(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のサイドメンバに、フロントホイールの後方近傍に位置して、曲げられた屈曲部を夫々成形し、
上記一対のサイドメンバ同士の間隔において、上記屈曲部前方の前側直線部同士の間隔が上記屈曲部後方の後側直線部同士の間隔よりも狭く、
上記屈曲部の車幅方向の外側面に、上面視で上記前側直線部と上記後側直線部との車幅方向のずれであるオフセットの上記前側直線部側の立上り部に位置して、凹部を成形し、 上記屈曲部の車幅方向の外側面に、前面衝突に伴って後退するフロントホイールを押えるホイールストッパを設けたことを特徴とする車体フレーム。
【請求項２】
上記凹部は、上記屈曲部の側面の上部および下部に、それぞれ成形された上凹部と下凹部とからなる請求項１記載の車体フレーム。
【請求項３】
上記屈曲部に、前面衝突時に曲げたくない部位に位置させて、補強部材を設けた請求項１又は２記載の車体フレーム。
【請求項４】
上記凹部に代えて穴を形成した請求項１乃至３のいずれかに記載の車体フレーム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＲＶやＳＵＶやトラック等に用いられる車体フレームに係り、特に、前面衝突時におけるサイドメンバの変形モード（クラッシュモード）をコントロールできる新規な車体フレームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＲＶやＳＵＶやトラック等の車両に用いられる車体フレームとして、車幅方向に所定間隔を隔てて配置された一対のサイドメンバと、それらサイドメンバ間に掛け渡されたクロスメンバとから構成される所謂ラダーフレームタイプのものが知られている。この種の車体フレームの左右のサイドメンバには、フロントホイールの後方近傍に位置して、車幅方向内方に且つ車高方向上方に曲げられた屈曲部が成形されている。かかるサイドメンバにあっては、前面衝突時に上記屈曲部に曲げモーメントが集中するため、屈曲部が折り畳まれて変形する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、屈曲部は、最も強度が弱い部位が必然的に折り畳まれてしまうため、どの部位を折れ曲がり点とするか積極的にコントロールできない。すなわち、屈曲部は、仮に所定のクラッシュ荷重に合わせて設計できたとしても、その設計品は屈曲部の最も強度が弱い部位が成り行きで必然的に折り畳まれてしまい、クラッシュモード（変形モード）をコントロールできなかった。クラッシュモードをコントロールするとは、単純にレイアウトからくる車体フレームの形状によって折れ曲がり点が限定されないことを意味し、強度的に曲がらない部位を曲げるようにすることである。
【０００４】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、前面衝突時におけるクラッシュモードをコントロールできる車体フレームを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく創案された本発明に係る車体フレームは、一対のサイドメンバに、フロントホイールの後方近傍に位置して、曲げられた屈曲部を夫々成形し、上記一対のサイドメンバ同士の間隔において、上記屈曲部前方の前側直線部同士の間隔が上記屈曲部後方の後側直線部同士の間隔よりも狭く、上記屈曲部の車幅方向の外側面に、上面視で上記前側直線部と上記後側直線部との車幅方向のずれであるオフセットの上記前側直線部側の立上り部に位置して、凹部を成形し、上記屈曲部の車幅方向の外側面に、前面衝突に伴って後退するフロントホイールを押えるホイールストッパを設けたものである。
【０００７】
また、上記凹部は、上記屈曲部の側面の上部および下部に、それぞれ成形された上凹部と下凹部とからなっていてもよい。
【０００９】
また、上記屈曲部に、前面衝突時に曲げたくない部位に位置させて、補強部材を設けてもよい。
【００１０】
また、上記凹部に代えて穴を形成してもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１２】
図１(a),(b) に示すように、この車体フレーム１は、車幅方向に所定間隔を隔てて配置された一対のサイドメンバ２、２と、それらサイドメンバ２、２間に掛け渡されたクロスメンバ３とを有する。各サイドメンバ３は、図２に示すように、断面コ字状の外側片２ａと内側片２ｂとが、最中状に対向溶接されて構成されている。
【００１３】
サイドメンバ２には、フロントホイール４の後方近傍に位置して、車幅方向内方に且つ車高方向上方に曲げられた屈曲部５が夫々成形されている。すなわち、サイドメンバ２は、上記屈曲部５と、その前方の前側直線部６と、後方の後側直線部７とを有する。左右の前側直線部６、６同士の間隔Ｗ１は、フロントホイール４が所定の操舵角を確保できる間隔に設定されており、後側直線部７、７同士の間隔Ｗ２よりも狭い。また、前側直線部６の高さＨ１は、後側直線部７の高さＨ２よりも高い。
【００１４】
前側直線部６には、サスペンション機構８（ダブルウィシュボーンタイプ等）を介してフロントホイール４が取り付けられている。また、屈曲部５には、前面衝突時にサイドフレーム２の変形に伴って後退するフロントホイール４を押えるホイールストッパ９が取り付けられている（図３参照）。ホイールストッパ９の取付剛性は、前面衝突時における上記フロントホイール４の後退を押えられるように、強固に設定されている。
【００１５】
ホイールストッパ９の前面部９ａは、図１(b) に示すように、サイドメンバ２の後側直線部７から屈曲部５が立ち上がる部位（キックアップの立上がり部）に、位置されている。キックアップとは、前側直線部６の高さＨ１と後側直線部７の高さＨ２との差をいう。後側直線部７は、その側面視幅が前側直線部６の側面視幅よりも広く、基本的な剛性が高い。このように基本的な剛性が高い部分に位置して、ホイールストッパ９が強固に取り付けられているのである。
【００１６】
屈曲部５の車幅方向の外側面には、前面衝突時の谷折れ部とする部位に位置して、凹部１０が成形されている。図例では、凹部１０は、サスペンション機構８とホイールストッパ９との略中間位置に成形されており、図１(a)に示すように上面視でオフセットの立上り部（前面衝突時に曲げモーメントが生じる部位）に位置している。オフセットとは、前側直線部６と後側直線部７との車幅方向のずれをいう。
【００１７】
また、凹部１０は、屈曲部５の側面の上部（角部）および下部（角部）に夫々成形された上凹部１０ａと下凹部１０ｂとからなる。上凹部１０ａと下凹部１０ｂとは、鉛直線上に配置されている。これにより、前面衝突時には、上凹部１０ａと下凹部１０ｂとを繋げた線（鉛直線）を谷折れ線１４として曲げが起こる。なお、上凹部１０ａと下凹部１０ｂとを繋ぐ直線は、鉛直線に限らず傾斜線でもよい。要は、前面衝突時に谷折れ線としたい線に合わせて上凹部１０ａおよび下凹部１０ｂを配置すればよい。これにより、クラッシュモードを設定できる。
【００１８】
凹部１０の大きさ深さは、前面衝突時に曲がりを起こす所望の荷重に合わせて設定されている。すなわち、凹部１０の大きさ深さが大であると「曲がりが起こる荷重」が小さくなり、凹部１０の大きさ深さが小であると「曲がりが起こる荷重」が大きくなる。この予め設定した「曲がりが起こる荷重」に基いて、上凹部１０ａおよび下凹部１０ｂのトータルの「大きさ深さ」が設定される。これにより、クラッシュ荷重を設定できる。
【００１９】
なお、凹部１０は、上凹部１０ａまたは下凹部１０ｂのいずれか一方のみでもよい。また、図例では、凹部１０は、車幅方向の外側面にのみ成形されているが、仮想線１１で示すように車幅方向の内側面にも成形してもよく、また、この内側面のもののみでもよい。仮想線１１で示すように内側面に凹部を成形するときには、後述する第２補強部材１２の近傍に成形することが望ましい。この凹部は、前面衝突時の谷折れ部とする部位に位置して成形されることは勿論である。
【００２０】
また、屈曲部５の外側面には、前面衝突時に曲げたくない部位に位置させて、第１補強部材１３が設けられている。図例では、第１補強部材１３は、サスペンション機構８の直後で且つ上凹部１０ａの前方の部分（最も強度が弱い部分：必然的に曲がってしまう部分）に位置して、溶接等により取り付けられている。なお、第１補強部材１３は、図１(b) に示す屈曲部５の外側面の上部だけではなく、下部にも設けてもよい。また、上記凹部１０のみで谷折れを確実にできるなら、第１補強部材１３を省略してもよい。
【００２１】
また、屈曲部５および後側直線部７の内部には、図２にも示すように、第２補強部材１２が溶接されて収容されている。第２補強部材１２は、ホイールストッパ９の近傍のサイドメンバ２の剛性を高め、前面衝突時に後退するフロントホイール４がホイールストッパ９を押したとき、その押圧力によるサイドメンバ２の変形を抑制するものである。
【００２２】
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。
【００２３】
車両の前面衝突時（オフセット衝突時）には、図３に示すように、サイドメンバ２は、凹部１０と第１補強部材１３との強度差に基き、予め設定された図１(a),(b) に示す凹部１０が谷折れ部となって、折り畳まれる。詳しくは、上凹部１０ａと下凹部１０ｂとを結ぶ線が谷折れ線１４となって折り畳まれる。なお、仮想線１１で示す凹部を成形した場合には、その凹部と第２補強部材１２と強度差に基き、その凹部が谷折れ部となって、折り畳まれることになる。
【００２４】
すると、それに伴ってフロントホイール４およびサスペンション機構８（以下フロントホイール等という）が後退してホイールストッパ９に当たり、その後退が押えられる。よって、フロントホイール４等は、それ以上後退することはなく、ボディー１５内への侵入が小さくなる。この結果、フロントホイール４等がボディー１５を変形させてキャビン内のフットスペースに侵入することが抑止され、前面衝突時の乗員空間（特に脚部）を確保できる。
【００２５】
すなわち、上記凹部１０および第１補強部材１３は、屈曲部５が図３に示すように変形してフロントホイール４等がホイールストッパ９に当たるように、その位置や大きさ等が設定されているのである。これによりクラッシュモードを積極的にコントロールでき、ひいては前面衝突時の減速度のコントロールが可能となる。また、凹部１９が谷折れ線１４で折れ曲がる荷重は、上凹部１０ａおよび下凹部１０ｂの大きさ及び深さを調節することでコントロールできる。よって、クラッシュ荷重も積極的にコントロールできる。
【００２６】
このとき、フロントホイール４等がホイールストッパ９に当ってそれを押すとその近傍のサイドメンバ２には大きな荷重が加わるが、その部分はサイドメンバ２内に設けられた第２補強部材１２によって補強されて剛性が高められているので、ホイールストッパ９の近傍のサイドメンバ２の変形が抑えられる。よって、前面衝突時に後退するフロントホイール４は、第２補強部材１２によって取付部近傍の剛性が高められたホイールストッパ９によって強固に押さえられ、これによってもフロントホイール４等のフットスペースへの侵入を抑止できる。
【００２７】
他方、上記凹部１０および第１補強部材１３がない場合には、車両の前面衝突時（オフセット衝突時）に、図４に示すように屈曲部５において最も強度が弱い部分が成り行きで必然的に折り曲がってしまい、クラッシュモードのコントロールができず、後退するフロントホイール４等がホイールストッパ９を乗り越えて後方に移動してしまう可能性がある。この場合、フロントホイール４等がボディー１５を変形させてキャビン内のフットスペースに大きく侵入してしまう。
【００２８】
また、本実施形態における凹部１０の代りに穴をサイドメンバ２の側面に穿孔してクラッシュモードをコントロールしてもよい。この場合、穴の大きさを調節することでクラッシュ荷重をコントロールできる。このように、本実施形態は、サイドメンバ２の板厚や構造を一切変えることなく、凹部１０や穴を設けることによってクラッシュモードおよびクラッシュ荷重をコントロールしているので、極めて低コストで実現できる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る車体フレームによれば、前面衝突時におけるクラッシュモードおよびクラッシュ荷重を積極的にコントロールできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示す車体フレームの説明図であり、図１(a)は上面図、図１(b)は側面図である。
【図２】  図２のII-II線断面図である。
【図３】  上記車体フレームの前面衝突（オフセット衝突）時の側面図である。
【図４】  比較例の車体フレームの前面衝突（オフセット衝突）時の側面図である。
【符号の説明】
１  車体フレーム
２  サイドメンバ
４  フロントホイール
５  屈曲部
９  ホイールストッパ
１０  凹部
１０ａ  上凹部
１０ｂ  下凹部
１３  補強部材としての第１補強部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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