(57)【要約】【課題】衝撃吸収性能を妨げることなく、剛性の高い車体フレーム構造を提供する。【解決手段】車体フレーム構造１は、車室の前部における左右両端に配され、前方部分が後方部分よりも下方となるように傾斜するフロントピラアッパ１１と、左右の前記フロントピラ１１の下部に夫々設けられたフロントピラ１２と、前記フロントピラ１２に形成され、前記フロントピラ１２の他の部分よりも車体前後方向の力に対する剛性が小さく構成されたボックス部１６と、前記ボックス部１６に設けられ、前方部分を後方部分よりも下方として延びる補強リブ１７と、を備えたことを特徴とする。【選択図】      図１
2008247350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室の前部における左右両端に配され、前方部分が後方部分よりも下方となるように傾斜するフロントピラアッパと、
左右の前記フロントピラアッパの下部に夫々設けられたフロントピラと、
前記フロントピラアッパに形成され、前記フロントピラの他の部分よりも車体前後方向の力に対する剛性が小さく構成された変形可能部と、
前記変形可能部に設けられ、前方部分を後方部分よりも下方として延びる補強リブと、を備えたことを特徴とする車体フレーム構造。
【請求項２】
前記変形可能部は、空隙が形成され、前記フロントピラの他の部分に比べて車体前後方向に垂直な面の断面積が小さく構成された中空構造部であり、
前記補強リブは、前記中空構造部の前記空隙を斜めに横切るように、前記中空構造部の前下方端部から後上方端部に渡って配されてい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】
車室下部に配され、左右の前記フロントピラから前後に延びる左右のサイドシルと、前記サイドシルよりも車幅方向内側において前後方向に延びる左右のフロアサイドメンバとを有して構成されるフロアフレーム部と、
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、前記フロアフレーム部の前方で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とがこれらの前方で結合される結合部より車両前方に延びるフロントメンバ部とを有して構成されるフロントフレーム部と、
車体上部に配され、左右の前記フロントピラの上端から夫々後方に延びるサイドルーフレールと、左右の前記サイドルーフレールの間で車幅方向に延びるルーフレールとを有して構成されるルーフ部と、
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。
【請求項４】
前記補強リブは、車幅方向において一様な断面を有する板状に構成されるとともに、前記フロントピラは前記中空構造部及び前記補強リブを一体に備えたダイカスト材で構成され、
前記アッパメンバ部は、後部内側面にスプリングハウスを一体に備えたダイカスト材で構成され、
前記中空構造部は前記スプリングハウスの後方近傍に配されるとともに、車幅方向に延びるダッシュクロスメンバアッパが、その左右両端部が前記中空構造部の下部に夫々取り付けられることにより左右の前記フロントピラの間に配されていることを特徴とする請求項３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】
車体フレーム構造において、車室の前方に配されるフロントフレームに、脆弱部を設けることにより、車体前方からの衝撃を吸収する技術が知られている。このような構成の車体フレーム構造に関し、フロントドアのベルトラインに補強材を設け、フロントピラの上方後端部を高剛性構造とするとともに、フロントピラの上方前端部との間に、上記補強材よりも強度が弱い変形可能部を設ける技術が提供されている（例えば特許文献１）。このフレーム構造においては上記構成によりフロントピラの上方前端部に、車輌前方から作用する荷重を伝達し、変形可能部の変形によって衝撃エネルギーを吸収している。
【特許文献１】特開2003-127898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、上述した車体フレーム構造では、次のような事情があった。すなわち、高い衝撃吸収性能を確保するために強度が弱い変形可能部を設けると、車体の剛性を維持することが困難となる。
【０００４】
そこで、本発明は、衝撃吸収性能を妨げることなく、剛性の高い車体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】
本発明の一形態にかかる車体フレーム構造は、車室の前部における左右両端に配され、前方部分が後方部分よりも下方となるように傾斜するフロントピラアッパと、左右の前記フロントピラアッパの下部に夫々設けられたフロントピラと、前記フロントピラに形成され、前記フロントピラの他の部分よりも車体前後方向の力に対する剛性が小さく構成された変形可能部と、前記変形可能部に設けられ、前方部分を後方部分よりも下方として延びる補強リブと、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
本発明の一形態にかかる車体フレーム構造は、前記変形可能部は、空隙が形成され、前記フロントピラの他の部分に比べて車体前後方向に垂直な面方向の断面積が小さく構成された中空構造部であり、前記補強リブは、前記中空構造部の前記空隙を斜めに横切るように、前記中空構造部の前下方端部から後上方端部に渡って配されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の一形態にかかる車体フレーム構造は、車室下部に配され、左右の前記フロントピラロアから前後に延びる左右のサイドシルと、前記サイドシルよりも車幅方向内側において前後方向に延びる左右のフロアサイドメンバとを有して構成されるフロアフレーム部と、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、前記フロアフレーム部の前方で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とがこれらの前方で結合される結合部より車両前方に延びるフロントメンバ部とを有して構成されるフロントフレーム部と、車体上部に配され、左右の前記フロントピラーの上端から夫々後方に延びるサイドルーフレールと、左右の前記サイドルーフレールの間で車幅方向に延びるルーフレールとを有して構成されるルーフ部と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の一形態にかかる車体フレーム構造は、前記補強リブは、車幅方向において一様な断面を有する板状に構成されるとともに、前記フロントピラは前記中空構造部及び前記補強リブを一体に備えたダイカスト材で構成され、前記アッパメンバ部は、後部内側面にスプリングハウスを一体に備えたダイカスト材で構成され、前記中空構造部は前記スプリングハウスの後方近傍に配されるとともに、車幅方向に延びるダッシュクロスメンバアッパが、その左右両端部が前記中空構造部の下部に夫々取り付けられることにより左右の前記フロントピラの間に配されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、上記構成により、衝撃吸収性能を妨げることなく、車体フレーム構造の剛性を向上することが可能となる。
【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４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、左右で同様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の一部を示している。図１に示すように、車室の前部における左右両端に、前方部分が後方部分よりも下方に配されるように傾斜するフロントピラアッパが設けられている。この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が配され、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、車幅方向中央部分が下方となるように湾曲形成されている。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、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におけるボックス部の下方に固定されている。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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）が溶接等により固定される。
【００１５】
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。
【００１６】
ダッシュクロスメンバアッパ１４の下端とフロアフレーム部の車幅方向端部とを繋ぐフロントピラ１２はアルミダイキャ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の上部かつ前端部分には、変形可能部として、内部に空隙１６ａを有し周囲が薄い板状の部材で囲まれて中空構造部を構成するボックス部１６が形成されている。この中空構造部としてのボックス部１６は、フロントピラ１２の他の部分に比べて車体前後方向に垂直な面方向の断面積が少さく、前後方向の力によって変形しやすく構成されている。
【００１７】
このボックス部１６の内部の空隙１６ａを、斜めに横切るように、補強リブ１７が形成されている。補強リブ１７はフロントピラアッパ１１の延出方向と同方向に、前方が下方に向かって傾斜して延びる薄い板状に形成され、ボックス部１６の前下方端部から後上方端部に渡って配されている。補強リブ１７は車幅方向において一様な断面を有し、ダイカスト材であるフロントピラ１２に一体形成されている。この補強リブ１７によりボックス部１６の前後方向の力による変形許容性を確保しつつ、前方からの衝突エネルギーをフロントピラ１１に伝達することが可能となっている。さらに、この補強リブ１７により、上下方向の力に対する剛性が確保される。
【００１８】
フロントピラ１２の前端部から連続するように、図４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はアルミダイキャ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。
【００１９】
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字状となるようにアルミ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。
【００２０】
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。
【００２１】
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積極的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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
フロントピラ１１の上端は車体の左右端部において車体前後方向に延びるルーフサイドレール５１に接続されている。左右のルーフサイドレール５１の間において、フロントルーフレールやリヤルーフレール等の車幅方向に延びる複数のルーフレール５２が掛け渡されている。これらルーフサイドレール５１及び複数のルーフレール５２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。これらルーフサイドレール５１及びルーフレール５２によってルーフ部５０が構成されている。
【００２５】
上記のように構成されたフレーム構造１では、図４において矢印で示すように、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。衝突の際にフロントサイドメンバアッパ３１に入力されたエネルギーは、ボックス部１６の変形によって吸収されるとともに、フロントピラーロア１２の後方上端部に伝達され、フロントピラアッパ１１を介してルーフ部５０に伝達されるとともにフロントピラ１２の下端部からフロアフレーム部２０に伝達される。またフロントサイドメンバロア３４に入力された荷重はフロントピラ１２を介してサイドシル２１などのフロアフレーム部２０に伝達される。
【００２６】
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。変形可能部としてのボックス部を斜めに横切る補強リブを設けたことにより、衝突時のエネルギー吸収効率を下げることなく、効率よくエネルギーを伝達することができるとともに車体の剛性も向上することができる。すなわち、補強リブが薄い板状で斜めに構成されているため前後方向に垂直な断面積を小さく維持することにより、衝突時の前方からの力に対する変形許容性が確保されているため衝撃吸収性能は損なわれない。さらに、補強リブ１７により、上下方向の力に対する剛性が確保されるため、例えば通常時におけるボックス部１６の下方におけるフロントピラ１２の下面に取り付けられたダッシュクロスメンバアッパ１４からの上下方向の荷重やフロントピラ１２の前方に接続されたフロントサイドメンバアッパ３１のスプリングハウス３２等からの上下方向の荷重に対する剛性が向上する。
【００２７】
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】
【００２８】
【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図１におけるＡ部分を拡大して示す斜視図。
【図４】同車体フレーム構造を示す側面図。
【符号の説明】
【００２９】
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、１５…ダッシュクロスメンバロア、１６ａ…空隙、
１６…ボックス部、１７…補強リブ、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、３０…フロントフレーム部、３１…フロントサイドメンバアッパ、３２…スプリングハウス、３３…フェンダーシールドパネル、３４…フロントサイドメンバロア、５０…ルーフ部、５１…ルーフサイドレール、５２…ルーフレール。
【図１】
2008247350.tif 000003
【図２】
2008247350.tif 000004
【図３】
2008247350.tif 000005
【図４】
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