JP2008012997A - クロスメンバの組付け方法、及び車体側部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、補強部材の位置ズレを防止するとともに、溶接品質を向上させることを目的とする。
【解決手段】本発明に係る車体側部構造におけるクロスメンバの組付け方法は、クロスメンバ２０を構成する中央補強部材２２を車体フロアに固定し、その中央補強部材２２の左右両端部に端部補強部材２５を固定し、さらに左右の端部補強部材２５を左右のセンターピラー３０に固定して、センターピラー３０を車幅方向内側から支持する構成の車体におけるクロスメンバの組付け方法であって、中央補強部材２２に対して端部補強部材２５を固定する際、その端部補強部材２５を中央補強部材２２にボルト止めする工程と、ボルト止めされた端部補強部材２５を中央補強部材２２、及びセンターピラー３０に溶接する工程とを有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、車体のクロスメンバの組付け方法、及びそのクロスメンバを備える車体側部構造に関する。

クロスメンバの組付け方法に関する技術が特許文献１に記載されている。
特許文献１に記載された車両では、車体フロアを構成する板材が断面凸角形に折り曲げ成形されることで、車幅方向に延びるクロスメンバ本体が形成されている。そして、クロスメンバ本体の両端上面と左右のセンターピラーの内側面との隅部に、側面略三角形状の補強部材が溶接により固定されている。これにより、左右のセンターピラーの下端部とクロスメンバ本体とが連結され、側面衝突時にセンターピラーに加えられる衝突荷重が補強部材を介してクロスメンバ本体で受けられるようになる。
特開平６−１６１５３号

一般的に前記補強部材を左右のセンターピラーの内側面とクロスメンバ本体の両端上面との隅部に溶接する場合、手作業で溶接する場合が多い。手作業での溶接の場合、補強部材が位置ズレをすることがある。また、補強部材とクロスメンバ本体との間に隙間が発生して、溶接品質が安定しない場合がある。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、補強部材の位置ズレを防止するとともに、溶接品質を向上させることである。

上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、クロスメンバを構成する中央補強部材を車体フロアに固定し、その中央補強部材の左右両端部に端部補強部材を固定し、さらに左右の端部補強部材を左右のセンターピラーに固定して、前記センターピラーを車幅方向内側から支持する構成の車体におけるクロスメンバの組付け方法であって、前記中央補強部材に対して前記端部補強部材を固定する際、その端部補強部材を前記中央補強部材にボルト止めする工程と、前記ボルト止めされた前記端部補強部材を前記中央補強部材、及び前記センターピラーに溶接する工程とを有することを特徴とする。

本発明によると、中央補強部材に端部補強部材を溶接する際、その端部補強部材を中央補強部材にボルト止めするため、端部補強部材の位置ズレを防止できる。また、ボルト止めにより、端部補強部材と中央補強部材との隙間寸法が小さい状態で溶接を実施でき、溶接品質が向上する。

請求項２の発明によると、中央補強部材を構成する板部の同一面上にボルト挿通部と被溶接部位とを形成し、同じく端部補強部材を構成する板部の同一面上にボルト挿通部と被溶接部位とを形成することを特徴とする。
このため、ボルト止めにより、中央補強部材の被溶接部位と端部補強部材の被溶接部位との隙間寸法を最小にできる。

請求項３の発明によると、中央補強部材を構成する板部の異なる面にボルト挿通部と被溶接部位とを形成し、同じく端部補強部材を構成する板部の異なる面にボルト挿通部と被溶接部位とを形成することを特徴とする。

請求項４の発明によると、端部補強部材を構成する板部に開口を形成し、その開口の周縁を被溶接部位とすることを特徴とする。
このため、端部補強部材の端部以外の部分で、その端部補強部材を中央補強部材に溶接できるようになる。
請求項５の車体側部構造は、請求項１〜請求項４のクロスメンバの組付け方法によって組付けられたクロスメンバを備えている。

本発明によると、端部補強部材を中央補強部材にボルト止めするため、端部補強部材の位置ズレを防止できる。また、端部補強部材と中央補強部材との隙間寸法が小さい状態で溶接を実施できるため、溶接品質が向上する。

［実施形態１］
以下、図１から図５に基づいて本発明の実施形態１に係るクロスメンバの組付け方法、及び前記クロスメンバを備える車体側部構造について説明する。ここで、図１は本実施形態に係る車体側部構造を備える車体の全体平面図、及び部分拡大図であり、図２は図１のII-II矢視断面図、図３は車体側部構造を表す斜視図、図４はクロスメンバの分解斜視図、図５は図４の矢視断面図である。
なお、図中の前後左右及び上下は車両の前後左右及び上下に対応している。

＜車体側部構造の概要について＞
図１（Ｂ）に示すように、車体ＢＤの床部における幅方向両側（左右端）には車体前後方向に延びる補強材のロッカ１０が設けられている。そして、左右のロッカ１０の間に車幅方向に延びるクロスメンバ２０がサイドドアＤｒの後側に設置されている。さらに、左右のロッカ１０上には、クロスメンバ２０を車幅方向両側から挟む位置にセンターピラー３０が立設されている。そして、左右のセンターピラー３０の下端内側面３０ｅに、図２に示すように、クロスメンバ２０の車幅方向両端面２０ｔが固定されている。これにより、左右のセンターピラー３０はクロスメンバ２０により車幅方向内側から支持されるようになる。

＜クロスメンバ２０の構造について＞
クロスメンバ２０は、図４、図５等に示すように、車体フロアＦを補強する中央補強部材２２と、その中央補強部材２２と左右のセンターピラー３０とを連結する左右の端部補強部材２５とを備えている。ここで、図５（Ａ）は、図４のVA-VA矢視断面図を表しており、図５（Ｂ）は、図４のVB-VB矢視断面図を表している。
中央補強部材２２は、図４、図５（Ｂ）に示すように、ベース状補強部２２１と、箱形状補強部２２３と、内部補強部２２５とから構成されている。ベース状補強部２２１は、図４に示すように、前板部２２１ｆと上板部２２１ｕとにより横断面略逆Ｌ字形に成形されており、車体フロアＦ（図５（Ａ）参照）のシート支持部前面Ｆｆと上面Ｆｕとの角部を覆った状態で、その車体フロアＦに固定される。

箱形状補強部２２３は、図４に示すように、前板部２２３ｆ、上板部２２３ｕ、及び後板部２２３ｂにより横断面略逆Ｕ字形をした細幅の箱形に形成されている。箱形状補強部２２３は、ベース状補強部２２１の車幅方向両端部を除く位置で、図５（Ｂ）に示すように、前板部２２３ｆの下端縁がそのベース状補強部２２１の前板部２２１ｆの上部に固定される。また箱形状補強部２２３の後板部２２３ｂにおける下端フランジ２２３ｘがベース状補強部２２１の上板部２２１ｕに固定される。
内部補強部２２５は、箱形状補強部２２３の上部を内側から補強する部材であり、横断面略逆Ｕ字形に成形されてその箱形状補強部２２３の内側に嵌め込まれる。内部補強部２２５の上板部２２５ｕ、及び箱形状補強部２２３の上板部２２３ｕには、図４に示すように、車幅方向両端部分にそれぞれ複数のボルト孔２２３ｈ，２２５ｈが形成されている。そして、複数のボルト孔２２３ｈ，２２５ｈが位置合わせされることで、箱形状補強部２２３と内部補強部２２５とが一定の位置関係に保持される。さらに、内部補強部２２５の内側には、図５（Ｂ）に示すように、上板部２２５ｕのボルト孔２２５ｈと重なる位置にナット２２５ｎが固定されている。

左右の端部補強部材２５は、下側補強部２５２と、上側補強部２５３とから構成されている。下側補強部２５２は、中央補強部材２２のベース状補強部２２１とセンターピラー３０のインナピラー３３（後記する）とを連結する部材である。下側補強部２５２は、前板部２５２ｆ、上板部２５２ｕ、及び後板部２５２ｂにより横断面略逆Ｕ字形に形成されており、前板部２５２ｆ及び後板部２５２ｂが、図４に示すように、センターピラー３０側で下方に拡開する変形扇形に形成されている。下側補強部２５２は、ベース状補強部２２１の車幅方向両端部の位置で、図５（Ａ）に示すように、前板部２５２ｆの下端縁がそのベース状補強部２２１の前板部２２１ｆの上部に固定され、後板部２５２ｂの下端フランジ２５２ｘがベース状補強部２２１の上板部２２１ｕに固定される。

ここで、下側補強部２５２の前板部２５２ｆとベース状補強部２２１の前板部２２１ｆとには、図４に示すように、所定位置に位置合わせ用の複数のボルト孔２２１ｈ，２５２ｈが形成されている。そして、複数のボルト孔２２１ｈ，２５２ｈが重ねられることで、ベース状補強部２２１と下側補強部２５２とが一定の位置関係に保持される。さらに、ベース状補強部２２１の内側には、図５（Ａ）に示すように、前板部２２１ｆのボルト孔２２１ｈと重なる位置にナット２２１ｎが固定されている。下側補強部２５２の前板部２５２ｆには、図２、図４に示すように、複数のボルト孔２５２ｈの並び方向にそのボルト孔２５２ｈと互い違いに溶接用の開口２５２ｚが形成されている。また、下側補強部２５２には、前板部２５２ｆと後板部２５２ｂとのセンターピラー３０側の端部に溶接用のフランジ部２５２ｙが外側に折り曲げ成形されている。

端部補強部材２５の上側補強部２５３は、中央補強部材２２の箱形状補強部２２３とセンターピラー３０のインナピラー３３とを連結する部材である。上部補強部２５３は、前板部２５３ｆ、上板部２５３ｕ、及び後板部２５３ｂにより横断面略逆Ｕ字形に形成されており、前板部２５３ｆ及び後板部２５３ｂが、図４に示すように、センターピラー３０側で若干上方拡開するように形成されている。上側補強部２５３は、下側補強部２５２の上に被せられて固定されるように構成されている。

上側補強部２５３の長さ寸法は、下側補強部２５２の長さ寸法よりも一定寸法だけ大きく設定されている。このため、上側補強部２５３が下側補強部２５２に被せられた状態で、その上側補強部２５３の端部が一定寸法だけ車幅方向内側に突出する。そして、一定寸法だけ車幅方向内側に突出した上側補強部２５３の端部（内突端）が中央補強部材２２の箱形状補強部２２３の端部に被せられる。上側補強部２５３の上板部２５３ｕの内突端には、所定位置に、図４に示すように、箱形状補強部２２３の上板部２２３ｕのボルト孔２２３ｈに重ねられる位置決め用のボルト孔２５３ｈが形成されている。また、上側補強部２５３の前板部２５３ｆ、後板部２５３ｂの内突端には、溶接用の開口２５３ｚが形成されている。さらに、上側補強部２５３には、前板部２５３ｆと後板部２５３ｂとのセンターピラー３０側の端部に溶接用のフランジ部２５３ｙが外側に折り曲げ成形されている。
即ち、上側補強部２５３の溶接用のフランジ部２５３ｙ、及び下側補強部２５２の溶接用のフランジ部２５２ｙがクロスメンバ２０の車幅方向両端面２０ｔを構成している。

＜クロスメンバ２０の組付けについて＞
先ず、リャフロアパネルが単品の段階でクロスメンバ２０の中央補強部材２２がそのリャフロアパネルに固定される。即ち、中央補強部材２２のベース状補強部２２１が前記リャフロアパネルのシート支持部前面Ｆｆと上面Ｆｕとの角部を覆った状態でそのリャフロアパネルに溶接により固定される。また、中央補強部材２２の箱形状補強部２２３に対して内部補強部２２５がボルト孔２２３ｈ，２２５ｈを合わされた状態で嵌め込まれ、溶接により固定される。そして、箱形状補強部２２３がベース状補強部２２１に対して中央位置を合わせられた状態で、そのベース状補強部２２１に溶接される。これによって、前記リャフロアパネルに対する中央補強部材２２の組付けが完了する。
次に、中央補強部材２２が組付けられた前記リャフロアパネルが車体に取付けられた後、左右の端部補強部材２５が中央補強部材２２とセンターピラー３０との間に固定される。

端部補強部材２５の固定では、先ず、下部補強部２５２の前板部２５２ｆのボルト孔２５２ｈがベース状補強部２２１の前板部２２１ｆのボルト孔２２１ｈに合わせられ、その下部補強部２５２の前板部２５２ｆとベース状補強部２２１の前板部２２１ｆとがボルト止めされる。これにより、下部補強部２５２がベース状補強部２２１に対して定位置に位置決めされるとともに、被溶接部位である下部補強部２５２の前板部２５２ｆとベース状補強部２２１の前板部２２１ｆとの隙間寸法がほぼ零になる。この状態で、下部補強部２５２の前板部２５２ｆにおける溶接用の開口２５２ｚ、及び後板部２５２ｂの下端フランジ２５２ｘ等を利用して、下部補強部２５２がベース状補強部２２１に溶接により固定される。また、下部補強部２５２の溶接用のフランジ部２５２ｙがセンターピラー３０のインナピラー３３に溶接により固定される。

次に、上側補強部２５３が下部補強部２５２に被せられるとともに、その上側補強部２５３の内突端が中央補強部材２２の箱形状補強部２２３の端部に被せられる。そして、上側補強部２５３と箱形状補強部２２３とがボルト孔２５３ｈ，２２３ｈを利用してボルト止めされる。これにより、上側補強部２５３が箱形状補強部２２３に対して定位置に位置決めされるとともに、上側補強部２５３と箱形状補強部２２３との隙間寸法がほぼ零になる。この状態で、上側補強部２５３と下部補強部２５２、及び上側補強部２５３と箱形状補強部２２３とが溶接により固定される。また、上側補強部２５３の溶接用のフランジ部２５３ｙがセンターピラー３０のインナピラー３３に溶接により固定される。これにより、クロスメンバ２０の組付けが終了するとともに、クロスメンバ２０とセンターピラー３０との連結も終了する。

＜センターピラー３０の構造について＞
センターピラー３０は、ロッカ１０上でクロスメンバ２０の両側に立設された支柱である。センターピラー３０は、図３に示すように、インナピラー３３とピラーリィンフォースメント３５とが互いのフランジ部３３ｆ，３５ｆで溶接されることにより、中空閉断面状に形成されている。
センターピラー３０におけるインナピラー３３の下端部内壁面には、前述のように、クロスメンバ２０の端部補強部材２５のフランジ部２５２ｙ，２５３ｙが溶接により固定されている。
さらに、センターピラー３０の外側は、図１（Ａ）、図２に示すように、空間Ｓｐを介した状態でボディサイドパネル５０によって覆われている。

インナピラー３３の外壁面３３ｗ（センターピラー３０の内壁面）には、図１〜図３に示すように、クロスメンバ２０の延長線上の位置に補強材である第１バルク４１が固定されている。また、ピラーリィンフォースメント３５の外壁面３５ｗには、クロスメンバ２０、及び第１バルク４１の延長線上の位置に同じく補強材の第２バルク４２が固定されている。
第１バルク４１、第２バルク４２は、筒形容器状の補強材で、凹凸を有する波板材をその凹凸に沿って筒状に曲げ成形した筒部４１ｔ，４２ｔと、筒部４１ｔ，４２ｔの先端を塞ぐ平板部４１ｓ，４２ｓと、筒部４１ｔ，４２ｔの基端部に設けられたフランジ部４１ｆ，４２ｆとから構成されている。このように、第１バルク４１、第２バルク４２は、凹凸を有する波板材をその凹凸に沿って筒状に曲げ成形した筒部４１ｔ，４２ｔを備えているため、軸方向の剛性が高くなる。

第１バルク４１は、図１（Ａ）、図２に示すように、筒部４１ｔの軸心方向が車幅方向と一致するように位置決めされた状態で、その第１バルク４１のフランジ部４１ｆがインナピラー３３の外壁面３３ｗに溶接される。さらに、第１バルク４１の軸方向の長さ寸法は、第１バルク４１がインナピラー３３の外壁面３３ｗに固定された状態で、先端の平板部４１ｓがピラーリィンフォースメント３５の内壁面に接触しないような値に設定されている。
第２バルク４２は、筒部４２ｔの軸心方向が車幅方向と一致するように位置決めされた状態で、その第２バルク４２のフランジ部４２ｆがピラーリィンフォースメント３５の外壁面３５ｗに溶接される。さらに、第２バルク４２の軸方向の長さ寸法は、第２バルク４２がピラーリィンフォースメント３５の外壁面３５ｗに固定された状態で、先端の平板部４２ｓがボディサイドパネル５０に接触しないような値に設定されている。

＜本実施形態に係るクロスメンバの組付け方法の長所について＞
上記したように、本実施形態に係るクロスメンバ２０の組付け方法によると、中央補強部材２２に端部補強部材２５を溶接する際、その端部補強部材２５を中央補強部材２２にボルト止めするため、端部補強部材２５の位置ズレを防止できる。また、ボルト止めにより、端部補強部材２５と中央補強部材２２との隙間寸法が小さい状態で溶接を実施でき、溶接品質が向上する。さらに、ボルト止めを行なうことにより、溶接長も短くすることが可能になる。
また、中央補強部材２２を構成する前板部２２１ｆにボルト挿通部（ボルト孔２２１ｈ）と被溶接部位とを設け、同じく端部補強部材２５を構成する前板部２５２ｆにボルト挿通部（ボルト孔２５２ｈ）と被溶接部位（溶接用の開口２５２ｚ）とを設けている。このため、ボルト止めにより、中央補強部材２２の被溶接部位（前板部２２１ｆ）と端部補強部材２５の被溶接部位（前板部２５２ｆ）との隙間寸法を最小にでき、溶接品質が向上する。
また、溶接用の開口２５２ｚの周縁を被溶接部位とするため、端部補強部材２５の端面以外の部分で、その端部補強部材２５を中央補強部材２２に溶接できるようになる。

＜クロスメンバ２０の組付け方法の変更例＞
ここで、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本実施形態では、端部補強部材２５を上側補強部２５３と下部補強部２５２とから構成する例を示したが、端部補強部材２５を一個の部材から構成することも可能であるし、三個以上の部材から構成することも可能である。同様に、中央補強部材２２をベース状補強部２２１と箱形状補強部２２３と内部補強部２２５とから構成する例を示したが、中央補強部材２２を一個、あるいは二個の部材から構成することも可能であるし、四個以上の部材から構成することも可能である。
また、本実施形態では、ボルト孔の裏側にナットを固定し、そのナットを利用して中央補強部材２２と端部補強部材２５とをボルト止めする例を示したが、ボルト孔を雌ネジ孔にし、その雌ネジ孔を利用して中央補強部材２２と端部補強部材２５とをボルト止めすることも可能である。

本発明の実施形態１に係る車体側部構造を備える車体の部分拡大平面図（Ｂ図のＡ矢視拡大図）（Ａ図）、及び車体の全体平面図（Ｂ図）である。 図１（Ａ）のII-II矢視側面図である。 車体側部構造を表す斜視図である。 クロスメンバの分解斜視図である。 図４のVA-VA矢視断面図（Ａ図）、及び図４のVB-VB矢視断面図（Ｂ図）である。

符号の説明

２０ クロスメンバ
２２ 中央補強部材
２２１ ベース状補強部
２２１ｈ ボルト孔（ボルト挿通部）
２２３ 箱形状補強部
２２３ｈ ボルト孔（ボルト挿通部）
２２５ 内部補強部
２２５ｈ ボルト孔（ボルト挿通部）
２５ 端部補強部材
２５２ 下部補強部
２５２ｈ ボルト孔（ボルト挿通部）
２５２ｚ 溶接用の開口
２５３ 上部補強部
２５３ｈ ボルト孔（ボルト挿通部）
２５３ｚ 溶接用の開口
３０ センターピラー

Claims (5)

1. クロスメンバを構成する中央補強部材を車体フロアに固定し、その中央補強部材の左右両端部に端部補強部材を固定し、さらに左右の端部補強部材を左右のセンターピラーに固定して、前記センターピラーを車幅方向内側から支持する構成の車体におけるクロスメンバの組付け方法であって、
   前記中央補強部材に対して前記端部補強部材を固定する際、その端部補強部材を前記中央補強部材にボルト止めする工程と、
   前記ボルト止めされた前記端部補強部材を前記中央補強部材、及び前記センターピラーに溶接する工程と、
   を有することを特徴とするクロスメンバの組付け方法。
2. 請求項１に記載されたクロスメンバの組付け方法であって、
   中央補強部材を構成する板部の同一面上にボルト挿通部と被溶接部位とを形成し、同じく端部補強部材を構成する板部の同一面上にボルト挿通部と被溶接部位とを形成することを特徴とするクロスメンバの組付け方法。
3. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載されたクロスメンバの組付け方法であって、
   中央補強部材を構成する板部の異なる面にボルト挿通部と被溶接部位とを形成し、同じく端部補強部材を構成する板部の異なる面にボルト挿通部と被溶接部位とを形成することを特徴とするクロスメンバの組付け方法。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載されたクロスメンバの組付け方法であって、
   端部補強部材を構成する板部に開口を形成し、その開口の周縁を被溶接部位とすることを特徴とするクロスメンバの組付け方法。
5. 請求項１〜請求項４のクロスメンバの組付け方法によって組付けられたクロスメンバを備える車体側部構造。
   

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