説明

車体前部の組付構造

【課題】連結部材とサイドメンバとの組付剛性を効率的に向上させた車体前部の組付構造を提供する。
【解決手段】サイドメンバ1の下部に設けた係合部6に、連結部材2の左右両側に設けた被係合部7を係合させる車体前部の組付構造において、係合部6を、サイドメンバ1の下端面に形成した底壁部8と、底壁部8の前端から上方に延設した縦壁部9とから構成し、被係合部7を、底壁部8に係合する上面部10と、縦壁部9に係合する側面部11とから構成している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車の車体前部の組付構造に関する。より詳しくは、左右のサイドメンバの下部同士を橋渡しする連結部材の取付剛性を効率的に向上させるようにした組付構造に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、車体の前方には基本骨格となる左右一対のサイドメンバが配設され、これら左右のサイドメンバの下部同士をラジエータサポートロア等の連結部材で橋渡ししている。この連結部材には、所定の固定用部材を用いてラジエータ等が固定されている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】実開平2−107575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、前記従来の車体前部の組付構造においては、サイドメンバの下面に連結部材の上面を取り付けているため、この取付部分及び連結部材の剛性が低下するおそれがあった。このため、連結部材の板厚を厚くしたり、連結部材を閉断面構造に形成したりする対策が必要となり、車体重量の増加やコストアップを招いていた。
【0004】
そこで、本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、連結部材とサイドメンバとの取付部分及び連結部材の剛性を向上させるようにした車体前部の組付構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記目的を達成するために、本発明は、車体の前方に配設された左右一対のサイドメンバの下部に係合部を設ける一方、車幅方向に延びる連結部材の左右両側に被係合部を設け、前記サイドメンバの係合部に連結部材の被係合部を係合させて組み付けることにより、左右のサイドメンバの下部同士を連結部材で橋渡しする車体前部の組付構造において、前記サイドメンバの係合部を、該サイドメンバの下端面に形成した底壁部と、該底壁部の前端又は後端から上下方向に延設した縦壁部とから構成し、前記連結部材の被係合部を、前記底壁部に係合する上面部と、前記縦壁部に係合する側面部とから構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、サイドメンバと連結部材との取付部分及び連結部材自体の剛性を向上させることができ、効率的に車体重量の低減及びコスト低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【0008】
[第1の実施形態]
まず、図1を用いて、本発明の第1の実施形態による車体前部の組付構造の概要を説明する。
【0009】
本実施形態に係る車体前部は、車体の前方に配設された左右一対のサイドメンバ1,1と、該サイドメンバ1の車幅方向両側(左右両側)の下部に係合して、左右のサイドメンバ1の下部同士を橋渡しするように車幅方向に延設された連結部材2と、左右のサイドメンバ1の上部同士を橋渡しするラジエータ支持部材3と、車室内とエンジンルーム内とを隔てるダッシュパネル4と、ラジエータ支持部材3とダッシュパネル4とを連結させるように車体前後方向に沿って配設された左右一対のフードリッジ5,5とから構成されている。
【0010】
サイドメンバ1の前端は、屈曲して下方に延びており、サイドメンバ1と連結部材2とは、サイドメンバ1の下部に設けた係合部6と連結部材2の左右両側に設けた被係合部7とを係合させることによって組み付けることができる。また、連結部材2は、車幅方向中央部が車幅方向(左右方向)の両端部2bよりも車両前方側に位置するように湾曲して形成されており、車幅方向両端部2bがサイドメンバ1の下部に締結されている。
【0011】
次に、図2と図3を用いて、第1実施形態におけるサイドメンバと連結部材との組付構造について説明する。
【0012】
サイドメンバ1の前端の下部には、係合部6が設けられており、該係合部6は、サイドメンバ1の下端面に形成された底壁部8と、該底壁部8の前端から上方に向けて延設された縦壁部9とから構成されている。即ち、縦壁部9は、サイドメンバ前端の下端部の前面となっている。
【0013】
そして、図2,3に示すように、連結部材2は断面略L字状に屈曲して形成された板状部材である。被係合部7は、サイドメンバ1の底壁部8に取り付けられる上面部10と、該上面部10の前端から屈曲して上方に延び、前記縦壁部9に取り付けられる側面部11とから構成されている。
【0014】
そして、連結部材2の上面部10はサイドメンバ1の底壁部8に下側から、ボルト及びナットからなる締結手段12を介して締結されている。一方、連結部材2の側面部11もサイドメンバ1の縦壁部9に前側から、ボルト及びナットからなる締結手段12を介して締結されている。
【0015】
本実施形態による車体前部の組付手順を簡単に説明する。
【0016】
まず、サイドメンバ1、ラジエータ支持部材3、ダッシュパネル4及びフードリッジ5を組付ける。こののち、連結部材2を下方から上昇させ、サイドメンバ1の下部に設けられた係合部6に、連結部材2の左右両側に設けられた被係合部7を係合、具体的にはボルト締結させることによって、連結部材2をサイドメンバ1に組み付ける。
【0017】
次いで、本実施形態による連結部材に荷重が入力された場合における連結部材の変形挙動を説明する。
【0018】
図4は、第1実施形態による連結部材を両端固定梁に近似した場合の曲げモーメントを示し、本図のうち、(a)は連結部材の車幅方向中央部に荷重Pが入力される状態を示し、(b)はこの場合における曲げモーメント図(B.M.D.)である。また、図5は、従来の締結方法で締結した比較例による連結部材を両端支持梁に近似した場合の曲げモーメントを示し、本図のうち、(a)は連結部材の車幅方向中央部に荷重Pが入力される状態を示し、(b)はこの場合における曲げモーメント図(B.M.D.)である。
【0019】
本発明の第1の実施形態による連結部材2の組付構造は、連結部材2の左右両端部2b,2bがサイドメンバ1の底壁部8と縦壁部9とに強固に締結されているため、図4に示すように、両端が壁に埋め込まれた両端固定梁とほぼ同様に考えることができる。
【0020】
この場合は、図4(a)に示すように梁の長手方向中央部に荷重Pが入力されると、(b)に示すように、中央部にはPl/8という曲げモーメントが作用し、両端の曲げモーメントは、−Pl/8である。
【0021】
一方、従来技術で説明した比較例に係る連結部材は、サイドメンバの下端面のみに締結されているため、図5(a)に示すような両端支持梁とほぼ同様に考えることができる。この場合は、図5(a)に示すように、梁の長手方向中央部に荷重Pが入力されると、(b)に示すように、中央部にはPl/4という曲げモーメントが作用し、両端の曲げモーメントは0となる。
【0022】
また、曲げ応力σは、曲げモーメントを断面係数Zで割った値であるため、図4と図5を比較すると、本実施形態の方が、中央部における曲げ応力が1/2に低減され、線形域内では比較例よりも2倍の耐力を得ることができる。
【0023】
図6は、第1の実施形態による連結部材と比較例による連結部材とに振動を与えた場合における、周波数とイナータンスとの関係を示すグラフである。
【0024】
破線は、従来技術に対応する比較例におけるイナータンスを示し、実線は、本実施形態によるイナータンスを示している。全ての周波数において、本実施形態によるイナータンスが比較例よりも低いことが判る。
【0025】
以下に、本実施形態による作用効果を説明する。
【0026】
(1)前記サイドメンバ1の係合部6を、該サイドメンバ1の下端面に形成した底壁部8と、該底壁部8の前端から上方に延設した縦壁部9とから構成し、前記連結部材2の被係合部7を、前記底壁部8に係合する上面部10と、前記縦壁部9に係合する側面部11とから構成している。
【0027】
このように、サイドメンバ1における底壁部8と縦壁部9との二面に連結部材2を係合させたため、連結部材2の取付剛性及び連結部材自体の剛性を大幅に向上させることができる。従って、連結部材2の重量を軽減させて車体重量も低減させると共に、コスト低減を図ることができる。
【0028】
(2)前記連結部材2の側面部11を、サイドメンバ1の縦壁部9の前側に係合させているため、連結部材2に前方から荷重が入力された場合に、この荷重に対して高い剛性を保持することができる。
【0029】
(3)前記連結部材2を、車幅方向中央部2aが左右両側部2bよりも車両前方側に位置するように形成しているため、車体前部のエンジンルームの容積を大きく設定することができる。
【0030】
(4)前記連結部材2を、前後方向に延びる上面部10と該上面部10の前端から屈曲して上方に延びる側面部11とから断面略L字状に形成しているため、連結部材2の成形が容易になり、製造工数を低減することができる。
【0031】
[第2の実施形態]
次に、図7〜図9を用いて、第2実施形態におけるサイドメンバと連結部材との組付構造について説明する。ただし、第1実施形態と同一構成部分に同符号を付して重複する説明を省略して述べる。
【0032】
サイドメンバ101の係合部106は、サイドメンバ101の下端面に形成された底壁部108と、該底壁部108の前端から下方に延設した縦壁部109とから構成される。底壁部108には、略中央部に締結孔114が形成されており、底壁部上面108aの前記締結孔114に対応する位置にナット115が溶接されている。また、縦壁部109には、略中央部に締結孔119が形成されている。
【0033】
一方、連結部材102の被係合部107は、底壁部下面108bと当接し係合する上面部110と、縦壁部109の内側面である縦壁部内面109aと当接し係合する側面部111とから構成される。側面部111には、縦壁部109に設けられた締結孔119に対応する位置に締結孔120が形成されており、該締結孔120に対応する位置にナット121が溶接されている。また、上面部110には、底壁部108の締結孔114に対応する位置に締結孔116が形成されている。
【0034】
つまり、サイドメンバ101の底壁部下面108bと連結部材102の上面部110とを当接させ、底壁部108に設けられた締結孔114と上面部110に設けられた締結孔116とをナット115とボルト118とで締結すると共に、サイドメンバ101の縦壁部内面109aと連結部材102の側面部外面111aとを当接させ、縦壁部109に設けられた締結孔119と側面部111に設けられた締結孔120とをナット121とボルト122とで締結することによって、サイドメンバ101と連結部材102とを組み付ける。また、連結部材102の下面の締結孔116に対応する位置に、作業孔117を設け、締結孔114と締結孔116との締結作業が下方側から行えるように構成した。
【0035】
連結部材102の上面部110には、サイドメンバ101の底壁部108に向かって延設され、底壁部108に向かうにつれて先細りする形状の突出部(ガイド部)112が設けられており、サイドメンバ101の底壁部108には、突出部112と対応した位置に、突出部112が挿入自在の係合孔(被ガイド部)113が設けられている。具体的には、突出部112は、上面部110の車幅方向端部を車幅方向に延長して、上方に向けて折り曲げることにより形成したものである。車体の側方から見て略扇型を形成していて、扇型の曲率部112aを側面部111とは反対側の車両後方側に形成している。
【0036】
かかる構成によって、図9(a)に示すように、組付作業者が連結部材102を下方から上昇させて、既に所定高さに配置されているサイドメンバ101の係合部106に連結部材102の被係合部107を係合させる。このとき、連結部材102の上面部110に設けられた突出部112の曲率部112aが、サイドメンバ101の底壁部108に設けられた係合孔113の係合孔縁部113aと当接する。そうすると、連結部材102の曲率部112aが係合孔縁部113aに当接しながらスライドすることによって、目標係合位置へ誘導されて、図9(b)に示す位置まで移動する。
【0037】
以下、第2実施形態の効果について説明する。
【0038】
(1)前記連結部材102の上面部110にガイド部となる突出部112を設け、サイドメンバ101には、突出部112によってガイドされる被ガイド部となる係合孔113を形成し、前記連結部材102を上昇させて、前記サイドメンバ101の係合部106に連結部材102の被係合部107を係合させるとき、突出部112と係合孔113とが当接して連結部材102を目標係合位置へ誘導し、連結部材102の上面部110をサイドメンバ101の底壁部108に係合させると共に、前記側面部111を縦壁部109に係合させるように構成している。
【0039】
従って、組付作業者が連結部材102を上昇させて底壁部108と上面部110とを近づけていくと、それに伴って側面部111と縦壁部109とが近づいていき、連結部材102を目標固定位置に自動的に位置決めすることができるため、組付作業者の連結部材102の位置を合わせる作業が軽減され、連結部材102をサイドメンバ101に効率的に組み付けることができる。
【0040】
(2)前記ガイド部を、被ガイド部に向かうにつれて先細りする形状の突出部112とし、被ガイド部を、この突出部112が挿入可能な係合孔113としているため、簡単な構造でガイド部と被ガイド部を形成することができる。
【0041】
[第3の実施形態]
次に、図10を用いて、第3実施形態におけるサイドメンバと連結部材との組付構造について説明する。ただし、第1実施形態及び第2実施形態と同一構成部分には同符号を付して重複する説明を省略して述べる。
【0042】
連結部材202の上面部210においては、側面部211側の前端224aを最も高く形成し、側面部211の反対側の後端224bを最も低く形成した連結部材側傾斜面(ガイド部)224が設けられている。そして、サイドメンバ201の底壁部208には、連結部材側傾斜面224と対応する位置に、前端223aを最も高く形成し、縦壁部209の反対側の後端223bを最も低く形成したサイドメンバ側傾斜面223(被ガイド部)が設けられている。このように、連結部材側傾斜面224及びサイドメンバ側傾斜面223は共に、後方斜め下方に向けて略同一の傾斜角度で傾斜している。
【0043】
かかる構成によって、図11(a)に示すように、組付作業者が、連結部材202を下方より上昇させて、既に所定高さに配置されているサイドメンバ201の係合部206に連結部材202の被係合部207を係合させるとき、連結部材202の上面部210に設けられた連結部材側傾斜面224がサイドメンバ201の底壁部208に設けられたサイドメンバ側傾斜面223と当接する。そして、連結部材202を更に上昇させていくと、連結部材側傾斜面224がサイドメンバ側傾斜面223に当接しながら前方斜め上方に向けてスライドすることによって、目標係合位置へ誘導されて、図11(b)に示す状態となる。
【0044】
以下、第3実施形態の効果について説明する。
【0045】
前記ガイド部を、前記サイドメンバ201の底壁部208に設けられたサイドメンバ側傾斜面223とし、前記被ガイド部を、前記連結部材202の上面部210に設けられて、前記サイドメンバ側傾斜面223に当接される連結部材側傾斜面224としている。
【0046】
従って、連結部材202を上昇させて、サイドメンバ201の係合部206に連結部材202の被係合部207を係合させるとき、連結部材側傾斜面(ガイド部)224とサイドメンバ側傾斜面223(被ガイド部)とが当接して、連結部材202を目標係合位置へ誘導し、連結部材202の上面部210をサイドメンバ201の底壁部208に係合させると共に、側面部211を縦壁部209に係合させるように構成している。これによって、組付作業者が連結部材202を上昇させて底壁部208と上面部210とを近づけていくと、それに伴って側面部211と縦壁部209とが近づいていき、連結部材202を目標固定位置に自動的に位置決めすることができるため、組付作業者の連結部材202の位置を合わせる作業が軽減され、連結部材202をサイドメンバ201に効率的に組み付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1】本発明の第1実施形態における車体前部の斜視図である。
【図2】図1における連結部材とサイドメンバとの組付部分を拡大した斜視図である。
【図3】図2を車幅方向外側から見た側面図である。
【図4】第1実施形態による連結部材を両端固定梁に近似した場合の曲げモーメントを示し、本図のうち、(a)は連結部材の車幅方向中央部に荷重が入力される状態を示し、(b)はこの場合における曲げモーメント図(B.M.D.)である。
【図5】比較例による連結部材を両端支持梁に近似した場合の曲げモーメントを示し、本図のうち、(a)は連結部材の車幅方向中央部に荷重が入力される状態を示し、(b)はこの場合における曲げモーメント図(B.M.D.)である。
【図6】第1の実施形態による連結部材と比較例による連結部材とに振動を与えた場合における、周波数とイナータンスとの関係を示すグラフである。
【図7】第2の実施形態による車体前部を示す斜視図である。
【図8】第2の実施形態におけるサイドメンバと連結部材との分解斜視図である。
【図9】図8のA−A線によるサイドメンバと連結部材の断面図であり、(a)は目標係合位置へ誘導される前の状態を示し、(b)は目標係合位置へ誘導された後の状態を示す。
【図10】第3の実施形態におけるサイドメンバと連結部材との分解斜視図である。
【図11】図4のB−B線によるサイドメンバと連結部材の断面図であり、(a)は目標係合位置へ誘導される前の状態を示し、(b)は目標係合位置へ誘導された後の状態を示す。
【符号の説明】
【0048】
1,101,201…サイドメンバ
2,102,202…連結部材
2a…車幅方向中央部
2b…左右両側部
6,106,206…係合部
7,107,207…被係合部
8,108,208…底壁部
9,109,209…縦壁部
10,110,210…上面部
11,111,211…側面部
112…突出部(ガイド部)
113…係合孔(被ガイド部)
223…サイドメンバ側傾斜面(ガイド部)
224…連結部材側傾斜面(被ガイド部)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車体の前方に配設された左右一対のサイドメンバの下部に係合部を設ける一方、車幅方向に延びる連結部材の左右両側に被係合部を設け、前記サイドメンバの係合部に連結部材の被係合部を係合させて組み付けることにより、左右のサイドメンバの下部同士を連結部材で橋渡しする車体前部の組付構造において、
前記サイドメンバの係合部を、該サイドメンバの下端面に形成した底壁部と、該底壁部の前端又は後端から上下方向に延設した縦壁部とから構成し、
前記連結部材の被係合部を、前記底壁部に係合する上面部と、前記縦壁部に係合する側面部とから構成したことを特徴とする車体前部の組付構造。
【請求項2】
前記連結部材の側面部を、サイドメンバの縦壁部の前側に係合させたことを特徴とする請求項1に記載の車体前部の組付構造。
【請求項3】
前記連結部材を、車幅方向中央部が左右両側部よりも車両前方側に位置するように形成したことを特徴とする請求項1又は2に記載の車体前部の組付構造。
【請求項4】
前記連結部材を、前後方向に延びる上面部と該上面部の前端から屈曲して上方に延びる側面部とから断面略L字状に形成したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の車体前部の組付構造。
【請求項5】
前記底壁部及び前記上面部のうち、いずれか一方にガイド部を設け、他方に該ガイド部によってガイドされる被ガイド部を形成し、
前記連結部材を上昇させて、前記サイドメンバの係合部に連結部材の被係合部を係合させるとき、ガイド部と被ガイド部とが当接して連結部材を目標係合位置へ誘導し、連結部材の上面部をサイドメンバの底壁部に係合させると共に、前記側面部を縦壁部に係合させるように構成したことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の車体前部の組付構造。
【請求項6】
前記ガイド部を、前記被ガイド部に向かうにつれて先細りする形状の突出部とし、被ガイド部を、この突出部が挿入可能な係合孔としたことを特徴とする請求項5に記載の車体前部の組付構造。
【請求項7】
前記ガイド部を、前記サイドメンバの底壁部に設けられたサイドメンバ側傾斜面とし、前記被ガイド部を、前記連結部材の上面部に設けられて、前記サイドメンバ側傾斜面に当接される連結部材側傾斜面としたことを特徴とする請求項5に記載の車体前部の組付構造。

【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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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2007−112413(P2007−112413A)
【公開日】平成19年5月10日(2007.5.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−22241(P2006−22241)
【出願日】平成18年1月31日(2006.1.31)
【出願人】(000003997)日産自動車株式会社 (16,386)
【Fターム(参考)】