JP4407319B2 - 車体のフロア構造 - Google Patents

Description

本発明は、フロアの車幅方向両側に車体前後方向に延在する前後方向補強部材と、フロアの車幅方向に延在する車幅方向補強部材とを備え、これら両補強部材を互いに結合するようにした車体のフロア構造に関する。

モノコック車体では、フロアの車幅方向両側に車体前後方向に延在するサイドシルなどの前後方向補強部材が設けられるとともに、フロアの前後方向の適宜箇所には車幅方向に延在するクロスメンバなどの車幅方向補強部材を設けて車体骨格の一部を成しており、車幅方向補強部材の車幅方向両端部を前後方向補強部材に溶接などによって結合してある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１１２６６２号公報（第４頁、第１図）

しかしながら、かかる従来の車体のフロア構造にあっては、前後方向補強部材に車幅方向補強部材を結合する際に、両者の接合面は車幅方向に形成上の寸法誤差が存在するので、両者の寸法誤差の組み合わせ（これを合わせ誤差と称する）により互いの接合面は強干渉したり大きな隙間が発生したりする。

このように強干渉や隙間が発生した状態で接合面をスポット溶接などにより結合すると、両補強部材の接合部分は車幅方向の剛性が高くなっているため、塑性変形することなく誤差量に比例してボディサイドアッセンブリの車幅方向寸法が変化してしまう。

このため、車幅方向寸法がずれた状態でボディサイドアッセンブリが組み付けられると、ボディに取り付けられるドアやウインドウガラスなどの建て付け寸法が設計値に対してずれてしまい、特に、この傾向は前後方向補強部材と車幅方向補強部材の高さを略等しくして、前後方向補強部材の高い位置に車幅方向補強部材を結合する場合に顕著となり、品質不良となってしまう恐れがある。

そこで、本発明は前後方向補強部材に車幅方向補強部材を結合する場合に、それら両補強部材の合わせ感度を小さく抑制できる車体のフロア構造を提供するものである。

本発明は、フロアの側部に車体前後方向に延在し、内側部材と外側部材とを結合して閉断面を形成する前後方向補強部材と、フロアの車幅方向に延在する車幅方向補強部材とを備え、車幅方向補強部材の車幅方向端部を前後方向補強部材の内側部材に結合する車体のフロア構造において、前記車幅方向補強部材の配置部位で、内側部材と外側部材との間に、これら前後方向補強部材と車幅方向補強部材との合わせ誤差を吸収する合わせ誤差吸収部を設け、合わせ誤差吸収部は、内側部材の上側面に形成されて車幅方向の寸法変化を許容する切欠部と、予め内側部材に車幅方向補強部材を結合して、内側部材と外側部材とを結合する際に、前記切欠部に対応した部分で、内側部材と外側部材とを連結する連結部材と、を備えたことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、車幅方向補強部材および前後方向補強部材に車幅方向の合わせ誤差がある状態でこの車幅方向補強部材の車幅方向端部を前後方向補強部材に結合する際、前後方向補強部材の内側部材と外側部材との間に合わせ誤差吸収部を設けたことにより、予め内側部材に車幅方向補強部材の端部を結合した状態で、内側部材と外側部材を最終的に連結した場合に、この最終的な連結時に合わせ誤差吸収部で合わせ誤差を吸収できるため、ボディサイドの車幅方向の位置変化量を低減できるようになる。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

図１〜図５は本発明の第１実施形態を示し、図１は本発明を適用するボディサイド部分を示す車体の側面図、図２は前後方向補強部材と車幅方向補強部材との結合部分を示す要部斜視図、図３は図２中Ｂ−Ｂ線に沿った結合途中の断面図、図４は結合完了した図３に対応した断面図、図５はボディサイドとフロアとの組付け装置を示す概略構成図である。

この第１実施形態の車体のフロア構造は、図１に示す車体ＢのＡ部におけるボディサイドＢＳとフロアＦとの結合部分であって、図２に示すように、前後方向補強部材としてのサイドシル１０に車幅方向補強部材としてのクロスメンバ２０の車幅方向端部を結合する部分に適用される。

前記サイドシル１０はフロアＦの車幅方向両側部に車体前後方向に延在し、図２に示すように、それぞれハット形断面に形成した内側部材としてのシルインナ１１と外側部材としてのシルアウタ１２とを、それぞれのフランジ部１１ａ，１２ａを接合することにより閉断面に形成してある。

シルインナ１１は予めフロアＦに接合配置される一方、シルアウタ１２はボディサイドＢＳに一体形成されていて、フランジ部１１ａ，１２ａはサイドシル１０の上下方向に配置され、シルインナ１１とシルアウタ１２は車幅方向に対向して接合される。

前記クロスメンバ２０はフロアＦの上面に沿って車幅方向に延在し、図２に示すように、ハット形断面に形成してその下面フランジ部２０ａをフロアＦに接合することにより閉断面を構成している。

クロスメンバ２０は、その上面が車幅方向端部で傾斜面２０ｂをもって立上がって形成されてサイドシル１０と略等しい高さｈとなり、この車幅方向端部が両側フランジ２０ｃおよび上面フランジ２０ｄを介してシルインナ１１の上側面に結合される。

ここで、本実施形態ではシルインナ１１とシルアウタ１２との間に、このシルインナ１１に前記クロスメンバ２０の端部を結合した状態で、これらシルインナ１１とシルアウタ１２とを結合した際に、シルアウタ１２とシルインナ１１との車幅方向の合わせ誤差を吸収する合わせ誤差吸収部３０を設けてある。

合わせ誤差吸収部３０は、シルインナ１１の上側面１１ｂに形成されて車幅方向の寸法変化を許容する切欠部３１と、シルインナ１１に予めクロスメンバ２０の端部を結合した状態でシルインナ１１とシルアウタ１２とを結合する際に、前記切欠部３１に対応した部分でシルインナ１１とシルアウタ１２とを連結する連結部材３２と、を備えている。

前記切欠部３１は、シルインナ１１の上側面１１ｂの途中から車幅方向外方に向かって上方のフランジ部１１ａとともに切除して形成してある。

前記連結部材３２は、図３に示すように、シルインナ１１の内側面１１ｃに結合する一端結合部３２ａと、前記切欠部３１を貫通してサイドシル１０の外方に突出し、切欠部３１に対応した部分でシルアウタ１２のフランジ部１２ａに結合する他端結合部３２ｂと、切欠部３１の車幅方向縁部としての上側面１１ｂと結合する中間結合部３２ｃとを備えて全体的にクランク状に形成してある。

このとき、前記連結部材３２は、その形状や板厚などにより決定される剛性を、サイドシル１０やクロスメンバ２０などの周辺部品よりも低く設定してある。

また、前記連結部材３２の一端結合部３２ａと中間結合部３２ｃとの間の中腹部３２ｄは、図３に示すように、シルインナ１１の内側面１１ｃに沿って略平行に配置されるが、これら中腹部３２ｄと内側面１１ｃとの間には合わせ誤差を吸収するのに十分な隙間、例えば１．０ｍｍ以上の隙間δ１を設けてある。

更に、前記連結部材３２の前後幅Ｗ１は、クロスメンバ２０の端部幅Ｗ２よりも十分に大きく設定してあり、切欠部３１は連結部材３２を挿通するのに十分な幅をもって形成してある。

また、この切欠部３１の車幅方向端縁３１ａと連結部材３２の他端結合部３２ｂとの間には、合わせ誤差を吸収するのに十分な隙間、例えば１．０ｍｍ以上の隙間δ２を設けてある。

図４はシルインナ１１に予めクロスメンバ２０の端部を結合した状態でシルインナ１１とシルアウタ１２とを結合した後、連結部材３２の中間結合部３２ｃに切欠部３１の車幅方向縁部となるシルインナ１１の上側面１１ｂを溶接３３した状態を示し、この溶接３３によって前記切欠部３１の形成部分では、シルインナ１１の上側面１１ｂが前記中間結合部３２ｃを介してシルアウタ１２の上側フランジ１２ａに連結される。

以上の構成によりこの第１実施形態の車体のフロア構造によれば、車体Ｂの組立時には、図５に示すように、シルアウタ１２を有するボディサイドＢＳと予めシルインナ１１とクロスメンバ２０を接合配置したフロアＦは治具Ｔ１，Ｔ２に保持されており、両治具Ｔ１，Ｔ２を互いに近接する方向に移動して合体させることにより、ボディサイドＢＳとフロアＦとが所定の位置関係をもって接するようになっており、この時にシルインナ１１とシルアウタ１２とを結合することになる。

このとき、予め連結部材３２の一端結合部３２ａをシルインナ１１の内側面１１ｃに接合しておき、シルインナ１１とシルアウタ１２のフランジ部１１ａと１２ａとを接合した後、連結部材３２の他端結合部３２ｂをシルアウタ１２のフランジ部１２ａに接合し、その後に、シルインナ１１の上側面１１ｂと連結部材３２の中間結合部３２ｃとを溶接３３により接合する。

即ち、前記フランジ部１１ａと１２ａとの接合、および連結部材３２の他端結合部３２ｂとフランジ部１２ａとの接合が完了した時点では、シルインナ１１の上側面１１ｂと連結部材３２の中間結合部３２ｃとは、非結合状態にある。

従って、フロアＦにクロスメンバ２０とともに予め接合されたシルインナ１１とボディサイドＢＳのシルアウタ１２との間に所定の合わせ基準値を超える合わせ誤差が存在する場合、シルインナ１１は切欠部３１を形成した部分で剛性が低くなっているため、切欠部３１の車幅方向の幅を狭めつつ内側面１１ｃおよび上側面１１ｂが変形して合わせ誤差を吸収する。

このとき、切欠部３１の車幅方向端縁３１ａと連結部材３２の他端結合部３２ｂとの間に合わせ誤差を吸収するのに十分な隙間δ２を設けてあるので、切欠部３の形成部分でシルインナ１１の変形が許容される。

また、シルインナ１１の変形時に連結部材３２も一端結合部３２ａを中心とした車幅方向への回転方向に変形することになり、かつ、連結部材３２の中腹部３２ｄと内側面１１ｃとの間には合わせ誤差を吸収するに十分な隙間δ１を設けてあるので、変形する内側面１１ｃが中腹部３２ｄに干渉するのを防止することができる。

そして、図４に示すように、最終的に連結部材３２の中間結合部３２ｃにシルインナ１１の上側面１１ｂを溶接３３することにより、この上側面１１ｂは中間結合部３２ｃおよび他端結合部３２ｂを介してシルアウタ１２のフランジ部１２ａに結合されることになり、切欠部３１による剛性低下を連結部材３２で補完してクロスメンバ２０とサイドシル１０とを剛結状態にすることができる。

なお、前記溶接３３に代えて、ボルト・ナットにより結合することも可能であり、また、性能要求から場合によって、連結部材３２の中間結合部３２ｃとシルインナ１１の上側面１１ｂとを非結合の状態としてもよい。

このように、切欠部３１の形成部分でシルインナ１１と連結部材３２とが優先的に変形することにより合わせ誤差が吸収されて、合わせ感度（＝ボディサイド位置誤差量／合わせ誤差量）は低くなる。

因に、合わせ感度は従来構造が１．０であるのに対して本実施形態では少なくとも０．７以下に設定でき、この合わせ感度は前記切欠部３１や連結部材３２の形状を変えることで調節することができる。

また、シルインナ１１の上側面１１ｂを溶接３３によって連結部材３２の中間結合部３２ｃに結合したが、この溶接３３に代えて連結部材３２側にウエルドナットを設けてシルインナ１１側からボルト締結することにより結合することもできる。

図６，図７は本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図６は車幅方向補強部材を結合する部分の前後方向補強部材を示す要部斜視図、図７は図６中Ｃ−Ｃ線に対応する部分で切断した前後方向補強部材と車幅方向補強部材との結合部分を示す断面図である。

この第２実施形態の車体のフロア構造は、サイドシル１０およびクロスメンバ２０の構成は基本的に前記第１実施形態と略同様となり、図６，図７に示すように、シルインナ１１の上側面１１ｂに上方のフランジ部１１ａまで切除した切欠部３１を形成してある。

そして、特に本実施形態が第１実施形態と異なる点は、連結部材３４を、切欠部３１に車幅方向に跨って配置し、シルアウタ１２の上方のフランジ部１２ａに結合する車幅方向外方端部３４ａと、シルインナ１１の上側面１１ｂに結合する車幅方向内方端部３４ｂと、により断面略Ｌ字状に形成してある。

勿論、本実施形態にあっても切欠部３１の車幅方向端縁３１ａとシルアウタ１２の上方のフランジ部１２ａとの間に、合わせ誤差を吸収するに十分な隙間、例えば１．０ｍｍ以上の隙間δ３を設けてある。

従って、この第２実施形態の車体のフロア構造によれば、車体Ｂの組立時に連結部材３４の車幅方向外方端部３４ａをシルアウタ１２の上方のフランジ部１２ａに接合しておく一方、車幅方向内方端部３４ｂとシルインナ１１の上側面１１ｂとを非結合状態にしておく。

この状態で図５に示したように、治具Ｔ１，Ｔ２を互いに近接する方向に移動して合体させることにより、シルインナ１１とシルアウタ１２との間に所定の合わせ基準値を超える合わせ誤差が存在する場合、シルインナ１１は切欠部３１を形成した部分で剛性が低くなっているため、切欠部３１の車幅方向の幅を狭めつつ内側面１１ｃおよび上側面１１ｂが変形して合わせ誤差を吸収する。

そして、最終的に連結部材３４の車幅方向内方端部３４ｂをシルインナ１１の上側面１１ｂに溶接やボルトなどの結合手段を介して結合することにより、切欠部３１による剛性補完によってクロスメンバ２０とサイドシル１０とを剛結状態にする。

ところで、本実施形態では連結部材３４の車幅方向内方端部３４ｂは、図７に示すように、シルインナ１１の上側面１１ｂの上面に接合したクロスメンバ２０の上面フランジ２０ｄの上面に接合したが、前記車幅方向内方端部３４ｂは切欠部３１からサイドシル１０の内方に配置してシルインナ１１の上側面１１ｂの下面に接合してもよい。

従って、この実施形態では連結部材３４を単に略Ｌ字状に形成すればよく、この連結部材３４の構造を簡素化できるとともに、合わせ感度をより下げることができる。

図８〜図１０は本発明の第３実施形態を示し、前記第２実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図８は前後方向補強部材と車幅方向補強部材との結合部分を示す要部斜視図、図９は図８中Ｄ−Ｄ線に沿った結合途中の断面図、図１０は前後方向補強部材の車幅方向補強部材を結合する部分を示す要部斜視図である。

この第３実施形態の車体のフロア構造は、サイドシル１０とクロスメンバ２０との結合構造は基本的に前記第２実施形態と略同様となり、図８，図９に示すように、切欠部３１を跨いで略Ｌ字状の連結部材３４を介してシルアウタ１２の上方のフランジ部１２ａとシルインナ１１の上側面１１ｂとを連結してある。

そして、特に本実施形態が第２実施形態と異なる点は、図１０に示すように、切欠部３１の周縁部をシルインナ１１の上方のフランジ部１１ａを切除することなく連続させてある。

即ち、前記フランジ部１１ａは切欠部３１に面する下側縁を波形状に切除して、このフランジ部１１ａの上側縁を連続させてある。

従って、この第３実施形態の車体のフロア構造によれば、第２実施形態と同様に連結部材３４の車幅方向外方端部３４ａをシルアウタ１２の上方のフランジ部１２ａに接合しておき、最終的に連結部材３４の車幅方向内方端部３４ｂを切欠部３１を跨いでシルインナ１１の上側面１１ａに結合するようにしている。

このとき、切欠部３１はシルインナ１１の上方のフランジ部１１ａの上側縁部を残して連続させたので、切欠部３１による車幅方向の寸法変化を許容しつつ、シルインナ１１とシルアウタ１２の結合強度を高めることができる。

また、本実施形態は第２実施形態に適用した場合を開示したが、これに限ることなく第１実施形態にあっても適用することができる。

ところで、本発明の車体のフロア構造は前記第１〜第３実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。

本発明を適用するボディサイド部分を示す車体の側面図である。 本発明の第１実施形態における前後方向補強部材と車幅方向補強部材との結合部分を示す要部斜視図である。 図２中Ｂ−Ｂ線に沿った結合途中の断面図である。 結合完了した図３に対応した断面図である。 ボディサイドとフロアとの組付け装置を示す概略構成図である。 本発明の第２実施形態における車幅方向補強部材を結合する部分の前後方向補強部材を示す要部斜視図である。 図６中Ｃ−Ｃ線に対応する部分で切断した前後方向補強部材と車幅方向補強部材との結合部分を示す断面図である。 本発明の第３実施形態における前後方向補強部材と車幅方向補強部材との結合部分を示す要部斜視図である。 図８中Ｄ−Ｄ線に沿った結合途中の断面図である。 本発明の第３実施形態における前後方向補強部材の車幅方向補強部材を結合する部分の要部斜視図である。

符号の説明

１０ サイドシル（前後方向補強部材）
１１ シルインナ（内側部材）
１１ｂ シルインナの上側面
１１ｃ シルインナの内側面
１２ シルアウタ（外側部材）
２０ クロスメンバ（車幅方向補強部材）
３０ 合わせ誤差吸収部
３１ 切欠部
３２ 連結部材
３２ａ 一端結合部
３２ｂ 他端結合部
３２ｃ 中間結合部
３４ 連結部材
３４ａ 車幅方向外方端部
３４ｂ 車幅方向内方端部
Ｂ 車体
ＢＳ ボディサイド
Ｆ フロア

Claims (4)

1. フロアの側部に車体前後方向に延在し、内側部材と外側部材とを結合して閉断面を形成した前後方向補強部材と、フロア面に沿って車幅方向に延在する車幅方向補強部材とを備え、車幅方向補強部材の車幅方向端部を前後方向補強部材の内側部材に結合する車体のフロア構造において、
   前記車幅方向補強部材の配置部位で、前記内側部材と外側部材との間に、これら前後方向補強部材と車幅方向補強部材との合わせ誤差を吸収する合わせ誤差吸収部を設け、
   合わせ誤差吸収部は、内側部材の上側面に形成されて車幅方向の寸法変化を許容する切欠部と、
   予め内側部材に車幅方向補強部材を結合して、内側部材と外側部材とを結合する際に、前記切欠部に対応した部分で、内側部材と外側部材とを連結する連結部材と、を備えたことを特徴とする車体のフロア構造。
2. 連結部材は、前後方向補強部材の内方に配置されて内側部材の内側面に結合した一端結合部と、
   前記切欠部を貫通して前後方向補強部材の外方に突出して外側部材に結合される他端結合部と、
   切欠部の車幅方向縁部に結合される中間結合部とを備え、
   該連結部材は前後方向補強部材および車幅方向補強部材よりも剛性が低く設定され、前記他端結合部と中間結合部とが、この順に対応する部材に結合されることを特徴とする請求項１に記載の車体のフロア構造。
3. 連結部材は、切欠部に車幅方向に跨って配置し、予め外側部材に結合した車幅方向外方端部と、
   予め内側部材に車幅方向補強部材を結合して、内側部材と外側部材との結合時に、前記切欠部に対応した部分で内側部材に結合される車幅方向内方端部と、を備えて形成したことを特徴とする請求項１に記載の車体のフロア構造。
4. 切欠部は、その周縁部を連続させたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の車体のフロア構造。

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