(57)【要約】【課題】側方から荷重を受けたときに、全体の変位を小さくする単位フレーム、車両フレームを得る。【解決手段】フレーム部材４２は、４本のパイプ部材５０と、４本のパイプ部材５０の間に配置され、４本のパイプ部材５０を互いに間隔をあけて並列配置されるように保持する保持部材６０とを有している。保持部材６０には、受部６２が形成されている。また、パイプ部材５０のうちの一本のパイプ５０と隣接する受隣接部６２Ａは、単位荷重当たりの変形量が対向隣接部６２Ｂよりも大きく設定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の長尺筒部材と、
前記複数の長尺筒部材の間に配置され、前記複数本の長尺筒部材が互いに間隔をあけて並列配置されるように保持する保持部材と、
外部から前記長尺筒部材の長尺方向と交差する方向から荷重を受けた際に、単位量の変位に要する荷重の大きさを変位前半よりも変位後半で大きくする荷重変位差手段と、
を備えた単位フレーム。
【請求項２】
前記荷重変位差手段は、複数本の前記長尺筒部材での荷重分担割合を前記変位前半と前記変位後半で変化させる荷重割合変化手段、を含んで構成されている、請求項１に記載の単位フレーム。
【請求項３】
複数本の長尺筒部材と、
前記複数の長尺筒部材の間に配置され、前記複数本の長尺筒部材を互いに間隔をあけて並列配置されるように保持する保持部材と、
前記保持部材に形成され、前記長尺筒部材のうちの少なくとも一本の受長尺筒部材に隣接する受隣接部に配置され、前記受長尺筒部材と前記受隣接部を挟んで反対側に配置された長尺筒部材に隣接する対向隣接部よりも単位荷重当たりの変形量が大きい大変形部と、
を備えた単位フレーム。
【請求項４】
前記保持部材は、前記対向隣接部側よりも前記受隣接部側が低強度の材料で形成されている、請求項３に記載の単位フレーム。
【請求項５】
前記保持部材は、前記長尺筒部材の長尺方向と交差する方向の断面係数が、前記受隣接部側よりも前記対向隣接部側が大きい、請求項３または請求項４に記載の単位フレーム。
【請求項６】
前記保持部材は、前記長尺筒部材の筒軸と同軸の多角筒状セルが複数連続配置されて形成され、前記多角筒状セルの大きさは、前記対向隣接部側よりも前記受隣接部側が大きい、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の単位フレーム。
【請求項７】
前記多角筒状セルの断面形状は、正六角形状であることを特徴とする、請求項６に記載の単位フレーム。
【請求項８】
複数本の長尺筒部材と、
前記複数の長尺筒部材の間に配置され、前記複数本の長尺筒部材を互いに間隔をあけて並列配置されるように保持する保持部材と、
前記保持部材と連続形成され、前記複数本の長尺筒部材で囲まれた部分から前記長尺筒部材の長尺方向と交差する方向に突出された突出部と、
前記保持部材の一部に形成され、前記突出部と隣接する前記長尺筒部材と前記保持部材を介して反対側に配置された前記長尺筒部材の前記突出部と同方向を向く側面と当接された支持部と、
を備えた単位フレーム。
【請求項９】
少なくとも一部に、請求項１〜７の何れか１の単位フレームを備えている車両フレーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単位フレーム、及び車両フレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数の長尺筒部材と、長尺筒部材が並列配置するように長尺筒部材を保持する保持部材とを有する単位フレームが記載されている。そして、この保持部材は、長尺筒部材の長手方向から見て円筒形状とされ、長尺筒部材の長手方向に間隔を空けて複数配置されている。また、特許文献２には、閉断面を形成するフレーム部材の内側に、基材と充填部材を有する補強部材を配置した車体フレーム部材が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−５８２９７号公報
【特許文献２】特開２０１３−６７２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の単位フレームでは、側方から荷重が入力した際における衝撃吸収について記載されていない。また、特許文献２の車体フレームは、長尺筒部材を並列配置した構成を有していない。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して成されたものであり、衝突初期における衝撃吸収を大きくすることができる単位フレーム、及びこの単位フレームを用いた車両フレームを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係る単位フレームは、複数本の長尺筒部材と、前記複数の長尺筒部材の間に配置され、前記複数本の長尺筒部材が互いに間隔をあけて並列配置されるように保持する保持部材と、外部から前記長尺筒部材の長尺方向と交差する方向から荷重を受けた際に、単位量の変位に要する荷重の大きさを変位前半よりも変位後半で大きくする荷重変位差手段と、を備えている。
【０００７】
請求項１に係る単位フレームは、荷重変位差手段を有している。荷重変位差手段は、外部から長尺筒部材の長手方向と交差する方向、すなわち長尺筒部材の側方から荷重を受けた場合に、単位量の変位に要する荷重の大きさを変位前半よりも変位後半の方で大きくする。したがって、外部から単位フレームへ側方から荷重が入力された場合、変位前半に大きく変形することにより、衝撃吸収を大きくすることができる。そして、変位後半には、変形が抑制される。ここで、変位前半と変位後半は、当該荷重の入力による時間的な変位の前半と後半を意味する。このように単位量の変位に要する荷重を変位前半に大きく変位後半に小さく変化させることにより、単位フレームにおいて衝突初期における衝撃吸収を大きくすることができる。
【０００８】
本発明の請求項２に係る単位フレームは、前記荷重変位差手段が複数本の前記長尺筒部材での荷重分担割合を前記変位前半と前記変位後半で変化させる荷重割合変化手段、を含んで構成されている。
【０００９】
請求項２に係る単位フレームによれば、外部から長尺筒部材の長手方向と交差する方向から荷重が入力された場合に、複数本の前記長尺筒部材での荷重分担割合を荷重分担本数も含めて変位前半と変位後半で変化させる。これにより、単位量の変位に要する荷重の大きさを変位前半よりも変位後半の方で大きくする構成を実現することができる。
【００１０】
本発明の請求項３に係る単位フレームは、複数本の長尺筒部材と、前記複数の長尺筒部材の間に配置され、前記複数本の長尺筒部材を互いに間隔をあけて並列配置されるように保持する保持部材と、前記保持部材に形成され、前記長尺筒部材のうちの少なくとも一本の受長尺筒部材に隣接する受隣接部に配置され、前記受長尺筒部材と前記受隣接部を挟んで反対側に配置された長尺筒部材に隣接する対向隣接部よりも単位荷重当たりの変形量が大きい大変形部と、を備えている。
【００１１】
請求項３に係る単位フレームは、大変形部を備えている。大変形部は、長尺筒部材のうちの一本である受長尺筒部材に隣接する受隣接部に配置されている。受隣接部の単位荷重当たりの変形量は、受長尺筒部材と受隣接部を挟んで反対側に配置された長尺筒部材に隣接する対向隣接部よりも大きくなっている。したがって、受長尺筒部材側から単位フレームの側方へ荷重が入力された場合、大変形部が大きく変形して荷重入力の衝撃が吸収された後に、対向隣接部へ荷重が伝達される。したがって、受長尺筒部材と受隣接部を挟んで反対側に配置された長尺筒部材でも荷重が受けられ、単位フレームの変位は小さくなる。このようにして、単位フレームにおいて衝突初期における衝撃吸収を大きくすることができる。
【００１２】
本発明の請求項４に係る単位フレームは、前記保持部材は、前記対向隣接部側よりも前記受隣接部側が単位荷重当たりの変形量が大きい材料で形成されている。
【００１３】
請求項４に係る単位フレームは、保持部材の対向隣接部側よりも受隣接部側を単位荷重当たりの変形量が大きい材料で形成することにより、大変形部を形成することができる。
【００１４】
請求項５に係る単位フレームは、前記保持部材は、前記長尺筒部材の長尺方向と交差する方向の断面係数が、前記受隣接部側よりも前記対向隣接部側が大きい。
【００１５】
請求項６に係る単位フレームは、保持部材の受隣接部側よりも対向隣接部側の断面係数を大きくすることにより、大変形部を形成することができる。
【００１６】
請求項６に係る単位フレームは、前記保持部材は、前記長尺筒部材の筒軸と同軸の多角筒状セルが複数連続配置されて形成され、前記多角筒状セルの大きさは、前記対向隣接部側よりも前記受隣接部側が大きい。
【００１７】
請求項６に係る単位フレームの保持部材は、長尺筒部材の筒軸と同軸の多角筒状セルが複数連続配置されて形成されている。そして、多角筒状セルの大きさは、対向隣接部よりも受隣接部が大きい。このようにして、大変形部を形成することができる。
【００１８】
請求項７に係る単位フレームは、前記多角筒状セルの断面形状は、正六角形状であることを特徴とするあることを特徴とする。
【００１９】
請求項７に係る単位フレームのように、多角筒状セルの断面形状を正六角形状とすることにより、保持部材の強度を高めることができる。
【００２０】
請求項８に係る単位フレームは、複数本の長尺筒部材と、前記複数の長尺筒部材の間に配置され、前記複数本の長尺筒部材を互いに間隔をあけて並列配置されるように保持する保持部材と、前記保持部材と連続形成され、前記複数本の長尺筒部材で囲まれた部分から前記長尺筒部材の長尺方向と交差する方向に突出された突出部と、前記保持部材の一部に形成され、前記突出部と隣接する前記長尺筒部材と前記保持部材を介して反対側に配置された前記長尺筒部材の前記突出部と同方向を向く側面と当接された支持部と、を備えている。
【００２１】
請求項８に係る単位フレームの保持部材には、突出部が形成されている。突出部は、複数本の長尺筒部材で囲まれた部分から長尺筒部材の長尺方向と交差する方向に突出されている。したがって、外部から単位フレームの突出部が形成されている側方へ荷重が入力された場合、保持部材の突出部で荷重が受けられ、支持部を介して突出部と同方向を向く一部の長尺筒部材の側面へ伝達される。そして、その後に突出部と隣接する長尺筒部材でも荷重が受けられる。衝突の後半には、全ての長尺筒部材の変位が抑制され、全体の変位を小さくすることができる。
【００２２】
請求項９に係る車両フレームは、少なくとも一部に、請求項１〜８の何れか１の単位フレームを備えている。
【００２３】
請求項９に係る車両フレームによれば、変位前半と変位後半で単位量の変位に要する荷重の大きさを変化させることにより、車両フレーム全体の変位を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、側方から荷重が入力されたときに、単位フレーム全体の変位を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る車両フレームを示した斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るフレーム部材を示した斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るフレーム部材を示した正面図である。
【図４】フレーム部材の変位と荷重との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の第１実施形態の変形例に係るフレーム部材を示した正面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るフレーム部材を示した斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るフレーム部材を示した正面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るフレーム部材を示した斜視図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係るフレーム部材を示した正面図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係るフレーム部材を示した正面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係るフレーム部材を示した正面図である。
【図１２】本発明の第６実施形態に係るフレーム部材を示した正面図である。
【図１３】本発明の第６実施形態に係るフレーム部材に衝突物が衝突して変位した状態を示した正面図である。
【図１４】本発明の第６実施形態の変形例に係るフレーム部材を示した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
＜第１実施形態＞
（全体構成）
本発明の第１実施形態に係る単位フレーム、及び車両フレームの一例について図１〜図４を用いて説明する。なお、図中に示す矢印Ｈは車両上下方向であって鉛直方向を示し、矢印Ｌは車両前後方向であって水平方向を示し、矢印Ｗは車両幅方向であって水平方向を示す。
【００２７】
図１には、単位フレームとしてのフレーム部材４２（後述）を含んで構成された車両フレーム１０が示されている。車両フレーム１０は、車両幅方向の中央を挟んで車両幅方向の一方側の部分と他方側の部分とは、対称となっている。車両フレーム１０は、エンジン等が搭載されるフロントボディ１２と、荷室等を構成するリアボディ１４と、フロントボディ１２とリアボディ１４との間に配置されて乗員室を構成するキャビン１６とを備えている。
【００２８】
〔フロントボディ・リアボディ〕
フロントボディ１２は、車両上下方向に延びる複数のフレーム部材１２Ａと、車両前後方向に延びる複数のフレーム部材１２Ｂと、車両幅方向に延びる複数のフレーム部材１２Ｃと、各部を連結するジョイント部材１２Ｄとを備えている。
【００２９】
リアボディ１４は、車両上下方向に延びる複数のフレーム部材１４Ａと、車両前後方向に延びる複数のフレーム部材１４Ｂと、車両幅方向に延びる複数のフレーム部材１４Ｃと、各部を連結するジョイント部材１４Ｄとを備えている。
【００３０】
〔キャビン〕
キャビン１６は、車両幅方向の外側の部分を構成する一対のボディサイド３０と、車両幅方向に延びて一方のボディサイド３０と他方のボディサイド３０とを連結する連結部２０とを備えている。さらに、キャビン１６は、車両前後方向に延びてフロントボディ１２とリアボディ１４とを連結する連結部２２（所謂サイドメンバ）を備えている。
【００３１】
連結部２０は、車両幅方向に延びる複数のフレーム部材２０Ａと、各部を連結するジョイント部材２０Ｄとを備えている。また、連結部２２は、車両前後方向に延びる複数のフレーム部材２２Ａと、各部を連結するジョイント部材２２Ｄとを備えている。なお、本実施形態では、ジョイント部材２０Ｄが、ジョイント部材２２Ｄの機能を備える場合がある。
【００３２】
ボディサイド３０は、車両前方側の部分で車両上下方向に延びるフロントピラー３２と、車両後方側の部分で車両上下方向に延びるリアピラー３４と、フロントピラー３２とリアピラー３４との間で、車両上下方向に延びるセンターピラー３６とを備えている。さらに、ボディサイド３０は、車両前後方向に延び、フロントピラー３２の上端部、センターピラー３６の上端部、及びリアピラー３４の上端部を連結するルーフレール３８を備えている。また、ボディサイド３０は、車両前後方向に延び、フロントピラー３２の下端部、センターピラー３６の下端部、及びリアピラー３４の下端部を連結するロッカー４０を備えている。
【００３３】
フロントピラー３２は、車両上下方向に延びる複数のフレーム部材３２Ａと、各部を連結するジョイント部材３２Ｄとを備えている。また、リアピラー３４は、車両上下方向に延びる複数のフレーム部材３４Ａと、各部を連結するジョイント部材３４Ｄとを備えている。さらに、センターピラー３６は、車両上下方向に延びる複数のフレーム部材３６Ａと、各部を連結するジョイント部材３６Ｄとを備えている。
【００３４】
ルーフレール３８は、車両前後方向に延びる複数のフレーム部材３８Ａと、各部を連結するジョイント部材３８Ｄとを備えている。また、ロッカー４０は、車両前後方向に延びる複数のフレーム部材４２と、各部を連結するジョイント部材４２Ｊとを備えている。そして、このフレーム部材４２は、単位フレームの一例とされている。
【００３５】
（要部構成）
次に、フレーム部材４２について説明する。
【００３６】
フレーム部材４２は、図２、図３に示されるように、長尺筒部材の一例としてのパイプ部材５０、及び、保持部材６０を備えている。パイプ部材５０は円筒状とされ、４本が間隔をあけて並列配置されている。保持部材６０は、４本のパイプ部材５０の間に配置されている。保持部材６０は、パイプ部材５０の長手方向に互いに間隔をあけて複数（図２では３個を図示）設置され、各パイプ部材５０を保持している。
【００３７】
パイプ部材５０として、材質は特に制限は無いが、コストの点から汎用材が好ましい。このような汎用材としては、ＪＩＳ  ＳＴＫ４００、ＳＴＫＭ１１Ａ、ＳＴＫＭ１３Ａ等の軟鋼や、Ａ５０５２合金、Ａ６０６１合金、Ａ６０６３合金等の汎用アルミニウム合金、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）などがある。保持部材６０についても、材質は特に制限は無く、樹脂や金属で形成することができる。保持部材６０は、パイプ部材５０よりも強度が小さく、変形しやすい性質を有している。
【００３８】
保持部材６０は、パイプ部材５０の長手方向から見て略正方形状とされており、４つの角部には、受部６２が形成されている。受部６２は、パイプ部材５０の長手方向に一定の厚みを有し、パイプ部材５０の外周面に対向している。受部６２は、パイプ部材５０の外周縁に沿った円弧状とされている。パイプ部材５０の長手方向から見て、パイプ部材５０は、外周の１／２よりも短い長さ（図３では、外周の１／４程度）が受部６２に当接され、受部６２を挟む保持部材６０の二辺から外側に突出するように配置されている。受部６２とパイプ部材５０の外周面とは、接着剤を用いて接着されている。
【００３９】
保持部材６０は、隣接する２本のパイプ部材５０Ａを保持する側（以下「受隣接部６２Ａ」と称する）と、これらのパイプ部材５０Ａ以外の２本のパイプ部材５０Ｂを保持する側（以下「対向隣接部６２Ｂ」と称する）で、単位荷重当たりの変形量が異なる。受隣接部６２Ａは、対向隣接部６２Ｂよりも単位荷重当たりの変形量が大きい材料で形成されている。図４に示されるように、単位量の変位に要する荷重の大きさが変位前半よりも変位後半の方で大きくなっている。例えば、受隣接部６２Ａと対向隣接部６２Ｂの組み合わせとして、受隣接部６２Ａをアルミニウム合金で形成し、対向隣接部６２Ｂを鋼材で形成したり、受隣接部６２Ａを普通鋼で形成し、対向隣接部６２Ｂを高剛性鋼や超高剛性鋼で形成したりすることができる。さらに、受隣接部６２Ａを繊維強化なしの樹脂で形成し、対向隣接部６２Ｂを繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰなど）で形成することもできる。保持部材６０は、一体的に形成されている。保持部材６０は、中実であっても、中空であってもよい。
【００４０】
車両フレーム１０において、フレーム部材４２は、２本のパイプ部材５０Ａが車両幅方向の外側に、車両上下方向に並ぶように配置される。受隣接部６２と対向隣接部６２Ｂで上記のように単位荷重当たりの変形量に差があることから、車両幅方向の外側から荷重を受けた際に、単位量の変位に要する荷重の大きさが変位前半よりも変位後半で大きくなる、本発明の変位差手段が構成される。
【００４１】
（作用・効果）
次に、本実施形態のフレーム部材４２の作用について説明する。
【００４２】
衝突物Ｘが車両幅方向の外側から衝突すると、先ず２本のパイプ部材５０Ａで荷重Ｆが受けられる。保持部材６０は、パイプ部材５０Ａにより押されると共にパイプ部材５０Ｂにより衝突と反対方向で支持され、保持部材６０の受隣接部６２Ａが変形し、衝撃が吸収される。この衝撃吸収過程では、パイプ部材５０Ａとパイプ部材５０Ｂでは、パイプ部材５０Ａの方が荷重Ｆの分担割合が大きい。そして、受隣接部６２Ａが変形しきると、荷重Ｆは保持部材６０の対向隣接部６２Ｂ側へ伝達され、対向隣接部６２Ｂも変形し、衝撃が吸収される。対向隣接部６２Ｂは、受隣接部６２Ａよりも単位荷重当たりの変形量が小さいため、受隣接部６２Ａよりも変形量が小さい。したがって、フレーム部材４２全体として、荷重Ｆを受けたときの変位を小さくすることができる。
【００４３】
なお、荷重Ｆによる全体の変位に対し、パイプ部材５０Ａによる荷重分担割合とパイプ部材５０Ｂによる荷重分担割合は、変位前半の受隣接部６２Ａが変形中にはパイプ部材５０Ａの荷重分担割合がパイプ部材５０Ｂよりも大きく、変位後半の対向隣接部６２Ｂの変形の際に同等になる。
【００４４】
フレーム部材４２では、保持部材６０により衝撃吸収されるので、保持部材６０の他に緩衝材を設ける必要が無く、簡易な構成とすることができる。
【００４５】
なお、本実施形態では、４本のパイプ部材５０を備えたフレーム部材４２を例に説明したが、図５に示されるように、３本のパイプ部材５０を備えたフレーム部材４２Ａとしてもよいし、５本以上のパイプ部材５０を備えたフレーム部材としてもよい。但し、複数のパイプ部材５０は、一直線上に並ぶことはなく、３本以上で多角形を構成している。３本パイプ部材５０を備える場合には、例えば、パイプ部材５０の長手方向から見て略正三角形状の保持部材６１を用い、３つの角部にパイプ部材５０の外周縁に沿った円弧状の受部６１Ａを形成し、受部６１Ａでパイプ部材５０を保持する。
【００４６】
フレーム部材４２Ａは、１本のパイプ部材５０Ａ側が受隣接部６２Ａと同様の低剛性材料で形成される受隣接部６３Ａとされ、車両フレーム１０において、車両幅方向の外側に配置される。そして、残り２本のパイプ部材５０Ａ側が対向隣接部６２Ｂと同様の高剛性材料で形成される対向隣接部６３Ｂとされ、車両フレーム１０において、車両幅方向の内側で車両上下方向に並ぶように配置される。
【００４７】
＜第２実施形態＞
次に本発明の第２実施形態に係る単位フレーム、及び車両フレームの一例について図６及び図７を用いて説明する。なお、第２実施形態については、第１実施形態と同一の部分は同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４８】
第２実施形態に係る単位フレームの一例としてのフレーム部材４４は、第１実施形態のフレーム部材４２と、保持部材が異なり、その他の構成は同一である。本実施形態の保持部材６４は、４本のパイプ部材５０の間に配置されている。保持部材６４は、パイプ部材５０の長手方向に間隔をあけて設置され、各パイプ部材５０を保持している。
【００４９】
保持部材６４は、パイプ部材５０の長手方向から見て略正方形状とされており、２本のパイプ部材５０Ａ側端と２本のパイプ部材５０Ｂ側端の間の中央に、厚みが変化する段差６５が形成されている。段差６５よりもパイプ部材５０Ａ側（以下「大変形部６６Ａ」と称する）の厚みは、段差６５よりもパイプ部材５０Ｂ側（以下「小変形部６６Ｂ」と称する）よりも薄い。大変形部６６Ａと小変形部６６Ｂは、一体的に形成されており、厚みに起因して、大変形部６６Ａの単位荷重当たりの変形量は、小変形部６６Ｂの単位荷重当たりの変形量よりも大きくなっている。
【００５０】
保持部材６４の４つの角部には、受部６８が形成されている。受部６８は、パイプ部材５０の外周面に対向している。受部６８は、パイプ部材５０の外周縁に沿った円弧状とされ、受部６８とパイプ部材５０の外周面とは、接着剤を用いて接着されている。
【００５１】
車両フレーム１０において、フレーム部材４４は、２本のパイプ部材５０Ａが車両幅方向の外側に、車両上下方向に並ぶように配置される。
【００５２】
（作用・効果）
次に、本実施形態のフレーム部材４４の作用について説明する。
【００５３】
衝突物Ｘが車両幅方向の外側から衝突すると、先ず２本のパイプ部材５０Ａで荷重Ｆが受けられる。保持部材６４は、パイプ部材５０Ａにより押されると共にパイプ部材５０Ｂにより衝突と反対方向で支持され、保持部材６４の大変形部６６Ａが変形し、衝撃が吸収される。この衝撃吸収過程において、パイプ部材５０Ａとパイプ部材５０Ｂでは、パイプ部材５０Ａの方が荷重Ｆの分担割合が大きい。そして、大変形部６６Ａが変形しきると、荷重Ｆは保持部材６４の小変形部６６Ｂ側へ伝達され、小変形部６６Ｂも変形し、衝撃が吸収される。小変形部６６Ｂは、大変形部６６Ａよりも単位荷重当たりの変形量が小さい。したがって、フレーム部材４４全体として、荷重Ｆに対する変位を小さくすることができる。
【００５４】
なお、本実施形態でも、パイプ部材５０Ａによる荷重分担割合とパイプ部材５０Ｂによる荷重分担割合は、衝撃吸収過程で変化し、変位前半の大変形部６６Ａが変形中にはパイプ部材５０Ａの荷重分担割合がパイプ部材５０Ｂよりも大きく、変位後半の小変形部６６Ｂの変形の際に同等になる。
【００５５】
また、フレーム部材４４では、保持部材６４により衝撃吸収されるので、保持部材６４の他に緩衝材を設ける必要が無く、簡易な構成とすることができる。
【００５６】
なお、本実施形態でも、第１実施形態と同様に、パイプ部材５０を３本や、５本以上とし、保持部材についても、パイプ部材５０の長手方向から見て略正三角形状にしてもよい。
【００５７】
＜第３実施形態＞
次に本発明の第３実施形態に係る単位フレーム、及び車両フレームの一例について図８及び図９を用いて説明する。なお、第３実施形態については、第１、第２実施形態と同一の部分は同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５８】
第３実施形態に係る単位フレームの一例としてのフレーム部材４６は、第２実施形態のフレーム部材４４と、保持部材の形状が異なり、その他の構成は同一である。本実施形態の保持部材７０は、パイプ部材５０の長手方向から見て略正方形状とされており、２本のパイプ部材５０Ａ側端から２本のパイプ部材５０Ｂ側端に架けて徐々に厚みが厚くなっている。特に境界は有していないが、パイプ部材５０Ａ側の端部を小厚端７０Ａと称し、パイプ部材５０Ｂ側の端部を大厚端７０Ｂと称する。保持部材７０は、厚みに起因して、小厚み端７０Ａ側の単位荷重当たりの変形量が、大厚端７０Ｂ側の単位荷重当たりの変形量よりも大きくなっている。保持部材７０の４つの角部には、受部７２が形成されている。受部７２は、パイプ部材５０の外周面に対向している。受部７２は、パイプ部材５０の外周縁に沿った円弧状とされ、受部７２とパイプ部材５０の外周面とは、接着剤を用いて接着されている。
【００５９】
車両フレーム１０において、フレーム部材４６は、２本のパイプ部材５０Ａが車両幅方向の外側に、車両上下方向に並ぶように配置される。
【００６０】
（作用・効果）
次に、本実施形態のフレーム部材４６の作用について説明する。
【００６１】
衝突物Ｘが車両幅方向の外側から衝突すると、先ず２本のパイプ部材５０Ａで荷重Ｆが受けられる。保持部材７０は、パイプ部材５０Ａにより押されると共にパイプ部材５０Ｂにより衝突と反対方向で支持され、保持部材７０の小厚端７０Ａ側が変形し、衝撃が吸収される。この衝撃吸収過程では、パイプ部材５０Ａとパイプ部材５０Ｂでは、パイプ部材５０Ａの方が荷重Ｆの分担割合が大きい。そして、荷重Ｆは保持部材７０の大厚端７０Ｂ側へ伝達され、大厚端７０Ｂ側も変形し、衝撃が吸収される。大厚端７０Ｂ側は、小厚端７０Ａ側よりも単位荷重当たりの変形量が小さい。したがって、フレーム部材４６全体として、荷重Ｆに対する変位を小さくすることができる。
【００６２】
なお、本実施形態でも、パイプ部材５０Ａによる荷重分担割合とパイプ部材５０Ｂによる荷重分担割合は、衝撃吸収過程で変化し、変位前半の小厚端７０Ａ側の変形時にはパイプ部材５０Ａの荷重分担割合がパイプ部材５０Ｂよりも大きく、変位後半の大厚端７０Ｂ側の変形の際に同等になる。
【００６３】
また、フレーム部材４６では、保持部材７０により衝撃吸収されるので、保持部材７０の他に緩衝材を設ける必要が無く、簡易な構成とすることができる。
【００６４】
なお、本実施形態でも、第１、２実施形態と同様に、パイプ部材５０を３本や、５本以上とし、保持部材についても、パイプ部材５０の長手方向から見て略正三角形状にしてもよい。
【００６５】
＜第４実施形態＞
次に本発明の第４実施形態に係る単位フレーム、及び車両フレームの一例について図１０を用いて説明する。なお、第２実施形態については、第１〜３実施形態と同一の部分は同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６６】
第４実施形態に係る単位フレームの一例としてのフレーム部材４８は、第１実施形態のフレーム部材４２と、保持部材が異なり、その他の構成は同一である。本実施形態の保持部材７４は、４本のパイプ部材５０の間に配置されている。保持部材７４は、パイプ部材５０の長手方向に間隔をあけて設置され、各パイプ部材５０を保持している。
【００６７】
保持部材７４は、パイプ部材５０の長手方向から見て略正方形状とされており、４つの角部には、受部７６が形成されている。受部７６は、パイプ部材５０の長手方向に一定の厚みを有し、パイプ部材５０の外周面に対向している。受部７６は、パイプ部材５０の外周縁に沿った円弧状とされている。
【００６８】
保持部材７４の内側には、パイプ部材５０の筒軸と同軸の正六角形状セル７７が複数連続配置されている。正六角形状セル７７の大きさは、隣接する２本のパイプ部材５０Ａを保持する側（以下「受隣接部７８Ａ」と称する）と、これらのパイプ部材５０Ａ以外の２本のパイプ部材５０Ｂを保持する側（以下「対向隣接部７８Ｂ」と称する）で、異なる。受隣接部７８Ａ側の正六角形状セル７７Ａは、対向隣接部７８Ｂ側の正六角形状セル７７Ｂよりも大きくなっている。したがって、対向隣接部７８Ｂ側の正六角形状セル７７Ｂの密度の方が、受隣接部７８Ａ側の正六角形状セル７７Ａの密度よりも高い。この密度差により、受隣接部７８Ａの単位荷重当たりの変形量が、対向隣接部７８Ｂの単位荷重当たりの変形量よりも大きくなっている。
【００６９】
車両フレーム１０において、フレーム部材４８は、２本のパイプ部材５０Ａが車両幅方向の外側に、車両上下方向に並ぶように配置される。
【００７０】
（作用・効果）
次に、本実施形態のフレーム部材４８の作用について説明する。
【００７１】
衝突物Ｘが車両幅方向の外側から衝突すると、先ず２本のパイプ部材５０Ａで荷重Ｆが受けられる。保持部材７４は、パイプ部材５０Ａにより押されると共にパイプ部材５０Ｂにより衝突と反対方向で支持され、保持部材７４の受隣接部７８Ａが変形し、衝撃が吸収される。この衝撃吸収過程において、パイプ部材５０Ａとパイプ部材５０Ｂでは、パイプ部材５０Ａの方が荷重Ｆの分担割合が大きい。そして、受隣接部７８Ａが変形しきると、荷重Ｆは保持部材７４の対向隣接部７８Ｂへ伝達され、対向隣接部７８Ｂも変形し、衝撃が吸収される。対向隣接部７８Ｂは、受隣接部７８Ａよりも単位荷重当たりの変形量が小さい。したがって、フレーム部材４８全体として、荷重Ｆに対する変位を小さくすることができる。
【００７２】
なお、本実施形態でも、パイプ部材５０Ａによる荷重分担割合とパイプ部材５０Ｂによる荷重分担割合は、衝撃吸収過程で変化し、変位前半の受隣接部７８Ａの変形中にはパイプ部材５０Ａの荷重分担割合がパイプ部材５０Ｂよりも大きく、変位後半の対向隣接部７８Ｂの際に同等になる。
【００７３】
また、フレーム部材４８では、保持部材６４により衝撃吸収されるので、保持部材６４の他に緩衝材を設ける必要が無く、簡易な構成とすることができる。
【００７４】
なお、本実施形態でも、第１実施形態と同様に、パイプ部材５０を３本や、５本以上とし、保持部材についても、パイプ部材５０の長手方向から見て略正三角形状にしてもよい。また、保持部材６４の内側の正六角形状セルは、他の多角形状セルにすることもできる。例えば、正三角形、正方形、正八角形状セルとしてもよい。
【００７５】
＜第５実施形態＞
次に本発明の第５実施形態に係る単位フレーム、及び車両フレームの一例について図１１を用いて説明する。なお、第５実施形態については、第１〜第４実施形態と同一の部分は同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７６】
第５実施形態に係る単位フレームの一例としてのフレーム部材４９は、第１実施形態のフレーム部材４２と、保持部材の形状が異なり、その他の構成は同一である。本実施形態の保持部材８０は、パイプ部材５０の長手方向から見て略長方形状とされており、４本のパイプ部材５０の間に配置されている。保持部材７４は、パイプ部材５０の長手方向に間隔をあけて設置され、各パイプ部材５０を保持している。
【００７７】
保持部材８０は、パイプ部材５０の長手方向から見て略正方形状とされており、４つの角部には、受部８２が形成されている。受部８２は、パイプ部材５０の長手方向に一定の厚みを有し、パイプ部材５０の外周面に対向している。受部７６は、パイプ部材５０の外周縁に沿った円弧状とされている。パイプ部材５０の長手方向から見て、パイプ部材５０は、外周が受部８２に当接され、受部８２を挟む保持部材８０の二辺のうちの一辺８２Ａから外側に突出し、他辺が接線と略一致するように配置されている。受部８２とパイプ部材５０の外周面とは、接着剤を用いて接着されている。
【００７８】
保持部材８０の２つの受部８２（同じ一辺８２Ａに形成されたもの）に隣接する位置には、大変形部８４が形成されている。大変形部８４は、保持部材８０の他の部分よりも単位荷重当たりの変形量が大きくなる材料で形成されている。例えば、例えば、大変形部８４とそれ以外の保持部材８０の組み合わせとして、大変形部８４をアルミニウム合金で形成し、それ以外の保持部材８０を鋼材で形成したり、大変形部８４を普通鋼で形成し、それ以外の保持部材８０を高剛性鋼や超高剛性鋼で形成したりすることができる。さらに、大変形部８４を繊維強化なしの樹脂で形成し、それ以外の保持部材８０を繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰなど）で形成することもできる。保持部材８０は、一体的に形成されている。
【００７９】
車両フレーム１０において、フレーム部材４９は、大変形部８４が形成された受部８２が車両幅方向の外側に、車両上下方向に並ぶように配置される。
【００８０】
（作用・効果）
次に、本実施形態のフレーム部材４９の作用について説明する。
【００８１】
衝突物Ｘが車両幅方向の外側から衝突すると、先ず２本のパイプ部材５０Ａで荷重Ｆが受けられる。保持部材８０は、パイプ部材５０Ａにより押されると共にパイプ部材５０Ｂにより衝突と反対方向で支持され、保持部材８０の大変形部８４が変形し、衝撃が吸収される。この衝撃吸収過程において、パイプ部材５０Ａとパイプ部材５０Ｂでは、パイプ部材５０Ａの方が荷重Ｆの分担割合が大きい。そして、荷重Ｆは保持部材８０のパイプ部材５０Ｂ側へ伝達され、大変形部８４以外の部分も変形し、衝撃が吸収される。保持部材８０は、大変形部８４の単位荷重当たりの変形量が大きい。したがって、フレーム部材４９全体として、荷重Ｆに対する変位を小さくすることができる。
【００８２】
また、フレーム部材４９では、保持部材８０により衝撃吸収されるので、保持部材８０の他に緩衝材を設ける必要が無く、簡易な構成とすることができる。
【００８３】
なお、本実施形態でも、第１実施形態と同様に、パイプ部材５０を３本や、５本以上とし、保持部材についても、パイプ部材５０の長手方向から見て略正三角形状にしてもよい。
【００８４】
＜第６実施形態＞
次に本発明の第６実施形態に係る単位フレーム、及び車両フレームの一例について図１２及び図１３を用いて説明する。なお、第６実施形態については、第１〜第５実施形態と同一の部分は同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８５】
第６実施形態に係る単位フレームの一例としてのフレーム部材８８は、第１実施形態のフレーム部材４２と、保持部材の形状が異なり、その他の構成は同一である。
【００８６】
本実施形態の保持部材９０は、パイプ部材５０の長手方向から見て略長方形状とされており、本体部９０Ａと突出部９０Ｂを有している。本体部９０Ａは、４本のパイプ部材５０の間に配置されており、４つの角部には、受部９２が形成されている。受部９２は、パイプ部材５０の長手方向に一定の厚みを有し、パイプ部材５０の外周面に対向している。受部９２は、パイプ部材５０の外周縁に沿った円弧状とされている。
【００８７】
保持部材９０の突出部９０Ｂは、本体部９０Ａから連続して形成され、パイプ部材５０のうちの隣接する２本のパイプ部材５０Ａの間から延出され受部９２の外側に突出されている。すなわち、突出部９０Ｂは、パイプ部材５０の長手方向から見て、パイプ部材５０に囲まれた部分から突出されている。また、突出部９０Ｂには、受部９２と隣接する位置に、係合部９４が形成されている。パイプ部材５０Ａは、外周面の一部が受部９２と当接され、係合部９４によって受部９２に係止されている。本体部９０Ａと突出部９０Ｂは、一体的に形成されている。
【００８８】
パイプ部材５０Ａ以外の２本のパイプ部材５０Ｂは、突出部９０Ｂと同方向を向く側面が支持部としての受部９２と当接され、接着剤を用いて接着されている。
【００８９】
車両フレーム１０において、フレーム部材８８は、突出部９０Ｂ側が車両幅方向の外側に配置される。
【００９０】
（作用・効果）
次に、本実施形態のフレーム部材８８の作用について説明する。
【００９１】
衝突物Ｘが車両幅方向の外側から衝突すると、先ず、保持部材９０の突出部９０Ｂで荷重Ｆが受けられる。突出部９０Ｂは衝突物Ｘに押され、保持部材９０はパイプ部材５０Ｂにより衝突と反対方向で支持される。突出部９０Ｂは、係合部９４の係合が外れて受部９２がパイプ部材５０Ａから離れ、突出部９０Ｂが変形し、衝撃を吸収する。そして、図１３に示されるように、衝突物Ｘがパイプ部材５０Ａに当たる。突出部９０Ｂ及びパイプ部材５０Ａは、衝突物Ｘに押されて変位しつつ、衝撃を吸収する。
【００９２】
本実施形態では、パイプ部材５０Ａが荷重Ｆを受ける時に、４本のパイプ部材５０の間隔は、衝突物Ｘが維持されており、断面係数が確保されている。したがって、フレーム部材８８全体の変位を小さくすることができる。
【００９３】
また、フレーム部材８８では、保持部材９０により衝撃が吸収されるので、保持部材９０の他に緩衝材を設ける必要が無く、簡易な構成とすることができる。
【００９４】
なお、本実施形態では保持部材９０が変形することにより衝撃が吸収される例について説明したが、保持部材９０の変形はなくてもよい。この場合には、突出部９０が衝突物Ｘに押され、係合部９４の係合が外れてパイプ部材５０Ｂが変位し、パイプ部材５０Ｂとパイプ部材５０Ａとの間隔が広がる。これにより、衝突物Ｘがパイプ部材５０Ａに当たる時には、断面係数が大きくなり、変形が抑制されることから、フレーム部材８８全体の変位を小さくすることができる。
【００９５】
なお、本実施形態では、４本のパイプ部材５０を備えたフレーム部材８８を例に説明したが、図１４に示されるように、３本のパイプ部材５０を備えたフレーム部材８８Ａとしてもよいし、５本以上のパイプ部材５０を備えたフレーム部材としてもよい。３本パイプ部材５０を備える場合には、パイプ部材５０Ａを１本とし、本体部９０Ａからパイプ部材５０Ａの上下両側から延出される突出部９０Ｃを形成する。
【００９６】
また、前述の第１〜第６実施形態のフレーム部材は、各々の保持部材の構成を適宜組み合わせて形成することもできる。
【符号の説明】
【００９７】
１０   車両フレーム
４２、４４、４６、４８、４９、８８  フレーム部材（単位フレーム）
５０   パイプ部材（長尺筒部材）
６０、６１、６４、７０、７４、８０、９０  保持部材
６２Ａ、６３Ａ、７８Ａ  受隣接部（大変形部）
６６Ａ、７０Ａ       大変形部
７７   正六角形状セル
７８Ａ 受隣接部（大変形部）
７８Ｂ 対向隣接部
８４   大変形部
９０Ｂ、９０Ｃ  突出部
【図１】
2018144552.tif 000003
【図２】
2018144552.tif 000004
【図３】
2018144552.tif 000005
【図４】
2018144552.tif 000006
【図５】
2018144552.tif 000007
【図６】
2018144552.tif 000008
【図７】
2018144552.tif 000009
【図８】
2018144552.tif 000010
【図９】
2018144552.tif 000011
【図１０】
2018144552.tif 000012
【図１１】
2018144552.tif 000013
【図１２】
2018144552.tif 000014
【図１３】
2018144552.tif 000015
【図１４】
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