車体の接合方法及びその接合構造
【課題】車体の接合方法及びその接合構造において、ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合する際、ルーフパネルのフランジ部にバリを発生させることなく接合すること。
【解決手段】アルミニウム合金製のルーフパネル７のウインドガラス接着面７ｂを形成するフランジ部７ａを上板、アルミニウム合金製のフロントヘッダー４のフランジ部４ａを下板として重ね合わせ、車室内側から回転ツール１４を回転させながらフロントヘッダー４のフランジ部４ａに押圧し、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａを摩擦点接合するので、ルーフパネル７のフランジ部７ａのウインドガラス接着面７ｂを平坦面に形成することができる。
【解決手段】アルミニウム合金製のルーフパネル７のウインドガラス接着面７ｂを形成するフランジ部７ａを上板、アルミニウム合金製のフロントヘッダー４のフランジ部４ａを下板として重ね合わせ、車室内側から回転ツール１４を回転させながらフロントヘッダー４のフランジ部４ａに押圧し、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａを摩擦点接合するので、ルーフパネル７のフランジ部７ａのウインドガラス接着面７ｂを平坦面に形成することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製ルーフパネルと金属製ヘッダーとを接合する車体の接合方法及びその接合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体等においては、主に軽量化を目的として、鋼板製の構造にアルミニウム板を併用した構造が広く実用化されつつある。この鋼板とアルミニウム板とを接合する接合技術として、ブラインドリベット、セルフピアッシングリベット、クリンチング等を用いた機械的接合技術が採用されている。例えば、特許文献１の車体部材の接合構造においては、アルミニウム製のルーフパネルの接合部が、鋼製のサイドルーフレールの接合部、フロントルーフレールの接合部、リヤルーフレールの接合部等と楔形状の非貫通型のセルフピアッシングリベットによりリベット接合されている。
【０００３】
他方、近年、軽金属製の構成部材の接合部と、この軽金属製の構成部材と熱膨張率が異なる金属製の構成部材の接合部とを摩擦熱を利用して接合する摩擦点接合技術が提案され実用に供されている。この摩擦点接合技術を利用して例えば、アルミニウム合金製のルーフパネルの接合部と、鋼製のフロントヘッダーの接合部とを重ね合わせた状態で、摩擦点接合装置の回転ツールによりルーフパネル側（車室外側）からルーフパネル及びフロントヘッダーが押圧され、回転ツールがルーフパネルの接合部と接触して回転することで発生する摩擦熱により、ルーフパネルが軟化し塑性流動化して、ルーフパネルの接合部とフロントヘッダーの接合部を固相状態でスポット接合することが考えられる。。
【特許文献１】特開２００５−１１９５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の車体部材の接合構造においては、アルミルーフパネルと、サイドルーフレールやフロントルーフレールやリヤルーフレールとの接合部に沿って多数のリベット接合部が形成されるので、リベット部品の増加により材料費を含む接合費が高価になるという問題がある。
【０００５】
一方、上述の摩擦点接合構造においては、ルーフパネルのガラス接着面を形成するフランジ部とフロントヘッダーのフランジ部を接合する場合、ルーフパネル側から回転ツールを回転させながらルーフパネルのフランジ部を押圧してルーフパネルのフランジ部とフロントヘッダーのフランジ部を摩擦点接合するので、回転ツールによる接合時に、回転ツールの外周付近に流動化した金属がはみ出してバリ状に硬化するため、ルーフパネルのガラス接着面を形成するフランジ部にバリが発生する。そのため、平坦でないガラス接着面にウインドガラス接着を行うと、そのガラス接着面にウインドガラスが不安定な状態で接着され、接着不良が起こるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、車体の接合方法及びその接合構造において、ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合する際、ルーフパネルのフランジ部にバリを発生させることなく接合すること、材料費を含む接合費を低減可能にすること等である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の車体の接合方法は、金属製ルーフパネルと金属製ヘッダーとを接合した車体の接合方法において、ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダーのフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧して摩擦熱を発生させ、少なくともヘッダーのフランジ部を軟化させ塑性流動を生じさせてルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した接合部を成形することを特徴としている。
【０００８】
請求項２の車体の接合方法は、請求項１の発明において、ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であることを特徴としている。
請求項３の車体の接合方法は、請求項１又は２の発明において、ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であることを特徴としている。
【０００９】
請求項４の車体の接合方法は、金属製ルーフパネルと金属製ヘッダーと金属製ルーフサイド部材とを接合した車体の接合方法において、ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダー部のフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧して摩擦熱を発生させ、少なくともヘッダーのフランジ部を軟化させ塑性流動を生じさせてルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した第１接合部を形成する第１工程と、次に、ルーフパネルとヘッダーとをルーフサイド部材に接合した第２接合部を形成する第２工程とを備えたものである。
【００１０】
請求項５の車体の接合方法は、請求項４の発明において、ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した第１接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であることを特徴としている。
請求項６の車体の接合方法は、請求項４又は５の発明において、ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であり、ルーフサイド部材が鋼製の部材であることを特徴としている。
【００１１】
請求項７の車体の接合方法は、請求項６の発明において、ルーフサイド部材はルーフパネルとヘッダーよりも車室内側に配設された補強板部材を備え、ルーフパネルとヘッダーとをルーフサイド部材に接合する第２工程は、ルーフパネルとヘッダーとを補強板部材に埋め込み型リベットで機械的接合する接合工程を含むことを特徴としている。
【００１２】
請求項８の車体の接合構造は、金属製ルーフパネルと金属製ヘッダーとを接合した車体の接合構造において、ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダーのフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧して摩擦熱を発生させ、少なくともヘッダーのフランジ部を軟化させ塑性流動を生じさせてルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した複数のスポット接合部を備えたものである。
【００１３】
請求項９の車体の接合構造は、請求項８の発明において、ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であることを特徴としている。
【００１４】
請求項１０の車体の接合構造は、請求項８又は９の発明において、ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であることを特徴としている。
【００１５】
請求項１１の車体の接合構造は、金属製ルーフパネルと金属製ヘッダーと金属製ルーフサイド部材とを接合した車体の接合構造において、ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダーのフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧して摩擦熱を発生させ、少なくともヘッダーのフランジ部を軟化させ塑性流動を生じさせてルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した第１接合部と、ルーフパネルとヘッダーとをルーフサイド部材に接合した第２接合部とを備えたものである。
【００１６】
請求項１２の車体の接合構造は、請求項１１の発明において、第１接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であることを特徴としている。
請求項１３の車体の接合構造は、請求項１２の発明において、ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であり、ルーフサイド部材が鋼製の部材であることを特徴としている。
【００１７】
請求項１４の車体の接合構造は、請求項１３の発明において、ルーフサイド部材はルーフパネルとヘッダーよりも車室内側に配設された補強板部材を備え、第２接合部は、ルーフパネルとヘッダーとを補強板部材に埋め込み型リベットで機械的に接合したリベット接合部であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダーのフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧してルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した接合部を形成するため、次の効果が得られる。
【００１９】
車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部を押圧してルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合するので、ルーフパネルのフランジ部のウインドガラス接着面にバリが発生することがない。そのため、ルーフパネルのフランジ部のウインドガラス接着面を平坦面に形成することができる。これにより、ウインドガラス接着面に対してウインドガラス接着を容易に行うことができる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であるので、ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合する為のリベット部品等を用いる必要がなく、それらフランジ部の接合を容易に行うことができるうえ、材料費を含む接合費の低減を図ることができる。
請求項３の発明によれば、ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であるので、回転ツールによる接合強度を確保しつつ、車体の軽量化を図ることができる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、第１工程において、ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダーのフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧してルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した第１接合部を形成し、次に、第２工程において、ルーフパネルとヘッダーとをルーフサイド部材に接合した第２接合部を形成するため、次の効果が得られる。
【００２２】
第１工程において、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部を押圧してルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合するので、ルーフパネルのフランジ部のウインドガラス接着面にバリが発生することがない。そのため、ルーフパネルのフランジ部のウインドガラス接着面を平坦面に形成することができる。これにより、ウインドガラス接着面に対してウインドガラス接着を容易に行うことができる。また、第２工程において第２接合部を形成するので、ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部の両端側の接合部の接合強度を確保することができる。
【００２３】
請求項５の発明によれば、ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した第１接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であるので、ルーフパネルとヘッダーとのフランジ部を接合する為のリベット部品等を用いる必要がなく、それらフランジ部の接合を容易に行うことができるうえ、材料費を含む接合費の低減を図ることができる。
【００２４】
請求項６の発明によれば、ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であり、ルーフサイド部材が鋼製の部材であるので、ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部の両端側の接合部の接合強度を確実に確保することができる。
【００２５】
請求項７の発明によれば、ルーフサイド部材はルーフパネルとヘッダーよりも車室内側に配設された補強板部材を備え、第２工程は、ルーフパネルとヘッダーとを補強板部材に埋め込み型リベットで機械的接合する接合工程を含むので、第２接合部の接合強度を確実に確保することができるうえ、埋め込み型のリベットにより、ルーフパネルのフランジ部のウインドガラス接着面を平坦面に形成することができる。さらに、機械的接合部による第２接合部の数を少なくして、第２接合部の為の材料費を含む接合費を低減することができる。
【００２６】
請求項８の発明によれば、ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダーのフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧してルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した複数のスポット接合部を備えたので、ルーフパネルのフランジ部のウインドガラス接着面を平坦面に形成することができる。その他、請求項１の発明と同様の効果を奏する。
【００２７】
請求項９の発明によれば、ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であるので、請求項２の発明と同様の効果を奏する。
請求項１０の発明によれば、ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であるので、請求項３の発明と同様の効果を奏する。
【００２８】
請求項１１の発明によれば、ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダーのフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧してルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合しだ第１接合部と、ルーフパネルとヘッダーとをルーフサイド部材に接合した第２接合部とを備えたので、ルーフパネルのフランジ部のウインドガラス接着面を平坦面に形成することができる。その他、請求項４の発明と同様の効果を奏する。
【００２９】
請求項１２の発明によれば、第１接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であるので、請求項５と同様の効果を奏する。
請求項１３の発明によれば、ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であり、ルーフサイド部材が鋼製の部材であるので、請求項６と同様の効果を奏する。
【００３０】
請求項１４の発明によれば、ルーフサイド部材はルーフパネルとヘッダーよりも車室内側に配設された補強板部材を備え、第２接合部は、ルーフパネルとヘッダーとを補強板部材に埋め込み型リベットで機械的に接合したリベット接合であるので、ルーフパネルのフランジ部のウインドガラス接着面を平坦面に形成することができる。その他、請求項７の発明と同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本実施例は、金属製ルーフパネルと金属製ヘッダーと金属製ルーフサイド部材とを接合する車体の接合方法と接合構造に、本発明を適用した場合の一例である。
【実施例１】
【００３２】
以下、本発明の実施例１について図面に基づいて説明する。尚、以下の説明は、車体の接合方法と接合構造についての説明を含むものである。
図１、図２に示すように、ワゴン系の自動車の車体構造Ｍは、左右１対のフロントピラー１、左右１対のセンタピラー２、左右１対のリヤピラー３、左右１対のフロントピラー１の上端部を連結するフロントヘッダー４、左右１対のリヤピラー３の上端部を連結するリヤヘッダー５、フロントピラー１の上端とセンタピラー２の上端とリヤピラー３の上端近傍部に亙って延設された左右１対のルーフサイドレール６と、ルーフ構造とを有し、ルーフ構造のルーフパネル７とフロントヘッダー４以外の諸部材は鋼板製のものである。尚、図２は、ルーフパネル７を省略して図示した自動車の車体構造Ｍの要部平面図である。
【００３３】
ルーフ構造は車体構造Ｍの上端に配置されるものであり、このルーフ構造は、アルミニウム合金製からなるルーフパネル７と、このルーフパネル７の下面側に後述の摩擦点接合により接合されるアルミニウム合金製からなるフロントヘッダー４と、鋼製のリヤヘッダー５と、鋼製の複数の補強板部材８ａ〜８ｄとを有する。これら複数の補強板部材８ａ〜８ｄの両端部とフロントヘッダー４及びリヤヘッダー５は、サブアッセンブリ工程において、予めルーフパネル７に摩擦点接合にて接合される。
【００３４】
ここで、上記の摩擦点接合及びその他の摩擦点接合を行う摩擦点接合装置９について説明する。図３、図４に示すように、摩擦点接合装置９は、接合ガン１０を装備したロボット１１と、ロボット１１と接合ガン１０を駆動制御する制御装置１２と、接合ガン１０で摩擦点接合（スポット接合）する２枚の金属板部材を重ね合わせた状態で位置決め保持するワーク保持装置（図示略）とを備えている。
【００３５】
ロボット１１は汎用の６軸垂直多関節型ロボットであり、そのロボットハンドの先端部に接合ガン１０が装備されている。このロボット１１が、接合ガン１０をワーク保持装置で位置決め保持された金属構成部材をスポット接合動作位置と、この接合動作位置から退避した待機位置とに亙って移動させる。
【００３６】
図４に示すように、接合ガン１０は、受け具１３と、回転ルーツ１４と、回転ツール駆動機構１５とを有する。受け具１３と回転ツール１４は上下に対向状に配設され、受け具１３は逆Ｌ字状のアーム１６の上先端部に着脱可能に下向きに取付られ、アーム１６の下部側に回転ツール駆動機構１５が設けられ、この回転ツール駆動機構１５に回転ツール１４が着脱可能に上向きに取付られている。回転ツール駆動機構１５は、回転ツール１４を接合軸Ｘを中心として回転させる回転モータ１７と、回転ツール１４を接合軸Ｘに沿って昇降させて複数の金属板部材を押圧する昇降モータ１８とを有する。
【００３７】
図５に示すように、回転ツール１４の胴体部１４ａの先端面（上端面）にはショルダ部１４ｂが形成されている。このショルダ部１４ｂは平坦な形状をなし、ショルダ部１４ｂの中心部に細径のピン部１４ｃが突設されている。受け具１３は、回転ツール１４と略同径に形成され、その先端面（下端面）は平坦に形成されている。
【００３８】
図３に示すように、制御装置１２は、ロボット１１の各種電動アクチュエータ（図示略）にハーネス１９を介して接続されて、それらアクチュエータを夫々駆動制御し、また、接合ガン１０の回転モータ１７と昇降モータ１８にハーネス２０と中継ボックス２１とハーネス２２ａ、２２ｂを介して接続され、これら回転モータ１７と昇降モータ１８を夫々駆動制御する。
【００３９】
前記のサブアッセンブリ工程において、摩擦点接合装置９を用いて、ルーフパネルのウインドガラス接着面７ｂを形成するフランジ部７ａとフロントヘッダーのフランジ部４ａを摩擦点接合する場合を例にして説明する。
図６〜図８に示すように、摩擦接合装置９に対し、ルーフパネル７のフランジ部７ａを上板とし、フロントヘッダーのフランジ部４ａを下板とし、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの上にルーフパネル７のフランジ部７ａを重ねる前に、これら接触面に電食防止用の電気絶縁性の接着剤からなる接着剤層２３が形成される。
【００４０】
なお、接着剤としては、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、アクリル系接着剤などの化学反応型接着剤が用いられる。次に、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａとを重ね合わせた接合部を接合ガン１０の受け具１３と回転ツール１４とで挟むようにロボット１１により接合ガン１０を移動させ、受け具１３を接合部よりも上方にセットし、回転ツール１４を接合部よりも下方にセットする。
【００４１】
回転ツール駆動機構１５により、車室内側から回転ツール１４を回転させながら、昇降モータ１８により回転ツール１４を上昇させて、回転ツール１４をフロントヘッダー４のフランジ部４ａに押圧する。回転ツール１４がフロントヘッダー４のフランジ部４ａと接触することで発生する摩擦熱により、フロントヘッダー４のフランジ部４ａが軟化し塑性流動して、フロントヘッダー４のフランジ部４ａとルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部が融点以下の温度の固相状態で摩擦点接合（溶融を伴わない固相状態のままの摩擦点接合）される。
【００４２】
この摩擦点接合（スポット接合）について詳しく説明する。
図６に示すように、回転ツール１４が回転されつつ上昇して位置決めされ、回転ツール１４のピン部１４ｃがフロントヘッダー４のフランジ部４ａの下面に当接して押圧すると、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの下面が摩擦熱により軟化してせん断され、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの下面における回転ツール１４のピン部１４ｃの外周近傍面に流動化したアルミニウム合金がはみ出す。
【００４３】
次に、図７に示すように、回転ツール１４が更に上昇を続けて軟化したフロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部にそのピン部１４ｃが進入し、これに伴い、ピン部１４ｃと接触圧力の高い部分のフロントヘッダー４ａの接合部がせん断され、このせん断された部分から回転ツール１４の加圧力により接着剤層２３が押し出される。更に、回転ツール１４が押圧され、そのピン部１４ｃがルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部まで進入すると、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部とルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部に塑性流動部Ａ（塑性変形部）が発生してせん断部は外周へ広がり、ピン部１４ｃの周囲において、ルーフパネル７のフランジ部７ａの材料がフロントヘッダー４のフランジ部４ａ内に下向きに環状隆起し、両フランジ部４ａ、７ａが固相状態で接合される。また、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの下面における回転ツール１４の胴体部１４ａの外周近傍面に流動化したアルミニウム合金がはみ出す。
【００４４】
次に、図８に示すように、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部とルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部が摩擦点接合され、回転ツール１４が下降し、摩擦点接合後のフロントヘッダー４のフランジ部４ａの下面には、流動化したアルミニウム合金がバリ状に硬化する。一方、ルーフパネル７のフランジ部７ａのウインドガラス接着面７ａは平坦面のままである。
【００４５】
以上のようにして摩擦点接合により形成された摩擦点接合部２５は、図１０に示すように、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部とルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部とが摩擦点接合し、ルーフパネル７のウインドガラス接着面７ｂを平坦面とする構造となる。そして、この摩擦点接合部２５が、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａの車幅方向に沿って所定間隔おきに複数箇所形成される。尚、それらフランジ部４ａ、７ａの接合部以外のルーフパネル７とフロントヘッダー４と間には、車幅方向に沿って間欠的に塗布され、塗布乾燥炉の熱で発泡したゴム系のシーラ（ボデーシーラ）４６が配置され、このシーラ４６により、ルーフパネル７とフロントヘッダー４とが接着されるとともに、ルーフパネル７の張り剛性が確保される。なお、シーラ４６は、例えば、ブチルゴム、ポリイソブチレンなどのエラストマと、粘着樹脂の混合物を基材としている。
【００４６】
サブアッセンブリ工程において、前記と同様に摩擦点接合装置９を用いて、回転ツール１４をアルミニウム合金製のルーフパネル７のフランジ部７ａのみに回転しながら押込み、アルミニウム合金材料の塑性流動により鋼製のリヤヘッダー５及び鋼製の各補強板部材８ａ〜８ｄと固相状態で接合する。即ち、リヤヘッダー５は摩擦点接合部２７によりルーフパネル７に接合される。また、補強板部材８ａの両端部は摩擦点接合部３０でルーフパネル７に接合され、補強板部材８ｂの両端部は複数点の摩擦点接合部３１でルーフパネル７に接合され、補強板部材８ｃの両端部は複数点の摩擦接合部３２でルーフパネル７に接合され、補強板部材８ｄの両端部は複数点の摩擦点接合部３３でルーフパネル７に接合される。
【００４７】
以上のように、サブアッセンブリ工程において、図１、図２に示すように、ルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部とフロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部とが摩擦点接合された摩擦点接合部２５を車幅方向に複数箇所形成した前端側摩擦接合領域２６を形成し、ルーフパネル７の後端部の接合部とリヤヘッダー５のフランジ部５ａの接合部とが摩擦点接合された摩擦点接合部２７を車幅方向に複数箇所形成した後端側摩擦接合領域２８を形成する。ルーフパネル７にフロントヘッダー４を摩擦点接合する工程が本発明の第１工程に相当する。
【００４８】
図１、図２に示すように、以上のようにサブアッセンブリされたルーフパネル７を、前記摩擦点接合装置９により、回転ツール１４をアルミニウム合金製のルーフパネル７のフランジ部７ａのみに回転しながら押込みアルミニウム合金材料に塑性流動を生じさせて左右のルーフサイドレール６に摩擦点接合する。即ち、ルーフパネル７の左右両端部のフランジ部７ａの接合部と左右のルーフサイドレール６とが摩擦点接合された摩擦点接合部２９が車体前後方向に複数箇所形成された右端側摩擦接合領域３４Ａ及び左端側摩擦接合領域３４Ｂを形成する。なお、ルーフパネル７と左右のルーフサイドレール６の複数の摩擦点接合は、車両前後方向において中央部から端部側に向けて順次、摩擦点接合するのが、ルーフパネル７の熱膨張により累積する熱歪み変形を抑制するうえで好ましい。
【００４９】
次に、第１工程での摩擦点接合によるルーフパネル７の接合後、第２工程において、図２、図１１に示すように、前端側摩擦接合領域２６と右端側摩擦接合領域３４Ａとの間の接合領域と、前端側摩擦接合領域２６と左端側摩擦接合領域３４Ｂとの間の接合領域において、ルーフパネル７のフランジ部７ａの両端近傍部とフロントヘッダー４の両端近傍部フランジ部４ａとをリベット接合部３５ａでルーフパネル７とフロントヘッダー４よりも車室内側に配設されたフロントピラー１の補強板部材１ａに埋め込み型のセルフピアッシングリベット３６を用いて機械的に接合する。
【００５０】
図２に示すように、この第２工程においては、前端側摩擦接合領域２６と右側摩擦接合領域３４Ａとの間の接合領域において、複数点（５点）のリベット接合部３５ａ〜３５ｅが順次形成される。即ち、ルーフパネル７のフランジ部７ａとルーフサイドレール６の前端部とがリベット接合部３５ａでフロントピラー１の補強板部材１ａに接合され、ルーフパネル７のフランジ部７ａがリベット接合部３５ｂでフロントピラー１の補強板部材１ａ接合され、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａとがリベット接合部３５ｃでフロントピラー１の補強板部材１ａに接合され、フロントヘッダー４が複数点の接合部３５ｄ、３５ｅでフロントピラー１の補強板部材１ａに接合されている。前記前端側摩擦接合領域２６と左端側摩擦接合領域３４Ｂとの間の接合領域に形成された複数点のリベット接合部３５ａ〜３５ｅも同様である。
【００５１】
前記の複数点のリベット接合部３５ａ〜３５ｅを形成するのに用いるリベット接合締結装置（図示略）は、埋め込み型のセルフピアッシングリベット３６（図９参照）を用いてリベット接合を行う装置であり、リベット打ち込みガンと、リベット受け台とを備えている。フロントヘッダー４の両端近傍部に形成された穴部４ｂからリベット受け台を挿入して車体外側からリベット打ち込みガンを作動させ、接合部にセルフピアッシングリベット３６を打ち込んで複数点のリベット接合部３５ｃ〜３５ｅを形成する。
【００５２】
ここで、フロント側の複数点のリベット接合部３５ａ〜３５ｅのうち、ルーフパネル７のフランジ部７ａと、フロントヘッダー４のフランジ部４ａと、フロントピラー１の補強板部材１ａとを機械的に接合したリベット接合部３５ｃの構造について説明する。
図９、図１１に示すように、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部の上面に接着剤層２３を形成して、その上にルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部を重ね合せ、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部の下面にフロントピラー１の補強板部材１ａを下方から重ね合わせた状態で、上記のリベット接合締結装置により、ルーフパネル側から埋め込み型のセルフピアッシングリベット３６を打ち込んでリベット接合を行う。
【００５３】
そのリベット接合部３５ｃ（機械的接合）では、アルミニウム合金製のルーフパネル７の接合部と、アルミニウム合金製のフロントヘッダー４の接合部及び鋼製のフロントピラー１の補強板部材１ａの接合部との３枚の板部材をリベット接合し、ルーフパネル７のフランジ部７ａのウインドガラス接着面７ｂを平坦面とする構造となる。
【００５４】
また、図９に示すように、このリベット接合部３５ｃでは、セルフィピアッシングリベット３６の頭部がルーフパネル７のウインドガラス接着面７ｂから露出しない状態まで打ち込まれる。そして、そのリベット３６の脚部３６ａがルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部とフロントヘッダー４のフランジ部４ａとの接合部を貫通するが、フロントピラー１の補強板部材１ａの接合部を貫通せず、そのリベット３６の脚部３６ａがフロントピラー１の補強板部材１ａの接合部内でテーパ状に拡径してかしめ状態となる。なお、その他のリベット接合部３５ａ、３５ｂ、３５ｄ、３５ｅについても、上記と同様に、埋め込み型のセルフピアッシングリベット３６を用いてリベット接合するので、ルーフパネル７フランジ部７ａのウインドガラス接着面７ｂを平坦面とする構造となる。
【００５５】
また、右端側接合領域３４Ａと後端側摩擦接合領域２８との間の接合領域と、左端側摩擦接合領域３４Ｂと後端側接合領域２８との間の接合領域においても、ルーフパネル７の両端近傍部の接合部を、リヤヘッダー５の両端近傍部の接合部とバックドアのヒンジ補強板部材、コーナー補強板部材に複数個所のリベット接合部３７、３８で接合する。
【００５６】
ここで、上記の摩擦点接合方法により、フロントヘッダー４のフランジ部４ａと摩擦点接合したルーフパネル７のフランジ部７ａに、ウインドガラス３９を取り付ける場合を例にして説明する。
図１２に示すように、ルーフパネル７のウインドガラス接着面７ｂにウインドガラス３９を取り付けるために、ウインドガラス３９の周縁部の内面にセラミック層（セラミックコート）４０が形成され、このセラミック層４０の表面に帯状のプライマ塗布膜４１が形成される。
【００５７】
このプライマ塗布膜４１の表面にウレタン接着材４２が塗布され、ルーフパネル７のウインドガラス接着面７ｂの平坦面にもプライマ塗布膜４１が形成され、図１３に示すように、そのウインドガラス接着面７ｂに対してウインドガラス３９がウレタン接着材４２を介して接着される。
【００５８】
セラミック層４０は、車体とウインドガラス３９との接着部分を覆い隠すために設けられ、このセラミック層４０に形成されたプライマ塗布膜４１によって、ウインドガラス３９（プライマ塗布膜４１）をウレタン接着材４２で車体に接着する接着強度が高くなる。尚、４３はウレタン接着材を留めるダム材、４４はシール用のモール材である。
【００５９】
尚、ルーフサイドレール６が「ルーフサイド部材」に相当し、フロントピラー１の補強板部材１ａが「補強板部材」に相当するものである。摩擦点接合部２５が「第１接合部」、「スポット接合部」に相当し、リベット接合部３５ａ〜３５ｅが「第２接合部」に相当する。
【００６０】
次に、以上説明した車体の接合方法及びその接合構造において、特に、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合方法及び接合構造の作用、効果について説明する。
第１工程において、アルミニウム合金製のルーフパネル７のウインドガラス接着面７ｂを形成するフランジ部７ａを上板、アルミニウム合金製のフロントヘッダー４のフランジ部４ａを下板として重ね合わせ、車室内側から摩擦点接合装置９の回転ツール１４を回転させながらフロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部に押圧する。回転ツール１４がフロントヘッダー４を押圧することで発生する摩擦熱により、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部が軟化し塑性流動して、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部とルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部が融点以下の温度の固相状態で摩擦点接合する。
【００６１】
次の第２工程において、ルーフパネル７のフランジ部７ａの両端近傍の接合部と、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの両端近傍の接合部と、フロントピラー１の補強板部材１ａの接合部とを３枚重ね合わせ、ルーフパネル側（車室外側）からリベット締結装置のリベット打ち込みガンにて埋め込み型のセルフピアッシングリベット３６を打ち込んでそれらの接合部をリベット接合する。
【００６２】
このように、第１工程において、車室内側から回転ツール１４を回転させながらフロントヘッダー４のフランジ部４ａを押圧してルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部とフロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部を摩擦点接合するので、ルーフパネル７のフランジ部７ａのウインドガラス接着面７ｂにバリ２４が発生することがない。そのため、ルーフパネル７のフランジ部７ａのウインドガラス接着面７ｂを平坦面に形成することができる。これにより、ウインドガラス接着面７ｂに対してウインドガラス接着を容易且つ安定して行うことができる。
【００６３】
また、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａを接合した接合部は、車幅方向に複数箇所形成された摩擦点接合部２５であるので、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４フランジ部４ａを接合する為のリベットを用いる必要がなく、それらフランジ部４ａ、７ａの接合を容易に行うことができるができるうえ、材料費を含む接合費の低減を図ることができる。
【００６４】
さらに、第２工程において、機械的に接合するリベット接合を行うので、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａの両端側の接合強度を確実に確保することができるうえ、埋め込み型のリベット３６により、ルーフパネル７のフランジ部７ａのガラス接着面７ｂを平坦面に形成することができる。さらに、機械的接合によるリベット接合部３５ａ〜３５ｅの数を少なくして、リベット接合部３５ａ〜３５ｅの為の材料費を含む接合費を低減することができる。
【実施例２】
【００６５】
次に、実施例２に係る車体の接合方法及び接合構造について、図１４〜図１７に基づいて説明する。尚、この接合方法及び接合構造のうち、前記実施例１の接合方法及び接合構造と同様の部材に同一の符号を付して説明を省略する。
【００６６】
実施例２に係る車体の接合方法は、実施例１と同様の摩擦点接合装置９及び埋め込み型のセルフピアッシングリベット３６を用いたリベット接合締結装置により行われ、実施例１の接合方法とは組み付け工程と、接合構造の一部が異なるものである。
この接合方法では、先ず、アッセンブリ工程において、アルミニウム合金製のフロントヘッダー４がフロントピラー１の補強板部材１ａと摩擦点接合され、複数の鋼製の補強板部材８ａ〜８ｄ及び鋼製のリヤヘッダー５が、予め車体構造Ｍに電気抵抗スポット溶接にて接合される。
【００６７】
即ち、図１４、図１５に示すように、前記摩擦点接合装置９を用いて、回転ツール１４をフロントヘッダー４の両端部のみに回転しながら押込み、材料を塑性流動させることでフロントヘッダー４の両端近傍部が、複数の摩擦点接合部２５ａで左右１対のフロントピラー１の補強板部材１ａに接合され、さらに、複数の補強板部材８ａ〜８ｄの両端部が複数のスポット溶接部３０ａ〜３３ａで鋼製のルーフサイドレール６に接合され、リヤヘッダー５が複数のスポット接合部でリヤピラー３の補強板部材に接合される。尚、図１５は、ルーフパネル７を省略して図示した自動車の車体構造Ｍの要部平面図である。
【００６８】
次に、第１工程において、ルーフパネル７が、上記の諸部材を接合した車体構造に取り付けられる。即ち、図１５に示すように、ルーフパネル７のフランジ部７ａが複数の摩擦点接合部２５でフロントヘッダー４のフランジ部４ａに接合され、ルーフパネル７の左右両端が複数の摩擦点接合部２９でルーフサイドレール６に接合され、ルーフパネル７の後端部が複数の摩擦点接合部２７でリヤヘッダー５のフランジ部５ａに接合される。
【００６９】
この第１工程においては、車体内側から回転ツール１４を回転させながらフロントヘッダー４のフランジ部４ａに押圧する。回転ツール１４がフロントヘッダー４のフランジ部４ａと接触することで発生する摩擦熱により、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部が軟化し塑性流動して、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部とルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部とが固相状態で摩擦点接合した摩擦点接合部２５が形成される。また、回転ツール１４による接合時に、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの下面における回転ツール１４の胴体部１４ａの外周近傍面に流動化してはみ出したたアルミニウム合金がバリ状に硬化する。一方で、ルーフパネル７のフランジ部７ａのウインドガラス接着面７ｂは平坦面のままである。
【００７０】
図１６に示すように、以上のように摩擦点接合により形成された摩擦点接合部２５は、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部とルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部とが摩擦点接合し、ルーフパネル７のフランジ部７ａのウインドガラス接着面７ｂを平坦面とする構造となる。そして、この摩擦点接合部２５が、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａの車幅方向に沿って所定間隔おきに複数箇所形成された前端側摩擦接合領域２６が形成される。
【００７１】
上記と同様の摩擦点接合により、ルーフパネル７の両端側の接合部とルーフサイドレール６の接合部を接合した摩擦接合部２９が車体前後方向おいて複数箇所形成された右側摩擦接合領域３４Ａ及び左側摩擦接合領域３４Ｂと、ルーフパネル７の後端部の接合部とリヤヘッダー５のフランジ部５ａの接合部の摩擦点接合部２７が車幅方向に複数箇所形成された後端摩擦接合領域２８とが形成される。
【００７２】
次に、第１工程での摩擦点接合による接合後、第２工程において、図１５に示すように、前端側摩擦接合領域２６と左端側摩擦接合領域３４Ｂとの間の接合領域において、ルーフパネル７のフランジ部７ａの両端近傍部と、フロントヘッダー４のフランジ部４ａとをリベット接合部３５ａでルーフパネル７とフロントヘッダー４よりも車室内側に配設されたフロントピラー１の補強板部材１ａに埋め込み型のセルフピアッシングリベット３６を用いて機械的に接合する。
【００７３】
図１５に示すように、この第２工程においては 前端側摩擦接合領域２６と右側摩擦接合領域３４Ａとの間の接合領域において、複数点（３点）のリベット接合部３５ａ〜３５ｃが形成される。即ち、ルーフパネル７のフランジ部７ａとルーフサイドレール６の前端部とがリベット接合部３５ａでフロントピラー１の補強板部材１ａに接合され、ルーフパネル７のフランジ部７ａがリベット接合部３５ｂでフロントピラー１の補強板部材１ａ接合され、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａとがリベット接合部３５ｃでフロントピラー１の補強板部材１ａに接合される。また、前端側接合領域２６と左端側摩擦接合領域３４Ｂとの間の接合領域の間に形成された複数点のリベット接合部３５ａ〜３５ｃも同様である。
【００７４】
以上のようにして機械的に接合されるリベット接合部３５ａ〜３５ｃのうち、図１７に示すように、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａとフロントピラー１の補強板部材１ａとを３枚重ねたリベット接合部３５ｃでは、埋め込み式のセルフピアッシングリベット３６の頭部をルーフパネル７のフランジ部７ａのウインドガラス接着面７ｂから露出しない状態まで打ち込んで、そのウインドガラス接着面７ｂを平坦面とする構造となる。
【００７５】
また、右端側接合領域３４Ａと後端側摩擦接合領域２８との間の接合領域と、左端側摩擦接合領域３４Ｂと後端側接合領域２８との間の接合領域においても、ルーフパネル７の両端近傍部の接合部を、リヤヘッダー５の両端近傍部の接合部とバックドアのヒンジ補強板部材、コーナー補強板部材に複数個所のリベット接合部３７、３８で接合する。
【００７６】
尚、ルーフサイドレール６が「ルーフサイド部材」に相当し、フロントピラー１の補強板部材１ａが「補強板部材」に相当するものである。摩擦点接合部２５が「第１接合部」、「スポット接合部」に相当し、リベット接合部３５ａ〜３５ｃが「第２接合部」に相当する。
【００７７】
以上説明した車体の接合方法及び接合構造において、特に、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合方法及び接合構造の作用、効果について説明する。
この車体接合方法においては、アッセンブリ工程において、フロントヘッダー４の両端近傍部が、摩擦点接合部２５ａでフロントピラー１の補強部材１ａに接合され、複数の補強板部材の両端部８ａ〜８ｄの両端部がスポット溶接部３０ａ〜３３ａでルーフサイドレール６に接合され、リヤヘッダー５の両端近傍部がスポット溶接部でリヤピラーの補強板部材に接合される。
【００７８】
次に、ルーフパネル７が、上記の諸部材を接合した車体構造Ｍに取り付けられる。
第１工程おいて、車室内側から回転ツール１４を回転させながら、ルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部を押圧する。回転ツール１４がフロントヘッダー４と押圧することで発生する摩擦熱により、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部が軟化し塑性流動して、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部とルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部が融点以下の温度の固相状態で摩擦点接合する。
【００７９】
次に、第２工程において、ルーフパネル７のフランジ部７ａの両端近傍の接合部と、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの両端近傍の接合部と、フロントピラー１の補強板部材１ａの接合部とを３枚重ね合わせ、ルーフパネル側（車室外側）からリベット締結装置のリベット打ち込みガンにて埋め込み型のセルフピアッシングリベット３６を打ち込んでそれらの接合部をリベット接合する。
【００８０】
このように、第１工程において、車室内側から回転ツール１４を回転させながらフロントヘッダー４のフランジ部４ａを押圧してルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａを摩擦点接合するので、ルーフパネル７のフランジ部７ａのウインドガラス接着面７ｂにバリ２４が発生することがない。そのため、ルーフパネル７のフランジ部７ａのウインドガラス接着面７ｂを平坦面に形成することができる。これにより、図１２、１３に示すように、ウインドガラス接着面７ｂに対してウインドガラス接着を容易且つ安定して行うことができる。
【００８１】
また、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａを接合した接合部は、車幅方向に複数箇所形成された摩擦点接合部２５であるので、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４フランジ部４ａを接合する為のリベットを用いる必要がなく、それらフランジ部４ａ、７ａの接合を容易に行うことができるができるうえ、材料費を含む接合費の低減を図ることができる。
【００８２】
さらに、第２工程において、機械的に接合するリベット接合を行うので、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａの両端側の接合強度を確実に確保することができるうえ、埋め込み型のリベット３６により、ルーフパネル７のフランジ部７ａのガラス接着面７ｂを平坦面に形成することができる。さらに、機械的接合によるリベット接合部３５ａ〜３５ｅの数を少なくして、リベット接合部３５ａ〜３５ｃの為の材料費を含む接合費を低減することができる。
【００８３】
次に、前記実施例１、２を部分的に変更した変更例について説明する。
１〕上記実施例１、２においては、ワゴン系の自動車の車体構造に、本発明の接合方法を適用した場合の例について説明したが、セダン系の自動車の車体構造にも、本発明の接合方法を適用できる。
【００８４】
２〕上記実施例１、２においては、アルミニウム合金製のルーフパネル７と、アルミニウム合金製のフロントヘッダー４とを車体構造に接合する技術を例として説明したが、ルーフパネル及びフロントヘッダーは、アルミニウム製などの軽金属製のものでも同様に本発明を適用でき、また軽金属製に限るものでない。
【００８５】
３〕上記実施例１、２の摩擦点接合装置９の回転ツール１４の形状は、図５に示すものに限らず、回転ツール１４のショルダ部１４ｂをピン部１４ｃに向かってくぼんだ傾斜面に形成したものを用いることもできる。
【００８６】
４〕上記実施例１、２の各接合部は、摩擦点接合に限らず、例えば、回転ツール１４を回転しながら板材の重ね合わせ面に沿って移動させて板材の重ね合わせ部を接続的に固相接合した接合部を複数箇所形成するものでもよい。
【００８７】
５〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例１、２に種々の変更を付加した形態で実施可能で、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施例１の車体構造とルーフパネルと補強板部材の分解斜視図である。
【図２】ルーフパネルを除いて図示した車体構造の要部平面図である。
【図３】摩擦点接合装置の側面図である。
【図４】摩擦点接合装置の接合ガン周辺の要部拡大側面図である。
【図５】回転ツールの要部部分断面図である。
【図６】回転ツールで摩擦点接合する接合対象箇所の拡大断面図である。
【図７】回転ツールで摩擦点接合した接合箇所の拡大断面図である。
【図８】回転ツールで摩擦点接合した接合完了後の断面図である。
【図９】リベット接合の拡大断面図である。
【図１０】図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】図２のＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【図１２】ウインドガラスと車体の接着前の状態を示す縦断面図である。
【図１３】ウインドガラスと車体の接着構造を示す縦断面図である。
【図１４】本発明の実施例２の車体構造とルーフパネルの分解斜視図である。
【図１５】ルーフパネルを除いて図示した車体構造の要部平面図である。
【図１６】図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。
【図１７】図１４のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
Ａ 塑性流動部
１ａ フロントピラーの補強板部材
４ フロントヘッダー
４ａ フランジ部
５ リヤヘッダー
６ ルーフサイドレール
７ ルーフパネル
７ａ フランジ部
７ｂ ウインドガラス接着面
１４ 回転ツール
２５ 摩擦点接合部
３５ａ〜３５ｅ リベット接合部
３６ 埋め込み型リベット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属製ルーフパネルと金属製ヘッダーとを接合する車体の接合方法及びその接合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体等においては、主に軽量化を目的として、鋼板製の構造にアルミニウム板を併用した構造が広く実用化されつつある。この鋼板とアルミニウム板とを接合する接合技術として、ブラインドリベット、セルフピアッシングリベット、クリンチング等を用いた機械的接合技術が採用されている。例えば、特許文献１の車体部材の接合構造においては、アルミニウム製のルーフパネルの接合部が、鋼製のサイドルーフレールの接合部、フロントルーフレールの接合部、リヤルーフレールの接合部等と楔形状の非貫通型のセルフピアッシングリベットによりリベット接合されている。
【０００３】
他方、近年、軽金属製の構成部材の接合部と、この軽金属製の構成部材と熱膨張率が異なる金属製の構成部材の接合部とを摩擦熱を利用して接合する摩擦点接合技術が提案され実用に供されている。この摩擦点接合技術を利用して例えば、アルミニウム合金製のルーフパネルの接合部と、鋼製のフロントヘッダーの接合部とを重ね合わせた状態で、摩擦点接合装置の回転ツールによりルーフパネル側（車室外側）からルーフパネル及びフロントヘッダーが押圧され、回転ツールがルーフパネルの接合部と接触して回転することで発生する摩擦熱により、ルーフパネルが軟化し塑性流動化して、ルーフパネルの接合部とフロントヘッダーの接合部を固相状態でスポット接合することが考えられる。。
【特許文献１】特開２００５−１１９５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の車体部材の接合構造においては、アルミルーフパネルと、サイドルーフレールやフロントルーフレールやリヤルーフレールとの接合部に沿って多数のリベット接合部が形成されるので、リベット部品の増加により材料費を含む接合費が高価になるという問題がある。
【０００５】
一方、上述の摩擦点接合構造においては、ルーフパネルのガラス接着面を形成するフランジ部とフロントヘッダーのフランジ部を接合する場合、ルーフパネル側から回転ツールを回転させながらルーフパネルのフランジ部を押圧してルーフパネルのフランジ部とフロントヘッダーのフランジ部を摩擦点接合するので、回転ツールによる接合時に、回転ツールの外周付近に流動化した金属がはみ出してバリ状に硬化するため、ルーフパネルのガラス接着面を形成するフランジ部にバリが発生する。そのため、平坦でないガラス接着面にウインドガラス接着を行うと、そのガラス接着面にウインドガラスが不安定な状態で接着され、接着不良が起こるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、車体の接合方法及びその接合構造において、ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合する際、ルーフパネルのフランジ部にバリを発生させることなく接合すること、材料費を含む接合費を低減可能にすること等である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の車体の接合方法は、金属製ルーフパネルと金属製ヘッダーとを接合した車体の接合方法において、ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダーのフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧して摩擦熱を発生させ、少なくともヘッダーのフランジ部を軟化させ塑性流動を生じさせてルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した接合部を成形することを特徴としている。
【０００８】
請求項２の車体の接合方法は、請求項１の発明において、ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であることを特徴としている。
請求項３の車体の接合方法は、請求項１又は２の発明において、ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であることを特徴としている。
【０００９】
請求項４の車体の接合方法は、金属製ルーフパネルと金属製ヘッダーと金属製ルーフサイド部材とを接合した車体の接合方法において、ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダー部のフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧して摩擦熱を発生させ、少なくともヘッダーのフランジ部を軟化させ塑性流動を生じさせてルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した第１接合部を形成する第１工程と、次に、ルーフパネルとヘッダーとをルーフサイド部材に接合した第２接合部を形成する第２工程とを備えたものである。
【００１０】
請求項５の車体の接合方法は、請求項４の発明において、ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した第１接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であることを特徴としている。
請求項６の車体の接合方法は、請求項４又は５の発明において、ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であり、ルーフサイド部材が鋼製の部材であることを特徴としている。
【００１１】
請求項７の車体の接合方法は、請求項６の発明において、ルーフサイド部材はルーフパネルとヘッダーよりも車室内側に配設された補強板部材を備え、ルーフパネルとヘッダーとをルーフサイド部材に接合する第２工程は、ルーフパネルとヘッダーとを補強板部材に埋め込み型リベットで機械的接合する接合工程を含むことを特徴としている。
【００１２】
請求項８の車体の接合構造は、金属製ルーフパネルと金属製ヘッダーとを接合した車体の接合構造において、ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダーのフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧して摩擦熱を発生させ、少なくともヘッダーのフランジ部を軟化させ塑性流動を生じさせてルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した複数のスポット接合部を備えたものである。
【００１３】
請求項９の車体の接合構造は、請求項８の発明において、ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であることを特徴としている。
【００１４】
請求項１０の車体の接合構造は、請求項８又は９の発明において、ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であることを特徴としている。
【００１５】
請求項１１の車体の接合構造は、金属製ルーフパネルと金属製ヘッダーと金属製ルーフサイド部材とを接合した車体の接合構造において、ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダーのフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧して摩擦熱を発生させ、少なくともヘッダーのフランジ部を軟化させ塑性流動を生じさせてルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した第１接合部と、ルーフパネルとヘッダーとをルーフサイド部材に接合した第２接合部とを備えたものである。
【００１６】
請求項１２の車体の接合構造は、請求項１１の発明において、第１接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であることを特徴としている。
請求項１３の車体の接合構造は、請求項１２の発明において、ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であり、ルーフサイド部材が鋼製の部材であることを特徴としている。
【００１７】
請求項１４の車体の接合構造は、請求項１３の発明において、ルーフサイド部材はルーフパネルとヘッダーよりも車室内側に配設された補強板部材を備え、第２接合部は、ルーフパネルとヘッダーとを補強板部材に埋め込み型リベットで機械的に接合したリベット接合部であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダーのフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧してルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した接合部を形成するため、次の効果が得られる。
【００１９】
車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部を押圧してルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合するので、ルーフパネルのフランジ部のウインドガラス接着面にバリが発生することがない。そのため、ルーフパネルのフランジ部のウインドガラス接着面を平坦面に形成することができる。これにより、ウインドガラス接着面に対してウインドガラス接着を容易に行うことができる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であるので、ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合する為のリベット部品等を用いる必要がなく、それらフランジ部の接合を容易に行うことができるうえ、材料費を含む接合費の低減を図ることができる。
請求項３の発明によれば、ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であるので、回転ツールによる接合強度を確保しつつ、車体の軽量化を図ることができる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、第１工程において、ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダーのフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧してルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した第１接合部を形成し、次に、第２工程において、ルーフパネルとヘッダーとをルーフサイド部材に接合した第２接合部を形成するため、次の効果が得られる。
【００２２】
第１工程において、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部を押圧してルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合するので、ルーフパネルのフランジ部のウインドガラス接着面にバリが発生することがない。そのため、ルーフパネルのフランジ部のウインドガラス接着面を平坦面に形成することができる。これにより、ウインドガラス接着面に対してウインドガラス接着を容易に行うことができる。また、第２工程において第２接合部を形成するので、ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部の両端側の接合部の接合強度を確保することができる。
【００２３】
請求項５の発明によれば、ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した第１接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であるので、ルーフパネルとヘッダーとのフランジ部を接合する為のリベット部品等を用いる必要がなく、それらフランジ部の接合を容易に行うことができるうえ、材料費を含む接合費の低減を図ることができる。
【００２４】
請求項６の発明によれば、ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であり、ルーフサイド部材が鋼製の部材であるので、ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部の両端側の接合部の接合強度を確実に確保することができる。
【００２５】
請求項７の発明によれば、ルーフサイド部材はルーフパネルとヘッダーよりも車室内側に配設された補強板部材を備え、第２工程は、ルーフパネルとヘッダーとを補強板部材に埋め込み型リベットで機械的接合する接合工程を含むので、第２接合部の接合強度を確実に確保することができるうえ、埋め込み型のリベットにより、ルーフパネルのフランジ部のウインドガラス接着面を平坦面に形成することができる。さらに、機械的接合部による第２接合部の数を少なくして、第２接合部の為の材料費を含む接合費を低減することができる。
【００２６】
請求項８の発明によれば、ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダーのフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧してルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した複数のスポット接合部を備えたので、ルーフパネルのフランジ部のウインドガラス接着面を平坦面に形成することができる。その他、請求項１の発明と同様の効果を奏する。
【００２７】
請求項９の発明によれば、ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であるので、請求項２の発明と同様の効果を奏する。
請求項１０の発明によれば、ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であるので、請求項３の発明と同様の効果を奏する。
【００２８】
請求項１１の発明によれば、ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダーのフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧してルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合しだ第１接合部と、ルーフパネルとヘッダーとをルーフサイド部材に接合した第２接合部とを備えたので、ルーフパネルのフランジ部のウインドガラス接着面を平坦面に形成することができる。その他、請求項４の発明と同様の効果を奏する。
【００２９】
請求項１２の発明によれば、第１接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であるので、請求項５と同様の効果を奏する。
請求項１３の発明によれば、ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であり、ルーフサイド部材が鋼製の部材であるので、請求項６と同様の効果を奏する。
【００３０】
請求項１４の発明によれば、ルーフサイド部材はルーフパネルとヘッダーよりも車室内側に配設された補強板部材を備え、第２接合部は、ルーフパネルとヘッダーとを補強板部材に埋め込み型リベットで機械的に接合したリベット接合であるので、ルーフパネルのフランジ部のウインドガラス接着面を平坦面に形成することができる。その他、請求項７の発明と同様の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本実施例は、金属製ルーフパネルと金属製ヘッダーと金属製ルーフサイド部材とを接合する車体の接合方法と接合構造に、本発明を適用した場合の一例である。
【実施例１】
【００３２】
以下、本発明の実施例１について図面に基づいて説明する。尚、以下の説明は、車体の接合方法と接合構造についての説明を含むものである。
図１、図２に示すように、ワゴン系の自動車の車体構造Ｍは、左右１対のフロントピラー１、左右１対のセンタピラー２、左右１対のリヤピラー３、左右１対のフロントピラー１の上端部を連結するフロントヘッダー４、左右１対のリヤピラー３の上端部を連結するリヤヘッダー５、フロントピラー１の上端とセンタピラー２の上端とリヤピラー３の上端近傍部に亙って延設された左右１対のルーフサイドレール６と、ルーフ構造とを有し、ルーフ構造のルーフパネル７とフロントヘッダー４以外の諸部材は鋼板製のものである。尚、図２は、ルーフパネル７を省略して図示した自動車の車体構造Ｍの要部平面図である。
【００３３】
ルーフ構造は車体構造Ｍの上端に配置されるものであり、このルーフ構造は、アルミニウム合金製からなるルーフパネル７と、このルーフパネル７の下面側に後述の摩擦点接合により接合されるアルミニウム合金製からなるフロントヘッダー４と、鋼製のリヤヘッダー５と、鋼製の複数の補強板部材８ａ〜８ｄとを有する。これら複数の補強板部材８ａ〜８ｄの両端部とフロントヘッダー４及びリヤヘッダー５は、サブアッセンブリ工程において、予めルーフパネル７に摩擦点接合にて接合される。
【００３４】
ここで、上記の摩擦点接合及びその他の摩擦点接合を行う摩擦点接合装置９について説明する。図３、図４に示すように、摩擦点接合装置９は、接合ガン１０を装備したロボット１１と、ロボット１１と接合ガン１０を駆動制御する制御装置１２と、接合ガン１０で摩擦点接合（スポット接合）する２枚の金属板部材を重ね合わせた状態で位置決め保持するワーク保持装置（図示略）とを備えている。
【００３５】
ロボット１１は汎用の６軸垂直多関節型ロボットであり、そのロボットハンドの先端部に接合ガン１０が装備されている。このロボット１１が、接合ガン１０をワーク保持装置で位置決め保持された金属構成部材をスポット接合動作位置と、この接合動作位置から退避した待機位置とに亙って移動させる。
【００３６】
図４に示すように、接合ガン１０は、受け具１３と、回転ルーツ１４と、回転ツール駆動機構１５とを有する。受け具１３と回転ツール１４は上下に対向状に配設され、受け具１３は逆Ｌ字状のアーム１６の上先端部に着脱可能に下向きに取付られ、アーム１６の下部側に回転ツール駆動機構１５が設けられ、この回転ツール駆動機構１５に回転ツール１４が着脱可能に上向きに取付られている。回転ツール駆動機構１５は、回転ツール１４を接合軸Ｘを中心として回転させる回転モータ１７と、回転ツール１４を接合軸Ｘに沿って昇降させて複数の金属板部材を押圧する昇降モータ１８とを有する。
【００３７】
図５に示すように、回転ツール１４の胴体部１４ａの先端面（上端面）にはショルダ部１４ｂが形成されている。このショルダ部１４ｂは平坦な形状をなし、ショルダ部１４ｂの中心部に細径のピン部１４ｃが突設されている。受け具１３は、回転ツール１４と略同径に形成され、その先端面（下端面）は平坦に形成されている。
【００３８】
図３に示すように、制御装置１２は、ロボット１１の各種電動アクチュエータ（図示略）にハーネス１９を介して接続されて、それらアクチュエータを夫々駆動制御し、また、接合ガン１０の回転モータ１７と昇降モータ１８にハーネス２０と中継ボックス２１とハーネス２２ａ、２２ｂを介して接続され、これら回転モータ１７と昇降モータ１８を夫々駆動制御する。
【００３９】
前記のサブアッセンブリ工程において、摩擦点接合装置９を用いて、ルーフパネルのウインドガラス接着面７ｂを形成するフランジ部７ａとフロントヘッダーのフランジ部４ａを摩擦点接合する場合を例にして説明する。
図６〜図８に示すように、摩擦接合装置９に対し、ルーフパネル７のフランジ部７ａを上板とし、フロントヘッダーのフランジ部４ａを下板とし、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの上にルーフパネル７のフランジ部７ａを重ねる前に、これら接触面に電食防止用の電気絶縁性の接着剤からなる接着剤層２３が形成される。
【００４０】
なお、接着剤としては、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、アクリル系接着剤などの化学反応型接着剤が用いられる。次に、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａとを重ね合わせた接合部を接合ガン１０の受け具１３と回転ツール１４とで挟むようにロボット１１により接合ガン１０を移動させ、受け具１３を接合部よりも上方にセットし、回転ツール１４を接合部よりも下方にセットする。
【００４１】
回転ツール駆動機構１５により、車室内側から回転ツール１４を回転させながら、昇降モータ１８により回転ツール１４を上昇させて、回転ツール１４をフロントヘッダー４のフランジ部４ａに押圧する。回転ツール１４がフロントヘッダー４のフランジ部４ａと接触することで発生する摩擦熱により、フロントヘッダー４のフランジ部４ａが軟化し塑性流動して、フロントヘッダー４のフランジ部４ａとルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部が融点以下の温度の固相状態で摩擦点接合（溶融を伴わない固相状態のままの摩擦点接合）される。
【００４２】
この摩擦点接合（スポット接合）について詳しく説明する。
図６に示すように、回転ツール１４が回転されつつ上昇して位置決めされ、回転ツール１４のピン部１４ｃがフロントヘッダー４のフランジ部４ａの下面に当接して押圧すると、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの下面が摩擦熱により軟化してせん断され、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの下面における回転ツール１４のピン部１４ｃの外周近傍面に流動化したアルミニウム合金がはみ出す。
【００４３】
次に、図７に示すように、回転ツール１４が更に上昇を続けて軟化したフロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部にそのピン部１４ｃが進入し、これに伴い、ピン部１４ｃと接触圧力の高い部分のフロントヘッダー４ａの接合部がせん断され、このせん断された部分から回転ツール１４の加圧力により接着剤層２３が押し出される。更に、回転ツール１４が押圧され、そのピン部１４ｃがルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部まで進入すると、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部とルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部に塑性流動部Ａ（塑性変形部）が発生してせん断部は外周へ広がり、ピン部１４ｃの周囲において、ルーフパネル７のフランジ部７ａの材料がフロントヘッダー４のフランジ部４ａ内に下向きに環状隆起し、両フランジ部４ａ、７ａが固相状態で接合される。また、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの下面における回転ツール１４の胴体部１４ａの外周近傍面に流動化したアルミニウム合金がはみ出す。
【００４４】
次に、図８に示すように、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部とルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部が摩擦点接合され、回転ツール１４が下降し、摩擦点接合後のフロントヘッダー４のフランジ部４ａの下面には、流動化したアルミニウム合金がバリ状に硬化する。一方、ルーフパネル７のフランジ部７ａのウインドガラス接着面７ａは平坦面のままである。
【００４５】
以上のようにして摩擦点接合により形成された摩擦点接合部２５は、図１０に示すように、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部とルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部とが摩擦点接合し、ルーフパネル７のウインドガラス接着面７ｂを平坦面とする構造となる。そして、この摩擦点接合部２５が、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａの車幅方向に沿って所定間隔おきに複数箇所形成される。尚、それらフランジ部４ａ、７ａの接合部以外のルーフパネル７とフロントヘッダー４と間には、車幅方向に沿って間欠的に塗布され、塗布乾燥炉の熱で発泡したゴム系のシーラ（ボデーシーラ）４６が配置され、このシーラ４６により、ルーフパネル７とフロントヘッダー４とが接着されるとともに、ルーフパネル７の張り剛性が確保される。なお、シーラ４６は、例えば、ブチルゴム、ポリイソブチレンなどのエラストマと、粘着樹脂の混合物を基材としている。
【００４６】
サブアッセンブリ工程において、前記と同様に摩擦点接合装置９を用いて、回転ツール１４をアルミニウム合金製のルーフパネル７のフランジ部７ａのみに回転しながら押込み、アルミニウム合金材料の塑性流動により鋼製のリヤヘッダー５及び鋼製の各補強板部材８ａ〜８ｄと固相状態で接合する。即ち、リヤヘッダー５は摩擦点接合部２７によりルーフパネル７に接合される。また、補強板部材８ａの両端部は摩擦点接合部３０でルーフパネル７に接合され、補強板部材８ｂの両端部は複数点の摩擦点接合部３１でルーフパネル７に接合され、補強板部材８ｃの両端部は複数点の摩擦接合部３２でルーフパネル７に接合され、補強板部材８ｄの両端部は複数点の摩擦点接合部３３でルーフパネル７に接合される。
【００４７】
以上のように、サブアッセンブリ工程において、図１、図２に示すように、ルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部とフロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部とが摩擦点接合された摩擦点接合部２５を車幅方向に複数箇所形成した前端側摩擦接合領域２６を形成し、ルーフパネル７の後端部の接合部とリヤヘッダー５のフランジ部５ａの接合部とが摩擦点接合された摩擦点接合部２７を車幅方向に複数箇所形成した後端側摩擦接合領域２８を形成する。ルーフパネル７にフロントヘッダー４を摩擦点接合する工程が本発明の第１工程に相当する。
【００４８】
図１、図２に示すように、以上のようにサブアッセンブリされたルーフパネル７を、前記摩擦点接合装置９により、回転ツール１４をアルミニウム合金製のルーフパネル７のフランジ部７ａのみに回転しながら押込みアルミニウム合金材料に塑性流動を生じさせて左右のルーフサイドレール６に摩擦点接合する。即ち、ルーフパネル７の左右両端部のフランジ部７ａの接合部と左右のルーフサイドレール６とが摩擦点接合された摩擦点接合部２９が車体前後方向に複数箇所形成された右端側摩擦接合領域３４Ａ及び左端側摩擦接合領域３４Ｂを形成する。なお、ルーフパネル７と左右のルーフサイドレール６の複数の摩擦点接合は、車両前後方向において中央部から端部側に向けて順次、摩擦点接合するのが、ルーフパネル７の熱膨張により累積する熱歪み変形を抑制するうえで好ましい。
【００４９】
次に、第１工程での摩擦点接合によるルーフパネル７の接合後、第２工程において、図２、図１１に示すように、前端側摩擦接合領域２６と右端側摩擦接合領域３４Ａとの間の接合領域と、前端側摩擦接合領域２６と左端側摩擦接合領域３４Ｂとの間の接合領域において、ルーフパネル７のフランジ部７ａの両端近傍部とフロントヘッダー４の両端近傍部フランジ部４ａとをリベット接合部３５ａでルーフパネル７とフロントヘッダー４よりも車室内側に配設されたフロントピラー１の補強板部材１ａに埋め込み型のセルフピアッシングリベット３６を用いて機械的に接合する。
【００５０】
図２に示すように、この第２工程においては、前端側摩擦接合領域２６と右側摩擦接合領域３４Ａとの間の接合領域において、複数点（５点）のリベット接合部３５ａ〜３５ｅが順次形成される。即ち、ルーフパネル７のフランジ部７ａとルーフサイドレール６の前端部とがリベット接合部３５ａでフロントピラー１の補強板部材１ａに接合され、ルーフパネル７のフランジ部７ａがリベット接合部３５ｂでフロントピラー１の補強板部材１ａ接合され、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａとがリベット接合部３５ｃでフロントピラー１の補強板部材１ａに接合され、フロントヘッダー４が複数点の接合部３５ｄ、３５ｅでフロントピラー１の補強板部材１ａに接合されている。前記前端側摩擦接合領域２６と左端側摩擦接合領域３４Ｂとの間の接合領域に形成された複数点のリベット接合部３５ａ〜３５ｅも同様である。
【００５１】
前記の複数点のリベット接合部３５ａ〜３５ｅを形成するのに用いるリベット接合締結装置（図示略）は、埋め込み型のセルフピアッシングリベット３６（図９参照）を用いてリベット接合を行う装置であり、リベット打ち込みガンと、リベット受け台とを備えている。フロントヘッダー４の両端近傍部に形成された穴部４ｂからリベット受け台を挿入して車体外側からリベット打ち込みガンを作動させ、接合部にセルフピアッシングリベット３６を打ち込んで複数点のリベット接合部３５ｃ〜３５ｅを形成する。
【００５２】
ここで、フロント側の複数点のリベット接合部３５ａ〜３５ｅのうち、ルーフパネル７のフランジ部７ａと、フロントヘッダー４のフランジ部４ａと、フロントピラー１の補強板部材１ａとを機械的に接合したリベット接合部３５ｃの構造について説明する。
図９、図１１に示すように、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部の上面に接着剤層２３を形成して、その上にルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部を重ね合せ、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部の下面にフロントピラー１の補強板部材１ａを下方から重ね合わせた状態で、上記のリベット接合締結装置により、ルーフパネル側から埋め込み型のセルフピアッシングリベット３６を打ち込んでリベット接合を行う。
【００５３】
そのリベット接合部３５ｃ（機械的接合）では、アルミニウム合金製のルーフパネル７の接合部と、アルミニウム合金製のフロントヘッダー４の接合部及び鋼製のフロントピラー１の補強板部材１ａの接合部との３枚の板部材をリベット接合し、ルーフパネル７のフランジ部７ａのウインドガラス接着面７ｂを平坦面とする構造となる。
【００５４】
また、図９に示すように、このリベット接合部３５ｃでは、セルフィピアッシングリベット３６の頭部がルーフパネル７のウインドガラス接着面７ｂから露出しない状態まで打ち込まれる。そして、そのリベット３６の脚部３６ａがルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部とフロントヘッダー４のフランジ部４ａとの接合部を貫通するが、フロントピラー１の補強板部材１ａの接合部を貫通せず、そのリベット３６の脚部３６ａがフロントピラー１の補強板部材１ａの接合部内でテーパ状に拡径してかしめ状態となる。なお、その他のリベット接合部３５ａ、３５ｂ、３５ｄ、３５ｅについても、上記と同様に、埋め込み型のセルフピアッシングリベット３６を用いてリベット接合するので、ルーフパネル７フランジ部７ａのウインドガラス接着面７ｂを平坦面とする構造となる。
【００５５】
また、右端側接合領域３４Ａと後端側摩擦接合領域２８との間の接合領域と、左端側摩擦接合領域３４Ｂと後端側接合領域２８との間の接合領域においても、ルーフパネル７の両端近傍部の接合部を、リヤヘッダー５の両端近傍部の接合部とバックドアのヒンジ補強板部材、コーナー補強板部材に複数個所のリベット接合部３７、３８で接合する。
【００５６】
ここで、上記の摩擦点接合方法により、フロントヘッダー４のフランジ部４ａと摩擦点接合したルーフパネル７のフランジ部７ａに、ウインドガラス３９を取り付ける場合を例にして説明する。
図１２に示すように、ルーフパネル７のウインドガラス接着面７ｂにウインドガラス３９を取り付けるために、ウインドガラス３９の周縁部の内面にセラミック層（セラミックコート）４０が形成され、このセラミック層４０の表面に帯状のプライマ塗布膜４１が形成される。
【００５７】
このプライマ塗布膜４１の表面にウレタン接着材４２が塗布され、ルーフパネル７のウインドガラス接着面７ｂの平坦面にもプライマ塗布膜４１が形成され、図１３に示すように、そのウインドガラス接着面７ｂに対してウインドガラス３９がウレタン接着材４２を介して接着される。
【００５８】
セラミック層４０は、車体とウインドガラス３９との接着部分を覆い隠すために設けられ、このセラミック層４０に形成されたプライマ塗布膜４１によって、ウインドガラス３９（プライマ塗布膜４１）をウレタン接着材４２で車体に接着する接着強度が高くなる。尚、４３はウレタン接着材を留めるダム材、４４はシール用のモール材である。
【００５９】
尚、ルーフサイドレール６が「ルーフサイド部材」に相当し、フロントピラー１の補強板部材１ａが「補強板部材」に相当するものである。摩擦点接合部２５が「第１接合部」、「スポット接合部」に相当し、リベット接合部３５ａ〜３５ｅが「第２接合部」に相当する。
【００６０】
次に、以上説明した車体の接合方法及びその接合構造において、特に、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合方法及び接合構造の作用、効果について説明する。
第１工程において、アルミニウム合金製のルーフパネル７のウインドガラス接着面７ｂを形成するフランジ部７ａを上板、アルミニウム合金製のフロントヘッダー４のフランジ部４ａを下板として重ね合わせ、車室内側から摩擦点接合装置９の回転ツール１４を回転させながらフロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部に押圧する。回転ツール１４がフロントヘッダー４を押圧することで発生する摩擦熱により、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部が軟化し塑性流動して、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部とルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部が融点以下の温度の固相状態で摩擦点接合する。
【００６１】
次の第２工程において、ルーフパネル７のフランジ部７ａの両端近傍の接合部と、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの両端近傍の接合部と、フロントピラー１の補強板部材１ａの接合部とを３枚重ね合わせ、ルーフパネル側（車室外側）からリベット締結装置のリベット打ち込みガンにて埋め込み型のセルフピアッシングリベット３６を打ち込んでそれらの接合部をリベット接合する。
【００６２】
このように、第１工程において、車室内側から回転ツール１４を回転させながらフロントヘッダー４のフランジ部４ａを押圧してルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部とフロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部を摩擦点接合するので、ルーフパネル７のフランジ部７ａのウインドガラス接着面７ｂにバリ２４が発生することがない。そのため、ルーフパネル７のフランジ部７ａのウインドガラス接着面７ｂを平坦面に形成することができる。これにより、ウインドガラス接着面７ｂに対してウインドガラス接着を容易且つ安定して行うことができる。
【００６３】
また、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａを接合した接合部は、車幅方向に複数箇所形成された摩擦点接合部２５であるので、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４フランジ部４ａを接合する為のリベットを用いる必要がなく、それらフランジ部４ａ、７ａの接合を容易に行うことができるができるうえ、材料費を含む接合費の低減を図ることができる。
【００６４】
さらに、第２工程において、機械的に接合するリベット接合を行うので、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａの両端側の接合強度を確実に確保することができるうえ、埋め込み型のリベット３６により、ルーフパネル７のフランジ部７ａのガラス接着面７ｂを平坦面に形成することができる。さらに、機械的接合によるリベット接合部３５ａ〜３５ｅの数を少なくして、リベット接合部３５ａ〜３５ｅの為の材料費を含む接合費を低減することができる。
【実施例２】
【００６５】
次に、実施例２に係る車体の接合方法及び接合構造について、図１４〜図１７に基づいて説明する。尚、この接合方法及び接合構造のうち、前記実施例１の接合方法及び接合構造と同様の部材に同一の符号を付して説明を省略する。
【００６６】
実施例２に係る車体の接合方法は、実施例１と同様の摩擦点接合装置９及び埋め込み型のセルフピアッシングリベット３６を用いたリベット接合締結装置により行われ、実施例１の接合方法とは組み付け工程と、接合構造の一部が異なるものである。
この接合方法では、先ず、アッセンブリ工程において、アルミニウム合金製のフロントヘッダー４がフロントピラー１の補強板部材１ａと摩擦点接合され、複数の鋼製の補強板部材８ａ〜８ｄ及び鋼製のリヤヘッダー５が、予め車体構造Ｍに電気抵抗スポット溶接にて接合される。
【００６７】
即ち、図１４、図１５に示すように、前記摩擦点接合装置９を用いて、回転ツール１４をフロントヘッダー４の両端部のみに回転しながら押込み、材料を塑性流動させることでフロントヘッダー４の両端近傍部が、複数の摩擦点接合部２５ａで左右１対のフロントピラー１の補強板部材１ａに接合され、さらに、複数の補強板部材８ａ〜８ｄの両端部が複数のスポット溶接部３０ａ〜３３ａで鋼製のルーフサイドレール６に接合され、リヤヘッダー５が複数のスポット接合部でリヤピラー３の補強板部材に接合される。尚、図１５は、ルーフパネル７を省略して図示した自動車の車体構造Ｍの要部平面図である。
【００６８】
次に、第１工程において、ルーフパネル７が、上記の諸部材を接合した車体構造に取り付けられる。即ち、図１５に示すように、ルーフパネル７のフランジ部７ａが複数の摩擦点接合部２５でフロントヘッダー４のフランジ部４ａに接合され、ルーフパネル７の左右両端が複数の摩擦点接合部２９でルーフサイドレール６に接合され、ルーフパネル７の後端部が複数の摩擦点接合部２７でリヤヘッダー５のフランジ部５ａに接合される。
【００６９】
この第１工程においては、車体内側から回転ツール１４を回転させながらフロントヘッダー４のフランジ部４ａに押圧する。回転ツール１４がフロントヘッダー４のフランジ部４ａと接触することで発生する摩擦熱により、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部が軟化し塑性流動して、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部とルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部とが固相状態で摩擦点接合した摩擦点接合部２５が形成される。また、回転ツール１４による接合時に、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの下面における回転ツール１４の胴体部１４ａの外周近傍面に流動化してはみ出したたアルミニウム合金がバリ状に硬化する。一方で、ルーフパネル７のフランジ部７ａのウインドガラス接着面７ｂは平坦面のままである。
【００７０】
図１６に示すように、以上のように摩擦点接合により形成された摩擦点接合部２５は、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部とルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部とが摩擦点接合し、ルーフパネル７のフランジ部７ａのウインドガラス接着面７ｂを平坦面とする構造となる。そして、この摩擦点接合部２５が、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａの車幅方向に沿って所定間隔おきに複数箇所形成された前端側摩擦接合領域２６が形成される。
【００７１】
上記と同様の摩擦点接合により、ルーフパネル７の両端側の接合部とルーフサイドレール６の接合部を接合した摩擦接合部２９が車体前後方向おいて複数箇所形成された右側摩擦接合領域３４Ａ及び左側摩擦接合領域３４Ｂと、ルーフパネル７の後端部の接合部とリヤヘッダー５のフランジ部５ａの接合部の摩擦点接合部２７が車幅方向に複数箇所形成された後端摩擦接合領域２８とが形成される。
【００７２】
次に、第１工程での摩擦点接合による接合後、第２工程において、図１５に示すように、前端側摩擦接合領域２６と左端側摩擦接合領域３４Ｂとの間の接合領域において、ルーフパネル７のフランジ部７ａの両端近傍部と、フロントヘッダー４のフランジ部４ａとをリベット接合部３５ａでルーフパネル７とフロントヘッダー４よりも車室内側に配設されたフロントピラー１の補強板部材１ａに埋め込み型のセルフピアッシングリベット３６を用いて機械的に接合する。
【００７３】
図１５に示すように、この第２工程においては 前端側摩擦接合領域２６と右側摩擦接合領域３４Ａとの間の接合領域において、複数点（３点）のリベット接合部３５ａ〜３５ｃが形成される。即ち、ルーフパネル７のフランジ部７ａとルーフサイドレール６の前端部とがリベット接合部３５ａでフロントピラー１の補強板部材１ａに接合され、ルーフパネル７のフランジ部７ａがリベット接合部３５ｂでフロントピラー１の補強板部材１ａ接合され、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａとがリベット接合部３５ｃでフロントピラー１の補強板部材１ａに接合される。また、前端側接合領域２６と左端側摩擦接合領域３４Ｂとの間の接合領域の間に形成された複数点のリベット接合部３５ａ〜３５ｃも同様である。
【００７４】
以上のようにして機械的に接合されるリベット接合部３５ａ〜３５ｃのうち、図１７に示すように、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａとフロントピラー１の補強板部材１ａとを３枚重ねたリベット接合部３５ｃでは、埋め込み式のセルフピアッシングリベット３６の頭部をルーフパネル７のフランジ部７ａのウインドガラス接着面７ｂから露出しない状態まで打ち込んで、そのウインドガラス接着面７ｂを平坦面とする構造となる。
【００７５】
また、右端側接合領域３４Ａと後端側摩擦接合領域２８との間の接合領域と、左端側摩擦接合領域３４Ｂと後端側接合領域２８との間の接合領域においても、ルーフパネル７の両端近傍部の接合部を、リヤヘッダー５の両端近傍部の接合部とバックドアのヒンジ補強板部材、コーナー補強板部材に複数個所のリベット接合部３７、３８で接合する。
【００７６】
尚、ルーフサイドレール６が「ルーフサイド部材」に相当し、フロントピラー１の補強板部材１ａが「補強板部材」に相当するものである。摩擦点接合部２５が「第１接合部」、「スポット接合部」に相当し、リベット接合部３５ａ〜３５ｃが「第２接合部」に相当する。
【００７７】
以上説明した車体の接合方法及び接合構造において、特に、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合方法及び接合構造の作用、効果について説明する。
この車体接合方法においては、アッセンブリ工程において、フロントヘッダー４の両端近傍部が、摩擦点接合部２５ａでフロントピラー１の補強部材１ａに接合され、複数の補強板部材の両端部８ａ〜８ｄの両端部がスポット溶接部３０ａ〜３３ａでルーフサイドレール６に接合され、リヤヘッダー５の両端近傍部がスポット溶接部でリヤピラーの補強板部材に接合される。
【００７８】
次に、ルーフパネル７が、上記の諸部材を接合した車体構造Ｍに取り付けられる。
第１工程おいて、車室内側から回転ツール１４を回転させながら、ルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部を押圧する。回転ツール１４がフロントヘッダー４と押圧することで発生する摩擦熱により、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部が軟化し塑性流動して、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの接合部とルーフパネル７のフランジ部７ａの接合部が融点以下の温度の固相状態で摩擦点接合する。
【００７９】
次に、第２工程において、ルーフパネル７のフランジ部７ａの両端近傍の接合部と、フロントヘッダー４のフランジ部４ａの両端近傍の接合部と、フロントピラー１の補強板部材１ａの接合部とを３枚重ね合わせ、ルーフパネル側（車室外側）からリベット締結装置のリベット打ち込みガンにて埋め込み型のセルフピアッシングリベット３６を打ち込んでそれらの接合部をリベット接合する。
【００８０】
このように、第１工程において、車室内側から回転ツール１４を回転させながらフロントヘッダー４のフランジ部４ａを押圧してルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａを摩擦点接合するので、ルーフパネル７のフランジ部７ａのウインドガラス接着面７ｂにバリ２４が発生することがない。そのため、ルーフパネル７のフランジ部７ａのウインドガラス接着面７ｂを平坦面に形成することができる。これにより、図１２、１３に示すように、ウインドガラス接着面７ｂに対してウインドガラス接着を容易且つ安定して行うことができる。
【００８１】
また、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａを接合した接合部は、車幅方向に複数箇所形成された摩擦点接合部２５であるので、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４フランジ部４ａを接合する為のリベットを用いる必要がなく、それらフランジ部４ａ、７ａの接合を容易に行うことができるができるうえ、材料費を含む接合費の低減を図ることができる。
【００８２】
さらに、第２工程において、機械的に接合するリベット接合を行うので、ルーフパネル７のフランジ部７ａとフロントヘッダー４のフランジ部４ａの両端側の接合強度を確実に確保することができるうえ、埋め込み型のリベット３６により、ルーフパネル７のフランジ部７ａのガラス接着面７ｂを平坦面に形成することができる。さらに、機械的接合によるリベット接合部３５ａ〜３５ｅの数を少なくして、リベット接合部３５ａ〜３５ｃの為の材料費を含む接合費を低減することができる。
【００８３】
次に、前記実施例１、２を部分的に変更した変更例について説明する。
１〕上記実施例１、２においては、ワゴン系の自動車の車体構造に、本発明の接合方法を適用した場合の例について説明したが、セダン系の自動車の車体構造にも、本発明の接合方法を適用できる。
【００８４】
２〕上記実施例１、２においては、アルミニウム合金製のルーフパネル７と、アルミニウム合金製のフロントヘッダー４とを車体構造に接合する技術を例として説明したが、ルーフパネル及びフロントヘッダーは、アルミニウム製などの軽金属製のものでも同様に本発明を適用でき、また軽金属製に限るものでない。
【００８５】
３〕上記実施例１、２の摩擦点接合装置９の回転ツール１４の形状は、図５に示すものに限らず、回転ツール１４のショルダ部１４ｂをピン部１４ｃに向かってくぼんだ傾斜面に形成したものを用いることもできる。
【００８６】
４〕上記実施例１、２の各接合部は、摩擦点接合に限らず、例えば、回転ツール１４を回転しながら板材の重ね合わせ面に沿って移動させて板材の重ね合わせ部を接続的に固相接合した接合部を複数箇所形成するものでもよい。
【００８７】
５〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例１、２に種々の変更を付加した形態で実施可能で、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施例１の車体構造とルーフパネルと補強板部材の分解斜視図である。
【図２】ルーフパネルを除いて図示した車体構造の要部平面図である。
【図３】摩擦点接合装置の側面図である。
【図４】摩擦点接合装置の接合ガン周辺の要部拡大側面図である。
【図５】回転ツールの要部部分断面図である。
【図６】回転ツールで摩擦点接合する接合対象箇所の拡大断面図である。
【図７】回転ツールで摩擦点接合した接合箇所の拡大断面図である。
【図８】回転ツールで摩擦点接合した接合完了後の断面図である。
【図９】リベット接合の拡大断面図である。
【図１０】図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】図２のＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【図１２】ウインドガラスと車体の接着前の状態を示す縦断面図である。
【図１３】ウインドガラスと車体の接着構造を示す縦断面図である。
【図１４】本発明の実施例２の車体構造とルーフパネルの分解斜視図である。
【図１５】ルーフパネルを除いて図示した車体構造の要部平面図である。
【図１６】図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。
【図１７】図１４のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
Ａ 塑性流動部
１ａ フロントピラーの補強板部材
４ フロントヘッダー
４ａ フランジ部
５ リヤヘッダー
６ ルーフサイドレール
７ ルーフパネル
７ａ フランジ部
７ｂ ウインドガラス接着面
１４ 回転ツール
２５ 摩擦点接合部
３５ａ〜３５ｅ リベット接合部
３６ 埋め込み型リベット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製ルーフパネルと金属製ヘッダーとを接合した車体の接合方法において、
前記ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダーのフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧して摩擦熱を発生させ、少なくともヘッダーのフランジ部を軟化させ塑性流動を生じさせてルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した接合部を成形することを特徴とする車体の接合方法。
【請求項２】
前記ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であることを特徴とする請求項１に記載の車体の接合方法。
【請求項３】
前記ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車体の接合方法。
【請求項４】
金属製ルーフパネルと金属製ヘッダーと金属製ルーフサイド部材とを接合した車体の接合方法において、
前記ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダー部のフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧して摩擦熱を発生させ、少なくともヘッダーのフランジ部を軟化させ塑性流動を生じさせてルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した第１接合部を形成する第１工程と、
次に、前記ルーフパネルとヘッダーとをルーフサイド部材に接合した第２接合部を形成する第２工程とを備えた車体の接合方法。
【請求項５】
前記ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した第１接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であることを特徴とする請求項４に記載の車体の接合方法。
【請求項６】
前記ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であり、前記ルーフサイド部材が鋼製の部材であることを特徴とする請求項４又は５に記載の車体の接合方法。
【請求項７】
前記ルーフサイド部材はルーフパネルとヘッダーよりも車室内側に配設された補強板部材を備え、前記ルーフパネルとヘッダーとをルーフサイド部材に接合する第２工程は、ルーフパネルとヘッダーとを補強板部材に埋め込み型リベットで機械的接合する接合工程を含むことを特徴とする請求項６に記載の車体の接合方法。
【請求項８】
金属製ルーフパネルと金属製ヘッダーとを接合した車体の接合構造において、
前記ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダーのフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧して摩擦熱を発生させ、少なくともヘッダーのフランジ部を軟化させ塑性流動を生じさせてルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した接合部を備えたことを特徴とする車体の接合構造。
【請求項９】
前記ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であることを特徴とする請求項８に記載の車体の接合構造。
【請求項１０】
前記ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であることを特徴とする請求項８又は９に記載の車体の接合構造。
【請求項１１】
金属製ルーフパネルと金属製ヘッダーと金属製ルーフサイド部材とを接合した車体の接合構造において、
前記ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダーのフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧して摩擦熱を発生させ、少なくともヘッダーのフランジ部を軟化させ塑性流動を生じさせてルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した第１接合部と、
前記ルーフパネルとヘッダーとをルーフサイド部材に接合した第２接合部とを備えたことを特徴とする車体の接合構造。
【請求項１２】
前記第１接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であることを特徴とする請求項１１に記載の車体の接合構造。
【請求項１３】
前記ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であり、前記ルーフサイド部材が鋼製の部材であることを特徴とする請求項１２に記載の車体の接合構造。
【請求項１４】
前記ルーフサイド部材はルーフパネルとヘッダーよりも車室内側に配設された補強板部材を備え、前記第２接合部は、ルーフパネルとヘッダーとを補強板部材に埋め込み型リベットで機械的に接合したリベット接合部であることを特徴とする請求項１３に記載の車体の接合構造。
【請求項１】
金属製ルーフパネルと金属製ヘッダーとを接合した車体の接合方法において、
前記ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダーのフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧して摩擦熱を発生させ、少なくともヘッダーのフランジ部を軟化させ塑性流動を生じさせてルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した接合部を成形することを特徴とする車体の接合方法。
【請求項２】
前記ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であることを特徴とする請求項１に記載の車体の接合方法。
【請求項３】
前記ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車体の接合方法。
【請求項４】
金属製ルーフパネルと金属製ヘッダーと金属製ルーフサイド部材とを接合した車体の接合方法において、
前記ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダー部のフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧して摩擦熱を発生させ、少なくともヘッダーのフランジ部を軟化させ塑性流動を生じさせてルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した第１接合部を形成する第１工程と、
次に、前記ルーフパネルとヘッダーとをルーフサイド部材に接合した第２接合部を形成する第２工程とを備えた車体の接合方法。
【請求項５】
前記ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した第１接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であることを特徴とする請求項４に記載の車体の接合方法。
【請求項６】
前記ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であり、前記ルーフサイド部材が鋼製の部材であることを特徴とする請求項４又は５に記載の車体の接合方法。
【請求項７】
前記ルーフサイド部材はルーフパネルとヘッダーよりも車室内側に配設された補強板部材を備え、前記ルーフパネルとヘッダーとをルーフサイド部材に接合する第２工程は、ルーフパネルとヘッダーとを補強板部材に埋め込み型リベットで機械的接合する接合工程を含むことを特徴とする請求項６に記載の車体の接合方法。
【請求項８】
金属製ルーフパネルと金属製ヘッダーとを接合した車体の接合構造において、
前記ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダーのフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧して摩擦熱を発生させ、少なくともヘッダーのフランジ部を軟化させ塑性流動を生じさせてルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した接合部を備えたことを特徴とする車体の接合構造。
【請求項９】
前記ルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であることを特徴とする請求項８に記載の車体の接合構造。
【請求項１０】
前記ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であることを特徴とする請求項８又は９に記載の車体の接合構造。
【請求項１１】
金属製ルーフパネルと金属製ヘッダーと金属製ルーフサイド部材とを接合した車体の接合構造において、
前記ルーフパネルのウインドガラス接着面を形成するフランジ部とヘッダーのフランジ部を重ね合わせ、車室内側から回転ツールを回転させながらヘッダーのフランジ部に押圧して摩擦熱を発生させ、少なくともヘッダーのフランジ部を軟化させ塑性流動を生じさせてルーフパネルのフランジ部とヘッダーのフランジ部を接合した第１接合部と、
前記ルーフパネルとヘッダーとをルーフサイド部材に接合した第２接合部とを備えたことを特徴とする車体の接合構造。
【請求項１２】
前記第１接合部は、車幅方向に複数箇所形成されたスポット接合部であることを特徴とする請求項１１に記載の車体の接合構造。
【請求項１３】
前記ルーフパネルとヘッダーがアルミニウム合金製の部材であり、前記ルーフサイド部材が鋼製の部材であることを特徴とする請求項１２に記載の車体の接合構造。
【請求項１４】
前記ルーフサイド部材はルーフパネルとヘッダーよりも車室内側に配設された補強板部材を備え、前記第２接合部は、ルーフパネルとヘッダーとを補強板部材に埋め込み型リベットで機械的に接合したリベット接合部であることを特徴とする請求項１３に記載の車体の接合構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００８−２２１９４７（Ｐ２００８−２２１９４７Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６０７０６（Ｐ２００７−６０７０６）
【出願日】平成１９年３月９日（２００７．３．９）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月９日（２００７．３．９）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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