JPH11208521A - 車輌のボデー骨格部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 閉断面をなし長手方向に延在するボデー骨格
部材の壁面剛性を確保しつつその軽量化を図る。 【解決手段】 平断面をなすよう長手方向に沿ってフラ
ンジ部１２Ａ、１２Ｂ、１４Ａ、１４Ｂにて互いに接合
された二つの板部材１２及び１４よりなる車輌のボデー
骨格部材（サイドシル）１０。内側板部材１２は内部に
中空空間１８を有する押出し成形された中空板部材にて
形成されている。中空板部材の二つの板部２０及び２２
は複数のリブ２４により一体に接続されており、リブ２
４は湾曲部１２Ｃ及び１２Ｄに於いては互いに近接して
設けられている。また内側板部材１２は二つの板部材２
０及び２２が互いに圧着加工された部位（連結部）２６
を有し、この部位に於けるリブ２４はその近傍の板部の
内面に予め形成された凹部２８及び３０内に塑性変形に
より移動されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の車輌の
ボデー骨格部材に係り、更に詳細には閉断面をなすよう
長手方向に沿って互いに結合された複数の板部材よりな
るボデー骨格部材に係る。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車輌のロッカーやピラーの如
く閉断面をなし長手方向に沿って延在するボデー骨格部
材を製造する方法の一つとして、例えば特開平４−１９
３６８９号公報に記載されている如く、ボデー骨格部材
を押出しにより中空部材として成形する方法が従来より
知られている。かかる方法によれば、閉断面をなすよう
長手方向に沿って二つの板部材を互いに結合する場合に
比して、ボデー骨格部材を能率よく製造することができ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし上述の如き従来
の方法により製造されるボデー骨格部材に於いては、骨
格部材が押出しにより長手方向に一様な断面形状の部材
として成形されるので、ボデー骨格部材の断面内部を部
分的に補強することができず、また軽量化を図るべく板
厚を薄くすると、壁面剛性が低下し断面崩れが発生し易
くなるため、壁面剛性を確保しつつ軽量化を図ることが
困難である。

【０００４】本発明は、押出しにより中空部材として製
造される従来のボデー骨格部材に於ける上述の如き問題
に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、
閉断面をなし長手方向に沿って延在するボデー骨格部材
を形成する板部材の強度低下を来すことなくその軽量化
を図ることにより、ボデー骨格部材の壁面剛性を確保し
つつその軽量化を図ることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の如き主要な課題
は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち閉断面をな
すよう長手方向に沿って互いに結合された複数の板部材
よりなる車輌のボデー骨格部材にして、少なくとも一つ
の板部材は内部に中空空間を有する押出し成形された中
空板部材であることを特徴とする車輌のボデー骨格部材
によって達成される。

【０００６】上記請求項１の構成によれば、ボデー骨格
部材を構成する少なくとも一つの板部材は内部に中空空
間を有する押出し成形された中空板部材であるので、少
なくとも一つの板部材の壁面剛性を大幅に向上させつつ
大幅な軽量化を達成することができ、これにより該板部
材により形成される壁面の弾性座屈限界を高くすること
が可能になり、また車輌の衝突時等に於ける長手方向の
荷重に対し安定した塑性座屈モードにてボデー骨格部材
を変形させることが可能になる。

【０００７】また本発明によれば、上述の主要な課題を
効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、前
記中空板部材は前記長手方向に沿って延在する湾曲部を
有するよう曲げ加工されており、前記湾曲部には前記長
手方向に沿って延在し前記中空空間の両側の板部を一体
に接続する少なくとも一つのリブが設けられていること
を特徴とする（請求項２の構成）。

【０００８】請求項２の構成によれば、湾曲部には長手
方向に沿って延在し中空空間の両側の板部を一体に接続
するリブが設けられているので、湾曲部の剛性を向上さ
せることができ、これにより曲げ加工により湾曲部を形
成する際に断面崩れが生じることを防止することが可能
になる。

【０００９】また本発明によれば、上述の主要な課題を
効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、前
記中空板部材は前記長手方向に沿って延在し前記中空空
間の両側の板部を一体に接続するリブと、前記板部が互
いに圧着加工された部位とを有し、前記部位のリブはそ
の近傍の前記板部の内面に予め形成された凹部内に塑性
変形により移動されていることを特徴とする（請求項３
の構成）。

【００１０】請求項３の構成によれば、板部が互いに圧
着加工された部位のリブはその近傍の板部の内面に予め
形成された凹部内に塑性変形により移動されているの
で、リブに起因する過大な膨出部が圧着部に生じること
を防止し、これにより圧着部の外面及び内面を実質的に
平坦に形成することが可能になる。

【００１１】

【課題解決手段の好ましい態様】本発明の一つの好まし
い態様によれば、上記請求項１の構成に於いて、ボデー
骨格部材は閉断面をなすよう長手方向に沿って接合部に
て互いに接合された二つの板部材よりなるよう構成され
る（好ましい態様１）。

【００１２】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記好ましい態様１の構成に於いて、中空板部材の
二つの板部は接合部に於いて互いに一体であるよう構成
される（好ましい態様２）。

【００１３】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記好ましい態様１の構成に於いて、各板部材の接
合部は実質的に同一の平面に沿って延在するよう構成さ
れる（好ましい態様３）。

【００１４】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記好ましい態様３の構成に於いて、ボデー骨格部
材は前記平面に対し非対称の断面形状を有し、一方の板
部材のみが中空板部材であり、該中空板部材の前記平面
よりの最大距離は他方の板部材の前記平面よりの最大距
離よりも小さいよう構成される（好ましい態様４）。

【００１５】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記請求項２の構成に於いて、中空板部材は複数の
湾曲部を有し、それらの湾曲部の間にも長手方向に沿っ
て延在し中空空間の両側の板部を一体に接続する少なく
とも一つのリブが設けられる（好ましい態様５）。

【００１６】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記請求項３の構成に於いて、凹部は中空板部材の
押出し成形時に形成される（好ましい態様６）。

【００１７】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記請求項３の構成に於いて、凹部の合計の容積は
実質的にリブの体積と同一であるよう構成される（好ま
しい態様７）。

【００１８】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記請求項３の構成に於いて、凹部は一方の板部の
リブ両側の内面に設けられる（好ましい態様８）。

【００１９】本発明の他の一つの好ましい態様によれ
ば、上記請求項３の構成に於いて、凹部は両方の板部の
リブ両側の内面に設けられる（好ましい態様９）。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照しつつ、本
発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。

【００２１】図１はサイドシルに適用された本発明によ
る車輌のボデー骨格部材を一部破断して示す斜視図、図
２は図１に示されたサイドシルの横断面を示す拡大断面
図である。

【００２２】これらの図に於いて、１０はボデー骨格部
材としてのサイドシルを示しており、サイドシル１０は
内側板部材１２と外側板部材１４とよりなっている。内
側板部材１２及び外側板部材１４は互いに対向する実質
的にコの字形の断面形状を有し、車輌の前後方向に対応
する長手方向に延在している。また内側板部材１２及び
外側板部材１４はそれぞれ上端及び下端に互いに当接す
るフランジ部１２Ａ、１２Ｂ及び１４Ａ、１４Ｂを有
し、これらのフランジ部がその長手方向に沿ってスポッ
ト溶接の如き接合手段によって互いに互いに接合される
ことにより、閉断面をなす一体的な部材に形成されてい
る。

【００２３】図示の如く、フランジ部１２Ａ、１２Ｂ及
び１４Ａ、１４Ｂの当接面は実質的に一つの平面１６に
沿って延在している。内側板部材１２及び外側板部材１
４は平面１６に対し非対称の断面形状を有し、内側板部
材１２の平面１６よりの最大距離は外側板部材１４の平
面１６よりの最大距離よりも小さい。図示の実施形態に
於いては、外側板部材１４は通常の充実の板部材にて形
成されているが、内側板部材１２は内部に中空空間１８
を有する押出し成形された中空板部材にて形成されてい
る。

【００２４】内側板部材１２の中空板部材は実質的に平
行に互いに隔置された二つの板部２０及び２２を有し、
これらの板部は複数のリブ２４により互いに一体に接続
されている。リブ２４は内側板部材１２の長手方向に沿
って延在するよう、中空板部材の押出し成形時に形成さ
れる。図示の如く、内側板部材１２は二つの湾曲部１２
Ｃ及び１２Ｄを有し、これらの湾曲部に於けるリブ２４
の間隔は他の領域に比して遥かに小さく設定されてい
る。

【００２５】更に内側板部材１２の二つの板部２０及び
２２はそれぞれ外側板部材１４の厚さの実質的に半分に
等しい同一の厚さを有し、二つの板部の間の間隔はそれ
らの板厚よりも大きい。また板部２０及び２２はフラン
ジ部１２Ａ及び１２Ｂに於いては互いに一体であり、他
の部材との連結部２６に於いては塑性変形により互いに
圧着されている。連結部２６に位置するリブ２４は図３
及び図４に示されている如くリブの両側にてこれに近接
して二つの板部材の内面に押出し成形時に予め形成され
た凹部２８及び３０内に塑性変形により移動されてい
る。

【００２６】特に図示の実施形態に於いては、凹部２８
及び３０の合計の容積は実質的に対応するリブ２４の体
積と同一に設定されている。従って連結部２６はリブ２
４が設けられていた部位に於いても外側へ膨出すること
なく実質的に平坦な外面及び内面を有している。尚図１
及び図２に於いて、３２は他の部材をサイドシル１０に
連結するための貫通孔を示している。

【００２７】図には示されていないが、上述の如く構成
されたサイドシル１０は例えば以下の如く製造される。
まず内側板部材１２を形成するための実質的に平板状の
中空板部材が押出し成形により形成され、該中空板部材
がプレス加工等による塑性変形により内側板部材１２に
成形される。この場合連結部２６も同時に形成され、し
かる後貫通孔３２が形成されることが好ましい。

【００２８】また実質的に平板状の充実の板部材が塑性
変形により外側板部材１４に成形される。次いで図１及
び図２に示されている如く、内側板部材１２及び外側板
部材１４がそれらのフランジ部１２Ａと１４Ａ及び１２
Ｂと１４Ｂが互いに当接するよう配置され、その状態に
てフランジ部が互いにスポット溶接等にて溶接されるこ
とにより、二つの板部材１２及び１４が一体に結合され
る。

【００２９】かくして図示の実施形態によれば、サイド
シル１０を形成する二つの板部材のうちの内側板部材１
２は内部に中空空間１８を有する中空板部材にて形成さ
れ、該中空板部材の二つの板部２０及び２２は複数のリ
ブ２４により互いに一体に接続されているので、例えば
内側板部材１２がこれと同一の厚さの充実の板部材にて
形成される場合に比して、サイドシル１０を大幅に軽量
化することができ、また内側板部材１２がその二つの板
部２０及び２２の厚さの合計に等しい厚さの充実の板部
材にて形成される場合に比して、内側板部材１２の壁面
剛性を大幅に向上させることができ、これによりサイド
シル１０の良好な壁面剛性を確保しつつ大幅な軽量化を
達成することができる。

【００３０】例えばｔをある正の一定の値として板厚が
３ｔである平板状の充実の板部材を基準にして、互いに
２ｔ隔置された板厚ｔの二つの板部を有する中空板部材
の曲げ剛性比及び質量比はそれぞれ２．０７、０．６７
であり、従ってこれらの値より中空板部材によれば内側
板部材１２の壁面剛性を大幅に向上させることができる
と共に大幅な軽量化を達成することができることが解
る。

【００３１】また図示の実施形態によれば、内側板部材
１２の湾曲部１２Ｃ及び１２Ｄには他の領域に比して遥
かに小さい間隔にて複数のリブ２４が設けられているの
で、これらの湾曲部の剛性を向上させることができ、こ
れにより塑性変形によって内側板部材１２を成形する際
に湾曲部に於いて断面崩れが生じることを確実に防止す
ることができる。

【００３２】また図示の実施形態によれば、板部２０及
び２２が互いに圧着加工されることにより形成された連
結部２６に於いては、リブ２４はその両側の板部の内面
に予め形成された凹部２８及び３０内に塑性変形により
移動されているので、リブに起因する過大な膨出部が連
結部２６に生じることなく連結部の外面及び内面を実質
的に平坦に形成することができる。

【００３３】特に図示の実施形態によれば、側壁部に於
ける平面１６よりの最大距離が小さい内側板部材１２が
中空板部材にて形成されており、一般にサイドシル１０
は通常時には平面１６の近傍にて該平面に沿う曲げ応力
を受けるので、図示の実施形態とは逆に外側板部材が中
空板部材にて形成され、内側板部材が充実の板部材にて
形成される構造の場合に比して、サイドシルの強度を高
くしその耐久性を向上させることができる。

【００３４】また図示の実施形態によれば、凹部２８及
び３０は連結部２６のリブ２４の両側に設けられている
ので、これらの凹部がリブに対しその厚さ方向の一方の
側にのみ設けられる場合や、凹部が板部２０及び２２の
一方の内面にのみ設けられる場合に比して凹部の深さや
幅が小さくてよく、これによりリブ２４と板部２０及び
２２との間に良好な接続強度を確保することができ、ま
た連結部２６以外の領域の凹部２８及び３０に起因して
内側板部材１２の強度が低下する虞れを低減することが
できる。

【００３５】更に図示の実施形態によれば、凹部２８及
び３０の合計の容積は実質的に対応するリブ２４の体積
と同一に設定されているで、連結部２６のリブ２４を過
不足なく凹部２８及び３０内に移動させることができ、
これにより上記容積と体積との関係が他の関係に設定さ
れる場合に比して、連結部２６の外面及び内面の平坦度
を高くすることができると共に、連結部内に空孔が生じ
ることに起因する強度低下の虞れを低減することができ
る。

【００３６】以上に於いては本発明を特定の実施形態に
ついて詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限
定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の
実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであ
ろう。

【００３７】例えば上述の実施形態に於いては、ボデー
骨格部材はサイドシル１０であるが、本発明に於けるボ
デー骨格部材は閉断面をなすよう長手方向に沿って互い
に結合された複数の板部材よりなり少なくとも一つの板
部材が中空板部材にて形成される限り、車輌の任意のボ
デー骨格部材であってよい。

【００３８】また上述の実施形態に於いては、ボデー骨
格部材としてのサイドシル１０は互いに接合された二つ
の板部材１２及び１４にて形成されているが、ボデー骨
格部材は三つ以上の板部材にて形成されてもよい。また
上述の実施形態に於いては、一方の板部材１２のみが中
空板部材にて形成されているが、ボデー骨格部材を構成
する全ての板部材が中空板部材にて形成されてもよい。

【００３９】更に上述の実施形態に於いては、連結部２
６のリブ２４の両側の板部材２０及び２２の内面に凹部
２８及び３０が設けられているが、例えば図５に示され
ている如く凹部は板部材２０及び２２の一方の内面にの
み設けられてもよく、またリブ２４に対し一方の側にて
板部材２０及び２２の両方の内面に設けられてもよい。
尚これらの場合にも凹部の合計の容積は対応するリブの
体積と実質的に同一に設定されることが好ましい。

【００４０】

【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発
明の請求項１の構成によれば、ボデー骨格部材を構成す
る少なくとも一つの板部材は内部に中空空間を有する押
出し成形された中空板部材であるので、少なくとも一つ
の板部材の壁面剛性を大幅に向上させつつ大幅な軽量化
を達成することができ、これにより該板部材により形成
される壁面の弾性座屈限界を高くすることができ、また
車輌の衝突時等に於ける長手方向の荷重に対し安定した
塑性座屈モードにてボデー骨格部材を変形させることが
できる。

【００４１】また請求項２の構成によれば、湾曲部には
長手方向に沿って延在し中空空間の両側の板部を一体に
接続するリブが設けられているので、湾曲部の剛性を向
上させることができ、これにより曲げ加工により湾曲部
を形成する際に断面崩れが生じることを効果的に防止
し、湾曲部を良好に形成することができる。

【００４２】また請求項３の構成によれば、板部が互い
に圧着加工された部位のリブはその近傍の板部の内面に
予め形成された凹部内に塑性変形により移動されている
ので、リブに起因する過大な膨出部が圧着部に生じるこ
とを防止し、これにより圧着部の外面及び内面を実質的
に平坦に形成することができ、また圧着部に位置するリ
ブを省略する場合に比して板部材の強度を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】サイドシルに適用された本発明による車輌のボ
デー骨格部材を一部破断して示す斜視図である。

【図２】図１に示されたサイドシルの横断面を示す拡大
断面図である。

【図３】図１に示されたサイドシルの圧着部を示す拡大
部分断面図である。

【図４】図１に示されたサイドシルの圧着部をその圧着
加工前の状態について示す拡大部分断面図である。

【図５】図１に示されたサイドシルの圧着部の他の実施
形態をその圧着加工前の状態について示す拡大部分断面
図である。

【符号の説明】

１０…サイドシル １２…内側板部材 １４…外側板部材 １８…中空空間 ２０、２２…板部 ２４…リブ ２６…連結部 ２８、３０…凹部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】閉断面をなすよう長手方向に沿って互いに
   結合された複数の板部材よりなる車輌のボデー骨格部材
   にして、少なくとも一つの板部材は内部に中空空間を有
   する押出し成形された中空板部材であることを特徴とす
   る車輌のボデー骨格部材。
2. 【請求項２】前記中空板部材は前記長手方向に沿って延
   在する湾曲部を有するよう曲げ加工されており、前記湾
   曲部には前記長手方向に沿って延在し前記中空空間の両
   側の板部を一体に接続する少なくとも一つのリブが設け
   られていることを特徴とする請求項１に記載の車輌のボ
   デー骨格部材。
3. 【請求項３】前記中空板部材は前記長手方向に沿って延
   在し前記中空空間の両側の板部を一体に接続するリブ
   と、前記板部が互いに圧着加工された部位とを有し、前
   記部位のリブはその近傍の前記板部の内面に予め形成さ
   れた凹部内に塑性変形により移動されていることを特徴
   とする請求項１に記載の車輌のボデー骨格部材。