JP2008222013A - 車体パネルの結合部の構造 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の増加を招くことなく、合金化溶融メッキ鋼板とアルミニウム系金属板とで車体のアウタパネルを構成することのできる車体パネルの結合部の構造を提供する。
【解決手段】アルミニウム系金属板からなる第１のアウタパネル（ルーフアウタパネル２）と、合金化溶融メッキ鋼板からなる第２のアウタパネル（ルーフサイドレールアウタパネル４）と、非合金系亜鉛メッキ鋼板からなるスティフナ５及び／又はインナパネル（ルーフサイドレールインナパネル６）とを重ね合わせて結合する車体パネルの結合部の構造において、第１のアウタパネルとスティフナ又はインナパネルとを溶接結合すると共にスティフナ又はインナパネルの第１のアウタパネルとの溶接結合部以外の部分を部分的に露出させる切欠部１１を第１のアウタパネルに設け、この切欠部から露出した部位に第２のアウタパネルをウエルドボンド接合するものとする。
【選択図】図３

Description

本発明は、車体パネルの結合部の構造に関し、特に、アルミニウム系金属と鉄系金属とを抵抗スポット溶接で結合する部分の構造に関するものである。

近時、軽量化のために車体をアルミニウム系金属で構成する要望が高まっている。しかしアルミニウム系金属のみで所望の車体強度を確保することは困難なので、主要骨格部分を鋼板で構成し、ルーフパネルなどの比較的強度の依存度が低く、且つ面積が広い部位にアルミニウム系金属を選択的に用いることが考えられている。

ところで、異種金属同士を接合した場合、両者が当接した箇所において、両者の微少な隙間に電解質（例えば雨水）が浸入することによって金属腐食（電食）が引き起こされることが知られている。このような電食の発生を防止する手法の一つとして、非貫通型のリベットによって両者を結合すると共に、この結合面を外れた位置に電食防止を図るためのシール部を設けるようにした構造が特許文献１に提案されている。
特開２０００−２７２５４１号公報

しかるに、特許文献１に記載の技術によると、在来の製造設備の流用が困難なため、異種金属同士を結合させるためのリベット結合設備に膨大な費用を要するという不都合がある。

本発明は、このような従来技術の不都合を解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、電食発生の防止を図ることができ、しかも在来の設備を用いて製造することが可能なように構成された車体パネルの結合部の構造を提供することにある。

このような課題を解決するために本発明の請求項１は、アルミニウム系金属板からなる第１のアウタパネル（ルーフアウタパネル２）と、合金化溶融メッキ鋼板からなる第２のアウタパネル（ルーフサイドレールアウタパネル４）と、非合金系亜鉛メッキ鋼板からなるスティフナ５及び／又はインナパネル（ルーフサイドレールインナパネル６）とを重ね合わせて結合する車体パネルの結合部の構造において、第１のアウタパネルとスティフナ及び／又はインナパネルとを溶接結合すると共にスティフナ又はインナパネルの第１のアウタパネルとの溶接結合部以外の部分を部分的に露出させる切欠部１１を第１のアウタパネルに設け、この切欠部から露出した部位に第２のアウタパネルをウエルドボンド接合、つまり接着剤１４を介在させて溶接結合するものとした。
また請求項２の発明においては、前記スティフナ及び／又はインナパネルにおける切欠部に対応する部位に、第１のアウタパネルの板厚に対応した高さの突出部１２を設けるものとした。

このような本発明の請求項１の構成によれば、非合金系亜鉛メッキ鋼板からなるインナパネルにアルミニウム系金属板からなる第１のアウタパネルを直接スポット溶接することで所期の結合強度を確保することができるので、在来の設備や工程を変更することなく合金化溶融めっき鋼板とアルミニウム系金属板とで車体のアウタパネルを構成することができる。しかもスティフナ又はインナパネルと第２のアウタパネルとの溶接面に影響を及ぼすことなく、第１のアウタパネルと第２のアウタパネルとの間に接着剤（絶縁材）を封入することができるので、スティフナ又はインナパネルと第２のアウタパネルとの溶接強度を確保した上で第１のアウタパネルと第２のアウタパネルとの間の電食を防止することができる。
また請求項２の構成によれば、切欠部と突出部とで第１のアウタパネルとスティフナ及び／又はインナパネルとを相互位置決めすることができるので、板同士の位置合わせが容易となり製造工程を簡略化することができる上、第１のアウタパネルを接合させる面を平坦化することができる。
つまり本発明により、生産性、強度、耐食性を高める上に多大な効果を奏することができる。

以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。
図１は、本発明が適用された自動車の車体を示している。この車体１のルーフアウタパネル２は、例えば６０００系アルミニウム合金の板材で形成されており、ルーフアウタパネル２の側端縁に接続するルーフサイドレール３は、メッキ鋼板で形成されている。

ルーフサイドレール３は、図２に示すように、アウタパネル４、スティフナ５、及びインナパネル６からなり、これらの各端縁に形成されたフランジ部４ａ・５ａ・６ａと、ルーフアウタパネル２の側端縁に形成されたフランジ部２ａとを互いに重ね合わせて抵抗スポット溶接することにより、車体のルーフが構成されている。

ここでルーフサイドレール３におけるアウタパネル４は合金化溶融メッキ鋼板にて形成され、スティフナ５並びにインナパネル６は非合金系亜鉛メッキ鋼板にて形成されている。なお、インナパネル６はメッキなし鋼板でも良い。

図３に示すように、ルーフアウタパネル２のフランジ部２ａには、適宜な間隔をおいて複数の例えば矩形をなす切欠部１１が形成されている。そして互いに重なり合った状態のスティフナ５並びにインナパネル６のフランジ部５ａ・６ａには、ルーフアウタパネル２の切欠部１１に対応する位置に、輪郭が長円形をなす上向きの突出部１２が形成されている。この突出部１２の高さ寸法は、ルーフアウタパネル２の板厚よりも僅かに大きくされている。

次に抵抗スポット溶接の手順について説明する。
先ず、ルーフサイドレール３におけるスティフナ５並びにインナパネル６の両フランジ部５ａ・６ａを重ね合わせると共に、突出部１２に切欠部１１を整合させた上でルーフアウタパネル２のフランジ部２ａをスティフナ５のフランジ部５ａにさらに重ね合わせる。この状態で、ルーフアウタパネル２、スティフナ５並びにインナパネル６の各フランジ部２ａ・５ａ・６ａの互いに重なり合う部位の適所、つまりルーフアウタパネル２の切欠部１１を避けた部位にスポット溶接機の電極チップ１３を圧接し、これらを溶接結合する（図４−ａ）。

次に、ルーフアウタパネル２のフランジ部２ａの上面および切欠部１１と突出部１２との間に例えば構造用接着剤などのシーリング剤１４を塗布した上で、ルーフサイドレール３におけるアウタパネル４のフランジ部４ａをルーフアウタパネル２のフランジ部２ａに重ね合わせ、ルーフアウタパネル２のフランジ部２ａに設けられた切欠部１１、即ちスティフナ５のフランジ部５ａに設けられた突出部１２に対応する部位にスポット溶接機の電極チップ１３を圧接し、これらを溶接結合する（図４−ｂ）。これにより、切欠部１１から露出した突出部１２の頂面にルーフサイドレール３におけるアウタパネル４のフランジ部４ａが溶接結合され、ルーフアウタパネル２とルーフサイドレール３とが一体となる。

これによると、ルーフアウタパネル２は、非合金系亜鉛メッキ鋼板からなるスティフナ５に直接溶接されることとなる。ここで６０００系アルミニウムと非合金系亜鉛メッキとの溶接部の延性比（剥離強度／せん断強度）は、約０．３５であり、鋼板同士の溶接部の延性比（０．３０）よりも高い値が得られることが分かっており、６０００系アルミニウムで形成されたルーフアウタパネル２を非合金系亜鉛メッキ鋼板で形成されたスティフナ５（或いはインナパネル６）に直接溶接することにより、十分な結合強度を確保することができる。

そしてルーフアウタパネル２のフランジ部２ａの上面および切欠部１１と突出部１２との間に塗布したシーリング剤１４が、突出部１２の頂面にアウタパネル４のフランジ部４ａが結合された際にルーフアウタパネル２のフランジ部２ａとルーフサイドレールアウタパネル４のフランジ部４ａとの隙間に充填され（図５）、この隙間に外部から浸水することを防止する。即ちこの構造により、電食の発生が防止される。なお、ルーフアウタパネル２におけるフランジ部２ａの付け根とルーフサイドレール３におけるアウタパネル４のフランジ部４ａの端縁との隙間にもコーキング剤１５を塗布することにより、防水性をより一層高めることができる。

突出部１２の形状及び面積は、上述の実施形態に示した長円形に限らず、要はスポット溶接機の電極チップ１３を十分に圧接することができ、且つ電極チップ１３の位置誤差を許容することができれば良く、例えば、円形、楕円形、或いは矩形などの多角形でも良い。

本発明が適用される車体の概略斜視図である。 図１中のII−II線に沿う要部断面図である。 本発明の適用部位の拡大斜視図である。 本発明の適用部位の切断部端面図であり、（ａ）はルーフアウタパネルの溶接の様子を示し、（ｂ）はルーフサイドレールアウタパネルの溶接の様子を示す。 切欠部と突出部以外の部位の切断部端面図である。

符号の説明

２ ルーフアウタパネル
４ ルーフサイドレールアウタパネル
５ スティフナ
６ ルーフサイドレールインナパネル
１１ 切欠部
１２ 突出部
１３ 電極チップ
１４ シーリング剤

Claims (2)

1. アルミニウム系金属板からなる第１のアウタパネルと、合金化溶融メッキ鋼板からなる第２のアウタパネルと、非合金系亜鉛メッキ鋼板からなるスティフナ及び／又はインナパネルとを重ね合わせて結合する車体パネルの結合部の構造であって、
   前記第１のアウタパネルと前記スティフナ及び又はインナパネルとを溶接結合すると共に前記スティフナ又はインナパネルの前記第１のアウタパネルとの溶接結合部以外の部分を部分的に露出させる切欠部を前記第１のアウタパネルに設け、この切欠部から露出した部位に前記第２のアウタパネルをウエルドボンド接合することを特徴とする車体パネルの結合部の構造。
2. 前記スティフナ及び／又はインナパネルにおける前記切欠部に対応する部位に、前記第１のアウタパネルの板厚に対応した高さの突出部を設けることを特徴とする請求項１に記載の車体パネルの結合部の構造。

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