JP4010817B2

JP4010817B2 - 車両の車体フレーム構造

Info

Publication number: JP4010817B2
Application number: JP2002022047A
Authority: JP
Inventors: 逸郎吉田; 重人安原
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2022-01-30
Also published as: US20030164623A1; JP2003220979A; US6676183B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両、特に自動車の車体フレーム構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車用の車体フレーム、たとえば図９に示すように、車体のフロアパネル下を前後に縦走してそこに固定されるフロアフレームは、高強度に設計される、車体前半部のフロントフロアフレームの後端部と、それよりも低強度に設計される、車体後半部のリヤフロアフレームの前端部とを溶接手段などにより一体につなぎ、そのつなぎ部において、強度の低い方のリヤフロアフレームには、燃料タンクなどの部品を支持するための支持部材を固定することがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動車において、前記のようなフロアフレーム構造が採用されると、前記つなぎ部において、強度の低い方のリヤフロアフレームは、図８の線図の（点線）、図９のフロアフレームの斜視図に示すように、前記支持部材の溶接により他の部分より断面強度の高い部分（中強度部分）が部分的に発生して、車長方向の断面強度の変化度合いが大きくなり、換言すればフロントフロアフレームとリヤフロアフレームのつなぎ部において、車長方向の断面強度が連続的に徐減しなくなってしまい、その結果、フロアフレームの車長方向に過大な外力が作用したとき、前記つなぎ部の強度の低いところでフロアフレームが座屈してしまう虞れがあるという問題がある。
【０００４】
本発明はかかる実情に鑑みてなされたもので、第１フレーム部材（フロントフロアフレーム）と、第２フレーム部材（リヤフロアフレーム）とのつなぎ部において、それらの断面強度が第１フレーム部材から第２フレーム部材にかけて徐減するようにして、前記座屈の発生を未然に防止できるようにした、新規な、車両の車体フレーム構造を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本請求項１記載の発明は、互いに直列される、強度の高い横断面チャンネル状の第１フレーム部材と、その第１フレーム部材よりも強度の低い横断面チャンネル状の第２フレーム部材の端部相互を、該第２フレーム部材が外側となるよう嵌合して一体につなぎ、そのつなぎ部において、第２フレーム部材は、部品などを支持するための支持部材の固定により局部的な補強個所を有してなる、車両の車体フレーム構造において、第２フレーム部材には、前記つなぎ部の強度が、第１フレーム部材から第２フレーム部材に亘って徐減するように機能するつなぎ部スティフナが固定されると共に、そのつなぎ部スティフナの後半部に前記支持部材が固着され、このつなぎ部スティフナは、底壁と、その底壁の左右両側縁よりそれぞれ起立する左右側壁とより横断面チャンネル状に形成されていて、前記第２フレーム部材の前部にその下方から嵌合されると共に溶接され、そのつなぎ部スティフナの左右側壁は、それの後半部の上縁が後下がりに傾斜していて、該スティフナの後半部の強度を連続的に漸減させており、さらに前記つなぎ部スティフナの左右側壁の上縁部には、第２フレーム部材の左右側壁にそれぞれ形成した穴部と対応する位置でそれぞれ凸部が形成されていて、これらの凸部の内側空間と該穴部とを通して防錆剤を第２フレーム部材内に流入可能としたことを特徴としており、また、前記請求項２記載の発明は、前記請求項１記載のものにおいて、前記第２フレーム部材の、局部的な補強個所の強度は、前記第１フレーム部材第２のフレーム部材の局部的な補強個所の強度は、前記第１のフレーム部材の強度よりも低いことを特徴としている。
【０００６】
そして、前記請求項各項記載の発明の特徴によれば、強度の高い第１のフレーム部材と、それよりも強度の低い第２のフレーム部材のつなぎ部において、前記第２の部材のつなぎ部に、他の部品を支持するための支持部材の固定により補強個所が局部的に存在しても、前記つなぎ部の強度を、第１の部材から第２の部材にかけて徐減するできるようにして前記つなぎ部の座屈を未然に防止することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【０００８】
本実施例は、本発明車両の車体フレーム構造を、自動車のフロアパネル下に固定されるフロアフレームに実施した場合であり、図１は、本発明車両の車体フレーム構造を備えたフロアフレームの平面図、図２は、図１の２矢視の仮想線囲い部分の拡大図、図３は、フロントフロアフレームと、リヤフロアフレームとのつなぎ部の斜視図、図４は、つなぎ部スティフナの斜視図、図５は、図２の５−５線に沿う拡大断面図、図６は、図２の６−６線に沿う拡大断面図、図７は、図２の７−７線に沿う拡大断面図、図８は、フロアフレームの車長方向に対するフロアフレームの強度変化を示す線図である。
【０００９】
図１において、二点鎖線で示す、自動車のフロアパネルＰ下には、その左右方向に間隔をあけて、本発明の車体フレームとしての、左右一対のフロアフレームＦ，Ｆが縦走されて、該フロアパネルＰの下面に溶接されている。それら一対のフロアフレームＦ，Ｆは、複数本のクロスメンバＣ…により一体に溶接結合されている。
【００１０】
各フロアフレームＦは、強度の高いフロントフロアフレーム１と、それよりも強度の低いリヤフロアフレーム２とより構成され、それらの前端部と後端部とが、前輪Ｗｆと後輪Ｗｒの間のつなぎ部Ｊにおいて一体に溶接結合されている。
【００１１】
左右一対のフロアフレームＦ，Ｆは、同じ構造を有しているので、以下に、その一方（左フロアフレーム）の構造について、図１に、図２〜７を併せ参照して詳細に説明する。
【００１２】
フロントフロアフレーム１と、リヤフロアフレーム２は、それらのつなぎ部Ｊ、すなわちそれらの後端部と前端部とが相互に重なり合うように嵌合して溶接結合できるように、いずれも同じ断面形状に形成されている。
【００１３】
フロントフロアフレーム１は、鋼板、アルミ合金板などの金属板により形成され、図３，５に示すように、底壁１ａと、その左右両側縁から略直角に屈曲起立する左右側壁１ｂ，１ｃと、それらの側壁１ｂ，１ｃの上縁から外側方に略水平に張り出す左右フランジ１ｄ，１ｅとより、横断面が上面開放のチャンネル状に形成されており、前記左右側壁１ｂ，１ｃはその下端より上端に向かって末広状に拡開されている。フロントフロアフレーム１は、後述するリヤフロアフレーム２よりもその断面強度が高くなるように補強されている。図２，３，５に示すように、フロントフロアフレーム１の内面にはフロントスティフナ３が重合されてそこに溶接される。横断面凹状のフロントスティフナ３の底壁３ａおよび両側壁３ｂ，３ｃは、フロントフロアフレーム１の底壁１ａおよび左右両側壁１ｂ，１ｃにそれぞれ密接して溶接され、図５，６に示すようにフロントスティフナ３の上縁は、フロントフロアフレーム１の上面より若干低い位置にある。
【００１４】
一方、前記リヤフロアフレーム２も前記フロントフロアフレームと同じ材料により形成され、図３，６，７に示すように、底壁２ａと、その左右両側縁から略直角に屈曲起立する左右側壁２ｂ，２ｃと、それらの側壁２ｂ，２ｃの上縁から外側方に略水平に張り出す左右フランジ２ｄ，２ｅとより横断面が上面開放のチャンネル状に形成されており、前記左右側壁２ｂ，２ｃはその下端より上端に向かって末広状に外側に拡開されている。しかして、フロアフレームＦのリヤフロアフレーム２は、そのフロントフロアフレーム１ほどの強度を保有させる必要がないため、前記フロントフロアフレーム１のようなスティフナによる補強はなされない。
【００１５】
図３，６に示すように、フロントフロアフレーム１の後端部と、リヤフロアフレーム２の前端部とは、該前端部を外側にして嵌合され、互いに重合するそれらのフランジ１ｄ，２ｄ；１ｅ，２ｅ同志が溶接され、フロントフロアフレーム１とリヤフロアフレーム２とは、直列に一体に結合されてフロアフレームＦが構成される。
【００１６】
前記リヤフロアフレーム２の前部には、フロアパネルＰ下において、左右のフロアフレームＦ，Ｆ間に配置される燃料タンクＴを支持するための支持部材５が溶接される。この支持部材５は、図３，７に示すように、帯状の金属板材を断面凹状に屈折して形成されていて、その左右上部が、リヤフロアフレーム２を、その外側から挟持するように、その左右側壁２ｂ，２ｃの外面に重合され、後述するつなぎ部スティフナ８を挟んで溶接されており、その支持部材５の下面に、燃料タンクＴの側面より張り出すフランジ部６がボルト・ナット７をもって着脱可能に固定支持される。ところで、リヤフロアフレーム２の前部は、前記支持部材５の溶接により、その溶接部の断面強度が部分的に高くなり、局部的な補強個所Ｒが存在することになるため、後に述べる、つなぎ部スティフナ８が存在しない場合（前記従来のものと同じ場合）を想定すれば、図８に点線で示すように、前記支持部材５の溶接部、すなわち補強個所Ｒの強度（中強度）が、その前後部の強度（低強度）よりも高くなり、その結果、リヤフロアフレーム２の前部は、その車長方向に沿う強度が不連続的に変化して、フロアフレームＦの車長方向に過大な外力が作用したときに、フロントフロアフレーム１とリヤフロアフレーム２のつなぎ部Ｊに座屈を生起させる原因となることが考えられるが、この実施例では、リヤフロアフレーム２の前部に本発明にかかるつなぎ部スティフナ８を溶接してリヤフロアフレーム２の、前記補強個所Ｒの前後の低強度領域を補強することにより、前記座屈現象の発生を未然に防止できるようにしたものである。
【００１７】
つぎに、前記つなぎ部スティフナ８およびそのリヤフロアフレーム２への固定構造についてさらに詳しく説明するに、図４に示すように、つなぎ部スティフナ８は、底壁８ａと、その左右両側縁より略直角に屈曲起立する左右側壁８ｂ，８ｃとより断面凹状に形成されており、その底壁８ａには、その長手方向に沿って凹溝９が形成され、その凹溝９には溶接基準穴１０が開口される。凹溝９はつなぎ部スティフナ８へ防錆剤（電着塗料）を流入させるためのものである。また、つなぎ部スティフナ８の左右側壁８ｂ，８ｃ上縁部の前後には、それぞれ凸部１１，１２が形成され、これらの凸部１１，１２は、後に述べるように、リヤフロアフレーム２の両側壁２ｂ，２ｃに形成した穴部１３，１４とともに防錆剤をフロアフレームＦ内へ流入させるものであり、即ち該凸部１１，１２の内側空間および穴部１３，１４を通して防錆剤がフロアフレームＦ内へ流入可能である。
【００１８】
図３，４に最も明瞭に示すように、つなぎ部スティフナ８の両側壁８ｂ，８ｃの後半部の上縁は、後下がりに傾斜されていて、それら両側壁８ｂ，８ｃの上下方向の幅が前から後へいくにつれて漸次幅狭になっており、これにより、つなぎ部スティフナ８の後半部は、その前から後にいくにつれてその強度が連続的に漸減するようになっている。
【００１９】
図３，６に示すように、前記つなぎ部スティフナ８は、リヤフロアフレーム２の前部に溶接され、該前部を補強する。具体的には、つなぎ部スティフナ８は、その左右側壁８ｂ，８ｃがリヤフロアフレーム２の下方から、リヤフロアフレーム２の左右側壁２ｂ，２ｃに密に係合されるとともにその底壁８ａが、リヤフロアフレーム２の底壁２に密に重合され、つなぎ部スティフナ８は、その両側壁８ｂ，８ｃが、リヤフロアフレーム２の両側壁２ｂ，２ｃに溶接される。以上により、リヤフロアフレーム２の前部は、つなぎ部スティフナ８により、その前から後にいくにつれてその強度が漸減するように補強される。
【００２０】
前記燃料タンクＴの支持用の支持部材５の左右両側部は、つなぎ部スティフナ８の、前記後半部（後方にいくにつれて上下幅が幅狭になる部分）と重なるように、該つなぎ部スティフナ８の両側壁に溶接され、この溶接領域がその前後領域よりも強度が高い補強個所Ｒとなる。
【００２１】
以上のように、この実施例では、リヤフロアフレーム２のつなぎ部となる前部に、つなぎ部スティフナ８を溶接したことにより、図８に実線で示すように、強度の高いフロントフロアフレーム１と、それよりも強度の低いリヤフロアフレーム２とのつなぎ部Ｊは、リヤフロアフレーム２の前部に、局部的に強度の高い中強度領域（燃料タンクＴを支持するために支持部材５を溶接した領域）が存在するにも拘らず、フロントフロアフレーム１からリヤフロアフレーム２にかけてその強度を連続的（直線的）に徐減するようにすることができ、換言すれば、つなぎ部スティフナ８の存在により、そのつなぎ部Ｊに急激な断面強度の変化が生じることがないので、フロントフロアフレーム１とリヤフロアフレーム２よりなるフロアフレームＦに、その車長方向から過大な外力が作用しても、それらのつなぎ部Ｊの座屈を防止することができる。
【００２２】
以上、本発明の１実施例について説明したが、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。
【００２３】
たとえば、前記実施例では、本発明にかかる車両の車体フレーム構造を、車体のフロントパネル下のフロアフレームに実施した場合を説明したが、これを車体フレームの他の部分にも実施できることは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、強度の高い横断面チャンネル状の第１フレーム部材と、それよりも強度の低い横断面チャンネル状の第２フレーム部材のつなぎ部において、前記第２フレーム部材のつなぎ部に、他の部品の支持部材の固定による補強個所が局部的に存在しても、前記つなぎ部の強度を、第１フレーム部材から第２フレーム部材にかけて徐減できるようにしたので、前記つなぎ部の座屈を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明車両の車体フレーム構造を備えたフロアフレームの平面図
【図２】図１の２矢視の仮想線囲い部分の拡大図
【図３】フロントフロアフレームと、リヤフロアフレームとのつなぎ部の斜視図
【図４】つなぎ部スティフナの斜視図
【図５】図２の５−５線に沿う拡大断面図
【図６】図２の６−６線に沿う拡大断面図
【図７】図２の７−７線に沿う拡大断面図
【図８】フロアフレームの車長方向に対するフロアフレームの強度変化を示す線図
【図９】従来のフロントフロアフレームとリヤフロアフレームとのつなぎ部の斜視図
【符号の説明】
１・・・・・第１フレーム部材（フロントフロアフレーム）
２・・・・・第２フレーム部材（リヤフロアフレーム）
５・・・・・支持部材
８・・・・・つなぎ部スティフナ
８ａ・・・・底壁
８ｂ，８ｃ・・左，右側壁
１１，１２・・凸部
１３，１４・・穴部
Ｊ・・・・・つなぎ部
Ｒ・・・・・補強個所
Ｔ・・・・・部品（燃料タンク）

Claims

互いに直列される、強度の高い横断面チャンネル状の第１フレーム部材（１）と、その第１フレーム部材（１）よりも強度の低い横断面チャンネル状の第２フレーム部材（２）の端部相互を、該第２フレーム部材（２）が外側となるよう嵌合して一体につなぎ、そのつなぎ部（Ｊ）において、第２フレーム部材（２）は、部品（Ｔ）などを支持するための支持部材（５）の固定により局部的な補強個所（Ｒ）を有してなる、車両の車体フレーム構造において、
第２フレーム部材（２）には、前記つなぎ部（Ｊ）の強度が、第１フレーム部材（１）から第２フレーム部材（２）に亘って徐減するように機能するつなぎ部スティフナ（８）が固定されると共に、そのつなぎ部スティフナ（８）の後半部に前記支持部材（５）が固着され、
このつなぎ部スティフナ（８）は、底壁（８ａ）と、その底壁（８ａ）の左右両側縁よりそれぞれ起立する左右側壁（８ｂ，８ｃ）とより横断面チャンネル状に形成されていて、第２フレーム部材（２）の前部にその下方から嵌合されると共に溶接され、
そのつなぎ部スティフナ（８）の左右側壁（８ｂ，８ｃ）は、それの後半部の上縁が後下がりに傾斜していて、該スティフナ（８）の後半部の強度を連続的に漸減させており、
さらに前記つなぎ部スティフナ（８）の左右側壁（８ｂ，８ｃ）の上縁部には、第２フレーム部材（２）の左右側壁（２ｂ，２ｃ）にそれぞれ形成した穴部（１３，１４）と対応する位置でそれぞれ凸部（１１，１２）が形成されていて、これらの凸部（１１，１２）の内側空間と該穴部（１３，１４）とを通して防錆剤を第２フレーム部材（２）内に流入可能としたことを特徴とする、車両の車体フレーム構造。
前記第２フレーム部材（２）の、局部的な補強個所の強度は、前記第１フレーム部材（１）の強度よりも低いことを特徴とする、前記請求項１記載の車両の車体フレーム構造。