(57)【要約】  【課題】  複数の板金部品が接合されて形成された自動車等の車両の剛性要求及び軽量化に的確に対応することができる車体の板金接合構造を実現すること。  【解決手段】  本発明の車体の板金接合構造は、夫々、縁辺部にフランジ（１１ａ，１２ａ）を備え、該フランジが溶接により接合される２枚のメインパネル（１１，１２）と、該２枚のパネル間に介装される補強パネル（１４）とを具備し、上記補強パネルは、上記２枚のメインパネルの上記フランジ間の溶接部（１６）を回避して、上記メインパネルと接触する接触部（１４ａ）を縁辺部に有し、上記接触部が上記フランジと接着剤により固着されている。  【選択図】図２
2006273145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の板金部品が接合される車体の板金接合構造であって、
夫々、縁辺部にフランジを備え、該フランジが溶接により接合される２枚のメインパネルと、
該２枚のパネル間に介装される補強パネルと、
を具備し、
上記補強パネルは、上記２枚のメインパネルの上記フランジ間の溶接部を回避して、上記メインパネルと接触する接触部を縁辺部に有し、
上記接触部が上記フランジと接着剤により固着されていることを特徴とする車体の板金接合構造。
【請求項２】
複数枚の板金部品が接合される車体の板金接合構造であって、
夫々、縁辺部にフランジを備え、該フランジが溶接により接合される２枚のメインパネルと、
該２枚のパネル間に介装される複数の補強パネルと、
を具備し、
上記メインパネルの上記フランジ間の溶接部に対応させて、上記補強パネルのいずれか１枚の縁辺部に上記フランジ間に延設する延出部を形成し、該延出部を上記溶接部で上記メインパネルと一体に接合し、
他の上記補強パネルの縁辺部に上記溶接部を回避して上記メインパネルと接触する接触部を形成し、該接触部を接着剤により上記メインパネルに固着したことを特徴とする車体の板金接合構造。
【請求項３】
上記溶接部を複数有し、
該各溶接部に延設する上記延出部は、上記各補強パネルに交互に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の車体の板金接合構造。
【請求項４】
上記メインパネルには、上記補強パネルの上記接触部が係合される係合段部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の車体の板金接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、剛性要求及び軽量化に的確に対応することができる車体の板金接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車等の車両に使用される車体の板金部品は、プレス成形等によって所望の形状に加工されている。これらの板金部品は、車体に必要な所定の剛性を得るために、複数枚が合わされ、スポット溶接などにより接合される。
【０００３】
これにより、夫々が一体的に接合された複数枚の板金部品は、例えば、車体のフロントピラー、サイドレール、センタピラー、サイドシル等を構成する。尚、フロントピラー、センタピラー、サイドシル等は、使用される部位によって必要とされる剛性が異なり、組み合わされる板金部品の枚数等が変更される。
【０００４】
ところで、例えば、合計４枚以上の板金部品を一度に、スポット溶接した場合、その加圧力及び電流密度を確保することが困難となり、十分な接合強度を得ることができない場合がある。
【０００５】
そのため、例えば、特許文献１には、４枚の板金部品で構成される車体側部構造において、各板金部品の接合部におけるフランジの重合枚数を３枚以下に設定するために、フランジに適宜切り欠き等を形成する技術が記載がされている。
【特許文献１】特開２００１−３２８５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術のように、４枚の板金部品のラップするフランジの１つに切り欠きを設けて、３枚のフランジをスポット溶接して結合させると、フランジに切り欠きが設けられた部位が部分的に接合されていない状態となり、各部位の剛性が部分的に低下する。
【０００７】
そのため、例えば、フロントピラー、サイドレール、センタピラー、サイドシル等のように、特に高い剛性を必要とする車体骨格部材に上述の技術を適用した場合には、部分的に剛性を低下させないためにも、各板金部品の板厚を十分に確保する必要があり、軽量化を阻害する原因となっていた。
【０００８】
また、上述の特許文献１の技術を用いた場合、上記フランジの接合されていない部分に軋みが生じ、各板金部品が擦れて軋み音が発生したり、各板金部品に歪みが生じるという問題もある。尚、３枚の板金部品或いは５枚以上の板金部品のスポット溶接による接合構造においても、ラップするフランジに切り欠きが設けられる場合があるが、この構造においても、上述した接合部位の剛性が低下が発生したり、各板金部品に軋み及び歪みが発生するという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、複数の板金部品が接合されて形成された自動車等の車体の剛性要求及び軽量化に的確に対応することができる車体の板金接合構造を提供することを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の第１の車体の板金接合構造は、複数枚の板金部品が接合される車体の板金接合構造であって、夫々、縁辺部にフランジを備え、該フランジが溶接により接合される２枚のメインパネルと、該２枚のパネル間に介装される補強パネルとを具備し、上記補強パネルは、上記２枚のメインパネルの上記フランジ間の溶接部を回避して、上記メインパネルと接触する接触部を縁辺部に有し、上記接触部が上記フランジと接着剤により固着されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第２の車体の板金接合構造は、複数枚の板金部品が接合される車体の板金接合構造であって、夫々、縁辺部にフランジを備え、該フランジが溶接により接合される２枚のメインパネルと、該２枚のパネル間に介装される複数の補強パネルとを具備し、上記メインパネルの上記フランジ間の溶接部に対応させて、上記補強パネルのいずれか１枚の縁辺部に上記フランジ間に延設する延出部を形成し、該延出部を上記溶接部で上記メインパネルと一体に接合し、他の上記補強パネルの縁辺部に上記溶接部を回避して上記メインパネルと接触する接触部を形成し、該接触部を接着剤により上記メインパネルに固着したことを特徴とする車体の板金接合構造。
【００１２】
本発明の第３の車体の板金接合構造は、第２の車体の板金接合構造において、上記溶接部を複数有し、該各溶接部に延設する上記延出部は、上記各補強パネルに交互に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第４の車体の板金接合構造は、第１から第３のいずれかの車体の板金接合構造において、上記メインパネルには、上記補強パネルの上記接触部が係合される係合段部が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の板金部品が接合されて形成された自動車等の車体の剛性要求及び軽量化に的確に対応することができる車体の板金接合構造を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図６は本発明の実施の一形態に係わり、図１はボディーシェルの概要を説明する全体斜視図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿ったサイドシルの断面図、図３は、サイドシルの側部における接合形状の一例を示す説明図、図４は図３のサイドシルの側部における接合形状の一例を示す分解斜視図、図５はサイドシルの側部における接合形状の変形例を示す説明図、図６は図５のサイドシルの側部における接合形状の変形例を示す分解斜視図である。
【００１６】
図１において、車両のボディーシェル１は、側面がルーフパネル２を固定するサイドレール３を有する。このサイドレール３からは、車体前方のフロントピラー４と車体中央のセンタピラー５と車体後方のリアピラー６が下方に向けて延出され、これらが車体下部のサイドシル７に連結されている。  
これらのサイドレール３、フロントピラー４、センタピラー５、リアピラー６及びサイドシル７は、アウタパネル、インナパネル等の複数の板金部品により構成されている。
【００１７】
本実施形態では、本発明に係る複数の板金部品からなる車体の板金接合構造を、図１に示したボディーシェル１のサイドシル７の構造を例に挙げて説明する。尚、本発明に係る車体の板金接合構造は、上述のサイドレール３、フロントピラー４、センタピラー５及びリアピラー６のいずれにも適用可能である。
【００１８】
本発明の車体の板金接合構造を示す、サイドシル７は、図２から図４に示すように、本実施の形態において、車外側に配設される第１のメインパネルであるアウタパネル１１と、車室側に配設される第２のメインパネルであるインナパネル１２と、第１の補強パネルである第１のリンフォースメント１３と、第２の補強パネルである第２のリンフォースメント１４とからなる４枚の金属薄板の板金部品を有して構成されている。
【００１９】
本実施の形態において、アウタパネル１１及びインナパネル１２は、夫々が縁辺部にフランジ１１ａ，１２ａを有し、断面形状が略ハット形状をなす樋状にプレス形成等によって加工された板金部品である。また、インナパネル１２には、夫々のフランジ１２ａの基部に沿って、第２のリンフォースメント１４の板厚分だけ外側、すなわち、車室方向に突出する係合段部１２ｂが形成されている。
【００２０】
この第１のリンフォースメント１３は、アウタパネル１１及びインナパネル１２と同様に、縁辺部から延設される延出部となるフランジ１３ａを有し、断面形状が略ハット形状をなす樋状にプレス形成等によって加工された板金部品である。尚、第１のリンフォースメント１３は、インナパネル１２に収容可能な形状となっている。
【００２１】
図４に示すように、本実施の形態において、第１のリンフォースメント１３のフランジ１３ａは、一定間隔毎に矩形状に切欠かれ、この切欠きによって、フランジ１３ａに露呈する第１のリンフォースメント１３の端部がフランジ１１ａの基部近傍でアウタパネル１１に一部分が接触する接触部１３ｂ部として形成されている。つまり、第１のリンフォースメント１３は、その両縁辺部に複数のフランジ１３ａと、これら複数のフランジ１３ａ間に形成される複数の接触部１３ｂとを交互に有する。
【００２２】
その一方で、第２のリンフォースメント１４は、略平板状であり、車体の部位に応じて要求される剛性を得るために、プレス形成等によって加工された図示していない凹凸を板面に有する板金部品である。
【００２３】
この第２のリンフォースメント１４は、その両縁辺部がインナパネル１２の夫々の係合段部１２ｂに対応して係合する接触部１４ａを有している。また、各接触部１４ａには、第１のリンフォースメント１３のフランジ１３ａに形成された接触部１３ｂに対応した位置であって、該接触部１３ｂと同一形状に延設する延出部１４ｂが形成されている。つまり、第２のリンフォースメント１４は、両縁辺部に夫々、複数の接触部１４ａと、各接触部１４ａ間から夫々、延出する複数の延出部１４ｂとを交互に有する。
【００２４】
また、第２のリンフォースメント１４は、各接触部１４ａ間、すなわち、接触部１４ａの端部間の長さがインナパネル１２の両縁辺部に設けられる各係合段部１２ｂを結んだ長さと略同じ長さに設定されている。換言すると、第２のリンフォースメント１４は、両縁辺部の各接触部１４ａが夫々対応するインナパネル１２の係合段部１２ｂに嵌った状態で係合される端部間の長さを有している。
【００２５】
また、上述の複数の延出部１４ｂは、図４に示すように、夫々が接触部１４ａの一面側、すなわち、第１のリンフォースメント１３の車外側の面から、段差を有するように外側方向に向かって延びている。
【００２６】
これにより、第２のリンフォースメント１４の各延出部１４ｂは、対応する第１のリンフォースメント１３間の切欠きである各接触部１３ｂに夫々配設される。
【００２７】
ここで、本実施の形態において、第１のリンフォースメント１３及び第２のリンフォースメント１４は、夫々の板厚が略同一に設定されている。これにより、アウタパネル１１及びインナパネル１２の各フランジ１１ａ，１２ａ間には、第１のリンフォースメント１３のフランジ１３ａと、第２のリンフォースメント１４の延出部１４ｂとが段差を発生させることなく交互に介装される。
【００２８】
そして、上記各フランジ１１ａ，１２ａ間において、第１のリンフォースメント１３のフランジ１３ａ又は第２のリンフォースメント１４の延出部１４ｂが介装している部分が液熱硬化エポキシ樹脂系などの接着剤１５と複数箇所に抵抗溶接であるスポット溶接を併用した、いわゆる、ウェルドボンド接合工法によって接合されている。
【００２９】
すなわち、本実施の形態において、アウタパネル１１のフランジ１１ａとインナパネル１２のフランジ１２ａ間に設定されるスポット溶接の溶接部１６には、第１のリンフォースメント１３のフランジ１３ａ或いは、第２のリンフォースメント１４の延出部１４ｂが延設され、これらが溶接部１６で各フランジ１１ａ，１２ａと一体に接合されている。
【００３０】
さらに、本実施の形態においては、ウェルドボンド接合工法に用いる接着剤１５によって、第１のリンフォースメント１３のフランジ１３ａ及び第２のリンフォースメント１４の接触部１４ａが各溶接部１６を回避する位置で、アウタパネル１１或いはインナパネル１２に固着されている。
【００３１】
尚、アウタパネル１１、インナパネル１２及び第１のリンフォースメント１３は、夫々の縁辺部に設けられた、２つのフランジ１１ａ，１２ａ，１３ａ間の長さが同等に設定されている。すなわち、図２に示したように、アウタパネル１１、インナパネル１２及び第１のリンフォースメント１３は、一方の縁辺部側のフランジ１１ａ，１２ａ，１３ａと他方の縁辺部側のフランジ１１ａ，１２ａ，１３ａが夫々対応して重畳できるように、各フランジ１１ａ，１２ａ，１３ａの端部間の長さが同等に設定されている。
【００３２】
以上のように構成された４枚の板金部品が一体となるサイドシル７は、内部空間が形成されるように、上記アウタパネル１１及び上記インナパネル１２が接合されている。また、これらのアウタパネル１１及びインナパネル１２によって形成された空間内には、上記第１のリンフォースメント１３及び上記第２のリンフォースメント１４が配設されている。
【００３３】
尚、上述のように、各リンフォースメント１３，１４に対して、延出部を所定間隔毎に配設する構成に変えて、例えば、図５及び図６に示すように、第１のリンフォースメント１３に一連のフランジ１３ａのみを設け、これに合わせて、第２のリンフォースメント１４に一連の接触部１４ａのみを設けても良い。  
上述したように構成された、本発明の車体の板金接合構造の一例であるサイドシル７の組み立て手順について、図７から図９を参照して詳しく説明する。図７から図９は、時系列的にサイドシル７の組み立て手順を示す説明図、図１０はフランジの開口変位と荷重の関係を示すグラフである
図７に示すように、インナパネル１２のフランジ１２ａに形成された係合段部１２ｂの内面、つまり、車外側となる面上において、少なくとも係合段部１２ｂを含む領域に接着剤１５ａが塗布される。そして、第２のリンフォースメント１４の両側の接触部１４ａが夫々、対応するインナパネル１２のフランジ１２ａの係合段部１２ｂに係合される。尚、このとき、インナパネル１２のフランジ１２ａ全体に、接着剤を塗布しても良い。
【００３４】
次に、第１のリンフォースメント１３がインナパネル１２に係合された第２のリンフォースメント１４と内部空間ができるように、各フランジ１３ａがインナパネル１２の夫々対応するフランジ１２ａに当接される。これにより、図８に示すように、第２のリンフォースメント１４の各接触部１４ａが各フランジ１２ａ，１３ａと夫々面接触した状態、つまり、挟まれた状態にされる。
【００３５】
そして、第１のリンフォースメント１３のフランジ１３ａと第２のリンフォースメント１４の接触部１４ａとの間である合わせ部分には、接着剤１５ｂが充填される。その後、アウタパネル１１が、その内部に、第１のリンフォースメント１３の収容する方向から、各フランジ１１ａが夫々対応する第２のリンフォースメント１３のフランジ１３ａ及び第２のリンフォースメント１４の延出部１４ｂに当接するように、第１のリンフォースメント１３と重ね合わされる。  
このとき、第１のリンフォースメント１３の各フランジ１３ａとアウタパネル１１の各フランジ１１ａの間に接着剤１５ｃが塗布される。
【００３６】
これにより、サイドシル７は、図９に示すように、インナパネル１２のフランジ１２ａ、第１のリンフォースメント１３のフランジ１３ａ（或いは第２のリンフォースメント１４の延出部１４ｂ）及びアウタパネル１１のフランジ１１ａの順で３枚の板金部品が重畳された部分と、インナパネル１２の係合段部１２ｂ、第２のリンフォースメント１４の接触部１４ａ、第１のリンフォースメント１３のフランジ１３ａ及びアウタパネル１１のフランジ１１ａの順で４枚の板金部品が重畳された部分とを有する。
【００３７】
そして、各フランジ１１ａ，１２ａに設定された溶接部１６でスポット溶接が行われることにより、これらフランジ１１ａ，１２ａは、フランジ１３ａ或いは延出部１４ｂと一体的に接合される。このとき、第２のリンフォースメント１４の接触部１４ａは、インナパネル１２の係合段部１２ｂと第１のリンフォースメント１３のフランジ１３ａによって、挟持された状態となっている。
【００３８】
その後、アウタパネル１１、インナパネル１２、第１のリンフォースメント１３及び第２のリンフォースメント１４とからなる４枚の板金部品が接合されたサイドシル７は、接着剤１５（ａ，ｂ，ｃ）を硬化させるため、例えば、１４０°〜１６０°で２０分程度の加熱工程にかけられる。これにより、第２のリンフォースメント１４の接触部１４ａは、インナパネル１２の係合段部１２ｂ及び第１のリンフォースメント１３のフランジ１３ａと強固に接着固定される。また、アウタパネル１１のフランジ１１ａ及び第１のリンフォースメント１３のフランジ１３ａも強固に接着固定される。
【００３９】
以上の説明したように、本発明の車体の板金接合構造の一例であるサイドシル７は、第２のリンフォースメント１４をインナパネル１２の係合段部１２ｂ及び第１のリンフォースメント１３のフランジ１３ａと接着固定することにより、以下のような効果を得ることが可能となる。  
すなわち、本発明の車体の板金接合構造となるサイドシル７を構成するアウタパネル１１、インナパネル１２、第１のリンフォースメント１３及び第２のリンフォースメント１４は、各接合部位により部分的に接合されていない箇所が存在しなくなる。
【００４０】
詳しくは、アウタパネル１１及びインナパネル１２は、各フランジ１１ａ，１２ａが第１のリンフォースメント１３のフランジ１３ａ又は第２のリンフォースメント１４の延出部１４ｂのいずれか一方と溶接部１６毎に一体的にスポット溶接される。そして、インナパネル１２は、少なくとも、その係合段部１２ｂ全域が第２のリンフォースメント１４の接触部１４ａと一体的に接着剤１５により固着される。また、第１のリンフォースメント１３は、そのフランジ１３ａ上の少なくとも基部分、或いは全域が第２のリンフォースメント１４の接触部１４ａ及びアウタパネル１１のフランジ１１ａと一体的に接着剤１５により固着される。
【００４１】
これにより、サイドシル７は、アウタパネル１１、インナパネル１２、第１のリンフォースメント１３及び第２のリンフォースメント１４からなる４枚の板金部品が夫々接触する部分において、接着剤１５（ａ，ｂ，ｃ）及びスポット溶接の両方で一体的に接合される。そのため、サイドシル７は、各板金部品が接着剤１５により、接合されていない箇所がなくなるため、各溶接部１６における剛性を向上できると共に、各板金部品が擦れることによる部分的な軋みが生じることがなく、軋み音が発生したり、各板金部品に歪みが生じることが防止される。また、少なくとも溶接部１６を回避する部位、例えば、インナパネル１２のフランジ１２ａに形成された係合段部１２ｂの内面と第２のリンフォースメント１４の接触部１４ａでの接着では、インナパネルのＲ部ないしＲ部近傍と第２のリンフォースメント１４の接触部１４ａとが接着剤で接合されることになり、第２のリンフォースメントをスポット溶接しなくともインナパネルと第２のリンフォースメント１４の接合部の剛性が飛躍的に向上する。すなわち、本発明者らが、アウタパネルとインナパネルの各フランジ部をスポット溶接のみで接合したもの（以下、サンプル１という）と、スポット溶接に加えて各フランジ部の間で接着剤を凝固させたもの（以下、サンプル２という）と、スポット溶接に加えて各フランジ部およびＲ部の間で接着剤を凝固させたもの（以下、サンプル３という）とに分けて接着剤の塗布状態により接合部の剛性がどのように変化するのかを実験したところ、図１０に示すように各フランジ部の接合部の剛性は、サンプル３、サンプル２、サンプル１の順に高い値が得られた。尚、図１０においては、各フランジ部の開口変位を横軸とし、この開口変位に必要な荷重を縦軸としている。サンプル２とサンプル３を比較すると、同じ開口変位では、サンプル３の方が約５倍の荷重を加えなければならないことが実験的に証明されている。このように、実験的に、部材間のR部に接着剤を充填させることで各フランジの接合部の剛性が飛躍的に向上することが確認されている。したがって、上述のように本発明では、インナパネル１２と第２のリンフォースメント１４の接触部１４ａのように部分的にスポット溶接されていない箇所が存在してもこの部材間をＲ部を含むように接着するため接合部の剛性を向上させることができる。
【００４２】
さらに、サイドシル７は、アウタパネル１１、インナパネル１２、第１のリンフォースメント１３及び第２のリンフォースメント１４における各接合部位の剛性が向上することで、夫々の板厚を低減することが可能となり、軽量化できると共に、歩留り向上によるコスト低減を実現することができる。
【００４３】
尚、上述の実施の形態における本発明の車体の板金接合構造では、ウェルドボンド接合工法を採用し、該ウェルドボンド接合工法に用いる上述の接着剤１５を、各接触部の固着に兼用した一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、各フランジ１１ａ，１２ａ，１３ａ及び延出部１４ｂが対応して接触する部分の一部、特に各サイドシル７は、アウタパネル１１、インナパネル１２、第１のリンフォースメント１３及び第２のリンフォースメント１４の各縁辺部近傍の基部分のみに接着剤を塗布しても良い。
【００４４】
また、本実施の形態において、上述したように、４枚の板金部品を接合する車体の板金接合構造を示したが、３枚の板金部品、或いは５枚以上の板金部品の接合に適用可能である。さらに、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本実施の形態に係る、ボディーシェルの概要を説明する全体斜視図である。
【図２】本発明の車体の板金接合構造に係る、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿ったサイドシルの断面図である。
【図３】同、サイドシルの側部における接合形状の一例を示す説明図である。
【図４】同、図３のサイドシルの側部における接合形状の一例を示す分解斜視図である。
【図５】サイドシルの側部における接合形状の変形例を示す説明図である。
【図６】図５のサイドシルの側部における接合形状の変形例を示す分解斜視図である。
【図７】本発明の車体の板金接合構造に係る、サイドシルの組み立て手順を示す説明図である。
【図８】同、サイドシルの組み立て手順を示す説明図である。
【図９】同、センタピラーの組み立て手順を示す説明図である。
【図１０】フランジの開口変位と荷重の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
１・・・ボディーシェル    
７・・・サイドシル    
１１・・・アウタパネル（メインパネル）    
１１ａ・・・フランジ    
１２・・・インナパネル（メインパネル）    
１２ａ・・・フランジ    
１２ｂ・・・係合段部    
１３・・・第１のリンフォースメント（補強パネル）    
１３ａ・・・フランジ    
１３ｂ・・・接触部    
１４・・・第２のリンフォースメント（補強パネル）    
１４ａ・・・接触部    
１４ｂ・・・延出部    
１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ）・・・接着剤    
１６・・・溶接部    
代理人    弁理士    伊  藤    進
【図１】
2006273145.tif 000003
【図２】
2006273145.tif 000004
【図３】
2006273145.tif 000005
【図４】
2006273145.tif 000006
【図５】
2006273145.tif 000007
【図６】
2006273145.tif 000008
【図７】
2006273145.tif 000009
【図８】
2006273145.tif 000010
【図９】
2006273145.tif 000011
【図１０】
2006273145.tif 000012