JP4033604B2 - 車体構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイドロフォーム成形によって成形される骨格部材と組み合って車体の各部を構成してなる車体構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車（車両）の車体では、コストを抑えつつ高い取付強度を確保するために、プレス成形の複数種のハット形パネルを閉断面形に組み付けた構造物でなく、ハイドロフォーム成形によって成形される１部材を用いて、車体の各部を構成することが進められている。
【０００３】
すなわち、ハイドロフォーム成形は、上型と下型とがなす最終形状の型内に素管を収め、同素管を両端側から軸心方向沿いに押圧しながら当該素管内に水（加圧液）を圧入することによって、素管を肉送りしながら膨らませ（拡管）、膨らむ素管を上型と下型の型面になじませることにより、型面の形状にならう閉断面形状の１製品が成形される成形方法である。
【０００４】
このハイドロフォーム成形で形成される成形品は、閉断面形状だけでなく、素管の周壁が伸びることで生じる加工硬化と肉送りとにより、高い剛性強度が得られる。
【０００５】
そこで、この特徴を活かして車体構造では、車体のうちで最も強度が必要とされる骨格部材にハイドロフォーム成形品を用いることが進められている。多くの場合、車体の横方向に延びる車体の骨格部材、具体的には特開平１０−１３８９５０号公報に開示されているようにエンジンルームの車幅方向両側に配置される一対のフロントサイドメンバ部材にハイドロフォーム成形品（閉断面形状をなす管状の成形品）を用いることが行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
通常、横方向に延びる骨格部材は、縦壁部、フロアパネル部材などといった縦や横方向に延びる部材が組み付く。例えばフロントサイドメンバ部材だと、トーボード（エンジンルームと車室内とを仕切るボード）から前方へ延びる先端部分は、車両の車幅方向の縦壁部をなすフェンダシールド部材の下縁部に溶接で接合され、トーボード下を通過する中間部分は該トーボードの下端部に溶接で接合され、トーボードから後方へ延びてフロアパネル部材の下面に配置される後端部分は、当該フロアパネル部材に溶接で接合される。
【０００７】
ところで、骨格部材との接合の際は、相手部品との位置合わせが求められる。
【０００８】
この場合、ハット形のプレス部品を閉断面形状に組み合わせた構造物は、同構造物自体に形成されるフランジ部分を利用して位置合わせが行われる。
【０００９】
ところが、ハイドロフォーム成形で成形された骨格部材の場合には位置合せに利用できるような部分が無い。
【００１０】
このため、ハイドロフォーム成形で成形された骨格部材の場合、相手部材との位置合せの際、位置ずれが生じやすく、高い取付精度で両者を接合しにくい。
【００１１】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その第１の目的とするところは、ハイドロフォーム成形によって成形された骨格部材と、同骨格部材に組み付く車体の縦壁部とを高い取付精度で接合できる車体構造を提供することにある。
【００１２】
また本発明の第２の目的は、ハイドロフォーム成形によって成形された骨格部材と、同骨格部材に組み付く車体の床面をなすパネル部材とを高い取付精度で接合できる車体構造を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の車体構造は、上記第１，２の目的を達成するために、車体の縦壁部をなすフェンダシールドパネル部材と、前記フェンダシールドパネル部材より後方に配置され、車体の床面をなすフロアパネル部材と、前部に前記フェンダシールドパネル部材の下縁部に配置される部分をもつととともに後部に前記フロアパネル部材の下面に配置される部分をもち、ハイドロフォーム成形によって管状に成形されたフロントサイドメンバ骨格部材とを備える。前記フェンダシールドパネル部材の下縁部と前記フロンドサイドメンバ骨格部材とが、前記フロントサイドメンバ骨格部材に軸心方向に連続して形成された段差と、前記フェンダシールドパネル部材に形成された前記段差に嵌まる部分によって、互いに位置合わせられて接合される。前記フロアパネル部材と前記フロントサイドメンバ骨格部材とが、前記フロアパネル部材に形成された凹部と、前記フロントサイドメンバ骨格部材に形成された前記凹部に嵌まる部分とによって、互いに位置合せられて接合される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１ないし図４に示す一実施形態にもとづいて説明する。
【００１８】
図１（ａ）は自動車（車両）のフロント側を示し、図中１は車体である。車体１は、車室２と、同車室２から前方へ突き出る前部、ここではエンジンルーム３とを有して構成されている。
【００１９】
この車体１の骨格をなす骨格部材のうち、例えばエンジンルーム３の骨格をなす車幅方向両側に配置される一対のフロントサイドメンバ部材６（片側しか図示せず）には、ハイドロフォーム成形によって成形された成形品（１本の素管にハイドロフォーム成形を施して最終形状とした１部品）が用いられている。
【００２０】
ここで、フロントサイドメンバ部材６は、図１（ｂ）にも示されるようにトーボード４（車幅方向に配置され車室２内とエンジンルーム３とを仕切るボード）から前方へ直線状に延びて衝撃吸収をなす延出部７と、同延出部７から後方のトーボード４の下部端へ向かい略Ｓ字状に屈曲する屈曲部８と、同屈曲部７から後方へ延びて車室２の床面をなすフロアパネル部材５の下面に配置される後端部９とを有して、閉断面形状（管状）に形成されている。なお、このフロントサイドメンバ部材６は、高い衝撃吸収性を確保するために、図１（ｂ）に示されるように例えば前端となる直線状部７の端部が、多角形の筒形、ここでは八角筒形をなし、後端となる屈曲部８から後方のフロアパネル部材５の下面に配置される直線状の後端部９が、矩形の筒形、ここでは長方筒形をなして、これら間で次第に断面形状を変化させる構造が用いてある。そして、フロントサイドメンバ部材６は、屈曲部８の拡管率より直線状部７における拡管率を大きく定めて、素管（図示しない）から成形してある。但し、拡管率とは、素管から製品形状へ成形するときにおける素管周長を基準とした製品周長の増加の度合いを指す。
【００２１】
そして、フロントサイドメンバ部材６の先端側とエンジンルーム３の車幅方向の内壁をなすフェンダシールド部材１１（エンジンルーム３の車幅方向側部の縦壁部をなす車体前後方向に延びるパネル部材で形成される部品）の下端縁とが溶接で接合され、さらに車幅方向に配置されたトーボード４の下端部と同トーボード下を横切る屈曲部８の後部とが溶接で接合され、さらにフロアパネル部材５と同パネル部材５の下面に配置されるフロントサイドメンバ部材６の後端部９とが溶接で接合され、車体１のエンジンルーム３から車室２の床面までの車体部分を構成している［（図1（ａ））］。
【００２２】
ここで、車体１は、例えば図４（ａ）に示されるように左右一対のフロントサイドメンバ部材６にフェンダシールド部材１１とトーボード４とを組付けてサブアッセンブリしてから、図４（ｂ）に示されるようにフロントサイドメンバ部材６にフロアパネル部材５を組付けるという組立工程を経て組み上がる。しかし、フロントサイドメンバ部材６は、ハイドロフォーム成形で成形された骨格部材を用いているので位置合せに利用できる部分は無い。このため、この骨格部材をそのまま用いたのでは、車体１の各部の組付作業が面倒になるだけでなく車体１の組付精度も大きくばらつきやすい。
【００２３】
そこで、この車体構造の各部、具体的にはフロントサイドメンバ部材６、フェンダシールド部材１１、トーボード４、フロアパネル部材５といった各部には、接合部間の位置合せが行える構造が施してある。
【００２４】
具体的には、フェンダシールド部材１１の下端縁部とフロントサイドメンバ部部材６の先端側との間では、図１（ｂ）および図４（ａ）に示されるようにフェンダシールド部材１１の下端縁部が組み付くフロントサイドメンバ部材６の部分、例えば延出部７から屈曲部８に至る上部壁に、段差として、例えば車幅方向内側に縦壁が配置されるＬ字状の段付部１５を軸心方向沿いに連続して形成し、また同段差に組み合う合せ部として、フェンダシールド部材１１の下端縁部にＬ字形のフランジ部１１ａを形成した構造が用いてある。そして、フランジ部１１ａが、段付部１５の縦面と横面とがなす位置決め面１５ａに嵌まることによって、段付部１５の縦壁をガイドとして、両者の位置合せ（車幅方向）が行われるようにしてある。
【００２５】
トーボード４の下端部とフロントサイドメンバ部材６の屈曲部８の後部との間では、図１（ｂ）および図４（ａ）に示されるようにトーボード４のフロントサイドメンバ部材６が横切る下端部分に、段差として、フロントサイドメンバ部材６の断面形状に対応したコ字状の段付部１６を形成し、また同段差に組み合う合せ部として、屈曲部８の後側部分８ａの外形形状（矩形）そのものを利用した構造が用いてある。なお、符号８ｂはその合せ部を示している。そして、後側部分８ａが、段付部１６の縦面と横面とがなす位置決め面１６ａに嵌まることによって、段付部１６の縦面をガイドとして、両者の位置合せ（車幅方向）が行われるようにしてある。
【００２６】
フロアパネル部材５とフロントサイドメンバ部材６の後端部９との間では、図１（ｂ）および図４（ｂ）に示されるようにフロアパネル部５のフロントサイドメンバ部材６が載る部位に、凹部として、フロントサイドメンバ部材６の断面形状に対応したコ字形の溝部１７（深さ：浅い）を車体前後方向沿いに形成し、また同凹部に組み合う合せ部として、フロントサイドメンバ部材６の後端部９の外形形状（矩形）そのものを利用した構造が用いてある。符号９ａはその合せ部を示している。そして、後端部９が、溝部１７ａの縦面と横面とがなす位置決め面１７ａに嵌まることによって、溝部１７ａの縦面をガイドとして、両者の位置合せ（車幅方向）が行われるようにしてある。
【００２７】
こうした位置合せ構造だと、フロント側の各部をサブアッセンブリするときは、図４（ａ）に示されるように段付部１５を上向きにして左右一対のフロントサイドメンバ部材６を所定位置にセットしておき、この状態から、図２および図４（ａ）に示されるように段付部１５とフランジ部１１ａとが互いに嵌まり合うようにフェンダシールド部材１１をセットして、フランジ部１１ａを接合、例えばアーク溶接で段付部１５の周囲に接合するとともに、段付部１６と屈曲部８の後側部分とが互いに嵌まり合うようにトーボード４をセットして接合することにより、容易にフロント側のアッセンブリが行われる。
【００２８】
その後、図４（ｂ）に示されるようにサブアッセンブリされた構造物のフロントサイドメンバ部材６の部分、すなわち後端部９に溝部１７が嵌まり合うようにフロアパネル部材５をセットして、図３に示されるように後端部９を接合、例えばアーク溶接で接合することにより、容易にフロアパネル部材５のアセンブリが行われる。なお、図中２０は溶接部を示し、５ａはフロアパネル部材５の車幅方向両端部に付くサイドシル部材を示している。
【００２９】
このようにハイドロフォーム成形によって成形される骨格部材に、フェンダシールド部材１１、トーボード４、フロアパネル部材５を組付ける際、段付部１５，１６、溝部１７を用いて、位置合せを行うようにすると、別途、位置合せのための機構を必要とせずに高精度な位置合せができるので、高い取付精度で相手部材と接合できる。しかも、骨格部材の外形部に形成される段付部など位置合せ部分は、ハイドロフォーム成形で骨格部材の最終形状を成形する際、同時に成形されるために、別途、位置合せのための部材を取付ける作業や工程が不要で、コスト的な負担が軽くてすむ。
【００３０】
特に車幅方向の位置合せ精度が求められる、サブアッセンブリ工程のエンジンルームのフェンダシールド部材，トーボードとハイドロフォーム製のサイドメンバ部材との接合や、フロアパネル部材とサイドメンバ部材との接合には好適である。
【００３１】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施しても構わない。例えば実施形態では、フロントサイドメンバ部材とフェンダシールド部材との間では、フロントサイドメンバ部材に段付部を形成し、フェンダシールド部材にその段付部に嵌まる部分を形成したが、両者を反対に形成してもよい。もちろん、フロントサイドメンバ部材の上部壁でなく側部壁に段付部を形成するようにしてもよい。さらにフロントサイドメンバ部材とトーボード部材あるいはフロアパネル部材との間でも、上記と同様、反対にフロントサイドメンバ部材側に段付部を形成する構成を用いてもよい。また上述した一実施形態の場合、トーボード、フロアパネル部材の一方にだけにガイド（段付部，凹部）を設けるようにしてもよい。また車体の骨格部材としてフロントサイドメンバ部材を用いた例を挙げたが、これに限らず、他の車体の骨格部材、例えばリアサイドメンバ部材、井桁フレーム、サイドシル部材などとパネル部材との接合の位置合せに用いるようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に記載の発明によれば、ハイドロフォーム成形によって成形された骨格部材と、同骨格部材に組み付く車体の縦壁部やパネル部材との位置合せが容易かつ高精度に行えるので、両部材を高い取付精度で接合することができる。しかも、骨格部材の位置合せの部分は、当該骨格部材を成形する際に同時に成形できるから、別途、成形品に位置決めのための部品を取付ける面倒な構造を必要とせずに、部材相互の位置合せが行える利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の一実施形態に係るエンジンルーム側の車体構造を示す斜視図。
（ｂ）同エンジンルームのサイドメンバ部材周辺を拡大して示す斜視図。
【図２】図１（ｂ）中のＡ−Ａ線に沿う車体の断面図。
【図３】図１（ｂ）中のＢ−Ｂ線に沿う車体の断面図。
【図４】フロントサイドメンバ部材にフェンダシールド部材、トーボード、フロアパネル部材が組み付く工程を説明するための斜視図。
【符号の説明】
１…車体
４、１１…トーボード、フェンダシールド部材（縦壁部をなすパネル部材）
５…フロアパネル部材（床面をなすパネル部材）
６…一対のフロントサイドメンバ部材（ハイドロフォーム製の骨格部材）
１５、１６…段付部（段差）
１７…溝部（凹部）。

Claims (1)

1. 車体の縦壁部をなすフェンダシールドパネル部材と、
   前記フェンダシールドパネル部材より後方に配置され、車体の床面をなすフロアパネル部材と、
   前部に前記フェンダシールドパネル部材の下縁部に配置される部分をもつととともに後部に前記フロアパネル部材の下面に配置される部分をもち、ハイドロフォーム成形によって管状に成形されたフロントサイドメンバ骨格部材とを備え、
   前記フェンダシールドパネル部材の下縁部と前記フロンドサイドメンバ骨格部材とが、
   前記フロントサイドメンバ骨格部材に軸心方向に連続して形成された段差と、前記フェンダシールドパネル部材に形成された前記段差に嵌まる部分によって、互いに位置合わせられて接合され、
   前記フロアパネル部材と前記フロントサイドメンバ骨格部材とが、
   前記フロアパネル部材に形成された凹部と、前記フロントサイドメンバ骨格部材に形成された前記凹部に嵌まる部分とによって、互いに位置合せられて接合される
   ことを特徴とする車体構造。

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