JP2002178759A - 車体構造部材 - Google Patents

車体構造部材

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JP2002178759A
JP2002178759A JP2000380431A JP2000380431A JP2002178759A JP 2002178759 A JP2002178759 A JP 2002178759A JP 2000380431 A JP2000380431 A JP 2000380431A JP 2000380431 A JP2000380431 A JP 2000380431A JP 2002178759 A JP2002178759 A JP 2002178759A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な改良により、剛性を更に高めることが
でき、軽量化を確実に図ることができる車体構造部材を
提供する。 【解決手段】 コ字状断面部材1の隣り合う結合部5の
間に、クロージングプレートの取付部6を設定した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軽量で剛性の高い
車体構造部材に関する。
【0002】
【従来の技術】車体構造部材については、部品点数の削
減や軽量化の目的で、その一部もしくは全部を樹脂材料
で製造する例が増えてきている。特にドア、バックド
ア、トランクリッド等の開閉体は、表層材料と骨格材料
を樹脂材料で製造する場合が多数見られる。このような
例では、表層材料としては、変性PPOアロイ、PC/
PBT等が使用され、代表的な骨格材料としては、ウレ
タンRIM(Reaction Injection Molding)やPPスタ
ンパブルシート等が使用されている。
【0003】特に、骨格材料については、ドアに加わる
強度を負担するため、特開平5−178092号に示さ
れているように、ガラス繊維強化樹脂を使用しているも
のが知られている。
【0004】更に、サッシュ部においては、部品形状の
制約により、断面が細くなるため、補強を目的として、
一般的に構造部材の板厚を厚くしたり、リブを設置した
りする等の補強対策がとられている。
【0005】また、更なる剛性確保の目的で、特開平5
−85171号に示されているように、樹脂製のアウタ
パネルと樹脂製のインナパネルの間に金属製の補強板を
内装する構造等も知られている。
【0006】そして、断面が長手方向に沿ってコ字状の
部材(コ字状断面部材)の対向する側面間に、補強用の
リブをジグザグ状(概略トラス状)に設置した場合にお
いて、更なる補強のために、そのコ字状断面部材の開口
側をクロージングプレートにより塞いで閉断面構造にす
ることができる。このように、クロージングプレートで
コ字状断面部材の開口を塞ぐ構造にする場合は、コ字状
断面部材の側面とリブとの結合部(V形で隣り合う2つ
のリブの交点と側面との結合部)に取付部を設定し、そ
の取付部に対して、クロージングプレートを取付けるの
が一般的である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術にあっては、ある程度の剛性向上は見込
めるものの、それ以上の剛性向上は期待できず、車体構
造中において採用できる部位に制約がある。
【0008】例えば、自動車のバックドアにおいては、
部品形状による制約から、支点とガスステー入力点の位
置関係によっては、構造部材にかかる入力により変形を
起こすおそれがあり、またドアサッシュ部においては、
断面形状が細いため、応力集中により変形を起こすおそ
れがある。
【0009】そのため、このような部位には、従来構造
をそのまま採用することができず、剛性向上のために、
部材やリブの厚肉化を実施しなければならず、その結
果、部品の軽量化という本来のメリットが犠牲になって
いた。
【0010】この発明は、このような従来の技術に着目
してなされたものであり、従来構造の簡単な改良によ
り、剛性を更に高めることができ、軽量化を確実に図る
ことができる車体構造部材を提供するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、コ字状断面部材と、該コ字状断面部材の開口側に取
付けられるクロージングプレートとから成り、コ字状断
面部材は、対向する側面同士をつなぐ連続したリブで補
強され、隣り合うリブが側面との結合部を共有し、一方
の側面の結合部が他方の側面に存在する隣り合う結合部
の間に位置している車体構造部材において、前記コ字状
断面部材の隣り合う結合部の間に、クロージングプレー
トの取付部が存在している。
【0012】請求項1に記載の発明によれば、コ字状断
面部材におけるクロージングプレートの取付部の位置
を、コ字状断面部材の隣り合う結合部の間に変更するだ
けで、従来構造に比べて剛性を高めることができる。従
って、部材やリブを厚肉化する必要がなくなり、軽量化
という本来のメリットを確実に得ることができる。
【0013】請求項2に記載の発明は、コ字状断面部材
の一般面とリブとの板厚の比(リブ/一般面)が、0.
8〜2.0の間にある。
【0014】請求項2に記載の発明によれば、コ字状断
面部材の一般面とリブとの板厚の比(リブ/一般面)
を、0.8〜2.0の間にしたことにより、車体構造部
材の剛性を効果的に高めることができる。すなわち、
(リブ/一般面)の比が、0.8未満の場合、リブによ
る補強効果が不十分であり、2.0を超える場合、重量
増加に対する補強向上代が小さくなり、不経済である。
【0015】請求項3に記載の発明は、コ字状断面部材
が熱可塑性強化複合樹脂で形成されている。
【0016】請求項3に記載の発明によれば、コ字状断
面部材が熱可塑性強化複合樹脂で形成されているため、
軽量で十分な剛性向上を図ることができる。熱可塑性樹
脂として、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミ
ド、ポリアミド−ポリフェニレンエーテルアロイ、アク
リロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体が好適
で、強化材としては、ガラス繊維、炭素繊維、有機繊
維、タルク等の無機充填材、ウィスカー、金属系充填材
などが好適で、これらの樹脂と、1つ以上の強化材を組
み合わせて用いることが可能である。
【0017】請求項4に記載の発明は、コ字状断面部材
の側面に接するように設けられたボス部の頂部に取付部
が存在している。
【0018】請求項4に記載の発明によれば、ボス部の
頂部に設定された取付部に、クロージングプレートを取
付けるため、クロージングプレートのコ字状断面部材に
対する取付強度が増増し、車体構造部材の全体剛性が向
上する。
【0019】請求項5に記載の発明は、コ字状断面部材
の側面の端部に形成されたフランジに取付部が存在して
いる。
【0020】請求項5に記載の発明によれば、コ字状断
面部材の側面の端部に形成されたフランジにクロージン
グプレートを取付けるため、クロージングプレートの取
付作業が容易である。
【0021】請求項6に記載の発明は、コ字状断面部材
の隣り合う結合部の間の全てに、クロージングプレート
の取付部が存在する。
【0022】請求項6に記載の発明によれば、コ字状断
面部材の隣り合う結合部の間の全てに、クロージングプ
レートの取付部を設定したため、クロージングプレート
とコ字状断面部材との取付強度が増し、車体構造部材の
全体剛性が向上する。
【0023】請求項7に記載の発明は、リブの高さがコ
字状断面部材の側面の高さに等しい。
【0024】請求項7に記載の発明によれば、リブが側
面と同じ高さのため、クロージングプレートでコ字状断
面部材を塞いだ場合に、リブの端部がクロージングプレ
ートに当接し、クロージングプレートを設けた場合にお
ける最大の剛性向上効果が得られる。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を、詳細な実施例と比較例を用いて説明する。
【0026】車体構造部材の構造としては、第1図(比
較例のAタイプ)、第2図(比較例のBタイプ)、第3
図(実施例のCタイプ)、第4図(実施例のDタイ
プ)、第5図(実施例のEタイプ)、第6図(実施例の
Fタイプ)の6種類がある。
【0027】これらA〜Fの6つのタイプについて、図
11の表に示す実施例1〜14と、比較例1〜7の仕様
に基づいて、図9に示す片持ち剛性試験と、図10に示
すねじり剛性試験を行った。実施例の評価は、比較例の
剛性値を基準とした相対値で示した。
【0028】図1は、比較例のAタイプの車体構造部材
を示す構造で、コ字状断面部材1は、一般面の板厚が3
mmのガラス繊維40%強化ポリプロピレン製である。
ガラス繊維40%強化ポリプロピレンは、図11の表中
では、「PP−GF40」と表示されている。ガラス繊
維が33%の場合は、「PP−GF33」と表示されて
いる。「PP」のみの表示は、強化材が含まれていない
ことを意味している。
【0029】このコ字状断面部材1の対向する側面2同
士が、斜めにジグザグ状(概略トラス状)に連続する補
強用のリブ3により結合されている。このリブ3は、板
厚が3mmで且つ高さが側面2と同じで、コ字状断面部
材1の底面にも結合されている。リブ3が側面2と同じ
高さのため、クロージングプレート4でコ字状断面部材
1を塞いだ場合に、リブ3の端部がクロージングプレー
ト4に当接し、クロージングプレート4を設けた場合に
おける最大の剛性向上効果が得られる。
【0030】そして、隣り合うリブ3が側面2との結合
部5を共有している。この結合部5が円柱状のボス形状
をしており、その頂部に取付部6が設定されている。こ
の取付部6に対して、図7に示すタッピングボルト(締
結部品)7によりクロージングプレート4が取付けら
れ、コ字状断面部材1の開口を塞いで閉断面構造にして
いる。クロージングプレート4は、金属製で、板厚は、
2.5mmである。
【0031】図2は、比較例のBタイプを示す構造で、
2つのリブ8が互いに向かい合う状態で形成されてお
り、リブ8同士は、X状に交差している。その他の構造
は、比較例のAタイプと同様である。
【0032】図3は、実施例のCタイプを示す構造で、
取付部6を頂部に有するボス部9が、リブ3と側面2と
の結合部5でなく、隣り合う結合部5の中間位置に形成
されている。その他の構造は、比較例のAタイプと同様
である。
【0033】図4は、実施例のDタイプを示す構造で、
取付部6を頂部に有するボス部9が、リブ8と側面2と
の結合部5でなく、隣り合う結合部5の中間位置に形成
されている。その他の構造は、比較例のBタイプと同様
である。
【0034】図5は、実施例のEタイプを示す構造で、
コ字状断面部材1の側面2の端部にフランジ10が形成
されており、そのフランジ10における隣り合う結合部
5の中間位置にクロージングプレート4を取付ける取付
部6が設定されている。フランジ10にクロージングプ
レート4を取付けるため、クロージングプレート4の取
付作業が容易である。その他の構造は、実施例のCタイ
プと同様である。
【0035】図6は、実施例のFタイプを示す構造で、
コ字状断面部材1の側面2の端部にフランジ10が形成
されており、そのフランジ10における隣り合う結合部
5の中間位置にクロージングプレート4を取付ける取付
部6が設定されている。その他の構造は、実施例のDタ
イプと同様である。
【0036】このような構造をした比較例及び実施例に
おけるA〜Fのタイプの車体構造部材の仕様を、図11
の表に示すように変更して、片持ち剛性試験とねじり剛
性試験を行った。尚、図11の表中において、締結方法
で「リベット」とは、ボルトの代わりにリッドを用いて
クロージングプレート4を取付けた構造で、「カラー」
とは、フランジ10にカラーを埋め込み、ボルトを介し
て取付けた構造である。また、取付位置の「結合部の
間」とは、取付部6の位置が、隣り合う結合部5の間の
厳密な中間位置でなく、若干中間位置よりもずれた状態
を示している。尚、比較例1及び2は、本発明とは(リ
ブ/一般面)の比で外れており、比較例3は材料で外れ
ており、比較例4〜6は、取付部の位置でも外れてい
る。
【0037】結果は、図11に表に示す如く、ねじり剛
性に関しては、実施例と比較例とは、略同等であるが、
片持ち剛性に関しては、実施例の方がいずれも比較例よ
りも優れていた。
【0038】尚、以上の説明においては、コ字状断面部
材1の隣り合う結合部5の間の全てに取付部6を設定し
たが、必要とされる剛性に応じて、途中の取付部6をい
くつか省略しても良い。
【0039】
【発明の効果】この発明によれば、コ字状断面部材にお
けるクロージングプレートの取付部の位置を、コ字状断
面部材の隣り合う結合部の間に変更するだけで、従来構
造に比べて剛性を高めることができる。従って、部材や
リブを厚肉化する必要がなくなり、軽量化という本来の
メリットを確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】比較例に係るタイプAのコ字状断面部材を示す
斜視図。
【図2】比較例に係るタイプBのコ字状断面部材を示す
斜視図。
【図3】実施例に係るタイプCのコ字状断面部材を示す
斜視図。
【図4】実施例に係るタイプDのコ字状断面部材を示す
斜視図。
【図5】実施例に係るタイプEのコ字状断面部材を示す
斜視図。
【図6】実施例に係るタイプFのコ字状断面部材を示す
斜視図。
【図7】図1中矢示SA−SA線に沿う断面図。
【図8】図5中矢示SB−SB線に沿う断面図。
【図9】片持ち剛性試験を示す図。
【図10】ねじり剛性試験を示す図。
【図11】比較例及び実施例の仕様及び試験結果を示す
表。
【符号の説明】
1 コ字状断面部材 2 側面 3、8 リブ 4 クロージングプレート 5 結合部 6 取付部 7 ボルト 9 ボス部 10 フランジ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市川 聡 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日産 自動車株式会社内 Fターム(参考) 3D004 AA01 AA03 BA03 CA02

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コ字状断面部材と、該コ字状断面部材の
    開口側に取付けられるクロージングプレートとから成
    り、 コ字状断面部材は、対向する側面同士をつなぐ連続した
    リブで補強され、隣り合うリブが側面との結合部を共有
    し、一方の側面の結合部が他方の側面に存在する隣り合
    う結合部の間に位置している車体構造部材において、 前記コ字状断面部材の隣り合う結合部の間に、クロージ
    ングプレートの取付部が存在していることを特徴とした
    車体構造部材。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の車体構造部材であって、 コ字状断面部材の一般面とリブとの板厚の比(リブ/一
    般面)が、0.8〜2.0の間にあることを特徴とする
    車体構造部材。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2記載の車体構造部
    材であって、 コ字状断面部材が熱可塑性強化複合樹脂で形成されてい
    ることを特徴とする車体構造部材。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の車
    体構造部材であって、 コ字状断面部材の側面に接するように設けられたボス部
    の頂部に取付部が存在していることを特徴とする車体構
    造部材。
  5. 【請求項5】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の車
    体構造部材であって、 コ字状断面部材の側面の端部に形成されたフランジに取
    付部が存在していることを特徴とする車体構造部材。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項に記載の車
    体構造部材であって、 コ字状断面部材の隣り合う結合部の間の全てに、クロー
    ジングプレートの取付部が存在することを特徴とする車
    体構造部材。
  7. 【請求項7】 請求項1〜6のいずれか1項に記載の車
    体構造部材であって、 リブの高さがコ字状断面部材の側面の高さに等しいこと
    を特徴とする車体構造部材。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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