(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の外方に設けたアウタパネル（７１）と、車体の内方に設けたインナパネル（７２）と、これらのアウタパネル（７１）とインナパネル（７２）との間に設けられ、剛性の向上を図るスチフナパネル（７３）と、前記インナパネル（７２）と前記スチフナパネル（７３）とで構成される第１の閉断面（７５）と、前記アウタパネル（７１）と前記スチフナパネル（７３）とで構成される第２の閉断面（７６）とを有する車体フレーム構造において、
前記第１の閉断面（７５）は、前記スチフナパネル（７３）側にスポット溶接され第１の閉断面（７５）を区切る第１の隔壁（７７）と、この第１の隔壁（７７）と前記インナパネル（７２）との間に充填された第１の構造用発泡充填材とを備え、
前記第２の閉断面（７６）は、前記スチフナパネル（７３）側にスポット溶接され第２の閉断面（７６）を区切る第２の隔壁（７８）と、この第２の隔壁（７８）と前記アウタパネル（７１）との間に充填された第２の構造用発泡充填材とを備え、
前記第１及び第２の隔壁（７７，７８）は、前記スチフナパネル（７３）の表裏の同一位置にあり、前記スチフナパネル（７３）の表裏に溶接された溶接フランジ（８３，８４）と、該溶接フランジ（８３，８４）から立ち上げられた壁部（８２，８５）と、該壁部（８２，８５）から折り曲げられ、前記第１及び第２の構造用発泡充填剤を介して前記インナパネル（７２）及びアウタパネル（７１）を受ける受けフランジ（８１，８６）と、からなることを特徴とする車体フレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アウタパネル、インナパネル若しくはスチフナパネル等で構成され、閉断面構造を有するフロントピラーなどの車体フレーム構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車体フレーム構造の中には、車体の外方にアウタパネルを設け、車体の内方にインナパネルを設け、これらのアウタパネルとインナパネルとの間にスチフナパネルを設けたもの
が知られている。
この種の車体フレーム構造は、荷重が作用する場合に潰れにくくするように配慮する必要があった。
【０００３】
このような車体フレーム構造として、インナパネルとスチフナパネルとの間に発泡材を設けるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００５−２３８９９１公報
【０００４】
特許文献１の車体フレーム構造は、車体の外方に設けるアウタパネルと、車体の内方に設けるインナパネルと、これらのアウタパネルとインナパネルとの間に設けたスチフナパネルと、インナパネルとスチフナパネルとの間に充填した発泡材（構造用発泡充填材）とからフロントピラーを構成したものである。
【０００５】
車体フレーム構造では、インナパネルとスチフナパネルとの間に発泡材を充填し、インナパネルとスチフナパネルとで形成する空間を遮断（断面内遮断）したので、例えば、フロントピラーに曲げ方向の荷重が入力された場合には、潰れにくくするとともに、変形を促す作用は発揮するものの、さらに、潰れにくくするとともに、十分な変形が可能とする効果的な構造が望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、荷重が作用する場合に断面変形を抑制する（潰れにくくする）とともに、十分に変形するように配慮し、荷重が作用した場合に荷重を吸収しつつ受け止めることができる車体フレーム構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、車体の外方に設けたアウタパネルと、車体の内方に設けたインナパネルと、これらのアウタパネルとインナパネルとの間に設けられ、剛性の向上を図るスチフナパネルと、インナパネルとスチフナパネルとで構成される第１の閉断面と、インナパネルとスチフナパネルとで構成される第２の閉断面とを有する車体フレーム構造において、第１の閉断面は、スチフナパネル側にスポット溶接され第１の閉断面を区切る第１の隔壁と、この第１の隔壁とインナパネルとの間に充填された第１の構造用発泡充填材とを備え、第２の閉断面は、スチフナパネル側にスポット溶接され第２の閉断面を区切る第２の隔壁と、この第２の隔壁とアウタパネルとの間に充填された第２の構造用発泡充填材とを備え、第１及び第２の隔壁が、スチフナパネルの表裏の同一位置にあり、スチフナパネルの表裏に溶接された溶接フランジと、溶接フランジから立ち上げられた壁部と、壁部から折り曲げられ、第１及び第２の構造用発泡充填剤を介してインナパネル及びアウタパネルを受ける受けフランジと、からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明では、車体のフレーム構造は、車体の外方にアウタパネルが設けられ、車体の内方にインナパネルが設けられ、これらのアウタパネルとインナパネルとの間に設けられ、剛性の向上を図るスチフナパネルが設けられ、インナパネルとスチフナパネルとの間に第１の閉断面が形成され、アウタパネルとスチフナパネルとの間に第２の閉断面が形成される。
第１の閉断面は、スチフナパネル側に第１の隔壁がスポット溶接され、第１の隔壁とインナパネルとの間に第１の構造用発泡充填材が充填される。第２の閉断面は、スチフナパネル側に第２の隔壁がスポット溶接され、第２の隔壁とアウタパネルとの間に第２の構造用発泡充填材が充填される。
第１・第２の隔壁がスチフナパネル側にスポット溶接されたので、スチフナパネルのさらなる剛性の向上が図られる。車体の内方であってインナパネルと第１の隔壁との間に、第１の構造用発泡充填材が充填されたので、車体の内方（裏面）に位置するインナパネルの変形は所定の範囲内で許容される。車体の外方であってアウタパネルと第２の隔壁との間に、第２の構造用発泡充填材が充填されたので、車体の外方（表面）に位置するアウタパネルの変形は所定の範囲内で許容される。
【００１２】
すなわち、第１の閉断面は、スチフナパネル側にスポット溶接され第１の閉断面を区切る第１の隔壁と、この第１の隔壁とインナパネルとの間に充填された第１の構造用発泡充填材とを備え、第２の閉断面は、スチフナパネル側にスポット溶接され第２の閉断面を区切る第２の隔壁と、この第２の隔壁とアウタパネルとの間に充填された第２の構造用発泡充填材とを備えたので、アウタパネル、インナパネル、スチフナパネルで構成される車体フレームなどの構造体の断面変形を抑制する（潰れにくくする）。この結果、前記構造体に（曲げ）荷重が作用した場合に、入力された荷重を吸収しつつ受け止めることができる。
【００１３】
第１及び第２の隔壁が、スチフナパネルの表裏の同一位置にあり、スチフナパネルの表裏に溶接された溶接フランジと、溶接フランジから立ち上げられた壁部と、壁部から折り曲げられ、第１及び第２の構造用発泡充填剤を介してインナパネル及びアウタパネルを受ける受けフランジと、から構成されたので、第１・第２の隔壁をスチフナパネルに同時にスポット溶接することができる。この結果、アウタパネル、インナパネル、スチフナパネルで構成される車体フレームなどの構造体の組立作業の作業性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る車体フレーム構造を採用した車体の斜視図であり、図２は図１の２−２線断面図であり、図３は図２に示される車体フレーム構造の主要部品を示す分解斜視図である。
車体１１は、側部下方に設けられるサイドシル１２と、このサイドシル１２の前端から垂直に立ち上げられ、先端を後方に傾斜させたフロントピラー１３と、このフロントピラー１３から前方に延出され、サスペンション（不図示）のダンパハウジング１５に連結されるフロントアッパメンバ１６と、フロントピラー１３に接続され、左右に延びるクロスメンバ１７とを備える。
【００１５】
車体フレーム構造は、一例Ｐとして、フロントピラー１３の構造であり、車体の外方に設けたアウタパネル３１と、車体の内方に設けたインナパネル３２と、これらのアウタパネル３１とインナパネル３２との間に設けられ、剛性の向上を図るスチフナパネル３３と、インナパネル３２とスチフナパネル３３とで構成される第１の閉断面３５と、アウタパネル３１とスチフナパネル３３とで構成される第２の閉断面３６と、第１の閉断面３５に設けられるとともに、スチフナパネル３３側にスポット溶接され第１の閉断面３５を区切る第１の隔壁３７と、この第１の隔壁３７とインナパネル３２との間に充填された第１の構造用発泡充填材４１と、第２の閉断面３６に設けられるとともにスチフナパネル３３側にスポット溶接され、第２の閉断面３６を区切る第２の隔壁３８と、この第２の隔壁３８とアウタパネル３１との間に充填された第２の構造用発泡充填材４２とから構成される。
【００１６】
図３に示されたように、第１・第２の隔壁３７，３８は、板材に深絞り加工を施すことで異形の筒状に形成される部材である。さらに、第１・第２の隔壁３７，３８は、スチフナパネル３３の表裏にそれぞれスポット溶接されるものであり、上部スポット溶接部４３及び下部スポット溶接部４４で、スチフナパネル３３の同一位置の表裏に溶接される。
【００１７】
すなわち、図２に示される車体フレーム構造は、２重の閉断面を有する車体フレーム構造において、隔壁３７，３８と構造用発泡充填材４１，４２とスポット溶接（スポット溶接部４３，４４）とを組合わせて、２つの閉断面を遮蔽する構造であると言える。
【００１８】
図４（ａ）〜（ｆ）は本発明に係る車体フレーム構造の比較検討図であり、（ａ），（ｂ）は比較例１の車体フレーム構造を示し、（ｃ），（ｄ）は比較例２の車体フレーム構造を示し、（ｅ），（ｆ）は実施例の車体フレーム構造を示す。
【００１９】
（ａ）において、比較例１の車体フレーム構造は、フロントピラー１１３の構造であり、車体の外方に設けたアウタパネル１３１と、車体の内方に設けたインナパネル１３２と、これらのアウタパネル１３１とインナパネル１３２との間に設けられ、剛性の向上を図るスチフナパネル１３３と、断面視でインナパネル１３２とスチフナパネル１３３とで構成される第１の閉断面１３５と、断面視でアウタパネル１３１とスチフナパネル１３３とで構成される第２の閉断面１３６とから構成される。
【００２０】
（ｂ）において、比較例１の車体フレーム構造では、フロントピラー１１３が、薄板大断面で構成されたものであり、所定スパンの両端を固定して中央に曲げ荷重が加わったときにはフロントピラー１１３の断面は大きく変形され（潰れ）るので、大きな曲げ荷重に耐えることはできない。
【００２１】
（ｃ）において、比較例２の車体フレーム構造は、フロントピラー１５３の構造であり、車体の外方に設けたアウタパネル１７１と、車体の内方に設けたインナパネル１７２と、これらのアウタパネル１７１とインナパネル１７２との間に設けられ、剛性の向上を図るスチフナパネル１７３と、断面視でインナパネル１７２とスチフナパネル１７３とで構成される第１の閉断面１７５と、断面視でアウタパネル１７１とスチフナパネル１７３とで構成される第２の閉断面１７６と、第１の閉断面１７５に設けられるとともにスチフナパネル側にスポット溶接され、第１の閉断面１７５を区切る隔壁１７７と、この隔壁１７７とインナパネル１７２との間に充填された構造用発泡充填材１８１とから構成される。
【００２２】
（ｄ）において、比較例２の車体フレーム構造では、フロントピラー１５３の第１の閉断面１７５に、隔壁１７７及び構造用発泡充填材１８１が設けられたので、所定スパンの両端を固定して中央に曲げ荷重が加わったときにはフロントピラー１５３の断面は変形（潰れ）がある程度抑制され、所定の曲げ荷重までは耐えることができる。
【００２３】
（ｅ）において、実施例の車体フレーム構造は、第１の閉断面３５に設けられるとともに、スチフナパネル３３側にスポット溶接され第１の閉断面３５を区切る第１の隔壁３７と、この第１の隔壁３７とインナパネル３２との間に充填された第１の構造用発泡充填材４１と、第２の閉断面３６に設けられるとともにスチフナパネル３３側にスポット溶接され、第２の閉断面３６を区切る第２の隔壁３８と、この第２の隔壁３８とアウタパネル３１との間に充填された第２の構造用発泡充填材４２とが設けられた。
【００２４】
（ｆ）において、所定スパンの両端を固定して中央に曲げ荷重が加わったときにはフロントピラー１３の断面は変形（潰れ）が抑制され、大きな曲げ荷重までは耐えることができるとともに、フロントピラー１３全体の変形量を大きく稼ぐことができる。従って、フロントピラー１３に（曲げ）荷重が作用した場合に、入力された荷重を吸収しつつ受け止めることができる。
【００２５】
図５（ａ）〜（ｅ）は本発明に係る車体フレーム構造の変形抑制の効果を示す比較検討図である。
（ａ）において、図４（ｂ）に示された比較例１のフロントピラー１１３の所定の曲げ荷重を加えた後の断面積を示す。（ｂ）において、図４（ｄ）に示された比較例２のフロントピラー１５３の所定の曲げ荷重を加えた後の断面積が示す。（ｃ）において、図４（ｆ）に示された実施例のフロントピラー１３の所定の曲げ荷重を加えた後の断面積を示す。
【００２６】
（ｄ）において、比較例１のフロントピラー１１３、比較例２のフロントピラー１５３及び実施例のフロントピラー１３の当初断面積Ｓが示され、これらの当初断面積Ｓは同一である。
【００２７】
（ｅ）において、フロントピラー１３，１１３，１５３の断面積潰れ率Ｔの試験方法が示され、所定の長さのフロントピラー１３，１１３，１５３の両端を拘束（固定）し、所定の曲げ荷重Ｐを下向きに加える。
すなわち、断面積潰れ率Ｔは、所定の曲げ荷重Ｐを加えた後の断面積をＳｔとするときに、Ｔ＝Ｓ／Ｓｔで定義できる。
【００２８】
図４（ａ）〜（ｆ）にて説明したように、比較例１のフロントピラー１１３では、隔壁や構造用発泡充填材はなく、比較例２のフロントピラー１５３では、隔壁１７７及び構造用発泡充填材１８１を備え、実施例のフロントピラー１３では、第１・第２の隔壁３７，３８及び第１・第２の構造用発泡充填材４１，４２を備える。比較例１のフロントピラー１１３、比較例２のフロントピラー１５３及び実施例のフロントピラー１３の所定の曲げ荷重Ｐを加えた後の断面積ＳｔをＳ１〜Ｓ３とするときに、Ｓ１〜Ｓ３は、Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３の関係となり、断面積潰れ率Ｔは、比較例１のフロントピラー１１３、比較例２のフロントピラー１５３及び実施例のフロントピラー１３の順で減少する。
【００２９】
すなわち、実施例のフロントピラー１３は、比較例１，２のフロントピラー１１３，１５３に比べ、フロントピラー１３の断面は変形（潰れ）が抑制され、大きな曲げ荷重まで耐えることができるとともに、フロントピラー１３全体の変形量を大きく稼ぐことができる。従って、フロントピラー１３に（曲げ）荷重が作用した場合に、断面変形を抑制して曲げ変形を許容し、入力された荷重を吸収しつつ受け止めることができる。
【００３０】
図２に示されるように、実施例のフロントピラー１３では、車体の外方にアウタパネル３１が設けられ、車体の内方にインナパネル３２が設けられ、これらのアウタパネル３１とインナパネル３２との間に剛性の向上を図るスチフナパネル３３が設けられ、断面視でインナパネル３２とスチフナパネル３３の間に第１の閉断面３５が設けられ、断面視でアウタパネル３１とスチフナパネル３３との間に第２の閉断面３６が設けられる。
【００３１】
第１の閉断面３５は、スチフナパネル３３側に第１の隔壁３７がスポット溶接され、第１の隔壁３７とインナパネル３２との間に第１の構造用発泡充填材４１が充填される。第２の閉断面３６は、スチフナパネル３３側に第２の隔壁３８がスポット溶接され、第２の隔壁３８とアウタパネル３１との間に第２の構造用発泡充填材４２が充填される。
【００３２】
第１・第２の隔壁３７，３８がスチフナパネル３３側にスポット溶接されたので、スチフナパネル３３のさらなる剛性の向上が図られる。車体の内方であってインナパネル３２と第１の隔壁３７との間に、第１の構造用発泡充填材４１が充填されたので、車体の内方（裏面）に位置するインナパネル３２の変形は所定の範囲内で許容される。車体の外方であってアウタパネル３１と第２の隔壁３８との間に、第２の構造用発泡充填材４２が充填されたので、車体の外方（表面）に位置するアウタパネル３１の変形は所定の範囲内で許容される。
【００３３】
すなわち、第１の閉断面３５は、スチフナパネル３３側にスポット溶接され第１の閉断面３５を区切る第１の隔壁３７と、この第１の隔壁３７とインナパネル３２との間に充填された第１の構造用発泡充填材４１とを備え、第２の閉断面３６は、スチフナパネル３３側にスポット溶接され第２の閉断面３６を区切る第２の隔壁３８と、この第２の隔壁３８とアウタパネル３１との間に充填された第２の構造用発泡充填材４２とを備えたので、アウタパネル３１、インナパネル３２、スチフナパネル３３で構成される車体フレームなどの構造体（例えば、フロントピラー１３）の断面変形を抑制する（潰れにくくする）。この結果、前記構造体に（曲げ）荷重が作用した場合に、入力された荷重を吸収しつつ受け止めることができる。
【００３４】
また、実施例のフロントピラー１３では、第１・第２の隔壁３７，３８は、スチフナパネル３３の表裏にそれぞれ溶接されるものであり、スチフナパネル３３の同一位置の表裏に溶接されたので、第１・第２の隔壁３７，３８をスチフナパネル３３に同時にスポット溶接することができる。この結果、アウタパネル３１、インナパネル３２、スチフナパネル３３で構成される車体フレームなどの構造体の組立作業の作業性の向上を図ることができる。
【００３５】
図６は本発明に係る別実施例の車体フレーム構造の主要部品を示す分解斜視図である。
別実施例の車体フレーム構造は、一例として、フロントピラー５３の構造であり、車体の外方に設けたアウタパネル７１と、車体の内方に設けたインナパネル７２と、これらのアウタパネル７１とインナパネル７２との間に設けられ、剛性の向上を図るスチフナパネル７３と、断面視でインナパネル７２とスチフナパネル７３とで構成される第１の閉断面７５と、断面視でアウタパネル７１とスチフナパネル７３とで構成される第２の閉断面７６と、第１の閉断面７５に設けられるとともに、スチフナパネル７３側にスポット溶接され第１の閉断面７５を区切る第１の隔壁７７と、この第１の隔壁７７とインナパネル７２との間に充填された第１の構造用発泡充填材（不図示）と、第２の閉断面７６に設けられるとともにスチフナパネル７３側にスポット溶接され、第２の閉断面７６を区切る第２の隔壁７８と、この第２の隔壁７８とアウタパネル７１との間に充填された第２の構造用発泡充填材（不図示）とから構成される。
【００３６】
第１の隔壁７７は、インナパネル７２側に形成され、インナパネル７２を受ける受けフランジ８１と、この基部から立ち上げられた壁部８２と、この壁部８２から折り曲げられ、スチフナパネル７３に溶接される溶接フランジ８３とからなる。
第２の隔壁７８は、スチフナパネルに溶接される溶接フランジ８４と、この溶接フランジ８４から立ち上げられた壁部８５と、この壁部８５から折り曲げられ、アウタパネル７１側を受ける受けフランジ８６とからなる。
【００３７】
すなわち、別実施例の車体フレーム構造（フロントピラー５３）では、曲げ加工品の第１・第２の隔壁７７，７８が用いられる。これにより、第１・第２の隔壁７７，７８の設計の自由度を拡げることができる。
【００３８】
尚、本発明に係る車体フレーム構造は、図２に示すように、フロントピラー１３であったが、これに限るものではなく、２重の閉断面を有する車体フレーム構造であって、隔壁と構造用発泡充填材とスポット溶接とを組合わせて、２つの前記閉断面を遮蔽するものであればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明に係る車体フレーム構造は、セダンやワゴンなどの乗用車に採用するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る車体フレーム構造を採用した車体の斜視図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】図２に示される車体フレーム構造の主要部品を示す分解斜視図である。
【図４】本発明に係る車体フレーム構造の比較検討図である。
【図５】本発明に係る車体フレーム構造の変形抑制の効果を示す比較検討図である。
【図６】本発明に係る別実施例の車体フレーム構造の主要部品を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１…車体、３１…アウタパネル、３２…インナパネル、３３…スチフナパネル、３５，３６…第１・第２の閉断面、３７，３８…第１・第２の隔壁、４１，４２…第１・第２の構造用発泡充填材、４３，４４…スポット溶接部。
【図１】
0005039500.tif 000002
【図２】
0005039500.tif 000003
【図３】
0005039500.tif 000004
【図４】
0005039500.tif 000005
【図５】
0005039500.tif 000006
【図６】
0005039500.tif 000007