(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体のサイドフレームを構成するフロントフレームのストラットブラケットに対して前方側を平面視で、前方から後方に向けて段階的に幅広になるように形成し、上記フロントフレームは、上記段階的な幅を連続させるべく車両の後方側となるに従い徐々に幅を広げる拡幅部分を有し、前方からの荷重に対して、該フロントフレームの変形が前方から後方に向けて進むように上記フロントフレームの上記拡幅部分に、車体の前後方向に所定間隔で、車体の前後方向と交差する方向で、かつ、車両の後方側に位置するビードの方が長い複数のビードを形成したことを特徴とする車体フレーム構造。
【請求項２】
上記フロントフレームに前端部から後方に向けて一定長さ所定幅に設定した第１の所定幅部分を設け、該第１の所定幅部分に連続して上記拡幅部分を設け、上記拡幅部分の車両後方側に続く第２の所定幅部分を設け、車体の前後方向に所定間隔で、車体の前後方向と交差する方向で上記拡幅部分のビードに続き第２の所定幅部分の前端部にビードを形成したことを特徴とする請求項１に記載の車体フレーム構造。
【請求項３】
車体のサイドフレームを構成するセンターフレームをパイプ材で形成し、このパイプ材の側面に断面コ字状の板状部材を被せて配置し、上記パイプ材の幅方向略中央部に溶接位置がくるように上記板状部材を溶接するとともに、上記板状部材に凹凸を設けて上記パイプ材からの突出高さを変更し断面剛性を変化させたことを特徴とする車体フレーム構造。
【請求項４】
車体のサイドフレームを構成するフロントフレームとセンターフレームの接続部分に、補強用ガセットを設け、該ガセットに、フロントフレームの溶接部分を避ける湾曲部を形成したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車体フレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、剛性の向上を図り得る車体フレーム構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は自動車のフレーム構造を示したもので、車体フレーム１００は、一対のサイドフレーム１０１と、サイドフレーム１０１相互間を連結した複数のクロスメンバ１０２で構成されている。サイドフレーム１０１は、図１４に示すように、フロントフレーム１０３と、センターフレーム１０４と、リヤフレーム１０５を溶接によって連結している。フロントフレーム１０３は、図１５のように、２枚のコ字状パネル１０６，１０７を箱形に接合して構成されており、上面から外側面にかけて補強用のビード１０８が設けられている。このフロントフレーム１０３は、長手方向の幅寸法がＤ点、Ｅ点、Ｆ点で、総て等しいＭになるように形成されている。
また、センターフレーム１０４には、角パイプあるいは丸パイプが使用されている。
【０００３】
このような車体フレーム１００では、前面衝突時、フレームの折れ点が、フロントフレーム１０３とセンターフレーム１０４の接合部Ｇに生じ、フロントフレーム１０３が持ち上がり、この接合部Ｇに位置するダッシュパネルを変形させていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ダッシュパネルの変形は、乗員残存空間の減少になるため、衝突性能に悪影響を及ぼすことになる。
また、自動車の車体フレームで、角パイプあるいは丸パイプが使用される部分では断面が均一となり、剛性分布を変えることは難しかった。
さらに、車体フレームの幅、特にフロントフレーム１０３の幅が一定のため、前面衝突時に前方から徐々に潰れて、衝撃を吸収するモードにすることが困難であった。
【０００５】
本発明は上記課題を解決し、衝撃エネルギーを効果的に吸収することができる車体フレーム構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、車体のサイドフレームを構成するフロントフレームのストラットブラケットに対して前方側を平面視で、前方から後方に向けて段階的に幅広になるように形成し、上記フロントフレームは、上記段階的な幅を連続させるべく車両の後方側となるに従い徐々に幅を広げる拡幅部分を有し、前方からの荷重に対して、該フロントフレームの変形が前方から後方に向けて進むように上記フロントフレームの上記拡幅部分に、車体の前後方向に所定間隔で、車体の前後方向と交差する方向で、かつ、車両の後方側に位置するビードの方が長い複数のビードを形成したことにある。
また、本発明は、上記フロントフレームに前端部から後方に向けて一定長さ所定幅に設定した第１の所定幅部分を設け、該第１の所定幅部分に連続して上記拡幅部分を設け、上記拡幅部分の車両後方側に続く第２の所定幅部分を設け、車体の前後方向に所定間隔で、車体の前後方向と交差する方向で上記拡幅部分のビードに続き第２の所定幅部分の前端部にビードを形成したことにある。
さらに、本発明は、車体のサイドフレームを構成するセンターフレームをパイプ材で形成し、このパイプ材の側面に断面コ字状の板状部材を被せて配置し、上記パイプ材の幅方向略中央部に溶接位置がくるように上記板状部材を溶接するとともに、上記板状部材に凹凸を設けて上記パイプ材からの突出高さを変更し断面剛性を変化させたことにある。
またさらに、車体のサイドフレームを構成するフロントフレームとセンターフレームの接続部分に、補強用ガセットを設け、該ガセットに、フロントフレームの溶接部分を避ける湾曲部を形成したことにある。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は車体フレーム１を示し、この車体フレーム１は、左右一対のサイドフレーム２と、これらサイドフレーム２相互間を所定の間隔で連結した複数のクロスメンバ３で構成されている。サイドフレーム２は、フロントフレーム４と、センターフレーム５と、リヤフレーム６とで構成されている。フロントフレーム４は、図２ないし図５に示すように、コ字形の２枚のパネル７，８を互いに向き合わせて箱形に接合したもので、平面視で、先端から後方に向けて次第に幅広になるように形成されている。すなわち、先端から所定長さＬ１までは幅Ｍ１（Ａ点）に形成し、つぎに所定長さＬ２までは、外側に徐々に幅を広げて行き、幅Ｍ２（Ｂ点）に形成し、その後方は、長さＬ３に亘って車体内側に向けて幅を広げて幅Ｍ３（Ｃ点）になるように形成されている。Ａ点、Ｂ点、Ｃ点の幅は、Ｍ１＜Ｍ２＜Ｍ３に形成されているので、先端側が潰れやすく、後端側が潰れにくくなっている。
【０００８】
このフロントフレーム４には、水平部分の幅Ｍ１の部分Ａの後方から幅Ｍ２の部分Ｂにかけて上面から側面に亘って、車体の前後方向に所定間隔で、車体の前後方向と交差する方向の複数のビード９が形成されている。このビード９は、幅Ｍ１から幅Ｍ２への拡幅部分では、ビード９の長さａ0をａ1、ａ2、ａ3と徐々に長くしていき、幅Ｍ２になったＢ点からは、ビード９はａ4，ａ5と短くして変形を調整する。幅Ｍ３の箇所Ｃ点には、ビード９は設けない。これによって、フロントフレーム４の変形は、幅Ｍ１から幅Ｍ２の部分Ａ，Ｂで終わらせる。
【０００９】
このフロントフレーム４は後方を下方向に傾斜させて形成されており、その後端でセンターフレーム５に連結されている。このフロントフレーム４とセンターフレーム５の連結部には、図６に示すように上面側の角部にかけてガセット１０が接合されている。このガセット１０は、下部側を開口した断面コ字状に形成されたもので、両側部１０ａをフロントフレーム４とセンターフレーム５の両側面４ａ，５ａに接合している。上記ガセット１０の両側部１０ａ相互間の平面部１０ｂには、図７に示すように、フロントフレーム４の２枚のパネル７，８の接合部を避けるように湾曲部１０ｃが形成されている。
【００１０】
上記センターフレーム５は、図８ないし図１０に示すように、四角形、または円形に形成されたパイプ材１１の略全長に亘ってパイプ材１１の側面に、補強用の板部材１２をアーク溶接により接合したものである。図示例では四角形のパイプ材１１に断面コ字状の板部材１２を接合したものである。板部材１２に凹凸を設けることによって剛性分布を様々に変えることができる。パイプ材１１の幅方向中央に板部材１２の溶接位置ｗ１をもってくることによってパイプ材１１の溶接熱によるゆがみを減らすことができる。図１１は丸パイプ１１′に板部材１２を溶接したもので、図１２は、四角形のパイプ材１１の側面に板部材１２をスポット溶接ｗにより溶接したものである。
上記フロントフレーム４の先端部には、ボデイに組み付けるボデイマウンティングブラケット１３が装着され、フロントフレーム４の前後方向中程から後端部にかけての下降部の前方部分には、ストラットブラケット１４が装着されている。また、両フロントフレーム４の先端には、バンパメンバ１５が接合されている。
【００１１】
上記構成による車体フレーム構造によると、フロントフレーム４は、平面視で、先端から後方に向けて次第に幅広になるように形成されているので、前面衝突等の車体前方からの衝撃に対して、先端側が潰れやすく後部側に行くに従って剛性が増すことから、前端部で衝撃を吸収し後方部は、衝撃に耐えるように構成されている。特に、フロントフレーム４には、水平部分の幅Ｍ１の部分の後方から幅Ｍ２の部分にかけて上面から側面に亘って、車体の前後方向に所定間隔で、車体の前後方向と交差する方向の複数のビード９が形成されており、このビード９は、幅Ｍ１から幅Ｍ２への拡幅部分では、ビード９の長さａ0をａ1、ａ2、ａ3と徐々に長くしていき、幅Ｍ２になったらビード９はａ4，ａ5と短くしてあるので、フロントフレーム４の前端から順に潰れていく理想モードを得ることができる。したがって、フロントフレーム４の変形は、幅Ｍ１の部分から幅Ｍ２の部分にかけて大きくすることができ、幅Ｍ３の箇所には及びにくいので、前端部の変形によって衝撃を吸収し、ダッシュパネル後方の乗員のいるキャビン部分の剛性を保つことができる。効率よくフレーム４を潰すことができるので、衝撃エネルギーを効率的に吸収することができる。また、ビード９の形状を調整することにより、潰れモードを細かく調整することができる。
【００１２】
また、フロントフレーム４とセンターフレーム５の連結部には、上面側の角部にかけてガセット１０が接合されているので、衝突時のフロントフレーム４の折れ点を前方に変えることができることから、フロントフレーム４後部の変形を抑えることができる。
【００１３】
さらに、センターフレーム５は、四角形、または円形に形成されたパイプ材１１の略全長に亘ってパイプ材１１の側面に、補強用の板部材１２をアーク溶接により接合したので、フレームを変えずにフレームの剛性を変化させることができる。補強用の板部材１２の形状を変えることにより、断面剛性を変化させることができる。よって、強度が必要なところだけ、補強することができる。
【００１４】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、例えば、上記実施の形態では、自動車のフレームに本発明の車体フレーム構造を適用したが、トラック、バスなどの大型車両の他、電車、船舶等のフレームにも適用することができる。また、各パネル相互間の接合には、アーク溶接、スポット溶接等、種々の溶接方法を適用できる等、本発明の要旨を変更しない範囲内で、適宜変更して実施し得ることは言うまでもない。
【００１５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明による車体フレーム構造によれば次のような効果を奏することができる。
請求項１において、車体のサイドフレームを構成するフロントフレームのストラットブラケットに対して前方側を平面視で、前方から後方に向けて段階的に幅広になるように形成し、上記フロントフレームは、上記段階的な幅を連続させるべく車両の後方側となるに従い徐々に幅を広げる拡幅部分を有し、前方からの荷重に対して、該フロントフレームの変形が前方から後方に向けて進むように上記フロントフレームの上記拡幅部分に、車体の前後方向に所定間隔で、車体の前後方向と交差する方向で、かつ、車両の後方側に位置するビードの方が長い複数のビードを形成したので、前面衝突等の車体前方からの衝撃に対して、先端側が潰れやすく後部側に行くに従って剛性が増すことから、前端部で衝撃を吸収し後方部は、衝撃に耐えることができる。
請求項２において、上記フロントフレームに前端部から後方に向けて一定長さ所定幅に設定した第１の所定幅部分を設け、該第１の所定幅部分に連続して上記拡幅部分を設け、上記拡幅部分の車両後方側に続く第２の所定幅部分を設け、車体の前後方向に所定間隔で、車体の前後方向と交差する方向で上記拡幅部分のビードに続き第２の所定幅部分の前端部にビードを形成したので、前面衝突等の車体前方からの衝撃に対して、先端側が潰れやすく後部側に行くに従って剛性が増すことから、前端部で衝撃を吸収し後方部は、衝撃に耐えることができる。
請求項３において、車体のサイドフレームを構成するセンターフレームをパイプ材で形成し、このパイプ材の側面に断面コ字状の板状部材を被せて配置し、上記パイプ材の幅方向略中央部に溶接位置がくるように上記板状部材を溶接するとともに、上記板状部材に凹凸を設けて上記パイプ材からの突出高さを変更し断面剛性を変化させたので、溶接時のフレームのゆがみを減らし、フレームを変えずにフレームの剛性を変化させることができる。補強用の板部材の形状を変えることにより、断面剛性を変化させることができる。
請求項４において、車体のサイドフレームを構成するフロントフレームとセンターフレームの接続部分に、補強用ガセットを設け、該ガセットに、フロントフレームの溶接部分を避ける湾曲部を形成したので、衝突時のフロントフレームの折れ点をガセットの前方に変えることができることから、フロントフレーム後部の変形を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による車体フレーム構造を示す斜視図である。
【図２】図１のフロントフレームを示す斜視図である。
【図３】図２のフロントフレームの幅寸法を示す平面図である。
【図４】図２の側面図である。
【図５】図２のＸ−Ｘ線断面図である。
【図６】図１のフロントフレームとセンターフレームの接続部分を示す斜視図である。
【図７】図６のＹ−Ｙ線断面図である。
【図８】図１のセンターフレームを示す斜視図である。
【図９】図８のＺ１−Ｚ１線断面図である。
【図１０】図８のＺ２−Ｚ２線断面図である。
【図１１】本発明の変形例を示す斜視図である。
【図１２】本発明の変形例を示す斜視図である。
【図１３】従来の自動車の車体フレーム構造を示す概念図である。
【図１４】図１３のセンターフレームを示す斜視図である。
【図１５】従来のフロントフレームを示す斜視図である。
【符号の説明】
１    車体フレーム
２    サイドフレーム
３    クロスメンバ
４    フロントフレーム
５    センターフレーム
６    リヤフレーム
７    パネル
８    パネル
９    ビード
１０  ガセット
１１  パイプ材
１２  板部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003962974.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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