このようにして一対の第二荷重伝達部４４，４５は、第二接合部４３に対して折れ曲がることにより、この第二接合部４３に対して傾斜されている。この一対の第二荷重伝達部４４，４５には、上述の第二接合面４３Ａと連続する第二荷重伝達面４４Ａ，４５Ａがそれぞれ形成されている。各第二荷重伝達面４４Ａ，４５Ａは、第二接合面４３Ａに対して屈曲する一例として、第二接合面４３Ａに対して傾斜されている。

　また、各第二荷重伝達面４４Ａ，４５Ａは、第二パネル本体部４２の板厚の範囲内に収められている。つまり、各第二荷重伝達面４４Ａ，４５Ａは、第二パネル本体部４２における板厚方向の少なくとも一部と第二パネル本体部４２の板厚方向（矢印Ｔ方向）にオーバーラップされている。

　第二先端部４６は、第二パネル４０の端部４１の先端に形成されている。この第二先端部４６は、第二荷重伝達部４５における第二接合部４３と反対側の端部に屈曲部５４を介して形成されており、第二パネル本体部４２の中心線ＣＬに沿って直線状に延びている。

　そして、この第二先端部４６は、第一パネル本体部２２における第一荷重伝達部２４側の端部３５に当接されている。同様に、上述の第一先端部２６は、第二パネル本体部４２における第二荷重伝達部４４側の端部４５に当接されている。

　また、このようにして第一パネル２０及び第二パネル４０の各々の端部２１，４１が互いに重ね合わされた状態では、上述の第一接合面２３Ａ及び一対の第一荷重伝達面２４Ａ，２５Ａが、第二接合面４３Ａ及び一対の第二荷重伝達面４４Ａ，４５Ａとそれぞれ隙間を有して対向される。この隙間には、接着剤６２が充填されている。

　また、第一接合部２３と第二接合部４３とは、上述の第一パネル２０及び第二パネル４０と平行な方向（矢印Ｐ方向）における中央部にて互いに溶接されている。この溶接には、例えば、スポット溶接が用いられている。

　そして、このスポット溶接による溶接部６４と、上述の接着剤６２により、第一接合面２３Ａと第二接合面４３Ａとは、互いに接合されている。一方、第一荷重伝達面２４Ａと第二荷重伝達面４５Ａ、及び、第一荷重伝達面２５Ａと第二荷重伝達面４５Ａとは、それぞれ上述の接着剤６２により互いに接合されている。

　なお、本実施形態において、第一パネル２０と第二パネル４０とは、スポット溶接による溶接部６４を中心に点対称に配置されている。

　次に、本発明の一実施形態の作用及び効果について説明する。

　以上詳述したように、本発明の一実施形態に係るパネル接合構造１０では、第一接合面２３Ａと第二接合面４３Ａとが溶接及び接着されると共に、各第一荷重伝達面２４Ａ，２５Ａと各第二荷重伝達面４４Ａ，４５Ａとがそれぞれ接着されることにより、第一パネル２０と第二パネル４０とが互いに接合されている。

　ここで、各第一荷重伝達面２４Ａ，２５Ａは、第一パネル２０の本体部を構成する第一パネル本体部２２の板厚の範囲内に収められており、各第二荷重伝達面４４Ａ，４５Ａは、第二パネル４０の本体部を構成する第二パネル本体部４２の板厚の範囲内に収められている。

　従って、図２に示されるように、第一パネル２０及び第二パネル４０に対してこの各パネルと平行に引張力Ｆ１，Ｆ２が作用した場合でも、第一荷重伝達面２４Ａ，２５Ａと第二荷重伝達面４４Ａ，４５Ａとの間で荷重が伝達されることにより、第一パネル２０と第二パネル４０との間で荷重Ｆが直線的に伝達される。これにより、第一接合部２３及び第二接合部４３にモーメントＭが作用することを抑制することができるので、第一接合部２３及び第二接合部４３間に剥離方向に荷重が作用することを抑制することができる。この結果、第一接合部２３及び第二接合部４３が剥離することを抑制することができる。

　また、第一パネル本体部２２及び第二パネル本体部４２の各々における板厚方向の中心を通る中心線は、中心線ＣＬとされており、互いに一致されている。従って、第一パネル２０と第二パネル４０との間で荷重Ｆがより直線的に伝達される。これにより、第一接合部２３及び第二接合部４３にモーメントＭが作用することをより一層効果的に抑制することができる。

　また、第一パネル２０及び第二パネル４０の板厚が互いに等しくされているので、第一パネル２０及び第二パネル４０に対して引張力Ｆ１，Ｆ２が作用した場合には、第一パネル２０と第二パネル４０との間で伝達される荷重Ｆを各パネルの板厚方向（矢印Ｔ方向）に均等に分布させることができる。これにより、第一パネル２０と第二パネル４０との間の荷重伝達効率を向上させることができる。

　また、第一荷重伝達面２４Ａ，２５Ａ及び第二荷重伝達面４４Ａ，４５Ａが、第一接合面２３Ａ及び第二接合面４３Ａに対してそれぞれ傾斜されているので、例えば、第一荷重伝達面２４Ａ，２５Ａ及び第二荷重伝達面４４Ａ，４５Ａが第一接合面２３Ａ及び第二接合面４３Ａとそれぞれ直交する場合に比して、第一荷重伝達面２４Ａ，２５Ａと第二荷重伝達面４４Ａ，４５Ａとの接着面積を拡大することができる。これにより、第一荷重伝達面２４Ａ，２５Ａ及び第二荷重伝達面４４Ａ，４５Ａの接着強度、ひいては、第一パネル２０及び第二パネル４０の接着強度を高めることができる。

　次に、本発明の一実施形態の変形例について説明する。

　上記実施形態では、第一パネル２０及び第二パネル４０の板厚が、互いに等しくされていた。ところが、図３，図４に示されるように、第一パネル２０及び第二パネル４０の板厚は、異なっていても良い。

　また、この場合に、パネル接合構造１０は、図３に示されるように、第一パネル本体部２２及び第二パネル本体部４２の中心線ＣＬが第一接合面２３Ａ及び第二接合面４３Ａの間を通るように構成されていても良い。また、このパネル接合構造１０は、図４に示されるように、中心線ＣＬが第一接合面２３Ａ及び第二接合面４３Ａの間から外れた位置を通るように構成されていても良い。

　また、上記実施形態において、第一先端部２６及び第二先端部４６は、第一荷重伝達部２５及び第二荷重伝達部４５にそれぞれ屈曲部３４，５４を介して形成されていた。ところが、図５に示されるように、第一先端部２６及び第二先端部４６は、第一荷重伝達部２５及び第二荷重伝達部４５からそれぞれ延長されて形成されていても良い。そして、この第一先端部２６及び第二先端部４６は、第一パネル本体部２２及び第二パネル本体部４２との間に隙間をそれぞれ有していても良い。

　また、上記実施形態において、第一荷重伝達部２４，２５及び第二荷重伝達部４４，４５は、第一接合部２３及び第二接合部４３に対して傾斜するように折り曲げられていた。ところが、図６に示されるように、第一荷重伝達部２４，２５及び第二荷重伝達部４４，４５は、第一接合部２３及び第二接合部４３に対してそれぞれ直角を成すように折り曲げられていても良い。また、これにより、第一荷重伝達面２４Ａ，２５Ａは、第一接合面２３Ａに対して屈曲する一例として、第一接合面２３Ａと直角を成していても良い。同様に、第二荷重伝達面４４Ａ，４５Ａは、第二接合面４３Ａに対して屈曲する一例として、第二接合面４３Ａと直角を成していても良い。

　また、上記実施形態において、各第一荷重伝達面２４Ａ，２５Ａが第一パネル本体部２２の板厚の範囲内に収められると共に、各第二荷重伝達面４４Ａ，４５Ａが第二パネル本体部４２の板厚の範囲内に収められていれば、第一パネル本体部２２及び第二パネル本体部４２の各々における板厚方向の中心を通る中心線は若干ずれていても良い。

　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

Claims

　第一パネルの本体部を構成する第一パネル本体部と、
　前記第一パネルの端部に形成されると共に、前記第一パネル本体部に対して前記第一パネルの板厚方向一方側にオフセットされ、且つ、前記第一パネル本体部における板厚方向の中心を通る中心線に沿って延びる第一接合面を有する第一接合部と、
　前記第一接合部における前記第一パネル本体部側の端部、及び、前記第一接合部における前記第一パネル本体部と反対側の端部にそれぞれ屈曲部を介して形成されると共に、前記第一接合面に対して屈曲し前記第一パネル本体部の板厚の範囲内に収められた第一荷重伝達面をそれぞれ有する一対の第一荷重伝達部と、
　前記第一パネルの端部に対する前記第一パネル本体部と反対側に位置されると共に、前記中心線に沿って延び、第二パネルの本体部を構成する第二パネル本体部と、
　前記第二パネルの端部に形成されると共に、前記第二パネル本体部に対して前記第一接合部と反対側にオフセットされ、且つ、前記第一接合面と溶接及び接着により接合された第二接合面を有する第二接合部と、
　前記第二接合部における前記第二パネル本体部側の端部、及び、前記第二接合部における前記第二パネル本体部と反対側の端部にそれぞれ屈曲部を介して形成されると共に、前記第二接合面に対して屈曲し前記第二パネル本体部の板厚の範囲内に収められた第二荷重伝達面をそれぞれ有し、且つ、各前記第二荷重伝達面が各前記第一荷重伝達面とそれぞれ接着により接合された一対の第二荷重伝達部と、
　を備えたパネル接合構造。
　前記第一パネル本体部及び前記第二パネル本体部の各々における板厚方向の中心を通る中心線が、互いに一致されている、
　請求項１に記載のパネル接合構造。
　前記第一荷重伝達面及び前記第二荷重伝達面が、前記第一接合面及び前記第二接合面に対してそれぞれ傾斜されている、
　請求項１又は請求項２に記載のパネル接合構造。
　前記第一パネル及び前記第二パネルの板厚が、互いに等しくされている、
　請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のパネル接合構造。