JPH06503784A - 乗用車のボデーの支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 乗用車のホゾ−の支持構造 この発明は請求項１の前提部に記載したような、乗用車のホゾ−の支持構造に関 する。

乗用車のホゾ−の既知の支持構造は、前部の両側を走る前部縦通材と、その上に 配置された懸架ばね収容部を含み、これらは下向きに縦通材の上に支持されてい る。

乗用車用の通常のポデー・フレームは、支持構造を含め薄板部品から製作されて いる。中空の断面形状を有する支え部材はそれぞれ、深絞りして互いに溶接した 少なくとも２枚の薄板から製作される。懸架ばね収容部も薄板部品から製作され ており、釣鐘構造に深絞りしたホイールアーチの中に埋め込まれている。これら のホイールアーチは開いた薄板殻からなり、下向きに縦通材に支持され、これと 結合している。力の流れは、ずれ応力の作用面としての平面部分を通じて導かれ る。懸架ばね収容部は著しく負荷を受けるホゾ一部分てあり、この領域での支持 構造に必要な剛性、特に衝突の場合のためのそれは、通常の構造の場合、手数の かかる補強処置によってしか得られない。

このようなポデー・フレームの構成のために用いられる鋼板は、深絞り方式で変 形される。薄板の変形のためのプレス工具は比較的高価であるか、しかし１個の プレス工具で加工し得る材料の個数か多いので、大量生産方法に適合する製品を 製造する場合、製造費の観点から有利であるため、大量生産にはコストの有利な 解決策を提供する。しかし高い工具投資のため、上記の方法は少量生産には余り にもコストかかかりすぎる。

したかって特に少量生産のために、乗用車用の車両ボデーを、結合手段で互いに 結合している中空形材からなる支持構造によって製造することか既知である（Ｅ Ｐ　０１４６７＋６　Ｂｌ）。中空形材は軽金属押出し成形形材として、結合手 段は軽金属鋳造部品として構成されている。少量生産のためのコストの一部存利 な解決策の他に、このような構造によって、より少ないポデー重量と防食におけ る改善か有利に達成される。たたしこの場合、懸架はね収容部とその支持手段は 、薄板部品からなる所属の縦横材上に構策されており、冒頭に述へたホゾ−・フ レームの従来の構成に沿っているため、同所て述へた欠点はこの場合も現れる軽 金属押出し成形形材としての中空形材と、軽金属鋳造部品（アルミニウム・ジャ ーナル、発行者　アルミニウム・センター協会、デュッセルトルフ、雑誌「アル ミニウム」第６４巻（１９８８年）第９号に所収）としての結合手段とからなる 支持構造を備えるその他の既知の車両ホゾ−ては、緩衝支柱保持具は、押出し成 形された異形材から成る支え部材を介して、縦通材に支えられている。さらに、 同様に押出し成形された異形材から成る別の支え部材が、緩衝支柱の支え部材と して、緩衝支柱保持具と、窓枠水平材の高さに相当する前部ドアのたて枠（Ａ枠 ）のほぼ中央部との間に配置されている。ばね懸架収容部とドア支柱の懸架ばね 支持体との結合により、懸架ばね収容部の強固な支持か得られる。前部に比較的 大きい変形を伴う車両の激しい正面衝突の場合、懸架ばね収容部は車両縦方向後 向きに移動する。緩衝支柱保持具か、緩衝支柱の支え部材を介して、Ａ枠の中央 部と直接結合しているので、この結合箇所に著しく力か働く。これによってＡ支 柱は車両縦方向後向きに湾曲するため、ドアくりぬき部か縮小し、不利であり、 あってはならないことであるか、その中でドアが挟まって動かなくなる危険か生 じる。これを防止するためには、懸架ばね支持体を極めて小さい寸法としなけれ ばならないか、しかし、そうすると剛性の低下を招く。上記の危険を防止するも う１つの方法はＡ支柱を不釣合いに大きい寸法とすることであるか、これはコス トと重量に不利な影響を与えるであろう。

本発明の課題は、車両の正面衝突の際に安全工学上有利な力の流れをもつ、懸架 ばね収容部の強固な支持を、有利なコストてまた簡単な手段で得ることにあるこ の課題は請求項１記載の特徴によって解決される。

請求項１は、緩衝支柱の支え部材にたわみ部を設けること、すなわち緩衝支柱保 持具とＡ枠の中央部との間の継手を、まっすぐではなく湾曲したものにすること を提案する。

これによって懸架ばね支持体か強固に、比較的大きい形材断面と肉厚とを有する ようになるため、通常の運転では、支持構造の目標とする高い強度かこの領域で 得られる。これに反して正面衝突の場合、Ａ支柱中央への力の導入は湾曲部を通 じて行われ、これによって比較的強い負荷の場合でも、たわみ部では、曲率の減 少はあっても、たわみ部の連続性は失われないはずてあり、車両の前部の著しい 変形か生した時には、緩衝支柱の支え部材の座屈が生ずる。この座屈のために消 費される力は、主として、あらかじめ設定しておいたたわみの大きさによって決 定されるため、そこから寸法決定の可能性が与えられる。

このように緩衝支柱の支え部材か座屈するようにしておくと、正面衝突の場合に 、まっすぐな形状を育する緩衝支柱の支え部材に比して、はるかに僅かな力しか Ａ支柱に伝達されないため、支柱は通常の寸法でもそれほと変形せず、これに固 定したドアかドアくりぬき部に挟まって動かなくなることはない。

請求項２記載の通り、たわみ部は、平面図で示した場合、はぼ車両中央または客 室中央に向いているようにするのか好ましい。このようにすると、正面衝突の際 に緩衝支柱の支え部材か座屈するための場所か確保される。たわみ部をこのよう に位置せしめた場合、Ａ枠をポデー・シェルの縦方向の面に沿った位置に設け、 緩衝支柱保持具をさらに前方に、且つ車両中心線寄りに設ければ、きわめて好ま しい力の伝達経路か得られる。緩衝支柱の支え部材に、請求項２記載のようなた わみ部を設けると、正面衝突の際、それか、座屈に好都合なベル・クランクの役 目をする。これは湾曲を構成上の条件により外向きにする必要のある場合にも適 用される。

請求項３によるコス１−の観点から育利な実施例にあっては、緩衝支柱の支え部 材か箱型異形材であり、その上下の壁かほぼ水平で、たわみ部に相応した形状を 有する両側壁が、はぼ鉛直となっている。

請求項４は、前記上下の壁の一方もしくは双方を屋根形に形成し、または中空異 形材で構成されている緩衝支柱の支え部材の中空部に嵌入させることを提案する 。このようにすれば、正面衝突時に緩衝支柱の支え部材を座屈させる上でさらに 好都合になる。しかも通常運転用としても堅固な支え部材となる。激しい衝突で 緩衝支柱の支え部材か座屈する時、比較的僅かな力の消費で中空異形材か折り畳 まれ、その際に屋根の稜に相当する部分か、蝶番のような折り目として働く。

緩衝支柱の支え部材の座屈を、比較的僅かな力で生じさせるための、さらに別の 代替的ないし追加的処置が、請求項５に記載されている。その処置とは、緩衝支 柱の支え部材の各面に、たわみ部の曲率円を含む平面に対して垂直な方向の溝を 設けることである。

これらの溝は請求項６記載の通り、湾曲部の内側のほぼ中間部と、それぞれこれ とずらせて湾曲部の外側に設けるのが適切である。

正面衝突時に緩衝支柱の支え部材の座屈をさらに容易に生しさせるための、さら に別の代替的ないし追加的処置か、請求項７て提案されている。その処置とは、 緩衝支柱の支え部材のたわみ部の内側および／または外側の壁に開口部を設ける ことである。これは好ましくは請求項８記載の通り、湾曲部のほぼ中間部の対向 する位置に長穴として設ける。

本発明による緩衝支柱の支え部材の構造は、この明細書の冒頭部分に記載したよ うな、押出し成形された異形材と結合手段とで構成された軽金属製のポデーに、 特によく適合する。

押出し成形された異形材の場合、請求項１０に記載のように、中空異形材の稜線 の部分において、他の部分におけるよりも簡単に肉厚を減らすことができる。

したがって湾曲領域での中空異形材の折り畳みも、比較的僅かな力で可能となる 。つまりこの処置は、正面衝突の際の緩衝支柱の支え部材の座屈を容易にするた めの、さらに別の代替的ないし追加的処置である。

図面を用いてその他の特徴、細部、利点を備える本発明の実施例をさらに詳細に 説明する。

第１図は緩衝支柱保持具の領域における、乗用車のポデーの支持構造の側面図第 ２図は第１図による緩衝支柱保持具の領域の平面図、第３図は緩衝支柱の支え部 材の第１の実施例の中空異形材の断面図、第５図は垂直に走る溝を備えた緩衝支 柱の支え部材の平面図、第６図は側面に開口部を有する緩衝支柱の支え部材の別 の実施例の断面図、第７図は、中空異形材において、他の部分に比して肉厚を減 らされている領域の拡大図を示す。

第１と第２図には、緩衝支柱保持具２の領域における乗用車のホゾ−の支持構造 １か、側面図あるいは平面図で示されている。緩衝支柱保持具２は下向きに支え 部材３を通して前方の（図示されていない）縦通材の上に支持されている。Ａ支 柱４としての前方のドア支柱は中央で分割され、下方部分は押出し成形異形材部 品５からなり、これは、Ａ枠４のほぼ中央部となる部分て、鋳造品である結合手 段６と結合している。

この結合手段６には、フェンダ−ステー７としての前向きの押出し成形異形材、 Ａ支柱上部としての（図示されていない）押出し成形形材、および前面窓の横梁 ８と下部窓梁としての横に走る押出し成形形材か接続している。

緩衝支柱保持具２と結合手段６とは、さらに押出し成形異形材として製作された 緩衝支柱の支え部材９を通じて結合している。緩衝支柱の支え部材９は直線には 延びず、第２図に平面図として示す通り、車両中心線に向かって凸の曲率をもっ た、たわみ部を育している。

車両前部の大きな変形を伴う正面衝突の場合、緩衝支柱保持具２はほぼ後方へ、 すなわち第２図では右向きに動かされる。緩衝支柱の支え部材９のたわみ部は、 著しい負荷の場合には、座屈して破線１０の位置に達するので、結合手段６には 、ドアを締めつけて開かないようにするほどの大きい力が及ぼされることかない 。

第３図には緩衝支柱の支え部材９の第１の実施例の中空異形材の断面図か示され ている。上下の壁１１．＋２は屋根形に形成されている。

第４図に示す第２の実施例では、これとは異なり上部の壁１３と下部の壁１４が 溝状に中空形材の中へ嵌入している。

これら両実施例の組合せも可能であり、その場合、一方の壁か屋根状に形成され 、他方の壁は第３図の参照番号１５て示したように、緩衝支柱の支え部材９の中 空部に嵌入している。

第３図および第４図に示す実施例では、緩衝支柱の支え部材９か座屈する時、中 空異形材が稜線１６または１７の位置で折りたたまれる。したかって、座屈に対 する中空異形材の反作用力が弱められるので、正面衝突の場合、緩衝支柱の支え 部材９は比較的僅かな力の作用で座屈し、このため結合手段６には僅かな力しか 働かない。しかしこの中空形材は、通常運転時には、緩衝支柱保持具２を支える のに必要な剛性を保持するのには十分な程度に堅固である。

第５図には緩衝支柱の支え部材９の別の実施例か第２図に準じた平面図で示され ている。たわみ部の内側の面には、溝１８かほぼ鉛直方向に設けられており、た わみ部の外側の面には、溝１８からたわみ部の両端部に向かう方向へずれた位置 に、溝１９および２０か設けられている。これらの溝１８〜２０も、緩衝支柱の 支え部材９の座屈を生しさせるのに必要な力を減少させる。

第６図に示す通り、第５図の支え部材９は、はぼ長方形の断面形状を有する。

しかも両側壁の対向する位置に、開口部２１．２２として長孔を有する。これら の長孔は第５図にも破線で示しである。両側壁の対向する位置に設けられたこれ らの開口部２１．２２も、座屈を生じやすくする。上下の壁には開口部を設けて おらず、これら上下の壁にはすぐれた支え機能を持たせるため、それらを堅固な 上部目板および下部目板として形成しである。

第７図には第６図に示した異形材の隅領域を拡大して示しである。これから見て 取ることかできるように、内部曲率２３は外部曲率２４よりも比較的小さいため 、これによって、稜線の部分において、他の部分におけるよりも肉厚を減らすこ とができる。このことも、緩衝支柱の支え部材９が座屈する時、中空異形材か比 較的僅かな力で圧縮され、それによって、座屈に対して比較的僅かな抵抗しかも たらさないのに寄与している。異形材の稜線部分でこのような材料減らしは、追 加の処置として、第３図および第４図に示した実施例の稜線１６．１７ても可能 てあろう。

平成５年５月σ日

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．前部の、両側に走る縦通材と、 縦通材の上方に配置され下向きに縦通材上で支持されている前部緩衝支柱保持具 と、 前方のドア支柱（Ａ枠）と、 緩衝支柱の支え部材として、前記緩衝支柱保持具と、窓枠水平材の高さに相当す るＡ枠のほぼ中央部との間に設けられた中空異形材から成る支え部材とを有する 乗用車のボデーの支持構造であって、前記緩衝支柱の支え部材（９）がたわみ部 を有しており、すなわち前記緩衝支柱保持具（２）とＡ枠の中央部（結合手段（ ６））との間の継手がまっすぐでないので、車両の正面衝突の際に、前記緩衝支 柱の支え部材（９）が、曲げ半径の減少によって座屈することを特徴とする、乗 用車のボデーの支持構造。
2. ２．前記緩衝支柱の支え部材（９）の前記たわみ部が、それを平面図で示した場 合、車両中心線に向かって凸の曲率をもっていることを特徴とする、請求項１に 記載の乗用車のボデーの支持構造。
3. ３．前記緩衝支柱の支え部材（９）が箱形の断面形状を有し、その上下の壁（１ １、１２、１３、１４）がほぼ水平で、前記たわみ部に相応した形状を有する両 側壁がほぼ鉛直であることを特徴とする、請求項２に記載の乗用車のボデーの支 持構造。
4. ４．下部の壁（１２；１４）および（または）上部の壁（１１；１３）が屋根状 に形成されているか、あるいは前記緩衝支柱の支え部材（９）の中空部に嵌入し ているため、前記緩衝支柱の支え部材（９）が座屈する時、前記中空異形材が稜 線（１６，１７）の位置で折りたたまれることを特徴とする、請求項３に記載の 乗用車のボデーの支持構造。
5. ５．緩衝支柱の支え部材（９）の各面に、たわみ部の曲率円を含む平面に対して 垂直な方向の溝（１８，１９，２０）を設げることを特徴とする、請求項１から ４までのうちいずれか１つの項に記載の乗用車のボデーの支持構造。
6. ６．湾曲部の内側のほぼ中間部に少なくとも１本の溝（１８）があり、それぞれ 側方にこれとずらせて少なくとも１本の溝（１９，２０）が湾曲部の外側に設け られていることを特徴とする、請求項５に記載の乗用車のボデーの支持構造。
7. ７．緩衝支柱の支え部材（９）のたわみ部の内側および／または外側の壁に開口 部（２１，２２）を設けることを特徴とする、請求項１から６までのうちいずれ か１つの項に記載の乗用車のボデーの支持構造。
8. ８．前記開口部（２１，２２）が、前記緩衝支柱の支え部材（９）の長手方向の 長孔として、前記たわみ部のほぼ中間部の対向する位置に設けられていることを 特徴とする、請求項７に記載の乗用車のボデーの支持構造。
9. ９．前記緩衝支柱の支え部材（９）が、押出し成形された異形材として、特にア ルミニウムを押出し成形した異形材として製造されたものであること、ならびに 前記緩衝支柱保持具（２）および前記Ａ枠の中央部（結合手段（６））が、軽金 属製のボデーの結合手段として、鋳造品、特にアルミニウムの鋳造品であること を特徴とする、請求項１から８までのうちいずれか１つの項に記載の乗用車のボ デーの支持構造。
10. １０．前記緩衝支柱の支え部材（９）の前記中空異形材の少なくとも１つの稜線 部分において、他の部分におけるよりも肉厚が少ない（曲げ半径２３，２４）こ とを特徴とする、請求項９に記載の乗用車のボデーの支持構造。