JP2006315473A - 車体の補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 コストが差ほどかからないように、従来からある部品を利用してトルクボックスの取付強度とサイドフレームの取付強度を大きくする車体の補強構造を提供すること。
【解決手段】 トルクボックス３は、上方に開口を有し断面が略Ｕ字形状のサイドフレーム２の外側部に接合されている。サイドフレーム２の内部には、リーンフォースメント７が設けられ、このリーンフォースメント７のある部位のサイドフレーム２の上側には、これを閉塞する蓋板８を備えている。そして、蓋板８をトルクボックス３の上縁部まで延長し、この延長部８ａとトルクボックス３を溶接ａで接合した。
【選択図】 図６

Description

本発明は、サイドフレームの側部に接合されるトルクボックスの取付強度を大きくする車体の補強構造に関する。

自動車のフロント側のタイヤハウスの後部に配設され、一端をサイドフレームに溶接で固定され、他端側を車体のフロントピラー部に溶接で固定されるトルクボックスが備えられた車種がある。このトルクボックスは、車体に外力が負荷したときに（オフセット時）塑性変形することにより補強材及び緩衝材としての役割を果たす。
トルクボックスは、上述したように補強材、緩衝材としての役割を果たすので、トルクボックス自体が塑性変形する前に接合部が外れたりすると、変形エネルギーの吸収が不十分であり、その効果が消失してしまうので取付強度を大きくして変形させるようにすることが好ましい。
実公平６−２８６５号公報 特開平５−８５４１９号公報 特開２００２−１５４４５８号公報

しかしながら、トルクボックスは、車幅方向についてはサイドフレームや、閉じ断面を有するピラー部など比較的強度のある部分に接合することができるが、トルクボックスの上側には、フロアパネルなどのパネル類があるだけで、比較的強度の大きな部材がなく、特別な部材を配置しなければ、接合部が限定されてしまうことがある。
また、トルクボックスを取付けているサイドフレームは、前後方向に長い部材であるので複数の箇所に接合部があり、サイドフレームに車体の前方からの負荷が加わると、トルクボックスとサイドフレームとの接合部に応力が集中することがあり、その接合部の強化も望まれる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、コストが差ほどかからないように、従来からある部品を利用してトルクボックスの取付強度とサイドフレームの取付強度を大きくする車体の補強構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、上方に開口を有し断面が略Ｕ字形状のサイドフレームの外側部に接合され、フロアパネルの前部に配設されて上方に開口を有するトルクボックスと、前記サイドフレーム内に車体の構造部材が設けられ、該構造部材のある部位のサイドフレームを閉塞する蓋板とを備えた車体の補強構造において、前記蓋板をトルクボックスの上縁部まで延長し、該延長部とトルクボックスを接合した。
上記発明は、前記車幅方向に延びるトルクボックスの上縁部にフランジを形成し、前記蓋板をフランジまで延長し、蓋板とフランジとを溶接で固定するようにした。
また、上記発明は、前記サイドフレームが前部側のサイドフレームと後部側のサイドフレームとの接合体であり、前記蓋板がそれらの接合部に亘って延在し、前部側及び後部側のサイドフレームと接合するようにした。
さらに、上記発明は前記車体の構造部材が後部側のサイドフレームに取付けられるエンジンマウントの取付部を補強するリーンフォースメントであって、該リーンフォースメントを前記接合部まで延長することができる。

本発明は、上方に開口を有し断面が略Ｕ字形状のサイドフレームの外側部に接合され、フロアパネルの前部に配設されて上方に開口を有するトルクボックスと、前記サイドフレーム内に車体の構造部材が設けられ、該構造部材のある部位のサイドフレームを閉塞する蓋板とを備えた車体の補強構造において、前記蓋板をトルクボックスの上縁部まで延長し、該延長部とトルクボックスを接合した。このように、トルクボックスと蓋板とを接合したので、トルクボックスの取付強度が大きくなり、接合部が剥がれることなく、トルクボックスの緩衝材としての役割を有効に果たす。従来から、サイドフレームに設けられている蓋板を延長したので製造コストが高価にならない。
上記発明は、前記車幅方向に延びるトルクボックスの上縁部にフランジを形成し、前記蓋板をフランジまで延長し、蓋板とフランジとを溶接で固定するようにしたので、蓋板をトルクボックスのフランジ部で接合するので溶接部を広くとることができる。
また、上記発明は、前記サイドフレームが前部側のサイドフレームと後部側のサイドフレームとの接合体であり、前記蓋体がそれらの接合部に亘って延在し、前部側及び後部側のサイドフレームと接合するようにしたので、サイドフレームの接合部を強化することができる。
さらに、上記発明は、前記車体の構造部材が後部側のサイドフレームに取付けられるエンジンマウントの取付部を補強するリーンフォースメントであって、該リーンフォースメントを前記接合部まで延長したので、接合部を前記蓋板とリーンフォースメントでより補強することができる。また、これらは従来から使用されているので、製造コストもさほどかからない。

以下、本発明の実施の形態による車体の補強構造について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る車体の補強構造を採用している自動車の側面図、図２は、自動車のサイドフレーム２の位置を示す車体の側面図、図３はその自動車のサイドフレーム２の周辺の分解斜視図である。また、図４はサイドフレーム２に、トルクボックス３を接合する前の斜視図、図５はサイドフレーム２にトルクボックス３を接合した斜視図、図６はサイドフレーム２に蓋板８及びダッシュパネル９を被せた状態の斜視図である。なお、図中に示す矢印（前）方向は車体の前側を示し、矢印（外）は車体の外側を示す。

自動車１には、図２に示すように、左右一対の車体の前後方向に延びるサイドフレーム２（一方の右側のみ示す）が設けられ、サイドフレーム２は、車体１ａのエンジンルーム側に配設されるフロントサイドフレーム４と車体１ａの室内側のフロア下部に配設されるミドルサイドフレーム５の端部同士を接合している。そして、このサイドフレーム２には、フロントサイドフレーム４の側部にトルクボックス３とサイドカバーパネル１０が設けられ、フレーム４，５の接合部にわたって、リーンフォースメント７と蓋板８とが設けられている。
これらの部材の結合により、トルクボックスとフロントサイドフレーム４の補強、及びフロントサイドフレーム４とミドルサイドフレーム５の接合部の補強を、以下のように図っている。なお、本明細書では、サイドカバーパネル１０は、フロントサイドフレーム４の一部として、サイドフレーム２に含まれるものとする。

図３に示すように、サイドフレーム２の前側に位置するフロントサイドフレーム４は、略コ字形断面であって、開口を車体の外側に向け、フレーム４の後端部では上側に切欠き部４ｂを形成している。また、この切欠き部４ｂを形成した部分では、フレーム４の外部に板状のサイドカバーパネル１０が接合され、この部分ではフレーム４の断面が略Ｕ字形状に形成されている。フロントサイドフレーム４の内側面には、車体の内側に先端が向くフランジ４ａが形成され、これに対向する位置にあるサイドカバーパネル１０には、車体の外側に向くフランジ１０ａを形成している。そして、ミドルサイドフレーム５には、上縁部からフレーム５の外側に向けてフランジ５ａ，５ｂを形成している。このように、フランジを設けてハット形状に形成されたフレーム４，５は、フロントサイドフレーム４の後端部とミドルサイドフレーム５の前端部とが接合されている。

自動車１の前輪側には、タイヤハウス１ｂが設けられ、この後部（図１矢視Ａ参照）に位置する車体内部には、オフセット時において外力が負荷したときに、パネルによる箱形空間を形成することによって、緩衝材の役割をするトルクボックス３が配設されている。トルクボックス３は、車体１ａの前後方向における断面が略Ｕ字形状であり、一端側がフロントサイドフレーム４に接合され、他端側が車体側部のフロントピラー部６（図１参照）に接合されている。

図４及び図５に示すように、Ｕ字形のトルクボックス３は、前側の上端部が外側に折り曲げられた上縁部３ｆを車幅方向に形成している。また、トルクボックス３のサイドカバーパネル１０側の一端部には、フロントサイドフレーム４のサイドカバーパネル１０に接合するための側部フランジ３ａ，３ｂと底部フランジ３ｃとが各々トルクボックス３の縁部から外側に向けて形成されている。トルクボックス３の他端側には、ピラー部６に接合される外側フランジ３ｄが形成されている。トルクボックス３の後端側の上縁部には、後方に向けて上部フランジ３ｅを形成している。そして、これらのフランジのうち、３箇所のフランジ３ａ〜３ｃとサイドカバーパネル１０とが、図４の想像線１４で示す位置のサイドカバーパネル１０面に接合される。

図３〜図５に示すように、ミドルサイドフレーム５の内部には、該フレーム５と同様に、開口を上側に向けた断面形状がＵ字形のリーンフォースメント７が、その内壁に沿って配設されている。ミドルサイドフレーム５には、エンジンマウントの取付部（図示せず）が設けられ、車体の構造部材としてのリーンフォースメント７はその取付部を補強するために設けられている。
図７は、フロントサイドフレーム４とミドルサイドフレーム５の接合部１３を示す。この接合部１３では、外側に位置するフロントサイドフレーム４が、クランク形状に形成され、サイドカバーパネル１０とともに略Ｕ字形状に形成されている。これらの内側にミドルサイドフレーム５が配設され、さらに内側にリーンフォースメント７が配設されている。リーンフォースメント７は、後端側がミドルサイドフレーム５にあるエンジンマウントの取付部まで延び、前端側がフレーム４と５の接合部１３まで延びている。

この略Ｕ字形接合部１３の車体の内方側と底部では、フレーム４，５とリーンフォースメント７が溶接ｂ，ｃで接合され、外側では、サイドカバーパネル１０，フレーム５，リーンフォースメント７が溶接ｄで接合されている。なお、フレーム４とリーンフォースメント７から下向きに突出した部分は、車体を持ち上げる時に使用するジャッキの支持部１２である。また、図３に示すリーンフォースメント７に複数形成された孔７ａは車体重量を軽減させる役割を果たしている。

リーンフォースメント７の上部には、蓋板８が配設される。蓋板８は、前端側が幅広になった略Ｌ字形状の板材で形成し、前端側に車体の外側に延出させた延在部８ａを設けている。蓋板８の後端部は、リーンフォースメント７の後端がある位置まで延在させ、その幅は、ミドルサイドフレーム５の一方のフランジ５ａの先端から他方のフランジ５ｂの先端までに一致させている。蓋板８の前端部に延在部８ａを設け、延在部８ａはフロントサイドフレーム４とミドルサイドフレーム５の接合部１３よりも前端側に延ばし、接合部１３を越えた部分で蓋板８を車体の外側に延ばして、延在部８ａでトルクボックス３を覆うようにし、蓋板８の全体形状を略Ｌ字形状に形成している。
図７に示すように、蓋板８は、ミドルサイドフレーム５ではフランジ５ａ，５ｂと溶接ｅ，ｆで接合し、フロントサイドフレーム４ではフランジ４ａ，１０ａと溶接で接合している。そして、蓋板８は、延在部８ａとトルクボックス３の上部フランジ３ｅとを溶接ａで接合している（図６参照）。こうして、トルクボックス３は、車体に組付けられた状態では、上側の一部が蓋板８とダッシュパネル９によって覆われる。そして、トルクボックス３及び蓋板８の上部には。図示しないフロアパネルが配設される。なお、図４中の符号１１は、フロントサイドフレーム４に取付けられるサイド補強板である。

次に、本発明の実施の形態による車体構造の作用、効果について説明する。
蓋板８は、外力の負荷によってミドルサイドフレーム５が変形するような場合、リーンフォースメント７がミドルサイドフレーム５から飛び出さないようにするための蓋部材としての役割を果たし、ミドルサイドフレーム５の開口を塞いでいる。リーンフォースメント７は、エンジンマウントの取付部を補強するものであり、本来の役割（従来）を果たすのであれば、リーンフォースメント７の直上方にのみに設ければよく、トルクボックス３まで延在部８ａを延ばす必要がない。

しかしながら、本実施の形態では、トルクボックス３まで蓋板８を延長し、フランジ３ｅと溶接ａしたので、トルクボックス３の取付強度が大きくなった。特に、トルクボックス３の後縁部を補強することにより、トルクボックス３に車体の前方側からのオフセットによる外力、若しくはサイドフレーム２に外力が負荷したときに、トルクボックス３のサイドカバーパネル１０と接合する後側部フランジ３ｂの溶接の外れに対して効果がある。また、蓋板８をフロントサイドフレーム４とミドルサイドフレーム５との接合部１３を越えて延長させたので、フランジ４ａ，１０ａ及び５ａ，５ｂと蓋板８とを溶接することで、これらのフレーム４，５の接続部１３の接続強度を大きくすることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく本発明の技術的思想に基いて種々の変形及び変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、上部フランジ３ｅをトルクボックス３に形成して蓋板８に接合したが、トルクボックス３の上部フランジ３ｅを省略し、蓋板８側に下向きに折り曲げたフランジを形成し、トルクボックス３の上縁部に溶接によって取付けてもよい。

本発明の実施の形態による車体の補強構造を採用している自動車の側面図である。 図１の自動車のサイドフレームが設けられている位置を示す自動車の側面図である。 本発明の実施の形態によるサイドフレームの接合部の周辺に配設されている部材の分解斜視図である。 本発明の実施の形態によるサイドフレームにトルクボックスを取付ける前の状態を示す斜視図である。 図４のサイドフレームにトルクボックスを取付けた状態の斜視図である。 図５のトルクボックスに蓋板とダッシュパネルを取付けた状態の斜視図である。 図５のＸ−Ｘ線方向の断面図（蓋板を追加してある）である。

符号の説明

１ 自動車
１ａ 車体
１ｂ タイヤハウス
２ サイドフレーム
３ トルクボックス
３ａ，３ｂ 側部フランジ
３ｃ 底部フランジ
３ｄ 外側フランジ
３ｅ 上部フランジ
４ フロントサイドフレーム
４ａ フランジ
４ｂ 切欠き部
５ ミドルサイドフレーム
５ａ，５ｂ フランジ
６ フロントピラー部
７ リーンフォースメント
８ 蓋板
８ａ 延在部
９ ダッシュパネル
１０ サイドカバーパネル
１１ サイド補強板

Claims (4)

1. サイドフレームの外側部に接合され、フロアパネルの前部に配設されて上方に開口を有するトルクボックスと、
   前記サイドフレーム内に車体の構造部材が設けられ、該構造部材のある部位のサイドフレームを閉塞する蓋板とを備えた車体の補強構造において、
   前記蓋板をトルクボックスの上縁部まで延長し、該延長部とトルクボックスを接合したことを特徴とする車体の補強構造。
2. 前記車幅方向に延びるトルクボックスの上縁部にフランジを形成し、前記蓋板をフランジまで延長し、蓋部材とフランジとを溶接で固定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の車体の補強構造。
3. 前記サイドフレームが前部側のサイドフレームと後部側のサイドフレームとの接合体であり、前記蓋体がそれらの接合部に亘って延在し、前部側及び後部側のサイドフレームと接合するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車体の補強構造。
4. 前記車体の構造部材が後部側のサイドフレームに取付けられるエンジンマウントの取付部を補強するリーンフォースメントであって、該リーンフォースメントを前記接合部まで延長したことを特徴とする請求項３に記載の車体の補強構造。

Images