JPH06286650A

JPH06286650A - 自動車の車体構造

Info

Publication number: JPH06286650A
Application number: JP9701093A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Osumi; 正宏大隅; Takashi Umeda; 隆司梅田; Toshisuke Nakanishi; 利介中西; Hiroshi Shinagawa; 浩品川; Yoshihisa Miwa; 能久三輪; Yasuaki Ishida; 恭聡石田
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 1994-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】全体的にアルミニウム合金等を反映させた自
動車の車体構造を提供することにある。【構成】ヒンジピラー部を含んでサイドドア開口部回
りを一体で取り込んだキャブサイド・アウター側一体の
鋳造部材１１と、インナー側の展伸部材１２〜１９とに
よって、閉断面状の構造体を形成し、鋳造部材１１の材
質にはアルミニウム合金又はマグネシウム合金等を用い
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の車体構造に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車において燃料消費量を減
少させ長距離走行を可能とするためには車体を可及的に
軽量化することが要求され、また自動車事故などから乗
員を保護するためには車体を高剛性にすることも望まれ
る。

【０００３】従来、自動車の車体には、外装部材と車体
フレームとを一体構造とするいわゆるモノコック構造が
採用されている。これは、プレス成形により形成された
各外装部材を溶接などによって接合し組み立てられるも
ので、成形された各外装部材の断面形状が補強リブの役
割を合わせ持つ閉断面状に形成される。

【０００４】このモノコック構造に対し、車体の軽量化
等の観点から、エンジンルーム及び車体のフロア部を構
成する骨格構造体と、乗用空間を画成する骨格構造体と
をアルミニウム合金又はマグネシウム合金等の軽合金に
よって鋳造成形し、それらを結合して、剛性の高い車体
フレームを構成するいわゆるスペースフレーム構造も提
案されている（特開昭６２−８８６７４号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、アルミニウム
合金等には、軽量であるという利点、複雑な形状を流し
込みで形成できる利点等があり、従来の如く車体の骨組
にアルミニウム合金等を使用するのみでは、アルミニウ
ム合金等の長所を充分に利用し尽くしていない。その反
面、アルミニウム合金等は、溶接になじまない等、鋼板
とは異なる取り扱い上の難しさも有している。そこで、
アルミニウム合金等の軽量で鋳造ができる等の利点を有
効に利用して、自動車の車体全体にアルミニウム合金等
を反映させることが望まれている。

【０００６】本発明は、上記したアルミニウム合金等の
軽量で鋳造ができる等の利点を有効に利用して、全体的
にアルミニウム合金等を反映させることが可能な自動車
の車体構造を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による自動車の車体構造は、ヒンジピラー部
を含んでサイドドア開口部回りを一体で取り込んだキャ
ブサイド・アウター側一体の鋳造部材と、インナー側の
展伸部材とによって、閉断面状のモノコック構造体を形
成した構成のものである（請求項１）。

【０００８】上記鋳造部材にはリブを一体に設け、上記
インナー側の展伸部材を省略した形態とすることができ
る（請求項２）。

【０００９】上記ドア開口部回りの鋳物部材はルーフパ
ネル及びドアの両者のうち、少なくとも一方により隠れ
る位置に設定する（請求項３）。更に、リアピラーより
後方側は、アウター側を展伸部材とした構成にする（請
求項４）。

【００１０】最も好ましい形態は、上記鋳物部材を軽合
金製とし（請求項５）、更には上記展伸部材も軽合金製
としたものである（請求項６）。

【００１１】

【作用】一般に、ヒンジピラー根元部は、車体剛性上、
重要部位である。またドア開口は、フロントウインドウ
開口，リアウインドウ開口とは異なり、当該部位に変形
抑制部材が存在せず、変形に対し、より厳しい部位であ
る。

【００１２】請求項１は、ヒンジピラー部を含んでサイ
ドドア開口部回りを一体で取り込んだキャブサイド・ア
ウター側を一体で鋳造し、この鋳造部材をアウター側、
展伸部材をインナー側に用いて、閉断面状のモノコック
構造体を形成するものである。従って、従来のスチール
製の展伸部材で結合部を一体で取り込んだ場合と比較し
て、部品コーナ部が空洞化したり縦壁の繋らない開断面
の所ができる等の不都合が生ずることもなく、このドア
開口部の変形を有効に阻止することができ、従って全体
としてのボディーの剛性を向上させることができる。ま
た、ドアーヒンジの取り付け精度もうまく確保できる。
更に、必要な肉厚の最適分布を取ることができる。

【００１３】また、スペースフレーム構造等では、開口
部の所に部材の繋ぎの部分ができ、ドアーと車体とのシ
ールがうまく取れなくなる等の問題があるが、本発明で
は、鋳物を利用したモノコック構造を対象とし、フレー
ムが全体一周通しで作れるため、シール性確保のための
追加加工が従来よりも少なくて済み、製造ラインサイド
での負担が減少できるという利点がある。これは、モノ
コック構造で鋳造品を扱うことによって、モノコック構
造の良さも遜色なく取り込めることを意味する。

【００１４】請求項２の構成は、基本的には鋳造部材と
展伸部材の組み合わせで閉断面を形成することにある
が、閉断面とするまでもない所は意識的にインナー側を
省いた構造とすることができる。これは鋳物部材を扱っ
たことの効果であって、インナー側なしでもリブ等で所
要の剛性を確保することができる。

【００１５】請求項３の構成では、上記ドア開口部回り
の鋳物部材の表面肌を、ルーフパネルやドアにより隠す
ものであり、請求項１で述べた有利な作用効果を得なが
ら、製品としての品質、外観が損なわれることがないよ
う、鋳物の地肌を隠して見栄えの向上を図るものであ
る。換言すれば、キャブサイド・アウター側の単純なダ
イキャスト化ではなく、ドア開口部周りのうまく隠れる
準外板部分に鋳物部材を活用するのが特徴である。

【００１６】請求項４の構成は、リアピラーより後方に
おいては、アウター側に展伸部材を用いるもので、同様
に見栄えの向上を図るものである。即ち、比較的広い面
積の展伸部材或いは広い部分で表面に露出する部分は、
そこまでを鋳物部材とすると、これを覆う部材が存在し
なくなるので、別部材（展伸部材）で作り見栄えを向上
するという考え方に基づくものである。こうすることに
より、フレーム構造部分ではある程度の板厚がほしい
が、リアー，ピラー後方の部分は別の板厚としたいとい
う要請にも対応できることとなる。

【００１７】請求項５又は６は、上記鋳物部材又は展伸
部材を軽合金製とするものである。ここで、「軽合金」
とはスチールより比重が軽い合金を指し、例えばアルミ
ニウム合金、マグネシウム合金がある。アルミニウム合
金やマグネシウム合金は、低融点なのでダイキャストの
作業性が良く、また合金の表面性状についても良好であ
る。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。図１において、１１はヒンジピラー部を含
んでサイドドア開口部回りを一体で取り込んだ自動車の
キャブサイドフレーム９、正確にはそのアウター側を構
成する鋳造部材であり、この鋳造部材１１のインナー側
には、以下に述べる部品要素１２〜１９のうちの幾つか
が部品取りされ、以て車体の剛性を強化する閉断面状の
モノコックフレーム体が形成される。ここで、「インナ
ー側」「アウター側」とは、上記閉断面形状の構成に関
し、車体の内側，外側を意味する。本実施例の場合、ア
ウター側の鋳造部材１１はアルミニウム合金より成る
が、他のマグネシウム合金等の軽合金を用いることもで
きる。

【００１９】上記キャブサイド・アウター側を構成する
鋳造部材１１に直接又は間接に取り付けられる部品を列
挙すると、ルーフレール・インナー１２、ルーフパネル
１３、フロントピラー・インナー１４、フロントピラー
・レインフォースメント１５、ヒンジピラー・インナー
１６、リアピラー・インナー１７、リアフェンダー１
８、及びサイドシル・インナー１９がある。これらのイ
ンナー部品はスチールの展伸部材から構成される。

【００２０】通常、車体で、外板部分に出てくる可能性
があるのは、フロントピラーのアウター、ルーフレール
のアウター、及びリアフェンダー１８等であり、この実
施例では、リアフェンダー１８の部分を除き、鋳造部材
１１がこれらのアウター側部材として使用されることに
なる。一般的に言われているスチールによるキャブサイ
ド・アウターの一体化、即ちリアフェンダー１８の部分
までの一体化とすると、鋳物部材１１の表面肌を隠す部
材が存在しなくなるので、図１の如くリアフェンダー１
８の手前までの鋳造部材１１による一体化としている。
この点で、従来と異なっている。

【００２１】図２（イ）にＡ−Ａ断面として示す如く、
ルーフレール・アウターたる鋳造部材１１とルーフレー
ル・インナー１２とが合わせられて、モノコックフレー
ム体の閉断面部１０が形成される。このままでは鋳物部
材１１の地肌が露出するが、これにルーフパネル１３が
取り付けられ隠される。図示の例では、ルーフパネル１
３をサイドまで外側へとってきて、ルーフレール・アウ
ター部分たる鋳造部材１１に、その中間部まで、つまり
ドアのすぐ上の部位まで重ね合わせて、鋳物部材１１の
表面肌を覆っている。鋳物部材１１の他の部分は、ドア
により覆われて隠すようにしてある。従って、このルー
フレール・アウターとしての鋳造部材１１は、ドアを開
いたとき表に露出するがドアを閉じている間はドアに隠
れる部分１１ａと、ルーフパネル１３により覆われて中
に隠れる部分１１ｂとがある。

【００２２】また、図２（ホ）にＥ−Ｅ断面として示す
如く、フロントピラー・インナー１４が、フロントピラ
ー・レインフォースメント１５と共に、フロントピラー
・アウターたる鋳物部材１１に取り付けられる。このフ
ロントピラー・アウター部分たる鋳物部材１１には、外
からステンレスとかガーニッシュ２０を付けて、この部
分を覆い隠す。或いは、いわゆるプレスドアとして、ド
アのサッシのところをフロントウインドウ２１のきわま
で回り込ませ、鋳物部材１１の部分が全部外板で隠れて
しまうようにすることもできる。

【００２３】車のフロントドアーのヒンジ部を支えるヒ
ンジピラーのインナー１６も、鋳物部材１１のヒンジピ
ラー・アウターたる部分に取り付けられる。

【００２４】図２（ニ）にＤ−Ｄ断面として示す如く、
リアピラー・インナー１７がリアピラー・アウターたる
鋳物部材１１に取り付けられる。後方のドアを開けた場
合、このアウターたる鋳物部材１１の部分１１ａが露出
することになる。リアフェンダー１８のＣ−Ｃ断面部で
は、図２（ハ）に示す如く、鋳物部材１１とリアピラー
・インナー１７とリアフェンダー１８とが取り付けられ
る。鋳物部材１１はこのリアフェンダー１８の領域まで
は一体化されてないので、鋳物の地肌が外面に現われる
ことはない。尚、２２はリアウインドウを示す。

【００２５】更に、図２（ニ）にＢ−Ｂ断面として示す
如く、サイドシル・インナー１９が、鋳物部材１１のサ
イドシル・アウターたる部分に取り付けられる。図示す
るように、サイドシル上面及びサイドシル下面に相当す
る部位の鋳物部材１１はそれぞれ肉厚部２３として構成
されている。これはジャッキアップ部として利用可能に
するためである。

【００２６】これ以外にも、鋳物部材１１は、キャブサ
イドフレーム９のヒンジ取付部９ａ及びストライカー部
９ｂに対応する部分が、同様に肉厚部として形成され、
全体としては、必要な肉厚の最適分布を取っている。

【００２７】このように、特定の部分を一体化し厚板化
して強度剛性を上げてやることができるのが、アウター
側を鋳物で一体に造った場合の最も大きな利点である。

【００２８】例えば、ドアの取り付けに関しては、ドア
が片持ち支持され大重量がかかるので、この支えになる
部分を一体化し厚板化して強度剛性を上げてやることに
より、取り付け穴のピッチやヒンジのセンター精度等が
向上し、大きな重量がかかっても、その開閉フィーリン
グ等が変わらないようにすることができる。また、キャ
ビンの潰れを防止して、例えば車が横転したケースでも
乗員の生存空間を残してやるには、フロントピラーから
ルーフレールにかけての強度が影響するので、ここを厚
肉化して所定強度を得る場合、アウター側が鋳物である
ことから、そのチューニングがやり易くなる。ちなみ
に、従来の板材での一体化になると、これ全体で一定板
厚になってしまう。勿論、レーザ溶接を利用して板厚や
材質等を変えてやることは可能であるが、外観上分かり
にくいとはいえ、どうしても溶接部分が残ってしまう。

【００２９】図３及び図４はセダンタイプ、クーペタイ
プのツードアーの実施例を示す。上記図１及び図２の実
施例と特に変わるところはないので、同じ番号を付して
説明を省略する。尚、図３の断面ＦＦのリアウインドウ
部分においては、図４（ヘ）に示す如くリアウインド２
２とサイドウインドウ２４間にモール２５を用いた構造
又は図４（ト）の如く鋳物部材１１をガーニッシュ２０
により覆った構造とすることができる。

【００３０】上記のように閉断面構造のアウター側を一
体に鋳物で造った場合においては、インナー側の部材を
特に設けなくても、鋳物部材にリブを付けることで、閉
断面に近いような剛性を持たせてやることができる。図
５〜図７に、このような実施形態の一例を示す。これ
は、スライディングルーフ２６のドレンのホース２７等
を保持する部材２８をリブ２９の付いた鋳物部材１１で
構成し、リブ２９の溝２９ａに納める形でホース２７を
部材２８内に這わせ、後で弾力性のあるトリム３０等で
ホース２７を押さえる構成にしたものである。３１はト
ップシーリング３２への取付ねじを示す。インナー部材
を取り去りリブで剛性を得る形態は、この他、例えば乗
員が掴むアシストグリップの取り付けや、ハーネスを這
わせる場合とかにおいても適用することができる。

【００３１】図８は、鋳物部材１１に対する上記展伸部
材を取り付ける形態を示す。アルミニウム合金等の場
合、溶接は本質的になじまない。そこで、図８（イ）の
如く、鋳物部材の一部を突起３３として展伸部材３４か
ら突出させて、外力により潰して固定するというカシメ
による方法、図８（ロ）の如くスナップリング等のファ
スナー３５により固定する方法、図８（ハ）の如く展伸
部材を貫く形でネジ３６を通し、ネジ先端部を鋳物部材
１１にねじ込んで固定する方法等が採用される。アウタ
ー側が鋳物部材１１であるということから、図８
（イ）、（ロ）の突起３３を一体に形成してしまうこと
ができ、また、図８（ハ）の形態の雌ネジ部となる部分
を肉厚にすることが容易にできるという利点をもたら
す。

【００３２】次に、溶接ガンによるスポット溶接との関
係について説明する。従来、図１０に示す車のフロント
ドアーのヒンジピラー３８とサイドシル４０との結合部
分においては、図１１の如くサイドフレーム・アウター
３９とサイドシル４０との間に、クロージングプレート
４１（図１３）を入れている。これは、サイドシル・イ
ンナー４０が通ってきた側に、クロージングプレート４
１を置いて図１２の斜線部を塞がないと、サイドフレー
ム部材が空洞化して脆弱になってしまうためである。と
ころが、クロージングプレート４１を溶接により取り付
けようとしても、これをスポット溶接ガンの電極４２，
４３を入れて挟むことができないので、図１０及び図１
１に示すように、ヒンジピラー３８に溶接作業用の開口
４４を形成し、この開口４４から溶接ガンの電極４２，
４３を入れている。

【００３３】これに対し、本発明では、ヒンジピラーか
らサイドフレームを、鋳物部材１１で図９の如き断面に
形成しておくことができる。即ち、従来のクロージング
プレート４１に相当するリブ４５を有する形状である。
かくすると裏側が剛性のある鋳物であるから、インダイ
レクト若しくは直接タッピングスクリュー等で縫い付け
ることができ、従って、上記の開口４４をなくし、その
分だけ剛性をアップさせることができると同時に、サイ
ドフレーム３９に対応する側にもリブ４６を入れること
で、更に剛性のアップを図ることができる。

【００３４】次に、ルーフレインフォースメントとの関
係について説明する。従来、図１５に示すように、ルー
フの中央部等に、ルーフの梁を取るためにルーフレイン
フォースメント４７を入れるケースがある。一般的には
Ｂピラー（センターピラー）の前後当りで、ルーフレー
ルアウター４８に対して溶接している。しかし、通常、
ルーフレールアウター４８，ルーフレールインナ−４９
をアッセンブリした後、一番最後にルーフまで一括して
付けるか、若しくはルーフが来る直前に付けているの
で、この溶接箇所が完全に板４７ａだけになってしま
う。

【００３５】図１４は、この繋がりのところが板だけに
なってしまうのを改善した実施例であり、ルーフレール
アウター４８に各種のリブ５０，５１，５２等を起こし
てきて、結合部をこの鋳物部材１１側にとってやり、ル
ーフレインフォースメント４７にも底部５３や両翼部５
４を形成し、両者を断面形状のままで繋いだものであ
る。かくすることで強固な結合を図ることができる。

【００３６】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果が得られる。（１）請求項１によれば、ヒンジピラー部を含んでサイ
ドドア開口部回りを一体で取り込んだキャブサイド・ア
ウター側一体の鋳造部材を扱っているので、ドア開口部
の変形を有効に防止し、全体としてのボディーの剛性を
向上させることができる。また、ドアーヒンジの取り付
け精度もうまく確保できる。更に、モノコック構造の良
さも遜色なく取り込むことができる。（２）請求項２によれば、鋳物部材を扱ったことの効果
として、インナー側なしでもリブ等で所要の剛性を確保
することができる。（３）請求項３によれば、鋳物部材の表面肌を、ルーフ
パネル，ドアにより隠し、見栄えの向上を図ることがで
きる。（４）請求項４によれば、リアピラーより後方の表面に
露出する比較的広面積の部分を展伸部材としているの
で、鋳物部材の地肌が表に露出することがなく、また別
部材のため別の板厚とすることができる。（５）請求項５又は６によれは、上記鋳物部材又は展伸
部材を軽合金製とすることにより、軽量化を図りつつ所
要の剛性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る自動車の車体たるキャ
ブサイドの展開図である。

【図２】図１のキャブサイドの各部の断面構造を示した
もので、（イ）はＡ−Ａ断面図、（ロ）はＢ−Ｂ断面
図、（ハ）はＣ−Ｃ断面図、（ニ）はＤ−Ｄ断面図、
（ホ）はＥ−Ｅ断面図である。

【図３】本発明の他の実施例に係るキャブサイドの展開
図である。

【図４】図３のキャブサイドの各部の断面構造を示した
もので、（イ）はＡ−Ａ断面図、（ロ）はＢ−Ｂ断面
図、（ハ）はＣ−Ｃ断面図、（ニ）はＤ−Ｄ断面図、
（ホ）はＥ−Ｅ断面図、（ヘ）はＦ−Ｆ断面図、（ト）
は別のＦ−Ｆ断面図である。

【図５】本発明の他の実施例に係るホース這わせ部の断
面図である。

【図６】図５のホース這わせ部のインナー側からの正面
図である。

【図７】図５のホース這わせ部に使用した鋳物部材の断
面図である。

【図８】鋳物部材と展伸部材とを締結する手段を示した
もので、（イ）はカシメ、（ロ）はファスナ、（ハ）は
ネジによる場合を示す。

【図９】リブによりクロージングプレートを形成した実
施例を示す断面図である。

【図１０】従来のクロージングプレート取付作業用の開
口を示す斜視図である。

【図１１】従来の開口を利用した溶接作業を示す図１０
のＡ−Ａ断面図である。

【図１２】従来の図１０のＢ−Ｂ断面図である。

【図１３】従来のクロージングプレートの説明に供する
図である。

【図１４】本発明の実施例を示すルーフレインフォース
メント取付部の斜視図である。

【図１５】従来のルーフレインフォースメントの取付を
示す斜視図である。

【符号の説明】

９キャブサイドフレーム９ａヒンジ取付部９ｂストライカー部１０モノコックフレーム体の閉断面部１１アウター側の鋳造部材１１ａドアに隠れる部分１１ｂルーフパネルに隠れる部分１２ルーフレール・インナー１３ルーフパネル１４フロントピラー・インナー１５フロントピラー・レインフォースメント１６ヒンジピラー・インナー１７リアピラー・インナー１８リアフェンダー１９サイドシル
・インナー２０ガーニッシュ２１フロントウ
インドウ２２リアウインドウ２３肉厚部２４サイドウインドウ２５モール２６スライディングルーフ２７ドレンのホ
ース２８ドレンのホースを入れる部材２９リブ３０トリム３１取付ねじ３２トップシーリング３３突起３４展伸部材３５ファスナー３６ネジ３８ヒンジピラ
ー３９サイドフレーム・アウター４０サイドシル４１クロージングプレート４２，４３溶接
ガンの電極４４溶接作業用の開口４５，４６リブ４７ルーフレインフォースメント４８ルーフレー
ルアウター４９ルーフレールインナ− ５０，５１，５２
リブ５３底部５４翼部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者品川浩広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者三輪能久広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内 (72)発明者石田恭聡広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ヒンジピラー部を含んでサイドドア開口
部回りを一体で取り込んだキャブサイド・アウター側一
体の鋳造部材と、インナー側の展伸部材とによって、閉
断面状のモノコック構造体を形成したことを特徴とする
自動車の車体構造。
【請求項２】上記鋳造部材にはリブを一体に設け、上
記インナー側の展伸部材を省略したことを特徴とする請
求項１記載の自動車の車体構造。
【請求項３】上記ドア開口部回りの鋳物部材はルーフ
パネル及びドアの両者のうち、少なくとも一方により隠
れる位置に設定したことを特徴とする請求項１記載の自
動車の車体構造。
【請求項４】リアピラーより後方側は、アウター側を
展伸部材としたことを特徴とする請求項１記載の自動車
の車体構造。
【請求項５】上記鋳物部材が軽合金製であることを特
徴とする請求項１，２，３又は４記載の自動車の車体構
造。
【請求項６】上記展伸部材が軽合金製であることを特
徴とする請求項１，２，３，４又は５記載の自動車の車
体構造。