JP5227766B2 - 車体構造 - Google Patents
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Description
さらに、エンジンルームモジュールをアルミ合金製部材で構成することで、通常用いられている鋼製部材に比して車体の軽量化を図ることができる。
この場合、断面略U字状の骨格部材に鋼製の接合ブラケットを設け、鋼製の接合ブラケットに鋼製部材(以下、「鋼製の被接合部材」という)を設けることで骨格部材の開口部を鋼製の被接合部材で塞ぎ、骨格部材および鋼製の被接合部材で閉断面構造が形成される。
閉断面構造内に浸入した水は、アルミ合金製の骨格部材と鋼製の接合ブラケットとの異種金属同士の接触界面に浸入し、例えばアルミ合金製(軽合金製)の骨格部材に電蝕錆が発生することが考えられる。
よって、軽合金製のフレーム本体を成形する際に、一対の開口端部に鋼製の接合ブラケットを鋳ぐるみ成形することができるので、フレーム本体の開口端部に鋼製の接合ブラケットを容易に埋設することができる。
これにより、フレーム本体(軽合金製部材)に被接合部材(鋼製部材)を手間をかけないで容易に設けることができ、生産性を確保することができる。
これにより、車体フレームに被接合部材を設ける際に、鋼製の接合部および鋼製の被接合部材同士を溶接で接合することが可能になる。
このように、鋼製の部材同士を接合することで、接合ブラケットおよび被接合部材の接合強度を容易に確保でき、フレーム本体(軽合金製部材)に被接合部材(鋼製部材)を強固に接合することができる。
これにより、閉断面構造の内側に浸入した水が、境界部(接触界面入口)から接触界面に浸入することを構造用接着剤で防いで電蝕錆が発生することを防止できる。
この構造用接着剤は、一例として、化学反応で硬化して接着力が発現する化学反応型接着剤(熱硬化型エポキシ系接着剤)のものが用いられる。
よって、被接合部材を一対の接合部に接合する際に、境界部に塗布した構造用接着剤を膨出部の側壁で境界部に良好に保つことができる。
これにより、境界部(接触界面入口)から接触界面に浸入することを構造用接着剤で一層良好に防止できる。
また、膨出部の側壁を一対の境界部に対向させることで、境界部の接着面積を十分に確保することができ、構造用接着剤で車体フレームに被接合部材を強固に接合することができる。
車体構造10は、車体前後方向に向けて延出された左右のフロントサイドフレーム(車体フレーム)11と、左右のフロントサイドフレーム11の上方にそれぞれ配置された左右のアッパメンバーユニット12と、左右のアッパメンバーユニット12の後端部間に設けられたダッシュボードユニット13と、左右のフロントサイドフレーム11の後端部11aにそれぞれ連結された左右のフロアフレーム(被接合部材)14と、左右のフロントサイドフレーム11の後端部11aおよび左右のフロアフレーム14(左フロアフレーム14のみを図示する)に載置されたフロアパネル(被接合部材)15とを備えている。
エンドフレーム22については図5〜図6で詳しく説明する。
右フロントサイドフレーム11は、左フロントサイドフレーム11と左右対称の部材なので、左フロントサイドフレーム11の各構成部材と同じ符号を付して説明を省略する。
アッパメンバー26およびサイドエクステンション21にホイールハウス32が設けられている。
右アッパメンバーユニット12は、左アッパメンバーユニット12と左右対称の部材なので、左アッパメンバーユニット12の構成部材と同じ符号を付して説明を省略する。
左右のサイドサポート35は、サイドエクステンション21の前端部にそれぞれ連結されている。
フロアパネル15は、一例として、鋼材で略平板状にプレス形成されることで床部を形成するパネルである。
サイドエクステンション21は、軽合金としてのアルミ合金を車体前後方向に直線状に押出し成形されたアルミ合金製のフレームである。
サイドエクステンション21の後端部に鋼製の取付ブラケット45が設けられている。また、サイドエクステンション21の後部21aにエンドフレーム22の前部22aが接合されている。
クロスメンバー43は、前壁43aおよび上部43bがそれぞれ取付ブラケット45にスポット溶接で接合されている。
なお、図5においてはエンドフレーム22の構成の理解を容易にするために補強用のリブ部55を除去した状態を示す。
エンドフレーム22は、断面略U字状に形成(鋳造、ダイキャスト)されたアルミ合金製(軽合金製)のフレーム本体51と、フレーム本体51の内外の開口端部(一対の開口端部)51a,51bに基部62が鋳ぐるみ成形された鋼製の接合ブラケット61とを備えている。
このフレーム本体51は、断面略U字状を形成する底部52および内外の側壁部(一対の側壁部)53,54と、底部52に設けられた一対の補強用のリブ部55と、外側壁部54の略中央から車体外側に突出した突出部56とを有する。
底部52に一対のリブ部55を設けることで、フレーム本体51を補強して、フレーム本体51の剛性・強度を高めることができる。
リブ部55は、フレーム本体51を成形(鋳造)する際に、フレーム本体51と一体に成形(鋳造)されている。
これにより、フレーム本体51の部品点数を増やすことなく、フレーム本体51の剛性・強度を高めることができる。
この突出部56は、サイドアウトリガー23を支える部位である。
これにより、サイドエクステンション21の後部21aにフレーム本体51の前端部(すなわち、エンドフレーム22の前部22a)が接合されている。
接合ブラケット61の基部62には複数のアンカ孔71が設けられている。複数のアンカ孔71は、アルミ合金製のフレーム本体51を形成(鋳造)する際に、アルミ合金が充填される孔である。
よって、接合ブラケット61の基部62がフレーム本体51の内外の開口端部51a,51bに一層強固に埋設され、フレーム本体51および接合ブラケット61の接合強度をさらに高めることができる。
よって、エンドフレーム22は、断面略U字状のフレーム本体51と、内外の接合部(すなわち、接合用の鍔部)63,64とで断面略ハット状に形成されている。
ここで、内外の接合部63,64にロアダッシュボード42を接合することで、図7に示すように、エンドフレーム22およびロアダッシュボード42で閉断面構造75が形成されている。
ここで、内外の接合部63,64にフロアパネル15を接合することで、エンドフレーム22およびフロアパネル15で閉断面構造75が形成されている。
これにより、軽合金製のフレーム本体51に、鋼製のクロスメンバー43、鋼製のロアダッシュボード42および鋼製のフロアパネル15を手間をかけないで容易に設けることができ、生産性を確保することができる。
後接合部66を断面略ハット状に形成することで、後接合部66に断面略ハット状の左フロアフレーム14(図4参照)が嵌合可能に形成されている。
この後接合部66は、基部62と同様に、前部66aがフレーム本体51の後端部51cに鋳ぐるみ成形されることで、フレーム本体51の後端部51cから車体後方に向けて突出されている。
後接合部66の前部66aには、基部62と同様に、複数のアンカ孔71が設けられている。複数のアンカ孔71にアルミ合金を充填させることで、後接合部66の前部66aをフレーム本体51の後端部51cに一層強固に埋設されている。
これにより、軽合金製のエンドフレーム22の後接合部66に、鋼製の左フロアフレーム14を手間をかけないで容易に設けることができ、生産性を確保することができる。
これにより、補強部材などを不要にでき、部品点数を抑えて構成の簡素化や軽量化を図ることができる。
これにより、エンドフレーム22と左フロアフレーム14との接合部位置を任意に選択することが可能になり、設計の自由度を高めることができる。
接合部位置を任意に選択する一例を図2に戻って説明する。
接合部位置をP1に選択することにより、エンドフレーム22(アルミ合金製のフレーム本体51)が、鋼製のダッシュボードユニット13や鋼製のフロアパネル15が設けられる領域Eまで車体後方に延長される。
よって、エンドフレーム22が領域Eまで延長されても、鋼製の接合ブラケット61の接合部63,64に、鋼製のダッシュボードユニット13やフロアパネル15を接合することができる。
すなわち、鋼製のダッシュボードユニット13やフロアパネル15を、アルミ合金製のエンドフレーム22に強固に接合することができる。
外接合部67を断面略ハット状に形成することで、外接合部67に断面略ハット状のサイドアウトリガー23(図4参照)が嵌合可能に形成されている。
この外接合部67は、基部62と同様に、内部67aが突出部56に鋳ぐるみ成形されることで、突出部56から車体外方に向けて突出されている。
外接合部67の内部67aには、基部62と同様に、複数のアンカ孔71が設けられている。複数のアンカ孔71にアルミ合金を充填させることで、外接合部67の内部67aが突出部56に一層強固に埋設されている。
これにより、軽合金製のフレーム本体51に、鋼製のサイドアウトリガー23を手間をかけないで容易に設けることができ、生産性を確保することができる。
前述したように、エンドフレーム22の内外の接合部63,64にロアダッシュボード42の下部42aが接合されることで、エンドフレーム22およびロアダッシュボード42で閉断面構造75が形成されている。
内境界部76は、鋼製の接合ブラケット61の基部62(内開口端部51aに鋳ぐるみ成形された基部62)と、アルミ合金製のフレーム本体51の内開口端部51aとの異種金属同士の内接触界面(接触界面)88の入口である。
外境界部77は、鋼製の接合ブラケット61の基部62(内開口端部51aに鋳ぐるみ成形された基部62)と、アルミ合金製のフレーム本体51の外開口端部51bとの異種金属同士の外接触界面(接触界面)89の入口である。
内境界部76に構造用接着剤81が塗布されるとともに、外境界部77に構造用接着剤81が塗布されている。
これにより、閉断面構造75の内側に浸入した水が、内境界部76から内接触界面88に浸入することや、外境界部77から外接触界面89に浸入することを構造用接着剤81で防ぐことが可能になり、閉断面構造75の内側に電蝕錆が発生することを防止できる。
この構造用接着剤81は、一例として、化学反応で硬化して接着力が発現する化学反応型接着剤(熱硬化型エポキシ系接着剤)が用いられる。
これにより、構造用接着剤81を熱硬化させる設備を新たに設ける必要がないので、設備費を抑えることができる。
内膨出側壁86は内境界部76に対向するように配置されている。また、外膨出側壁87は外境界部77に対向するように配置されている。
また、内外の膨出側壁86,87を内外の境界部76,77にそれぞれ対向させることで、内外の境界部76,77の接着面積を十分に確保することができ、エンドフレーム22にロアダッシュボード42を構造用接着剤81で強固に接着できる。
なお、エンドフレーム22にはクロスメンバー43、フロアパネル15(図4参照)、サイドアウトリガー23(図4参照)や左フロアフレーム14(図4参照)なども接合されるが、構成の理解を容易にするためにエンドフレーム22にロアダッシュボード42のみを接合する例を説明する。
(a)において、エンドフレーム22の内外の境界部76,77(外境界部77は図6参照)に構造用接着剤81を塗布するとともに、エンドフレーム22の後端部51cおよび後接合部66に構造用接着剤81を塗布する。
同様に、突出部56の端部56aおよび外接合部67に構造用接着剤81を塗布する。
ロアダッシュボード42の内膨出側壁86が内境界部76に対向するように配置され、ロアダッシュボード42の外膨出側壁87が外境界部77に対向するように配置される。
内膨出側壁86を内境界部76に対向させることで、内膨出側壁86で構造用接着剤81を内境界部76および内境界部76近傍に良好に保つことができる。
同様に、外膨出側壁87を外境界部77に対向させることで、外膨出側壁87で構造用接着剤81を外境界部77および外境界部77近傍に良好に保つことができる。
この状態で、エンドフレーム22の内外の接合部63,64のうち、それぞれの前端部近傍の部位63b,64bにロアダッシュボード42の下部42aをスポット溶接で接合する。
また、内外の膨出側壁86,87を内外の境界部76,77にそれぞれ対向させることで、内外の境界部76,77の接着面積を十分に確保することができ、構造用接着剤81でエンドフレーム22にロアダッシュボード42を強固に接合することができる。
図10は本発明に係るエンドフレーム(第2実施の形態)の要部を示す斜視図、図11は第2実施の形態に係るエンドフレームにロアダッシュボードを取り付けた状態を示す断面図である。
第2実施の形態のエンドフレーム100は、フレーム本体101の底部52に一対のリブ部55を備え、一対のリブ部55に複数のボス部102を設けたもので、他の構成は第1実施の形態のエンドフレーム22と同じである。
ボス部102は、底部52から内外の開口端部51a,51b間の開口部58に向けて突出され、上端部102aに上ねじ孔(締結孔)104が形成されている。
上ねじ孔は、ロアダッシュボード42の下部42aに対向するねじ孔である。
よって、フレーム本体51の内外の側壁部53,54間において、ロアダッシュボード42の下部42aをボス部102に締結することができる。
これにより、ロアダッシュボード42の下部42aやエンドフレーム(車体フレーム)100の剛性・強度を高めることができる。
図12は本発明に係るエンドフレーム(第3実施の形態)の要部を示す斜視図、図13は第3実施の形態に係るエンドフレームにロアダッシュボードを取り付けた状態を示す断面図である。
第3実施の形態のエンドフレーム110は、フレーム本体111の底部52に底面ボス部112を備え、底部52のうち底面ボス部112が設けられた部位を補強する底面リブ部113を備え、底面ボス部112に底部52の外方に開口する底部ねじ孔(底部締結孔)115が設けられている。
底面リブ部113は、底部52に設けられ、かつ、車体幅方向に向けて内外の側壁部53,54に亘って設けられている。
この底面ボス部112や底面リブ部113は、フレーム本体111を成形(鋳造)する際に、フレーム本体111と一体に成形(鋳造)することができる。
これにより、フレーム本体111の底部52に、部品点数を増やすことなく、足回り部材118の取付構造を設けることができ、構成の簡素化を図ることができる。
例えば、前記第1〜第3の実施の形態では、車体フレームとして左右のフロントサイドフレーム11を例示し、被接合部材として左右のフロアフレーム14、フロアパネル15、ロアダッシュボード42、クロスメンバー43や足回り部材118を例示したが、車体フレームや被接合部材はこれらの部材に限定するものではなく任意に選択可能である。
例えば、車体フレームを車体幅方向に延びる部材とした場合は、一対の側壁部が前後の側壁部、一対の接合部が前後の接合部となる。
Claims (1)
- 車体骨格部材としての車体フレームに鋼製の被接合部材が設けられた車体構造において、
前記車体フレームは、
断面略U字状に形成した軽合金製のフレーム本体と、
前記フレーム本体の一対の開口端部に基部が鋳ぐるみ成形されることで、前記一対の開口端部から互いに離れる方向に一対の接合部が張り出された鋼製の接合ブラケットとを備え、
前記張り出された一対の接合部に前記鋼製の被接合部材が接合されることで閉断面構造が形成され、
前記閉断面構造の内側において、前記鋳ぐるみ成形された基部および前記開口端部の異種金属同士の接触界面入口である一対の境界部に構造用接着剤がそれぞれ塗布された車体構造であって、
前記被接合部材は、
前記閉断面構造の内側に向けて膨出させた膨出部が設けられ、
前記膨出部の側壁が前記一対の境界部に対向するように配置されたことを特徴とする車体構造。
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