(57)【要約】【課題】強度を落とすことなく重量を減らすことができる車体骨格部材を提供する。【解決手段】車体１０の一部を構成する車体骨格部材２０は、第１のパネル２１と、第２のパネル２２と、第３のパネル２３とを備えている。これらパネル２１，２２，２３のフランジ３１，３２，３３が互いにスポット溶接部４０によって結合され、少なくとも一部が閉断面部をなしている。第１のパネル２１のフランジ３１と、第３のパネル２３のフランジ３３には、互いに隣り合うスポット溶接部４０間に切欠き部４３が形成されている。切欠き部４３は、第１斜辺部４１と第２斜辺部４２とを含んでいる。さらに前記フランジ３１，３３は、第１斜辺部４１とスポット溶接部４０との間に形成された開口５０と、第２斜辺部４２とスポット溶接部４０との間に形成された開口５１とを有している。開口５０，５１はフランジ３１，３３を厚さ方向に貫通している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２のパネルを有する車体骨格部材であって、
前記第１および第２のパネルの各フランジの長手方向の複数個所に形成され各フランジ同士を互いに結合する複数のスポット溶接部と、
前記各フランジのうち少なくとも一方のフランジにおいて互いに隣り合うスポット溶接部間に形成された第１斜辺部および第２斜辺部を含む切欠き部と、
前記第１斜辺部と前記スポット溶接部との間に形成され前記フランジの厚さ方向に貫通した開口と、
前記第２斜辺部と前記スポット溶接部との間に形成され前記フランジの厚さ方向に貫通した開口と、
を具備したことを特徴とする車体骨格部材。
【請求項２】
前記第１のパネルのフランジと前記第２のパネルのフランジうち、一方のパネルのフランジのみに、前記切欠き部と前記開口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車体骨格部材。
【請求項３】
前記第１のパネルのフランジと前記第２のパネルのフランジの双方に、それぞれ前記切欠き部と前記開口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車体骨格部材。
【請求項４】
前記第１のパネルと前記第２のパネルとの間に第３のパネルを有し、該第３のパネルのフランジに、前記第１のパネルの前記切欠き部と前記開口と対応した形状の切欠き部と開口が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車体骨格部材。
【請求項５】
前記開口は、前記フランジの長手方向に沿う長手方向内縁と、前記フランジの幅方向に沿う幅方向内縁と、前記斜辺部に沿う斜方向内縁とを有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車体骨格部材。
【請求項６】
車体のドア開口部を構成する車体骨格部材であって、前記第１のパネルとしてのインナパネルと、前記第２のパネルとしてのアウタパネルと、これらパネルのフランジに取付けるウェザストリップとを有し、前記インナパネルのフランジに前記切欠き部と前記開口が形成され、前記アウタパネルのフランジに前記切欠き部と前記開口が形成されていないことを特徴とする請求項２または４に記載の車体骨格部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車体の一部を構成する車体骨格部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体は様々な車体骨格部材によって構成されている。例えばドア開口部の上部を構成するサイドルーフレール等の車体骨格部材は、車体の内側に配置されるインナパネルと、車体の外側に配置されるアウタパネルと、必要に応じて設ける補強部材（リンフォース）などによって構成されている。これらインナパネルおよびアウタパネルとリンフォースは、それぞれフランジを有し、これらフランジが互いにスポット溶接されることにより、少なくとも一部が閉断面部をなしている。車体骨格部材の変形を微調整するために、例えば下記特許文献１に記載されているように、ハット形断面の部材にビードを設けるとともに、フランジに切欠き部を形成した自動車のメンバー構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−８５６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のようにフランジに切欠き部を形成した車体骨格部材では、切欠かれた材料分だけ車体骨格部材の重量を小さくすることができる。しかしそれ以上の軽量化は不可能である。また車体骨格部材に軽量化の目的で切欠き部や孔を形成する場合、切欠き部や孔の位置によっては車体骨格部材の強度が低下するおそれがある。
【０００５】
従って本発明の目的は、強度を落とすことなく重量を減らすことができる車体骨格部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、第１のパネルと第２のパネルとを有し、少なくとも一部が閉断面部をなす車体骨格部材であって、スポット溶接部と、切欠き部と、一方の開口および他方の開口とを具備している。前記スポット溶接部は、前記第１および第２のパネルの各フランジの長手方向の複数個所に形成され、各フランジ同士を互いに結合する。前記切欠き部は、前記各フランジのうち少なくとも一方のフランジおいて、互いに隣り合うスポット溶接部間に形成された第１斜辺部および第２斜辺部を有している。前記一方の開口は、前記第１斜辺部と前記スポット溶接部との間に形成され、前記フランジの厚さ方向に貫通している。前記他方の開口は、前記第２斜辺部と前記スポット溶接部との間に形成され、前記フランジの厚さ方向に貫通している。
【０００７】
本発明の１つの実施形態では、前記第１のパネルのフランジと前記第２のパネルのフランジの一方のみに前記切欠き部と前記開口が形成されている。本発明の他の実施形態では、前記第１のパネルのフランジと前記第２のパネルのフランジの双方に、前記切欠き部と前記開口が形成されている。さらに第３のパネルを備えた車体骨格部材において、該第３のパネルのフランジに、第１および第２のパネルと同様の切欠き部と開口が形成されていてもよい。前記開口の一例は、前記フランジの長手方向に沿う長手方向内縁と、前記フランジの幅方向に沿う幅方向内縁と、前記斜辺部に沿う斜方向内縁とを有し、略三角形をなしている。
【０００８】
また車体のドア開口部を構成する車体骨格部材において、前記第１のパネルとしてのインナパネルと、前記第２のパネルとしてのアウタパネルと、これらパネルのフランジに取付けるウェザストリップとを有する場合には、前記インナパネルのフランジに前記切欠き部と前記開口が形成され、前記アウタパネルのフランジにはウェザストリップの密着性を確保するために前記切欠き部と前記開口を形成しなくてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の車体骨格部材によれば、第１のパネルおよび第２のパネルの少なくとも一方のパネルのフランジに形成された第１および第２斜辺部を有する切欠き部と前記開口とによって、該車体骨格部材の強度を落とすことなく重量を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車体骨格部材を備えた車体の一部の斜視図。
【図２】図１中のＦ２−Ｆ２線に沿う車体骨格部材の断面図。
【図３】図２に示された車体骨格部材の一部を模式的に示す正面図。
【図４】図３中のＦ４−Ｆ４線に沿う車体骨格部材の断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る車体骨格部材の一部を模式的に示す正面図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る車体骨格部材の断面図。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る車体骨格部材の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に本発明の第１の実施形態に係る車体骨格部材について、図１から図４を参照して説明する。  
図１は自動車の車体１０の一部を示している。車体１０の一例は、フロアパネル１１と、サイドシル１２と、ルーフパネル１３と、サイドルーフレール１４と、フロントピラー１５およびセンタピラー１６などを含んでいる。サイドシル１２とサイドルーフレール１４およびピラー１５，１６等の車体骨格部材によって、フロント側のドア開口部１７とリヤ側のドア開口部１８が構成されている。
【００１２】
図２は、リヤ側のドア開口部１８の上部を構成するサイドルーフレール１４を含む車体骨格部材２０の断面図である。この車体骨格部材２０は、車体１０の内側に配置された第１のパネル２１と、車体１０の外側に配置された第２のパネル２２と、第１のパネル２１と第２のパネル２２との間に配置された第３のパネル２３とを含んでいる。
【００１３】
第１のパネル２１の一例は、車体の内側に配置されたインナパネルである。第２のパネル２２の一例は、車体の外側に配置されたアウタパネルである。第３のパネル２３の一例はリンフォースである。第３のパネル（リンフォース）２３は、第１のパネル（インナパネル）２１と第２のパネル（アウタパネル）２２との間に配置されている。これらのパネル２１，２２，２３は、いずれもスポット溶接可能な金属、例えば高張力鋼板等の鋼板からなる。
【００１４】
図２に示すように、各パネル２１，２２，２３の下部に、それぞれ下方に突出するフランジ３１，３２，３３が形成されている。これらフランジ３１，３２，３３を互いに厚さ方向に重ね合わせ、スポット溶接によって互いに結合することにより、三枚重ねの溶接フランジ３５が構成されている。これらパネルの少なくとも一部によって構成される閉断面部、特に第１のパネル（インナパネル）２１と第３のパネル（リンフォース）によって、車体骨格部材２０の曲げあるいはねじり等の荷重に対する剛性が高められている。なお、閉断面部の形状は車体１０の前後方向の各部で変化するため、図２に示す形状に限らないことは言うまでもない。
【００１５】
前記溶接フランジ３５にウェザストリップ３６（図２に示す）が取付けられている。ウェザストリップ３６はドア開口部１８の全周にわたって配置されている。このウェザストリップ３６は、ドア開口部１８に設けられたドア（図示せず）が閉鎖されたときに、ドアと接することにより、ドア開口部１８とドアとの間をシールする機能を有している。第１のパネル２１の上端に形成されたフランジ３８は、第２のパネル２２に固定されている。
【００１６】
図３は車体骨格部材２０を車両内側から見た正面図である。各フランジ３１，３２，３３を車体骨格部材２０の長手方向の複数個所でスポット溶接することにより、溶接フランジ３５が構成されている。図３中の符号４０はスポット溶接部を示している。図３中の矢印Ｌは溶接フランジ３５の長手方向（フランジ３１，３２，３３の長手方向）を示している。矢印Ｗは溶接フランジ３５の幅方向（フランジ３１，３２，３３の幅方向）を示している。溶接フランジ３５に設けられたスポット溶接部４０は、溶接フランジ３５の長手方向Ｌに所定間隔で形成されている。
【００１７】
図３および図４に示されるように、第１のパネル２１のフランジ３１と、第３のパネル２３のフランジ３３には、互いに隣り合うスポット溶接部４０間に、第１斜辺部４１と第２斜辺部４２とを含む切欠き部４３が形成されている。斜辺部４１，４２は、フランジ３１，３３の一部をプレスによる剪断加工等によって略三角形に切り欠くことによって形成されている。第１のパネル２１のフランジ３１に形成された切欠き部４３と、第３のパネル２３のフランジ３３に形成された切欠き部４３とは、互いに対応した位置にある。なお、第１斜辺部４１と第２斜辺部４２は必ずしも真っ直ぐである必要はなく、例えば曲線（弧状）形状であってもよい。
【００１８】
さらに第１のパネル２１のフランジ３１と、第３のパネル２３のフランジ３３には、スポット溶接部４０の両側に、一方の開口５０と他方の開口５１が形成されている。一方の開口５０は、溶接フランジ３５の長手方向Ｌに関して、第１斜辺部４１とスポット溶接部４０との間に形成されている。他方の開口５１は、第２斜辺部４２とスポット溶接部４０との間に形成されている。これらの開口５０，５１は、フランジ３１，３３を厚さ方向に貫通している。
【００１９】
図３に示すように、一方の開口５０は、溶接フランジ３５の長手方向Ｌに沿う長手方向内縁５０ａと、溶接フランジ３５の幅方向Ｗに沿う幅方向内縁５０ｂと、切欠き部４３の第１斜辺部４１に沿う斜方向内縁５０ｃとを有している。他方の開口５１も、溶接フランジ３５の長手方向Ｌに沿う長手方向内縁５１ａと、溶接フランジ３５の幅方向Ｗに沿う幅方向内縁５１ｂと、切欠き部４３の第２斜辺部４２に沿う斜方向内縁５１ｃとを有している。これらの開口５０，５１は、いずれも略三角形をなしている。なお、長手方向内縁５１ａと幅方向内縁５１ｂと斜方向内縁５１ｃとは必ずしも真っ直ぐである必要はなく、例えば曲線形状（弧状）等であってもよい。
【００２０】
本実施形態の場合、溶接フランジ３５に対するウェザストリップ３６の密着性を確保するために、第２のパネル２２のフランジ３２には切欠き部４３と開口５０，５１が形成されていない。つまり第１のパネル２１のフランジ３１と第３のパネル２３のフランジ３３のみに切欠き部４３と開口５０，５１が形成されている。
【００２１】
本発明者達は、ドア開口部を構成する車体骨格部材２０の強度に関する応力解析と実験を行なった。解析の対象は切欠き部４３と開口５０，５１とを形成する前の車体骨格部材であり、この車体骨格部材に曲げ荷重を負荷した場合、前記切欠き部４３と開口５０，５１に相当する箇所の応力が他の部位と比較して極端に小さく、したがって切欠き部４３と開口５０，５１を形成しても強度が落ちないことが確認された。切欠き部４３と開口５０，５１を形成することにより、車体骨格部材２０の軽量化を図ることが可能となった。
【００２２】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る車体骨格部材２０Ａを示している。この車体骨格部材２０Ａは、前記各パネル２１，２２，２３のフランジ３１，３２，３３の全てに、互いに共通形状の切欠き部４３と開口５０，５１が形成されている。つまり第２のパネル２２のフランジ３２にも切欠き部４３と開口５０，５１が形成されている。それ以外の構成は第１の実施形態の車体骨格部材２０と共通であるため、互いに共通の箇所に共通の符号を付して説明を省略する。
【００２３】
図６は、本発明の第３の実施形態に係る車体骨格部材２０Ｂの溶接フランジ３５の長手方向に沿う断面を示している。この車体骨格部材２０Ｂは、第１のパネル２１と第２のパネル２２のみからなる。そして第１のパネル２１と第２のパネル２２の各フランジ３１，３２の互いに対応する位置に、互いに共通形状の切欠き部４３と開口５０，５１が形成されている。それ以外の構成は第１の実施形態の車体骨格部材２０と共通であるため、互いに共通の箇所に共通の符号を付して説明を省略する。
【００２４】
図７は、本発明の第４の実施形態に係る車体骨格部材２０Ｃの溶接フランジ３５の長手方向に沿う断面を示している。この車体骨格部材２０Ｃも第１のパネル２１と第２のパネル２２のみからなり、第１のパネル２１のフランジ３１に切欠き部４３と開口５０，５１が形成されている。それ以外の構成は第１の実施形態の車体骨格部材２０と共通であるため、互いに共通の箇所に共通の符号を付して説明を省略する。
【００２５】
なお本発明は、ドア開口部以外の車体骨格部材に適用することもできる。また、各パネルの形状や配置をはじめとして、フランジや閉断面部の形状、第１斜辺部および第２斜辺部の具体的な形状、切欠き部および開口の形状等の態様を種々に変更して実施できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００２６】
１０…車体、１７，１８…ドア開口部、２０…車体骨格部材、２１…第１のパネル、２２…第２のパネル、２３…第３のパネル、３１，３２，３３…フランジ、３５…溶接フランジ、３６…ウェザストリップ、４０…スポット溶接部、４１…第１斜辺部、４２…第２斜辺部、４３…切欠き部、５０，５１…開口、５０ａ，５１ａ…長手方向内縁、５０ｂ，５１ｂ…幅方向内縁、５０ｃ，５１ｃ…斜方向内縁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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