説明

車体のメンバ結合構造

【課題】重量および部品点数を増加させること無く結合剛性を向上させることができる車体のメンバ結合構造を提供すること。
【解決手段】サイドシル2の車両内側を向いた内側面23と、サイドシル2,2の間に跨って車幅方向に沿って設けられたクロスメンバ3の車幅方向両端部に形成された端部フランジ34と、を結合させた車体のメンバ結合構造であって、内側面23の上下方向中間部に、車幅方向に変位した段部24を形成するとともに、段部24を挟んで設けられた車内側部23aと車外側部23bとの間に、車両内側方向に対して斜めに傾斜した傾斜結合面23cを形成し、端部フランジ34を、傾斜結合面23cに結合させた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車体の底部を構成するメンバの結合構造に関し、特に、サイドシルとクロスメンバとの結合構造に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、車体のメンバ結合構造としては、特許文献1に記載されたものなどが知られている。
【特許文献1】実開平4−101775号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、従来の車体のメンバ結合構造にあっては、サイドシルの車両内側方向を向いた平面状の内側面に、クロスメンバの端部フランジを略直角に突き当てて結合した構造であって、高い結合強度を得るのが難しかった。そこで、高剛性の車体を得ようとすると、この結合部分にレインフォースなどを追加して補強する必要があり、重量および部品点数が増加するという問題を招いていた。
【0004】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたものであって、重量および部品点数を増加させること無く結合剛性を向上させることができる車体のメンバ結合構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上述の目的を達成するため、本発明は、サイドシルの内側面と、クロスメンバの端部フランジと、を結合させた車体のメンバ結合構造であって、前記サイドシルの内側面の中間部に、車幅方向に変位した段部が形成されるとともに、この段部と車内側部との間に、車幅方向に斜めに傾斜した傾斜結合面が形成され、前記端部フランジが、傾斜結合面に結合されていることを特徴とする車体のメンバ結合構造とした。
【発明の効果】
【0006】
本発明では、サイドシルにおいてクロスメンバが結合される内側面の中間部に、段部による稜線および谷線が生じることで、サイドシルの中間部の剛性が向上する。
【0007】
そして、このサイドシルの剛性が向上した部分に形成された傾斜結合面に、端部フランジが結合されている。
【0008】
このため、端部フランジが、車両内側方向を向いた平面状の内側面に略直角に結合されているのと比較して、結合剛性が向上するとともに、車両走行時の車体の捩れや曲げなどに起因する力の伝達が効率的に行われる。
【0009】
よって、サイドシルとクロスメンバとの結合部分の剛性が向上し、車体の剛性が向上する。このように、本発明では、クロスメンバの端部フランジを、サイドシルの平らな内側面に結合するのに比べて、重量および部品点数を増加させることなく車体剛性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0011】
この実施の形態の車体のメンバ結合構造は、車体底部の車幅方向両側部において車両前後方向に延在されたサイドシル(2)の車両内側を向いた内側面(23)と、両サイドシルの間に跨って車幅方向に沿って設けられたクロスメンバ(3)の車幅方向両端部に形成された端部フランジ(34)と、を結合させた車体のメンバ結合構造であって、前記サイドシル(2)の内側面(23)の中間部に、車幅方向に変位した段部(24)が形成されるとともに、この段部(24)と車内側部(23a)との間に、車両内側方向に対して斜めに傾斜した傾斜結合面(23c)が形成され、前記端部フランジ(34)が、傾斜結合面(23c)に結合されていることを特徴とする車体のメンバ結合構造である。
【実施例1】
【0012】
図1〜図3に基づき、この発明の最良の実施の形態の実施例1の車体のメンバ結合構造について説明する。
【0013】
まず、構成から説明すると、実施例1の車体のメンバ結合構造Aは、図1に示すように、自動車のフロアパネル1の下側において、サイドシル2とクロスメンバ3との結合に適用された構造である。
【0014】
サイドシル2は、図外のドア開口の下縁などの車体底部の車幅方向両側部を構成するもので、車両前後方向に延在されている。なお、図1,2では、車両右側に設けられたサイドシル2のみを示しており、両図において、矢印RSが車両右方向を示し、矢印LSが車両左方向を示し、矢印FRが車両前方を示し、矢印RRが車両後方を示している。
【0015】
また、サイドシル2は、ハット断面形状のシルアウタパネル21とシルインナパネル22とを、上下のフランジ部2a,2bにおいてスポット溶接して閉断面状に形成されている。
【0016】
さらに、サイドシル2のシルインナパネル22において車両内側を向いた内側面23には、車両上下方向の中間部に、車幅方向に変位した段部24が車両前後方向の全長に亘って設けられている。すなわち、内側面23は、段部24を形成することにより相対的に車内側に配置された車内側部23aと、この車内側部23aに連続して車両斜め下方を向いた傾斜結合面23cと、この傾斜結合面23cの車外側に連続する車外側部23bとが形成されている。なお、車内側部23aと傾斜結合面23cとの間に形成されて、車両内側へ凸形状の角部に沿った線を稜線25と称し、傾斜結合面23cと車外側部23bとの間に形成されて、車両外側へ凹形状の角部に沿った線を谷線26と称する。
【0017】
そして、本実施例1では、図2に示すように、傾斜結合面23cと車内側部23aとが成す角度αが、略35°に設定されている。
【0018】
クロスメンバ3は、図1に示すように、前壁部31、後壁部32、底面部33および上部フランジ31f,32fによりハット断面状に形成されている。すなわち、前壁部31および後壁部32は、シルインナパネル22の内側面23の車内側部23aと同程度の高さの板状に形成され、車両前後方向に離れて対向されている。また、底面部33は、前壁部31および後壁部32との下端部に一体に連続して形成され、フロアパネル1の車両下方に離間して稜線25の近傍の高さに配置されている。そして、前壁部31および後壁部32の上端部から略水平方向に延在された上部フランジ31f,32fがフロアパネル1の下面にスポット溶接により接合されている。
【0019】
このように、クロスメンバ3は、フロアパネル1に接合されることで、両者間に閉空間が形成されている。
【0020】
また、クロスメンバ3の車幅方向両端部には、シルインナパネル22の内側面23に面当接して接合された端部フランジ34が形成されている。この端部フランジ34は、前壁部31から車両前方に延ばされた前フランジ部34aと、後壁部32から車両後方へ延ばされた後フランジ部34bと、底面部33から車両下方へ延びた下フランジ部34cと、が一体に連続して形成され、車幅方向で車内側から車外方向を見て略凹形状に形成されている。なお、下フランジ部34cは、傾斜結合面23cの傾きと同様の傾き角度αで折曲されている。
【0021】
さらに、端部フランジ34は、稜線25に跨って、シルインナパネル22の内側面23の車内側部23aおよび傾斜結合面23cにスポット溶接により結合されている。すなわち、前フランジ部34aおよび後フランジ部34bが、車内側部23aに結合され、かつ、下フランジ部34cが、傾斜結合面23cに結合されている。なお、図において、×印がスポット溶接点を示している。
【0022】
次に、実施例1の車体のメンバ結合構造の作用を説明する。
【0023】
シルインナパネル22の内側面23には、段部24が形成されることで、傾斜結合面23cを挟んで稜線25および谷線26が形成される。このため、内側面23は、平面状に形成された場合に比べて、剛性が向上する。
【0024】
さらに、クロスメンバ3の端部フランジ34を、内側面23の稜線25に跨って結合させ、かつ、下フランジ部34cを、鉛直方向から傾斜した傾斜結合面23cに結合させている。このため、端部フランジ34を、内側面23の平面状の部分に略直角に結合させる場合に比べて、結合剛性が向上し、しかも、車両走行時の車体の捩れや曲げなどに起因する力の伝達が効率的に行われる。
【0025】
よって、サイドシル2とクロスメンバ3との結合部の剛性が向上し、車体の剛性が向上する。
【0026】
このように、本発明では、クロスメンバ3の端部を結合させるシルインナパネル22の内側面23が平面形状であるのに比べて、レインフォースなどの部品を追加することなく、結合剛性を向上させ、これにより、車体剛性を向上させることができる。
【0027】
図3は、サイドシル2の傾斜結合面23cの傾き角度αと結合剛性との関係を示す実験値を示す図である。この図において、剛性比100%は、従来のように平面状のサイドシル内側面にクロスメンバの端部フランジを略直角に結合させた場合の結合剛性である。
【0028】
これに対して、本実施例1のようにシルインナパネル22の内側面23に下向きの傾斜結合面23cを形成し、これにクロスメンバ3の端部フランジ34を結合させた場合、図示の剛性比が得られた。すなわち、傾斜結合面23cおよび下フランジ部34cの傾き角度αを、図において黒丸で示すように、15°、20°、25°、30°、45°、90°に設定した場合、それぞれの剛性比は、100%を超えた。そして、これらを結び、図示のような線形の剛性特性が得られた。
【0029】
この剛性特性が示すように、角度αを15°よりも大きくすれば、結合剛性が従来(平面状の内側面に略直角に結合させた構造)よりも150%以上の値となり、さらに、30°を越えると従来と比べて180%に近い値となる。
【0030】
そして、本実施例1のように、角度αを、35°程度に設定した場合、従来構造と比較して180%程度の結合剛性が得られる。
【0031】
また、このように傾斜結合面23cおよび下フランジ部34cの傾き角度αを、略35°に設定しているため、シルインナパネルをプレス成形する際の成型性に優れる。すなわち、角度αは、大きくすれば、結合剛性をより高めることができるが、その場合、シルインナパネル22および端部フランジ34の変形量が大きくなって、成型性が悪化する。逆に、角度αの値を小さくすると、結合剛性の増加率が低下する。
【0032】
そこで、本実施例1のように、傾き角度αを35°程度とすることにより、良好な成型性の確保と結合剛性の向上とを両立させることができる。
【実施例2】
【0033】
次に、図4に基づいて本発明の実施の形態の実施例2の車体のメンバ結合構造Bについて説明する。なお、この実施例2を説明するにあたり、前記実施例1と同一ないし均等な部分については、同一符号を付して、相違する部分を中心として説明する。
【0034】
この実施例2の車体のメンバ結合構造Bは、サイドシル202の形状が実施例1とは異なっている。
【0035】
すなわち、サイドシル202のシルインナパネル222の内側面223には、クロスメンバ3が結合される箇所に、車体外側に凹んだ段部としての凹部224が形成されている。
【0036】
そして、この凹部224により、内側面223には、内側面223の一般部であり車幅方向で車内側に配置された車内側部223aと、凹部224の底の部分であって車幅方向の車外側に配置された車外側部223bと、両者223a,223bに一体に連続され、かつ、車両下方を向いた傾斜結合面223cが形成されている。また、傾斜結合面223cを挟んでその上下に稜線225と谷線226とが形成されている。なお、本実施例2にあっても、傾斜結合面223cの傾き角度αは、35°程度に形成されている。
【0037】
クロスメンバ3の端部フランジ34は、実施例1と同様に、稜線225に跨って車内側部223aと傾斜結合面223cとにスポット溶接により結合されている。すなわち、前フランジ部34aおよび後フランジ部34bが、車内側部223aに結合され、かつ、下フランジ部34cが、傾斜結合面223cに結合されている。なお、図において、×印がスポット溶接点を示している。
【0038】
したがって、実施例2にあっても、実施例1と同様に、レインフォースなどの部品を追加させることなく、サイドシル202とクロスメンバ3との結合剛性を向上させ、これにより車体剛性を向上させることができる。
【0039】
しかも、良好な成型性の確保と結合剛性の向上とを両立させることができる。
【実施例3】
【0040】
次に、図5に基づいて本発明の実施の形態の実施例3の車体のメンバ結合構造Cについて説明する。なお、この実施例3を説明するにあたり、前記実施例1と同一ないし均等な部分については、同一符号を付して、相違する部分を中心として説明する。
【0041】
この実施例3の車体のメンバ結合構造Cは、クロスメンバ303が実施例1と異なっている。
【0042】
すなわち、クロスメンバ303の前壁部331および後壁部332の上下方向寸法が、実施例1よりも大きく、傾斜結合面23cの下端部近傍まで下げられている。
【0043】
そして、端部フランジ334は、シルインナパネル22の内側面23に稜線25および谷線26に跨って結合されている。詳細には、前フランジ部334aおよび後フランジ部334bが、稜線25に跨って、車内側部23aおよび傾斜結合面23cに結合され、下フランジ部334cが、車外側部23bに結合されている。
【0044】
したがって、クロスメンバ303の閉空間部分の断面積が大きくなるとともに、端部フランジ334が、稜線25および谷線26に跨ることにより、さらに結合剛性が向上する。
【実施例4】
【0045】
次に、図6に基づいて本発明の実施の形態の実施例4の車体のメンバ結合構造Dについて説明する。なお、この実施例4を説明するにあたり、前記実施例1と同一ないし均等な部分については、同一符号を付して、相違する部分を中心として説明する。
【0046】
この実施例4の車体のメンバ結合構造Dは、実施例3の変形例であり、クロスメンバ403が、本体403aの車幅方向の両端部にブラケット403bを結合させて構成されている。
【0047】
本体403aは、実施例1のクロスメンバ3と同様のハット断面形状に形成され、前壁部431、後壁部432、底面部433、上部フランジ31f,32fを備えている。
【0048】
ブラケット403bは、前壁部431b、後壁部(図示を省略するが、前壁部431bと対象な形状に形成されている)、底面部433b、上部フランジ431f(後壁部の上端のものは、図示を省略している)を備えている。
【0049】
また、ブラケット403bは、底面部433bの高さが、本体403aの底面部433と重なる高さから、傾斜結合面23cの下端の谷線26の高さまで下がる形状変化を有し、これに伴い、前壁部431bおよび図外の後壁部も高さが変化している。
【0050】
そして、ブラケット403bの車外側の端部に形成された端部フランジ434が、実施例3と同様に、シルインナパネル22の内側面23に結合されている。すなわち、前壁部431bから連続する前フランジ部434aおよび後壁部(図示省略)に連続する後フランジ部434bが、稜線25に跨って、車内側部23aおよび傾斜結合面23cに結合されている。また、底面部433bに連続する下フランジ部434cが車外側部23bに結合されている。
【0051】
実施例4では、クロスメンバ403の本体403aは、フロアパネル1の下方に存在する排気管や駆動伝達系やサスペンション装置などの他部品との干渉を防止するために、底面部433がブラケット403bの底面部433bよりも高い位置に配置されている。
【0052】
一方、クロスメンバ403のブラケット403bは、他部品との干渉などの制約が無いことから、底面部433bがサイドシル2の近傍で、下方に変位され、これにより、サイドシル2との結合部分の断面積が広く確保されている。
【0053】
実施例4では、このような構成とすることで、他部品との干渉を防止するために、底面部433bの高さを高く確保しつつ、結合強度をより向上させることができる。
【実施例5】
【0054】
次に、図7に基づいて本発明の実施の形態の実施例5の車体のメンバ結合構造Eについて説明する。なお、この実施例5を説明するにあたり、前記実施例1と同一ないし均等な部分については、同一符号を付して、相違する部分を中心として説明する。
【0055】
この実施例5の車体のメンバ結合構造Eは、サイドシル502の構成が実施例1〜4とは異なっている。
【0056】
すなわち、サイドシル502のシルインナパネル522の内側面523において、クロスメンバ503と結合する箇所に、車両内側方向に凸となった段部としての凸部524が形成されている。この凸部524により、内側面523には、凸部524の天井部分で形成された車内側部523aと、内側面523の一般部である車外側部523bと、車両前方を向いた前側傾斜結合面523dと、車両下方を向いた下側傾斜結合面523cと、車両後方を向いた後側傾斜結合面523eと、が形成されている。
【0057】
また、車内側部523aの外周に稜線525が形成され、かつ、各結合面523c,523d,523eと車外側部523bとの間に、谷線526が形成されている。
【0058】
クロスメンバ503は、一般部が、前壁部531、後壁部532、底面部533、上部フランジ31f,32fにより、実施例1で示したクロスメンバ3と同様のハット断面形状の断面に形成されている。なお、クロスメンバ503の一般部は、前後壁部531,532および底面部533で形成される略U字形状の部分が、凸部524の車内側部523aの外周形状に略一致する形状に形成されている。
【0059】
さらに、クロスメンバ503の車外側端部においてサイドシル502に対向して形成された端部フランジ534が、外向きに拡開した形状に形成されて、各結合面523c,523d,523eに当接されて、スポット溶接により結合されている。すなわち、前壁部531に連続された前フランジ部534aが、前側傾斜結合面523dに結合され、後壁部532に連続された後フランジ部534bが、後側傾斜結合面523eに結合され、底面部533に連続された下フランジ部534cが、下側傾斜結合面523cに結合されている。
【0060】
なお、各結合面523c,523d,523eおよび各フランジ部534a,534b,534cは、それぞれサイドシル502の内側面523の車内側部523aおよび車外側部523bに対して、30°よりも大きな角度で傾斜している。
【0061】
この実施例5の車体のメンバ結合構造Eにあっても、サイドシル502の内側面523に、周状の稜線525および谷線526を有した凸部524が形成されていることで、内側面523におけるクロスメンバ503を結合する箇所の剛性が高められている。
【0062】
そして、クロスメンバ503の端部フランジ534は、斜め下方を向いた下側傾斜結合面523cと、斜め車両前方および斜め車両後方を向いた前側傾斜結合面523dおよび後側傾斜結合面523eと、にそれぞれ結合されているため、車両走行時の車体の捩れや曲げなどに起因する力の伝達が、いっそう効率的に行われる。
【0063】
このように、サイドシル502においてクロスメンバ503を結合する箇所の剛性が向上し、しかも、クロスメンバ503とサイドシル502との間の力の伝達が効率的に成されるため、結合剛性が向上し、車体剛性が向上する。
【0064】
したがって、従来のように平面形状のサイドシル内側面にクロスメンバを結合するのに比べて、レインフォースなどの部品を追加することなく、結合剛性を向上させ、これにより、車体剛性を向上させることができる。
【0065】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態および実施例1〜5を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態および各実施例1〜5に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【0066】
例えば、実施例1〜5では、クロスメンバ3,303,403,503が、ハット断面形状に形成されて、フロアパネル1と結合されることで閉断面を形成するものを示したが、これに限定されない。すなわち、特許文献1に示されている階段状の断面形状のクロスメンバも用いることができる。このような形状であっても、サイドシルの内側面が平面状に形成されているものと比較して、結合剛性が向上する。
【0067】
また、実施例3のように端部フランジ334を、稜線25と谷線26との両方に跨らせた構造は、実施例1,2,4,5にも適用することができる。
【0068】
また、実施例1〜5では、各傾斜結合面23c,223c,523cが車内側部23a,223a,523aと車外側部23b,223b,523bとの間に形成された例を示したが、少なくとも、車内側部23a,223a,523aに連続する傾斜結合面23c,223c,523cが形成されていれば、剛性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0069】
【図1】本発明の実施の形態の実施例1の車体のメンバ結合構造Aを示す車両斜め前下方から見上げた状態を示す斜視図である。
【図2】この発明の最良の実施の形態の実施例1の車体のメンバ結合構造Aを示す車幅方向に沿って車体を切断した状態を車両前方から見た断面図である。
【図3】本発明の実施の形態の実施例1の車体のメンバ結合構造を含む傾斜結合面の角度αと結合剛性との関係を示す剛性特性図である。
【図4】本発明の実施の形態の実施例2の車体のメンバ結合構造Bを示す図2と同様に車両斜め前下方から見上げた状態を示す斜視図である。
【図5】本発明の実施の形態の実施例3の車体のメンバ結合構造Cを示す図であり、(a)は車両斜め前下方から見上げた状態を示す斜視図、(b)は車幅方向に沿って切断した状態を車両前方から見た状態を示す斜視図である。
【図6】本発明の実施の形態の実施例4の車体のメンバ結合構造Dを示す車両斜め前下方から見上げた状態を示す斜視図である。
【図7】本発明の実施の形態の実施例5の車体のメンバ結合構造Eを示す図であって、(a)は車両斜め前下方から見上げた状態を示す斜視図、(b)は(a)のSb−Sb線で切断した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【0070】
2 サイドシル
3 クロスメンバ
23 内側面
23a 車内側部
23b 車外側部
23c 傾斜結合面
24 段部
25 稜線
26 谷線
34 端部フランジ
202 サイドシル
223 内側面
223a車内側部
223b車外側部
223c傾斜結合面
224 凹部(段部)
225 稜線
226 谷線
303 クロスメンバ
334 端部フランジ
403 クロスメンバ
434 端部フランジ
502 サイドシル
503 クロスメンバ
523 内側面
523a車内側部
523b車外側部
523c下側傾斜結合面
523d前側傾斜結合面
523e後側傾斜結合面
524 凸部(段部)
525 稜線
526 谷線
534 端部フランジ
A 第1実施例の車体のメンバ結合構造
B 第2実施例の車体のメンバ結合構造
C 第3実施例の車体のメンバ結合構造
D 第4実施例の車体のメンバ結合構造

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車体下部の車幅方向両側部において車両前後方向に延在されたサイドシルの車両内側方向を向いた内側面と、両サイドシルの間に跨って車幅方向に沿って設けられたクロスメンバの車幅方向両端部に形成された端部フランジと、を結合させた車体のメンバ結合構造であって、
前記サイドシルの内側面の中間部に、車幅方向に変位した段部が形成されるとともに、この段部と車内側部との間に、車幅方向に斜めに傾斜した傾斜結合面が形成され、
前記端部フランジが、傾斜結合面に結合されていることを特徴とする車体のメンバ結合構造。
【請求項2】
端部フランジが、前記稜線と谷線との少なくとも一方に跨って結合されていることを特徴とする請求項1に記載の車体のメンバ結合構造。
【請求項3】
前記端部フランジが、稜線および谷線に跨り、前記サイドシル内側面の傾斜結合面、車外側部、車内側部に連続して結合されていることを特徴とする請求項2に記載の車体のメンバ結合構造。
【請求項4】
前記傾斜結合面と、前記サイドシルの内側面の車内方向を向いた一般部と、が成す傾斜角度が、15°以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の車体のメンバ結合構造。
【請求項5】
前記傾斜結合面と一般部とが成す傾斜角度が30°以上であることを特徴とする請求項4に記載の車体のメンバ結合構造。
【請求項6】
前記段部が、前記サイドシルの長手方向に延在され、前記傾斜結合面が、斜め下方を向いて形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の車体のメンバ結合構造。
【請求項7】
前記段部が、前記サイドシルの上下方向に延在され、前記傾斜結合面が、斜め前方あるいは斜め後方を向いて形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の車体のメンバ結合構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2007−230423(P2007−230423A)
【公開日】平成19年9月13日(2007.9.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−55911(P2006−55911)
【出願日】平成18年3月2日(2006.3.2)
【出願人】(000003997)日産自動車株式会社 (16,386)
【Fターム(参考)】