JPH09301216A - 自動車のメンバ結合構造 - Google Patents

自動車のメンバ結合構造

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JPH09301216A
JPH09301216A JP12009896A JP12009896A JPH09301216A JP H09301216 A JPH09301216 A JP H09301216A JP 12009896 A JP12009896 A JP 12009896A JP 12009896 A JP12009896 A JP 12009896A JP H09301216 A JPH09301216 A JP H09301216A
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JP
Japan
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bracket
flange
frame
load
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JP12009896A
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Koji Chiba
晃司 千葉
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Nissan Motor Co Ltd
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 押出材によるメンバの結合にも好適で、且つ
補強材なしでも十分な結合強度が得られる自動車のメン
バ結合構造を提供する。 【解決手段】 前側サイドメンバ1と後側サイドメンバ
2の各対応端部10、15、及びクロスメンバ4の対応
端部20を、結合ブラケット3により結合する構造であ
って、前記結合ブラケット3が、各メンバ1、2、4の
対応端部10、15、20内に挿入されて該対応端部の
上下角部Kに各々内接する一対の縦フランジ7、8、9
を3組有しており、且つ該各縦フランジの基端部付近に
形成した受面13、18、23を各対応端部の側面部の
端面に接合したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は自動車のメンバ結
合構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】車体の前後方向に沿うサイドメンバと車
幅方向に沿うクロスメンバとの結合は、一般にクロスメ
ンバの対応端部に接合フランジを曲折形成し、この接合
フランジをサイドメンバの側面に接合することにより行
われている(類似技術として、特開平7−257425
号公報参照)。
【0003】また、サイドメンバとクロスメンバとの結
合部にサブフレーム等の別部材を取付けるために、その
結合部にブラケット等を用いて部材締結部を固定してお
く必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術にあっては、一方のメンバに接合フラン
ジを曲折形成し、その接合フランジを他方のメンバの側
面に接合する構造のため、メンバを押出材で形成するよ
うな場合には、曲折した接合フランジの形成が困難で、
従来の結合構造をそのまま採用することができない。ま
た、従来構造の接合フランジだけによる結合では十分な
結合強度が得づらいため、各種の補強材の追加が必要と
なり、部品点数の増加を招いている。
【0005】更に、メンバの結合部に別の部材を取付け
るためには、部材締結部をブラケットにより固定してお
く必要があるため、この部分における部品点数も多い。
【0006】この発明はこのような従来の技術に着目し
てなされたものであり、押出材によるメンバの結合にも
好適で、且つ補強材なしでも十分な結合強度が得られる
自動車のメンバ結合構造を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
それぞれ閉断面で、前後方向に沿って連続する前側サイ
ドメンバと後側サイドメンバの各対応端部、及び車幅方
向に沿うクロスメンバの対応端部を、結合ブラケットに
より結合する自動車のメンバ結合構造であって、前記結
合ブラケットが、各メンバの対応端部内に挿入されて該
対応端部の上下角部に各々内接する一対の縦フランジを
3組有しており、且つ該各縦フランジの基端部付近に形
成した受面を各対応端部の側面部の端面に接合したもの
である。
【0008】請求項1記載の発明によれば、結合ブラケ
ットに形成した各縦フランジがそれぞれ各メンバの対応
端部の上下角部に内接し、荷重付加時における各対応端
部の断面変形を防止するため、高い曲げ強度及びねじれ
強度を示す。また、各縦フランジの受面が各対応端部の
側面部の端面に接合されるため、メンバの長手方向に加
わる圧縮力及び引張力を確実に伝達することができ、高
い圧縮強度及び引張強度を示す。この発明の結合構造は
曲折形状の接合フランジを形成する必要がないため、押
出材の結合に好適であり、また補強材が不要なため部品
点数の低減も図れる。
【0009】請求項2記載の発明は、一対の縦フランジ
を中間フランジにて連結したものである。
【0010】請求項2記載の発明によれば、中間フラン
ジにより縦フランジの内側への撓みが防止されるため、
縦フランジによる各メンバの断面変形防止効果が更に高
まり、結合強度が更に向上する。
【0011】請求項3記載の発明は、結合ブラケットの
中央に、周囲を枠体にて囲んだ部材締結部が一体的に設
けられており、且つ該部材締結部と枠体の四方対応部と
が4つのリブにて連結されている。
【0012】請求項3記載の発明によれば、部材締結部
が結合ブラケットと一体のため、部材締結部を設けたこ
とによる部品点数の増加はない。また、部材締結部と枠
体の四方対応部がリブにて連結されているため、部材締
結部に加わったあらゆる方向性の荷重をリブを介して結
合ブラケット全体に伝達することができ、部材の取付強
度が高まる。
【0013】請求項4記載の発明は、部材締結部に取付
けられている部材が、サスペンション支持用のサブフレ
ームである。
【0014】請求項4記載の発明によれば、サブフレー
ムの取付強度が高まるため、そのサブフレームに支持さ
れるサスペンションの性能が向上する。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図面に基づいて説明する。尚、図中、Yが前後方向
で、Xが車幅方向を示している。
【0016】図1は車体後部の骨格構造を示す図であ
る。まず、図1により全体構造を説明する。1は前側サ
イドメンバで、2は後側サイドメンバで、結合ブラケッ
ト3により前後方向に結合されている。4は車幅方向に
沿うクロスメンバで、両端部が前記結合ブラケット3に
結合されている。クロスメンバ4の下方には同じく車幅
方向に沿うサブフレーム5が取付けられている。このサ
ブフレーム5には図示せぬリヤサスペンションが支持さ
れる。
【0017】次に、図2に基づいて、各メンバ1、2、
4の結合部の構造を詳しく説明する。前側サイドメンバ
1及び後側サイドメンバ2は、両方とも上部に張出フラ
ンジ1a、2aを有した同一閉断面形状のアルミ合金製
押出材で形成されている。クロスメンバ4もアルミ合金
製押出材で形成されており、前記両サイドメンバ1、2
よりも小サイズで且つ単純な閉断面形状を呈している。
【0018】結合ブラケット3も上下方向で同一断面を
有するアルミ合金製の押出材を切断して形成したもので
ある。この結合ブラケット3の中央には四角筒状の枠体
6が形成されており、この枠体6から三方にそれぞれ一
対の縦フランジ7、8、9がそれぞれ延びている。
【0019】前側の縦フランジ7は、前側サイドメンバ
1の後端の対応端部10内に挿入される。この縦フラン
ジ7は対応端部10の内部断面と同じ高さを有し、内部
断面の幅と同じ間隔で離間している。従って、縦フラン
ジ7を対応端部10内に挿入した際に、該縦フランジ7
が対応端部10の側面部における上下の角部Kにそれぞ
れ内接することとなる(図6参照)。
【0020】また、この縦フランジ7の途中部分同士は
中間フランジ11にて連結されている。この中間フラン
ジ11より一対の縦フランジ7が内側へ撓むのが防止さ
れるため、縦フランジ7を対応端部10内に挿入した状
態において、該縦フランジ7が対応端部10の上下の角
部Kを内側から支えている状態(内接状態)が維持され
る。また、この中間フランジ11は縦フランジ7と同じ
上下幅を有しているため、対応端部10内に挿入された
状態で、該中間フランジ11の上下端は対応端部10の
上面部及び下面部を内側から支えた状態(内接状態)と
なる。
【0021】更に、この縦フランジ7の基端部付近には
肉厚部12が形成されており、該肉厚部12の前側には
受面13が形成されている。縦フランジ7を対応端部1
0に挿入した状態で、該対応端部10における側面部の
端面が前記受面13に面接触し、溶接等の既知手段によ
り接合される。
【0022】そして、後側サイドメンバ2の前端の対応
端部15内に挿入される縦フランジ8も、前記縦フラン
ジ7と同じ形状である。この縦フランジ8にも、同様の
中間フランジ16、肉厚部17、受面18が形成されて
いる。
【0023】クロスメンバ4の両側の対応端部20内に
挿入される縦フランジ9は、前記縦フランジ7、8より
も小サイズであるが、この縦フランジ9にも、中間フラ
ンジ21、肉厚部22、受面23が形成されている。
【0024】そして、結合ブラケット3の枠体6の内部
には、円筒状のナット部(部材締結部)25が設けられ
ており、このナット部25と枠体6の四方対応部とは4
つのリブ26a、26b、26c、26dにて確実に結
合されている。このリブ26a、26b、26c、26
dはそれぞれ前後・左右の四方に対応したもので、枠体
6とは直角である。図6に示すように、このナット部2
5の下端部は結合ブラケット3の下方へ突出しており、
このナット部25の下端部に、前記サブフレーム5の端
部がボルト27により取付けられている。
【0025】次に、結合ブラケット3から各メンバ1、
2、4に対して荷重が加わった場合の作用を説明する。
【0026】前後方向での荷重が加わった場合:結合ブ
ラケット3のナット部25に取付けられているサブフレ
ーム5から、結合ブラケット3に対して、例えば後向き
の荷重F1 が加わった場合、その荷重F 1 は、ナット部
25から後側のリブ26bを介して枠体6に伝達された
後、後側の受面18から後側サイドメンバ2の端面に圧
縮力として伝達され、また前側のリブ26aを介して前
側の受面13から前側サイドメンバ1の端面に引張力と
して伝達される。各受面13、18及び対応する端面が
接合されているため、圧縮強度及び引張強度が高く、前
後方向での結合強度が高い。従って、荷重F1 が後側サ
イドメンバ2及び前側サイドメンバ1に確実に伝達され
るため、該荷重F1に対して高い反力を生じさせること
ができる。尚、荷重が前向きに加わっても同様の効果が
得られる。
【0027】また、結合ブラケット3から前後方向に荷
重が加わる場合は、その荷重は、クロスメンバ4に対し
ては曲げ方向或いはねじれ方向に加わることになる。つ
まり、図5に示すように、サブフレーム5からの荷重F
1 の作用点が低い位置にあるため、荷重F1 はクロスメ
ンバ4のねじれ方向にも作用する。このような曲げ方向
或いはねじれ方向に荷重が作用すると、クロスメンバ4
の対応端部20が断面変形を起こしそうになるが、縦フ
ランジ9が対応端部20の角部Kに内接しているため、
クロスメンバ4の対応端部20の断面変形が防止され、
高い曲げ強度及びねじれ強度を示すこととなる。中間フ
ランジ21により縦フランジ9の内側への撓みが防止さ
れ、且つ該中間フランジ21の上下端が対応端部20の
上面部及び下面部にそれぞれ内接していることも、前記
断面変形防止に寄与している。
【0028】車幅方向での荷重が加わった場合:サブフ
レーム5から、結合ブラケット3に対して、例えば内向
きの荷重F2 が加わった場合、その荷重F2 はナット部
25からリブ26dを介して枠体6に伝達された後、内
側の受面23からクロスメンバ4の端面に圧縮力として
確実に伝達され、高い圧縮強度を示す。尚、荷重が外向
きに加わった場合は高い引張強度を示す。
【0029】また、結合ブラケット3に内向きの荷重F
2 が加わる場合は、その荷重F2 は、前側サイドメンバ
1と後側サイドメンバ2の各対応端部10、15に対し
ては曲げ方向或いはねじれ方向に加わることになるが、
前記同様に縦フランジ7、8及び中間フランジ11、1
6により断面変形の防止がなされ、高い曲げ強度及びね
じれ強度を示す。
【0030】上下方向での荷重が加わった場合:サブフ
レーム5から、結合ブラケット3に対して、例えば上向
きの荷重F3 が加わった場合、その荷重F3 は各メンバ
1、2、4に対して曲げ方向に加わることになるが、各
縦フランジ7、8、9及び中間フランジ11、16、2
1により断面変形の防止がなされ、高い曲げ強度を示
す。尚、荷重が下向きに加わっても同様である。以上の
ように、結合ブラケット3による結合強度が強く、それ
に取付けられるサブフレーム5の取付強度が向上するた
め、該サブフレーム5にて支持されるリヤサスペンショ
ンの性能も向上する。
【0031】尚、以上の説明では、車体後部の構造につ
いて例を示したが、本願発明は車体前部にも適用でき
る。
【0032】押出材による各サイドメンバ1、2やクロ
スメンバ4を例にしたが、プレス成形によるものであっ
ても良い。
【0033】押出材による結合ブラケット3を例にした
が、鋳物材によるものであっても良い。
【0034】四角筒状の枠体6を例にしたが、円筒状に
しても良い。
【0035】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、結合ブラ
ケットに形成した各縦フランジがそれぞれ各メンバの対
応端部の上下角部に内接し、荷重付加時における各対応
端部の断面変形を防止するため、高い曲げ強度及びねじ
れ強度を示す。また、各縦フランジの受面が各対応端部
の側面部の端面に接合されるため、メンバの長手方向に
加わる圧縮力及び引張力を確実に伝達することができ、
高い圧縮強度及び引張強度を示す。この発明の結合構造
は曲折形状の接合フランジを形成する必要がないため、
押出材の結合に好適であり、また補強材が不要なため部
品点数の低減も図れる。
【0036】請求項2記載の発明によれば、中間フラン
ジにより縦フランジの内側への撓みが防止されるため、
縦フランジによる各メンバの断面変形防止効果が更に高
まり、結合強度が更に向上する。
【0037】請求項3記載の発明によれば、部材締結部
が結合ブラケットと一体のため、部材締結部を設けたこ
とによる部品点数の増加はない。また、部材締結部と枠
体の四方対応部がリブにて連結されているため、部材締
結部に加わったあらゆる方向性の荷重をリブを介して結
合ブラケット全体に伝達することができ、部材の取付強
度が高まる。
【0038】請求項4記載の発明によれば、サブフレー
ムの取付強度が高まるため、そのサブフレームに支持さ
れるサスペンションの性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態に係るサイドメンバ及びク
ロスメンバを示す斜視図。
【図2】図1中矢示S部分の結合構造を示す分解斜視
図。
【図3】図2中矢示DA方向からみた結合後の状態を示
す平面図。
【図4】図2中矢示DB方向からみた結合後の状態を示
す側面図。
【図5】図2中矢示DC方向からみた結合後の状態を示
す側面図。
【図6】図2中矢示DD方向からみた結合後の状態を示
す側面図。
【符号の説明】
1 前側サイドメンバ 2 後側サイドメンバ 3 結合ブラケット 4 クロスメンバ 5 サブフレーム 6 枠体 7、8、9 縦フランジ 10 前側サイドメンバの対応端部 11、16、21 中間フランジ 13、18、23 受面 15 後側サイドメンバの対応端部 20 クロスメンバの対応端部 25 ナット部(部材締結部) 26a〜26d リブ K 角部 X 車幅方向 Y 前後方向

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 それぞれ閉断面で、前後方向に沿って連
    続する前側サイドメンバと後側サイドメンバの各対応端
    部、及び車幅方向に沿うクロスメンバの対応端部を、結
    合ブラケットにより結合する自動車のメンバ結合構造で
    あって、 前記結合ブラケットが、各メンバの対応端部内に挿入さ
    れて該対応端部の上下角部に各々内接する一対の縦フラ
    ンジを3組有しており、且つ該各縦フランジの基端部付
    近に形成した受面を各対応端部の側面部の端面に接合し
    たことを特徴とする自動車のメンバ結合構造。
  2. 【請求項2】 一対の縦フランジを中間フランジにて連
    結した請求項1記載の自動車のメンバ結合構造。
  3. 【請求項3】 結合ブラケットの中央に、周囲を枠体に
    て囲んだ部材締結部が一体的に設けられており、且つ該
    部材締結部と枠体の四方対応部とが4つのリブにて連結
    されている請求項1又は請求項2記載の自動車のメンバ
    結合構造。
  4. 【請求項4】 部材締結部に取付けられている部材が、
    サスペンション支持用のサブフレームである請求項3記
    載の自動車のメンバ結合構造。
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