JPH0576964U - 車体結合部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 接着剤使用量の減少と車体構造の剛性向上と
を両立させる。 【構成】 シルアウター６の上部フランジ６ａと接合す
るフロントピラーロアアウター４のドア開口部側フラン
ジ下部４ａのＲ部９と、シルインナー７上部フランジ７
ａと接合するフロントピラーロアインナー５のドア開口
部側フランジ下部５ａのＲ部１０の両Ｒ部９，１０の接
合部、及びシルインナー７とスティフナー８との接合部
７ａ，８ａに接着剤がスポット溶接に併用されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、車体結合部構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の車体結合部構造としては、例えば図１７〜図１９に示すようなものがあ る。すなわち、図１７に示すように従来の車体構造１０１は、鋼板やアルミニウ ムなどの軽合金の板を成形し、スポット溶接などで結合して車体を形成している （以下このような車体をモノコックボディと称する）。また、略全ての接着面に スポット溶接に接着剤を併用して車体剛性を向上させることが一般的に知られて いる。

【０００３】 すなわち例えば、実開昭６２−１０２７７０号公報、又は自動車技術会学術講 演会前刷集第８７２号、昭和６２年１０月第６７５頁によれば、モノコックボデ ィの略全ての接合部に、接着剤をスポット溶接に併用すると、車体剛性が大幅に 向上することが述べられている。

【０００４】 なお、車体の全体剛性に対するボディサイド１０２の結合部１０４の動きを見 ると、例えばＦＦ車の場合、横置きエンジンの回転に起因するアイドル振動での 車体１の曲げ振動は、図１８に示すように、前後のサスペンション取付部Ｇ，Ｇ を支点として、車体１０１の前後端が上方に変位したときに、客室部が下方に変 位し、前後端が下方に変位したときに客室部が上方に変位する曲げ振動を起こし ている。

【０００５】 このとき、ボディサイド結合部１０４の動きは、車体車幅中央から外方向をＸ 軸、フロントホイルセンターから後方に向かってＹ軸、車体客室部フロアから上 方にＺ軸とすると、各結合部１０４には、ドア開口部１０３を変形するようにＸ 軸まわりにモーメントが、図中矢印で示すように生じている。

【０００６】 また、図１９に示すように走行時のロール変形などでも同様に車体全体がねじ られ、ボディサイド１０２の各結合部１０４には、ドア開口部１０３を変形する ように、Ｘ軸まわりのモーメントが図中矢印で示すように生じている。

【０００７】 このため、フロントピラー１０５とシル１０６との結合剛性の向上が車体の全 体剛性の向上に重要である。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の車体結合部構造にあっては、車体の剛性を向 上させるため、接合部の略全域にわたり接着剤を使用していたため、スポット溶 接時の高加圧力スポット部の増大や、はみ出た接着剤などによる電極の汚れによ り電極寿命が短くなり、また、電極の汚れによる電極交換など作業時間が大幅に 増加するという問題点があった。更に剛性向上にあまり寄与しない接合部にも接 着剤を使用することによる、無駄な作業時間と重量コストの増加という問題点が あった。

【０００９】 本考案は、このような従来の問題に着目してなされたものであり、接着剤使用 により発生する弊害を最小とすることを目的に、車体剛性向上に大きく寄与する ところにのみ接着剤を使用する車体結合部構造を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

このため本考案は、モノコック構造車体で、フロントピラーロアがフロントピ ラーロアアウター及びフロントピラーロアインナーで構成され、シルがシルアウ ター，シルインナー及びスティフナーで構成されているフロントピラーロアとシ ルとの結合部構造において、フロントピラーのドア開口部側フランジ下部のシル 上部フランジへ接合されるＲ部及びシルインナーとスティフナーとの接合部にの み接着剤をスポット溶接に併合した。

【００１１】 また、モノコック構造車体で、フロントピラーロアがフロントピラーロアアウ ター，ヒンジブレース及びフロントピラーインナーで構成され、シルがシルアウ ター，レインフォース及びシルインナーで構成されているフロントピラーロアと シルとの結合部構造において、フロントピラーロアとシルとの接合部にのみ接着 剤を塗布するとともにスポット溶接を併用した。

【００１２】 また、スペースフレーム構造で、軽合金や複合材料で形成され所定の閉断面形 状をしたメンバと、同じく軽合金や複合材料で形成され型抜き用の開口部を有す るジョイントとで構成されているフロントピラーとシルとの結合部構造において 、ジョイントの開口部をボディサイドに略直角な面に設けた。

【００１３】

【作用】

剛性向上に寄与する部位にスポット溶接に接着剤が併用されているので剛性が 大幅に向上する。

【００１４】 また、接着剤は必要最小限部位にのみ使用されているので、スポット溶接時等 の接着剤のはみ出しは極く僅かであり、電極の汚れ等は少ない。

【００１５】

【実施例】

以下、本考案を図面に基づいて説明する。図１〜図５は本考案の第１実施例を 示す図である。

【００１６】 まず、構成を説明する。図１にフロントピラー１とシル２との結合部３を構成 するパネルを分解して示す。フロントピラー１は、フロントピラーロアアウター ４及びフロントピラーロアインナー５で構成され、シル２はシルアウター６、シ ルインナー７及びシルインナー７前端の補強部であるスティフナー８で構成され ている。そして、ボディサイドアウターはフロントピラーアウター４とシルアウ ター６で構成され、ボディサイドインナーはフロントピラーロアインナー５、シ ルインナー７及びスティフナー８で構成されている。

【００１７】 そして、フロントピラー１とシル２との結合部３において、シルアウター上部 フランジ６ａと接合するフロントピラーロアアウター４のドア開口部側フランジ 下部４ａのＲ部９と、同じくシルインナー上部のフランジ７ａと接合するフロン トピラーロアインナー５のドア開口部側フランジ下部５ａのＲ部１０の両Ｒ部９ ，１０の接合に接着剤（図中斜線部）が塗布されるとともに、スポット溶接が併 用されている。

【００１８】 また、シルインナー７とスティフナー８との接合部７ａ，８ａにも接着剤（図 中斜線部）塗布され、スポット溶接と併用されている。

【００１９】 次に作用を説明する。図２に示すように、車体が曲げやねじり変形を受けると 、フロントピラー１とシル２との結合部３には、Ｘ軸回りにモーメントＭが生じ る。しかし、剛性が高いフロントピラー１やシル２は変形が極めて小さい。また 、フロントピラーロアアウター４下部とシルアウター６前端の接合部１１はシル アウター前端６ｂと前方上部６ｃとが、フロントピラーロアアウター４とスポッ ト溶接により接合されており剛性が高くなっているので変形は小さい。

【００２０】 一方、フロントピラー１のドア開口部側フランジ４ａ（５ａ）下部のシル６（ ７）上部フランジ６ａ（７ａ）へ接合されている、図でＡ部として示しているＲ 部９（１０）は、モーメントの最大となる部位である。

【００２１】 このため、図３に示すように、接着剤を併用していないと、フランジ４ａ，５ ａが圧縮されると、スポット間でフランジ４ａ，５ａにずれが発生して波打ち変 形が生じてしまう。

【００２２】 これに対し、本実施例においては、Ｒ部９，１０のフランジ４ａ，５ａが接着 されているためスポット間でのフランジ４ａ，５ａのずれは発生せず、また接着 により実質的に板厚が増すため面外剛性も高くなっているので、ほとんど変形は 発生しない。

【００２３】 また、接着剤の使用を最小限として、車体剛性の向上に寄与するＲ部９，１０ のみに接着剤を使用しているので、必要最小限の接着剤しか使用しなくて済み、 スポット溶接時の接着剤のはみ出し量もほとんどなく、万一はみ出しても極く小 量で実害はない。

【００２４】 図４に、シルインナー７とスティフナー８との接合部を示す。先ず、接着剤を 使用していない場合を図５により説明する。図４にＢ部として示したシルインナ ー７とスティフナー８との接合部は、モーメントが最大となる部位であるため、 従来より接合面積を大きくとっているが、スポット溶接の間隔が大きいために、 図５に示すように、シルインナー７がスポット間で面外変形１２を起こし、結合 部３の変形が大きくなる。

【００２５】 これに対して、本実施例においては、接着剤をシルインナー７の接合部７ａと スティフナー８の接合部８ａに使用しているので、実質的な板厚が増すため面外 剛性が格段に高くなり、変形が抑えられる。また、接着剤は剛性向上への寄与の 大きい接合部７ａ，８ａのみに使用しているので、必要最低限の接着剤の使用で 済み、接着剤のはみ出しは僅小である。

【００２６】 以上説明したように、本実施例においては、フロントピラー１とシル６との結 合部３におけるＸ軸回りモーメントＭによる変形の主な部位である、フロントピ ラー１のドア開口部側フランジ下部４ａ，５ａのシル２上部フランジ６ａ，７ａ へ接合されるＲ部９，１０及び、シルインナー７とスティフナー８の接合部７ａ ，８ａに接着剤をスポット溶接に併合したので、効果的に結合剛性が向上し、車 体全体剛性も高まる。また、必要最低限の接着剤しか使用しなくて済むため、ス ポット溶接時等の接着剤のはみ出し等もない。

【００２７】 図６〜図９には、本考案の第２実施例を示す。

【００２８】 まず構成を説明する。図６は構成パネルを分解して示した図である。フロント ピラー１がフロントピラーロアアウター４、ヒンジブレース１３及びフロントピ ラーロアインナー５で構成され、シルがシルアウター６、レインフォース１４及 びシルインナー７で構成されている。そして、フロントピラー１とシル２との結 合部１５の図中斜線で図示した接合部１６，１７に接着剤を併用している。

【００２９】 次に作用を説明する。このような結合部１５の構造においては、図７〜図８に 示すように車体が曲げやねじり変形をするとボディサイドの結合部１５にはＸ軸 回りにモーメントが生じる。

【００３０】 このとき、シルアウター６とシルインナー７とで全体的に閉断面が形成され剛 性の高いシル、及びヒンジブレース１３によってドア開口部側センターピラーフ ランジ下部のシル上部フランジへ接合させるＲ部９，１０の剛性が高められてい るフロントピラー１は、変形が極めて小さく、図８にｃ部として示したフロント ピラー１とシル２との接合部１６，１７に応力が集中する。

【００３１】 この接合部に接着剤を使用していないときは、図９に示すようにフロントピラ ーロアインナー５とシルインナー７の接合部１７はスポット溶接点が少なく、接 合面積が小さいため、モーメントＭが加わると、スポット間でレインフォース１ ４の口開き変形１８が起き剛性が低下する。

【００３２】 本実施例においては、このフロントピラー１とシル２との接合部１７に接着剤 を併用することにより、レインフォース１４とフロントピラーロアインナー５と シルインナー７とを一体化し、また接合部１６に接着剤を併用してフロントピラ ーロアアウター４とシルアウター６とを一体化し剛性を向上する。従って、口開 き変形は抑えられＸ軸回りモーメントＭに対する結合部１５の剛性が向上し、車 体の全体剛性も向上する。

【００３３】 次に、スペースフレーム構造における結合部の接着接合構造について説明する 。

【００３４】 図１０及びそのＤ−Ｄ断面を示す図１１は本考案の第３実施例を示す図で、フ ロントピラーとシルの結合部の場合を示す。

【００３５】 結合部２０の構造は、軽合金や複合材料で形成され一定の閉断面形状をしたフ ロントピラー２１及びシル２２、同じく軽合金や複合材料で形成されたジョイン ト２３で構成され接着剤で結合されている。

【００３６】 ジョイント２３は結合部の剛性で最も重要なＸ軸回りのモーメントＭに対しセ ンターピラー２１とシル２２との接合が接着に最も有利なせん断で寄与するよう にするため、ボディサイドに平行な面が大きくとれるように、型抜き用の開口部 ２４はボディサイドに略直角な面である底面に設けられている。なお、この実施 例では、Ｘ軸まわりのモーメントＭが加わったときの荷重を分担させるためにジ ョイント２３の車室側壁と車外側壁を結ぶリブ２５が設けられている。

【００３７】 本実施例によれば、結合部２０に掛るＸ軸回りのモーメントＭによる力は、接 合面の接着剤がせん断で受けるので、極めて結合剛性が高く車体全体の剛性も向 上する。

【００３８】 図１２には本考案の第４実施例を示す。この実施例は、シル２２側をジョイン ト２３の開口部２４を覆う底面２２ａと側壁２２ｂのみを延長するようにしたも のである。なお、本実施例においても図１３に示すようにＸ軸回りのモーメント Ｍが加わるとジョイント２３の下方が圧縮されて側壁部２３ａが膨らみ結合剛性 に影響を与える恐れがあるため、ジョイント２３の内部に車室側壁と車外側壁を 結ぶリブを設けたり、他の部位に対し側壁２３ａの内厚を厚くし、面外変形を抑 えるようにすればなお良い。

【００３９】 図１４〜図１６には本考案の第５実施例を示す。この実施例は、フロントピラ ーアッパー２７、フロントピラーロア２８、フードリッジ２９及びカウルトップ ３０の集結するフロントピラーウェスト結合２６の例である。

【００４０】 結合部２６は、軽合金や複合材料で一定の閉断面形状に形成されたフロントピ ラーアッパー２７、フロントピラーロア２８、フードリッジ２９及びカウルトッ プ３０等のメンバと、軽合金や複合材料で形成されたジョイント３１で構成して いる。

【００４１】 ジョイント３１は、結合部剛性で最も重要なＸ軸回りのモーメントに対し、各 部材２７〜３０との結合が接着に最も有利なせん断で寄与するように、ボディサ イドに略平行な面を大きく取るべく、図１５に示すようにボディサイドに略直角 な面であるドア開口部側を型抜き用の開口部３２としている。

【００４２】 また、図１６に示すようにＸ軸回りのモーメントＭが加わるとジョイント３１ の側壁３１ａが圧縮され、膨らみ結合部剛性に影響する恐れがあるため、ジョイ ント３１の内部にジョイント３１の車室側壁と車外壁を結ぶリブ３３を設けたり 、他の部位に対して側壁３１ａの肉厚を厚くし、面外変形を抑えるようにすれば なお良い。

【００４３】

【考案の効果】

以上説明してきたように構成されているので本考案によれば、結合部の剛性を 効果的に高めることができる。また、接着併用部位が少ないため、スポット溶接 時の高加圧スポット部が少なく、はみ出た接着剤などによる電極の汚れを少なく することができる。また作業時間も少なくなるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例の構成部品を分解して示す
斜視図。

【図２】同じく第１実施例のフロントピラーロアとシル
との結合部を示す側面図。

【図３】従来のフロントピラーロアとシルとの結合部の
変形を説明する斜視図。

【図４】同じく第１実施例のシルインナーとスティフナ
ーとの結合部を示す側面図。

【図５】従来のシルインナーとスティフナーとの結合部
の変形を説明する斜視図。

【図６】本考案の第２実施例の構成部品を分解して示す
斜視図。

【図７】同じく第２実施例のフロントピラーロアアウタ
ーとシルアウターとの結合部を示す側面図。

【図８】同じく第２実施例のフロントピラーロアインナ
ーとシルインナーとの結合部を示す側面図。

【図９】従来のフロントピラーロアとシルとの結合部の
変形を説明する斜視図。

【図１０】本考案の第３実施例の構成部品を分解して示
す斜視図。

【図１１】図１０のＤ−Ｄ線に沿う断面を示す組立時の
断面図。

【図１２】本考案の第４実施例を示すシルの斜視図。

【図１３】Ｘ軸の回りのモーメントが加わったときのジ
ョイントの変形を説明する斜視図。

【図１４】本考案の第５実施例の構成部品を示す斜視
図。

【図１５】図１４のＥ−Ｅ線に沿う組立時の断面を示す
断面図。

【図１６】Ｘ軸まわりのモーメントが加わったときのジ
ョイントの変形を説明する斜視図。

【図１７】従来の車体構造を示す斜視図。

【図１８】エンジンの回転に起因するアイドル振動での
車体振げ振動時のボディサイド結合部の状態を説明する
側面図。

【図１９】走行時のロール変形に起因するボディサイド
の結合部の状態を説明する側面図。

【符号の説明】

１…フロントピラー ２…シル ３…結合部 ９，１０…Ｒ部 １５…結合部 ２１…フロントピラー ２２…シル ２３…ジョイント ２４…開口部 ２６…結合部 ３１…ジョイント ３２…開口部

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 モノコック構造車体で、フロントピラー
   ロアがフロントピラーロアアウター及びフロントピラー
   ロアインナーで構成され、シルがシルアウター，シルイ
   ンナー及びシルインナー前端の補強部であるスティフナ
   ーで構成されているフロントピラーロアとシルとの結合
   部構造において、フロントピラーのドア開口部側フラン
   ジ下部のシル上部フランジへ結合されるＲ部及びシルイ
   ンナーとスティフナーとの結合部にのみ接着剤をスポッ
   ト溶接に併用することを特徴とする車体結合部構造。
2. 【請求項２】 モノコック構造車体で、フロントピラー
   ロアがフロントピラーロアアウター，ヒンジブレース及
   びフロントピラーインナーで構成され、シルがシルアウ
   ター，レインフォース及びシルインナーで構成されてい
   るフロントピラーロアとシルとの結合部構造において、
   フロントピラーロアとシルとの結合部にのみ接着剤を塗
   布するとともにスポット溶接を併用することを特徴とす
   る車体結合部構造。
3. 【請求項３】 スペースフレーム構造で、軽合金や複合
   材料で形成され所定の閉断面形状をしたメンバと、同じ
   く軽合金や複合材料で形成され型抜き用の開口部を有す
   るジョイントとで構成されているフロントピラーとシル
   との結合部構造において、ジョイントの開口部はボディ
   サイドに略直角な面に設けられていることを特徴とする
   車体結合部構造。