JP4909092B2 - 軽合金製の押出フレーム - Google Patents
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Description
特許文献のフロントサイドメンバーは、外壁が正多角形(例えば、正六角形)に形成され、外壁に形成された各頂部と中心軸とを結ぶ複数の放射状リブが等間隔に設けられた中空筒状体である。
よって、発生した衝撃エネルギーをフロントサイドメンバーで良好に吸収することが可能である。
よって、フロントサイドメンバーの幅寸法が大きくなり、左右のフロントサイドメンバー間の、ラジエータなどを収容する収容空間を形成する上で制約がある。
このため、外壁の縦軸寸法および横軸寸法のうち、一方の軸寸法が他方の軸寸法に比して小さく形成されたフロントサイドメンバー(すなわち、フレーム)においても、良好な衝撃エネルギーの吸収性を確保することができる技術の実用化が望まれていた。
よって、押出フレームに作用する衝撃エネルギーの吸収性を確保することができる。
これにより、外壁の縦軸寸法に比して横軸寸法が小さく形成しても、押出フレームに作用する衝撃エネルギーの吸収性を確保することができる。
これにより、左右のフロントフレーム間の収容間隔を大きく確保することができ、この収容空間に横幅の大きなラジエータを収容することができるという利点がある。
図1は本発明に係る軽合金製の押出フレーム(第1実施の形態)を備えた車体フレーム構造の斜視図である。
車体フレーム構造10は、エンジンルーム11の左右枠部を形成する左右のフロントサイドメンバー12,13と、左右のフロントサイドメンバー12,13の前端部12a,13aに設けられたバルクヘッド15と、左右のフロントサイドメンバー12,13の前端部12a,13aに亘って設けられた連結バー16と、左右のフロントサイドメンバー12,13の後端部から延出された左右のアウトリガー18(右アウトリガーは図示せず)と、左右のアウトリガー18および左右のフロントサイドメンバー12,13の後端部12b,13bに設けられたダッシュボードロア21とを備える。
このバルクヘッド15にラジエータ31(図5参照)が取り付けられている。
左フロントサイドメンバー12は、車体後方に延出された前部サイドメンバー(軽合金製の押出フレーム)35と、前部サイドメンバー35の後端部35aから車体後方に延出された後部サイドメンバー36とを備える。
横軸寸法W1は、縦軸寸法H1に比して小さく形成されている。
後部サイドメンバー36は、鋼材で形成され、前端部36aが縦軸寸法H2および横軸寸法W2に形成された中空の部材である。
横軸寸法W2は、縦軸寸法H2に比して小さく形成されている。
すなわち、前部サイドメンバー35は、後部サイドメンバー36の前端部36aと比較して外形が一回り小さく形成されている。
また、後部サイドメンバー36は、前部サイドメンバー35の後端部35aと接して、位置決めするバルクヘッド(図示せず)を断面内に有する。
後部サイドメンバー36は、前端部36aに前部サイドメンバー35を取り付けた状態で、後端部36bがダッシュボードロア21(図1参照)に接合されている。
前部サイドメンバー35は、アルミ合金などの軽合金を押出成形することで、外枠を形成する外壁41と、外壁41内に設けられた交差部体42と、交差部体42および外壁41を連結した補強リブ体43とを有する。
外壁41および交差部体42は、例えば、板厚Tが1.5mmに形成されている。
前部サイドメンバー35は、横軸(一方の軸)46の横軸寸法W1が縦軸(他方の軸)45の縦軸寸法H1に比して小さく形成されている。
縦軸寸法H1および横軸寸法W1は、例えば、H1×W1が103mm×75mmに形成されている。
また、上中央水平壁部56と上右傾斜壁部61との角度は120度、上右傾斜壁部61と上右鉛直壁部62との角度は150度、および上右鉛直壁部62と上右水平壁部63との角度は90度である。
上中央水平壁部56および上左傾斜壁部57の交差部で上左頂部65が形成される。また、上中央水平壁部56および上右傾斜壁部61の交差部で上右頂部66が形成される。
また、下中央水平壁部68と下右傾斜壁部73との角度は120度、下右傾斜壁部73と下右鉛直壁部74との角度は150度、および下右鉛直壁部74と下右水平壁部75との角度は90度である。
下中央水平壁部68および下左傾斜壁部69の交差部で下左頂部77が形成される。また、下中央水平壁部68および下右傾斜壁部73の交差部で下右頂部78が形成される。
また、下左水平壁部72および左下傾斜連結壁部82の交差する部位で左下連結部86が形成される。
また、下右水平壁部75および右下傾斜連結壁部89の交差する部位で右下連結部94が形成される。
すなわち、交差部体42は、上外壁部51内に複数(2個)の交差部95,96を有し、下外壁部52内に複数(2個)の交差部97,98を有する。
さらに、補強リブ体43は、補強部材である下外壁部52内に、下中央リブ107、下左下向きリブ108、下左上向きリブ109、下右下向きリブ111、下右上向きリブ112を有する。
すなわち、補強リブ体43は、上外壁部51内に複数(5個)の補強リブ101,102,103,104,105を有し、下外壁部52内に複数(5個)の補強リブ107,108,109,111,112を有する。
上右交差部96および上右頂部66が上右上向きリブ104で連結されている。上右交差部96および右上連結部93が上右下向きリブ105で連結されている。
換言すれば、上中央リブ101、上左上向きリブ102および上左下向きリブ103の3個の補強リブが、上左交差部95から120度の角度で等間隔に延出されている。
よって、上左交差部95の形状を、上左交差部95の軸線に対して軸対称に形成することができる。
これにより、軸線方向に作用する衝撃を、上左交差部95の断面全域で効率よく支えることができる。
これにより、上左交差部95の断面積を大きく確保して剛性を高めることができるので、早期の座屈を一層良好に防止することができるとともに、座屈後の変形を安定させることができる。
換言すれば、上中央リブ101、上右上向きリブ104および上右下向きリブ105の3個の補強リブが、上右交差部96から120度の角度で等間隔に延出されている。
よって、上右交差部96の形状を、上右交差部96の軸線に対して軸対称に形成することができる。
これにより、軸線方向に作用する衝撃を、上右交差部96の断面全域で効率よく支えることができる。
これにより、上右交差部96の断面積を大きく確保して剛性を高めることができるので、早期の座屈を一層良好に防止することができるとともに、座屈後の変形を安定させることができる。
よって、左上連結交差部85の形状を、左上連結交差部85の軸線に対して軸対称に形成することができる。
これにより、左上連結交差部85の軸線に作用する衝撃を、左上連結交差部85の断面全域で効率よく支えることができる。
これにより、左上連結交差部85の断面積を大きく確保して剛性を高めることができるので、早期の座屈を一層良好に防止することができるとともに、座屈後の変形を安定させることができる。
よって、右上連結交差部93の形状を、右上連結交差部93の軸線に対して軸対称に形成することができる。
これにより、右上連結交差部93の軸線に作用する衝撃を、右上連結交差部93の断面全域で効率よく支えることができる。
これにより、右上連結交差部93の断面積を大きく確保して剛性を高めることができるので、早期の座屈を一層良好に防止することができるとともに、座屈後の変形を安定させることができる。
また、上左頂部65は、上左上向きリブ102と上左傾斜壁部57とが交差する部位、上左上向きリブ102と上中央水平壁部56とが交差する部位を、それぞれ半径Rの湾曲状に形成した。
これにより、上左頂部65の断面積を大きく確保して剛性を高めることができるので、早期の座屈を一層良好に防止することができるとともに、座屈後の変形を安定させることができる。
また、上右頂部66は、上右上向きリブ104と上右傾斜壁部61とが交差する部位、上右上向きリブ104と上中央水平壁部56とが交差する部位を、それぞれ半径Rの湾曲状に形成した。
これにより、上右頂部66の断面積を大きく確保して剛性を高めることができるので、早期の座屈を一層良好に防止することができるとともに、座屈後の変形を安定させることができる。
下右交差部98および下右頂部78が下右下向きリブ111で連結されている。下右交差部98および右下連結部94が下右上向きリブ112で連結されている。
換言すれば、下中央リブ107、下左下向きリブ108および下左上向きリブ109の3個の補強リブが、下左交差部97から120度の角度で等間隔に延出されている。
よって、下左交差部97の形状を、下左交差部97の軸線に対して軸対称に形成することができる。
これにより、軸線方向に作用する衝撃を、下左交差部97の断面全域で効率よく支えることができる。
これにより、下左交差部97の断面積を大きく確保して剛性を高めることができるので、早期の座屈を一層良好に防止することができるとともに、座屈後の変形を安定させることができる。
換言すれば、下中央リブ107、下右下向きリブ111および下右上向きリブ112の3個の補強リブが、下右交差部98から120度の角度で等間隔に延出されている。
よって、下右交差部98の形状を、下右交差部98の軸線に対して軸対称に形成することができる。
これにより、軸線方向に作用する衝撃を、下右交差部98の断面全域で効率よく支えることができる。
これにより、下右交差部98の断面積を大きく確保して剛性を高めることができるので、早期の座屈を一層良好に防止することができるとともに、座屈後の変形を安定させることができる。
よって、左下連結交差部86の形状を、左下連結交差部86の軸線に対して軸対称に形成することができる。
これにより、左下連結交差部86の軸線に作用する衝撃を、左下連結交差部86の断面全域で効率よく支えることができる。
これにより、左下連結交差部86の断面積を大きく確保して剛性を高めることができるので、早期の座屈を一層良好に防止することができるとともに、座屈後の変形を安定させることができる。
よって、右下連結交差部94の形状を、右下連結交差部94の軸線に対して軸対称に形成することができる。
これにより、右下連結交差部94の軸線に作用する衝撃を、右下連結交差部94の断面全域で効率よく支えることができる。
これにより、右下連結交差部94の断面積を大きく確保して剛性を高めることができるので、早期の座屈を一層良好に防止することができるとともに、座屈後の変形を安定させることができる。
また、下左頂部77は、下左下向きリブ108と下左傾斜壁部69とが交差する部位、下左下向きリブ108と下中央水平壁部68とが交差する部位を、それぞれ半径Rの湾曲状に形成した。
これにより、下左頂部77の断面積を大きく確保して剛性を高めることができるので、早期の座屈を一層良好に防止することができるとともに、座屈後の変形を安定させることができる。
また、下右頂部78は、下右下向きリブ111と下右傾斜壁部73とが交差する部位、下右下向きリブ111と下中央水平壁部68とが交差する部位を、それぞれ半径Rの湾曲状に形成した。
これにより、下右頂部78の断面積を大きく確保して剛性を高めることができるので、早期の座屈を一層良好に防止することができるとともに、座屈後の変形を安定させることができる。
また、左上連結交差部85、右上連結交差部93、左下連結交差部86および右下連結交差部94も、それぞれの軸線方向に作用する衝撃を各断面全域で効率よく支えることができる。
また、左上連結交差部85および左下連結交差部86は横軸46に対して対称な位置に設けられるとともに、右上連結交差部93および右下連結交差部94は横軸46に対して対称な位置に設けられている。
また、左上連結交差部85、右上連結交差部93、左下連結交差部86および右下連結交差部94も、それぞれの断面積を大きく確保して剛性を高めることができるので、早期の座屈を一層良好に防止することができるとともに、座屈後の変形を安定させることができる。
加えて、左上連結交差部85および左下連結交差部86を横軸46に対して対称な位置に設けるとともに、右上連結交差部93および右下連結交差部94を横軸46に対して対称な位置に設けた。
これにより、横軸寸法W1を縦軸寸法H1に比して小さく形成しても、前部サイドメンバー35に作用する衝撃エネルギーの吸収性を確保することができる。
前部サイドメンバー35は、横軸寸法W1が縦軸寸法H1に比して小さく形成されている。よって、左右のフロントフレーム12,13(右フロントフレーム13は図1参照)間の収容間隔W3を大きく確保できる。
このラジエータ収容空間114にラジエータ31が収容される。収容間隔W3を大きく確保することで、ラジエータ31の幅寸法W4を大きく設定することができる。
前部サイドメンバー35の前端部35bに衝撃Fが作用した場合、作用した衝撃を各交差部95,96,97,98(図4参照)や、各連結交差部85,86,93,94などで良好に支えることができる。
これにより、衝撃Fにより発生した衝撃エネルギーを、前部サイドメンバー35で良好に吸収することができる。
図7は第2実施の形態に係る軽合金製の押出フレームを示す断面図である。
第2実施の形態の前部サイドメンバー120は、第1実施の形態の上下の外壁部51,52が中央(すなわち、横軸46上)に設けられ、各交差部95,96,97,98が横軸46寄りに設けられている。
この前部サイドメンバー120は、軽合金製の押出フレームである。
よって、上左6角交差部131の形状を、上左6角交差部131の軸線に対して軸対称に形成することができる。
これにより、上左6角交差部131の軸線方向に作用する衝撃を、上左6角交差部131の断面全域で効率よく支えることができる。
これにより、上左6角交差部131の断面積を大きく確保して剛性を高めることができるので、早期の座屈を一層良好に防止することができるとともに、座屈後の変形を安定させることができる。
上右6角交差部132は、上左6角交差部131と左右対称の形状なので説明を省略する。
よって、下左6角交差部141の形状を、下左6角交差部141の軸線に対して軸対称に形成することができる。
これにより、下左6角交差部141の軸線方向に作用する衝撃を、下左6角交差部141の断面全域で効率よく支えることができる。
これにより、下左6角交差部141の断面積を大きく確保して剛性を高めることができるので、早期の座屈を一層良好に防止することができるとともに、座屈後の変形を安定させることができる。
下右6角交差部142は、下左6角交差部141と左右対称の形状なので説明を省略する。
これにより、横軸寸法W1を縦軸寸法H3に比して小さく形成しても、前部サイドメンバー120に作用する衝撃エネルギーの吸収性を確保することができる。
さらに、第2実施の形態の前部サイドメンバー120によれば、上下の六角形壁部121,122を備えることで縦軸寸法H3を第1実施の形態の縦軸寸法H1より大きく設定することができる。
これにより、前部サイドメンバー120の衝撃エネルギーの吸収性を一層高めることができる。
図8は第3実施の形態に係る軽合金製の押出フレームを示す断面図である。
第3実施の形態の前部サイドメンバー150は、第1実施の形態の中央(横軸46上)に中央補強リブ(補強部材)151を設けることで、左右の中央交差部(交差部)152,153を設けたものである。
この前部サイドメンバー150は、軽合金製の押出フレームである。
よって、左中央交差部152の形状を、左中央交差部152の軸線に対して軸対称に形成することができる。
これにより、左中央交差部152の軸線方向に作用する衝撃を、左中央交差部152の断面全域で効率よく支えることができる。
これにより、左中央交差部152の断面積を大きく確保して剛性を高めることができるので、早期の座屈を一層良好に防止することができるとともに、座屈後の変形を安定させることができる。
右中央交差部153は、左中央交差部152と左右対称の形状なので説明を省略する。
さらに、第3実施の形態の前部サイドメンバー150によれば、第1実施の形態の前部サイドメンバー35と同様の効果が得られる。
図9は第4実施の形態に係る軽合金製の押出フレームを示す断面図である。
第4実施の形態の前部サイドメンバー160は、第1実施の形態の中央に左右のく字形外壁(外壁)161,162を設け、第1〜第3の中央補強リブ(補強部材)163〜165を設けたものである。
この前部サイドメンバー160は、軽合金製の押出フレームである。
右く字形外壁162は、上下の右中央壁材部171,172で略く字形に形成された外壁である。
よって、上左中央交差部174の形状を、上左中央交差部174の軸線に対して軸対称に形成することができる。
これにより、軸線方向に作用する衝撃を、上左中央交差部174の断面全域で効率よく支えることができる。
これにより、上左中央交差部174の断面積を大きく確保して剛性を高めることができるので、早期の座屈を一層良好に防止することができるとともに、座屈後の変形を安定させることができる。
上右中央交差部175は、上左中央交差部174と左右対称の形状なので説明を省略する。
よって、下左中央交差部176の形状を、下左中央交差部176の軸線に対して軸対称に形成することができる。
これにより、軸線方向に作用する衝撃を、下左中央交差部176の断面全域で効率よく支えることができる。
これにより、下左中央交差部176の断面積を大きく確保して剛性を高めることができるので、早期の座屈を一層良好に防止することができるとともに、座屈後の変形を安定させることができる。
下右中央交差部177は、下左中央交差部176と左右対称の形状なので説明を省略する。
さらに、第4実施の形態の前部サイドメンバー160によれば、第1実施の形態の前部サイドメンバー35と同様の効果が得られる。
図10は第5実施の形態に係る軽合金製の押出フレームを示す断面図である。
第5実施の形態の前部サイドメンバー180は、第4実施の形態の左右のく字形外壁161,162を複数組み合わせるとともに、第1、第2の中央補強リブ163…,164…を複数組み合わせたものである。
この前部サイドメンバー180は、軽合金製の押出フレームである。
右く字形外壁162を複数組み合わせることにより、上下の右中央壁材部171…,172…で右波形外壁182(外壁)が形成される。
左波形外壁181および右波形外壁182間に第1、第2の中央補強リブ163…,164…が複数連結されている。
よって、左中央交差部184の形状を、左中央交差部184の軸線に対して軸対称に形成することができる。
これにより、軸線方向に作用する衝撃を、左中央交差部184の断面全域で効率よく支えることができる。
これにより、左中央交差部184の断面積を大きく確保して剛性を高めることができるので、早期の座屈を一層良好に防止することができるとともに、座屈後の変形を安定させることができる。
右中央交差部185は、左中央交差部184と左右対称の形状なので説明を省略する。
これにより、前部サイドメンバー180の縦軸寸法H4および横軸寸法W1を第4実施の形態と同じ寸法に保ちつつ、衝撃エネルギーの吸収性を第4実施の形態と比較して低く抑えることが可能になり、用途に合わせて前部サイドメンバーの衝撃エネルギーの吸収性を任意に調整できる。
図11は第6実施の形態に係る軽合金製の押出フレームを示す断面図である。
第6実施の形態の前部サイドメンバー190は、第3実施の形態の前部サイドメンバー150の各頂部65,66,77,78に連結リブ191,192,193,194をそれぞれ設けたものである。
この前部サイドメンバー190は、軽合金製の押出フレームである。
また、下左頂部77に下左連結リブ193の基部が設けられ、下右頂部78に下右連結リブ194の基部が設けられている。
図12は第7実施の形態に係る軽合金製の押出フレームを示す断面図である。
第7実施の形態の前部サイドメンバー200は、第3実施の形態の前部サイドメンバー150の各頂部65,66,77,78に連結リブ201,202,203,204をそれぞれ設けたものである。
この前部サイドメンバー200は、軽合金製の押出フレームである。
また、下左頂部77に下左連結リブ203の基部が設けられ、下右頂部78に下右連結リブ204の基部が設けられている。
各連結リブ201,202,203,204には他部材196が取り付けられている。
また、前記第1〜第7の実施の形態では、軽合金としてアルミ合金を例示したが、チタン合金などの他の軽合金を使用することも可能である。
Claims (1)
- 中空状の外壁が形成されるとともに、この外壁内に複数の補強部材が形成され、前記外壁の縦軸寸法に比して横軸寸法が小さく形成された軽合金製の押出フレームであって、
前記外壁は、該外壁の横軸に対して対称な位置に配置された上下の外壁部と、前記上下の外壁部を連結するとともに前記上下の外壁部に比して幅寸法が小さく形成された一対の壁部材と、を有し、
前記上下の外壁部内において前記横軸に対して対称な位置に、上下の交差部がそれぞれ一対設けられ、
前記一対の上交差部は、前記上外壁部内の3つの補強部材が等間隔に交差する部位であって、前記外壁の縦軸に対して対称な位置に設けられ、
前記一対の下交差部は、前記下外壁部内の3つの補強部材が等間隔に交差する部位であって、前記縦軸に対して対称な位置に設けられ、
さらに、前記横軸に対して対称な位置に、前記上外壁部および前記一対の壁部材を連結する一対の上連結交差部と、前記下外壁部および前記一対の壁部材を連結する一対の下連結交差部とが設けられ、
前記一対の上連結交差部は、前記壁部材の上部、前記上外壁部および前記上外壁部内の補強部材が等間隔に交差する部位であって、前記縦軸に対して対称な位置に設けられ、
前記一対の下連結交差部は、前記壁部材の下部、前記下外壁部および前記下外壁部内の補強部材が等間隔に交差する部位であって、前記縦軸に対して対称な位置に設けられたことを特徴とする軽合金製の押出フレーム。
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