JPH05319304A - 押し出し材フレームの結合構造 - Google Patents

押し出し材フレームの結合構造

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JPH05319304A
JPH05319304A JP13455192A JP13455192A JPH05319304A JP H05319304 A JPH05319304 A JP H05319304A JP 13455192 A JP13455192 A JP 13455192A JP 13455192 A JP13455192 A JP 13455192A JP H05319304 A JPH05319304 A JP H05319304A
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JP
Japan
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joint member
vehicle body
joint
protrusion
orthogonal
Prior art date
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JP13455192A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Miyasaka
浩行 宮坂
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い結合剛性と理想的な応力分布が得られし
かも軽量な結合構造を提供する。 【構成】 サイドシル1の車体側面部1aには、ジョイ
ント部材に設けられた突起部12に嵌合する三角形状の
溝部18が設けられ、フロントピラーロア2の車体側面
部2aには、ジョイント部材3の突起部13に嵌合する
溝19が設けられている。またサイドシル1及びフロン
トピラーロア2にはジョイント部材3のL型形状コーナ
ー14に設けられた突起部16に嵌合する切欠部20が
設けられている。そして、サイドシル1とフロントピラ
ーロア2はジョイント部材3に溶接部22,23,24
で結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は押し出し材で構成される
車体構造における押し出し材フレームの結合構造に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の押し出し材フレームの結合構造と
しては、例えば、図10に示すようなものがある。(例
えば、米国特許第4618163号公報、実開平2−1
2978号公報、実開平2−42875号公報参照)。
【0003】すなわち、フレーム部材101,102,
103をジョイント部材104の端部に単に嵌合溶接し
た結合構造となっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の押し出し材フレームの結合構造にあっては、
ジョイント部材104の端部に単純にフレーム部材10
1,102,103を嵌合溶接した結合構造となってい
たため、車体が変形しフレーム部材101,102,1
03とジョイント部材104との結合部付近に荷重が伝
わった際に、溶接部付近に大きな応力集中が生じ、疲労
変形に至る可能性が高いという問題点があった。
【0005】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたものであり、高い結合剛性と理想的な応力
分布が得られ、しかも軽量な結合構造を提供することを
目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、押し
出し材で構成される車体構造において、押し出し成形さ
れたサイドシルとフロントピラーロアとを結合するジョ
イント部材を全体がL型形状で開口断面を有する形状に
形成し、該ジョイント部材の内壁面には、ジョイント部
材の直交部方向にテーパー状に広がった部材軸方向リブ
と該部材軸方向リブに直交する、ジョイント部材の直交
部に向かって段階的に増大する複数のクロス状リブとを
設け、ジョイント部材の外壁面には、車体側部にジョイ
ント部材の直交部方向に増大する三角形状の突起部を設
け、車体側部の外壁面に直角方向の車体上部方向および
車体下部方向の外壁面に、ジョイント部材の直交部方向
に増大し、直交部のL型形状コーナー部で厚肉部を有し
ながら連続する三角形状の突起部を設け、他方、サイド
シルとフロントピラーロアには、前記ジョイント部材の
車体側部外壁面に設けられた突起部の嵌合する嵌合部を
設けて結合するようにした。
【0007】
【作用】連結をジョイントと直交部方向に広がった三角
形状の厚肉の突起部と、該突起部の嵌合する嵌合部で行
ったので、三角形状の突起部内に発生する応力は均一と
なり、溶接強度からも最適形状となっている。また、溶
接した場合の熱影響も厚肉部で溶接しているので少なく
強度低下を防ぐことができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
1〜図6は本発明の一実施例を示す図である。
【0009】まず構成を図1〜図4により説明する。図
1は結合状態を示した図、図2は構成部品を分解して示
した図である。図は押し出し材により構成された車室の
前端下部を示し、押し出し成形されたフレーム部材のサ
イドシル1とフロントピラーロア2がジョイント部材3
により結合されている。
【0010】ジョイント部材3は鋳造により製造され、
全体がL型形状をしており、一側に開口部4を有する開
口断面形状をしている。
【0011】一方、押し出しフレームを接合するための
外壁面11には、車体側部外壁面11aにジョイント部
材3の直交部6方向に増大する二等辺三角形状のサイド
シル1結合用の突起部12及びフロントピラーロア2結
合用の突起部13が設けられている。
【0012】また、車体側部外壁面11aに直角方向の
車体上部側外壁面11b及び下部側外壁面11cには、
ジョイント部材3の直交部6方向に各々増大し、L型形
状コーナー部14で厚肉部15を有しながら連続する、
三角形状の上部突起部16及び下部突起部17が設けら
れている。
【0013】また、ジョイント3は図3及び図1のA−
A断面を示す図4に図示したように、内壁面5には、ジ
ョイント3の直交部6方向にテーパ状に広がった部材軸
方向リブ7,8が設けられ、更にそのテーパ状の部材軸
方向リブ7,8に直交する形でジョイント3の直交部6
に向かって段階的に増大する形で、部材軸方向リブ7に
直交してクロス状リブ9a,9b,9cが、部材軸方向
リブ8に直交してクロス状リブ10a,10bが設けら
れている。
【0014】押し出し成形されたサイドシル1の車体側
面部1aにはジョイント部材に設けられた突起部12に
嵌合する二等辺三角形状の溝部18が設けられ、フロン
トピラーロアの車体側面部2aには突起部13に嵌合す
る溝19が設けられている。
【0015】また、サイドシル1及びフロントピラーロ
ア2には、ジョイント部材3のL型形状コーナー14に
設けられた突起部16(17)に嵌合する三角形状の切
欠部20及び21が各々設けられている。
【0016】サイドシル1及びフロントピラーロア2の
ジョイント部材3への結合は、図2に示す如く、サイド
シルの溝18を車体側方からジョイント部材の突起部1
2に嵌合し、フロントピラーロアの溝19をジョイント
部材の突起部13に嵌合する。また同時に、ジョイント
部材L型形状コーナー14に設けられた突起部16(1
7)とサイドシルの切欠部20及びフロントピラーロア
の切欠部21が嵌合するように組み立てる。
【0017】そして、図1に示す様に各嵌合部は全周が
溶接され、溶接部22,23,24が形成される。
【0018】次に作用を説明する。まずジョイント部3
の外表面に設けられた突起12,13について説明す
る。サイドシル1とフロントピラーロア2とはジョイン
ト部3に、図1に示すように結合されている。その状態
で、車体全体として見た場合に、走行時には、サイドシ
ル1の前端には、図4に示すような曲げモーメントMx
が作用する。その際にサイドシル1の溝18をジョイン
ト部3の突起部12に嵌合させて溶接しているため、突
起部12内には図5に示すようなモーメント力が発生す
る。
【0019】そのために、サイドシル1とジョイント部
材3との結合部において、軽量でしかも剛性の高い結合
を実現させるためには、突起部12の形状を、サイドシ
ル1から見てジョイント部材3方向に向かって広がった
三角形状とするのが最も良い。
【0020】また、突起部12を前記したような三角形
状にすると、サイドシル1と突起部12との溶接部22
および三角形状の突起部12内に発生する応力が均一
(σ=Mx/Ixが一定)になるため、溶接強度からも
突起部12の三角形状は軽量最適形状といえる。
【0021】更に、図6に示したように、サイドシル1
から加わる荷重Fが、突起部12の形状がサイドシル1
に対して斜面を形成しているので、溶接部22に加わる
せん断力をF2に低減できる。
【0022】また、アルミ材料では、一般に溶接部近傍
の熱影響部の強度は、母材強度の略1/2の強度にな
る。本実施例においては、溶接部近傍となる三角形状の
突起部12は、ジョイント部材3の一般部に比較して厚
肉になっているため、熱影響部に発生する応力を低減で
き、その結果、破壊を防止することができる。
【0023】以上、サイドシル1とジョイント部材3と
の結合における三角形状突起部12の一効果について説
明したが、フロントピラーロア2とジョイント部材3と
の結合における三角形状突起部13についても当然同様
の効果を得ることができる。
【0024】次に、ジョイント部材3のL型形状コーナ
ー14の突起部16,17について説明する。
【0025】ジョイント部材3には直交部6方向に増大
し、L型形状コーナー部14で厚肉部15を有しながら
連続する三角形状の突起部16,17が設けられてい
る。
【0026】この突起部16,17の三角形状により上
記した、ジョイント部材3の車体側面部に設けた突起部
12,13と同様の効果を得ることができ、また、厚肉
部15によって、曲げモーメントMxが作用したとき
に、最も応力集中しやすいL型形状コーナー部14で応
力を低減させることができる。
【0027】ジョイント部材3の内壁面5に設けられた
リブの効果について説明する。内壁面5には、ジョイン
トの直交部6方向にテーパー状に広がった部材軸方向リ
ブ7,8と、該テーパー状の部材軸方向リブ7,8に直
交するクロス状リブ9a,9b,9c,10a,10b
が直交部6に向かって段階的に増大する形で複数設けら
れている。
【0028】部材軸方向リブ7,8とクロス状リブ9a
〜9c,10a〜10bを同時に設けられているので、
ジョイント部材3は開口断面形状となっているが、荷重
が作用したときに、確実にジョイント部材3の断面変形
を抑えるように剛性高く作用する。
【0029】また、部材軸方向リブ7,8がテーパー状
に広がり、クロス状リブ9a〜9c,10a〜10bが
直交部6に向かって段階的に増大する形状になっている
ので、サイドシル1の前端に作用するモーメントMxの
分布を考慮した軽量で剛性の高い構造となっている。
【0030】外壁面11の突起部12,13と内壁面の
リブ7,8,9a〜9c,10a〜10bについて説明
する。本実施例においては、ジョイント部材3の外壁面
11に設けられた突起部12,13の裏側に当たる内壁
面5にリブ7,8,9a〜9c,10a〜10bが設け
られている。このため、例えば、サイドシル1からの荷
重を突起部12から部材軸方向リブ8及びクロス方向リ
ブ10a,10bを通して、ジョイント部材3全体で受
けることができるので、剛性の高い構造となっている。
【0031】また、側面衝突時には、ジョイント部材3
に、過大なMz方向のモーメントが生じる。このとき
も、前記したMx方向のモーメントが生じたときと同様
に、ジョイント部材3の結合部で効率的に荷重を受け持
ち、溶接を突起部12,13,16,17の厚肉部で行
っているので前記したように強度低下も防げる。
【0032】図7〜図9には本発明の他の実施例を示
し、図7は構成部品を分解して示した図、図8は図9の
結合溶接部を拡大した図である。
【0033】この実施例はジョイント部3の突起部2
5,26,27の形状及び該突起部25,26,27の
嵌合するサイドシル1およびフロントピラーロア2の溝
28,29、切欠部30,31の形状を段階付としたも
のである。
【0034】本実施例によれば、前記実施例の効果に加
えて溶接部の長さが伸びるので溶接強度が高くなり、ま
た、溶接部が段階的になっているため、仮に溶接部の一
部で破壊が起こったとしても、図8に示す如く溶接部3
2に掛かるせん断力に差があるので、亀裂伝播が生じ難
く、フェールセーフ的効果を期待することができる。
【0035】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、高い結合剛性と理想的な応力分布が得られ、軽量か
つ高剛性の押し出し材フレームの結合構造を得ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す斜視図。
【図2】同じく一実施例の構成部品を分解して示す斜視
図。
【図3】同じく一実施例のジョイントの内部構造を示す
斜視図。
【図4】図1のA−A線に沿った断面図。
【図5】本発明の一実施例の突起部内に発生するモーメ
ントを説明するモーメント力図。
【図6】三角形状突起部の溶接部に加わるせん断力を示
す図。
【図7】本発明の他の実施例の構成部品を分解して示す
斜視図。
【図8】同じく他の実施例の溶接部に加わるせん断力を
示す図。
【図9】同じく他の実施例の突起部の溶接部を示す平面
図。
【図10】従来例の構成部品を分解して示す斜視図。
【符号の説明】
1…サイドシル 2…フロントピラーロア 3…ジョイント部材 6…直交部 7,8…部材軸方向リブ 9,10…クロス状リブ 12,13…突起部 14…L型形状コーナー 15…厚肉部 16,17…突起部 18,19…溝 20,21…切欠部 22,23,24…溶接部 25,26,27…突起部 28,29…溝 30,31…切欠部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 押し出し材で構成される車体構造におい
    て、押し出し成形されたサイドシルとフロントピラーロ
    アとを結合するジョイント部材を全体がL型形状で開口
    断面を有する形状に形成し、ジョイント部材の内壁面に
    は、ジョイント部材の直交部方向にテーパー状に広がっ
    た部材軸方向リブと該部材軸方向リブに直交する形の、
    ジョイント部材の直交部に向かって段階的に増大する複
    数のクロス状リブとを設け、ジョイント部材の外壁面に
    は、車体側部にジョイント部材の直交部方向に増大する
    三角形状の突起部を設け、車体側部に直角方向の車体上
    部方向および車体下部方向の外壁面に、ジョイント部材
    の直交部方向に増大し、直交部のL型形状コーナー部で
    厚肉部を有しながら連続する三角形状の突起部を設け、
    他方、サイドシルとフロントピラーロアには前記ジョイ
    ント部材の車体側部外壁面に設けられた突起部の嵌合す
    る嵌合部を設けたことを特徴とする押し出し材フレーム
    の結合構造。
JP13455192A 1992-05-27 1992-05-27 押し出し材フレームの結合構造 Pending JPH05319304A (ja)

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