(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1に記載の車体構造によれば、車体構造の高い剛性を維持しつつ、閉断面部の外部から入力されて車室に伝達される振動を減衰させることが可能となる。しかし、節部材の振動減衰部材により高い振動減衰性能を発揮させるためには、閉断面部内における節部材の配設構造をより最適化する必要がある。
【0006】
本発明は、剛性の確保、向上を図りつつ、車室内の乗員に伝達される振動を抑制して乗り心地を向上させる車両の車体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】
【0007】
前記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。
【0008】
請求項1に記載の発明は、1つまたは2つ以上の車体構成部材により画定される閉断面部内に節部材を備えた車両の車体構造であって、
前記節部材は、前記閉断面部をその長手方向に仕切る本体部と、該本体部から折曲部を介して前記長手方向の一方に沿って延び、振動減衰部材を介して前記閉断面部の第1面に接合された第1フランジ部と、前記本体部における前記折曲部の反第1フランジ部側部位から前記長手方向の他方に沿って延び、前記閉断面部の第1面に隣接する第2面に接合された第2フランジ部とを有し、
前記第2フランジ部における前記第1面側の縁部は、前記本体部から前記閉断面部の第1面に対して接近するように傾斜して延び
、
前記本体部、前記第2フランジ部における第1面側の縁部および前記閉断面部の第1面により、側面視でトラス形状が画定されることを特徴とする。
【0009】
請求項2に記載の発明は、
1つまたは2つ以上の車体構成部材により画定される閉断面部内に節部材を備えた車両の車体構造であって、
前記節部材は、前記閉断面部をその長手方向に仕切る本体部と、該本体部から折曲部を介して前記長手方向の一方に沿って延び、振動減衰部材を介して前記閉断面部の第1面に接合された第1フランジ部と、前記本体部における前記折曲部の反第1フランジ部側部位から前記長手方向の他方に沿って延び、前記閉断面部の第1面に隣接する第2面に接合された第2フランジ部とを有し、
前記第2フランジ部における前記第1面側の縁部は、前記本体部から前記閉断面部の第1面に対して接近するように傾斜して延び、
前記閉断面部は、フロアパネルと、該フロアパネルの一方の面に接合されて車体前後方向の一方に延びる断面ハット状のトンネルサイドフレームとにより画定され、
前記フロアパネルの他方の面には、車幅方向に延びるフロアクロスメンバが接合され、
前記フロアクロスメンバは、前記車体前後方向の一方に延びるフランジ部を有し、
前記節部材の第1フランジ部は、前記フロアクロスメンバのフランジ部と車体前後方向にオーバーラップしていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
請求項1に係る発明によれば、閉断面部内に配設される節部材の第1フランジ部と閉断面部の第1面との間に振動減衰部材が設けられていることにより、閉断面部の外部から入力された振動が振動減衰部材の歪みにより吸収されて減衰する。これにより、車室内の乗員に伝達される振動を抑制し、乗り心地を向上させることができる。
【0012】
特に、閉断面部の第2面に接合される第2フランジ部が、本体部における折曲部の反第1フランジ部側部位から閉断面部の第1面に対して傾斜して延びていることにより、第2フランジ部が折曲部の歪みに対する支持部として機能する。これにより、振動を受けて歪みが生じやすい折曲部周辺の剛性が向上し、振動減衰部材に歪みがより集中する。このようにして、節部材を配設することによる剛性の向上を図りながら、振動減衰部材により高い減衰性能を発揮させることができる。
【0013】
また、本体部、第2フランジ部における第1面側の縁部および閉断面部の第1面により側面視でトラス形状が画定されることにより、第2フランジ部が折曲部の歪みに対する支持部としてより有効に機能するため、
上記効果を高めることができる。
【0014】
請求項
2に記載の発明によれば、
閉断面部内に配設される節部材の第1フランジ部と閉断面部の第1面との間に振動減衰部材が設けられていることにより、閉断面部の外部から入力された振動が振動減衰部材の歪みにより吸収されて減衰する。これにより、車室内の乗員に伝達される振動を抑制し、乗り心地を向上させることができる。
特に、閉断面部の第2面に接合される第2フランジ部が、本体部における折曲部の反第1フランジ部側部位から閉断面部の第1面に対して傾斜して延びていることにより、第2フランジ部が折曲部の歪みに対する支持部として機能する。これにより、振動を受けて歪みが生じやすい折曲部周辺の剛性が向上し、振動減衰部材に歪みがより集中する。このようにして、節部材を配設することによる剛性の向上を図りながら、振動減衰部材により高い減衰性能を発揮させることができる。
また、振動減衰部材が設けられた第1フランジ部がフロアパネルを挟んでフロアクロスメンバのフランジ部と車体前後方向にオーバーラップしていることにより、振動減衰部材周辺の剛性がより高くなるため、振動減衰部材に歪みをより集中させることができ、
上記効果を高めることができる。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態に係る車両の車体構造について添付図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、「前」「後」「左」「右」などの方向を示す用語は、特段の説明がある場合を除いて、車両の進行方向を「前」とした場合の方向を指すものとする。
【0017】
図1は、本発明の実施形態に係る車両の車体構造を適用した車室の底部を示す図であり、
図2は
図1のA−A線に沿った断面図であり、
図3は
図1のB−B線に沿った断面図である。
図1から
図3では、車室の底部の左側に設けられる車体構造のみを示しているが、右側についても同様の車体構造が設けられている。
【0018】
図1に示すように、車室の底面を画定するフロアパネル10は、互いに接合されたトンネル構成部材11とパネル部材12とを有する。トンネル構成部材11は、フロアパネル10の中央で前後方向に延びてトンネル部を構成し、パネル部材12はフロアパネル10のその他の部分を構成する。トンネル構成部材11は、車幅方向外側に延びるフランジ状の平面部13を有し、平面部13でパネル部材12に接合されている。以下、特段の説明がある場合を除いて、部材どうしが接合されているというときには、スポット溶接により接合が行われているものとする。
【0019】
フロアパネル10の上面では、車体前方側から、No.2クロスメンバ21、No.2.5クロスメンバ22およびNo.3クロスメンバ23が、互いに前後方向に離間して車幅方向に延びている。クロスメンバ21,22,23は、車内側でトンネル構成部材11に接合され、車外側で、フロアパネル10の左右両側部において車体前後方向に延びるサイドシル30に接合されている。
【0020】
図2に示すように、No.2.5クロスメンバ22は、車体下向きに開口する2つの断面ハット状部22a,22bを有する。No.2.5クロスメンバ22は車体前方側で断面ハット状部22aから延びるフランジ部22cを有し、フランジ部22cでパネル部材12に接合されている。また、No.2.5クロスメンバ22は車内側端部にフランジ部22dを有し、フランジ部22dでトンネル構成部材11に接合されている。図示していないが、No.2.5クロスメンバ22は車外側端部にフランジ部を有しており、そのフランジ部でサイドシル30に接合されている。
【0021】
図3に示すように、No.2.5クロスメンバ22には、シートレール40を取り付けるためのシートレール取付部材50が設けられている。シートレール取付部材50は、断面略直角状に形成され、車幅方向両端部に設けられたフランジ部50a,50bにより、それぞれトンネル構成部材11とNo.2.5クロスメンバ22に接合されている。シートレール取付部材50には、シートベルト取付用ボルトBTが挿通するようにボルト挿通孔51が形成され、さらにボルトBTに締結されるナットNTが接合されている。シートレール40は、ボルトBTとナットNTを用いてシートレール取付部材50に固定される。
【0022】
図2、
図3に示すように、フロアパネル10の下面には、車体前後方向に延びるトンネルサイドフレーム60が接合されている。以下、トンネル構成部材11の下面であるかパネル部材12の下面であるかを問わずフロアパネル10の下面と称する場合がある。トンネルサイドフレーム60は、車体上向きに開口する断面ハット状に形成されている。
図3に示すように、トンネルサイドフレーム60は、下面61、車内側の側面62、車外側の側面63、車内側のフランジ部64および車外側のフランジ部65を有する。トンネルサイドフレーム60の車内側のフランジ部64はフロアパネル10のトンネル構成部材11に接合され、車外側のフランジ部65はパネル部材12に接合されている。
【0023】
本実施形態では、2つの車体構成部材であるフロアパネル10とトンネルサイドフレーム60とで構成されるフレーム部材により、断面略四角形の閉断面部CSが画定されている。以下、閉断面部CSの上面、下面または側面という場合、上記フレーム部材の上面、下面または側面を指す。また、閉断面部CSの長手方向という場合、上記フレーム部材の長手方向、すなわちトンネルサイドフレーム60の長手方向を指す。
【0024】
閉断面部CSの上面はフロアパネル10の下面により画定され、閉断面部CSの下面、側面はそれぞれトンネルサイドフレーム60の下面61、側面62,63により画定される。閉断面部CS内であってNo.2.5クロスメンバ22の下方には、タイヤやサスペンションといった車両各部で発生した振動が車室へ伝達されるのを抑制する機能を有する節部材70が設けられている。
【0025】
次に、
図4から
図7を用いて、節部材70の構造について詳しく説明する。なお、
図4、
図5では、節部材70のトンネルサイドフレーム60への溶接部を×(バツ)印で示している。
節部材70は、本体部71、第1フランジ部72、2つの第2フランジ部73,74、第3フランジ部75、第1折曲部76、第2折曲部77,78および第3折曲部79を有する。本体部71は、閉断面部CSをトンネルサイドフレーム60の長手方向(または閉断面部CSの長手方向)に仕切るように設けられている。本体部71は、側面視で(車幅方向から見て)本体部71の上側が下側に対して車体前方に位置するように車体上下方向から車体前後方向に向けて傾斜しており、本体部71、第1フランジ部72および第3フランジ部75は、側面視で略クランク形状を成している。本体部71の中央には、後述する電着塗装を容易にし、車体構造の軽量化を可能とするための孔71aが形成されている。
【0026】
また、
図2、
図4に示すように、節部材70の第1フランジ部72は、フロアパネル10のパネル部材12を挟んでNo.2.5クロスメンバ22のフランジ部22cと車体前後方向にオーバーラップしている。
【0027】
第1フランジ部72は、本体部71の上側で車体前方に(または閉断面部CSの長手方向の一方に沿って)延びており、その上面はフロアパネル10の下面に対向している。第1フランジ部72の上面には略全面にわたって振動減衰部材80が設けられている。第1フランジ部72は振動減衰部材80を介してフロアパネル10の下面に接合され、これにより第1フランジ部72と閉断面部CSとの間に柔結合部が形成される。後述するようにペースト状材料を第1フランジ部72の上面に塗布し、熱硬化させて振動減衰部材80を形成する場合には、振動減衰部材80が第1フランジ部72の上面からはみ出る場合がある。
【0028】
2つの第2フランジ部73,74のうち、第2フランジ部73は車内側に設けられ、第2フランジ部74は車外側に設けられている。第2フランジ部73,74は、本体部71の側方で車体後方に(または閉断面部CSの長手方向の他方に沿って)延びており、その車体後方側で当該側面62,63に接合されている。第2フランジ部73,74の本体部71側端部は、第1折曲部76の下方(または反第1フランジ部側)に位置する。第2フランジ部73,74の主面は、第1フランジ部72の主面に対して交差している。
【0029】
また、第2フランジ部73,74の上縁部73a,74aは、本体部71から上方に傾斜して延びている。すなわち、上縁部73a,74aは、本体部71から閉断面部CSの上面に対して接近するように傾斜している。このとき、
図4に示すように、側面視で(車幅方向から見て)、本体部71、第2フランジ部73(74)の上縁部73a(74a)および閉断面部CSの上面を構成する各線部により、
図4に符号TRを付して示すトラス形状が画定されることが好ましい。本実施形態で本体部71はフロアパネル10と接していないが、本体部71を構成する線部はトラス形状の一辺を構成するものとする。また、第2フランジ部73(74)の上縁部73a(74a)がフロアパネル10に接する場合の他、上縁部73a(74a)がフロアパネル10の下面から少し(フロアパネル10の厚さ程度)離れている場合にも、トラス形状が画定されるものとする。第2フランジ部73,74の下縁部は、本体部71から上方または下方に傾斜せずに延びている。
【0030】
第3フランジ部75は、本体部71の下側で車体後方に延びており、略全面が当接した状態でトンネルサイドフレーム60の下面61に接合され、これにより剛結合部が形成されている。第1折曲部76は、折れ曲がって本体部71と第1フランジ部72とを接続している。第2折曲部77,78は、それぞれ折れ曲がって本体部71と第2フランジ部73,74とを接続している。第3折曲部79は、折れ曲がって本体部71と第3フランジ部75とを接続している。
【0031】
振動減衰部材80は、節部材70の第1フランジ部72の上面とフロアパネル10の下面とに接着可能な材料で構成される。振動減衰部材80は、シリコーン系材料やアクリル系材料などからなる粘弾性部材である。具体的には、振動減衰部材80としては、温度が20度、加振力の周波数が30Hzの条件下で、貯蔵弾性率が500MPa以下であって損失係数が0.2以上である粘弾性部材を用いることが好ましい。貯蔵弾性率が500MPa以下であることにより、第1フランジ部72と閉断面部CSとの間の柔結合部において結合剛性が過剰に高くなることを回避できる。また、損失係数が0.2以上であることにより、振動減衰部材80による高い振動減衰効果を得ることができる。
【0032】
振動減衰部材80の厚さは、第1フランジ部72の上面とフロアパネル10の下面との隙間よりも大きいことが好ましい。これにより、振動減衰部材80を圧縮した状態で第1フランジ部72とフロアパネル10との間に設けることができ、第1フランジ部72とフロアパネル10との密着力を高くすることができる。
【0033】
閉断面部CSに振動が入力されると、振動減衰部材80の歪みにより振動が吸収されて熱エネルギとして放出される。このとき、節部材70の第2フランジ部73,74が本体部71における第1折曲部76の下方から延び、さらに、第2フランジ部73,74の上縁部73a,74aが本体部71から上方に傾斜して延びていることなどにより、第2フランジ部73,74が第1折曲部76の歪みに対する支持部として機能する。また、節部材70の第1フランジ部72の上方には、フロアパネル10のパネル部材12を挟んでNo.2.5クロスメンバ22のフランジ部22cが車体前後方向にオーバーラップして位置している。これらにより、振動を受けて歪みが生じやすい第1折曲部76周辺の剛性が向上し、振動減衰部材80に歪みがより集中する。このようにして、閉断面部CS内に節部材70を配設することによる剛性の向上を図りながら、振動減衰部材80により高い振動減衰効果を得ることができる。
【0034】
次に、フロアパネル10とトンネルサイドフレーム60とにより画定される閉断面部CS内に節部材70を配設する例示的な方法について説明する。この方法は、以下の工程S1〜S5を含む。
(S1)上記構造を有する節部材70を準備し、トンネルサイドフレーム60内に配置する。
(S2)節部材70の第2フランジ部73,74と第3フランジ部75を、
図4、
図5に×(バツ)印で示した位置で、それぞれトンネルサイドフレーム60の側面62,63と下面61にスポット溶接する。
(S3)振動減衰部材80を構成する未硬化のペースト状材料を節部材70の第1フランジ部72の上面に塗布する。
(S4)トンネルサイドフレーム60のフランジ部64,65をフロアパネル10の下面に接合する。
(S5)ペースト状材料を熱硬化させ、振動減衰部材80を形成する。
【0035】
本実施形態では、工程S5におけるペースト状材料の熱硬化を、電着塗装の乾燥工程における加熱により実施する。
【0036】
ここで、
図8に示すように、工程S2では、スポット溶接ガンWGを用いて第2フランジ部73(74)をトンネルサイドフレーム60の側面62(63)にスポット溶接する。スポット溶接ガンWGは先端に2つの電極チップを有しており、電極チップどうしで被溶接部を挟んで圧力を加えて溶接を行うようになっている。典型的に、スポット溶接ガンWGの電極チップは先端が曲げて形成されている。
図8では、被溶接部である第2フランジ部73をトンネルサイドフレーム60の側面62に適正に溶接可能である。一方、第2フランジ部73をさらに下方で溶接する必要があり、従ってガンWGをさらに下方へ移動させる必要がある場合、車外側の電極チップがトンネルサイドフレーム60のフランジ部65と干渉する。本実施形態では、第2フランジ部73,74の上縁部73a,74aが本体部71から上方に傾斜して延びていることにより、トンネルサイドフレーム60の側面62(63)における第2フランジ部73(74)の位置を十分に上側にすることができ、これによりガンWGとトンネルサイドフレーム60のフランジ部65とが干渉しないようにすることができる。
【0037】
以上、例示的な実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改良や設計上の変更が可能である。
【0038】
例えば、前記実施形態では、2つの車体構成部材(フロアパネル10とトンネルサイドフレーム60)により画定される閉断面部内に節部材70を設けたが、本発明はこれに限定されることなく、1つの車体構成部材または3つ以上の車体構成部材により画定される閉断面部内に節部材を設けてもよい。
【0039】
また、前記実施形態では、閉断面部CSの形状を四角形(または略四角形)としたが、本発明はこれに限定されることなく、5つ以上の辺を有する多角形(または略多角形)または部分的に曲面を有する形状であってもよい。前記実施形態では、閉断面部CSにおいて隣接する上面と側面にそれぞれ第1フランジ部72と第2フランジ部73,74を接合したが、閉断面部CSの形状が5つ以上の辺を有する多角形等である場合、第1フランジ部72が接合される面と第2フランジ部73,74が接合される面とは他の面を介して隣接していてもよい。
【0040】
また、前記実施形態では、節部材70の上側に振動減衰部材80を設けたが、本発明はこれに限定されることなく、節部材70の下側、すなわち第3フランジ部75の下面に振動減衰部材80を設けてもよい。
【0041】
また、前記実施形態では、閉断面部CSを画定するトンネルサイドフレーム60と節部材と70とをスポット溶接により接合したが、本発明はこれに限定されることなく、例えばボルトとナットを用いたボルト締めにより接合を行ってもよい。
【0042】
また、前記実施形態では、ペースト状材料を節部材70の第1フランジ部72の上面に塗布し、これを熱硬化させたものを振動減衰部材80として用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、シート状の粘弾性部材を第1フランジ部72の上面に設けてもよい。
【0043】
また、前記実施形態では、閉断面部CS内に節部材70を1つだけ設けているが、本発明はこれに限定されることなく、車両各部で発生した振動により歪みが大きくなる複数の位置に同様の節部材を設けることができる。
【0044】
また、前記実施形態では、第2フランジ部73,74の下縁部が本体部71から閉断面部CSの上面(または下面)に対して上方または下方に傾斜せずに延びる例について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、前記下縁部が本体部71から傾斜して延びるようにしてもよい。