JP3879449B2 - 車体のフレーム構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体の床部においてその車体の幅方向に延びる複数の横補強材と、前記車体の前後方向に延びて前記横補強材と交差する複数の縦補強材と、前記車体の左右端に配置されて前記横補強材の端部が接続される一対の端縁補強材とを備える車体のフレーム構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車体のフレーム構造の一例が特開２０００−２８９６４５公報に記載されており、その模式平面図が図６に示されている。
上記車体５０では、床下において前後方向に延びる一対のフロアアンダーリィンフォース５６の後端面が所定のクロスメンバー５５の前側面に接続されており、そのクロスメンバー５５の両端がサイドメンバー５４に接続されている。このため、例えば、前突等により車体に加わった衝撃は、フロアアンダーリィンフォース５６を介してクロスメンバー５５及びサイドメンバー５４等に加わり、クロスメンバー５５等が変形することで衝撃が吸収される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、フロアアンダーリィンフォース５６の後端面をクロスメンバー５５の前側面で受ける構造では、例えばオフセット衝突時の衝撃によりクロスメンバー５５がフロアアンダーリィンフォース５６の部分で後方に折れ曲がることがある。クロスメンバー５５の後側（図６の下側）に、例えば燃料タンク等が配置されている場合、クロスメンバー５５が後方に折れ曲がると、その折れ曲がり部が前記タンク等に衝突して前記タンク等が破損することがある。
このため、クロスメンバー５５が折れ曲がらない程度にそのクロスメンバー５５を厚肉化することも考えられるが、この方法ではクロスメンバー５５が大型化するため現実的でない。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、横補強材（クロスメンバー）が折れ曲がり難いように簡易的に補強することにより、横補強材の近傍に位置する重要部品の破損防止を図ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、車体の床部においてその車体の幅方向に延びる複数の横補強材と、前記車体の前後方向に延びて前記横補強材と交差する複数の縦補強材と、前記車体の左右端に配置されて前記横補強材の端部が接続される一対の端縁補強材とを備える車体のフレーム構造であって、前記縦補強材の少なくとも一方の端部を受ける位置に配置された前記横補強材は、前記縦補強材の端部と前記端縁補強材に固定された支持材とによって前後から挟まれた状態で支持されており、前記横補強材の内側には、前記縦補強材の端部と前記支持材とによって挟まれた部位にバルクヘッドが設置されていることを特徴とする。
【０００５】
本発明によると、縦補強材の端部を受ける位置に配置された横補強材は、その縦補強材と支持材とによって前後から挟まれている。また、横補強材の内側には、縦補強材の端部と支持材とによって挟まれた部位にバルクヘッドが設置されている。このため、例えば車両のオフセット衝突時の衝撃が縦補強材から横補強材に加わっても、前記横補強材が縦補強材の位置で折れ曲がり難くなる。したがって、横補強材の近傍に位置する重要部品等の破損を防止できる。
なお、支持材で横補強材を縦補強材と反対側から支える方式のため、横補強材を厚肉化する場合に比べて補強効率が高く、フレーム重量の増加が少ない。
【０００６】
また、請求項２に示すように、縦補強材の後端部を受ける位置に配置された横補強材の後側で、一対の端縁補強材の間に燃料タンクを設置し、前記燃料タンクを避けて支持材を配置するように構成すれば、車両のオフセット衝突時に燃料タンクの破損を防止できる。
また、請求項３に示すように、支持材を横断面形状が略Ｕ字形に形成すれば、支持材の強度を高くでき、さらにその支持材の製作も容易になる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図５に基づいて本発明の実施形態１に係る車体のフレーム構造の説明を行う。ここで、図１は、本実施形態に係る車体のフレーム構造を表す概略平面図であり、図２は図１のII矢視部を上方から見た斜視図、図３は図２にステップパネルを装着した状態を表す斜視図、図４は図１のII矢視部を下方から見た斜視図である。ここで、車体の幅方向をＸ方向、前後方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向として以下の説明を行う。
車体の床部を構成するフレーム１は、図１に示すように、車体の左右端を構成するロッカーインナー２を備えている。ロッカーインナ２は、車体の中央部に配置されており、そのロッカーインナ２の後部がリヤサイドメンバー３に接続されている。
【０００８】
左右のロッカーインナ２間には、車体の幅方向（Ｘ方向）に延びる四本のクロスメンバー５，６，７，８が配置されており、各々のクロスメンバー５，６，７，８の両端が左右のロッカーインナ２に接続されている。クロスメンバー５，６，７，８は、図２〜図３に示すように横断面形状が略Ｕ字形の溝状に形成されており、その上部開放部分の両側に縁部８ｅが折り曲げ成形されている。なお、縁部８ｅは、図示されていない車体の床板に溶接等により固定される。
【０００９】
左右のリヤサイドメンバー３間には、同じく車体の幅方向（Ｘ方向）に延びる二本のクロスメンバー９，１０が配置されており、各々のクロスメンバー９，１０の両端が左右のリヤサイドメンバー３に接続されている。
前から四番目に位置するクロスメンバー８（以下、第四クロスメンバー８）と五番目に位置するクロスメンバー９（以下、第五クロスメンバー９）及び左右のリヤサイドメンバー３とにより囲まれた空間には燃料タンクＰが配置される。
このように、第一〜第六クロスメンバー５，６，７，８，９，１０が本発明の横補強材に相当する。
【００１０】
フレーム１の幅方向中央部には、車体の前後方向（Ｙ方向）に延びる一対のフロアアンダーリィンフォース４が左右のロッカーインナ２とほぼ平行に配置されている。フロアアンダーリィンフォース４は、クロスメンバー８等と同様に横断面形状が略Ｕ字形で溝状に形成されており、その上部開放部分が平板４ｂによって塞がれている。
フロアアンダーリィンフォース４は、先端部分４ｆがフロントフレーム１ｆに接続されており、途中部分が第一〜第三クロスメンバー５，６，７と交差した状態で各々のクロスメンバー５，６，７に接続されている。さらに、フロアアンダーリィンフォース４の後端面４ｍは第四クロスメンバー８の前側面８ｓに接続されている。
即ち、フロアアンダーリィンフォース４が本発明の縦補強材に相当する。
【００１１】
第四クロスメンバー８には、図２に示すように、フロアアンダーリィンフォース４が接続される部位の内側にバルクヘッド１２が収納されている。バルクヘッド１２は平面コ字形に折り曲げ成形された部材であり、第四クロスメンバー８を横断するように設置されることで、その第四クロスメンバー８の潰れ防止を図る。
第四クロスメンバー８のＸ方向両端には、図４に示すように、その第四クロスメンバー８をロッカーインナ２及びリヤサイドメンバー３に接続するためのアウトリガー１４が取付けられている。
【００１２】
アウトリガー１４は、第四クロスメンバー８の下側に張り出すように形成されており、その最下部に位置する先端突起部１４ｄがロッカーインナ２に接続される。アウトリガー１４の先端突起部１４ｄの上側には、横縁部１４ｕと縦縁部１４ｋとが略Ｌ字形に形成されており、その横縁部１４ｕと縦縁部１４ｋとがそれぞれリヤサイドメンバー３の下面３ｄと側面３ｓとに接続される。また、アウトリガー１４の縦縁部１４ｋの上側には上部段差１４ｘが形成されており、その上部段差１４ｘにリヤサイドメンバー３の上端縁（図示されていない）とステップパネル１５が接続される。
【００１３】
ステップパネル１５は、リヤサイドメンバー３とロッカーインナ２とによってほぼ水平に支持される部材であり、車両に乗員が搭乗する際の踏段となる。
このように、ロッカーインナ２、リヤサイドメンバー３及びステップパネル１５が本発明の端縁補強材に相当する。
【００１４】
第四クロスメンバー８の後側面８ｃには、図２〜図４に示すように、バルクヘッド１２に対応する位置にブレース２０の一端が接続されており、そのブレース２０の他端がリヤサイドメンバー３の上端縁及びステップパネル１５の側面１５ｓ（図４参照）に接続されている。
ブレース２０は、第四クロスメンバー８をフロアアンダーリィンフォース４の反対側から支える部材であり、上記した燃料タンクＰを避けて第四クロスメンバー８及びステップパネル１５等とほぼ等しい高さ位置に配置されている。即ち、ブレース２０は、図２に示すように、その第四クロスメンバー８に沿う仮想直線Ｔと、リヤサイドメンバー３に沿う仮想直線Ｈと、そのブレース２０に沿う仮想直線Ｒとによって三角形が形成されるように、第四クロスメンバー８とリヤサイドメンバー３等とに接続される。
【００１５】
ブレース２０は、図５に示すように、外板２１、内板２２及び底板２３によって断面略Ｕ字形の溝状に形成されており、その溝の上端部分の両側に縁部２４が折り曲げ成形されている。縁部２４は、図示されていない車体の床板に溶接等により固定される。
ブレース２０の一端には、そのブレース２０の外板２１と底板２３の周囲に略Ｌ字形の第一フランジ２５が形成されており、内板２２の部分にブレース２０の内側に折り曲げられた第二フランジ２６が形成されている。第一フランジ２５及び第二フランジ２６は第四クロスメンバー８の後側面８ｃに溶接等により接続される。
【００１６】
ブレース２０の他端には、底板２３の延長上に第三フランジ２７が形成されており、外板２１の延長上に第四フランジ２８が形成されている。さらに、内板２２の部分にブレース２０の内側に折り曲げられた第五フランジ２９が形成されている。第三フランジ２７はリヤサイドメンバー３の上端縁に溶接等により接続され、第四フランジ２８及び第五フランジ２９がステップパネル１５の側面１５ｓに溶接等により接続される。
即ち、ブレース２０が本発明の支持材に相当する。
【００１７】
次に、上記した車体のフレーム１の動作を説明する。
例えば、フレーム１を備える車両がオフセット衝突し、その衝突力がフレーム１に対して後向き（図１において右方向）に加わると、前記衝突力はフロントフレーム１ｆからフロアアンダーリィンフォース４の長手方向に加わり、そのフロアアンダーリィンフォース４から第一〜第四クロスメンバー５、６、７、８を介して左右のロッカーインナ２及びリヤサイドメンバー３等に伝達される。そして、上記フレーム１が変形する過程で前記衝突力が吸収される。
【００１８】
上記したように、フロアアンダーリィンフォース４の後端面４ｍを受ける位置に配置された第四クロスメンバー８は、リヤサイドメンバー３及びステップパネル１５に固定されたブレース２０によってそのフロアアンダーリィンフォース４と反対方向から支持されている。即ち、第四クロスメンバー８はフロアアンダーリィンフォース４とブレース２０とによって前後から挟まれている。このため、前記衝突力がフロアアンダーリィンフォース４から第四クロスメンバー８の側面に加わっても、ブレース２０がフロアアンダーリィンフォース４の反対側から第四クロスメンバー８を支えるため、第四クロスメンバー８が後方に折れ曲がり難くなる。したがって、第四クロスメンバー８の後方に位置する燃料タンクＰにその第四クロスメンバー８が衝突することがなく、燃料タンクＰの破損を防止できる。
【００１９】
また、第四クロスメンバー８の内側には、フロアアンダーリィンフォース４とブレース２０とによって挟まれる部位にバルクヘッド１２が設置されているため、その位置で第四クロスメンバー８が潰れ難くなり、フロアアンダーリィンフォース４から加わる衝撃力をブレース２０で効率的に受ることができる。
さらに、ブレース２０は、図２に示すように、第四クロスメンバー８に沿う仮想直線Ｔと、リヤサイドメンバー３に沿う仮想直線Ｈと、そのブレース２０に沿う仮想直線Ｒとによって三角形が形成されるように、第四クロスメンバー８とリヤサイドメンバー３等とに接続されるため、第四クロスメンバー８の後側に燃料タンクＰを設置する際に、そのブレース２０がさほど邪魔にならない。
【００２０】
また、ブレース２０は横断面形状が略Ｕ字形に形成されているため、ブレース２０の強度を高くでき、さらにそのブレース２０の製作も容易になる。
なお、本実施形態では、ブレース２０を溝状に形成してその一端を第四クロスメンバー８に接続し、他端をリヤサイドメンバー３等に接続する例を示したが、例えばブレースを平面三角形状に形成し、三角形の一辺に相当する部分を第四クロスメンバー８に接続し、三角形の他辺に相当する部分をリヤサイドメンバー３等に接続する構造でも可能である。また、ブレース２０の横断面形状を略Ｌ字形に形成することも可能である。
【００２１】
なお、本実施形態では、ブレース２０で第四クロスメンバー８を支え、オフセット衝突時における燃料タンクの破損防止を図る例を示したが、燃料タンク以外の重要部品の破損防止に上記技術を応用することも可能である。
また、本実施形態では、フロアアンダーリィンフォース４の後端部を受ける第四クロスメンバー８の後側にブレース２０を設置する例を示したが、例えば、フロアアンダーリィンフォースの前端部を受けるクロスメンバーを設け、そのクロスメンバーの前側にブレースを設置することも可能である。これによって、フロアアンダーリィンフォースからクロスメンバーに衝突力が前向きに加わった場合でもブレースの働きでクロスメンバーが前方に折れ曲がり難くなる。したがって、そのクロスメンバーの前側に位置する重要部品の破損を防止できる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によると、車両のオフセット衝突時の衝撃が縦補強材から横補強材に加わっても、支持材が縦補強材の反対側からその横補強材を支えるため、横補強材が縦補強材の位置で後方に折れ曲がり難くなり、横補強材の後方に位置する重要部品等の破損を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る車体のフレーム構造を表す概略平面図である。
【図２】図１のII矢視部を上方から見た斜視図である。
【図３】図２にステップパネルを装着した状態を表す斜視図である。
【図４】図１のII矢視部を下方から見た斜視図である。
【図５】ブレースの斜視図である。
【図６】従来の車体のフレーム構造を表す概略平面図である。
【符号の説明】
Ｐ 燃料タンク
２ ロッカーインナ（端縁補強材）
３ リヤサイドメンバー（端縁補強材）
４ フロアアンダーリィンフォース（縦補強材）
５ 第一クロスメンバー（横補強材）
６ 第二クロスメンバー（横補強材）
７ 第三クロスメンバー（横補強材）
８ 第四クロスメンバー（横補強材）
１２ バルクヘッド
１４ アウトリガー
１５ ステップパネル（端縁補強材）
２０ ブレース（支持材）

Claims (3)

1. 車体の床部においてその車体の幅方向に延びる複数の横補強材と、前記車体の前後方向に延びて前記横補強材と交差する複数の縦補強材と、前記車体の左右端に配置されて前記横補強材の端部が接続される一対の端縁補強材とを備える車体のフレーム構造であって、
   前記縦補強材の少なくとも一方の端部を受ける位置に配置された前記横補強材は、前記縦補強材の端部と前記端縁補強材に固定された支持材とによって前後から挟まれた状態で支持されており、
   前記横補強材の内側には、前記縦補強材の端部と前記支持材とによって挟まれた部位にバルクヘッドが設置されていることを特徴とする車体のフレーム構造。
2. 請求項１に記載の車体のフレーム構造であって、
   燃料タンクが、縦補強材の後端部を受ける位置に配置された横補強材の後側で、一対の端縁補強材の間に設置される構造であり、支持材が前記燃料タンクを避けて配置されていることを特徴とする車体のフレーム構造。
3. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載の車体のフレーム構造であって、
   支持材は、横断面形状が略Ｕ字形に形成されていることを特徴とする車体のフレーム構造。

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