JP2014108629A - 車両のフレーム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】メインメンバの耐力を低下させることなく、安価な構成により、サブメンバをメインメンバに接合できるようにする。
【解決手段】メインメンバ２１とサブメンバ２２との分岐部分を含むメインメンバ２１の所定範囲を下方から覆うアウタリインフォースメント２７に、サブメンバ２２を構成する断面Ｕ字状のサブロア２２１を一体的に形成する。そして、サブロア２２１が一体化されたアウタリインフォースメント２７をメインメンバ２１の下方を覆うようにあてがい、アウタリインフォースメント２７をメインメンバ２１に溶接接合することにより、メインメンバ２１の前端付近より斜め前方外側に分岐して延出するサブロア２２１から成るサブメンバ２２を同時に接合する。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンの上にキャビンが位置する軽トラックなどの車両のフレーム構造に関し、特にフロントサイドメンバの構造に関すものである。

従来、例えばキャビンが車体フレームの前端部に位置する軽トラックなどのキャブオーバ型車両は、車両衝突時のクラッシュストロークを確保し難い構造であることから、極力短いストロークで衝突エネルギーの吸収量を増やすために、例えば図７に示す構成のフロントサイドメンバ１００が考えられる。すなわち、図７に示すように、断面Ｕ字状を有する左右のメインメンバ１０１，１０１と、これらメインメンバ１０１，１０１それぞれの前端付近より斜め前方外側に延出した断面Ｕ字状を有する左右のサブメンバ１０２，１０２とにより、Ｙ字形状を成すようにフロントサイドメンバ１００を構成することが行われる。

なお、図７において、１０３は両メインメンバ１０１，１０１の前端部同士を連結した断面Ｕ字状を有するクロスメンバ、１０４，１０４は衝突時おける衝撃吸収用の断面Ｕ字状を有する左右のトルクボックスであり、両メインメンバ１０１，１０１の前端部外側に接合され、左右のフロントピラー１０５，１０５にそれぞれ連結されるとともに、両サブメンバ１０２，１０２の前端が両トルクボックス１０４，１０４にそれぞれ接合されている。また、１０６はバンパリインフォースメントである。図７において、前後、左右とはシートに着座した状態で見た前後、左右を意味し、同図中のＦＲは前方を示す。

ここで、メインメンバ１０１，１０１、サブメンバ１０２，１０２、クロスメンバ１０３、トルクボックス１０４，１０４のすぐ上方にはキャビンのフロアパネルが位置するため、メインメンバ１０１，１０１、サブメンバ１０２，１０２、クロスメンバ１０３、トルクボックス１０４，１０４それぞれの上端に、フロアパネルとの接合のための外向きのフランジが一体形成されている。

また、この種のフロントサイドメンバ１００と同様のフロントサイドメンバにおいて、例えば特許文献１に記載のように、サブメンバ１０２が、断面Ｕ字状のサブロアとこのサブロアの上面の開口を塞ぐサブアッパとにより構成され、メインメンバ１０１への接合部分では、サブロアがサブアッパより後方に延出され、その内側側壁がメインメンバ１０１側にＬ字形状に切欠かれ、この切欠部分にメインメンバ１０１が嵌入されてメインメンバ１０１底面にサブロア１０２底面を重ね合わせた状態で溶接されて構成されたものがある（特許文献１参照）。

特開平１０−３１６０１１号公報（段落０００９〜００１１および図１〜図３参照）

しかし、上記した特許文献１に記載のようなフロントサイドメンバ構造の場合、フロントサイドメンバ１００の左半分を表わす図８に示すように、メインメンバ１０１の底面にサブメンバ１０２のサブロア１０２ａの底面を重ね合わせた状態で、サブメンバ１０２の側壁とメインメンバ１０１の側壁およびトルクボックス１０４の側壁とが、図中の×印に示す位置で溶接接合されるものの、サブメンバ１０２の側壁のうちメインメンバ１０１の側壁と鋭角を成す狭角部分Ｋでは、溶接作業のための十分なスペースを確保できないため、図中の○印で示す本来の溶接位置が溶接されないことがある。そのため、結合力が低下したりこの非溶接部分に隙間が生じ、この隙間から泥や埃などがメンバ内部に入り込んで錆や異音発生を招くという問題がある。

さらに、サブメンバ１０２の断面Ｕ字状の側壁のうちメインメンバ１０１に近い側の側壁部分は、メインメンバ１０１の側壁とで鋭角を成して結合されるため、サイドメンバ１０２の鋭角の結合部分を溶接するには、溶接作業のスペースが制限されることから、溶接のための特殊工具が必要になるという問題がある。また、サイドメンバ１０２の鋭角の結合部分を溶接しない場合には、この結合部分に生じる隙間を埋めるために充填材が必要になってコストの上昇を招くという新たな問題が生じる。

また、特許文献１のフロントサイドメンバ構造の場合、メインアッパが、屈曲部のメインアッパと非屈曲部のメインアッパとに分割された構造であるため、前方衝突の衝撃に対する耐力に劣るおそれがある。

本発明は、メインメンバの耐力を低下させることなく、安価な構成により、サブメンバをメインメンバに接合できるようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の車両のフレーム構造は、メインメンバと、該メインメンバの前端付近より斜め前方外側に分岐して延出するサブメンバとにより構成されＹ字形状を成すフロントサイドメンバを有する車両のフレーム構造において、前記メインメンバと前記サブメンバとの分岐部分を含む前記メインメンバの所定範囲を下方から覆うアウタリインフォースメントと、前記アウタリインフォースメントに一体的に形成され前記サブメンバを構成する断面Ｕ字状を有するサブロアとを備え、前記メインメンバと前記サブメンバとの分岐部分に、前記アウタリインフォースメントの前記サブロア側の側壁と、前記サブロアの前記アウタリインフォースメント側の側壁とにより形成される曲面を有することを特徴としている（請求項１）。

請求項１に係る発明によれば、メインメンバとサブメンバとの分岐部分を含むメインメンバの所定範囲を下方から覆うアウタリインフォースメントに、サブメンバを構成する断面Ｕ字状のサブロアを一体的に形成したため、サブロアが一体化されたアウタリインフォースメントをメインメンバの下方を覆うようにあてがい、アウタリインフォースメントをメインメンバに溶接接合することにより、メインメンバの前端付近より斜め前方外側に分岐して延出するサブロアから成るサブメンバを同時に接合することができる。このとき、メインメンバと前記サブメンバとの分岐部分に、アウタリインフォースメントのサブロア側の側壁とサブロアのアウタリインフォースメント側の側壁とにより曲面を形成したことにより、分岐部分における前方衝突の衝撃に対する耐力の向上を図ることができる。

また、アウタリインフォースメントとサブロアとの一体化構成により、サブメンバとメインメンバとの接合箇所に従来のような非溶接部分がなくなるため、結合力が向上するとともにサブメンバとメインメンバとの接合箇所に隙間が生じることを防止でき、隙間から入り込む泥や埃などによる錆や異音の発生を未然に防止することが可能になり、隙間を埋めるための高価なシーラーも不要になってコストアップを防止することができる。

また、アウタリインフォースメントとサブロアとの一体化構成により、従来のようにメインメンバにサブメンバを溶接する必要がなくなり、メインメンバへのサブメンバの溶接の際のスペース制限に伴う特殊工具の使用も不要になり、サブメンバのメインメンバへの接合作業の効率アップを図ることができる。

本発明の一実施形態における車体の一部の概略側面図である。 図１におけるフロントサイドメンバの一部の斜視図である。 図２のメインメンバの斜視図である。 図２のサブメンバを構成するサブロアを一体化したアウタリインフォースメントの斜視図である。 従来のフロントサイドメンバの平面図である。 図５の一部の平面図である。

つぎに、本発明の一実施形態について、図１ないし図６を参照して詳細に説明する。なお、図１は本発明が適用されるキャブオーバ型トラックの一部の概略側面図、図２は図１におけるフロントサイドメンバの一部の斜視図、図３はメインメンバの斜視図、図4はサブロアを一体化したアウタリインフォースメントの斜視図である。また、本実施形態でいう前後、左右とはシートに着座した状態で見た前後、左右を意味し、図中のＦＲは前方、ＵＰは上方、ＲＨは右方、ＬＨは左方を意味する。

図１に示すキャブオーバ型トラック１では、車体フレーム２のフロントサイドメンバ２ａにキャビン３が配設され、キャビン３の略直下に前輪が配設され、キャビン３の下方にエンジン(図示せず）が搭載される。

そして、キャビン３は、フロントガラス開口５ａが形成されたフロントパネル５の下縁部、上縁部にそれぞれフロアパネル（図示せず）、ルーフパネル７が接続され、左右側縁部にサイドパネル８が接続されるとともに、両サイドパネルとルーフパネル７とフロアパネルとがバックパネルにより接続されて構成されており、両サイドパネル８にはドア開口８ａが形成され、このドア開口８ａにはフロントドアが配設される。

ドア開口８ａは、車両上下方向に延びるフロントピラー１１の上端にルーフレール１２を接続するとともに、下端にロッカパネル１３を接続し、該ロッカパネル１３とルーフレール１２とをセンタピラー１４で接続した構造となっており、フロントピラー１１に形成された上下一対のヒンジ取付け座１１ａ，１１ｂにヒンジ（図示せず）を介してフロントドアが開閉可能に支持される。

次に、フロントサイドメンバ２ａの右半分を表わす図２に示すように、車両前後方向に延びる断面Ｕ字状のメインメンバ２１の前端付近より斜め前方外側（斜め右前方）に延出してＹ字形状を成すように右側のサブメンバ２２が接合され、左側についても同様に、メインメンバ２１の前端付近より斜め前方外側に延出してＹ字形状を成すように左側のサブメンバ２２が接合されている。

さらに、左右のメインメンバ２１の前端部同士が断面Ｕ字状を有するクロスメンバ２４により連結され、衝突時おける衝撃吸収用のトルクボックス２５が左右のメインメンバ２１の前端部外側に接合され、これらトルクボックス２５の、左右のフロントピラー１１および左右のサブメンバ２２の前端がそれぞれ接合されてフロントサイドメンバ２ａが構成されている。

ここで、キャブオーバ型トラック１の構造上、メインメンバ２１、サブメンバ２２、クロスメンバ２４、トルクボックス２５のすぐ上方にはキャビンのフロアパネルが位置するため、メインメンバ２１、サブメンバ２２、クロスメンバ２４、トルクボックス２５それぞれの上端に、フロアパネルとの接合のための外向きのフランジが一体形成されている。

右側のメインメンバ２１は、図３に示すように、底壁２１１ａおよび該底壁２１１ａの左右の両端それぞれから立ち上がった左右の側壁２１１ｂ，２１１ｃから成る断面Ｕ字状のメインロア２１１を備えている。なお、左側のメインメンバ２１も同様の構成を有する。

右側のサブメンバ２２は、図４に示すように、アウタリインフォースメント２７に一体的に形成されたサブロア２２１により形成されており、このサブロア２２１は底壁２２１ａと左右の側壁２２１ｂ，２２１ｃとを備えている。

アウタリインフォースメント２７は、図４に示すように、メインメンバ２１の底壁２１１ａに沿う底壁２７ａと、メインメンバ２１の左側の側壁２１１ｂの沿う左側の側壁２７ｂと、メインメンバ２１の右側の側壁に沿う右側の側壁２７ｃとを備え、この側壁２７ｃの途中からサブロア２２１が分岐して斜め前方外側に延出するように一体的に形成されて、アウタリインフォースメント２７の右側の側壁２７ｃの前半部分とサブロア２２１の左側の側壁２２１ｂとにより、斜め下後方に向かって傾斜した曲面２８が形成されている。このとき、サブロア２２１が一体化されたアウタリインフォースメント２７はプレス加工により形成されるため、曲面２８は継ぎ目のない連続面として形成される。

このような構成のアウタリインフォースメント２７が、メインメンバ２１の前端部であって、メインメンバ２１とサブメンバ２２との分岐部分を含むメインメンバ２２の所定範囲を下方から覆うように配設され、サブロア２２１が一体化されたアウタリインフォースメント２７の所要箇所がメインメンバ２１に溶接されて接合される。

ところで、アウタリインフォースメント２７の左側の側壁２７ｂの前端には外向きのフランジ２９が一体形成され、図２に示すように、このフランジ２９がクロスメンバ２４の後側の側壁に重合されて溶接接合され、サブロアの底壁２２１ａ、側壁２２１ｂ，２２１ｃの前端に形成されたフランジ３０ａ，３０ｂ，３０ｃがトルクボックス２５の底壁、後側の側壁に重合されて溶接接合されアウタリインフォースメント２７の右側の側壁２７ｃの後端部がメインメンバ２１の右側の側壁２１１ｃに溶接接合され、サブメンバ２２がメインメンバ２１にＹ字形状を成すように接合されるとともに、メインメンバ２１の下方がアウタリインフォースメント２７により覆われて補強される。なお、左側のサブメンバ２２も、上記した右側のサブメンバ２２と同様、アウタリインフォースメントとこれに一体的に形成されたサブロアとにより構成されている。

このように、メインメンバ２１とサブメンバ２２との分岐部分を含むメインメンバ２１の所定範囲を下方から覆うアウタリインフォースメント２７に、サブメンバ２２を構成する断面Ｕ字状のサブロア２２１を一体的に形成したため、サブロア２２１が一体化されたアウタリインフォースメント２７をメインメンバ２１の下方を覆うようにあてがい、アウタリインフォースメント２７をメインメンバ２１に溶接接合することにより、メインメンバ２１の前端付近より斜め前方外側に分岐して延出するサブロア２２１から成るサブメンバ２２を同時に接合することができる。

したがって、上記した実施形態によれば、アウタリインフォースメント２７をメインメンバ２１の下方に重合して溶接接合することにより、メインメンバ２１にサブメンバ２２を同時に接合することができる。しかも、メインメンバ２１とサブメンバ２２との分岐部分に、アウタリインフォースメント２７のサブロア２２１側の側壁とサブロア２２１のアウタリインフォースメント２７側の側壁とにより傾斜した曲面２８を形成したため、当該分岐部分における前方衝突の衝撃に対する耐力の向上を図ることができる。

また、アウタリインフォースメント２７とサブロア２２１とを一体化したため、サブメンバ２２とメインメンバ２１との接合箇所における従来のような溶接できないことに伴う結合力の低下や隙間の発生を防止でき、当該隙間から入り込む泥や埃などによる錆や異音の発生を未然に防止することが可能になり、隙間を埋めるための高価なシーラーも不要になってコストアップを防止することができる。

また、アウタリインフォースメント２７とサブロア２２１との一体化構成により、従来のようにメインメンバ２１にサブメンバ２２を溶接する必要がなくなり、メインメンバ２１へのサブメンバ２２の溶接の際のスペース制限に伴う特殊工具の使用も不要になり、サブメンバ２２のメインメンバ２１への接合作業の効率アップを図ることができる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。

上記した実施形態では、アウタリインフォースメント２７のメインメンバ２１の右側の側壁に沿う側壁２７ｃの前半部分とサブロア２２１の左側の側壁２２１ｂとにより、斜め下後方に向かって傾斜した曲面２８を形成した場合について説明したが、この曲面は必ずしも傾斜している必要はなく、垂直に立設した曲面であってもよい。

また、上記した実施形態では、キャブオーバ型トラックに本発明を適用した例を示したが、本発明の適用範囲はこのようなキャブオーバ型車両だけに限定されるものではない。

１ …キャブオーバ型トラック(車両）
２ａ …フロントサイドメンバ
２１ …メインメンバ
２２ …サブメンバ
２７ …アウタリインフォースメント
２７ｃ …側壁
２８ …曲面
２２１…サブロア
２２１ｂ …側壁

Claims (1)

1. メインメンバと、該メインメンバの前端付近より斜め前方外側に分岐して延出するサブメンバとにより構成されＹ字形状を成すフロントサイドメンバを有する車両のフレーム構造において、
   前記メインメンバと前記サブメンバとの分岐部分を含む前記メインメンバの所定範囲を下方から覆うアウタリインフォースメントと、
   前記アウタリインフォースメントに一体的に形成され前記サブメンバを構成する断面Ｕ字状を有するサブロアと
   を備え、
   前記メインメンバと前記サブメンバとの分岐部分に、前記アウタリインフォースメントの前記サブロア側の側壁と、前記サブロアの前記アウタリインフォースメント側の側壁とにより形成される曲面を有することを特徴とする車両のフレーム構造。

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