JP2009101799A

JP2009101799A - 車体強度部材構造

Info

Publication number: JP2009101799A
Application number: JP2007274358A
Authority: JP
Inventors: Shigeyasu Furusato; 滋康古里; Tadamasa Tsushima; 忠雅對馬
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2007-10-22
Filing date: 2007-10-22
Publication date: 2009-05-14

Abstract

【課題】主に、丸パイプ材どうしとされた車体強度部材本体とステーとを、精度良く溶接固定し得るようにする。
【解決手段】車体強度部材本体１７が、丸パイプ材２１で構成されると共に、ステー１９が、丸パイプ材２２で構成され、車体強度部材本体１７とステー１９とが、互いに立体交差した状態で、連結固定部材３１を介して間接的に連結固定され、連結固定部材３１が、車体強度部材本体１７の外周面の少なくとも一部を収容保持可能な本体収容凹部３４と、ステー１９の外周面の少なくとも一部を収容保持可能なステー収容凹部３５とを有すると共に、車体強度部材本体１７と本体収容凹部３４との間が溶接固定され、且つ、ステー１９とステー収容凹部３５との間が溶接固定されるようにしている。
【選択図】図２

Description

この発明は、車体強度部材構造に関するものである。

自動車などの車両には、車室内の前部にインストルメントパネルが設けられている。このインストルメントパネルの内部には、車体強度部材が設けられている。

図１１、図１２は、従来の車体強度部材１を示すものである。この車体強度部材１は、ほぼ車幅方向２へ延びる金属製の車体強度部材本体３と、背面視ほぼ上下方向４へ延びる金属製のステー５とを備えている。そして、車体強度部材本体３の車幅方向２のほぼ中間部に対して、ステー５が取付けられる。

この場合において、車体強度部材本体３は、丸パイプ材６で構成されている。また、ステー５は、コ字断面の帯板材７で構成されている。そして、車体強度部材本体３に対してステー５の上端部が溶接によって直接固定されている（溶接固定部８）。そして、ステー５の下端部は、車室の図示しない床壁（フロアパネル）に対し、床固定用ブラケット９などを介してボルト固定される。

このような構成よれば、ステー５は、車体強度部材本体３の車幅方向２のほぼ中間部を床壁に対して支持させるように機能する。

なお、このような車体強度部材には、上記の他にも、ステーを車室の前壁（ダッシュパネル）と床壁（フロアパネル）との間に架設させるようにしたものなども存在している（例えば、特許文献１、２参照）。
実開昭６３−１５９３８０号公報特開２００２−５３０７１

しかしながら、上記した車体強度部材構造には、ステー５をコ字断面の帯板材７で構成していたため、十分な支持剛性を確保するのが難しいという問題があった。特に、特許文献１、２のように、ステーを車室の前壁と床壁との間に架設させるようにする場合、ステーには、より大きな支持剛性が要求されることとなる。

そこで、ステーを、より断面強度の高い丸パイプ材で構成することが考えられるが、このように、ステーを丸パイプ材にすると、今度は、車体強度部材本体に対するステーの取付けが、丸パイプ材どうしとなってしまうため、直接溶接固定するのが困難となる。

上記課題を解決するために、請求項１に記載された発明は、車室内の前部に、車体強度部材が設けられ、該車体強度部材が、ほぼ車幅方向へ延びる金属製の車体強度部材本体と、背面視ほぼ上下方向へ延びる金属製のステーとを備え、前記車体強度部材本体の車幅方向のほぼ中間部に対して、前記ステーが取付けられた車体強度部材構造において、前記車体強度部材本体が、丸パイプ材で構成されると共に、前記ステーが、丸パイプ材で構成され、前記車体強度部材本体とステーとが、互いに立体交差した状態で、連結固定部材を介して間接的に連結固定され、該連結固定部材が、車体強度部材本体の外周面の少なくとも一部を収容保持可能な本体収容凹部と、ステーの外周面の少なくとも一部を収容保持可能なステー収容凹部とを有すると共に、車体強度部材本体と本体収容凹部との間が溶接固定され、且つ、ステーとステー収容凹部との間が溶接固定された車体強度部材構造を特徴としている。

請求項２に記載された発明は、前記連結固定部材が、鞍状部材によって構成され、該鞍状部材が、一枚の金属板材を両腕部と中間連結部とを有するコ字状に曲げ加工して成るコ字板と、該コ字板の中間連結部を、両腕部の一部と共に、車体強度部材本体とほぼ同径の円弧状に座繰って成る前記本体収容凹部と、前記コ字板の両腕部間の間隔をステーの直径とほぼ等しく形成して成る前記ステー収容凹部とを有する請求項１記載の車体強度部材構造を特徴としている。

請求項１の発明によれば、車室内の前部に、車体強度部材が設けられ、該車体強度部材が、ほぼ車幅方向へ延びる金属製の車体強度部材本体と、背面視ほぼ上下方向へ延びる金属製のステーとを備え、前記車体強度部材本体の車幅方向のほぼ中間部に対して、前記ステーが取付けられた車体強度部材構造において、前記車体強度部材本体が、丸パイプ材で構成されると共に、前記ステーが、丸パイプ材で構成され、前記車体強度部材本体とステーとが、互いに立体交差した状態で、連結固定部材を介して間接的に連結固定され、該連結固定部材が、車体強度部材本体の外周面の少なくとも一部を収容保持可能な本体収容凹部と、ステーの外周面の少なくとも一部を収容保持可能なステー収容凹部とを有すると共に、車体強度部材本体と本体収容凹部との間が溶接固定され、且つ、ステーとステー収容凹部との間が溶接固定されたことにより、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、ステーを断面強度の高い丸パイプ材で構成することにより、車体に対する十分な支持剛性を確保することが可能となる。そして、連結固定部材を介することにより、丸パイプ材どうしである車体強度部材本体とステーとを、間接的に連結固定することが可能となる。この際、連結固定部材に設けた本体収容凹部と車体強度部材本体との間を溶接固定し、連結固定部材に設けたステー収容凹部とステーとの間を溶接固定することにより、連結固定部材に対して車体強度部材本体とステーとを共に強固な状態で取付けることが可能となる。

請求項２の発明によれば、前記連結固定部材が、鞍状部材によって構成され、該鞍状部材が、一枚の金属板材を両腕部と中間連結部とを有するコ字状に曲げ加工して成るコ字板と、該コ字板の中間連結部を、両腕部の一部と共に、車体強度部材本体とほぼ同径の円弧状に座繰って成る前記本体収容凹部と、前記コ字板の両腕部間の間隔をステーの直径とほぼ等しく形成して成る前記ステー収容凹部とを有することにより、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、連結固定部材を、コ字板による鞍状部材としたことにより、連結固定部材は、若干の変形能と所要の連結強度とを兼備えたものとなるので、ステーの円周方向の位置合せや、車体強度部材本体の円周方向の位置合せや、ステーと車体強度部材本体との立体交差方向の角度合せなどが容易且つ自在となり、即ち、三次元の合せができるため、連結固定部材に対して、車体強度部材本体とステーとの両方を溶接固定するようにした場合でも、ステーの車体に対する取付部分の位置精度を出すことができるようになる。

以下、本発明を具体化した実施例について、図示例と共に説明する。

図１〜図１０は、この発明の実施例を示すものである。

まず、構成について説明する。

自動車などの車両には、車室内の前部に、図示しないインストルメントパネルが設けられている。このインストルメントパネルの内部には、車体強度部材が設けられている。

図１は、車室１１の前部１２を示すものであり、車室１１の前部１２は、前壁１２a（ダッシュパネル）と、側壁１３（サイドパネル）と、床壁１４（フロアパネル）とを備えている。ここで、前壁１２aは、図示しないエンジンルームと車室１１とを区画する隔壁である。床壁１４は、フロアトンネルを備えている。そして、このような車室１１内の前部１２に、車体強度部材１５が設けられる。

この車体強度部材１５は、図２〜図４（主に図２参照のこと）に示すように、ほぼ車幅方向１６へ延びる金属製の車体強度部材本体１７と、背面視ほぼ上下方向１８へ延びる金属製のステー１９とを備えている。そして、車体強度部材本体１７の車幅方向１６のほぼ中間部に対して、ステー１９が取付けられる。

ここで、車体強度部材１５は、クロスカービーム、或いは、図示しないステアリングコラムを支持することにより、ステアリングサポートメンバなどと呼ばれるものである。

なお、以上の構成は、上記した従来例のものとほぼ同様である。

以上のような基本構成に対し、この実施例のものでは、車体強度部材本体１７が、丸パイプ材２１で構成されると共に、ステー１９が、丸パイプ材２２で構成されるようにする。

この場合、車体強度部材本体１７は、（相対的に）太径の丸パイプ材２１で構成されると共に、ステー１９は、（相対的に）細径の丸パイプ材２２で構成される。なお、車体強度部材本体１７は、要求される強度の違いから、運転席側が太くなり、助手席側と中間部が細くなるようにした段付パイプとされ、これによって、軽量化が図られている。車体強度部材本体１７の両端部には、側壁１３に対して取付けるためのサイドブラケット２３が取付けられている。

一方、ステー１９は、車幅方向１６に離間させた状態で左右一対設けられている。この場合、ステー１９は、車室１１の前壁１２aと床壁１４との間に架設されるタイプのものとされている。よって、ステー１９は、上端部が前壁１２上部と対応（当接）し、中間の屈曲部が車体強度部材本体１７と対応（近接）し、下端部が床壁１４と対応（当接）するよう、側面視で若干前傾したほぼ「く」字状に曲げ加工されている。これにより、ステー１９は、平面視でほぼ車両前後方向に延びるものとされている（若干前開きとされている）。

そして、ステー１９の上端部には、前壁１２aに対しボルト固定などによって取付可能な前壁取付用ブラケット２４が溶接固定されている。また、ステー１９の下端部には、床壁１４に対しボルト固定などによって取付可能な床壁取付部２５が形成されている。更に、左右のステー１９の間には、上下一対のステー連結ブラケット２６，２７が架設されている。このステー連結ブラケット２６，２７は、平面視ほぼコ字状を呈すると共に、ステー１９の後部に対して、後方へ突出するように取付けられている。このステー連結ブラケット２６，２７は、図示しない電子機器を取付けたり、図示しないインストルメントパネルや化粧パネルを取付けたりするのに用いられる。

ここで、床壁取付部２５は、丸パイプ材２２で構成されたステー１９の下端部を車幅方向１６に潰して漸縮部分２８と平坦部分２９を形成し、下端側の平坦部分２９に対して直止可能なネジ穴２９ａを形成することによって構成されている。この際、漸縮部分２８をほぼ車幅方向１６へ外曲げすることにより、漸縮部分２８の内側が伸ばされ、外側が圧縮された状態となるようにして、ステー１９に荷重が作用された場合などに、漸縮部分２８の内側に、意図的に応力が集中されるようにし（応力集中部）、以て、ステー１９の他の部分（特に、床壁取付部２５よりも上側の部分）に応力が集まらないような工夫がなされている。更に、左右のステー１９の下端部における、床壁取付部２５よりも若干上側の部分間に、左右のステー１９の開閉動作を防止可能で、且つ、漸縮部分２８の内側に集中された応力の他の部分への拡がりを遮断可能な連結バー３０（応力対策用連結部材）を架設、連結するようにしている。

なお、ステー１９には、上記した車室１１の前壁１２aと床壁１４との間に架設されるタイプのものの他に、車体強度部材本体１７と床壁１４との間に架設されるタイプのものも存在している。前者の方向が、後者よりも大きな支持剛性が要求されることになる。

そして、車体強度部材本体１７とステー１９とが、互いに立体交差した状態で、連結固定部材３１を介して間接的に連結固定される。

ここで、ステー１９は、側面視でほぼ「く」字状の中間の屈曲部が、車体強度部材本体１７の下側に、連結固定部材３１を介在可能な若干の隙間３２（図５参照）を有して位置するように配設（近接配置）されている。

更に、主に図６に示すように、連結固定部材３１が、車体強度部材本体１７の外周面の少なくとも一部を収容保持可能な本体収容凹部３４と、ステー１９の外周面の少なくとも一部を収容保持可能なステー収容凹部３５とを有している。

そして、図３に示すように、車体強度部材本体１７と本体収容凹部３４との間が溶接固定され（溶接固定部３６）、且つ、ステー１９とステー収容凹部３５との間が溶接固定される（溶接固定部３７）。

上記連結固定部材３１は、図６に示すように、後述するような鞍状部材４１によって構成される。この鞍状部材４１は、一枚の金属板材４２を両腕部４３と中間連結部４４とを有するコ字状に曲げ加工して成るコ字板４５と、コ字板４５の中間連結部４４（の中間部分）を、両腕部４３の一部と共に、車体強度部材本体１７とほぼ同径の円弧状に座繰って成る上記本体収容凹部３４と、コ字板４５の両腕部４３間の間隔４７をステー１９の直径とほぼ等しく形成して成る上記ステー収容凹部３５とを有している。上記した一枚の金属板材４２は、好ましくは、中央部に車体強度部材本体１７とほぼ同径の穴を有して、四隅が角取りされた矩形枠状のものなどとする。コ字板４５の中間連結部４４の残された部分には、内装部品などを取付けるためのネジ穴４９が形成されている。

次に、この実施例の作用について説明する。

ステー１９は、車体強度部材本体１７の車幅方向１６のほぼ中間部を床壁１４に対して支持させるように機能する。この場合、ステー１９は、車室１１の前壁１２a（ダッシュパネル）と床壁１４との間に架設されている。

このステー１９は、以下の手順によって、車体強度部材本体１７に取付けられる。

即ち、先ず、図７に示すように、所要の曲げ加工が行われ、下端部に床壁取付部２５が形成された左右一対のステー１９を用意する。

次に、図８に示すように、ステー１９の上端部に対して、前壁取付用ブラケット２４を溶接固定すると共に、ステー１９の中間の屈曲部に対して、連結固定部材３１を溶接固定する。この際、コ字板４５で構成された連結固定部材３１のコ字の両腕部４３間（ステー収容凹部３５）に、屈曲部が収容保持されるようにステー１９を配置し、ステー１９の周方向に対する連結固定部材３１の位置合せを行った後、両者を溶接固定する。

そして、図９に示すように、左右一対のステー１９間に、上下一対のステー連結ブラケット２６，２７および連結バー３０を溶接固定する。

最後に、図１０に示すように、鞍状部材４１とされた左右の連結固定部材３１の本体収容凹部３４間に、収容保持されるように車体強度部材本体１７を上方から配置し、車体強度部材本体１７の周方向に対する連結固定部材３１の位置合せを行い、更に、ステー１９と車体強度部材本体１７との立体交差方向の角度合せを行った後に、両者を溶接固定する。

このように、この実施例によれば、車室１１内の前部１２に、車体強度部材１５が設けられ、車体強度部材１５が、ほぼ車幅方向１６へ延びる金属製の車体強度部材本体１７と、背面視ほぼ上下方向１８へ延びる金属製のステー１９とを備え、車体強度部材本体１７の車幅方向１６のほぼ中間部に対して、ステー１９が取付けられた車体強度部材構造において、車体強度部材本体１７が、丸パイプ材２１，２２で構成されると共に、ステー１９が、丸パイプ材２１，２２で構成され、車体強度部材本体１７とステー１９とが、互いに立体交差した状態で、連結固定部材３１を介して間接的に連結固定され、連結固定部材３１が、車体強度部材本体１７の外周面の少なくとも一部を収容保持可能な本体収容凹部３４と、ステー１９の外周面の少なくとも一部を収容保持可能なステー収容凹部３５とを有すると共に、車体強度部材本体１７と本体収容凹部３４との間が溶接固定され、且つ、ステー１９とステー収容凹部３５との間が溶接固定されたことにより、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、ステー１９を断面強度の高い丸パイプ材２１，２２で構成することにより、車体に対する十分な支持剛性を確保することが可能となる。そして、連結固定部材３１を介することにより、丸パイプ材２１，２２どうしである車体強度部材本体１７とステー１９とを、間接的に連結固定することが可能となる。この際、連結固定部材３１に設けた本体収容凹部３４と車体強度部材本体１７との間を溶接固定し、連結固定部材３１に設けたステー収容凹部３５とステー１９との間を溶接固定することにより、連結固定部材３１に対して車体強度部材本体１７とステー１９とを共に強固な状態で取付けることが可能となる。

また、連結固定部材３１が、鞍状部材４１によって構成され、鞍状部材４１が、一枚の金属板材４２を両腕部４３と中間連結部４４とを有するコ字状に曲げ加工して成るコ字板４５と、コ字板４５の中間連結部４４を、両腕部４３の一部と共に、車体強度部材本体１７とほぼ同径の円弧状に座繰って成る本体収容凹部３４と、コ字板４５の両腕部４３間の間隔４７をステー１９の直径とほぼ等しく形成して成るステー収容凹部３５とを有することにより、以下のような作用効果を得ることができる。即ち、連結固定部材３１を、コ字板４５による鞍状部材４１としたことにより、連結固定部材３１は、若干の変形能と所要の連結強度とを兼備えたものとなるので、ステー１９の円周方向の位置合せや、車体強度部材本体１７の円周方向の位置合せや、ステー１９と車体強度部材本体１７との立体交差方向の角度合せなどが容易且つ自在となり、即ち、三次元の合せができるため、連結固定部材３１に対して、車体強度部材本体１７とステー１９との両方を溶接固定するようにした場合でも、ステー１９の車体に対する取付部分（前壁取付用ブラケット２４、床壁取付部２５）の位置精度を出すことができるようになる。そのため、連結固定部材３１に対して、車体強度部材本体１７とステー１９とのどちらか一方のみを溶接固定とし、他方は溶接に比べて取付強度の劣るボルト止めにすると共に、ボルト止め部分に長穴などの位置調整部を設けて、ステー１９の車体に対する取付部分（前壁取付用ブラケット２４、床壁取付部２５）の位置調整を行わせるなどする必要をなくすことができる。

以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、実施例はこの発明の例示にしか過ぎないものであるため、この発明は実施例の構成にのみ限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれることは勿論である。また、例えば、各実施例に複数の構成が含まれている場合には、特に記載がなくとも、これらの構成の可能な組合せが含まれることは勿論である。また、複数の実施例や変形例が示されている場合には、特に記載がなくとも、これらに跨がった構成の組合せのうちの可能なものが含まれることは勿論である。また、図面に描かれている構成については、特に記載がなくとも、含まれることは勿論である。

本発明の実施例にかかる車体強度部材構造の車体への取付状態を示す全体斜視図である。図１の車体強度部材構造を異なる方向から見た全体斜視図である。図２の側面図である。図２の一部省略した分解斜視図である。図２のステー取付部分の横断面図である。図２の連結固定部材の拡大斜視図である。図２の車体強度部材構造の組立工程図である。図７に続く組立工程図である。図８に続く組立工程図である。図９に続く組立工程図である。従来例にかかる車体強度部材構造の全体斜視図である。図１１の側面図である。

符号の説明

１１車室
１２前部
１５車体強度部材
１６車幅方向
１７車体強度部材本体
１８上下方向
１９ステー
２１丸パイプ材
２２丸パイプ材
３１連結固定部材
３４本体収容凹部
３５ステー収容凹部
４１鞍状部材
４２金属板材
４３腕部
４４中間連結部
４５コ字板
４７間隔

Claims

車室内の前部に、車体強度部材が設けられ、
該車体強度部材が、ほぼ車幅方向へ延びる金属製の車体強度部材本体と、
背面視ほぼ上下方向へ延びる金属製のステーとを備え、
前記車体強度部材本体の車幅方向のほぼ中間部に対して、前記ステーが取付けられた車体強度部材構造において、
前記車体強度部材本体が、丸パイプ材で構成されると共に、前記ステーが、丸パイプ材で構成され、
前記車体強度部材本体とステーとが、互いに立体交差した状態で、連結固定部材を介して間接的に連結固定され、
該連結固定部材が、車体強度部材本体の外周面の少なくとも一部を収容保持可能な本体収容凹部と、ステーの外周面の少なくとも一部を収容保持可能なステー収容凹部とを有すると共に、
車体強度部材本体と本体収容凹部との間が溶接固定され、且つ、ステーとステー収容凹部との間が溶接固定されたことを特徴とする車体強度部材構造。
前記連結固定部材が、鞍状部材によって構成され、
該鞍状部材が、一枚の金属板材を両腕部と中間連結部とを有するコ字状に曲げ加工して成るコ字板と、
該コ字板の中間連結部を、両腕部の一部と共に、車体強度部材本体とほぼ同径の円弧状に座繰って成る前記本体収容凹部と、
前記コ字板の両腕部間の間隔をステーの直径とほぼ等しく形成して成る前記ステー収容凹部とを有することを特徴とする請求項１記載の車体強度部材構造。