(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前部の両側部に前記車体の前後方向に延設され、閉断面形状を有するサイドメンバ部材と、前記サイドメンバ部材の先端部に結合され、前記サイドメンバ部材間に掛け渡すように配設されたクロスメンバ部材とを有する車体構造において、
前記クロスメンバ部材が端部に開口部を有すると共に、ハイドロフォームによりフランジのない閉断面構造に一体成形され、前記サイドメンバ部材の先端部が、該サイドメンバ部材の長手方向に切り欠かれて、前記クロスメンバ部材の端部を嵌合する切欠部を有すると共に前記切欠部にフランジ部を有し、前記クロスメンバ部材の端部を前記サイドメンバ部材の切欠部に嵌め込んで、前記クロスメンバ部材の端部開口部をスポット溶接用の開口部として利用して前記クロスメンバ部材を前記フランジ部に溶接したことを特徴とする車体構造。
【請求項２】
請求項１記載の車体構造において、
前記サイドメンバ部材の先端部を閉塞するように取付けられたエンドキャップ部材を有し、
前記エンドキャップ部材から上方へ向かって延設する延設部と、
上記延設部に結合され、車幅方向に掛け渡されるアッパークロスメンバ部材と、
を有することを特徴とする車体構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車体構造において、
前記クロスメンバ部材における、前記サイドメンバ部材への結合部分の閉断面を五角形状とすると共に、
前記切欠部も五角形状に切り欠いたことを特徴とする車体構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体構造に関するものであり、特に、ハイドロフォームにより成形されたクロスメンバを用いたものである。
【０００２】
【従来の技術】
車体のフロントボデーの主要な構成部品であるサイドメンバ、クロスメンバは、衝突時のエネルギー吸収のために、重要な役割を担っている。オフセット衝突時には、クロスメンバにて衝突のエネルギーを受け、そのエネルギーを両サイドメンバに分散することで、衝突エネルギーを吸収している。そのため、クロスメンバは両サイドメンバの先端部分に、掛け渡すように結合されている。
【０００３】
従来のクロスメンバは、複数の鋼板等を用い、板金プレス加工、折り曲げ加工等により成形し、互いを溶接等して作製している。
【０００４】
この方法では、鋼板等を板金プレス加工、折り曲げ加工等して成形するために、スプリングバックの影響を避けることができず、又、溶接によるひずみの影響もあり、部品精度のばらつきがあった。そのため、クロスメンバをサイドメンバに組み付ける時に難があり、周辺部品を取付ける際にも、様々な工夫をして位置決めを行なっている。
【０００５】
例えば、特開平７−３０４４６２号公報に示すように、コンパクトな構成で周辺部品の取付位置の位置決めを行なう方法も提案されている。
【０００６】
しかしながら、剛性向上のためクロスメンバ自体を複数枚の鋼板を組み合わせて作製しており、そのため、重量が重くなり軽量化が難しく、更に加工の工程も多くなりコストの面でも課題となっている。
【０００７】
そこで、上記問題点を解決する方法として、ハイドロフォームにて成形したクロスメンバを使用することが考えられる。
【０００８】
ハイドロフォームは、成形金型の間に素材となる鋼管をセットし、鋼管内に高圧の液体を充填して、液体の圧力により鋼管を金型内で拡管させることで金型の形状に成形するものである。
【０００９】
上記ハイドロフォームによる成形方法では、従来複数の部品であったものを一体で成形ができるため、部品数の削減、溶接の削減等ができ、又、拡管時に鋼管が加工硬化することにより、薄い肉厚でも強度があるため、高剛性化、軽量化、低コスト化が可能となる。更に、成形後のスプリングバックがほとんど発生しないため、部品精度の向上も可能である。
【００１０】
上記利点があるため、ハイドロフォームにより成形されたクロスメンバを使用した場合、部品精度や組み付け時の問題点等の多くを解決することできる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ハイドロフォームで成形されたクロスメンバ等は、閉断面形状に成形されることから、溶接のためのフランジ等がないため、サイドメンバ等と結合させるには溶接のためのフランジ等をあらためて取付ける必要があり、結合工程の手順の複雑化、結合構造の複雑化を招き、サイドメンバ等との溶接が容易ではなくなり、場合によっては結合強度が不足するおそれがある。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑み、ハイドロフォームで成形されたクロスメンバを、サイドメンバに容易に溶接できるコンパクトな車体構造を提供する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明に係る車体構造は、車体前部の両側部に車体の前後方向に延設され、閉断面形状を有するサイドメンバ部材と、サイドメンバ部材の先端部に結合され、サイドメンバ部材間に掛け渡すように配設されたクロスメンバ部材とを有し、更に、クロスメンバ部材が端部に開口部を有すると共に、ハイドロフォームによりフランジのない閉断面構造に一体成形され、サイドメンバ部材の先端部が、該サイドメンバ部材の長手方向に切り欠かれて、クロスメンバ部材の端部を嵌合する切欠部を有すると共に切欠部にフランジ部を有し、クロスメンバ部材の端部をサイドメンバ部材の切欠部に嵌め込んで、クロスメンバ部材の端部開口部をスポット溶接用の開口部として利用して、クロスメンバ部材をフランジ部に溶接したことを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する本発明に係る車体構造は、サイドメンバ部材の先端部を閉塞するようにエンドキャップ部材を取付け、そのエンドキャップ部材から上方へ向かって延設する延設部を設け、更に、その延設部に結合され、車幅方向に掛け渡されるアッパークロスメンバ部材を有することを特徴とする。
又、上記課題を解決する本発明に係る車体構造は、クロスメンバ部材における、サイドメンバ部材への結合部分の閉断面を五角形状とすると共に、切欠部も五角形状に切り欠いたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、車体の主要フレームの一例を示す概略斜視図である。
【００１６】
図１に示すように、車体前部の主要フレームは、車体の両側部に左右一対に、車体の前後方向に延設されたサイドメンバ１と、両サイドメンバ１の先端部に結合され、両サイドメンバ１間を掛け渡すように配設されたクロスメンバ２と、クロスメンバ２と同様に両サイドメンバ１間を掛け渡すように配設され、補強の役割を担うリンフォース３とを有している。更に、クロスメンバ２の両端部から上方に延設されるように設けられたサポートパネル４と、サポートパネル４に支持され、車体の前部上方のフレームとなるアッパークロスメンバ５とを有している。
【００１７】
本発明では、クロスメンバ２をハイドロフォームにて成形し、そのクロスメンバ２をサイドメンバ１に容易に結合できる構造としたことが特徴である。後述する図においては、図１における領域Ａの部分（車体の左前部）の構造を、わかりやすいように拡大して示す。車体の右前部の構造は、左前部と対称的な構造であるため、図及び説明は省略する。
【００１８】
図２は、本発明に係る実施形態の一例を示す車体構造の斜視図である。一部の構成部品を破断して示し、構成がわかるように、車体の前部左側の各構成部品を分離して示した。
【００１９】
図２に示すように、本発明に係る車体構造は、車体前部の両側部に車体の前後方向に延設され、閉断面形状を有するサイドメンバ１と、両サイドメンバ１の先端部に結合され、両サイドメンバ１間を掛け渡すように配設された閉断面を有するクロスメンバ２と、クロスメンバ２の前面に配設され、クロスメンバ２をサイドメンバ１との間に挟み込むように結合するエンドキャップ６と、エンドキャップ６の上方に配設され、前部上方のフレームとなるアッパークロスメンバ５とを有している。
【００２０】
上記サイドメンバ１は、長手方向の側端部にフランジ１ｃ、１ｄを有するコの字状のインナーサイドメンバ１ａ及びアウターサイドメンバ１ｂにより形成されており、フランジ１ｃ、１ｄを互いに重ね合わせて溶接することで、閉断面を形成している。フランジ１ｃ、１ｄの先端部側のフランジ１ｅ、１ｆは、クロスメンバ２の端部を嵌め込むような形状の切欠部１ｉ、１ｊにより形成されており、本実施例の場合、切欠部１ｉ、１ｊは、上方から見ると５角形状に見える。これはサイドメンバ１とクロスメンバ２の結合部、つまりフランジ１ｅ、１ｆに該当する部分の面積を増やし、溶接の結合点を増やす目的がある。更に、サイドメンバ１の前面端部には、サイドメンバ１の長手方向に垂直にフランジ１ｇ、１ｈが設けられており、フランジ１ｇ、１ｈをエンドキャップ６に結合することで、クロスメンバ２をサイドメンバ１とエンドキャップ６により挟み込むようにして結合する。なお、切欠部１ｉ、１ｊの形状は本実施例の形状に限るものではなく、サイドメンバ１とクロスメンバ２の結合強度が確保できるのであれば、他の形状でもよい。又、クロスメンバ２は、サイドメンバ１の幅方向の中心位置に必ずしも配置する必要はなく、適宜に変更できる。
【００２１】
上記クロスメンバ２は、ハイドロフォームにより閉断面を有するパイプ状に一体に成形されており、その両端部２ｂが上方に向くように加工されている。車幅方向に平行な主部２ａは矩形状の閉断面を有し、上方を向くように加工された端部２ｂは上記切欠部１ｉ、１ｊに嵌合するように五角形状の閉断面を有している。そのため、変形部２ｃにおいて、閉断面形状が矩形状から五角形状へ変形されている。ハイドロフォームによる成形は、デザインの自由度が高く、上記クロスメンバ２のように、閉断面の形状を途中で変えるような自由な成形も可能である。
【００２２】
エンドキャップ６は、クロスメンバ２の端部２ｂ及びサイドメンバ１のフランジ１ｇ、１ｈを覆う大きさを有する結合部６ａと、上方に向かって延設する延設部６ｂとを有しており、更に、アッパークロスメンバ５を結合するため、延設部６ｂの上方に設けた折曲部６ｃとを有している。延設部６ｂ及び折曲部６ｃは、図１に示すサポートパネル４に該当し、エンドキャップ６は、サイドメンバ１の蓋、サイドメンバ１−クロスメンバ２間の結合の補強及びアッパークロスメンバ５の保持の役割を担っている。なお、図示していないが、エンドキャップ６の前方には、リンフォース等（図１参照）が配設されており、例えば、エンドキャップ６にボルト等を立設すれば、リンフォース等を保持することも可能となる。
【００２３】
上記車体構造では、サイドメンバ１の先端部をクロスメンバ２の端部２ｂの形状に合わせて切り欠き、その切欠部１ｉ、１ｊに溶接用のフランジを有しないクロスメンバ２の端部２ｂを嵌め込むように結合し、更に、結合の補強もかねて、サイドメンバ１、クロスメンバ２の前面から蓋をするようにエンドキャップ６を結合したことが特徴である。サイドメンバ１の先端部の形状を上記のような構造にすることで、ハイドロフォームにて成形されたクロスメンバ２をサイドメンバ１へ容易に結合することができる。又、クロスメンバ２の端部の開口部分を利用して、スポット溶接を行なうことができるため、溶接用の開口部をあらためて開ける必要がなく、構成部材の強度を損なうことなく、簡潔な溶接工程でクロスメンバ２をサイドメンバ１へ結合することが可能である。
【００２４】
各構成部材の結合手順としては、例えば、最初に、サイドメンバ１を形成し、サイドメンバ１の先端部の切欠部１ｉ、１ｊにクロスメンバ２の端部２ｂを嵌め込み、フランジ１ｅ、１ｆの部分をクロスメンバ２に溶接により結合する。この状態でサイドメンバ１、クロスメンバ２の前面側にエンドキャップ６の結合部６ａを合わせ、フランジ１ｇ、１ｈの部分においてサイドメンバ１−エンドキャップ６を溶接により結合し、更にクロスメンバ２の端部２ｂのエンドキャップ６に接する面においてクロスメンバ２−エンドキャップ６を溶接により結合する。
【００２５】
図３は、図２に示した各構成部品を結合した状態を示す車体構造の斜視図である。一部の構成部品を破断して示した。
【００２６】
図３に示すように、サイドメンバ１の先端部にクロスメンバ２が結合され、クロスメンバ２はサイドメンバ１とエンドキャップ６に挟まれるように結合されている。又、エンドキャップ６の延設部６ｂの上部の折曲部６ｃには、アッパークロスメンバ５が車幅方向に平行に掛け渡されるように結合されている。
【００２７】
上記車体構造により、ハイドロフォームにより成形されたクロスメンバを用いても、サイドメンバへの結合が容易になり、又、簡単な構造で周辺部品の取付及び結合部品の補強をも兼ねることができる。
【００２８】
上述したように、本発明を実施例に基づく図にて説明してきたが、本発明は、各構成部品の形状等を図に示すものに限定するものではなく、本発明の範囲で適切な形状等に変更してもよい。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１、請求項３に係る発明によれば、省スペースでサイドメンバ部材とクロスメンバ部材とを結合できる構造を提供できる。
【００３０】
請求項２に係る発明によれば、省スペースで、アッパークロスメンバ部材（ラジエータやエアコンコンデンサ、ヘッドランプ等の取付部として機能する）をも結合できる構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】車体のボデーの主要フレームの一例を示す概略斜視図である。
【図２】本発明に係る実施形態の一例を示す車体構造の斜視図である。
【図３】図２に示す構成部品を結合した状態を示す車体構造の斜視図である。
【符号の説明】
１      サイドメンバ
１ａ    インナーサイドメンバ
１ｂ    アウターサイドメンバ
１ｃ〜１ｆ  フランジ
１ｉ、１ｊ  切欠部
２      クロスメンバ
２ａ    主部
２ｂ    端部
２ｃ    変形部
３      リンフォース
４      サポートパネル
５      アッパークロスメンバ
６      エンドキャップ
６ａ    結合部
６ｂ    延設部
６ｃ    折曲部
【図１】
0003921409.tif 000002
【図２】
0003921409.tif 000003
【図３】
0003921409.tif 000004