JP3656402B2

JP3656402B2 - Extruded body frame

Info

Publication number: JP3656402B2
Application number: JP09752698A
Authority: JP
Inventors: 庸一斉藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-04-09
Filing date: 1998-04-09
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2018-04-09
Also published as: JPH11291941A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は押出材製の車体骨格部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミ合金等の軽合金による押出材で、自動車の車体の骨格部材を形成することは、例えば、特開平９−１１８２５３号で知られている。この種の車体は、一般にスペースフレームと呼ばれる構造で、各種ピラー、ルーフレール、サイドメンバ等の骨格部材が全て押出材で形成されている。この押出材は、閉断面中空部を主体としており、この閉断面中空部から、各種部品を取付けるためのフランジを突出させた断面形状を呈している。また、このような押出材には、他の部品との面精度が特に要求されるシール面が設定されている。すなわち、このシール面は、ガラスやドアに対応する面であり、このシール面の精度が悪いと、車体の気密性及び水密性が保たれなくなり、走行時に風切音が発生したり、或いは、水もれが発生するおそれがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術にあっては、押出材で車体の骨格部材を形成する場合は、車体のデザインがどうしても直線的になり、プレス成形による車体のような曲線的デザインを得ることができない。なぜならば、車体の骨格部材には、前述のように、気密性及び水密性を保つためのシール面が設定されているため、押出材の曲げ加工としては、一定方向に曲げるだけの二次元的曲げ加工しか行うことができず、ねじれを伴うような三次元的曲げ加工を行うことができないからである。つまり、押出材に対してねじれを伴うような三次元的曲げ加工を行おうとすると、曲げ加工時に内部応力が在留し、加工後に、その内部応力に起因したスプリングバックが発生するため、シール面の精度確保が非常に困難となる。
【０００４】
この発明はこのような従来の技術に着目してなされたものであり、曲線的な車体デザインが得られる押出材製の車体骨格部材を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため、請求項１記載の発明では、２つのシール面が独立して設けられた閉断面中空部を有する押出材製の車体骨格部材において、前記閉断面中空部で、前記２つのシール面間に設けられた対向している両面部の中立軸上の対称位置に、三次元ねじれ方向での内部応力を吸収するねじれ応力吸収部を形成している。
【０００６】
また、請求項２記載の発明では、前記ねじれ応力吸収部は、少なくとも前記両面部の一部を部分的に薄肉にしたスリットにより形成している。
【０００８】
請求項３記載の発明は、ねじれ応力吸収部が、閉断面中空部における少なくとも一面部の一部を部分的に面外方向へ突出させた溝部である。
【０００９】
請求項４記載の発明は、溝部が閉断面中空部の内側へ向けて形成されている。
【００１０】
請求項５記載の発明は、溝部内をミグ溶接で埋めたものである。
【００１１】
請求項６記載の発明は、溝部内をくさび部材で埋めたものである。
【００１２】
請求項７記載の発明は、溝部以外の部分を溝部よりも厚肉に形成したものである。
【００１４】
請求項８記載の発明は、スリットが閉断面中空部の内面側に形成されている。
【００１５】
請求項９記載の発明は、スリットが閉断面中空部の内面角部に形成されている。
【００１６】
請求項１０記載の発明は、シール面が閉断面中空部から突出させたフランジの片面に形成されている。
【００１７】
請求項１１記載の発明は、閉断面中空部内に各フランジを連結する補強リブが形成されている。
【００１８】
【作用】
請求項１記載の発明によれば、２つのシール面の間に、三次元ねじれ方向での内部応力を吸収するねじれ応力吸収部が設けられているため、押出材にねじれを伴う三次元的な曲げ加工が施されても、各シール面を精度良く確保することができる。すなわち、押出材を三次元的に曲げ加工する際に、押出材のねじれ応力吸収部が塑性変形することにより内部応力が吸収されるため、加工後においてスプリングバック等のもどり変形が無くなり、各シール面を精度良く確保することができる。従って、押出材に対して、ねじれを伴う三次元的曲げ加工を施すことができ、車体を曲線的なデザインで仕上げることができる。
また、この請求項１記載の発明によれば、ねじれ応力吸収部を互いに向かい合う両面部に形成しているため、片面部だけに形成する場合に比べて、２つのシール面を変形させる自由度が高まる。
また、この請求項１記載の発明によれば、ねじれ応力吸収部が断面の中立軸上の対称位置に形成されているため、各シール面がねじれ応力吸収部を挟んだ状態で、あたかも独立した２つの部材に設けられたようになり、２つのシール面を変形させる自由度が高まる。
【００１９】
また、請求項２記載の発明によれば、ねじれ応力吸収部が、少なくとも前記両面部の一部を部分的に薄肉にしたスリットであるため、ねじれ応力吸収部の形成が容易である。
【００２１】
請求項３記載の発明によれば、ねじれ応力吸収部が、閉断面中空部における少なくとも一面部の一部を部分的に面外方向へ突出させた溝部であるため、ねじれ応力吸収部の形成が容易である。
【００２２】
請求項４記載の発明によれば、溝部が閉断面中空部の内側へ向けて形成されているため、溝部が他の部材と干渉しづらく、骨格部材のレイアウト自由度が向上する。
【００２３】
請求項５記載の発明によれば、溝部内をミグ溶接で埋めるため、三次元的変形後における骨格部材の形状凍結を行うことができる。
【００２４】
請求項６記載の発明によれば、溝部内をくさび部材で埋めた、三次元的変形後における骨格部材の形状凍結を行うことができる。
【００２５】
請求項７記載の発明によれば、溝部以外の部分を溝部よりも厚肉に形成したため、溝部での変形容易性を確保したたま、閉断面中空部の全体剛性を高めることができる。
【００２７】
請求項８記載の発明によれば、スリットが閉断面中空部の内面側に形成されているため、スリットが外から見えず、外観品質の面で有利である。
【００２８】
請求項９記載の発明によれば、スリットが閉断面中空部の内面角部に形成されているため、閉断面中空部の変形度合いが大きい。
【００２９】
請求項１０記載の発明によれば、シール面が閉断面中空部から突出させたフランジの片面に形成されているため、シール面の角度変更が容易である。
【００３０】
請求項１１記載の発明によれば、閉断面中空部内に各フランジを連結する補強リブが形成されているため、断面中空部の全体的剛性を高めると共に、閉断面中空部から突出している各フランジの剛性を高めることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３２】
図１〜図１０は、この発明の第１実施形態を示す図である。図１は、この実施形態に係る車体の全体図を示す図で、本実施形態の車体は、アルミ合金による押出材を骨格部材にした小型車体で、全体的に丸みをおびた曲線的なデザインになっている。この車体は、骨格部材として押出材を使用しており、この押出材を連結部材によりつなぐことにより全体が構成されている。また、該車体は、全体が丸い曲線的なデザインになっているため、骨格部材を構成する押出材を曲線的に加工する必要がある。
【００３３】
特に、前後のピラーには、車体前後方向の曲げと、車幅方向の曲げの組み合わされた三次元的な曲率を付す必要があり、しかも、車体にはドア等の開閉体が取付けられるため、このような開閉体と車体との間にはシール面を確保する必要がある。更に、ドアがサッシュレスタイプの場合は、ドアガラスとのシール面を車体に確保する必要もある。
【００３４】
このような押出材による骨格部材の構造を、図２に示すフロントピラー１を例にして、以下説明する。
【００３５】
このフロントピラー１は、第２図に示すような前後・左右に傾斜した形状をしており、図２の断面線Ａ〜Ｅを示す図３のように、フロントガラス２及びドア３の位置が漸次変化するため、この変化に対応すべく、曲げとねじれが合成された三次元的曲線を呈している。
【００３６】
このため、フロントピラー１の断面は、図４のＡ′〜Ｅ′に示すように、平面視において、後から前に向かって僅かに車幅方向外側に湾曲しながらねじれている。また、図５に示すように、側面視において、前側であるＡ′（図示せず）が後側であるＥ′より下側に大きく湾曲しながらねじれている。そして、図６に示す正面図では、フロントピラー１の前側であるＡ′が、後側であるＥ′に比べ、下側に大きく曲がり且つ車幅方向外側にも僅か湾曲しながらねじれている。
【００３７】
更に当該フロントピラー１にあっては、上述したねじれに加えてフロントガラスとドアとでそれぞれ別個にシールを確保する必要があり、図７に示すような断面形状をしている。このフロントピラー１を実際に車体に組み込んだ場合の断面形状を示しているのが、図８である。
【００３８】
これらの図に示すようにフロントピラー１は、基本的に断面六角形の閉断面中空部４を主体としており、この閉断面中空部４の上下角部に２つのフランジ５、６を長手方向に沿って形成した形状をしている。
【００３９】
前側のフランジ５はＬ形に曲折しており、その先端側の前面にシール面５ａが形成されている。このシール面５ａは、フロントガラス２に対するものであり、このシール面５ａの精度をフロントガラス２に対して正確に保つことにより、フロントガラス２の気密性及び水密性を確保することができる。フロントピラー１の形状によっては、フランジ５、６を設けずに、閉断面中空部４に直接シール面５ａ、６ａが形成される場合もある。
【００４０】
後側のフランジ６は直線形状であり、このフランジ６の片面にもシール面６ａが形成されている。このフランジ６にはウエザストリップ７が取付けられている。ウエザストリップ７は、ドア３のサッシ部に対して内側から当接し、ドア３の気密性及び水密性を保つものである。尚、このドア３のサッシ部にはドアガラス８が保持されている。この後側のシール面６ａの精度も、ドア３に対して正確に保つことで、ドア３の気密性及び水密性を確保することができる。
【００４１】
尚、フロントピラー１における閉断面中空部４の前側の外側面、及びフランジ５には、２種類のブラケット９ａ、９ｂが溶着されており、該ブラケット９ａ、９ｂには、フロントガラス２の端部を固定するモール１０と、ドア３の端部に当接するウエザストリップ１１が取付けられている。
【００４２】
そして、このフロントピラー１の閉断面中空部４で対向している両面部には、それぞれ断面Ｖ形をした「ねじれ応力吸収部」としての溝部１２が形成されている。
【００４３】
フロントピラー１は、以上のような断面形状を有しているため、その結果として、断面中心Ｓは閉断面中空部４の略中央部に位置している（図７参照）。そして、この断面中心Ｓを通る中立軸Ｌと前記溝部１２とは一致している。
【００４４】
次に、このフロントピラー１を曲げ加工した場合における応力発生メカニズムを、図９及び図１０の模式図に基づいて説明する。
【００４５】
図９に示すような中実角材１３を一定方向に折り曲げた場合、折り曲げた「背」において引っ張り力が発生し、「腹」において圧縮力が発生する。中立軸Ｌでは、どちらの力も生じない。そして、この角材１３における最大曲げ応力は図９のようになる。また、図９のような円柱１４を一定方向に捩じる場合、その円柱１４における最大剪断応力は、図９のようになる。
【００４６】
このような一般的形状における最大応力の発生の仕方をふまえて、図１０に示すような閉断面構造１５を曲げた場合の応力を検討すると、この種の閉断面構造１５は、前記の角材１３と同様に、「背」において引っ張り力が発生し、「腹」において圧縮力が発生し、中立軸Ｌではどちらの力も生じない。
【００４７】
次に、このような閉断面構造１５の中立軸Ｌに本実施形態のような溝部１２を形成すると、溝部１２に応力集中し、この溝部１２において早期に塑性変形が生じ、そこでの歪みが促される。図１０中の線Ｌ′は、溝部１２を形成したことにより生じた２つの仮想中立軸である。このように、対向する２つの溝部１２を形成することは、閉断面構造１５をそれぞれ半分の大きさをもつ部材１６に分割することと同様になり、その時に発生する最大応力を小さくすることが可能になる。
【００４８】
そのため、この実施形態では、前記図７及び図８に示すような溝部１２を、フロントピラー１に形成している。このような溝部１２を形成したことにより、この溝部１２を塑性変形させて、内部応力を吸収することができる。従って、フロントピラー１にねじれを伴う三次元的な曲げ加工が施されても、各シール面５ａ、６ａを精度良く確保することができる。すなわち、フロントピラー１を三次元的に曲げ加工を施した後において、該フロントピラー１にスプリングバック等のもどり変形が無くなり、各シール面５ａ、６ａを精度良く確保することができる。これにより、フロントピラー１のねじれ吸収性と、シール性と、デザイン性の３つの自由度を両立させることができる。
【００４９】
尚、この実施形態で、溝部１２として、閉断面中空部４の内側に突出させる例を示しが、場合によっては、外側に突出させても良い。
【００５０】
図１１は、この発明の第２実施形態を示す図である。この第２実施形態では、溝部１２と、ドア側のフランジ６との間に、別な一対の溝部１７を追加形成したものである。このようにすることにより、ドア側のシール面６ａの変形自由度が増し、該シール面６ａの精度を更に高めることができる。
【００５１】
図１２は、この発明の第３実施形態を示す図である。この第３実施形態では、フロントピラー１の閉断面中空部１８内に、前後のフランジ１９、２０を連結する補強リブ２１を設けたものである。このようにすることにより、閉断面中空部２２の全体的剛性を高めることができると共に、個々のフランジ１９、２０の剛性を高めることができ、各フランジ１９、２０に設定されたシール面１９ａ、２０ａの安定性が向上する。
【００５２】
図１３は、この発明の第４実施形態を示す図である。この第４実施形態では、フロントピラー２３における閉断面中空部２４の、溝部１２以外の部分を厚肉形成したものである。このようにすることにより、溝部１２での変形容易性を確保したたま、閉断面中空部２４の全体剛性を高めることができる。
【００５３】
図１４は、この発明の第５実施形態を示す図である。この第５実施形態では、図１２で示したフロントピラー１８の溝部１２内をミグ溶接２５により埋めたものである。このようにすることにより、変形後におけるフロントピラー１８の形状凍結を行うことができる。
【００５４】
図１５は、この発明の第６実施形態を示す図である。この第６実施形態では、図１４で示したフロントピラー１８の開く方の溝部１２内に、溶接で同じ材料製のくさび部材２６を埋めたものである。ミグ溶接２５で全て埋めるよりも、溝部１２を埋める作業が容易である。
【００５５】
図１６は、この発明の第７実施形態を示す図である。この第７実施形態では、フロントピラー２７における閉断面中空部２８の内面に、部分的に薄肉にした「ねじれ応力吸収部」としてのスリット２９を形成した。このスリット２９は、前側のフランジ１９に対応する角部と、車室内側の２つの角部と、車外側の前方角部の計４カ所に形成した。この第７実施形態によれば、スリット２９を形成したことが外観的に分からないため、フロントピラー２７の外観品質の面で優れている。また、スリット２９が閉断面中空部２８内における角部に形成されているため、閉断面中空部４の変形度合が大きい。
【００５６】
尚、外観品質を特に気にしなければ、スリット２９は閉断面中空部２８の外面に形成しても良く、内面及び外面の両方に形成しても良い。
【００５７】
尚、以上の各実施形態では、１つのフロントピラーに、対向する２つ以上のねじれ応力吸収部を設ける例を示したが、ねじれ応力吸収部が１つでも良い。また、フロントピラーの閉断面中空部における中立軸上の対称位置に設ければ効果的であるが、必ずしもそのようにする必要はない。
【００５８】
【発明の効果】
この発明によれば、２つのシール面の間に、三次元ねじれ方向での内部応力を吸収するねじれ応力吸収部が設けられているため、押出材にねじれを伴う三次元的な曲げ加工が施されても、各シール面を精度良く確保することができる。すなわち、押出材を三次元的に曲げ加工する際に、押出材のねじれ応力吸収部が塑性変形することにより内部応力が吸収されるため、加工後においてスプリングバック等のもどり変形が無くなり、各シール面を精度良く確保することができる。従って、押出材に対して、ねじれを伴う三次元的曲げ加工を施すことがき、車体を曲線的なデザインで仕上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態に係る車体を示す全体図。
【図２】フロントピラー部分を示す拡大斜視図。
【図３】フロントピラー部分の連続断面図。
【図４】フロントピラー部分を示す平面図。
【図５】フロントピラー部分を示す側面図。
【図６】フロントピラー部分を示す正面図。
【図７】フロントピラーの拡大断面図。
【図８】図１中矢示ＳＡ−ＳＡ線に沿う断面図。
【図９】一般的形状部材の応力発生を示す図。
【図１０】閉断面中空部の応力発生を示す図。
【図１１】この発明の第２実施形態に係るフロントピラーの断面図。
【図１２】この発明の第３実施形態に係るフロントピラーの断面図。
【図１３】この発明の第４実施形態に係るフロントピラーの断面図。
【図１４】この発明の第５実施形態に係るフロントピラーの断面図。
【図１５】この発明の第６実施形態に係るフロントピラーの断面図。
【図１６】この発明の第７実施形態に係るフロントピラーの断面図。
【符号の説明】
１フロントピラー（骨格部材）
４閉断面中空部
５、６フランジ
５ａ、６ａシール面
１２溝部（ねじれ応力吸収部）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle body skeleton member made of extruded material.
[0002]
[Prior art]
For example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-118253 discloses that a skeleton member of a car body of an automobile is formed of an extruded material made of a light alloy such as an aluminum alloy. This type of vehicle body generally has a structure called a space frame, and skeleton members such as various pillars, roof rails, and side members are all formed of an extruded material. This extruded material mainly has a closed cross-section hollow portion, and has a cross-sectional shape in which a flange for mounting various components is projected from the closed cross-section hollow portion. Moreover, the sealing surface which requires especially the surface precision with another component is set to such an extrusion material. That is, this seal surface is a surface corresponding to glass or door, and if the accuracy of this seal surface is poor, the airtightness and watertightness of the vehicle body cannot be maintained, wind noise is generated during traveling, or There is a risk of water leakage.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional technique, when forming a skeleton member of a vehicle body with an extruded material, the design of the vehicle body is inevitably linear, and a curved design like a vehicle body by press molding can be obtained. Can not. This is because, as described above, the skeleton member of the vehicle body has a sealing surface for maintaining airtightness and watertightness. This is because only bending can be performed, and three-dimensional bending with twisting cannot be performed. In other words, if an attempt is made to perform a three-dimensional bending process that involves twisting the extruded material, internal stress will remain during the bending process, and spring back will occur due to the internal stress after processing. It is very difficult to ensure accuracy.
[0004]
The present invention has been made paying attention to such a conventional technique, and provides a vehicle body skeleton member made of an extruded material that can obtain a curved vehicle body design.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, in the invention according to claim 1 , in the vehicle body skeleton member made of an extruded material having a closed section hollow portion in which two sealing surfaces are independently provided , A torsional stress absorbing portion that absorbs internal stress in the three-dimensional torsional direction is formed at a symmetrical position on the neutral axis of both opposing surface portions provided between the two sealing surfaces .
[0006]
According to a second aspect of the present invention, the torsional stress absorbing portion is formed by a slit in which at least part of the both surface portions is partially thinned.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, the torsional stress absorbing portion is a groove portion in which a part of at least one surface portion in the closed cross-section hollow portion is partially protruded in the out-of-plane direction.
[0009]
In the invention according to claim 4 , the groove is formed toward the inside of the closed section hollow portion.
[0010]
In the invention according to claim 5 , the groove is filled with MIG welding.
[0011]
According to the sixth aspect of the present invention, the groove is filled with a wedge member.
[0012]
The invention according to claim 7 is such that a portion other than the groove is formed thicker than the groove.
[0014]
In the invention described in claim 8 , the slit is formed on the inner surface side of the hollow section having the closed cross section.
[0015]
According to the ninth aspect of the present invention, the slit is formed in the corner of the inner surface of the hollow portion having the closed cross section.
[0016]
In a tenth aspect of the present invention, the seal surface is formed on one side of the flange projecting from the closed section hollow portion.
[0017]
According to the eleventh aspect of the present invention, reinforcing ribs for connecting the flanges are formed in the closed section hollow portion.
[0018]
[Action]
According to the first aspect of the present invention, since the torsional stress absorbing portion for absorbing the internal stress in the three-dimensional torsional direction is provided between the two sealing surfaces, the extruded material is three-dimensionally associated with torsion. Even if bending is performed, each sealing surface can be accurately secured. In other words, when bending the extruded material three-dimensionally, internal stress is absorbed by plastic deformation of the torsional stress absorbing portion of the extruded material. The surface can be secured with high accuracy. Therefore, the extruded material can be subjected to a three-dimensional bending process with twist, and the vehicle body can be finished with a curved design.
In addition, according to the first aspect of the present invention, since the torsional stress absorbing portions are formed on both side portions facing each other, the degree of freedom of deforming the two sealing surfaces is greater than when forming only on one side portion. Rise.
In addition, according to the first aspect of the present invention, since the torsional stress absorbing portion is formed at a symmetrical position on the neutral axis of the cross section, each seal surface is as if it were independent with the torsional stress absorbing portion sandwiched therebetween. As a result, the degree of freedom of deforming the two sealing surfaces increases.
[0019]
According to the second aspect of the present invention, since the torsional stress absorbing portion is a slit in which at least a part of the both surface portions is partially thinned, it is easy to form the torsional stress absorbing portion.
[0021]
According to the invention of claim 3 , since the torsional stress absorbing portion is a groove portion in which at least a part of at least one surface portion in the closed cross-section hollow portion is partially protruded in the out-of-plane direction, the torsional stress absorbing portion is formed. Easy.
[0022]
According to the fourth aspect of the present invention, since the groove portion is formed toward the inside of the closed cross-section hollow portion, the groove portion hardly interferes with other members, and the layout freedom of the skeleton member is improved.
[0023]
According to invention of Claim 5 , since the inside of a groove part is filled with MIG welding, the shape freezing of the skeleton member after a three-dimensional deformation can be performed.
[0024]
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to freeze the shape of the skeleton member after three-dimensional deformation in which the groove portion is filled with the wedge member.
[0025]
According to the seventh aspect of the invention, since the portion other than the groove portion is formed thicker than the groove portion, the overall rigidity of the closed cross-section hollow portion can be increased while ensuring the ease of deformation at the groove portion.
[0027]
According to invention of Claim 8 , since the slit is formed in the inner surface side of the closed cross-section hollow part, the slit cannot be seen from the outside, which is advantageous in terms of appearance quality.
[0028]
According to the ninth aspect of the present invention, since the slit is formed at the corner of the inner surface of the closed section hollow portion, the degree of deformation of the closed section hollow portion is large.
[0029]
According to the tenth aspect of the present invention, since the seal surface is formed on one surface of the flange protruding from the closed section hollow portion, the angle of the seal surface can be easily changed.
[0030]
According to the eleventh aspect of the present invention, since the reinforcing ribs for connecting the flanges are formed in the closed cross-section hollow portion, the overall rigidity of the cross-section hollow portion is increased and the flanges protruding from the closed cross-section hollow portion are provided. The rigidity of can be increased.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0032]
FIGS. 1-10 is a figure which shows 1st Embodiment of this invention. FIG. 1 is a diagram showing an overall view of a vehicle body according to this embodiment. The vehicle body of this embodiment is a small vehicle body using an extruded material made of aluminum alloy as a skeleton member, and has a rounded curved design as a whole. It has become. This vehicle body uses an extruded material as a skeleton member, and the whole is constituted by connecting the extruded material with a connecting member. Moreover, since the vehicle body has a rounded and curved design as a whole, it is necessary to process the extruded material constituting the skeleton member in a curved manner.
[0033]
In particular, the front and rear pillars must have a three-dimensional curvature that is a combination of bending in the longitudinal direction of the vehicle and bending in the vehicle width direction. It is necessary to secure a sealing surface between the opening / closing body and the vehicle body. Furthermore, when the door is a sashless type, it is necessary to secure a seal surface with the door glass on the vehicle body.
[0034]
The structure of the skeleton member made of such an extruded material will be described below using the front pillar 1 shown in FIG. 2 as an example.
[0035]
The front pillar 1 has a shape that is inclined in the front-rear and left-right directions as shown in FIG. 2, and the positions of the windshield 2 and the door 3 are as shown in FIG. 3 showing the sectional lines A to E in FIG. Since it changes gradually, it exhibits a three-dimensional curve in which bending and twisting are combined to cope with this change.
[0036]
Therefore, as shown in A ′ to E ′ of FIG. 4, the cross section of the front pillar 1 is twisted while curving slightly outward in the vehicle width direction from the rear to the front in a plan view. Further, as shown in FIG. 5, in a side view, A ′ (not shown) which is the front side is twisted while being largely curved downward from E ′ which is the rear side. In the front view shown in FIG. 6, A ′, which is the front side of the front pillar 1, is greatly bent downward and twisted while slightly curving outward in the vehicle width direction, compared to E ′, which is the rear side.
[0037]
Further, in the front pillar 1, in addition to the twist described above, it is necessary to secure a seal separately for the windshield and the door, and the cross-sectional shape is as shown in FIG. FIG. 8 shows a cross-sectional shape when the front pillar 1 is actually incorporated into the vehicle body.
[0038]
As shown in these drawings, the front pillar 1 is basically composed of a closed section hollow portion 4 having a hexagonal cross section, and two flanges 5 and 6 are arranged in the longitudinal direction at the upper and lower corners of the closed section hollow portion 4. The shape is formed along.
[0039]
The front flange 5 is bent into an L shape, and a seal surface 5a is formed on the front surface on the front end side. The seal surface 5a is for the windshield 2. By keeping the accuracy of the seal surface 5a with respect to the windshield 2, the airtightness and water tightness of the windshield 2 can be ensured. Depending on the shape of the front pillar 1, the sealing surfaces 5 a and 6 a may be directly formed in the closed section hollow portion 4 without providing the flanges 5 and 6.
[0040]
The rear flange 6 has a linear shape, and a sealing surface 6 a is also formed on one surface of the flange 6. A weather strip 7 is attached to the flange 6. The weather strip 7 is in contact with the sash portion of the door 3 from the inside, and maintains the air tightness and water tightness of the door 3. A door glass 8 is held on the sash portion of the door 3. By keeping the accuracy of the sealing surface 6a on the rear side accurate with respect to the door 3, the airtightness and watertightness of the door 3 can be ensured.
[0041]
Two types of brackets 9a and 9b are welded to the front outer surface of the closed section hollow portion 4 in the front pillar 1 and the flange 5, and the end portions of the windshield 2 are attached to the brackets 9a and 9b. And a weather strip 11 that is in contact with the end of the door 3 are attached.
[0042]
Grooves 12 as “torsional stress absorbing portions” each having a V-shaped cross section are formed on both surface portions of the front pillar 1 facing each other at the closed cross-section hollow portion 4.
[0043]
Since the front pillar 1 has the cross-sectional shape as described above, as a result, the cross-sectional center S is located at a substantially central part of the closed cross-sectional hollow part 4 (see FIG. 7). The neutral axis L passing through the cross-sectional center S and the groove 12 coincide with each other.
[0044]
Next, the stress generation mechanism when the front pillar 1 is bent will be described with reference to the schematic diagrams of FIGS.
[0045]
When the solid square bar 13 as shown in FIG. 9 is bent in a certain direction, a tensile force is generated at the bent “back” and a compressive force is generated at the “belly”. In the neutral axis L, neither force is generated. The maximum bending stress in the square member 13 is as shown in FIG. When the cylinder 14 as shown in FIG. 9 is twisted in a certain direction, the maximum shear stress in the cylinder 14 is as shown in FIG.
[0046]
Considering the way of generating the maximum stress in such a general shape, when the stress when the closed cross-section structure 15 as shown in FIG. 10 is bent is examined, this type of closed cross-section structure 15 is obtained by the square member 13 described above. Similarly, a tensile force is generated at the “back”, a compressive force is generated at the “belly”, and neither force is generated at the neutral axis L.
[0047]
Next, when the groove portion 12 as in the present embodiment is formed on the neutral axis L of the closed cross-section structure 15 as described above, stress concentrates on the groove portion 12, and plastic deformation occurs at an early stage in the groove portion 12. Prompted. A line L ′ in FIG. 10 is two virtual neutral axes generated by forming the groove 12. In this manner, forming the two opposing groove portions 12 is similar to dividing the closed cross-section structure 15 into the members 16 each having a half size, and the maximum stress generated at that time can be reduced. It becomes possible.
[0048]
Therefore, in this embodiment, the groove 12 as shown in FIGS. 7 and 8 is formed in the front pillar 1. By forming such a groove part 12, this groove part 12 can be plastically deformed and internal stress can be absorbed. Therefore, even if the front pillar 1 is subjected to a three-dimensional bending process with a twist, the seal surfaces 5a and 6a can be accurately secured. That is, after the front pillar 1 is three-dimensionally bent, the front pillar 1 is free from return deformation such as a spring back, and the seal surfaces 5a and 6a can be secured with high accuracy. Thereby, the three degrees of freedom of the twist absorption property of the front pillar 1, sealing property, and design property can be made compatible.
[0049]
In this embodiment, an example is shown in which the groove portion 12 protrudes to the inside of the closed cross-section hollow portion 4, but may be protruded to the outside depending on circumstances.
[0050]
FIG. 11 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, another pair of groove portions 17 is additionally formed between the groove portion 12 and the flange 6 on the door side. By doing so, the degree of freedom of deformation of the seal surface 6a on the door side is increased, and the accuracy of the seal surface 6a can be further increased.
[0051]
FIG. 12 is a diagram showing a third embodiment of the present invention. In the third embodiment, reinforcing ribs 21 for connecting the front and rear flanges 19 and 20 are provided in the closed section hollow portion 18 of the front pillar 1. By doing so, the overall rigidity of the closed cross-section hollow portion 22 can be increased, and the rigidity of the individual flanges 19 and 20 can be increased. The stability of 20a is improved.
[0052]
FIG. 13 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, a portion other than the groove portion 12 of the closed cross-section hollow portion 24 in the front pillar 23 is formed thick. By doing in this way, the whole rigidity of the closed cross-section hollow part 24 can be improved, ensuring the deformation | transformation ease in the groove part 12. FIG.
[0053]
FIG. 14 is a diagram showing a fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment, the groove 12 of the front pillar 18 shown in FIG. By doing so, the shape of the front pillar 18 after the deformation can be frozen.
[0054]
FIG. 15 is a diagram showing a sixth embodiment of the present invention. In the sixth embodiment, a wedge member 26 made of the same material is buried in the groove 12 on the opening side of the front pillar 18 shown in FIG. 14 by welding. The work of filling the groove 12 is easier than filling all with the MIG welding 25.
[0055]
FIG. 16 is a diagram showing a seventh embodiment of the present invention. In the seventh embodiment, a slit 29 as a “torsional stress absorbing portion” that is partially thinned is formed on the inner surface of the closed section hollow portion 28 in the front pillar 27. The slits 29 were formed at a total of four locations: a corner corresponding to the front flange 19, two corners on the vehicle interior side, and a front corner on the vehicle exterior side. According to the seventh embodiment, since the appearance of the slit 29 is not known, the appearance quality of the front pillar 27 is excellent. Moreover, since the slit 29 is formed in the corner | angular part in the closed cross-section hollow part 28, the deformation degree of the closed cross-section hollow part 4 is large.
[0056]
If the appearance quality is not particularly concerned, the slit 29 may be formed on the outer surface of the closed section hollow portion 28, or may be formed on both the inner surface and the outer surface.
[0057]
In each of the embodiments described above, an example in which two or more opposing torsional stress absorbing portions are provided on one front pillar has been described, but one torsional stress absorbing portion may be provided. Moreover, although it is effective if it is provided at a symmetrical position on the neutral axis in the closed cross-section hollow portion of the front pillar, it is not always necessary to do so.
[0058]
【The invention's effect】
According to this invention, since the torsional stress absorbing portion that absorbs internal stress in the three-dimensional torsional direction is provided between the two seal surfaces, the extruded material is subjected to three-dimensional bending with twisting. Even if it is done, each sealing surface can be ensured with high precision. In other words, when bending the extruded material three-dimensionally, internal stress is absorbed by plastic deformation of the torsional stress absorbing portion of the extruded material. The surface can be secured with high accuracy. Therefore, the extruded material can be subjected to a three-dimensional bending process with twist, and the vehicle body can be finished with a curved design.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view showing a vehicle body according to a first embodiment of the invention.
FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a front pillar portion.
FIG. 3 is a continuous sectional view of a front pillar portion.
FIG. 4 is a plan view showing a front pillar portion.
FIG. 5 is a side view showing a front pillar portion.
FIG. 6 is a front view showing a front pillar portion.
FIG. 7 is an enlarged sectional view of a front pillar.
8 is a cross-sectional view taken along line SA-SA in FIG.
FIG. 9 is a diagram showing stress generation of a general shape member.
FIG. 10 is a diagram showing generation of stress in a closed section hollow portion.
FIG. 11 is a cross-sectional view of a front pillar according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a front pillar according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a sectional view of a front pillar according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view of a front pillar according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a sectional view of a front pillar according to a sixth embodiment of the invention.
FIG. 16 is a sectional view of a front pillar according to a seventh embodiment of the invention.
[Explanation of symbols]
1 Front pillar (frame member)
4 Closed section hollow part 5, 6 Flange 5a, 6a Seal surface 12 Groove part (torsional stress absorbing part)

Claims

In a vehicle body skeleton member made of extruded material having a closed cross-section hollow portion in which two sealing surfaces are provided independently,
A torsional stress absorbing portion that absorbs internal stress in the three-dimensional torsional direction is formed at the symmetrical position on the neutral axis of both opposing surface portions provided between the two sealing surfaces in the closed cross-section hollow portion. A vehicle body skeleton member made of extruded material.

2. The extruded vehicle body skeleton member according to claim 1, wherein the torsional stress absorbing portion is formed by a slit in which at least a part of the both surface portions is partially thinned.

The vehicle body skeleton member made of extruded material according to claim 1 or 2 , wherein the torsional stress absorbing portion is a groove portion in which at least a part of at least one surface portion in the closed cross-section hollow portion is partially protruded in the out-of-plane direction.

The vehicle body skeleton member made of an extruded material according to claim 3, wherein the groove portion is formed toward the inside of the closed section hollow portion.

The vehicle body skeleton member made of extruded material according to claim 3 or 4 , wherein the inside of the groove is filled with MIG welding.

The vehicle body skeleton member made of an extruded material according to claim 3 or 4 , wherein the groove portion is filled with a wedge member.

The vehicle body skeleton member made of the extruded material according to any one of claims 3 to 6, wherein a portion other than the groove portion is formed thicker than the groove portion.

The vehicle body skeleton member made of extruded material according to claim 2, wherein the slit is formed on the inner surface side of the closed section hollow portion.

The vehicle body skeleton member made of extruded material according to claim 8, wherein the slit is formed in an inner corner portion of the closed section hollow portion.

The vehicle body skeleton member made of an extruded material according to any one of claims 1 to 9, wherein a sealing surface is formed on one surface of a flange projecting from the closed cross-section hollow portion.

The vehicle body skeleton member made of extruded material according to any one of claims 1 to 10 , wherein reinforcing ribs for connecting the flanges are formed in the closed section hollow portion.