車体骨格部材の継手構造
【課題】強度・剛性が確保可能で且つ汎用性のある車体骨格部材の継手構造を提供する。
【解決手段】フロントホイールハウスアッパメンバ１４及びフロントバルクヘッドアッパフレーム２１が、それぞれ重ね継手３５が形成される側の端部に、閉断面部１４ｆ，２１ｆと、この閉断面部１４ｆ，２１ｆに隣接してフロントホイールハウスアッパメンバ１４及びフロントバルクヘッドアッパフレーム２１の長手方向に沿って延びるコ字断面部１４ｇ，２１ｇとが形成され、フロントホイールハウスアッパメンバ１４のコ字断面部１４ｇの内側に、フロントバルクヘッドアッパフレーム２１の閉断面部２１ｆを長手方向に直交する方向から挿入して重ね合わせるとともに、フロントバルクヘッドアッパフレーム２１のコ字断面部２１ｇの内側に、フロントホイールハウスアッパメンバ１４の閉断面部１４ｆを長手方向に直交する方向から挿入して重ね合わせて接合する。
【解決手段】フロントホイールハウスアッパメンバ１４及びフロントバルクヘッドアッパフレーム２１が、それぞれ重ね継手３５が形成される側の端部に、閉断面部１４ｆ，２１ｆと、この閉断面部１４ｆ，２１ｆに隣接してフロントホイールハウスアッパメンバ１４及びフロントバルクヘッドアッパフレーム２１の長手方向に沿って延びるコ字断面部１４ｇ，２１ｇとが形成され、フロントホイールハウスアッパメンバ１４のコ字断面部１４ｇの内側に、フロントバルクヘッドアッパフレーム２１の閉断面部２１ｆを長手方向に直交する方向から挿入して重ね合わせるとともに、フロントバルクヘッドアッパフレーム２１のコ字断面部２１ｇの内側に、フロントホイールハウスアッパメンバ１４の閉断面部１４ｆを長手方向に直交する方向から挿入して重ね合わせて接合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体骨格部材の継手構造の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車体骨格部材の継手構造として、二つの閉断面部材の一方の端部に他方の端部を軸方向に挿入して重ね合わせるもの（例えば、特許文献１参照。）、一方の閉断面部材の端部の内側に、他方の閉断面部材の端部を側方から滑り込ませて重ね合わせるもの（例えば、特許文献２参照。）が知られている。
【０００３】
特許文献１のＦＩＧ．２を以下の図１１で説明する。なお、符号は振り直した。
図１１に示されるように、一方の部材１０１は、一端部に受け部１０２が形成され、他方の部材１０３は、一端部に挿入部１０４が形成され、受け部１０２に挿入部１０４が挿入されて溶接等で部材１０１と部材１０２とが接合される。上記の受け部１０２及び挿入部１０４は重ね継手１０６を構成する部分である。
【０００４】
特許文献２のＦＩＧ．１及びＦＩＧ．２を以下の図１２（ａ），（ｂ）で説明する。なお、符号は振り直した。
図１２（ａ）に示されるように、一方の部材１１１は、一端部にハイドロフォーム法による形成部１１２が形成され、他方の部材１１３は、一端部の側部に切欠き１１４が形成され、他方の部材１１３の一端部側方から切欠き１１４を通じて部材１１３内に部材１１１の形成部１１２が滑り込むように挿入されて重ね合わせられ、溶接等で部材１１１と部材１１２とが接合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６７０１５９８号明細書
【特許文献２】米国特許第６５３２６３９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１１において、一方の部材１０１と他方の部材１０３とで角部の稜線が接合部で連続するため、接合部での強度・剛性の低下が抑えられるが、部材１０１に部材１０３を長手方向に挿入する構造であるから、部材１０１と部材１０３とのそれぞれの中心軸を高い位置精度で合わせる必要があり、生産設備・生産方法を考慮すると、車両への適用部位、適用部品は極めて限定される。
【０００７】
図１２において、一方の部材１１１を他方の部材１１３の切欠き１１４から内部にスライドさせる構造であるから、部材１１１と部材１１３との長手方向に直交する方向の高い位置精度は必要とせず、汎用性があるが、切欠き１１４によって部材１１１と部材１１３との角部の稜線が連続しなくなるため、接合部の強度・剛性を確保することが難しくなり、補強部材の追加が必要になる場合がある。
【０００８】
本発明の目的は、強度・剛性が確保可能で且つ汎用性のある車体骨格部材の継手構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、多角形状断面を有する二つの閉断面部材を直列に接合する車体骨格部材の継手構造において、二つの閉断面部材が、それぞれ継手が形成される側の端部に、閉断面部と、この閉断面部に隣接して閉断面部材の長手方向に沿って延びる凸部とが形成され、この凸部が、閉断面部の中心に向かって開放する断面形状を有し、一方の閉断面部材の凸部の内側に、他方の閉断面部材の閉断面部を長手方向に直交する方向から挿入して重ね合わせるとともに、他方の閉断面部材の凸部の内側に、一方の閉断面部材の閉断面部を長手方向に直交する方向から挿入して重ね合わせることにより二つの閉断面部材の断面全辺を接合することを特徴とする。
【００１０】
一方の閉断面部材の端部に形成された凸部の内側に、この一方の閉断面部材の長手方向に直交する方向から他方の閉断面部材の閉断面部を挿入する。このとき、同時に、他方の閉断面部材の端部に形成された凸部の内側に、この一方の閉断面部材の長手方向に直交する方向から他方の閉断面部材の閉断面部が挿入される。この結果、一方の凸部と他方の閉断面部とが重ね合わせられるとともに、他方の凸部と一方の閉断面部とが重ね合わせられる。
【００１１】
この状態で、一方の凸部と他方の閉断面部とを接合し、他方の凸部と一方の閉断面部とを接合することで、２つの閉断面部材が直列に接合される。
一方の閉断面部材の凸部と他方の閉断面部材の閉断面部とが重なり合い、他方の閉断面部材の凸部と一方の閉断面部材の閉断面部とが重なり合うから、各閉断面部材の角部の稜線が連続して形成される。従って、二つの閉断面部材の接合部の強度・剛性が確保される。
二つの閉断面部材は、各閉断面部材の長手方向に直交する方向から重ね合わせられるため、二つの閉断面部材の高い位置精度は必要ない。
【００１２】
請求項２に係る発明は、凸部が、少なくとも一つの側壁と、この側壁の上端側から延びる上壁と、側壁の下端側から延びる下壁とを備え、上壁と下壁との長手方向に直交する方向の幅が継手の横幅の半分より短い寸法に設定されることを特徴とする。
【００１３】
一方の閉断面部材の凸部に他方の閉断面部材の閉断面部を重ね合わせ、他方の閉断面部材の凸部に一方の閉断面部材の閉断面部を重ね合わせるため、上壁と下壁との長手方向に直交する方向の幅が継手の横幅の半分より短い寸法に設定することで、２つの閉断面部材の凸部の側壁と閉断面部とが確実に重なり合い、接合強度が向上する。
【００１４】
上壁と下壁との長手方向に直交する方向の幅が継手の横幅の半分より短いと、二つの閉断面部材の継手に曲げ力が作用する場合に、上壁及び下壁の断面中心に近い側の縁部は、断面中心を通る曲げの中立軸に近くなり、これらの縁部に発生する応力はより小さくなる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明では、二つの閉断面部材が、それぞれ継手が形成される側の端部に、閉断面部と、この閉断面部に隣接して閉断面部材の長手方向に沿って延びる凸部とが形成され、この凸部が、閉断面部の中心に向かって開放する断面形状を有し、一方の閉断面部材の凸部の内側に、他方の閉断面部材の閉断面部を長手方向に直交する方向から挿入して重ね合わせるとともに、他方の閉断面部材の凸部の内側に、一方の閉断面部材の閉断面部を長手方向に直交する方向から挿入して重ね合わせることにより二つの閉断面部材の断面全辺を接合するので、二つの閉断面部材の端部同士を長手方向に直交する方向に移動させて重ね合わせて接合することができるとともに、二つの閉断面部材の角部の稜線が接合部において双方とも切り欠かずに連続性を有するため、一方の閉断面部材から他方の閉断面部材への荷重伝達にロスがなく、接合部、即ち、継手の剛性、強度を確保することができ、例えば、接合部に切欠き部を有するものに比べて軽量化を図ることができる。
【００１６】
また、たとえば、二つの閉断面部材の端部同士を長手方向に嵌合させるときに中心軸を精度良く合わせる必要があるのに比べて、本発明では、二つの閉断面部材を長手方向に直交する方向から重ね合わせるため、二つの閉断面部材の位置合わせに高い精度を必要としないから、コスト低減及び生産性向上を図ることができる。
【００１７】
請求項２に係る発明では、凸部が、少なくとも一つの側壁と、この側壁の上端側から延びる上壁と、側壁の下端側から延びる下壁とを備え、上壁と下壁との長手方向に直交する方向の幅が継手の横幅の半分より短い寸法に設定されるので、継手に発生する応力をより小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る車体骨格部材の前部を示す斜視図（実施例１）である。
【図２】図１の２矢視図である。
【図３】本発明に係る骨格構成部材の継手構造を示す斜視図（実施例１）である。
【図４】図２に示した継手構造の断面図（実施例１）である。
【図５】本発明に係る骨格構成部材の継手構造の接合手段を示す斜視図（実施例１）である。
【図６】本発明に係る骨格構成部材の継手構造に発生する応力を示す作用図（実施例１）である。
【図７】本発明に係る骨格構成部材の継手構造（実施例２）を示す斜視図である。
【図８】本発明に係る骨格構成部材の継手構造（実施例３）を示す斜視図である。
【図９】本発明に係る骨格構成部材の継手構造（実施例４）を示す斜視図である。
【図１０】図９に示した継手構造の断面図（実施例４）である。
【図１１】従来の車体骨格部材の継手構造を示す第１斜視図である。
【図１２】従来の車体骨格部材の継手構造を示す第２斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、説明中の左、右、前、後は車両に乗車した運転者を基準にした向きを示している。また、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例１】
【００２０】
本発明の実施例１を説明する。図中の矢印（ＦＲＯＮＴ）は車両の前方を表している（以下同じ）。
図１に示すように、車両のフロントボディ１０は、左右のフロントピラー１１，１１（手前側の符号１１のみ示す。）間を連結するダッシュボードアッパ１２と、フロントピラー１１の中間部から前方に延びるフロントホイールハウスアッパメンバ１４と、フロントピラー１１の下部から前方に延びるフロントサイドフレーム１６と、これらのフロントホイールハウスアッパメンバ１４及びフロントサイドフレーム１６に取付けられたダンパハウジング１７と、フロントホイールハウスアッパメンバ１４の先端に上部が接合されるとともに側部がフロントサイドフレーム１６に連結されたフロントバルクヘッド１８とを備える。
【００２１】
フロントバルクヘッド１８は、中央部が車幅方向に延びるとともに左右端部が斜め後方に延びてフロントホイールハウスアッパメンバ１４の先端に接合されたフロントバルクヘッドアッパフレーム２１と、このフロントバルクヘッドアッパフレーム２１の中央部の下方に配置されるとともに車幅方向に延びるフロントロアクロスメンバ２２と、これらのフロントバルクヘッドアッパフレーム２１の中央部及びフロントロアクロスメンバ２２の端部同士をそれぞれ連結する左右一対のフロントバルクヘッドサイドフレーム２３，２４とからなり、左右のフロントバルクヘッドサイドフレーム２３，２４が左右のフロントサイドフレーム１６，１６（手前側の符号１６のみ示す。）に取付けられている。
【００２２】
図２に示すように、フロントホイールハウスアッパメンバ１４とバルクヘッドアッパフレーム２１とは、各端部が長手方向に直列に継手３５により接合される。
接合後は、フロントホイールハウスアッパメンバ１４側の４つの角部の稜線１４Ａ〜１４Ｄ（符号１４Ａ〜１４Ｃのみ示す。）と、バルクヘッドアッパフレーム２１側の４つの角部の稜線２１Ａ〜２１Ｄ（符号２１Ａ〜２１Ｃのみ示す。）とがそれぞれ連続している。即ち、稜線１４Ａと稜線２１Ａ、稜線１４Ｂと稜線２１Ｂ、稜線１４Ｃと稜線２１Ｃ、稜線１４Ｄと稜線２１Ｄとがそれぞれ連続している。
【００２３】
従って、フロントホイールハウスアッパメンバ１４及びバルクヘッドアッパフレーム２１からなる前部フレーム２６は、単一のフレームに対して強度・剛性の低下が抑えられ、必要な強度・剛性が確保される。
【００２４】
図３に示すように、フロントホイールハウスアッパメンバ１４は、鋼製の角パイプからなり、矩形断面に形成された閉断面部１４ｆと、この閉断面部１４ｆから一体に長手方向に突出する断面コ字状のコ字断面部１４ｇとを備える。
【００２５】
バルクヘッドアッパフレーム２１は、矩形断面に形成された基部閉断面部２１ｅと、この基部閉断面部２１ｅに一体に隣接するように矩形断面に近い形状に形成された閉断面部２１ｆと、この閉断面部２１ｆから一体に長手方向に突出する断面コ字状のコ字断面部２１ｇとを備える。
【００２６】
上記のフロントホイールハウスアッパメンバ１４及びバルクヘッドアッパフレーム２１の材質としては、鋼材、アルミニウム合金、マグネシウム合金、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）等が好適であり、また、製造方法としては、押し出し、ハイドロフォーム、ロールフォーム、プレス等が好適である。
【００２７】
閉断面部２１ｆは、断面を左右に分けたときに左右の断面の高さが異なるように形成された部分である。即ち、左断面部２１Ｌの高さは、右断面部２１Ｒの高さよりも小さい。なお、符号２１ｊ，２１ｋは左断面部２１Ｌと右断面部２１Ｒとの境となり、段差を吸収する上傾斜部及び下傾斜部である。
【００２８】
図４（ａ）は図２のａ−ａ線断面を示している。
フロントホイールハウスアッパメンバ１４の閉断面部１４ｆが、フロントバルクヘッドアッパフレーム２１のコ字断面部２１ｇ内に挿入されて重ね合わせられ、接合されている。符号３１はフロントホイールハウスアッパメンバ１４の閉断面部１４ｆの中心、３２は中心３１を通る水平線、３３は中心３１を通る鉛直線である。
【００２９】
コ字断面部２１ｇは、側壁２１ｍと、この側壁２１ｍの上端から水平に中心３１側に一体に延びる上壁２１ｎと、側壁２１ｍの下端から水平に中心３１側に一体に延びる下壁２１ｐとからなり、中心３１側に開放している。
【００３０】
図４（ｂ）は図２のｂ−ｂ線断面を示している。
フロントホイールハウスアッパメンバ１４のコ字断面部１４ｇとフロントバルクヘッドアッパフレーム２１のコ字断面部２１ｇとが、互いに中心３１側に開放している。
【００３１】
フロントホイールハウスアッパメンバ１４のコ字断面部１４ｇは、側壁１４ｍと、この側壁１４ｍの上端から水平に中３１心側に一体に延びる上壁１４ｎと、側壁１４ｍの下端から水平に中心３１側に一体に延びる下壁１４ｐとからなる。
【００３２】
前部フレーム２６の幅をＷ１、コ字断面部１４ｇの上壁１４ｎ及び下壁１４ｐの幅をＷ２、コ字断面部２１ｇの上壁２１ｎ及び下壁２１ｐの幅をＷ３とすると、幅Ｗ２は、幅Ｗ１の半分よりも小さく（Ｗ２＜０．５・Ｗ１）、幅Ｗ３は、幅Ｗ１の半分よりも小さい（Ｗ３＜０．５・Ｗ１）。
【００３３】
図４（ｃ）は図２のｃ−ｃ線断面を示している。
フロントバルクヘッドアッパフレーム２１の閉断面部２１ｆが、フロントホイールハウスアッパメンバ１４のコ字断面部１４ｇ内に挿入されて重ね合わせられ、接合されている。
【００３４】
フロントホイールハウスアッパメンバ１４のコ字断面部１４ｇ及び閉断面部１４ｆ（図４（ａ）参照）の高さをＨ１、フロントバルクヘッドアッパフレーム２１の閉断面部２１ｆにおける左断面部２１Ｌの高さをＨ２、右断面部２１Ｒの高さをＨ３とすると、高さＨ２は高さＨ１よりも小さく（Ｈ２＜Ｈ１）、高さＨ３は、高さＨ１よりも大きい（Ｈ３＞Ｈ１）。
【００３５】
以上の図４（ａ）〜（ｃ）に示したように、フロントホイールハウスアッパメンバ１４は、一端部に閉断面部１４ｆとコ字断面部１４ｇからなる継手形成部１４Ｓが設けられ、フロントバルクヘッドアッパフレーム２１は、一端部に閉断面部２１ｆ及びコ字断面部２１ｇからなる継手形成部２１Ｓが設けられ、これらの継手形成部１４Ｓと継手形成部２１Ｓとは、長手方向に直交する方向から挿入されて重ね合わせられる重ね継手３５を構成する部分であり、フロントホイールハウスアッパメンバ１４とフロントバルクヘッドアッパフレーム２１とは、重ね継手３５で接合されている。
【００３６】
図５（ａ）に示すように、フロントホイールハウスアッパメンバ１４とフロントバルクヘッドアッパフレーム２１との接合部である重ね継手３５は、閉断面部１４ｆ及びコ字断面部１４ｇと、閉断面部２１ｆ及びコ字断面部２１ｇとのそれぞれの縁部がすみ肉溶接により連続して接合されている。なお、符号３６は溶接部である。
適用される溶接の種類としては、アーク溶接、レーザー溶接、アーク溶接とレーザ溶接とを組み合わせたハイブリッド溶接が好適である。
【００３７】
図５（ｂ）に示す別実施例では、フロントホイールハウスアッパメンバ１４とフロントバルクヘッドアッパフレーム２１との締結部であるリベット継手３７は、閉断面部１４ｆ及びコ字断面部１４ｇと、閉断面部２１ｆ及びコ字断面部２１ｇとのそれぞれがブラインドリベット３８により締結されている。
【００３８】
以上に述べた重ね継手３５の作用を次に説明する。
図６（ａ）に示すように、前部フレーム２６に鉛直線３３回りの曲げモーメントが作用した場合（例えば、車両が側面衝突を受けた場合）、鉛直線３３は中立軸になり、例えば、コ字断面部１４ｇの側壁１４ｍには引張応力、コ字断面部２１ｇの側壁２１ｍには圧縮応力が発生する。
【００３９】
また、コ字断面部１４ｇの上壁１４ｎには引張応力、コ字断面部２１ｇの上壁２１ｎには圧縮応力、コ字断面部１４ｇの下壁１４ｐには引張応力、コ字断面部２１ｇの下壁２１ｐには圧縮応力が発生する。
【００４０】
このとき、上壁１４ｎ及び下壁１４ｐの各端面１４ｑ，１４ｒは鉛直線３３に接近しているため、これらの端面１４ｑ，１４ｒに発生する引張応力は極めて小さく、同様に、上壁２１ｎ及び下壁２１ｐの各端面２１ｑ，２１ｒは鉛直線３３に接近しているため、これらの端面２１ｑ，２１ｒに発生する圧縮応力は極めて小さく、コ字断面部１４ｇ，２１ｇを形成したことによる強度への影響はほとんど無い。
【００４１】
図６（ｂ）に示すように、前部フレーム２６に水平線３２回りの曲げモーメントが作用した場合（例えば、車両が正面衝突を受けた場合）、水平線３２は中立軸になり、例えば、コ字断面部１４ｇの上壁１４ｎ及びコ字断面部２１ｇの上壁２１ｎには圧縮応力が発生し、コ字断面部１４ｇの下壁１４ｐ及びコ字断面部２１ｇの下壁２１ｐには引張応力が発生する。
【００４２】
また、コ字断面部１４ｇの側壁１４ｍの上半分には圧縮応力、側壁１４ｍの下半分には引張応力が発生し、コ字断面部２１ｇの側壁２１ｍの上半分には圧縮応力、側壁２１ｍの下半分には引張応力が発生する。
【００４３】
このとき、上壁１４ｎ及び下壁１４ｐの幅Ｗ２（図４（ｂ）参照）、上壁２１ｎ及び下壁２１ｐの幅Ｗ３（図４（ｂ）参照）が十分に大きければ、発生する圧縮応力又は引張応力を分担できるので、コ字断面部１４ｇ，２１ｇに発生する応力を小さくすることができ、コ字断面部１４ｇ，２１ｇを形成したことによる強度への影響はほとんど無い。
【実施例２】
【００４４】
次に本発明の実施例２を説明する。
図７に示すように、第１閉断面部材４１と第２閉断面部材４２とからなるフレーム部材４３が重ね継手４５で接合される。
【００４５】
第１閉断面部材４１は、断面ハット形状にプレス成形された第１パネル４７及び第２パネル４８のフランジ４７ａとフランジ４８ａ、フランジ４７ｂとフランジ４８ｂがそれぞれ接合されて出来た部材であり、閉断面部４１ａと、この閉断面部４１ａから長手方向に延びる凸部としてのハット状断面部４１ｂとを備え、これらの閉断面部４１ａ及びハット状断面部４１ｂは、継手形成部４１ｃを構成する部分である。
【００４６】
第２閉断面部材４２は、閉断面部４２ａと、この閉断面部４２ａから一体に長手方向に延びるコ字断面部４２ｂとを備え、これらの閉断面部４２ａ及びコ字断面部４２ｂは、継手形成部４２ｃを構成する部分である。
【００４７】
第１閉断面部材４１の閉断面部４１ａは、第２閉断面部材４２のコ字断面部４２ｂ内に挿入されて重ね合わされ、第２閉断面部材４２の閉断面部４２ａは、第１閉断面部材４１のハット状断面部４１ｂ内に挿入されて重ね合わせられ、溶接にて接合される。
【実施例３】
【００４８】
次に本発明の実施例３を説明する。
図８に示すように、第１閉断面部材５１と第２閉断面部材５２とからなるフレーム部材５３が重ね継手５５で接合される。
【００４９】
第１閉断面部材５１は、断面ハット形状にプレス成形された第１パネル５７及び第２パネル５８のフランジ５７ａとフランジ５８ａ、フランジ５７ｂとフランジ５８ｂがそれぞれ接合されて出来た部材である。
【００５０】
第１パネル５７は、閉断面半体５７ｄと、この閉断面半体５７ｄから一体に長手方向に延びるコ字断面半体５７ｅとを備え、第２パネル５８は、閉断面半体５８ｄと、この閉断面半体５８ｄから一体に長手方向に延びるコ字断面半体５８ｅ（不図示）とを備える。
【００５１】
上記の閉断面半体５７ｄと閉断面半体５８ｄとは、閉断面部５１ａを形成する部分であり、コ字断面半体５７ｅとコ字断面半体５８ｅとは、コ字断面部５１ｂを形成する部分であり、これらの閉断面部５１ａ及びコ字断面部５１ｂは、継手形成部５１ｃを構成する部分である。
【００５２】
第２閉断面部材５２は、閉断面部５２ａと、この閉断面部５２ａから一体に長手方向に延びるコ字断面部５２ｂとを備え、これらの閉断面部５２ａ及びコ字断面部５２ｂは、継手形成部５２ｃを構成する部分である。なお、符号５２ｅはコ字断面部５２ｂの側壁５２ｍの中央に形成されたスリットであり、第１閉断面部材５１のフランジ５７ｂ，５８ｂとを避ける部分である。
【００５３】
第１閉断面部材５１の閉断面部５１ａは、第２閉断面部材５２のコ字断面部５２ｂ内に挿入されて重ね合わされ、第２閉断面部材５２の閉断面部５２ａは、第１閉断面部材５１のコ字断面部５１ｂ内に挿入されて重ね合わせられ、溶接にて接合される。
【実施例４】
【００５４】
次に本発明の実施例４を説明する。
図９に示すように、第１閉断面部材６１と第２閉断面部材６２とからなるフレーム部材６３が重ね継手６５で接合される。
【００５５】
第１閉断面部材６１は、八角形断面に形成された閉断面部６１ｆと、この閉断面部６１ｆから一体に長手方向に突出する突出部６１ｇとを備える。
【００５６】
第２閉断面部材６２は、八角形断面に形成された基部閉断面部６２ｅと、この基部閉断面部６２ｅに一体に隣接するように八角形断面に近い形状に形成された閉断面部６２ｆと、この閉断面部６２ｆから一体に長手方向に突出する突出部６２ｇとを備える。
【００５７】
図１０（ａ）は図９に示した第１閉断面部材６１と第２閉断面部材６２とが接合した状態でのａ−ａ線断面を示している。
第１閉断面部材６１の閉断面部６１ｆが、第２閉断面部材６２の突出部６２ｇ内に挿入されて重ね合わせられ、接合されている。符号６７は第１閉断面部材６１の閉断面部６１ｆの中心、６８は中心６７を通る水平線、６９は中心６７を通る鉛直線である。
【００５８】
突出部６２ｇは、側壁６２ｊと、この側壁６２ｊの上縁から斜め上方に延びる上傾斜壁６２ｋと、この上傾斜壁６２ｋの縁部から水平に中心６７側に延びる上壁６２ｍと、側壁６２ｊの下縁から斜め下方に延びる下傾斜壁６２ｎと、この下傾斜壁６２ｎの縁部から水平に中心６７側に延びる下壁６２ｐとからなり、中心６７側に開放している。
【００５９】
図１０（ｂ）は図９に示した第１閉断面部材６１と第２閉断面部材６２とが接合した状態でのｂ−ｂ線断面を示している。
第１閉断面部材６１の突出部６１ｇと第２閉断面部材６２の突出部６２ｇとが、互いに中心６７側に開放している。
【００６０】
第１閉断面部材６１の突出部６１ｇは、側壁６１ｊと、この側壁６１ｊの上縁から斜め上方に延びる上傾斜壁６１ｋと、この上傾斜壁６１ｋの縁部から水平に中心６７側に延びる上壁６１ｍと、側壁６１ｊの下縁から斜め下方に延びる下傾斜壁６１ｎと、この下傾斜壁６１ｎの縁部から水平に中心６７側に延びる下壁６１ｐとからなり、中心６７側に開放している。
【００６１】
フレーム６３の幅をＷ５、突出部６１ｇの上傾斜壁６１ｋと上壁６１ｍ（及び下傾斜壁６１ｎと下壁６１ｐ）の幅をＷ６、突出部６２ｇの上傾斜壁６２ｋと上壁６２ｍ（及び下傾斜壁６２ｎと下壁６２ｐ）の幅をＷ７とすると、幅Ｗ６は、幅Ｗ５の半分よりも小さく（Ｗ６＜０．５・Ｗ５）、幅Ｗ７は、幅Ｗ５の半分よりも小さい（Ｗ７＜０．５・Ｗ５）。
【００６２】
図１０（ｃ）は図９に示した第１閉断面部材６１と第２閉断面部材６２とが接合した状態でのｃ−ｃ線断面を示している。
第２閉断面部材６２の閉断面部６２ｆが、第１閉断面部材６１の突出部６１ｇ内に挿入されて重ね合わせられ、接合されている。
【００６３】
第１閉断面部材６１の突出部６１ｇの高さをＨ５、第２閉断面部材６２の閉断面部６２ｆにおける左断面部６２Ｌの高さをＨ６、右断面部６２Ｒの高さをＨ７とすると、高さＨ６は高さＨ５よりも小さく（Ｈ６＜Ｈ５）、高さＨ７は、高さＨ５よりも大きい（Ｈ７＞Ｈ５）。
【００６４】
以上の図１０（ａ）〜（ｃ）に示したように、第１閉断面部材６１は、一端部に閉断面部６１ｆと突出部６１ｇからなる継手形成部６１Ｓが設けられ、第２閉断面部材６２は、一端部に閉断面部６２ｆ及び突出部６２ｇからなる継手形成部６２Ｓが設けられ、これらの継手形成部６１Ｓと継手形成部６２Ｓとは、長手方向に直交する方向から挿入されて重ね合わせられる重ね継手７１を構成する部分であり、第１閉断面部材６１と第２閉断面部材６２とは、重ね継手７１で接合されている。
【００６５】
上記の図２、図３、図４に示したように、多角形状断面を有する二つの閉断面部材としてのフロントホイールハウスアッパメンバ１４とフロントバルクヘッドアッパフレーム２１とを直列に接合する車体骨格部材としての前部フレーム２６の継手構造において、フロントホイールハウスアッパメンバ１４及びフロントバルクヘッドアッパフレーム２１が、それぞれ継手としての重ね継手３５が形成される側の端部に、閉断面部１４ｆ，２１ｆと、この閉断面部１４ｆ，２１ｆに隣接してフロントホイールハウスアッパメンバ１４及びフロントバルクヘッドアッパフレーム２１の長手方向に沿って延びる凸部としてのコ字断面部１４ｇ，２１ｇとが形成され、このコ字断面部１４ｇ，２１ｇが、閉断面部１４ｆの中心３１に向かって開放する断面形状を有し、一方のフロントホイールハウスアッパメンバ１４のコ字断面部１４ｇの内側に、他方のフロントバルクヘッドアッパフレーム２１の閉断面部２１ｆを長手方向に直交する方向から挿入して重ね合わせるとともに、他方のフロントバルクヘッドアッパフレーム２１のコ字断面部２１ｇの内側に、一方のフロントホイールハウスアッパメンバ１４の閉断面部１４ｆを長手方向に直交する方向から挿入して重ね合わせることによりフロントホイールハウスアッパメンバ１４及びフロントバルクヘッドアッパフレーム２１の断面全辺を接合するので、フロントホイールハウスアッパメンバ１４及びフロントバルクヘッドアッパフレーム２１の端部同士を長手方向に直交する方向に移動させて重ね合わせて接合することができるとともに、フロントホイールハウスアッパメンバ１４及びフロントバルクヘッドアッパフレーム２１の角部の稜線１４Ａ〜１４Ｄと稜線２１Ａ〜２１Ｄとがそれぞれ接合部において双方とも切り欠かずに連続性を有するため、フロントバルクヘッドアッパフレーム２からフロントホイールハウスアッパメンバ１４への荷重伝達にロスがなく、接合部、即ち、重ね継手３５の剛性、強度を確保することができ、例えば、接合部に切欠き部を有するものに比べて軽量化を図ることができる。
【００６６】
また、たとえば、フロントホイールハウスアッパメンバ１４及びフロントバルクヘッドアッパフレーム２１の端部同士を長手方向に嵌合させるときに中心軸を精度良く合わせる必要があるのに比べて、本発明では、フロントホイールハウスアッパメンバ１４及びフロントバルクヘッドアッパフレーム２１を長手方向に直交する方向から重ね合わせるため、フロントホイールハウスアッパメンバ１４とフロントバルクヘッドアッパフレーム２１との位置合わせに高い精度を必要としないから、コスト低減及び生産性向上を図ることができる。
【００６７】
また、コ字断面部１４ｇ，２１ｇが、少なくとも一つの側壁１４ｍ，２１ｍと、この側壁１４ｍ，２１ｍの上端側から延びる上壁１４ｎ，２１ｎと、側壁１４ｍ，２１ｍの下端側から延びる下壁１４ｐ，２１ｐとを備え、上壁１４ｎ及び下壁１４ｐと上壁２１ｎ及び下壁２１ｐとの長手方向に直交する方向の幅Ｗ２，Ｗ３が重ね継手３５の横幅Ｗ１の半分より短い寸法に設定されるので、重ね継手３５に発生する応力をより小さくすることができる。
【００６８】
尚、本実施形態では、図５（ａ），（ｂ）に示したように、溶接による接合やブラインドリベットによる締結を示したが、これに限らず、接着による接合や、これらの溶接、リベット締結、接着のいずれかを併用した接合あるいは締結を適用してもよい。
【００６９】
また、図９に示したように、第１閉断面部材６１の閉断面部６１ｆ及び第２閉断面部材６２の閉断面部６２ｆを断面八角形としたが、これに限らず、断面を、六角形や他の多角形としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の車体骨格部材の継手構造は、自動車に好適である。
【符号の説明】
【００７１】
１４，２１…閉断面部材（フロントホイールハウスアッパメンバ、フロントバルクヘッドアッパフレーム）、１４ｆ，２１ｆ，４１ａ，４２ａ，５１ａ，５２ａ，６１ｆ，６２ｆ…閉断面部、１４ｇ，２１ｇ，４２ｂ，５１ｂ，５２ｂ…凸部（コ字断面部）、１４ｍ，２１ｍ，６１ｊ，６２ｊ…側壁、１４ｎ，２１ｎ，６１ｍ，６２ｍ…上壁、１４ｐ，２１ｐ，６１ｐ，６２ｐ…下壁、２６…車体骨格部材（前部フレーム）、３１，６７…閉断面部の中心、３５，４５，５５，６５，７１…継手（重ね継手）、４１，５１，６１…閉断面部材（第１閉断面部材）、４１ｂ…凸部（ハット状断面部）、４２，５２，６２…閉断面部材（第２閉断面部材）、６１ｇ，６２ｇ…凸部（突出部）、Ｗ１，Ｗ５…横幅、Ｗ２，Ｗ３，Ｗ６，Ｗ７…幅。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体骨格部材の継手構造の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車体骨格部材の継手構造として、二つの閉断面部材の一方の端部に他方の端部を軸方向に挿入して重ね合わせるもの（例えば、特許文献１参照。）、一方の閉断面部材の端部の内側に、他方の閉断面部材の端部を側方から滑り込ませて重ね合わせるもの（例えば、特許文献２参照。）が知られている。
【０００３】
特許文献１のＦＩＧ．２を以下の図１１で説明する。なお、符号は振り直した。
図１１に示されるように、一方の部材１０１は、一端部に受け部１０２が形成され、他方の部材１０３は、一端部に挿入部１０４が形成され、受け部１０２に挿入部１０４が挿入されて溶接等で部材１０１と部材１０２とが接合される。上記の受け部１０２及び挿入部１０４は重ね継手１０６を構成する部分である。
【０００４】
特許文献２のＦＩＧ．１及びＦＩＧ．２を以下の図１２（ａ），（ｂ）で説明する。なお、符号は振り直した。
図１２（ａ）に示されるように、一方の部材１１１は、一端部にハイドロフォーム法による形成部１１２が形成され、他方の部材１１３は、一端部の側部に切欠き１１４が形成され、他方の部材１１３の一端部側方から切欠き１１４を通じて部材１１３内に部材１１１の形成部１１２が滑り込むように挿入されて重ね合わせられ、溶接等で部材１１１と部材１１２とが接合される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６７０１５９８号明細書
【特許文献２】米国特許第６５３２６３９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１１において、一方の部材１０１と他方の部材１０３とで角部の稜線が接合部で連続するため、接合部での強度・剛性の低下が抑えられるが、部材１０１に部材１０３を長手方向に挿入する構造であるから、部材１０１と部材１０３とのそれぞれの中心軸を高い位置精度で合わせる必要があり、生産設備・生産方法を考慮すると、車両への適用部位、適用部品は極めて限定される。
【０００７】
図１２において、一方の部材１１１を他方の部材１１３の切欠き１１４から内部にスライドさせる構造であるから、部材１１１と部材１１３との長手方向に直交する方向の高い位置精度は必要とせず、汎用性があるが、切欠き１１４によって部材１１１と部材１１３との角部の稜線が連続しなくなるため、接合部の強度・剛性を確保することが難しくなり、補強部材の追加が必要になる場合がある。
【０００８】
本発明の目的は、強度・剛性が確保可能で且つ汎用性のある車体骨格部材の継手構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、多角形状断面を有する二つの閉断面部材を直列に接合する車体骨格部材の継手構造において、二つの閉断面部材が、それぞれ継手が形成される側の端部に、閉断面部と、この閉断面部に隣接して閉断面部材の長手方向に沿って延びる凸部とが形成され、この凸部が、閉断面部の中心に向かって開放する断面形状を有し、一方の閉断面部材の凸部の内側に、他方の閉断面部材の閉断面部を長手方向に直交する方向から挿入して重ね合わせるとともに、他方の閉断面部材の凸部の内側に、一方の閉断面部材の閉断面部を長手方向に直交する方向から挿入して重ね合わせることにより二つの閉断面部材の断面全辺を接合することを特徴とする。
【００１０】
一方の閉断面部材の端部に形成された凸部の内側に、この一方の閉断面部材の長手方向に直交する方向から他方の閉断面部材の閉断面部を挿入する。このとき、同時に、他方の閉断面部材の端部に形成された凸部の内側に、この一方の閉断面部材の長手方向に直交する方向から他方の閉断面部材の閉断面部が挿入される。この結果、一方の凸部と他方の閉断面部とが重ね合わせられるとともに、他方の凸部と一方の閉断面部とが重ね合わせられる。
【００１１】
この状態で、一方の凸部と他方の閉断面部とを接合し、他方の凸部と一方の閉断面部とを接合することで、２つの閉断面部材が直列に接合される。
一方の閉断面部材の凸部と他方の閉断面部材の閉断面部とが重なり合い、他方の閉断面部材の凸部と一方の閉断面部材の閉断面部とが重なり合うから、各閉断面部材の角部の稜線が連続して形成される。従って、二つの閉断面部材の接合部の強度・剛性が確保される。
二つの閉断面部材は、各閉断面部材の長手方向に直交する方向から重ね合わせられるため、二つの閉断面部材の高い位置精度は必要ない。
【００１２】
請求項２に係る発明は、凸部が、少なくとも一つの側壁と、この側壁の上端側から延びる上壁と、側壁の下端側から延びる下壁とを備え、上壁と下壁との長手方向に直交する方向の幅が継手の横幅の半分より短い寸法に設定されることを特徴とする。
【００１３】
一方の閉断面部材の凸部に他方の閉断面部材の閉断面部を重ね合わせ、他方の閉断面部材の凸部に一方の閉断面部材の閉断面部を重ね合わせるため、上壁と下壁との長手方向に直交する方向の幅が継手の横幅の半分より短い寸法に設定することで、２つの閉断面部材の凸部の側壁と閉断面部とが確実に重なり合い、接合強度が向上する。
【００１４】
上壁と下壁との長手方向に直交する方向の幅が継手の横幅の半分より短いと、二つの閉断面部材の継手に曲げ力が作用する場合に、上壁及び下壁の断面中心に近い側の縁部は、断面中心を通る曲げの中立軸に近くなり、これらの縁部に発生する応力はより小さくなる。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明では、二つの閉断面部材が、それぞれ継手が形成される側の端部に、閉断面部と、この閉断面部に隣接して閉断面部材の長手方向に沿って延びる凸部とが形成され、この凸部が、閉断面部の中心に向かって開放する断面形状を有し、一方の閉断面部材の凸部の内側に、他方の閉断面部材の閉断面部を長手方向に直交する方向から挿入して重ね合わせるとともに、他方の閉断面部材の凸部の内側に、一方の閉断面部材の閉断面部を長手方向に直交する方向から挿入して重ね合わせることにより二つの閉断面部材の断面全辺を接合するので、二つの閉断面部材の端部同士を長手方向に直交する方向に移動させて重ね合わせて接合することができるとともに、二つの閉断面部材の角部の稜線が接合部において双方とも切り欠かずに連続性を有するため、一方の閉断面部材から他方の閉断面部材への荷重伝達にロスがなく、接合部、即ち、継手の剛性、強度を確保することができ、例えば、接合部に切欠き部を有するものに比べて軽量化を図ることができる。
【００１６】
また、たとえば、二つの閉断面部材の端部同士を長手方向に嵌合させるときに中心軸を精度良く合わせる必要があるのに比べて、本発明では、二つの閉断面部材を長手方向に直交する方向から重ね合わせるため、二つの閉断面部材の位置合わせに高い精度を必要としないから、コスト低減及び生産性向上を図ることができる。
【００１７】
請求項２に係る発明では、凸部が、少なくとも一つの側壁と、この側壁の上端側から延びる上壁と、側壁の下端側から延びる下壁とを備え、上壁と下壁との長手方向に直交する方向の幅が継手の横幅の半分より短い寸法に設定されるので、継手に発生する応力をより小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る車体骨格部材の前部を示す斜視図（実施例１）である。
【図２】図１の２矢視図である。
【図３】本発明に係る骨格構成部材の継手構造を示す斜視図（実施例１）である。
【図４】図２に示した継手構造の断面図（実施例１）である。
【図５】本発明に係る骨格構成部材の継手構造の接合手段を示す斜視図（実施例１）である。
【図６】本発明に係る骨格構成部材の継手構造に発生する応力を示す作用図（実施例１）である。
【図７】本発明に係る骨格構成部材の継手構造（実施例２）を示す斜視図である。
【図８】本発明に係る骨格構成部材の継手構造（実施例３）を示す斜視図である。
【図９】本発明に係る骨格構成部材の継手構造（実施例４）を示す斜視図である。
【図１０】図９に示した継手構造の断面図（実施例４）である。
【図１１】従来の車体骨格部材の継手構造を示す第１斜視図である。
【図１２】従来の車体骨格部材の継手構造を示す第２斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、説明中の左、右、前、後は車両に乗車した運転者を基準にした向きを示している。また、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例１】
【００２０】
本発明の実施例１を説明する。図中の矢印（ＦＲＯＮＴ）は車両の前方を表している（以下同じ）。
図１に示すように、車両のフロントボディ１０は、左右のフロントピラー１１，１１（手前側の符号１１のみ示す。）間を連結するダッシュボードアッパ１２と、フロントピラー１１の中間部から前方に延びるフロントホイールハウスアッパメンバ１４と、フロントピラー１１の下部から前方に延びるフロントサイドフレーム１６と、これらのフロントホイールハウスアッパメンバ１４及びフロントサイドフレーム１６に取付けられたダンパハウジング１７と、フロントホイールハウスアッパメンバ１４の先端に上部が接合されるとともに側部がフロントサイドフレーム１６に連結されたフロントバルクヘッド１８とを備える。
【００２１】
フロントバルクヘッド１８は、中央部が車幅方向に延びるとともに左右端部が斜め後方に延びてフロントホイールハウスアッパメンバ１４の先端に接合されたフロントバルクヘッドアッパフレーム２１と、このフロントバルクヘッドアッパフレーム２１の中央部の下方に配置されるとともに車幅方向に延びるフロントロアクロスメンバ２２と、これらのフロントバルクヘッドアッパフレーム２１の中央部及びフロントロアクロスメンバ２２の端部同士をそれぞれ連結する左右一対のフロントバルクヘッドサイドフレーム２３，２４とからなり、左右のフロントバルクヘッドサイドフレーム２３，２４が左右のフロントサイドフレーム１６，１６（手前側の符号１６のみ示す。）に取付けられている。
【００２２】
図２に示すように、フロントホイールハウスアッパメンバ１４とバルクヘッドアッパフレーム２１とは、各端部が長手方向に直列に継手３５により接合される。
接合後は、フロントホイールハウスアッパメンバ１４側の４つの角部の稜線１４Ａ〜１４Ｄ（符号１４Ａ〜１４Ｃのみ示す。）と、バルクヘッドアッパフレーム２１側の４つの角部の稜線２１Ａ〜２１Ｄ（符号２１Ａ〜２１Ｃのみ示す。）とがそれぞれ連続している。即ち、稜線１４Ａと稜線２１Ａ、稜線１４Ｂと稜線２１Ｂ、稜線１４Ｃと稜線２１Ｃ、稜線１４Ｄと稜線２１Ｄとがそれぞれ連続している。
【００２３】
従って、フロントホイールハウスアッパメンバ１４及びバルクヘッドアッパフレーム２１からなる前部フレーム２６は、単一のフレームに対して強度・剛性の低下が抑えられ、必要な強度・剛性が確保される。
【００２４】
図３に示すように、フロントホイールハウスアッパメンバ１４は、鋼製の角パイプからなり、矩形断面に形成された閉断面部１４ｆと、この閉断面部１４ｆから一体に長手方向に突出する断面コ字状のコ字断面部１４ｇとを備える。
【００２５】
バルクヘッドアッパフレーム２１は、矩形断面に形成された基部閉断面部２１ｅと、この基部閉断面部２１ｅに一体に隣接するように矩形断面に近い形状に形成された閉断面部２１ｆと、この閉断面部２１ｆから一体に長手方向に突出する断面コ字状のコ字断面部２１ｇとを備える。
【００２６】
上記のフロントホイールハウスアッパメンバ１４及びバルクヘッドアッパフレーム２１の材質としては、鋼材、アルミニウム合金、マグネシウム合金、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）等が好適であり、また、製造方法としては、押し出し、ハイドロフォーム、ロールフォーム、プレス等が好適である。
【００２７】
閉断面部２１ｆは、断面を左右に分けたときに左右の断面の高さが異なるように形成された部分である。即ち、左断面部２１Ｌの高さは、右断面部２１Ｒの高さよりも小さい。なお、符号２１ｊ，２１ｋは左断面部２１Ｌと右断面部２１Ｒとの境となり、段差を吸収する上傾斜部及び下傾斜部である。
【００２８】
図４（ａ）は図２のａ−ａ線断面を示している。
フロントホイールハウスアッパメンバ１４の閉断面部１４ｆが、フロントバルクヘッドアッパフレーム２１のコ字断面部２１ｇ内に挿入されて重ね合わせられ、接合されている。符号３１はフロントホイールハウスアッパメンバ１４の閉断面部１４ｆの中心、３２は中心３１を通る水平線、３３は中心３１を通る鉛直線である。
【００２９】
コ字断面部２１ｇは、側壁２１ｍと、この側壁２１ｍの上端から水平に中心３１側に一体に延びる上壁２１ｎと、側壁２１ｍの下端から水平に中心３１側に一体に延びる下壁２１ｐとからなり、中心３１側に開放している。
【００３０】
図４（ｂ）は図２のｂ−ｂ線断面を示している。
フロントホイールハウスアッパメンバ１４のコ字断面部１４ｇとフロントバルクヘッドアッパフレーム２１のコ字断面部２１ｇとが、互いに中心３１側に開放している。
【００３１】
フロントホイールハウスアッパメンバ１４のコ字断面部１４ｇは、側壁１４ｍと、この側壁１４ｍの上端から水平に中３１心側に一体に延びる上壁１４ｎと、側壁１４ｍの下端から水平に中心３１側に一体に延びる下壁１４ｐとからなる。
【００３２】
前部フレーム２６の幅をＷ１、コ字断面部１４ｇの上壁１４ｎ及び下壁１４ｐの幅をＷ２、コ字断面部２１ｇの上壁２１ｎ及び下壁２１ｐの幅をＷ３とすると、幅Ｗ２は、幅Ｗ１の半分よりも小さく（Ｗ２＜０．５・Ｗ１）、幅Ｗ３は、幅Ｗ１の半分よりも小さい（Ｗ３＜０．５・Ｗ１）。
【００３３】
図４（ｃ）は図２のｃ−ｃ線断面を示している。
フロントバルクヘッドアッパフレーム２１の閉断面部２１ｆが、フロントホイールハウスアッパメンバ１４のコ字断面部１４ｇ内に挿入されて重ね合わせられ、接合されている。
【００３４】
フロントホイールハウスアッパメンバ１４のコ字断面部１４ｇ及び閉断面部１４ｆ（図４（ａ）参照）の高さをＨ１、フロントバルクヘッドアッパフレーム２１の閉断面部２１ｆにおける左断面部２１Ｌの高さをＨ２、右断面部２１Ｒの高さをＨ３とすると、高さＨ２は高さＨ１よりも小さく（Ｈ２＜Ｈ１）、高さＨ３は、高さＨ１よりも大きい（Ｈ３＞Ｈ１）。
【００３５】
以上の図４（ａ）〜（ｃ）に示したように、フロントホイールハウスアッパメンバ１４は、一端部に閉断面部１４ｆとコ字断面部１４ｇからなる継手形成部１４Ｓが設けられ、フロントバルクヘッドアッパフレーム２１は、一端部に閉断面部２１ｆ及びコ字断面部２１ｇからなる継手形成部２１Ｓが設けられ、これらの継手形成部１４Ｓと継手形成部２１Ｓとは、長手方向に直交する方向から挿入されて重ね合わせられる重ね継手３５を構成する部分であり、フロントホイールハウスアッパメンバ１４とフロントバルクヘッドアッパフレーム２１とは、重ね継手３５で接合されている。
【００３６】
図５（ａ）に示すように、フロントホイールハウスアッパメンバ１４とフロントバルクヘッドアッパフレーム２１との接合部である重ね継手３５は、閉断面部１４ｆ及びコ字断面部１４ｇと、閉断面部２１ｆ及びコ字断面部２１ｇとのそれぞれの縁部がすみ肉溶接により連続して接合されている。なお、符号３６は溶接部である。
適用される溶接の種類としては、アーク溶接、レーザー溶接、アーク溶接とレーザ溶接とを組み合わせたハイブリッド溶接が好適である。
【００３７】
図５（ｂ）に示す別実施例では、フロントホイールハウスアッパメンバ１４とフロントバルクヘッドアッパフレーム２１との締結部であるリベット継手３７は、閉断面部１４ｆ及びコ字断面部１４ｇと、閉断面部２１ｆ及びコ字断面部２１ｇとのそれぞれがブラインドリベット３８により締結されている。
【００３８】
以上に述べた重ね継手３５の作用を次に説明する。
図６（ａ）に示すように、前部フレーム２６に鉛直線３３回りの曲げモーメントが作用した場合（例えば、車両が側面衝突を受けた場合）、鉛直線３３は中立軸になり、例えば、コ字断面部１４ｇの側壁１４ｍには引張応力、コ字断面部２１ｇの側壁２１ｍには圧縮応力が発生する。
【００３９】
また、コ字断面部１４ｇの上壁１４ｎには引張応力、コ字断面部２１ｇの上壁２１ｎには圧縮応力、コ字断面部１４ｇの下壁１４ｐには引張応力、コ字断面部２１ｇの下壁２１ｐには圧縮応力が発生する。
【００４０】
このとき、上壁１４ｎ及び下壁１４ｐの各端面１４ｑ，１４ｒは鉛直線３３に接近しているため、これらの端面１４ｑ，１４ｒに発生する引張応力は極めて小さく、同様に、上壁２１ｎ及び下壁２１ｐの各端面２１ｑ，２１ｒは鉛直線３３に接近しているため、これらの端面２１ｑ，２１ｒに発生する圧縮応力は極めて小さく、コ字断面部１４ｇ，２１ｇを形成したことによる強度への影響はほとんど無い。
【００４１】
図６（ｂ）に示すように、前部フレーム２６に水平線３２回りの曲げモーメントが作用した場合（例えば、車両が正面衝突を受けた場合）、水平線３２は中立軸になり、例えば、コ字断面部１４ｇの上壁１４ｎ及びコ字断面部２１ｇの上壁２１ｎには圧縮応力が発生し、コ字断面部１４ｇの下壁１４ｐ及びコ字断面部２１ｇの下壁２１ｐには引張応力が発生する。
【００４２】
また、コ字断面部１４ｇの側壁１４ｍの上半分には圧縮応力、側壁１４ｍの下半分には引張応力が発生し、コ字断面部２１ｇの側壁２１ｍの上半分には圧縮応力、側壁２１ｍの下半分には引張応力が発生する。
【００４３】
このとき、上壁１４ｎ及び下壁１４ｐの幅Ｗ２（図４（ｂ）参照）、上壁２１ｎ及び下壁２１ｐの幅Ｗ３（図４（ｂ）参照）が十分に大きければ、発生する圧縮応力又は引張応力を分担できるので、コ字断面部１４ｇ，２１ｇに発生する応力を小さくすることができ、コ字断面部１４ｇ，２１ｇを形成したことによる強度への影響はほとんど無い。
【実施例２】
【００４４】
次に本発明の実施例２を説明する。
図７に示すように、第１閉断面部材４１と第２閉断面部材４２とからなるフレーム部材４３が重ね継手４５で接合される。
【００４５】
第１閉断面部材４１は、断面ハット形状にプレス成形された第１パネル４７及び第２パネル４８のフランジ４７ａとフランジ４８ａ、フランジ４７ｂとフランジ４８ｂがそれぞれ接合されて出来た部材であり、閉断面部４１ａと、この閉断面部４１ａから長手方向に延びる凸部としてのハット状断面部４１ｂとを備え、これらの閉断面部４１ａ及びハット状断面部４１ｂは、継手形成部４１ｃを構成する部分である。
【００４６】
第２閉断面部材４２は、閉断面部４２ａと、この閉断面部４２ａから一体に長手方向に延びるコ字断面部４２ｂとを備え、これらの閉断面部４２ａ及びコ字断面部４２ｂは、継手形成部４２ｃを構成する部分である。
【００４７】
第１閉断面部材４１の閉断面部４１ａは、第２閉断面部材４２のコ字断面部４２ｂ内に挿入されて重ね合わされ、第２閉断面部材４２の閉断面部４２ａは、第１閉断面部材４１のハット状断面部４１ｂ内に挿入されて重ね合わせられ、溶接にて接合される。
【実施例３】
【００４８】
次に本発明の実施例３を説明する。
図８に示すように、第１閉断面部材５１と第２閉断面部材５２とからなるフレーム部材５３が重ね継手５５で接合される。
【００４９】
第１閉断面部材５１は、断面ハット形状にプレス成形された第１パネル５７及び第２パネル５８のフランジ５７ａとフランジ５８ａ、フランジ５７ｂとフランジ５８ｂがそれぞれ接合されて出来た部材である。
【００５０】
第１パネル５７は、閉断面半体５７ｄと、この閉断面半体５７ｄから一体に長手方向に延びるコ字断面半体５７ｅとを備え、第２パネル５８は、閉断面半体５８ｄと、この閉断面半体５８ｄから一体に長手方向に延びるコ字断面半体５８ｅ（不図示）とを備える。
【００５１】
上記の閉断面半体５７ｄと閉断面半体５８ｄとは、閉断面部５１ａを形成する部分であり、コ字断面半体５７ｅとコ字断面半体５８ｅとは、コ字断面部５１ｂを形成する部分であり、これらの閉断面部５１ａ及びコ字断面部５１ｂは、継手形成部５１ｃを構成する部分である。
【００５２】
第２閉断面部材５２は、閉断面部５２ａと、この閉断面部５２ａから一体に長手方向に延びるコ字断面部５２ｂとを備え、これらの閉断面部５２ａ及びコ字断面部５２ｂは、継手形成部５２ｃを構成する部分である。なお、符号５２ｅはコ字断面部５２ｂの側壁５２ｍの中央に形成されたスリットであり、第１閉断面部材５１のフランジ５７ｂ，５８ｂとを避ける部分である。
【００５３】
第１閉断面部材５１の閉断面部５１ａは、第２閉断面部材５２のコ字断面部５２ｂ内に挿入されて重ね合わされ、第２閉断面部材５２の閉断面部５２ａは、第１閉断面部材５１のコ字断面部５１ｂ内に挿入されて重ね合わせられ、溶接にて接合される。
【実施例４】
【００５４】
次に本発明の実施例４を説明する。
図９に示すように、第１閉断面部材６１と第２閉断面部材６２とからなるフレーム部材６３が重ね継手６５で接合される。
【００５５】
第１閉断面部材６１は、八角形断面に形成された閉断面部６１ｆと、この閉断面部６１ｆから一体に長手方向に突出する突出部６１ｇとを備える。
【００５６】
第２閉断面部材６２は、八角形断面に形成された基部閉断面部６２ｅと、この基部閉断面部６２ｅに一体に隣接するように八角形断面に近い形状に形成された閉断面部６２ｆと、この閉断面部６２ｆから一体に長手方向に突出する突出部６２ｇとを備える。
【００５７】
図１０（ａ）は図９に示した第１閉断面部材６１と第２閉断面部材６２とが接合した状態でのａ−ａ線断面を示している。
第１閉断面部材６１の閉断面部６１ｆが、第２閉断面部材６２の突出部６２ｇ内に挿入されて重ね合わせられ、接合されている。符号６７は第１閉断面部材６１の閉断面部６１ｆの中心、６８は中心６７を通る水平線、６９は中心６７を通る鉛直線である。
【００５８】
突出部６２ｇは、側壁６２ｊと、この側壁６２ｊの上縁から斜め上方に延びる上傾斜壁６２ｋと、この上傾斜壁６２ｋの縁部から水平に中心６７側に延びる上壁６２ｍと、側壁６２ｊの下縁から斜め下方に延びる下傾斜壁６２ｎと、この下傾斜壁６２ｎの縁部から水平に中心６７側に延びる下壁６２ｐとからなり、中心６７側に開放している。
【００５９】
図１０（ｂ）は図９に示した第１閉断面部材６１と第２閉断面部材６２とが接合した状態でのｂ−ｂ線断面を示している。
第１閉断面部材６１の突出部６１ｇと第２閉断面部材６２の突出部６２ｇとが、互いに中心６７側に開放している。
【００６０】
第１閉断面部材６１の突出部６１ｇは、側壁６１ｊと、この側壁６１ｊの上縁から斜め上方に延びる上傾斜壁６１ｋと、この上傾斜壁６１ｋの縁部から水平に中心６７側に延びる上壁６１ｍと、側壁６１ｊの下縁から斜め下方に延びる下傾斜壁６１ｎと、この下傾斜壁６１ｎの縁部から水平に中心６７側に延びる下壁６１ｐとからなり、中心６７側に開放している。
【００６１】
フレーム６３の幅をＷ５、突出部６１ｇの上傾斜壁６１ｋと上壁６１ｍ（及び下傾斜壁６１ｎと下壁６１ｐ）の幅をＷ６、突出部６２ｇの上傾斜壁６２ｋと上壁６２ｍ（及び下傾斜壁６２ｎと下壁６２ｐ）の幅をＷ７とすると、幅Ｗ６は、幅Ｗ５の半分よりも小さく（Ｗ６＜０．５・Ｗ５）、幅Ｗ７は、幅Ｗ５の半分よりも小さい（Ｗ７＜０．５・Ｗ５）。
【００６２】
図１０（ｃ）は図９に示した第１閉断面部材６１と第２閉断面部材６２とが接合した状態でのｃ−ｃ線断面を示している。
第２閉断面部材６２の閉断面部６２ｆが、第１閉断面部材６１の突出部６１ｇ内に挿入されて重ね合わせられ、接合されている。
【００６３】
第１閉断面部材６１の突出部６１ｇの高さをＨ５、第２閉断面部材６２の閉断面部６２ｆにおける左断面部６２Ｌの高さをＨ６、右断面部６２Ｒの高さをＨ７とすると、高さＨ６は高さＨ５よりも小さく（Ｈ６＜Ｈ５）、高さＨ７は、高さＨ５よりも大きい（Ｈ７＞Ｈ５）。
【００６４】
以上の図１０（ａ）〜（ｃ）に示したように、第１閉断面部材６１は、一端部に閉断面部６１ｆと突出部６１ｇからなる継手形成部６１Ｓが設けられ、第２閉断面部材６２は、一端部に閉断面部６２ｆ及び突出部６２ｇからなる継手形成部６２Ｓが設けられ、これらの継手形成部６１Ｓと継手形成部６２Ｓとは、長手方向に直交する方向から挿入されて重ね合わせられる重ね継手７１を構成する部分であり、第１閉断面部材６１と第２閉断面部材６２とは、重ね継手７１で接合されている。
【００６５】
上記の図２、図３、図４に示したように、多角形状断面を有する二つの閉断面部材としてのフロントホイールハウスアッパメンバ１４とフロントバルクヘッドアッパフレーム２１とを直列に接合する車体骨格部材としての前部フレーム２６の継手構造において、フロントホイールハウスアッパメンバ１４及びフロントバルクヘッドアッパフレーム２１が、それぞれ継手としての重ね継手３５が形成される側の端部に、閉断面部１４ｆ，２１ｆと、この閉断面部１４ｆ，２１ｆに隣接してフロントホイールハウスアッパメンバ１４及びフロントバルクヘッドアッパフレーム２１の長手方向に沿って延びる凸部としてのコ字断面部１４ｇ，２１ｇとが形成され、このコ字断面部１４ｇ，２１ｇが、閉断面部１４ｆの中心３１に向かって開放する断面形状を有し、一方のフロントホイールハウスアッパメンバ１４のコ字断面部１４ｇの内側に、他方のフロントバルクヘッドアッパフレーム２１の閉断面部２１ｆを長手方向に直交する方向から挿入して重ね合わせるとともに、他方のフロントバルクヘッドアッパフレーム２１のコ字断面部２１ｇの内側に、一方のフロントホイールハウスアッパメンバ１４の閉断面部１４ｆを長手方向に直交する方向から挿入して重ね合わせることによりフロントホイールハウスアッパメンバ１４及びフロントバルクヘッドアッパフレーム２１の断面全辺を接合するので、フロントホイールハウスアッパメンバ１４及びフロントバルクヘッドアッパフレーム２１の端部同士を長手方向に直交する方向に移動させて重ね合わせて接合することができるとともに、フロントホイールハウスアッパメンバ１４及びフロントバルクヘッドアッパフレーム２１の角部の稜線１４Ａ〜１４Ｄと稜線２１Ａ〜２１Ｄとがそれぞれ接合部において双方とも切り欠かずに連続性を有するため、フロントバルクヘッドアッパフレーム２からフロントホイールハウスアッパメンバ１４への荷重伝達にロスがなく、接合部、即ち、重ね継手３５の剛性、強度を確保することができ、例えば、接合部に切欠き部を有するものに比べて軽量化を図ることができる。
【００６６】
また、たとえば、フロントホイールハウスアッパメンバ１４及びフロントバルクヘッドアッパフレーム２１の端部同士を長手方向に嵌合させるときに中心軸を精度良く合わせる必要があるのに比べて、本発明では、フロントホイールハウスアッパメンバ１４及びフロントバルクヘッドアッパフレーム２１を長手方向に直交する方向から重ね合わせるため、フロントホイールハウスアッパメンバ１４とフロントバルクヘッドアッパフレーム２１との位置合わせに高い精度を必要としないから、コスト低減及び生産性向上を図ることができる。
【００６７】
また、コ字断面部１４ｇ，２１ｇが、少なくとも一つの側壁１４ｍ，２１ｍと、この側壁１４ｍ，２１ｍの上端側から延びる上壁１４ｎ，２１ｎと、側壁１４ｍ，２１ｍの下端側から延びる下壁１４ｐ，２１ｐとを備え、上壁１４ｎ及び下壁１４ｐと上壁２１ｎ及び下壁２１ｐとの長手方向に直交する方向の幅Ｗ２，Ｗ３が重ね継手３５の横幅Ｗ１の半分より短い寸法に設定されるので、重ね継手３５に発生する応力をより小さくすることができる。
【００６８】
尚、本実施形態では、図５（ａ），（ｂ）に示したように、溶接による接合やブラインドリベットによる締結を示したが、これに限らず、接着による接合や、これらの溶接、リベット締結、接着のいずれかを併用した接合あるいは締結を適用してもよい。
【００６９】
また、図９に示したように、第１閉断面部材６１の閉断面部６１ｆ及び第２閉断面部材６２の閉断面部６２ｆを断面八角形としたが、これに限らず、断面を、六角形や他の多角形としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明の車体骨格部材の継手構造は、自動車に好適である。
【符号の説明】
【００７１】
１４，２１…閉断面部材（フロントホイールハウスアッパメンバ、フロントバルクヘッドアッパフレーム）、１４ｆ，２１ｆ，４１ａ，４２ａ，５１ａ，５２ａ，６１ｆ，６２ｆ…閉断面部、１４ｇ，２１ｇ，４２ｂ，５１ｂ，５２ｂ…凸部（コ字断面部）、１４ｍ，２１ｍ，６１ｊ，６２ｊ…側壁、１４ｎ，２１ｎ，６１ｍ，６２ｍ…上壁、１４ｐ，２１ｐ，６１ｐ，６２ｐ…下壁、２６…車体骨格部材（前部フレーム）、３１，６７…閉断面部の中心、３５，４５，５５，６５，７１…継手（重ね継手）、４１，５１，６１…閉断面部材（第１閉断面部材）、４１ｂ…凸部（ハット状断面部）、４２，５２，６２…閉断面部材（第２閉断面部材）、６１ｇ，６２ｇ…凸部（突出部）、Ｗ１，Ｗ５…横幅、Ｗ２，Ｗ３，Ｗ６，Ｗ７…幅。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多角形状断面を有する二つの閉断面部材を直列に接合する車体骨格部材の継手構造において、
前記二つの閉断面部材は、それぞれ継手が形成される側の端部に、閉断面部と、この閉断面部に隣接して閉断面部材の長手方向に沿って延びる凸部とが形成され、この凸部は、前記閉断面部の中心に向かって開放する断面形状を有し、一方の閉断面部材の凸部の内側に、他方の閉断面部材の閉断面部を長手方向に直交する方向から挿入して重ね合わせるとともに、他方の閉断面部材の凸部の内側に、一方の閉断面部材の閉断面部を長手方向に直交する方向から挿入して重ね合わせることにより前記二つの閉断面部材の断面全辺を接合することを特徴とする車体骨格部材の継手構造。
【請求項２】
前記凸部は、少なくとも一つの側壁と、この側壁の上端側から延びる上壁と、側壁の下端側から延びる下壁とを備え、上壁と下壁との長手方向に直交する方向の幅が前記継手の横幅の半分より短い寸法に設定されることを特徴とする請求項１記載の車体骨格部材の継手構造。
【請求項１】
多角形状断面を有する二つの閉断面部材を直列に接合する車体骨格部材の継手構造において、
前記二つの閉断面部材は、それぞれ継手が形成される側の端部に、閉断面部と、この閉断面部に隣接して閉断面部材の長手方向に沿って延びる凸部とが形成され、この凸部は、前記閉断面部の中心に向かって開放する断面形状を有し、一方の閉断面部材の凸部の内側に、他方の閉断面部材の閉断面部を長手方向に直交する方向から挿入して重ね合わせるとともに、他方の閉断面部材の凸部の内側に、一方の閉断面部材の閉断面部を長手方向に直交する方向から挿入して重ね合わせることにより前記二つの閉断面部材の断面全辺を接合することを特徴とする車体骨格部材の継手構造。
【請求項２】
前記凸部は、少なくとも一つの側壁と、この側壁の上端側から延びる上壁と、側壁の下端側から延びる下壁とを備え、上壁と下壁との長手方向に直交する方向の幅が前記継手の横幅の半分より短い寸法に設定されることを特徴とする請求項１記載の車体骨格部材の継手構造。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２１５１２５（Ｐ２０１０−２１５１２５Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６４９２５（Ｐ２００９−６４９２５）
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１７日（２００９．３．１７）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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