JP4285414B2

JP4285414B2 - 車体骨格構造

Info

Publication number: JP4285414B2
Application number: JP2005020850A
Authority: JP
Inventors: 隆信内田; 直樹兼子; 春彦榊原
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp; Mitsubishi Automotive Engineering Co Ltd
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2005-01-28
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2025-01-28
Also published as: JP2006205901A

Description

本発明は、車両の車体骨格構造に関し、特に、車体の側方に配置されたサイドシルの内部に設けられるサイドシルリンフォースをピラーに結合されて略上下方向に延びるピラーリンフォースに結合させるための結合構造に関する。

図４は、従来の車両の車体骨格構造におけるフロントピラー１０１及びサイドシル１０２の結合構造を示す。フロントドアリングを形成する車両の車体骨格構造は、フロントピラー１０１、サイドシル１０２、及びルーフピラー、センターピラー（共に図示省略）などから構成され、これらの部材を結合固定した枠体からなる開口部にフロントドアがはめ込まれるようになっている。

フロントピラー１０１は車体の左右両側前方の上下方向に延設されているものであって、下部はコーナー部を有する略Ｌ字の絞り形状となっている。また、サイドシル１０２は、車体の左右両側下部の前後方向に延設されているものであって、断面略コ字形状の直線的な形状となっている。フロントピラー１０１とサイドシル１０２は、サイドシル１０２前端がフロントピラー１０１下部に所定距離だけ挿入された状態で、溶接などにより結合固定させられている。

このフロントピラー１０１とサイドシル１０２との結合部は、衝突などにより発生するタイヤ等の車室内への侵入を防ぎ、車室内の空間を保持するために大変重要な役割を担う部分であり、十分な強度が求められるが、フロントピラー１０１やサイドシル１０２は、それだけでは必要な強度を保つことが困難であるため、通常はバルクヘッド１０３等の部品を用いた部分補強が施されている。

なお、このような車体骨格構造におけるサイドシルの前端部をフロントピラー下部に結合させるための結合構造に関してはこれまでに、骨格部材に対し、強度が必要な部分に補強部として厚肉部を設け、強度が不要な部分に脆弱部として薄肉部を設けるというように、必要な部分に応じて骨格部材の厚さを変えることで強度を保ちながら重量の軽減を図るフロントピラーとサイドシルの連結部構造（特許文献１）や、リンフォースシルサイドアウタの前端に閉断面を形成することにより、そこに隔壁部材に類似したフレーム構造を形成することでフロントピラー下部の断面補強を行い、更にサイドシルとフロントピラーとの溶接面積を拡大することで結合強度を強固に保持させることが可能とするフロントピラーとサイドシルの結合構造（特許文献２）などの考案あるいは発明等がなされている。

実開平５−２２２７１号公報特開２００２−２９４５５号公報

しかしながら、上述したような車体骨格構造では、結合部が少ないことにより溶接が剥がれ易く、衝突時における車両前方からのタイヤの侵入等に対し車室空間を保持することが困難であるという問題、また位置決めが難しく組み付け工程が容易でないという問題や、構成を簡素にしたために結合部の強度が得られず、追加部品等の局部補強を施す必要があり、材料及び重量の増加に繋がるという問題、或いは結合強度を保持させるためにフロントピラー及びサイドシルを成形が困難な絞り化された形状としたことで、成形の工程において部材が割れや破損を生じる場合があるため、絞り成形に耐え得る高級材を使用する必要が生じ、生産コストの上昇に繋がるという問題などが生じるおそれがある。

このようなことから本発明は、結合部の強度を増して追加部材等による部分補強を施す必要のない構成として材料及び重量の軽減を図り、成形性を良化することで材料に係るコストを削減し、また、組み付け時の位置決めを容易にすることで組み付け工程に係る時間短縮を満足する車体骨格構造の提供を目的とする。

上記の課題を解決するための本発明の請求項１に係る車体骨格構造は、車体の側方に配置されたサイドシルの内部に設けられるサイドシルリンフォースと、フロントピラーに結合されて略上下方向に延びるフロントピラーリンフォースとの結合構造において、前記フロントピラーリンフォースを断面略コ字形状且つ下部が末広がりの開放形状にすると共に、前記サイドシルリンフォースを前後に直線的に延びる断面略コ字形状とし、前記フロントピラーリンフォースの断面略コ字形状の下部解放部は前記サイドシルリンフォースを後方から差し込めるよう斜め後方に開放され、前記サイドシルリンフォースは前記フロントピラーリンフォースの前記下部開放部に挿入され、且つ前記サイドシルリンフォース前端は前記フロントピラーリンフォース前面の前記下部開放部の前方に位置する部位に接するまで延長されていることを特徴とする。

上記の課題を解決するための本発明の請求項２に係る車体骨格構造は、請求項１に記載の車体骨格構造において、前記フロントピラーリンフォースと結合される前記サイドシルリンフォース端部に接合フランジを設けたことを特徴とする。

上記の課題を解決するための本発明の請求項３に係る車体骨格構造は、請求項１又は請求項２のいずれかに記載の車体骨格構造において、前記フロントピラーリンフォース側面と前記サイドシルリンフォース側面の重なり合う部分の溶接が、複数箇所分散させて施されていることを特徴とする。また、上記課題を解決するための本発明の請求項４に係る車体骨格構造は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車体骨格構造において、前記フロントピラーリンフォースは下部に向かって斜め後方に湾曲していることを特徴とする。

本発明の請求項１に係る車体骨格構造によれば、断面略コ字形状のサイドシルリンフォースが同じく断面略コ字形状のフロントピラーリンフォースの開放された下部開放部に差し込まれることで、フロントピラーリンフォース開放部に対しサイドシルリンフォースの上面部がバルクヘッド構造となって存在することとなり、また、フロントピラーリンフォース側面とサイドシルリンフォース側面の重なり合う部分が二重構造の役割を有するため、別途に補強部材を設けた場合と同様に衝突時のタイヤなどの侵入に対して結合部の強度を保つことができる。

また、フロントピラーリンフォース及びサイドシルリンフォースの形状を断面略コ字形状としたこと、また、フロントピラーリンフォース下部を斜め後方に開放される開放形状としたことで、困難な絞り成形等を行う必要がなくなり、成形性が良化し、成形工程が容易となる。更に、成形性の良化に伴って成形時に割れや破損の生じるおそれがなくなり、骨格部材に高級材ではなく安価な材料を使用することが可能となる。

本発明の請求項２に係る車体骨格構造によれば、サイドシルリンフォースの端部に接合フランジを設けたことで、組み付け時には、フロントピラーリンフォースの開放部に対し、サイドシルリンフォースの端部に設けた接合フランジがフロントピラーリンフォースの内壁に突き当たるまで差し込み、この位置で溶接等により結合固定すればよいので、組み付けが容易になり、組み付け工程にかかる時間が短縮される。また、接合フランジの部分が二重構造となるため、強度も上昇する。

また、接合フランジ部をフロントピラーリンフォースに結合させているため、衝突時のタイヤなどの侵入による衝撃力がサイドシルリンフォース端部に直接作用し、エネルギーの伝達効率が高くなる。

本発明の請求項３に係る車体骨格構造によれば、フロントピラーリンフォース側面とサイドシルリンフォース側面の重なり合う部分を複数箇所分散させて溶接しており、従来と比較して結合面積が拡大され、溶接箇所も増えていることから、衝突時のタイヤなどの侵入に対してそれぞれの溶接点において効力が作用することで、結合強度が増し、より強固に結合部の剛性を保持することができる。
本発明の請求項４に係る車体骨格構造によれば、フロントピラーリンフォースを下部に向かって斜め後方に湾曲させており、フロントピラーリンフォースの下方の開放部に後方からサイドシルリンフォースを差し込むのみで位置を決定することができるため、位置合わせを容易に行える。

したがって本発明に係る車体構造によれば、骨格部材の形状を簡素化することにより成形性を良化し、かつ車体の前側入力に対してサイドシルリンフォースとフロントピラーリンフォースの結合部の結合強度及び結合部の剛性を強固に保持できるので、局部補強のための補強部材等を設ける必要がなくなる。従って、重量を軽減し、強度を保ちながら工程及び材料に係るコストを削減することが可能な車体骨格構造を提供することができる。

本発明を実施するための最良の形態については、後述する実施例により説明するものとする。

以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明する。図１に示すように、本実施例における車両のフロントピラー下部とサイドシルの結合構造は、車体骨格を構成する部材であるリンフォースに関するもので、フロントピラーに結合されて略上下方向に延びるフロントピラーリンフォース１およびサイドシルの内部に設けられるサイドシルリンフォース２より構成され、両者の前方にタイヤ４が配置されている。なお、以下本実施例において使用する全ての図中、左側を車両前方とする。

フロントピラーリンフォース１は、図３（ａ）に示すように車両の上下方向に延設されたもので、断面略コ字形状をなす前面部１１、側面部１２、後面部１３と、更に前面部１１及び後面部１３に沿って設けられた前フランジ１４及び後フランジ１５によって構成されている。また、フロントピラーリンフォース１下部は下方に対して開放された形状となっており、更に、側面部１２は下部に向かうにつれて広がる、末広がりの形状とする。

サイドシルリンフォース２は、図３（ｂ）に示すように車両の前後方向に延設されたもので、前端まで直線的に延長した形状となっており、断面略コ字形状をなす上面部２３、側面部２２、下面部２６と、更に上面部２３及び下面部２６に沿って設けられた上フランジ２４及び下フランジ２７によって構成されたものとする。また、前端には接合フランジ２１が設けられている。なお、フロントピラーリンフォース１とサイドシルリンフォース２は結合されるものであるから、側面部１２とフランジ１４及び１３、及び側面部２２とフランジ２４との奥行きは等しくなるように構成する。

次に、フロントピラーリンフォース１とサイドシルリンフォース２の組み付け工程について説明するが、この組み付けは従来の工程と比較して容易に行うことが可能である。すなわち、フロントピラーリンフォース１の下方の開放部に後方からサイドシルリンフォース２を差し込み、側面部１２と側面部２２を接触させ、また、フロントピラーリンフォース１の前面部１１及び後面部１３下端に対して、それぞれサイドシルリンフォース２の接合フランジ２１及び上面部２３が当たる位置で固定する。

上記の配置とすれば、フロントピラーリンフォース１とサイドシルリンフォース２の結合部は、前面部１１と接合フランジ２１、側面部１２と２２、及び前フランジ１４、後フランジ１５と上フランジ２４についてそれぞれ重なった部分を有することとなり、この重なった部分は、図１中に＊印で示した位置にスポット溶接を施すことで、結合固定されている。なお、側面部１２と２２の結合面については、溶接点が分散するように複数箇所、間隔を置いて溶接を行う。

上述した本実施例によれば、フロントピラーリンフォース１及び下部サイドシルリンフォース２共に開放された単純な形状としたことにより、従来のような複雑な成形が不要となるため、成形性が良化して成形にかかる工程が容易となる。また成形部材に安価な材料を使用しても、フロントピラーリンフォース１成形時に割れや破損を生じるおそれがなくなるため、材料費を削減することができ、生産コスト低下が可能となる。

更に、フロントピラーリンフォース１を下方に対して開放された形状とし、サイドシルリンフォース２を前端まで直線的に伸びた形状としたことで、組み付け時にはサイドシルリンフォース２の上面部２３、側面部２２及び接合フランジ２１が、それぞれフロントピラーリンフォース１の開放形状となった後面部１３下端、側面部２２及び前面部１１に接する位置までサイドシルリンフォース２を差し込むのみで位置を決定することができるため、位置合わせが容易に行え、組み付け工程にかかる時間を短縮することができる。

また、フロントピラーリンフォース１とサイドシルリンフォース２の結合部分の面積を従来に比べて広く設定したことで溶接点が増加しているため、衝突時のタイヤの侵入等によりフロントピラーリンフォース１を後方に押し曲げようとする力に対し、溶接点それぞれの抗力により溶接が剥がれ難いため、フロントピラーリンフォース１とサイドシルリンフォース２の結合部を保持することが可能となる。

更に、前面部１１と接合フランジ２１及び側面部１２と２２とがそれぞれ重なり合って二重構造を形成していること、また、図２に示すようにフロントピラーリンフォースの前面部１１、側面部１２及び後面部１３によって形成される断面略コ字形状の空間に対し、図１において斜線部で示すサイドシルリンフォース２の上面部２３がバルクヘッド構造となり、補強の効果を有するため、衝突時のタイヤの侵入などによる前側入力に対し、より強度が増して局部補強等を施す必要がなくなり、二部材のみの簡素な構成でありながら追加補強を施した場合と同等の強度を保つことが可能になる。

なお、本実施例において、サイドシルリンフォース２側面部の前端に設けるフランジ２４は二箇所としたが、これに限らず三箇所とするなどしてもよい。また、フロントピラーリンフォース１とサイドシルリンフォース２の側面部１１及び２１による結合部の形状は図１の斜線部で示した形状に限らない。

さらに、図１において、フロントピラーリンフォース１及びサイドシルリンフォース２はいずれも複数の平面によって構成されているが、溶接を行う部分が互いに接していれば、凹凸を有する面で構成しても良い。また、フロントピラーリンフォース１下部の形状はサイドシルリンフォース２前部の形状に沿ったものとするが、完全に一致させる必要はなく、溶接を行う部分が互いに接していれば良いものとする。また、溶接を行う箇所は図中に示した位置に限らないが、溶接は平面部同士で行うことが望ましい。

また、本実施例は車体前方に配置されるフロントピラーリンフォース１とサイドシルリンフォース２前端との結合構造について説明したが、これに限らず、ピラーリンフォースとサイドシルリンフォース２とが略Ｌ字形状の結合部を有する部分であれば良い。

本発明は、車両の車体骨格構造に関し、特に、車体の側方に配置されたサイドシルの内部に設けられるサイドシルリンフォースをピラーに結合されて略上下方向に延びるピラーリンフォースに結合させるための結合構造に利用可能である。

本発明の実施例による車体骨格構造を示す側面図である。図１の矢視断面図である。図３（ａ）は本発明の実施例によるフロントピラーリンフォースを示す側面図、図３（ｂ）は本発明の実施例によるサイドシルリンフォースを示す側面図である。従来の車体骨格構造を示す斜視図である。

符号の説明

１フロントピラーリンフォース
２サイドシルリンフォース
１１フロントピラーリンフォース前面部
１２フロントピラーリンフォース側面部
１３フロントピラーリンフォース後面部
１４フロントピラーリンフォース前フランジ
１５フロントピラーリンフォース後フランジ
２１サイドシルリンフォース接合フランジ
２２サイドシルリンフォース側面部
２３サイドシルリンフォース上面部
２４サイドシルリンフォース上フランジ
２６サイドシルリンフォース下面部
２７サイドシルリンフォース下フランジ

Claims

車体の側方に配置されたサイドシルの内部に設けられるサイドシルリンフォースと、フロントピラーに結合されて略上下方向に延びるフロントピラーリンフォースとの結合構造において、
前記フロントピラーリンフォースを断面略コ字形状且つ下部が末広がりの開放形状にすると共に、前記サイドシルリンフォースを前後に直線的に延びる断面略コ字形状とし、
前記フロントピラーリンフォースの断面略コ字形状の下部開放部は前記サイドシルリンフォースを後方から差し込めるように斜め後方に開放され、
前記サイドシルリンフォースは前記フロントピラーリンフォースの前記下部開放部に挿入され、且つ前記サイドシルリンフォース前端は前記フロントピラーリンフォース前面の前記下部開放部の前方に位置する部位に接するまで延長されている
ことを特徴とする車体骨格構造。
請求項１に記載の車体骨格構造において、前記フロントピラーリンフォースと結合される前記サイドシルリンフォース端部に接合フランジを設けたことを特徴とする車体骨格構造。
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の車体骨格構造において、前記フロントピラーリンフォース側面と前記サイドシルリンフォース側面の重なり合う部分の溶接が、複数箇所分散させて施されていることを特徴とする車体骨格構造。
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車体骨格構造において、前記フロントピラーリンフォースは下部に向かって斜め後方に湾曲していることを特徴とする車体骨格構造。