JP5077972B1 - Automotive mainframe and automobile using the same - Google Patents
Automotive mainframe and automobile using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP5077972B1 JP5077972B1 JP2012087426A JP2012087426A JP5077972B1 JP 5077972 B1 JP5077972 B1 JP 5077972B1 JP 2012087426 A JP2012087426 A JP 2012087426A JP 2012087426 A JP2012087426 A JP 2012087426A JP 5077972 B1 JP5077972 B1 JP 5077972B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frame
- end wall
- cockpit
- pair
- center
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 2
- 229920006248 expandable polystyrene Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 13
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 12
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000011359 shock absorbing material Substances 0.000 description 4
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
- B62D21/08—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted built up with interlaced cross members
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
- B62D25/08—Front or rear portions
- B62D25/082—Engine compartments
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D29/00—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
- B62D29/008—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof predominantly of light alloys, e.g. extruded
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Body Structure For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
本発明は、自動車の下部構造、すなわち車体ボディが取り付けられるメインフレームに関する。 The present invention relates to a lower structure of an automobile, that is, a main frame to which a vehicle body is attached.
現在までに様々な種類および形状の自動車用のメインフレーム(=シャーシ)が開発されている。メインフレームの形状としては、自動車の前後方向に延びる一対のサイドフレームと、これらサイドフレームの間に架け渡されたラダーフレームとで構成された最もシンプルなものから、非常に複雑な形状のものまで多岐にわたっている。 To date, various types and shapes of mainframes (= chassis) for automobiles have been developed. The shape of the main frame ranges from the simplest to a very complex shape consisting of a pair of side frames extending in the front-rear direction of the automobile and a ladder frame spanned between the side frames. There are a wide variety.
メインフレームに用いられる材質は、鉄(炭素鋼)が一般的であるが、近年では、特許文献1に記載されているように、軽量化を目的としてアルミニウムあるいはカーボンファイバーが使用されるようになってきている。 The material used for the main frame is generally iron (carbon steel), but recently, as described in Patent Document 1, aluminum or carbon fiber has been used for the purpose of weight reduction. It is coming.
アルミニウムは、鉄と比べて軽量化を図ることができるだけでなく、軟らかくて展性が高いことから加工し易いといった特性を有している。このため、アルミニウムは自動車用メインフレームに積極的に使用されている。 Aluminum not only can be made lighter than iron, but also has the property of being easy to process because it is soft and highly malleable. For this reason, aluminum is actively used in automobile main frames.
メインフレームにおける、運転者を含む乗員が乗り込むコックピットを形成する部分にアルミニウムを使用すれば、上述したアルミニウムの特性によって、乗り心地に優れた自動車を造ることができる。 If aluminum is used in the portion of the main frame where the cockpit where the occupant including the driver gets in, aluminum can be produced due to the above-described characteristics of the aluminum.
自動車を設計する際には、単に乗り心地が良いだけではだめであり、衝突安全性、すなわち、衝突等によって自動車に強い衝撃が加わった場合でも、コックピット内の乗員を保護できるような性能も求められる。 When designing a car, it is not necessary to simply have a good ride, and collision safety, that is, performance that can protect passengers in the cockpit even when a strong impact is applied to the car due to a collision, etc. It is done.
しかしながら、従来のメインフレームの構造で、コックピット部分をアルミニウムにした場合、自動車に強い衝撃が加わるとコックピットが大きく変形してしまうことから、必要な衝突安全性を達成することができないおそれがあった。 However, when the cockpit part is made of aluminum in the structure of the conventional main frame, there is a possibility that the required collision safety cannot be achieved because the cockpit is greatly deformed when a strong impact is applied to the automobile. .
もちろん、メインフレームを構成する部材の肉厚を厚くする等の手段を用いて、アルミニウムで形成したメインフレーム全体の断面強度を高めることにより、必要な衝突安全性を達成することも可能であるが、今度は、使用する材料の量が多くなってコストが高くなるという問題が生じてしまう。 Of course, it is possible to achieve the necessary collision safety by increasing the cross-sectional strength of the entire main frame formed of aluminum using means such as increasing the thickness of the members constituting the main frame. This time, a problem arises that the amount of material used increases and the cost increases.
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みて開発されたものである。それゆえに本発明の主たる課題は、コックピット部分にアルミニウムを用いて乗り心地に優れるとともに、低コストで製造することのできる、自動車用メインフレームおよびそれを用いた自動車を提供することにある。 The present invention has been developed in view of such problems of the prior art. Therefore, a main object of the present invention is to provide a main frame for an automobile and an automobile using the same, which can be manufactured at a low cost while being excellent in riding comfort by using aluminum in a cockpit portion.
本発明の一局面に係る自動車用メインフレームは、少なくとも、運転者が乗り込むコックピット部フレームと、このコックピット部フレームの進行方向前側に設けられた前部フレームとを有している。コックピット部フレームは、アルミニウムで形成されているとともに、前部フレームが接続される前端壁を有している。また、この前端壁は、前部フレームからの応力を受け止めることのできる高強度壁である。 The main frame for automobiles according to one aspect of the present invention includes at least a cockpit part frame on which a driver gets in, and a front frame provided on the front side in the traveling direction of the cockpit part frame. The cockpit frame is made of aluminum and has a front end wall to which the front frame is connected. The front end wall is a high-strength wall capable of receiving stress from the front frame.
コックピット部フレームをアルミニウムで形成することにより、乗り心地に優れた自動車にすることができる。さらに、このコックピット部フレームにおける、前部フレームが接続される前端壁を高強度壁にすることにより、前部フレームに加わった応力(「応力」には、衝突時の衝撃力も含む。)を効率的に受け止めることができる。このように前端壁を高強度壁にすることで、コックピット部フレームに効率的に荷重を伝達でき、コックピット部フレーム全体の断面強度を高めることなく衝突安全性や剛性を確保できるので、コストが高くなったり、質量が過大になるのを避けることができる。なお、従来の前端壁は、例えば、前側に設けられたエンジンからの熱や音を遮断するだけのものであり、上述のような高い強度は備えていなかった。 By forming the cockpit frame with aluminum, it is possible to make a car with excellent ride comfort. Further, by making the front end wall to which the front frame is connected in this cockpit frame into a high-strength wall, the stress applied to the front frame (“stress” includes the impact force at the time of collision) is efficient. Can be taken. By making the front end wall a high-strength wall in this way, it is possible to efficiently transmit the load to the cockpit frame, and to ensure collision safety and rigidity without increasing the cross-sectional strength of the entire cockpit frame, resulting in high costs. And avoiding excessive mass. The conventional front end wall merely blocks heat and sound from the engine provided on the front side, for example, and does not have the high strength as described above.
また、前部フレームに、前端壁の両側端部からそれぞれ前方へ延びる一対のサイドフレームを設け、コックピット部フレームに、前端壁の両側端部からそれぞれ後方へ延びる一対のサイドメンバーをさらに設け、サイドフレームとサイドメンバーとを、前端壁を介して一直線状に配置してもよい。 Further, the front frame is provided with a pair of side frames that respectively extend forward from both side end portions of the front end wall, and the cockpit portion frame is further provided with a pair of side members that respectively extend rearward from both side end portions of the front end wall. The frame and the side member may be arranged in a straight line through the front end wall.
前部フレームのサイドフレームおよびコックピット部フレームのサイドメンバーを、上述のように、前端壁を介して互いに一直線状に配置することにより、衝突時等においてサイドフレームに加えられた同サイドフレームの長手方向の応力および衝撃力を、確実にサイドメンバーに伝えることができる。 By arranging the side frame of the front frame and the side member of the cockpit frame in a straight line with each other through the front end wall as described above, the longitudinal direction of the side frame applied to the side frame at the time of a collision or the like The stress and impact force can be reliably transmitted to the side member.
自動車で最も重量のあるエンジンユニット(レシプロエンジンの場合)あるいはバッテリー(電気自動車の場合)は、コックピット部フレームの後部、あるいはコックピット部フレームの後端から後方へ延びる後部フレームに載せられることが多い。このため、上述のように、サイドフレームに加えられた後、サイドメンバーに伝えられた応力が、重量物であるエンジンユニットあるいはバッテリーに伝わって受け止められるので、コックピット部フレームが大きく変形して衝突安全性を損なうおそれを回避することができる。 The most heavy engine unit (in the case of a reciprocating engine) or battery (in the case of an electric vehicle) in an automobile is often placed on the rear part of the cockpit part frame or the rear frame extending rearward from the rear end of the cockpit part frame. For this reason, as described above, the stress transmitted to the side member after being applied to the side frame is transmitted to and received by the heavy engine unit or battery, so that the cockpit frame is greatly deformed and collision safety is achieved. The possibility of impairing the sex can be avoided.
なお、「一直線状」とは、幾何学的な意味で一直線である場合に限られず、サイドフレームの長手方向と、サイドメンバーの長手方向との間で若干の角度がある場合も含む概念である。このことは、本明細書全体を通じて同じである。 The term “straight line” is not limited to a straight line in a geometrical sense, and is a concept including a case where there is a slight angle between the longitudinal direction of the side frame and the longitudinal direction of the side member. . This is the same throughout this specification.
また、一対のサイドメンバーを、長手方向寸法が互いに等しくなるように形成するとともに、互いの間隔が前方にいくにつれて狭くなるように配設し、また、一対のサイドフレームを、長手方向寸法が互いに等しくなるように形成するとともに、互いに間隔が前方にいくにつれて狭くなるように配設してもよい。 In addition, the pair of side members are formed so that the longitudinal dimensions thereof are equal to each other, and are disposed so that the distance between the pair of side members decreases toward the front. While forming so that it may become equal, you may arrange | position so that a space | interval may mutually become narrow as it goes ahead.
サイドメンバーおよびサイドフレームをこのように規定することにより、コックピット部フレームおよび前部フレームが等脚台形状となる。両フレームが等脚台形状になると、前部フレームに衝突時の応力が加わった場合、前部フレームは、常に、内側に畳み込まれるように変形し、外側に開くように変形するおそれが極小化する。常に同じ方向に変形させることができると、その変形方向に特化させた対策を講じることが容易になる。 By defining the side member and the side frame in this way, the cockpit frame and the front frame have an isosceles trapezoidal shape. When both frames are in the shape of an isosceles trapezoid, if the front frame is subjected to stress during a collision, the front frame will always be deformed so that it will be folded inward and will be deformed so that it will open outward. Turn into. If it can always be deformed in the same direction, it becomes easy to take measures specialized in the deformation direction.
さらに、前部フレームに、一端が前端壁の中央部に接続され、他端がサイドフレームに接続されたセンターフレームをさらに設け、コックピット部フレームに、前端壁の中央部から後方へ延びるセンターメンバーをさらに設け、センターフレームの接続位置を、前端壁を挟んでセンターメンバーの接続位置に対応する位置にしてもよい。 Further, the front frame is further provided with a center frame having one end connected to the center portion of the front end wall and the other end connected to the side frame, and the cockpit portion frame has a center member extending rearward from the center portion of the front end wall. Further, the center frame may be connected at a position corresponding to the connection position of the center member with the front end wall interposed therebetween.
これにより、サイドフレームに加えられた応力は、センターフレームを介して前端壁の中央部に伝えられ、対応する位置に接続されたセンターメンバーに確実に伝えられる。 Thereby, the stress applied to the side frame is transmitted to the center portion of the front end wall via the center frame, and is reliably transmitted to the center member connected to the corresponding position.
また、前部フレームに、サイドフレームおよび前端壁で規定された内側空間を形成し、この内側空間に、自身が変形することによって衝撃を吸収する衝撃吸収材を配設してもよい。 Further, an inner space defined by the side frame and the front end wall may be formed in the front frame, and an impact absorbing material that absorbs an impact by deforming itself may be disposed in the inner space.
前部フレームの内側空間に衝撃吸収材を配設することにより、衝突時等の応力によって前部フレームが変形したとき、その変形に応じて衝撃吸収材も応力を吸収しつつ変形して、コックピット部フレームに伝わる応力を低減できる。さらに言えば、衝撃吸収材の背面にはコックピット部フレームの前端壁が位置しているので、衝撃吸収材に加わった衝突エネルギーの大半が、コックピット側フレームに逃げることなく、衝撃吸収材の変形に費やされることになり、衝撃吸収材の能力を最大限に発揮させることができる。 By disposing the shock absorber in the inner space of the front frame, when the front frame is deformed due to stress during a collision or the like, the shock absorber also deforms while absorbing the stress according to the deformation, and the cockpit The stress transmitted to the part frame can be reduced. Furthermore, because the front end wall of the cockpit frame is located on the back side of the shock absorber, most of the collision energy applied to the shock absorber does not escape to the cockpit side frame and deforms the shock absorber. As a result, the capacity of the shock absorber can be maximized.
この発明によれば、上述のように、コックピット部分にアルミニウムを用いて乗り心地に優れるとともに、低コストで製造することのできる、自動車用メインフレームおよびそれを用いた自動車を提供することができる。 According to the present invention, as described above, it is possible to provide an automobile main frame and an automobile using the same, which are excellent in riding comfort using aluminum in the cockpit portion and can be manufactured at low cost.
以下、図1および図2を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、図1の「切り欠き」は、図2におけるI−I矢視で示す線で切り欠いた状態を示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated. In addition, the “notch” in FIG. 1 indicates a state in which the notch is cut out along a line indicated by arrows II in FIG.
本発明が適用された自動車用メインフレーム10は、コックピット部フレーム12と、前部フレーム14と、必要に応じて設けられる後部フレーム16とを備えている。
The automobile
コックピット部フレーム12は、アルミニウムで形成されており、進行方向で前側に形成された前端壁18と、一対のサイドメンバー20と、前端壁18の中央部から後方へ延びるセンターメンバー22と、バックメンバー23とを有している。
The
前端壁18は、前部フレーム14からの応力(自動車が衝突した時の衝撃力および走行中にタイヤから伝わってくる荷重や振動も含む。以下、同じ。)を受け止めることのできる高強度壁である。本実施例では、断面が長方形状のアルミ中空角柱材を縦方向に4本重ねて互いに溶接することにより前端壁18が形成されている。もちろん、前端壁18の構造はこれに限られるものではなく、上述したように、前部フレーム14からの応力を受け止めることのできる強度を発揮できれば、どのような構造であってもよい。例えば、上述のものよりも縦方向に長いアルミ中空角柱材(中実角柱材でもよい。以下同じ。)を2本重ねて形成してもよい。
The
サイドメンバー20は、前端壁18の両側端部からそれぞれ進行方向に対して後方に延びる一対の部材である。本実施例において、サイドメンバー20は、断面が長方形状のアルミ中空角柱材を縦方向に3本重ねて互いに溶接することにより形成されている。サイドメンバー20の構造はこれに限られるものではなく、縦方向に長い1本の角柱材とそれよりも縦方向に短い1本の角柱材とを組み合わせて2本の角柱材で形成することもできる。
The
センターメンバー22は、前端壁18の中央部から後方に延びる部材である。本実施例において、センターメンバー22は、前端壁18とバックメンバー23との間に架設された断面長方形状(すなわち柱状)の本体部材26と、一端が前端壁18の中央部であって本体部材26が接続された位置よりも上側に接続され、他端が本体部材26の上面に接続された前側補強部材28と、一端がバックメンバー23に接続され、他端が本体部材26の上面に接続された後側補強部材30とで構成されている。もちろん、本体部材26のみでセンターメンバー22を構成してもよいが、前端壁18およびバックメンバー23に対して強固に固定し、前部フレーム14からの応力を確実に受けとめるとともに、コックピット部フレーム12の剛性を向上させることができる点で、前側補強部材28および後側補強部材30のいずれか一方または両方を設けるのが好適である。
The
バックメンバー23は、その両側端部に一対のサイドメンバー20の後側端が接続された部材である。また、バックメンバー23の中央部には、センターメンバー22(すなわち、本体部材26および後側補強部材30)が接続されている。本実施例において、バックメンバー23は、一対のサイドメンバー20の後側端の間で上下方向に間隔を開けて水平方向に架設された一対の本体部材32と、一対の本体部材32の中央部同士を縦方向に結ぶ補強部材34とで構成されている。より詳しく言うと、センターメンバー22を構成する本体部材26の端は、下側の本体部材32の中央部側面に接続されており、後側補強部材30の一端は、補強部材34の側面に接続されている。
The
本実施例では、一対のサイドメンバー20の長手方向寸法を互いに等しく形成し、さらに、前端壁18の長手方向寸法をバックメンバー23の長手方向寸法よりも短く形成している。これにより、一対のサイドメンバー20の間隔が前方にいくにつれて狭くなる。すなわち、コックピット部フレーム12が平面視で等脚台形状に形成される(図2を参照)。
In the present embodiment, the longitudinal dimensions of the pair of
また、本実施例では、一対のサイドメンバー20におけるそれぞれの前端の上部に、前方に延びる一対の前側上部ブラケット36が取り付けられている。また、一対のサンドメンバー20におけるそれぞれの前端の下部(つまり、前側上部ブラケット36の下方)に、一対の前側下部ブラケット66が取り付けられている。また、前端壁18の中央部やや上寄りには、前方に延びる中央ブラケット37が突設されている。さらに、一対のサイドメンバー20における後端の上面に、一対の後側上部ブラケット38が取り付けられている。また、一対のサイドメンバー20における後端の下部に、後側下部ブラケット68(前側下部ブラケット66と同じもの)が取り付けられている。前側上部ブラケット36および前側下部ブラケット66は、前部フレーム14のサイドフレーム42(後述)が接続される部材である。すなわち、前側上部ブラケット36は、サイドフレーム42の上部とサイドメンバー20との間に介在し、前側下部ブラケット66は、サイドフレーム42の下部とサイドメンバー20との間に介在することになる。また、中央ブラケット37は、前部フレーム14における一対のセンターフレーム44(後述)のそれぞれの一端が接続される略円柱状の部材である。後側上部ブラケット38および後側下部ブラケット68は、必要に応じて設けられる後部フレーム16が接続される部材である。すなわち、後側上部ブラケット38は、後部フレーム16の上部とサイドメンバー20との間に介在し、後側下部ブラケット68は、後部フレーム16の下部とサイドメンバー20との間に介在することになる。前側上部ブラケット36、前側下部ブラケット66、中央ブラケット37、後側上部ブラケット38、および後側下部ブラケット68には、前部フレーム14および後部フレーム16からの繰り返し応力および衝撃力が掛かることから、アルミニウム鋳造品あるいはアルミダイキャスト品が使用されている。前側上部ブラケット36、前側下部ブラケット66、中央ブラケット37、後側上部ブラケット38、および後側下部ブラケット68は、すべてコックピット部フレーム12を構成する部材である。
In the present embodiment, a pair of front
さらに、両サイドメンバー20とセンターメンバー22との間にアルミニウム製のラダー部材60が架設されている。このラダー部材60に運転席および助手席を取り付けることにより、車輪や車体の動きが運転者等にダイレクトに伝わり、スポーツカーに最適な運転感覚を提供することができる。
Further, an
なお、図示するように、一対の後側上部ブラケット38の間にロールバー40を取り付けてもよい。
As shown in the figure, a
前部フレーム14は、コックピット部フレーム12の進行方向前側に設けられたフレームであり、一対のサイドフレーム42と、一対のセンターフレーム44と、必要に応じて設けられるフロントフレーム46とを有している。
The
一対のサイドフレーム42は、前端壁18の両側端部から前方に延びる部材であり、前端壁18を介して、コックピット部フレーム12のサイドメンバー20と、互いに一直線状に配置されている。本実施例において、1つのサイドフレーム42は、上側部材48と、下側部材50と、前側部材52と、補強部材54とで構成されている。各部材48〜54は鉄製のパイプ材であり、それぞれ溶接等の手段によって互いに固定されている。もちろん、サイドフレーム42の材質にアルミニウムを用いてもよいが、コストおよび繰り返し応力への耐久性の点から鉄製にするのが好適である。
The pair of side frames 42 are members that extend forward from both side end portions of the
上側部材48は、一端が前側上部ブラケット36に接続され、ほぼ水平に前方へ延びる部材である。下側部材50は、一端が前端壁18の側端下部に接続され、ほぼ水平に前方へ延びる部材であり、上側部材48よりも長寸に形成されている。前側部材52は、一端が上側部材48の他端に接続され、他端が下側部材50の他端に接続された部材である。上述のように、下側部材50は、上側部材48よりも長寸に形成されているので、前側部材52は、その一端(上側)から見て他端(下側)が前方へ突き出すようになっている。補強部材54は、一端が前側部材52の一端部に接続されており、他端が下側部材50に接続された部材である。
The
一対のセンターフレーム44は、一端が前端壁18の中央部に接続されており、他端がサイドフレーム42における上側部材48と前側部材52との接続部に接続された部材である。また、前端壁18の中央部に接続されたセンターフレーム44の一端の接続位置は、前端壁18を挟んでセンターメンバー22(より具体的に言えば、センターメンバー22の前側補強部材28)の接続位置に対応している。
The pair of center frames 44 is a member whose one end is connected to the central portion of the
フロントフレーム46は、一方のサイドフレーム42における前側部材52と下側部材50との接続部にその一端が接続され、他方のサイドフレーム42における前側部材52と下側部材50との接続部にその他端が接続された部材である。
One end of the
また、前部フレーム14では、一対のサイドフレーム42の長手方向寸法が互いに等しく形成され、さらに、フロントフレーム46の長手方向寸法が前端壁18の長手方向寸法よりも短く形成されている。これにより、一対のサイドフレーム42の間隔が前方にいくにつれて狭くなる。すなわち、平面視で等脚台形状に形成されたコックピット部フレーム12の前側に、等脚台形状に形成された前部フレーム14がさらに形成されることになる。(図2を参照)
In the
このように、コックピット部フレーム12および前部フレーム14を等脚台形状に形成することにより、前部フレーム14に衝突時の応力が加わった場合、前部フレーム14は、常に、内側に畳み込まれるように変形し、外側に開くように変形するおそれが極小化する。常に同じ方向に変形させることができると、その変形方向に特化させた対策を講じることが容易になる。
In this way, by forming the
さらに、本実施例では、前部フレーム14よりもさらに前側にバンパーフレーム56が取り付けられている。このバンパーフレーム56は、各サイドフレーム42における、上側部材48と前側部材52との接続部、および下側部材50と前側部材52との接続部で支持されている。バンパーフレーム56は、必須の構成要素ではないが、衝突安全性を高めることができる点で好適である。
Further, in the present embodiment, the
また、必要に応じて、一対のサイドフレーム42同士を略水平方向につなぐ(つまり、フロントフレーム46に対してほぼ平行に配設される)第2フロントフレーム(図示せず)を設けてもよい。第2フロントフレームは、略ロッド状の部材であり、一端が一方のサイドフレーム42における上側部材48とセンターフレーム44との接続部に接続されているとともに、他端が他方のサイドフレーム42における上側部材48とセンターフレーム44との接続部に接続されている。第2フロントフレームは、リジッドフレームでもよいが、第2フロントフレームの長手方向に伸縮するダンパーをさらに備えることが好適である。ダンパー付きの第2フロントフレームを設けることにより、自動車用メインフレーム10全体としての振動減衰特性を向上させ、乗り心地をさらに向上させることができる。
Further, if necessary, a second front frame (not shown) that connects the pair of side frames 42 in a substantially horizontal direction (that is, disposed substantially parallel to the front frame 46) may be provided. . The second front frame is a substantially rod-shaped member. One end of the second front frame is connected to a connection portion between the
なお、サイドフレーム42および前端壁18で規定された内側空間62を形成し、この内側空間62に、自身が変形することによって応力を吸収する衝撃吸収材64を配設してもよい。衝撃吸収材64としては、例えば、発泡ポリプロピレン、発泡ポリエチレン、発泡ポリスチレン、およびポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレンの混合材を挙げることができる。もちろん、衝撃吸収材64の材質はこれらに限定されるものではない。
An inner space 62 defined by the
また、上記前部フレーム14に一対のフロントサスペンション100を取り付けた場合の例を図3および図4に示す。図示したフロントサスペンション100は、いわゆるダブルウィッシュボーン式サスペンションであり、図示しないタイヤが取り付けられるローター102と、ローター102が回転可能に取り付けられた、縦方向に延びるアップライト104と、アップライト104の上端に取り付けられたアッパーアーム(A型アーム)106と、アップライト104の下端に取り付けられたロワアーム(A型アーム)108と、一端がロワアーム108に接続され、タイヤからの衝撃力(応力)を吸収するダンパー110とを有している。
An example in which a pair of
本実施例において、ダンパー110の他端は、前側上部ブラケット36に接続されている。また、アッパーアーム106は、コックピット部フレーム12の前端壁18、およびサイドフレーム42における上側部材48とセンターフレーム44との接続部に接続されている。さらに、ロワアーム108は、前端壁18、およびサイドフレーム42における下側部材50と前側部材52との接続部に接続されている。
In the present embodiment, the other end of the
このように、ダンパー110、アッパーアーム106、およびロワアーム108がコックピット部フレーム12に直接接続されていることにより、タイヤからの振動および衝撃がダイレクトにコックピット部フレーム12に伝わるので(アッパーアーム106への振動等は、センターフレーム44を介して前端壁18の中央部にも伝わる。)、路面状況や車体の姿勢等の情報が運転手に伝わりやすくなることから、スポーツカー用のメインフレーム10として好適なものになる。
As described above, since the
後部フレーム16は(図1および図2参照)、コックピット部フレーム12の進行方向後側に設けられたフレームであり、コックピット部フレーム12におけるサイドメンバー20の後側端およびバックメンバー23から支持されている。後部フレーム16は内部空間58を有しており、この内部空間58にエンジンユニット(レシプロエンジンの場合)あるいはバッテリー(電気自動車の場合)が取り付けられる。後部フレーム16の材質についても、鉄あるいはアルミニウムを使用することができるが、前部フレーム14と同様、コストおよび繰り返し応力への耐久性の点から鉄製にするのが好適である。
The rear frame 16 (see FIGS. 1 and 2) is a frame provided on the rear side in the traveling direction of the
本実施例に係る自動車用メインフレーム10のように、コックピット部フレーム12をアルミニウムで形成することにより、乗り心地に優れた自動車にすることができる。さらに、このコックピット部フレーム12における、前部フレーム14が接続される前端壁18を高強度壁にすることにより、前部フレーム16に加わった応力を受け止めることができる。このように前端壁18を高強度壁にすることにより、コックピット部フレーム12内のサイドメンバー20およびセンターメンバー22に効率的に荷重伝達でき、コックピット部フレーム12全体の断面強度を高めることなく衝突安全性や剛性を確保できるので、コストが高くなったり、質量が過大になるのを回避することができる。
By forming the
前部フレーム14のサイドフレーム42およびコックピット部フレーム12のサイドメンバー20を、前端壁18を介して互いに一直線状に配置することにより、衝突時等においてサイドフレーム42に加えられた同サイドフレーム42の長手方向の応力を、確実にサイドメンバー20に伝えることができる。
By arranging the
自動車で最も重量のあるエンジンユニット(レシプロエンジンの場合)あるいはバッテリー(電気自動車の場合)は、コックピット部フレーム12の後部、あるいはコックピット部フレーム12の後端から後方へ延びる後部フレーム16に載せられることが多い。このため、上述のように、サイドフレーム42に加えられた後、サイドメンバー20に伝えられた応力が、重量物であるエンジンユニットあるいはバッテリーに伝わって受け止められるので、コックピット部フレーム12が大きく変形して衝突安全性を損なうおそれを回避することができる。
The heaviest engine unit (in the case of a reciprocating engine) or battery (in the case of an electric vehicle) in the automobile is mounted on the
加えて、サイドフレーム42に加えられた応力は、センターフレーム44を介して前端壁18の中央部に伝えられ、対応する位置に接続されたセンターメンバー22にも確実に伝えられる。
In addition, the stress applied to the
また、前部フレーム14の内側空間62に衝撃吸収材64を配設することにより、衝突時等の応力によって前部フレーム14が変形したとき、その変形に応じて衝撃吸収材64も応力を吸収しつつ変形して、コックピット部フレーム12に伝わる応力を低減できる。さらに言えば、衝撃吸収材64の背面にはコックピット部フレーム12の前端壁18が位置しているので、衝撃吸収材64に加わった応力の大半が、コックピット部フレーム12に逃げることなく、衝撃吸収材64の変形に費やされることになり、衝撃吸収材64の能力を最大限に発揮させることができる。
Further, by disposing the
本発明の好ましい一実施の形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。 A preferred embodiment of the present invention is as described above, but the present invention is not limited thereto. It will be understood that various other embodiments may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Furthermore, in this embodiment, although the effect | action and effect by the structure of this invention are described, these effect | actions and effects are examples and do not limit this invention.
10…自動車用メインフレーム、12…コックピット部フレーム、14…前部フレーム、16…後部フレーム、18…前端壁、20…サイドメンバー、22…センターメンバー、23…バックメンバー、26…本体部材、28…前側補強部材、30…後側補強部材、32…本体部材、34…補強部材、36…前側上部ブラケット、37…中央ブラケット、38…後側上部ブラケット、40…ロールバー、42…サイドフレーム、44…センターフレーム、46…フロントフレーム、48…上側部材、50…下側部材、52…前側部材、54…補強部材、56…バンパーフレーム、58…内部空間、60…ラダー部材、62…内側空間、64…衝撃吸収材、66…前側下部ブラケット、68…後側下部ブラケット、100…フロントサスペンション、102…ローター、104…アップライト、106…アッパーアーム、108…ロワアーム、110…ダンパー
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記コックピット部フレームは、
アルミニウムで形成されるとともに、前記前部フレームが接続され、中空角柱材を重ねて形成され、前記前部フレームからの応力を受け止めることのできる前端壁を有しており、かつ前記前端壁の両側端部からそれぞれ後方に延びる一対のサイドメンバーをさらに有しており、
前記前部フレームは、
前記前端壁の両側端部からそれぞれ前方に延びる一対のサイドフレームを有しており、
前記サイドフレームと前記サイドメンバーとは、前記前端壁を介して一直線状に配置されている、ことを特徴とする自動車用メインフレーム。 A main frame for an automobile having a cockpit part frame on which a driver gets in, and a front frame provided on the front side in the traveling direction of the cockpit part frame,
The cockpit frame is
Together are formed of aluminum, said front frame is connected, is formed overlapping the hollow prismatic member has a can Ru front end wall of the receiving the stress from the front frame, and the front end wall It further has a pair of side members that extend rearward from both end portions,
The front frame is
Having a pair of side frames respectively extending forward from both side end portions of the front end wall;
The main frame for automobiles, wherein the side frame and the side member are arranged in a straight line through the front end wall .
前記一対のサイドフレームは、長手方向寸法が互いに等しく形成されているとともに、互いに間隔が前方にいくにつれて狭くなるように配設され、
前記一対のサイドメンバーは、断面が長方形状のアルミ中空角柱材を重ねて形成され、
前記一対のサイドフレームは、鉄製であることを特徴とする請求項1記載の自動車用メインフレーム。 The pair of side members are formed so that the longitudinal dimensions thereof are equal to each other, and the distance between the pair of side members decreases toward the front,
The pair of side frames are formed so that the longitudinal dimensions thereof are equal to each other and become narrower as the distance from each other increases.
The pair of side members are formed by stacking aluminum hollow prismatic materials having a rectangular cross section,
The main frame for an automobile according to claim 1 , wherein the pair of side frames are made of iron .
前記コックピット部フレームは、前記前端壁の中央部の前記中央ブラケットの裏面から後方に延びるセンターメンバーをさらに有しており、
前記センターフレームの接続位置は、前記前端壁を挟んで前記センターメンバーの接続位置に対応することを特徴とする請求項1または2記載の自動車用メインフレーム。 The front frame further includes a center frame having one end connected to a central bracket at the center of the front end wall and the other end connected to the side frame;
The cockpit frame further has a center member extending rearward from the back surface of the central bracket at the center of the front end wall,
The main frame for an automobile according to claim 1 , wherein a connection position of the center frame corresponds to a connection position of the center member across the front end wall.
前記内部空間には、自身が変形することによって衝撃を吸収する発泡ポリプロピレン、発泡ポリエチレン、発泡ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレンのいずれかまたはそれらの混合材が配設されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の自動車用メインフレーム。 In the front frame, an inner space defined by the side frame and the front end wall is formed,
The foamed polypropylene, foamed polyethylene, foamed polystyrene, polypropylene, polyethylene, polystyrene, or a mixture thereof, which absorbs an impact when deformed by itself, is disposed in the internal space. Item 4. The main frame for automobiles according to any one of Items 1 to 3 .
An automobile in which the automobile main frame according to any one of claims 1 to 4 is used.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012087426A JP5077972B1 (en) | 2012-04-06 | 2012-04-06 | Automotive mainframe and automobile using the same |
PCT/JP2013/002122 WO2013150749A1 (en) | 2012-04-06 | 2013-03-28 | Vehicle main frame and vehicle using same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012087426A JP5077972B1 (en) | 2012-04-06 | 2012-04-06 | Automotive mainframe and automobile using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5077972B1 true JP5077972B1 (en) | 2012-11-21 |
JP2013216183A JP2013216183A (en) | 2013-10-24 |
Family
ID=47435482
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012087426A Expired - Fee Related JP5077972B1 (en) | 2012-04-06 | 2012-04-06 | Automotive mainframe and automobile using the same |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5077972B1 (en) |
WO (1) | WO2013150749A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103465968A (en) * | 2013-10-12 | 2013-12-25 | 安徽安凯汽车股份有限公司 | Front anti-collision structure for coach |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107215394B (en) * | 2017-04-18 | 2023-08-04 | 吉林大学 | Front-mounted rear-drive truss type sports car frame and car body structure design method |
DE102017119132B3 (en) | 2017-08-22 | 2018-10-31 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | electric vehicle |
KR102614164B1 (en) | 2019-07-25 | 2023-12-13 | 현대자동차주식회사 | Front body for vehicle |
Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02130882U (en) * | 1989-04-06 | 1990-10-30 | ||
JPH09216574A (en) * | 1996-02-09 | 1997-08-19 | Yoshiari Takagi | Body structure of automobile |
JPH1178971A (en) * | 1997-09-12 | 1999-03-23 | Honda Motor Co Ltd | Shock absorbing vehicle body structure in automobile |
JP2001138949A (en) * | 1999-11-15 | 2001-05-22 | Katsumi Inoue | Side collision safety device in automobile |
JP2001225766A (en) * | 2000-02-18 | 2001-08-21 | Nissan Motor Co Ltd | Body structure for automobile |
JP2003063454A (en) * | 2001-08-24 | 2003-03-05 | Nissan Motor Co Ltd | Car body front structure for automobile |
JP2003191862A (en) * | 2001-10-16 | 2003-07-09 | Toyota Motor Corp | Body front structure |
JP2005199945A (en) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Nissan Motor Co Ltd | Vehicle body front structure |
JP2005212551A (en) * | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Nissan Motor Co Ltd | Front part structure of car body |
JP2008049895A (en) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Toyota Motor Corp | Body structure |
JP2008120161A (en) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Toyota Motor Corp | Body structure |
JP2008247346A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Mitsubishi Motors Corp | Body frame structure |
JP2009051251A (en) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Toyota Motor Corp | Vehicle front structure |
-
2012
- 2012-04-06 JP JP2012087426A patent/JP5077972B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-03-28 WO PCT/JP2013/002122 patent/WO2013150749A1/en active Application Filing
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02130882U (en) * | 1989-04-06 | 1990-10-30 | ||
JPH09216574A (en) * | 1996-02-09 | 1997-08-19 | Yoshiari Takagi | Body structure of automobile |
JPH1178971A (en) * | 1997-09-12 | 1999-03-23 | Honda Motor Co Ltd | Shock absorbing vehicle body structure in automobile |
JP2001138949A (en) * | 1999-11-15 | 2001-05-22 | Katsumi Inoue | Side collision safety device in automobile |
JP2001225766A (en) * | 2000-02-18 | 2001-08-21 | Nissan Motor Co Ltd | Body structure for automobile |
JP2003063454A (en) * | 2001-08-24 | 2003-03-05 | Nissan Motor Co Ltd | Car body front structure for automobile |
JP2003191862A (en) * | 2001-10-16 | 2003-07-09 | Toyota Motor Corp | Body front structure |
JP2005199945A (en) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Nissan Motor Co Ltd | Vehicle body front structure |
JP2005212551A (en) * | 2004-01-28 | 2005-08-11 | Nissan Motor Co Ltd | Front part structure of car body |
JP2008049895A (en) * | 2006-08-25 | 2008-03-06 | Toyota Motor Corp | Body structure |
JP2008120161A (en) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Toyota Motor Corp | Body structure |
JP2008247346A (en) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Mitsubishi Motors Corp | Body frame structure |
JP2009051251A (en) * | 2007-08-23 | 2009-03-12 | Toyota Motor Corp | Vehicle front structure |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103465968A (en) * | 2013-10-12 | 2013-12-25 | 安徽安凯汽车股份有限公司 | Front anti-collision structure for coach |
CN103465968B (en) * | 2013-10-12 | 2015-09-09 | 安徽安凯汽车股份有限公司 | Front anti-collision structure for coach |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2013150749A1 (en) | 2013-10-10 |
JP2013216183A (en) | 2013-10-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4801462B2 (en) | Lower body structure | |
JP6033300B2 (en) | Car body rear structure | |
JP5974475B2 (en) | Front subframe structure of automobile | |
JP5205073B2 (en) | Rear body structure of automobile | |
JP5907126B2 (en) | Auto body front structure | |
CN102730075B (en) | Front vehicle body structure | |
KR102093457B1 (en) | Chassis of a motor vehicle including a means for absorbing a frontal impact | |
JP5692191B2 (en) | Body front structure | |
US9731766B2 (en) | Front vehicle body structure | |
JP5598595B2 (en) | Front body structure | |
JP4875558B2 (en) | Body frame structure | |
JP6176468B2 (en) | Auto body structure | |
JP5077972B1 (en) | Automotive mainframe and automobile using the same | |
JP6120446B2 (en) | Auto body structure | |
CN205930899U (en) | Car front longitudinal assembly and use its car | |
JP5831246B2 (en) | Body front structure | |
JP4794985B2 (en) | Vehicle frame structure | |
KR101244923B1 (en) | Front suspension structure of green car | |
JP3608540B2 (en) | Auto body structure | |
JP2006193023A (en) | Body front structure | |
JP2011240762A (en) | Vehicle front structure | |
JP2009280106A (en) | Vehicle frame structure | |
JP2013216201A (en) | Automobile cfrp cabin | |
JP6112671B2 (en) | Auto body structure | |
JP2013071644A (en) | Rear suspension part structure of vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120822 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150907 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5077972 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |