(57)【要約】【課題】異種金属で形成された２つの構成部品を締結する車体部品の締結構造において、構造用接着剤の使用を排除することを可能にするとともに、一方の部材と他方の部材との隙間を十分に確保し、水環境の厳しい状況でも電食を防止して錆の発生を抑制することを可能にする。【解決手段】材質が互いに異なる異種材料同士で形成された一方の部材（連結部材）２１と他方の部材（ダンパハウジング）２２とをボルト８１で締結する車体部品の締結構造２０において、一方の部材２１にかしめナット７４が固定され、このかしめナット７４のフランジ７５面に他方の部材２２がボルト８１で締結され、かしめナット７４が、少なくとも一方の部材２１及び他方の部材２２に対して不活性な表面を有するとともに、他方の部材２２に、フランジ７５面へ向けて突出する突出部５７ａを有する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材質が互いに異なる異種材料同士で形成された一方の部材と他方の部材とをボルトで締結する車体部品の締結構造において、
前記一方の部材にかしめナットが固定され、このかしめナットのフランジ面に前記他方の部材が前記ボルトで締結され、
前記かしめナットは、少なくとも前記一方の部材及び前記他方の部材に対して不活性な表面を有するとともに、前記他方の部材は、前記フランジ面へ向けて突出する突出部を有することを特徴とする車体部品の締結構造。
【請求項２】
前記フランジのフランジ高さと前記突出部の高さで形成される隙間は、充分な防錆性能を確保できる電着塗膜厚さよりも大きいことを特徴とする請求項１記載の車体部品の締結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異種金属で形成された２つの構成部品を締結する車体部品の締結構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車体部品の締結構造として、鉄素材で形成された構造部品とアルミニウム素材で形成された構造部品とを締結したものが知られている。
この種の車体部品の締結構造は、異種金属同士が直接接触することで発生する電食を防止する若しくは発生を遅らす配慮がなされていた。一般的には、構造用接着剤とＳＰＲ（Self Piercing Rivets）とを併用したり、構造用接着剤とボルト締めとを併用するものであった。
【０００３】
上記の構造用接着剤を塗布する目的は、接合強度を期待することもあるが、主たる目的は異種金属同士（異材同士）が直接接することにより発生する電食錆の発生を防止する、又は発生時期を遅らせるものである。
【０００４】
このような車体部品の締結構造に利用できる技術として、一方の部材に他方の部材を所定の隙間を保って接合され、これらの一方の部材及び他方の部材間に構造用接着剤を介在させるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第３１７９１８７号公報
【０００５】
特許文献１の車体部品の締結構造は、車体フロアに溶接された連結部材（一方の部材）と、この連結部材がワッシャを介して連結されるダッシュパネル（他方の部材）と、これらの連結部材、ワッシャ及びダッシュパネルに貫通させるボルトと、このボルトにねじ込まれるナットと、連結部材の端部とダッシュパネルとの隙間に充填される構造用接着剤（接着剤層）とから構成されたものである。
【０００６】
しかし、車体部品の締結構造では、ワッシャによって連結部材とダッシュパネルとの隙間を確保した分、構造用接着剤の量が増加するという課題があった。
また、車体部品の締結構造では、連結部材、ダッシュパネル、ワッシャ及びボルトを全体的に覆う塗膜や皮膜の存在がないので、水環境の厳しい状況で錆の発生を抑制することはできない。
【０００７】
詳細に述べると、電食錆の発生防止のためには、構造用接着剤の塗布品質が確実なものでなければならない。塗布品質を確実なものとするためには、人手による作業ではなく機械化された作業が望ましい。従って、それに伴う投資額が発生したり、それらの設備を配置するためのスペースを生産現場の適切な位置に確保する必要がある。
また、構造用接着剤の材料費や塗布用ロボットを稼動させる操業費等によるコストアップも安価ではない。
さらに、塗布品質を確実なものとするためには、細心の注意が必要であり、生産上の管理工数（塗布位置、塗布量をカメラチェック、目視チェック等）が著しく増大するということもある。
【０００８】
構造用接着剤が界面に確実に塗布されているためには、沢山の量を塗布し、界面部位からはみ出す様にする必要があるため、材料費（構造用接着剤費）も多く必要となる。
すなわち、接合前の構造用接着剤塗布状態では、構造用接着剤の量が非常に多く必要であり、接合後には鉄とアルミニウムとの界面に確実に構造用接着剤が介在する様に、構造用接着剤をはみ出させている。
【０００９】
例えば、鉄素材の構造部品（一方の部材）とアルミニウム素材の構造部品（他方の部材）との間に、所定の隙間を確保して電食を防止し、さらに、鉄素材の構造部品とアルミニウム素材の構造部品とを電着塗膜で覆うことで、水環境の厳しい状況でも錆の発生を抑制するように配慮する場合には、上記所定の隙間が一定以上確保できなければ、隙間部分に十分な電着塗膜を形成することはできない。すなわち、隙間部分の電着塗膜の厚さが薄ければ、十分な防錆性能を確保することはできない。従って、一方の部材と他方の部材との隙間を十分に確保したいものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、異種金属で形成された２つの構成部品を締結する車体部品の締結構造において、構造用接着剤の使用を排除することができるとともに、一方の部材と他方の部材との隙間を十分に確保し、水環境の厳しい状況でも電食を防止して錆の発生を抑制することができる車体部品の締結構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明は、材質が互いに異なる異種材料同士で形成された一方の部材と他方の部材とをボルトで締結する車体部品の締結構造において、一方の部材にかしめナットが固定され、このかしめナットのフランジ面に他方の部材がボルトで締結され、かしめナットに、少なくとも一方の部材及び他方の部材に対して不活性な表面を有するとともに、他方の部材に、フランジ面へ向けて突出する突出部を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、フランジのフランジ高さと突出部の高さで形成される隙間が、充分な防錆性能を確保できる電着塗膜厚さよりも大きいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明では、材質が互いに異なる異種材料同士で形成された一方の部材と他方の部材とをボルトで締結する。
一方の部材にかしめナットが固定され、このかしめナットのフランジ面に他方の部材がボルトで締結され、他方の部材に、フランジ面へ向けて突出する突出部を有するので、一方の部材と他方の部材との間に、フランジの厚み分と突出部の厚み分とを合計した隙間を形成することができる。従って、かしめナットだけの場合よりも隙間を大きく設定することができるので、例えば、一方の部材、他方の部材、かしめナット及びボルトの締結後の外表面に、電着塗膜を形成する場合には隙間部分にも確実に電着塗膜を形成することができる。さらに、かしめナットが、少なくとも一方の部材及び他方の部材に対して不活性な表面を有するので、構造用接着剤の使用を排除することができるとともに、異種金属間の接触で起きる電食を防止して錆の発生を抑制することができる。
【００１４】
請求項２に係る発明では、フランジのフランジ高さと突出部の高さで形成される隙間が、充分な防錆性能を確保できる電着塗膜厚さよりも大きいので、隙間に良好な電着塗膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向に従い、Ｆｒは前側、Ｒｒは後側、ＣＬは車幅中央側を示す。
図１は本発明に係る車体部品の結合構造を採用した車体フレームの斜視図である。図２は図１に示すダンパハウジング周りを車幅中央側から見た斜視図である。図３は図１に示すダンパハウジング周りの分解斜視図であり、図４は図１に示す車体フレームのサブアッセンブリを示す斜視図である。
【００１６】
図１は車体フレーム（車体）１０における左前部を示している。なお、車体フレーム１０における右前部は、左前部と同様の構成である。車体フレーム１０は、車体前面に設けられるフロントバルクヘッド１５と、このフロントバルクヘッド１５から車体後方に延出されるフロントサイドフレーム（サイドフレーム）１２（左だけを示す。以下同じ。）と、フロントバルクヘッド１５の上部から車体後方に延出されるアッパメンバ１３と、このアッパメンバ１３の中間から斜め後方に延出されるロアメンバ１４と、サイドシル（不図示）から立ち上げられ、アッパメンバ１３の後端及びロアメンバ１４の後端が接続されるフロントピラー支持部材１８と、このフロントピラー支持部材１８の上部から斜め後方に延ばされるフロントピラー１１と、フロントサイドフレーム１２、アッパメンバ１３及びロアメンバ１４に取付けられ、フロントダンパ（不図示）を支持するダンパハウジング２２とからなる。
【００１７】
フロントバルクヘッド１５は、車体下部に且つ車幅方向に延ばされる下部横メンバ２３と、車体上部に且つ車幅方向に延ばされる上部横メンバ２４と、これらの上部・下部横メンバ２３，２４を接続する左の縦メンバ２５及び右の縦メンバ（不図示）とからなる。上部横メンバ２４は両サイドにエクステンション２９，２９（一方不図示）を備える。
【００１８】
フロントサイドフレーム１２は、フロアフレーム（不図示）に接続される延長部１２ａを備え、断面視凹状のサイドフレームロア３３と、このサイドフレームロア３３に被せられるサイドフレームアッパ３４と、これらのサイドフレームロア３３及びサイドフレームアッパ３４に設けられ、ダンパハウジング２２側を締結する車体側前ブラケット３１及び車体側後ブラケット３２とからなる。
【００１９】
フロントサイドフレーム１２のサイドフレームロア３３、サイドフレームアッパ３４、車体側前ブラケット３１及び車体側後ブラケット３２は、鉄素材（鉄製）にて形成されている。
【００２０】
車体側前ブラケット３１は、車体前後方向に沿わせて設けられる第１溶接面３５と、この第１溶接面３５の前端から車幅方向に沿わせて曲げ形成された第２溶接面３６と、この第２溶接面３６から車体前方に沿わせて曲げ形成された第３溶接面３７とから構成される。
なお、車体側後ブラケット３２は、車体側前ブラケット３１にダンパハウジング２２の中心部に対して前後方向で対称に形成されたブラケットである。
【００２１】
アッパメンバ１３及びロアメンバ１４は、鉄素材（鉄製）にて形成された角型のパイプ材であり、アッパメンバ１３及びロアメンバ１４で連結部材２１が構成される。
アッパメンバ１３には、ダンパハウジング２２の締結用のかしめナット７４，７４が設けられ、ロアメンバ１４には、ダンパハウジング２２の締結用のかしめナット７４が設けられている。
【００２２】
ダンパハウジング２２は、アルミニウム素材で形成された部材であり、フロントダンパ（不図示）を取付ける本体部４１と、この本体部４１の本体側フランジ５６の前後に設けられ、連結部材２１に締結する前の上締結部４２及び後の上締結部４３と、本体部４１の前後に且つ下方に延ばされた前後の脚部４４，４５と、前の脚部４４の先端に形成され、フロントサイドフレーム１２側に前ダンパブラケット４６を介して締結する前の下締結部５２と、後の脚部４５の先端に形成され、フロントサイドフレーム１２側に後ダンパブラケット４７を介して締結する後の下締結部５３とからなる。
【００２３】
本体部４１は、フロントダンパ（不図示）を臨ます開口５４と、フロントダンパを取付ける複数の取付孔５５とが形成される。
前の上締結部４２は、本体部４１の上端に形成された本体側フランジ５６の前部分に、ボルト８１を貫通させる貫通孔５７と、この貫通孔５７の廻りに且つ連結部材２１に向けて形成された突出部５７ａ（図５参照）とが形成された部分であり、アッパメンバ１３に、かしめナット７４を介してボルト８１で締結される。
【００２４】
後の上締結部４３は、本体部４１の上端に形成された本体側フランジ５６の後部分に、ボルト８２，８３を貫通させる貫通孔５８，５９、これらの貫通孔５８，５９の廻りに且つ連結部材２１に向けて形成された突出部５８ａ（図６参照、ロアメンバ１４側の突出部は不図示）とが形成された部分であり、アッパメンバ１３及びロアメンバ１４の双方に、かしめナット７４，７４を介してボルト８２，８３で締結される。
【００２５】
前ダンパブラケット４６は、上部がダンパハウジング２２側にボルト締めされるとともに、下部が車体側前ブラケット３１に溶接されるクランク状の板部材であり、第１〜第３取付面６１〜６３を有し、これらの第１〜第３取付面６１〜６３のそれぞれにかしめナット７４が取付られている。なお、後ダンパブラケット４７は、前ダンパブラケット４６に略同一構成の部材であり、ダンパハウジング２２の中心部に対して前後方向で対称の部材である。
【００２６】
前の下締結部５２は、車体前後方向に沿わせて設けられ、第１取付面６１にボルト８４で締結される第１締結面６６と、この第１締結面６６の前端から車幅方向に沿わせて曲げ形成され、第２取付面６２にボルト８５で締結される第２締結面６７と、この第２締結面６７から車体前方に沿わせて曲げ形成され、第３取付面６３にボルト８６で締結される第３締結面６８とから構成される。
【００２７】
第１〜第３締結面６６〜６８には、ボルト８４〜８６を貫通させる貫通孔７１〜７３と、これらの貫通孔７１〜７３の廻りに且つ前ダンパブラケット４６の第１〜第３取付面６１〜６３に向けて形成された突出部７１ａ（図８参照、第２・第３取付面の突出部は不図示）とが設けられる。
なお、後の下締結部５３は、前の下締結部５２に略同一構成の部分であり、前の下締結部５２にダンパハウジング２２の中心部に対して前後方向で対称の部分であり、後ダンパブラケット４７にボルト８７〜８９で締結される。
【００２８】
図４に示されたように、車体フレーム１０は、連結部材２１にダンパハウジング２２が締結され、このダンパハウジング２２に前・後のダンパブラケットが締結したダンパハウジング組立体（サブアッセンブリ）５０が形成され、このダンパハウジング組立体５０の前・後のダンパブラケットが車体側前ブラケット３１及び車体側後ブラケット３２にそれぞれ溶接され、図２に示される状態に組立られる。
【００２９】
図５は図４の５−５線断面図であり、図６は図４の６−６線断面図であり、図７は図５の７部拡大図であり、図８は図４の８−８線断面図である。
車体部品の締結構造２０は、ダンパハウジング２２の前の上締結部４２廻りの構造であり、鉄素材で形成された連結部材（一方の部材）２１と、アルミニウム素材で形成されたダンパハウジング（他方の部材）２２と、連結部材２１にかしめられたかしめナット７４と、このかしめナット７４にねじ込まれ、連結部材２１にダンパハウジング２２を締結するボルト８１と、貫通孔５７の廻りに且つ連結部材２１（フランジ７５面）に向けて形成された突出部５７ａとから構成される。
【００３０】
かしめナット７４は、かしめ状態で、連結部材２１及びダンパハウジング２２間、若しくはダンパハウジング２２及び前・後ダンパブラケット４６，４７間に所定の隙間を設けるフランジ７５と、このフランジ７５の下面とで連結部材２１若しくは前・後ダンパブラケット４６，４７（図３参照）にかしめ固定するかしめ部７６と、ボルト８１〜８９と嵌合するボルト嵌合部７７とが形成される。
なお、かしめナット７４であれば閉断面内の座面が狭くても装着する（かしめる）ことできる。すなわち、細いパイプ材にも使用できる。
【００３１】
さらに、かしめナット７４は、表面に５〜１０μの光沢クロメート（ＭＦＺｎ  ＮｉＣ）処理がされ、この光沢クロメート処理された処理面の上からアクリルシリコン系コーティング（関西ペイント社製  コスマーＮＣ２１００相当品）がされ、電食等を防止する不活性膜が形成されている。
【００３２】
ボルト８１〜８９（図３参照）は、同一品であり、表面に、電食防止用コーティング（ＧＥＯＭＥＴ  ７２０ＰＬＵＳ処理  ＣＡＣＲＡＬ社製相当）がなされている。
さらに、図７に示されたように、連結部材（一方の部材）２１、ダンパハウジング（他方の部材）２２、かしめナット７４及びボルト８１の締結後の外表面に、電着塗膜７８が形成される。なお、他のボルト８２〜８９廻りも同時に電着塗膜７８が形成されている。
かしめナット７４には、フランジ７５が形成されているので、連結部材２１とダンパハウジング２２との間には所定の隙間（フランジ７５の高さ）Ｓ１が形成されるとともに、他方の部材（ダンパハウジング）２２に突出部５７ａが形成されているので、突出部５７ａの高さＳ２が加算される。従って、一方の部材２１と他方の部材２２との間は、隙間（フランジ７５の高さ）Ｓ１と突出部５７ａの高さＳ２との合計分の隙間Ｓ３が形成される。
【００３３】
図８に示されるように、車体部品の締結構造３０は、ダンパハウジング２２の前の下締結部５２廻りの構造であり、鉄素材で形成された前ダンパブラケット（一方の部材）４６の第１取付面６１と、アルミニウム素材で形成されたダンパハウジング（他方の部材）２２の第１締結面６６と、前ダンパブラケット４６の第１取付面６１にかしめられたかしめナット７４と、このかしめナット７４にねじ込まれ、前ダンパブラケット４６にダンパハウジング２２を締結するボルト８４と、貫通孔７１の廻りに且つ連結部材２１（フランジ７５面）に向けて形成された突出部７１ａとから構成されたものであり、車体部品の締結構造２０（図５参照）に同一構成の構造である。
なお、ボルト８５〜８９の締結部分は、車体部品の締結構造３０に同一構成の構造である。また、×印は溶接部を示す。
【００３４】
すなわち、アルミニウム素材のダンパハウジング（構造部材；他方の部材）２２と鉄素材の連結部材（構造部材；一方の部材）２１とが直接接触することがない。
また、異種金属（異材）間（アルミニウム素材及び鉄素材）とが直接接触しておらず、最低限の隙間Ｓ１を設けているために、両部材２１，２２に化成工程において電着塗膜７８をつけることができる。
【００３５】
ダンパハウジング（アルミニウム素材の部材）２２、連結部材（鉄素材の部材）２１は、複数のかしめナット７４と直接界面を有するが、かしめナット７４側に適切な表面処理である電食等を防止する不活性膜を予め形成しているので、電食（錆）の問題は発生しない。結果として、防錆性能を確保でき、コスト負担と量産管理負担の大きい構造用接着剤等（構造用接着剤、若しくは構造用接着剤及びダストシーラー等の併用）を塗布しなくても防錆性能を確保することができる。
なお、室内等、錆に対する配慮の必要性が低い環境下で使用する場合は、電着塗装も不要となる。
【００３６】
ところで、かしめナット７４のフランジ７５の厚みは、かしめナット７４を製造する設備能力に依存しており、その設備能力から充分な厚みを確保できない場合がある。その様な場合においても、突出部５７ａを他方の部材２２側に形成することで、ダンパハウジング２２と連結部材２１との隙間Ｓ３を調整（コントロール）することができる。
【００３７】
これにより、図７に示されたように、化成工程においてダンパハウジング２２と連結部材２１との隙間Ｓ３にも、十分な電着塗膜７８の厚さを確保できる。この結果、所定の防錆性能を確保することができる。すなわち、構造用接着材及びダストシーラが不要でありながら、十分な防錆性能を確保することができる。
【００３８】
また、他方の部材（ダンパハウジング）２２に突出部５７ａを形成することで、例えば、生産現場においては既製のかしめナット７４と、フランジの厚さを厚く形成したかしめナット（類似品）を管理する必要も排除でき、生産現場が煩雑になるという不都合も生ずることはない。
【００３９】
すなわち、図５〜図７に示されたように、車体部品の締結構造２０では、材質が互いに異なる異種材料同士で形成された連結部材（一方の部材）２１とダンパハウジング（他方の部材）２２とをボルト８１で締結する。
【００４０】
一方の部材２１にかしめナット７４が固定され、このかしめナット７４のフランジ７５面に他方の部材２２がボルト８１で締結され、他方の部材２２に、フランジ７５面へ向けて突出する突出部５７ａを有するので、一方の部材２１と他方の部材２２との間に、フランジ７５の厚み分と突出部５７ａの厚み分とを合計した隙間Ｓ３を形成することができる。従って、かしめナット７４だけの場合よりも隙間Ｓ３を大きく設定することができるので、例えば、一方の部材２１、他方の部材２２、かしめナット７４及びボルト８１の締結後の外表面に、電着塗膜７８を形成する場合には隙間Ｓ３部分にも確実に電着塗膜７８を形成することができる。さらに、かしめナット７４が、少なくとも一方の部材２１及び他方の部材２２に対して不活性な表面を有するので、構造用接着剤の使用を排除することができるとともに、異種金属間の接触で起きる電食を防止して錆の発生を抑制することができる。
【００４１】
車体部品の締結構造２０では、図７に示されたように、フランジ７５のフランジ７５高さＳ１と突出部５７ａの高さＳ２で形成される隙間Ｓ３が、充分な防錆性能を確保できる所定の電着塗膜７８の厚さよりも大きく設定したので、隙間Ｓ３に良好な電着塗膜７８を形成することができる。
【００４２】
尚、本発明に係る車体部品の締結構造は、図３に示すように、ダンパハウジング２２はアルミニウム素材で形成されたが、アルミニウム素材には、アルミニウム若しくはアルミニウム合金が含まれる。
【００４３】
本発明に係る車体部品の締結構造は、図７に示すように、金属の種類は、鉄素材とアルミニウム素材との組合わせであったが、金属の種類は、鉄素材とアルミニウム素材の組合わせに限定されたものではない。例えば、アルミニウムとマグネシウム等の組合わせも考えられる。また、車体部品（車体の部材）のどの部位においても、この構造は有効である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係る車体部品の締結構造は、セダンやワゴンなどの乗用車に採用するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る車体部品の結合構造を採用した車体フレームの斜視図である。
【図２】図１に示すダンパハウジング周りを車幅中央側から見た斜視図である。
【図３】図１に示すダンパハウジング周りの分解斜視図である。
【図４】図１に示す車体フレームのサブアッセンブリを示す斜視図である。
【図５】図４の５−５線断面図である。
【図６】図４の６−６線断面図である。
【図７】図５の７部拡大図である。
【図８】図４の８−８線断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
２０，３０…車体部品の締結構造、２１…一方の部材（連結部材）、２２…他方の部材（ダンパハウジング）、６１…一方の部材（第１取付面）、６６…他方の部材（第１締結面）、５７ａ，７１ａ…突出部、７４…かしめナット、７５…フランジ、７８…電着塗膜、８１，８４…ボルト。
【図１】
2010112425.tif 000003
【図２】
2010112425.tif 000004
【図３】
2010112425.tif 000005
【図４】
2010112425.tif 000006
【図５】
2010112425.tif 000007
【図６】
2010112425.tif 000008
【図７】
2010112425.tif 000009
【図８】
2010112425.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成20年12月3日(2008.12.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材質が互いに異なる異種材料同士で形成された一方の部材と他方の部材とをボルトで締結する車体部品の締結構造において、
前記一方の部材にかしめナットが固定され、このかしめナットのフランジ面に前記他方の部材が前記ボルトで締結され、
前記かしめナットは、少なくとも前記一方の部材及び前記他方の部材に対して不活性な表面を有するとともに、前記他方の部材は、前記フランジ面へ向けて突出する突出部を有することを特徴とする車体部品の締結構造。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】削除
【補正の内容】