JPH10167110A - 車体の前部フレーム構造 - Google Patents

車体の前部フレーム構造

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JPH10167110A
JPH10167110A JP8333261A JP33326196A JPH10167110A JP H10167110 A JPH10167110 A JP H10167110A JP 8333261 A JP8333261 A JP 8333261A JP 33326196 A JP33326196 A JP 33326196A JP H10167110 A JPH10167110 A JP H10167110A
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車体重量をそれほど増加させずにエクステン
ションフレームの理想的な変形モードが得られ、エクス
テンションフレームの結合作業が容易で、部品点数の低
減を図ることができる車体の前部フレーム構造を提供す
る。 【解決手段】 エクステンションフレーム９が、縦方向
で結合する断面下向きコ字形のエクステンションフレー
ムアッパ７と断面上向きコ字形のエクステンションフレ
ームロア８とから形成されており、エクステンションフ
レーム９の上面部１３はエクステンションフレームアッ
パ７だけにより形成され、該上面部１３が従来のように
フランジを継ぎ合わせた構造とならないため、上面部１
３の強度が構造的に高まり、車両前面衝突時において理
想的な変形モードを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は車体の前部フレー
ム構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の車体の前部フレーム構造は、例え
ば、特開平６−２７８６４６号にて知られているよう
に、車体前後方向に沿って配されたサイドフレームの前
下がり状態の前端部に、車体前方へ延びるエクステンシ
ョンフレームを結合した構造が知られている。このエク
ステンションフレームは上面部が略水平に形成されてお
り、前下がり状態のサイドフレーム前端部に対しては、
上方へ曲折した状態となっている。従って、車両前面衝
突にはエクステンションフレームが前側から順に変形し
ながら最終的にＶ形に座屈変形して衝突時の衝撃エネル
ギーを十分に吸収するようになっている。また、この座
屈変形時におけるエネルギー吸収量を高めるために、エ
クステンションフレームは、互いに向かい合う断面コ字
形をしたエクステンションフレームアウタとエクステン
ションフレームインナとを横方向で結合した閉断面形状
を呈している。
【０００３】更に、このエクステンションフレームアウ
タ及びエクステンションフレームインナは共にサイドフ
レームの外側に接合されており、且つサイドフレームの
前端部には車幅方向に沿うファーストクロスメンバの両
端部も結合されている。そして、エクステンションフレ
ームの上面部には、該エクステンションフレームの結合
強度を高めるために、エクステンションフレームからフ
ァーストクロスメンバ及びサイドフレームに跨がる形状
のガセットが設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術にあっては、車両衝突時において理想的
な変形モード（効率的で且つ十分な衝撃エネルギー吸収
が行える変形モード）を得るには、エクステンションフ
レームの上面部の強度を上げることが効果的であるが、
エクステンションフレームがエクステンションフレーム
アウタとエクステンションフレームインナとを横方向で
結合した閉断面形状であり、エクステンションフレーム
の上面部が、それぞれのフランジを継ぎ合わせた構造と
なるため、強度の面で不利となっている。このような従
来構造のエクステンションフレームの上面部の強度を高
めるには、結局、エクステンションフレーム全体の板厚
を増す必要があり、車体重量の増加を招くことになる。
【０００５】また、エクステンションフレームアウタ及
びエクステンションフレームインナをサイドフレームの
外側へ単に結合するだけの構造で、両者間にエクステン
ションフレームアウタ及びエクステンションフレームイ
ンナの車幅方向位置及び向きを決める基準が存在しない
ため、それらの結合作業が困難になっている。
【０００６】更に、エクステンションフレームの結合強
度を高めるために、エクステンションフレームからファ
ーストクロスメンバ及びサイドフレームに跨がる形状の
ガセットを設ける必要があるため、その分、部品点数の
増加を招いている。
【０００７】この発明はこのような従来の技術に着目し
てなされたものであり、車体重量をそれほど増加させず
にエクステンションフレームの理想的な変形モードが得
られ、エクステンションフレームの結合作業が容易で、
部品点数の低減を図ることができる車体の前部フレーム
構造を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
車体前後方向に沿って配されたサイドフレームの前下が
り状態の前端部に、上面部が略水平な閉断面形状で且つ
前方へ延びた状態のエクステンションフレームを結合し
た車体の前部フレーム構造において、前記エクステンシ
ョンフレームが、縦方向で互いに向かい合うフランジ同
士を重合させた、断面下向きコ字形のエクステンション
フレームアッパと、断面上向きコ字形のエクステンショ
ンフレームロアとから形成されている。
【０００９】請求項１記載の発明によれば、エクステン
ションフレームが、縦方向で結合する断面下向きコ字形
のエクステンションフレームアッパと断面上向きコ字形
のエクステンションフレームロアとから形成されてお
り、エクステンションフレームの上面部はエクステンシ
ョンフレームアッパだけにより形成され、該上面部が従
来のようにフランジを継ぎ合わせた構造とならないた
め、上面部の強度が構造的に高まり、車両前面衝突時に
おいて理想的な変形モードを得ることができる。
【００１０】請求項２記載の発明は、エクステンション
フレームアッパの板厚をエクステンションフレームロア
よりも大きく形成したものである。
【００１１】請求項２記載の発明によれば、エクステン
ションフレームアッパのみの板厚を増すことにより、エ
クステンションフレームの上面部の強度を高めることが
できるため、車体重量の軽減を図ることができる。
【００１２】請求項３記載の発明は、エクステンション
フレームアッパの後端部がサイドフレームの外側に結合
され、エクステンションフレームロアの後端部がサイド
フレームの内側に結合されている。
【００１３】請求項３記載の発明によれば、サイドフレ
ームがエクステンションフレームアッパの後端部とエク
ステンションフレームロアの後端部により、車幅方向で
挟持される構造のため、エクステンションフレームをサ
イドフレームに結合するだけで、該エクステンションフ
レームの車幅方向位置及び向きが決まる。従って、エク
ステンションフレームの結合作業が容易となる。また、
エクステンションフレームアッパ及びエクステンション
フレームロアの各フランジに寸法誤差が生じても、互い
に重合させる幅を調整することにより、その誤差を容易
に吸収することができる。従って、この点においてもエ
クステンションフレームの結合作業が容易になる。
【００１４】請求項４記載の発明は、サイドフレームの
前端部に車幅方向に沿うファーストクロスメンバの両端
部が結合されており、且つエクステンションフレームア
ッパの後端部を後方へ延長した状態でサイドフレームの
上面部に結合すると共に、該後端部をファーストクロス
メンバにも結合したものである。
【００１５】請求項４記載の発明によれば、エクステン
ションフレームアッパの後端部を後方に延長してサイド
フレームの上面部に結合するため、エクステンションフ
レームアッパとサイドフレームとの結合強度が向上す
る。また、この延長した後端部をファーストクロスメン
バにも結合しているため、従来の「ガセット」のような
補強部品が不要となり、部品点数の低減を図ることがで
きる。
【００１６】請求項５記載の発明は、エクステンション
フレームロアの下面部を前上がり形状の傾斜面にして、
エクステンションフレームを先細り形状にしたものであ
る。
【００１７】請求項５記載の発明によれば、エクステン
ションフレームロアの下面部に前上がり形状の傾斜面を
設けて、エクステンションフレームを先細り形状にした
ため、エクステンションフレームの前端から後方向に向
かって徐々に断面積が拡大する形状となっている。従っ
て、車両の前面衝突時にエクステンションフレームが座
屈変形すると、座屈が後方に及ぶに従って、変形断面積
は徐々に増加するため、入力荷重の大きさに応じた効率
的なエネルギー吸収がなされる。
【００１８】また、エクステンションフレームの下面部
が前上がり形状の傾斜面となっているため、平地から登
坂路への走行を開始するに際しての、登坂路と平地路と
の為す角度であるアプローチアングルを大きく確保でき
る。
【００１９】請求項６記載の発明は、エクステンション
フレームに、複数のビード部が前後方向に沿って所定間
隔ごとに形成されている。
【００２０】請求項６記載の発明によれば、エクステン
ションフレームに、複数のビード部が前後方向に沿って
所定の間隔ごとに形成されているため、変形する断面積
が徐々に増加するように、エクステンションフレームが
前側から順に変形するのを促進する。
【００２１】請求項７記載の発明は、ファーストクロス
メンバが閉断面形状で、エクステンションフレームロア
の車幅方向中央側のフランジにおける最後部に形成した
曲折部を、前記ファーストクロスメンバの前面部に結合
したものである。
【００２２】請求項７記載の発明によれば、エクステン
ションフレームロアの車幅方向中央側のフランジの後端
部が、閉断面形状をしたファーストクロスメンバの前面
部に結合されているため、エクステンションフレームの
結合強度が更に向上する。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図１〜図３に基づいて説明する。尚、図中、Ａが前方
で、Ｂが後方である。
【００２４】車体には左右両側に前後方向に沿うサイド
フレーム１が配されている（尚、図は左側だけを代表し
て図示している）。このサイドフレーム１は、共に断面
コ字形のサイドフレームアウタ２とサイドフレームイン
ナ３とを接合して閉断面形状に形成されていると共に、
前端部が下方に位置する前下り状態となっている。
【００２５】前記サイドフレームアウタ２はサイドフレ
ームインナ３よりも長尺であって、サイドフレーム１の
前端部は実質的にサイドフレームアウタ２だけで形成さ
れている。そして、このサイドフレームアウタ２の前端
部に、車幅方向中央側へ延びるファーストクロスメンバ
４が接合されている。
【００２６】このファーストクロスメンバ４は、断面前
向きコ字形のファーストクロスメンバ本体５と、その前
側を塞ぐ「前面部」としてのクロージングプレート６と
から形成された閉断面形状を呈している。このファース
トクロスメンバ４の両端部は上方へ若干膨出した形状を
しており、該ファーストクロスメンバ４の両端部がサイ
ドフレームアウタ２の上下面部に結合されている。
【００２７】サイドフレーム１の前端部に、エクステン
ションフレームアッパ７とエクステンションフレームロ
ア８とから成る閉断面形状のエクステンションフレーム
９が結合されている。エクステンションフレームロア８
は前記サイドフレーム１と略同様の板厚であるが、エク
ステンションフレームアッパ７はそれよりも大きな板厚
で形成されている。
【００２８】エクステンションフレームアッパ７は、断
面下向きコ字形状で、若干短い幅のフランジ７ａが下向
きに形成されている。エクステンションフレームロア８
は断面上向きコ字形状で、長い幅のフランジ８ａが上向
きに形成されている。そして、エクステンションフレー
ムアッパ７とエクステンションフレームロア８のフラン
ジ７ａ、８ａ同士が、フランジ８ａを内側にした状態で
重合されている。
【００２９】エクステンションフレームアッパ７の後端
部１０は後方へ延びた状態で、その最後端だけがサイド
フレーム１の上面部に接合されていると共に、ファース
トクロスメンバ４の上面部にも結合されている。エクス
テンションフレームアッパ７の後端部１０におけるフラ
ンジ７ａはサイドフレーム１の外側に接合されている。
【００３０】エクステンションフレームロア８の後端
は、サイドフレーム１の内側に接合されている。すなわ
ち、エクステンションフレーム９の後端の底面部に相当
する部分は、サイドフレームアウタ２の対応する部分の
上に載せられた状態で接合されている。また、エクステ
ンションフレームロア８の車幅方向外側のフランジ８ａ
は、サイドフレームアウタ２の内側に入り込んだ状態で
接合されている。エクステンションフレームロア８の車
幅方向中央側のフランジ８ａの最後部には車幅方向中央
側への曲折部１１が形成されており、該曲折部１１がフ
ァーストクロスメンバ４のクロージングプレート６に接
合されている。
【００３１】エクステンションフレームアッパ７の下側
には、前側から後端部１０にかけて、所定幅のレインフ
ォース１２が接合されている。このレインフォース１２
の前側部分は断面ハット形状で、その両側端がエクステ
ンションフレームロア８の内面に接合されている。レイ
ンフォース１２の後側部分は断面逆ハット形状で、エク
ステンションフレームアッパ７の後端部１０の下面に接
合されている。このレインフォース１２は、その前側部
分で、エクステンションフレームロア８のフランジ８ａ
の内側への倒れを防止すると共に、エクステンションフ
レームロア８とエクステンションフレームアッパ７との
結合強度を高めている。尚、このレインフォース１２は
本実施例では設けたが、必須部品ではないため、省略し
ても構わない。
【００３２】エクステンションフレーム９はその上面部
１３が略水平で、前下がり状態のサイドフレーム１の前
端部に対しては上側へ曲折した状態になっている。ま
た、エクステンションフレーム９の下面部１４には前上
がり形状の傾斜面となっており、エクステンションフレ
ーム９を先細り形状にしている。そして、このエクステ
ンションフレーム９の先端はエンドプレート１５にて塞
がれており、この先端に図示せぬブラケットを介してバ
ンパが取付けられる。
【００３３】エクステンションフレーム９を先細り形状
にしたため、エクステンションフレーム９の前端から後
方向に向かって徐々に断面積が大きくなると共に、エク
ステンションフレーム９の下面部１４が前上がり形状の
傾斜面となっているため、平地から登坂路への走行を開
始するに際しての、登坂路と平地路との為す角度である
アプローチアングルを大きく確保できる。
【００３４】更に、エクステンションフレームアッパ７
には、先端から３つのビード部１６が所定の間隔ごとに
形成されている。エクステンションフレームロア８にも
前記ビード部１６に対応するものを含む４つのビード部
１７が所定間隔ごとに形成されている。
【００３５】次に、エクステンションフレーム９のサイ
ドフレーム１に対する結合方法を説明する。エクステン
ションフレーム９は、予めエクステンションフレームア
ッパ７とエクステンションフレームロア８のフランジ７
ａ、８ａ同士を所定幅で重合させることにより形成して
おく。このフランジ７ａ、８ａ同士を重合させる幅は、
部品としてのエクステンションフレームアッパ７及びエ
クステンションフレームロア８を製造した時点で、サイ
ドフレーム１等の寸法に予め対応させて設定しておく。
従って、フランジ７ａ、８ａの長さに部品寸法誤差があ
っても、それらを互いに重合させる程度を調整すること
で、その寸法誤差を是正することができる。
【００３６】フランジ７ａ、８ａ同士を重合させて形成
したエクステンションフレーム９は、斜め上方からサイ
ドフレーム１の前端部に結合する。エクステンションフ
レームアッパ７の後端部１０はサイドフレーム１の上面
部に当接させ、エクステンションフレームロア８の後端
部はサイドフレーム１内に挿入させる。この時、前述の
如く、エクステンションフレームアッパ７とエクステン
ションフレームロア８との重合度合いは正確に調整され
ているため、エクステンションフレームアッパ７の後端
部１０をサイドフレーム１の上面部に当接させた状態
で、エクステンションフレームロア８の後端部はサイド
フレーム１の前端部に対して内側から確実に密着した状
態となる。
【００３７】また、エクステンションフレーム９をサイ
ドフレーム１にセットした段階で、サイドフレーム１の
車幅方向外側の縦壁が、エクステンションフレームアッ
パ７のフランジ７ａと、エクステンションフレームロア
８のフランジ８ａにより、車幅方向で挟持された状態と
なる（図３参照）。従って、エクステンションフレーム
９をサイドフレーム１にセットした段階で、エクステン
ションフレーム９のサイドフレーム１に対する車幅方向
での位置と向きを決めることができる。
【００３８】このように、位置決めがなされた状態のエ
クステンションフレーム９をサイドフレーム１に対して
結合（溶接）する。すなわち、エクステンションフレー
ム９をサイドフレーム１に対して結合すると共に、エク
ステンションフレームアッパ７の後端部１０をファース
トクロスメンバ４の上面部に結合し、エクステンション
フレームロア８の車幅方向中央側のフランジ８ａの曲折
部１１をファーストクロスメンバ４のクロージングプレ
ート６に対して結合する。エクステンションフレームア
ッパ７の後端部１０を介してファーストクロスメンバ４
にも結合されるため、該エクステンションフレーム９の
結合強度が高まる。更に、エクステンションフレーム
９、サイドフレーム１、ファーストクロスメンバ４の三
者を結合するために、従来のような「ガセット」を要し
ないため、部品点数の低減を図ることができる。
【００３９】次に、車両の前面衝突時におけるエクステ
ンションフレーム９の変形モードの説明をする。
【００４０】エクステンションフレーム９がエクステン
ションフレームアッパ７とエクステンションフレームロ
ア８とから成り、エクステンションフレーム９の上面部
１３がエクステンションフレームアッパ７だけにより形
成された状態で、該上面部１３が従来のようにフランジ
を継ぎ合わせた構造となっていないため、エクステンシ
ョンフレーム９の上面部１３の強度が構造的に高まり、
車両の前面衝突時において、理想的な変形モードを得る
ことができる。
【００４１】しかも、エクステンションフレームアッパ
７の板厚を上げるだけで、エクステンションフレーム９
の上面部１３の強度を上げることができ、エクステンシ
ョンフレームロア８の板厚は特別に上げる必要がないた
め、車体重量の大幅な増加もない。
【００４２】また、エクステンションフレーム９が先細
り形状で、エクステンションフレーム９の前端から後方
向に向かって徐々に断面積が大きくなる形状のため、車
両の前面衝突時にエクステンションフレーム９が座屈変
形すると、座屈が後方に及ぶに従って、変形断面積は徐
々に増加し、入力荷重の大きさに応じた効率的なエネル
ギー吸収がなされる。
【００４３】更に、エクステンションフレーム９に、複
数のビード部１６、１７が形成されているため、変形す
る断面積が徐々に増加するように、エクステンションフ
レーム９が前側から順に変形するのを促進する。
【００４４】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、エクステ
ンションフレームが、縦方向で結合する断面下向きコ字
形のエクステンションフレームアッパと断面上向きコ字
形のエクステンションフレームロアとから形成されてお
り、エクステンションフレームの上面部はエクステンシ
ョンフレームアッパだけにより形成され、該上面部が従
来のようにフランジを継ぎ合わせた構造とならないた
め、上面部の強度が構造的に高まり、車両前面衝突時に
おいて理想的な変形モードを得ることができる。
【００４５】請求項２記載の発明によれば、エクステン
ションフレームアッパのみの板厚を増すことにより、エ
クステンションフレームの上面部の強度を高めることが
できるため、車体重量の軽減を図ることができる。
【００４６】請求項３記載の発明によれば、サイドフレ
ームがエクステンションフレームアッパの後端部とエク
ステンションフレームロアの後端部により、車幅方向で
挟持される構造のため、エクステンションフレームをサ
イドフレームに結合するだけで、該エクステンションフ
レームの車幅方向位置及び向きが決まる。従って、エク
ステンションフレームの結合作業が容易となる。また、
エクステンションフレームアッパ及びエクステンション
フレームロアの各フランジに寸法誤差が生じても、互い
に重合させる幅を調整することにより、その誤差を容易
に吸収することができる。従って、この点においてもエ
クステンションフレームの結合作業が容易になる。
【００４７】請求項４記載の発明によれば、エクステン
ションフレームアッパの後端部を後方に延長してサイド
フレームの上面部に結合するため、エクステンションフ
レームアッパとサイドフレームとの結合強度が向上す
る。また、この延長した後端部をファーストクロスメン
バにも結合しているため、従来の「ガセット」のような
補強部品が不要となり、部品点数の低減を図ることがで
きる。
【００４８】請求項５記載の発明によれば、エクステン
ションフレームロアの下面部に前上がり形状の傾斜面を
設けて、エクステンションフレームを先細り形状にした
ため、エクステンションフレームの前端から後方向に向
かって徐々に断面積が拡大する形状となっている。従っ
て、車両の前面衝突時にエクステンションフレームが座
屈変形すると、座屈が後方に及ぶに従って、変形断面積
は徐々に増加するため、入力荷重の大きさに応じた効率
的なエネルギー吸収がなされる。
【００４９】また、エクステンションフレームの下面部
が前上がり形状の傾斜面となっているため、平地から登
坂路への走行を開始するに際しての、登坂路と平地路と
の為す角度であるアプローチアングルを大きく確保でき
る。
【００５０】請求項６記載の発明によれば、エクステン
ションフレームに、複数のビード部が前後方向に沿って
所定の間隔ごとに形成されているため、変形する断面積
が徐々に増加するように、エクステンションフレームが
前側から順に変形するのを促進する。
【００５１】請求項７記載の発明によれば、エクステン
ションフレームロアの車幅方向中央側のフランジの後端
部が、閉断面形状をしたファーストクロスメンバの前面
部に結合されているため、エクステンションフレームの
結合強度が更に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る車体の前部フレー
ム構造を示す斜視図。
【図２】前部フレーム構造を示す側面図。
【図３】図１中矢示ＳＡ−ＳＡ線に沿う断面図。
【図４】図１中矢示ＳＢ−ＳＢ線に沿う断面図。
【符号の説明】
１ サイドフレーム ４ ファーストクロスメンバ ６ クロージングプレート（前面部） ７ エクステンションフレームアッパ ８ エクステンションフレームロア ７ａ、８ａ フランジ ９ エクステンションフレーム １１ 曲折部 １０ 後端部 １３ 上面部 １４ 下面部 １６、１７ ビード部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車体前後方向に沿って配されたサイドフ
    レームの前下がり状態の前端部に、上面部が略水平な閉
    断面形状で且つ前方へ延びた状態のエクステンションフ
    レームを結合した車体の前部フレーム構造において、 前記エクステンションフレームが、縦方向で互いに向か
    い合うフランジ同士を重合させた、断面下向きコ字形の
    エクステンションフレームアッパと、断面上向きコ字形
    のエクステンションフレームロアとから形成されている
    ことを特徴とする車体の前部フレーム構造。
  2. 【請求項２】 エクステンションフレームアッパの板厚
    をエクステンションフレームロアよりも大きく形成した
    請求項１記載の車体の前部フレーム構造。
  3. 【請求項３】 エクステンションフレームアッパの後端
    部がサイドフレームの外側に結合され、エクステンショ
    ンフレームロアの後端部がサイドフレームの内側に結合
    されている請求項１又は請求項２記載の前部フレーム構
    造。
  4. 【請求項４】 サイドフレームの前端部に車幅方向に沿
    うファーストクロスメンバの両端部が結合されており、
    且つエクステンションフレームアッパの後端部を後方へ
    延長した状態でサイドフレームの上面部に結合すると共
    に、該後端部をファーストクロスメンバにも結合した請
    求項１〜３のいずれか１項に記載の車体の前部フレーム
    構造。
  5. 【請求項５】 エクステンションフレームロアの下面部
    を前上がり形状の傾斜面にして、エクステンションフレ
    ームを先細り形状にした請求項１〜４のいずれか１項に
    記載の車体の前部フレーム構造。
  6. 【請求項６】 エクステンションフレームに、複数のビ
    ード部が前後方向に沿って所定間隔ごとに形成されてい
    る請求項１〜５のいずれか１項に記載の車体の前部フレ
    ーム構造。
  7. 【請求項７】 ファーストクロスメンバが閉断面形状
    で、エクステンションフレームロアの車幅方向中央側の
    フランジにおける最後部に形成した曲折部を、前記ファ
    ーストクロスメンバの前面部に結合した請求項１〜６の
    いずれか１項に記載の車体の前部フレーム構造。
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