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技術 T字継手構造

出願人 日本製鉄株式会社
発明者 河内毅中澤嘉明田坂誠均
出願日 2015年11月10日 (5年1ヶ月経過) 出願番号 2016-559063
公開日 2017年8月24日 (3年4ヶ月経過) 公開番号 WO2016-076315
状態 特許登録済
技術分野 車両用車体構造
主要キーワード 組合構造 方向最大寸法 屈曲角α 図示態様 取り付け寸法 側面フランジ フランジ連結 プロファイルライン
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題・解決手段

本発明は、他の部材の取り付け領域を十分に確保するとともに、継手部分剛性を確保した、T字継手構造を提供することを目的としている。 第1の部材と、第1の部材に連結されて第1の部材の長手方向に対して垂直な方向に延設された第2の部材と、を備え、第1の部材の長手方向側面視で、第1の部材の、第2の部材と連結する部分である第1の部材側連結要素が、第1の部材から第2の部材の向きに、第1の部材が先細るように、傾斜しており、第2の部材の、第1の部材と連結する部分である第2の部材側連結要素が、第1の部材から第2の部材に向かって、第1の部材側連結要素と同じ向きに傾斜しており、第1の部材側連結要素と第2の部材側連結要素とが、滑らかに連結されて連結部を構成し、連結部が、第1及び第2の部材の幅方向の少なくとも一方側に存在する。

概要

背景

従来、T字継手構造は、車両、船舶建築物橋梁、及び一般産業機械等の各種構造物に適用されており、例えば、車幅方向に所定間隔をおいて車両前後方向に延設された2本のサイドシルと、これらサイドシルの双方と連結され、かつ、車幅方向に延設された複数のクロスメンバと、を含む構造が知られている(実公昭60−124381号参照)。

概要

本発明は、他の部材の取り付け領域を十分に確保するとともに、継手部分剛性を確保した、T字継手構造を提供することを目的としている。 第1の部材と、第1の部材に連結されて第1の部材の長手方向に対して垂直な方向に延設された第2の部材と、を備え、第1の部材の長手方向側面視で、第1の部材の、第2の部材と連結する部分である第1の部材側連結要素が、第1の部材から第2の部材の向きに、第1の部材が先細るように、傾斜しており、第2の部材の、第1の部材と連結する部分である第2の部材側連結要素が、第1の部材から第2の部材に向かって、第1の部材側連結要素と同じ向きに傾斜しており、第1の部材側連結要素と第2の部材側連結要素とが、滑らかに連結されて連結部を構成し、連結部が、第1及び第2の部材の幅方向の少なくとも一方側に存在する。

目的

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、他の部材(例えば、車幅方向におけるシートレール台座)の取り付け領域を十分に確保するとともに、継手部分の剛性を確保した、T字継手構造を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

第1の部材と、前記第1の部材に連結されて前記第1の部材の長手方向に対して垂直な方向に延設された第2の部材と、を備える、T字継手構造であって、前記第1の部材の長手方向側面視で、前記第1の部材の、前記第2の部材と連結する部分である第1の部材側連結要素が、前記第1の部材から前記第2の部材の向きに、前記第1の部材が先細るように、傾斜しており、前記第2の部材の、前記第1の部材と連結する部分である第2の部材側連結要素が、前記第1の部材から前記第2の部材に向かって、前記第1の部材側連結要素と同じ向きに傾斜しており、前記第1の部材側連結要素と前記第2の部材側連結要素とが、滑らかに連結されて連結部を構成し、前記連結部が、前記第1及び第2の部材の幅方向の少なくとも一方側に存在する、ことを特徴とするT字継手構造。

請求項2

前記第1の部材の長手方向側面視で、前記第2の部材の長手方向と、前記第1の部材側連結要素の表面と、のなす角が25°以下である、請求項1に記載のT字継手構造。

請求項3

前記第1の部材の長手方向側面視で、前記第2の部材の、前記第2の部材側連結要素以外の部分における、前記第2の部材の長手方向に対して垂直な方向での最大寸法H1に対する最小寸法H2の割合H2/H1が0.5以上0.92以下である、請求項1又は2に記載のT字継手構造。

請求項4

前記なす角をθとした場合に、(H1/H2−1)/2≦tanθを満たす、請求項2又は3に記載のT字継手構造。

技術分野

0001

本発明は、他部材の取り付け領域の確保と、継手部分剛性の確保との両立を図ったT字手構造に関する。

背景技術

0002

従来、T字継手構造は、車両、船舶建築物橋梁、及び一般産業機械等の各種構造物に適用されており、例えば、車幅方向に所定間隔をおいて車両前後方向に延設された2本のサイドシルと、これらサイドシルの双方と連結され、かつ、車幅方向に延設された複数のクロスメンバと、を含む構造が知られている(実公昭60−124381号参照)。

発明が解決しようとする課題

0003

図1、2は、従来の車両の車体における、サイドシルとクロスメンバとの継手構造を示す図であり、両図ともに、(a)はその斜視図であり、(b)はその車両前後方向側面図である。図1に示す継手構造10においては、サイドシル12の側面12aの車高方向の全域にクロスメンバ14が連結されていないことから、継手部分の剛性が曲げ変形ねじり変形に対して不十分である、という問題があった。なお、図1中、符号14fはクロスメンバ14に形成されたフランジを示し、符号16は、クロスメンバ14が連結されているフロアパネルを示す。

0004

そこで、近年では、図2に示す継手構造20のように、サイドシル22の側面22a及びサイドシル上面22bにクロスメンバ24を連結させることで、継手部分の剛性を高めている。なお、図2中、符号24fはクロスメンバ24に形成された上面フランジを示し、符号26は、クロスメンバ24が連結されているフロアパネルを示す。

0005

しかしながら、継手構造20を構成するクロスメンバ24には、図2(b)に示すように、車幅方向外側部分を構成し、かつ、車高方向上側のプロファイルライン(以下、「上側ライン」と称する場合がある)であって車幅方向に対して傾斜している上側ラインL1oを有する部分(以下、「車幅外側部」と称する場合がある)24oが存在する。通常、図2(b)のように上側ラインが傾斜した車幅外側部24oの上には、シートレール台座を取り付けることが困難である。このため、クロスメンバ24とサイドシル22の車高方向寸法差が大きい場合には、傾斜した上側ラインL1oが車幅方向のより内側まで延在することとなり、シートレール台座の取り付け領域が十分に確保されないおそれがある。従って、クロスメンバ24を含む継手構造においては、シートレール台座の取り付け領域を十分に確保し、ひいては車室内空間を有効利用する点において改良の余地がある。

0006

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、他の部材(例えば、車幅方向におけるシートレール台座)の取り付け領域を十分に確保するとともに、継手部分の剛性を確保した、T字継手構造を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明者は、図2に示す継手構造20において、車幅方向におけるシートレール台座の取り付け領域をより広くするために、車幅外側部24oの車幅方向内側に連なり、かつ、上側ラインが車幅方向に延びるクロスメンバ24の構成部分(以下、「車幅内側部」と称する場合がある)24iの車幅方向寸法W1iを、クロスメンバ24の車幅方向全寸法W1に対してより大きくすることに着目した。

0008

しかしながら、サイドシル22の形状、並びにクロスメンバ24の車幅方向全寸法W1及び車幅内側部24iの車高方向寸法hを変えずに、車幅内側部24iの車幅方向寸法W1iだけを大きくすると、車幅外側部24oの車幅方向寸法W1oが小さくなるため、車幅外側部24oの上側ラインL1oの車幅方向に対する傾きが大きくなる。この場合には、車両前後方向側面視で、クロスメンバ24の車幅外側部分24oの上面と、サイドシル22と結合するフランジ24fの上面とにおいては、車幅方向に対する傾斜角の差が大きくなることとなる。このため、同視で、これら上面の屈曲角が大きくなることから、例えば、クロスメンバ24を車高方向に曲げ荷重が生じた際、屈曲点における曲げ変形が大きくなるおそれがあり、換言すれば継手部分の車高方向曲げ剛性が十分に確保できないおそれがある。

0009

そこで、本発明者は、図3(本発明に係るT字継手構造の一例を示す図であり、(a)はその斜視図、(b)はその車両前後方向側面図)に示すように、クロスメンバ34について、車幅外側部34oの上側ラインLoの車幅方向に対する傾きを過度に大きくせずに、車幅内側部34iの車幅方向寸法Wiを大きくすることに着目した。その結果、発明者は、サイドシル32の上側ラインLsを車幅方向外側に向けて車高方向上側に傾斜させ、かつ、クロスメンバ34の上面フランジ34fの上側ラインLfとサイドシル34の上側ラインLsとを連ならせれば、車幅外側部分34oの上面とフランジ34fの上面との屈曲角を小さくすることができることから、上記のような継手部分の剛性が不十分であるという問題が生ずることがなく、ひいてはシートレール台座の広範な取り付け領域の確保と、継手部分の剛性の確保とが同時に実現される、との知見を得た。

0010

以上の知見に基づき、本発明者らは本発明を完成した。その要旨は以下のとおりである。

0011

[1]第1の部材と、上記第1の部材に連結されて上記第1の部材の長手方向に対して垂直な方向に延設された第2の部材と、を備える、T字継手構造であって、上記第1の部材の長手方向側面視で、上記第1の部材の、上記第2の部材と連結する部分である第1の部材側連結要素が、上記第1の部材から上記第2の部材の向きに、上記第1の部材が先細るように、傾斜しており、上記第2の部材の、上記第1の部材と連結する部分である第2の部材側連結要素が、上記第1の部材から上記第2の部材に向かって、上記第1の部材側連結要素と同じ向きに傾斜しており、上記第1の部材側連結要素と上記第2の部材側連結要素とが、滑らかに連結されて連結部を構成し、上記連結部が、上記第1及び第2の部材の幅方向の少なくとも一方側に存在する、ことを特徴とするT字継手構造。

0012

[2]上記第1の部材の長手方向側面視で、上記第2の部材の長手方向と、上記第1の部材側連結要素の表面と、のなす角が25°以下である、上記[1]に記載のT字継手構造。

0013

[3]上記第1の部材の長手方向側面視で、上記第2の部材の、上記第2の部材側連結要素以外の部分における、上記第2の部材の長手方向に対して垂直な方向での最大寸法H1に対する最小寸法H2の割合H2/H1が0.5以上0.92以下である、上記[1]又は[2]に記載のT字継手構造。

0014

[4]前記なす角をθとした場合に、(H1/H2−1)/2≦tanθを満たす、上記[2]又は[3]に記載のT字継手構造。

発明の効果

0015

本発明に係るT字継手構造では、例えば、当該T字継手構造がサイドシル(第1の部材)とクロスメンバ(第2の部材)とからなる構造である場合に、クロスメンバの車幅内側部の車幅方向寸法を大きくすることを前提に、クロスメンバの上面フランジの上側ラインとサイドシルの上側ラインとの連結態様(第1の連結部及び第2の連結部形状、ひいてはこれらの連結態様)について改良を行っている。その結果、本発明に係るT字継手構造によれば、他の部材(例えば、車幅方向におけるシートレール台座)の取り付け領域を十分に確保するとともに、継手部分の剛性を確保することができる。

図面の簡単な説明

0016

従来の車両の車体における、サイドシルとクロスメンバとの継手構造を示す図であり、(a)はその斜視図であり、(b)はその車両前後方向側面図である。
従来の車両の車体における、サイドシルとクロスメンバとの継手構造を示す図であり、(a)はその斜視図であり、(b)はその車両前後方向側面図である。
本発明(の実施形態)に係るT字継手構造を示す図であり、(a)はその斜視図であり、(b)はその車両前後方向側面図である。
図3(b)に示す車両継手構造についての3つの変形例を示す車両前後方向側面図であり、(a)は2つの上側ラインLo、Lsが一直線に延在している例であり、(b)、(c)は、それぞれ、2つの上側ラインLo、Lsが車高方向下方に凸状をなして屈曲又は湾曲している例である。
図3(a)に示す車両継手構造の変形例であり、車幅外側部の車両前後方向寸法が車幅方向外側に向けて広くなっている例である。
図3(a)に示す車両継手構造の変形例であり、サイドシルの外側部分に連結する上面フランジとサイドシルの側壁に連結する側面フランジとが一体となった例である。
本発明(の実施形態)に係る車両継手構造を示す図であり、(a)はその斜視図であり、(b)はその車両前後方向側面図である。
図7に示す車両継手構造の変形例を示す斜視図であり、(a)はセンターピラーが第2のフランジを備える例、(b)は第2のフランジが第1のフランジと連なっている例、(c)はセンターピラーが少なくとも1つのタブを備える例、そして(d)は2つのタブが連結されている例である。
従来の車体フレームにおける、サイドシルとセンターピラーとの継手構造を示す図であり、(a)はその斜視図であり、(b)はその車両前後方向側面図である。

0017

以下、本発明に係るT字継手構造の実施形態を、実施形態1(サイドシルとクロスメンバとの組合構造)と、実施形態2(サイドシルとセンターピラーとの組合構造)に分けて説明する。また、本明細書において、車両前後方向側面とは車両前後方向に垂直な側面をいう。また、本明細書において、車両前後方向とは車両の長手方向を意味し、車高方向とは鉛直方向を意味し、車幅方向とは車両前後方向と車高方向との双方に垂直な方向を意味する。

0018

<実施形態1(サイドシルとクロスメンバとの組合せ構造)>
図3は、本発明の実施形態に係るT字継手構造の一種である、車両継手構造30を示す図であり、同図(a)はその斜視図であり、同図(b)はその車両前後方向側面図である。車両継手構造30は、車体に関する構造である。車両継手構造30は、車両前後方向に延設されたサイドシル32(第1の部材)と、サイドシル32と連結されて車幅方向に延設されたクロスメンバ34(第2の部材)と、を備える。なお、図3中、符号34faはクロスメンバ34に形成された上面フランジを示し、符号36は、クロスメンバ34が連結されているフロアパネルを示す。また、本明細書中、「サイドシル」とは、サイドシルのいわゆるインナーを意味する。

0019

サイドシル32は、図3(a)に示すように、クロスメンバ34と連結する車幅方向に垂直な側面32aを有する内側部分32iと、内側部分32iに対して屈曲して車幅方向外側に延在する2つの外側部分32o、32oとを備える。また、2つの外側部分32o、32oの車幅方向最外部には図示しないサイドシルアウター、センターピラー、サイドパネル等の他の部品と連結されるフランジが設けられている。

0020

また、サイドシル32は、図3(b)に示すように、上側ラインLs、即ち、車高方向上側の外側部分32oのプロファイルラインが、車幅方向外側に向けて車高方向上側に傾斜している。即ち、図3(b)に示すように、サイドシル32においては、クロスメンバ34との連結部である外側部分32o(第1の部材側連結要素)が、サイドシル32からクロスメンバ34の向きに、サイドシル32が先細るように、傾斜している。

0021

一方、クロスメンバ34は、図3(b)に示すように、上側ラインLiが車幅方向に延びる車幅内側部34iと、車幅内側部34iの車幅方向外側に連なるとともに、上側ラインLoが車幅方向外側に向けて車高方向上側に傾斜し、サイドシル32の側面32aと連結する車幅外側部34oと、車幅外側部34oの車幅方向外側に連なるとともに、サイドシル32の外側部分32oと連結する上面フランジ34fa(板状部材)とを備える。即ち、図3(b)に示すように、クロスメンバ34においては、サイドシル32との連結部である車幅外側部34o(第2の部材側連結要素)が、サイドシル32からクロスメンバ34に向かって、サイドシル32の外側部分32o(第1の部材側連結要素)と同じ向きに傾斜している。

0022

そして、図3(b)に示すように、外側部分32o(第1の部材側連結要素)と車幅外側部34o(第2の部材側連結要素)とが、滑らかに連結されて連結部を構成し、この連結部が、サイドシル32及びクロスメンバ34の幅方向の少なくとも一方側に、即ち上側のみに存在する。

0023

また、クロスメンバ34は、図3(a)、(b)に示すように、(サイドシル32よりも車幅方向内側における)車幅方向全寸法Wに対する車幅内側部34iの車幅方向寸法Wiが、75%以上95%以下とすることができる。

0024

そして、サイドシル32とクロスメンバ34とにおいて、サイドシル32の上側ラインLsと上面フランジ34faの上側ラインLfとが連なっている。ここで、上側ラインLs、Lfが連なっているとは、サイドシル32及びクロスメンバ34の板厚分のずれを考慮した上で、これらのラインLs、Lfが重なっていることを意味する。

0025

なお、サイドシル32及びクロスメンバ34は、いずれも、公知のいかなる材料から構成してもよい。例えば、高張力鋼板アクリル繊維炭素繊維強化プラスチックを使用したPAN系炭素繊維等の炭素繊維複合材料等を用いることができる。

0026

また、サイドシル32及びクロスメンバ34は、いずれも、例えば、高張力鋼板をプレス成形により得ることができる。そして、サイドシル32へのクロスメンバ34の連結は、従来のいかなる手法(例えば、スポット溶接レーザー溶接ボルト締め)によっても行うことができる。或いは、サイドシルとクロスメンバとを、鋳造樹脂射出成型等を用いて、一体成型することもできる。この場合には、サイドシルとクロスメンバとの連結部(即ち、フランジ)を特定できない場合もあり得るが、車両継手構造としては、スポット溶接等によりサイドシルとクロスメンバとを連結する場合と同等の形状とすることができる。

0027

このように構成された本実施形態の車両継手構造30によれば、サイドシル32の上側ラインLsを車幅方向外側に向けて車幅方向上側に傾斜させることで、サイドシル32の車幅方向最内部の車高方向寸法Hsiとクロスメンバ34の車幅内側部34iの車高方向寸法Hcとの差を、図2の従来技術で示される同寸法差に比べて小さくすることができる。このため、クロスメンバ34の車幅外側部34oの上側ラインLoの傾斜角θ図2の従来技術で示される同傾斜角と同等に設計しながら、クロスメンバ34の車幅内側部34iの車幅方向寸法Wiを図2に示す従来技術の同寸法W1iに比べて大きくすることができる。従って、本実施形態の車両継手構造30によれば、クロスメンバ34に、サイドシル32の外側部分32oに連結するための上面フランジ34faを形成することで、車幅方向においてシートレール台座の取り付け領域を十分に確保するとともに、継手部分の剛性を確保することが可能となる。

0028

なお、図2に示す従来技術においては、クロスメンバ24の車幅内側部24iの車幅方向寸法を十分に確保しようとすると、クロスメンバ24の車幅外側部24oの上側ラインLoの傾斜角を大きくする必要がある。このため、例えば、クロスメンバ24を車高方向に曲げる荷重が付加された際には、クロスメンバ24の車幅内側部24iの上側ラインLiと車幅外側部24oの上側ラインL1oとの屈曲点において曲げ変形が大きく生じてしまうこととなる。従って、図2に示す例においては、継手部分の剛性を十分に確保することができず、換言すれば、車高方向に関して優れた曲げ剛性を確保することができない。

0029

また、図3に示すタイプであっても、上側ラインLoの傾斜角θが過度に大きい場合には、延性の低い材料、例えばハイテン材を使用してクロスメンバ34をプレス成形する際に、クロスメンバ34の側壁に亀裂が生じるおそれがある。このため、成形性の観点から、傾斜角θを過度に大きくすることはできず、クロスメンバ34の車幅内側部34iの車幅方向長さを大きく確保することには限界がある。

0030

以上に示すサイドシルとクロスメンバとを組み合わせた車両継手構造においては、車両走行時に、サイドシルを基準としてクロスメンバに各種荷重(車両前後方向力、車幅方向力、車高方向力及びねじり偶力等)が加わる。これらの荷重に対する各剛性は、接合部の継手強度に全て比例し、全て同じ傾向を示すことが判明している。従って、上記のとおり、車高方向曲げ剛性を十分高めることができる本実施形態に係る車両継手構造においては、車両前後方向曲げ剛性、車幅方向軸剛性及び軸ねじり剛性についても十分に確保されているといえる。

0031

以上により、本実施形態においては、車幅方向においてシートレール台座の取り付け領域を十分に確保できるとともに、継手部分の剛性を確保することができる。

0032

このような車両継手構造30(図3)においては、サイドシル32(第1の部材)の長手方向側面視で、クロスメンバ34(第2の部材)の長手方向(水平方向)と、外側部分32o(第1の部材側連結要素)の表面と、のなす角が45°以下であることが好ましい。なお、ここでのなす角とは、図3(b)において(θ−φ)で示される角度である。このような構成によれば、サイドシル32の水平面に対する傾斜角度を抑制して、さらに継手部分の剛性を高めることができる。なお、このなす角を、2.5°以上27°以下とすると、上記効果がさらに一層高いレベルで奏される。

0033

また、図3の車両継手構造30においては、サイドシル32(第1の部材)の長手方向側面視で、クロスメンバ34の、車幅外側部34o(第2の部材側連結要素)以外の部分における、クロスメンバ34の長手方向に対して垂直な方向での最大寸法H1に対する最小寸法H2の割合H2/H1が0.5以上0.92以下であることが好ましい。割合H2/H1を0.5以上とすることで、継手部分の剛性をより高めることができる一方、0.92以下とすることで、車室内空間をより広く確保することができる。なお、この割合H2/H1を0.65以上0.79以下とした場合には、上記効果がそれぞれさらに高いレベルで奏される。

0034

さらに、図3の車両継手構造30においては、上記なす角をθとした場合に、(H1/H2−1)/2≦tanθを満たすことが好ましい。上記数式を満たすことで、シートレール台座の取り付け領域の確保と、クロスメンバの成形性を確保しつつ、サイドシルとクロスメンバとからなる継手部分の剛性を高め、さらには、車体の車両前後方向曲げ剛性、車幅方向曲げ剛性、及び車両前後方向軸ねじり剛性を高めることができる。

0035

なお、図3に示すクロスメンバ34(但し、サイドシル32よりも車幅方向内側の部分に限る)の車幅方向全幅Wに対する車幅内側部34iの車幅方向寸法(車幅内側部幅比率)を、75%以上とすることで、車幅方向においてシートレール台座の取り付け領域を十分に確保し、ひいては車室内空間の有効利用を促進することができる。また、上記車幅内側部幅比率を95%以下とすることで、車幅外側部34oの上側ラインLoの車幅方向に対する傾斜角θを過大にすることなく、優れた成形性を確保し、サイドシル32とクロスメンバ34との荷重伝達効率を向上させて、優れた継手部分の剛性を実現することができる。

0036

また、上記車幅内側部幅比率を77%以上90%以下とした場合には、上記各効果をそれぞれさらに高いレベルで発揮できるため好ましく、80%以上85%以下とした場合には、上記各効果をさらに一層高いレベルで発揮できるためより一層好ましい。

0037

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨に逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。

0038

次に、上述した図3に示す車両継手構造30のその他の好適例を列挙する。
例えば、図3に示す例において、さらに、車幅外側部34oの上側ラインLoと上面フランジ34faの上側ラインLfとからなる線分屈曲角φを小さく限定した場合には、クロスメンバ34に車高方向の曲げ荷重が付加された際に、車幅外側部34oと上面フランジ34faとからなる線分の屈曲部における変形を抑制することができる。その結果、継手部分の剛性、特に車高方向曲げ剛性をさらに向上させることができる。具体的には、屈曲角φの絶対値を0°以上25°以下とすることが好ましく、この場合には、上記屈曲部における変形をさらに抑制でき、継手部分の剛性をさらに向上させることができる。

0039

なお、図3(b)において、屈曲角φは鋭角側の角度で定義する。また、同図において、屈曲角φは、クロスメンバ34の車幅外側部34oの上側ラインLoと上面フランジ34faの上側ラインLfとにより形成される線分形状が、車高方向上側に凸となる場合を正とし、車高方向下側に凸となる場合を負として定義する。従って、図3(b)に示す例は、屈曲角φが正である例を示している。

0040

図4は、図3(b)に示す車両継手構造についての3つの変形例を示す車両前後方向側面図である。

0041

具体的には、図4(a)に示す例は、2つの上側ラインLo、Lsが一直線に延在している例であり、図3(b)に示す例において、屈曲角φ=0°(上側ラインLo、Lfが一直線に延在)の場合に相当する。即ち、図4(a)に示す例は、サイドシル32の上側ラインLsと、上面フランジ34faの上側ラインLfと、車幅外側部34oの上側ラインLoとが、各構成要素の板厚分のずれを許容して一直線上に延在している例であり、継手部分の剛性向上の観点から最も好ましい形態である。

0042

次に、図4(b)に示す例は、2つの上側ラインLo、Lsが車高方向下方に凸状をなして屈曲している例であり、図3に示す屈曲角φが負である場合に相当する。図4(b)に示す例は、継手部分の剛性を確保しながら、クロスメンバ34の車幅外側部34o上方空間をより広く確保することができる点において好ましい。

0043

最後に、図4(c)に示す例は、図4(b)に示す例と同様に2つの上側ラインLo、Lsが車高方向下方に凸状をなして湾曲している例であるが、上側ラインLoと上側ラインLfとの間に明確な屈曲点が存在せず、クロスメンバ34の車幅外側部34oから上面フランジ34faにわたって、車幅方向に対する傾斜角が滑らかに変化する例である。図4(c)に示す例では、車幅方向におけるシートレール台座の取り付け領域の確保と継手部分の剛性の確保との双方に関して、図4(b)に示す例と同等の効果を得ることができる。

0044

なお、図4(c)に示す例では、上側ラインLo、Lsが車高方向下側に凸の形状であるが、これら上側ラインLo、Lsは車高方向上側に凸の形状とすることもできる。また、後者の場合にも、上側ラインLo、Lfの間に屈曲部を存在させずに、これらLo、Lfを滑らかに延在させることができ、図3(b)で示す例と同等の効果(シートレール台座の取り付け領域の確保と継手部分の剛性の確保との双方に関する)を得ることができる。また、上側ラインLo、Lfからなる線分が、複数の点において、変曲点を有する場合においても、同様の上記効果を得ることができる。

0045

ここで、図3(b)、図4(a)及び図4(b)に示す例における、車幅外側部34oの上側ラインLoの車幅内側部34iの上側ラインLiに対する傾斜角θ、或いは、図4(c)に示す例における、上側ラインLoの上側ラインLiに対する傾斜角(最大値)θが、5°以上45°以下であることが好ましい。傾斜角θを5°以上とすることで、クロスメンバ34の車幅外側部34oの車幅方向寸法を小さくし、これにより車幅内側部34iの車幅方向寸法を大きくして、シートレール台座の取り付け領域をさらに広げ、ひいては車室内空間をさらに有効利用することができる。

0046

一方、傾斜角θを45°以下とすることで、車両前後方向側面視で、クロスメンバ34の上側ラインLi、Lo同士の屈曲角を小さくすることができる。これにより、例えば、クロスメンバ34を車高方向に曲げる荷重が付加された際に、屈曲点における曲げ変形を抑制でき、継手部分を高剛性とすること、換言すれば車高方向曲げ剛性を高いレベルで確保することができる。また、傾斜角θを45°以下に制限することで、上述のとおり、車高方向曲げ剛性のみならず、車両前後方向曲げ剛性及び軸ねじり剛性についても高いレベルで確保することが可能となる。

0047

なお、傾斜角θを10°以上25°以下とした場合には、上記各効果をそれぞれさらに一層高いレベルで発揮できるためより一層好ましい。

0048

以上で述べたように、車幅外側部34oの上側ラインLoの、車幅内側部34iの上側ラインLiに対する傾斜角θを、5°以上45°以下とすることで、車幅方向におけるシートレール台座の取り付け領域の確保と、継手部分の剛性の確保とを高いレベルで両立することできる。以下では、当該領域の確保と当該剛性の確保とを、さらに一層高いレベルで両立する態様について述べる。

0049

即ち、本発明者は、上記領域の確保と上記剛性の確保とのさらなる両立のために、車両継手構造の、特に各部の寸法を詳細に規定する必要があるとの知見を得た。具体的には、本発明者は、(サイドシル32よりも車幅方向内側における)クロスメンバ34の車幅方向全幅Wに対する車幅内側部34iの車幅方向寸法Wi(車幅内側部幅比率)を75%以上95%以下とするとともに、車幅外側部34oの上側ラインLoの、上側ラインLiに対する傾斜角θを5°以上45°以下とすることに加えて、図4に示すサイドシル32の車幅方向寸法Ws、サイドシル32の車幅方向最外部における車高方向寸法Hs、(サイドシル32よりも車幅方向内側の)クロスメンバ34の車幅方向全寸法W、クロスメンバ34の車幅方向最内部(上側ラインLiが車幅方向に延在する部分に限る)の車高方向寸法Hc、0.75以上0.95以下の実数αを用いて規定されるクロスメンバ34の車幅内側部の車幅方向寸法Wi(Wi=αW)、及び(Hc+5)/Hc以上(Hs−5)/Hcの実数βを用いて規定されるクロスメンバ34の車幅方向最外部(但し、上面フランジ34faは除く)の車高方向寸法Hco(Hco=βHc)の関係に着目した。なお、上記パラメータ寸法単位は全てmmである。

0050

そして、本発明者は、これらのパラメータWs、Hs、W、Hc、Wi、及びHcoを基に、
実数γ(γ=(β−1)Hc/W/(1−α))を、0.0875以上1.0以下とし、かつ、
実数ε(ε={(β−1)Hc/W/(1−α)−(Hs−βHc)/Ws}/{1+(β−1)Hc(Hs−βHc)/W/Ws/(1−α)})を、−0.364以上0.364以下とすることで、車幅方向におけるシートレール台座の取り付け領域の確保と、継手部分の剛性の確保とを、高いレベルで実現することができる、との知見を得た。

0051

なお、実数αの範囲は、(サイドシル32よりも車幅方向内側における)クロスメンバ34の車幅方向全寸法Wに対する車幅内側部34iの車幅方向寸法Wiの上限と下限を規定するものである。同様に、実数βの範囲は、クロスメンバ34の車幅方向最内部の車高方向寸法Hcに対する車幅方向最外部の車高方向寸法Hcoの上限と下限を幾何学的に意味のある範囲で規定するものである。

0052

実数γの範囲は、車幅外側部34oの上側ラインLoの、上側ラインLiに対する傾斜角θに相当する量の上限と下限を規定するものである。なお、実数γが0.0875のときθは5°、γが1のときθは45°となる。

0053

実数εの範囲は、クロスメンバ34の車幅外側部34oの上側ラインLoと上面フランジラインLfとからなる線分の屈曲角φに相当する量の上限と下限を規定するものである。なお、実数εが−0.364のときφは−25°となり、εが0.364のときφは25°となる。

0054

このような実数γ、εの範囲を前提として、実数εの範囲を、−0.268以上0.268以下とすること、即ち、屈曲角φを−15°以上15°以下とすることが、剛性向上の観点から好ましい。特に、実数εをゼロにすることが屈曲角φをゼロにすることになる。このため、実数εをゼロになるように各寸法を調整することで、図4(a)に示す例について上述したように、上側ラインLs、Lf、Loを各構成要素32、34の板厚分のずれを考慮して一直線上に配置することができる。従って、実数εをゼロとした場合には、継手部分の剛性向上の観点から特に好ましい。

0055

次に、図3(b)に示す例においては、図5図3(a)に示す車両継手構造についての変形例)に示すように、クロスメンバ34の車幅外側部34oが車幅方向外側に向かって車両前後方向に幅広となっていることが好ましい。図5に示すように、クロスメンバ34の車幅外側部34oが車幅方向外側に向かって車両前後方向に幅広となっている場合には、図3に示す例と比べて、クロスメンバ34のサイドシル32の側面32aとの連結領域面積をより大きくすることができる。このため、図5に示す例では、特に、継手部分の強度、ひいては、継手部分の各種剛性をさらに高いレベルで改善することができる。

0056

なお、図5に示す例においては、(サイドシルよりも車幅方向内側の)クロスメンバ34の車幅方向全寸法をW、0.75以上0.95以下の実数をα、及びクロスメンバ34の車幅方向最内部における車両前後方向寸法をDcとした場合に、
上面フランジ34faの車幅方向最外部における車両前後方向寸法Doが、
Dc+0.175(1−α)W以上、かつ、
Dc+(1−α)W以下である、ことが好ましい。

0057

車両前後方向寸法Doを、上記W、α、及びDcを用いて、Dc+0.175(1−α)W以上とすることで、サイドシル32の外側部分32oと上面フランジ34faとの接合領域の十分な確保に基づき、継手部分の剛性、特に、車両前後方向曲げ剛性を十分に確保することができる。

0058

一方、車両前後方向寸法Doを、Dc+(1−α)W以下とすることで、クロスメンバ34の車幅方向最内部における側壁と車幅方向最外部における側壁のなす屈曲角を抑制し、例えばクロスメンバ34に車両前後方向の曲げ荷重が付加された際に、屈曲点における変形を抑制し、ひいては車両前後方向曲げ剛性を十分に確保することができる。

0059

加えて、図3(a)に示す例においては、図6図3(a)に示す車両継手構造についての変形例)に示すように、サイドシル32の外側部分32oに連結する上面フランジ34faとサイドシル32の側壁32aに連結する側面フランジ34fbとが一体となっていることが好ましい。

0060

図3に示す例では、クロスメンバ34の上面フランジ34faと側面フランジ34fbとは、一体となっておらず、換言すれば、両フランジ34fa、34fbの車幅方向縁部が連なっていない。

0061

これに対し、図6に示す例では、両フランジ34fa、34fbの車幅方向縁部が連なっているため、クロスメンバ34の車幅外側部34oの剛性を向上させることができる。また、図6に示す例では、図3に示し例に比べて、両フランジ34fa、34fbの間に位置するコーナーフランジ34fcをさらに備えることができ、ひいてはサイドシル32とクロスメンバ34との連結領域を拡大することができる。これにより、当該連結領域におけるスポット溶接点数の増大や、当該連結領域における接着剤による結合面積の増大が可能になることから、クロスメンバ34からサイドシル32への荷重伝達効率をさらに向上させることできる。従って、2つのフランジ34fa、34fbを一体として結果的にそれらの間にコーナーフランジ34fcを形成することで、継手部分の剛性をさらに向上させることができる。

0062

なお、図示しないが、図3から図6に示す本発明の実施形態について、2つ以上の実施形態を組み合わせることも可能であり、設計者の意図に応じて、それぞれの形態におけるメリットを享受することが可能である。

0063

<実施形態2(サイドシルとセンターピラーとの組合せ構造)>
図7は、本発明の実施形態に係るT字継手構造の一種である、車両継手構造130を示す図であり、同図(a)はその斜視図であり、同図(b)はその車両前後方向側面図である。車両継手構造130は、車体フレームに関する構造であり、通常、車体フレームはシャシフレームに接続されてシート台座を包囲するように配置される。車両継手構造130は、車両前後方向に延設されたサイドシル132(第1の部材)と、サイドシル132と連結されて車高方向に延設されたセンターピラー134(第2の部材)と、を備える。なお、図7(a)、(b)中、サイドシル132及びセンターピラー134の図示態様は、インナーのみであるが、実際には、それらの車幅方向外側には、それぞれのアウターが存在する。

0064

サイドシル132は、図7(a)に示すように、車幅方向に延びる頂部132tと、頂部132tの車幅方向内側で車高方向に延びる側部132lと、側部132lの車高方向最下部に連なって車幅方向外側に延びる底部132bと、頂部132tと側部132lとの双方に連なる面取り部132cと、を含む。なお、頂部132t及び底部132bの車幅方向最外部には、それぞれ、図示しないアウターと連結するためのフランジc1、c2が設けられている。

0065

一方、センターピラー134は、図7(a)に示すように、頂部132tに連結された本体部134mと、本体部134mの車幅方向最内部から車高方向下方に連なり、かつ、少なくとも面取り部132cに連結された第1のフランジ134f1と、を含む。本体部134mには、シートベルトアンカーを格納するための孔134hが設けられている。

0066

ここで、センターピラー134の第1のフランジ134f1とは、センターピラー134の車幅方向最内部において少なくとも面取り部132cの表面に沿って延在する部分であって、かつ、頂部132tの表面から車高方向下方に位置する部分をいうものとする。このため、第1のフランジ134f1から車高方向上方に連なる部分(センターピラー134の車幅方向最内部であって頂部132tの表面よりも車高方向上方に位置する部分)は、センターピラー134の本体部134mとする。

0067

図7(b)に示すように、サイドシル132においては、センターピラー134との連結部である面取り部132c(第1の部材側連結要素)が、サイドシル132からセンターピラー134の向きに、サイドシル132が先細るように、傾斜している。

0068

また、図7(b)に示すように、センターピラー134においては、サイドシル132との連結部である第1のフランジ134f1(第2の部材側連結要素)が、サイドシル132からセンターピラー134に向かって、サイドシル132の面取り部132c(第1の部材側連結要素)と同じ向きに傾斜している。

0069

そして、図7(b)に示すように、面取り部132c(第1の部材側連結要素)とフランジ134f1(第2の部材側連結要素)とが、滑らかに連結されて連結部を構成し、この連結部が、サイドシル132及びセンターピラー134の幅方向の少なくとも一方側に、即ち左側のみに存在する。

0070

また、センターピラー134においては、図7(b)に示すように、車両前後方向側面視で、本体部134mの表面と第1のフランジ134f1の表面の屈曲角αは、135°以上170°以下とすることができる。ここで、屈曲角αは、同視において、本体部134mの表面と第1のフランジ134f1の表面のなす角のうち、小さい方の角を意味する。

0071

なお、サイドシル132及びセンターピラー134は、いずれも、公知のいかなる材料から構成してもよい。例えば、高張力鋼板、アルミニウムマグネシウムチタンポリプロピレン、アクリル繊維を使用したPAN系炭素繊維等の炭素繊維複合材料等を用いることができる。

0072

また、サイドシル132及びセンターピラー134は、いずれも、例えば、高張力鋼板を絞り加工により形成することができる。そして、サイドシル132へのセンターピラー134の連結は、従来のいかなる手法(例えば、スポット溶接、レーザー溶接、ボルト締め)によっても行うことができる。

0073

このように構成された本実施形態の車両継手構造30によれば、上述したようなサイドシル132の面取り部132cと、センターピラー134の第1のフランジ134f1との連結態様により、センターピラー132の車高方向下部における車幅方向内側への張り出しを抑制することができる。その結果、車室内空間をより広くして内装品の設置位置や形状に関する自由度を高めることができ、しかも継手部分の剛性を確保することができる。

0074

特に、図7に示す例では、例えば、センターピラー134を車両前後方向に曲げる荷重が加わった場合に、センターピラー134に加えられた荷重が、第1のフランジ134f1及びサイドシル132の面取り部132cを順次介して、サイドシル132の側面132aに効率的に伝達される。従って、本実施形態によれば、継手部分の剛性が十分に得られ、特に車両前後方向の優れた曲げ剛性を確保することができる。

0075

なお、サイドシル132とセンターピラー134とを組み合わせた車両継手構造130においては、車両走行時に、センターピラー134を各種方向に変形させる荷重(車両前後方向曲げ荷重、車幅方向曲げ荷重、車高方向軸力及び車高方向軸周りのねじりトルク等)が加わる。これらの荷重に対する各剛性は、上記で述べた車両前後方向の曲げに対する剛性と正の相関を持ち、すべて同じ傾向を示すことが判明している。従って、上述したとおり車両前後方向の曲げ剛性を十分に高めることができる本実施形態に係る車両継手構造においては、車幅方向曲げ荷重、車高方向軸力及び車高方向軸周りのねじりトルクに対する剛性等についても十分に確保されているといえる。

0076

以上により、本実施形態に係る車両継手構造130によれば、車室内空間をより広くすること、及び、継手部分の剛性を確保すること、を両立することができる。

0077

このような車両継手構造130(図7)においては、サイドシル132(第1の部材)の長手方向側面視で、センターピラー134(第2の部材)の長手方向(鉛直方向)と、面取り部132c(第1の部材側連結要素)の表面と、のなす角が45°以下であることが好ましい。なお、ここでのなす角とは、図7(b)において(180−α)で示される角度である。このような構成によれば、サイドシル132の水平面に対する傾斜角度を抑制して、さらに継手部分の剛性を高めることができる。なお、このなす角を、2.5°以上27°以下とすると、上記効果がさらに高いレベルで奏される。

0078

また、図7の車両継手構造130においては、サイドシル132(第1の部材)の長手方向側面視で、センターピラー134の、第1のフランジ134f1(第2の部材側連結要素)以外の部分における、センターピラー134の長手方向に対して垂直な方向での最大寸法H1に対する最小寸法H2の割合H2/H1が0.5以上0.92以下であることが好ましい。割合H2/H1を0.5以上とすることで、継手部分の剛性をより高めることができる一方、0.92以下とすることで、車室内空間をより広く確保することができる。なお、この割合H2/H1を0.65以上0.79以下とした場合には、上記効果がそれぞれさらに高いレベルで奏される。

0079

さらに、図7の車両継手構造130においては、上記なす角をθとした場合に、(H1/H2−1)/2≦tanθ、を満たすことが好ましい。上記数式を満たすことで、車体の車幅方向空間及びセンターピラーの成形性を確保しつつ、サイドシルとセンターピラーとからなる継手部分の剛性を高め、さらには車体の車両前後方向曲げ剛性、車幅方向曲げ剛性、及び車両前後方向軸ねじり剛性を高めることができる。

0080

なお、車両前後方向側面視で、センターピラー134の本体部134mの表面と第1のフランジ134f1の表面の屈曲角αを、135°以上とすることで、センターピラー134の本体部134mと第1のフランジ134f1との屈曲程度を抑制することができる。これにより、センターピラー134を車両前後方向に曲げる荷重が加わった場合に継手部分の変形を抑制することができ、車両前後方向の優れた曲げ剛性を実現することができる。

0081

一方、車両前後方向側面視で、センターピラー134の本体部134mの表面と第1のフランジ134f1の表面の屈曲角αを、170°以下とすることで、センターピラー134の本体部134mの車幅方向寸法が過度に大きくなることを抑制することができる。これにより、車室内空間の車幅方向寸法をさらに長くすることができ、ひいては内装品の設置位置や形状に関する自由度をさらに高めることができる。

0082

また、屈曲角αを145°以上165°以下とした場合には、上記各効果をさらに高いレベルで発揮できるため好ましく、155°以上160°以下とした場合には、上記各効果をさらに一層高いレベルで発揮できるためより一層好ましい。

0083

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨に逸脱しない範囲において、種々の変更をすることが可能である。

0084

次に、上述した図7に示す車両継手構造130のその他の好適例を列挙する。
例えば、図7に示す例において、さらに、本体部134mと第1のフランジ134f1とを滑らかに連ならせることができる。この場合には、センターピラー134の本体部134mと第1のフランジ134f1との屈曲程度を抑制することができる。これにより、センターピラー134の前後方向曲げに対する継手剛性を高いレベルで高めることができる。

0085

図8は、図7に示す車両継手構造の変形例を示す斜視図である。なお、同図中、(a)はセンターピラー134が第2のフランジ134f2を備える例であり、(b)は第2のフランジ134f2が第1のフランジ134f1と連なっている例であり、(c)はセンターピラー134が少なくとも1つのタブ134tを備える例であり、そして(d)は2つのタブ134t1と134t2が連結されている例である。

0086

図8(a)に示すように、センターピラー134には、本体部134mの車両前後方向各端部からそれぞれ車両前後方向各側(相対する端部から離れる側をいい、以下、「車両前後方向外側」と称する場合がある)に連なり、かつ、頂部132tに連結された第2のフランジ134f2をさらに含ませることができる。

0087

センターピラー134に、上記形状の第2のフランジ134f2をさらに含ませることで、センターピラー134とサイドシル132の特に頂部132tとの結合領域を増大させることができる。これにより、継手部分の各種剛性をさらに高めることができる。

0088

また、図8(b)に示すように、第2のフランジ134f2を、第1のフランジ134f1と連ならせることができる。ここで、両フランジ134f1、134f2が連なっているとは、両フランジ134f1、134f2が、本体部134mを介さずに直接的に連結されていることをいう。

0089

このように、図8(b)に示す例では、両フランジ134f1、134f2を連ならせることで、フランジ連結部134fcが生ずることとなり、このフランジ連結部134fcによって、センターピラー134と、サイドシル132の頂部132t及び面取り部132cと、の結合領域をさらに増大させることができる。これにより、継手部分の各種剛性をさらに高めることができる。

0090

さらに、図8(c)に示すように、センターピラー134は、本体部134mの車幅方向最外部から車高方向下方に連なり、かつ、サイドシル132に車幅方向外側から連結された少なくとも1つのタブ134tを備えることができる。

0091

図8(c)に示す例では、センターピラー134には、車両前後方向に整列されて車高方向に延設された2つのタブ134t1、134t2が含まれる。上記2つのタブ134t1、134t2は、いずれも、サイドシル132の構成要素である車高方向両側のフランジc1、c2に結合され、図示されないサイドシルアウターへも結合される。このような構成よれば、センターピラー134に加えられた荷重を、タブ134t1、134t2を介してサイドシル132に効率よく伝達することができる。これにより、継手部分の各種剛性をさらに高めることができる。

0092

ここで、図8(c)に示す例においては、図8(d)に示すように、タブ134tのうちの少なくとも2つを、車両前後方向に隣接するタブと連結させることができる。連結態様としては、図8(d)に示すように、タブ134t1、134t2を、連結部材134jを介して連結した上で、タブ134t1、134t2を本体部134mの車幅方向最外部から車高方向下方に連なるように延設させる態様が挙げられる。また、別の連結態様としては、タブ134t1、134t2及び連結部材134jを一体成型し、この成型体を本体部134mの車幅方向最外部から車高方向下方に連なるように延設させる態様が挙げられる。

0093

センターピラー134の構成要素である隣接する2つのタブ134t1、134t2を連結させることで、車両走行時における、2つのタブ134t1、134t2の相対的な変形を抑制することができる。これにより、センターピラー134に加えられた荷重を、タブ134t1、134t2を介してサイドシル132にさらに効率よく伝達することができ、その結果、継手部分の各種剛性をさらに高めることができる。

0094

<実施例1(サイドシルとクロスメンバとの組合せ構造)>
本実施形態の効果を確認すべく、高張力鋼板によって製造されたサイドシルとクロスメンバとからなるT字継手構造を用いて、シートレール台座の車幅方向取り付け寸法、及び継手部分の剛性等について調査した。

0095

図3に示すタイプのサイドシルとクロスメンバとをスポット溶接にて接合して、発明例1から発明例4のT字継手構造を作製した。また、図1に示すタイプのサイドシルとクロスメンバとをスポット溶接にて接合して、従来例1のT字継手構造を作製した。なお、従来例1及び発明例1から4のクロスメンバ及びサイドシルの形状寸法を、表1に示す。また、各試験例についての、その他の設計条件については、表2に示すとおりとした。各試験例について、フロアパネルを、例えば図3(a)に示すように、クロスメンバ34の下部フランジ34fcとともに車両前後方向端部を車幅方向の全領域にわたって塞ぐように設置し、その板厚は0.75mmとした。さらに、図示しないが、サイドシル(インナー)の車幅方向外側にはサイドシル(インナー)の上下のフランジにおいて連結するサイドシル(アウター)を設置し、その車幅方向寸法は50mmとし、板厚は1.4mmとした。表2中、なす角とは、図3(b)における、クロスメンバ34の長手方向と、サイドシル32の外側部分32oの表面と、のなす角(θ−φ)をいう。

0096

0097

0098

(他の部材の取り付け領域の評価)
各試験例について、他の部材(車幅方向におけるシートレール台座)の取り付け領域(デザイン空間)について算出し、従来例1を基準(100)とした指数評価を行った。この評価は、指数が大きいほど車室内空間の車高方向長さが大きいことを示す。この結果を表2に併記する。

0099

(継手部分の剛性の評価)
各試験例について、サイドシルインナー及びサイドシルアウターの車両前後方向両端部における、全方向並進及び全方向回転拘束し、クロスメンバの車幅方向最内部に車高方向上方から荷重を加えて、この荷重とクロスメンバの車幅方向最内端の車高方向変位との比を、継手部分の剛性として計算した。そして、この計算結果に基づいて、従来例を基準(100)とした指数評価を行った。この評価は、指数が大きいほど継手部分の剛性が高いことを示す。この結果を表2に併記する。

0100

(成形性の評価)
各試験例を作製する際の成形性について、成形可の場合を〇とした。また、延性の良好な低強度鋼板では成形可の場合を△とし、高強度鋼板では成形不可の場合を△とした。さらい、低強度鋼板では成形不可の場合を×とした。これらの結果を表2に併記する。

0101

(軽量化の評価)
各試験例について重量を測定し、従来例1を基準(100)とした指数評価を行った。この評価は、指数が小さいほど重量減が図られていることを示す。この結果を表2に併記する。

0102

表2によれば、サイドシル(第1の部材)の形状とクロスメンバ(第2の部材)の形状、ひいてはこれらの連結態様について改良を施した、本発明の技術的範囲に属する発明例1から4のT字継手構造については、いずれも、本発明の技術的範囲に属さない従来例1のT字継手構造と比べて、他の部材の取り付け領域(シートレール台座の取り付け領域)の評価と、継手部分の剛性の確保とがバランス良く改善されていることが判る。なお、発明例2及び発明例4については、上記なす角を27°以下としているため、クロスメンバのプレス成形時に材料に導入されるひずみを低減することができることから、特に成形性が良好であることが判る。また、発明例3及び発明例4については、クロスメンバとサイドシルとの継手部分の剛性が高いことにより、クロスメンバの板厚を低減することができることから、軽量化が大幅に図られていることが判る。

0103

<実施例2(サイドシルとセンターピラーとの組合せ構造)>
本実施形態の効果を確認すべく、高張力鋼板によって製造されたサイドシルとセンターピラーとからなるT字継手構造を用いて、車室内空間の車幅方向長さ、及び継手部分の剛性等について調査した。

0104

図7に示すタイプのサイドシルとセンターピラーとをスポット溶接にて接合して、発明例5から発明例8のT字継手構造を作製した。また、図9に示す従来タイプのサイドシルとセンターピラーとをスポット溶接にて接合して、従来例2のT字継手構造を作製した。なお、従来例2及び発明例5から8のセンターピラー及びサイドシルの、その他の設計条件については、表3に示すとおりとした。また、表3中、なす角とは、図7(b)における、センターピラー134の長手方向と、サイドシル132の面取り部132cの表面と、のなす角(180°−α)をいう。

0105

0106

(他の部材の取り付け領域の評価)
各試験例について、各試験例について、センターピラーの本体部の車高方向位置(鉛直方向位置、即ち、サイドシルの車高方向最上部よりも100mm車高方向上方位置において、車室内空間の車幅方向最小長さを測定した。そして、この測定結果に基づいて従来例2を基準(100)とした指数評価を行った。この評価は、指数が大きいほど、車室内空間の車幅方向長さが大きいことを示す。この結果を表3に併記する。

0107

(継手部分の剛性の評価)
各試験例について、サイドシルインナー及びサイドシルアウターの車高方向両端部における、全並進及び全回転を拘束し、センターピラーの車高方向上端に車両前後方向の一方側から荷重を加えて、この荷重とセンターピラーの車高方向上端の車両前後方向変位との比を、継手部分の剛性として計算した。そして、この計算結果に基づいて、従来例2を基準(100)とした指数評価を行った。この評価は、指数が大きいほど、継手部分の剛性が高いことを示す。この結果を表3に併記する。

0108

(成形性の評価)
各試験例を作製する際の成形性について、成形可の場合を〇、成形不可の場合を×として評価した。この結果を表3に併記する。

0109

(軽量化の評価)
各試験例について重量を測定し、従来例2を基準(100)とした指数評価を行った。この評価は、指数が小さいほど重量減が図られていることを示す。この結果を表3に併記する。

実施例

0110

表3によれば、サイドシル(第1の部材)の形状及びセンターピラー(第2の部材)のについて改良を施した、本発明の技術的範囲に属する発明例5から8のT字継手構造については、いずれも、本発明の技術的範囲に属さない従来例2のT字継手構造と比べて、他の部材の取り付け領域(車室内空間の車幅方向長さ)の評価と、継手部分の剛性の確保とがバランス良く改善されていることが判る。なお、発明例6及び発明例8については、上記なす角を27°以下としているため、クロスメンバのプレス成形時に材料に導入されるひずみを低減することができることから、特に成形性が良好であることが判る。また、発明例7及び発明例8については、クロスメンバとサイドシルとの継手部分の剛性が高いことにより、クロスメンバの板厚を低減することができることから、軽量化が大幅に図られていることが判る。

0111

10、20、30 車両継手構造
12、22、32サイドシル
12a、22a、32a 側面
14、24、34クロスメンバ
14f、24fフランジ
16、26、36フロアパネル
22b サイドシル上面
24i、34i車幅内側部
24o、34o車幅外側部
32i 内側部分
32o 外側部分
34fa 上面フランジ
34fb側面フランジ
34fcコーナーフランジ
110、130 車両継手構造
112、132 サイドシル
112a、132a 側面
114、134センターピラー
132b 底部
132l 側部
132t 頂部
c1、c2 フランジ
134f1 第1のフランジ
134f2 第2のフランジ
134fcフランジ連結部
132c面取り部
134h 孔
134j連結部材
134m 本体部
134t1、134t2タブ
Dc クロスメンバの車幅方向最内部における車両前後方向寸法
Do 上面フランジの車幅方向最外部における車両前後方向寸法
h 車幅内側部の車高方向寸法
H1 クロスメンバのサイドシルとの連結部分以外の部分の鉛直方向最大寸法
H2 クロスメンバのサイドシルとの連結部分以外の部分の鉛直方向最小寸法
Hc クロスメンバの車幅方向最内部の車高方向寸法
Hco クロスメンバの車幅方向最外部の車高方向寸法
Hs サイドシルの車幅方向最外部における車高方向寸法
Li 車幅内側部の上側ライン
Lo、L1o 車幅外側部の上側ライン
Ls サイドシルの上側ライン
Lf 上面フランジの上側ライン
W、W1 クロスメンバ24の車幅方向全寸法
Wi、W1i 車幅内側部の車幅方向寸法
Wo、W1o 車幅外側部の車幅方向寸法
Ws サイドシルの車幅方向寸法
α 本体部134mの表面と第1のフランジ134f1の表面の屈曲角
θ 上側ラインLoの傾斜角
φ 上側ラインLoと上側ラインLfとからなる線分の屈曲角

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