(57)【要約】【課題】ダッシュクロスメンバアッパと左右のフロントピラの間隔との車幅方向の寸法差を吸収できるとともに容易に接合可能なフレーム構造を提供する。【解決手段】車体フレーム構造は、車体前部において左右のフロントピラアッパ１１の下方に夫々配されたフロントピラ１２と、左右の前記フロントピラ１２の間で車幅方向に延びるダッシュクロスメンバアッパ１４とを備え、前記ダッシュクロスメンバアッパ１４の車幅方向両端部は車幅方向に延びる外面１４ｄ，１４ｅを有し、前記左右のフロントピラ１２は、車幅方向に延び前記外面１４ｄ，１４ｅが接合される受け面１６ａ、１６ｂを夫々備えたことを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前部において左右のフロントピラアッパの下方に夫々配されたフロントピラと、
左右の前記フロントピラの間で車幅方向に延びるダッシュクロスメンバアッパと、
を備え、
前記ダッシュクロスメンバアッパの車幅方向両端部は車幅方向に延びる外面を有し、
前記左右のフロントピラアッパは、車幅方向に延び前記外面が接合される受け面を夫々備えたことを特徴とする車体フレーム構造。
【請求項２】
前記ダッシュクロスメンバは、車幅方向に延びる中央部を有し、
前記両端部は、前記外面として車幅方向に延びる略水平面を形成する上面と、車幅方向に延びる鉛直面を形成する後側面とを有するとともに、前記上面と前記後側面との間に車幅方向に延びる略直角の角部を夫々備え、
左右の前記フロントピラは、前記受け面として略水平面を形成する天井部と前記天井部の車体進行方向後端から下方に延びる鉛直面を形成する後壁部とを有するとともに、前記天井部と前記後壁部との間で、車幅方向に延びる略直角のコーナー部を夫々備え、
前記角部が前記コーナー部に配されるとともに、前記天井部に前記上面が接合され、前記後壁部に前記後側面が接合された接合部を有することを特徴とする請求項１記載の車体フレーム構造。
【請求項３】
前記フロントピラは、ダイカスト材で構成され、
前記ダッシュクロスメンバアッパは内部に中空部を備えた閉断面形状を備えた部材で構成され、
前記フロントピラの受け部と前記ダッシュクロスメンバアッパの車幅方向両端部とは溶接により接合された溶接部を有することを特徴とする請求項１記載の車体フレーム構造。
【請求項４】
車室前方に配され、前輪の中心軸より上方に位置し、前記フロントピラより車両前方に延びるアッパメンバ部と、
前記前輪の中心軸より下方に位置し、フロアの前端部より車両前方に延びるロアメンバ部と、
前記アッパメンバ部と前記ロアメンバ部を、これらの前方で結合する結合部と、
前記結合部より車両前方に延びるフロントメンバ部と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の車体フレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車室前方及び車室下部に配される車体フレーム構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体前部の車体フレーム構造として、左右の前輪の頭頂部とほぼ同じ高さに位置する左右のアッパフレームと、フロア部分とほぼ同じ高さに位置する左右のシャシメンバに加え、前輪の中心軸とほぼ同じ高さにおいて車体前後方向へ延びる左右のフロントサイドメンバが配置されたものが知られている（例えば特許文献１参照）。左右のフロントピラアッパの下部にそれぞれ形成された左右のフロントピラの間には車幅方向に向かって延びるカウルトップが設けられ、ダッシュクロスメンバアッパ、ダッシュクロスメンバロアが設けられている。左右のフロントサイドメンバの車幅方向内側にエンジン及びトランスミッションが配置される。このようなフレーム構造では最大操舵時に前輪がフロントサイドメンバと干渉する場合があるため、衝突エネルギー吸収性能の向上と操舵角を考慮する必要がある。（例えば特許文献２参照）。このような構成のフレーム構造において、車幅方向に延びるダッシュクロスメンバアッパは、通常、その両端面がフロントピラの内側面に突き当てられて接合により取り付けられる。
【特許文献１】特許第２８９０９３８号公報
【特許文献２】特開２００６−１４３１７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したフレーム構造では、次のような事情があった。すなわち、車幅方向の端面をフロントピラの内側面に突き当てて接合する構成では、ダッシュクロスメンバアッパと左右のフロントピラの間隔との車幅方向の寸法差を吸収することができない。
【０００４】
そこで、本発明はダッシュクロスメンバアッパと左右のフロントピラの間隔との車幅方向の寸法差を吸収できるとともに容易に接合可能なフレーム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】
【０００５】
本発明の一形態は、車体前部において左右のフロントピラアッパの下方に夫々配されたフロントピラと、左右の前記フロントピラの間で車幅方向に延びるダッシュクロスメンバアッパと、を備え、前記ダッシュクロスメンバアッパの車幅方向両端部は車幅方向に延びる外面を有し、前記左右のフロントピラは、車幅方向に延び外面が接合される受け面を夫々備えたことを特徴とする。
【０００６】
本発明の一形態は、前記ダッシュクロスメンバは、車幅方向に延びる中央部を有し、前記両端部は前記中央部から上方かつ左右外側方向に傾斜して延びる傾斜部を介して夫々前記中央部よりも上方に配され、前記両端部は、前記外面として車幅方向に延びる略水平面を形成する上面と、車幅方向に延びる鉛直面を形成する後側面とを有するとともに、前記上面と前記後側面との間に車幅方向に延びる略直角の角部を夫々備え、左右の前記フロントピラーロアは、前記受け面として水平面を形成する天井部と前記天井部の車体進行方向後端から下方に延びる鉛直面を形成する後壁部とを有するとともに、前記天井部と前記後壁部との間で、車幅方向に延びる直角のコーナー部を夫々備え、前記角部が前記コーナー部に配されるとともに、前記天井部に前記上面が接合され、前記後壁部に前記後側面が接合された接合部を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の一形態は、前記フロントピラは、ダイカスト材で構成され、前記ダッシュクロスメンバアッパは内部に中空部を備えた閉断面形状を備えた押出部材で構成され、
前記フロントピラの受け部と前記ダッシュクロスメンバアッパの車幅方向両端部とは溶接により接合された溶接部を有することを特徴とする請求項１記載の車体フレーム構造。
【０００８】
本発明の一形態は、車室前方に配され、前輪の中心軸より上方に位置し、前記フロントピラより車両前方に延びるアッパメンバ部と、前記前輪の中心軸より下方に位置し、フロアの前端部より車両前方に延びるロアメンバ部と、前記アッパメンバ部と前記ロアメンバ部を、これらの前方で結合する結合部と、前記結合部より車両前方に延びるフロントメンバ部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、上記構成により、ダッシュクロスメンバアッパと左右のフロントピラの間隔との車幅方向の寸法差を吸収できるとともに接合が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態にかかる車体フレーム構造について、図１乃至図５を参照して説明する。なお、自動車の進行方向Ｆを基準に前方（前側）、後方（後側）、左右幅方向を定義し、自動車の幅方向の中心に向かう方向を内方向（内側）、自動車の中心から幅方向に広がる方向を外方向（外側）とする。重力の作用する方向を下方向（下側）、重力に逆らう方向を上方向（上側）とする。図中矢印Ｘ、Ｙ及びＺは直交する３方向を示し、矢印Ｘは車体前方、矢印Ｙは車幅方向左側、矢印Ｚは車体上方向を指している。また、左右対称な構成については適宜説明を省略する。
【００１１】
図１は、本実施形態にかかる自動車（車両）の車体フレーム構造１を概略的に示している。図１及び図２に示すように、左右のフロントピラアッパ１１の下部にそれぞれ形成された左右のフロントピラ１２の間に車幅方向に向かって延びるカウルトップ１３と、ダッシュクロスメンバアッパ１４、ダッシュクロスメンバロア１５が設けられている。カウルトップ１３はフロントピラ１２の上部に配され、車幅方向中央部分が前方に向かうように湾曲している。ダッシュクロスメンバアッパ１４は、カウルトップ１３よりも下方に配置されている。なお、図２においてはカウルトップ１３を省略している。
【００１２】
図３に示すように、ダッシュクロスメンバアッパ１４は、車幅方向中央において左右に水平に延びる水平中央部１４ａと、この水平中央部１４ａの左右両端から緩やかなカーブを介して上方かつ左右外側方向に傾斜してそれぞれ延びる傾斜部１４ｂと、左右の傾斜部１４ｂの左右端部から緩やかなカーブを介してさらに車幅方向外側に向かって水平に延びる水平端部１４ｃとを備えている。ダッシュクロスメンバアッパ１４は、車幅方向中央部分が下方となるように湾曲形成され、左右の水平端部１４ｃにおいて、後述する左右のフロントピラ１２の受け部１６にそれぞれ取り付けられている。
【００１３】
図４及び図５に示すように、ダッシュクロスメンバアッパ１４は上面１４ｄ（外面）と後側面14ｅ（外面）とを有し、内部に中空部を備えた閉断面形状を成している。すなわち、略水平端部１４ｃの上面１４ｄは車幅方向に延びる略水平面を形成し、略水平端部１４ｃの後側面１４ｅは車幅方向に延びる鉛直面を形成し、これらの間に車幅方向に延びる略直角の角部１４ｆが構成されている。
【００１４】
ダッシュクロスメンバロア１５はダッシュクロスメンバアッパ１４よりも下方に配され、フロントピラ１２の下部から内側に向かって延出している。なお、中空部材の端面とは、中空部の周りの外周部分の端面を指している。
【００１５】
図１及び図２に示すように、左右のフロントピラ１２の下部から、車体後方に向けてサイドシル２１が夫々延びている。サイドシル２１よりも内側においてフロアサイドメンバ２２が車体後方に向かって延びている。車幅方向中央部分にはバックボーン２３が車体前後方向に延びている。
【００１６】
左右のサイドシル２１の間には、車幅方向に延びる各種クロスメンバ２４，２５，２６が設けられている。これら前後方向に延びるサイドシル２１、フロアサイドメンバ２２及びバックボーン２３と、車幅方向に延びるダッシュクロスメンバロア１５及び各種クロスメンバ２４〜２６とが互いに交差してラダー状に組み合わされ、フロアフレーム部２０を構成している。このフロアフレーム部２０の上部に、車室の床を形成するフロアパネル（不図示）が固定されている。
【００１７】
フロアフレーム部２０や後述するフロントフレーム部３０を構成する各種フレーム材１３〜１５、２１〜２６、３６、４２等は、例えばアルミニウム合金などの軽合金塊から細長形状に形成された押出成形部材からなり、その断面形状は例えば中空部を有する四角形状に構成され、一定の閉断面で長手方向に連続している。湾曲形状のカウルトップ１３やダッシュクロスメンバアッパ１４はその断面形状が連続する範囲で曲げ変形されて構成される。
【００１８】
フロントピラアッパ１１の下端とフロアフレーム部２０の車幅方向端部とを繋ぐ左右のフロントピラ１２はダイカスト材などの軽合金鋳物で構成されている。フロントピラ１２の前端部には、ダッシュクロスメンバアッパ１４が取り付けられる受け部１６が形成されている。
【００１９】
図４及び図５に示すように、受け部１６は左右方向に延びる略水平面（受け面）を形成する天井部１６ａと、天井部１６ａの後端から下方に延びる鉛直面（受け面）を形成する後壁部１６ｂとを備えている。この天井部１６ａと後壁部１６ｂとにより、左右方向に水平に一様に延びる略直角のコーナー部１６ｃが形成されている。すなわち、車幅方向に延びる受け部１６の形状は、車幅方向に延びるダッシュクロスメンバアッパ１４の水平端部１４ｃの外面の形状に沿うように構成されている。天井部１６ａに、ダッシュクロスメンバアッパ１４の上面１４ｄが当接し、後壁部１６ｂにダッシュクロスメンバアッパ１４の後面１４ｅが当接するとともに角部１４ｆがコーナー部１６ｃに位置している。すなわち、これら左右方向に延びる水平面と鉛直面同士が当接され、その左右に延びる溶接部１７（接合部）において接合されることにより、左右のフロントピラ１２の受け部１６にそれぞれダッシュクロスメンバアッパ１４の水平端部１４ｃが取り付けられている。なお、図４においては車体右側のダッシュクロスメンバアッパ１４の端部の接合構造を示すが、左側の端部も上記と同様に左側のフロントピラ１２の受部１６に接合されている。
【００２０】
フロントピラ１２の前端部から連続するように、図５に破線で示す前輪Ｗの中心軸Ｃより上方において車体前方かつ下方に向かって湾曲して延びるフロントサイドメンバアッパ３１（アッパメンバ部）が設けられている。フロントサイドメンバアッパ３１の後端面とフロントピラ１２の前端面とは溶接により接合されている。フロントサイドメンバアッパ３１はアルミダイカスト材などの軽合金鋳物で構成されている。フロントサイドメンバアッパ３１の後部内側面に、スプリングハウス３２やフェンダーシールドパネル３３が内側方向に突出して一体形成されている。
【００２１】
前輪Ｗの中心軸Ｃより下方でフロアフレーム部２０とほぼ同じ高さにおいて、ダッシュクロスメンバロア１５の外側両端部近傍から車体前方に向かって連続して延びるフロントサイドメンバロア３４（ロアメンバ部）が設けられている。フロントサイドメンバロア３４は、左右の車体前方延出部分３４ａが車幅方向内側に向かって湾曲し、互いに近接する部分において連結され、平面視においてＨ字状となるようにダイカスト材などの軽合金鋳物で一体形成されている。フロントサイドメンバアッパ３１の下方であって、フロントサイドメンバロア３４の湾曲部分の外側に形成された左右の空間Ｓに前輪Ｗが配置される。
【００２２】
フロントサイドメンバアッパ３１の前端部とフロントサイドメンバロア３４の前端部とは、前輪Ｗよりも前方に配される結合部３５において例えば溶接により結合されている。図２に示すように、平面視において、結合部３５付近の形状はＹ字状になっている。左右の結合部３５の前方には、車体前方に向けて延びるフロントサイドメンバ（フロントメンバ部）３６がそれぞれ設けられている。結合部３５の前端部とフロントサイドメンバ３６の後端部とは、それぞれに設けられたフランジ部を介して溶接又はボルト締めにより固定されている。
【００２３】
フロントサイドメンバ３６の前方には車体前方に向けて延びるクラッシュボックス３９が設けられている。フロントサイドメンバ３６の前端部とクラッシュボックス３９の後端部とは、それぞれに設けられたフランジ部４０、４１を介して溶接又はボルト締めにより固定されている。クラッシュボックス３９は車両が低速度で衝突した際に軸圧潰することで、衝突のエネルギーを吸収し、クラッシュボックス３９より後方の部分が損傷を防ぐ機能を有する。
【００２４】
左右のクラッシュボックス３９の前端部の間に車幅方向に延びるフロントバンパービーム４２が設けられている。フロントバンパービーム４２は左右のクラッシュボックス３９や更にその後方にあるフロントサイドメンバアッパ３１やフロントサイドメンバロア３４等の左右の各種フレーム部材３１に衝突のエネルギーを振り分ける機能を有する。
【００２５】
カウルトップ１３、ダッシュクロスメンバアッパ１４、フロントサイドメンバアッパ３１、フロントサイドメンバロア３４、フロントサイドメンバ３６、フロントバンパービーム４２等によって車体のフロントフレーム部３０が構成される。
【００２６】
上記のように構成されたフレーム構造１では、前部から入力される衝撃力は、フロントバンパービーム４２により左右に振り分けられ、クラッシュボックス３９の変形で吸収されるとともにフロントサイドメンバ３６に伝達される。フロントサイドメンバ３６に入力された衝撃力はフロントサイドメンバアッパ３１及びフロントサイドメンバロア３４に振り分けられて分散して伝達される。このとき、中央部が下方に向かって湾曲するダッシュクロスメンバアッパ１４は、その両端に形成された水平端部１４ｃにおいて後方と上方から支えられている。
【００２７】
本実施形態にかかる車体フレーム構造は以下に掲げる効果を奏する。すなわち、
車幅方向に水平方向に延びる受け部に接合される構成としたことにより、ダッシュクロスメンバアッパの寸法誤差を吸収することができる。したがって、組み立ての際に要求される精度を緩和することができ、寸法の自由度を高めるとともに、容易に接合することが可能となる。
【００２８】
また、車幅方向に延びるとともに中央部が下方に向かうように湾曲するダッシュクロスメンバアッパ１４が、その両端に形成された水平端部１４ｃにおいて後方と上方から支えられている構成としたことにより、強度を増す。
【００２９】
アッパフレームとフロントサイドメンバの機能を持つフロントサイドメンバアッパ３１を前輪Ｗの中心軸Ｃよりも上方に設け、シャシメンバとフロントサイドメンバの機能を持つフロントサイドメンバロア３４を内側に設けたことにより、フロントサイドメンバ３６が前輪Ｗの中心領域とエンジン及びトランスミッションとの間を通らないようなレイアウトにすることができる。したがって、アッパフレームやシャシメンバに加えて前輪Ｗの中心軸Ｃの高さに横断面積の大きいフロントサイドメンバを車輌前後方向に延びるように配して強度を確保するフレーム構造と比較して、前輪Ｗの最大操舵時の切れ角を大きく設定することができる。また、結合部３５をＹ字状とし、車幅方向に断面中心線がずれているフロントサイドメンバアッパ３１の前端部とフロントサイドメンバロア３４の前端部とを結合したため、自動車に要求される衝突時の衝突エネルギー吸収性能を確保することができる。
【００３０】
なお本発明を実施するにあたり、格構成部材の具体的な形状や各種フレーム部材の断面形状など本発明の構成要素を発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更して実施できることは言うまでもない。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態にかかる車体フレーム構造を示す斜視図。
【図２】同車体フレーム構造を示す平面図。
【図３】同車体フレーム構造の一部を示す正面図。
【図４】同車体フレーム構造の図３におけるＡ部分を拡大して示す正面図。
【図５】同車体フレーム構造の一部を示す側面図。
【符号の説明】
【００３２】
１…フレーム構造、１１…フロントピラアッパ、１２…フロントピラ、
１４…ダッシュクロスメンバアッパ、１４ａ…水平中央部、１４ｂ…傾斜部、
１４ｃ…水平端部、１４ｄ…上面、14ｅ…後側面、１４ｆ…角部、１４ｅ…後面、
１６ａ…天井部、１６ｂ…後壁部、１６ｃ…コーナー部、１７…溶接部分、２０…フロアフレーム部、２１…サイドシル、２２…フロアサイドメンバ、
３１…フロントサイドメンバアッパ、３２…スプリングハウス、
３４…フロントサイドメンバロア、３５…結合部、３６…フロントサイドメンバ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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