JPH06508576A - 節点要素と中空の形桁材とからなる自動車ボディの修理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、請求項１の前提部による節点要素と中空の形相材とからなる自動車 ボディの修理方法に関する。

一体構造のボディを構成するために、深絞り法で変形させた鋼板が用いられる。

中空の形材による構造部材は、それぞれ少なくとも２枚の、深絞りされて互いに 溶接された薄板にて製造される。薄板を成形するためのプレス装置は比較的高価 であるが、多数の製品の製造を可能とするため、大量生産によってコスト上の有 利な解決が提供される。少量生産では、このようにしてボディを製造すると、装 置への投資に高額な費用を要するために、極めてコストの高いものとなる。

したかって特に少量生産のために、乗用車のボディを、節点要素によって互いに 結合された中空断面の支持部材からなる支持構造で製造することが公知である（ ヨーロッパ特許第０１４６７１６号）。そこでは、中空部材は軽金属製の押出し 成形部品として、また節点要素は軽金属製の鋳物部品として構成されている。こ の種の構造によれば、少量生産のためのコスト上のいっそう有利な解決策に加え て、ボディ重量の低減と防食上の改善とが達成されるので有利である。

衝突か起こった場合に、ボディ領域はおおむね変形し、これを再び元の状態に戻 さなければならない。薄板からなるボディの場合はこれは比較的簡単であり、変 形した薄板をたとえば矯正台の上で再び元の形にするか、あるいは新しい補充用 の薄板部品に交換して溶接することができる。

これに反して、アルミニウム製の軽金属節点要素および軽金属押出し成形部材か らなるボディの場合は、幾つかの理由から、変形した支持部材の修理は、同じ方 法では不可能である。

アルミニウムからなる支持部材は、元の形に戻してはならないか、あるいは僅か しか戻してはならない。というのは、さもないと材料構造が変化して、許容レベ ルを越えて強度を低下させるためである。

薄板ボディの場合に普通に行われる矯正台上での変形戻しは、したがって不可能 であるか、あるいは極めて限定された範囲でのみ可能である。

支持部材とこれに接続する節点要素との間の溶接シームを離して、対応する完全 な交換用の支持部分を挿入することにより、二つの節点要素の間の支持部分の全 体を交換することも考えられる。この処置は、薄板ボディにおける薄板部品の交 換には適用できる。しかし溶接工程で高温となるため、材料構造の変化が呼び起 こされ、溶接結合領域で強度が低下することが知られている。同じ箇所で幾度も 溶接される場合は、不利なことに強度が特に大きく減少する。このため節点要素 の部分において押出し成形部材の全部を交換することは、同じ箇所での再溶接が 必要になるため、不利でしかも問題がある。

さらに変形が生じた領域の桁材の一部だけを切出し、適切な゛変形のない部材を そこに入れ、突き合わせ溶接で結合することも考えられる。このような溶接は、 特に作業場では、実施が困難でしかも信頼性に乏しい。さらに溶接工程の後で平 滑な外部輪郭を再形成する必要があるため、その場合は、再び、（盛り上がった ）溶接シームを研摩除去しなければならない。同じ理由から、構造部材を部分的 に重ね合わせたり、外側スリーブジヨイントを用いたりするような、それ自体は 公知の他の種類の安定な結合構造を用いることも不可能である。

この発明の課題は、特に軽金属ボディにおいて、変形した部分を強度の損失なし に交換することができる、節点要素と中空の形桁材とからなる自動車ボディの修 理方法を提案することにある。

この課題は、請求の範囲の請求項１の特徴部によって解決される。

請求項１により中空の形桁材における損傷したまたは変形した桁部分が、二つの 節点要素の間で、またそれぞれの節点要素から距離をおいて、分離され、除去さ れる。これによって、各節点要素に、本来の中空の形桁材の桁端片が残る。これ らの桁端片の間に、除去した桁部分に等しい長さの空間が形成される。

桁部分の切断は、次のようにして行われる。すなわち、適切な分離切断部を設け て、切断により形成される空間が、接近可能な側に向かって、特にボディ外側に 向かって、中空の形桁材の長さ方向に関し円錐形に開くように、切断が行われる 。

桁端材の中へ短いスリーブ片が挿入され、これらスリーブ片はその外部輪郭が桁 端片の内部輪郭に相当し、したがってほとんど噛み合うように結合されて保持さ れる。これらのスリーブ片は、その一方の部分が桁端片の中へ突出し、その他方 の部分は桁端片から外側に突出する。

さらに交換用桁部品が用意され、この部品は、その長さが上記空間の長さに相当 するとともに、その両端が、桁端片の切断部すなわち端部と対をなすように形成 されている。この交換用桁部品は、空間における円錐形に開いた側から、その空 間の中へ、はぼはめ合わせ結合となるように挿入される。この目的のため、交換 用桁部品の挿入すなわちはめ込みを可能とするように、スリーブ片は、その挿入 公差の範囲内で、その突出部分を傾倒させることができる。交換用桁部品の挿入 の後に、スリーブ片は、交換用桁部品と桁端片との間のギャップ領域において、 それぞれ内部のスリーブの形での周回状の裏あてを構成する。交換用桁部品の挿 入の際にスリーブ片が桁端材の中へずれ込むのを防ぐために、その内側にストッ パとして溶接スポットを形成することができる。

続いてそれぞれのギャップに沿って溶接シームが形成され、これが、それぞれ桁 端材と、その下にあるスリーブ片と、交換用桁部品とを結合する。それぞれスリ ーブ片を下側に設けたこのような溶接シームは、比較的簡単に高強度で形成する ことができる。これは、スリーブ片が折用の部分の間でのブリッジとしても用い られるためである。溶接シームは、ギャップの中で、桁部材の厚さにほぼ等しい 厚さて形成できるのて、実際上外側へ突出しない。したがって、溶接シームの削 り取りを同時に伴う、相当な量の、コストの高い研摩作業は、必要でなくなる。

変形した桁部分は完全に新しい桁部分に交換されるため、たとえば矯正台上にお ける、公知の強度損失を伴う形態復元作業は必要でない。さらに、新しい溶接結 合部は、それぞれ節点要素から間隔をおいて、以前にはまだ溶接が行われなかっ た箇所にあるため、繰り返し溶接による強度の減少は生じない。この発明による 方法はさらに極めて簡単かつ確実に実行されるため、通常の作業場の設備によっ て難なく施工することができる。

請求項２によれば、中空の形桁材か特にアルミニウム合金からなる軽金属製の押 し出し成形品であり、かつこれに応じて節点要素が軽金属製の鋳物部品からなっ ている場合に、この発明の方法を特に有利に用いることができる。

自動車が側面から衝突する場合に特に危険に曝されるのは、比較的長い桁部分を なす側方シルである。これらのシルが変形した際に、この発明による方法を有利 に使用することができる。しかし原則として、節点要素の間に配置されるかまた は節点要素に接続される他の桁部材も、この発明の方法により交換することがで きる。

有利な溶接過程のためには、請求項４にしたがい、交換用桁部品の両端において 、この桁部品の厚さにほぼ等しい幅のギャップが桁端片の方向に残るように、こ の交換用桁部品を切断するのが好適である。

一方においてスリーブ片は、溶接シームのための周回する裏あてとして役立つこ とかできるような長さとしなければならない。他方においてスリーブ片は、交換 用桁部品を押し被せることができるように、あまりに長すぎてはならない。この 場合にスリーブ片は、円錐形領域から、交換用桁部品の端部の開口部へ向けて傾 倒する。スリーブ片が長いほど、挿入公差の範囲内での傾倒はそれだけ少なくな る。したがって請求項５により、桁部材の直径の約３分の１から直径に相当する までの範囲となるようにスリーブ片の長さを選択するのが適切である。一般の形 桁材では、これは約５０から６０ｍの長さである。

請求項６により、桁の長さ方向に対し傾斜して分離切断を行うことで、交換用桁 部品のための円錐形開口部が空間部分について得られる。請求項７により、この 目的のためには３０°から５０″の角度が適切であることが明らかとなった。桁 端材と交換吊桁部品とが同方向に斜め切断されるように、これらは１工程で共通 に加工される。このために交換吊桁部品は変形した折部材に並べて置かれ、両者 は共に切断される。

空間の円錐形開口部はしかし、請求項８により、分離切断が階段状にまたは鋸歯 状に行われることによって、形成することができる。

図面を用いて、さらなる詳細や特徴や利点とともに、実施例をより詳しく説明す る。

図１はシルが凹んだ自動車ボディの部分斜視図、図２は図１の凹んだシルを抽象 化して示す平面図、図３は、図２に対応する図であって、切断して除去した桁材 と、新しく挿入したスリーブと、交換吊桁部品とを示す図、図４は、図３に対応 する図であって、構成部品がすでに差し込まれかつ溶接されている状態を示す図 、 図５は真っ直ぐな分離切断を行った結合箇所の拡大図、図６は階段状の分離切断 を行った結合箇所の拡大図である。

図１には、自動車ボディの一部分の斜視側面図が示されている。

この自動車ボディｌは、軽金属製の鋳物部品からなる節点要素２．３．４と、軽 金属製の押出し成形部材からなる中空の形桁材５．６とによって構成されている 。節点要素３．４の間には、シルアを構成する別の中空の形桁材が設けられてい る。

シルアは、側面での衝突（矢印８の力の方向）の際に、車両の内部に向かって凹 んだものである。図２では、シルアが節点要素３．４の間の中央部分で凹んだ状 態が、概略平面図で示されている。このようにシルの領域で変形したボディは修 理する必要があり、修理後はシルは再び真っ直ぐな形状とならなければならない 。

図３から明らかなように、損傷して凹んだ桁部分９すなわちこの変形領域を、節 点要素３．４の間で切断し除去する。切断は各節点要素３．４から距離をおいて 行うため、各節点要素３．４には、元のシルアの桁端片１Ｏ１１１が残る。

分離切断部Ｉ２、Ｉ３は、シルの長さ方向に対し約４０°の角度となるように形 成される。そのため、切断部１２．１３どうしの間の空間１４は、ボディの外側 に向かって円錐形に開いている。

桁端片１Ｏ１１１の中へは短いスリーブ片１５が挿入され、このスリーブ片の外 部輪郭は桁端片１Ｏ１１１の内部輪郭に相当するものである。

さらに、すでに準備された交換吊桁部品１７があり、その長さは長さにおいて空 間部（−２×溶接ギヤツプを形成するための、桁部品の材料厚さ）に相当し、そ の両端に、桁端片の端部の切断部と対をなす同様の分離切断部を有している。

交換吊桁部品１７は、空間１４の円錐形に開いた側から、はめ合わせ結合によっ てこの空間の中へ挿入される。このためにスリーブ片Ｉ５．１６は、図中におい て破線で示されるように、その挿入公差の範囲内で、外側に向かってわずかに傾 倒される。

交換吊桁部品１７の挿入の後に、スリーブ片１５．１６は、桁端片１Ｏ１１１と 交換吊桁部品１７の端部とに部分的に突出する。このため、交換吊桁部品１７と 桁端片ｌ０１１１との間のギャップ領域に、それぞれ内部のスリーブの形での周 回状の裏あてが形成される。

各ギャップに沿って溶接シーム２０．２Ｋが形成され、これは、各桁端材１Ｏ１ １１と、対応するスリーブ片１５．１６と、交換吊桁部品１７とを結合する。

明らかに溶接シーム２０．２１は以前の溶接箇所から離れて形成されているため 、同じ箇所での多重の修理溶接による強度の減少は生じない。凹んで損傷した桁 部分９は切り出されるため、同様に強度と剛性の低下につながるであろう軽金属 構造部材の元の形への戻し成形は、修理の際には必要がない。

図５には、桁端材ｌＯの領域での結合箇所の拡大図が示されている。ここでも、 長さ方向に対して約４０°傾斜した切断部１２を認めることができ、交換吊桁部 品１７には対応する切断部１８が形成されている。

桁端材１０の中へはスリーブ片Ｉ５が挿入されており、これは交換吊桁部品１７ の挿入のために、矢印２２の方向に対応してやや前方に傾倒される。

スリーブ片１５は、その端部において、桁材の長さ方向に対し直角に形成されて いる。交換吊桁部品１７の挿入を容易にするため、スリーブ片１５は、破線２３ で示すように斜めに切断することもできる。これは、その場合でもなお溶接シー ム２０の下に裏あてが存在するためである。

図６には変形実施例が示され、ここでは、空間１４の概略円錐形の開口部が、桁 端材１０での階段状の分離切断部２４と、交換吊桁部品１７において対応する分 離切断部２５とによって形成されている。この切断形状の場合も、交換吊桁部品 １７を挿入する際に、スリーブ片１５を矢印２２に沿ってやや外向きに傾倒しな ければならない。溶接シームはこの場合も分離切断部２４．２５に沿って形成さ れ、これによって桁端材ＩＯと、スリーブ片１５と、交換吊桁部品１７とが互い に結合される。溶接シームは、桁端材１０と交換吊桁部品１７との間の材料厚さ にほぼ等しい幅のギャップに沿ったスリーブ片１５上に形成され、したがって実 際上、外部に突出することがない。これによって平滑な外部輪郭が得られ、塗装 の準備のためには僅かな仕上げ加工しか必要とせず、続いて溶接シームを研摩し てその強度を減少させることがない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 節点要素と中空の形桁材とからなる自動車ボディの修理方法１．二つの節点要素 （３、４）の間の中空の形桁材（シル７）における損傷した桁部分（９）を切断 しかつ除去して、各節点要素（３、４）に各一つの桁端材（１０、１１）を残し 、かつこれら桁端材どうしの間に除去した支持部分（９）の長さで空間（１４） を形成し、適切な分離切断部（１２、１３；２４）を設けて、前記切断により形 成される空間（１４）すなわち二つの分離切断部（１２、１３；２４）が、接近 可能な側に向かって、特にボディ外側に向かって、中空の形桁材（７）の長さ方 向に関し円錐形に開くようにこの切断を行い、 外部輪郭が桁端材（１０、１１）の内部輪郭に対応するスリーブ片（１５、１６ ）をこの桁端材（１０、１１）の中に挿入して、このスリーブ片の一方の部分を 各桁端材（１０、１１）の中に突出させるとともにその他方の部分を桁端材（１ ０、１１）から突出させ、空間（１４）に相当する長さを有するとともに、両端 部（分離切断部１８、１９；２５）が桁端材（１０、１１）の分離切断部（１２ 、１３；２４）と対をなすように構成された交換用桁部品（１７）を準備し、 空間（１４）の円錐形に開いた側から、場合によってはスリーブ片（１５、１６ ）を傾倒させて、交換用桁部品（１７）をこの空間（１４）の中へ入れるととも に、スリーブ片（１５、１６）によって、交換用桁部品（１７）と桁端材（１０ 、１１）との間のギャップの領域で、一種の内部スリーブとして周回する裏あて をそれぞれ形成させ、 それぞれのギャップに沿って溶接シーム（２０、２１）を形成して、この溶接シ ームにより、桁端材（１０、１１）と、スリーブ片（１５、１６）と、交換用桁 部品（１７）とを結合することを特徴とする節点要素と中空の形桁材とからなる 自動車ボディの修理方法。 ２．中空の形桁材（シル７）が軽金属製の押出し成形部材であり、節点要素（３ ，４）が軽金属製の鋳物部品であることを特徴とする請求項１に記載の節点要素 と中空の形桁材とからなる自動車ボディの修理方法。 ３．中空の形桁材がボディの側方シル（７）であることを特徴とする請求項１ま たは２に記載の節点要素と中空の形桁材とからなる自動車ボディの修理方法。 ４．交換用桁部品（１７）の両端において、桁端材（１０、１１）に向かって、 桁部分の材料厚さにほぼ等しい幅の間隙を残すように、この交換用桁部品（１７ ）を切断することを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の節点 要素と中空の形桁材とからなる自動車ボディの修理方法。 ５．スリーブ片（１５、１６）が、桁端材の直径のほぼ３分の１から直径に相当 する範囲までの長さを有していることを特徴とする請求項１から４までのいずれ か１項に記載の節点要素と中空の形桁材とからなる自動車ボディの修理方法。 ６．交換用桁部品（１７）のための空間（１４）の円錐形開口部を、それぞれ、 桁部材の長さ方向に対し斜め方向の分離切断部（１２、１３）によって作製する ことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の節点要素と中空の 形桁材とからなる自動車ボディの修理方法。 ７．分離切断部（１２、１３）を３０°から５０°までの角度で傾斜させること を特徴とする請求項６に記載の節点要素と中空の形桁材とからなる自動車ボディ の修理方法。 ８．交換用桁部品（１７）のための空間（１４）の円錐形開口部を、それぞれ、 階段状または鋸歯状の分離切断部（２４）によって作製することを特徴とする請 求項１から５までのいずれか１項に記載の節点要素と中空の形桁材とからなる自 動車ボディの修理方法。