JP6260548B2 - 車体骨格締結構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体骨格締結構造に関する。

炭素繊維強化樹脂製とされたキャビンのダッシュパネルに、フロントサイドメンバを、その軸方向でボルト締結してなる自動車の前部車体構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１３／１５３８７２号パンフレット

しかしながら、樹脂製とされたパネルに、フロントサイドメンバ等の車体骨格部材を、その軸方向でのみボルト締結する構造では、車体骨格部材に負荷が掛かったときに、その車体骨格部材の変形を抑制する効果が低い。

そこで、本発明は、樹脂製パネルに締結された車体骨格部材に負荷が掛かったときに、その車体骨格部材の変形を抑制できる車体骨格締結構造を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車体骨格締結構造は、車室を構成する樹脂製の第１パネルと、前記第１パネルに対して交差する方向に配置された樹脂製の第２パネルと、車体前後方向又は車幅方向に延在する中空状の車体骨格部材と、前記車体骨格部材の端部に設けられ、該端部を閉塞する閉塞部材と、前記閉塞部材を前記第１パネル及び前記第２パネルの何れか一方に前記車体骨格部材の軸方向で締結する第１締結具と、前記車体骨格部材の端部を前記第１パネル及び前記第２パネルの何れか他方に前記車体骨格部材の軸方向と交差する方向で締結する第２締結具と、を備えている。

請求項１に記載の発明によれば、車体骨格部材の端部に設けられて、その端部を閉塞する閉塞部材が、車室を構成する樹脂製の第１パネル及び第１パネルに対して交差する方向に配置された樹脂製の第２パネルの何れか一方に、第１締結具によって車体骨格部材の軸方向で締結されている。そして、車体骨格部材の端部が、第１パネル及び第２パネルの何れか他方に、第２締結具によって車体骨格部材の軸方向と交差する方向で締結されている。したがって、車体骨格部材は、樹脂製の第１パネル及び第２パネルに対して強固に締結され、車体骨格部材に負荷が掛かったときに、その車体骨格部材の変形が抑制される。

また、請求項２に記載の車体骨格締結構造は、請求項１に記載の車体骨格締結構造であって、前記第２締結具は、平面視又は正面視で前記車体骨格部材の軸方向と直交する方向で締結されている。

請求項２に記載の発明によれば、第２締結具が、平面視又は正面視で車体骨格部材の軸方向と直交する方向で締結されている。したがって、車体骨格部材に負荷が掛かったときに、その車体骨格部材の車体上下方向及び車幅方向又は車体前後方向への変形が効果的に抑制される。

また、請求項３に記載の車体骨格締結構造は、請求項１又は請求項２に記載の車体骨格締結構造であって、前記第２締結具は、前記車体骨格部材の端部を貫通して締結されている。

請求項３に記載の発明によれば、第２締結具が、車体骨格部材の端部を貫通して締結されている。したがって、第１締結具の締結点と、車体骨格部材の互いに対向する壁部における第２締結具の締結点と、を結ぶことで三角形状が形成され、第１締結具及び第２締結具による各締結点の剛性が向上される。よって、車体骨格部材に負荷が掛かったときに、その車体骨格部材の各方向への変形がより効果的に抑制される。

また、請求項４に記載の車体骨格締結構造は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車体骨格締結構造であって、前記閉塞部材は、前記第１パネルに沿って延在されるフランジ部を有し、前記フランジ部が、第３締結具によって前記第１パネルに締結されている。

請求項４に記載の発明によれば、閉塞部材が、第１パネルに沿って延在されるフランジ部を有し、そのフランジ部が、第３締結具によって第１パネルに締結されている。したがって、第１パネルに対する閉塞部材の接触面積が増加され、第１パネルに対して車体骨格部材がより強固に締結される。

また、請求項５に記載の車体骨格締結構造は、請求項４に記載の車体骨格締結構造であって、前記フランジ部は、車幅方向外側へ延在する外フランジ部とされている。

請求項５に記載の発明によれば、フランジ部が、車幅方向外側へ延在する外フランジ部とされている。したがって、閉塞部材の車幅方向外側への耐剪断力が向上される。

また、請求項６に記載の車体骨格締結構造は、請求項４に記載の車体骨格締結構造であって、前記フランジ部は、車体後方下側へ延在する下フランジ部とされている。

請求項６に記載の発明によれば、フランジ部が、車体後方下側へ延在する下フランジ部とされている。したがって、第１パネルに対する閉塞部材（車体骨格部材）の安定性が向上される。

また、請求項７に記載の車体骨格締結構造は、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の車体骨格締結構造であって、前記閉塞部材は、前記車体骨格部材の端部を外側から覆うように該端部に嵌められている。

請求項７に記載の発明によれば、閉塞部材が、車体骨格部材の端部を外側から覆うように、その端部に嵌められている。したがって、車体骨格部材の端部における強度及び剛性が向上される。

また、請求項８に記載の車体骨格締結構造は、請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の車体骨格締結構造であって、前記車体骨格部材は、軽量金属材の押出成形によって形成され、前記閉塞部材は、軽量金属材のダイキャストによって形成されている。

請求項８に記載の発明によれば、車体骨格部材が、軽量金属材の押出成形によって形成され、閉塞部材が、軽量金属材のダイキャストによって形成されている。ここで、ダイキャストによって形成されたものは、押出成形によって形成されたものよりも延性が低い。したがって、閉塞部材の強度が車体骨格部材の強度よりも向上される。

請求項１に係る発明によれば、樹脂製パネルに締結された車体骨格部材に負荷が掛かったときに、その車体骨格部材の変形を抑制することができる。

請求項２に係る発明によれば、樹脂製パネルに締結された車体骨格部材に負荷が掛かったときに、その車体骨格部材の車体上下方向及び車幅方向又は車体前後方向への変形を効果的に抑制することができる。

請求項３に係る発明によれば、樹脂製パネルに締結された車体骨格部材に負荷が掛かったときに、その車体骨格部材の各方向への変形をより効果的に抑制することができる。

請求項４に係る発明によれば、樹脂製パネルに対する閉塞部材の接触面積を増加させることができ、樹脂製パネルに対して車体骨格部材をより強固に締結することができる。

請求項５に係る発明によれば、閉塞部材の車幅方向外側への耐剪断力を向上させることができる。

請求項６に係る発明によれば、樹脂製パネルに対する閉塞部材（車体骨格部材）の安定性を向上させることができる。

請求項７に係る発明によれば、車体骨格部材の端部における強度及び剛性を向上させることができる。

請求項８に係る発明によれば、閉塞部材の強度を車体骨格部材の強度よりも向上させることができる。

第１実施形態に係る車体骨格締結構造を示す斜視図である。 第１実施形態に係る車体骨格締結構造を車体下方側から示す斜視図である。 第１実施形態に係る車体骨格締結構造を示す側面図である。 第１実施形態に係る車体骨格締結構造を示す平断面図である。 第２実施形態に係る車体骨格締結構造を示す正断面図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＲＨを車体右方向とする。また、以下の説明で、特記することなく前後、上下、左右の方向を記載した場合は、車体前後方向の前後、車体上下方向の上下、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。

＜第１実施形態＞
まず、第１実施形態に係る車体骨格締結構造１０について説明する。なお、第１実施形態に係る車体骨格締結構造１０は、車両１２の前部側及び後部側に適用することができるが、ここでは車両１２の前部側を例に採って説明する。図１に示されるように、車両１２の前部側には、車体前後方向に沿って延在するアッパメンバ１４が左右一対で配置されている。各アッパメンバ１４は、一定断面とされたアルミニウム等の軽量金属材の押出成形によって矩形閉断面形状に形成されている。

そして、各アッパメンバ１４の後端部には、それぞれキャップ部材１６が装着されており、各キャップ部材１６の外フランジ部１８が、車室の前壁を構成する第１パネルとしてのフロントパネル２０の車幅方向外側上端部（フロントピラー）に、それぞれボルト締結によって取り付けられている。

なお、フロントパネル２０の車幅方向内側は、車体前方側へ一体に突出されており、車体の一部であるカウル２１を構成するようになっている。また、フロントパネル２０（カウル２１を含む）は、樹脂製とされており、例えば炭素繊維強化樹脂材（ＣＦＲＰ）にて成形されている。そして、その炭素繊維の配向は、水平方向に沿った配向とされている。これにより、フロントパネル２０の水平方向の引張強度が向上される構成になっている。

各アッパメンバ１４の車体下方側には、車体前後方向に沿って延在する車体骨格部材としてのフロントサイドメンバ２４が左右一対で配置されている。各フロントサイドメンバ２４は、一定断面とされたアルミニウム等の軽量金属材の押出成形によって矩形閉断面形状（中空状）に形成されている。

図２、図３に示されるように、各フロントサイドメンバ２４の端部としての後端部２５（図４参照）には、閉塞部材としてのキャップ部材２６が装着されている。そして、各キャップ部材２６のフランジ部としての外フランジ部２８等が、フロントパネル２０に、それぞれボルト締結によって取り付けられている。

詳細に説明すると、図２〜図４に示されるように、キャップ部材２６は、アルミニウム等の軽量金属材のダイキャストによって外壁２６Ａ、上壁２６Ｂ、内壁２６Ｃ、下壁２６Ｄ及び後壁２６Ｅを有する矩形筐体状に形成されている。そして、キャップ部材２６は、フロントサイドメンバ２４の後端部２５に車体後方側から嵌められて接合されることで、その後端部２５に設けられている。

これにより、キャップ部材２６は、フロントサイドメンバ２４の外壁２４Ａ、上壁２４Ｂ、内壁２４Ｃ及び下壁２４Ｄを、それぞれ外壁２６Ａ、上壁２６Ｂ、内壁２６Ｃ及び下壁２６Ｄによって外側から覆うとともに、その後端部２５の開口２５Ａを後壁２６Ｅによって閉塞するようになっている。

また、キャップ部材２６の外壁２６Ａと後壁２６Ｅとの境界部分から車幅方向外側後方へ延在する外フランジ部２８には、ボルト挿通用の貫通孔２８Ａが上下に２個形成されている。そして、フロントパネル２０の外フランジ部２８が重ねられる所定部位には、金属製のナットプレート２２がインサート成形によって上下に２個予め設けられている。

ナットプレート２２は、例えば貫通孔２２Ａを有する円環状に形成されており、その内面には、その貫通孔２２Ａと同軸となるナット３２が固着されている。したがって、外フランジ部２８は、車体前方側から各貫通孔２８Ａ及び各貫通孔２２Ａに第３締結具としてのボルト３４が挿通されてナット３２に螺合されることにより、フロントパネル２０に締結されるようになっている。

また、図４に示されるように、キャップ部材２６の後壁２６Ｅが第１締結具としてのボルト３６によってフロントパネル２０に締結されている。すなわち、後壁２６Ｅの後述する図心位置には、ボルト挿通用の貫通孔２６Ｆが形成されており、後壁２６Ｅの内面には、その貫通孔２６Ｆと同軸となるウエルドナット３８が固着されている。そして、フロントパネル２０の後壁２６Ｅが重ねられる所定部位には、貫通孔２６Ｆと連通するボルト挿通用の貫通孔２０Ａが形成されている。

したがって、後壁２６Ｅは、車室側から貫通孔２０Ａ及び貫通孔２６Ｆにボルト３６が挿通されてウエルドナット３８に螺合されることにより、フロントパネル２０にフロントサイドメンバ２４の軸方向（長手方向）で締結されるようになっている。なお、後壁２６Ｅに形成される貫通孔２６Ｆは、フロントサイドメンバ２４の閉断面形状における図心を通る仮想直線Ｊ上に形成されている（仮想直線Ｊが貫通孔２６Ｆの中心を通っている）。

また、図２〜図４に示されるように、フロントパネル２０のカウル２１側で、かつ車体下方側は、フロントパネル２０に対して交差する方向に配置された第２パネルとしての側壁２１Ａとされている。そして、キャップ部材２６の外壁２６Ａ及び内壁２６Ｃ（フロントサイドメンバ２４の後端部２５）が、その外壁２６Ａ及び内壁２６Ｃを貫通する第２締結具としてのボルト４２によって側壁２１Ａに締結されている。

すなわち、外壁２６Ａ及び内壁２６Ｃには、それぞれ貫通孔２６Ｇが上下に２個形成されており、その外壁２６Ａ及び内壁２６Ｃによって覆われるフロントサイドメンバ２４の外壁２４Ａ及び内壁２４Ｃにも、それぞれ各貫通孔２６Ｇと連通する貫通孔２４Ｅが上下に２個形成されている。

更に、車幅方向で連通する各貫通孔２６Ｇ及び各貫通孔２４Ｅには、円筒状で金属製のカラー部材４０が挿通されており、各カラー部材４０の車幅方向両端部が外壁２６Ａ及び内壁２６Ｃに溶接によって接合されている。そして、フロントパネル２０の側壁２１Ａの内壁２６Ｃが重ねられる所定部位には、金属製のナットプレート２２がインサート成形によって上下に２個予め設けられており、各ナットプレート２２には、各貫通孔２２Ａ及び各カラー部材４０の貫通孔４０Ａと同軸となるナット３２が固着されている。

したがって、外壁２６Ａ及び内壁２６Ｃは、車幅方向外側から各カラー部材４０の貫通孔４０Ａにボルト４２が挿通されてナット３２に螺合されることにより、フロントパネル２０の側壁２１Ａに、フロントサイドメンバ２４の軸方向（長手方向）と交差する方向、より具体的には、平面視で、フロントサイドメンバ２４の軸方向と直交する方向で締結されるようになっている。

これにより、図４に示されるように、キャップ部材２６の後壁２６Ｅにおけるボルト３６による締結点Ｔａと、キャップ部材２６の外壁２６Ａ及び内壁２６Ｃ（フロントサイドメンバ２４の互いに対向する外壁２４Ａ及び内壁２４Ｃ）におけるボルト４２による締結点Ｔｂ、Ｔｃと、を互いに結ぶことで、各締結点Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃを頂点とした平面視三角形状が形成されるようになっている。

なお、図４に示されるように、平面視で、ボルト３６による締結点Ｔａとボルト４２による車幅方向外側の締結点Ｔｂとを結ぶ仮想直線Ｋ１と、キャップ部材２６の外フランジ部２８におけるボルト３４による締結点Ｔｄとボルト４２による車幅方向内側の締結点Ｔｃとを結ぶ仮想直線Ｋ２と、が略直角（θ≒９０度）に交差するように、各締結点Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃの位置が決められている。

これにより、フロントサイドメンバ２４に入力される仮想直線Ｋ１に沿った方向の荷重を仮想直線Ｋ２に沿った方向から支えることが可能となり、各締結点Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃによって構成された平面視三角形状の回転変形を締結点Ｔｄによって抑制できる構成になっている。

また、図２、図３に示されるように、キャップ部材２６には、フロントパネル２０の車体下方側を向く下壁２０Ｂの壁面に沿って車体後方下側へ延在する下フランジ部３０が一体に形成されている。そして、その下フランジ部３０は、第３締結具としてのボルト４４によって車体下方側からフロントパネル２０の下壁２０Ｂに締結されている。

すなわち、下フランジ部３０の後端部には、ボルト挿通用の貫通孔（図示省略）が形成されている。そして、下壁２０Ｂの下フランジ部３０が重ねられる所定部位には、金属製のナットプレート（図示省略）がインサート成形によって予め設けられており、ナットプレートには、その貫通孔及び下フランジ部３０の貫通孔と同軸となるナット（図示省略）が固着されている。

したがって、下フランジ部３０は、車体下方側から下フランジ部３０の貫通孔及びナットプレートの貫通孔にボルト４４が挿通されてナットに螺合されることにより、フロントパネル２０の下壁２０Ｂに締結されるようになっている。

以上のような構成とされた第１実施形態に係る車体骨格締結構造１０において、次にその作用について説明する。

上記したように、フロントサイドメンバ２４の後端部２５に接合されたキャップ部材２６は、フロントパネル２０に、ボルト３６及びウエルドナット３８によって、フロントサイドメンバ２４の軸方向で締結されるとともに、フロントパネル２０の側壁２１Ａに、ボルト４２及びナット３２によって、フロントサイドメンバ２４の軸方向と交差する方向で締結されている。

したがって、フロントサイドメンバ２４は、フロントパネル２０（側壁２１Ａを含む）に対して強固に締結され、図示しないフロントサスペンションにより車体上下方向へ向かう荷重が入力されたときや、車両１２が斜め衝突して車幅方向外側から荷重が入力されたときなど、フロントサイドメンバ２４に負荷（曲げモーメント）が掛かったときに、そのフロントサイドメンバ２４のフロントパネル２０に対する変形（曲げ変形及び回転変形）やフロントパネル２０（側壁２１Ａを含む）におけるボルト破断等を抑制することができる。

特に、図４に示されるように、フロントサイドメンバ２４の後端部２５（キャップ部材２６）が、平面視で、ボルト４２及びナット３２により、フロントサイドメンバ２４の軸方向と直交する方向でフロントパネル２０の側壁２１Ａに締結されていると、そのフロントサイドメンバ２４の車体上下方向及び車幅方向への変形をより効果的に抑制することができる。

また、キャップ部材２６の内壁２６Ｃ（フロントサイドメンバ２４の後端部２５における内壁２４Ｃ）がフロントパネル２０の側壁２１Ａに接触した状態で締結されていると、キャップ部材２６の内壁２６Ｃとフロントパネル２０の側壁２１Ａとの間に空隙が形成されている構成に比べて、車室側の空間を広く取ることができる。

更に、フロントパネル２０（カウル２１を含む）における炭素繊維の配向が水平方向に沿っていると、水平方向に対する引張強度を向上させることができるため、特にフロントサイドメンバ２４の車幅方向への変形をより効果的に抑制することができる。

また、図４に示されるように、キャップ部材２６の後壁２６Ｅにおけるボルト３６の締結点Ｔａと、キャップ部材２６の外壁２６Ａ及び内壁２６Ｃにおけるボルト４２の各締結点Ｔｂ、Ｔｃと、を結ぶことで平面視三角形状が形成されている。したがって、ボルト３６による締結点Ｔａ及びボルト４２による各締結点Ｔｂ、ＴＣの剛性を向上させることができ、フロントサイドメンバ２４のフロントパネル２０（側壁２１Ａを含む）に対する各方向への変形をより効果的に抑制することができる。

また、キャップ部材２６の外フランジ部２８が、フロントパネル２０に、ボルト３４によって車体前方側から締結されている。したがって、キャップ部材２６は、フロントパネル２０に対する接触面積が増加されるとともに、車幅方向外側に向かう耐剪断力が向上される。

これにより、フロントパネル２０に対してフロントサイドメンバ２４をより強固に締結することができる（フロントパネル２０に対するフロントサイドメンバ２４の結合力を増加させることができる）とともに、各締結点Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃへの応力集中を締結点Ｔｄによって分散させることができる。

よって、車両１２の衝突安全性能や操縦安定性能などに寄与するフロントサイドメンバ２４とフロントパネル２０（側壁２１Ａを含む）との各締結点Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄにおける耐久強度（耐久寿命）及び剛性を向上させることができる。

また、キャップ部材２６の下フランジ部３０が、フロントパネル２０の下壁２０Ｂに、ボルト４４によって車体下方側から締結されている。したがって、キャップ部材２６は、フロントパネル２０に対する接触面積が増加されるとともに、フロントサイドメンバ２４がフロントパネル２０によって車体下方側から支持される。

これにより、フロントパネル２０に対して異材となるフロントサイドメンバ２４を、簡素かつ軽量な構造で、より強固に締結することができるとともに、フロントパネル２０に対するフロントサイドメンバ２４（キャップ部材２６）の位置の安定性を向上させることができる。

なお、キャップ部材２６は、フロントサイドメンバ２４の後端部２５を外側から覆うようにして、その後端部２５に嵌められている。したがって、キャップ部材２６が、フロントサイドメンバ２４の後端部２５に外側から嵌められていない構成に比べて、フロントサイドメンバ２４の後端部２５における強度及び剛性を向上させることができる。

更に、フロントサイドメンバ２４は、軽量金属材の押出成形によって形成され、キャップ部材２６は、軽量金属材のダイキャストによって形成されている。ここで、ダイキャストによって形成されたものは、押出成形によって形成されたものよりも延性が低い。したがって、キャップ部材２６の強度をフロントサイドメンバ２４の強度よりも向上させることができ、各締結点Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの剛性を向上させることができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る車体骨格締結構造１０について説明する。なお、上記第１実施形態と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

図５に示されるように、車両１２の下部側で、かつ車幅方向外側には、車体前後方向に延在して車体を構成する左右一対のサイドメンバ５２が配置されている。そして、左右一対のサイドメンバ５２の上面側には、車室の床を構成する第１パネルとしてのフロアパネル５０が、各サイドメンバ５２にボルト締結されることによって取り付けられている。

すなわち、サイドメンバ５２の外壁５２Ａの上端部と、フロアパネル５０の車幅方向外側端部と、がボルト４６及びナット４８によって、ホイールハウスパネル５１に締結されている。なお、フロアパネル５０、ホイールハウスパネル５１及びサイドメンバ５２は、樹脂製とされており、例えば炭素繊維強化樹脂材（ＣＦＲＰ）にて成形されている。

また、サイドメンバ５２において、フロアパネル５０に対して交差する方向に配置された第２パネルとしての内壁５２Ｂの下端部には、車幅方向内側下方を向く傾斜壁５３が形成されている。そして、サイドメンバ５２の外壁５２Ａには、後述するボルト６６を締結操作及び離脱操作するための操作孔５２Ｄが形成されている。なお、ボルト６６に対する締結操作及び離脱操作をしないときには、その操作孔５２Ｄは、キャップ７４によって閉塞されるようになっている。

また、左右一対で配置されたサイドメンバ５２の内壁５２Ｂの間には、車幅方向に沿って延在する車体骨格部材としてのクロスメンバ５４が配置されている。クロスメンバ５４は、一定断面とされたアルミニウム等の軽量金属材の押出成形によって矩形閉断面形状（中空状）に形成されている。

そして、クロスメンバ５４の端部としての車幅方向外側端部５５には、それぞれ閉塞部材としてのキャップ部材５６が装着されている。各キャップ部材５６には、車幅方向外側下方へ延在する下フランジ部５８が一体に形成されており、その下フランジ部５８がサイドメンバ５２の傾斜壁５３にボルト締結によって取り付けられている。

詳細に説明すると、キャップ部材５６は、アルミニウム等の軽量金属材のダイキャストによって前壁（図示省略）、上壁５６Ａ、後壁５６Ｂ、下壁５６Ｃ及び外壁５６Ｄを有する矩形筐体状に形成されている。そして、キャップ部材５６は、クロスメンバ５４の車幅方向外側端部５５に車幅方向外側から嵌められて接合されることで、その車幅方向外側端部５５に設けられている。

これにより、キャップ部材５６は、クロスメンバ５４の前壁（図示省略）、上壁５４Ａ、後壁５４Ｂ及び下壁５４Ｃを、それぞれ前壁、上壁５６Ａ、後壁５６Ｂ及び下壁５６Ｃによって外側から覆うとともに、その車幅方向外側端部５５の開口５５Ａを外壁５６Ｄによって閉塞するようになっている。

また、キャップ部材５６の下壁５６Ｃと外壁５６Ｄとの境界部分から車幅方向外側下方へ延在する下フランジ部５８には、ボルト挿通用の貫通孔５８Ａが前後に２個形成されている。そして、傾斜壁５３の下フランジ部５８が重ねられる所定部位には、金属製のナットプレート６０がインサート成形によって前後に２個予め設けられている。

ナットプレート６０は、例えば貫通孔６０Ａを有する円環状に形成されており、その内面には、その貫通孔６０Ａと同軸となるナット６４が固着されている。したがって、下フランジ部５８は、車体下方側から各貫通孔５８Ａ及び各貫通孔６０Ａにボルト６２が挿通されてナット６４に螺合されることにより、サイドメンバ５２の傾斜壁５３に締結されるようになっている。

また、キャップ部材５６の外壁５６Ｄが第１締結具としてのボルト６６によってサイドメンバ５２の内壁５２Ｂに締結されている。すなわち、外壁５６Ｄの後述する図心位置には、ボルト挿通用の貫通孔５６Ｅが形成されており、外壁５６Ｄの内面には、その貫通孔５６Ｅと同軸となるウエルドナット６８が固着されている。そして、サイドメンバ５２の内壁５２Ｂにおいて、外壁５６Ｄが重ねられる所定部位には、貫通孔５６Ｅと連通するボルト挿通用の貫通孔５２Ｃが形成されている。

したがって、外壁５６Ｄは、キャップ７４が外されて開口した操作孔５２Ｄ（車幅方向外側）から貫通孔５２Ｃ及び貫通孔５６Ｅにボルト６６が挿通されてウエルドナット６８に螺合されることにより、サイドメンバ５２の内壁５２Ｂにクロスメンバ５４の軸方向（長手方向）で締結されるようになっている。なお、外壁５６Ｄに形成される貫通孔５６Ｅは、クロスメンバ５４の閉断面形状における図心を通る仮想直線Ｊ上に形成されている（仮想直線Ｊが貫通孔５６Ｅの中心を通っている）。

また、キャップ部材５６の下壁５６Ｃ及び上壁５６Ａが、その下壁５６Ｃ及び上壁５６Ａを貫通する第２締結具としてのボルト７２によってフロアパネル５０に締結されている。すなわち、下壁５６Ｃ及び上壁５６Ａには、それぞれ貫通孔５６Ｆが前後に２個形成されており、その下壁５６Ｃ及び上壁５６Ａによって覆われるクロスメンバ５４の下壁５４Ｃ及び上壁５４Ａにも、それぞれ各貫通孔５６Ｆと連通する貫通孔５４Ｄが前後に２個形成されている。

更に、車体上下方向で連通する各貫通孔５６Ｆ及び各貫通孔５４Ｄには、円筒状で金属製のカラー部材７０が挿通されており、各カラー部材７０の車体上下方向両端部が下壁５６Ｃ及び上壁５６Ａに溶接によって接合されている。そして、フロアパネル５０の上壁５６Ａに重ねられる所定部位には、金属製のナットプレート６０がインサート成形によって前後に２個予め設けられており、各ナットプレート６０には、各貫通孔６０Ａ及び各カラー部材７０の貫通孔７０Ａと同軸となるナット６４が固着されている。

したがって、下壁５６Ｃ及び上壁５６Ａは、車体下方側から各カラー部材７０の貫通孔７０Ａにボルト７２が挿通されてナット６４に螺合されることにより、フロアパネル５０にクロスメンバ５４の軸方向（長手方向）と交差する方向、より具体的には、正面視で、クロスメンバ５４の軸方向と直交する方向で締結されるようになっている。

これにより、キャップ部材５６の外壁５６Ｄにおけるボルト６６による締結点Ｔａと、キャップ部材５６の下壁５６Ｃ及び上壁５６Ａ（クロスメンバ５４の互いに対向する下壁５４Ｃ及び上壁５４Ａ）におけるボルト７２による締結点Ｔｂ、Ｔｃと、を互いに結ぶことで、各締結点Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃを頂点とした正面視三角形状が形成されるようになっている。

なお、図５に示されるように、正面視で、ボルト６６による締結点Ｔａとボルト７２による車体下方側の締結点Ｔｂとを結ぶ仮想直線Ｋ３と、キャップ部材５６の下フランジ部５８におけるボルト６２による締結点Ｔｄとボルト７２による車体上方側の締結点Ｔｃとを結ぶ仮想直線Ｋ４と、が略直角（θ≒９０度）に交差するように、各締結点Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃの位置が決められている。

これにより、クロスメンバ５４に入力される仮想直線Ｋ３に沿った方向の荷重を仮想直線Ｋ４に沿った方向から支えることが可能となり、各締結点Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃによって構成された正面視三角形状の回転変形を締結点Ｔｄによって抑制できる構成になっている。

以上のような構成とされた第２実施形態に係る車体骨格締結構造１０において、次にその作用について説明する。

上記したように、クロスメンバ５４の車幅方向外側端部５５に接合されたキャップ部材５６は、サイドメンバ５２の内壁５２Ｂに、ボルト６６及びウエルドナット６８によって、クロスメンバ５４の軸方向で締結されるとともに、フロアパネル５０に、ボルト７２及びナット６４によって、クロスメンバ５４の軸方向と交差する方向で締結されている。

したがって、クロスメンバ５４は、サイドメンバ５２（内壁５２Ｂ）及びフロアパネル５０に対して強固に締結され、悪路走行で車両１２に車体下方側から荷重が入力されたときなど、クロスメンバ５４に負荷（曲げモーメント）が掛かったときに、そのクロスメンバ５４のサイドメンバ５２（内壁５２Ｂ）及びフロアパネル５０に対する変形（曲げ変形及び回転変形）やサイドメンバ５２（内壁５２Ｂ）及びフロアパネル５０におけるボルト破断等を抑制することができる。

特に、クロスメンバ５４の車幅方向外側端部５５（キャップ部材５６）が、正面視で、ボルト７２及びナット６４により、クロスメンバ５４の軸方向と直交する方向でフロアパネル５０に締結されていると、そのクロスメンバ５４の車体上下方向及び車体前後方向への変形をより効果的に抑制することができる。

また、キャップ部材５６の外壁５６Ｄにおけるボルト６６の締結点Ｔａと、キャップ部材５６の下壁５６Ｃ及び上壁５６Ａにおけるボルト７２の各締結点Ｔｂ、Ｔｃと、を結ぶことで平面視三角形状が形成されている。したがって、ボルト６６による締結点Ｔａ及びボルト７２による各締結点Ｔｂ、ＴＣの剛性を向上させることができ、クロスメンバ５４のサイドメンバ５２（内壁５２Ｂ）及びフロアパネル５０に対する各方向への変形をより効果的に抑制することができる。

また、キャップ部材５６の下フランジ部５８が、サイドメンバ５２の傾斜壁５３に、ボルト６２によって車体下方側から締結されている。したがって、キャップ部材５６は、サイドメンバ５２に対する接触面積が増加されるとともに、車体下方側に向かう耐剪断力が向上される。

これにより、サイドメンバ５２に対してクロスメンバ５４をより強固に締結することができる（サイドメンバ５２に対するクロスメンバ５４の結合力を増加させることができる）とともに、各締結点Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃへの応力集中を締結点Ｔｄによって分散させることができる。

よって、車両１２の衝突安全性能や操縦安定性能などに寄与するクロスメンバ５４とサイドメンバ５２（内壁５２Ｂ）及びフロアパネル５０との各締結点Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄにおける耐久強度（耐久寿命）及び剛性を向上させることができる。

なお、キャップ部材５６は、クロスメンバ５４の車幅方向外側端部５５を外側から覆うようにして、その車幅方向外側端部５５に嵌められている。したがって、キャップ部材５６が、クロスメンバ５４の車幅方向外側端部５５に外側から嵌められていない構成に比べて、クロスメンバ５４の車幅方向外側端部５５における強度及び剛性を向上させることができる。

更に、クロスメンバ５４は、軽量金属材の押出成形によって形成され、キャップ部材５６は、軽量金属材のダイキャストによって形成されている。ここで、ダイキャストによって形成されたものは、押出成形によって形成されたものよりも延性が低い。したがって、キャップ部材５６の強度をクロスメンバ５４の強度よりも向上させることができ、各締結点Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの剛性を向上させることができる。

以上、本実施形態に係る車体骨格締結構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車体骨格締結構造１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、キャップ部材２６、５６は、フロントサイドメンバ２４やクロスメンバ５４の内側に接合されて各開口部２５Ａ、５５Ａを閉塞する構成になっていてもよい。

また、フロントサイドメンバ２４やクロスメンバ５４は、それぞれ一定断面とされた軽量金属材の押出成形によって形成される構成に限定されるものではなく、例えば図示しないアウタパネルとインナパネルとを接合することで閉断面形状に形成される構成とされていてもよい。また、キャップ部材２６、５６も、ダイキャストによって形成される構成に限定されるものではない。

更に、ボルト３６及びボルト６６は、後壁２６Ｅ及び外壁５６Ｄに各１個設けられる構成に限定されるものではなく、後壁２６Ｅの上下及び外壁５６Ｄの前後に複数（例えば各２個）設けられる構成になっていてもよい。同様に、ボルト４２及びボルト７２は、外壁２６Ａと内壁２６Ｃの上下、及び下壁５６Ｃと上壁５６Ａの前後に各２個設けられる構成に限定されるものではなく、外壁２６Ａと内壁２６Ｃ、及び下壁５６Ｃと上壁５６Ａに各１個設けられる構成になっていてもよい。

また、ボルト４２は、平面視で、フロントサイドメンバ２４の軸方向と直交する方向で締結される構成に限定されるものではなく、正確な直交方向から若干ずれた方向で締結されていてもよい。同様に、ボルト７２も、正面視で、クロスメンバ５４の軸方向と直交する方向で締結される構成に限定されるものではなく、正確な直交方向から若干ずれた方向で締結されていてもよい。更に、ボルト４２及びボルト７２は、それぞれフロントサイドメンバ２４及びクロスメンバ５４を貫通して締結される構成に限定されるものではない。

１０ 車体骨格締結構造
２０ フロントパネル（第１パネル）
２１Ａ 側壁（第２パネル）
２４ フロントサイドメンバ（車体骨格部材）
２５ 後端部（端部）
２６ キャップ部材（閉塞部材）
２８ 外フランジ部（フランジ部）
３０ 下フランジ部（フランジ部）
３４ ボルト（第３締結具）
３６ ボルト（第１締結具）
４２ ボルト（第２締結具）
４４ ボルト（第３締結具）
５０ フロアパネル（第１パネル）
５２ サイドメンバ
５２Ｂ 内壁（第２パネル）
５４ クロスメンバ（車体骨格部材）
５５ 車幅方向外側端部（端部）
５６ キャップ部材（閉塞部材）
６６ ボルト（第１締結具）
７２ ボルト（第２締結具）

Claims (8)

1. 車室を構成する樹脂製の第１パネルと、
   前記第１パネルに対して交差する方向に配置された樹脂製の第２パネルと、
   車体前後方向又は車幅方向に延在する中空状の車体骨格部材と、
   前記車体骨格部材の端部に設けられ、該端部を閉塞する閉塞部材と、
   前記閉塞部材を前記第１パネル及び前記第２パネルの何れか一方に前記車体骨格部材の軸方向で締結する第１締結具と、
   前記車体骨格部材の端部を前記第１パネル及び前記第２パネルの何れか他方に前記車体骨格部材の軸方向と交差する方向で締結する第２締結具と、
   を備えた車体骨格締結構造。
2. 前記第２締結具は、平面視又は正面視で前記車体骨格部材の軸方向と直交する方向で締結されている請求項１に記載の車体骨格締結構造。
3. 前記第２締結具は、前記車体骨格部材の端部を貫通して締結されている請求項１又は請求項２に記載の車体骨格締結構造。
4. 前記閉塞部材は、前記第１パネルに沿って延在されるフランジ部を有し、
   前記フランジ部が、第３締結具によって前記第１パネルに締結されている請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車体骨格締結構造。
5. 前記フランジ部は、車幅方向外側へ延在する外フランジ部とされている請求項４に記載の車体骨格締結構造。
6. 前記フランジ部は、車体後方下側へ延在する下フランジ部とされている請求項４に記載の車体骨格締結構造。
7. 前記閉塞部材は、前記車体骨格部材の端部を外側から覆うように該端部に嵌められている請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の車体骨格締結構造。
8. 前記車体骨格部材は、軽量金属材の押出成形によって形成され、前記閉塞部材は、軽量金属材のダイキャストによって形成されている請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の車体骨格締結構造。

Images