JP2005335520A - 車両フレーム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 見栄えのよい車両フレーム構造を提供することを目的とする。
【解決手段】 フロントピラー１１の下端部に形成された挿入孔１２３からピラーレール１１を挿入し、フロントピラー１２の側面に形成した連結孔１２４にフロントカウル１３の端部を挿入してピラーレール１１に連結する。連結孔１２４を取り囲むようにフロントピラー１２に立設されたフランジ部１２５に、インパネ１５を係合させて取り付け、インパネ１５によって連結孔１２４が見えないように覆い隠す。フロントピラー１２の下端部は挿入孔１２３が閉塞されるようにホイールハウス１６の上面に連結される。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、車両ボデーを支える車両フレーム構造に関する。

車両の外装構造に関する従来技術として、断面が矩形状の芯材の三面を樹脂製のカバーで覆って一体成形されたルーフレールが、車両の屋根に取り付けられたものがあった（例えば、特許文献１参照。）。これは、強度部材である芯材の一面が外部から見えるものであり、見栄えのためにそこに塗装を施す必要があった。芯材に塗装等を施さずに、その見栄えを向上させるためには芯材をカバー内に完全に収容させる必要があった。こうした場合、芯材をカバー内に収容する際に、芯材を挿入する挿入孔をカバーに形成する必要があり、あるいは、芯材を他の強度部材と連結させる時に、カバーに他の強度部材が貫通してその内部に進入する開口を設けなければならず、これらによる見栄えの低下が発生するという問題があった。
特許第３２４７４３５号公報（第７−１０図）

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、見栄えのよい車両フレーム構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、第１カバー体で外部からは視認不能に被覆された第１フレーム部材と、第２カバー体によって覆われ、前記第１フレーム部材と連結される第２フレーム部材を備え、前記第１カバー体の側面に連結孔を開口し、前記第２フレーム部材の端部を前記連結孔に挿入して前記第１フレーム部材に連結し、前記第２カバー体によって、前記連結孔を覆い隠すことを特徴とする車両フレーム構造とした。

請求項２の発明は、前記連結孔の周囲には前記第１カバー体の側面から立ち上がったフランジ部が形成され、前記第２カバー体は前記フランジ部に当接することによって前記第１カバー体に接続されることを特徴とする請求項１記載の車両フレーム構造とした。

請求項３の発明は、前記第１カバー体の側面に一体に突出部を形成し、前記突出部の一部分を取り去ることにより前記フランジ部が形成されたことを特徴とする請求項２記載の車両フレーム構造とした。

請求項４の発明は、その内部に外部からは視認不能にフレーム部材を収容する収容部を有したカバー体と、このカバー体に接続された外装部材を備え、前記カバー体の端部には前記収容部に前記フレーム部材を挿入する挿入孔が設けられ、前記外装部材は前記挿入孔を閉塞するように前記カバー体に接続されたことを特徴とする車両フレーム構造とした。

請求項５の発明は、前記カバー体および外装部材は合成樹脂材料にて形成されたことを特徴とする請求項４記載の車両フレーム構造とした。

＜請求項１の発明＞
第１カバー体で外部からは視認不能に被覆された第１フレーム部材と、第２カバー体によって覆われ、第１フレーム部材と連結される第２フレーム部材を備え、第１カバー体の側面に連結孔を開口し、第２フレーム部材の端部を連結孔に挿入して第１フレーム部材に連結し、第２カバー体によって、連結孔を覆い隠す構成としたことにより、カバー体によってそれぞれのフレーム部材が覆われるとともに、連結孔も第２カバー体によって覆われるため、特別な部材を使用することなくその見栄えを向上させることができる。

＜請求項２の発明＞
連結孔の周囲には第１カバー体の側面から立ち上がったフランジ部が形成され、第２カバー体はフランジ部に当接することによって第１カバー体に接続される構成としたことにより、フランジ部が、第２カバー体の第１カバー体への取付時のガイド機能を有するため、取り付けを容易に行うことができる。

＜請求項３の発明＞
第１カバー体の側面に一体に突出部を形成し、突出部の一部分を取り去ることによりフランジ部が形成された構成としたことにより、第１カバー体にフランジ部を容易に設けることができる。

＜請求項４の発明＞
その内部に外部からは視認不能にフレーム部材を収容する収容部を有したカバー体と、このカバー体に接続された外装部材を備え、カバー体の端部には収容部にフレーム部材を挿入する挿入孔が設けられ、外装部材は挿入孔を閉塞するようにカバー体に接続された構成としたことにより、カバー体によってフレーム部材が覆われるとともに、挿入孔も外装部材によって覆われるため、特別な部材を使用することなくその見栄えを向上させることができる。

＜請求項５の発明＞
カバー体および外装部材を合成樹脂材料にて形成した構成としたことにより、双方の間の防振性を向上させることができる。

本発明の実施形態を図１乃至図１３によって説明する。説明中、車両の前方を前方と呼ぶ。また、一対の部材については左右対称のものであるため、その内の一側のみについて説明する。図１において本実施形態による車両フレーム構造１０を適用した電気自動車１は、それぞれ一対の前輪２と後輪３とを有し、これらによって運転席４が設置されたフロア５が支持されている。フロア５の上方には運転席４を取り囲むようにボデー６が形成されており、ボデー６は車両フレーム構造１０を有している。

図２に示すように、車両フレーム構造１０はそれぞれピラーレール１１（本発明のフレーム部材または第１フレーム部材に該当する）を収容した左右一対のフロントピラー１２（本発明のカバー体または第１カバー体に該当する）、ピラーレール１１の下方部同士を連結するフロントカウル１３（本発明の第２フレーム部材に該当する）、ピラーレール１１同士を連結するリーンフォースメント１４（図１１〜図１３示）、フロントカウル１３を覆っているインパネ１５（本発明の第２カバー体に該当する）、およびフロントピラー１２の下端部に取り付けられた一対のホイールハウス１６（本発明の外装部材に該当する）とにより構成されている。

フロントピラー１２の間には、その周囲に合成ゴム等にて枠状に形成されたシールド部材２２が装着されたフロントガラス２１が固定されている。フロントガラス２１の装着時に、予めシールド部材２２に、一般にシーラントと呼ばれる接着シール材を塗布することにより、装着後の双方の間はシールされる。また、フロントピラー１２の上端部には、その内部にルーフパネル２４が装着された略コの字状のルーフレール２３が連結されている。更に、フロントピラー１２の間を連結するように、シールド部材２２の上辺とルーフパネル２４の下端部との間を仕切る仕切り体２５とが備えられている。また、ピラーレール１１の上方部同士を連結するように、クロスメンバ２６が設けられている。上述したように、フロントピラー１２の下端部とそれぞれ接続された一対のホイールハウス１６は、フェンダーパネル２７の下方に配置されており、前輪２の上方を覆っている。

図３に示すように、フロントピラー１２は合成樹脂材料のブロー成形にて内部にピラーレール１１の収容部１２１を有した筒状に形成され（図５示）、その下端部はホイールハウス１５の上面形状と一致するように曲面に形成されている。また、フロントピラー１２の側面には収容されたピラーレール１１を固定するためのポップナット３１（後述する）が挿入される複数の段付孔１２２（１つのみ符号を付す）が、収容部１２１に到達するように形成されている。フロントピラー１２の下端部には、ピラーレール１１を収容部１２１に挿入するための挿入孔１２３が、収容部１２１に連通するように形成されている。

フロントピラー１２の車両内側の側面には連結孔１２４が収容部１２１に連通するように形成されており、連結孔１２４の周囲後方部にはフロントピラー１２の側面から立ち上がったフランジ部１２５が連結孔１２４を取り囲むように設けられている。フランジ部１２５の上面はジグザグの山形状に形成され、上面および後面には、後述するようにインパネ１５が取り付けられる際に、図示しない取付ボルトが貫通する複数の取付穴１２５ａが形成されている。

連結孔１２４は、後述するようにフロントカウル１３およびリーンフォースメント１４の端部が挿入されて、ピラーレール１１に連結される作業を行うのに十分な開口面積を有している。また、フランジ部１２５は、連結孔１２４が設けられたフロントピラー１２の強度を補うのに十分な大きさ、形状を備えている。フロントピラー１２の上方部には、上述したクロスメンバ２６の端部が挿入される連結孔１２６と、その周囲に立設されたフランジ部１２７が設けられている。更に、各々のフロントピラー１２の前方部には、上述したルーフパネル２４およびシールド部材２２を介したフロントガラス２１を装着する凹部１２８が形成されている。

以下、図４および図５に基づいて、フロントピラー１２にフランジ部１２５を形成する方法について説明する。最初に図４に示すように、フロントピラー１２の成形時に内部が空洞である異形状の突出部１２９を側面に一体成形する。次に、図５（Ｂ）に示すように、突出部１２９の一部分ＲＰ（図４（Ｂ）の一点鎖線の右方の部分）をカッター等にて取り去ることにより、残された突出部１２９によって、フランジ部１２５がフロントピラー１２の側面にほぼ垂直に突出するように形成される（図５（Ａ）示）。

図６に示すように、ピラーレール１１は例えばアルミニウム等の軽金属材料にて、フロントピラー１２の収容部１２１の形状に倣って弓なりに曲がったパイプ状に形成され、その下端部にはリーンフォースメント１４と連結されるため、平板状に成形された連結部１１１が形成されている。連結部１１１には、リーンフォースメント１４との連結のために、図示しない取付ボルトが挿入される一対のボルト孔１１１ａが設けられている。また、連結部１１１の直上には、平板が屈曲されて形成された取付ブラケット１１２が溶接にて固着されている。取付ブラケット１１２には、フロントカウル１３が固定される場合に、図示しない取付ボルトが挿入される一対のボルト孔１１２ａが設けられている。また、パイプ状のピラーレール１１の側面には、上述したようにピラーレール１１をフロントピラー１２の収容部１２１内に収容した場合に、ポップナット３１が挿入される複数の固定孔１１３（１つのみ符号を付す）が設けられている。

次に、図７乃至図１０に基づいて、ピラーレール１１のフロントピラー１２の収容部１２１内への収容方法について説明する。ピラーレール１１は、その上端部からフロントピラー１２の挿入孔１２３に挿入していき（図７示）、所定位置に達すると、図９（Ａ）に示すように各々の段付孔１２２にポップナット３１を挿入する。一般的にポップナット３１と呼ばれているものは、軟性の金属材料にて一体に形成され、図９に示したように、そのフランジ状の頭部３１ａとそれに連結された円筒形の軸部３１ｂとにより構成されており、軸部３１ｂの内周面には、雌ネジ部３１ｃが形成されている。

ポップナット３１はフロントピラー１２の段付孔１２２に挿入された後、雌ネジ部３１ｃに締付ボルト３２を螺合させていくことにより軸力が発生し、これにより軸方向に圧縮されて軸部３１ｂが撓み、撓み部が頭部３１ａとの間でフロントピラー１２およびピラーレール１１を挟圧して双方を固定する。これにより、ピラーレール１１はフロントピラー１２によって覆われ、収容部１２１内に外部から視認不能に収容される（図９（Ｂ）示）。尚、フロントピラー１２のうち、ポップナット３１が取り付けられていない部位は、ピラーレール１１との間に所定の間隔が保持されている（図１０示）。

ピラーレール１１がフロントピラー１２の収容部１２１に固定された後、各々のフロントピラー１２の下端部は、挿入孔１２３が閉塞されるようにホイールハウス１６の上面と係合され、図示しないボルト等により双方が固定される（図８示）。尚、それぞれのホイールハウス１６は合成樹脂材料にて形成されており、その側端面に形成された取付面１６１においてフェンダーパネル２７に接続される。

図１１に示すように、フロントカウル１３は剛性を有した金属材料にて一体に形成され、平板を取付ブラケット１１２の形状に合わせて屈曲させた形状を呈している。フロントカウル１３はその両端部を連結孔１２４内に挿入した後、左右のピラーレール１１に固着された取付ブラケット１１２の上方から係合させ、図示しない取付ボルトによって固定される。

一方、リーンフォースメント１４は、図１３に示されたように、主に金属製の複数のパイプ材が連結されて構成されている。リーンフォースメント１４の横梁１４１の両端部には、矩形状の取付面１４２が溶接等にて取り付けられており、これには図示しない取付ボルトがピラーレール１１のボルト孔１１１ａとともに挿通される一対の取付孔１４２ａが形成されている。リーンフォースメント１４は、取付面１４２をフロントピラー１２の連結孔１２４内に挿入した後、取付ボルトにてピラーレール１１の連結部１１１に固定されて連結される。尚、リーンフォースメント１４の下端部は、車両の一対のサイドメンバ２８に連結されている(図１２、図１３示）。

インパネ１５は不透明な合成樹脂材料にて一体に形成され、フロントピラー１２のフランジ部１２５と形状が一致するように屈曲された上部の取付部１５１と、これに垂下するように形成された覆い部１５２とにより構成されている。また、インパネ１５の両端部にはボルト孔１５３が設けられ、取付部１５１をフランジ部１２５に上方から係合させた後、取付ボルトをボルト孔１５３とともにフランジ部１２５の取付穴１２５ａに挿通して締め付けることにより、インパネ１５をフロントピラー１２に固定する。これにより、インパネ１５はフロントカウル１３およびリーンフォースメント１４の横梁１４１を覆うとともに、運転席４側から見て視認不能なように、フロントピラー１２の連結孔１２４を覆い隠すことができる。

本実施形態によれば、フロントピラー１２で外部からは視認不能に被覆されたピラーレール１１と、インパネ１５によって覆われ、ピラーレール１１と連結されるフロントカウル１３およびリーンフォースメント１４を備え、フロントピラー１２の側面に連結孔１２４を開口し、フロントカウル１３およびリーンフォースメント１４の端部を連結孔１２４に挿入してピラーレール１１に連結し、インパネ１５によって、連結孔１２４を覆い隠す構成としたことにより、ピラーレール１１、フロントカウル１３等に塗装を必要とせず、また、特別な部材を使用することなく車両フレーム構造１０の見栄えを向上させることができる。

連結孔１２４はフロントピラー１２の側面から立ち上がったフランジ部１２５によって取り囲まれており、インパネ１５はフランジ部１２５と係合することによってフロントピラー１２に連結される構成としたことにより、フランジ部１２５が、インパネ１５のフロントピラー１２への取付時のガイド機能を有するため、そのフロントピラー１２への取り付けを容易に行うことができる。また、フランジ部１２５によってフロントピラー１２自体の面剛性を確保でき、フランジ部連結孔１２４を形成したことによるフロントピラー１２の強度低下を補うことができる。また、フロントピラー１２の側面に一体に突出部１２９を形成し、突出部１２９の一部分ＲＰを取り去ることによりフランジ部１２５が形成された構成としたことにより、フランジ部１２５の根元の支持剛性も維持できるとともに、フロントピラー１２にフランジ部１２５を容易に設けることができる。また、連結孔１２４は、インパネ１５により覆われているため、見栄えを向上させるために連結孔１２４の端部を仕上げ加工する必要がない。更に、インパネ１５はフランジ部１２５に取り付けられるため、インパネ１５の取り付けのために特別なブラケット等を必要とせず、部品点数を削減できる。

また、フロントピラー１２の端部に収容部１２１にピラーレール１１を挿入する挿入孔１２３が設けられ、外装部材であるホイールハウス１６は挿入孔１２３を閉塞するようにフロントピラー１２に連結された構成としたことにより、挿入孔１２３が機能上不可欠なホイールハウス１６によって覆われるため、特別な部材を使用することなくその見栄えを向上させることができる。また、フロントピラー１２およびホイールハウス１６は合成樹脂材料にて形成されているため、金属製の外装部材に比べて、防振性や密閉性も期待できる。一方、上述した従来技術によるものは、ルーフレールとこれが取り付けられる金属製の車両屋根との間に、防振性および密閉性のために専用のアタッチメントを必要としている。
更に、フロントピラー１２はブロー成形にて形成されているため、その成形型の数を低減することが可能である。

＜他の実施形態＞
本発明は上述の記載および図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、以下の記載のもの以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）本発明の車両フレーム構造は、車両のあらゆる箇所に適用可能である。
（２）フランジ部は、フロントピラーに加工を施さずに成形型により形成してもよい。
（３）本発明は、左右のフロントピラーのうちの一方のみに適用してもよい。
（４）ピラーレールに予めポップナットを取り付けた状態でフロントピラーの収容部に収容し、その後、ポップナットに締付ボルトを螺合させてもよい。

本実施形態が適用された車両の外観図である。 図１の要部分解斜視図である。 フロントピラーの斜視図である。 フロントピラーのフランジ部が形成される前の要部拡大図（Ａ）、およびその断面図（Ｂ）である。 フロントピラーのフランジ部が形成された後の要部拡大図（Ａ）、およびその断面図（Ｂ）である。 ピラーレールの斜視図である。 フロントピラーにピラーレールを挿入しているところを示す断面図である。 ピラーレールを収容したフロントピラーをホイールハウスに接合したところを示す断面図である。 フロントピラーにピラーレールを固定するところを示す断面図（Ａ）、およびピラーレールを固定したところを示す断面図（Ｂ）である。 ピラーレールを収容したフロントピラーの断面図である。 ピラーレールとフロントカウルとの連結部を示す拡大斜視図である。 図１に示した車両前部の断面図である。 図１に示した車両前部の透視図である。

符号の説明

１０…車両フレーム構造
１１…ピラーレール
１２…フロントピラー
１３…フロントカウル
１４…リーンフォースメント
１５…インパネ
１６…ホイールハウス
１２１…収容部
１２３…挿入孔
１２４…連結孔
１２５…フランジ部
１２９…突出部

Claims (5)

1. 第１カバー体で外部からは視認不能に被覆された第１フレーム部材と、第２カバー体によって覆われ、前記第１フレーム部材と連結される第２フレーム部材を備え、
   前記第１カバー体の側面に連結孔を開口し、前記第２フレーム部材の端部を前記連結孔に挿入して前記第１フレーム部材に連結し、前記第２カバー体によって、前記連結孔を覆い隠すことを特徴とする車両フレーム構造。
2. 前記連結孔の周囲には前記第１カバー体の側面から立ち上がったフランジ部が形成され、前記第２カバー体は前記フランジ部に当接することによって前記第１カバー体に接続されることを特徴とする請求項１記載の車両フレーム構造。
3. 前記第１カバー体の側面に一体に突出部を形成し、前記突出部の一部分を取り去ることにより前記フランジ部が形成されたことを特徴とする請求項２記載の車両フレーム構造。
4. その内部に外部からは視認不能にフレーム部材を収容する収容部を有したカバー体と、このカバー体に接続された外装部材を備え、
   前記カバー体の端部には前記収容部に前記フレーム部材を挿入する挿入孔が設けられ、前記外装部材は前記挿入孔を閉塞するように前記カバー体に接続されたことを特徴とする車両フレーム構造。
5. 前記カバー体および外装部材は合成樹脂材料にて形成されたことを特徴とする請求項４記載の車両フレーム構造。

Images