JPH0656053A - 自動車の車体構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 フロントボディユニット１とフロアユニット
２とアッパボディユニット３との各分割ユニットを結合
して車体の主要部が形成される。フロントボディユニッ
ト１のダッシュパネル１０とフロアユニット２の前縁部
との結合が第１の接着剤にて行われ、フロントボディユ
ニット１とアッパボディユニット３とにおけるヒンジピ
ラー４部分での結合、およびフロアユニット２とアッパ
ボディユニット３との結合が第２の接着剤にて行われ、
第１の接着剤の硬化後の硬度は、第２の接着剤の硬化後
の硬度よりも低く設定されている。 【効果】 フロアユニット２とフロントボディユニット
１のダッシュパネル１０の振動とを低減することがで
き、車体全体としての振動が低減される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フロントボディユニッ
トとフロアユニットとリヤボディユニットとの分割ユニ
ットによって車体が形成される自動車の車体構造に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車の車体の組み立て作業において
は、作業者の負担軽減、近年の人手不足および作業の効
率アップ等の点から、一層の自動化が望まれている。こ
こで、例えばモノコックボディでは、車室内にシート等
の車室内装備物を取り付ける際、その装備物を車体の例
えばドア開口部から車体内方へ取り込まなければならな
い。そしてこの作業は、ドア開口部周りの部材が邪魔に
なるのでロボットによって行うことが困難であり、人手
に頼らざるを得ないものとなっている。

【０００３】そこで、例えば、特開昭６３−２３５１７
４号公報に開示されているように、車体を、フロントボ
ディユニットと、フロアユニットと、ルーフ部およびボ
ディサイド部等を備え、フロアユニットを上方から覆う
リヤボディユニットとの３分割ユニットとして形成し、
その後、これら各ユニットを組み付けることにより１個
の車体を形成することが提案されている。このような車
体構造によれば、各ユニット同士を組み付ける前に、各
ユニットに対してロボットにより装備を施すことが容易
になり、車体の組み立ての自動化を促進することが可能
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の分割
ユニットにて車体を形成する場合、各分割ユニットの組
み付けは、シール機能も備えた接着剤を中心とし、適当
にボルトおよびナットを使用して行われる。これは、各
分割ユニットを組み付ける際、これらユニットには既に
所定の装備が施されており、この装備を損傷するような
高熱を発生する例えばスポット溶接を使用し難いためで
ある。

【０００５】しかしながら、単なる接着剤を主とする分
割ユニット同士の組み付け構造では、従来の例えばモノ
コックボディに対して特にフロア部、およびフロントボ
ディユニットのパネル部、例えばダッシュパネルにおけ
る振動の発生状態が悪化する虞がある。従って、接着剤
を主に使用して分割ユニット同士を組み付けた場合に、
特に上記の部位における振動を低減することができる構
成の提案が望まれている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の自動車の車体構
造は、上記の課題を解決するために、フロアユニットの
前縁部と結合されるパネル部を車幅方向に有するフロン
トボディユニットと、パネル状のフロア部材を有するフ
ロアユニットと、ルーフ部および左右のボディサイド部
を有するアッパボディユニットとの各分割ユニットを結
合して車体の主要部が形成されている自動車の車体構造
において、フロントボディユニットのパネル部とフロア
ユニットのフロア部材前縁部との結合が第１の接着剤に
て行われ、フロントボディユニットとアッパボディユニ
ットとにおけるヒンジピラー部分での結合、およびフロ
アユニットとアッパボディユニットとの結合が第２の接
着剤にて行われ、上記の第１の接着剤の硬化後の硬度
は、第２の接着剤の硬化後の硬度よりも低く設定されて
いることを特徴としている。

【０００７】

【作用】上記の構成によれば、フロントボディユニット
のパネル部とフロアユニットのフロア部材前縁部との結
合が、硬化後の硬度が低い方の第１の接着剤にて行わ
れ、フロントボディユニットとアッパボディユニットと
におけるヒンジピラー部分での結合、およびフロアユニ
ットとアッパボディユニットとの結合が、硬化後の硬度
が高い方の第２の接着剤にて行われているので、各分割
ユニットを結合して形成される車体の振動が低減され
る。

【０００８】即ち、フロントボディユニットとアッパボ
ディユニットとにおけるヒンジピラー部分での結合は、
高い剛性を有する部材であるヒンジピラーを含んだ結合
であり、フロアユニットとアッパボディユニットとの結
合も同様に、フロアユニットとアッパボディユニットに
おける高い剛性を有する部材、例えばサイドシルとの結
合になる。ここで、振動理論より、物体の固有振動の振
幅は、物体の剛性に反比例するので、上記のような高い
剛性を有する部材を含む部分の結合には、硬化後の硬度
が高い方の第２の接着剤を使用した方が、剛性が高くな
り、振動の低減機能が向上する。これによって、フロア
ユニットの振動を低減することができる。

【０００９】一方、フロントボディユニットのパネル部
とフロアユニットのフロア部材との結合体はパネル状で
あり、この結合体が振動する場合、上記両者の結合部は
振幅における腹の近傍部位となる。従って、この部分に
は、硬化後の硬度が低い方の第１の接着剤を使用した方
が、減衰機能が高くなり、振動の低減機能が向上する。
これによって、フロントボディユニットのパネル部、例
えばダッシュパネルの振動を低減することができる。

【００１０】以上のことから、本車体構造においては、
車体全体としての振動を低減することができる。

【００１１】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図１５に基づ
いて以下に説明する。

【００１２】本実施例の自動車の車体構造においては、
図１示すように、予め、フロントボディユニット１とフ
ロアユニット２とリヤボディユニット３とが個々の分割
ユニットとして形成され、これら各ユニット１〜３を組
み付けることにより車体の主要部が形成されるようにな
っている。

【００１３】フロントボディユニット１は後端部の両側
部にフロントヒンジピラー部５を備えている。このフロ
ントヒンジピラー部５は、図示しないフロントドアの取
り付け部となるヒンジピラー４の前部を構成している。
上記のフロントヒンジピラー部５の前方にはホイールエ
プロン９が形成され、車幅方向の内方にはダッシュパネ
ル１０が接続されている。

【００１４】リヤボディユニット３は、両側部における
下部に設けられたボディサイド部を構成するサイドシル
６・６、およびルーフ部７を備えるとともに、ヒンジピ
ラー４の後部を構成するリヤヒンジピラー部８を前端部
に備えている。このリヤヒンジピラー部８からは、フロ
ントピラー１１が上方へ延びている。

【００１５】上記のフロントヒンジピラー部５とリヤヒ
ンジピラー部８とは、車体前後方向に対してほぼ垂直上
方へ延びる１個のヒンジピラー４がフロントボディユニ
ット１側とリヤボディユニット３側との前後方向に分割
されたものであり、図２に示すように、フロントヒンジ
ピラー部５における分割面、即ち結合面は、前後２段状
に形成され、前方かつ車体外方側の前結合面５ａ、後方
かつ車体内方側の後結合面５ｂおよび中間結合面５ｃに
よって構成されている。これら前結合面５ａ、後結合面
５ｂおよび中間結合面５ｃに対応して、リヤヒンジピラ
ー部８には、前結合面８ａ、後結合面８ｂおよび中間結
合面８ｃが形成されている。

【００１６】上記のフロントヒンジピラー部５とリヤヒ
ンジピラー部８との前結合面５ａ・８ａ同士および後結
合面５ｂ・８ｂ同士は、これらの間に配された第２の接
着剤である接着剤層１２・１２によって結合されてい
る。さらに、後結合面５ｂ・８ｂ同士は、ボルト１３お
よびナット１４によっても締結されている。

【００１７】一方、フロアユニット２は図３または図５
に示す分割形状となっている。フロアユニット２が図３
に示す形状の場合、その前縁部は、車幅方向と平行な線
状に形成されており、ダッシュパネル１０に対して図４
に示すように結合されている。即ち、ダッシュパネル１
０とその上に配されたフロアユニット２の前縁部とが、
これら両者間の第１の接着剤である接着剤層１５によっ
て結合され、さらにボルト１３およびナット１４にて締
結されている。また、フロアユニット２が図５に示す形
状の場合、その前縁部は、中央部が車幅方向に対して前
方へ突出するように形成されており、ダッシュパネル１
０に対して図６に示すように結合されている。即ち、フ
ロアユニット２の前方突出部２ａには、ほぼ垂直上方へ
折曲された上方折曲部２ｂが形成され、この上方折曲部
２ｂと、ダッシュパネル１０の下端部に接続された結合
板１６における上記の上方折曲部２ｂとの対向部とがこ
れら両者間の接着剤層１５によって結合され、さらに前
方突出部２ａと結合板１６とが、上記の上方折曲部２ｂ
後方の水平部にてボルト１３およびナット１４により締
結されている。

【００１８】また、フロアユニット２の両側縁部とアッ
パボディユニット３との結合構造は図７のようになって
いる。即ち、サイドシル６と接続されているフロア支持
部材１８とその上に配されたフロアユニット２の側縁部
とが、これら両者間の第２の接着剤である接着剤層１９
により結合され、さらにボルト１３およびナット１４に
より締結されている。

【００１９】また、フロアユニット２の後縁部とアッパ
ボディユニット３との結合構造は、図示していないが、
図７に示した構造と同様、サイドシル６に代わる、アッ
パボディユニット３の後部に設けられた後部クロスメン
バに、この後部クロスメンバに接続されたフロア支持部
材を介して、接着剤層１９とボルト１３およびナット１
４とにより結合されている。

【００２０】上記のフロントボディユニット１のフロン
トヒンジピラー部５とアッパボディユニット３のリヤヒ
ンジピラー部８とを結合する接着剤層１２、およびフロ
アユニット２の両側縁部と後縁部を、それぞれ、アッパ
ボディユニット３のサイドシル６と図示しない後部クロ
スメンバに結合する接着剤層１９に使用される接着剤
は、硬化後の硬度が高い硬タイプのもの、即ちヤング率
が高いものとなっている。また、フロントボディユニッ
ト１のダッシュパネル１０とフロアユニット２の前縁部
とを結合する接着剤層１５に使用される接着剤は、硬化
後の硬度が低い軟タイプのもの、即ちヤング率が低いも
のとなっている。尚、図１、図３および図５において
は、上記の硬タイプの接着剤による貼着部を斜線によっ
て示し、軟タイプの接着剤による貼着部を○印によって
示している。

【００２１】上記の硬タイプの接着剤としては、硬化後
のヤング率Ｅが、Ｅ＝１３０００〜５００００kgf ／cm
² の範囲のものが適当であり、例えば、サンスター技研
製のタフロック♯６２０３を使用することができる。ま
た、軟タイプの接着剤としては、硬化後のヤング率Ｅ
が、Ｅ＝１０〜２００kgf ／cm² の範囲のものが適当で
あり、例えば、同じくサンスター技研製のベタシール♯
５５１を使用することができる。

【００２２】尚、図２、図４、図６および図７に示す、
接着剤層１２・１５・１９による結合部におけるボルト
１３およびナット１４による締結は、部分的に行われて
いるものであり、この締結によって各接着剤層１２・１
５・１９の種類の違いによる振動低減機能が滅失するこ
とはない。

【００２３】上記の構成において、フロントボディユニ
ット１とフロアユニット２とアッパボディユニット３と
を組み付ける際には、例えば、先ず、各結合部に所定の
接着剤を塗布し、フロアユニット２をアッパボディユニ
ット３内における所定の結合位置の上方に挿入した後、
フロアユニット２を相対的に降下させ、フロアユニット
２の両側縁部および後縁部を、前述のように、それぞ
れ、アッパボディユニット３のサイドシル６・６および
後部クロスメンバと結合せさる。

【００２４】その後、例えばフロアユニット２とアッパ
ボディユニット３との結合体をフロントボディユニット
１方向へ移動させ、アッパボディユニット３のリヤヒン
ジピラー部８・８をフロントボディユニット１のフロン
トヒンジピラー部５・５に結合させるとともに、フロア
ユニット２の前縁部をフロントボディユニット１のダッ
シュパネル１０に結合させる。このとき、リヤヒンジピ
ラー部８とフロントヒンジピラー部５とは、図２の
（ａ）に示す状態から、同図の（ｂ）に示す状態に嵌合
し、その後、ボルト１３およびナット１４により締結す
る。

【００２５】また、ダッシュパネル１０とフロアユニッ
ト２の前縁部との結合において、上記のように、フロア
ユニット２を相対的にフロントボディユニット１方向へ
移動させて結合する場合には、塗布面からの接着剤層１
５の剥がれを防止して上記の両者を適切に結合する上
で、図４よりも図５に示す接合構造の方が適している。

【００２６】ここで、本実施例の車体構造では、フロン
トボディユニット１とフロアユニット２とアッパボディ
ユニット３とを接着剤を使用して組み付ける上におい
て、図８に示すように、フロントボディユニット１のフ
ロントヒンジピラー部５とアッパボディユニット３のリ
ヤヒンジピラー部８との結合、即ち高い剛性を有する部
材同士の結合、並びにフロアユニット２の両側縁部およ
び後縁部とアッパボディユニット３のサイドシル６・６
および後部クロスメンバとの結合、即ち高い剛性を有す
る部材を含む結合には、硬タイプの接着剤が使用される
一方、フロントボディユニット１のダッシュパネル１０
とパネル状のフロアユニット２の前縁部との結合、即ち
パネル同士の結合には、軟タイプの接着剤が使用される
ので、振動を低減し得るようになっている。この原理に
ついて以下に説明する。

【００２７】ここでは、仮に、フロアユニット２を図９
に示すパネル２１に、またアッパボディユニット３のサ
イドシル６・６および後部メンバを、上記のパネル２１
の周りに接着剤にて結合されている枠体２２に置き換え
たパネル模型２３によって説明する。

【００２８】振動理論より、物体の固有振動の振幅Ａ
は、物体の剛性をｋ、減衰比をζとすると、 Ａ∝１／ｋζ となることが知られている。この式より、物体の振幅Ａ
は剛性ｋを大きくすると小さくなることが分かる。

【００２９】また、減衰係数をＣ、臨界減衰係数を
Ｃ_C 、物体の質量をｍとすると、これらと上記の減衰比
ζとの間には、 ζ＝Ｃ／Ｃ_C ＝Ｃ／２√ｍｋ という関係がある。これを上式に代入して整理すると、 Ａ∝√ｍ／Ｃ√ｋ となり、これによっても、振幅Ａは剛性ｋを大きくする
ことにより小さくなることが分かる。

【００３０】ここで、上記のパネル模型２３において、
剛性ｋは、パネル２１と枠体２２との結合状態に関係し
ており、これら両者を結合する接着剤として硬タイプの
ものを使用すれば大きくなる。従って、パネル２１と枠
体２２との結合には硬タイプの接着剤を使用すれば、パ
ネル２１の振幅Ａを小さくすることができる。このこと
から、フロントヒンジピラー部５とリヤヒンジピラー部
８との結合、並びにフロアユニット２の両側縁部および
後縁部とアッパボディユニット３のサイドシル６・６お
よび後部クロスメンバとの結合には、硬タイプの接着剤
を使用すると、フロアユニット２の振動を低減し得るこ
とが分かる。

【００３１】一方、図１０に示すように、パネル２１が
２枚の分割パネル２１ａ・２１ｂを接着剤にて結合した
ものからなる場合、両パネル２１ａ・２１ｂの結合部
は、図１１に示すように、パネル２１の振幅における腹
部２４の近傍部位となる。従って、上記の両分割パネル
２１ａ・２２ａの結合には、減衰機能が高い軟タイプの
接着剤を使用する方が、パネル２１の振動を小さくする
ことができる。尚、軟タイプの接着剤を使用した場合と
硬タイプの接着剤を使用した場合との減衰率と接着剤層
の厚さとの関係は、図１２のようになる。また、パネル
同士を、スポット溶接と厚さ0.１〜1.０ｍｍの硬タイプ
の接着剤層とこれと同一厚さの軟タイプの接着剤層とで
それぞれ結合した場合の各減衰係数の比は、およそ、ス
ポット溶接：硬タイプ：軟タイプ＝１：1.２：4.２とな
る。

【００３２】上記のことから、フロントボディユニット
１のダッシュパネル１０とフロアユニット２の前縁部と
の結合には、軟タイプの接着剤を使用すると、上記の両
パネル部分、特にダッシュパネル１０での振動を低減し
得ることが分かる。

【００３３】次に、上記の振動低減機能を確認するため
に行った加振実験の結果について説明する。この実験に
おいては、図１３に示すように、加速度センサ３１を車
体における振動発生状態を検査すべき位置に配し、その
直ぐ近傍をインパルスハンマ３２で打撃し、このインパ
ルスハンマ３２の打撃による入力信号と加速度センサ３
１の出力信号とを周波数分析器３３で分析し、出力信号
／入力信号のレベルと周波数との関係を調べている。そ
して、ダッシュパネル１０とフロアユニット２の前縁部
との結合による振動発生状態を調べる場合には、加速度
センサ３１をダッシュパネル１０に取り付け、モノコッ
クボディの場合と、上記の両者を軟タイプの接着剤で結
合した場合、および硬タイプの接着剤で結合した場合と
を比較した。その結果を図１４の（ａ）（ｂ）に示す。

【００３４】一方、フロアユニット２とサイドシル６・
６および後部クロスメンバとの結合による振動発生状態
を調べる場合には、加速度センサ３１をフロアユニット
２に取り付け、同様に、モノコックボディの場合と、上
記の各部を軟タイプの接着剤で結合した場合、および硬
タイプの接着剤で結合した場合とを比較した。その結果
を図１５の（ａ）（ｂ）に示す。

【００３５】図１４（ａ）（ｂ）の結果においては、ダ
ッシュパネル１０とフロアユニット２との結合におい
て、硬タイプの接着剤を使用した場合よりも軟タイプの
接着剤を使用した場合の方が、振動のピーク部が大幅に
低下しているので、この場合には軟タイプの接着剤が適
することが確認された。また、図１５（ａ）（ｂ）の結
果においては、フロアユニット２とサイドシル６・６お
よび後部メンバとの結合において、軟タイプの接着剤を
使用した場合よりも硬タイプの接着剤を使用した場合の
方が、振動が大幅に低減しているので、この場合には硬
タイプの接着剤が適することが確認された。

【００３６】

【発明の効果】本発明の自動車の車体構造は、以上のよ
うに、フロントボディユニットのパネル部とフロアユニ
ットのフロア部材前縁部との結合が第１の接着剤にて行
われ、フロントボディユニットとアッパボディユニット
とにおけるヒンジピラー部分での結合、およびフロアユ
ニットとアッパボディユニットとの結合が第２の接着剤
にて行われ、上記の第１の接着剤の硬化後の硬度は、第
２の接着剤の硬化後の硬度よりも低く設定されている構
成である。

【００３７】これにより、フロアユニットの振動を低減
し得るとともに、フロントボディユニットの、フロアユ
ニットと結合されるパネル部の振動を低減することがで
きるので、車体全体としての振動を低減することができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すものであって、車体を
形成するための各分割ユニットと、各分割ユニットを結
合するための接着剤の種類とを示す車体の分解斜視図で
ある。

【図２】図１に示したフロントヒンジピラー部とリヤヒ
ンジピラー部との結合前（ａ）および結合後（ｂ）の横
断面図である。

【図３】図１に示したフロアユニットの形状の一例と、
このフロアユニットをフロントボディユニットおよびア
ッパボディユニットと結合する際に使用される接着剤の
種類とを平面で示す説明図である。

【図４】フロアユニットが図３に示した形状を有する場
合のフロアユニットとダッシュパネルとの結合構造を示
す縦断面図である。

【図５】図１に示したフロアユニットの形状の他の例
と、このフロアユニットをフロントボディユニットおよ
びアッパボディユニットと結合する際に使用される接着
剤の種類とを平面で示す説明図である。

【図６】フロアユニットが図５に示した形状を有する場
合のフロアユニットとダッシュパネルとの結合構造を示
す縦断面図である。

【図７】図１に示したアッパボディユニットのサイドシ
ルとフロアユニットとの結合構造を示す縦断面図であ
る。

【図８】上記の各分割ユニットの各結合部に使用される
接着剤の種類を示す斜視図である。

【図９】図１に示したフロアユニットをパネルに、また
アッパボディユニットを枠体に置き換えて示すパネル模
型の斜視図である。

【図１０】図９に示したパネル模型においてパネルが２
枚の分割パネルからなる場合の斜視図である。

【図１１】図１０に示したパネルが振動している状態を
示す説明図である。

【図１２】図１０に示す分割パネルの結合に軟タイプの
接着剤を使用した場合と硬タイプの接着剤を使用した場
合との減衰率と接着剤層の厚さとの関係を示すグラフで
ある。

【図１３】本実施例の車体構造の振動低減機能を確認す
る加振実験のための構成図である。

【図１４】上記の加振実験の結果を示すものであって、
フロントボディユニットとフロアユニットとの結合に軟
タイプの接着剤を使用した分割ボディと、モノコックボ
ディとにおける、出力信号／入力信号のレベルと周波数
との関係（ａ）、および上記の軟タイプの接着剤に代え
て硬タイプの接着剤を使用した場合の上記の関係（ｂ）
を示すグラフである。

【図１５】上記の加振実験の結果を示すものであって、
フロアユニットとアッパボディユニットとの結合に軟タ
イプの接着剤を使用した分割ボディと、モノコックボデ
ィとにおける、出力信号／入力信号のレベルと周波数と
の関係（ａ）、および上記の軟タイプの接着剤に代えて
硬タイプの接着剤を使用した場合の上記の関係（ｂ）を
示すグラフである。

【符号の説明】

１ フロントボディユニット ２ フロアユニット ３ アッパボディユニット ７ ルーフ部 １０ ダッシュパネル（パネル部） １２ 接着剤層（第２の接着剤） １５ 接着剤層（第１の接着剤） １９ 接着剤層（第２の接着剤）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フロアユニットの前縁部と結合されるパネ
   ル部を車幅方向に有するフロントボディユニットと、パ
   ネル状のフロア部材を有するフロアユニットと、ルーフ
   部および左右のボディサイド部を有するアッパボディユ
   ニットとの各分割ユニットを結合して車体の主要部が形
   成されている自動車の車体構造において、 フロントボディユニットのパネル部とフロアユニットの
   フロア部材前縁部との結合が第１の接着剤にて行われ、
   フロントボディユニットとアッパボディユニットとにお
   けるヒンジピラー部分での結合、およびフロアユニット
   とアッパボディユニットとの結合が第２の接着剤にて行
   われ、上記の第１の接着剤の硬化後の硬度は、第２の接
   着剤の硬化後の硬度よりも低く設定されていることを特
   徴とする自動車の車体構造。