(57)【要約】【課題】折曲部を備えた車体フレームの剛性を容易に確保することができる車体フレームを提供する。【解決手段】車体フレーム１２は、車体フレーム１２の前端部１２ａから後端部１２ｂまで全域に亘って帯状に延出され、圧縮壁部４２，４４，４６を形成する軽金属製のメインフレーム部３１と、帯状のメインフレーム部３１に沿って取り付けられることで、メインフレーム部３１と一体となって中空体を形成するとともに引張壁部５４，６１，６７を形成する鋼製のサブフレーム部３２〜３４とを備え、メインフレーム部３１の板厚寸法Ｔ１がサブフレーム部３２〜３４の板厚寸法Ｔ２より大きく設定されている。【選択図】図４
2008174104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面略矩形状の中空体に形成され、軸線方向の衝撃が作用した際に、圧縮応力が発生する圧縮壁部と引張応力が発生する引張壁部とを備えた車体フレームにおいて、
前記車体フレームの前端部から後端部まで全域に亘って延出され、前記圧縮壁部を形成する軽金属製のメインフレーム部と、
前記メインフレーム部に沿って取り付けられることで、前記メインフレーム部と一体となって前記中空体を形成するとともに前記引張壁部を形成する鋼製のサブフレーム部と、を備え、
前記メインフレーム部の板厚寸法を前記サブフレーム部の板厚寸法より大きく設定したことを特徴とする車体フレーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃が作用した際に、圧縮応力が発生する部位と引張応力が発生する部位とを備えた車体フレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
車体前部構造のなかには、左右のフロントサイドメンバー（以下、「車体フレーム」という）をアルミ合金などの軽合金材料で形成したものがある（例えば、特許文献１，２参照。）。
特許文献１，２の車体フレームは、外壁が正多角形（例えば、正六角形）に形成され、外壁に形成された各頂部と中心軸とを結ぶ複数の放射状リブが形成された中空筒状体である。
【特許文献１】特開平１１−２０８５１９号公報
【特許文献２】特開２００３−７２５８７公報
【０００３】
この車体フレームによれば、アルミ合金などの軽合金材料で車体フレームを形成することで、車体フレームの軸線方向に衝撃が発生した場合に、衝撃による圧縮応力を良好に支えることが可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、左右の車体フレームはエンジンルームの枠体を形成する部材である。左右の車体フレーム間にエンジンが配置されるとともに、左右の車体フレームの外側に左右の前輪が配置される。
ここで、車体フレームのなかには、エンジン（横置きエンジン）と前輪とのレイアウトに対応させて車体フレームに折曲部を備えたものがある。
【０００５】
折曲部を備えた車体フレームは、車体フレームの前部に衝撃が発生した場合に、十分なエネルギー吸収量を確保することが難しく、フレームの板厚の増加などで対応していた。
このため、折曲部を備えた車体フレームの重量を増加することなく、十分なエネルギー吸収を容易に確保することができる技術の実用化が望まれていた。
【０００６】
本発明は、折曲部を備えた車体フレームのエネルギー吸収を容易に確保することができる車体フレームを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、断面略矩形状の中空体に形成され、軸線方向の衝撃が作用した際に、圧縮応力が発生する圧縮壁部と引張応力が発生する引張壁部とを備えた車体フレームにおいて、前記車体フレームの前端部から後端部まで全域に亘って延出され、前記圧縮壁部を形成する軽金属製のメインフレーム部と、前記メインフレーム部に沿って取り付けられることで、前記メインフレーム部と一体となって前記中空体を形成するとともに前記引張壁部を形成する鋼製のサブフレーム部と、を備え、前記メインフレーム部の板厚寸法を前記サブフレーム部の板厚寸法より大きく設定したことを特徴とする。
【０００８】
ここで、軽合金材は鋼材と比較して比重が小さい。具体的には、軽合金としてのアルミ合金は、鋼材と比較して比重が略１／３である。
よって、同等重量の比較ではアルミ合金製のメインフレーム部の板厚寸法を鋼製のサブフレーム部に対して略３倍まで厚くすることが可能である。
これにより、メインフレーム部をアルミ合金などの軽金属で形成することで、メインフレーム部の板厚寸法を大きくして座屈応力を高めることができる。
【０００９】
一方、鋼材は軽合金材と比較して引張応力が高いとともに、最大伸び量が多い。
そこで、請求項１において、圧縮壁部を軽金属製のメインフレーム部で形成し、かつ、引張壁部を鋼製のサブフレーム部で形成するようにした。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明では、圧縮壁部を軽金属製のメインフレーム部で形成することで、圧縮壁部の板厚寸法をサブフレーム部の板厚寸法と比較して大きくできる。圧縮壁部の板厚寸法を大きくすることで、圧縮壁部の座屈応力を高くできる。
一方、鋼材は軽合金材と比較して引張応力が高いとともに、最大伸び量が多い。よって、引張壁部を鋼製のサブフレーム部で形成することで、引張壁部のエネルギー吸収量を多くできる。
【００１１】
これにより、軸線方向の衝撃が作用した際に、圧縮壁部に発生した圧縮応力を圧縮壁部で良好に支えられるので、引張壁部に発生した引張応力を引張壁部で良好に支えることができる。
このように、軽金属製のメインフレーム部に鋼製のサブフレーム部を取り付けるだけの簡単な構成で、折曲部を備えた車体フレームで十分なエネルギー吸収量を容易に確保することができるという利点がある。
【００１２】
加えて、折曲部を備えた車体フレームの剛性を容易に確保することで、例えば、エンジンや前輪などを収容する収容空間を確保することができる。
これにより、エンジンや前輪のレイアウトの自由度を高めることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」は作業者から見た方向にしたがい、前側をＦｒ、後側をＲｒ、左側をＬ、右側をＲとして示す。
【００１４】
（第１実施の形態）
図１は本発明に係る車体フレーム（第１実施の形態）を備えた車体前部構造の斜視図である。
車体前部構造１０は、エンジンルーム１１の左右枠部を形成する左右のフロントサイドメンバー（以下、「左右の車体フレーム」と称す）１２，１３と、左右の車体フレーム１２，１３の前端部１２ａ，１３ａに設けられたバルクヘッド１５と、左右の車体フレーム１２，１３の前端部１２ａ，１３ａに亘って設けられた連結バー１６と、左右の車体フレーム１２，１３の後端部から延出された左右のアウトリガー１８（右アウトリガーは図示せず）と、左右のアウトリガー１８および左右の車体フレーム１２，１３の後端部１２ｂ，１３ｂに設けられたダッシュボードロア２１とを備える。
【００１５】
エンジンルーム１１にエンジン／トランスミッションユニット１９（図３参照）が横置きで配置されている。
エンジン／トランスミッションユニット１９は、エンジンにトランスミッションが一体に取り付けたれたユニットである。
【００１６】
さらに、車体前部構造１０は、左車体フレーム１２に対して車体外側に設けられた左アッパーメンバー２２と、右車体フレーム１３に対して車体外側に設けられた右アッパーメンバー２３とを備える。
【００１７】
バルクヘッド１５は、左車体フレーム１２の前端部１２ａに設けられた左支柱２５と、右車体フレーム１３の前端部１３ａに設けられた右支柱２６と、左右の支柱２５，２６の上端部を連結する上梁部２７と、左右の支柱２５，２６の下端部を連結する下梁部２８とを有する。
このバルクヘッド１５にラジエータ２９（図３参照）が取り付けられている。
なお、左右の車体フレーム１２，１３は左右対称の部材なので、以下、左車体フレーム１２を車体フレームとして説明して右車体フレーム１３の説明を省略する。
【００１８】
図２は第１実施の形態に係る車体フレームを示す斜視図である。
車体フレーム１２は、軽金属製のメインフレーム部３１と、メインフレーム部３１の前部に取り付けられた鋼製の前サブフレーム部（サブフレーム部）３２と、メインフレーム部３１の中央部に取り付けられた鋼製の中央サブフレーム部（サブフレーム部）３３と、メインフレーム部３１の後部に取り付けられた鋼製の後サブフレーム部（サブフレーム部）３４とを備え、内外の壁部３６，３７および上下の壁部３８，３９の４つ以上の壁部で断面略矩形状の中空体に形成されている。
【００１９】
図３は第１実施の形態に係る車体フレームを示す平面図、図４は第１実施の形態に係る車体フレームを示す分解斜視図である。
メインフレーム部３１は、車体フレーム１２の前端部１２ａから後端部１２ｂまで全域に亘って帯状に板厚寸法Ｔ１で延出され、前圧縮壁部（圧縮壁部）４２、前クロス部４３、中央圧縮壁部（圧縮壁部）４４、後クロス部４５、後圧縮壁部（圧縮壁部）４６を車体後方に向けて順に備える。
このメインフレーム部３１は、一例として、鋳造で成形された部材である。
【００２０】
前圧縮壁部４２は、車体フレーム１２の内壁部３６のうち、前部を構成する壁部である。
この前圧縮壁部４２は、前半部４２ａが車体中心４９に対して平行に配置され、後半部４２ｂが前圧縮折曲部４２ｃで車体中央側に角度θ１（図３参照）で傾斜するように折り曲げられた壁部である。
前圧縮壁部４２の上辺に複数の上取付孔が形成され、前圧縮壁部４２の下辺に複数の下取付孔が形成されている。
【００２１】
前クロス部４３は、車体フレーム１２の内壁部３６から外壁部３７に亘って延びる部位である。
前クロス部４３の上辺に複数の上取付孔が形成され、前クロス部４３の下辺に複数の下取付孔が形成されている。
【００２２】
中央圧縮壁部４４は、車体フレーム１２の外壁部３７のうち、中央部を構成する壁部である。
この中央圧縮壁部４４は、前半部４４ａが車体中心４９に対して車体中央側に角度θ１で傾斜するように折り曲げられ、後半部４４ｂが中央圧縮折曲部４４ｃで車体中心４９に対して平行になるように折り曲げられた壁部である。
中央圧縮壁部４４の上辺に複数の上取付孔が形成され、中央圧縮壁部４４の下辺に複数の下取付孔が形成されている。
【００２３】
後クロス部４５は、車体フレーム１２の外壁部３７から内壁部３６に亘って延びる部位である。
後クロス部４５の上辺に複数の上取付孔が形成され、後クロス部４５の下辺に複数の下取付孔が形成されている。
【００２４】
後圧縮壁部４６は、車体フレーム１２の内壁部３６のうち、後部を構成する壁部である。
この後圧縮壁部４６は、車体中心４９に対して平行に形成され、後端部４６ａがダッシュボードロア２１に取り付けられた壁部である。
後圧縮壁部４６の上辺に複数の上取付孔…が形成され、後圧縮壁部４６の下辺に複数の下取付孔…が形成されている。
【００２５】
前サブフレーム部３２は、メインフレーム部３１の前部（前圧縮壁部４２および前クロス部４３など）に沿って取り付けられることで、メインフレーム部３１の前部と一体になって中空体を形成する断面略コ字状の部材である。
前サブフレーム部３２は、板厚寸法Ｔ２で形成されている。
【００２６】
具体的には、前サブフレーム部３２は、前引張壁部（引張壁部）５４、前上壁部５５、前下壁部５６、前後フランジ５７、前上フランジ５５ａ、および前下フランジ５６ａを有する。
前引張壁部５４、前上壁部５５および前下壁部５６で断面略コ字状の部材が形成される。
【００２７】
前引張壁部５４は、車体フレーム１２の外壁部３７のうち、前部を形成する壁部であって、前半部５４ａが車体中心４９に対して平行に形成され、後半部５４ｂが前引張折曲部５４ｃで車体中央側に角度θ１で傾斜するように折り曲げられた壁部である。
前引張壁部５４の後端部に前後フランジ５７が形成されている。前後フランジ５７に前外取付孔が形成されている。
【００２８】
前上壁部５５は、車体フレーム１２の上壁部３８のうち、前部を形成する壁部である。
前上壁部５５の内辺に前上フランジ５５ａが形成されている。前上フランジ５５ａに上取付孔が形成されている。
【００２９】
前下壁部５６は、車体フレーム１２の下壁部３９のうち、前部を形成する壁部である。
前下壁部５６の内辺に前下フランジ５６ａが形成されている。前下フランジ５６ａに下取付孔が形成されている。
【００３０】
中央サブフレーム部３３は、メインフレーム部３１の中央部（前クロス部４３、中央圧縮壁部４４および後クロス部４５など）に沿って取り付けられることで、メインフレーム部３１の中央部と一体になって中空体を形成する断面略コ字状の部材である。
中央サブフレーム部３３は、板厚寸法Ｔ２で形成されている。
【００３１】
具体的には、中央サブフレーム部３３は、中央引張壁部（引張壁部）６１、中央上壁部６２、中央下壁部６３、中央前フランジ６４、中央後フランジ６５、中央上フランジ６２ａ、および中央下フランジ６３ａを有する。
中央引張壁部６１、中央上壁部６２および中央下壁部６３で断面略コ字状の部材が形成される。
【００３２】
中央引張壁部６１は、車体フレーム１２の内壁部３６のうち、中央部を形成する壁部であって、前半部６１ａが車体中心４９に対して車体中央側に角度θ１で傾斜するように形成され、後半部６１ｂが中央引張折曲部６１ｃで車体中心４９に対して平行になるように折り曲げられた壁部である。
【００３３】
中央引張壁部６１の前端部に中央前フランジ６４が形成されるとともに、中央引張壁部６１の後端部に中央後フランジ６５が形成されている。
中央前フランジ６４に中央前内取付孔が形成され、中央後フランジ６５に中央後内取付孔が形成されている。
【００３４】
中央上壁部６２は、車体フレーム１２の上壁部３８のうち、中央部を形成する壁部である。
中央上壁部６２の外辺に中央上フランジ６２ａが形成されている。中央上フランジ６２ａに上取付孔が形成されている。
【００３５】
中央下壁部６３は、車体フレーム１２の下壁部３９のうち、中央部を形成する壁部である。
中央下壁部６３の外辺に中央下フランジ６３ａが形成されている。中央下フランジ６３ａに下取付孔が形成されている。
【００３６】
後サブフレーム部３４は、メインフレーム部３１の後部（後クロス部４５および後圧縮壁部４６など）に沿って取り付けられることで、メインフレーム部３１の後部と一体になって中空体を形成する断面略コ字状の部材である。
後サブフレーム部３４は、板厚寸法Ｔ２で形成されている。
この後サブフレーム部３４は、後端部３４ａがダッシュボードロア２１に取り付けられた壁部である。
【００３７】
具体的には、後サブフレーム部３４は、後引張壁部（引張壁部）６７、後上壁部６８、後下壁部６９、後前フランジ７１、後上フランジ６８ａ、および後下フランジ６９ａを有する。
後引張壁部６７、後上壁部６８および後下壁部６９で断面略コ字状の部材が形成される。
【００３８】
後引張壁部６７は、車体フレーム１２の外壁部３７のうち、後部を形成する壁部であって、車体中心４９に対して平行に配置された壁部である。
後引張壁部６７の前端部に後前フランジ７１が形成されている。後前フランジ７１に後外取付孔が形成されている。
【００３９】
後上壁部６８は、車体フレーム１２の上壁部３８のうち、後部を形成する壁部である。
後上壁部６８の内辺に後上フランジ６８ａが形成されている。後上フランジ６８ａに上取付孔が形成されている。
【００４０】
後下壁部６９は、車体フレーム１２の下壁部３９のうち、後部を形成する壁部である。
後下壁部６９の内辺に後下フランジ６９ａが形成されている。後下フランジ６９ａに下取付孔が形成されている。
【００４１】
メインフレーム部３１の板厚寸法Ｔ１と、前サブフレーム部３２、中央サブフレーム部３３および後サブフレーム部３４の板厚寸法Ｔ２との関係は、Ｔ１＞Ｔ２が成立する。
すなわち、軽合金材は鋼材と比較して比重が小さい。具体的には、軽合金としてのアルミ合金は、鋼材と比較して比重が略１／３である。
よって、同等重量の比較では、アルミ合金製のメインフレーム部（アルミ合金板）３１の板厚寸法Ｔ１を、鋼製の各サブフレーム部（鋼板）３２〜３４の板厚寸法Ｔ２に対して略３倍まで厚くすることが可能である。
【００４２】
これにより、メインフレーム部３１をアルミ合金などの軽金属で形成することで、メインフレーム部３１の板厚寸法Ｔ１を大きくして、前圧縮壁部４２、中央圧縮壁部４４および後圧縮壁部４６の座屈応力を高めることができる。
【００４３】
例えば、アルミ合金板と鋼板との板厚比が１．５の場合、座屈応力比は、
アルミ合金板：鋼板＝１．１：１
である。
また、アルミ合金板と鋼板との板厚比が２の場合、座屈応力比は、
アルミ合金板：鋼板＝２．６：１
である。
【００４４】
さらに、アルミ合金板と鋼板との板厚比が２．５の場合、座屈応力比は、
アルミ合金板：鋼板＝５．２：１
である。
加えて、アルミ合金板と鋼板との板厚比が３の場合、座屈応力比は、
アルミ合金板：鋼板＝９：１である。
【００４５】
一方、鋼材は軽合金材と比較して引張応力が高いとともに、最大伸び量が多い。
そこで、前サブフレーム部３２、中央サブフレーム部３３および後サブフレーム部３４を鋼材で形成することで、前引張壁部５４、中央引張壁部６１および後引張壁部６７のエネルギー吸収量を多くすることができる。
【００４６】
前サブフレーム部３２の前上フランジ５５ａは、メインフレーム部３１（前圧縮壁部４２および前クロス部４３）の上辺にボルト７３…およびナット７４…で取り付けられている。
前サブフレーム部３２の前下フランジ５６ａは、メインフレーム部３１（前圧縮壁部４２および前クロス部４３）の下辺にボルト７３…およびナット７４…で取り付けられている。
【００４７】
前サブフレーム部３２の前後フランジ５７は、メインフレーム部３１（中央圧縮壁部４４）の前辺４４ｄにボルト７３…およびナット７４…で取り付けられている。
この前後フランジ５７は、上端部が中央上フランジ６２ａと共締めされ、下端部が中央下フランジ６３ａと共締めされている。
【００４８】
中央サブフレーム部３３の中央上フランジ６２ａは、メインフレーム部３１（前クロス部４３、中央圧縮壁部４４および後クロス部４５）の上辺にボルト７３…およびナット７４…で取り付けられている。
中央サブフレーム部３３の中央下フランジ６３ａは、メインフレーム部３１（前クロス部４３、中央圧縮壁部４４および後クロス部４５）の下辺にボルト７３…およびナット７４…で取り付けられている。
【００４９】
中央サブフレーム部３３の中央前フランジ６４は、メインフレーム部３１（前圧縮壁部４２）の後辺にボルト７３…およびナット７４…で取り付けられている。
この中央前フランジ６４は、上端部が前上フランジ５５ａと共締めされ、下端部が前下フランジ５６ａと共締めされている。
【００５０】
中央サブフレーム部３３の中央後フランジ６５は、メインフレーム部３１（後圧縮壁部４６）の前辺４５ａにボルト７３…およびナット７４…で取り付けられている。
この中央後フランジ６５は、上端部が後上フランジ６８ａと共締めされ、下端部が後下フランジ６９ａと共締めされている。
【００５１】
後サブフレーム部３４の後上フランジ６８ａは、メインフレーム部３１（後クロス部４５、後圧縮壁部４６）の上辺にボルト７３…およびナット７４…で取り付けられている。
後サブフレーム部３４の後下フランジ６９ａは、メインフレーム部３１（後クロス部４５、後圧縮壁部４６）の下辺にボルト７３…およびナット７４…で取り付けられている。
【００５２】
後サブフレーム部３４の後前フランジ７１は、メインフレーム部３１（中央圧縮壁部４４）の後辺４４ｅにボルト７３…およびナット７４…で取り付けられている。
この後前フランジ７１は、上端部が中央上フランジ６２ａと共締めされ、下端部が中央下フランジ６３ａと共締めされている。
【００５３】
以上説明したように、前サブフレーム部３２は、前上フランジ５５ａ、前下フランジ５６ａおよび前後フランジ５７をメインフレーム部３１にボルト止めすることで、メインフレーム部３１に簡単に取り付けられる。
また、中央サブフレーム部３３は、中央上フランジ６２ａ、中央下フランジ６３ａ、中央前フランジ６４および中央後フランジ６５をメインフレーム部３１にボルト止めすることで、メインフレーム部３１に簡単に取り付けられる。
【００５４】
さらに、後サブフレーム部３４は、後上フランジ６８ａ、後下フランジ６９ａおよび後前フランジ７１をメインフレーム部３１にボルト止めすることで、メインフレーム部３１に簡単に取り付けられる。
これにより、前サブフレーム部３２、中央サブフレーム部３３および後サブフレーム部３４をメインフレーム部３１に簡単に取り付けることができる。
【００５５】
図３に示すように、前圧縮壁部４２の後半部４２ｂを車体中央側に角度θ１傾斜させるとともに、中央引張壁部６１の前半部６１ａを車体中央側に角度θ１傾斜させた。
さらに、前引張壁部５４の後半部５４ｂを車体中央側に角度θ１傾斜させるとともに、中央圧縮壁部４４の前半部４４ａを車体中央側に角度θ１傾斜させた。
【００５６】
よって、車体フレーム１２の前部３０ａ、中央部３０ｂおよび後部３０ｃが略クランク状に折り曲げられる。
車体フレーム１２を略クランク状に折り曲げることで、車体フレーム１２は、前部３０ａが後部３０ｃに対して車体幅方向に間隔Ｌ１だけ広げられる。
【００５７】
後部３０ｃの車幅寸法Ｌ２を小さく抑えて、前部３０ａの車幅寸法Ｌ３を大きく広げることができる。
これにより、エンジン／トランスミッションユニット１９やラジエータ２９を収容するためのエンジン収容空間７６が確保されるとともに、前輪７７を収容する前輪収容空間７８が確保される。
【００５８】
つぎに、車体フレーム１２に衝撃が作用した例を図５〜図６に基づいて説明する。
図５（ａ），（ｂ）は第１実施の形態に係る車体フレームに衝撃が作用した例を示す説明図である。
（ａ）において、車体フレーム１２の前端部１２ａに衝撃Ｆ１が矢印のように作用する。
【００５９】
（ｂ）において、車体フレーム１２が想像線８０で示すように変形しようとする。
よって、前圧縮壁部４２の前圧縮折曲部４２ｃに第１圧縮応力σ１が作用するとともに、中央圧縮壁部４４の中央圧縮折曲部４４ｃに第２圧縮応力σ２が作用する。
さらに、後圧縮壁部４６の略中央部に第３圧縮応力σ３が作用する。
【００６０】
ここで、前圧縮壁部４２、中央圧縮壁部４４および後圧縮壁部４６を軽合金（アルミ合金）で形成して板厚寸法Ｔ１を大きくすることで、各圧縮壁部４２，４４，４６の座屈応力を高くできる。
よって、各圧縮壁部４２，４４，４６に発生した第１〜第３の圧縮応力σ１，σ２，σ３を各圧縮壁部４２，４４，４６で良好に支えることができる。
【００６１】
同時に、前引張壁部５４の前引張折曲部５４ｃに第１引張応力σ４が作用するとともに、中央引張壁部６１の中央引張折曲部６１ｃに第２引張応力σ５が作用する。
さらに、後引張壁部６７の略中央部に第３引張応力σ６が作用する。
ここで、前引張壁部５４、中央引張壁部６１および後引張壁部６７を鋼材で形成して引張応力を高くするとともに最大伸び量を多くすることで、各引張壁部５４，６１，６７に発生した第１〜第３の引張応力σ４，σ５，σ６を各引張壁部５４，６１，６７で良好にエネルギーを吸収することができる。
【００６２】
これにより、軽金属製のメインフレーム部３１に鋼製の各サブフレーム部３２〜３４を取り付けるだけの簡単な構成で、折曲部４２ｃ，４４ｃ，５４ｃ，６１ｃを備えた車体フレーム１２の十分なエネルギーの吸収を容易に確保することができる。
【００６３】
加えて、折曲部４２ｃ，４４ｃ，５４ｃ，６１ｃを備えた車体フレーム１２の剛性を容易に確保することで、エンジン／トランスミッションユニット１９やラジエータ２９を収容するためのエンジン収容空間７６が確保されるとともに、前輪７７を収容する前輪収容空間７８を確保することができる。
これにより、エンジン／トランスミッションユニット１９、ラジエータ２９や前輪７７のレイアウトの自由度を高めることができる。
【００６４】
図６は第１実施の形態に係る車体フレームで支えることができる衝撃について説明するグラフである。
グラフＧ１は、鋼材のみで形成した車体フレームを比較例１として示すものである。グラフＧ２は、軽合金材（アルミ合金材）のみで形成した車体フレームを比較例２として示すものである。グラフＧ３は、図１〜図５の第１実施の形態の車体フレーム１２を第１実施例として示すものである。
【００６５】
比較例１は、車体フレームを鋼材のみで形成することで圧縮応力を高めることが難しい。
このため、車体フレームで支えることができる最大衝撃はＦ２である。
【００６６】
比較例２は、車体フレームを軽合金材（アルミ合金材）のみで形成することで引張応力を高めることが難しい。
このため、車体フレームで支えることができる最大衝撃はＦ３である。
【００６７】
実施例１は、車体フレーム１２のうち、圧縮応力が作用する部位を軽合金材（アルミ合金材）で形成し、引張応力が作用する部位を鋼材で形成することで、圧縮応力および引張応力を高めることができる。
【００６８】
よって、車体フレームで支えることができる最大衝撃Ｆ１を、比較例１，２と比較して高めることができる。
これにより、実施例１の車体フレーム１２は、衝撃が発生した前半領域Ｅ１で吸収可能な衝撃エネルギーを増すことができる。
【００６９】
以下、第２〜第３の実施の形態の車体フレームを図７〜図１１に基づいて説明する。なお、第２〜第３の実施の形態の車体フレームにおいて第１実施の形態の部材と同一類似部材については説明を省略する。
【００７０】
（第２実施の形態）
図７は第２実施の形態に係る車体フレームを示す分解斜視図である。
第２実施の形態の車体フレーム９０は、第１実施の形態のメインフレーム部３１に代えてメインフレーム部９１を備えたもので、その他の構成は第１実施の形態の車体フレーム１２と同様である。
【００７１】
メインフレーム部９１は、前圧縮壁部４２の外面に一対の第１横補強リブ９２が設けられ、中央圧縮壁部４４の内面に一対の第２横補強リブ９３が設けられ、後圧縮壁部４６の外面に一対の第３横補強リブ９４が設けられたもので、その他の構成は第１実施の形態のメインフレーム部３１と同様である。
このメインフレーム部９１は、一例として、第１実施の形態のメインフレーム部３１と同様に、鋳造で成形された部材である。
【００７２】
第１横補強リブ９２は、前圧縮壁部４２の外面に車体前後方向に延びるように上下段に一対設けられ、後端部９２ａが前クロス部４３に連結されている。
一対の第１横補強リブ９２は、前サブフレーム部３２で覆われている。
【００７３】
第２横補強リブ９３は、中央圧縮壁部４４の内面に車体前後方向に延びるように上下段に一対設けられ、前端部９３ａが前クロス部４３に連結されるとともに、後端部９３ｂが後クロス部４５に連結されている。
一対の第２横補強リブ９３は、中央サブフレーム部３３で覆われている。
【００７４】
第３横補強リブ９４は、後圧縮壁部４６の外面に車体前後方向に延びるように上下段に一対設けられ、前端部９４ａが後クロス部４５に連結されている。
一対の第３横補強リブ９４は、後サブフレーム部３４で覆われている。
【００７５】
前圧縮壁部４２に一対の第１横補強リブ９２が設けられ、中央圧縮壁部４４に一対の第２横補強リブ９３が設けられ、後圧縮壁部４６に一対の第３横補強リブ９４が設けられることで、各圧縮壁部４２，４４，４６の圧縮応力を一層高めることができる。
【００７６】
図８は第２実施の形態に係る車体フレームで支えることができる衝撃について説明するグラフである。
グラフＧ１およびグラフＧ２は、図６と同様に比較例１，２を示す。グラフＧ４は、図７の第２実施の形態の車体フレーム９０を第２実施例として示すものである。
【００７７】
実施例２は、実施例１に加えて、圧縮応力が作用する圧縮壁部４２，４４，４６に第１〜第３の横補強リブ９２〜９４をそれぞれ設けることで、第１実施例と比較して圧縮応力を一層高めることができる。
よって、第２実施例によれば、車体フレーム９０で支えることができる最大衝撃Ｆ４を、図６に示す第１実施例の最大衝撃Ｆ１と比べて一層高めることができる。
これにより、実施例２の車体フレーム９０は、衝撃が発生した前半領域Ｅ２で吸収可能な衝撃エネルギーを一層増すことができる。
【００７８】
すなわち、第２実施の形態の車体フレーム９０によれば、車体フレーム９０で支えることができる衝撃を第１実施例に比べて一層高めることができる。
さらに、第２実施の形態の車体フレーム９０によれば、第１実施の形態の車体フレーム１２と同様の効果が得られる。
【００７９】
（第３実施の形態）
図９は第３実施の形態に係る車体フレームを示す分解斜視図、図１０は第３実施の形態に係る車体フレームを示す平面図である。
第３実施の形態の車体フレーム１００は、軽金属製のメインフレーム部１０１を断面略コ字状に形成することで上下のフランジ１１５，１１６を車体フレーム１００の幅方向中央に備え、断面略コ字状の空間に第１〜第３の縦補強リブ１０３…、１０４…，１０５…を備えたものである。
【００８０】
具体的には、車体フレーム１００は、軽金属製のメインフレーム部１０１と、メインフレーム部１０１の前部１０７に取り付けられた鋼製の前サブフレーム部（サブフレーム部）１１１と、メインフレーム部１０１の中央部１０８に取り付けられた鋼製の中央サブフレーム部（サブフレーム部）１１２と、メインフレーム部１０１の後部１０９に取り付けられた鋼製の後サブフレーム部（サブフレーム部）１１３とを備える。
【００８１】
メインフレーム部１０１は、図１０に示すように、車体フレーム１００の前端部１００ａから後端部１００ｂまで全域に亘って延出され、前部１０７が車体中心４９に向けて膨出し、中央部１０８が車体外側に向けて膨出し、後部１０９が車体中心４９に向けて膨出し、上下の辺にそれぞれ上下のフランジ１１５，１１６（下フランジ１１６は図９参照）が形成された部材である。
【００８２】
メインフレーム部１０１の前部１０７は、車体中心４９に向けて膨出することで前圧縮壁部（圧縮壁部）１２１、前上壁部１２２、前下壁部１２３で略コ字状に形成されている。
前上壁部１２２および前下壁部１２３に、第１縦補強リブ１０３…が所定の間隔をおいて縦向きに一体成形されている。
【００８３】
メインフレーム部１０１の中央部１０８は、車体外側に向けて膨出することで中央圧縮壁部（圧縮壁部）１２５、中央上壁部１２６、中央下壁部１２７で略コ字状に形成されている。
中央上壁部１２６および中央下壁部１２７に、第２縦補強リブ１０４…が所定の間隔をおいて縦向きに一体成形されている。
【００８４】
メインフレーム部１０１の後部１０９は、車体中心４９に向けて膨出することで後圧縮壁部（圧縮壁部）１３１、後上壁部１３２（図１０参照）、後下壁部１３３で略コ字状に形成されている。
後上壁部１３２および後下壁部１３３に、第３縦補強リブ１０５…が所定の間隔をおいて縦向きに一体成形されている。
【００８５】
前圧縮壁部１２１の後端部と中央圧縮壁部１２５の前端部とが前クロス部１３５で連結されている。
中央圧縮壁部１２５の後端部と後圧縮壁部１３１の前端部とが後クロス部１３６で連結されている。
すなわち、メインフレーム部１０１は、図９に示すように、前圧縮壁部１２１、前クロス部１３５、中央圧縮壁部１２５、後クロス部１３６、後圧縮壁部１３１を車体後方に向けて順に備える。
このメインフレーム部１０１は、一例として、板厚寸法Ｔ１になるように、鋳造で成形された部材である。
【００８６】
前サブフレーム部１１１は、メインフレーム部１０１の前部１０７に沿って取り付けられることで、前部１０７と一体になって中空体を形成する断面略コ字状の部材である。
前サブフレーム部１１１は、板厚寸法Ｔ２で形成されている。
【００８７】
具体的には、前サブフレーム部１１１は、前引張壁部（引張壁部）１４１、前上壁部１４２、前下壁部１４３、前上フランジ１４４、および前下フランジ１４５を有する。
前上フランジ１４５が上フランジ１１５の前部にボルト７３…およびナット７４…で取り付けられている。前下フランジ１４５が下フランジ１１６の前部にボルト７３…およびナット７４…で取り付けられている。
さらに、前サブフレーム部１１１の後端部１１１ａが、中央圧縮壁部１２５の前端部、中央上壁部１２６の前端部および中央下壁部１２７の前端部に被せられた状態でボルト止めされている。
【００８８】
前サブフレーム部１１１の前上壁部１４２、およびメインフレーム部１０１の前上壁部１２２で、車体フレーム１００前部のフレーム前上壁部１４７が形成される。
前サブフレーム部１１１の前下壁部１４３、およびメインフレーム部１０１の前下壁部１２３で、車体フレーム１００前部のフレーム前下壁部１４８が形成される。
【００８９】
これにより、車体フレーム１００は、前部が、前引張壁部１４１、前圧縮壁部１２１、フレーム前上壁部１４７およびフレーム前下壁部１４８の４つ以上の壁部で断面略矩形状の中空体に形成されている。
【００９０】
中央サブフレーム部１１２は、メインフレーム部１０１の中央部１０８に沿って取り付けられることで、中央部１０８と一体になって中空体を形成する断面略コ字状の部材である。
中央サブフレーム部１１２は、板厚寸法Ｔ２で形成されている。
【００９１】
具体的には、中央サブフレーム部１１２は、中央引張壁部（引張壁部）１５１、中央上壁部１５２、中央下壁部１５３、中央上フランジ１５４、および中央下フランジ１５５を有する。
中央上フランジ１５４が上フランジ１１５の中央部にボルト７３…およびナット７４…で取り付けられている。中央下フランジ１５５が下フランジ１１６の中央部にボルト７３…およびナット７４…で取り付けられている。
【００９２】
また、中央サブフレーム部１１２の前端部１１２ａが、前圧縮壁部１２１の後端部、前上壁部１２２の後端部および前下壁部１２３の後端部に被せられた状態でボルト止めされている。
さらに、中央サブフレーム部１１２の後端部１１２ｂが、後圧縮壁部１３１の前端部、後上壁部１３２の前端部および後下壁部１３３の前端部に被せられた状態でボルト止めされている。
【００９３】
中央サブフレーム部１１２の中央上壁部１５２、およびメインフレーム部１０１の中央上壁部１２６で、車体フレーム１００中央部のフレーム中央上壁部１５７が形成される。
中央サブフレーム部１１２の中央下壁部１５３、およびメインフレーム部１０１の中央下壁部１２７で、車体フレーム１００中央部のフレーム中央下壁部１５８が形成される。
【００９４】
これにより、車体フレーム１００は、中央部が、中央引張壁部１５１、中央圧縮壁部１２５、フレーム中央上壁部１５７およびフレーム中央下壁部１５８の４つ以上の壁部で断面略矩形状の中空体に形成されている。
【００９５】
後サブフレーム部１１３は、メインフレーム部１０１の後部１０９に沿って取り付けられることで、後部１０９と一体になって中空体を形成する断面略コ字状の部材である。
後サブフレーム部１１３は、板厚寸法Ｔ２で形成されている。
【００９６】
具体的には、後サブフレーム部１１３は、後引張壁部（引張壁部）１６１、後上壁部１６２、後下壁部１６３、後上フランジ１６４、および後下フランジ１６５を有する。
後上フランジ１６４が上フランジ１１５の後部にボルト７３…およびナット７４…で取り付けられている。後下フランジ６５が下フランジ１１６の後部にボルト７３…およびナット７４…で取り付けられている。
さらに、後サブフレーム部１１３の前端部１１３ａが、中央圧縮壁部１２５の後端部、中央上壁部１２６の後端部および中央下壁部１２７の後端部に被せられた状態でボルト止めされている。
【００９７】
後サブフレーム部１１３の後上壁部１６２、およびメインフレーム部１０１の後上壁部１３２で、車体フレーム１００後部のフレーム後上壁部１６７が形成される。
後サブフレーム部１１３の後下壁部１６３、およびメインフレーム部１０１の後下壁部１３３で、車体フレーム１００後部のフレーム後下壁部１６８が形成される。
【００９８】
これにより、車体フレーム１００は、後部が、後引張壁部１６１、後圧縮壁部１３１、フレーム後上壁部１６７およびフレーム後下壁部１６８の４つ以上の壁部で断面略矩形状の中空体に形成されている。
すなわち、車体フレーム１００は、４つ以上の壁部で断面略矩形状の中空体に形成されている。
【００９９】
車体フレーム１００によれば、メインフレーム部１０１の前上壁部１２２および前下壁部１２３に、第１縦補強リブ１０３…が所定の間隔をおいて縦向きに一体成形されている。
これにより、前圧縮壁部１２１が座屈変形した後に、前上壁部１２２および前下壁部１２３が湾曲変形することを防ぐことができる。
【０１００】
また、車体フレーム１００によれば、メインフレーム部１０１の中央上壁部１２６および中央下壁部１２７に、第２縦補強リブ１０４…が所定の間隔をおいて縦向きに一体成形されている。
これにより、中央圧縮壁部１２５が座屈変形した後に、中央上壁部１２６および中央下壁部１２７が湾曲変形することを防ぐことができる。
【０１０１】
さらに、車体フレーム１００によれば、メインフレーム部１０１の後上壁部１３２および後下壁部１３３に第３縦補強リブ１０５…を所定の間隔をおいて縦向きに一体成形した。
これにより、後圧縮壁部１３１が座屈変形した後に、後上壁部１３２および後下壁部１３３が湾曲変形することを防ぐことができる。
【０１０２】
この車体フレーム１００は、図１０に示すように、メインフレーム部１０１を断面略コ字状に形成することで、上下のフランジ１１５，１１６（下フランジ１１６は図９参照）が車体フレーム１００の幅方向中央に備えられている。
【０１０３】
また、車体フレーム１００は、図１０に示すように、第１実施の形態の車体フレーム１２と同様に、前圧縮壁部１２１の後半部１２１ａが車体中央側に角度θ１傾斜されるとともに、中央引張壁部１５１の前半部１５１ａが車体中央側に角度θ１傾斜されている。
さらに、車体フレーム１００は、第１実施の形態の車体フレーム１２と同様に、前引張壁部１４１の後半部１４１ｂが車体中央側に角度θ１傾斜されるとともに、中央圧縮壁部１２５の前半部１２５ａが車体中央側に角度θ１傾斜されている。
【０１０４】
よって、車体フレーム１００は、前部１１０ａ、中央部１１０ｂおよび後部１１０ｃが略クランク状に折り曲げられている。
車体フレーム１００を略クランク状に折り曲げることで、車体フレーム１００は、前部１１０ａが後部１１０ｃに対して車体幅方向に間隔Ｌ１だけ広げられる。
【０１０５】
後部１１０ｃの車幅寸法Ｌ２を小さく抑えて、前部１１０ａの車幅寸法Ｌ３を大きく広げることができる。
これにより、エンジン／トランスミッションユニット１９やラジエータ２９を収容するためのエンジン収容空間７６が確保されるとともに、前輪７７を収容する前輪収容空間７８が確保される。
【０１０６】
図１１は第３実施の形態に係る車体フレームで支えることができる衝撃について説明するグラフである。
グラフＧ１およびグラフＧ２は、図６と同様に比較例１，２を示す。グラフＧ５は、図９〜図１０の第３実施の形態の車体フレーム１００を第３実施例として示すものである。
【０１０７】
実施例３は、実施例１に加えて、圧縮応力が作用する圧縮壁部１２１，１２５，１３１に第１〜第３の縦補強リブ１０３〜１０５をそれぞれ設けることで、圧縮応力が作用する各圧縮壁部１２１，１２５，１３１が座屈変形した後に、各上壁部１２２，１２６，１３２および各下壁部１２３，１２７，１３３が湾曲変形することを防ぐことができる。
【０１０８】
よって、第３実施例によれば、車体フレーム１００で支えることができる最大衝撃Ｆ５を、図６に示す第１実施例の最大衝撃Ｆ１と同様に高めることができる。
加えて、最大衝撃Ｆ５を支えた後、継続して高い衝撃を支えることができる。
これにより、実施例３の車体フレーム１００は、衝撃が発生した前半領域Ｅ３で吸収可能な衝撃エネルギーを実施例１（図６参照）と同様に確保することができ、加えて、後半領域Ｅ４で吸収可能な衝撃エネルギーを実施例１と比較して同様に増すことができる。
【０１０９】
すなわち、第３実施の形態の車体フレーム１００によれば、車体フレーム１００で支えることができる衝撃を第１実施例と同様に高めることができ、最大衝撃Ｆ５を支えた後も継続して高い衝撃を支えることができる。
さらに、第３実施の形態の車体フレーム１００によれば、第１実施の形態の車体フレーム１２と同様の効果が得られる。
【０１１０】
なお、前記第１〜第３の実施の形態では、前サブフレーム部３２，１１１、中央サブフレーム部３３，１１２および後サブフレーム部３４，１１３を、メインフレーム部３１，９１，１０１にボルト止めした例について説明したが、これに限らないで、各サブフレーム部３２，３３，３４，１１１，１１２，１１３をメインフレーム部３１，９１，１０１にリベットやスポット溶接などの他の方法で接合することも可能である。
【０１１１】
また、前記第１〜第３の実施の形態では、軽合金としてアルミ合金を例示したが、チタン合金などの他の軽合金を使用することも可能である。
【０１１２】
さらに、前記第１〜第３の実施の形態では、前サブフレーム部３２，１１１、中央サブフレーム部３３，１１２および後サブフレーム部３４，１１３をそれぞれ断面略コ字状に形成した例について説明したが、これに限らないで、例えば略円弧状などの他の形状とすることも可能である。
【０１１３】
また、前記第１〜第３の実施の形態では、車体フレーム１２，９０，１００を車体前部構造１０に適用した例について説明したが、これに限らないで、他の車体構造に適用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明は、衝撃が作用した際に、圧縮応力が発生する圧縮壁部と引張応力が発生する引張壁部とを備えた車体フレームが設けられた自動車への適用に好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明に係る車体フレーム（第１実施の形態）を備えた車体前部構造の斜視図である。
【図２】第１実施の形態に係る車体フレームを示す斜視図である。
【図３】第１実施の形態に係る車体フレームを示す平面図である。
【図４】第１実施の形態に係る車体フレームを示す分解斜視図である。
【図５】第１実施の形態に係る車体フレームに衝撃が作用した例を示す説明図である。
【図６】第１実施の形態に係る車体フレームで支えることができる衝撃について説明するグラフである。
【図７】第２実施の形態に係る車体フレームを示す分解斜視図である。
【図８】第２実施の形態に係る車体フレームで支えることができる衝撃について説明するグラフである。
【図９】第３実施の形態に係る車体フレームを示す分解斜視図である。
【図１０】第３実施の形態に係る車体フレームを示す平面図である。
【図１１】第３実施の形態に係る車体フレームで支えることができる衝撃について説明するグラフである。
【符号の説明】
【０１１６】
１２，９０，１００…左車体フレーム（車体フレーム）、１２ａ…前端部、１２ｂ…後端部、１３…右車体フレーム（車体フレーム）、３１，９１，１０１…メインフレーム部、３２，１１１…前サブフレーム部（サブフレーム部）、３３，１１２…中央サブフレーム部（サブフレーム部）、３４，１１３…後サブフレーム部（サブフレーム部）、３６…内壁部、３７…外壁部、３８…上壁部、３９…下壁部、４２，１２１…前圧縮壁部（圧縮壁部）、４４，１２５…中央圧縮壁部（圧縮壁部）、４６，１３１…後圧縮壁部（圧縮壁部）、５４，１４１…前引張壁部（引張壁部）、６１，１５１…中央引張壁部（引張壁部）、６７，１６１…後引張壁部（引張壁部）、Ｔ１…メインフレーム部の板厚寸法、Ｔ２…サブフレーム部の板厚寸法。
【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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【図６】
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【図７】
2008174104.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008174104.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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