JP2002220067A - フレームの接合構造 - Google Patents

フレームの接合構造

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JP2002220067A JP2001347479A JP2001347479A JP2002220067A JP 2002220067 A JP2002220067 A JP 2002220067A JP 2001347479 A JP2001347479 A JP 2001347479A JP 2001347479 A JP2001347479 A JP 2001347479A JP 2002220067 A JP2002220067 A JP 2002220067A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 互いに中空断面を有するクラッシュボッ
クス１７およびサイドメンバ１３が夫々の一端部に設け
たブラケット１８，１９の面を突き合わせて軸方向に接
合されるとともにクラッシュボックス１７の軸方向に加
えられる荷重をサイドメンバ１３のブラケット１９を介
してサイドメンバ１３に伝達する。ブラケット１９は、
サイドメンバ１３の閉断面の内側におよんで形成された
面部２０を有しており、クラッシュボックス１７の軸方
向投影断面の一部が面部２０と重なっている。

Description

【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設
けたブラケットの面を突き合わせて軸方向に接合される
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２フレーム
のブラケットが第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を有しており、第１フレー
ムの軸方向投影断面の少なくとも一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。
【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２フレームのブラケットは、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を有してい
る。そして、第１フレームの軸方向投影断面の少なくと
も一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１
３）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２
０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１
８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２
０の変形を抑制できる。そして、クラッシュボックス１
７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１
３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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 五反田 光継 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機 株式会社内 (72)発明者 羽田 真一 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機 株式会社内 (72)発明者 森 一生 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機 株式会社内 (72)発明者 森本 清仁 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 梶原 一知 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 小西 雄三 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 酒井 誠二 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 布野 和信 富山県新湊市奈呉の江12番地の３ アイシ ン軽金属 株式会社内 (72)発明者 安土 一成 富山県新湊市奈呉の江12番地の３ アイシ ン軽金属 株式会社内 Ｆターム(参考） 3D003 AA05 BB01 CA09 DA14

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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設けたブラケット
    の面を突き合わせて軸方向に接合されるとともに第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２フレームのブラケットが第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を有してお
    り、第１フレームの軸方向投影断面の少なくとも一部が
    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
    フレームの接合構造。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
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