JP2010202007A

JP2010202007A - 車体骨格構造

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Publication number: JP2010202007A
Application number: JP2009048359A
Authority: JP
Inventors: Taku Takayanagi; 卓高柳
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-03-02
Filing date: 2009-03-02
Publication date: 2010-09-16
Anticipated expiration: 2029-03-02
Also published as: US20110272972A1; WO2010100805A1; JP5180877B2

Abstract

【課題】フロントサイドフレームからトンネルフレームへの荷重伝達効率を向上させた車体骨格構造を提供する。
【解決手段】車体骨格構造１１は、左のフレーム５４が第１フレーム（ダッシュクロスメンバ４７）の端部５７に第２フレーム（トンネルフレーム５１）の端部５８を接合したもので、閉断面の形状を略矩形とし、第１フレーム（ダッシュクロスメンバ４７）は、一側の端６１にＬ字状に連なり延長された第１延長部６４が、第２フレーム（トンネルフレーム５１）の端部５８の外面に重ねられて接合され、第２フレーム（トンネルフレーム５１）は、端部５８の他側の端６７にＬ字状に連なり延長された第２延長部７１が第１フレーム（ダッシュクロスメンバ４７）の他側のＬ字状の端６２の外面に重ねられて接合されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両正面に入力された荷重を分散させる車体骨格構造に関するものである。

車体骨格構造には、運転席と助手席の間に突出しているセンタトンネルに補強部材を取付けたものがある。例えば、フロントサスペンションを支持する左右のサイドフレームのフロント部同士を後方で連結するダッシュクロスメンバに、前端を車幅方向に所定間隔をあけて分割した２つの連結フレーム部として連結している（例えば、特許文献１（図１、図８）参照）。

しかし、従来技術（特許文献１）では、ダッシュクロスメンバの側壁を車両後方へ向け、この側壁に、センタトンネルに沿う連結フレーム部の端を接続しているので、左右のサイドフレームに入力された荷重をダッシュクロスメンバから連結フレーム部に伝達し難く、荷重伝達効率が悪いという問題がある。
また、連結フレーム部など閉断面で比較的長い２つの部材の端同士を接合する場合、端同士を組合せるとき、段差が発生しないように位置決めする必要があり、溶接前の組合せ作業に時間がかかる。
さらに、連結フレーム部など閉断面に形成した部材の端同士を溶接部で接合する場合、突き合わせの開先を均一に形成し難く、全周の溶接長に対して溶接長が短くなるおそれがある。

特開平１０−２６４８４６号公報

本発明は、閉断面に形成した第１フレームに第２フレームを組合せる作業は容易で、閉断面のほぼ全周を接合することができ、フロントサイドフレームからトンネルフレームへの荷重伝達効率を向上させた車体骨格構造を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、フレームが第１フレームの端部に第２フレームの端部を接合したもので、閉断面の形状を略矩形とした車体骨格構造であって、第１フレームは、断面視で一側のＬ字状の端と他側のＬ字状の端とを有しているとともに、一側の端にＬ字状に連なり延長された第１延長部が、第２フレームの端部のうち断面視で一側のＬ字状の端の外面に重ねられて接合され、第２フレームは、端部の他側の端にＬ字状に連なり延長された第２延長部が第１フレームの他側のＬ字状の端の外面に重ねられて接合されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、フレームは、車体の床をなすアンダボデーに配置され、第１フレームは、アンダボデーに連続するフロントボデーの左右のフロントサイドフレームに連なるダッシュクロスメンバであり、第２フレームは、アンダボデーのセンタトンネルに設けられたトンネルフレームであることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、第１フレームは、第１部材と第２部材の両端のフランジ同士を接合させることで略矩形の閉断面形状とし、車体の床をなすアンダボデーの前部に立設され隔壁に含まれるダッシュボードロアパネルに両端のフランジを重ねて接合していることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、第１フレームのＬ字状をなす他側の角及び第２フレームのＬ字状をなす一側の角はテーパ状に形成されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、第１フレームは、断面視で一側のＬ字状の端と他側のＬ字状の端とを有しているとともに、一側の端にＬ字状に連なり延長された第１延長部が、第２フレームの端部のうち断面視で一側のＬ字状の端の外面に重ねられて接合され、第２フレームは、端部の他側の端にＬ字状に連なり延長された第２延長部が第１フレームの他側のＬ字状の端の外面に重ねられて接合されているので、第１フレームに第２フレームを組合せる場合、上下に嵌めるが、例えば、第２フレームを下方の第１フレームに向かって上から下に下降させると、第１延長部に重ね、同時に第２延長部を第１フレームに重ねることができ、第１フレームに第２フレームを組合せる作業は容易になる。
なお、第２フレームを下降させた後、左右に微調節させながら組合せてもよく、同様に効果を発揮する。

また、組合せた後、第１延長部、第２延長部を溶接やリベットなどの接合手段で接合することができる。つまり、閉断面のほぼ全周を接合することができる。

請求項２に係る発明では、フレームは、車体の床をなすアンダボデーに配置され、第１フレームは、アンダボデーに連続するフロントボデーの左右のフロントサイドフレームに連なるダッシュクロスメンバであり、第２フレームは、アンダボデーのセンタトンネルに設けられたトンネルフレームなので、ダッシュクロスメンバはアンダボデーの前部に連なり隔壁をなしているダッシュボードパネルを貫通してフロントボデーのエンジンルーム側へ連続する。従って、フロントサイドフレームからトンネルフレームへの荷重伝達効率を向上させることができる。

請求項３に係る発明では、第１フレームは、第１部材と第２部材の両端のフランジ同士を接合させることで略矩形の閉断面形状とし、車体の床をなすアンダボデーの前部に立設され隔壁に含まれるダッシュボードロアパネルに両端のフランジを重ねて接合しているので、フロントボデーに荷重が入力された場合、第１部材と第２部材は、フロントボデーのフロントサイドフレームから直接入力された荷重を直接ダッシュボードロアパネルから隔壁をなすダッシュボードパネル全体に分散させることができる。

請求項４に係る発明では、第１フレームのＬ字状をなす他側の角及び第２フレームのＬ字状をなす一側の角はテーパ状に形成されているので、第１フレームに第２フレームを組合せる場合、第２フレームを下方の第１フレームに向かって上から下に下降させて、第１延長部、第２延長部を重ねて接触させるが、その際に、第１延長部、第２延長部がテーパ状の部位によって案内され、干渉せず、第１フレームに第２フレームを組合せる作業はより容易になる。

本発明の実施例に係る車体骨格構造を採用した車体の斜視図である。本発明の実施例に係る車体骨格構造を採用した車体の底面図である。図１の３部詳細図である。図３の４−４線断面図である。本発明の実施例に係る車体骨格構造の詳細図である。実施例に係る車体骨格構造のフレームの斜視図である。図６の７矢視図である。図７の８矢視図である。図７の９矢視図である。図９の１０−１０線断面図である。図９の１１−１１線断面図である。実施例に係る車体骨格構造のフレームの製造要領を説明する第１要領説明図兼第１作用説明図である。実施例に係る車体骨格構造のフレームの製造要領を説明する第２要領説明図兼第２作用説明図である。実施例に係る車体骨格構造の車両正面に入力された荷重を分散させる機構を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について、実施例で詳細に説明する。

実施例に係る車体骨格構造１１は、図１に示す車両１２に採用され、車体１３の床をなすアンダボデー１４からアンダボデー１４の前に連なるフロントボデー１５に達し、フロントボデー１５に入力された荷重を車体１３のアンダボデー１４に分散させる。以降で具体的に説明していく。

車体１３は、車室１７の床を含むアンダボデー１４と、フロントボデー１５と、サイドボデー２１と、を備える。
フロントボデー１５は、図１、図２に示しているように、左右に配置されたフロントサイドフレーム２３、２４と、フロントサイドフレーム２３、２４の前端に取付けられたバンパビーム２５と、フロントサイドフレーム２３、２４に連なり上方へ設けられてサイドボデー２１に連続するアッパフレーム２６と、を備える。

アンダボデー１４は、図１〜図３に示すように、フロントサイドフレーム２３、２４に連なるフロントフロアフレーム２７、２８と、フロントサイドフレーム２３、２４に連なるサイドシル３１、３２と、サイドシル３１、３２間に設けられたフロアパネル３３と、フロアパネル３３の車幅方向の中央に車室１７の内方へ向け突出させたセンタトンネル３５と、センタトンネル３５とサイドシル３１、３２の間に設けられたフロアクロスメンバ３６と、フロントボデー１５との隔壁をなすダッシュボードパネル３７と、ダッシュボードパネル３７の下部をなすダッシュボードロアパネル３８に連なりセンタトンネル３５の前部の上方に配置されているトンネル前部補強部材４１と、を備える。

アンダボデー１４はまた、左右のフロントサイドフレーム２３、２４間に固定しているダッシュクロスメンバ機構４３と、トンネルフレーム機構４４と、これらを含む車体骨格構造１１を備える。

ダッシュクロスメンバ機構４３は、図１、図３、図５に示しているように、左右のフロントサイドフレーム２３、２４の近傍がフロントボデー１５のエンジンルーム４６に向いているダッシュボードロアパネル３８の面に取付けられ、中央でダッシュボードパネル３７を貫通して車室１７に達してトンネルフレーム機構４４に接続している。

なお、ダッシュクロスメンバ機構４３は左右のダッシュクロスメンバ４７、４８を有し、トンネルフレーム機構４４は左右のトンネルフレーム５１、５２を有し、左のダッシュクロスメンバ４７に左のトンネルフレーム５１を接合したものが左のフレーム５４（図５）で、右のダッシュクロスメンバ４８に右のトンネルフレーム５２を接合したものが右のフレーム５５（図５）であり、車体骨格構造１１に含まれる。

車体骨格構造１１は、図３〜図６に示したように、左のフレーム５４が第１フレーム（ダッシュクロスメンバ４７）の端部５７に第２フレーム（トンネルフレーム５１）の端部５８を接合したもので、図１０に示す第１フレーム（ダッシュクロスメンバ４７）の閉断面の形状を略矩形とし、図１１に示す第２フレーム（トンネルフレーム５１）の、閉断面の形状を略矩形としている。
なお、右のフレーム５５は、ここでは、センタトンネル３５の中心を基準に左のフレーム５４とほぼ対象であり、適宜同一符号を付す。

第１フレーム（ダッシュクロスメンバ４７）は、図６〜図１１に示したように、断面視（図１０、図１３の視点）で一側のＬ字状の端６１と他側のＬ字状の端６２とを有しているとともに、一側の端６１にＬ字状に連なり延長された第１延長部６４が、第２フレーム（トンネルフレーム５１）の端部５８のうち断面視（図１０、図１３の視点）で一側のＬ字状の端６６の外面に重ねられて接合されている。

第２フレーム（トンネルフレーム５１）は、端部５８の他側の端６７にＬ字状に連なり延長された第２延長部７１が第１フレーム（ダッシュクロスメンバ４７）の他側のＬ字状の端６２の外面に重ねられて接合されている。

フレーム５４、５５は、図５に示すように、車体１３の床をなすアンダボデー１４に配置され、第１フレームは、アンダボデー１４に連続するフロントボデー１５の左のフロントサイドフレーム２３に連なるダッシュクロスメンバ４７であり、右のフロントサイドフレーム２４に連なるダッシュクロスメンバ４８であり、第２フレームは、アンダボデー１４のセンタトンネル３５が備える天部７３の左に設けられたトンネルフレーム５１であり、センタトンネル３５の天部７３の右に設けられたトンネルフレーム５２である。

ダッシュクロスメンバ４７は、トンネルフレーム５１に図７〜図９の溶接によって施された第１溶接ビード８１、第２溶接ビード８２、第３溶接ビード８３、第４溶接ビード８４によって結合している。

第１フレーム（ダッシュクロスメンバ４７）は、図４〜図６、図１０に示した、第１部材８６と第２部材８７の両端のフランジ（第１・２フランジ９１、９２、第３・４フランジ９３、９４）同士を接合させることで略矩形の閉断面形状とし、図３〜図５の車体１３の床をなすアンダボデー１４の前部に立設され隔壁（ダッシュボードパネル３７）に含まれるダッシュボードロアパネル３８に両端のフランジ（第１・２フランジ９１、９２、第３・４フランジ９３、９４）を重ねて接合している。

なお、ダッシュボードロアパネル３８の開口端部９７には第１フランジ９１を接合している。
第２フランジ９２は、図８、図１０、図１１に示される第１延長部６４に含まれる縁をトンネルフレーム５１に第３溶接ビード８３で接合されている。

第１フレーム（ダッシュクロスメンバ４７）のＬ字状をなす他側の角９８（図１０）及び第２フレーム（トンネルフレーム５１）のＬ字状をなす一側の角１０１（図１１）はテーパ状に形成されている。

次に、左ダッシュクロスメンバ４７及び左トンネルフレーム５１を説明する。
ダッシュクロスメンバ機構４３は、図２、図６に示す左のフロントサイドフレーム２３の後部に一端を接合し、右のフロントサイドフレーム２４の後部に他端を接合したものである。そして、図４〜図６に示す左のフロントサイドフレーム２３に直接接合している左ダッシュクロスメンバ４７と、右のフロントサイドフレーム２４に直接接合している右ダッシュクロスメンバ４８と、左ダッシュクロスメンバ４７と右ダッシュクロスメンバ４８の間に設けられた中央ダッシュクロスメンバ１０３と、からなる。

左ダッシュクロスメンバ（第１フレーム）４７は、平面視（図７の視点）で、図５、図６のフロントサイドフレーム２３からセンタトンネル３５の天部７３までアール（Ｒ）状に延びたもので、フロントサイドフレーム２３から交差して延びる三角形状のクロスメンバ部１０５が形成され、クロスメンバ部１０５に連なり天部７３に達する連結部１０６が形成されている。また、既に説明した閉断面を形成し、閉断面の形状を第１部材８６と第２部材８７で略矩形に形成している。

なお、右ダッシュクロスメンバ（第１フレーム）４８は左ダッシュクロスメンバ４７と同様であり、適宜同一符号を記載する。

第１部材８６は、図１０に示す断面コ字状で、角をテーパ状に形成したテーパ内側部１０８を有し、例えば、アルミニウム合金製の板材を塑性加工したものである。
第２部材８７は、図１０に示す、角９８をテーパ状に形成したテーパ外ガイド部１１１を有し、例えば、アルミニウム合金製の板材を塑性加工したものである。

トンネルフレーム機構４４は、図６の左トンネルフレーム（第２フレーム）５１と、右トンネルフレーム（第２フレーム）５２と、これらの左・右トンネルフレーム５１、５２を結合している板部１１２と、を備え、センタトンネル３５の天部７３に載って接合され、センタトンネル３５の長さとほぼ同じ長さである。

左トンネルフレーム（第２フレーム）５１は、図１１、図１２に示しているように、前述の閉断面を押出し成形で形成し、閉断面の形状を略矩形に形成したもので、テーパ状に形成したテーパ外側部１１４、テーパ状に形成したテーパ内ガイド部１１５を有し、例えば、アルミニウム合金を押し出すことで成形された押出材である。

次に、本発明の実施例に係る車体骨格構造１１のフレームの製造要領（工程）を簡単に図１２、図１３で説明する。図１３（ａ）は図１１に対応し、図１３（ｂ）は図１０に対応している。なお、工程は一例であり、適宜工程を入れ替えてもよい。

まず、左ダッシュクロスメンバ（第１フレーム）４７に左トンネルフレーム（第２フレーム）５１を組合せ、右ダッシュクロスメンバ４８に右トンネルフレーム５２を組合せる。すなわち、組合せ治具（図に示していない）に左・右ダッシュクロスメンバ４７、４８を拘束し、上から左・右トンネルフレーム５１、５２を矢印ａ１のように嵌め込みつつ水平方向（左右）に移動させながら、第１延長部６４、第２延長部７１にそれぞれの端部５７、５８を重ねる。

その際、第１延長部６４を左・右トンネルフレーム５１、５２に設けているテーパ状のテーパ内ガイド部１１５が案内するので、第１延長部６４と左・右トンネルフレーム５１、５２の干渉を防止し、第２延長部７１を左・右ダッシュクロスメンバ４７、４８に設けているテーパ状のテーパ外ガイド部１１１が案内するので、第２延長部７１と左・右ダッシュクロスメンバ４７、４８の干渉を防止している。

続けて、左・右トンネルフレーム５１、５２を組合せ治具に拘束する。その次に、既に説明した溶接（すみ肉溶接）を施す。なお、左・右トンネルフレーム５１、５２に板部１１２を溶接で取付けてもよい。
最後に、溶接した部位を徐冷し、常温まで降温したら、組合せ治具の拘束を解除し、取り外す。

次に、本発明の実施例に係る車体骨格構造１１の作用を説明する。
このように、車体骨格構造１１では、左・右ダッシュクロスメンバ４７、４８に左・右トンネルフレーム５１、５２を上下又は左右にセットすると、組合せは完了し、ほぼ全周を溶接で接合することができる。
つまり、車体骨格構造１１の強度向上を図っても、車体骨格構造１１の製造は容易である。

車体骨格構造１１の荷重を分散する機構を図５、図６、図１４で説明する。図１４は図２に対応する図である。
車体骨格構造１１では、車両１２正面に他車や障害物によって荷重が矢印ａ４のように入力されると、左・右のフロントサイドフレーム２３、２４に伝わった荷重を左・右ダッシュクロスメンバ４７、４８によって矢印ａ５のように左・右トンネルフレーム５１、５２に伝えることができる。

つまり、車体骨格構造１１は、フロントサイドフレーム２３、２４からトンネルフレーム５１、５２まで閉断面を連続して形成しているので、荷重の伝達方向に閉断面を連続させることができ、荷重の分散効率（バラツキの縮小）を高めることができる。

なお、トンネルフレーム５１、５２は、伝達された荷重をセンタトンネル３５を介してフロアクロスメンバ３６に分散する。

尚、本発明の車体骨格構造は、実施の形態ではダッシュクロスメンバの端部とトンネルフレームの端部の接合に採用されているが、ダッシュクロスメンバ、トンネルフレーム以外にも採用してもよい。

本発明の車体骨格構造は、フロントサイドフレームから車幅方向の中央（センタトンネル）に荷重を伝達する車両に好適である。

１１…車体骨格構造、１３…車体、１４…アンダボデー、１５…フロントボデー、２３…左のフロントサイドフレーム、２４…右のフロントサイドフレーム、３５…センタトンネル、３７…隔壁（ダッシュボードパネル）、３８…ダッシュボードロアパネル、４７…第１フレーム（ダッシュクロスメンバ）、４８…第１フレーム（ダッシュクロスメンバ）、５１…第２フレーム（左のトンネルフレーム）、５２…第２フレーム（右のトンネルフレーム）、５４…左のフレーム、５５…右のフレーム、５７…第１フレームの端部、５８…第２フレームの端部、６１…第１フレームの一側のＬ字状の端、６２…第１フレームの他側のＬ字状の端、６４…第１延長部、６６…第２フレームの一側のＬ字状の端、６７…第２フレーム他側の端、７１…第２延長部、８６…第１部材、８７…第２部材、９１…第１フランジ、９２…第２フランジ、９３…第３フランジ、９４…第４フランジ、９８…第１フレームの他側の角、１０１…第２フレームの一側の角。

Claims

フレームが第１フレームの端部に第２フレームの端部を接合したもので、閉断面の形状を略矩形とした車体骨格構造であって、
前記第１フレームは、断面視で一側のＬ字状の端と他側のＬ字状の端とを有しているとともに、前記一側の端にＬ字状に連なり延長された第１延長部が、前記第２フレームの前記端部のうち断面視で一側のＬ字状の端の外面に重ねられて接合され、
前記第２フレームは、前記端部の他側の端にＬ字状に連なり延長された第２延長部が前記第１フレームの前記他側のＬ字状の端の外面に重ねられて接合されていることを特徴とする車体骨格構造。
前記フレームは、車体の床をなすアンダボデーに配置され、
前記第１フレームは、前記アンダボデーに連続するフロントボデーの左右のフロントサイドフレームに連なるダッシュクロスメンバであり、
前記第２フレームは、アンダボデーのセンタトンネルに設けられたトンネルフレームであることを特徴とする請求項１記載の車体骨格構造。
前記第１フレームは、第１部材と第２部材の両端のフランジ同士を接合させることで前記略矩形の前記閉断面形状とし、車体の床をなすアンダボデーの前部に立設され隔壁に含まれるダッシュボードロアパネルに前記両端のフランジを重ねて接合していることを特徴とする請求項１記載の車体骨格構造。
前記第１フレームの前記Ｌ字状をなす他側の角及び前記第２フレームの前記Ｌ字状をなす一側の角はテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の車体骨格構造。