JP2014091462A - Body structure of automobile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、下側のアウタースキンおよび上側のインナースキンを結合して構成した自動車の車体が、フロアパネル部と、前記フロアパネル部の前端から起立する前壁部と、前記フロアパネル部の後端から起立する後壁部と、前記フロアパネル部の車幅方向外端から起立する左右のサイドシル部と、前記前壁部および前記左右のサイドシル部を接続する左右のフロントピラーロア部と、前記後壁部および前記左右のサイドシル部を接続する左右のリヤピラー部と、前記後壁部の上端に沿って車幅方向に延びて前記左右のリヤピラー部の上端間を接続するクロスメンバ部とを備える自動車の車体構造に関する。 The present invention provides a vehicle body configured by combining a lower outer skin and an upper inner skin, a floor panel portion, a front wall portion standing up from a front end of the floor panel portion, and a rear panel of the floor panel portion. A rear wall portion rising from an end; left and right side sill portions rising from an outer end in the vehicle width direction of the floor panel portion; left and right front pillar lower portions connecting the front wall portion and the left and right side sill portions; Left and right rear pillar portions connecting the rear wall portion and the left and right side sill portions, and a cross member portion extending in the vehicle width direction along the upper end of the rear wall portion and connecting between the upper ends of the left and right rear pillar portions. It relates to the body structure of automobiles.
自動車の繊維強化樹脂製のフロアを、上下のフロアパネル間にハニカムを挟持して構成したものが、下記特許文献1により公知である。 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2004-228667 discloses a floor made of fiber reinforced resin for automobiles with a honeycomb sandwiched between upper and lower floor panels.
また自動車のフロントサイドフレームと繊維強化樹脂製のダッシュフロントパネルとをアルミニウム合金のダイキャスト部材よりなるエネルギー吸収部材で接続したものが、下記特許文献2により公知である。
また自動車の前輪の軽合金製のサスペンションメンバの上部および下部を繊維強化樹脂製の車体フレームに固定したものが、下記特許文献3により公知である。
また繊維強化樹脂製のアウタースキンおよびインナースキンを上下に結合して自動車のフロアモジュールを構成し、このフロアモジュールの後壁に設けたコアに金属製のサスペンションメンバを締結したものが、下記特許文献4により公知である。 In addition, an outer skin and an inner skin made of fiber reinforced resin are joined up and down to constitute an automobile floor module, and a metal suspension member is fastened to a core provided on the rear wall of the floor module. 4 is known.
ところで、上記特許文献1に記載されたものは、ハニカム構造によりフロアの剛性が向上するが、車体全体としての衝突性能を満たすことができなかった。 By the way, although what was described in the said patent document 1 improved the rigidity of a floor with a honeycomb structure, it was not able to satisfy the collision performance as the whole vehicle body.
また上記特許文献2に記載されたものは、前面衝突の衝突荷重を充分に支持するにはエネルギー吸収部材を支持するダッシュフロントパネルの肉厚を増加させることが必要であり、肉厚を増加させると重量増加の要因となる問題があった。
In addition, in the above-mentioned
また上記特許文献3に記載されたものは、軽合金製のサスペンションメンバがダッシュフロントパネルに接続されていないので、前面衝突の衝突荷重をサスペンションメンバからダッシュフロントパネルに伝達して吸収することができないという問題があった。
In addition, since the suspension member made of light alloy is not connected to the dash front panel, the one described in
また上記特許文献4に記載されたものは、金属製のサスペンションメンバに入力した後面衝突の衝突荷重がフロアモジュールに伝達されてしまうので、フロアモジュールの厚さを増加させることが必要になって重量増加の要因となる問題があった。 In addition, since the collision load of the rear collision input to the metal suspension member is transmitted to the floor module, it is necessary to increase the thickness of the floor module. There was a problem that caused the increase.
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、重量の増加を最小限に抑えながら種々の方向から入力する衝突荷重を効率的に吸収可能な自動車の車体構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a vehicle body structure capable of efficiently absorbing a collision load input from various directions while minimizing an increase in weight. .
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、下側のアウタースキンおよび上側のインナースキンを結合して構成した自動車の車体が、フロアパネル部と、前記フロアパネル部の前端から起立する前壁部と、前記フロアパネル部の後端から起立する後壁部と、前記フロアパネル部の車幅方向外端から起立する左右のサイドシル部と、前記前壁部および前記左右のサイドシル部を接続する左右のフロントピラーロア部と、前記後壁部および前記左右のサイドシル部を接続する左右のリヤピラー部と、前記後壁部の上端に沿って車幅方向に延びて前記左右のリヤピラー部の上端間を接続するクロスメンバ部とを備える自動車の車体構造であって、前記左右のフロントピラーロア部と、前記左右のサイドシル部と、前記左右のリヤピラー部と、前記クロスメンバ部とで平面視U字状のCFRP製の下部骨格を構成し、前記左右のサイドシル部の前後方向中央部から起立する左右のセンターピラーと、前記左右のセンターピラーの上端間を車幅方向に接続するルーフアーチと、前記左右のフロントピラーロア部の上端、前記左右のセンターピラーの上端および前記左右のリヤピラー部の上端を前後方向に接続する左右の上部前後フレームとで平面視H字状のCFRP製中空断面の上部骨格を構成したことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a vehicle body configured by combining a lower outer skin and an upper inner skin, comprising a floor panel portion and the floor panel portion. A front wall portion rising from a front end of the floor panel portion, a rear wall portion rising from a rear end of the floor panel portion, left and right side sill portions rising from an outer end in the vehicle width direction of the floor panel portion, the front wall portion and the Left and right front pillar lower portions connecting the left and right side sill portions, left and right rear pillar portions connecting the rear wall portion and the left and right side sill portions, and extending in the vehicle width direction along the upper ends of the rear wall portions, A vehicle body structure including a cross member portion that connects between upper ends of left and right rear pillar portions, the left and right front pillar lower portions, the left and right side sill portions, and the left and right rear sill portions. The pillar portion and the cross member portion constitute a U-shaped CFRP lower skeleton in plan view, the left and right center pillars standing from the center in the front-rear direction of the left and right side sill portions, and the left and right center pillars Roof arches connecting the upper ends in the vehicle width direction, upper and lower upper and lower frames connecting the upper ends of the left and right front pillar lower portions, the upper ends of the left and right center pillars, and the upper ends of the left and right rear pillar portions in the front and rear direction; A vehicle body structure for an automobile is proposed in which an upper skeleton of a hollow cross section made of CFRP having an H shape in plan view is formed.
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、前記センターピラーを金属製の連結部材を介して前記サイドシル部に接続したことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。
According to the invention described in
また請求項3に記載された発明によれば、請求項1または請求項2の構成に加えて、後輪のダンパーハウジングを一体に形成した金属製のリヤフレームを、後方に向けて上向きに傾斜する前記リヤピラー部の後面に接続したことを特徴とすることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。 According to the third aspect of the invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, the metal rear frame integrally formed with the damper housing of the rear wheel is inclined upward toward the rear. An automobile body structure characterized by being connected to the rear surface of the rear pillar portion is proposed.
また請求項4に記載された発明によれば、請求項3の構成に加えて、前記リヤフレームの車幅方向外縁下部を前方に折り曲げた第1フランジと、前記リヤフレームの下縁を前方に折り曲げた第2フランジとをL字状に形成し、前記第1、第2フランジを前記後壁部を構成する前記アウタースキンの車幅方向外下端の角部に接続したことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。
According to the invention described in
また請求項5に記載された発明によれば、請求項3または請求項4の構成に加えて、前記リヤフレームの後面から後方に延びる左右一対の中空のクラッシュレールを備え、前記クラッシュレールの前端は前記リヤフレームに形成した凹部に嵌合することを特徴とする自動車の車体構造が提案される。
According to the invention described in
また請求項6に記載された発明によれば、請求項3〜請求項5の何れか1項の構成に加えて、前記リヤフレームが接続される前記後壁部から前記サイドシル部に跨がって、前記後壁部を構成する前記アウタースキンおよび前記サイドシル部を構成する前記インナースキンを接続するL字状の連結板を配置したことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。
According to the invention described in
また請求項7に記載された発明によれば、請求項1〜請求項6の何れか1項の構成に加えて、前記サイドシル部の内部を仕切り板で上部空間および下部空間に仕切り、前記仕切り板の車幅方向外端を前記アウタースキンおよび前記インナースキンの接合フランジ間に挟持したことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。 According to the invention described in claim 7, in addition to the configuration of any one of claims 1 to 6, the inside of the side sill portion is partitioned into an upper space and a lower space by a partition plate, and the partition A vehicle body structure for an automobile is proposed in which the outer end of the plate in the vehicle width direction is sandwiched between the outer skin and the joint flange of the inner skin.
また請求項8に記載された発明によれば、請求項1〜請求項7の何れか1項の構成に加えて、前記フロントピラーロア部の上部に、前記上部前後フレームの前端と接続するステアリングハンガー支持ブラケットを設けたことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。
According to the invention described in
尚、実施の形態のフロントピラー32およびルーフサイドレール33は本発明の上部前後フレームに対応する。
The
請求項1の構成によれば、下側のアウタースキンおよび上側のインナースキンを結合して構成した自動車の車体は、フロアパネル部と、フロアパネル部の前端から起立する前壁部と、フロアパネル部の後端から起立する後壁部と、フロアパネル部の車幅方向外端から起立する左右のサイドシル部と、前壁部および左右のサイドシル部を接続する左右のフロントピラーロア部と、後壁部および左右のサイドシル部を接続する左右のリヤピラー部と、後壁部の上端に沿って車幅方向に延びて左右のリヤピラー部の上端間を接続するクロスメンバ部とを備える。左右のフロントピラーロア部と、左右のサイドシル部と、左右のリヤピラー部と、クロスメンバ部とで平面視U字状のCFRP製の下部骨格を構成し、左右のサイドシル部の前後方向中央部から起立する左右のセンターピラーと、左右のセンターピラーの上端間を車幅方向に接続するルーフアーチと、左右のフロントピラーロア部の上端、左右のセンターピラーの上端および左右のリヤピラー部の上端を前後方向に接続する左右の上部前後フレームとで平面視H字状のCFRP製中空断面の上部骨格を構成したので、下部骨格および上部骨格間に高強度で軽量な車室を構成できる。しかも前面衝突あるいは後面衝突の衝突荷重をU字状の下部骨格と、上部骨格の上部前後フレームとで支持し、フロアパネル部の厚さを小さくして軽量化できるだけでなく、側面衝突の衝突荷重を下部骨格のサイドシル部と、上部骨格のセンターピラーおよびルーフアーチとで支持し、サイドシル部の断面積を小さくして軽量化できる。 According to the configuration of claim 1, an automobile body configured by combining a lower outer skin and an upper inner skin includes a floor panel portion, a front wall portion rising from a front end of the floor panel portion, and a floor panel. A rear wall portion that rises from the rear end of the front portion, left and right side sill portions that stand from the outer end in the vehicle width direction of the floor panel portion, left and right front pillar lower portions that connect the front wall portion and the left and right side sill portions, and the rear The left and right rear pillar portions connecting the wall portion and the left and right side sill portions, and a cross member portion extending in the vehicle width direction along the upper end of the rear wall portion and connecting the upper ends of the left and right rear pillar portions. The left and right front pillar lower parts, the left and right side sill parts, the left and right rear pillar parts, and the cross member part constitute a U-shaped CFRP lower skeleton in plan view from the center in the front-rear direction of the left and right side sill parts. Left and right center pillars, a roof arch that connects the upper ends of the left and right center pillars in the vehicle width direction, the upper ends of the left and right front pillar lower parts, the upper ends of the left and right center pillars, and the upper ends of the left and right rear pillar parts The upper and lower upper and lower frames connected in the direction constitute the upper skeleton of the CFRP hollow section having an H shape in plan view, so that a high-strength and lightweight vehicle compartment can be formed between the lower skeleton and the upper skeleton. Moreover, the impact load of the frontal collision or the rearal collision is supported by the U-shaped lower skeleton and the upper front and rear frames of the upper skeleton, and the thickness of the floor panel can be reduced to reduce the weight. Can be supported by the side sill portion of the lower skeleton and the center pillar and roof arch of the upper skeleton, and the cross-sectional area of the side sill portion can be reduced to reduce the weight.
また請求項2の構成によれば、センターピラーを金属製の連結部材を介してサイドシル部に接続したので、側面衝突の衝突荷重がサイドシル部に入力したとき、金属製の連結部材が延性により塑性変形して衝撃を吸収することで、センターピラーが車室側に倒れるのを防止することができる。 According to the second aspect of the present invention, since the center pillar is connected to the side sill portion via the metal connecting member, when the collision load of the side collision is input to the side sill portion, the metal connecting member is made plastic by ductility. By deforming and absorbing the impact, it is possible to prevent the center pillar from falling to the passenger compartment side.
また請求項3の構成によれば、後輪のダンパーハウジングを一体に形成した金属製のリヤフレームを、後方に向けて上向きに傾斜するリヤピラー部の後面に接続したので、後輪からダンパーハウジングに入力した前上向きあるいは上向きの荷重をリヤフレームから平面視U字状の下部骨格に効率的に伝達することができる。 According to the third aspect of the present invention, since the metal rear frame integrally formed with the damper housing for the rear wheel is connected to the rear surface of the rear pillar portion that is inclined upward toward the rear, the rear wheel is connected to the damper housing. The input front upward or upward load can be efficiently transmitted from the rear frame to the U-shaped lower skeleton in plan view.
また請求項4の構成によれば、リヤフレームの車幅方向外縁下部を前方に折り曲げた第1フランジと、リヤフレームの下縁を前方に折り曲げた第2フランジとをL字状に形成し、第1、第2フランジを後壁部を構成するアウタースキンの車幅方向外下端の角部に接続したので、後面衝突の衝突荷重をリヤフレームから後壁部を介してサイドシル部に確実に伝達することができる。
According to the configuration of
また請求項5の構成によれば、リヤフレームの後面から後方に延びる左右一対の中空のクラッシュレールを備え、クラッシュレールの前端はリヤフレームに形成した凹部に嵌合するので、後面衝突の衝突荷重がクラッシュレールに入力したとき、クラッシュレールはリヤフレームとの接続部で折れることなく前後方向に圧壊して衝突エネルギーを吸収することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, a pair of left and right hollow crash rails extending rearward from the rear surface of the rear frame is provided, and the front end of the crash rail is fitted into a recess formed in the rear frame. Is input to the crash rail, the crash rail can be crushed in the front-rear direction without breaking at the connecting portion with the rear frame, and can absorb the collision energy.
また請求項6の構成によれば、リヤフレームが接続される後壁部からサイドシル部に跨がって、後壁部を構成するアウタースキンおよびサイドシル部を構成するインナースキンを接続するL字状の連結板を配置したので、後面衝突の衝突荷重をリヤフレームから後壁部および連結板を介してサイドシル部に伝達することができる。
According to the configuration of
また請求項7の構成によれば、サイドシル部の内部を仕切り板で上部空間および下部空間に仕切り、仕切り板の車幅方向外端をアウタースキンおよびインナースキンの接合フランジ間に挟持したので、重量の増加を最小限に抑えながら側面衝突、前面衝突および後面衝突の衝突荷重に対するサイドシル部の強度を高めることができる。 Further, according to the configuration of the seventh aspect, the inside of the side sill portion is partitioned into the upper space and the lower space by the partition plate, and the outer end in the vehicle width direction of the partition plate is sandwiched between the joining flanges of the outer skin and the inner skin. It is possible to increase the strength of the side sill portion with respect to the collision load of the side collision, the front collision and the rear collision while minimizing the increase in the above.
また請求項8の構成によれば、フロントピラーロア部の上部に、上部前後フレームの前端と接続するステアリングハンガー支持ブラケットを設けたので、ステアリングハンガー支持ブラケットを利用してフロントピラーロア部および上部前後フレームの結合強度を高めることができる。 According to the eighth aspect of the present invention, since the steering hanger support bracket connected to the front ends of the upper front and rear frames is provided at the upper part of the front pillar lower part, the front pillar lower part and the upper front and rear parts are utilized using the steering hanger support bracket. The bonding strength of the frame can be increased.
以下、図1〜図11に基づいて本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1〜図3に示すように、自動車の車体フレームはCFRP(カーボンファイバー強化樹脂)製のフロア11を備える。フロア11はフロアパネル部12と、フロアパネル部12の前端から起立する前壁部13と、フロアパネル部12の後端から起立する後壁部14と、フロアパネル部12の左右両側縁に沿って前後方向に延びる左右一対のサイドシル部15,15と、左右のサイドシル部15,15の前端から前壁部13の左右両側縁に沿って延びる左右一対のフロントピラーロア部16,16と、左右のサイドシル部15,15の後端から後壁部14の左右両側縁に沿って延びる左右一対のリヤピラー部17,17と、左右のリヤピラー部17,17の上端間を車幅方向に接続するクロスメンバ部18とを備える。
As shown in FIGS. 1 to 3, the body frame of the automobile includes a
前壁部13の前面にはアルミニウム合金製の左右一対のダンパーハウジング19,19が固定され、ダンパーハウジング19,19と一体に左右一対のフロントサイドフレーム20,20が形成される。フロントサイドフレーム20,20の前端から左右一対のCFRP製のクラッシュレール21,21が前方に延びており、左右のクラッシュレール21,21の前端部の車幅方向内側にCFRP製の矩形枠状のフロントバルクヘッド22が支持される。左右のクラッシュレール21,21の前端部の車幅方向外側に左右一対のCFRP製の衝撃吸収部材23,23が接続され、左右の衝撃吸収部材23,23の前端間に車幅方向に延びるCFRP製のフロントバンパービーム24が接続される。左右のクラッシュレール21,21、フロントバルクヘッド22、左右の衝撃吸収部材23,23およびフロントバンパービーム24に囲まれた空間に前後に開放したCFRP製の箱状のシュラウド25が支持される。
A pair of left and
左右のフロントピラーロア部16,16の上端から前方に延びる左右一対のCFRP製のアッパーメンバ26,26がダンパーハウジング19,19の車幅方向外面に接続され、アッパーメンバ26,26の前端から前方かつ車幅方向内側に延びる左右一対のCFRP製のロアメンバ27,27の前端がフロントバルクヘッド22に接続される。
A pair of left and right CFRP
フロア11のフロアパネル部12は、その車幅方向中央部を前後方向に延びて前壁部13および後壁部14を接続するフロアトンネル28を一体に備えるとともに、フロアトンネル28の前後方向中間部と左右のサイドシル部15,15の前後方向中間部とが車幅方向に延びるCFRP製のクロスメンバ29で接続される。また左右のサイドシル部15,15の前後方向中間部間から左右一対のセンターピラー30,30が立設され、左右のセンターピラー30,30の上端間が車幅方向に延びるルーフアーチ31で接続される。センターピラー30,30の下部、つまりサイドシル部15,15に接続される部分は、アルミニウム合金のダイキャスト製の連結部材47,47で構成される。
The
連結部材47,47を除く左右のセンターピラー30,30およびルーフアーチ31は、正面視で逆U字状を成すようにCFRPで一体成形される。左右のフロントピラーロア部16,16の上端と左右のリヤピラー部17,17の上端とが、CFRPで一体成形されて前後方向に延びるフロントピラー32,32およびルーフサイドレール33,33で接続される。ルーフサイドレール33,33は、左右のセンターピラー30,30およびルーフアーチ31の接続部を前後方向に貫通する。
The left and
左右のフロントピラーロア部16,16、左右のサイドシル部15,15、左右のリヤピラー部17,17およびクロスメンバ部18は、平面視でU字状を成すCFRP製の下部骨格48を構成する。また左右のセンターピラー30,30、ルーフアーチ31、左右のフロントピラー32,32および左右のルーフサイドレール33,33は、平面視でH字状を成すCFRP製の上部骨格49を構成する。
The left and right front pillar
フロア11の後壁部14の後面にアルミニウム合金製の左右一対のリヤフレーム34,34が接続される。左右のリヤフレーム34,34の下端から左右一対のCFRP製のクラッシュレール35,35が後方に延びており、左右のクラッシュレール35,35の後端間に車幅方向に延びるCFRP製のリヤバンパービーム36が接続される。左右のリヤフレーム34,34の上端と左右のリヤピラー部17,17の上端との間に左右一対のCFRP製の連結部材37,37が配置されるとともに、リヤピラー部17,17の上端から左右一対のCFRP製のリヤエンドフレーム38,38が後下方に延びてリヤバンパービーム36に接続される。
A pair of left and right rear frames 34, 34 made of aluminum alloy are connected to the rear surface of the
左右のリヤフレーム34,34の下端間が、フロアパネル部12の後端から後方に延びるCFRP製の荷室前部底壁39により接続されるとともに、荷室前部底壁39から後方に延びるCFRP製の荷室後部底壁40がリヤバンパービーム36に接続される。また荷室後部底壁40の左右両側縁から一体に起立する左右一対の荷室側壁41,41が、リヤフレーム34,34の後端および連結部材37,37の下端に接続される。
The lower ends of the left and right rear frames 34, 34 are connected by a CFRP cargo compartment
フロア11は、下側のアウタースキン42および上側のインナースキン43を、前壁部13、左右のフロントピラーロア部16,16、左右のサイドシル部15,15、左右のリヤピラー部17,17およびクロスメンバ部18に沿って延びる接合フランジ42a,43aで接合して構成される(図2および図10参照)。フロアパネル部12のアウタースキン42およびインナースキン43間には、CFRPで波板状に形成したコア材44,44が挟持されるとともに、後壁部14のアウタースキン42およびインナースキン43間には、CFRPで波板状に形成した鉛直方向に延びる第1コア材45と、第1コア材45の上端から水平方向に延びた後に上方に立ち上がる第2コア材46とが挟持される(図9参照)。
The
図4および図10に示すように、サイドシル部15の外郭はアウタースキン42およびインナースキン43を接合フランジ42a,43aで接合して構成されており、サイドシル部15の内部は、アウタースキン42およびインナースキン43の接合フランジ42a,43a間に車幅方向外縁を挟持され、車幅方向内縁を上向きに折り曲げた接合フランジ51aをインナースキン43の内面に接合されたCFRP製の仕切り板51で上下に仕切られる。サイドシル部15の仕切り板51よりも上方の空間には、側面視でジグザグに屈曲するCFRP製の衝撃吸収部材55が配置される。サイドシル部15の上面は段部15aを挟んで形成された内側上壁15bおよび外側上壁15cからなり、衝撃吸収部材55の上端はサイドシル部15の内側上壁15bおよび外側上壁15cの下面に接続され、衝撃吸収部材55の下端は仕切り板51の上面に接続される。サイドシル部15の仕切り板51よりも下方であってフロアパネル部12と接続する部分に、CFRPで台形断面を有するパイプ状に形成した荷重伝達部材56が、アウタースキン42およびインナースキン43間に挟まれるように配置される。
As shown in FIGS. 4 and 10, the outer side of the
図1および図4に示すように、左右のフロントピラーロア部16,16の後面にそれぞれステアリングハンガー支持ブラケット58,58が固定されており、左右のステアリングハンガー支持ブラケット58,58を接続するようにステアリングハンガー60が固定される。
As shown in FIGS. 1 and 4, steering
次に、図5〜図11に基づいて車体後部の構造を詳細に説明する。 Next, the structure of the rear part of the vehicle body will be described in detail with reference to FIGS.
アルミニウム合金製のリヤフレーム34は前後方向および上下方向に延びる板状の側壁部34aと、側壁部34aの下端から車幅方向内向きに折り曲げられた底壁部34bとを備える。側壁部34aの中央には車幅方向内向きに窪むダンパーハウジング34cが一体に形成されており、後輪を支持するサスペンションダンパー71(図6参照)の上端がダンパーハウジング34cの上壁に接続される。
The
リヤフレーム34の側壁部34aの前縁には3個の凹部34d…が形成されており、凹部34d…に後方から前方に向けて挿入した3本のボルト72…が、後壁部14の後面を構成するアウタースキン42の車幅方向両端の角部内面にインサートしたナット73…に螺合する(図8参照)。またリヤフレーム34には、側壁部34aの前縁下部を前向きに折り曲げた第1フランジ34eと底壁部34bの前縁を前向きに折り曲げた第2フランジ34fとがL字状に形成されており、第1、第2フランジ34e,34fの近傍に後方から前方に向けて挿入した3本のボルト74…が、後壁部14の後面を構成するアウタースキン42の車幅方向両端下部の角部内面にインサートしたナット75…に螺合する(図8参照)。これにより、リヤフレーム34は後壁部14の後面に強固に固定される。
Three
リヤフレーム34の側壁部34aの上縁を車幅方向外向きに折り曲げた上壁部34gが連結部材37の下面に接続される(図8参照)。リヤフレーム34の車幅方向内面には,ダンパーハウジング34cの上壁と連結部材37の下面とを接続する複数の内側リブ34h…が異なる角度で形成されるとともに(図7参照)、リヤフレーム34の車幅方向外面には,ダンパーハウジング34cの上部と上壁部34gの下面とを接続する複数の外側リブ34i…が異なる角度で形成される(図6および図8参照)。即ち、外側リブ34i…の上端は、上壁部34gを介して連結部材37の下面に接続される。
An
左右のリヤフレーム34,34の底壁部34b,34bはボックス断面に形成され、その後端に開口する凹部34j,34jにクラッシュレール35,35の前端が後方から嵌合する(図7参照)。また荷室前部底壁39は上下一対のスキン39a,39b間に波板よりなるコア材39cを挟持したもので、その車幅方向両端部が左右のリヤフレーム34,34の底壁部34b,34bの上面にボルト76…で固定され、かつクラッシュレール35,35の下面は荷室後部底壁40の上面に接続される(図7参照)。
The
第1コア材45の車幅方向端部と第2コア材46の車幅方向端部との間に形成された空間には、金属製の補強部材77が配置される(図9および図11参照)。補強部材77はリヤピラー部17と同方向に傾斜する後壁部77aと、後壁部77aの前面から相互に平行に前方に延びる一対の側壁部77b,77cとを備え、後壁部77aの後面および側壁部77b,77cの下面はアウタースキン42の上面に接続され、側壁部77b,77cの前面は鉛直方向に延びる第1コア材45の後面に接続される。第1コア材45の車幅方向端部は波板ではない平坦部45aが形成されており、平坦部45aの前面に平坦な補強板78が重ね合わされる(図11参照)。サイドシル部15の内部を上部空間および下部空間に仕切る仕切り板51の後端が補強板78の前面に接続される(図10および図11参照)。
A
補強部材77の一対の側壁部77b,77cの上面と、第1コア材45の平坦部45aの上縁と、サイドシル部15の内部に配置したジグザグ状の衝撃吸収部材55の後端の山部の頂点を切除した切欠き55aとに、平面視でL字状に形成された連結板79が上方から接続される(図9〜図11参照)。サイドシル部15の内部に延びた連結板の79は、.サイドシル部15の後壁を構成するアウタースキン42の内面と、サイドシル部15の外側上壁15cの内面とを接続する。
The upper surface of the pair of
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
図1に示すように、自動車の車体の骨格が、左右のフロントピラーロア部16,16と、左右のサイドシル部15,15と、左右のリヤピラー部17,17と、クロスメンバ部18とで構成された平面視U字状のCFRP製の下部骨格48と、左右のサイドシル部15,15の前後方向中央部から起立する左右のセンターピラー30,30と、左右のセンターピラー30,30の上端間を車幅方向に接続するルーフアーチ31と、左右のフロントピラーロア部16,16の上端、左右のセンターピラー30,30の上端および左右のリヤピラー部17,17の上端を前後方向に接続する左右のフロントピラー32,32およびルーフサイドレール33,33とで構成した平面視H字状のCFRP製の上部骨格49を備えるので、下部骨格48および上部骨格49間に高強度で軽量な車室を構成することができる。
As shown in FIG. 1, the skeleton of the vehicle body is composed of left and right front pillar
また前面衝突あるいは後面衝突の衝突荷重をU字状の下部骨格48と、上部骨格49のセンターピラー30,30およびルーフサイドレール33,33とで支持することで、フロアパネル部12の厚さを小さくして軽量化できるだけでなく、側面衝突の衝突荷重を下部骨格48のサイドシル部15,15と、上部骨格49のセンターピラー30,30およびルーフアーチ31とで支持することで、サイドシル部15,15の断面積を小さくして軽量化できる。
Further, the collision load of the frontal collision or the rearward collision is supported by the U-shaped
またセンターピラー30,30を金属製の連結部材47,47を介してサイドシル部15,15に接続したので、側面衝突の衝突荷重がサイドシル部15,15に入力したとき、金属製の連結部材47,47が延性により塑性変形して衝撃を吸収することで、センターピラー30,30が車室側に倒れるのを防止することができる。しかもフロントピラーロア部16,16の上部に、フロントピラー30,30の前端と接続するステアリングハンガー支持ブラケット58,58を設けたので、ステアリングハンガー支持ブラケット58,58を利用してフロントピラーロア部16,16およびフロントピラー30,30の結合強度を高めることができる。
Since the
ところで、車両の後部のリヤバンパービーム36に後面衝突の衝突荷重が入力すると、その衝突荷重はリヤバンパービーム36から左右のクラッシュレール35,35を介して左右の金属製のリヤフレーム34,34に伝達される。またリヤフレーム34には後輪のサスペンションダンパー71の上端を支持するダンパーハウジング34cが一体に形成されているため、後輪からの荷重がサスペンションダンパー71を介してダンパーハウジング34cに入力される。
By the way, when a rear collision collision load is input to the
リヤフレーム34の側壁部34aの前縁に形成した3個の凹部34d…に後方から前方に向けて挿入した3本のボルト72…を、フロア11の後壁部14の後面を構成するアウタースキン42の車幅方向両端の角部内面にインサートしたナット73…に螺合するとともに、リヤフレーム34の側壁部34aの前縁下部を前向きに折り曲げた第1フランジ34eと、リヤフレーム34の底壁部34bの前縁を前向きに折り曲げた第2フランジ34fとの近傍に後方から前方に向けて挿入した3本のボルト74…を、フロア11の後壁部14の後面を構成するアウタースキン42の車幅方向両端下部の角部内面にインサートしたナット75…に螺合したので(図8参照)、リヤフレーム34を後壁部14の後面に強固に固定することができる。そして後面衝突の衝突荷重や後輪からの荷重がリヤフレーム34に入力したとき、その荷重を後壁部14の車幅方向両端の角部からサイドシル部15に伝達して効率的に吸収することができる。
Three
またリヤフレーム34の車幅方向内面および車幅方向外面に、ダンパーハウジング34cの上面から上方に延びる複数の内側リブ34h…および外側リブ34i…をそれぞれ形成するとともに、内側リブ34h…および外側リブ34i…の上端を連結部材37の下面に接続したので(図7および図8参照)、ダンパーハウジング34cに入力した後輪の荷重を連結部材37からリヤピラー部17、クロスメンバ部18およびリヤエンドフレーム38に分散して吸収することができる。
A plurality of
またリヤバンパービーム36から前方に延びるクラッシュレール35の前端部がリヤフレーム34の凹部34jに嵌合するので、後面衝突の衝突荷重が入力したときにクラッシュレール35がリヤフレーム34に接続された前端部で折れ曲がることが防止され、クラッシュレール35を確実に圧壊して衝突エネルギーの吸収効果を高めることができる。このとき、リヤフレーム34の後方に荷室を形成し、クラッシュレール35を荷室後部底壁40に接続したので、後面衝突の衝突荷重が入力したときに荷室と共にクラッシュレール35を圧壊して衝突エネルギーの吸収効果を更に高めることができる。
Since the front end portion of the
またリヤフレーム34が接続される後壁部14からサイドシル部15に跨がって、後壁部14を構成するアウタースキン42およびサイドシル部15を構成するインナースキン43を接続するL字状の連結板79を配置し、かつリヤフレーム34が接続される後壁部14の下部内に補強部材77を配置したので(図9〜図11参照)、後面衝突の衝突荷重をリヤフレーム34から後壁部14、連結板79,補強部材77を介してサイドシル部15およびフロアパネル部12に伝達することができる。しかもサイドシル部15の内部を仕切り板51で上部空間および下部空間に仕切り、仕切り板51の車幅方向外端をアウタースキン42およびインナースキン43の接合フランジ42a,43a間に挟持したので(図10参照)、重量の増加を最小限に抑えながら、側面衝突、前面衝突および後面衝突の衝突荷重に対するサイドシル部15の強度を高めることができる。
Further, an L-shaped connection that connects the
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、実施の形態では各部材をCFRPで構成しているが、GFRP(グラスファイバー強化樹脂)等の任意の繊維強化樹脂を採用することができる。 For example, in the embodiment, each member is made of CFRP, but any fiber reinforced resin such as GFRP (glass fiber reinforced resin) can be used.
12 フロアパネル部
13 前壁部
14 後壁部
15 サイドシル部
16 フロントピラーロア部
17 リヤピラー部
18 クロスメンバ部
30 センターピラー
31 ルーフアーチ
32 フロントピラー(上部前後フレーム)
33 ルーフサイドレール(上部前後フレーム)
34 リヤフレーム
34c ダンパーハウジング
34e 第1フランジ
34f 第2フランジ
34j 凹部
35 クラッシュレール
42 アウタースキン
42a 接合フランジ
43 インナースキン
43a 接合フランジ
47 連結部材
48 下部骨格
49 上部骨格
51 仕切り板
58 ステアリングハンガー支持ブラケット
79 連結板
12
33 Roof side rail (upper front and rear frame)
34
Claims (8)
前記左右のフロントピラーロア部(16)と、前記左右のサイドシル部(15)と、前記左右のリヤピラー部(17)と、前記クロスメンバ部(18)とで平面視U字状のCFRP製の下部骨格(48)を構成し、
前記左右のサイドシル部(15)の前後方向中央部から起立する左右のセンターピラー(30)と、前記左右のセンターピラー(30)の上端間を車幅方向に接続するルーフアーチ(31)と、前記左右のフロントピラーロア部(16)の上端、前記左右のセンターピラー(30)の上端および前記左右のリヤピラー部(17)の上端を前後方向に接続する左右の上部前後フレーム(32,33)とで平面視H字状のCFRP製中空断面の上部骨格(49)を構成したことを特徴とする自動車の車体構造。 A vehicle body constructed by combining a lower outer skin (42) and an upper inner skin (43) is a floor panel portion (12) and a front wall portion standing from the front end of the floor panel portion (12). (13), a rear wall portion (14) rising from the rear end of the floor panel portion (12), and left and right side sill portions (15) rising from an outer end in the vehicle width direction of the floor panel portion (12). The left and right front pillar lower parts (16) connecting the front wall part (13) and the left and right side sill parts (15) are connected to the rear wall part (14) and the left and right side sill parts (15). The left and right rear pillar portions (17) and a cross member portion (18) extending in the vehicle width direction along the upper ends of the rear wall portions (14) and connecting the upper ends of the left and right rear pillar portions (17). Car body structure There is,
The left and right front pillar lower portions (16), the left and right side sill portions (15), the left and right rear pillar portions (17), and the cross member portion (18) are made of CFRP having a U-shape in plan view. Constituting the lower skeleton (48),
Left and right center pillars (30) rising from the center in the front-rear direction of the left and right side sill parts (15), and a roof arch (31) connecting the upper ends of the left and right center pillars (30) in the vehicle width direction, Left and right upper front and rear frames (32, 33) connecting the upper ends of the left and right front pillar lower portions (16), the upper ends of the left and right center pillars (30), and the upper ends of the left and right rear pillar portions (17) in the front-rear direction. And an upper frame (49) having a hollow cross section made of CFRP having an H-shape in plan view.
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