JP4221245B2 - 自動車の車体フレーム材接合構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の車体のフレーム材の側面に、フレーム材の端面を突き当てて交差させて接合する、自動車の車体フレーム接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車体には、押出材から形成されるフレーム材の側面に、押出材から形成されるフレーム材の端面を突き当てて、交差させた状態で接合するフレーム材の接合構造が知られている。しかし、押出材は押出方向に直角な方向の断面が一定で、押出方向に連続した形状である。そのため、押出材から形成されるフレーム材の側面と端面との接合では、端面の接合面積が制限されてしまい、接合箇所に高い強度を持たせることが難しくなる。
【０００３】
このため、フレーム材の側面に、フレーム材の端面を突き当てて交差させた状態で接合する場合は、接合箇所と接合箇所付近のフレーム材を覆うように、補強材をフレーム材に溶接して固定し、接合箇所を補強している。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２０００−１１８４３８号公報（図１−４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような接合構造では、接合箇所の強度を高めるために、補強材を用いるので部品点数が多くなり、接合構造が複雑になる。
【０００６】
従って、本発明の目的は、簡単にフレーム材の側面にフレーム材の端面を突き当てて交差させて接合することができ、かつ接合箇所に高い強度を持たせることができる自動車のフレーム材接合構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の自動車の車体フレーム材接合構造は、長手方向に延びる第１側面と、該第１側面を挟んで、一方に該第１側面に略垂直な第２側面と、他方に前記第２側面に略逆向きであって該第１側面に略垂直な第３側面とを具備する、中空部を有する押出材から形成される第１フレーム材と、前記第１フレーム材の前記第１側面に沿って前記第２側面に端面を突き当てて交差させて、前記第１，２側面との接合箇所を溶接されて固定される本体部と、該本体部とともに鋳造により一体に形成される、該本体部から張り出し前記第３側面に突き当る張出部と、複数のリブとを具備した第２フレーム材とを具備する。前記本体部は、前記第１側面から離れる位置に配置される面と、当該面において前記長手方向の両端縁部に形成されて前記第１側面に向かって延びて前記第１側面に溶接される側面とを具備して前記第１側面との間に隙間が形成される。前記複数のリブのうち前記本体部に形成されるリブは、前記本体部に沿って延びて前記第１フレーム材に当接する。前記複数のリブのうち前記張出部に形成されるリブは、前記張出部に沿って延びて前記第１フレーム材に当接する。これにより、第２フレーム材の張出部が第１フレーム材に接合されるので、第１フレーム材と第２フレーム材との接合面積の増加にともない接合箇所の強度が高まり、接合箇所の強度を高めるための補強材が不要となる。
【０００８】
請求項２に記載の自動車の車体フレーム材接合構造は、前記第１フレーム材と前記第２フレーム材との接合箇所を、全周溶接して固定する。
【０００９】
請求項３に記載の自動車の車体フレーム材接合構造は、前記第１フレーム材は自動車の前後方向に延びるサイドルーフレールであって、前記第１側面は第１ドアシール面とし、前記第２フレーム材は自動車の上下方向に延びるピラとする。
【００１０】
請求項４に記載の自動車の車体フレーム材接合構造は、前記張出部は前記ドアシール面に連続する第２ドアシール面を形成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の自動車のフレーム材接合構造に係る一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。図１は自動車のフレーム構造の左側一部を示している。なお、自動車の進行方向Ｆを基準に前後左右及び上下を定義する。
【００１２】
自動車のフレーム構造は、図１に示すように、下部に前後方向に延びるサイドシル１０と、上部に前後方向に伸びるサイドルーフレール１１とを有している。サイドシル１０とサイドルーフレール１１との間には、前側にフロントピラ１２が、略中央にはセンターピラ１３が、後側にはリアピラ１４が渡されて連結されている。
【００１３】
サイドルーフレール１１とセンターピラ１３の接合構造には、本発明である自動車の車体フレーム材接合構造が採用されている。サイドルーフレール１１は、押出加工で成形される押出材から形成されている。この押出材は、中空部１５を有する断面が、例えば押出方向に一定で連続している形状であり、軽金属、例えばアルミ材を材料に用いている。
【００１４】
サイドルーフレール１１は、後から前方向に向かって、下方に下がるように曲げ加工が施されている。また、サイドルーフレール１１の側面は、略段形状になっており、中空部１５を有する断面の形状は、図２，３に示すように、例えば略多角形である。詳しく説明すると、サイドルーフレール１１は、第１側面である、ドアがシールされる第１ドアシール面２０を有している。第１ドアシール面２０は上下方向に略平行であって、前後方向に延びている。第１ドアシール面２０の上縁２１は、車幅方向外側に向かって第１ドアシール面２０に対して略垂直に立ち上がり、かつ上縁２１に沿って前後方向に延びる、第２側面である第１垂直面２２を有している。また、第１ドアシール面２０の下縁２３は、車幅方向内側に向かって第１ドアシール面２０に対して略垂直に立ち上がり、かつ下縁２３に沿って前後方向に延びる、第３側面である第２垂直面２４を有している。
【００１５】
センターピラ１３は、随所で求められる強度や形状が異なる。例えば自動車の重心よりも高い部分では重くならないようになどの要求があり、図１に示すように、センターピラ１３とサイドシル１０との接合箇所では前後方向の幅が広く、上部に向かって該幅が細く形成されている。このためセンターピラ１３は、軽金属、例えばアルミ材を材料に用いて、ダイキャストにより形成されている。図２はセンターピラ１３とサイドルーフレール１１との接合を示している。センターピラ１３は、サイドルーフレール１１の第１ドアシール面２０に沿って、上端が第１垂直面２２に突き当るまで延びて形成される本体部３１を有している。
【００１６】
本体部３１は、第１ドアシール面２０と接合する側が開口して上下に延びており、面３２と一対の側面３３ａ，３３ｂを有している。本体部３１の上端の縁３５は、サイドルーフレール１１の第１垂直面２２に全周を溶接されて固定されている。本体部３１の両側面３３ａ，３３ｂの縁４０ａ，４０ｂは、サイドルーフレール１１の第１ドアシール面２０に接合する箇所を全周溶接されて、第１ドアシール面２０に固定されている。
【００１７】
本体部３１は、前後方向に張り出す張出部４２ａ，４２ｂを有している。詳しく説明すると、張出部４２ａは、本体部３１の側面３３ａの縁４０ａから前方向に張り出して、上端がサイドルーフレール１１の第２垂直面２４に突き当って、第１シール面２０に面一に形成される第２ドアシール面４５ａを有する。第２ドアシール面４５ａの前縁は、車幅方向内側に向かって略垂直に立ち上がる側面５０ａを有する。
【００１８】
同様に、張出部４２ｂは、本体部３１の側面３３ｂの縁４０ｂから後方向に張り出して、上端がサイドルーフレール１１の第２垂直面２４に突き当って、第１シール面２０に面一に形成される第２ドアシール面４５ｂを有する。第２ドアシール面４５ｂの後縁は、車幅方向に内側に向かって略垂直に立ち上がる側面５０ｂを有する。なお、２ドア車などの場合、第１ドアシール面２０のセンターピラ１３より後方の部分、及び第２ドアシール面４５ｂは、ドアシール面としては機能しなくてもよい。
【００１９】
両張出部４２ａ，４２ｂの上端の縁５１ａ，５１ｂは、サイドルーフレール１１の第２垂直面２４に全周を溶接されて固定されている。さらに、センターピラ１３の車幅方向内側には、センターピラ１３が延びる方向に沿ってリブ５２ａ〜５２ｄを有しており、センターピラ１３の剛性を高めている。
【００２０】
リブ５２ａ〜５２ｄに付いて詳しく説明すると、リブ５２ａ，５２ｄは、張出部４２ａ，４２ｂの第２ドアシール面４５ａ，４５ｂの内側に沿ってサイドルーフレール１１の第２垂直面２４に突き当るまで延びており、接合箇所が溶接されて固定されている。リブ５２ｂ，５２ｃは、図３に示すように、本体部３１の面３２の内側に沿ってサイドルーフレール１１の第２垂直面２４に突き当るまで延びて、突き当った後はサイドルーフレール１１の第１ドアシール面２０に沿って第１垂直面２２に突き当るまで延びており、第２垂直面２４との接合箇所が溶接されて固定されている。
【００２１】
上記のセンターピラ１３を構成する本体部３１と張出部４２ａ，４２ｂとリブ５２ａ〜５２ｄとは一体に形成されている。このように、センターピラ１３がダイキャストにより形成されるので、センターピラ１３のサイドルーフレール１１との接合箇所には張出部４２ａ，４２ｂを一体形成することができる。
【００２２】
また、センターピラ１３が張出部４２ａ，４２ｂを有してサイドルーフレール１１に接合されるので、サイドルーフレール１１とセンターピラ１３との接合面積が増加する。このため、接合面積の増加に伴い接合箇所の強度を高めることができ、補強材などの接合箇所の強度を高める補強材が不要となるので、簡単にサイドルーフレール１１にセンターピラ１３を突き当てて交差させて接合することができ、かつ接合箇所の強度を高めることができる。
【００２３】
センターピラ１３は、縁３５，４０ａ，４０ｂ，５１ａ，５１ｂが、サイドルーフレール１１に接合する箇所を全周に渡って溶接されてサイドルーフレール１１に固定されるので、サイドルーフレール１１とセンターピラ１３との接合箇所の強度をより高めることができる。
【００２４】
センターピラ１３のように、下部が前後方向に広く上部が細い形状のフレーム材を、ダイキャストで形成することは有効である。また特に、センターピラ１３とサイドルーフレール１１との接合のように接合面積が狭い場合では、センターピラ１３に張出部４２ａ，４２ｂを形成することは、接合箇所に高い強度を持たせることができるので有効である。
【００２５】
センターピラ１３の張出部４２ａ，４２ｂを、サイドルーフレール１１の第１ドアシール面２０に面一に形成することにより、張出部４２ａ，４２ｂがドアシール面を兼ねるので、別途ドアシール面を用意する必要がなく、部品数を削減することができる。
【００２６】
センターピラ１３の車幅方向内側に、自動車の上下方向に延びるリブ５２ａ〜５２ｄを有し、かつリブ５２ａ〜５２ｄは、サイドルーフレール１１とのそれぞれ接合箇所が全周溶接されて固定されるため、センターピラ１３の剛性を高めるとともに、より一層サイドルーフレール１１とセンターピラ１３との接合箇所の強度を高めることができる。
【００２７】
なお、本実施の形態ではリブの数は４個であったが、特に数は限定されるものではない。また、本実施の形態では、サイドルーフレール１１とセンターピラ１３との接合に、本発明である自動車の車体フレーム材接合構造が採用されたが、特にサイドルーフレール１１とセンターピラ１３との接合に限定されるものではなく、例えばサイドルーフレール１１とフロントピラ１２およびリアピラ１４との接合、または自動車のアンダーボディ構造およびアッパーボディ構造でのフレーム材同士の接合に用いられてもよい。本発明を実施するに当たって、張出部やリブをはじめとする本発明の構成要素は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変換して実施できることは言うまでもない。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、第２フレーム材が鋳造により形成されるので、張出部を一体形成することができる。また、第２フレーム材の張出部が第１フレーム材の第３側面に溶接されて接合されることにより、第１フレーム材と第２フレーム材との接合面積の増加する。このため、接合面積の増加にともない接合箇所の強度が高くなり、補強材が不要となるので、簡単に第１フレーム材の側面に第２フレーム材の端面を突き当てて交差させて接合することができ、かつ接合箇所の強度を高めることができる。
【００２９】
請求項２に記載の発明によれば、上記効果に加えて、第１フレーム材と第２フレーム材との接合箇所を全周溶接することにより、接合箇所の強度をより一層高めることができる。
【００３０】
請求項３に記載の発明によれば、上記効果に加えて、ピラのように随所で求められる強度および形状が異なるフレーム材をダイキャストで形成することは有効である。また特に、サイドルーフレールとピラとの接合のように、接合面積が狭い場合では、ピラに張出部を形成することは、接合箇所に高い強度を持たせることができるので有効である。
【００３１】
請求項４に記載の発明によれば、張出部がドアシール面を兼ねる。これにより、別途ドアシール面を用意する必要がなくなるので、部品数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態に係る自動車の車体フレーム材接合構造が用いられた自動車のフレーム構造の左側一部を示す斜視図。
【図２】 本発明の一実施の形態に係る自動車の車体フレーム材接合構造が用いられたサイドルーフレールとセンターピラとの接合の様子を示す斜視図。
【図３】 図２中のＡ−Ａ線に沿ってサイドルーフレールとセンターピラとの接合の様子を示す断面図。
【符号の説明】
１１…サイドルーフレール（第１フレーム材）、１３…センターピラ(第２フレーム材、ピラ)、１５…中空部、２０…第１ドアシール面（第１側面）、２２…第１垂直面（第２垂直面）、２４…第２垂直面（第３側面）、３１…本体部、３２…面、３３ａ，３３ｂ…側面、４２ａ,４２ｂ…張出部、４５ａ，４５ｂ…第２ドアシール面、５２ａ〜５２ｄ…リブ。

Claims (4)

1. 中空部を有する押出材から形成される第１フレーム材と、
   前記第１フレーム材の側面に、端面を突き当てて交差させて、接合箇所を溶接して固定される、鋳造により形成される第２フレーム材と、
   を具備し、
   前記第１フレーム材の前記側面は、長手方向に延びる第１側面と、該第１側面を挟んで一方に、該第１側面に略垂直な第２側面と、他方に前記第２側面の略逆向きで該第１側面に略垂直な第３側面とを具備しており、
   前記第２フレーム材は、前記第１フレーム材の前記第１側面に沿って前記第２側面に突き当る本体部と、該本体部と一体に形成され、該本体部から張り出し前記第３側面に突き当る張出部と、複数のリブとを具備し、
   前記本体部は、前記第１側面から離れる位置に配置される面と、当該面において前記長手方向の両端縁部に形成されて前記第１側面に向かって延びて前記第１側面に溶接される側面とを具備して前記第１側面との間に隙間が形成され、
   前記複数のリブのうち前記本体部に形成されるリブは、前記本体部に沿って延びて前記第１フレーム材に当接し、
   前記複数のリブのうち前記張出部に形成されるリブは、前記張出部に沿って延びて前記第１フレーム材に当接する
   ことを特徴とする自動車の車体フレーム材接合構造。
2. 前記第１フレーム材と前記第２フレーム材との接合箇所は、全周溶接されて固定されることを特徴とする請求項１に記載の自動車の車体フレーム材接合構造。
3. 前記第１フレーム材は、自動車の前後方向に延びるサイドルーフレールであって、前記第１側面は第１ドアシール面であり、前記第２フレーム材は、自動車の上下方向に延びるピラであることを特徴とする請求項１または２に記載の自動車の車体フレーム材接合構造。
4. 前記張出部は、前記第１ドアシール面に連続する第２ドアシール面を形成することを特徴とする請求項３に記載の自動車の車体フレーム材接合構造。

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