(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに中空断面を有する第１フレームおよび第２フレームが夫々の一端部に固着されたブラケットの面を突き合わせて軸方向に締結されるとともに第１フレームの軸方向に加えられる荷重を第２フレームのブラケットを介して第２フレームに伝達するようにしたフレームの接合構造において、
第１フレームに固着されたブラケットには、第１フレームの内壁面の断面形状に合わせて形成されたブラケット孔が形成されるとともに、第２フレームに固着されたブラケットには、第２フレームの内壁面の断面形状に合わせて形成されたブラケット孔と、第２フレームの閉断面の内側におよんで形成されたブラケット内側部とが一体形成されており、それら各ブラケットは、第１フレームの軸方向投影断面の少なくとも一部と前記ブラケット内側部とが重なった状態で締結されていることを特徴とするフレームの接合構造。
【請求項２】
前記第１フレームが多角形断面であり、少なくとも角部断面部が前記ブラケット内側部と重なっていることを特徴とする請求項１に記載のフレームの接合構造。
【請求項３】
前記ブラケット内側部には第１フレームからの荷重による変形を抑制する補強部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフレームの接合構造。
【請求項４】
請求項３に記載のフレームの接合構造において、前記補強部はブラケット内側部に開口を設け、開口端部を軸方向へ屈曲させて形成したものであることを特徴とするフレームの接合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のフレームを軸線に略沿って接合するフレームの接合構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両等のフレームを軸線に略沿って接合することが行われている。こうした接合においては、フレームの各角部において軸線に沿う稜線同士が略一致するように接合することが一般的である。これは、フレームに対して軸方向の荷重が加わったときに、同フレームの軸方向への荷重を、次のフレームへと確実に伝えるためである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら実際には、搭載スペースや意匠等の制約により、両フレームの断面形状（大きさなど）を互いに同等にできることはまれである。従って、両フレームの稜線同士が略一致するように接合することも自ずとできなくなる。また、仮に両フレームの断面形状を互いに同等にできたとしても、製品ばらつきのために両フレームの稜線同士が互いにずれて接合されてしまうことがある。
【０００４】
そして、フレームに加えられた軸方向への荷重が次のフレームへと確実に伝えられないと、その不測の荷重によってフレーム等が変形したりすることがある。本発明の目的は、フレームに加えられた軸方向への荷重を次のフレームへと確実に伝えることができるフレームの接合構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、互いに中空断面を有する第１フレームおよび第２フレームが夫々の一端部に固着されたブラケットの面を突き合わせて軸方向に締結されるとともに第１フレームの軸方向に加えられる荷重を第２フレームのブラケットを介して第２フレームに伝達するようにしたフレームの接合構造において、第１フレームに固着されたブラケットには、第１フレームの内壁面の断面形状に合わせて形成されたブラケット孔が形成されるとともに、第２フレームに固着されたブラケットには、第２フレームの内壁面の断面形状に合わせて形成されたブラケット孔と、第２フレームの閉断面の内側におよんで形成されたブラケット内側部とが一体形成されており、それら各ブラケットは、第１フレームの軸方向投影断面の少なくとも一部と前記ブラケット内側部とが重なった状態で締結されていることを要旨とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のフレームの接合構造において、前記第１フレームが多角形断面であり、少なくとも角部断面部が前記ブラケット内側部と重なっていることを要旨とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のフレームの接合構造において、前記ブラケット内側部には第１フレームからの荷重による変形を抑制する補強部が形成されていることを要旨とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のフレームの接合構造において、前記補強部はブラケット内側部に開口を設け、開口端部を軸方向へ屈曲させて形成したものであることを要旨とする。
【０００９】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、第１フレームに固着されたブラケットは、第１フレームの内壁面の断面形状に合わせて形成されたブラケット孔を有している。第２フレームに固着されたブラケットは、第２フレームの内壁面の断面形状に合わせて形成されたブラケット孔と、第２フレームの閉断面の内側におよんで形成されたブラケット内側部とを有している。そして、それら各ブラケットは、第１フレームの軸方向投影断面の少なくとも一部と前記ブラケット内側部とが重なった状態で締結されている。従って、第１フレームに加えられた軸方向への荷重は、上記ブラケット内側部を介して再び第２フレームへと確実に伝えられる。このため、第２フレーム等に伝えられる不測の荷重によって同第２フレーム等が変形したりすることが回避される。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、前記第１フレームは多角形断面であり、少なくとも角部断面部が前記ブラケット内側部と重なっている。従って、第１フレームの角部に集中する軸方向への荷重は、上記ブラケット内側部全面を介して再び第２フレームへと確実に伝えられる。
【００１１】
請求項３又は４に記載の発明によれば、上記ブラケット内側部には第１フレームからの荷重による変形を抑制する補強部が形成されている。従って、第１フレームに加えられた軸方向への荷重は、上記ブラケット内側部を介して再び第２フレームへと確実に伝えられる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を自動車のフロント部分に適用した一実施形態を図１〜図４に従って説明する。
【００１３】
図４は、本実施形態が適用される自動車のフロント部分を示す斜視図である。同図に示されるように、このフロント部分にはバンパの骨格となるバンパフレーム１１及びボディの一部を構成する第２フレームとしてのサイドメンバ１３が配設されている。
【００１４】
上記バンパフレーム１１は、車両の幅方向に伸びるバンパリインホース１６と、同バンパリインホース１６の両端部にそれぞれ接合されて車両後方に軸線が伸びる中空構造を有する対の第１フレームとしてのクラッシュボックス１７とを備えている。そして、このクラッシュボックス１７の後端部には、ボルト締結用のブラケット１８が設けられている。
【００１５】
上記サイドメンバ１３は、上記クラッシュボックス１７の軸線に略一致して軸線が伸びる略四角筒状に形成されている。そして、このサイドメンバ１３の前端部には、上記クラッシュボックス１７のブラケット１８に対応してボルト締結用のブラケット１９が設けられている。従って、バンパフレーム１１は、クラッシュボックス１７のブラケット１８がサイドメンバ１３のブラケット１９に締結されることで、ボディに固定されるようになっている。
【００１６】
ここで、車両の衝突等により前方から衝撃が加えられると、この衝撃はバンパフレーム１１のクラッシュボックス１７を介してボディ（サイドメンバ１３）に軸方向への荷重として伝達されるようになっている。この際、上記クラッシュボックス１７は軸方向に座屈変形を繰り返すことにより、ボディへと伝達される衝撃を緩衝するようになっている。これにより、ボディ及び乗員に加えられる衝撃エネルギーが吸収される。
【００１７】
次に、上記クラッシュボックス１７とサイドメンバ１３との接合構造について、図１〜図３に基づき更に詳述する。なお、図１は、これらクラッシュボックス１７とサイドメンバ１３との接合構造を示す分解斜視図であり、図２は、同側面図であり、図３（ａ）は、同クラッシュボックス１７（ブラケット１８）を正面からみた部分断面図であり、図３（ｂ）は、同サイドメンバ１３（ブラケット１９）の正面図である。
【００１８】
図１及び図３（ａ）に示されるように、このクラッシュボックス１７は略四角筒状に形成されており、外壁面の各角部は軸線に略沿う稜線１７ａを形成している。そして、図３（ａ）に示されるように、このクラッシュボックス１７に固着されたブラケット１８には、クラッシュボックス１７の内壁面１７ｂの断面形状に合わせてブラケット孔１８ａが形成されている。このブラケット孔１８ａは、ブラケット１８自体の軽量化と材料の削減等ために設けられるものである。従って、クラッシュボックス１７から加えられる軸方向の荷重は、同クラッシュボックス１７の断面形状に応じたブラケット孔１８ａの周縁部においてブラケット１８に伝えられる。なおこのとき、クラッシュボックス１７に加えられる軸方向への荷重は、その分布状態を略保持した状態でブラケット１８へと伝達される。従って、クラッシュボックス１７の各角部に集中する軸方向への荷重も、その状態を略保持した状態でブラケット１８へと伝達される。
【００１９】
一方、図２及び図３（ｂ）に示されるように、上記サイドメンバ１３は、クラッシュボックス１７の縦方向及び横方向の各幅よりも若干大きい縦方向及び横方向の各幅を有する略四角筒状に形成されている。このサイドメンバ１３の外壁面の各角部は軸線に略沿う稜線１３ａを形成している。そして、図３（ｂ）に示されるように、このサイドメンバ１３に固着されたブラケット１９には、その内壁面１３ｂの断面形状に合わせてブラケット孔１９ａが形成されている。このブラケット孔１９ａは、ブラケット１９自体の軽量化と材料の削減等ために設けられるものである。
【００２０】
ここで、上記ブラケット孔１９ａの各角部には、各隣接する内壁面間を斜めに連結する態様で突出する断面略三角形状のブラケット内側部としての面部２０が一体形成されている。すなわち、これら面部２０は、サイドメンバ１３の閉断面の内側におよんで形成されている。図３（ｂ）に２点鎖線にて示されるように、ブラケット１８，１９が接合（締結）された状態においてクラッシュボックス１７の角部（稜線１７ａ）の位置は、この面部２０の範囲内に配置されるようになっている。そして、クラッシュボックス１７の軸方向投影断面の一部である各角部断面部は、それぞれ上記面部２０と重なっている。なお、この面部２０は若干の余裕をもった領域を有しており、製品ばらつき等に起因して上記クラッシュボックス１７及びサイドメンバ１３間の軸線にずれが生じても、上記面部２０の領域の範囲で吸収できるようになっている。
【００２１】
クラッシュボックス１７からブラケット１８を介して伝えられる軸方向の荷重は、更にブラケット１９へと伝達される。このとき、ブラケット１９の面部２０は、クラッシュボックス１７の各角部に集中する軸方向への荷重をその全領域で受ける。そして、この面部２０で受けた軸方向への荷重は、再びサイドメンバ１３の角部に集中させた状態で同サイドメンバ１３へと伝えられる。以上により、クラッシュボックス１７の各角部に集中する軸方向への荷重は、この面部２０を介してサイドメンバ１３の角部に確実に伝達される。そして、クラッシュボックス１７に加えられた軸方向への荷重は、サイドメンバ１３へと確実に伝えられる。
【００２２】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、ブラケット１９に、サイドメンバ１３の閉断面の内側におよぶ面部２０を形成した。そして、クラッシュボックス１７の軸方向投影断面の一部である各角部断面部がそれぞれ上記面部２０と重なるようにした。従って、クラッシュボックス１７に加えられた軸方向への荷重は、上記面部２０を介して再びサイドメンバ１３へと確実に伝えられる。このため、サイドメンバ１３等に伝えられる不測の荷重によって同サイドメンバ１３等が変形したりすることを回避できる。
【００２３】
（２）本実施形態では、クラッシュボックス１７は四角形断面であり、その角部断面部が面部２０と重なっている。従って、クラッシュボックス１７の角部に集中する軸方向への荷重は、上記面部２０の全面を介して再びサイドメンバ１３へと確実に伝えることができる。
【００２４】
（３）本実施形態では、ブラケット１９の各隣接する内壁面間を連結することで極めて簡易に面部２０を形成することができる。
（４）本実施形態では、上記面部２０の領域に若干の余裕を設定した。従って、製品ばらつき等に起因して上記クラッシュボックス１７及びサイドメンバ１３間の軸線にずれが生じても、その領域の範囲で吸収することができる。
【００２５】
なお、本発明の実施の形態は上記実施形態に限定されるものではなく、次のように変更してもよい。
・前記実施形態において、図５に示されるように、各面部２０の開口端部に補強部としての突設片２１を形成してもよい。この突設片２１は、各面部２０の開口端部から対角線に略沿って伸びるようにブラケット１９に一体形成された突起をサイドメンバ１３の軸方向に屈曲して形成したものである。このように面部２０と略直交する方向に伸びる突設片２１を形成したことで、前記実施形態と同様の効果に加えてクラッシュボックス１７の各角部に集中する軸方向への荷重が上記面部２０に伝えられる際、上記突設片２１により剛性が増大する分、面部２０の変形を抑制できる。そして、クラッシュボックス１７に加えられた軸方向への荷重を、上記面部２０を介して再びサイドメンバ１３へとより確実に伝えることができる。
【００２６】
・前記実施形態においては、断面略三角形の面部２０を形成したが、この形状は一例である。要は、クラッシュボックス１７の各角部の軸方向への荷重を受けるようにブラケット１９の隣接する内壁面間を連結するのであればよい。この場合においても、前記実施形態と同様の効果が得られるようになる。
【００２７】
・前記実施形態においては、クラッシュボックス１７の全ての角部に対応してそれぞれ面部２０を形成したが、クラッシュボックス１７の一部の角部に対応して面部２０を形成してもよい。この場合においても、前記実施形態と同様の効果が得られるようになる。
【００２８】
・前記実施形態においては、サイドメンバ１３を、クラッシュボックス１７の縦方向及び横方向の各幅よりも若干大きい縦方向及び横方向の各幅を有する略四角筒状に形成したが、これら各幅を互いに同等にしてもよい。このような形態にあっては、基本的にはこれらクラッシュボックス１７及びサイドメンバ１３の各稜線１７ａ，１３ａは互いに略一致するように配置される。そして、製品ばらつき等によって軸線のずれが生じた場合でも、クラッシュボックス１７に加えられた軸方向への荷重は、上記面部２０を介して再びサイドメンバ１３へと確実に伝えられる。この場合においても、前記実施形態と同様の効果が得られるようになる。
【００２９】
・前記実施形態においては、略四角筒状に形成されたクラッシュボックス１７及びサイドメンバ１３の接合に本発明を適用したが、例えば、略三角筒状や略五角筒状など、その他の多角筒状に形成されたフレームの接合に本発明を適用してもよい。この場合においても、前記実施形態と同様の効果が得られるようになる。なお、前記実施形態において特に言及していないが、多角筒状のフレーム（クラッシュボックス１７及びサイドメンバ１３）において隣り合うこれら外壁面が必ずしも先鋭な角度をなす必要はなく、慣習的に面取用のＲ形状（円弧形状）を施したとしても本発明を何ら逸脱するものではない。
【００３０】
また、これらクラッシュボックス１７及びサイドメンバ１３は、多角筒状に限定されるものではなく、円筒状などであってもよい。この場合においても、前記実施形態の（１）と同様の効果が得られるようになる。
【００３１】
・前記実施形態においては、クラッシュボックス１７とサイドメンバ１３との接合に本発明を適用したが、例えば車両のサイドメンバ（フロント若しくはリヤ）等、その他の部材間の接合に適用してもよい。要は、軸方向の荷重が伝達されるフレーム間の接合であればよい。この場合においても、前記実施形態と同様の効果が得られるようになる。
【００３２】
・前記実施形態においては、自動車のフロント部分に本発明を適用したが、リヤ部分に本発明を適用してもよい。また、自動車に限らず、例えば建築材等に適用してもよい。これら各場合においても、前記実施形態と同様の効果が得られるようになる。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜４のいずれかに記載の発明によれば、フレーム（第１フレーム）に加えられた軸方向への荷重を次のフレーム（第２フレーム）へと確実に伝えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す分解斜視図。
【図２】同実施形態を示す側面図。
【図３】同実施形態を示す正面図。
【図４】同実施形態が適用される自動車のフロント部分を示す斜視図。
【図５】同実施形態の別例を示す部分断面図。
【符号の説明】
１３  第２フレームとしてのサイドメンバ
１７  第１フレームとしてのクラッシュボックス
１８，１９  ブラケット
２０  ブラケット内側部としての面部
２１  補強部としての突設片
【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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