JPS6235937B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、車両構体の構造に関するものであつ
て、特に複数の強度部材を接合し、該強度部材の
室外側に外板を接合して構成する車両構体の構造
に関するものである。

従来の車両構体における骨組すなわち強度部材
相互および該強度部材と外板等の他の部材との結
合構造例えば特公昭47−37287号公報に示された
構成を第１図ないし第３図によつて説明する。第
１図は従来の車両構体における側構の室内側から
見た正面図、第２図は第１図Ａ部の拡大斜視図、
第３図は第２図の窓隅部の拡大正面図である。図
において、１は構体の側構に設けられた窓、２は
上下方向に配置され前記窓１に対応して設けられ
た側柱、３は水平方向に配置され窓１に対応して
設けられるとともに端部を前記側柱２に隅肉溶接
等によつて接合した腰帯、４は前記側柱２と腰帯
３の外側に重ね抵抗溶接等により接合された外
板、５は前記側柱２と腰帯３との接合部に配置さ
れ、側柱２と腰帯３に溶接によつて取付けられた
窓隅補強である。なお、該窓隅補強５は側柱２と
腰帯３の結合部の隅部すなわち第３図中Ｂ部に生
じる応力集中を緩和するために設けられている。

このような構成においては、側柱２と腰帯３お
よび窓隅補強５相互を溶接によつて接合するた
め、それぞれの接合部に所定の溶接ルート間隔を
確保するか、あるいは密着させる必要があり、各
部材の下拵えおよび組立作業において高い精度が
要求され、製作工数が増大するという欠点があつ
た。また、各部材相互の接合における溶接時の入
熱により、各部材に歪が発生し、構体全体として
見栄えが悪くなるとともに、歪取りに要する工数
が増大する。特に薄肉部材を使用した場合にはこ
の傾向が顕著であり、部材の薄肉化すなわち構体
の軽量化が困難となるという欠点があつた。

一方、強度的には側柱２および腰帯３と窓隅補
強５の辺端部が交わる点すなわち第３図における
Ｃ部およびＤ部の応力集中部が溶接部の止端とな
り、窓隅部の強度が後述する外板４の応力または
この溶接止端部の応力集中を加味した溶接強度に
支配され、部材の軽量化等が容易でないという欠
点があつた。また、前記構造の窓隅部における外
板の応力分布状態は第１０図に線ｅで示すよう
に、窓隅部の曲率の影響によりα＝σm2／σｎ
なる応力集中を生じ、窓隅部の外板強度はσm2
＝α・σｎに支配される欠点がある。ここで、σ
ｎは窓隅部の曲率の影響をうけない窓ふちの直線
部分の公称応力を示し、σm2は従来の構造にお
ける窓隅部の曲率の影響により発生した最大応力
を示す。

次に、他の従来構造例えば特公昭47−2642号公
報，特公昭47−38362号公報等に示された構造を
第４図および第５図により説明する。第４図およ
び第５図は前記従来例と同一部分を示す斜視図
で、第４図が平板継手を用いた構造、第５図が２
次元曲げ継手を用いた構造であり、かつ、前記従
来例と同一符号は同一部材を示す。７は側柱２の
フランジ部および腰帯３のフランジ部に接合さ
れ、該側柱２と腰帯３を接合する平板継手であ
る。このような構成において、構体に面外曲げ変
形すなわち腰帯３を外板４の鉛直方向に曲げよう
とする力が作用した場合、該構体の面外剛性は平
板継手７の曲げ剛性に左右され、高い剛性は期待
できない。また、せん断力が作用した場合も、室
内側のせん断力は平板継手７だけで負担すること
になり、高いせん断強度は期待できない。

第５図において、８は側柱２のフランジに接合
したフランジ９および側柱２のウエブに接合した
フランジ１０からなり、２平面のフランジ部が結
合されている２次元曲げ継手で、腰帯３のウエブ
およびフランジ部に接合され、側柱２と腰帯３と
を接合している。このような構成において、前述
の曲げ剛性およびせん断力は、該２次元曲げ継手
８のフランジ９，１０の部分で負担することにな
り、強度的に不十分で板厚を厚くする必要がある
等の欠点があつた。

また、前記平板継手７を用いた構造および２次
元曲げ継手を用いた構造とも、窓隅の曲率部は外
板４のみで構成されることになり、窓隅曲率に沿
つた力は外板４のみに流れ、外板４の窓隅に応力
集中を生じるという欠点があつた。さらに、前記
両構造とも側柱２および腰帯３の室外側フランジ
の結合度を高めるため、腰帯３の室外側フランジ
の端末を側柱２の室外側フランジに重ね合せる必
要がある。したがつて、腰帯３の室外側フランジ
の端末を側柱２の室外側フランジの板厚だけ極部
的に変形加工しなければならず、製作作業が煩雑
になる等の欠点があつた。

上記の点に鑑み本発明は、車両構体の製作作業
の容易化を図るとともに強度向上を図ることを目
的としたものである。

本発明は、室外側フランジおよび室内側フラン
ジと該両フランジを結合するウエブとから成る複
数の強度部材を、前記複数の強度部材の両フラン
ジ間に連続して対応するフランジと該各フランジ
を立体的に連続して結合するウエブとから成る継
手部材を介して接合することを特徴とする車両構
体の構造で、強度を向上し、かつ、製作作業を容
易に行なえるようにするものである。

本発明の一実施例を第６図ないし第９図により
説明する。第６図は車両構体の側構を室内側から
見た正面図、第７図は第６図のＥ部の拡大斜視
図、第８図および第９図は第７図における各強度
部材および骨組継手の接合前の状態を示す斜視図
である。図において、前記従来例と同一符号は同
一部材を示す。１１は骨組継手、１８は外板４と
側柱２および腰帯３、骨組継手１１を一体に組合
せるため重ね抵抗溶接またはプラグ溶接あるいは
リベツト等による結合部を示す側柱２と腰帯３と
の関係は、第７図に示すように骨組継手１１を介
して結合されるため、密着させる必要がなく、寸
法ａまたはｂだけ積極的にすかしておいてもさし
つかえない。骨組継手１１は側柱２と腰帯３の室
外側フランジ１２および１２′に相対する継手室
外側フランジ１５、側柱２と腰帯３の室内側フラ
ンジ１３および１３′に相対するフランジ１６、
さらに該継手室外側フランジ１５および継手室内
側フランジ１６を立体的に連続して結合するウエ
ブ１７とから構成されている。なお、本実施例に
おいて、前記継手室外側フランジ１５の形状を外
板４の窓隅部形状に対応させ成形し、さらにウエ
ブ１７を円弧状として継手室外側フランジ１５お
よび継手室内側フランジ１６を結合した構成とし
ている。これら各部材の接合は溶接あるいはリベ
ツトによつて行なうが、特に入熱量が少ないか、
または、熱しない接合手段すなわち重ね抵抗溶
接、プラグ溶接あるいはリベツト等が熱による歪
発生の防止等の点から望ましい。なお、前述の側
柱２と腰帯３の関係は第１図に示した窓１の上部
に設けられた幕帯と側柱２との関係にも適用でき
る。

このような構成において、例えば側柱２から腰
帯３に流れるような力が作用すると、該力は外板
４の面内を伝わると同時に、側柱２から重ね抵抗
溶接またはプラグ溶接あるいはリベツト等による
接合部１８を介して骨組継手１１に伝わり、該骨
組継手１１内を流れた力はさらに接合部１８を介
して、腰帯３に伝達される。このように、窓隅部
において力は外板４と骨組継手１１の両方を伝わ
るわけであるが、外板４と骨組継手１１とに流れ
る荷重分但割合は、外板４の板厚を一定とすれ
ば、骨組継手１１の板厚あるいは骨組継手１１と
側柱２、腰帯３および外板４と結合している重ね
抵抗溶接またはプラグ溶接あるいはリベツト等の
接合部１８の位置と数量を変化させることによつ
て調節することが可能である。また継手室外側フ
ランジ１５が外板４の窓隅部に対応した形状とな
つており、前記従来例の窓隅補強を兼ねる構成と
なつているため、少ない部品点数で応力集中を防
止でき、従来構造と同等の効果が得られる。さら
に、骨組継手１１が３次元平面を連続的に結合し
た構成となつているため、継手室外側フランジ１
５、継手室内側フランジ１６の部分のみを側柱２
および腰帯３に接合するだけで十分な剛性を発揮
できる。また、ウエブ１７を円弧状としフランジ
１５，１６を結合した構成となつているため、該
骨組継手１１の成形および加工が容易に行なえ
る。

なお、強度部材である側柱２および腰帯３と骨
組継手１１との接合を前述のとおり重ね抵抗溶
接，プラグ溶接あるいはリベツト等の接合手段に
より行なうことにより、外板４および各強度部材
における熱歪を防止できるため、歪取り作業等を
簡略化できるとともに見栄えのよい構体を構成で
きる。

次に、本発明の他の実施例を第１１図により説
明する。図において、１１は前記一実施例と同様
な骨組継手、１９は側柱、２０は腰帯で、該側柱
１９および腰帯２０はハツト形をした閉断面であ
る。このような構成においても前記一実施例と同
様に骨組継手１１を用いることが可能であり、図
示のように腰帯２０の下辺にも骨組継手１１を用
いることによつて、より強固な構体とすることが
できる。

ところで、前述の一実施例および他の実施例に
おいては、側柱２と腰帯３の室外側フランジ１
２，１２′と室内側フランジ１３，１３′との間隔
が同一のものについて説明したが、フランジの間
隔が異なる強度部材を接合する場合について以下
説明する。第１２図は前記第７図と同様な部分に
おける強度部材のフランジ間隔が異なる場合すな
わち高さが異なる場合の構成を示す斜視図であ
る。図において、前記実施例と同一符号は同一部
材である。２′は側柱、３′は腰帯、１１′は前記
側柱２′および腰帯３′の高さの異なる強度部材を
接合するための骨組継手である。該骨組継手１
１′の前記実施例における骨組継手１１との相違
点は継手室内側フランジ部１６′および１６″であ
り、継手室内側フランジ部１６′は側柱２′の室内
側フランジに対応し、継手室内側フランジ１６″
は腰帯３′の室内側フランジに対応するように構
成されている点である。なお、前記継手室外側フ
ランジ１５および継手室内側フランジ１６′，１
６″は立体的な曲面を形成するウエブ１７′により
結合されている。このような構成によれば、側柱
２′および腰帯３′の高さが異なつている場合でも
容易にかつ簡単な構成で接合が行なえる。また、
強度的にもウエブ１７′が立体的な曲面を形成し
ているため、剛性を向上することができる。

ところで、前記側柱２′および腰帯３′がハツト
形となつても、骨組継手１１′の形状および作用
は変らず、効果においても同様である。

次に、第６図のＦ部すなわち側構と台枠との結
合部について第１３図により説明する。第１３図
は第６図のＦ部の拡大斜視図である。図におい
て、前記実施例と同一符号は同一部材を示す。２
１は台枠の両側部に設けられている側はりで、上
部に側柱２の室内側フランジ１３に対応するフラ
ンジ面２２を形成している。２３は端部が前記側
はり２１に接合され台枠を形成する横はりであ
る。２４は骨組継手１１の継手室外側フランジ１
５と外板４との〓間に設けられたライナーで、該
ライナー２４の厚さは側柱２の室外側フランジ１
２の厚さと同じである。したがつて、骨組継手１
１の継手室外側フランジ１５の台枠側と外板４は
該ライナー８を介して接合される。このような構
成によれば、骨組継手１１によつて側柱２と側は
り２１を接合するため、各部材の合せ作業等が簡
単に行なえる。また、強度的には接合部が母材化
され、各部材の母材の許容応力を基準とした高応
力設計が可能となる。したがつて、各部材を薄く
できるため、軽量化が図れる。

なお、前記実施例においては、側構における各
強度部材の接合あるいは側構と台枠との接合部に
ついて説明したが、側構と屋根構および妻の接合
部についても同様の構成が可能である。

以上説明したように本発明によれば、強度部材
相互の結合は骨組継手を介して行なうため、強度
部材相互を密着させる必要がなく、その〓間はあ
る程度の範囲をもつて許容されるので、強度部材
の下拵精度は要求されず製作工数の低減を図るこ
とができる。また、各部材の接合を骨組継手を介
して行なうことにより強度を向上できるため、各
部材の薄肉化が可能となり構体を軽量化すること
ができる。特に、窓隅部等においては該窓隅部に
作用する力は骨組継手にも分担させることができ
るため、第１０図に示す窓隅部の応力σm1を窓
隅部以外の公称応力σｎに近づけることができ、
応力の均一化すなわち部材の公称応力を基準にし
た設計が行なえる。また、骨組継手のフランジと
ウエブ相互が立体的に一体成形されていることに
よつて、強度部材の結合部に曲げおよびせん断力
等の外力が作用した場合に該骨組継手のウエブと
フランジが相互に補完しあい、曲げ剛性およびせ
ん断強度を高めることによつて一層の薄肉化と軽
量化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の車両構体における側構の室内側
から見た正面図、第２図は第１図Ａ部の拡大斜視
図、第３図は第２図の窓隅部の拡大正面図、第４
図は従来の構体における平板継手を用いた窓隅部
の斜視図、第５図は従来の構体における２次元曲
げ継手を用いた窓隅部の斜視図、第６図は本発明
による車両構体の一実施例の側構を室内側から見
た正面図、第７図は第６図Ｅ部の拡大斜視図、第
８図および第９図は第７図における各強度部材お
よび骨組継手の接合前の状態を示す斜視図、第１
０図は従来例および本発明の一実施例における窓
隅部の応力の状態を示す応力分布図、第１１図は
本発明による車両構体の他の実施例を示す窓隅部
の斜視図、第１２図は本発明による車両構体のも
う一つの他の実施例を示す窓隅部の斜視図、第１
３図は第６図Ｆ部の拡大斜視図である。 ２……側柱、３……腰帯、４……外板、１１…
…骨組継手、１２，１２′……室外側フランジ、
１３，１３′……室外側フランジ、１５……継手
室外側フランジ、１６……継手室内側フランジ、
１７……ウエブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外板と重ねて接合する室外側フランジ、該室
   外側フランジに平行で室内側に位置する室内側フ
   ランジおよび前記室外側フランジと室内側フラン
   ジとをつなぐウエブとから成る複数の強度部材を
   垂直方向および水平方向に配置し、かつ、該各強
   度部材を接合してその各室外側フランジに外板を
   重ねて接合して成る車両構体において、前記接合
   される各強度部材の室外側フランジに重ねて接合
   される継手室外側フランジと、前記接合される各
   強度部材の室内側フランジに重ねて接合される継
   手室内側フランジと、該継手室外側フランジおよ
   び継手室内側フランジとを前記強度部材の垂直方
   向および水平方向の各ウエブに対応させ連続的に
   つなぐウエブとわら成る継手部材によつて前記強
   度部材を結合したことを特徴とする車両構体の構
   造。 ２ 特許請求の範囲第１項において、前記継手部
   材の垂直方向および水平方向のウエブを円弧状に
   連続して形成したことを特徴とする車両構体の構
   造。