JP2003300481A - 車体構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハイドロフォームで成形されたクロスメンバ
を、サイドメンバに容易に溶接できるコンパクトな車体
構造を提供する。 【解決手段】 車体前部の両側部に車体の前後方向に延
設され、閉断面形状を有するサイドメンバ１と、サイド
メンバ１の先端部に結合され、サイドメンバ１間に掛け
渡すように配設されたクロスメンバ２とを有し、クロス
メンバ２がハイドロフォームにて成形され、クロスメン
バ２の端部から延設される延設部が、サイドメンバ１の
先端部の両側面部に結合された車体構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車体構造に関する
ものであり、特に、ハイドロフォームにより成形された
クロスメンバを用いたものである。

【０００２】

【従来の技術】車体のフロントボデーの主要な構成部品
であるサイドメンバ、クロスメンバは、衝突時のエネル
ギー吸収のために、重要な役割を担っている。オフセッ
ト衝突時には、クロスメンバにて衝突のエネルギーを受
け、そのエネルギーを両サイドメンバに分散すること
で、衝突エネルギーを吸収している。そのため、クロス
メンバは両サイドメンバの先端部分に、掛け渡すように
結合されている。

【０００３】従来のクロスメンバは、複数の鋼板等を用
い、板金プレス加工、折り曲げ加工等により成形し、互
いを溶接等して作製している。

【０００４】この方法では、鋼板等を板金プレス加工、
折り曲げ加工等して成形するために、スプリングバック
の影響を避けることができず、又、溶接によるひずみの
影響もあり、部品精度のばらつきがあった。そのため、
クロスメンバをサイドメンバに組み付ける時に難があ
り、周辺部品を取付ける際にも、様々な工夫をして位置
決めを行なっている。

【０００５】例えば、特開平７−３０４４６２号公報に
示すように、コンパクトな構成で周辺部品の取付位置の
位置決めを行なう方法も提案されている。

【０００６】しかしながら、剛性向上のためクロスメン
バ自体を複数枚の鋼板を組み合わせて作製しており、そ
のため、重量が重くなり軽量化が難しく、更に加工の工
程も多くなりコストの面でも課題となっている。

【０００７】そこで、上記問題点を解決する方法とし
て、ハイドロフォームにて成形したクロスメンバを使用
することが考えられる。

【０００８】ハイドロフォームは、成形金型の間に素材
となる鋼管をセットし、鋼管内に高圧の液体を充填し
て、液体の圧力により鋼管を金型内で拡管させることで
金型の形状に成形するものである。

【０００９】上記ハイドロフォームによる成形方法で
は、従来複数の部品であったものを一体で成形ができる
ため、部品数の削減、溶接の削減等ができ、又、拡管時
に鋼管が加工硬化することにより、薄い肉厚でも強度が
あるため、高剛性化、軽量化、低コスト化が可能とな
る。更に、成形後のスプリングバックがほとんど発生し
ないため、部品精度の向上も可能である。

【００１０】上記利点があるため、ハイドロフォームに
より成形されたクロスメンバを使用した場合、部品精度
や組み付け時の問題点等の多くを解決することできる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ハイドロフ
ォームで成形されたクロスメンバ等は、閉断面形状に成
形されることから、溶接のためのフランジ等がないた
め、サイドメンバ等と結合させるには溶接のためのフラ
ンジ等をあらためて取付ける必要があり、結合工程の手
順の複雑化、結合構造の複雑化を招き、サイドメンバ等
との溶接が容易ではなくなり、場合によっては結合強度
が不足するおそれがある。

【００１２】本発明は、上記問題に鑑み、ハイドロフォ
ームで成形されたクロスメンバを、サイドメンバに容易
に溶接できるコンパクトな車体構造を提供する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明に係る車体構造は、ハイドロフォームで成形したクロ
スメンバ部材の端部から延設される延設部が、サイドメ
ンバ部材の先端部の両側面部に結合されたことを特徴と
する。つまり、クロスメンバ部材の端部に切り欠きが有
り、その切り欠き部分にサイドメンバ部材を嵌め込むこ
とで切り欠きをしていない部分、即ち延設部がサイドメ
ンバ部材の両側面部と重なり合い、その重なり合った部
分を結合している。

【００１４】上記課題を解決する本発明に係る車体構造
は、サイドメンバ部材の先端部を閉塞するようにエンド
キャップ部材を取付け、そのエンドキャップ部材にボル
トを設け、リンフォース部材をこのボルトに取付けて、
サイドメンバ部材間に掛け渡すようにしたことを特徴と
する。

【００１５】上記課題を解決する本発明に係る車体構造
は、ブラケット部材の端部に延設部を設ける代わりに、
独立したブラケット部材を作り、その下部をクロスメン
バの端部に結合すると共に、サイドメンバ部材の先端部
を閉塞するようにサイドメンバ部材の両側面部と結合
し、更に、ブラケット部材の前面にリンフォース部材を
結合する突設部を設けたことを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、車体のボデーの主要フレ
ームの一例を示す概略斜視図である。

【００１７】図１に示すように、車体前部の主要フレー
ムは、車体の両側部に左右一対に、車体の前後方向に延
設されたサイドメンバ１と、両サイドメンバ１の先端部
に結合され、両サイドメンバ１間を掛け渡すように配設
されたクロスメンバ２と、クロスメンバ２と同様に両サ
イドメンバ１間を掛け渡すように配設され、補強の役割
を担うリンフォース３とを有している。

【００１８】本発明では、クロスメンバ２をハイドロフ
ォームにて成形し、そのクロスメンバ２をサイドメンバ
１に容易に結合できる構造としたことが特徴である。後
述する図においては、図１における領域Ａの部分（車体
の左前部）の構造を、わかりやすいように拡大して示
す。車体の右前部の構造は、左前部と対称的な構造であ
るため、図及び説明は省略する。

【００１９】図２は、本発明に係る実施形態の一例を示
す車体構造の斜視図である。一部の構成部品を破断して
示し、構成がわかるように、各構成部品を分離して示し
た。

【００２０】図２に示すように、本発明に係る車体構造
は、車体前部の両側部に車体の前後方向に延設され、閉
断面形状を有するサイドメンバ１と、両サイドメンバ１
の先端部に結合され、両サイドメンバ１間を掛け渡すよ
うに配設された閉断面を有するクロスメンバ２と、クロ
スメンバ２の前面に配設され、クロスメンバ２と同様に
両サイドメンバ１間を掛け渡すように配設されたリンフ
ォース３を有している。

【００２１】上記サイドメンバ１は、コの字状の鋼板に
より形成されたインナーサイドメンバ１ａ及びアウター
サイドメンバ１ｂにより構成されており、長手方向の側
端部を互いに重ね合わせ、重ね合わせた部分を溶接する
ことで、閉断面を形成している。

【００２２】サイドメンバ１の先端部には、サイドメン
バ１の先端部を閉塞するようにエンドキャップ４が取付
けてあり、サイドメンバ１内に挿入されて固定されてい
る。エンドキャップ４には、背面から前面へ貫通するよ
うに突設部となる４本のボルト４ａが設けられており、
この４本のボルト４ａを、後述するリンフォース３に通
して固定する。又、溶接用のガンを挿入するための矩形
状の開口部４ｂを有している。

【００２３】上記クロスメンバ２は、ハイドロフォーム
により矩形断面を有するパイプ状に一体に成形されてお
り、その両端部が上方に向くように加工されている。ク
ロスメンバ２の両端部のサイドメンバ１の長手方向に垂
直な面は、サイドメンバ１をクロスメンバ２内に挿入す
るための矩形状の切り欠き２ｃ、２ｄが形成されてい
る。言い換えれば、クロスメンバ２は、切り欠き２ｃ、
２ｄの形成により、その端部から延設される延設部２
ｅ、２ｆを有していることになり、この延設部２ｅ、２
ｆがサイドメンバ１の先端部の両側面部に配設され、結
合することでサイドメンバ１−クロスメンバ２間が結合
することとなる。

【００２４】リンフォース３はクロスメンバ２の前面に
配設されており、リンフォース３の両側端部にはそれぞ
れ４つの貫通孔３ａが設けられている。ここにエンドキ
ャップ４の４本のボルト４ａを貫通させ、ナット等で固
定して、両サイドメンバ１間を掛け渡すように結合す
る。リンフォース３の断面形状としては、剛性向上のた
め、図２に示すような２つの台形断面を有するような形
状でもよい。

【００２５】上記車体構造では、溶接用のフランジを有
しないクロスメンバ２を、クロスメンバ２を構成する面
の一部を切り欠き、その切り欠き部にサイドメンバ１を
挿入することで、サイドメンバ１とクロスメンバ２の重
ね合わせ部分を作り出し、その重ね合わせ部分を溶接し
て、サイドメンバ１の先端部に結合したことが特徴であ
る。クロスメンバ２の形状を上記のような構造にするこ
とで、ハイドロフォームにて成形されたクロスメンバ２
をサイドメンバ１へ、コンパクトな構成で容易に結合す
ることができる。

【００２６】各構成部材の結合手順としては、例えば、
最初に、サイドメンバ１を形成し、その中にエンドキャ
ップ４を挿入する。この時、エンドキャップ４は、位置
がずれないように仮留めをしておく。この状態でサイド
メンバ１の先端部をクロスメンバ２の切り欠き２ｃ、２
ｄに挿入する。そして、スポット溶接のガンの片側を開
口部４ｂに挿入して、サイドメンバ１−エンドキャップ
４−クロスメンバ２間を溶接する。

【００２７】図３は、図２に示した各構成部品を結合し
た状態を示す車体構造の斜視図である。一部の構成部品
を破断して示した。

【００２８】図３に示すように、サイドメンバ１の先端
部の両側面をクロスメンバ２の延設部２ｅ、２ｆが挟み
込むように結合され、クロスメンバ２の前面には、エン
ドキャップ４のボルト４ａを用いて、リンフォース３が
配設され固定される。

【００２９】図４は、本発明に係る実施形態の他の一例
を示す車体構造の斜視図である。一部の構成部品を破断
して示し、構成がわかるように、各構成部品を分離して
示した。

【００３０】本実施例は、クロスメンバ２に延設部を設
ける替わりに、独立したブラケット５を作製し、ブラケ
ット５の下部を、クロスメンバ２の端部に結合し、サイ
ドメンバ１の先端部を閉塞するように、サイドメンバ１
の両側面部と結合したことが特徴である。

【００３１】サイドメンバ１は閉断面を有する任意のも
のでよい。本実施例ではインナーサイドメンバ１ｃの長
手方向の片側の端部にフランジ１ｅを有するコの字型の
鋼板と、アウターサイドメンバ１ｄの長手方向の片側の
端部にフランジ１ｆを有するコの字型の鋼板を用いた。
フランジ１ｅ、１ｆの反対側の端部は、互いに重なり合
うような幅を有しており、この重なる部分とフランジ１
ｅ、１ｆを溶接してサイドメンバを閉断面に形成してい
る。又、クロスメンバ２ｂは、結合のための加工は不要
であり、図２、図３において示したクロスメンバ２ａの
ように、サイドメンバ１との結合のためにクロスメンバ
２ａ自体に切り欠き等の加工を行なう必要はなく、上記
ブラケット５を介在させることで、サイドメンバ１とク
ロスメンバ２を結合している。

【００３２】図４に示すように、ブラケット５は、その
上部はサイドメンバ１の先端部を前方より覆うように、
水平断面がコの字状に形成されており、その下部も、ク
ロスメンバ２ｂを前方より覆うように、水平断面がコの
字状に形成されている。ブラケット５の上部と下部を結
ぶ中間部はサイドメンバ１の側面の形状に合わせて傾斜
を有している。ブラケット５の上部中央には、溶接用の
ガンを挿入するための矩形状の開口部５ａを有してお
り、更に、背面から前面へ貫通するように、突設部とな
る４本のボルト５ｂが設けられており、この４本のボル
ト５ｂを、リンフォースに通して固定する。更に、ブラ
ケット５には、アイボルト式の牽引フック等を挿入する
ためのパイプナット６が固定されている。このブラケッ
ト５は、サイドメンバ１−クロスメンバ２間の結合の役
割だけではなく、サイドメンバ１の蓋、リンフォースの
保持及び牽引フック等の保持の役割も担っている。

【００３３】なお、サイドメンバ１への結合の強度を高
めたい場合には、図４に示すように、ブラケット５の上
部に延設部５ｃを設け、ブラケット５とサイドメンバ１
の重なる面積を増やし、溶接点を多くすることも考えら
れる。又、パイプナット６の固定位置は、他の構成部品
と干渉しない位置であれば、ブラケット５の前面のどの
位置でもよい。

【００３４】各構成部材の結合手順としては、例えば、
最初に、ブラケット５の下部の内部にクロスメンバ２ｂ
を差し込み、ブラケット５の下部の縁の部分をクロスメ
ンバ２ｂへ溶接にて結合する。この時、溶接部分の道程
が長くなるように、ブラケット５の下部に切り欠き５ｄ
を設ければ、結合強度を強くすることも可能である。そ
して、ブラケット５の上部の内側にサイドメンバ１を後
方より差し込み、スポット溶接のガンの片側を開口部５
ａに挿入して、サイドメンバ１−ブラケット５間を溶接
して、サイドメンバ１−クロスメンバ２を結合させる。

【００３５】図５は、図４に示した各構成部品を結合し
た状態を示す車体構造の斜視図である。一部の構成部品
を破断して示した。

【００３６】図５に示すように、サイドメンバ１の端部
をブラケット５が覆うように結合され、クロスメンバ２
ｂとブラケット５が一体になるように、ブラケット５の
下部にクロスメンバ２ｂが結合されている。又、ブラケ
ット５の前面には、ボルト５ｂを用いて、リンフォース
が配設され固定される。

【００３７】上記車体構造により、ハイドロフォームに
より成形されたクロスメンバを用いても、サイドメンバ
への結合が容易になり、又、簡単な構造で周辺部品の取
付け及び結合部品の補強をも兼ねることができる。

【００３８】上述したように、本発明を実施例に基づく
図にて説明してきたが、本発明は、各構成部品の形状等
を図に示すものに限定するものではなく、本発明の範囲
で適切な形状等に変更してもよい。例えば、本発明に係
る実施形態の一例として図２に示した車体構造におい
て、図６（ａ）に示す如く、クロスメンバ２の切り欠き
を後面側の切り欠き２ｃのみにして、クロスメンバ２の
前面側にボルト４ａのための開口２ｇを設ければ、サイ
ドメンバ１、クロスメンバ２、エンドキャップ４の結合
を強固にすることができる。特に、オフセット衝突時な
どのように、車両の左右に設けられているサイドメンバ
１の一方に大きな変形圧縮が生じて、他方のサイドメン
バ１にクロスメンバ２及びリンフォース３を介して引っ
張り荷重が作用する際、サイドメンバ１、クロスメンバ
２、エンドキャップ４の結合を強固にすることができ
る。又、図６（ｂ）に示す如く、クロスメンバ２の切り
欠きを後面側の切り欠き２ｃのみにして、クロスメンバ
２の前面側にボルト２ｈ及び開口部２ｉを設ければ、エ
ンドキャップ４を用いずに、サイドメンバ１−クロスメ
ンバ２間の結合及びリンフォース３の固定を行なうこと
も可能である。

【００３９】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、ハイドロ
フォームにより成形されたクロスメンバの利点を用いつ
つ、省スペースで、サイドメンバ部材とクロスメンバ部
材とを連結できる構造を提供できる。

【００４０】請求項２に係る発明によれば、省スペース
で、リンフォース部材をも連結できる構造を提供でき
る。

【００４１】請求項３に係る発明によれば、少ない部品
点数かつ省スペースで、サイドメンバ部材とクロスメン
バ部材とを連結でき、更に他の部品を取付けることがで
きる構造を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】車体のボデーの主要フレームの一例を示す概略
斜視図である。

【図２】本発明に係る実施形態の一例を示す車体構造の
斜視図である。

【図３】図２に示す構成部品を結合した状態を示す車体
構造の斜視図である。

【図４】本発明に係る実施形態の他の一例を示す車体構
造の斜視図である。

【図５】図４に示す構成部品を結合した状態を示す車体
構造の斜視図である。

【図６】（ａ）、（ｂ）は図２に示すクロスメンバの他
の実施形態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ サイドメンバ ２ クロスメンバ ２ａ、２ｂ クロスメンバ ２ｃ、２ｄ 切り欠き ２ｅ、２ｆ 延設部 ３ リンフォース ３ａ 貫通孔 ４ エンドキャップ ４ａ ボルト ４ｂ 開口部 ５ ブラケット ５ａ 開口部 ５ｂ ボルト ５ｃ 延設部 ５ｄ 切り欠き ６ パイプナット

フロントページの続き (72)発明者 加藤 邦夫 愛知県刈谷市一里山町東吹戸11番地 アス カ株式会社内 (72)発明者 清水 達司 愛知県刈谷市一里山町東吹戸11番地 アス カ株式会社内 (72)発明者 岡本 英輔 愛知県刈谷市一里山町東吹戸11番地 アス カ株式会社内 Ｆターム(参考） 3D003 AA01 AA04 AA12 BB01 CA09

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体前部の両側部に前記車体の前後方
   向に延設され、閉断面形状を有するサイドメンバ部材
   と、前記サイドメンバ部材の先端部に結合され、前記サ
   イドメンバ部材間に掛け渡すように配設されたクロスメ
   ンバ部材とを有する車体構造において、 前記クロスメンバ部材がハイドロフォームにて成形さ
   れ、前記クロスメンバ部材の端部から延設される延設部
   が、前記サイドメンバ部材の先端部の両側面部に結合さ
   れたことを特徴とする車体構造。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の車体構造において、 前記サイドメンバ部材の先端部を閉塞するように取付け
   られたエンドキャップ部材と、 前記エンドキャップ部材から突設された突設部と、 前記突設部に結合され、前記サイドメンバ部材間に掛け
   渡すように配設されたリンフォース部材とを有したこと
   を特徴とする車体構造。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の車体構造において、 前記延設部を独立したブラケット部材とし、 前記ブラケット部材を前記クロスメンバの端部に結合す
   ると共に、前記サイドメンバ部材の先端部を閉塞するよ
   うに前記サイドメンバ部材と結合し、更に、前記ブラケ
   ット部材に前記リンフォース部材を結合する突設部を設
   けたことを特徴とする車体構造。