JP7115134B2 - Body parts, body part assemblies, and body structures - Google Patents
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Description
本発明は、車体部品、車体部品集合体、およびそれを備えた車体構造に関する。 The present invention relates to a vehicle body component, a vehicle body component assembly, and a vehicle body structure including the same.
特許文献1には、長手軸線方向における衝突前端側から衝突後端側にかけて、長手軸線方向に漸次連続的に徐変させる除変部を形成して、衝突前端側の軸直角断面積に対して前記衝突後端側の軸直角断面積を大きくして、両縦壁の壁面にその長手方向全長に渡って延在する階段状のステップビードを形成した自動車の車体メンバ部材が開示されている。
In
しかし、このような車体メンバ部材は、徐変形状が車体の取付け相手面の設計に影響を及ぼし、その結果として生産コスト増となる問題がある。さらに、この部材に、ブラケット等が取り付く場合は、軸方向圧縮荷重だけでなく、ブラケット取り付け部に曲げ荷重が入力する可能性があり、このような2方向の荷重が同時入力した場合に、断面が小さい衝突前端側への曲げ荷重によりその部分が早期に断面崩壊すると、断面が拡大している衝突後端側の効果が発揮されない懸念もある。 However, such a vehicle body member member has a problem that the gradual deformation affects the design of the mounting mating surface of the vehicle body, resulting in an increase in production cost. Furthermore, when a bracket or the like is attached to this member, not only the axial compressive load but also the bending load may be input to the bracket mounting portion. If the section collapses early due to the bending load toward the collision front end side where the cross section is small, there is a concern that the effect of the collision rear end side where the cross section is enlarged may not be exhibited.
本発明は、上記のような実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸方向圧縮荷重への耐性を確保しつつ設計や生産コスト面でも有利な車体部品、および、当該車体部品を備え軸方向圧縮荷重と曲げ荷重の同時入力への耐性を確保するうえでも有利な車体部品集合体および車体構造を提供することにある。 The present invention has been made in view of the actual situation as described above, and an object of the present invention is to provide a vehicle body part that is advantageous in terms of design and production costs while ensuring resistance to axial compressive loads, and the vehicle body part. An object of the present invention is to provide a vehicle body parts assembly and a vehicle body structure which are also advantageous in ensuring resistance to simultaneous input of axial compressive load and bending load.
上記課題を解決するために、本発明は、
車体のフロアパネルに接合されるクロスメンバー用の車体部品であって、
前記部品の長手軸方向に延在する上面部と、前記上面部の両側に連続して下方に延びかつ前記軸方向に延在する一対の側面部と、前記一対の側面部の下端に連続して側方に延びかつ前記軸方向に延在する一対のフランジ部と、を備え、
前記一対のフランジ部の間隔は前記軸方向全体に亘って一様であり、
前記一対の側面部は、高さ方向の中間部に前記軸方向に延在する段部を有し、前記段部によって区分された側面上部と側面下部とを含み、かつ、前記段部の幅が前記軸方向の一端側に向かって徐々に狭くなる縮幅区間を含んでおり、前記上面部の幅と前記一対の側面部の前記側面上部における間隔は、前記軸方向における前記縮幅区間に対応する区間で徐々に拡大している、車体部品にある。
In order to solve the above problems, the present invention
A vehicle body part for a cross member to be joined to a floor panel of a vehicle body, comprising:
a top surface extending in the longitudinal direction of the part; a pair of side surfaces continuously extending downward from both sides of the top surface and extending in the axial direction; a pair of flanges extending laterally through and extending in the axial direction;
The distance between the pair of flange portions is uniform over the entire axial direction,
The pair of side surface portions has a step portion extending in the axial direction at an intermediate portion in the height direction, includes an upper side portion and a lower side portion separated by the step portion, and has a width of the step portion. includes a narrowed width section that gradually narrows toward one end side in the axial direction, and the width of the upper surface portion and the distance between the pair of side surface portions at the upper portion of the side surface is equal to the narrowed width section in the axial direction. In the body parts, which are gradually enlarged in the corresponding sections.
また本発明は、上記車体部品からなるクロスメンバーと、前記クロスメンバーの前記一端側に隣接して接合されたブラケットとを含む車体部品集合体であって、前記ブラケットは、前記クロスメンバーの前記上面部から上方に延びる脚部と、前記脚部の上端に位置した他部品のための取付け部とを備えている、車体部品集合体にもある。 The present invention also provides a vehicle body parts assembly including a cross member made of the vehicle body part described above and a bracket joined adjacent to the one end side of the cross member, wherein the bracket is attached to the upper surface of the cross member. There is also a body part assembly comprising a leg extending upwardly from the part and a mounting part for another part located at the upper end of said leg.
本発明に係る車体部品は、上記構成により、段部を設けたことによる軸方向圧縮荷重に対する有効幅の増加と、段部の縮幅区間を設けたことによる断面拡大によって、軸方向圧縮荷重への耐性を確保しながらも、側面下部以下の断面形状、および、車体フロアパネルへの接合部となるフランジ部の間隔は長さ方向に一様であり、車体部品としての汎用性が保たれ、車体側における設計変更やそれに伴う生産コストの増加も回避できる。 The vehicle body part according to the present invention, with the above configuration, has an effective width against an axial compressive load due to the provision of the stepped portion, and the cross-sectional enlargement due to the provision of the width reduction section of the stepped portion, thereby increasing the effective width against the axial compressive load. The cross-sectional shape below the lower part of the side and the interval between the flanges that connect to the vehicle body floor panel are uniform in the longitudinal direction, maintaining versatility as a vehicle body part. It is also possible to avoid design changes on the vehicle body side and an increase in production costs associated therewith.
また、本発明に係る車体部品集合体は、前記クロスメンバーの前記一端側に隣接して接合されたブラケットを含むことによって、軸方向圧縮荷重が入力された場合に、その分力がブラケットを経由して下方に向かう曲げ荷重として入力されるが、当該曲げ荷重の作用部位では、前記軸方向圧縮荷重によるクロスメンバー側面部を拡幅する方向の分力と、前記曲げ荷重による側面部を内側に圧縮するような分力とが相殺されることにより、フロアクロスメンバーの変形を抑制する効果が期待でき、軸方向圧縮荷重と曲げ荷重の同時入力への耐性を確保するうえでも有利である。 In addition, the vehicle body part assembly according to the present invention includes a bracket joined adjacent to the one end side of the cross member. is input as a downward bending load, but at the site where the bending load acts, the component force in the direction of widening the cross member side surface due to the axial compressive load and the side surface due to the bending load are compressed inward. The effect of suppressing the deformation of the floor cross member can be expected by canceling out the force component, which is advantageous in terms of ensuring resistance to simultaneous input of axial compressive load and bending load.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明に係る車体部品をフロアクロスメンバー4として実施した車体構造を示している。図において、車室床面を画成するフロアパネル10は、車体の両側部に車長方向Fwに延びるサイドシル1と、車幅方向W中央に車長方向Fwに延びるフロアトンネル2との間に配設されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a vehicle body structure in which a vehicle body part according to the invention is implemented as a
フロアクロスメンバー4は、その長手軸方向を車幅方向Wにとり、フロアパネル10の上面に接合され、サイドシル1とフロアトンネル2との間に延設されている。フロアクロスメンバー4は、フロアトンネル2の両側に左右対称に設けられているが、図1では、右側のフロアクロスメンバー4のみが示され、左側のフロアクロスメンバーは、右側のカウルサイド部で隠れている。
The
図2は、フロアクロスメンバー4の設置部位を示しており、図において、サイドシル1はサイドシルインナー11のみが示されている。フロアパネル10の下面には、フロアクロスメンバー4の延設部位と交差するように略車長方向Fwにフロアサイドメンバー3が延設されており、フロアサイドメンバー3とフロアパネル10との間に閉断面が形成されている。
FIG. 2 shows the installation site of the
フロアトンネル2は、平坦な上面21の両側に傾斜した側面26を備え、その下端から車幅方向W外側に延出したフランジ22の上に、フロアパネル10の縁部12が重ねて接合され、フランジ22との間に閉断面20が形成されている。
The
(車体部品としてのフロアクロスメンバー)
フロアクロスメンバー4は、鋼板などの金属板をプレス成形してなるチャンネル状の車体構造要素であり、基本的には長手軸方向(図2では車幅方向W)に一様なハット状断面を有している。
(Floor cross member as a vehicle body part)
The
すなわち、フロアクロスメンバー4は、図2~図4に示されるように、長手軸方向に延在する上面部40、その両側に連続して下方に延びかつ軸方向に延在する一対の側面部41、それらの下端に連続して側方に延びかつ軸方向に延在する一対のフランジ部45を備えており、フランジ部45の間隔は軸方向全体に亘って一様(4w)である。
That is, as shown in FIGS. 2 to 4, the
フロアクロスメンバー4の両側の側面部41には、高さ方向の中間部に軸方向に延在する段部42が形成されており、この段部42によって側面上部44と側面下部43とに区分されており、側面下部43に対して、側面上部44が段部42の分だけ中央側に後退しており、その分、側面上部44の間隔が側面下部43およびフランジ部45の間隔よりも狭くなっている。
しかし、段部42の幅は全長に亘って一定ではなく、図示例ではサイドシル1(11)に接合される軸方向の一端側に、同側に向かって徐々に狭くなる縮幅区間42aを有しており、図4(d)に示すように、側面上部44の間隔(および上面部40の幅)は、この区間で徐々に拡大している。なお、縮幅区間42a以外では段部42の幅は一定であり、フロアクロスメンバー4の断面形状も図4(a)に示す形状である。
However, the width of the
なお、図3および図4(c)に示すように、フロアクロスメンバー4の一端部47では、側面上部44と側面下部43との間の段部42は消滅しており、側面下部43の下端から側方に延出したフランジ部45が一端部47に連続し、サイドシルインナー11への接合面となっている。
3 and 4(c), at one
また、図2に示すように、フロアクロスメンバー4の他端部46においても、フランジ部45が他端部46まで連続し、フロアトンネル2の側面26への接合面となっている。フロアクロスメンバー4の長手軸方向の略中間部における側面下部43には、重量軽減孔48が設けられている。
Further, as shown in FIG. 2 , at the
(ブラケットを含む車体部品集合体)
以上のような構成を有するフロアクロスメンバー4は、鋼板などの金属板をプレス成形してなるシートブラケット5,6を予め接合し、フロアクロスメンバーASSY(集合体)として車体に取付けられる。以下、それぞれのシートブラケット5,6の構造および接合について説明する。
(Body parts assembly including bracket)
The
先ず、サイドシル1(11)に接合されるフロアクロスメンバー4の一端部47に隣接して接合されるシートブラケット5は、フロアクロスメンバー4の上面部40から上方に延びる一対の傾斜面51,52を含む脚部と、それらの上端間に延在する平坦な取付け部50を備え、一対の傾斜面51,52は、取付け部50に連続する上端部の間隔よりも、フロアクロスメンバー4の上面部40に接合される下端部の間隔が広くなるような傾斜を有しており、全体として、台形状もしくは逆V字状の基本形状を有している。
First, the
シートブラケット5の取付け部50に対してフロアクロスメンバー4の一端部47側に位置した第1傾斜面51は、その下端に連続して一端部47側に延出した底面部53と、その両側に連続して下方に延出しフロアクロスメンバー4の側面上部44に接合される側面部55とを備えている。底面部53は、フロアクロスメンバー4の一端部47を越えて延出されサイドシルインナー11の上部に接合される延出部58を備える。
A first
取付け部50に対して一端部47と反対側に位置した第2傾斜面52は、その下端に連続して他端部46側に延出した底面部54と、その両側に連続して下方に延出しフロアクロスメンバー4の側面上部44に接合される側面部56とを備えている。
A second
シートブラケット5の側面には、側面部55および側面部56に連続する側面フランジ部57が形成されており、この側面フランジ部57によって、底面部53,54に対する脚部(傾斜面51,52)および取付け部50の曲げ剛性が確保され、シートブラケット5全体の剛性が高められている。
A
以上のように構成されたシートブラケット5は、側面部55,56においてフロアクロスメンバー4の側面上部44に各2箇所55a,56aで点溶接され、底面部53,54においてフロアクロスメンバー4の上面部40に点溶接される。図示例はスポット溶接(抵抗溶接)を想定しているが、レーザー溶接など他の方法で接合されても良い。
The
次に、フロアクロスメンバー4の他端部46に接合されるシートブラケット6は、フロアクロスメンバー4の上面部40から斜上方に延びる傾斜面61、その上端に連続した平坦な取付け部60、それらの両側に連続する一対の側面部62によって構成されるボックス形状をなしている。
Next, the
さらに、シートブラケット6は、傾斜面61の下端に連続しフロアクロスメンバー4の上面部40に接合される底面部63、その両側に連続しフロアクロスメンバー4の側面上部44に接合される側面部62の下部64、取付け部60および側面部62の縁部から延出してフロアトンネル2の側面26に接合されるフランジ部65を備えている。
Further, the
次に、上記実施形態に基づく作用について図5を参照しながら説明する。 Next, the operation based on the above embodiment will be described with reference to FIG.
図5に示すように、側面衝突などで車体側方から衝撃荷重が入力された場合、サイドシル1を介して、フロアクロスメンバー4の一端部47から軸方向荷重Fが入力される。
As shown in FIG. 5 , when an impact load is input from the side of the vehicle due to a side collision or the like, an axial load F is input from one
この際、図5(b)に示すように、フロアクロスメンバー4の断面が一端部47側で拡大していることに加えて、フロアクロスメンバー4の側面部41には、軸方向に延在する段部42が形成されていることで有効幅(カルマンの有効幅)が増加し、フロアクロスメンバー4の軸方向圧縮荷重Fに対する耐性が向上し、変形を抑制する効果が期待できる。
At this time, as shown in FIG. 5B, in addition to the cross section of the
一方、車体側方から入力された軸方向荷重Fの分力は、シートブラケット5の底面部53、第1傾斜面51、取付け部50、第2傾斜面52、底面部54を経由することで、底面部54付近から下方に向かう曲げ荷重Fdとしても入力される。また、この際、シートブラケット5に取付けられているシートなどから取付け部50、第2傾斜面52を経由して入力される荷重も曲げ荷重Fdとして作用する。
On the other hand, the component force of the axial load F input from the side of the vehicle body passes through the
フロアクロスメンバー4の断面が一端部47側で拡大していることは、逆に言えば、一端部47側から離れるに従って断面が縮小していることを意味しており、図5(b)に示すように、底面部54付近ではフロアクロスメンバー4の側面部41を拡幅する方向の分力Fxを生じることになる。
Conversely speaking, the fact that the cross section of the
ところが、先述したような底面部54付近から下方に向かう曲げ荷重Fdが入力されると、図5(c)に符号41′で示されるように、フロアクロスメンバー4の側面部41を内側に圧縮するような分力Fcを生じ、上述した側面部41を拡幅する方向の分力Fxが相殺され、このような作用によっても、フロアクロスメンバー4の変形を抑制する効果が期待できる。
However, when the downward bending load Fd is input from the vicinity of the
このように、一端部47側における断面拡大と段部42による有効幅増加による軸方向圧縮荷重Fに対する耐性向上効果を得ながらも、フロアパネル10への接合部となるフランジ部5の間隔はフロアクロスメンバー4の全長に亘って一定であり、一端部47の形状にも変更が不要であるため、フロアパネル10やサイドシル1など、車体側の接合部における設計変更やそれに伴う生産コストの増加も回避できる。
As described above, while the effect of improving resistance to the axial compressive load F is obtained by enlarging the cross section on the side of the one
例えば、フロアパネル10は、面剛性を向上するために、フロアクロスメンバー4の接合部を避けて膨出部やビードなどが形成されるが、フロアクロスメンバー4の接合部(フランジ部45)が車幅方向Wに平行かつ一定の幅であるので、フロアパネル10の形状レイアウトが複雑化することもなく、車体部品としての汎用性が損なわれることもない。
For example, in order to improve surface rigidity, the
なお、上記実施形態のフロアクロスメンバー4は、シートブラケット5の設置領域に段部42の縮幅区間42aが設けられる場合を示したが、縮幅区間42aは、シートブラケット5の設置領域よりも他端部46側に達していてもよい。
Although the
また、縮幅区間42aの開始地点はフロアクロスメンバー4の一端部47であってよいし、シートブラケット5の側面部55,56の中間であってもよい。さらに、他端部46側に向かって段部42の幅が減少する縮幅区間が設けられていてもよい。
Further, the starting point of the reduced-
上記実施形態において、シートブラケット5は、一対の傾斜面51,52を含む台形状もしくは逆V字状に形成される場合を示したが、他端部46側のシートブラケット6と同様にボックス状のブラケットとして構成することもできる。また、シートブラケット6をシートブラケット5と同様に台形状もしくは逆V字状のブラケットとして構成することもできる。
In the above-described embodiment, the
また、シートブラケット6がフロアクロスメンバー4とは別に設けられ、フロアクロスメンバー4とシートブラケット5のみでフロアクロスメンバーASSY(集合体)が構成されてもよい。
Also, the
以上、本発明のいくつかの実施形態について述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらに各種の変形および変更が可能であることを付言する。 Although several embodiments of the present invention have been described above, it should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and that various modifications and changes are possible based on the technical idea of the present invention. I will add.
1 サイドシル
2 フロアトンネル
3 フロアサイドメンバー
4 フロアクロスメンバー(クロスメンバー)
5,6 シートブラケット(ブラケット)
10 フロアパネル
40 上面部
41 側面部
42 段部
42a 縮幅区間
43 側面下部
44 側面上部
45 フランジ部
50 取付け部
51 第1傾斜面(脚部)
52 第2傾斜面(脚部)
53,54 底面部
55,56 側面部
1
5, 6 seat bracket (bracket)
10
52 second inclined surface (leg)
53, 54
Claims (6)
長手軸方向に延在する上面部と、前記上面部の両側に連続して下方に延びかつ前記軸方向に延在する一対の側面部と、前記一対の側面部の下端に連続して側方に延びかつ前記軸方向に延在する一対のフランジ部と、を備え、
前記一対のフランジ部の間隔は前記軸方向全体に亘って一様であり、
前記一対の側面部は、高さ方向の中間部に前記軸方向に延在する段部を有し、前記段部によって区分された側面上部と側面下部とを含み、かつ、前記段部の幅が前記軸方向の一端側に向かって徐々に狭くなる縮幅区間を含んでおり、前記上面部の幅と前記一対の側面部の前記側面上部における間隔は、前記軸方向における前記縮幅区間に対応する区間で徐々に拡大している、車体部品。 A vehicle body part for a cross member to be joined to a floor panel of a vehicle body, comprising:
a top surface portion extending in the longitudinal direction; a pair of side portions extending downward continuously on both sides of the top surface portion and extending in the axial direction; and a pair of flange portions extending in the axial direction,
The distance between the pair of flange portions is uniform over the entire axial direction,
The pair of side surface portions has a step portion extending in the axial direction at an intermediate portion in the height direction, includes an upper side portion and a lower side portion separated by the step portion, and has a width of the step portion. includes a narrowed width section that gradually narrows toward one end side in the axial direction, and the width of the upper surface portion and the distance between the pair of side surface portions at the upper portion of the side surface is equal to the narrowed width section in the axial direction. A body part, gradually expanding in the corresponding section.
前記ブラケットは、前記クロスメンバーの前記上面部から上方に延びる脚部と、前記脚部の上端に位置した他部品のための取付け部とを備えている、車体部品集合体。 A vehicle body parts assembly comprising a cross member made of the vehicle body part according to claim 1 and a bracket joined adjacent to the one end side of the cross member,
The assembly of vehicle body parts, wherein the bracket includes a leg extending upward from the upper surface of the cross member, and a mounting part for another part positioned at the upper end of the leg.
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