JP2012240550A - 車体の接合部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車体の接合部における安定した車体の接合部構造を得る。
【解決手段】電着塗装による塗装の膜厚以上の高さがある突起としてのエンボス１６Ａ及びエンボス１６Ｂがフランジ部１２Ａにおける接合面１２Ｃに設けられている。これにより、フランジ部１２Ａとフランジ部１４Ａとの隙間に入り込んだ電着塗装による接着効果は、エンボス１６Ａ及びエンボス１６Ｂの周辺で生じることとなり、電着塗装の接着効果による剛性のばらつきをコントロールすることが可能となる。その結果、安定した振動特性を得ることが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電着塗装が施された車体の接合部構造に関する。

車体における各種部材を溶接で接合した後に、車体の錆の発生を防止すべく下塗り塗装を施すことが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

この下塗り塗装としては、塗装の膜厚を安定させやすく、かつ塗装の垂れが生じにくい電着塗装が広く用いられている。

特開平５−４５９０号公報

しかしながら、各種部材を溶接で接合すると、部材表面における凹凸や溶接による歪み等の影響を受け、一の部材と他の部材との接合部の間には隙間が生じる。また、部材表面の凹凸（平面度）のばらつきや、溶接による歪みのばらつきにより、その隙間は結合部ごとに異なることとなる。

ここで、一の部材と他の部材とを接合した後に電着塗装を施すと、塗料が一の部材と他の部材との隙間に入り込んで硬化し、その硬化した塗料は所謂接着剤と同様の効果を奏し、接合面の結合が強固になる。これに伴い、その接合面の剛性が上がる。

上述した通り、接合された一の部材と他の部材との接合部の隙間は接合部ごとに異なるため、その接合部の剛性も接合部ごとに異なることとなる。すると、その接合部を伝わる振動特性も接合部ごとに異なることとなり、安定した振動特性が得らない、という課題があった。

本発明は上記事実を考慮し、車体の接合部において安定した振動特性が得られる車体の接合部構造を得ることが目的である。

請求項１に記載された本発明に係る車体の接合部構造には、車体の一部を構成すると共に電着塗装が施される一の部材の接合部と、車体の一部を構成すると共に電着塗装が施されかつ前記一の部材と溶接接合される他の部材の接合部と、前記一の部材と前記他の部材との接合面に設けられ、前記接合面における前記電着塗装の膜厚以上の高さを有する突起部と、を備えている。

請求項１に記載された本発明では、一の部材と他の部材との接合面には、電着塗装の膜厚以上の高さがある突起部が設けられているので、接合された両部材間における隙間の高さは、例えばその突起の高さとほぼ一致するようにすることが可能となる。そのため、一の部材と他の部材との隙間に入り込んだ塗料が硬化すると、一の部材と他の部材とを接着する効果は突起部の周辺で生じることとなる。

これにより、電着塗装の接着効果による剛性のばらつきをコントロールすることが可能となり、安定した振動特性を得ることが可能となる。

請求項２に記載された本発明に係る車体の接合部構造では、請求項１に記載された車体の接合部構造において、突起部が接合面における溶接部に隣接して設けられている。

ここで、一般的に溶接部近傍には、溶接の際に発生する熱やスポットガンの加圧による歪が発生し易い。そのため、溶接部近傍における一の部材と他の部材との隙間は、その歪みによりばらつき易くなる。

しかしながら、請求項２に記載された本発明では、突起部が接合面における溶接部に隣接して設けられているので、接合面における溶接部近傍の隙間をコントロールすることが可能となり、上記請求項１に記載された車体の接合部構造と同様に、安定した振動特性を得ることが可能となる。

請求項３に記載された本発明に係る車体の接合部構造では、請求項１又は請求項２に記載された車体の接合部構造において、前記突起部が前記一の部材の接合部と前記他の部材との接合部の間に生じる口開き部に設けられ、かつ前記口開き部に設けられた突起部の高さは前記口開き部の高さ以上の高さを有することを特徴とする。

ここで、一の部材の接合部と他の部材の接合部との間に生じる口開き部においては、電着塗装による接着効果を得ることができないため、接合部の剛性が低下する傾向にある。

しかしながら、請求項３に記載された本発明では、口開き部の高さ以上の高さを有する突起部が一の部材の接合部と他の部材の接合部との間に生じる口開き部に設けられているので、当該突起部に定着した電着塗装を介して、当該口開き部における一の部材と他の部材とを接着する効果が得られる。これにより、口開き部が生じる車体の接合部の剛性を向上させることができる。

請求項４に記載された本発明に係る車体の接合部構造では、請求項３に記載された車体の接合部構造において、前記一の部材及び前記他の部材は屈曲部をそれぞれ有し、前記突起部は少なくとも前記接合面における前記屈曲部側に形成された口開き部に設けられている。

ここで、車体にはプレス加工によって成型される部品を多く含むが、プレス加工にて屈曲部を有する部品を成型する場合においては、部材内部に生じる残留応力の影響等により、接合部おける屈曲部側には上述した口開き部が形成され易い。

しかしながら、請求項４に記載された本発明では、突起部が少なくとも接合面おける屈曲部側に形成された口開き部に設けられているので、当該突起部に定着した電着塗装を介して、当該口開き部における一の部材と他の部材とを接着する効果が得られる。これにより、口開き部が生じる車体の接合部の剛性を向上させることができる。

以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る車体の接合部構造は、車体の接合部において安定した振動特性を得ることができるという優れた効果を有する。

請求項２記載の本発明に係る車体の接合部構造は、溶接による歪みの影響を受けることなく、車体の接合部において安定した振動特性を得ることができるという優れた効果を有する。

請求項３記載の本発明に係る車体の接合部構造は、口開き部が生じる接合部の剛性を向上させることができるという優れた効果を有する。

請求項４記載の本発明に係る車体の接合部構造は、口開き部が形成され易い屈曲部を有する部材を接合する場合であっても、接合部の剛性を向上させることができるという優れた効果を有する。

（Ａ）は第１実施形態における車体の接合部の拡大断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）における矢印Ｃ方向から見た側面図であり、（Ｃ）は（Ａ）におけるエンボス１６Ａ付近を示す拡大断面図である。 第１実施形態におけるフロントピラー及びロッカーを示す斜視図である。 第１実施形態におけるロッカー部の構造を示す分解斜視図である。 第１実施形態における図３に示されたロッカー部におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。 （Ａ）は対比例における車体の接合部の拡大断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）における矢印Ｃ方向から見た側面図である。 （Ａ）は第２実施形態における車体の接合部の拡大断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）における矢印Ｃ方向から見た側面図であり、（Ｃ）は（Ａ）におけるエンボス１６Ｃ付近を示す拡大断面図である。 第２実施形態におけるサイメンアウタとエプロンとの接合部を示す斜視図である。 第２実施形態におけるサイメンアウタとエプロンとの接合部を拡大した斜視図である。 第２実施形態における図９に示されたロッカー部におけるＢ−Ｂ線に沿ったサイメンアウタとエプロンとの接合部を示す断面図である。 （Ａ）は対比例における車体の接合部の拡大断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）における矢印Ｃ方向から見た側面図である。 電着塗装を施す前と電着塗装を施した後との接合部における剛性の変化を示すグラフである。

＜第１実施形態＞
図１〜図４を用いて、本発明の第１実施形態に係るロッカーの接合部構造ついて説明する。なお、車体前後方向前方側を矢印ＦＲで示し、車体幅方向外側を矢印ＯＵＴで示し、車体上下方向上側を矢印ＵＰで示す。先ず、第１実施形態に係るロッカー部の接合部構造が適用された自動車のロッカーについて説明し、次いで車体の接合部構造の要部であるロッカーアウタとロッカーインナとの接合部の詳細構成について説明することとする。

図２には本願発明の車体の接合部構造が適用された自動車の左側面が示されている。この図に示されるように、ロッカー１０は車体側部の下端に車両前後方向を長手として配設されている。ロッカー１０の前端部にはフロントピラー２０の下端部が接合されており、またロッカー１０の長手方向の中間部にはセンターピラー２２の下端部が接合されている。さらに、フロントピラー２０とセンターピラー２２の上端部にはルーフサイド２４が接合されており、ロッカー１０、フロントピラー２０、センターピラー２２及びルーフサイド２４によりドア開口部２６を形成している。ここで、当該ドア開口部２６に図示しないドアが収まることにより、車両室内側と車両外側とを離隔する。

図３及び図４に示す如く、ロッカー１０は車室内側に配置されたロッカーインナ１２と車室外側に配置されたロッカーアウタ１４とで構成されている。また、ロッカーインナ１２及びロッカーアウタ１４は、鋼板材をプレス加工することにより成型され、各々略ハット型断面を形成している。

図１に示される如く、ロッカーインナ１２とロッカーアウタ１４とは、接合部としてのフランジ部１２Ａにおける接合面１２Ｃと接合部としてのフランジ部１４Ａにおける接合面１４Ｃとが合わされた状態で、溶接部Ｊにてスポット溶接で接合されている。これにより、ロッカー１０は閉断面構造とされている。ロッカーインナ１２とロッカーアウタ１４とが接合された後、両者には電着塗装が施されることとなる。なお、図１（Ｃ）に示された２点鎖線は電着塗装の表面を表し、当該電着塗装の膜厚をｔとする。

ここで、フランジ部１２Ａにおける接合面１２Ｃには、エンボス１６Ａ及びエンボス１６Ｂが設けられている（本実施形態では、エンボス１６Ａ及びエンボス１６Ｂが溶接部Ｊに隣接して４個設けられている）。なお、図１は本発明の構成をわかりやすくするために、エンボス１６Ａ及びエンボス１６Ｂの高さを誇張して表現している。

当該エンボス１６Ａ及びエンボス１６Ｂの高さＨは、電着塗装の膜厚ｔ以上の高さを有している。さらに、フランジ１２Ａにおける屈曲部１２Ｂ側に設けられた上記エンボス１６Ａの高さＨは、接合面１２Ｃにおける屈曲部１２Ｂ側と接合面１４Ｃにおける屈曲部１４Ｂとの間に形成された口開き部１８の高さＬと同等の高さを有している。なお、口開き部１８とは、屈曲部１２Ｂ及び屈曲部１４Ｂ付近に形成された接合面１２Ｃと接合面１４Ｃとの間の隙間のことを指し、口開き部の高さとは半径Ｒを有する屈曲部（１２Ｂ，１４Ｂ）とフランジ（１２Ａ，１４Ａ）との境界１９における、接合面１２Ｃと接合面１４Ｃとの間の隙間の高さを指している。

以上の如く、エンボス１６Ａ及びエンボス１６Ｂが形成されているため、ロッカーインナ１２におけるフランジ部１２Ａとロッカーアウタ１４におけるフランジ部１４Ａとは、エンボス１６Ａ及びエンボス１６Ｂの高さに応じた隙間を空けて接合される。

（本実施形態の作用／効果）
上述のロッカーインナ１２とロッカーアウタ１４とが接合された後、上記のロッカー部を含む車体には電着塗装が施される。車体は電着塗料が満たされた槽の中に浸され、車体と槽の中の電極間に電圧をかけ、通電させることで塗装の膜を析出させる。その後、車体を槽から引き上げ水洗いして余分な塗料を除去し、塗装の硬化処理を行うこととなる。なお、電着塗装は下塗塗装なので、車体には装飾を目的とした上塗塗装が施されることとなる。

上記電着塗装が施される過程において、接合面１２Ｃと接合面１４Ｃとの間の隙間には電着塗装が入り込むこととなる。電着塗装が硬化すると、その塗装は所謂接着剤と同様の効果を奏し、接合面の結合が強固になる。これに伴い、その接合部の剛性が上がる。

ここで、図１１には、電着塗装が施される前と電着塗装が施された後との、接合部における周波数とイナータンスとの関係が示されている。イナータンスとは、接合部で計測される振動加速度Ａとロッカーに加わる加振力Ｆとの比Ａ／Ｆで表される。即ち、接合部の剛性が上がると、接合部において計測される振動加速度は小さくなり、イナータンスの値も小さくなる。

電着塗装が施される前におけるイナータンスの平均値を示す線（Ａ）と電着塗装が施された後におけるイナータンスの平均値を示す線（Ｂ）とを比べると、イナータンスは電着塗装が施される前よりも電着塗装が施された後のほうが、その平均値が低くなっている。即ち、電着塗装の接着効果により接合部の剛性が上がることが確認できる。

上述の通り、接合面１２Ｃには、電着塗装による塗装の膜厚ｔ以上の高さＨを有する突起としてのエンボス１６Ａ及びエンボス１６Ｂが設けられているため、接合面１２Ｃと接合面１４Ｃとの間には、エンボス１６Ａ及びエンボス１６Ｂの高さＨに応じた隙間が形成される。

すると、接合面１２Ｃと接合面１４Ｃとの隙間に入り込んだ電着塗装による接着効果は、エンボス１６Ａ及びエンボス１６Ｂの周辺で生じることとなる。従って、第１実施形態の接合部構造では、電着塗装の接着効果による剛性のばらつきをコントロールすることが可能となる。

なお、接合面１２Ｃと接合面１４Ｃとの間に形成された電着塗装の膜厚は、通常２０μｍから３０μｍほどであることから、上記のエンボス１６Ａ及びエンボス１６Ｂの高さＨはこの電着塗装の膜厚を超える高さで設定すればよいこととなるが、上記口開き部１８の高さＬなどを考慮して、適宜設定すればよい。

ここで、ロッカー１０には、車体の走行に伴う路面からの入力及びエンジンの燃焼に伴う振動が伝わることとなるが、上述の通り当該接合部の剛性のばらつきはコントロールされているので、接合部を伝わる振動の振動特性を安定させることが可能となる。

また、本実施形態ではエンボス１６Ａ及びエンボス１６Ｂが溶接部Ｊに隣接して設けられているため、溶接の際に発生する熱やスポットガンの加圧による歪の影響を受けることなく、電着塗装の接着効果による剛性のばらつきをコントロールすることが可能となる。そのため、当該溶接による歪みの影響を受けることなく、車体接合部における安定した振動特性を得ることが可能となる。

これに対し、図５に示す如く対比例の車体の接合部構造では、接合面１２０Ｃ及び１４０Ｃの平面度や溶接歪みのばらつきの影響により、接合部の隙間は接合部ごとに異なるため、その隙間に入り込む電着塗装の分布も接合部ごとに異なることとなる。そのため、電着塗装の接着効果による接合部の剛性も、接合部ごとに異なることなり、対比例の車体の接合部構造では、接合部における振動特性が安定しないことが考えられる。

なお、本実施形態においてはエンボス以外の構成を追加することは不要なので、軽量かつ安定した振動特性を確保でき、さらに、従来と同様にスポット溶接後に電着塗装を施せばよく、製造工程を変更しなくてもよい。

さらに、図１（Ａ）に示す如く、本実施形態の接合部構造では、口開き部１８の高さＬ以上の高さＨを有するエンボス１６Ａが接合面１２Ｃにおける屈曲部１２Ｂ側に形成された口開き部１８に設けられているため、当該エンボス１６Ａ周辺において、電着塗装による接着効果が得られる。

ここで、ロッカーインナ１２及びロッカーアウタ１４をプレス成型した際に生じる残留応力の影響により、接合面１２Ｃにおける屈曲部１２Ｂ側と接合面１４Ｃにおける屈曲部１４Ｂとの間には、口開き部１８が形成されやすく、さらに車体の走行に伴う路面からの入力等に伴い、当該口開き部１８をさらに広げようとする力が生じることとなる。

しかしながら、本実施形態の接合部構造では、当該口開き部１８において電着塗装による接着効果を得ることができるため、当該接合部の剛性を向上させることが可能となる。

＜第２実施形態＞
次に、図６〜図９を用いて、本発明の第２実施形態に係るサイメンアウタとエプロンとの接合部構造ついて説明する。なお、上記第１実施形態に係る車体の接合部構造の説明と同様に、車体前後方向前方側を矢印ＦＲで示し、車体幅方向外側を矢印ＯＵＴで示し、車体上下方向上側を矢印ＵＰで示す。先ず、第２実施形態に係る車体の接合部構造が適用された自動車のサイメンアウタとエプロンについて説明し、次いで車体の接合部構造の要部であるサイメンアウタとエプロンとの接合部構造の詳細構成について説明することとする。

図７には、車両右側前方から見た車両の斜視図が示されている。この図に示されるように、サイメンアウタ３０はフロントピラー２０、図示しないセンターピラー、図示しないリヤピラー、図示しないルーフサイドレール及びロッカー１０の車幅方向外側の外壁が共通化された大型のプレス部品である。

エプロン４０はホイールハウス形成部５０の天井部を形成する横壁部４２と当該横壁部における車両幅方向外側の一端から車両上方に延在する縦壁部４４とを有するプレス部品である。なお、当該エプロン４０には、剛性を向上させるためのビード４６が形成されている。

図８には、車両右側前方から見たサイメンアウタ３０とエプロン４０とが接合された車体の拡大図が示されており、図９には、図８におけるＢ―Ｂ断面での断面図が示されている。さらに、図６にはサイメンアウタ３０とエプロン４０との接合部をさらに拡大した図が示されている。

図６及び図９に示されるように、サイメンアウイタ３０とエプロン４０とは、接合部３０Ａにおける接合面３０Ｃと接合部４０Ａにおける接合面４０Ｃとが合わされた状態で、溶接部Ｊにてスポット溶接で接合されている。サイメンアウイタ３０とエプロン４０とが接合された後、両者には電着塗装が施されることとなる。なお、なお、図６（Ｃ）に示された２点鎖線は電着塗装の表面を表し、当該電着塗装の膜厚をｔとする。

ここで、図６に示す如く、エプロン４０における接合面４０Ｃには、電着塗装による塗装の膜厚ｔ以上の高さＨを有する突起としてのエンボス１６Ｃが設けられている（本実施形態では、エンボス１６Ｃが溶接部Ｊに隣接して４個設けられている）。なお、図６は本発明の構成をわかりやすくするために、エンボス１６Ｃの高さを誇張して表現している。

以上の如く、エンボス１６Ｃが形成されているため、接合面３０Ｃと接合面４０Ｃとの間には、エンボス１６Ｃの高さに応じた隙間が形成される。

（本実施形態の作用／効果）
サイメンアウタ３０とエプロン４０とを接合した後、防錆処理を行うべく、サイメンアウイタ３０とエプロン４０との接合部を含む車体には電着塗装が施される。電着塗装については、上記の第１実施形態に係るロッカー部の接合部構造と同様であるため、詳述は省くことにする。

すると、電着塗装を施す過程において、接合面３０Ｃと接合面４０Ｃとの間の隙間には、電着塗装が入り込むこととなる。

電着塗装が硬化すると、その塗装は所謂接着剤と同様の効果を奏し、接合面の結合が強固になる。これに伴い、その接合部の剛性が上がる。

上述の通り、接合面４０Ｃには、電着塗装による塗装の膜厚ｔ以上の高さＨを有する突起としてのエンボス１６Ｃが設けられているため、接合面３０Ｃと接合面４０Ｃとの間には、エンボス１６Ｃの高さＨに応じた隙間が形成される。

そのため、接合面３０Ｃと接合面４０Ｃとの隙間に入り込んだ電着塗装による接着効果は、エンボス１６Ｃの周辺で生じることとなる。従って、第２実施形態の接合部構造では、電着塗装の接着効果による剛性のばらつきをコントロールすることが可能となる。

ここで、サイメンアウタ３０とエプロン４０との接合部には、車体の走行に伴う路面からの入力及びエンジンの燃焼に伴う振動が伝わることとなるが、上述の通り当該接合部の剛性のばらつきはコントロールされているので、当該接合部を伝わる振動の振動特性を安定させることが可能となる。

これに対し、図１０に示す如く対比例の車体の接合部構造では、接合面３００Ｃ及び接合面４００Ｃの平面度や溶接歪みのばらつきの影響により、両接合部間の隙間は接合部ごとに異なるため、その隙間に入り込む電着塗装の分布も接合部ごとに異なることとなる。そのため、電着塗装の接着効果による接合部の剛性も、接合部ごとに異なることなり、対比例の車体の接合部構造では、接合部における振動特性が安定しないことが考えられる。

なお、本実施形態においてはエンボス以外の構成を追加することは不要なので、軽量かつ安定した振動特性を確保でき、さらに、従来と同様にスポット溶接後に電着塗装を施せばよく、製造工程を変更しなくてもよい。

さらに、本実施形態では、ビード４６が接合面３０Ｃ及び接合面４０Ｃの近傍に位置するエプロン４０に形成されている。そのため、ビード４０には電着塗料が入り込み、塗料が接合面３０Ｃと接合面４０Ｃとの間の隙間へ行き渡りやすくなる。従って、電着塗装が接合面に行き渡らないことによる錆の発生を抑えることができる。

なお、第１実施形態においてロッカーの接合部に本発明を適用し、第２実施形態においてはサイメンアウタとエプロンとの接合部に本発明を適用した例を説明したが、本発明は溶接接合された後に電着塗装が施されるあらゆる車体の接合部に適用できる。

１０ ロッカー
１２ ロッカーインナ
１２Ａ フランジ部（ロッカーインナにおける接合部）
１２Ｂ 屈曲部
１２Ｃ ロッカーインナにおける接合面
１４ ロッカーアウタ
１４Ａ フランジ部（ロッカーアウタにおける接合部）
１４Ｂ 屈曲部
１４Ｃ ロッカーアウタにおける接合面
１６Ａ エンボス（突起部）
１６Ｂ エンボス（突起部）
１６Ｃ エンボス（突起部）
１８ 口開き部
１９ 屈曲部とフランジ部との境界
２０ フロントピラー
２２ センターピラー
２４ ルーフサイド
２６ ドア開口部
３０ サイメンアウタ
３０Ａ サイメンアウタにおける接合部
３０Ｃ サイメンアウタにおける接合面
４０ エプロン
４０Ａ エプロンにおける接合部
４０Ｃ エプロンにおける接合面
４２ エプロンにおける横壁部
４４ エプロンにおける縦壁部
４６ ビード
５０ ホイールハウス形成部
１２０ ロッカーインナ
１２０Ａ フランジ部（ロッカーインナにおける接合部）
１２０Ｃ ロッカーインナにおける接合面
１４０ ロッカーアウタ
１４０Ａ フランジ部（ロッカーアウタにおける接合部）
１４０Ｃ ロッカーアウタにおける接合面
３００ サイメンアウタ
３００Ａ エプロンにおける接合部
３００Ｃ サイメンアウタにおける接合面
４００ エプロン
４００Ａ エプロンにおける接合部
４００Ｃ エプロンにおける接合面
Ｊ 溶接部

Claims (4)

1. 車体の一部を構成すると共に電着塗装が施される一の部材の接合部と、
   車体の一部を構成すると共に電着塗装が施されかつ前記一の部材と溶接接合される他の部材の接合部と、
   前記一の部材と前記他の部材との接合面に設けられ、前記接合面における前記電着塗装の膜厚以上の高さを有する突起部と、
   を有する車体の接合部構造。
2. 前記突起部が前記接合面における溶接部に隣接して設けられた、請求項１記載の車体の接合部構造。
3. 前記突起部が前記一の部材の接合部と前記他の部材との接合部の間に生じる口開き部に設けられ、かつ前記口開き部に設けられた突起部の高さは前記口開き部の高さ以上の高さを有する、請求項１又は請求項２記載の車体の接合部構造。
4. 前記一の部材及び前記他の部材は屈曲部をそれぞれ有し、前記突起部は少なくとも前記接合面における前記屈曲部側に形成された口開き部に設けられた、請求項３記載の車体の接合部構造。