JP2012030746A - 車両用車体フレームの結合部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の衝突時等の衝撃荷重に対して高耐力を発揮させ、且つ、４枚重ねによるスポット溶接を回避する。
【解決手段】サイドシル１を、アウターパネル２及びインナーパネル４と、この間にレインフォースメント３を介在させると共に、両パネル２、４及びレインフォースメント３のフランジ部２ｂ、３ｂ、４ｂ同士を互いに重合構成する場合に、インナーパネル４を長手方向に分割構成した分割パネル片５、６の端末同士を結合して構成し、分割パネル片５、６の各一端部に互いに重合可能なスポット溶接部７を形成して、スポット溶接部７をスポット溶接により接合すると共に、アウターパネル２のフランジ部２ｂ及びレインフォースメント３のフランジ部３ｂと、両分割パネル片５、６におけるフランジ部５ｂ、６ｂのうち一方とを、３枚重ね構成にて重合した上でスポット溶接により接合して構成した。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両用車体フレームの結合部構造に関する。特にこの発明は、自動車のサイドシル或いはセンターピラー等の車体フレームにおいて、断面略ハット型を呈する一対の本体フレームを互いに重合接合し、且つ、当該本体フレームにレインフォースメントを張り合わせることにより補強構造となす場合に、インナーパネル又はアウターパネルの一方を長手方向において分割成形された各分割パネル片の終端同士を接合して構成する車両用車体フレームの結合部構造に関する。

この種の車両用車体フレームの結合部構造は、補強構造をなすべく、アウターパネルとインナーパネルとの間にレインフォースメントを介在させて互いに重ね合わせると共に、これらアウターパネル、インナーパネル及びレインフォースメントに形成したフランジ同士をスポット溶接により結合して構成されている。しかしながら、車両用車体フレームは、例えばサイドシルであれば、車両前後方向に延在設置されているように、長尺寸法となって構成されていることから、プレス成形金型のサイズ或いはコスト・材質の制約等から、アウターパネル又はインナーパネルの一方を長手方向において分割成形すると共に、互いにかかる分割パネルの端末同士を接合して構成する場合がある。かかる結果、上記したフランジ同士のスポット溶接は、アウターパネル、インナーパネル及びレインフォースメントにおけるフランジ同士の３枚重ねに加えて、両分割パネルにおける端末同士の重ね部分が加わることになって、４枚重ね溶接となってしまい、所定の結合力を発揮させるためのスポット溶接が不可能か非常に困難となってしまうことになる。

そこで、従来、かかる４枚重ねのスポット溶接を回避すべくなした技術として、特許文献１に記載された車両用車体フレームの結合部構造が知られている。かかる技術は、例えば自動車の下部サイドに配設されるフレーム(サイドシル)を構成するフロントメンバーとリヤメンバーの結合部構造として提案されたものである。

かかる従来の車両用車体フレームの結合部構造は、車体前後方向に延びるサイドメンバーを、断面略ハット状のフロントメンバーとリヤメンバーにおける両フランジ同士を重ね合わせて接合することにより構成している。と共に、フロントメンバーおよびリヤメンバーには、断面略ハット状の第１、第２レインフォースメント(リインフォースメント)が、フロントメンバーとリヤメンバーとの結合部にフランジが４枚重ねとなって張り合わせ構成されている。

そこで、かかる結合部における４枚重ね部部分を回避するために、従来の技術は、４枚重ねにされたフランジのうち１枚または２枚のフランジに切り欠きを形成して、２枚重ねまたは３枚重ねのスポット部を形成するようにしている。

特開平１１−３３４６４６号公報。

しかし、上記従来の技術においては、フロントメンバーとリヤメンバーとのフランジに第１、第２レインフォースメントのフランジを重ね合わせて４枚重ねとして、これらの結合部における強度アップを意図している。反面、両メンバーおよび両レインフォースメントのいずれか１枚又は２枚のフランジを切り欠くことにより２枚重ねまたは３枚重ねのスポット部を形成するという構成を呈している。このことから、例えば、サイドメンバーに、自動車の衝突時等に斜め横方向からの衝撃荷重がかかった場合には、フランジに切り欠き部が存する故に、かかる切り欠き部を起点としてサイドメンバーが折曲され、衝突時の荷重等に対する耐力が小さくなってしまうことになる。

そこで、この発明は、車両の衝突時等の衝撃荷重に対して高耐力を発揮するとともに、フランジにおけるスポット溶接部が４枚重ね構成とならないようにして、スポット溶接を容易に行えるようになすことを課題としている。

この発明に係る車両用車体フレームの結合部構造は、車体フレームを互いに断面略ハット型を呈するインナーパネル及びアウターパネルと、インナーパネルとアウターパネルとの間に介在するレインフォースメントとを備え、インナーパネル、アウターパネル及びレインフォースメントの各フランジ部同士を互いに重合構成すると共に、インナーパネル又はアウターパネルのうち一方を長手方向に分割構成し、これら分割構成された各分割パネル片の端末同士を互いに結合することにより構成した車両用車体フレームの結合部構造において、両分割パネル片の各一端部に互いに重合可能なスポット溶接部を形成して、かかるスポット溶接部同士をスポット溶接により接合すると共に、アウターパネル又はインナーパネル及びレインフォースメントの各フランジ部と、両分割パネル片におけるフランジ部のうち一方とを、３枚重ね構成にて重合した上でスポット溶接により接合して構成したことを特徴とする。

かかる構成により、この発明は、インナーパネル又はアウターパネルの一方を分割して、一対の分割パネル片により構成するようにしたとしても、各分割パネル片における各一端部をスポット溶接部として先ずスポット溶接により接合している。その上で、インナーパネル又はアウターパネル及びレインフォースメントの各フランジ部と、両分割パネル片におけるフランジ部のうち一方との３枚重ねの重合構成にして、スポット溶接により接合している。この結果、４枚重ねによるスポット溶接を回避することができる。

しかも、この発明は、インナーパネル及びアウターパネル側のフランジ部とレインフォースメント側のフランジ部によって４枚重ね構成となる重合部は、従来のように一部に切り欠きを形成することなく実現していることから、車両の衝突時等の衝撃荷重に対して高耐力を発揮することができる。

この発明に係る車両用車体フレームの結合部構造として自動車のサイドシルに適用した場合の一実施例を描画した概略斜視図である。 図１におけるＡ−Ａ断面図である。 図１におけるＢ−Ｂ断面図である。 図１におけるＣ−Ｃ断面図である。 図１に示す自動車のサイドシルにおける各部材の結合過程を描画した説明図である。

この発明に係る実施例における自動車のサイドシルは、自動車の衝突時等の衝撃荷重に対して高耐力を発揮するとともに、フランジにおけるスポット溶接部が４枚重ね構成とならないようにして、スポット溶接を容易に行えるようになしている。

次に、図を用いて、この発明に係る実施例として、自動車のサイドシルに採用した場合について説明する。 先ず、図１において、車両用車体フレームである自動車のサイドシル１は、車両の前後方向に長尺寸法を呈している互いに重合接合された一対のアウターパネル２及びインナーパネル４と、アウターパネル２とインナーパネル４との間に介在して張り合わせ結合されたレインフォースメント３とを有して構成している。

アウターパネル２とインナーパネル４とは、互いに断面略ハット型を呈して自動車の前後方向に長尺となって構成している。一方のアウターパネル２とインナーパネル４とは、アウターパネル２における断面Ｕ字状の凸状冠部２ａとインナーパネル４の断面略Ｕ字状の凸状冠部４ａとが互いに相対向する側に突出する状態で、各端末部に形成したフランジ部２ｂ及び３ｂ同士を接合することによって、閉断面形状となって重合構成されている。

更に、インナーパネル４は、長尺方向（自動車の前後方向）において二分割構成された一方側の分割パネル片５と、他方側の分割パネル片６とで構成している。両分割パネル片５、６は、一方側の分割パネル片５の一端部を、外方に段差５ｃを有するように折曲形成した上で、他方側の分割パネル片６の一端部に重合することによって形成されたスポット溶接部７をスポット溶接することにより、自動車の前後方向に長尺に構成されている。

又、レインフォースメント３は、自動車の前後方向において長尺となった断面ハット型を呈しており、凸状冠部３ａがアウターパネル２の凸状冠部２ａ内に嵌合した状態になっている。かくて、アウターパネル２とインナーパネル４との間にレインフォースメント３が介在した状態で、互いに重ね合わされ結合することによって、サイドシル１が構成されていることになる。

次に、図５を用いて、サイドシル１を構成するアウターパネル２及びインナーパネル４とレインフォースメント３との結合工程を説明する。先ず、(イ)に示す工程において、アウターパネル２とレインフォースメント３とを用意した上で、次に、(ロ)に示す工程において、アウターパネル２の凸状冠部２ａ内にレインフォースメント３の凸状冠部３ａを嵌合する。と共に、アウターパネル２側のフランジ部２ｂとレインフォース３側のフランジ部３ｂとを重合する。かかる状態において、両フランジ部２ｂ、３ｂを、これら長手方向略中央部位にスポット溶接８を施すことによって、アウターパネル２とレインフォースメント３を一体に接合する。このとき、両凸状冠部２ａ、３ａ同士は、その頂上部において、隙間を有して対向していることになる。

又、上記の工程（イ）及び（ロ）に並行して、(ハ)に示す工程において、インナーパネル2における一方側の分割パネル片５と他方側の分割パネル片６とを用意する。次に、（ニ）に示す工程において、一方側の分割パネル片５の段差５ｃを有する一端部と、他方側の分割パネル片６の一端部とを互いに重合して、スポット溶接部７を形成する。その後、スポット溶接部７にスポット溶接９を施して、アウターパネル２及びレインフォースメント３とほぼ同じ長さ寸法を有するインナーパネル４を形成する。

その後、（ホ）に示す工程において、アウターパネル２側のフランジ部２ｂ及びレインフォースメント３側のフランジ部３ｂと、両分割パネル片５、６側のフランジ部５ｂ、６ｂとをそれぞれ重合させる。かかる状態のもとで、本体フレーム側フランジ部２ｂ及びレインフォース３側のフランジ部３ｂと両分割パネル片５、６側のフランジ部５ｂ、６ｂとに、スポット溶接１０を長手方向に互いに離間した複数個所（この実施例においては、４か所）施して、サイドシル１が完成する。このとき、スポット溶接１０は、他方の分割パネル片６のスポット溶接部７とアウターパネル２側のフランジ部２ｂ及びレインフォース３側のフランジ部３ｂとの４枚重ね重合部には施されない。

かかる結果、先ず、図２に示すように、サイドシル１における溶接部７を中央にして長手方向一方側においては、アウターパネル２及びレインフォースメント３と一方側の分割パネル片５とは、フランジ部２ｂ、３ｂとフランジ部５ｂとの３枚重ね構成によって、互いにスポット溶接されている。と共に、図４に示すように、サイドシル１におけるスポット溶接部７を中央にして長手方向他方側においても、アウターパネル２及びレインフォースメント３と他方側の分割パネル片６とは、フランジ部２ｂ、３ｂとフランジ部６ｂとの３枚重ね構成によって、互いにスポット溶接されている。

そして、図３に示すスポット溶接部７の部位（サイドシル１の長手方向略中央部付近）においては、フランジ部２ｂ、３ｂと、フランジ部５ｂ、６ｂとが、４枚重ね構成を呈していることになる。しかしながら、かかる部位においては、分割パネル片５、６側のフランジ部５ｂ、６ｂ同士及びアウターパネル２側のフランジ部２ｂとレインフォースメント３側のフランジ部３ｂ同士の互いに２枚重ね構成によるスポット溶接が施されている。このことから、４枚重ね構成のスポット溶接が回避されることになる。

以上のように構成するこの発明に係る実施例においては、分割パネル片５、６のスポット溶接部７と、アウターパネル２のフランジ部２ｂ及び分割パネル片５、６のフランジ部５ｂ、６ｂとレインフォースメント側のフランジ部３ｂとによって形成される４枚重ね部位へのスポット溶接は回避されることになる。そして、アウターパネル２側のフランジ部２ｂ及びレインフォース３側のフランジ部３ｂと、分割パネル片５側のフランジ部５ｂ或いは分割パネル片６側のフランジ部６ｂとの、３枚重ね部位において、スポット溶接１０を施すことに構成したことから、この実施例においては、３枚構成の重合部へのスポット溶接が可能となる。

また、この実施例における両分割パネル片５、６の一端部同士の重合部において形成されるスポット溶接部７においては、アウターパネル２及びレインフォースメント３とインナーパネル４とはスポット溶接されていないことになる。そして、かかる部位におおけるスポット溶接部７において、両分割パネル片５、６はスポット溶接されている。従って、従来のような４枚重ね部位を回避するための切り欠き等を設けていないことから、かかる実施例の構成は、自動車の衝突時等の衝撃荷重に対して、高耐力を発揮することができる。

しかも、スポット溶接部７においては、一方側の分割パネル片５と他方側の分割パネル片とは、各フランジ部５ｂ、６ｂ同士が重合した状態でスポット溶接９を施してある。かかる点からも、この実施例は、自動車の衝突時等の衝撃荷重に対して、高耐力を発揮することができるといえる。

なお、上記実施例においては、インナーパネル４が、長手方向に分割された上で両端部が接合された分割パネル片５、６によって構成されているが、これに限定されるものではなく、車両のデザイン上あるいはプレス金型のサイズやコスト・材質の制約等から、アウターパネル２側が分割構成するようにしてもよい。

以上説明したこの発明は、車両の衝突時等の衝撃荷重に対して高耐力を発揮した上で、フランジにおけるスポット溶接部が４枚重ね構成とならないようにして、スポット溶接を容易に行えるようになしている。かかることから、この発明は、車両用車体フレームの結合部構造、特に、自動車のサイドシル或いはセンターピラー等の車体フレームの結合部構造等に好適であるといえる。

１ サイドシル（車体フレーム）
２ アウターパネル
２ｂ フランジ部
３ レインフォースメント
３ｂ フランジ部
４ インナーパネル
５ 一方側の分割パネル片
５ｂ フランジ部
５ｃ 段差
６ 他方の分割パネル片
６ｂ フランジ部
７ スポット溶接部
８、９、１０ スポット溶接

Claims (1)

1. 車体フレームを互いに断面略ハット型を呈するインナーパネル及びアウターパネルと、インナーパネルとアウターパネルとの間に介在するレインフォースメントとを備え、前記インナーパネル、前記アウターパネル及び前記レインフォースメントの各フランジ部同士を互いに重合構成すると共に、前記インナーパネル又は前記アウターパネルのうち一方を長手方向に分割構成し、これら分割構成された各分割パネル片の端末同士を互いに結合することにより構成した車両用車体フレームの結合部構造において、前記両分割パネル片の各一端部に互いに重合可能なスポット溶接部を形成して、かかるスポット溶接部同士をスポット溶接により接合すると共に、前記アウターパネル又は前記インナーパネル及び前記レインフォースメントの各フランジ部と、前記両分割パネル片におけるフランジ部のうち一方とを、３枚重ね構成にて重合した上でスポット溶接により接合して構成したことを特徴とする車両用車体フレームの結合部構造。

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