JPH0375386B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、自動車のフレーム或いはサイドメ
ンバ等の前後方向強度部材の改良に関する。

自動車のフレームまたはモノコツクボデイにお
けるサイドメンバは、部材が座屈するような車両
前後方向或いは斜め前後方向からの外力に対し、
抵抗しつつ変形してエネルギー吸収する構造にな
つている。

外力のエネルギーを吸収するための最も効率的
な構造は、一般的にフレーム或いはサイドメンバ
の前後方向強度部材を、前方から後方に向かつて
順次蛇腹状に変形させる壁面座屈をさせる構成と
されている。

しかしながら、前記壁面座屈を安定的に行わせ
るためには、加えられた荷重の軸方向と前後方向
強度部材の軸方向を一致させることが望ましい
が、車両としての他の構成要件との関係で必ずし
も一致させることができない場合が多い。

この場合は、車両構成上のレイアウトに従つ
て、前後方向強度部材を上下、左右にオフセツト
しなければならない。このような前後方向強度部
材のエネルギー吸収は曲げ変形になるものが主体
となる。

このため従来は、前後方向強度部材の曲げ変形
によるエネルギー吸収を増大させるために、前記
オフセツト部分での曲げ剛性を高めるべく、部材
の板厚を厚くしたり、リーンホースメント、或い
はガセツトプレート等を前後方向強度部材内に設
けることによつて対処している車両も見られる
が、このような対策は必然的に車両重量を増大さ
せ、ひいては自動車の燃費を悪化させるという問
題点を有する。

この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされ
たものであつて、正面のみならず斜め方向からの
外力に対して、前後方向に順次壁面座屈を生じる
ことによつて、効率的に外力のエネルギーを吸収
するようにした自動車の前後方向強度部材を提供
することを目的とする。

この発明は左右のサイドフレームの各々に、先
端方向に向かつて略水平面内で車両幅方向に略Ｙ
字形状に拡げられた分岐部材を備え、該分岐部材
を車両幅方向に連結するようクロスメンバが先端
に取付けられるとともに、前記Ｙ字の分岐点と先
端との間の位置で前記分岐部材を車両幅方向に連
結する少なくとも１個の結合部材を設けることに
よつて上記目的を達成するものである。

またこの発明は前記自動車の前後方向強度部材
において前記結合部材を、前記分岐部材の対向す
る内側面および下面に結合されるフランジを備え
た縦板状部材とすることによつて上記目的を達成
するものである。

またこの発明は前記自動車の前後方向強度部材
において前記結合部材を、前記両分岐部材に渡つ
て取付けられ、これらの分岐部材の一部を構成す
る平板状部材の連結部によつて形成し上記目的を
達成するものである。

またこの発明は、前記自動車の強度部材におい
て、前記平板状の結合部材を、前記分岐部材間の
個所で前後方向に複数の連結部および孔部が交互
に形成されるようにすることによつて上記目的を
達成するものである。

またこの発明は、前記自動車の強度部材におい
て、前記Ｙ字の分岐点と前記クロスメンバ間で、
予め任意に設定した距離を、部材が座屈するよう
な前後、斜め方向の外力を受けた場合、効率よく
エネルギーを吸収するための設定変形長さとする
ことによつて上記目的を達成するものである。

またこの発明は、自動車の前後方向強度部材に
おいて、前記Ｙ字形状の分岐部よりも車両前後方
向中央部側近傍位置において、車両幅方向左右の
前後方向強度部材を第２のクロスメンバに結合さ
せるとともに、該結合部内側前方角部に、リーン
ホースメントを介在させることによつて上記目的
を達成するものである。

以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明の第１実施例を示す斜視図であ
り、この第１実施例は、前後方向強度部材を自動
車の前後方向のサイドフレーム１としたものであ
る（第１図は、サイドフレーム１の右前部のみを
示す）。このサイドフレーム１は、図に示される
ように先端方向に向かつて略水平面内で車両幅方
向に略Ｙ字形状に拡がつて分岐するメインフレー
ム２およびサブフレーム３を備え、かつ、これら
メインフレーム２およびサブフレーム３を車両幅
方向に連結するようその先端にフロントクロスメ
ンバ４が取付けられるとともに、前記Ｙ字の分岐
点５と前記フロントクロスメンバ４との間で、前
記メインフレーム２およびサブフレーム３を車両
幅方向に連結する結合部材６を有するものであ
る。

また前記サイドフレーム１は、分岐点５よりも
後方位置で、車両幅方向に延在するサスペンシヨ
ンクロスメンバ７と直交する状態で、その上面に
一体的に連結されている。このサスペンシヨンク
ロスメンバ７とサイドフレーム１の結合部内側前
方角部には、リーンホースメント８が両者を連結
するように一体的に取付けられている。図の符号
９はフロントサスペンシヨンマウントを示す。

前記サイドフレーム１、メインフレーム２およ
びサブフレーム３はそれぞれ断面四角形状で内部
に閉断面を構成するようにされている。また前記
メインフレーム２は、サイドフレーム１に対して
ほぼ整列され、車両前後方向に配置されるととも
に、前記サブフレーム３は、メインフレーム２に
対して車両前方かつ外方に21〜22度の角度をもつ
て配置されている。

この角度は、車両前後方向の中心線に対して30
度の角度をなす斜め前方からの外力に対して最も
効率良く壁面座屈を生じ、これによつてエネルギ
ーを吸収できる角度を机上計算および実験的に求
めた値に基づくものである。ただし前記角度は前
記サスペンシヨンクロスメンバ７とメインフレー
ム２との結合位置およびリーンホースメント８の
取付けの有無とその強度によつてある程度は変更
も可能である。

前記メインフレーム２およびサブフレーム３
は、それぞれ先端方向に至るほどその断面積が小
さくなるようにスムージングされているがこれ
は、これらメインフレーム２およびサブフレーム
３の上下方向のオフセツトの影響を減少させるた
めのものである。図の符号１０は、前記メインフ
レーム２およびサブフレーム３の下面に形成され
たビードもしくはコルゲーシヨンよりなる弱力部
を示し、このビードもしくはコルゲーシヨンの大
きさは、メインフレーム２およびサブフレーム３
の前端に近いほど大きくされるか、もしくはこれ
らの前後方向の間隔を前端側ほど小さくすること
によつて、メインフレーム２およびサブフレーム
３の先端側ほど壁面座屈を生じやすいようにする
ものである。

前記第１図のサイドフレーム１の組立構成は第
２図に示されるようになされる。第２図はサイド
フレーム１の要部の分解斜視図である。

第２図に示されるようにメインフレーム２はサ
イドフレーム１と一体的に連続する略ハツト型断
面の部材１Ａの上面をメインフレームプレート２
Ａおよびフレームプレート１Ｂによつて被つたも
のであり、また、前記サブフレーム３は、前記部
材１Ａの外側面に斜め前方に張り出すようにして
取付けられた略ハツト型断面の部材３Ａにサブフ
レームプレート３Ｂおよび前記フレームプレート
１Ｂによりその上面を被うことによつて形成した
ものである。

すなわち前記フレームプレート１Ｂは、メイン
フレーム２およびサブフレーム３の分岐点５近傍
を被うように略Ｙ字形状とされ、前記メインフレ
ームプレート２Ａおよびサブフレームプレート３
Ｂは、前記フレームプレート１Ｂの前端に連続し
てメインフレーム２およびサブフレーム３を被う
ように取付けられている。

前記結合部材６は、第３図に拡大して示される
ように、前記メインフレーム２およびサブフレー
ム３の対向する内側面および下面に結合されるフ
ランジ６Ａおよび６Ｂを備えた縦板状部材であ
り、メインフレーム２およびサブフレーム３の前
方から外力が加つて、これらが開かれようとする
時に、横方向の引張り力によつて抵抗し、メイン
フレーム２およびサブフレーム３のＹ字形状を維
持するものである。

また前記結合部材６の形状は、上記の働きを有
しつつメインフレーム２およびサブフレーム３が
壁面座屈しエネルギーを吸収する際の妨げとなら
ぬよう、前述の如く縦板状としたことを特徴とす
る。

また前記リーンホースメント８は、第４図に分
解状態で示されるように、サスペンシヨンクロス
メンバ７の前後および上面を被うとともに、サイ
ドフレーム１の内側面に接触した状態で、これら
に一体的に溶着されている。また、このリーンホ
ースメント８は、第４図において１点鎖線８Ａで
示されるように、平面において、前記サイドフレ
ーム１とサスペンシヨンクロスメンバ７の内側角
部にいわゆる斜材を構成する三角形部を備え、こ
れによつて、サイドフレーム１が車両幅方向内側
に傾くよう変形されることを防止するものであ
る。

この実施例においては、車両の前後方向のみな
らず斜め前後方向からの外力に対して、メーンフ
レーム２およびサブフレーム３が曲げられること
なく、先端から順次壁面座屈され、これによつて
効率的に外力のエネルギーを吸収できるという利
点がある。又、メインフレーム２及びサブフレー
ム３は水平面内で略Ｙ字形状に拡がつているの
で、上下方向に曲がることもない。

特に結合部材６は、メインフレーム２およびサ
ブフレーム３が外力によつて拡げられることを防
止するので、壁面座屈が効果的になされることに
なる。更にこの結合部材６は単純な縦板形状であ
るので、軽量かつ低コストであるという利点があ
る。

更に前記リーンホースメント８は、外力によつ
てメインフレーム２およびサブフレーム３がＹ字
形状を保つたまま、車両幅方向内側に曲げられる
ことを効果的に阻止するので、メインフレーム２
およびサブフレーム３は軸方向に変形して、外力
のエネルギーを効率的に吸収できるという利点が
ある。

また前記結合部材６は、車両前後方向もしくは
斜め前後方向からの外力に対して、メインフレー
ム２およびサブフレーム３のＹ字形状を、その引
張り抵抗力によつて維持するので、メインフレー
ム２もしくはサブフレーム３の先端とフロントク
ロスメンバ４の結合部分、例えばスポツト溶接個
所、がはがれることを防止し、これによつて、メ
インフレーム２もしくはサブフレーム３が軸方向
に変形し、外力のエネルギーを効率的に吸収でき
るようにするものである。

なお上記実施例は、第２図に示されるように、
サブフレーム３がメインフレーム２の側面に取付
けられるように構成されているが、これは、第５
図に示されるように、サイドフレーム１とサブフ
レーム３を一体的に屈曲して形成し、これに対し
てメインフレーム２をその内側面に取付けるよう
に構成してもよい。

また前記メインフレーム２およびサブフレーム
３を横方向に連結する結合部材６は、その取付け
個所、個数および構成は第１図の実施例に限定さ
れるものでなく、外力が作用した時、前記メイン
フレーム２およびサブフレーム３のＹ字形状を維
持できるものであればよい。

従つて、例えば第６図に示されるように構成し
てもよい。すなわちこの実施例における結合部材
１６は、前記メインフレーム２およびサブフレー
ム３の上面を被う前記メインフレームプレート２
Ａおよびサブフレームプレート３Ｂを一体的な平
板状部材で構成したものである。該結合部材１６
は、前記メインフレーム２およびサブフレーム３
の間の空間１１の上方位置において、前後方向に
複数の連結部１６Ａおよび孔部１６Ｂを交互に備
えたものである。

この実施例は、結合部材１６が、メインフレー
ム２およびサブフレーム３を拡こうとする外力に
対して常に引張り力によつて抵抗し、かつ、これ
らメインフレーム２およびサブフレーム３ととも
に、前後方向に順次座屈変形され、これによつて
外力のエネルギーをより効率的かつ十分に吸収す
るものである。

なお第６図の実施例は、結合部材１６の連結部
１６Ａが、前記フロントクロスメンバ４の近傍か
ら等間隔で後方に向かつて配置されているが、連
結部１６Ａおよび孔部１６Ｂの配置は図の実施例
に限定されるものでない。従つて、例えば、連結
部１６Ａの前後方向の幅をフロントクロスメンバ
４に近いほど狭くして、これによつて前記弱力部
１０と同様に、フロントクロスメンバ４に近いほ
ど壁面座屈を生じやすいようにしてもよい。この
場合は、外力による壁面座屈がスムーズに行われ
るという利点がある。

また連結部１６Ａは、Ｙ字形のフレームプレー
ト１Ｂの間に至るまで形成するようにしてもよ
い。更に連結部１６Ａは、フロントクロスメンバ
４の間の距離を、Ｙ字の分岐点とフロントクロス
メンバの間で予め設定した変形長さと同一とする
ようにしてもよい。

また上記各実施例におけるリーンホースメント
８は、第４図に示されるように、サスペンシヨン
クロスメンバ７の前後面および上面に溶着され、
かつサイドフレーム１の内側面に溶着される構成
であるが、このリーンホースメント８は、サイド
フレーム１が外力によつて内側に曲げられること
を阻止するように三角形部８Ａを備えるものであ
ればよい。

従つて第７図に示されるようにボルト孔１２を
形成して、前記サイドフレーム１およびサスペン
シヨンクロスメンバ７にボルトによつて固定する
ようにしてもよい。また第８図に示されるよう
に、三角形部８Ａと、前記サスペンシヨンクロス
メンバ７を股座する四角形部８Ｂとに分割して構
成するようにしても良い。

なお上記実施例は、自動車のサイドフレーム前
部側についてのものであるが、本発明は後部側に
ついても適用あるものである。また本発明は自動
車の前後方向強度部材に一般に適用されるもので
あり、従つて、フレームを有しないモノコツクボ
デイにおけるサイドメンバにも適用されるもので
ある。

また前記フロトクロスメンバ４は、バンパもし
くはバンパリーンホースメントを兼ねるようにし
てもよい。

本発明は上記のように構成したので、自動車の
前後方向のみならず斜め前後方向からの外力に対
しても、そのエネルギーを効果的に吸収するよう
に壁面座屈を生じさせることができるという優れ
た効果を有する。また、前記のような外力に対し
て、Ｙ字形状を維持できるので、これら外力を前
後方向強度部材に対して軸方向に作用させ、これ
によつて確実にエネルギー吸収をさせることがで
きるという効果を有する。

また、前記のような外力に対して、Ｙ字形状の
前後方向強度部材全体が車両幅方向内側に曲げら
れることが防止されるので、前記外力を前後方向
強度部材の軸方向に作用させ、効率的にエネルギ
ー吸収を行うことができるという優れた効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動車の前後方向強度部
材の実施例を示す斜視図、第２図は同実施例の要
部の分解斜視図、第３図は同実施例における結合
部材を拡大して示す斜視図、第４図は同実施例に
おけるリーンホースメント近傍を示す分解斜視
図、第５図は本発明の第２実施例を示す第２図と
同様の分解斜視図、第６図は本発明の第３実施例
を示す斜視図、第７図および第８図はリーンホー
スメントの他の実施例を示す斜視図および分解斜
視図である。 １……サイドフレーム、２……メインフレー
ム、３……サブフレーム、４……フロントクロス
メンバ、５……分岐点、６……結合部材、６Ａ…
…フランジ、６Ｂ……フランジ、７……サスペン
シヨンクロスメンバ、８……リーンホースメン
ト、１６……結合部材、１６Ａ……連結部、１６
Ｂ……孔部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 左右のサイドフレームの各々に、先端方向に
   向かつて略水平面内で車両幅方向に略Ｙ字形状に
   拡げられた分岐部材を備え、該分岐部材を車両幅
   方向に連結するよう先端にクロスメンバが取付け
   られるとともに、前記Ｙ字の分岐点と先端との間
   の位置で前記分岐部材を車両幅方向に連結する少
   なくとも１個の結合部材を有してなる自動車の前
   後方向強度部材。 ２ 前記結合部材を、前記分岐部材の対向する内
   側面および下面に結合されるフランジを備えた縦
   板状部材としたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の自動車の前後方向強度部材。 ３ 前記結合部材を、前記両分岐部材に渡つて取
   付け、これらの分岐部材の一部を構成する平板状
   部材の連結部によつて形成したことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の自動車の前後方向強
   度部材。 ４ 前記平板状の結合部材は、前記分岐部材間の
   個所で前後方向に複数の連結部および孔部が交互
   に形成されたことを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載の自動車の前後方向強度部材。 ５ 前記Ｙ字の分岐点と前記クロスメンバ間で、
   予め任意に設定した距離を、部材が座屈するよう
   な前後、斜め方向の外力を受けた場合、効率よく
   エネルギーを吸収するための設定変形長さとした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第
   ４項のうちのいずれかの自動車の前後方向強度部
   材。 ６ 前記Ｙ字形状の分岐部よりも車両前後方向中
   央部側近傍位置において、車両幅方向左右の前後
   方向強度部材を第２のクロスメンバに結合させる
   とともに、該結合部内側前方角部に、リーンホー
   スメントを介在させたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項ないし第５項のうちいずれかの自動
   車の前後方向強度部材。