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技術 天井アール外板の施工方法

出願人 いすゞ自動車株式会社
発明者 森本准哉新居直樹山口隆
出願日 2014年1月21日 (4年10ヶ月経過) 出願番号 2014-008743
公開日 2015年7月30日 (3年3ヶ月経過) 公開番号 2015-136984
状態 特許登録済
技術分野 旅客車・荷物車の上部構造 車両用車体構造 自動車の製造ライン・無限軌道車両・トレーラ
主要キーワード 張力発生装置 断面弧状 面内応力 骨格フレーム 焼付け塗料 加熱初期 仕上がり寸法 車幅方向外
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年7月30日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (10)

課題

焼付硬化塗料を焼付硬化させるときに天井アール外板の変形を防止できる天井アール外板の施工方法を提供する。

解決手段

バスの外板を支持する骨格フレーム1の天井部2の側部に、天井アール外板8を車長方向に沿って貼り付け接合し、その後、天井アール外板8に塗料を焼付硬化させる際の熱変形を防止する天井アール外板8の施工方法であって、骨格フレーム1の側部に天井アール外板8を接合する際に、天井アール外板8の長手方向に引張応力が発生するように接合し、しかるのち塗料を焼付硬化させるものである。

概要

背景

バス外板は、骨格フレーム接合した後、焼付け塗料を塗布して施工される。この外板には、バスの屋根部を構成する骨格フレームの車幅方向中央に位置される天井外板と、骨格フレームの車幅方向両側に位置される天井アール外板とがある。天井アール外板は、天井外板と隣接して水平な水平部と、垂直部と、水平部と垂直部をつなぐアール部にて構成される。

概要

焼付硬化塗料を焼付硬化させるときに天井アール外板の変形を防止できる天井アール外板の施工方法を提供する。バスの外板を支持する骨格フレーム1の天井部2の側部に、天井アール外板8を車長方向に沿って貼り付け接合し、その後、天井アール外板8に塗料を焼付硬化させる際の熱変形を防止する天井アール外板8の施工方法であって、骨格フレーム1の側部に天井アール外板8を接合する際に、天井アール外板8の長手方向に引張応力が発生するように接合し、しかるのち塗料を焼付硬化させるものである。

目的

本発明の目的は、焼付硬化型塗料を焼付硬化させるときに天井アール外板の変形を防止できる天井アール外板の施工方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

バス外板を支持する骨格フレーム天井部の側部に、天井アール外板を車長方向に沿って貼り付け接合し、その後、天井アール外板に塗料焼付硬化させる際の熱変形を防止する天井アール外板の施工方法であって、前記骨格フレームの側部に前記天井アール外板を接合する際に、天井アール外板の長手方向に引張応力が発生するように接合し、しかるのち塗料を焼付硬化させることを特徴とする天井アール外板の施工方法。

請求項2

前記骨格フレームの側部に前記天井アール外板を接合する際に、天井アール外板に、焼付硬化時の温度による天井アール外板の線膨張長さに応じた引張力を付与して接合する請求項1に記載の天井アール外板の施工方法。

請求項3

前記骨格フレームの天井部は、車幅方向に延びると共に車長方向に間隔をおいて配置された複数の天井肋材と、車長方向に沿って延びると共に前記複数の天井肋材を連結する縦通骨材とを備え、前記天井アール外板は、各天井肋材に引張力を付与された状態で接合される請求項2に記載の天井アール外板の施工方法。

請求項4

前記骨格フレームの側部に前記天井アール外板を接合する際に、前記天井アール外板を、焼付硬化時の温度に応じた温度に加熱した状態で接合する請求項1に記載の天井アール外板の施工方法。

請求項5

前記塗料の焼付硬化は、前記天井アール外板を前記骨材フレームの側部に接合したのち、焼付硬化型塗料を塗布し、その後、前記焼付硬化型塗料を熱硬化炉内で100℃以上200℃以下で10分間以上50分間以下加熱硬化させる請求項1から4のいずれかに記載の天井アール外板の施工方法。

請求項6

前記焼付硬化型塗料を熱硬化炉内で加熱硬化させる際、前記骨材フレームに全ての外板を接合すると共にこれら外板に前記焼付硬化型塗料を塗布し、前記熱硬化炉内にバスの車体を入れて焼付硬化型塗料を加熱硬化させる請求項5に記載の天井アール外板の施工方法。

技術分野

0001

本発明は、バス外板を支持する骨格フレーム天井部の側部に、天井アール外板を車長方向に沿って貼り付け接合し、その後、天井アール外板に塗料焼付硬化させる天井アール外板の施工方法に関するものである。

背景技術

0002

バスの外板は、骨格フレームに接合した後、焼付け塗料を塗布して施工される。この外板には、バスの屋根部を構成する骨格フレームの車幅方向中央に位置される天井外板と、骨格フレームの車幅方向両側に位置される天井アール外板とがある。天井アール外板は、天井外板と隣接して水平な水平部と、垂直部と、水平部と垂直部をつなぐアール部にて構成される。

先行技術

0003

特開2008−195244号公報
特開2010−36746号公報
特開2012−214112号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、塗料の焼付硬化時には、外板は骨格フレームより先に高温となり、骨格フレームと外板との間には、温度差が生じる。また、外板及び骨格フレームは温度上昇によって熱膨張するが、温度差により、外板の熱膨張量は骨格フレームの熱膨張量よりも大きくなる。特に天井アール外板は、上述のように水平部、垂直部及びアール部を有するため、各部に異なった長手方向の面内圧応力が作用する。温度差がゼロから拡大するにつれて、天井アール外板の長手方向の面内応力は、応力ゼロの状態から圧縮の状態に推移し、圧縮応力限界を超えると、図9に示すように、天井アール外板の一部がV字状に窪むように変形するという課題があった。

0005

本発明の目的は、焼付硬化型塗料を焼付硬化させるときに天井アール外板の変形を防止できる天井アール外板の施工方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

上述の目的を達成するため、本発明は、バスの外板を支持する骨格フレームの天井部の側部に、天井アール外板を車長方向に沿って貼り付け接合し、その後、天井アール外板に塗料を焼付硬化させる際の熱変形を防止する天井アール外板の施工方法であって、前記骨格フレームの側部に前記天井アール外板を接合する際に、天井アール外板の長手方向に引張応力が発生するように接合し、しかるのち塗料を焼付硬化させるものである。

0007

前記骨格フレームの側部に前記天井アール外板を接合する際に、天井アール外板に、焼付硬化時の温度による天井アール外板の線膨張長さに応じた引張力を付与して接合してもよい。

0008

前記骨格フレームの天井部は、車幅方向に延びると共に車長方向に間隔をおいて配置された複数の天井肋材と、車長方向に沿って延びると共に前記複数の天井肋材を連結する縦通骨材とを備え、前記天井アール外板は、各天井肋材に引張力を付与された状態で接合されてもよい。

0009

前記骨格フレームの側部に前記天井アール外板を接合する際に、前記天井アール外板を、焼付硬化時の温度に応じた温度に加熱した状態で接合してもよい。

0010

前記塗料の焼付硬化は、前記天井アール外板を前記骨材フレームの側部に接合したのち、焼付硬化型塗料を塗布し、その後、前記焼付硬化型塗料を熱硬化炉内で100℃以上200℃以下で10分間以上50分間以下加熱硬化させてもよい。

0011

前記焼付硬化型塗料を熱硬化炉内で加熱硬化させる際、前記骨材フレームに全ての外板を接合すると共にこれら外板に前記焼付硬化型塗料を塗布し、前記熱硬化炉内にバスの車体を入れて焼付硬化型塗料を加熱硬化させてもよい。

発明の効果

0012

本発明の天井アール外板の施工方法によれば、焼付硬化型塗料を焼付硬化させるときに天井アール外板の変形を防止できる。

図面の簡単な説明

0013

本発明の一実施の形態に係る骨格フレームと天井アール外板の斜視説明図である。
骨格フレームに天井アール外板を接合する工程の側面説明図である。
骨格フレームに接合された天井アール外板の斜視説明図である。
図3の要部拡大図である。
本発明の効果を説明する線図である。
従来の施工方法での天井アール外板の変形を温度差との関係で表した線図である。
本発明に係る施工方法での天井アール外板の変形を温度差との関係で表した線図である。
他の実施の形態に係る施工方法を説明する天井アール外板の側面説明図である。
従来の施工方法での天井アール外板の変形を説明するバスの側面図である。

実施例

0014

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。なお、後述する実施の形態における前後左右は、車両の走行方向(車長方向)を基準とする。例えば、車両走行方向前方は単に前方、車両走行方向後方は単に後方といい、前方に向いた運転士にとっての左右をいう。

0015

まず、バスの骨格フレームの天井部と、天井部に接合される天井アール外板とについて説明する。

0016

図1に示すように、バスの骨格フレーム1の天井部2は、車幅方向に延びると共に車長方向に間隔をおいて配置された複数の天井肋材3と、左右両側に配置され車長方向に沿って延びると共に複数の天井肋材3を連結する縦通骨材4と、これら縦通骨材4間に複数配置され車長方向に沿って延びると共に複数の天井肋材3を連結する小梁5とを備える。

0017

天井肋材3は、アーチ状に形成された鋼材からなる。天井肋材3の長手方向の両端部6は、中央部7よりも大きな曲率に形成されており、外周面が後述する天井アール外板8の内面近接するように形成されている。

0018

縦通骨材4は、直線状に延びた鋼材からなり、天井肋材3の長手方向の両端に溶接等により接合される。

0019

小梁5には、後述する天井アール外板8の側部と重なる位置に配置される左右の外板接合用小梁5と、これら外板接合用小梁5間に配置される補強用小梁(図示せず)とがある。外板接合用小梁5は、直線状に延びた鋼材からなる。外板接合用小梁5は、空間を隔てて隣り合う天井肋材3間に配置されており、両端が天井肋材3に溶接等により結合されている。また、外板接合用小梁5は、各天井肋材3間に配置されると共に、車長方向に沿って延びるように同一直線上に配置されている。外板接合用小梁5は、上面が天井アール外板8の内面と当接するように形成されている。

0020

また、天井アール外板8は、骨格フレーム1の天井部2の側部に車長方向に沿って貼り付け接合される。天井アール外板8は、薄い金属板からなり、車幅方向内側に形成される水平部8aと、車幅方向外側に形成される垂直部8bと、水平部8aと垂直部8bをつなぐ断面弧状のアール部8cとを備える。

0021

つぎに、天井アール外板8の施工方法について説明する。天井アール外板8の施工は、まず天井部2に天井アール外板8を接合し、次に天井アール外板8に塗装を施す。

0022

図1及び図2に示すように、天井部2に天井アール外板8を接合するとき、骨格フレーム1の天井部2を作業台9に固定し、天井アール外板8を骨格フレーム1の天井部2の一方の側部10に載せる。このとき、骨格フレーム1の天井部2は、骨格フレーム1の他の部分(図示せず)とは別々に形成しておく。

0023

この後、天井アール外板8の長手方向の一方の端部を壁等の固定系12に固定されたクランプ装置13でクランプすると共に、他方の端部を固定系14に、油圧シリンダ送りネジボルトナットギアチェーンブロック滑車等を利用した張力発生装置15を介して連結されたクランプ装置13でクランプする。このとき、天井アール外板8は予め仕上がり寸法よりもクランプする分長く形成しておく。これにより、仕上がり寸法内の天井アール外板8にクランプ傷等が付くのを防ぐことができる。また、クランプ装置13によるクランプ位置は、特に変形し易いアール部8cのみであってもよい。

0024

しかるのち、張力発生装置を駆動させて天井アール外板8の両端を長手方向に引っ張って天井アール外板8に所定の引張応力を発生させる。このとき、天井アール外板8を引っ張る力(引張力)は、焼付硬化時の温度による天井アール外板8の線膨張長さに応じて決定する。具体的には、引張力は、天井アール外板8を焼付硬化時の温度にしたときに天井アール外板8にV字状に窪む等の変形が発生せず、かつ、バスの車体が寒冷地等で冷やされて天井アール外板8に熱収縮による応力が発生しても十分耐えられるように決定する。

0025

この後、図3に示すように、天井アール外板8に引張力を付与しながら骨格フレーム1の天井部2の側部に天井アール外板8を仮付け溶接して仮止めし、その後、スポット溶接にて骨格フレーム1の天井部2の側部に天井アール外板8を接合する。図4に示すように、スポット溶接は、図中のXの位置に行う。これにより、天井アール外板8の車幅方向外側の側部が縦通骨材4に車長方向に沿って接合されると共に、天井アール外板8の車幅方向内側の側部が外板接合用小梁5に車長方向に沿って接合される。なお、骨格フレーム1への天井アール外板8の接合は、スポット溶接に限るものではなく、他の種類の溶接であってもよく、リベット、ボルト等による接合であってもよい。

0026

このようにして天井アール外板8が骨格フレーム1の天井部2に接合されたら、張力発生装置15を停止する等により天井アール外板8への張力解除し、天井アール外板8からそれぞれのクランプ装置13を外す。また、クランプ装置13でクランプされた部分を天井アール外板8から切断して天井アール外板8を製品の仕上がり寸法に形成する。また、骨格フレーム1の天井部2の他方の側部11にも、上述と同様の手順で天井アール外板8を接合する。

0027

この後、天井アール外板8に焼付硬化型塗料を塗布し、焼付硬化型塗料を熱硬化炉(図示せず)内で120℃で30分間加熱硬化させる。なお、加熱硬化時の温度及び時間は、塗料が硬化する必要最低限度であればよい。一般に焼付硬化型塗料は、加熱温度を高く設定した場合、加熱時間は短くなり、加熱温度を低く設定した場合、加熱時間は長くなる。例えば加熱硬化時は、100℃以上200℃以下の範囲内であればよく、加熱時間は、10分間以上50分間以下の範囲内であればよい。

0028

熱硬化炉内では、天井アール外板8が骨格フレーム1より先に高温となり、骨格フレーム1と天井アール外板8との間には、温度差が生じる。この温度差により、天井アール外板8の熱膨張量は骨格フレーム1の熱膨張量よりも大きくなる。

0029

このときの天井アール外板8に発生している応力を図5を用いて説明する。図5は、天井アール外板8に発生している応力と天井アール外板8と骨格フレーム1の温度差との関係を表した線図である。実線は、本実施の形態に係る施工方法を示し、破線は、従来の施工方法(骨格フレーム1に接合された天井アール外板8の引張応力がゼロ)を示す。

0030

図5に実線で示すように、天井アール外板8と骨格フレーム1の温度差がゼロのとき(加熱前)には天井アール外板8には予め引張応力が発生している。このため、加熱初期の段階では引張応力が小さくなるように作用し、引張応力がゼロになったのち、圧縮応力が発生し、温度差が開くにつれて圧縮応力が増加することとなる。このため、応力ゼロの状態から加熱して圧縮応力が発生する従来の施工方法(破線)よりも、天井アール外板8が変形に至るときの温度差をより大きな温度差にシフトさせることができ、天井アール外板8の変形を確実に防ぐことができる。

0031

図6は、従来の施工方法を行ったとき、特に変形が発生し易い運転席上部と中央乗降口上部のY方向(車幅方向)変位を温度差との関係で表したものである。図中実線は運転席上部の変位を示し、破線は中央乗降口上部の変位を示す。

0032

また、図7は、本実施の形態に係る施工方法を行ったときの運転席上部と中央乗降口上部のY方向(車幅方向)変位を温度差との関係で表したものである。図中実線は運転席上部の変位を示し、破線は中央乗降口上部の変位を示す。

0033

図6及び図7に示すように、運転席上部及び中央乗降口上部のいずれの位置においても、本実施の形態に係る施工方法を行った場合の方が従来の施工方法を行った場合よりも天井アール外板8が大きな温度差に耐えることが確認され、熱膨張による変形が発生し難いことが確認された。

0034

焼付硬化型塗料を熱硬化炉内で加熱硬化させる際には、全ての部分の骨格フレーム1に全ての外板を接合すると共に焼付硬化型塗料を塗布し、全ての部分の骨格フレーム1を接合してバスの車体を組み立てたのち、熱硬化炉内にバスの車体を入れて焼付硬化型塗料を加熱硬化させる。これにより、焼付硬化型塗料を効率よく加熱硬化させることができる。

0035

このように、骨格フレーム1の側部に天井アール外板8を接合する際に、天井アール外板8の長手方向に引張応力が発生するように接合し、しかるのち塗料を焼付硬化させるものとしたため、骨格フレーム1の天井部2と天井アール外板8との温度差が開いたときの天井アール外板8の圧縮応力を軽減でき、天井アール外板8の熱膨張による変形を防止できる。

0036

また、骨格フレーム1の側部に天井アール外板8を接合する際に、天井アール外板8に、焼付硬化時の温度による天井アール外板8の線膨張長さに応じた引張力を付与して接合するものとしたため、骨格フレーム1の天井部2に接合した天井アール外板8に確実に引張応力を発生させることができる。

0037

骨格フレーム1の天井部2は、車幅方向に延びると共に車長方向に間隔をおいて配置された複数の天井肋材3と、車長方向に沿って延びると共に複数の天井肋材3を連結する縦通骨材4とを備え、天井アール外板8は、各天井肋材3に引張力を付与された状態で接合されるものとしたため、各天井肋材3間で天井アール外板8に発生する圧縮応力を軽減でき、天井アール外板8の熱膨張による変形を防止できる。

0038

塗料の焼付硬化は、天井アール外板8を骨材フレームの側部に接合したのち、焼付硬化型塗料を塗布し、その後、焼付硬化型塗料を熱硬化炉内で100℃以上200℃以下で10分間以上50分間以下加熱硬化させるものとしたため、天井アール外板8を変形させることなく塗料を焼付硬化させることができる。

0039

焼付硬化型塗料を熱硬化炉内で加熱硬化させる際、骨材フレームに全ての外板を接合すると共にこれら外板に焼付硬化型塗料を塗布し、熱硬化炉内にバスの車体を入れて焼付硬化型塗料を加熱硬化させるものとしたため、焼付硬化型塗料を効率よく焼付硬化させることができる。

0040

次に天井アール外板8接合の方法に変更を加えた他の実施の形態について述べる。天井アール外板8接合後の工程は上述と同様であるため説明を省略する。

0041

図8に示すように、天井部2に天井アール外板8を接合するとき、骨格フレーム1の天井部2を作業台に固定する一方、天井アール外板8を、所定の温度まで加熱して熱膨張させる。

0042

次に、熱膨張した天井アール外板8を骨格フレーム1の天井部2の一方の側部に載せ、骨格フレーム1の天井部2の側部に天井アール外板8を仮付け溶接して仮止めする。その後、スポット溶接にて骨格フレーム1の天井部2の側部に冷える前の天井アール外板8を接合する。このとき、天井アール外板8は、焼付硬化時の温度もしくは焼付硬化時の温度より低い高温状態にしておく。すなわち、天井アール外板8は、焼付硬化時の温度に応じた温度(例えば、焼付硬化時の温度に正比例する温度)に加熱された状態で骨格フレーム1の天井部2に接合する。

0043

天井アール外板8を接合した後、天井アール外板8を常温まで自然冷却する。必要があれば、天井アール外板8の端部を仕上がり寸法に合わせて切断する。天井アール外板8が常温に戻った状態で切断することにより、天井アール外板8を正確な仕上がり寸法に形成できる。

0044

このように、骨格フレーム1の側部に天井アール外板8を接合する際に、天井アール外板8を、焼付硬化時の温度に応じた温度に加熱した状態で接合するものとしても、天井アール外板8と骨格フレーム1との温度差が開いたときに発生する天井アール外板8の圧縮応力を小さく抑えることができ、天井アール外板8の熱膨張による変形を防止できる。

0045

1骨格フレーム
2天井部
3 天井肋材
4 縦通骨材
8 天井アール外板
10 側部
11 側部

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