(57)【要約】【課題】  平坦な上縁と上向きに湾曲する底壁とを有する横断面Ｕ字状のリヤフレームの曲げ強度を、重量の増加を最小限に抑えながら高める。【解決手段】  フロアパネル１１の下面にリヤフレーム１２を固定し、リヤフレーム１２の湾曲部１４の上部内面に固定した上部スチフナ１５の底壁１５ｂと、湾曲部１４の二つの変曲点ｃ，ｃに挟まれた領域の下部外面に固定した下部スチフナ１６の底壁１６ａとを、湾曲部１４の頂点ａに対してＸ字状に配置したので、リヤフレーム１２に長手方向の圧縮荷重が作用したときに下部スチフナ１６の底壁１６ｂに作用する上向きの荷重ｆ３と上部スチフナ１５の底壁１５ｂに作用する下向きの荷重ｆ６とを釣り合わせてリヤフレーム１２の折れ曲がりを効果的に防止することができる。しかも上部スチフナ１５および下部スチフナ１６は、金属板を折り曲げて構成することが可能な断面Ｕ字状の部材であるため、それを設けたことによる重量の増加を最小限に抑えることができる。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
概ね平坦なパネル（１１）の下面に上向きに開口する横断面Ｕ字状のフレーム部材（１２）の上縁を固定して閉断面に構成し、前記フレーム部材（１２）の長手方向中間部に、その底壁（１２ｃ）が上向きに湾曲する湾曲部（１４）を形成した車両のフレーム構造において、
少なくとも前記フレーム部材（１２）の湾曲部（１４）の範囲の上部内面に上向きに開口する断面Ｕ字状の上部スチフナ（１５）を固定するとともに、前記湾曲部（１４）の底壁（１２ｃ）の二つの変曲点（ｃ）に挟まれた領域の下部外面に上向きに開口する断面Ｕ字状の下部スチフナ（１６）を固定し、前記上部スチフナ（１５）の底壁（１５ｂ）と前記下部スチフナ（１６）の底壁（１６ｂ）とを前記湾曲部（１４）の頂点（ａ）に対してＸ字状に配置したことを特徴とする車両のフレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概ね平坦なパネルの下面に上向きに開口する横断面Ｕ字状のフレーム部材の上縁を固定して閉断面に構成し、前記フレーム部材の長手方向中間部に、その底壁が上向きに湾曲する湾曲部を形成した車両のフレーム構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の衝突による前後方向の荷重が、側面視でクランク状に屈曲する閉断面のフロントサイドメンバに加わると、その屈曲部（キックアップ部）に曲げモーメントが発生して大きな曲げ変形を発生する問題がある。そこでフロントサイドメンバのキックアップ部における圧縮変形側だけを補強部材で補強することにより、重量の増加を最小限に抑えながらキックアップ部の剛性を高めるものが、下記特許文献１により公知である。
【特許文献１】特開２００３−２３１４８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、自動車のリヤフレームは、後輪のサスペンション装置を取り付ける部分が、サスペンションスプリングや油圧ダンパーとの干渉を避けるべく上向きにアーチ状に湾曲しているため、そのリヤフレームの上面を覆うフロアパネルも上向きに湾曲して車室内の容積の有効利用を妨げる問題がある。そこで、フロアパネルを平坦にすべくリヤフレームの上面を平坦にすると、リヤフレームの下面に形成されるアーチ状の湾曲部によって剛性が大幅に減少するだけでなく、自動車の衝突時にリヤフレームに加わる前後方向の荷重によって前記湾曲部が上向きに折れ曲がってしまい、リヤフレームの前部あるいは後部を効果的に座屈させて衝撃吸収効果を発揮させるのが難しくなる。
【０００４】
このような問題を解決するには、リヤフレームに形成されるアーチ状の湾曲部を補強部材で補強して前後方向の荷重によって折れ曲がり難くすればよいが、前記補強部材の形状や配置を工夫しないと、重量のみが増加して曲げ荷重に対する強度を高めることができないという結果になる。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、平坦な上縁と上向きに湾曲する底壁とを有する横断面Ｕ字状のフレーム部材の曲げ強度を、重量の増加を最小限に抑えながら高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、概ね平坦なパネルの下面に上向きに開口する横断面Ｕ字状のフレーム部材の上縁を固定して閉断面に構成し、前記フレーム部材の長手方向中間部に、その底壁が上向きに湾曲する湾曲部を形成した車両のフレーム構造において、少なくとも前記フレーム部材の湾曲部の範囲の上部内面に上向きに開口する断面Ｕ字状の上部スチフナを固定するとともに、前記湾曲部の底壁の二つの変曲点に挟まれた領域の下部外面に上向きに開口する断面Ｕ字状の下部スチフナを固定し、前記上部スチフナの底壁と前記下部スチフナの底壁とを前記湾曲部の頂点に対してＸ字状に配置したことを特徴とする車両のフレーム構造が提案される。
【０００７】
尚、実施例のフロアパネル１１は本発明のパネルに対応し、実施例のリヤフレーム１２は本願発明のフレーム部材に対応する。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の構成によれば、概ね平坦なパネルの下面に上向きに開口する横断面Ｕ字状のフレーム部材の上縁を固定して閉断面に構成し、フレーム部材の長手方向中間部に、その底壁が上向きに湾曲する湾曲部を形成したので、湾曲部の下方に配置される部材とフレーム部材との干渉を回避しながら、平坦に形成したパネルの上方の空間を広く確保することができる。また湾曲部の上部内面に固定した上部スチフナの底壁と、湾曲部の二つの変曲点に挟まれた領域の下部外面に固定した下部スチフナの底壁とを、湾曲部の頂点に対してＸ字状に配置したので、フレーム部材に長手方向の圧縮荷重が作用したときに下部スチフナの底壁に作用する上向きの荷重と上部スチフナの底壁に作用する下向きの荷重とを釣り合わせてフレーム部材の折れ曲がりを効果的に防止することができる。しかも上部スチフナおよび下部スチフナは、金属板を折り曲げて構成することが可能な断面Ｕ字状の部材であるため、それを設けたことによる重量の増加を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図５は本発明の一実施例を示すもので、図１は自動車のリヤフレームの斜視図、図２は図１の２方向矢視図、図３は図２の３−３線拡大断面図、図４は図２の４−４線拡大断面図、図５は自動車の衝突時の作用説明図である。
【００１１】
図１〜図４に示すように、自動車の概ね平坦なフロアパネル１１の下面に、車体前後方向に延びるリヤフレーム１２が固定される。リヤフレーム１２はフロアパネル１１の両側に沿って２本配置されるが、それらは車体中心面に対して左右対称な形状を有するため、以下、その一方のリヤフレーム１２について説明する。
【００１２】
リヤフレーム１２は上面が開放した横断面Ｕ字状の部材であって、その一対の上縁を外向きに折り曲げたフランジ１２ａ，１２ａをフロアパネル１１の下面に溶接ｗ１することで台形状の閉断面に構成される。リヤフレーム１２の長手方向両端の直線部１３，１３は一定の横断面を有しているが、その長手方向中間部、つまり後輪のサスペンション装置を取り付ける部分に、サスペンションスプリングや油圧ダンパーとの干渉を避けるべく上向きに湾曲した湾曲部１４が形成される。
【００１３】
湾曲部１４ではリヤフレーム１２の側壁１２ｂ，１２ｂの高さが減少しており、それに応じてリヤフレーム１２の底壁１２ｃが上向きに滑らかにカーブしている。図２に明瞭に示すように、リヤフレーム１２の底壁１２ｃは、直線部１３，１３平面から湾曲部１４の曲面に移行する前後一対の湾曲開始点ａ，ａと、湾曲部１４が上向きに最も深く窪んだ頂点ｂと、前後一対の湾曲開始点ａ，ａおよび頂点ｂ間に位置する前後一対の変曲点ｃ，ｃとを有している。変曲点ｃ，ｃとは、湾曲開始点ａ，ａから頂点ｂに向かって曲率が正（下に凸）から負（上に凸）に変化する点である。
【００１４】
リヤフレーム１２の湾曲部１４の近傍は上部スチフナ１５および下部スチフナ１６によって補強される。
【００１５】
上部スチフナ１５は一対の側壁１５ａ，１５ａと、その下端間を接続する底壁１５ｂとを有して上方に開放した横断面Ｕ字状の部材であって、リヤフレーム１２の上部の内側に収納された状態で、その側壁１５ａ，１５ａがリヤフレーム１２の側壁１２ｂ，１２ｂの内面に接するように溶接ｗ２される。上部スチフナ１５の全長に亘り、その側壁１５ａ，１５ａの直線状の上縁はリヤフレーム１２の側壁１２ｂ，１２ｂの上縁に沿っている。一方、上部スチフナ１５の側壁１５ａ，１５ａの高さは長手方向に変化しており、前後の変曲点ｃ，ｃの両側では底壁１５ｂが上向きに凸に湾曲することで、側壁１５ａ，１５ａの高さは両端側で高く中央側で低くなっている。また前後の変曲点ｃ，ｃの間では底壁１５ｂが下向きに凸に湾曲することで、側壁１５ａ，１５ａの高さは両端側で低く中央側で高くなっている。
【００１６】
下部スチフナ１６は一対の側壁１６ａ，１６ａと、その下端間を接続する底壁１６ｂとを有して上方に開放した横断面Ｕ字状の部材であって、リヤフレーム１２の下部外面に重ね合わされた状態で、その側壁１６ａ，１６ａがリヤフレーム１２の側壁１２ｂ，１２ｂの外面に接するように溶接ｗ３される。下部スチフナ１６はリヤフレーム１２の前後の変曲点ｃ，ｃに挟まれた範囲に設けられており、その底壁１６ｂはリヤフレーム１２の底壁１２ｃ沿っている。一方、下部スチフナ１６の側壁１６ａ，１６ａの上縁はリヤフレーム１２の上縁の下方に平行に延びており、その結果、下部スチフナ１６の側壁１６ａ，１６ａの高さは長手方向の両端側で高くなり、中央側で低くなっている。
【００１７】
しかして、図５から明らかなように、リヤフレーム１２の湾曲部１４の範囲で、上部スチフナ１５の底壁１５ｂと下部スチフナ１６の底壁１６ｂとは、リヤフレーム１２の頂点ｂに関してＸ字状に配置されている。
【００１８】
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。
【００１９】
自動車が正面衝突した場合や、自動車が後方から追突されたような場合にリヤフレーム１２に前後方向の圧縮力が作用するが、このときリヤフレーム１２の湾曲部１４の変形を最小限に抑えながら、リヤフレーム１２の前後の直線部１３，１３を圧縮することで座屈させて衝撃を吸収することが望ましい。
【００２０】
リヤフレーム１２の湾曲部１４は底壁１２ｃが上向きに湾曲しているため、その底壁１２ｃに連なる側壁１２ｂ，１２ｂの高さが減少して強度が低下するが、その部分に下部スチフナ１６を重ね合わせて固定することで、上下方向の高さが減少したリヤフレーム１２の湾曲部１４の剛性が高められる。しかしながら、リヤフレーム１２の湾曲部１４の底壁１２ｃおよび下部スチフナ１６の底壁１６ｂは上向きに凸に湾曲していることから、そこに作用する圧縮荷重ｆ１およびその反力ｆ２は、相互に対向し、かつ湾曲部１４の頂点ｂに向かうように斜め上向きに作用するため、圧縮荷重ｆ１およびその反力ｆ２の合力ｆ３が上向きに作用してリヤフレーム１２の湾曲部１４をヘ字状に折り曲げようとする。
【００２１】
これと同時に、リヤフレーム１２に作用する前後方向の圧縮力は上部スチフナ１５を圧縮するが、上部スチフナ１５の底壁１５ｂは下向きに凸に湾曲していることから、そこに作用する圧縮荷重ｆ４およびその反力ｆ５は、相互に対向し、かつ湾曲部１４の頂点ｂに向かうように斜め下向きに作用する。その結果、圧縮荷重ｆ４およびその反力ｆ５の合力ｆ６が下向きに作用し、前記上向きの合力ｆ３と打ち消し合うことで、リヤフレーム１２が湾曲部１４でヘ字状に折れ曲がるのを防止することができる。
【００２２】
このように、フロアパネル１１を平坦に形成して車室容積を有効に利用できるようにしながら、サスペンション装置等を配置するためのリヤフレーム１２の湾曲部１４を板材よりなる軽量な上部スチフナ１５および下部スチフナ１６で補強するだけで、自動車の衝突時における湾曲部１４の折れ曲がりを確実に抑制し、その前後の直線部１３，１３を効果的に座屈させて衝撃吸収効果を高めることができる。
【００２３】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２４】
例えば、実施例では自動車のリヤフレーム１２を例示したが、本発明は自動車のフロントサイドフレームや四輪駆動車両のクロスメンバ等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】自動車のリヤフレームの斜視図
【図２】図１の２方向矢視図
【図３】図２の３−３線拡大断面図
【図４】図２の４−４線拡大断面図
【図５】自動車の衝突時の作用説明図
【符号の説明】
【００２６】
１１        フロアパネル（パネル）
１２        リヤフレーム（フレーム部材）
１２ｃ      底壁
１４        湾曲部
１５        上部スチフナ
１５ｂ      底壁
１６        下部スチフナ
１６ｂ      底壁
ａ          頂点
ｃ          変曲点
【図１】
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【図２】
2005219581.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005219581.tif 000006
【図５】
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