JP3498614B2 - 車両の車体構造 - Google Patents
車両の車体構造Info
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Description
係り、特に、チューブハイドロフォーミング法等により
形成された構造体を用いた車両の車体構造に関する。
グ法を用いて、素管に高圧のオイル等の流体を供給し所
定の形状に変形させて中空成形体を形成することが知ら
れている。特開平8-337182号公報には、ハイドロリック
式の拡大(チューブハイドロフォーミング法)により中
空成形体を形成し、乗り物の上部構造物のビームを、そ
のビームの全長の一部分にわたって互いに結合された2
つの中空成形体により形成するようにしたものが開示さ
れている。また、特開平9-150752号公報には、アルミニ
ウム合金製丸パイプを素材にし、これを曲げてフープ
(環状部材)とし、このフープをブロー成形法(チュー
ブハイドロフォーミング法)にてドア枠などの枠体と
し、これらの枠体を溶接して車体フレームとしたものが
開示されている。これら以外にも、同様な技術が、特開
平10-95364号公報、特開平10-95365号公報、特開平9-30
345 号公報、特開平10-138950 公報及び特開平8-192238
公報に開示されている。
ーミング法においては、均一に素管をその内部から加圧
できるため、プレス成形される従来のものより、引張り
強さが大きな材料(例えば、超高張力鋼)を使用するこ
とが出来る。この結果、耐力が大きくなるため強度が増
大し、これにより、車体の軽量化が可能となる。従っ
て、上述した特許公報に示されたように、車両の車体構
造にチューブハイドロフォーミング法を適用したものが
提案されている。しかしながら、チューブハイドロフォ
ーミング法により製造された閉断面構造体(閉断面部
材)の車両の車体構造への適用は十分ではなく、種々の
適用が期待されている。また、チューブハイドロフォー
ミング法により製造されたものに限らず、閉断面構造体
(閉断面部材)の車両の車体構造への種々の適用が期待
されている。
すためになされたものであり、ボディーの軽量化と剛性
の向上を両立させた車両の車体構造を提供することを目
的としている。
めに、本発明の車両の車体構造は、複数の部材の組み合
わせにより閉断面が形成された第1の閉断面構造体と、
この第1の閉断面構造体の内部に配設され第1の閉断面
構造体の断面内部の形状に沿ってその断面が変化し且つ
単一の部材により閉断面が形成された第2の閉断面構造
体と、を有し、第1の閉断面構造体の閉断面は、少なく
ともルーフレール部、センターピラー部及びサイドシル
部を構成し、第2の閉断面構造体は、ルーフレール部に
沿って延びるルーフレールレインフォースメントと、セ
ンターピラー部に沿って延びるセンターピラーレインフ
ォースメントと、サイドシル部に沿って延びるサイドシ
ルレインフォースメントとにより略H型形状に形成さ
れ、且つ、これらのルーフレールレインフォースメン
ト、センターピラーレインフォースメント及びサイドシ
ルレインフォースメントのぞれぞれの閉断面が連続する
ように直接接合されていることを特徴としている。この
ように構成された本発明によれば、2つの閉断面構造体
である第1の閉断面構造体と第2の閉断面構造体とを組
み合せて使用するため、車体剛性を向上させることがで
きる。また、第2の閉断面構造体の閉断面を単一の部材
で構成するようにしているため、材料及び部品点数を削
減することができ、軽量化も達成できる。また、第2の
閉断面構造体は、第1の閉断面構造体の断面内部の形状
に沿って断面が変化するように形成しているため、部品
点数の軽減を図ることができる。さらに、複数の部材の
組み合わせにより構成された第1の閉断面構造体を第2
の閉断面構造体の外側に配置するようにしているため、
この第1の閉断面構造体を構成する部材であるアウタパ
ネルやインナパネルのフランジ部をシール部やガラスと
の接合部等として有効に活用することができる。
の車両の車体構造において、第1の閉断面構造体の閉断
面の一側面と第2の閉断面構造体の一側面は、所定部位
において接合されていることが好ましい。
閉断面構造体の閉断面の一側面と第2の閉断面構造体の
一側面は、所定部位において両者を貫通する固定部材に
より固定されていることが好ましい。本発明の車両の車
体構造において、固定部材は、ドアヒンジを共に固定し
ていることが好ましい。本発明の車両の車体構造におい
て、第2の閉断面構造体の内部の所定の部位に補強用充
填材が充填されていることが好ましい。本発明の車両の
車体構造において、第2の閉断面構造体の端部に、この
閉断面の開口を覆い第1の閉断面構造体に接合される節
部分が設けられていることが好ましい。本発明の車両の
車体構造において、第1の閉断面構造体はプレス成形に
より成形され、上記第2の閉断面構造体はハイドロフォ
ームにより成形されることが好ましい。
の実施形態を説明する。先ず、図1乃至図8を参照して
本発明の第1実施形態を説明する。図1は本発明の第1
実施形態を示す全体斜視図であり、図2は図1の第1実
施形態の部品を展開して示す展開斜視図であり、図3
は、図2のD部の拡大図であり、図4は図2のE部の拡
大図であり、、図5は図1のA−A線に沿う断面図であ
り、図6は図1のB−B線に沿う断面図であり、図7は
図1のC−C線に沿う断面図であり、さらに、図8は図
6に相当する図であり第1実施形態の変形例を示す断面
図である。
部構造を示し、この車両の側部構造1は、ルーフレール
部2、センターピラー部4及びサイドシル部6を備えて
いる。また、車両の側部構造1は、複数の部材の組み合
わせによって構成された第1の閉断面構造体体8と単一
の部材で構成された第2の閉断面構造体10を有し、第2
の閉断面構造体10が第1の閉断面構造体体8の内部に配
置されている。ここで、第1の閉断面構造体体8は、図
2に示すように、プレス成形されたサイドフレームアウ
タパネル12と、このサイドフレームアウタパネル12の内
側(車室内側)に取り付けられたルーフレールインナ1
4、センターピラーインナ16及び他のインナパネル(図
示せず)から構成されている。第1の閉断面構造体体8
を構成するこれらのサイドフレームアウタパネル12、ル
ーフレールインナ14、センターピラーインナ16、及び他
のインナパネルは、プレス成形して得られる。また、車
両の側部構造1のサイドフレームアウタパネル12には、
フロントドア18及びリアドア20がそれぞれ取り付けられ
るようになっている。また、図2に示すように、第2の
閉断面構造体10は、ルーフレールレインフォースメント
22、センターピラーレインフォースメント24及びサイド
シルレインフォースメント26から構成されている。
フォースメント24の上端部24aは、ルーフレールレイン
フォースメント22に形成された開口22aに挿入され、接
合部22bにおいて、溶接等により接合され、センターピ
ラーレインフォースメント24の上端部24aとルーフレー
ルレインフォースメント22が結合されている。また、図
4に示すように、センターピラーレインフォースメント
24の下端部24bは、サイドシルレインフォースメント26
に形成された開口26aに挿入され、接合部26bにおい
て、溶接等により接合され、センターピラーレインフォ
ースメント24の下端部24bとサイドシルレインフォース
メント26が結合されている。第2の閉断面構造体10は、
先ず、第2の閉断面構造体10を構成する各要素であるル
ーフレールレインフォースメント22、センターピラーレ
インフォースメント24及びサイドシルレインフォースメ
ント26を、それぞれ、上述したチューブハイドロフォー
ミング法により所定の条件でオイルにより加圧し、所望
の形状に一体成形し、その後、上述したように、ルーフ
レールレインフォースメント22とセンターピラーレイン
フォースメント24の上端部24aとを結合し、センターピ
ラーレインフォースメント24の下端部24bとサイドシル
レインフォースメント26とを結合し、最終的に、一体構
造の第2の閉断面構造体10を得るようになっている。こ
の第2の閉断面構造体10は、第1の閉断面構造体8の断
面内部の形状に沿ってその断面形状が変化するよに成形
される。
面形状を図5乃至図7により説明する。先ず、図5に示
すように、車両の側部構造1のルーフレール部2におい
ては、第1の閉断面構造体8である外側に位置するルー
フレールアウタ28(サイドフレームアウタパネル12の一
部)と内側に位置するルーフレールインナ30とが閉断面
32を形成するようにそれぞれのフランジ部28a,30a にお
いて接合されている。このフランジ部28a,30a には、ド
ア(図示せず)と接触してドア開口部をシールするシー
ル部材31が取り付けられている。また、この第1の閉断
面構造体8の閉断面32の内部には、第2の閉断面構造体
10であるルーフレールレインフォースメント22が組み込
まれている。このルーフレールレインフォースメント22
の内側に位置する面の一部22cは、ルーフレールインナ
30にスポット的に溶接により接合されている。なお、本
実施形態では、ルーフレール部2において、第1の閉断
面構造体8のルーフレールインナ30と第2の閉断面構造
体10のルーフレールレインフォースメント22とは互いに
接合されず、離間するように配置してもよい。
1のセンターピラー部4においては、第1の閉断面構造
体8である外側に位置するセンターピラーアウタ34(サ
イドフレームアウタパネル12の一部)と内側に位置する
センターピラーインナ36とが閉断面38を形成するように
それぞれのフランジ部34a,36a において接合されてい
る。これらのフランジ部34a,36a には、ドア(図示せ
ず)と接触してドア開口部をシールするシール部材39が
取り付けられている。また、この第1の閉断面構造体8
の閉断面38の内部には、第2の閉断面構造体10であるセ
ンターピラーレインフォースメント24が組み込まれてい
る。このセンターピラーレインフォースメント24の内側
に位置する面の一部24cは、センターピラーインナ36に
スポット的に溶接により接合されている。なお、本実施
形態では、センターピラー部4において、第1の閉断面
構造体8のセンターピラーインナ36と第2の閉断面構造
体10のセンターピラーレインフォースメント24とは互い
に接合されず、離間するように配置してもよい。
造1のサイドシル部6においては、第1の閉断面構造体
8である外側に位置するサイドシルアウタ40(サイドフ
レームアウタパネル12の一部)と内側に位置するサイド
シルインナ42とが閉断面44を形成するようにそれぞれの
フランジ部40a,42a において接合されている。さらに、
このサイドシル部6においては、第1の閉断面構造体8
の閉断面44内に別のレインフォースメント46が補強のた
めに設けられている。また、この第1の閉断面構造体8
の閉断面44の内部には、第2の閉断面構造体10であるサ
イドシルレインフォースメント26が組み込まれている。
このサイドシルレインフォースメント26の内側に位置す
る面の一部26cは、レインフォースメント46にスポット
的に溶接により接合されている。さらに、サイドシル部
6においては、サイドシルアウタ40とサイドシルレイン
フォースメント26との間に、サイドシル部6の剛性向上
及びねじれ防止のために、平板状の節部材48が車両前後
方向に所定の間隔を介して配置されている。本実施形態
では、サイドシルレインフォースメント26をレインフォ
ースメント46に接合するものに限らず、レインフォース
メント46を設けることなく、サイドシルレインフォース
メント26の内側に位置する面の一部26cをサイドシルイ
ンナ42に直接接合するようにしてもよく、さらに、レイ
ンフォースメント46を設けることなく、サイドシルレイ
ンフォースメント26とサイドシルインナ42とを接合せ
ず、離間するように配置してもよい。一方、上述したよ
うに、第2の閉断面構造体10のセンターピラーレインフ
ォースメント24は、矩形形状の断面形状を有するもので
あるが(図6参照)、本実施形態においては、これに限
らず、図8に示すように、センターピラーレインフォー
スメント50が、その一部が波形部50aを有するような断
面形状を有するものであっても良い。
態によれば、車両の側部構造1を、サイドフレームアウ
タパネル12、ルーフレールインナ14及びセンターピラー
インナ16等の複数の部材の組み合わせにより構成された
第1の閉断面構造体8と、この第1の閉断面構造体8の
内部に配置された第2の閉断面構造体10とにより構成す
るようにしているため、閉断面を有する2つの構造体を
組み合せて使用することになるため、ボディー剛性を増
大させることができる。また、第2の閉断面構造体10を
単一の部材で構成するようにしているため、材料及び部
品点数を削減することができ、軽量化も達成できる。ま
た、第2の閉断面構造体10は、チューブハイドロフォー
ミング法に成形するようにしたため、従来のプレス加工
よりも、ボディー剛性を増大及び軽量化を達成できる。
第2の閉断面構造体10は、第1の閉断面構造体8の断面
内部の形状に沿って断面が変化するように形成している
ため、部品点数の軽減を図ることができる。さらに、複
数の部材の組み合わせにより構成された第1の閉断面構
造体8を第2の閉断面構造体10の外側に配置するように
しているため、この第1の閉断面構造体8を構成するア
ウタパネル及びインナパネルのフランジ部をシール部や
ガラスとの接合部等として有効に活用することができ
る。
11を参照して説明する。図9は本発明の第2実施形態を
示す全体斜視図であり、図10は図9のF−F線に沿う断
面図であり、図11は図9のG−G線に沿う断面図であ
る。第1実施形態と異なる部分のみ説明する。この実施
形態は、車両の側部構造1のセンターピラー部4におい
て、センターピラー部4の車室側の上部に設けられたシ
ートベルト用のアンカボルト及びセンターピラー部4の
外側のほぼ中央部に設けられたドアヒンジのヒンジボル
トを利用したものである。即ち、図10に示すように、シ
ートベルト(図示せず)を支持するためのアンカプレー
ト60がアンカボルト62に一体的に取り付けられ、このア
ンカボルト62は、第1の閉断面構造体8であるセンター
ピラーインナ36及び第2の閉断面構造体10であるセンタ
ーピラーレインフォースメント24の両者を貫通してナッ
ト63により取り付けられている。ここで、このナット63
は、センターピラーレインフォースメント24に設けられ
た開口部24aからアンカボルト62に取り付けられ、その
後、その外周部がセンターピラーレインフォースメント
24に溶接により固着される。この結果、センターピラー
インナ36とセンターピラーレインフォースメント24は、
第1実施形態のように溶接等により接合することもな
く、また、溶接等に接合することに付加して、既存のシ
ートベルト用のアンカボルト62を有効に活用することが
できる。
閉するためのドアヒンジ64がヒンジボルト66に一体的に
取り付けられ、このヒンジボルト66は、第1の閉断面構
造体8であるセンターピラーインナ36及び第2の閉断面
構造体10であるセンターピラーレインフォースメント24
の両者を貫通してナット63により取り付けられている。
ここで、このナット63は、センターピラーレインフォー
スメント24に設けられた開口部24aからヒンジボルト66
に取り付けられ、その後、その外周部がセンターピラー
レインフォースメント24に溶接により固着される。この
結果、センターピラーインナ36とセンターピラーレイン
フォースメント24は、第1実施形態のように溶接等によ
り接合することもなく、また、溶接等に接合することに
付加して、既存のリアドア用のヒンジボルト66を有効に
活用することができる。次に、本発明の第3実施形態を
図12と図13を参照して説明する。図12は本発明の第3実
施形態を示す全体斜視図であり、図13は図12のH−H線
に沿う断面図である。第1実施形態と異なる部分のみ説
明する。車両の側部構造1のセンターピラー部4におい
て、ドア開口部の上方領域Jは、他の部位と比較して強
度が多少弱くなっている部位である。よって、この実施
形態では、ドア開口部の上方領域Jに位置する第2の閉
断面構造体10のセンターピラーレインフォースメント24
の部分の内部に、高強度エポキシ系発砲充填材(熱可塑
性樹脂)等の高剛性発砲充填材68を充填して、この部分
の強度を増大するようにしている。この実施形態には、
比較的簡易にセンターピラー部4の比較的強度が弱いド
ア開口部の上方領域Jの強度を簡易に増大させることが
できる。
を参照して説明する。図14は本発明の第3実施形態を示
す部分斜視図であり、図15はサイドシルレインフォース
メントの両端部を示す斜視図である。第1実施形態と異
なる部分のみ説明する。この実施形態では、図14に示す
ように、サイドシルアウタ(図示せず)とサイドシルレ
インフォースメント26との間の空間に、複数の節部材70
を車両前後方向に沿って配置するようにしている。これ
らの節部材70はフランジ部70aを有し、これらのフラン
ジ部70aがサイドシルアウタとサイドシルインナのそれ
ぞれのフランジ部(図示せず)と共に溶接等により接合
されるようになっている。また、図15に示すように、サ
イドシルレインフォースメント26の両端部には、節状キ
ャップ72がそれぞれ取り付けられている。この実施形態
には、第2の閉断面構造体10のサイドシルレインフォー
スメント26に節部材70及び節状キャップ72を取り付ける
ようにしているため、サイドシルレインフォースメント
26のつぶれ防止及びねじれ防止を有効に行うことができ
る。
体構造によれば、ボディーの軽量化と剛性の向上を両立
させることができる。
示す展開斜視図
例を示す断面図
を示す斜視図
Claims (7)
- 【請求項1】 複数の部材の組み合わせにより閉断面が
形成された第1の閉断面構造体と、 この第1の閉断面構造体の内部に配設され第1の閉断面
構造体の断面内部の形状に沿ってその断面が変化し且つ
単一の部材により閉断面が形成された第2の閉断面構造
体と、を有し、上記第1の閉断面構造体の閉断面は、少なくともルーフ
レール部、センターピラー部及びサイドシル部を構成
し 、上記第2の閉断面構造体は、上記ルーフレール部に沿っ
て延びるルーフレールレインフォースメントと、上記セ
ンターピラー部に沿って延びるセンターピラーレインフ
ォースメントと、上記サイドシル部に沿って延びるサイ
ドシルレインフォースメントとにより略H型形状に形成
され、且つ、これらのルーフレールレインフォースメン
ト、センターピラーレインフォースメント及びサイドシ
ルレインフォースメントのぞれぞれの閉断面が連続する
ように直接接合されている ことを特徴とする車両の車体
構造。 - 【請求項2】 上記第1の閉断面構造体の閉断面の一側
面と上記第2の閉断面構造体の一側面は、所定部位にお
いて接合されている請求項1記載の車両の車体構造。 - 【請求項3】 上記第1の閉断面構造体の閉断面の一側
面と上記第2の閉断面構造体の一側面は、所定部位にお
いて両者を貫通する固定部材により固定されている請求
項1又は請求項2記載の車両の車体構造。 - 【請求項4】 上記固定部材は、ドアヒンジを共に固定
している請求項3載の車両の車体構造。 - 【請求項5】 上記第2の閉断面構造体の内部の所定の
部位に補強用充填材が充填されている請求項1乃至4何
れか1項記載の車両の車体構造。 - 【請求項6】 上記第2の閉断面構造体の端部に、この
閉断面の開口を覆い上記第1の閉断面構造体に接合され
る節部分が設けられている請求項1乃至5何れか1項記
載の車両の車体構造。 - 【請求項7】 上記第1の閉断面構造体はプレス成形に
より成形され、上記第2の閉断面構造体はチューブハイ
ドロフォーミング法により成形される請求項1乃至6何
れか1項記載の車両の車体構造。
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