JP6992954B2 - 車体骨格の継手構造 - Google Patents

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Description

本発明は、車体骨格の継手構造に関する。
下記特許文献1には、多角形状断面を有する二つの閉断面部材が直列に接合された車体骨格の継手構造において、当該二つの閉断面部材は、それぞれの継手が形成される側の端部に、閉断面部と、当該閉断面部に隣接して閉断面部材の長手方向に沿って延在された凸部と、が形成された車体骨格の継手構造が開示されている。これらの凸部は、閉断面部の中心に向かって開放された断面形状を有し、一方の閉断面部材の凸部の内側に、他方の閉断面部材の閉断面部が長手方向に直交する方向から挿入されることにより、一方の閉断面部材の凸部と他方の閉断面部材の閉断面部とが重ね合わせられる。また、他方の閉断面部材の凸部の内側に、一方の閉断面部材の閉断面部が長手方向に直交する方向から挿入されることにより、他方の閉断面部材の凸部と一方の閉断面部材の閉断面部とが重ね合わせられるため、二つの閉断面部材の断面全体が接合されている。これにより、剛性の確保が可能でかつ汎用性のある車体骨格の継手構造を構成することができる。
特開2010-215125公報
しかしながら、特許文献1に記載された車体骨格の継手構造では、多角形状断面を有する二つの閉断面部材の形状は複雑になるため、車体骨格部材としての組立性はよくても、二つの閉断面部材自体の成形性は高くない。とりわけ、一方の閉断面部材の凸部と他方の閉断面部材の閉断面部とを重ね合わせるためには、一方の閉断面部材のうち凸部が形成されていない部分を閉断面部の中心に向かって凹ませる必要がある。このような凹み部分の成形は、成形後の弾性回復(変形)を考慮して成形する必要があるため、凹み部分を精度よく成形することは容易ではない。また、このような継手構造では、継手構造の一方の閉断面部材の凹み部分が設けられている側から継手部分に荷重が作用した場合は、継手部材の曲げ剛性を高い剛性にすることができるものの、当該凹み部分が設けられている側の反対側から継手部分に荷重が作用した場合には、継手部材の曲げ剛性は低下する。さらに、このような継手構造では、継手構造の長手方向を軸方向とする捩り荷重について、一方の回転方向の捩り荷重に対しては、捩り剛性を高い剛性にすることができるものの、もう一方の回転方向の捩り荷重に対しては、捩り剛性は低下する。これらのことから、車体骨格の継手構造の成形性と組立性を共に向上し、しかも、どの方向からの荷重に対しても曲げ剛性及び捩り剛性を確保する点で改善の余地がある。
本発明は、上記事実を考慮し、成形性と組立性を共に向上させることができ、しかも、どの方向からの曲げ荷重及び捩り荷重に対しても曲げ剛性及び捩り剛性を確保することができる車体骨格の継手構造を得ることが目的である。
請求項1に記載の車体骨格の継手構造は、継手が形成される側の端部である第1端部が閉断面に形成され、前記第1端部の一部が、当該第1端部の外側へ向けて長手方向に沿って突出された第1突出部を備え、前記第1突出部の外周面に連続する外周面を有する第1部材と、前記継手が形成される側の端部である第2端部に、前記第1端部の前記閉断面の外形と略同一の形状の開口を有する開口部を備えると共に前記開口部から内部へ向けて前記第1部材が嵌入可能とされ、嵌入方向に垂直に切断した断面の形状が前記第1端部の前記閉断面の前記外形と略同一の形状とされる空間が内部に形成された嵌入部を備え、前記第1部材が、前記第1突出部の外周部を前記開口部の内側面に当接させた状態で前記嵌入部に嵌入され、前記第1突出部及び前記第1部材は、前記嵌入部に篏入されることにより継手構造が構成される第2部材と、を備える。
請求項1に記載の車体骨格の継手構造によれば、第1部材は、第1端部の一部に第1突出部を備え、第2部材は、第1端部の閉断面の外形と略同一の形状を有する開口部と第1部材が嵌入可能とされる嵌入部を備えればよいため、継手構造を構成する第1部材と第2部材の成形性を向上することができる。また、第1突出部の外周面に連続する外周面を有する第1部材は、1つの部品を切断することで成形される。そのため、第1部材の成形性を向上させることができる。
また、第2部材の嵌入部に第1部材を嵌入するだけで継手構造を構成することができるため、継手構造の組立性を向上することができる。これに加えて、第1部材は、第1突出部の外周部を前記開口部の内側面に当接させた状態で前記嵌入部に嵌入されるため、第2部材の開口部は、第1突出部により弾性変形が可能な程度に、すなわち、塑性変形しない程度に拡げられる。これにより、第1端部の閉断面の外形と第2部材の開口部とが略同一の形状であっても、第1部材を第2部材に容易に嵌入することができ、継手構造の組立性を向上することができる。
さらに、本発明に係る継手構造は、第2部材の嵌入部に第1部材が嵌入されている構造であるので、継手部分にどの方向から荷重が負荷されても、一様に曲げ剛性及び捩り剛性を確保することができる。また、第1部材が第2部材に嵌入される構造であるため、継手部分に負荷された荷重を第1部材と第2部材の両方で受け持つことができる。これにより、継手構造全体として高い曲げ剛性及び捩り剛性を確保することができる。
請求項2に記載の車体骨格の継手構造は、請求項1に記載の車体骨格の継手構造において、前記第1端部の前記閉断面と前記第2端部の前記開口部は、多角形状に形成され、前記第1突出部は、前記第1端部の前記閉断面の一つの角部が最も突出するように、前記第1部材の端部を斜めに切断して形成されている。
請求項2に記載の車体骨格の継手構造によれば、斜めに切断することで簡単に第1部材を成形することができるので、成形性を向上させることができる。また、第1端部の閉断面の外形と第2部材の開口部とが略同一の形状であっても、第1部材を第2部材により容易に嵌入することができ、継手構造の組立性を向上させることができる。
請求項に記載の車体骨格の継手構造は、請求項1に記載の車体骨格の継手構造において、前記第1端部の前記閉断面と前記第2端部の前記開口部は、多角形状に形成され、前記第1突出部は、前記第1端部の前記閉断面の一つ以上の角部及び当該角部に隣接すると共に当該角部を形成する二つの辺部のそれぞれの少なくとも一部を突出させて形成されている。
請求項に記載の車体骨格の継手構造によれば、第1突出部は、角部を有して形成されているため、角部を含む第1突出部の外側部の稜線と開口部から嵌入部にかけて形成されている第2部材の内部の稜線とを一致させることができる。このため、第1部材を回転させることなく第1端部の閉断面の中心位置と開口部の中心位置とを合わせることができ、第1部材を第2部材に容易に嵌入することができる。これにより、継手構造の組立性を更に向上することができる。
請求項に記載の車体骨格の継手構造は、継手が形成される側の端部である第1端部が閉断面に形成された第1部材と、前記継手が形成される側の端部である第2端部に、前記第1部材の前記第1端部の閉断面の外形と略同一の形状の開口を有する開口部と、前記開口部から内部へ向けて前記第1部材が嵌入可能とされ、嵌入方向に垂直に切断した断面の形状が前記第1端部の前記閉断面の前記外形と略同一の形状とされる空間が内部に形成された嵌入部と、前記開口部の外周に隣接する前記第2端部の一部が、当該第2端部の外側へ向けて前記開口部の開放方向に沿って突出された第2突出部と、を備え、前記第1部材が、前記第1端部の外周部を前記第2突出部の内側面に当接させた状態で前記嵌入部に嵌入されることにより継手構造が構成される第2部材と、を備え、前記第2部材は、前記嵌入部に嵌入された前記第1部材の先端部が位置する前記嵌入部の内側端部に、前記第1部材の前記先端部と略同一形状の凹部を備えている
請求項に記載の車体骨格の継手構造によれば、第2部材に、開口部に隣接する第2端部の一部が、第2端部の外側へ向けて開口部の開放方向に沿って突出された第2突出部を備えればよいため、継手構造を構成する第1部材と第2部材の成形性を向上することができる。
また、第2部材の嵌入部に第1部材を嵌入するだけで継手構造を構成することができるため、継手構造の組立性を向上することができる。これに加えて、第1部材は、その外側面を第2突出部の内側面に当接させた状態で前記嵌入部に嵌入されるため、第2部材の開口部は、第1突出部により弾性変形が可能な程度に、すなわち、塑性変形しない程度に拡げられる。これにより、第1端部の閉断面の外形と第2部材の開口部とが略同一の形状であっても、第1部材を第2部材に容易に嵌入することができ、継手構造の組立性を向上することができる。
さらに、本発明に係る継手構造は、第2部材の嵌入部に第1部材が嵌入されている構造であるので、継手部分にどの方向から荷重が負荷されても、一様に曲げ剛性及び捩り剛性を確保することができる。また、第1部材が第2部材に嵌入されている構造であるため、負荷された荷重を第1部材と第2部材の両方で受け持つことができる。これにより、継手構造全体として高い曲げ剛性及び捩り剛性を確保することができる。
また、第2部材は、嵌入部の内側端部に、第1部材の先端部と略同一形状を有し、第1部材の先端部と嵌合される凹部を備えている。このため、第1部材の継手が形成されていない側の端部から継手部分へ向けて継手構造の長手方向の荷重が負荷された際に、負荷された荷重は、第2部材の嵌入部内部の凹部を介して第2部材に伝達される。これにより、継手部分の変形を抑制することができるため、継手構造の長手方向から負荷される荷重に対して圧縮剛性を確保することができる
請求項に記載の車体骨格の継手構造は、請求項に記載の自車体骨格の継手構造において、前記第1端部の前記閉断面と前記第2端部の前記開口部は、多角形状に形成され、前記第2突出部は、前記開口部の一つ以上の角部及び当該角部に隣接すると共に当該角部を形成する二つの辺部のそれぞれの少なくとも一部に隣接する前記第2端部の一部を突出させて形成されている。
請求項に記載の車体骨格の継手構造によれば、第2突出部は、角部を有して形成されているため、角部を含む第2突出部の内側部の稜線と第1部材の外側部の稜線とを一致させることができる。このため、第1部材を回転させることなく第1端部の閉断面の中心位置と開口部の中心位置とを合わせることができる、第1部材を第2部材に容易に嵌入することができる。これにより、継手構造の組立性を更に向上することができる。
請求項6に記載の車体骨格の継手構造は、継手が形成される側の端部である第1端部が閉断面に形成され、前記第1端部の一部が、当該第1端部の外側へ向けて長手方向に沿って突出された第1突出部を備えた第1部材と、前記継手が形成される側の端部である第2端部に、前記第1端部の前記閉断面の外形と略同一の形状の開口を有する開口部を備えると共に前記開口部から内部へ向けて前記第1部材が嵌入可能とされ、嵌入方向に垂直に切断した断面の形状が前記第1端部の前記閉断面の前記外形と略同一の形状とされる空間が内部に形成された嵌入部を備え、前記第1部材が、前記第1突出部の外周部を前記開口部の内側面に当接させた状態で前記嵌入部に嵌入されることにより継手構造が構成される第2部材と、を備え、前記第2部材は、前記嵌入部に嵌入された前記第1部材の先端部が位置する前記嵌入部の内側端部に、前記第1部材の前記先端部と略同一形状の凹部を備えている。
請求項に記載の車体骨格の継手構造によれば、第2部材は、嵌入部の内側端部に、第1部材の先端部と略同一形状を有し、第1部材の先端部と嵌合される凹部を備えている。このため、第1部材の継手が形成されていない側の端部から継手部分へ向けて継手構造の長手方向の荷重が負荷された際に、負荷された荷重は、第2部材の嵌入部内部の凹部を介して第2部材に伝達される。これにより、継手部分の変形を抑制することができるため、継手構造の長手方向から負荷される荷重に対して圧縮剛性を確保することができる。
請求項に記載の車体骨格の継手構造は、請求項から請求項の何れか1項に記載の車体骨格の継手構造において、前記第1部材は、前記第2部材に嵌入された状態で前記第2端部に当接されると共に当該当接された部分の外側面の少なくとも一部が前記第2部材の外側面と連続して継手構造の外側面が形成される鍔部を備えている。
請求項に記載の車体骨格の継手構造によれば、第1部材は、第2端部に当接されると共に当該当接された部分の外側面の少なくとも一部が第2部材の外側面と連続して継手構造の外側面を形成する鍔部を備えている。このため、第1部材の継手が形成されていない側の端部から継手部分へ向けて継手構造の長手方向の荷重が負荷された際に、負荷された荷重は、鍔部を介して第2部材に伝達される。これにより、継手部分の変形を抑制することができるため、継手構造の長手方向から負荷される荷重に対して圧縮剛性を確保することができる。
以上説明したように、請求項1に係る車体骨格の継手構造は、成形性と組立性を共に向上させることができ、しかも、どの方向からの曲げ荷重及び捩り荷重に対しても曲げ剛性及び捩り剛性を確保することができるという優れた効果を有する。
請求項2に係る車体骨格の継手構造は、斜めに切断することで簡単に第1部材を成形することができるので、成形性を向上させることができるという優れた効果を有する。また、第1部材を第2部材により容易に嵌入することができ、継手構造の組立性を向上させることができるという優れた効果を有する。
請求項に係る車体骨格の継手構造は、第1突出部は角部を有して形成されているため、継手構造の組立性を更に向上することができるという優れた効果を有する。
請求項に係る車体骨格の継手構造は、成形性と組立性を共に向上させることができ、しかも、どの方向からの曲げ荷重及び捩り荷重に対しても曲げ剛性及び捩り剛性を確保することができるという優れた効果を有する。また、第1部材の先端部と嵌合される凹部を備えることにより、継手構造の長手方向から負荷される荷重に対して圧縮剛性を確保することができるという優れた効果を有する
請求項に係る車体骨格の継手構造は、第2突出部が角部を有して形成されているため、継手構造の組立性を更に向上することができるという優れた効果を有する。
請求項に係る車体骨格の継手構造は、第1部材の先端部と嵌合される凹部を備えることにより、継手構造の長手方向から負荷される荷重に対して圧縮剛性を確保することができるという優れた効果を有する。
請求項に係る車体骨格の継手構造は、第2端部に当接されると共に外側面が第2部材の外側面と連続して継手構造の外側面を形成する鍔部を備えることにより、継手構造の長手方向から負荷される荷重に対して圧縮剛性を確保することができるという優れた効果を有する。
第1実施形態に係る車体骨格の継手構造を構成する第1部材と第2部材を車両後方側から見た概略斜視図である。 第1実施形態に係る車体骨格の継手構造が構成された状態を車両後方側から見た概略斜視図である。 第1実施形態に係る車体骨格の継手構造を構成する第1部材の第1突出部が、第2部材の開口部に当接された状態を車両後方側から見た概略斜視図である。 図3Aに示された車体骨格の継手構造を車両側面から見た概略側面図である。 図3Aに示された第1部材の第1端部が、第2部材の開口部に嵌入されている状態を車両後方側から見た概略斜視図である。 図3Aに示された第1部材が、第2部材に嵌入されている状態を車両後方側から見た概略斜視図である。 第1実施形態の第1変形例に係る車体骨格の継手構造を構成する第1部材を車両後方側から見た概略斜視図である。 第1実施形態の第2変形例に係る車体骨格の継手構造を構成し、第1突出部の先端側の形状が側面視及び平面視で曲線形状に形成された第1部材を車両後方側から見た概略斜視図である。 第1実施形態の第2変形例に係る車体骨格の継手構造を構成し、第1突出部の先端側に図5Aに示された形状と別の曲線形状が形成された第1部材を車両後方側から見た概略斜視図である。 第1実施形態の第3変形例に係る車体骨格の継手構造を構成する第1部材を車両後方側から見た概略斜視図である。 第1実施形態の第4変形例に係る車体骨格の継手構造を構成する第1部材と第2部材を車両後方側から見た概略斜視図である。 第1実施形態の第5変形例に係る車体骨格の継手構造を構成する第1部材と第2部材を車両後方側から見た概略斜視図である。 第2実施形態に係る車体骨格の継手構造を構成する第1部材と第2部材を車両後方側から見た概略斜視図である。 第2実施形態の変形例に係る車体骨格の継手構造を構成する第1部材と第2部材を車両後方側から見た概略斜視図である。 第3実施形態に係る車体骨格の継手構造を構成する第1部材と第2部材を車両後方側から見た概略斜視図である。 第3実施形態に係る車体骨格の継手構造が構成された状態を車両後方側から見た概略斜視図である。 第4実施形態に係る車体骨格の継手構造を構成する第1部材と第2部材を車両後方側から見た概略斜視図である。 第4実施形態に係る車体骨格の継手構造が構成された状態を車両後方側から見た概略斜視図である。
(第1実施形態)
以下、図1~図3Dを用いて、本発明の第1実施形態に係る車体骨格の継手構造について説明する。以下の図において、矢印FRは車体前方側を示し、矢印UPは車体上方側を示し、矢印Wは車体幅方向を示している。
図1及び図2には、本実施形態に係る車体骨格の継手構造の一例として、車両前方側の車両幅方向外側かつ車両上下方向下側に、車体前後方向に沿って延在されたフロントサイドメンバに適用された車体骨格の継手構造としての継手10が示されている。継手10は、一体成形された鋼製の角パイプによって構成された第1部材14が、一体成形された鋼製の中実材によって構成された第2部材16に嵌入されることにより構成されている。
第1部材14の第2部材16と接合される側の端部(車両後方側端部)である第1端部20には、背面視で四角形状の閉断面が形成されており、その端面は、第1閉断面22とされている。第1閉断面22の一部を形成する車両上下方向下方側かつ一方の車両幅方向端部には、背面視で略逆L字状に形成されると共に第1閉断面22から外側(車両後方側)へ向けて第1部材14の長手方向(車両前後方向)に沿って突出された第1突出部24が備えられている。
第1突出部24は、第1閉断面22の車両上下方向下方側かつ一方の車両幅方向端部の角部である第1角部30と、第1角部30を形成する第1閉断面22の二つの辺部であり、車両上下方向へ向けて延在された第1縦辺部32の少なくとも一部及び車両幅方向へ向けて延在された第1横辺部34の少なくとも一部と、に亘って備えられている。第1突出部24のうち、第1部材14の側部において長手方向に延在された稜線のうち第1角部30を通過する第1稜線36が、第1角部30から外側へ向けて延在された部分が第1突出角部24Aとされ、第1縦辺部32及び第1横辺部34の少なくとも一部が外側へ向けて延在された部分が第1縦突出部24B及び第1横突出部24Cとされている。
なお、ここでは、第1突出部24は、第1閉断面22の車両上下方向下方側かつ一方の車両幅方向端部に、背面視で略逆L字状に形成された状態で備えられていると説明したが、これに限らず、第1突出部は、第1閉断面22の車両上下方向下方側かつ他方の車両幅方向端部に背面視で略L字状に形成された状態で備えられてもよい。また、第1突出部は、第1閉断面22の車両上下方向上方側かつ車両幅方向端部に背面視で略逆L字状に形成された状態で備えられてもよい。
また、ここでは、第1部材14は、一体成形された鋼製の角パイプによって構成されているとして説明したが、これに限らず、第1部材は、例えば、その車幅方向外側部を構成するアウタ部材と、その車幅方向内側部を構成するインナ部材と、が接合されることにより構成されるように、二つ以上の部材が接合されることにより構成されてもよい。
さらに、ここでは、第1部材14の材質は、鋼製として説明したが、これに限らず、構造材として使用されるものであればよく、一例として、鉄鋼以外の金属(例えば、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金等)、プラスチック(例えば、CFRP(炭素繊維強化樹脂)、GFRP(ガラス繊維強化樹脂)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)等のエンジニアリング・プラスチック)が適用されてもよい。
第2部材16の第1部材14と接合される側の端部(車両前方側端部)である第2端部40には、第1部材14の第1閉断面22の外形と略同一の車両正面視で四角形状の開口が形成された開口部42が備えられている。また、第2部材16には、開口部42から第2部材16の内部へ向けて、第1部材14が嵌入可能とされ、第1部材14の嵌入方向に垂直に切断した断面の形状が第1閉断面22の外形と略同一の形状とされる空間が内部に形成された嵌入部44が備えられている。
なお、ここでは、第2部材16は、鋼製の中実材によって一体成形されているとして説明したが、これに限らず、第2部材は、例えばパイプ材のような中空部材によって構成されてもよい。また、第2部材は、例えば、その車幅方向外側部を構成するアウタ部材と、その車幅方向内側部を構成するインナ部材と、が接合されて構成されるように二つ以上の部材が接合されることにより構成されてもよい。
また、第2部材16の材質は、鋼製として説明したが、これに限らず、構造材として使用されるものであればよく、一例として、鉄鋼以外の金属(例えば、アルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金等)、プラスチック(例えば、CFRP(炭素繊維強化樹脂)、GFRP(ガラス繊維強化樹脂)、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)等のエンジニアリング・プラスチック)が適用されてもよい。
図2には、第1部材14が第2部材16に嵌入されて継手10が構成された状態が示されている。嵌入部44には、嵌入部44の内部空間を形成すると共に第1突出部24を備えた第1部材14が嵌入される際に、第1突出部24の外周部としての第1突出部外周面28と第1部材14の外周部である第1部材外周面18とが当接される内側面としての第2内側面46が備えられている。また、第1部材14は、第1突出部24の先端面26が第2部材16の嵌入部44の内側端部である内端面48に当接された状態で嵌入されている。
以下、継手構造の接合方法について説明しつつ、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
図3Aから図3Dには、第1部材14が第2部材16に嵌入される状態が段階的に示されている。図3A及び図3Bには、第2部材16に嵌入される第1突出部24の第1突出部外周面28が第2内側面46に当接された状態が示されている。第1部材14が、第2部材16に嵌入される際には、はじめに、第1突出部24が開口部42に嵌入され、嵌入部44の第2内側面46によって形成される角部である第2角部50に第1突出角部24Aが当接される。次に、図3Cに示されるように、第1縦突出部24B及び第1横突出部24Cが、第2角部50を形成する第2内側面46のうち車両上下方向へ向けて延在された第2縦辺部46A及び車両幅方向へ向けて延在された第2横辺部46Bに当接するように第1突出部24が嵌入される。さらに、図3Dに示されるように、第1突出部外周面28と第1部材外周面18とが第2内側面46に当接された状態で第1部材14が嵌入部44に挿入されている。
本実施形態の車体骨格の継手構造によれば、第2部材16の嵌入部44に第1部材14を嵌入するだけで継手構造を構成することができるため、継手10の組立性を向上することができる。これに加えて、第1部材14は、第1突出部24の第1突出部外周面28を第2内側面46に当接させた状態で嵌入部44に嵌入されるため、第2部材16の開口部42は、第1突出部24により弾性変形が可能な程度に、すなわち、塑性変形しない程度に拡げられる。このため、第1閉断面22の外形と第2部材16の開口部42とが略同一の形状であっても、第1部材14の先端面26にテーパ等を設けることなく、第1部材14を第2部材16に容易に嵌入することができる。これにより、継手10の組立性を向上することができる。
さらに、第1突出部24は、第2角部50と第2角部50を形成する第2縦辺部46A及び第2横辺部46Bとに当接されて嵌入部44に嵌入される。このため、第1部材14を第2部材16に嵌入する際に、第1部材14を回転させることなく第1端部20の第1閉断面22の中心位置と開口部42の中心位置とを合わせることができる。これにより、第1部材14を第2部材16に容易に嵌入することができ、継手10の組立性を更に向上することができる。
また、本実施形態によれば、第1部材14は、第2部材16に嵌入された第1部材外周面18が嵌入部44の第2内側面46に当接された状態で第2部材16の嵌入部44に嵌入されている。このため、継手10を車両上下方向に変形させる(撓ませる)ように、継手10に曲げモーメントが負荷されても、車両上方側に変形する場合と車両下方側に変形する場合とで曲げ剛性に差が生じない。同様に、継手10を車両幅方向に変形させるように、継手10に曲げモーメントが負荷されても、車両幅方向左側に変形する場合と車両幅方向右側に変形する場合とで曲げ剛性に差が生じない。このため、継手10にどの方向から荷重が負荷されても、一様に曲げ剛性を確保することができる。また、第1部材14が第2部材16に嵌入されているため、継手10に負荷された荷重を第1部材14と第2部材16の両方で受け持つことができる。これにより、継手10の高い曲げ剛性を確保することができる。
捩り荷重に対しても同様の作用効果を得ることができる。第1部材外周面18が第2内側面46に当接された状態で第2部材16に嵌入されている継手10の長手方向を軸方向として、車両正面視で時計回りの方向に捩り荷重が作用した場合と反時計回りの方向に部分に捩り荷重が作用した場合とで捩り剛性に差が生じない。これにより、継手10にどの回転方向の捩り荷重が負荷されても、一様に曲げ剛性を確保することができる。また、第1部材14が第2部材16に嵌入されているため、継手10に負荷された荷重を第1部材14と第2部材16の両方で受け持つことができる。これにより、継手10の高い捩り剛性を確保することができる。
さらに、本実施形態によれば、第1部材14は、第1端部20の一部に第1突出部24を備えればよく、第2部材16は、第1閉断面22の外形と略同一の形状を有する開口部42と第1部材14が嵌入可能とされる嵌入部44を備えればよいため、継手10を構成する第1部材14と第2部材16の成形性を向上することができる。
以上説明したように、本実施形態に係る車体骨格の継手構造は、成形性と組立性を共に向上させることができ、しかも、どの方向からの曲げ荷重及び捩り荷重に対しても曲げ剛性及び捩り剛性を確保することができる車体骨格の継手構造を得ることができる。
(実施形態の第1変形例)
次に、図4を用いて、本実施形態の第1変形例について説明する。
この第1変形例に係る車体骨格の継手構造では、基本的な構成は前述した実施形態で説明した継手10と略同様とされている。すなわち、本変形例に係る継手58は、鋼製の角パイプによって一体成形された第1部材60が、鋼製の中実材によって一体成形された第2部材16に嵌入されることにより構成されている。
但し、本変形例では、第1突出部62は、第1閉断面64の第1角部66及び第1角部66の対角側にある対角部68以外の角部が、第1部材60の外側へ向けて延在され、当該延在された部分の先端が、第1閉断面64の辺部に沿って連続的かつ直線的に接続されることにより形成されている。
(実施形態の第1変形例の作用・効果)
このような第1突出部62は、例えば、第1部材60を斜めに切断することで簡単に成形することができる。これにより、前述した実施形態と同様に、第1部材60に簡単に第1突出部62を備えることができるため、継手58を構成する第1部材60と第2部材16の成形性を向上することができる。
また、前述した実施形態と同様に、第2部材16の嵌入部44に第1部材60を嵌入するだけで継手構造を構成することができるため、継手58の組立性を向上することができる。これに加えて、第1閉断面64の外形と第2部材16の開口部42とが略同一の形状であっても、第1部材60を第2部材16に容易に嵌入することができるため、継手58の組立性を向上することができる。また、第1部材60を第2部材16に嵌入する際に、第1部材60を回転させることなく第1閉断面64の中心位置と開口部42の中心位置とを合わせることができるため、第1部材60を第2部材16に容易に嵌入することができる。これにより、継手58の組立性を更に向上することができる。
さらに、前述した実施形態と同様に、第1部材60は、第2部材16に嵌入された第1部材外周面18が嵌入部44の第2内側面46に当接された状態で第2部材16の嵌入部44に嵌入されており、継手58に負荷された荷重を第1部材60と第2部材16の両方で受け持つことができる。これにより、継手58にどの方向及びどの回転方向から曲げ荷重及び捩り荷重が負荷されても、継手58は、一様に高い曲げ剛性及び捩り剛性を確保することができる。
(実施形態の第2変形例)
次に、図5A及び図5Bを用いて、本実施形態の第5変形例について説明する。
この第2変形例に係る車体骨格の継手構造では、基本的な構成は前述した実施形態で説明した継手10と略同様とされている。すなわち、本変形例に係る継手70、71は、第1突出部74、75を備え、前述した実施形態と同様に一体成形された鋼製のパイプ材で構成された第1部材72、73が、一体成形された鋼製の中実材によって第2部材16に嵌入されることにより構成されている。
但し、本変形例では、第1突出部74、75は、先端側(車両後方側)の形状が第1部材の側面視及び平面視で曲線形状に形成されている。すなわち、第1突出角部74A、75Aの先端と第1縦辺部32及び第1横辺部34とが曲線で繋がれている。
(実施形態の第2変形例の作用・効果)
前述した実施形態と同様に、第1部材72、73は、第1閉断面22に第1突出部74、75を備えればよいため、継手構造を構成する第1部材72、73と第2部材16の成形性を向上することができる。
また、前述した実施形態と同様に、第2部材16に第1部材72、73を嵌入するだけで継手構造を構成することができるため、継手70、71の組立性を向上することができる。さらに、第1突出部74、75を第2角部50に合わせることにより、第1閉断面22の中心位置と開口部42の中心位置とを容易に合わせることができるため、第1部材72、73を第2部材16に容易に嵌入することができる。これにより、継手70、71の組立性を更に向上することができる。
さらに、前述した実施形態と同様に、第1部材72、73は、第2部材16に嵌入されているため継手70、71に負荷された荷重を第1部材72、73と第2部材16の両方で受け持つことができる。これにより、継手70、71にどの方向及びどの回転方向から曲げ荷重及び捩り荷重が負荷されても、継手70、71は、一様に高い曲げ剛性及び捩り剛性を確保することができる。
(実施形態の第3変形例)
次に、図6を用いて、本実施形態の第3変形例について説明する。
この第3変形例に係る車体骨格の継手構造では、基本的な構成は前述した実施形態で説明した継手10と略同様とされている。すなわち、本変形例に係る継手79は、第1突出部82を備え、第1閉断面84が背面視で略四角形状に形成された第1部材80が、鋼製の中実材によって一体成形された第2部材16に嵌入されることにより構成されている。
但し、本変形例では、第1部材80は、鋼製の中実材で構成されている。また、第1閉断面84の一部が外側に突出された第1突出部82は、三角柱状に形成されている。
(実施形態の第3変形例の作用・効果)
前述した実施形態と同様に、第1部材80は、第1閉断面84に第1突出部82を備えればよいため、継手構造を構成する第1部材80と第2部材16の成形性を向上することができる。
また、前述した実施形態と同様に、第2部材16に第1部材80を嵌入するだけで継手構造を構成することができるため、継手79の組立性を向上することができる。さらに、第1突出部82を第2角部50に合わせることにより、第1閉断面84の中心位置と開口部42の中心位置とを容易に合わせることができるため、第1部材80を第2部材16に容易に嵌入することができる。これにより、継手79の組立性を更に向上することができる。
さらに、前述した実施形態と同様に、第1部材80は、第2部材16に嵌入された第1部材外周面86が嵌入部44の第2内側面46に当接された状態で第2部材16の嵌入部44に嵌入されており、継手79に負荷された荷重を第1部材80と第2部材16の両方で受け持つことができる。これにより、継手79にどの方向及びどの回転方向から曲げ荷重及び捩り荷重が負荷されても、継手79は、一様に高い曲げ剛性及び捩り剛性を確保することができる。
(実施形態の第4変形例)
次に、図7を用いて、本実施形態の第4変形例について説明する。
この第4変形例に係る車体骨格の継手構造では、基本的な構成は前述した実施形態で説明した継手10と略同様とされている。すなわち、本変形例に係る継手88は、第1突出部92を備えた第1部材90が、鋼製の中実材によって一体成形された第2部材95に嵌入されることにより構成されている。
但し、本変形例では、第1部材90に、車両幅方向両端にフランジ部90A1を備え、車両幅方向かつ車両上下方向に沿って切断した切断面が、車両方向下方側へ向けて開放された略ハット上に形成された上側部材90Aを備えられている。また、車両幅方向両端にフランジ部90B1を備え、車両幅方向かつ車両上下方向に沿って切断した切断面が、車両方向上方側へ向けて開放された略ハット上に形成された下側部材90Bが備えられている。第1部材90は、上側部材90Aと下側部材90Bとがお互いのフランジ部90A1、90B1を接合させることにより構成され、第1閉断面94が背面視で略六角形状に形成されている。第2部材95の第1部材90と接合される側の端部である第2端部89には、第1閉断面94の外形と略同一の車両正面視で六角形状の開口が形成された開口部97が備えられている。また、開口部97から第2部材95の内部へ向けて、第1部材90が嵌入可能とされ、第1部材90の嵌入方向に垂直に切断した断面の形状が第1閉断面94の外形と略同一の形状とされる空間が内部に形成された嵌入部98が備えられている。
(実施形態の第4変形例の作用・効果)
前述した実施形態と同様に、第1部材90は、第1閉断面94に第1突出部92を備えればよいため、継手構造を構成する第1部材90と第2部材95の成形性を向上することができる。
また、前述した実施形態と同様に、第2部材95の嵌入部98に第1部材90を嵌入するだけで継手構造を構成することができるため、継手88の組立性を向上することができる。これに加えて、第1部材90に第1突出部92が備えられていることにより、第1閉断面94の外形と第2部材95の開口部97とが略同一の形状であっても、第1部材90を第2部材95に容易に嵌入することができるため、継手88の組立性を向上することができる。
さらに、前述した実施形態と同様に、第1部材90は、第2部材95に嵌入された第1部材外周面96が嵌入部98に当接された状態で第2部材95の嵌入部98に嵌入されており、継手88に負荷された荷重を第1部材90と第2部材95の両方で受け持つことができる。これにより、継手88にどの方向及びどの回転方向から曲げ荷重及び捩り荷重が負荷されても、継手88は、一様に高い曲げ剛性及び捩り剛性を確保することができる。
(実施形態の第5変形例)
次に、図8を用いて、本実施形態の第5変形例について説明する。
この第5変形例に係る車体骨格の継手構造では、基本的な構成は前述した実施形態で説明した継手10と略同様とされている。すなわち、本変形例に係る継手99は、第1突出部101を備えた第1部材100が、鋼製の中実材によって一体成形された第2部材104に嵌入されることにより構成されている。
但し、本変形例では、第1部材100は、円筒のパイプ材により構成され、第1閉断面102が背面視で略円環状に形成されている。第1突出部101は、第1閉断面102の一部が外側に突出されているため、背面視で円弧状に形成されている。第2部材104の第1部材100と接合される側の端部である第2端部107には、第1閉断面102の外形と略同一の車両正面視で略円形状の開口が形成された開口部105が備えられている。また、開口部105から第2部材104の内部へ向けて、第1部材100が嵌入可能とされ、第1部材100の嵌入方向に垂直に切断した断面の形状が第1閉断面102の外形と略同一の形状とされる空間が内部に形成された嵌入部106が備えられている。
(実施形態の第5変形例の作用・効果)
前述した実施形態と同様に、第1部材100は、第1閉断面102に第1突出部101を備えればよいため、継手構造を構成する第1部材100と第2部材104の成形性を向上することができる。
また、前述した実施形態と同様に、第2部材104の嵌入部106に第1部材100を嵌入するだけで継手構造を構成することができるため、継手99の組立性を向上することができる。これに加えて、第1部材100に第1突出部101が備えられていることにより、第1閉断面102の外形と第2部材104の開口部105とが略同一の形状であっても第1部材100を第2部材104に容易に嵌入することができるため、継手99の組立性を向上することができる。
さらに、前述した実施形態と同様に、第1部材100は、第1部材外周面103を嵌入部106の内側面に当接させた状態で第2部材104に嵌入されており、継手99に負荷された荷重を第1部材100と第2部材の両方で受け持つことができる。これにより、継手99にどの方向及びどの回転方向から曲げ荷重及び捩り荷重が負荷されても、継手99は、一様に高い曲げ剛性及び捩り剛性を確保することができる。
(第2実施形態)
次に、図9及び図10を用いて、本発明に係る車体骨格の継手構造の第2実施形態について説明する。なお、前述した第1実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
図9に示されるように、この第2実施形態に係る車体骨格の継手構造としての継手108は、第1実施形態で説明した継手10と同様に、一体成形された鋼製の角パイプによって構成された第1部材110が、一体成形された鋼製の中実材によって構成された第2部材112に嵌入されることにより構成されている。
第2実施形態では、第1実施形態の第1突出部24に替えて、第2部材112の第2端部40に、開口部42の外周に隣接する第2端部40の一部が第2端部40の外側(車両前方側)へ向けて開口部42の開放方向に沿って突出された第2突出部114が備えられている。
また、第1実施形態と同様に、嵌入部44には、嵌入部44の内部空間を形成すると共に第1部材110が嵌入される際に、第1部材110の外周部である第1部材外周面18が当接される内側面としての第2内側面46が備えられている。第1部材110は、第1部材外周面18が第2内側面46に当接されると共にその先端面となる第1閉断面22が第2部材112の嵌入部44の内端面48に当接された状態で第2部材112に嵌合される。
(第2実施形態の作用・効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
第2実施形態では、第1実施形態の第1突出部24に替えて、第2部材112の第2端部40に第2突出部114が備えられているだけの構成であるので、第1実施形態と同様に継手108の成形性と組立性を共に向上することができる。
また、第2突出部114は、第1部材外周面18が第2突出部114の内側面である第2突出部内側面116に当接させた状態で嵌入部に嵌入される第1部材110により車両幅方向外側かつ車両下方側へ向けて変形される。このように第2突出部114が変形されることにより、第2部材112の開口部42は、弾性変形が可能な程度に、すなわち、塑性変形しない程度に拡げられる。これにより、第1閉断面22の外形と第2部材112の開口部42とが略同一の形状であっても、第1部材110を第2部材112に容易に嵌入することができ、継手108の組立性を更に向上することができる。
さらに、本実施形態によれば、第1実施形態と同様に、第1部材110は、第2部材112に嵌入された第1部材外周面18が嵌入部44の第2内側面46に当接された状態で第2部材112の嵌入部44に嵌入されているため、第1部材110と第2部材112の両方で荷重を受け持つことができる。これにより、継手108にどの方向から曲げ荷重及び捩り荷重が負荷されても、継手108の高い曲げ剛性及び高い捩り剛性を確保することができる。
本実施形態では、先述した作用及び効果に加えて、継手108は、第1部材110が、その先端面となる第1閉断面22を第2部材112の嵌入部44の内端面48に当接させた状態で第2部材112に嵌合されることにより構成されている。このため、車両前後方向に作用する荷重の伝達経路を構成することができ、第1部材110の車両前方側から車両後方側へ向けて継手108の長手方向に沿って第1部材110に荷重が負荷された場合に、内端面48の第1閉断面22に当接されている部分を介して第2部材112の車両後方側へ荷重を伝達させることができる。これにより、継手108の圧縮剛性(軸剛性)を確保することができる。
(第2実施形態の変形例)
次に、図10を用いて、本実施形態の変形例について説明する。
この変形例に係る車体骨格の継手構造では、基本的な構成は前述した第2実施形態で説明した継手108と略同様とされている。すなわち、本変形例に係る継手118は、第1部材120が、第2端部123に第2突出部124が備えられた第2部材122に嵌入されることにより構成されている。
但し、本変形例では、第1部材120は、第1閉断面125が背面視で略六角形状に形成された鋼製の中実材で構成されている。また、第2部材122は、第2端部123及び開口部126が車両正面視で略六角形状に形成された鋼製のパイプ材で構成されている。
上記構成によっても、前述した第2実施形態と同様に継手118の成形性と組立性を共に向上することができ、しかも、継手118にどの方向から曲げ荷重及び捩り荷重が負荷されても、継手118の高い曲げ剛性及び高い捩り剛性を確保することができる。
(第3実施形態)
次に、図11及び図12を用いて、本発明に係る車体骨格の継手構造の第3実施形態について説明する。なお、前述した第1実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
図11及び図12に示されるように、この第3実施形態に係る車体骨格の継手構造としての継手128は、第1実施形態で説明した継手10と同様に、一体成形された鋼製の角パイプによって構成された第1部材130が、鋼製の中実材によって一体成形された第2部材132に嵌入されることにより構成されている。
第3実施形態では、第1実施形態の構成に加えて、第2部材132の嵌入部44の内側端部に、第1部材130の先端部としての第1突出部24と略同一形状の凹部134が備えられている。
(第3実施形態の作用・効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
上記構成によっても、前述した第1実施形態と同様に継手128の成形性と組立性を共に向上することができ、しかも、継手128にどの方向から曲げ荷重及び捩り荷重が負荷されても、継手128の高い曲げ剛性及び捩り剛性を確保することができる。
本実施形態によれば、前述した第1実施形態の作用並びに効果に加えて、継手128は、第1部材130の先端部となる第1突出部24が第2部材132の凹部134に嵌合されていることから、車両前後方向に作用する荷重の伝達経路を構成することができる。このため、第1部材130の車両前方側から車両後方側へ向けて継手128の長手方向に沿って第1部材130に荷重が負荷された場合に、第1突出部24が嵌合されている凹部134を介して第2部材132の車両後方側へ荷重を伝達させることができる。これにより、継手128の圧縮剛性(軸剛性)を確保することができる。
(第4実施形態)
次に、図13及び図14を用いて、本発明に係る車体骨格の継手構造の第4実施形態について説明する。なお、前述した第3実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
図13及び図14に示されるように、この第4実施形態に係る車体骨格の継手構造としての継手138は、第3実施形態で説明した継手128と同様に、鋼製の角パイプによって一体成形された第1部材140が、鋼製の中実材によって一体成形された第2部材132に嵌入されることにより構成されている。また、第2部材132の嵌入部44の内側端部に、第1部材140の先端部としての第1突出部24と略同一形状の凹部134が備えられている。
第4実施形態では、第3実施形態の構成に加えて、第1部材140は、第2部材132に嵌入された状態で第2部材132の第2端部40に当接されると共に当該当接された部分の外側面の少なくとも一部が第2部材132の外側面133と連続して継手構造の外側面が形成される鍔部142を備えている。
(第4実施形態の作用・効果)
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
上記構成によっても、前述した第1実施形態と同様に継手138の成形性と組立性を共に向上することができ、しかも、継手138にどの方向から曲げ荷重及び捩り荷重が負荷されても、継手138の高い曲げ剛性及び捩り剛性を確保することができる。
本実施形態によれば、前述した第3実施形態の作用並びに効果に加えて、鍔部142が備えられていることにより、第2部材132に嵌入された状態で第2部材132に当接された第1部材140の外側面18と第2部材132の外側面133とが連続した継手構造の外側面を形成することができる。このため、第1部材140の車両前方側から車両後方側へ向けて継手138の長手方向に沿って第1部材140に荷重が負荷された場合に、凹部134に嵌合されている第1突出部24と鍔部142を介して第2部材132の車両後方側へ荷重を伝達させることができる。これにより、継手138の圧縮剛性(軸剛性)を確保することができる。
なお、ここでは、第1突出部24、62、74、75、82、92、101及び第2突出部114、124は、第1部材14、60、72、73、80、90、100、110、120.130、140及び第2部材16、95、104、112、122、132と一体で成形されているとしたが、これに限らず、別個に設けられた第1突出部及び第2突出部が、第1部材及び第2部材に溶接等により接合されてもよい。
10 継手(車体骨格の継手構造)
14 第1部材
16 第2部材
20 第1端部
22 第1閉断面(閉断面)
24 第1突出部
28 第1突出部外周面(外周部)
30 第1角部
40 第2端部
42 開口部
44 嵌入部
46 第2内側面(内側面)
58 継手(車体骨格の継手構造)
60 第1部材
62 第1突出部
64 第1閉断面(閉断面)
66 第1角部
70 継手(車体骨格の継手構造)
71 継手(車体骨格の継手構造)
72 第1部材
73 第1部材
74 第1突出部
75 第1突出部
79 継手(車体骨格の継手構造)
80 第1部材
82 第1突出部
84 第1閉断面(閉断面)
88 継手(車体骨格の継手構造)
89 第2端部
90 第1部材
92 第1突出部
94 第1閉断面(閉断面)
95 第2部材
97 開口部
98 嵌入部
99 継手(車体骨格の継手構造)
100 第1部材
101 第1突出部
102 第1閉断面(閉断面)
104 第2部材
105 開口部
106 嵌入部
107 第2端部
108 継手(車体骨格の継手構造)
110 第1部材
112 第2部材
114 第2突出部
118 継手(車体骨格の継手構造)
120 第1部材
122 第2部材
123 第2端部
124 第2突出部
125 第1閉断面
126 開口部
128 継手(車体骨格の継手構造)
130 第1部材
132 第2部材
134 凹部
138 継手(車体骨格の継手構造)
140 第1部材
142 鍔部

Claims (7)

  1. 継手が形成される側の端部である第1端部が閉断面に形成され、前記第1端部の一部が、当該第1端部の外側へ向けて長手方向に沿って突出された第1突出部を備え、前記第1突出部の外周面に連続する外周面を有する第1部材と、
    前記継手が形成される側の端部である第2端部に、前記第1端部の前記閉断面の外形と略同一の形状の開口を有する開口部を備えると共に前記開口部から内部へ向けて前記第1部材が嵌入可能とされ、嵌入方向に垂直に切断した断面の形状が前記第1端部の前記閉断面の前記外形と略同一の形状とされる空間が内部に形成された嵌入部を備え、前記第1部材が、前記第1突出部の外周部を前記開口部の内側面に当接させた状態で前記嵌入部に嵌入され、前記第1突出部及び前記第1部材は、前記嵌入部に篏入されることにより継手構造が構成される第2部材と、
    を備えた車体骨格の継手構造。
  2. 前記第1端部の前記閉断面と前記第2端部の前記開口部は、多角形状に形成され、
    前記第1突出部は、前記第1端部の前記閉断面の一つの角部が最も突出するように、前記第1部材の端部を斜めに切断して形成されている請求項1に記載の車体骨格の継手構造。
  3. 前記第1端部の前記閉断面と前記第2端部の前記開口部は、多角形状に形成され、
    前記第1突出部は、前記第1端部の前記閉断面の一つ以上の角部及び当該角部に隣接すると共に当該角部を形成する二つの辺部のそれぞれの少なくとも一部を突出させて形成されている請求項1に記載の車体骨格の継手構造。
  4. 継手が形成される側の端部である第1端部が閉断面に形成された第1部材と、
    前記継手が形成される側の端部である第2端部に、前記第1部材の前記第1端部の閉断面の外形と略同一の形状の開口を有する開口部と、前記開口部から内部へ向けて前記第1部材が嵌入可能とされ、嵌入方向に垂直に切断した断面の形状が前記第1端部の前記閉断面の前記外形と略同一の形状とされる空間が内部に形成された嵌入部と、前記開口部の外周に隣接する前記第2端部の一部が、当該第2端部の外側へ向けて前記開口部の開放方向に沿って突出された第2突出部と、を備え、前記第1部材が、前記第1端部の外周部を前記第2突出部の内側面に当接させた状態で前記嵌入部に嵌入されることにより継手構造が構成される第2部材と、
    を備え
    前記第2部材は、前記嵌入部に嵌入された前記第1部材の先端部が位置する前記嵌入部の内側端部に、前記第1部材の前記先端部と略同一形状の凹部を備えている車体骨格の継手構造。
  5. 前記第1端部の前記閉断面と前記第2端部の前記開口部は、多角形状に形成され、
    前記第2突出部は、前記開口部の一つ以上の角部及び当該角部に隣接すると共に当該角部を形成する二つの辺部のそれぞれの少なくとも一部に隣接する前記第2端部の一部を突出させて形成されている請求項に記載の車体骨格の継手構造。
  6. 継手が形成される側の端部である第1端部が閉断面に形成され、前記第1端部の一部が、当該第1端部の外側へ向けて長手方向に沿って突出された第1突出部を備えた第1部材と、
    前記継手が形成される側の端部である第2端部に、前記第1端部の前記閉断面の外形と略同一の形状の開口を有する開口部を備えると共に前記開口部から内部へ向けて前記第1部材が嵌入可能とされ、嵌入方向に垂直に切断した断面の形状が前記第1端部の前記閉断面の前記外形と略同一の形状とされる空間が内部に形成された嵌入部を備え、前記第1部材が、前記第1突出部の外周部を前記開口部の内側面に当接させた状態で前記嵌入部に嵌入されることにより継手構造が構成される第2部材と、
    を備え、
    前記第2部材は、前記嵌入部に嵌入された前記第1部材の先端部が位置する前記嵌入部の内側端部に、前記第1部材の前記先端部と略同一形状の凹部を備えている車体骨格の継手構造。
  7. 前記第1部材は、前記第2部材に嵌入された状態で前記第2端部に当接されると共に当該当接された部分の外側面の少なくとも一部が前記第2部材の外側面と連続して継手構造の外側面が形成される鍔部を備えている請求項から請求項の何れか1項に記載の車体骨格の継手構造。
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