JP5423615B2

JP5423615B2 - Prototype production method

Info

Publication number: JP5423615B2
Application number: JP2010184997A
Authority: JP
Inventors: 幸浩田中; 和明谷嶋
Original assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Current assignee: Toyota Auto Body Co Ltd
Priority date: 2010-08-20
Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2030-08-20
Also published as: JP2012040986A

Description

本発明は、車両のアッパーボディが樹脂製の試作車の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a prototype vehicle in which an upper body of a vehicle is made of resin.

車両部品の設計等においては、その車両部品の組付け作業性等を物を使って評価するために試作車が使用されている。
試作車は、低コストで実車に近い形状に成形するために、三次元ＣＡＤ装置のデータを使用して樹脂により成形されている。しかし、樹脂を使用する場合、強度上及び成形技術等の問題で試作車全体を一体物で成形するのは困難であり、現状では試作車を三分割して成形している。即ち、車室内の内装品の組付け評価をするための内装用試作車と、ヘッドランプ、フロントバンパ等の組付け評価を行なうためのフロント廻り試作車と、リヤランプ、バックドア廻り等の組付け評価を行なうためのリヤ廻り試作車とを個別に製作している。
なお、三次元ＣＡＤ装置のデータを使用して三次元の製品を樹脂により光造形装置で成形する技術が特許文献１に記載されている。 In designing vehicle parts, prototype vehicles are used to evaluate the assembly workability of the vehicle parts using objects.
The prototype vehicle is molded from a resin using data of a three-dimensional CAD device in order to be molded into a shape close to an actual vehicle at low cost. However, when resin is used, it is difficult to form the entire prototype vehicle as a single body due to problems such as strength and molding technology, and currently the prototype vehicle is molded in three parts. In other words, interior prototypes for assembly evaluation of interior parts in the vehicle interior, front prototypes for assembly evaluation of headlamps, front bumpers, etc., rear lamps, back doors, etc. A rear prototype vehicle for evaluation is manufactured individually.
Patent Document 1 discloses a technique for forming a three-dimensional product with a resin using an optical modeling apparatus using data of a three-dimensional CAD apparatus.

特開２００３−１３６６０５号公報JP 2003-136605 A

しかし、三分割された試作車では、生産ラインを想定した部品の組付け作業性評価、即ち、シート、ルーフヘッドライニング等の搭載性評価は困難である。また、試作車をリフトアップした状態での部品の組付け評価は困難である。さらに、三分割された試作車では、分割された試作車の境界部分に取付けられる部品の評価が難しい。 However, in the prototype car divided into three parts, it is difficult to evaluate assembling workability of parts assuming a production line, that is, evaluation of mountability of a seat, a roof head lining and the like. In addition, it is difficult to evaluate the assembly of the prototype with the prototype car lifted up. Furthermore, in the prototype car divided into three, it is difficult to evaluate the parts attached to the boundary portion of the divided prototype car.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、アッパーボディが樹脂製の試作車を実車に近い状態で製作できるようにして、その試作車に対する部品取付け作業性等の評価を正確に行なえるようにすることである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the problem to be solved by the present invention is to make a prototype vehicle made of a resin close to a real vehicle, and to produce the prototype. It is to be able to accurately evaluate the work of mounting parts on a vehicle.

上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、車両の基本試験において使用されているアンダーボディを準備する工程と、前記アンダーボディを補強する工程と、車両のアッパーボディを構成する複数のボディ分割片を樹脂により成形する工程と、前記アンダーボディ上に、前記ボディ分割片を順番に組み付けて、前記アッパーボディを形成する工程とを有することを特徴とする。 The above-described problems are solved by the inventions of the claims.
According to the first aspect of the present invention, a step of preparing an underbody used in a basic test of a vehicle, a step of reinforcing the underbody, and a plurality of body division pieces constituting the upper body of the vehicle are formed of resin. And a step of assembling the body divided pieces in order on the underbody to form the upper body.

本発明によると、車両の基本試験で使用されているアンダーボディを流用し、補強することによって、強度が低い樹脂を使用しても試作車一台を実車に近い状態で製造できるようになる。
このように、試作車を実車に近い状態で製造できるため、試作車を生産ラインと同じ条件で取り扱えるようになり、試作車に対する部品取付け等の評価等を正確に行なえる。
また、車両のアッパーボディを樹脂により製造できるため、図面に忠実な形状を容易かつ安価に成形できる。 According to the present invention, by diverting and reinforcing the underbody used in the basic test of the vehicle, it becomes possible to manufacture one prototype vehicle in a state close to a real vehicle even when using a resin having low strength.
As described above, since the prototype vehicle can be manufactured in a state close to a real vehicle, the prototype vehicle can be handled under the same conditions as the production line, and it is possible to accurately evaluate the mounting of parts on the prototype vehicle.
Further, since the upper body of the vehicle can be manufactured from resin, a shape faithful to the drawing can be easily and inexpensively formed.

請求項２の発明によると、ボディ分割片は、各々のボディ分割片が嵌め合わされた状態でボルト止めされることを特徴とする。
このため、アッパーボディにおける一のボディ分割片と他のボディ分割片との接続部分の強度を高くできる。 According to the invention of claim 2, the body divided pieces are bolted in a state in which the respective body divided pieces are fitted together.
For this reason, the intensity | strength of the connection part of one body division piece and another body division piece in an upper body can be made high.

請求項３の発明によると、アンダーボディは、リフトアップされる周辺部分が補強されていることを特徴とする。
このため、試作車のリフトアップが可能になり、リフトアップ時のアンダー及びアッパーボディの歪みを小さく抑えることができる。 According to the invention of claim 3, the underbody is characterized in that a peripheral portion to be lifted up is reinforced.
For this reason, it is possible to lift up the prototype vehicle, and to suppress the under and upper body distortion during the lift up.

本発明によると、アッパーボディが樹脂製の試作車を実車に近い状態で製作できるため、その試作車に対する部品取付け等の作業性評価を正確に行なえるようになる。 According to the present invention, since the prototype body made of resin can be manufactured in a state close to a real vehicle, workability evaluation such as component mounting on the prototype vehicle can be performed accurately.

本発明の実施形態１に係る試作車の模式側面図である。1 is a schematic side view of a prototype vehicle according to Embodiment 1 of the present invention. 前記試作車で使用されるアンダーボディの模式斜視図である。It is a model perspective view of the underbody used with the said prototype vehicle. 前記試作車のアッパーボディのピラー部分を表す斜視図（Ａ図）、Ａ図のＢ部拡大図（Ｂ図）である。FIG. 2 is a perspective view (A view) showing a pillar portion of the upper body of the prototype vehicle, and an enlarged view (B view) of a B part in FIG. 前記試作車のアンダーボディのロッカー廻りを表す斜視図である。It is a perspective view showing the rocker circumference of the underbody of the prototype vehicle. ロッカー部分の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a rocker part. アッパーボディの内装品取付け孔部及びその周縁の断面図（Ｂ図のＡ−Ａ断面図）（Ａ図）及び内装品取付け孔部の正面図（Ｂ図）である。It is sectional drawing (AA sectional drawing of the B figure) (A figure) of the interior goods attachment hole part of an upper body, and the front view (B figure) of an interior goods attachment hole part. 前記試作車の製造手順を表すフローチャートである。It is a flowchart showing the manufacture procedure of the said prototype vehicle.

［実施形態１］
以下、図１から図７に基づいて本発明の実施形態１に係る試作車の製造方法について説明する。
なお、図中の前後左右、及び上下は試作車の前後左右、及び上下に対応している。 [Embodiment 1]
Hereinafter, a method for manufacturing a prototype vehicle according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
In addition, front and rear, right and left in the figure, and upper and lower sides correspond to front and rear, right and left, and upper and lower sides of the prototype vehicle.

＜試作車１０について＞
試作車１０の製造方法について説明する前に試作車１０の概要について説明する。
試作車１０は、アンダーボディ２０（図２参照）と樹脂製のアッパーボディ３０（図１参照）とから構成されている。アンダーボディ２０は、ボディのフロア部分であり、前後のサスペンション、エンジンやミッション等が取付けられるように構成されている。アンダーボディ２０は、車両の基本試験において使用されているものであり、実車と同様に剛性確保のため鋼板等を使用して製作されている。 <About prototype 10>
Before describing the manufacturing method of the prototype vehicle 10, an outline of the prototype vehicle 10 will be described.
The prototype vehicle 10 includes an underbody 20 (see FIG. 2) and a resin upper body 30 (see FIG. 1). The underbody 20 is a floor portion of the body, and is configured such that front and rear suspensions, an engine, a mission, and the like are attached. The underbody 20 is used in a basic vehicle test, and is manufactured using a steel plate or the like in order to ensure rigidity in the same manner as an actual vehicle.

前記アンダーボディ２０には、車幅方向両側の位置にロッカー２４を構成するロッカーインナパネル２５が車両前後方向に延びるように形成されている。ロッカーインナパネル２５は、図５に示すように、断面形状が横向きの略Ｕ字形に成形された半筒状のパネルであり、そのロッカーインナパネル２５の上端部と下端部とに縦フランジ部２５ｆが形成されている。そして、ロッカーインナパネル２５の車幅方向内側に設けられた縦壁部２５ｗにフロアパネル２２のフランジ部２２ｆが溶接により固定されている。 The underbody 20 is formed with rocker inner panels 25 constituting the rocker 24 at positions on both sides in the vehicle width direction so as to extend in the vehicle front-rear direction. As shown in FIG. 5, the rocker inner panel 25 is a semi-cylindrical panel whose cross-sectional shape is formed in a substantially U shape with a horizontal cross section. Is formed. And the flange part 22f of the floor panel 22 is being fixed to the vertical wall part 25w provided in the vehicle width direction inner side of the rocker inner panel 25 by welding.

ロッカーインナパネル２５には、図５に示すように、車幅方向外側から断面略Ｕ字形の半筒状をした鋼板製のリインフォース２６が接合されている。即ち、リインフォース２６には、上端部と下端部とに縦フランジ部２６ｆが形成されており、そのリインフォース２６の上下の縦フランジ部２６ｆがロッカーインナパネル２５の上下の縦フランジ部２５ｆにスポット溶接されようになっている。これにより、ロッカーインナパネル２５とリインフォース２６とから中空閉断面状の筒状体が形成されて、アンダーボディ２０のロッカーインナパネル２５の部分が補強されている。
さらに、リインフォース２６の内部には、ロッカー２４に対してジャッキＪが掛けられる部分（ジャッキポイント）に、板状のバルク２８がリインフォース２６を横断するように設けられている。これにより、リフトアップポイント周辺部の強度が向上している。
また、リインフォース２６の外側は、上下の縦フランジ部２６ｆを除く部分が試作車１０のアッパーボディ３０に合わせて成形された樹脂製のアウタパネル２７によって覆われている。
即ち、鋼板製のロッカーインナパネル２５、リインフォース２６、バルク２８及び樹脂製のアウタパネル２７によって試作車１０のロッカー２４が構成される。 As shown in FIG. 5, the rocker inner panel 25 is joined with a steel plate reinforcement 26 having a semi-cylindrical shape having a substantially U-shaped cross section from the outside in the vehicle width direction. That is, the reinforcement 26 is formed with vertical flange portions 26 f at the upper end portion and the lower end portion, and the upper and lower vertical flange portions 26 f of the reinforcement 26 are spot-welded to the upper and lower vertical flange portions 25 f of the rocker inner panel 25. It is like that. Thereby, a cylindrical body having a hollow closed cross section is formed from the rocker inner panel 25 and the reinforcement 26, and the portion of the rocker inner panel 25 of the underbody 20 is reinforced.
Further, a plate-like bulk 28 is provided inside the reinforcement 26 so as to cross the reinforcement 26 at a portion (jack point) where the jack J is hung on the rocker 24. Thereby, the intensity | strength of a lift up point periphery part has improved.
Further, the outer side of the reinforcement 26 is covered with a resin outer panel 27 formed in accordance with the upper body 30 of the prototype vehicle 10 except for the upper and lower vertical flange portions 26f.
That is, the rocker 24 of the prototype vehicle 10 is constituted by the steel plate rocker inner panel 25, the reinforcement 26, the bulk 28, and the resin outer panel 27.

試作車１０のアッパーボディ３０は、複数のボディ分割片３２をアンダーボディ２０上で組み付けることにより形成される。ここで、各々のボディ分割片３２は、三次元ＣＡＤ装置のデータを使用して、例えば、積層造形法（粉末焼結造形法）により樹脂を材料として成形される。そして、強度が必要とされる部分は、外形寸法を変えずに樹脂の肉厚寸法を大きくすることで補強が行なわれている。しかし、内装部品の取付け孔部Ｈの周縁では、図６に示すように、図面（実車）と同じ肉厚寸法Ｈｔに設定されており、内装部品のクリップ（図示省略）の着脱が実車と同じ感覚で行なえるようにしている。これにより、内装部品の取付け、取外し時に孔部が破損し難くなり、作業ロスを抑制できる。 The upper body 30 of the prototype vehicle 10 is formed by assembling a plurality of body division pieces 32 on the underbody 20. Here, each body division | segmentation piece 32 is shape | molded by using resin as a material by the lamination modeling method (powder sintering modeling method), for example using the data of a three-dimensional CAD apparatus. And the part where strength is required is reinforced by increasing the thickness of the resin without changing the external dimensions. However, at the periphery of the mounting hole H of the interior part, as shown in FIG. 6, it is set to the same thickness Ht as the drawing (actual vehicle), and the attachment / detachment of the clip (not shown) of the interior component is the same as that of the actual vehicle. I can do it with my senses. Thereby, a hole part becomes difficult to be damaged at the time of attachment and removal of interior parts, and work loss can be suppressed.

さらに、試作車１０をリフトアップする場合に、図１の白抜き矢印に示すように、前輪位置と後輪位置との自重でアンダーボディ２０が上に凸となるように歪み、アッパーボディ３０のＡピラー３０ｐには引っ張り荷重（白抜き矢印参照）が加わるようになる。逆に、試作車１０を地上に降ろした場合には、前輪と後輪とに車体重量の反力が加わるためアンダーボディ２０は下に凸となるように歪み、アッパーボディ３０のＡピラー３０ｐには圧縮荷重（黒矢印参照）が加わるようになる。
このため、アッパーボディ３０のＡピラー３０ｐの部分では、外形寸法はそのままで樹脂の肉厚寸法を大きくして強度アップを図っている。さらに、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、前記Ａピラー３０ｐの部分では、一方のボディ分割片３２と他方のボディ分割片３２との接続部分を凹部３２ｗ、凸部３２ｔの継手構造とし、さらにボルト３２ｂで連結するようにしている。これにより、一方のボディ分割片３２と他方のボディ分割片３２とを接着する場合よりも高い連結強度を確保することができる。 Further, when the prototype vehicle 10 is lifted up, as shown by the white arrow in FIG. 1, the underbody 20 is distorted so as to protrude upward due to its own weight between the front wheel position and the rear wheel position. A tensile load (see white arrow) is applied to the A pillar 30p. On the contrary, when the prototype vehicle 10 is lowered to the ground, the reaction force of the vehicle body weight is applied to the front wheels and the rear wheels, so that the underbody 20 is distorted so as to protrude downward, and the A pillar 30p of the upper body 30 is deformed. The compression load (see black arrow) is applied.
For this reason, in the portion of the A pillar 30p of the upper body 30, the outer dimensions are kept as they are, and the thickness of the resin is increased to increase the strength. Further, as shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), in the portion of the A pillar 30p, the connecting portion between one body divided piece 32 and the other body divided piece 32 is a joint structure of a concave portion 32w and a convex portion 32t. In addition, they are connected by bolts 32b. Thereby, higher connection strength than the case where the one body division piece 32 and the other body division piece 32 are adhere | attached is securable.

＜試作車１０の製造方法について＞
次に、図７等に基づいて試作車１０の製造方法について説明する。
先ず、車両の基本試験に使用されたアンダーボディ２０のＣＡＥ（コンヒ゜ュータ・エイテ゛ット・エンシ゛ニアリンク゛）のデータを入手し、その計算及び計算結果を解析する（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）。そして、前記解析結果に基づいて補強対策案を立案し、その対策による効果を確認するための計算を実行する（ステップＳ１０３，Ｓ１０４）。そして、補強対策がＯＫとなるまで、ステップＳ１０３，Ｓ１０４の作業を繰り返し実行する。このようにして、補強対策がＯＫとなった段階で、アンダーボディ２０を手配し（ステップＳ１０６）、例えば、前述のように、ロッカー２４廻りの補強を行なう（Ｓ１０７）。なお、アンダーボディ２０の状況によっては、リヤのホイルハウスインナ２１（図２参照）のダンパサポート（図示省略）等の補強が行なわれる。
また、アンダーボディ２０の手配と並行して、アッパーボディ３０の各ボディ分割片３２を三次元ＣＡＤ装置のデータを使用して積層造形法（粉末焼結造形法）により樹脂を材料として成形する。
そして、アンダーボディ２０の補強が完了した段階で、アンダーボディ２０上に各ボディ分割片３２を順番に組み付けてアッパーボディ３０を形成する。これにより、アッパーボディ３０が樹脂製の試作車１０を実車に近い状態で製作できるようになる。 <About the manufacturing method of the prototype 10>
Next, a method for manufacturing the prototype vehicle 10 will be described with reference to FIG.
First, CAE (Computer Aided Engineer Link) data of the underbody 20 used in the basic test of the vehicle is obtained, and the calculation and the calculation result are analyzed (steps S101 and S102). Then, based on the analysis result, a reinforcement measure plan is drawn up, and a calculation for confirming the effect of the measure is executed (steps S103 and S104). Then, the operations of steps S103 and S104 are repeatedly executed until the reinforcement measure becomes OK. Thus, when the reinforcement measure is OK, the underbody 20 is arranged (step S106), and, for example, the reinforcement around the rocker 24 is performed as described above (S107). Depending on the situation of the underbody 20, reinforcement such as a damper support (not shown) of the rear wheel house inner 21 (see FIG. 2) is performed.
In parallel with the arrangement of the underbody 20, each body divided piece 32 of the upper body 30 is molded using a resin as a material by a layered modeling method (powder sintering modeling method) using data of a three-dimensional CAD apparatus.
Then, at the stage where the reinforcement of the underbody 20 is completed, the body divided pieces 32 are sequentially assembled on the underbody 20 to form the upper body 30. Thus, the upper body 30 can manufacture the resin prototype vehicle 10 in a state close to an actual vehicle.

＜本実施形態に係る試作車１０の製造方法の長所＞
本実施形態に係る試作車１０の製造方法によると、車両の基本試験で使用されているアンダーボディ２０上に、ボディ分割片３２を順番に組み付けてアッパーボディ３０を形成する方法のため、強度が低い樹脂を使用しても試作車１０一台を実車に近い状態で製造できる。
このように、試作車１０を実車に近い状態で製造できるため、試作車１０を生産ラインと同じ条件で取り扱えるようになり、試作車１０に対する部品取付け等の作業性評価等を正確に行なえる。
また、車両のアッパーボディ３０を樹脂により製造できるため、図面に忠実な形状を容易に成形でき、従来に比べ安価に製作できる。
また、ボディ分割片３２は、各々のボディ分割片３２が嵌め合わされた状態でボルト止めされる構成のため、アッパーボディ３０における一のボディ分割片３２と他のボディ分割片３２との接続部分の強度を高くできる。
また、アンダーボディ２０は、リフトアップされる周辺部分が補強されているため、試作車１０のリフトアップが可能になり、リフトアップ時のアンダーボディの歪みを小さく抑えることができる。また、試作車１０のリフトアップが可能なため、車両の下面取付け部品の評価が可能になる。 <Advantages of Manufacturing Method of Prototype Car 10 According to the Present Embodiment>
According to the manufacturing method of the prototype vehicle 10 according to the present embodiment, the strength is high because the upper body 30 is formed by sequentially assembling the body divided pieces 32 on the underbody 20 used in the basic test of the vehicle. Even if low resin is used, one prototype vehicle 10 can be manufactured in a state close to an actual vehicle.
Thus, since the prototype vehicle 10 can be manufactured in a state close to an actual vehicle, the prototype vehicle 10 can be handled under the same conditions as the production line, and workability evaluation such as component mounting on the prototype vehicle 10 can be performed accurately.
Moreover, since the upper body 30 of the vehicle can be manufactured from resin, a shape faithful to the drawing can be easily formed, and can be manufactured at a lower cost than the conventional one.
Further, since the body divided pieces 32 are bolted in a state where the respective body divided pieces 32 are fitted together, the connecting portion between one body divided piece 32 and another body divided piece 32 in the upper body 30 is provided. Strength can be increased.
Further, since the underbody 20 is reinforced at the peripheral portion to be lifted up, the prototype vehicle 10 can be lifted up, and distortion of the underbody at the time of lift-up can be suppressed small. In addition, since the prototype vehicle 10 can be lifted up, it is possible to evaluate the lower surface mounting parts of the vehicle.

＜変更例＞
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、アッパーボディ３０の外形寸法を変化させずに肉厚寸法をアップさせて必要箇所の補強を行なう例を示したが、鉄板等を利用して必要箇所の補強を行なうことも可能である。
また、本実施形態では、アッパーボディ３０のボディ分割片３２間の接続を嵌め込み構造とボルト止めにより行なう例を示したが、嵌め込み構造と接着とにより行なうことも可能である。 <Example of change>
Here, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified without departing from the gist of the present invention. For example, in the present embodiment, an example in which the thickness is increased without changing the outer dimension of the upper body 30 and the necessary portion is reinforced is shown, but the necessary portion is reinforced using an iron plate or the like. Is also possible.
In the present embodiment, the connection between the body split pieces 32 of the upper body 30 is shown by the fitting structure and the bolting, but it is also possible to make the connection by the fitting structure and adhesion.

２０・・・アンダーボディ
２４・・・ロッカー
２６・・・リインフォース
２８・・・バルク
３０・・・アッパーボディ
３０ｐ・・Ａピラー
３２・・・ボディ分割片
20 ... Under body 24 ... Rocker 26 ... Reinforce 28 ... Bulk 30 ... Upper body 30p ... A pillar 32 ... Body split piece

Claims

車両の基本試験において使用されているアンダーボディを準備する工程と、
前記アンダーボディを補強する工程と、
車両のアッパーボディを構成する複数のボディ分割片を樹脂により成形する工程と、
前記アンダーボディ上に、前記ボディ分割片を順番に組み付けて、前記アッパーボディを形成する工程と、
を有することを特徴とする試作車の製造方法。 Preparing an underbody used in a basic vehicle test;
Reinforcing the underbody;
Forming a plurality of body division pieces constituting the upper body of the vehicle with a resin;
Assembling the body divided pieces in order on the underbody to form the upper body;
A method for manufacturing a prototype vehicle, comprising:

請求項１に記載された試作車の製造方法であって、
前記ボディ分割片は、各々のボディ分割片が嵌め合わされた状態でボルト止めされることを特徴とする試作車の製造方法。 A method of manufacturing a prototype vehicle according to claim 1,
The method of manufacturing a prototype vehicle, wherein the body divided pieces are bolted in a state where the body divided pieces are fitted together.

請求項１又は請求項２のいずれかに記載された試作車の製造方法であって、
前記アンダーボディは、リフトアップされる周辺部分が補強されていることを特徴とする試作車の製造方法。
A method for manufacturing a prototype vehicle according to claim 1 or 2,
The method of manufacturing a prototype vehicle, wherein the underbody is reinforced at a peripheral portion to be lifted up.