(57)【要約】【課題】車体の重量増加を抑制しつつ、補強部材同士の交差部分の剛性を高める。【解決手段】車体におけるパネルの一方の面に第１、第２、第３及び第４の補強メンバ３１〜３４を沿わせて補強した車体構造である。全ての補強メンバは、前記パネルの一方の面に対して起立した縦壁３６をそれぞれ有する。第１の補強メンバと第２の補強メンバは、一端部３１ａ，３２ａ同士が一定の空間Ｓｐを介して対向し合うように一直線状に配列される。第３の補強メンバと第４の補強メンバは、一端部３３ａ，３４ａ同士が空間を介して対向し合うように一直線状に配列されるとともに、第１及び第２の補強メンバに対して交差する方向に配置される。空間に、全ての補強メンバの各一端部を接合する結合部材４０が配置される。結合部材は、各縦壁に概ね個別に連続するように配置された複数の縦リブ４２，４３を有する。【選択図】図４
2009101768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体におけるパネルの一方の面に第１、第２、第３及び第４の補強メンバを沿わせて補強した車体構造であって、
前記全ての補強メンバは、前記パネルの一方の面に対して起立した縦壁をそれぞれ有しており、
前記第１の補強メンバと前記第２の補強メンバとは、それぞれの一端部同士が一定の空間を介して対向し合うように一直線状に配列され、
前記第３の補強メンバと前記第４の補強メンバとは、それぞれの一端部同士が前記空間を介して対向し合うように一直線状に配列されるとともに、前記第１及び第２の補強メンバに対して交差する方向に配置され、
前記空間に、前記全ての補強メンバの各一端部を接合する結合部材が配置され、
この結合部材は、前記それぞれの縦壁に概ね個別に連続するように配置された複数の縦リブを有していることを特徴とした車体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は乗用車等の車両における車体の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に車体は、フロアパネル等の平坦なパネルの剛性を高めるために、各種の補強が施されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平７−２９１１５０号公報
【０００３】
特許文献１で知られている車体構造は、フロアパネルの上面に、車体前後方向に細長いビード（縦ビード）と車幅方向に細長いビード（横ビード）とを、互いに交差するように形成し、さらに、横ビードの上に車幅方向に細長いクロスメンバを重ねて接合することによって、フロアパネルの剛性を高めたというものである。
【０００４】
しかし、特許文献１で知られている車体構造は、縦ビードと横ビードとが交差する部分は単なる空間にすぎない。つまり、縦ビードの先端は横ビードの縦壁を貫通している。このため、ビード同士が交差する部分におけるフロアパネルの剛性を、縦ビードと横ビードによって高めるには、改良の余地がある。
【０００５】
これに対して、縦ビードと横ビードの代わりに、細長い補強メンバを十字状に組み合わせる構成も考えられる。しかし、一方の補強メンバが他方の補強メンバによって遮られるので、補強メンバ同士が交差する部分におけるフロアパネルの剛性を高めるには、更なる改良の余地がある。
このようなことから、別個の部材を追加して交差部分の剛性を高めることも考えられるが、単に部材を追加するのでは、車体の重量が増す要因となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、車体の重量増加を抑制しつつ、補強メンバ同士の交差部分の剛性を高めることができる技術を、提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明では、車体におけるパネルの一方の面に第１、第２、第３及び第４の補強メンバを沿わせて補強した車体構造であって、前記全ての補強メンバは、前記パネルの一方の面に対して起立した縦壁をそれぞれ有しており、前記第１の補強メンバと前記第２の補強メンバとは、それぞれの一端部同士が一定の空間を介して対向し合うように一直線状に配列され、前記第３の補強メンバと前記第４の補強メンバとは、それぞれの一端部同士が前記空間を介して対向し合うように一直線状に配列されるとともに、前記第１及び第２の補強メンバに対して交差する方向に配置され、前記空間に、前記全ての補強メンバの各一端部を接合する結合部材が配置され、この結合部材は、前記それぞれの縦壁に概ね個別に連続するように配置された複数の縦リブを有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明では、第１、第２、第３及び第４の補強メンバが互いに交差する部分に空間を有し、この空間に、全ての補強メンバの各一端部を接合する結合部材が配置されている。さらに、この結合部材は、各補強メンバの縦壁に概ね個別に連続するように配置された複数の縦リブを有している。
このため、互いに一直線状に配列されている第１及び第２の補強メンバの各縦壁に対して、結合部材における縦リブが概ね連続する。また、互いに一直線状に配列されている第３及び第４の補強メンバ各縦壁に対して、結合部材における別の縦リブが概ね連続する。従って、各補強メンバ同士の交差部分の剛性と、交差部分におけるパネルの剛性を高めることができる。しかも、交差する部分において、補強メンバを有していない空間に結合部材を配置しただけの構成であるから、車体の重量はほとんど増加しない。つまり、車体の重量増加を抑制しつつ、剛性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向に従う。
図１は本発明に係る車室周りの車体の斜視図である。図２は図１に示すフロアフレームとクロスメンバとの結合部分の斜視図である。図３は図２の３−３線断面図である。図４は図２に示すフロアフレームとクロスメンバとの結合部分を下方から見た斜視図である。図５は図４に示すフロアフレームとクロスメンバとの結合部分の分解図である。
【００１０】
図１に示すように、自動車等の車両１０における車体１１（すなわち、車体フレーム１１）はモノコックボディから成る。車体１１における車室部分は、車体前後に延びる左右のサイドシル２１，２１と、車幅中心（車幅中央）で車体前後に延びるフロアトンネル２２と、フロアトンネル２２の左右両側方で車体前後に延びる左右のフロアフレーム２３，２３と、左右のサイドシル２１，２１とフロアトンネル２２との間に掛け渡された前後２列のクロスメンバ２４，２５と、左右のサイドシル２１，２１とフロアトンネル２２との間に張られたフロントフロアパネル２６，２６とからなる。
【００１１】
次に、フロアフレーム２３と後部のクロスメンバ２５との結合構造について説明する。
図１及び図２に示すように、フロアフレーム２３は、第１の補強メンバ３１と第２の補強メンバ３２とからなる。後部のクロスメンバ２５は、第３の補強メンバ３３と第４の補強メンバ３４とからなる。第１、第２、第３及び第４の補強メンバ３１〜３４は、フロントフロアパネル２６の上面２６ａ（一方の面２６ａ）に沿わせて結合することにより、フロントフロアパネル２６を補強する部材である。
【００１２】
図２〜図５に示すように、全ての補強メンバ３１〜３４は略逆Ｕ字状断面体（略下向きコ字状断面体）の両側から側方へフランジ３８，３８が延びた構成であり、フロントフロアパネル２６の上面２６ａに載置されてフランジ３８，３８が接合される。つまり、全ての補強メンバ３１〜３４は、フロントフロアパネル２６の上面２６ａに対して起立した左右の縦壁３６，３６と、左右の縦壁３６，３６の上端間を塞いだ天板３７と、左右の縦壁３６，３６の下端から側方へ延びた左右のフランジ３８，３８とからなる。これらの補強メンバ３１〜３４は、鋼板の折り曲げ成形品である。全ての補強メンバ３１〜３４の高さは同一（ほぼ同一を含む）である。
【００１３】
第１の補強メンバ３１と第２の補強メンバ３２とは、それぞれの一端部３１ａ，３２ａ同士が一定の空間Ｓｐを介して対向し合うように一直線状に配列されている。第３の補強メンバ３３と第４の補強メンバ３４とは、それぞれの一端部３３ａ，３４ａ同士が空間Ｓｐを介して対向し合うように一直線状に配列されている。さらに、第３及び第４の補強メンバ３３，３４は、第１及び第２の補強メンバ３１，３２に対して交差する方向に配置されている。つまり、車体１１を上から見たときに、第１及び第２の補強メンバ３１，３２に対して、第３及び第４の補強メンバ３３，３４は十字状に配置されている。
【００１４】
空間Ｓｐには、全ての補強メンバ３１〜３４の各一端部３１ａ〜３４ａを接合するための、結合部材４０が配置されている。結合部材４０は、平面視で十字状に形成された鉄鋼製品であり、例えば鋼板の折り曲げ成形品や鋳造品から成る。この結合部材４０は、中央の本体部４１と、本体部４１から四方へ延びた４つの脚部５１〜５４とから成る。
【００１５】
本体部４１は、各補強メンバ３１〜３４の天板３７に対して略平行な平板から成る。４つの脚部５１〜５４は、略逆Ｕ字状断面体（略下向きコ字状断面体）の構成である。つまり、それぞれの脚部５１〜５４は、フロントフロアパネル２６の上面２６ａに対して起立した左右の縦壁５６，５６と、左右の縦壁５６，５６の上端間を塞いだ天板５７とからなる。各脚部５１〜５４の左右の縦壁５６，５６は縦板状に形成されている。各脚部５１〜５４の天板５７は、平板状の本体部４１に対して同一面又はほぼ同一面となる平板状に形成されている。
【００１６】
４つの脚部５１〜５４は、第１脚部５１と第２脚部５２と第３脚部５３と第４脚部５４である。第１脚部５１は、第１の補強メンバ３１の一端部３１ａを嵌め込んで接合した部分である。第２脚部５２は、第２の補強メンバ３２の一端部３２ａを嵌め込んで接合した部分である。第３脚部５３は、第３の補強メンバ３３の一端部３３ａを嵌め込んで接合した部分である。第４脚部５４は、第４の補強メンバ３４の一端部３４ａを嵌め込んで接合した部分である。
【００１７】
本体部４１と第１脚部５１と第２脚部５２は一直線状に配列されている。本体部４１と第３脚部５３と第４脚部５４は一直線状に配列されている。本体部４１は、一対の第１の縦リブ４２，４２と、一対の第２の縦リブ４３，４３とを有している。これらの縦リブ４２，４２，４３，４３は、本体部４１からフロントフロアパネル２６の上面２６ａへ向かって延びる縦板状に形成されている。図５に示すように、一対の第１の縦リブ４２，４２は、第１及び第２脚部５１，５２における左右の縦壁５６，５６に個別に連続するように配置されている（左右の縦壁５６，５６の延長線上に配置されている）。一対の第２の縦リブ４３，４３は、第３及び第４脚部５３，５４における左右の縦壁５６，５６に個別に連続するように配置されている（左右の縦壁５６，５６の延長線上に配置されている）。
【００１８】
なお、第１の縦リブ４２，４２は、第１及び第２脚部５１，５２の縦壁５６，５６に対して連続するように配置された構成であればよく、図５に示すように若干の隙間を有して分離した構成、または、隙間を有することなく一体に形成された構成を含む。
同様に、第２の縦リブ４３，４３についても、第３及び第４脚部５３，５４の縦壁５６，５６に対して連続するように配置された構成であればよい。
【００１９】
互いに隣接し合う第１・第３の脚部５１，５３、第３・第２の脚部５３，５２、第２・第４の脚部５２，５４、第４・第１の脚部５４，５１における縦壁５６，５６同士は、それぞれ縦板状のステー５８によって連結されている。ステー５８は各脚部５１〜５４に対して一体に形成されてもよい。
【００２０】
さらに、図２及び図３に示すように、本体部４１は、軽量化のために上下貫通した４つの貫通孔４４・・・を有している。４つの貫通孔４４・・・は、略二等辺三角形の形状に形成されており、それぞれの三角形の底辺が各脚部５１〜５４に臨むとともに、全ての三角形の頂点が向かい合うように配置されている。このため、本体部４１には、互いに隣接し合う貫通孔４４・・・の間に連結部４５を有することになる。連結部４５は平面視でＸ字状に形成されている。
【００２１】
Ｘ字状の連結部４５は、４つの脚部５１〜５４を対角線に繋ぐ、いわゆる「筋交い」の役割を果たす。例えば、４つの補強メンバ３１〜３４の１つに捩り力が作用した場合に、捩り力は関連する脚部から連結部４５を介して残りの他の脚部に伝わる。このため、例えば、第１及び第２の補強メンバ３１，３２において、一方に作用した捩り力を他方へ効率良く伝えることができる。一方に捩れ変形が発生したときに、一方に連続して他方も捩れ変形し得る。このように、本体部４１に貫通孔４４・・・を設けることによって、結合部材４０を軽量化したにもかかわらず、第１及び第２の補強メンバ３１，３２同士で極めて効率良く荷重を伝え合うことができる。つまり、互いに分離している第１及び第２の補強メンバ３１，３２同士は、結合部材４０によって一体化される。第３及び第４の補強メンバ３３，３４についても同様である。
【００２２】
以上の説明から明らかなように、本実施例によれば、互いに一直線状に配列されている第１及び第２の補強メンバ３１，３２の各縦壁３６，３６に対して、結合部材４０における第１及び第２脚部５１，５２の縦壁５６，５６と第１の縦リブ４２，４２とが、概ね連続する。また、互いに一直線状に配列されている第３及び第４の補強メンバ３３，３４の各縦壁３６，３６に対して、結合部材４０における第３及び第４脚部５１，５２の縦壁５６，５６と第２の縦リブ４３，４３（別の縦リブ）とが概ね連続する。従って、各補強メンバ３１〜３４同士の交差部分の剛性と、交差部分におけるパネル２６（フロントフロアパネル２６）の剛性を高めることができる。しかも、交差する部分において、補強メンバを有していない空間Ｓｐに結合部材４０を配置しただけの構成であるから、車体１１の重量はほとんど増加しない。つまり、車体１１の重量増加を抑制しつつ、剛性を高めることができる。
【００２３】
図６は各種の補強メンバの組み合わせ構造による変形量を比較した説明図であり、横軸に各種の補強メンバの組み合わせ構造を示し、縦軸に各組み合わせ毎の変形量δを示す。各補強メンバを両端支持し、補強メンバの交差した点に対して上から垂直荷重Ｗｃが作用したときに、補強メンバが撓み変形する変形量（撓み量）δを計測した結果、次の通りであった。なお、補強メンバの断面形状、材質、長さ、幅、板厚は全て同一である。
【００２４】
（ａ）に示す比較例１は、一対の補強メンバを交差するように重ね合わせた構成である。補強メンバの高さはｈ１である。この構成において、垂直荷重Ｗｃが作用したときの変形量はδ３であり比較的大きい。
（ｂ）に示す比較例２は、一対の補強メンバを交差するように突きあわせた構成である。補強メンバの高さｈ２は（ａ）のｈ１の２倍である。この構成において、垂直荷重Ｗｃが作用したとき変形量はδ２であり、（ａ）よりも大幅に小さい。
（ｃ）に示す実施例は、上記図２〜図５に示す構成である。補強メンバの高さｈ２は（ｂ）と同一である。この構成において、垂直荷重Ｗｃが作用したときに変形量はδ１であり（ｂ）よりも更に小さい。以上の結果からも、上記図２〜図５に示す構成は、重量増加を抑制しつつ、補強メンバの剛性を高める上で有利なことが判る。
【００２５】
上記図１〜図５に示す、４つの補強メンバ３１〜３４を結合部材４０によって結合した構成は、図７に示すように、車体１１における他の部位に適用することができる。図７は図１に示す結合部材を車体の各部に適用した適用例を示す説明図である。
【００２６】
適用例１は、車両１０の後部に有している荷室６１において、車体１１のリヤフロアパネル６２の下面に４つの補強メンバ３１〜３４を沿わせて補強するとともに、補強メンバ３１〜３４を結合部材４０によって結合した構成である。適用例１によれば、荷室６１のスペースを十分に確保した上で、軽量で高剛性のリヤフロアパネル６２を構成することができる。
【００２７】
適用例２は、リヤシート７１の後方に配置されたリヤパーセルパネル７２（リヤパーセルシェルフ）の下面に４つの補強メンバ３１〜３４を沿わせて補強するとともに、補強メンバ３１〜３４を結合部材４０によって結合した構成である。適用例２によれば、軽量で高剛性のリヤパーセルパネル７２を構成することができる。なお、適用例２において、補強メンバ３１〜３４は、リヤパーセルパネル７２に形成されたビードであることが、軽量化のために、より好ましい。
【００２８】
次に、第１〜第４補強メンバ３１〜３４の結合部分の変形例について、図８及び図９に基づき説明する。なお、上記図１〜図５に示す実施例と同様の構成については同一符号を付し、その説明を省略する。
【００２９】
図８は本発明に係るフロアフレームとクロスメンバとの結合部分の第１変形例の斜視図であり、上記図２に合わせて示している。
図８に示すように、第１変形例における第１及び第２の補強メンバ３１Ａ，３２Ａは、フロントフロアパネル２６の上面２６ａ（一方の面２６ａ）に形成されたビードによって構成されている。このビード（bead）は、上面２６ａから上方へ膨出するように、フロントフロアパネル２６に型押し等によって形成されたものであり、フロントフロアパネル２６の下面側から見ると溝状の構成である。
【００３０】
第１変形例の第１及び第２の補強メンバ３１Ａ，３２Ａは、上記図２に示す第１及び第２の補強メンバ３１，３２に相当する。つまり、第１変形例の第１及び第２の補強メンバ３１Ａ，３２Ａは、フロントフロアパネル２６の上面２６ａに対して起立した左右の縦壁３６Ａ，３６Ａと、左右の縦壁３６Ａ，３６Ａの上端間を塞いだ天板３７Ａとから成る。このように、４つの補強メンバ３１〜３４（図２参照）の少なくとも１つを、ビード３１Ａ，３２Ａによって構成したので、その分、車両１０を軽量化できる。
【００３１】
図９は本発明に係るフロアフレームとクロスメンバとの結合部分の第２変形例の斜視図であり、上記図３に合わせて示している。
図９に示すように、第２変形例の結合部材４０Ａは樹脂成形品から成り、上記図２〜図５に示す結合部材４０に相当する。結合部材４０Ａは、４つの脚部５１Ａ〜５４Ａ（５１Ａ，５２Ａだけを示す。）の先端部分に、鉄鋼等の金属から成る脚延長部材８１をそれぞれ一体成形したものである。脚延長部材８１は各補強メンバ３１〜３４を嵌め込むように、左右の縦壁８２，８２と、左右の縦壁８２，８２の上端間を塞いだ天板８３とから成る。第２変形例の結合部材４０Ａにおいて、本体部４１Ａ、第１及び第２の縦リブ４２Ａ，４３Ａ、凹部４４Ａ・・・、連結部４５Ａは、それぞれ上記図２〜図５に示す第１及び第２の縦リブ４２，４３、貫通孔４４・・・、連結部４５に相当する。但し、凹部４４Ａ・・・は上下貫通した孔ではなく、図９に示すように凹凸状（エンボス状）に形成されることによって、結合部材４０Ａの軽量化が図られている。
【００３２】
なお、本発明では、結合部材４０の材質は鉄鋼等の金属に限定されるものではなく、例えば、第２変形例の結合部材４０Ａのように樹脂製品であってもよい。その場合に、樹脂製の結合部材４０を各補強メンバ３１〜３４に直接に接合する構成であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の車体構造は、乗用車等の車両における車体に用いるのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る車室周りの車体の斜視図である。
【図２】図１に示すフロアフレームとクロスメンバとの結合部分の斜視図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】図２に示すフロアフレームとクロスメンバとの結合部分を下方から見た斜視図である。
【図５】図４に示すフロアフレームとクロスメンバとの結合部分の分解図である。
【図６】各種の補強メンバの組み合わせ構造による変形量を比較した説明図である。
【図７】図１に示す結合部材を車体の各部に適用した適用例を示す説明図である。
【図８】本発明に係るフロアフレームとクロスメンバとの結合部分の第１変形例の斜視図である。
【図９】本発明に係るフロアフレームとクロスメンバとの結合部分の第２変形例の斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０…車両、１１…車体、２６…パネル、２６ａ…一方の面、３１，３１Ａ…第１の補強メンバ、３１ａ…一端部、３２，３２Ａ…第２の補強メンバ、３２ａ…一端部、３３…第３の補強メンバ、３３ａ…一端部、３４…第４の補強メンバ、３４ａ…一端部、３６，３６Ａ…縦壁、４０，４０Ａ…結合部材、４２，４３，４２Ａ，４３Ａ…縦リブ、Ｓｐ…空間。
【図１】
2009101768.tif 000003
【図２】
2009101768.tif 000004
【図３】
2009101768.tif 000005
【図４】
2009101768.tif 000006
【図５】
2009101768.tif 000007
【図６】
2009101768.tif 000008
【図７】
2009101768.tif 000009
【図８】
2009101768.tif 000010
【図９】
2009101768.tif 000011