ボデー構造
【課題】信頼性を損なうことなく車体のボデーを構成する少なくとも三つ以上のフレーム部材をボルト締結する。
【解決手段】耐久強度上、最も重要であるコンデンサーサポートアッパー２２、フェンダーサポートアッパー３２、コンデンサーサポートサイド２６の結合部分をリーンフォース５０で補強すると共に、四つのフレーム部材の重なり部分１０２、１０４をボルト締結している。しかも、大型でなく小型の補強部材であるリーンフォース５０に中実構造部分５２Ａを設け、ここに雌ネジ穴６２、６４を設けることで、ナットを用いることなく重ね合わせ部分１０２、１０４をボルト７８、８８で締結している。このため、ボルト７８、８８を締め込んでも、かしめナットのように、共周りしない。このように、四つのフレーム部材を重ね、高締付けトルクで締結しているので剛性が高い。よって、耐久強度が高いボデー構造１００となっている。
【解決手段】耐久強度上、最も重要であるコンデンサーサポートアッパー２２、フェンダーサポートアッパー３２、コンデンサーサポートサイド２６の結合部分をリーンフォース５０で補強すると共に、四つのフレーム部材の重なり部分１０２、１０４をボルト締結している。しかも、大型でなく小型の補強部材であるリーンフォース５０に中実構造部分５２Ａを設け、ここに雌ネジ穴６２、６４を設けることで、ナットを用いることなく重ね合わせ部分１０２、１０４をボルト７８、８８で締結している。このため、ボルト７８、８８を締め込んでも、かしめナットのように、共周りしない。このように、四つのフレーム部材を重ね、高締付けトルクで締結しているので剛性が高い。よって、耐久強度が高いボデー構造１００となっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体を構成する三つ以上のフレーム部材を結合したボデー構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム合金からなる車体ボデーの前端部を構成するフロントバルクヘッドやサイドフレームの前端部などを単体部品として製造し、これらをボルト締めでフレームの主部に結合させたボデー構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−２０８５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
さて、図１４に示すように、アルミニウム合金を押し出し成形して作られたフレーム部材９０２とフレーム部材９０４との結合は、フレーム部材９０２の貫通孔９１２周りにポップナット（かしめナット）９０８をかしめて固定したうえで、フレーム部材９０４の貫通孔９１０にボルト９０６を通してポップナット９０８に螺合させることによってボルト締結する方法が知られている。
【０００４】
しかし、ポップナット９０８を用いたボルト締結は、ボルト９０６を締め込むとポップナット９０８のかしめ部分に共周りを起こしやすく、高締付けトルクでの締結ができない。また、高軸力での締付けもポップナットの強度上、困難である。
【０００５】
このため、通常、ポップナットによるボルト締結では、信頼性を確保するために、被締め付け物（図１４ではフレーム部材９０２）は一枚であり、高軸力での締結が必要となる三つ以上のフレーム部材を重ねてのボルト締結では用いられない。
【０００６】
さて、アルミニウム合金で形成された複数のフレーム部材を結合することで組み立てられているアルミボデーでは、ポップナットによるボルト締結が主流となっている。しかし、上述したようにポップナットを用いるボルト締結では、三つ以上のフレーム部材を重ねて締結できない。よって、締結点数（締結箇所）の増加やフレーム部材の断面の大型化等が生じる場合がある。このため、組付け作業性の低下、コストアップ、重量増、大型化等の問題が生じる場合があった。
【０００７】
本発明は、信頼性を損なうことなく、車体のボデーを構成する少なくとも三つ以上のフレーム部材を重ねてボルト締結することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載のボデー構造は、車体のボデーを構成する少なくとも三つ以上のフレーム部材を結合したボデー構造であって、少なくとも三つ以上の前記フレーム部材が重ね合わされた重ね合わせ部分において、前記重ね合わせ部分の重ね合わせ方向の一方側に配設された前記フレーム部材に雌ネジ穴を設けると共に、前記一方側に配設されたフレーム部材よりも重ね合わせ方向の他方側に配設された複数の前記フレーム部材に前記雌ネジ穴に対応する位置に貫通孔を設け、他方側に配設された前記フレーム部材の前記貫通孔からボルトを差し込み、前記一方側に配設されたフレーム部材に設けられた前記雌ネジ穴に螺合させることにより、前記三つ以上のフレーム部材をボルト締結したことを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載のボデー構造では、車体のボデーを構成する少なくとも三つ以上のフレーム部材が重ね合わされた重ね合わせ部分において、他方側に配設されたフレーム部材の貫通孔からボルトを差し込み、一方側に配設されたフレーム部材に設けられた雌ネジ穴に螺合させることにより、かしめナットを使用することなく、三つ以上のフレーム部材を重ね合わせてボルト締結することができる。
【００１０】
よって、高締付けトルクでのボルト締結が可能となるので、信頼性を損なうことなく重ね合わせ部分がボルト締結される。
【００１１】
請求項２に記載のボデー構造は、請求項１に記載の構成において、前記三つ以上のフレーム部材は、車幅方向を長手方向として配設された第一フレーム部材と、前記第一フレーム部材と長手方向の端部同士が重なるように、車体上下方向を長手方向として配設された第二フレーム部材と、前記第一フレーム部材の端部と前記第二フレーム部材の端部との重ね合わせ部分の内側に重なるように、該第一フレームと該第二フレームとで構成された角部に配設された第三フレーム部材と、を有し、前記第三フレーム部材に前記雌ネジ穴を設けると共に、前記第一フレーム部材及び前記第二フレーム部材の該雌ネジ穴に対応する位置に、前記貫通孔を設けたことを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載のボデー構造は、第一フレームと第二フレームとで構成される角部の内側に第三フレーム部材を配置して補強すると共に、この第三フレームに雌ネジ穴を設け、三つのフレーム部材の重なり部分をボルト締結することで、三つのフレーム部材が結合されている。
【００１３】
よって、高締付けトルクでのボルト締結が可能となるので、信頼性を損なうことなく重ね合わせ部分がボルト締結される。このため、耐久強度が高いボデー構造となる。しかも、ボルト締結する箇所は増加しないので、ボルトの締め付工程上の作業性が損なわれない。
【００１４】
請求項３に記載のボデー構造は、請求項２に記載の構成において、前記三つ以上のフレーム部材は、前記第一フレーム部材、前記第二フレーム部材、前記第三フレーム部材に加え、前記第一フレーム部材の端部、及び前記第二フレーム部材の端部、第三フレーム部材の重ね合わせ部分に、長手方向の端部が重なるように、車幅方向を長手方向として配設され、前記雌ネジ穴に対応する位置に前記貫通孔が設けられた第四フレーム部材を有していることを特徴としている。
【００１５】
請求項３に記載のボデー構造は、第四フレーム部材を加えた四つのフレーム部材の重なり部分をボルト締結することで、四つのフレーム部材が結合されている。したがって、耐久強度が更に高いボデー構造となる。よって、例えば、外力が入力されても、第四フレームの変形が抑えられる。しかも、第四フレーム部材が加わっても、ボルト締結する箇所は増加しないので、ボルトの締め付工程上の作業性が損なわれない。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載のボデー構造よれば、信頼性を損なうことなく車体のボデーを構成する少なくとも三つ以上のフレーム部材が重ね合わされた重ね合わせ部分をボルト締結することができる。
【００１７】
請求項２に記載のボデー構造よれば、耐久強度が高いボデー構造となる。
【００１８】
請求項３に記載のボデー構造よれば、第四フレーム部材の変形が抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明のボデー構造１００（図２も参照）を適用した自動車の車体１０の前部のボデー（フロントボディ）を示している。なお、図中の矢印ＦＲは車体前方方向を、矢印ＵＰは車体上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示す。また、本実施形態の車体フレームは、強度が高く軽量であり、且つ高い成形性が得られるアルミニウム合金で形成された種々のフレーム部材を結合することで組み立てられている。
【００２０】
図１に示すように、自動車の車体１０の前部のボデーには、車体前後方向を長手方向とする左右一対のエプロンアッパーメンバ１２、１３が配設されている。
【００２１】
エプロンアッパーメンバ１２、１３の前端部間には、車幅方向を長手方向とするコンデンサーサポート２０が配設されている。コンデンサーサポート２０は、車幅方向に沿って上下平行に配置されたコンデンサーサポートアッパー２２及びコンデンサーサポートロア２３と、両者を車体上下方向に繋ぐ三本のコンデンサーサポートサイド２６、コンデンサーサポートセンター２８、コンデンサーサポートサイド２７と、を有している。更に、コンデンサーサポートアッパー２２とコンデンサーサポートサイド２６とで構成される角部にリーンフォース５０（図６も参照）が配設されている。同様に、コンデンサーサポートアッパー２２とコンデンサーサポートサイド２７とで構成される角部にもリーンフォース５１が配設されている。
【００２２】
コンデンサーサポート２０の車幅方向の両外側には、フェンダーサポート３０、４０が配設されている。フェンダーサポート３０は、車幅方向に沿って上下平行に配置されたフェンダーサポートアッパー３２及びフェンダーサポートロアー３３と、車幅方向外側端部を車体上下方向に繋ぐフェンダーサポートサイド３４と、を有している。なお、フェンダーサポート３０と車幅方向反対側のフェンダーサポート４０も、車幅方向に沿って上下平行に配置されたフェンダーサポートアッパー４２及びフェンダーサポートロアー４３と、車幅方向外側端部を車体上下方向に繋ぐフェンダーサポートサイド４４と、を有している。
【００２３】
つぎに、本発明を適用したコンデンサーサポートアッパー２２、コンデンサーサポートサイド２６、フェンダーサポートアッパー３２、及びリーンフォース５０の重ね合わせ部分１０２、１０４（結合部分）（図２、図３、図４を参照）のボデー構造１００について説明する。
【００２４】
なお、図３は、図２のコンデンサーサポートアッパー２２、コンデンサーサポートサイド２６、フェンダーサポートアッパー３２、及びリーンフォース５０の重ね合わせ部分１０２、１０４（結合部分）の縦断面図であり、図４は、図２及び図３におけるＡ−Ａ線に沿った断面を模式的に示す断面図である。また、図５は図２の分解斜視図である。なお、図２及び図５において、エプロンアッパーメンバ１２とコンデンサーサポートアッパー２２及びフェンダーサポートアッパー３２とを締結しているボルト２２１、２３１以外のボルトの図示を省略している。
【００２５】
図２から図５に示すように、コンデンサーサポートアッパー２２とフェンダーサポートアッパー３２は、長手方向（車幅方向）と直交する断面が略コ字形状をしている（図３参照）。なお、コンデンサーサポートアッパー２２よりもフェンダーサポートアッパー３２の方がコ字の開口幅は幅広である。また、いずれも、下面側が開口し、上壁面２２Ａと上壁面３２Ａは、車体前方から後方に向かうに従って上方に傾斜している（図３参照）。なお、上壁面２２Ａと上壁面３２Ａとは平行である（傾斜角度は一致している）。
【００２６】
そして、コンデンサーサポートアッパー２２の長手方向（車幅方向）と直交する断面における外側にフェンダーサポートアッパー３２が被さるように、コンデンサーサポートアッパー２２がフェンダーサポートアッパー３２に挿入されることで、長手方向の端部同士が重なるように結合されている（図３、図４を参照）。
【００２７】
図２と図５とに示すように、コンデンサーサポートサイド２６は、長手方向（鉛直方向）と直交する断面が略コ字形状をしている。また、上端部分には、車幅方向外側に突出した突出部２６Ａが形成されている。更に、突出部２６Ａの上方には、車体前後方向の両側面が上方に延出した四角形状の延出部２６Ｂが形成されている（図５参照）。そして、図３と図４とに示すように、この延出部２６Ｂがコンデンサーサポートアッパー２２とフェンダーサポートアッパー３２とが重なった重なり部分の内側に配設される。
【００２８】
そして、リーンフォース５０が、図２と図５とに示すようにコンデンサーサポートアッパー２２とコンデンサーサポートサイド２６とで構成される角部に、図３と図４とに示すようにコンデンサーサポートアッパー２２、フェンダーサポートアッパー３２、コンデンサーサポートサイド２６が重なった部分の内側に配設されている。
【００２９】
よって、図３と図４とに示すように、コンデンサーサポートアッパー２２、フェンダーサポートアッパー３２、コンデンサーサポートサイド２６、リーンフォース５０が重なった重なり部分１０２、１０４においては、車幅方向と直交する断面における外側から順番に、フェンダーサポートアッパー３２、コンデンサーサポートアッパー２２、コンデンサーサポートサイド２６、リーンフォース５０の順番で重なっている。なお、各フレーム部材が重なった重なり方向は、本実施形態では車体前後方向となる。
【００３０】
つぎに、リーンフォース５０について説明する。
【００３１】
図６（Ａ）に示すように、リーンフォース５０は、正面視において、略四角状の上部５２と略三角状の下部５４とで構成されている。また、図６（Ｂ）に示すように、上面５０Ａは、車体後方に向かうに従って上方に傾斜した傾斜面となっている。なお、図３にも示すように、上面５０Ａは、コンデンサーサポートアッパー２２の上壁面２２Ａ及びフェンダーサポートアッパー３２の上壁面３２Ａと平行である（傾斜角度が一致している）。
【００３２】
図６（Ｂ）に示すように、リーンフォース５０は、アルミニウム合金を押し出し成形することによって作られ、上部５２の上側部分は中実構造部分５２Ａとなっている。なお、この中実構造部分５２Ａ以外は所定の肉厚の中空構造となっている。
【００３３】
また、図６（Ａ）に示すように、リーンフォース５０は、コンデンサーサポートサイド２６の板厚分、幅狭となった幅狭部５０Ｂが形成されている（図４も参照）。なお、幅狭部５０Ｂは、押し出し成形後に、後加工で削ることによって形成される。
【００３４】
つぎに、図３と図４とに示す、コンデンサーサポートアッパー２２、フェンダーサポートアッパー３２、コンデンサーサポートサイド２６、リーンフォース５０の車体前後方向側面同士が重なった重なり部分１０２、１０４におけるボルトによる締結構造について説明する。
【００３５】
図３と図６とに示すように、リーンフォース５０の中実構造部分５２Ａには、車体前方側面５０Ｃに形成され車体後方側に凹状となった雌ネジ穴６２と、車体後方側面５０Ｄに形成され車体前方側に凹状となった雌ネジ穴６４と、が形成されている。なお、本実施形態では、雌ネジ穴６２と雌ネジ穴６４とは、上下にずれて配置されている（本実施形態では、車体前方側面５０Ｃの雌ネジ穴６２が下側で、車体後方側面５０Ｄの雌ネジ穴６４が上側）。
【００３６】
図３と図４とに示すように、コンデンサーサポートサイド２６には貫通孔７２、８２が、コンデンサーサポートアッパー２２には貫通孔７４、８４が、フェンダーサポートアッパー３２には貫通孔７６、８６が、リーンフォース５０の雌ネジ穴６２、６４に対応する位置に車体前後方向に貫通形成されている。
【００３７】
そして、車幅方向と直交する断面における最も外側にあるフェンダーサポートアッパー３２の貫通孔７６、８６からボルト７８、８８（図３参照）を差し込み（図４の矢印Ｘ１、Ｘ２を参照）、コンデンサーサポートアッパー２２の貫通孔７４、８４、コンデンサーサポートサイド２６の貫通孔７２、８２に通し、そして、リーンフォース５０の雌ネジ穴６２、６４に螺合させることで、重なり部分１０２、１０４がボルト締結されている。
【００３８】
つぎに、上述したコンデンサーサポートアッパー２２、フェンダーサポートアッパー３２、コンデンサーサポートサイド２６、リーンフォース５０が重なった重なり部分１０２、１０４以外の部分でのボルトによる締結構造について説明する。なお、重なり部分１０２、１０４以外の部分のボルトによる締結構造は、いずれも二つのフレーム部材が重なった部分のボルト締結であるので、従来と同様である。
【００３９】
図４に示すように、コンデンサーサポートアッパー２２の貫通孔７４、８４よりも車幅方向外側に形成された締結孔２０２、２０３と、フェンダーサポートアッパー３２の貫通孔７６、８６よりも車幅方向外側に形成された締結孔２０４、２０５と、にボルト（図示略）を通してナット（図示略）に螺合させることで、コンデンサーサポートアッパー２２とフェンダーサポートアッパー３２とをボルト締結している。
【００４０】
また、コンデンサーサポートアッパー２２の貫通孔７４、８４よりも車幅方向内側に形成された締結孔２１２、２１３にボルト（図示略）を通し、リーンフォース５０の雌ネジ穴６２、６４よりも車幅方向内側に形成された雌ネジ穴２４４、２４５に螺合させることで、コンデンサーサポートアッパー２２とリーンフォース５０とをボルト締結している。
【００４１】
更に、図３に示すように、コンデンサーサポートサイド２６の貫通孔７２、８２よりも下方に形成された締結孔２５２、２５３と、リーンフォース５０の雌ネジ穴６２、６４よりも下方に形成された締結孔２５４、２５５と、にボルト（図示略）に通してナット（図示略）に螺合させることによって、コンデンサーサポートサイド２６とリーンフォース５０とをボルト締結している。
【００４２】
なお、コンデンサーサポートアッパー２２、コンデンサーサポートサイド２７、フェンダーサポートアッパー４２、リーンフォース５１との重ね合わせ部分は、上述した構成及びボルト締結と、左右対称である以外は同様であるので説明を省略する。
【００４３】
つぎに、エプロンアッパーメンバ１２、１３の構造と締結構造について説明する。なお、エプロンアッパーメンバ１２の締結構造も二つのフレーム部材のボルト締結であるので、従来と同様のボルト締結構造である。また、エプロンアッパーメンバ１２とエプロンアッパーメンバ１３とは、車幅方向に左右対称であるので、代表してエプロンアッパーメンバ１２についてのみ図示及び説明する。
【００４４】
図２と図５とに示すように、エプロンアッパーメンバ１２は、車体前後方向を長手方向とする本体部１４と、本体部１４とは分割して成形されると共に、本体部１４の前端側に一体的に結合された前端部１６とを有している。そして、前端部１６の後端側に、本体部３４の前端側が挿入されている。
【００４５】
エプロンアッパーメンバ１２の前端部１６の車体前方側下端部には、車幅方向外側へ向けて延出されたフランジ部１６Ａが設けられている。このフランジ部１６Ａには、締結孔２２２が鉛直方向に貫通形成されており、この締結孔２２２と、フェンダーサポートアッパー３２の上壁面３２Ａに鉛直方向に貫通形成された締結孔２２４及びコンデンサーサポートアッパー２２の上壁面２２Ａに鉛直方向に貫通形成された締結孔２２６と、にボルト２２１を通し、ナット（図示略）に螺合させることで、エプロンアッパーメンバ１２とフェンダーサポートアッパー３２及びコンデンサーサポートアッパー２２とが締結されている。
【００４６】
また、前端部１６６の車幅方向内側には、断面略矩形の筒状のフードブラケット部１８が一体に並設されている。フードブラケット部１８の前方側下端部には、車幅方向内側へ向けて延出されたフランジ部１８Ａが設けられている。このフランジ部１８Ａには締結孔２３２が鉛直方向に貫通形成されており、この締結孔２３２と、フェンダーサポートアッパー３２に鉛直方向に貫通形成された締結孔２３４と、にボルト２３１を通しナット（図示略）に螺合させることで、エプロンアッパーメンバ１２とフェンダーサポートアッパー３２とが締結されている。
【００４７】
つぎに、本実施形態の作用について説明する。
【００４８】
耐久強度上、最も重要であるコンデンサーサポートアッパー２２、フェンダーサポートアッパー３２、コンデンサーサポートサイド２６の結合部分をリーンフォース５０で補強すると共に、四つのフレーム部材の重なり部分１０２、１０４をボルト締結している。しかも、大型でなく小型の補強部材であるリーンフォース５０に中実構造部分５２Ａを設け、ここに雌ネジ穴６２、６４を設けることで、ナットを用いることなく重ね合わせ部分１０２、１０４をボルト７８、８８で締結している。このため、ボルト７８、８８を締め込んでも、かしめナットのように、共周りしない。
【００４９】
このように、コンデンサーサポートアッパー２２、フェンダーサポートアッパー３２、コンデンサーサポートサイド２６、リーンフォース５０の四つのフレーム部材を重ね、高締付けトルクで締結しているので剛性が高い。よって、耐久強度が高いボデー構造１００となっている。また、締結点数が増えたり大型化したりしていないので、軽量で安価なボデー構造となっている。更に、ボルト７８、８８を挿入してリーンフォース５０の雌ネジ穴６２、６４に螺合させることでボルト締結できるので、組付け作業性が良い。
【００５０】
さて、コンデンサーサポート２０には、エアコンコンデンサー（図示略）が取り付けられる。また、フェンダーサポート３０には、オイルクーラー（図示略）が取り付けられる。
【００５１】
そして、走行時には、これらエアコンコンデンサー及びオイルクーラー（重量物）による慣性力によって、コンデンサーサポート２０とフェンダーサポート３０とに、車体下方への荷重が入力される。また、コンデンサーサポートサイド２６には、サスペンションタワー（図示略）からの車体上方への突き上げ力が入力される。
【００５２】
このため、例えば、図７（Ｂ）に示すように、フェンダーサポートアッパー３２が捩れ変形する（矢印Ｋを参照）。しかし、本実施形態は、上述したように、コンデンサーサポートアッパー２２、フェンダーサポートアッパー３２、コンデンサーサポートサイド２６、リーンフォース５０の四つのフレーム部材が重なった重なり部分１０２、１０４は、剛性が高い結合となっているので、捩れ変形が抑えられる。なお、図７（Ｂ）は、判りやすくするため、フェンダーサポートアッパー３２の捩れ変形を極端に大きく図示している。実際の変形は僅かである。
【００５３】
つぎに、本発明を適用した上記実施形態のボデー構造１００と、本発明を適用していないボデー構造１０１とで、結合部分の剛性と耐久強度について比較する。
【００５４】
まず、剛性について比較説明する。
【００５５】
図８は、本発明を適用していないボデー構造１０１を示している。具体的には、本発明を適用したボデー構造１００におけるコンデンサーサポートアッパー２２、フェンダーサポートアッパー３２、コンデンサーサポートサイド２６、リーンフォース５０の四つの部材をボルト締結している重なり部分１０２（図７参照）に対応する部分を、コンデンサーサポートアッパー１２２とコンデンサーサポートサイド１２６のみを重ねてボルト締結した構造となっている。なお、この部分を重ね合わせ部分１０３とする。なお、重なり部分１０４に対応するボデー構造１０１の重なり部分も上記と同様にコンデンサーサポートアッパー１２２とコンデンサーサポートサイド１２６のみを重ねてボルト締結した構造となっている。よって、図示を省略する。また、これらの部分以外は、本発明を適用したボデー構造１００と同様の構成となっている。
【００５６】
なお、重ね合わせ部分１０２、１０３のボルト締結位置を締結位置Ｇ１とする。更に、これらの車幅方向外側のコンデンサーサポートアッパー２２、１２２とフェンダーサポートアッパー３２、１３２とのボルト締結位置を締結位置Ｇ２とする。
【００５７】
本発明を適用していないボデー構造１０１は、締結位置Ｇ１及び締結位置Ｇ２の両方ともに、従来の二つのフレーム部材をボルト締結した締結構造であるので剛性が高くない。更に、フェンダーサポートアッパー１３２は締結位置Ｇ１でボルト締結されていない（本発明を適用していないので、フェンダーサポートアッパー１３２を締結位置Ｇ１に重ねてボルト締結することはできない）。よって、図８（Ｂ）に示すように、締結位置Ｇ１と締結位置Ｇ２との二点間に折れ変形が発生する。このためフェンダーサポートアッパー１３２の変形量が大きい。なお、図８（Ｂ）も図７（Ｂ）と同様、判りやすくするため、フェンダーサポートアッパー１３２の捩れ変形を極端に大きく図示している。
【００５８】
これに対して、本発明を適用しているボデー構造１００は、締結位置Ｇ１において本発明が適用され、四つのフレーム部材が高締付けトルクでボルト締結されているので、剛性が高い。また、フェンダーサポートアッパー３２は、締結位置Ｇ２に加え、高締付けトルクでボルト締結されている締結位置Ｇ１でも締結されている。つまり、締結位置Ｇ１と締結位置Ｇ２との二点で有効に結合されている。よって、図７（Ｂ）に示すように、フェンダーサポートアッパー３２の変形量が低減する（図７（Ｂ）と図８（Ｂ）とを比較参照）。つまり、本発明を適用することによって、剛性が高くなっていることが判る。
【００５９】
つぎに、耐久強度について説明する。
【００６０】
図９と図１０は、応力分布を示している。なお、図中では、発生応力の高い箇所ほど濃度の濃いドットが付与されている。
【００６１】
本発明を適用していないボデー構造１０１は、上述したように本発明を適用したボデー構造１００と比較して、剛性が低いので、図１０に示すように、結合部分Ｈ１と結合部分Ｈ２とに高応力が発生している。
【００６２】
これに対して、本発明を適用しているボデー構造１００は、締結位置Ｇ１において四つのフレーム部材が高締付けトルクでボルト締結されていることによって、剛性が高くなっているので、結合部分Ｈ１の応力が大幅に低減している。また、結合部分Ｈ２の応力も大幅に低減している。つまり、本発明を適用すると耐久強度が大幅に向上することが判る。
【００６３】
このように図８から図１０で示したように、本発明を適用すると、剛性が向上することによって応力を低減でき、その結果、耐久強度が大幅に向上する。
【００６４】
つぎに、リーンフォース５０の変形例について説明する。
【００６５】
まず、第一の変形例について説明する。
【００６６】
図１１に示すように、第一の変形例のリーンフォース３５０は、アルミニウム合金を鋳造することよって作られている。そして、上部３５２に肉厚を厚くした肉厚部３５２Ａを設け、雌ネジ穴３６２、３６４を形成している。なお、本変形例のように、上部３５２の雌ネジ穴３６２、３６４が形成されていない部分（肉厚部３５２Ａ以外の部分）を中空構造部３５２Ｂとすることで軽量化できる。なお、リーンフォース３５０は、コンデンサーサポートサイド２６の板厚分、幅狭となった幅狭部３５０Ｂが形成されている。
【００６７】
更に、本変形例では、下部３５４において、締結孔２５４、２５５（図６参照）に対応する部分にも肉厚を厚くした肉厚部３５４Ａを設け、雌ネジ穴３６６、３６８を形成している。なお、肉厚部３５４Ａを設けずに、締結孔２５４、２５５（図６参照）と同様に貫通形成された締結孔としても良い。
【００６８】
なお、図示は省略するが、図６に示すリーンフォース５０においても、上部５２の雌ネジ穴６２、６４が形成されていない部分を中空構造としても良い。
【００６９】
つぎに、第二の変形例について説明する。
【００７０】
図１２に示すように、第二の変形例のリーンフォース４５０は、アルミ押し出し部材４５１に樹脂部材４６０を接着接合することで構成されている。樹脂部材４６０は、リーンフォース４５０の上部４５２の車幅方向外側半分を構成している。そして、樹脂部材４６０には、雌ネジ穴４６２、４６４が形成されている鉄やアルミなどからなる金属製のインサート部材４７２がインサートされている。なお、本変形例では、雌ネジ穴６２と雌ネジ穴６４とは、同じ高さに配置されている。また、これに合わせた位置にコンデンサーサポートアッパー、フェンダーサポートアッパー、コンデンサーサポートサイドに貫通孔が形成される。
【００７１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されない。
【００７２】
例えば、変形例を含む上記のリーンフォースの雌ネジ穴は、例えば、図１３（Ａ）に示すように、穴底６２Ａがある雌ネジ穴６２となっているが、これに限定されない。図１３（Ｂ）に示すように、耐久強度などに問題がない雌ネジ穴の深さ（図１３（Ｂ）のＬ）が確保されていれば、穴底６２Ａがない貫通形成された雌ネジ穴６３であっても良い。
【００７３】
また、例えば、上記実施形態では、コンデンサーサポートアッパー２２、フェンダーサポートアッパー３２、コンデンサーサポートサイド２６、リーンフォース５０の四つの部材が重なった重なり部分１０２、１０４に本発明を適用したが、これに限定されない。
【００７４】
例えば、フェンダーサポート３０（フェンダーサポートアッパー３２）を有しない構成であっても良い。この場合、コンデンサーサポートアッパー２２、コンデンサーサポートサイド２６、リーンフォース５０の三つの部材が重なった重なり部分に本発明を適用する。
【００７５】
更に、車体のボデーを構成する少なくとも三つ以上のフレーム部材が重ね合わされた、その他の重ね合わせ部分にも本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明のボデー構造を適用した自動車の車体の前部を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明を適用したコンデンサーサポートアッパー、コンデンサーサポートサイド、フェンダーサポートアッパー、及びリーンフォースとの重ね合わせ部分を示す斜視図である。
【図３】図２に示す重ね合わせ部分の縦断面図である。
【図４】図２及び図３におけるＡ−Ａ線に沿った断面を模式的に示す断面図である。
【図５】図２の分解斜視図である。
【図６】リーンフォースを示し、（Ａ）は車体前方から正面視した図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面の断面図である。
【図７】本発明を適用したコンデンサーサポートアッパー、コンデンサーサポートサイド、フェンダーサポートアッパー、及びリーンフォースとの重ね合わせ部分を示し、（Ａ）は変形前の図であり、（Ｂ）は変形後の図である
【図８】本発明を適用していないコンデンサーサポートアッパー、コンデンサーサポートサイド、フェンダーサポートアッパー、及びリーンフォースとの重ね合わせ部分を示し、（Ａ）は変形前の図であり、（Ｂ）は変形後の図である
【図９】本発明を適用したコンデンサーサポートアッパー、コンデンサーサポートサイド、フェンダーサポートアッパー、及びリーンフォースとの重ね合わせ部分の応力分布を示している。
【図１０】本発明を適用していないコンデンサーサポートアッパー、コンデンサーサポートサイド、フェンダーサポートアッパー、及びリーンフォースとの重ね合わせ部分の応力分布を示している。
【図１１】第一の変形例のリーンフォースを示し、（Ａ）は車体前方から正面視した図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面の断面図である。
【図１２】第二の変形例のリーンフォースを示し、（Ａ）は車体前方から正面視した図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面の断面図である。
【図１３】（Ａ）穴底がある雌ネジ穴を示し、（Ｂ）穴底がなく貫通穴となった雌ネジ穴を示す図である。
【図１４】二つのフレーム部材をボルトとポップナットとで締結して結合した図ある。
【符号の説明】
【００７７】
１０ 車体
２２ コンデンサーサポートアッパー（第一フレーム部材）
３２ フェンダーサポートアッパー（第二フレーム部材）
２６ コンデンサーサポートサイド（第四フレーム部材）
５０ リーンフォース（第三フレーム部材）
６２ 雌ネジ穴
６４ 雌ネジ穴
７２ 貫通孔
７４ 貫通孔
７６ 貫通孔
８２ 貫通孔
８４ 貫通孔
８６ 貫通孔
１００ ボデー構造
１０２ 重ね合わせ部分
１０４ 重ね合わせ部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体を構成する三つ以上のフレーム部材を結合したボデー構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム合金からなる車体ボデーの前端部を構成するフロントバルクヘッドやサイドフレームの前端部などを単体部品として製造し、これらをボルト締めでフレームの主部に結合させたボデー構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−２０８５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
さて、図１４に示すように、アルミニウム合金を押し出し成形して作られたフレーム部材９０２とフレーム部材９０４との結合は、フレーム部材９０２の貫通孔９１２周りにポップナット（かしめナット）９０８をかしめて固定したうえで、フレーム部材９０４の貫通孔９１０にボルト９０６を通してポップナット９０８に螺合させることによってボルト締結する方法が知られている。
【０００４】
しかし、ポップナット９０８を用いたボルト締結は、ボルト９０６を締め込むとポップナット９０８のかしめ部分に共周りを起こしやすく、高締付けトルクでの締結ができない。また、高軸力での締付けもポップナットの強度上、困難である。
【０００５】
このため、通常、ポップナットによるボルト締結では、信頼性を確保するために、被締め付け物（図１４ではフレーム部材９０２）は一枚であり、高軸力での締結が必要となる三つ以上のフレーム部材を重ねてのボルト締結では用いられない。
【０００６】
さて、アルミニウム合金で形成された複数のフレーム部材を結合することで組み立てられているアルミボデーでは、ポップナットによるボルト締結が主流となっている。しかし、上述したようにポップナットを用いるボルト締結では、三つ以上のフレーム部材を重ねて締結できない。よって、締結点数（締結箇所）の増加やフレーム部材の断面の大型化等が生じる場合がある。このため、組付け作業性の低下、コストアップ、重量増、大型化等の問題が生じる場合があった。
【０００７】
本発明は、信頼性を損なうことなく、車体のボデーを構成する少なくとも三つ以上のフレーム部材を重ねてボルト締結することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載のボデー構造は、車体のボデーを構成する少なくとも三つ以上のフレーム部材を結合したボデー構造であって、少なくとも三つ以上の前記フレーム部材が重ね合わされた重ね合わせ部分において、前記重ね合わせ部分の重ね合わせ方向の一方側に配設された前記フレーム部材に雌ネジ穴を設けると共に、前記一方側に配設されたフレーム部材よりも重ね合わせ方向の他方側に配設された複数の前記フレーム部材に前記雌ネジ穴に対応する位置に貫通孔を設け、他方側に配設された前記フレーム部材の前記貫通孔からボルトを差し込み、前記一方側に配設されたフレーム部材に設けられた前記雌ネジ穴に螺合させることにより、前記三つ以上のフレーム部材をボルト締結したことを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載のボデー構造では、車体のボデーを構成する少なくとも三つ以上のフレーム部材が重ね合わされた重ね合わせ部分において、他方側に配設されたフレーム部材の貫通孔からボルトを差し込み、一方側に配設されたフレーム部材に設けられた雌ネジ穴に螺合させることにより、かしめナットを使用することなく、三つ以上のフレーム部材を重ね合わせてボルト締結することができる。
【００１０】
よって、高締付けトルクでのボルト締結が可能となるので、信頼性を損なうことなく重ね合わせ部分がボルト締結される。
【００１１】
請求項２に記載のボデー構造は、請求項１に記載の構成において、前記三つ以上のフレーム部材は、車幅方向を長手方向として配設された第一フレーム部材と、前記第一フレーム部材と長手方向の端部同士が重なるように、車体上下方向を長手方向として配設された第二フレーム部材と、前記第一フレーム部材の端部と前記第二フレーム部材の端部との重ね合わせ部分の内側に重なるように、該第一フレームと該第二フレームとで構成された角部に配設された第三フレーム部材と、を有し、前記第三フレーム部材に前記雌ネジ穴を設けると共に、前記第一フレーム部材及び前記第二フレーム部材の該雌ネジ穴に対応する位置に、前記貫通孔を設けたことを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載のボデー構造は、第一フレームと第二フレームとで構成される角部の内側に第三フレーム部材を配置して補強すると共に、この第三フレームに雌ネジ穴を設け、三つのフレーム部材の重なり部分をボルト締結することで、三つのフレーム部材が結合されている。
【００１３】
よって、高締付けトルクでのボルト締結が可能となるので、信頼性を損なうことなく重ね合わせ部分がボルト締結される。このため、耐久強度が高いボデー構造となる。しかも、ボルト締結する箇所は増加しないので、ボルトの締め付工程上の作業性が損なわれない。
【００１４】
請求項３に記載のボデー構造は、請求項２に記載の構成において、前記三つ以上のフレーム部材は、前記第一フレーム部材、前記第二フレーム部材、前記第三フレーム部材に加え、前記第一フレーム部材の端部、及び前記第二フレーム部材の端部、第三フレーム部材の重ね合わせ部分に、長手方向の端部が重なるように、車幅方向を長手方向として配設され、前記雌ネジ穴に対応する位置に前記貫通孔が設けられた第四フレーム部材を有していることを特徴としている。
【００１５】
請求項３に記載のボデー構造は、第四フレーム部材を加えた四つのフレーム部材の重なり部分をボルト締結することで、四つのフレーム部材が結合されている。したがって、耐久強度が更に高いボデー構造となる。よって、例えば、外力が入力されても、第四フレームの変形が抑えられる。しかも、第四フレーム部材が加わっても、ボルト締結する箇所は増加しないので、ボルトの締め付工程上の作業性が損なわれない。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載のボデー構造よれば、信頼性を損なうことなく車体のボデーを構成する少なくとも三つ以上のフレーム部材が重ね合わされた重ね合わせ部分をボルト締結することができる。
【００１７】
請求項２に記載のボデー構造よれば、耐久強度が高いボデー構造となる。
【００１８】
請求項３に記載のボデー構造よれば、第四フレーム部材の変形が抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明のボデー構造１００（図２も参照）を適用した自動車の車体１０の前部のボデー（フロントボディ）を示している。なお、図中の矢印ＦＲは車体前方方向を、矢印ＵＰは車体上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示す。また、本実施形態の車体フレームは、強度が高く軽量であり、且つ高い成形性が得られるアルミニウム合金で形成された種々のフレーム部材を結合することで組み立てられている。
【００２０】
図１に示すように、自動車の車体１０の前部のボデーには、車体前後方向を長手方向とする左右一対のエプロンアッパーメンバ１２、１３が配設されている。
【００２１】
エプロンアッパーメンバ１２、１３の前端部間には、車幅方向を長手方向とするコンデンサーサポート２０が配設されている。コンデンサーサポート２０は、車幅方向に沿って上下平行に配置されたコンデンサーサポートアッパー２２及びコンデンサーサポートロア２３と、両者を車体上下方向に繋ぐ三本のコンデンサーサポートサイド２６、コンデンサーサポートセンター２８、コンデンサーサポートサイド２７と、を有している。更に、コンデンサーサポートアッパー２２とコンデンサーサポートサイド２６とで構成される角部にリーンフォース５０（図６も参照）が配設されている。同様に、コンデンサーサポートアッパー２２とコンデンサーサポートサイド２７とで構成される角部にもリーンフォース５１が配設されている。
【００２２】
コンデンサーサポート２０の車幅方向の両外側には、フェンダーサポート３０、４０が配設されている。フェンダーサポート３０は、車幅方向に沿って上下平行に配置されたフェンダーサポートアッパー３２及びフェンダーサポートロアー３３と、車幅方向外側端部を車体上下方向に繋ぐフェンダーサポートサイド３４と、を有している。なお、フェンダーサポート３０と車幅方向反対側のフェンダーサポート４０も、車幅方向に沿って上下平行に配置されたフェンダーサポートアッパー４２及びフェンダーサポートロアー４３と、車幅方向外側端部を車体上下方向に繋ぐフェンダーサポートサイド４４と、を有している。
【００２３】
つぎに、本発明を適用したコンデンサーサポートアッパー２２、コンデンサーサポートサイド２６、フェンダーサポートアッパー３２、及びリーンフォース５０の重ね合わせ部分１０２、１０４（結合部分）（図２、図３、図４を参照）のボデー構造１００について説明する。
【００２４】
なお、図３は、図２のコンデンサーサポートアッパー２２、コンデンサーサポートサイド２６、フェンダーサポートアッパー３２、及びリーンフォース５０の重ね合わせ部分１０２、１０４（結合部分）の縦断面図であり、図４は、図２及び図３におけるＡ−Ａ線に沿った断面を模式的に示す断面図である。また、図５は図２の分解斜視図である。なお、図２及び図５において、エプロンアッパーメンバ１２とコンデンサーサポートアッパー２２及びフェンダーサポートアッパー３２とを締結しているボルト２２１、２３１以外のボルトの図示を省略している。
【００２５】
図２から図５に示すように、コンデンサーサポートアッパー２２とフェンダーサポートアッパー３２は、長手方向（車幅方向）と直交する断面が略コ字形状をしている（図３参照）。なお、コンデンサーサポートアッパー２２よりもフェンダーサポートアッパー３２の方がコ字の開口幅は幅広である。また、いずれも、下面側が開口し、上壁面２２Ａと上壁面３２Ａは、車体前方から後方に向かうに従って上方に傾斜している（図３参照）。なお、上壁面２２Ａと上壁面３２Ａとは平行である（傾斜角度は一致している）。
【００２６】
そして、コンデンサーサポートアッパー２２の長手方向（車幅方向）と直交する断面における外側にフェンダーサポートアッパー３２が被さるように、コンデンサーサポートアッパー２２がフェンダーサポートアッパー３２に挿入されることで、長手方向の端部同士が重なるように結合されている（図３、図４を参照）。
【００２７】
図２と図５とに示すように、コンデンサーサポートサイド２６は、長手方向（鉛直方向）と直交する断面が略コ字形状をしている。また、上端部分には、車幅方向外側に突出した突出部２６Ａが形成されている。更に、突出部２６Ａの上方には、車体前後方向の両側面が上方に延出した四角形状の延出部２６Ｂが形成されている（図５参照）。そして、図３と図４とに示すように、この延出部２６Ｂがコンデンサーサポートアッパー２２とフェンダーサポートアッパー３２とが重なった重なり部分の内側に配設される。
【００２８】
そして、リーンフォース５０が、図２と図５とに示すようにコンデンサーサポートアッパー２２とコンデンサーサポートサイド２６とで構成される角部に、図３と図４とに示すようにコンデンサーサポートアッパー２２、フェンダーサポートアッパー３２、コンデンサーサポートサイド２６が重なった部分の内側に配設されている。
【００２９】
よって、図３と図４とに示すように、コンデンサーサポートアッパー２２、フェンダーサポートアッパー３２、コンデンサーサポートサイド２６、リーンフォース５０が重なった重なり部分１０２、１０４においては、車幅方向と直交する断面における外側から順番に、フェンダーサポートアッパー３２、コンデンサーサポートアッパー２２、コンデンサーサポートサイド２６、リーンフォース５０の順番で重なっている。なお、各フレーム部材が重なった重なり方向は、本実施形態では車体前後方向となる。
【００３０】
つぎに、リーンフォース５０について説明する。
【００３１】
図６（Ａ）に示すように、リーンフォース５０は、正面視において、略四角状の上部５２と略三角状の下部５４とで構成されている。また、図６（Ｂ）に示すように、上面５０Ａは、車体後方に向かうに従って上方に傾斜した傾斜面となっている。なお、図３にも示すように、上面５０Ａは、コンデンサーサポートアッパー２２の上壁面２２Ａ及びフェンダーサポートアッパー３２の上壁面３２Ａと平行である（傾斜角度が一致している）。
【００３２】
図６（Ｂ）に示すように、リーンフォース５０は、アルミニウム合金を押し出し成形することによって作られ、上部５２の上側部分は中実構造部分５２Ａとなっている。なお、この中実構造部分５２Ａ以外は所定の肉厚の中空構造となっている。
【００３３】
また、図６（Ａ）に示すように、リーンフォース５０は、コンデンサーサポートサイド２６の板厚分、幅狭となった幅狭部５０Ｂが形成されている（図４も参照）。なお、幅狭部５０Ｂは、押し出し成形後に、後加工で削ることによって形成される。
【００３４】
つぎに、図３と図４とに示す、コンデンサーサポートアッパー２２、フェンダーサポートアッパー３２、コンデンサーサポートサイド２６、リーンフォース５０の車体前後方向側面同士が重なった重なり部分１０２、１０４におけるボルトによる締結構造について説明する。
【００３５】
図３と図６とに示すように、リーンフォース５０の中実構造部分５２Ａには、車体前方側面５０Ｃに形成され車体後方側に凹状となった雌ネジ穴６２と、車体後方側面５０Ｄに形成され車体前方側に凹状となった雌ネジ穴６４と、が形成されている。なお、本実施形態では、雌ネジ穴６２と雌ネジ穴６４とは、上下にずれて配置されている（本実施形態では、車体前方側面５０Ｃの雌ネジ穴６２が下側で、車体後方側面５０Ｄの雌ネジ穴６４が上側）。
【００３６】
図３と図４とに示すように、コンデンサーサポートサイド２６には貫通孔７２、８２が、コンデンサーサポートアッパー２２には貫通孔７４、８４が、フェンダーサポートアッパー３２には貫通孔７６、８６が、リーンフォース５０の雌ネジ穴６２、６４に対応する位置に車体前後方向に貫通形成されている。
【００３７】
そして、車幅方向と直交する断面における最も外側にあるフェンダーサポートアッパー３２の貫通孔７６、８６からボルト７８、８８（図３参照）を差し込み（図４の矢印Ｘ１、Ｘ２を参照）、コンデンサーサポートアッパー２２の貫通孔７４、８４、コンデンサーサポートサイド２６の貫通孔７２、８２に通し、そして、リーンフォース５０の雌ネジ穴６２、６４に螺合させることで、重なり部分１０２、１０４がボルト締結されている。
【００３８】
つぎに、上述したコンデンサーサポートアッパー２２、フェンダーサポートアッパー３２、コンデンサーサポートサイド２６、リーンフォース５０が重なった重なり部分１０２、１０４以外の部分でのボルトによる締結構造について説明する。なお、重なり部分１０２、１０４以外の部分のボルトによる締結構造は、いずれも二つのフレーム部材が重なった部分のボルト締結であるので、従来と同様である。
【００３９】
図４に示すように、コンデンサーサポートアッパー２２の貫通孔７４、８４よりも車幅方向外側に形成された締結孔２０２、２０３と、フェンダーサポートアッパー３２の貫通孔７６、８６よりも車幅方向外側に形成された締結孔２０４、２０５と、にボルト（図示略）を通してナット（図示略）に螺合させることで、コンデンサーサポートアッパー２２とフェンダーサポートアッパー３２とをボルト締結している。
【００４０】
また、コンデンサーサポートアッパー２２の貫通孔７４、８４よりも車幅方向内側に形成された締結孔２１２、２１３にボルト（図示略）を通し、リーンフォース５０の雌ネジ穴６２、６４よりも車幅方向内側に形成された雌ネジ穴２４４、２４５に螺合させることで、コンデンサーサポートアッパー２２とリーンフォース５０とをボルト締結している。
【００４１】
更に、図３に示すように、コンデンサーサポートサイド２６の貫通孔７２、８２よりも下方に形成された締結孔２５２、２５３と、リーンフォース５０の雌ネジ穴６２、６４よりも下方に形成された締結孔２５４、２５５と、にボルト（図示略）に通してナット（図示略）に螺合させることによって、コンデンサーサポートサイド２６とリーンフォース５０とをボルト締結している。
【００４２】
なお、コンデンサーサポートアッパー２２、コンデンサーサポートサイド２７、フェンダーサポートアッパー４２、リーンフォース５１との重ね合わせ部分は、上述した構成及びボルト締結と、左右対称である以外は同様であるので説明を省略する。
【００４３】
つぎに、エプロンアッパーメンバ１２、１３の構造と締結構造について説明する。なお、エプロンアッパーメンバ１２の締結構造も二つのフレーム部材のボルト締結であるので、従来と同様のボルト締結構造である。また、エプロンアッパーメンバ１２とエプロンアッパーメンバ１３とは、車幅方向に左右対称であるので、代表してエプロンアッパーメンバ１２についてのみ図示及び説明する。
【００４４】
図２と図５とに示すように、エプロンアッパーメンバ１２は、車体前後方向を長手方向とする本体部１４と、本体部１４とは分割して成形されると共に、本体部１４の前端側に一体的に結合された前端部１６とを有している。そして、前端部１６の後端側に、本体部３４の前端側が挿入されている。
【００４５】
エプロンアッパーメンバ１２の前端部１６の車体前方側下端部には、車幅方向外側へ向けて延出されたフランジ部１６Ａが設けられている。このフランジ部１６Ａには、締結孔２２２が鉛直方向に貫通形成されており、この締結孔２２２と、フェンダーサポートアッパー３２の上壁面３２Ａに鉛直方向に貫通形成された締結孔２２４及びコンデンサーサポートアッパー２２の上壁面２２Ａに鉛直方向に貫通形成された締結孔２２６と、にボルト２２１を通し、ナット（図示略）に螺合させることで、エプロンアッパーメンバ１２とフェンダーサポートアッパー３２及びコンデンサーサポートアッパー２２とが締結されている。
【００４６】
また、前端部１６６の車幅方向内側には、断面略矩形の筒状のフードブラケット部１８が一体に並設されている。フードブラケット部１８の前方側下端部には、車幅方向内側へ向けて延出されたフランジ部１８Ａが設けられている。このフランジ部１８Ａには締結孔２３２が鉛直方向に貫通形成されており、この締結孔２３２と、フェンダーサポートアッパー３２に鉛直方向に貫通形成された締結孔２３４と、にボルト２３１を通しナット（図示略）に螺合させることで、エプロンアッパーメンバ１２とフェンダーサポートアッパー３２とが締結されている。
【００４７】
つぎに、本実施形態の作用について説明する。
【００４８】
耐久強度上、最も重要であるコンデンサーサポートアッパー２２、フェンダーサポートアッパー３２、コンデンサーサポートサイド２６の結合部分をリーンフォース５０で補強すると共に、四つのフレーム部材の重なり部分１０２、１０４をボルト締結している。しかも、大型でなく小型の補強部材であるリーンフォース５０に中実構造部分５２Ａを設け、ここに雌ネジ穴６２、６４を設けることで、ナットを用いることなく重ね合わせ部分１０２、１０４をボルト７８、８８で締結している。このため、ボルト７８、８８を締め込んでも、かしめナットのように、共周りしない。
【００４９】
このように、コンデンサーサポートアッパー２２、フェンダーサポートアッパー３２、コンデンサーサポートサイド２６、リーンフォース５０の四つのフレーム部材を重ね、高締付けトルクで締結しているので剛性が高い。よって、耐久強度が高いボデー構造１００となっている。また、締結点数が増えたり大型化したりしていないので、軽量で安価なボデー構造となっている。更に、ボルト７８、８８を挿入してリーンフォース５０の雌ネジ穴６２、６４に螺合させることでボルト締結できるので、組付け作業性が良い。
【００５０】
さて、コンデンサーサポート２０には、エアコンコンデンサー（図示略）が取り付けられる。また、フェンダーサポート３０には、オイルクーラー（図示略）が取り付けられる。
【００５１】
そして、走行時には、これらエアコンコンデンサー及びオイルクーラー（重量物）による慣性力によって、コンデンサーサポート２０とフェンダーサポート３０とに、車体下方への荷重が入力される。また、コンデンサーサポートサイド２６には、サスペンションタワー（図示略）からの車体上方への突き上げ力が入力される。
【００５２】
このため、例えば、図７（Ｂ）に示すように、フェンダーサポートアッパー３２が捩れ変形する（矢印Ｋを参照）。しかし、本実施形態は、上述したように、コンデンサーサポートアッパー２２、フェンダーサポートアッパー３２、コンデンサーサポートサイド２６、リーンフォース５０の四つのフレーム部材が重なった重なり部分１０２、１０４は、剛性が高い結合となっているので、捩れ変形が抑えられる。なお、図７（Ｂ）は、判りやすくするため、フェンダーサポートアッパー３２の捩れ変形を極端に大きく図示している。実際の変形は僅かである。
【００５３】
つぎに、本発明を適用した上記実施形態のボデー構造１００と、本発明を適用していないボデー構造１０１とで、結合部分の剛性と耐久強度について比較する。
【００５４】
まず、剛性について比較説明する。
【００５５】
図８は、本発明を適用していないボデー構造１０１を示している。具体的には、本発明を適用したボデー構造１００におけるコンデンサーサポートアッパー２２、フェンダーサポートアッパー３２、コンデンサーサポートサイド２６、リーンフォース５０の四つの部材をボルト締結している重なり部分１０２（図７参照）に対応する部分を、コンデンサーサポートアッパー１２２とコンデンサーサポートサイド１２６のみを重ねてボルト締結した構造となっている。なお、この部分を重ね合わせ部分１０３とする。なお、重なり部分１０４に対応するボデー構造１０１の重なり部分も上記と同様にコンデンサーサポートアッパー１２２とコンデンサーサポートサイド１２６のみを重ねてボルト締結した構造となっている。よって、図示を省略する。また、これらの部分以外は、本発明を適用したボデー構造１００と同様の構成となっている。
【００５６】
なお、重ね合わせ部分１０２、１０３のボルト締結位置を締結位置Ｇ１とする。更に、これらの車幅方向外側のコンデンサーサポートアッパー２２、１２２とフェンダーサポートアッパー３２、１３２とのボルト締結位置を締結位置Ｇ２とする。
【００５７】
本発明を適用していないボデー構造１０１は、締結位置Ｇ１及び締結位置Ｇ２の両方ともに、従来の二つのフレーム部材をボルト締結した締結構造であるので剛性が高くない。更に、フェンダーサポートアッパー１３２は締結位置Ｇ１でボルト締結されていない（本発明を適用していないので、フェンダーサポートアッパー１３２を締結位置Ｇ１に重ねてボルト締結することはできない）。よって、図８（Ｂ）に示すように、締結位置Ｇ１と締結位置Ｇ２との二点間に折れ変形が発生する。このためフェンダーサポートアッパー１３２の変形量が大きい。なお、図８（Ｂ）も図７（Ｂ）と同様、判りやすくするため、フェンダーサポートアッパー１３２の捩れ変形を極端に大きく図示している。
【００５８】
これに対して、本発明を適用しているボデー構造１００は、締結位置Ｇ１において本発明が適用され、四つのフレーム部材が高締付けトルクでボルト締結されているので、剛性が高い。また、フェンダーサポートアッパー３２は、締結位置Ｇ２に加え、高締付けトルクでボルト締結されている締結位置Ｇ１でも締結されている。つまり、締結位置Ｇ１と締結位置Ｇ２との二点で有効に結合されている。よって、図７（Ｂ）に示すように、フェンダーサポートアッパー３２の変形量が低減する（図７（Ｂ）と図８（Ｂ）とを比較参照）。つまり、本発明を適用することによって、剛性が高くなっていることが判る。
【００５９】
つぎに、耐久強度について説明する。
【００６０】
図９と図１０は、応力分布を示している。なお、図中では、発生応力の高い箇所ほど濃度の濃いドットが付与されている。
【００６１】
本発明を適用していないボデー構造１０１は、上述したように本発明を適用したボデー構造１００と比較して、剛性が低いので、図１０に示すように、結合部分Ｈ１と結合部分Ｈ２とに高応力が発生している。
【００６２】
これに対して、本発明を適用しているボデー構造１００は、締結位置Ｇ１において四つのフレーム部材が高締付けトルクでボルト締結されていることによって、剛性が高くなっているので、結合部分Ｈ１の応力が大幅に低減している。また、結合部分Ｈ２の応力も大幅に低減している。つまり、本発明を適用すると耐久強度が大幅に向上することが判る。
【００６３】
このように図８から図１０で示したように、本発明を適用すると、剛性が向上することによって応力を低減でき、その結果、耐久強度が大幅に向上する。
【００６４】
つぎに、リーンフォース５０の変形例について説明する。
【００６５】
まず、第一の変形例について説明する。
【００６６】
図１１に示すように、第一の変形例のリーンフォース３５０は、アルミニウム合金を鋳造することよって作られている。そして、上部３５２に肉厚を厚くした肉厚部３５２Ａを設け、雌ネジ穴３６２、３６４を形成している。なお、本変形例のように、上部３５２の雌ネジ穴３６２、３６４が形成されていない部分（肉厚部３５２Ａ以外の部分）を中空構造部３５２Ｂとすることで軽量化できる。なお、リーンフォース３５０は、コンデンサーサポートサイド２６の板厚分、幅狭となった幅狭部３５０Ｂが形成されている。
【００６７】
更に、本変形例では、下部３５４において、締結孔２５４、２５５（図６参照）に対応する部分にも肉厚を厚くした肉厚部３５４Ａを設け、雌ネジ穴３６６、３６８を形成している。なお、肉厚部３５４Ａを設けずに、締結孔２５４、２５５（図６参照）と同様に貫通形成された締結孔としても良い。
【００６８】
なお、図示は省略するが、図６に示すリーンフォース５０においても、上部５２の雌ネジ穴６２、６４が形成されていない部分を中空構造としても良い。
【００６９】
つぎに、第二の変形例について説明する。
【００７０】
図１２に示すように、第二の変形例のリーンフォース４５０は、アルミ押し出し部材４５１に樹脂部材４６０を接着接合することで構成されている。樹脂部材４６０は、リーンフォース４５０の上部４５２の車幅方向外側半分を構成している。そして、樹脂部材４６０には、雌ネジ穴４６２、４６４が形成されている鉄やアルミなどからなる金属製のインサート部材４７２がインサートされている。なお、本変形例では、雌ネジ穴６２と雌ネジ穴６４とは、同じ高さに配置されている。また、これに合わせた位置にコンデンサーサポートアッパー、フェンダーサポートアッパー、コンデンサーサポートサイドに貫通孔が形成される。
【００７１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されない。
【００７２】
例えば、変形例を含む上記のリーンフォースの雌ネジ穴は、例えば、図１３（Ａ）に示すように、穴底６２Ａがある雌ネジ穴６２となっているが、これに限定されない。図１３（Ｂ）に示すように、耐久強度などに問題がない雌ネジ穴の深さ（図１３（Ｂ）のＬ）が確保されていれば、穴底６２Ａがない貫通形成された雌ネジ穴６３であっても良い。
【００７３】
また、例えば、上記実施形態では、コンデンサーサポートアッパー２２、フェンダーサポートアッパー３２、コンデンサーサポートサイド２６、リーンフォース５０の四つの部材が重なった重なり部分１０２、１０４に本発明を適用したが、これに限定されない。
【００７４】
例えば、フェンダーサポート３０（フェンダーサポートアッパー３２）を有しない構成であっても良い。この場合、コンデンサーサポートアッパー２２、コンデンサーサポートサイド２６、リーンフォース５０の三つの部材が重なった重なり部分に本発明を適用する。
【００７５】
更に、車体のボデーを構成する少なくとも三つ以上のフレーム部材が重ね合わされた、その他の重ね合わせ部分にも本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明のボデー構造を適用した自動車の車体の前部を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明を適用したコンデンサーサポートアッパー、コンデンサーサポートサイド、フェンダーサポートアッパー、及びリーンフォースとの重ね合わせ部分を示す斜視図である。
【図３】図２に示す重ね合わせ部分の縦断面図である。
【図４】図２及び図３におけるＡ−Ａ線に沿った断面を模式的に示す断面図である。
【図５】図２の分解斜視図である。
【図６】リーンフォースを示し、（Ａ）は車体前方から正面視した図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面の断面図である。
【図７】本発明を適用したコンデンサーサポートアッパー、コンデンサーサポートサイド、フェンダーサポートアッパー、及びリーンフォースとの重ね合わせ部分を示し、（Ａ）は変形前の図であり、（Ｂ）は変形後の図である
【図８】本発明を適用していないコンデンサーサポートアッパー、コンデンサーサポートサイド、フェンダーサポートアッパー、及びリーンフォースとの重ね合わせ部分を示し、（Ａ）は変形前の図であり、（Ｂ）は変形後の図である
【図９】本発明を適用したコンデンサーサポートアッパー、コンデンサーサポートサイド、フェンダーサポートアッパー、及びリーンフォースとの重ね合わせ部分の応力分布を示している。
【図１０】本発明を適用していないコンデンサーサポートアッパー、コンデンサーサポートサイド、フェンダーサポートアッパー、及びリーンフォースとの重ね合わせ部分の応力分布を示している。
【図１１】第一の変形例のリーンフォースを示し、（Ａ）は車体前方から正面視した図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面の断面図である。
【図１２】第二の変形例のリーンフォースを示し、（Ａ）は車体前方から正面視した図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面の断面図である。
【図１３】（Ａ）穴底がある雌ネジ穴を示し、（Ｂ）穴底がなく貫通穴となった雌ネジ穴を示す図である。
【図１４】二つのフレーム部材をボルトとポップナットとで締結して結合した図ある。
【符号の説明】
【００７７】
１０ 車体
２２ コンデンサーサポートアッパー（第一フレーム部材）
３２ フェンダーサポートアッパー（第二フレーム部材）
２６ コンデンサーサポートサイド（第四フレーム部材）
５０ リーンフォース（第三フレーム部材）
６２ 雌ネジ穴
６４ 雌ネジ穴
７２ 貫通孔
７４ 貫通孔
７６ 貫通孔
８２ 貫通孔
８４ 貫通孔
８６ 貫通孔
１００ ボデー構造
１０２ 重ね合わせ部分
１０４ 重ね合わせ部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体のボデーを構成する少なくとも三つ以上のフレーム部材を結合したボデー構造であって、
少なくとも三つ以上の前記フレーム部材が重ね合わされた重ね合わせ部分において、前記重ね合わせ部分の重ね合わせ方向の一方側に配設された前記フレーム部材に雌ネジ穴を設けると共に、前記一方側に配設されたフレーム部材よりも重ね合わせ方向の他方側に配設された複数の前記フレーム部材に前記雌ネジ穴に対応する位置に貫通孔を設け、
他方側に配設された前記フレーム部材の前記貫通孔からボルトを差し込み、前記一方側に配設されたフレーム部材に設けられた前記雌ネジ穴に螺合させることにより、前記三つ以上のフレーム部材をボルト締結したことを特徴するボデー構造。
【請求項２】
前記三つ以上のフレーム部材は、
車幅方向を長手方向として配設された第一フレーム部材と、
前記第一フレーム部材と長手方向の端部同士が重なるように、車体上下方向を長手方向として配設された第二フレーム部材と、
前記第一フレーム部材の端部と前記第二フレーム部材の端部との重ね合わせ部分の内側に重なるように、該第一フレームと該第二フレームとで構成された角部に配設された第三フレーム部材と、
を有し、
前記第三フレーム部材に前記雌ネジ穴を設けると共に、前記第一フレーム部材及び前記第二フレーム部材の該雌ネジ穴に対応する位置に、前記貫通孔を設けたことを特徴とする請求項１に記載のボデー構造。
【請求項３】
前記三つ以上のフレーム部材は、前記第一フレーム部材、前記第二フレーム部材、前記第三フレーム部材に加え、
前記第一フレーム部材の端部、及び前記第二フレーム部材の端部、第三フレーム部材の重ね合わせ部分に、長手方向の端部が重なるように、車幅方向を長手方向として配設され、前記雌ネジ穴に対応する位置に前記貫通孔が設けられた第四フレーム部材を有していることを特徴とする請求項２に記載のボデー構造。
【請求項１】
車体のボデーを構成する少なくとも三つ以上のフレーム部材を結合したボデー構造であって、
少なくとも三つ以上の前記フレーム部材が重ね合わされた重ね合わせ部分において、前記重ね合わせ部分の重ね合わせ方向の一方側に配設された前記フレーム部材に雌ネジ穴を設けると共に、前記一方側に配設されたフレーム部材よりも重ね合わせ方向の他方側に配設された複数の前記フレーム部材に前記雌ネジ穴に対応する位置に貫通孔を設け、
他方側に配設された前記フレーム部材の前記貫通孔からボルトを差し込み、前記一方側に配設されたフレーム部材に設けられた前記雌ネジ穴に螺合させることにより、前記三つ以上のフレーム部材をボルト締結したことを特徴するボデー構造。
【請求項２】
前記三つ以上のフレーム部材は、
車幅方向を長手方向として配設された第一フレーム部材と、
前記第一フレーム部材と長手方向の端部同士が重なるように、車体上下方向を長手方向として配設された第二フレーム部材と、
前記第一フレーム部材の端部と前記第二フレーム部材の端部との重ね合わせ部分の内側に重なるように、該第一フレームと該第二フレームとで構成された角部に配設された第三フレーム部材と、
を有し、
前記第三フレーム部材に前記雌ネジ穴を設けると共に、前記第一フレーム部材及び前記第二フレーム部材の該雌ネジ穴に対応する位置に、前記貫通孔を設けたことを特徴とする請求項１に記載のボデー構造。
【請求項３】
前記三つ以上のフレーム部材は、前記第一フレーム部材、前記第二フレーム部材、前記第三フレーム部材に加え、
前記第一フレーム部材の端部、及び前記第二フレーム部材の端部、第三フレーム部材の重ね合わせ部分に、長手方向の端部が重なるように、車幅方向を長手方向として配設され、前記雌ネジ穴に対応する位置に前記貫通孔が設けられた第四フレーム部材を有していることを特徴とする請求項２に記載のボデー構造。
【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】
【公開番号】特開２００８−９４２９６（Ｐ２００８−９４２９６Ａ）
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７９７９９（Ｐ２００６−２７９７９９）
【出願日】平成１８年１０月１３日（２００６．１０．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１３日（２００６．１０．１３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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