(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前後方向に沿って配されたサイドフレームの前下がり状態の前端部に、上面部が略水平な閉断面形状で且つ前方へ延びた状態のエクステンションフレームを結合した車体の前部フレーム構造において、前記エクステンションフレームが、下側が開放されるコ字形断面のエクステンションフレームアッパと、上側が開放されるコ字形断面のエクステンションフレームロアとで構成され、前記エクステンションフレームアッパの両側の縦方向に延びるフランジが、前記エクステンションフレームロアの両側の縦方向に延びるフランジより短く構成されると共に、前記エクステンションフレームアッパのフランジと、前記エクステンションフレームロアのフランジ同士が重ねて結合され、前記エクステンションフレームアッパの板厚が前記エクステンションフレームロアの板厚よりも大きく設定され、前記エクステンションフレームアッパの後端部がサイドフレームの外側に結合され、前記エクステンションフレームロアの後端部が前記サイドフレームの内側に結合され、前記サイドフレームの側壁部が前記エクステンションフレームアッパと前記エクステンションフレームロアの間に挟持されていることを特徴とする車体の前部フレーム構造。
【請求項２】
サイドフレームの前端部に車幅方向に沿うファーストクロスメンバが結合されており、且つエクステンションフレームアッパの後端部を後方へ延長した状態でサイドフレームの上面部に結合すると共に、該後端部をファーストクロスメンバにも結合した請求項１に記載の車体の前部フレーム構造。
【請求項３】
エクステンションフレームロアの下面部を前上がり形状の傾斜面にして、エクステンションフレームを先細り形状にした請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の車体の前部フレーム構造。
【請求項４】
エクステンションフレームに、複数のビード部が前後方向に沿って所定間隔毎に形成されている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の車体の前部フレーム構造。
【請求項５】
ファーストクロスメンバが閉断面形状で、エクステンションフレームロアの車幅方向中央側のフランジにおける最後部に形成した曲折部を、前記ファーストクロスメンバの前面部に結合した請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の車体の前部フレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は車体の前部フレーム構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車体の前部フレーム構造は、例えば、特開平６−２７８６４６号にて知られているように、車体前後方向に沿って配されたサイドフレームの前下がり状態の前端部に、車体前方へ延びるエクステンションフレームを結合した構造が知られている。このエクステンションフレームは上面部が略水平に形成されており、前下がり状態のサイドフレーム前端部に対しては、上方へ曲折した状態となっている。従って、車両前面衝突にはエクステンションフレームが前側から順に変形しながら最終的にＶ形に座屈変形して衝突時の衝撃エネルギーを十分に吸収するようになっている。また、この座屈変形時におけるエネルギー吸収量を高めるために、エクステンションフレームは、互いに向かい合う断面コ字形をしたエクステンションフレームアウタとエクステンションフレームインナとを横方向で結合した閉断面形状を呈している。
【０００３】
更に、このエクステンションフレームアウタ及びエクステンションフレームインナは共にサイドフレームの外側に接合されており、且つサイドフレームの前端部には車幅方向に沿うファーストクロスメンバの両端部も結合されている。そして、エクステンションフレームの上面部には、該エクステンションフレームの結合強度を高めるために、エクステンションフレームからファーストクロスメンバ及びサイドフレームに跨がる形状のガセットが設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の技術にあっては、車両衝突時において理想的な変形モード（効率的で且つ十分な衝撃エネルギー吸収が行える変形モード）を得るには、エクステンションフレームの上面部の強度を上げることが効果的であるが、エクステンションフレームがエクステンションフレームアウタとエクステンションフレームインナとを横方向で結合した閉断面形状であり、エクステンションフレームの上面部が、それぞれのフランジを継ぎ合わせた構造となるため、強度の面で不利となっている。このような従来構造のエクステンションフレームの上面部の強度を高めるには、結局、エクステンションフレーム全体の板厚を増す必要があり、車体重量の増加を招くことになる。
【０００５】
また、エクステンションフレームアウタ及びエクステンションフレームインナをサイドフレームの外側へ単に結合するだけの構造で、両者間にエクステンションフレームアウタ及びエクステンションフレームインナの車幅方向位置及び向きを決める基準が存在しないため、それらの結合作業が困難になっている。
【０００６】
更に、エクステンションフレームの結合強度を高めるために、エクステンションフレームからファーストクロスメンバ及びサイドフレームに跨がる形状のガセットを設ける必要があるため、その分、部品点数の増加を招いている。
【０００７】
この発明はこのような従来の技術に着目してなされたものであり、車体重量をそれほど増加させずにエクステンションフレームの理想的な変形モードが得られ、エクステンションフレームの結合作業が容易で、部品点数の低減を図ることができる車体の前部フレーム構造を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、車体前後方向に沿って配されたサイドフレームの前下がり状態の前端部に、上面部が略水平な閉断面形状で且つ前方へ延びた状態のエクステンションフレームを結合した車体の前部フレーム構造において、前記エクステンションフレームが、下側が開放されるコ字形断面のエクステンションフレームアッパと、上側が開放されるコ字形断面のエクステンションフレームロアとで構成され、前記エクステンションフレームアッパの両側の縦方向に延びるフランジが、前記エクステンションフレームロアの両側の縦方向に延びるフランジより短く構成されると共に、前記エクステンションフレームアッパのフランジと、前記エクステンションフレームロアのフランジ同士が重ねて結合され、前記エクステンションフレームアッパの板厚が前記エクステンションフレームロアの板厚よりも大きく設定され、前記エクステンションフレームアッパの後端部がサイドフレームの外側に結合され、前記エクステンションフレームロアの後端部が前記サイドフレームの内側に結合され、前記サイドフレームの側壁部が前記エクステンションフレームアッパと前記エクステンションフレームロアの間に挟持されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、エクステンションフレームが、下側が開放されるコ字形断面のエクステンションフレームアッパと、上側が開放されるコ字形断面のエクステンションフレームロアとで構成され、前記エクステンションフレームアッパの両側の縦方向に延びるフランジが、前記エクステンションフレームロアの両側の縦方向に延びるフランジより短く構成されると共に、前記エクステンションフレームアッパのフランジと、前記エクステンションフレームロアのフランジ同士が重ねて結合されているので、エクステンションフレームの上面部はエクステンションフレームアッパだけにより形成され、該上面部が従来のようにフランジを継ぎ合わせた構造とならないため、上面部の強度が構造的に高まり、車両前面衝突時において理想的な変形モードを得ることができる。
【００１１】
また、請求項１記載の発明によれば、エクステンションフレームアッパのみの板厚をますことにより、エクステンションフレームの上面部の強度を高めることができるため、車体重量の軽減を図ることができる。
【００１３】
更に、請求項１の発明によれば、サイドフレームがエクステンションフレームアッパの後端部とエクステンションフレームロアの後端部により、車幅方向で挟持される構造のため、エクステンションフレームをサイドフレームに結合するだけで、該エクステンションフレームの車幅方向位置及び向きが決まる。従って、エクステンションフレームの結合作業が容易となる。また、エクステンションフレームアッパ及びエクステンションフレームロアの各フランジに寸法誤差が生じても、互いに重合させる幅を調整することにより、その誤差を容易に吸収することが出来る。従って、この点においてもエクステンションフレームの結合作業が容易になる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、サイドフレームの前端部に車幅方向に沿うファーストクロスメンバの両端部が結合されており、且つエクステンションフレームアッパの後端部を後方へ延長した状態でサイドフレームの上面部に結合すると共に、該後端部をファーストクロスメンバにも結合したものである。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、エクステンションフレームアッパの後端部を後方に延長してサイドフレームの上面部に結合するため、エクステンションフレームアッパとサイドフレームとの結合強度が向上する。また、この延長した後端部をファーストクロスメンバにも結合しているため、従来の「ガセット」のような補強部品が不要となり、部品点数の低減を図ることができる。
【００１６】
請求項５記載の発明は、エクステンションフレームロアの下面部を前上がり形状の傾斜面にして、エクステンションフレームを先細り形状にしたものである。
【００１７】
請求項５記載の発明によれば、エクステンションフレームロアの下面部に前上がり形状の傾斜面を設けて、エクステンションフレームを先細り形状にしたため、エクステンションフレームの前端から後方向に向かって徐々に断面積が拡大する形状となっている。従って、車両の前面衝突時にエクステンションフレームが座屈変形すると、座屈が後方に及ぶに従って、変形断面積は徐々に増加するため、入力荷重の大きさに応じた効率的なエネルギー吸収がなされる。
【００１８】
また、エクステンションフレームの下面部が前上がり形状の傾斜面となっているため、平地から登坂路への走行を開始するに際しての、登坂路と平地路との為す角度であるアプローチアングルを大きく確保できる。
【００１９】
請求項６記載の発明は、エクステンションフレームに、複数のビード部が前後方向に沿って所定間隔ごとに形成されている。
【００２０】
請求項６記載の発明によれば、エクステンションフレームに、複数のビード部が前後方向に沿って所定の間隔ごとに形成されているため、変形する断面積が徐々に増加するように、エクステンションフレームが前側から順に変形するのを促進する。
【００２１】
請求項７記載の発明は、ファーストクロスメンバが閉断面形状で、エクステンションフレームロアの車幅方向中央側のフランジにおける最後部に形成した曲折部を、前記ファーストクロスメンバの前面部に結合したものである。
【００２２】
請求項７記載の発明によれば、エクステンションフレームロアの車幅方向中央側のフランジの後端部が、閉断面形状をしたファーストクロスメンバの前面部に結合されているため、エクステンションフレームの結合強度が更に向上する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。尚、図中、Ａが前方で、Ｂが後方である。
【００２４】
車体には左右両側に前後方向に沿うサイドフレーム１が配されている（尚、図は左側だけを代表して図示している）。このサイドフレーム１は、共に断面コ字形のサイドフレームアウタ２とサイドフレームインナ３とを接合して閉断面形状に形成されていると共に、前端部が下方に位置する前下り状態となっている。
【００２５】
前記サイドフレームアウタ２はサイドフレームインナ３よりも長尺であって、サイドフレーム１の前端部は実質的にサイドフレームアウタ２だけで形成されている。そして、このサイドフレームアウタ２の前端部に、車幅方向中央側へ延びるファーストクロスメンバ４が接合されている。
【００２６】
このファーストクロスメンバ４は、断面前向きコ字形のファーストクロスメンバ本体５と、その前側を塞ぐ「前面部」としてのクロージングプレート６とから形成された閉断面形状を呈している。このファーストクロスメンバ４の両端部は上方へ若干膨出した形状をしており、該ファーストクロスメンバ４の両端部がサイドフレームアウタ２の上下面部に結合されている。
【００２７】
サイドフレーム１の前端部に、エクステンションフレームアッパ７とエクステンションフレームロア８とから成る閉断面形状のエクステンションフレーム９が結合されている。エクステンションフレームロア８は前記サイドフレーム１と略同様の板厚であるが、エクステンションフレームアッパ７はそれよりも大きな板厚で形成されている。
【００２８】
エクステンションフレームアッパ７は、断面下向きコ字形状で、若干短い幅のフランジ７ａが下向きに形成されている。エクステンションフレームロア８は断面上向きコ字形状で、長い幅のフランジ８ａが上向きに形成されている。そして、エクステンションフレームアッパ７とエクステンションフレームロア８のフランジ７ａ、８ａ同士が、フランジ８ａを内側にした状態で重合されている。
【００２９】
エクステンションフレームアッパ７の後端部１０は後方へ延びた状態で、その最後端だけがサイドフレーム１の上面部に接合されていると共に、ファーストクロスメンバ４の上面部にも結合されている。エクステンションフレームアッパ７の後端部１０におけるフランジ７ａはサイドフレーム１の外側に接合されている。
【００３０】
エクステンションフレームロア８の後端は、サイドフレーム１の内側に接合されている。すなわち、エクステンションフレーム９の後端の底面部に相当する部分は、サイドフレームアウタ２の対応する部分の上に載せられた状態で接合されている。また、エクステンションフレームロア８の車幅方向外側のフランジ８ａは、サイドフレームアウタ２の内側に入り込んだ状態で接合されている。エクステンションフレームロア８の車幅方向中央側のフランジ８ａの最後部には車幅方向中央側への曲折部１１が形成されており、該曲折部１１がファーストクロスメンバ４のクロージングプレート６に接合されている。
【００３１】
エクステンションフレームアッパ７の下側には、前側から後端部１０にかけて、所定幅のレインフォース１２が接合されている。このレインフォース１２の前側部分は断面ハット形状で、その両側端がエクステンションフレームロア８の内面に接合されている。レインフォース１２の後側部分は断面逆ハット形状で、エクステンションフレームアッパ７の後端部１０の下面に接合されている。このレインフォース１２は、その前側部分で、エクステンションフレームロア８のフランジ８ａの内側への倒れを防止すると共に、エクステンションフレームロア８とエクステンションフレームアッパ７との結合強度を高めている。尚、このレインフォース１２は本実施例では設けたが、必須部品ではないため、省略しても構わない。
【００３２】
エクステンションフレーム９はその上面部１３が略水平で、前下がり状態のサイドフレーム１の前端部に対しては上側へ曲折した状態になっている。また、エクステンションフレーム９の下面部１４には前上がり形状の傾斜面となっており、エクステンションフレーム９を先細り形状にしている。そして、このエクステンションフレーム９の先端はエンドプレート１５にて塞がれており、この先端に図示せぬブラケットを介してバンパが取付けられる。
【００３３】
エクステンションフレーム９を先細り形状にしたため、エクステンションフレーム９の前端から後方向に向かって徐々に断面積が大きくなると共に、エクステンションフレーム９の下面部１４が前上がり形状の傾斜面となっているため、平地から登坂路への走行を開始するに際しての、登坂路と平地路との為す角度であるアプローチアングルを大きく確保できる。
【００３４】
更に、エクステンションフレームアッパ７には、先端から３つのビード部１６が所定の間隔ごとに形成されている。エクステンションフレームロア８にも前記ビード部１６に対応するものを含む４つのビード部１７が所定間隔ごとに形成されている。
【００３５】
次に、エクステンションフレーム９のサイドフレーム１に対する結合方法を説明する。エクステンションフレーム９は、予めエクステンションフレームアッパ７とエクステンションフレームロア８のフランジ７ａ、８ａ同士を所定幅で重合させることにより形成しておく。このフランジ７ａ、８ａ同士を重合させる幅は、部品としてのエクステンションフレームアッパ７及びエクステンションフレームロア８を製造した時点で、サイドフレーム１等の寸法に予め対応させて設定しておく。従って、フランジ７ａ、８ａの長さに部品寸法誤差があっても、それらを互いに重合させる程度を調整することで、その寸法誤差を是正することができる。
【００３６】
フランジ７ａ、８ａ同士を重合させて形成したエクステンションフレーム９は、斜め上方からサイドフレーム１の前端部に結合する。エクステンションフレームアッパ７の後端部１０はサイドフレーム１の上面部に当接させ、エクステンションフレームロア８の後端部はサイドフレーム１内に挿入させる。この時、前述の如く、エクステンションフレームアッパ７とエクステンションフレームロア８との重合度合いは正確に調整されているため、エクステンションフレームアッパ７の後端部１０をサイドフレーム１の上面部に当接させた状態で、エクステンションフレームロア８の後端部はサイドフレーム１の前端部に対して内側から確実に密着した状態となる。
【００３７】
また、エクステンションフレーム９をサイドフレーム１にセットした段階で、サイドフレーム１の車幅方向外側の縦壁が、エクステンションフレームアッパ７のフランジ７ａと、エクステンションフレームロア８のフランジ８ａにより、車幅方向で挟持された状態となる（図３参照）。従って、エクステンションフレーム９をサイドフレーム１にセットした段階で、エクステンションフレーム９のサイドフレーム１に対する車幅方向での位置と向きを決めることができる。
【００３８】
このように、位置決めがなされた状態のエクステンションフレーム９をサイドフレーム１に対して結合（溶接）する。すなわち、エクステンションフレーム９をサイドフレーム１に対して結合すると共に、エクステンションフレームアッパ７の後端部１０をファーストクロスメンバ４の上面部に結合し、エクステンションフレームロア８の車幅方向中央側のフランジ８ａの曲折部１１をファーストクロスメンバ４のクロージングプレート６に対して結合する。エクステンションフレームアッパ７の後端部１０を介してファーストクロスメンバ４にも結合されるため、該エクステンションフレーム９の結合強度が高まる。更に、エクステンションフレーム９、サイドフレーム１、ファーストクロスメンバ４の三者を結合するために、従来のような「ガセット」を要しないため、部品点数の低減を図ることができる。
【００３９】
次に、車両の前面衝突時におけるエクステンションフレーム９の変形モードの説明をする。
【００４０】
エクステンションフレーム９がエクステンションフレームアッパ７とエクステンションフレームロア８とから成り、エクステンションフレーム９の上面部１３がエクステンションフレームアッパ７だけにより形成された状態で、該上面部１３が従来のようにフランジを継ぎ合わせた構造となっていないため、エクステンションフレーム９の上面部１３の強度が構造的に高まり、車両の前面衝突時において、理想的な変形モードを得ることができる。
【００４１】
しかも、エクステンションフレームアッパ７の板厚を上げるだけで、エクステンションフレーム９の上面部１３の強度を上げることができ、エクステンションフレームロア８の板厚は特別に上げる必要がないため、車体重量の大幅な増加もない。
【００４２】
また、エクステンションフレーム９が先細り形状で、エクステンションフレーム９の前端から後方向に向かって徐々に断面積が大きくなる形状のため、車両の前面衝突時にエクステンションフレーム９が座屈変形すると、座屈が後方に及ぶに従って、変形断面積は徐々に増加し、入力荷重の大きさに応じた効率的なエネルギー吸収がなされる。
【００４３】
更に、エクステンションフレーム９に、複数のビード部１６、１７が形成されているため、変形する断面積が徐々に増加するように、エクステンションフレーム９が前側から順に変形するのを促進する。
【００４４】
請求項１記載の発明によれば、エクステンションフレームが、下側が開放されるコ字形断面のエクステンションフレームアッパと、上側が開放されるコ字形断面のエクステンションフレームロアとで構成され、前記エクステンションフレームアッパの両側の縦方向に延びるフランジが、前記エクステンションフレームロアの両側の縦方向に延びるフランジより短く構成されると共に、前記エクステンションフレームアッパのフランジと、前記エクステンションフレームロアのフランジ同士が重ねて結合されているので、エクステンションフレームの上面部はエクステンションフレームアッパだけにより形成され、該上面部が従来のようにフランジを継ぎ合わせた構造とならないため、上面部の強度が構造的に高まり、車両前面衝突時において理想的な変形モードを得ることができる。
【００４５】
また、請求項１記載の発明によれば、エクステンションフレームアッパのみの板厚をますことにより、エクステンションフレームの上面部の強度を高めることができるため、車体重量の軽減を図ることができる。
【００４６】
更に、請求項１の発明によれば、サイドフレームがエクステンションフレームアッパの後端部とエクステンションフレームロアの後端部により、車幅方向で挟持される構造のため、エクステンションフレームをサイドフレームに結合するだけで、該エクステンションフレームの車幅方向位置及び向きが決まる。従って、エクステンションフレームの結合作業が容易となる。また、エクステンションフレームアッパ及びエクステンションフレームロアの各フランジに寸法誤差が生じても、互いに重合させる幅を調整することにより、その誤差を容易に吸収することが出来る。従って、この点においてもエクステンションフレームの結合作業が容易になる。
【００４７】
請求項２記載の発明によれば、エクステンションフレームアッパの後端部を後方に延長してサイドフレームの上面部に結合するため、エクステンションフレームアッパとサイドフレームとの結合強度が向上する。また、この延長した後端部をファーストクロスメンバにも結合しているため、従来の「ガセット」のような補強部品が不要となり、部品点数の低減を図ることができる。
【００４８】
請求項３記載の発明によれば、エクステンションフレームロアの下面部に前上がり形状の傾斜面を設けて、エクステンションフレームを先細り形状にしたため、エクステンションフレームの前端から後方向に向かって徐々に断面積が拡大する形状となっている。従って、車両の前面衝突時にエクステンションフレームが座屈変形すると、座屈が後方に及ぶに従って、変形断面積は徐々に増加するため、入力荷重の大きさに応じた効率的なエネルギー吸収がなされる。
【００４９】
また、エクステンションフレームの下面部が前上がり形状の傾斜面となっているため、平地から登坂路への走行を開始するに際しての、登坂路と平地路との為す角度であるアプローチアングルを大きく確保できる。
【００５０】
請求項４記載の発明によれば、エクステンションフレームに、複数のビード部が前後方向に沿って所定の間隔ごとに形成されているため、変形する断面積が徐々に増加するように、エクステンションフレームが前側から順に変形するのを促進する。
【００５１】
請求項５記載の発明によれば、エクステンションフレームロアの車幅方向中央側のフランジの後端部が、閉断面形状をしたファーストクロスメンバの前面部に結合されているため、エクステンションフレームの結合強度が更に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る車体の前部フレーム構造を示す斜視図。
【図２】前部フレーム構造を示す側面図。
【図３】図１中矢示ＳＡ−ＳＡ線に沿う断面図。
【図４】図１中矢示ＳＢ−ＳＢ線に沿う断面図。
【符号の説明】
１    サイドフレーム
４    ファーストクロスメンバ
６    クロージングプレート（前面部）
７    エクステンションフレームアッパ
８    エクステンションフレームロア
７ａ、８ａ    フランジ
９    エクステンションフレーム
１１    曲折部
１０    後端部
１３    上面部
１４    下面部
１６、１７    ビード部
【図１】
0003738508.tif 000002
【図２】
0003738508.tif 000003
【図３】
0003738508.tif 000004
【図４】
0003738508.tif 000005