JP6458926B2 - 自動車のメンバ構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車のフロアパネルに接続されるサイドメンバやクロスメンバなどのメンバ構造に関する。

自動車の車室の底部を構成するフロアパネルには、フロアパネルの下面に車両前後方向に延びるサイドメンバが設けられる。サイドメンバは、断面が略Ｕ字状に形成され、車幅方向に延設されたフランジが設けられている。このフランジがフロアパネルの下面に溶接されることで、サイドメンバがフロアパネルに固定されている。このようなサイドメンバをフロアパネルに設けることで、衝突時に車室が変形することを抑制することができる。

このようなサイドメンバのフランジと、フロアパネルとの境界部分には、ボディシーラーが設けられる。ボディシーラーを設けることで、境界部分からの浸水を防止したり、フランジの端部で錆が発生することを防止している（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、ボディシーラーを塗布する位置がフランジの端部からずれてしまったり、ボディシーラーが十分に塗布されない場合、フランジの端部に錆が発生する虞がある。このような錆びが生じると外観上、好ましくない印象を与える虞がある。

なお、このような問題は、サイドメンバに限らず、クロスメンバなどフロアパネルに接続されるメンバについても同様に生じうる。

特開２０１２−２１８６６７号公報

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、錆の発生を抑制し、かつ錆が生じたとしても目立たなくして外観の劣化を防止することができる自動車のメンバ構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、断面形状が上方へ開口した箱型の本体部と、該本体部の上部に設けられて自動車のフロアパネルに取り付けられるフランジとを有する自動車のメンバ構造であって、前記フランジは、前記本体部から外側に向けて延設された第１フランジ部と、該第１フランジ部に連続し、前記フロアパネル側に折り曲げられて前記本体部側に向けて延設された第２フランジ部とを備え、前記本体部を挟んで対向する前記第２フランジ部同士は、互いに接触していることを特徴とする自動車のメンバ構造にある。

かかる第１の態様では、第２フランジ部の先端部は外側に露出していないので、仮に、先端部において錆が発生したとしても、外側から視認することはできない。このように、錆が目に付かないため、メンバ構造の外観が劣化するということを防止することができる。
また、第２フランジ部同士が接触して一体化し、リンフォースとしての機能を発揮するので、剛性の向上を図るとともに、部品点数を削減することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様に記載する自動車のメンバ構造において、前記本体部を挟んで対向する前記第２フランジ部同士は、前記フロアパネル側又は前記フロアパネルとは反対側に向けて屈曲した屈曲部を有し、各屈曲部同士が面接触していることを特徴とする自動車のメンバ構造にある。

かかる第２の態様では、第２フランジ部同士をより確実に接合することができる。

本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様に記載する自動車のメンバ構造において、前記フランジの端部は、前記フロアパネルとは離れる方向に屈曲され、前記フランジの端部と前記フロアパネルとの間に、ボディシーラーが設けられていることを特徴とする自動車のメンバ構造にある。

かかる第３の態様では、フランジの端部をフロアパネルから離れるように屈曲させることで、フランジの端部とフロアパネルとの間にガイド溝が形成される。そのガイド溝に沿わせてボディシーラーを確実に塗布することができ、ボディシーラーの剥離を抑制することができる。これにより、第２フランジ部の先端部に水分が侵入することを防止し、先端部に錆が生じることをより確実に防止することができる。

本発明の第４の態様は、第１から第３の何れか一つの態様に記載する自動車のメンバ構造において、前記フランジは、前記本体部とで閉断面を形成するリンフォースを介して前記フロアパネルに接合されていることを特徴とする自動車のメンバ構造にある。

かかる第４の態様では、より一層、剛性を向上することができる。

本発明によれば、錆の発生を抑制し、かつ錆が生じたとしても目立たなくして外観の劣化を防止することができる自動車のメンバ構造が提供される。

実施形態１に係る車両の車体構造を示す概略図である。 実施形態１に係るサイドメンバの断面図である。 実施形態２に係るサイドメンバの断面図である。 実施形態３に係るサイドメンバの断面図である。 実施形態４に係るサイドメンバの断面図である。 実施形態５に係るサイドメンバの断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。

〈実施形態１〉
図１は、本実施形態に係る車両の車体構造を示す概略図である。自動車である車両１０は、車体１１の下部の骨格をなす車体フレーム２０をフロアパネル（図示せず）の下側（車室の下側）に備えている。この車体フレーム２０は、複数のフレーム部材で構成されている。本実施形態では、車体フレーム２０は、メンバの一例として、車両１０の前後方向に延設される一対のサイドメンバ２１と、車両１０の車幅方向に延設される複数本のクロスメンバ２２とを備えている。各サイドメンバ２１は、例えば、複数の部材を連結することによって形成されており、本実施形態では、車両１０の前方側を構成するフロントサイドメンバ２３と車両１０の後方側を構成するリアサイドメンバ２４とで構成されている。各クロスメンバ２２は、このようなサイドメンバ２１の所定位置にスポット溶接等によって固定されている。

このような車体フレーム２０の構造は特に限定されないが、車両１０の骨格をなすものであるため、その剛性は比較的高いことが好ましい。また車体フレーム２０は、全体の剛性が高いことが好ましく、特に、他部材が連結される部分の剛性が高くなっていることが望ましい。

図２を用いて、自動車のメンバ構造の一例である、フロアパネルに接合されたサイドメンバ２１の構造について説明する。図２は、フロアパネルに接合されたサイドメンバの断面図である。なお、以下のサイドメンバ２１に関する説明は、フロントサイドメンバ２３及びリアサイドメンバ２４の双方に共通するものである。

サイドメンバ２１は、断面形状が上方へ開口した箱型であり、車両の前後方向に延設された本体部に形成された本体部３０と、本体部３０の上部に設けられたフランジ４０とを有する。本体部３０は、底面部３０ａと、底面部３０ａの両側から上方（フロアパネル１００側）に延設された側壁部３０ｂとを有する。このような、サイドメンバ２１の製法や材料に特に限定はないが、例えば、鋼板をプレス成型することで作製することができる。

なお、断面形状が上方へ開口した箱型であるとは、断面形状の上方、すなわちフロアパネル１００側が開放されており、その他の部分が連続した形状をいう。本実施形態のサイドメンバ２１の断面形状は、底面部３０ａ及び側壁部３０ｂが連続して略Ｕ字状となっており、フロアパネル１００側には部材がなく開放されている。また、本実施形態のようにサイドメンバ２１は、底面部３０ａ及び側壁部３０ｂが略直角に接合された矩形状である必要はない。例えば、断面形状が略円、略楕円又は多角形であり、フロアパネル１００側が開放されている形状であってもよい。

フランジ４０は、一枚の鋼板などの部材が折り曲げられてなる第１フランジ部４１及び第２フランジ部４２を備えている。第１フランジ部４１は、本体部３０の上部、すなわち、側壁部３０ｂの上端部分から外側（車幅方向）に向けて延設された部分である。また、第２フランジ部４２は、第１フランジ部４１に連続して設けられた部分であり、フロアパネル１００側に折り曲げられ、本体部３０側に向けて延設された部分である。第１フランジ部４１から第２フランジ部４２に亘り、鋼板が折れ曲がった部分を、フランジ４０の折り曲げ部４３と称する。

本実施形態では、フランジ４０は、両方の側壁部３０ｂのそれぞれに設けられており、第１フランジ部４１は、側壁部３０ｂの上端部分から略水平に延設され、第２フランジ部４２は略１８０度反転して、本体部３０側に延設されている。また、第２フランジ部４２の基端部（第１フランジ部４１と接続している部分）から、先端部４２ａまでの長さは、第１フランジ部４１よりも短く、本体部３０（側壁部３０ｂ）に達しない程度としてある。

このように第１フランジ部４１と第２フランジ部４２とが一体的になってフランジ４０を構成し、第２フランジ部４２側がフロアパネル１００に溶接等により接合されている。

また、フランジ４０の折り曲げ部４３（請求項の端部に相当するものである）と、フロアパネル１００との間には、ボディシーラー９０が設けられている。ボディシーラー９０は、フランジ４０の折り曲げ部４３とフロアパネル１００の表面に亘り設けられている。これにより、フランジ４０とフロアパネル１００との隙間が埋められ、第２フランジ部４２の先端部４２ａ側や、サイドメンバ２１の内側が閉空間とされる。なお、ボディシーラー９０としては、車両の鋼板などの接合部の間隙を埋めるために塗布される公知のシール剤を用いることができる。

このように、フランジ４０の折り曲げ部４３とフロアパネル１００との表面にボディシーラー９０が設けられているので、第２フランジ部４２の先端部４２ａに水分が侵入することが防止されている。これにより、第２フランジ部４２の先端部４２ａに錆が生じることを防止することができる。

上述した構造のフランジ４０では、第１フランジ部４１から折り曲げて第２フランジ部４２とされている。そして、第２フランジ部４２の先端部４２ａは、フロアパネル１００と第１フランジ部４１との間に挟まれており、外側に露出していない。

ここで、サイドメンバ２１は、表面に塗装を施すことで錆対策がなされる。しかし、一枚の鋼板からなるサイドメンバ２１は、第２フランジ部４２の先端部４２ａが端面を含む部分となり、この端面に十分な塗装が設けられず、錆が生じる可能性がある。

しかしながら、本実施形態に係るサイドメンバ２１によれば、先端部４２ａは外側に露出していないので、仮に、先端部４２ａにおいて錆が発生したとしても、外側から視認することはできない。このように、錆が目に付かないため、サイドメンバ２１の外観が劣化するということを防止することができる。

上述したような先端部４２ａにおいて錆びが発生する場合としては、ボディシーラー９０がフランジ４０の折り曲げ部４３とフロアパネル１００との間からずれて設けられることが考えられる。この場合、隙間から水分が先端部４２ａに達して、先端部４２ａが錆びる可能性がある。しかしながら、本実施形態に係るサイドメンバ２１では、万が一、ボディシーラー９０の塗布不良により、第２フランジ部４２の先端部４２ａに錆びが生じたとしても、上述したようにサイドメンバ２１の外観の劣化を防止することができる。

なお、折り曲げ部４３については、一枚の鋼板を折り曲げた部分であるので、端面を含まないことから、錆対策の塗装は十分確保される。このため、折り曲げ部４３では、当該塗装により、錆が生じることは抑制されている。

また、以上に説明した実施形態では、サイドメンバ２１について説明したが、クロスメンバ２２についても同様である。

さらに、第１フランジ部４１から第２フランジ部４２に亘り折り曲げる態様については上述したものに限定されない。例えば、第１フランジ部４１から複数回折り曲げて第２フランジ部４２を構成してもよい。すなわち、第２フランジ部４２の先端部４２ａが外部から露出しない位置となるように、折り曲げられていれば、折り曲げ回数や折り曲げる角度については特に限定はない。

〈実施形態２〉
実施形態１に係るサイドメンバ２１は、本体部３０を挟んで対向する第２フランジ部４２同士は、互いに離間していたが、このような態様に限定されない。図３は、フロアパネルに接合されたサイドメンバの断面図である。なお、実施形態１と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

同図に示すように、フランジ４０Ａは、本体部３０を挟んで対向する第２フランジ部４２Ａ同士が接触した構成を有している。具体的には、各第２フランジ部４２Ａは、本体部３０内まで延設され、下方（フロアパネル１００から離れる方向）に屈曲して、相互の先端部４２ａ同士が接触している。また、第２フランジ部４２Ａの先端部４２ａ同士は、溶接されており、一体化している。

このように、本実施形態に係るサイドメンバ２１Ａは、両側の第２フランジ部４２Ａの先端部４２ａが何れも本体部３０内に配置され、外側から視認できない構成となっている。これにより、実施形態１と同様に、先端部４２ａに錆が生じたとしても、サイドメンバ２１Ａの外観上の劣化を防止することができる。

また、一体化した第２フランジ部４２Ａ同士は、リンフォースに相当する形状となる。リンフォースとは、剛性を向上させるための部材であり、サイドメンバ２１Ａのフランジ４０Ａに接合されて本体部３０の上部側の開口を覆い、閉断面を形成するものである。

本実施形態に係るサイドメンバ２１Ａは、一体化した第２フランジ部４２同士がリンフォースとしての機能を発揮するので、剛性の向上を図るとともに、部品点数を削減することができる。

なお、本実施形態に係る第２フランジ部４２Ａ同士は、屈曲した上で互いに接触しているが、このような態様に限定されず、任意の形状で互いに接触していればよい。

〈実施形態３〉
実施形態２に係るサイドメンバ２１Ａは、第２フランジ部４２Ａ同士の先端部４２ａ同士が接触していたが、接触の態様はこれに限定されない。図４は、フロアパネルに接合されたサイドメンバの断面図である。なお、実施形態２と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

同図に示すように、フランジ４０Ｂは、本体部３０を挟んで対向する第２フランジ部４２Ａ同士が接触した構成を有している。具体的には、各第２フランジ部４２Ａは、本体部３０内まで延設され、下方（フロアパネル１００から離れる方向）に屈曲した屈曲部４４が設けられている。この屈曲部４４は、フロアパネル１００に対して略垂直となっている。そして、第２フランジ部４２Ａの双方の屈曲部４４は、その表面同士が面接触している。また、これらの屈曲部４４同士は、溶接されており、一体化している。

このように、本実施形態に係るサイドメンバ２１Ｂは、両側の第２フランジ部４２Ｂの先端部４２ａが何れも本体部３０内に配置され、外側から視認できない構成となっている。これにより、実施形態１と同様に、先端部４２ａに錆が生じたとしても、サイドメンバ２１Ｂの外観上の劣化を防止することができる。

また、一体化した第２フランジ部４２Ｂ同士は、リンフォースに相当する形状となり、実施形態２と同様の作用効果を奏する。

さらに、本実施形態に係るサイドメンバ２１Ｂは、第２フランジ部４２の屈曲部４４同士を面で接触させた構造であるので、先端部４２ａの端面同士で接触するよりも接合させやすく、また、溶接の強度も向上させることができる。

なお、本実施形態に係る第２フランジ部４２Ｂの屈曲部４４は、下方に向けて屈曲させたものであるが、このような態様に限定されない。例えば、第２フランジ部４２Ｂを下方に向けて屈曲させた後、フロアパネル１００側に向けて屈曲して屈曲部４４を構成してもよい。

〈実施形態４〉
実施形態１から実施形態３に係るサイドメンバ２１〜２１Ｂは、フランジ４０〜４０Ｂが外側に向けて略水平に延設されていたが、このような態様に限定されない。図５は、フロアパネルに接合されたサイドメンバの断面図である。なお、実施形態１と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

同図に示すように、フランジ４０Ｃの端部である折り曲げ部４３は、フロアパネル１００とは離れる方向に屈曲している。具体的には、フランジ４０Ｃは、本体部３０の側壁部３０ｂから外側に向けて延設された第１フランジ部４１Ｃと、第１フランジ部４１Ｃから折り曲げられた第２フランジ部４２Ｃとを有している。

第１フランジ部４１Ｃは、側壁部３０ｂから略水平に外側に向けて延設された第１水平部４５と、第１水平部４５から下方に向けて屈曲して延設された第１傾斜部４６とを備えている。

第２フランジ部４２Ｃは、第１フランジ部４１Ｃから略１８０度反転して折り曲げられた第２傾斜部４７と、第２傾斜部４７から屈曲して略水平方向に本体部３０側に延設された第２水平部４８とを備えている。

第１水平部４５と第２水平部４８とは略平行に積層され、第１傾斜部４６と第２傾斜部４７とは略平行に積層されている。

このようにフランジ４０Ｃの折り曲げ部４３側がフロアパネル１００から離れるように、フランジ４０Ｃが屈曲していることで、フロアパネル１００とフランジ４０Ｃとの間にガイド溝８０が生じている。

このようなガイド溝８０は、ボディシーラー９０を塗布する際のガイドとして機能する。すなわち、ボディシーラー９０を塗布する工具をガイド溝８０に沿わせることで、ボディシーラー９０をガイド溝８０に確実に塗布することができる。

また、ガイド溝８０は、ボディシーラー９０を保持する作用も奏する。このため、ボディシーラー９０がガイド溝８０から剥離することが抑制される。

上述したように、本実施形態に係るサイドメンバ２１Ｃによれば、フランジ４０Ｃをフロアパネル１００から離れるように屈曲させることでガイド溝８０を形成したので、そのガイド溝８０に沿わせてボディシーラー９０を確実に塗布するとともに、ボディシーラー９０の剥離を抑制することができる。これにより、先端部４２ａや本体部３０の内側に水分が侵入することを防止し、先端部４２ａに錆が生じることをより確実に防止することができる。

なお、本実施形態に係るサイドメンバ２１Ｃは、先端部４２ａの錆びが外側から視認できない構成であるので、実施形態１と同様の作用効果を奏する。

また、特に図示しないが、本実施形態では、第２フランジ部４２Ｃ同士は、互いに接触していないが、実施形態２又は実施形態３と同様に接触させてもよい。この場合においては、実施形態２又は実施形態３と同様の作用効果を奏する。

〈実施形態５〉
実施形態２又は実施形態３に係るサイドメンバ２１Ａ及びサイドメンバ２１Ｂでは、第２フランジ部４２Ａ、第２フランジ部４２Ｂ同士が接触した構造とすることで、リンフォースに相当するものとしたが、そのような構造とは別に、独立してリンフォースを用いてもよい。図６は、フロアパネルに接合されたサイドメンバの断面図である。なお、実施形態１と同一のものには同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

同図に示すように、本実施形態に係るサイドメンバ２１Ｄは、実施形態１と同一形状の本体部３０及びフランジ４０を備えており、さらにリンフォース７０を備えている。

リンフォース７０は、一方面がフランジ４０の第２フランジ部４２に接合され、本体部３０の上部の開口を覆うことで閉断面を形成している。そしてリンフォース７０の反対面（フロアパネル１００側の面）がフロアパネル１００に接合されている。このように、フランジ４０は、リンフォース７０を介してフロアパネル１００に接合されている。

また、ボディシーラー９０は、フランジ４０の折り曲げ部４３とフロアパネル１００との間、さらに、リンフォース７０の端部を覆うように設けられている。これにより、フロアパネル１００、リンフォース７０、フランジ４０のそれぞれの間が覆われ、水分が先端部４２ａや本体部３０の内部に侵入することが防止されている。

このような本実施形態に係るサイドメンバ２１Ｄは、実施形態１に係るサイドメンバ２１と同様の作用効果を奏するとともに、リンフォース７０を設けたことで、より一層、剛性を向上させることができる。

なお、本実施形態に係るサイドメンバ２１Ｄは、実施形態１に係るサイドメンバ２１をベースにリンフォース７０を設けたものであるが、実施形態２から４に係るサイドメンバをベースにリンフォース７０を設けてもよい。このような場合であっても、リンフォース７０を設けたことで、より一層、剛性を向上させることができる。

本発明は、自動車の産業分野で利用することができる。

１０ 車両（自動車）
２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ サイドメンバ
２２ クロスメンバ
３０ 本体部
４０、４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ フランジ
４１、４１Ｃ 第１フランジ部
４２、４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ 第２フランジ部
４２ａ 先端部
４３ 折り曲げ部（端部）
４４ 屈曲部
７０ リンフォース
８０ ガイド溝
９０ ボディシーラー
１００ フロアパネル

Claims (4)

1. 断面形状が上方へ開口した箱型の本体部と、該本体部の上部に設けられて自動車のフロアパネルに取り付けられるフランジとを有する自動車のメンバ構造であって、
   前記フランジは、
   前記本体部から外側に向けて延設された第１フランジ部と、
   該第１フランジ部に連続し、前記フロアパネル側に折り曲げられて前記本体部側に向けて延設された第２フランジ部とを備え、
   前記本体部を挟んで対向する前記第２フランジ部同士は、互いに接触している
   ことを特徴とする自動車のメンバ構造。
2. 請求項１に記載する自動車のメンバ構造において、
   前記本体部を挟んで対向する前記第２フランジ部同士は、前記フロアパネル側又は前記フロアパネルとは反対側に向けて屈曲した屈曲部を有し、各屈曲部同士が面接触している
   ことを特徴とする自動車のメンバ構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載する自動車のメンバ構造において、
   前記フランジの端部は、前記フロアパネルとは離れる方向に屈曲され、
   前記フランジの端部と前記フロアパネルとの間に、ボディシーラーが設けられている
   ことを特徴とする自動車のメンバ構造。
4. 請求項１から請求項３の何れか一項に記載する自動車のメンバ構造において、
   前記フランジは、前記本体部とで閉断面を形成するリンフォースを介して前記フロアパネルに接合されている
   ことを特徴とする自動車のメンバ構造。

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