JPS62194979A - 自動車のフレ−ム構造 - 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】 ３、発明の訂ｉｌｌな説明 産業上の利用分野 本発明は自動車のフレーム構造に関し、特にボディフレ
ームを備えた乗用自動車のフレーム構造に関する。

従来の技術 この種のフレーム構造は、既にドイツ出願公告第１００
４４９６号により公知ｒある。ここに記載された４！４
造により、本来の車両フレームまたは不ディフレームか
ら分離した前部フレームを設ｃノることが可能となり、
この前部フレームの上に、たとえばエンジンと変速機か
らなる駆動ユニットを、前輪懸架装置とともに配ｖＲ′
ＩＪることがでさる。駆動ユニットおよびその他の５ｌ
ｆｆを描えたこの前部フレームは、きわめて簡単に、乗
用車の１製造ラインに沿ってボディフレームに固足する
ことができる。

光切が解決しようとする問題点 ドイツ出願公告第１００４４９６号に示された構造は、
自動車の製造が比較的短い主製造ラインを用いて可能と
なるといつ利＋ａを提供するが、しかしこれに反して、
このようにして構成された自動車が、ＷＪＩｔｕられた
安全要求を最適には満たしていないという欠点が生じる
。したがってたとえば正面衝突が生じた場合に、前部フ
レームをボディフレームと結合づる結合ボルトが、これ
に鋤く大きな剪断負荷によって剪断されることがありう
る。それでなくとも、このように！ｉ撃吸収部は不利な
構成を有するため、完全に有効なものとはなりえないと
いう欠点がある。このフレーム構造は、曲部横方向梁材
により両縦方向梁材を固定結合するものであるため、本
来はむしろ撓みやすきと変形可能性が重要である部所に
４３いて、開な４Ｍ　造体が作られることになる。この
ため必然的に両綴方向梁材が常にともに被害を設け、ま
た各縦方向梁材は同時に中輪懸架の役目を行うため、φ
輪構造に不利な影響を受ける。このような従来の構成に
あっては、各車輪懸架装置の位置も不都合である。剪断
負荷が生じるときにこの力は、著しく不利なことに、Ｊ
なわち中心においで、まさに該当する縦方向梁材に導か
れ、これは曲げ梁材として働き、全負荷を受け止めなけ
ればならなくなる。これは特に走行性能に対して不利に
影響零ることがある。

両縦方向梁Ｉを結合する前部横方同梁Ｉに関する上記の
欠点は、さらに挙げられるドイツ特許公報第２４０８５
．１８号にもある程度当てはまる。同号に記載された装
置は、重両組立に対し著しい長所となることはできない
。この関連においで両ブリッジは、これを結合する横り
向梁祠とともに妨げとなることが明らかである。

同じく挙げられるドイツ出願公告第２８４５５４８号は
、バンパーと乗客室の間に伸びるＪ、うに構成８れた一
体形ブラケットＩ！１４１４を示しており、これは特に
この出願公告の第３図が示しているように、全体として
変形する。これは、正面衝突俊に行われることがある修
理作業を著しく高価な６のとする。のみならず、衝突時
に生じる力の分散が最適になるようには解決されていな
い。

ｔ！俊にドイツ出願公開第ｉｓｉｅ４２ａｇおよびドイ
ツ特許公報第２６２０９２７ｊ３から前部フレーム４Ｉ
造が公知となっているが、これは左右の縦方向梁材を備
えており、これら梁材がボディのその他のフレーム部材
と離れないように結合して４３す、両級方向梁材を結合
する中央と曲部の横方向梁材を備えでいる。しかし、こ
れらのものにおいては、製造技術上の利点を提供してい
ない。

たとえばカーブ走行時にＪ３ける＋ｉｆｔ述の剪断負荷
が両級方向梁材により有利に分配できるという事情は別
として、これら両技術におＣプる構成は、すでにたとえ
ばドイツ出願公告第１００４４９６号に関連して述べた
のとほぼ同じ欠点を有している。

これらを前提として、本発明は自動車組立上において著
しい利点を有し、しかもとりわけＩｎ撃吸収部と乗員を
保護する安全域の間の境界を最適で正確に決定しつるフ
レーム構造４造を提供することにある。

問題点を解決するための１段 この【」的を達成するため本発明は、個別のフレーム部
材にて構成された下部フレームを備え、この下部フレー
ムの１１ｒｉ部に、前部フレームを構成づる２木の縦方
向梁材が結合要木により固定され、この縦方向ｔＵによ
り、エンジンと☆速機からなる駆動ユニットおよび前部
車輪懸架装置の少なくとも一部を支持可能とされた自動
車のフレーム構造において、縦方向梁材が、前部車輪懸
架装置の位置で横方向梁材により互いに連結されて、＃
４造ユニットとして組立て可能なト１字形の西部フレー
ムを構成し、横方向梁材の接続個所において下部ボディ
ーの縦フレームを前記曲部フレームに結合させて、それ
ぞれ３部材が結合される結合点を形成し、この結合点か
ら、自動車の走行方向に配置されてこの自動車の！ｉｉ
Ｍ吸収部をなり延長部を形成したものである。

作用 このような構成によれば、衝突時に生じるノｊを確実に
分散可能となるため、各部材のこれに合わせた信頼でき
る設計、すなわちＭ法決定が可能となる。すべての縦方
向梁材ユニットは軸懸架位置で結合点を備え、３支持ユ
ニツトになる。１なわち各縦方向梁材の後部部分、ト１
字形に形成された横方向梁材ならびに縦フレームは１１
！１所で互いに接続し、かくして極めた安定した「三脚
」を形成づる。また衝撃吸収部がそれぞれ結合点から前
方（走行方向）に出る。このｖｆ１Ｍ！吸収部は、各縦
方向梁材の前部部分によって構成できる。各車輪懸架装
置の位置ではフレームの剛性が高いため、剪断同車を最
適に吸収ηることが可能となる。このことにより特にｆ
ａ密な車輪支持が可能となり、にり優れた操舵性を得る
ことができる。のみならず衝撃吸収部が変形することに
よって、必然的にその他の部材すなわち小輪懸架装置の
軸支持部が損傷されることがないため、修理費用を安価
なものとすることができる。ねじれ剛性があって振動の
少ない結合どなることより、音響特性も有利なものとな
る。

実施例 第１図は、左側の縦フレーム１と、対応覆る右側の縦フ
レーム２（第２図）とを結合した横フレーム３の一部を
示す。各フレーム１．２．３は乗用車のボディフレーム
の下部フレー１１の一部を構成Ｊる。両社フレーム１．
２のそれぞれには、縦方向梁材４，５が、２木の結合ボ
ルト６．７により、走行方向８に沿った前部のやや高い
位置の結合個所および後部の低い位置の結合個所で固定
されている。下部フレームの横フレーム３によって、両
級方向梁材４．５の間のある程度の結合がなされている
。両殿方向梁材４．５は、それぞれ曲部結合ボルト６の
位置に存在づる横方向梁材９によって互いに結合してい
る。この結合はたとえばねじよたは溶接によることかで
きる。ねじにより結合したときは、側方からの衝突があ
った場合に、たとえば簡単な方法で単に縦方向梁材４，
５の一方だけを交換づればよく、しかも反対側の軸支持
部には千を加える必要がないという初産がある。

各縦方向梁Ｕ４．５は走行方向８に沿って平行に、かつ
互いにずれて位置する１１ム後の末端部１０゜１１、１
９．２０を備えており、これら末端部は斜め方向の中央
部分１２．２１ににって互いに結合している。

中央部分１２．２１の傾斜にもとづいて、両結合ボルト
６．７の軸心６ａ、７ａも互いに角度をなしている。し
たがって結合ボルト６．７を締めれば、下部フレームの
縦フレーム１．２と前部フレームの縦方同梁材／１．５
とが剛に結合される。このため、縦方同梁材４．５と横
方向梁材９とで構成される曲部フレームは、完成構造体
として、これに支持される装置群に簡単に組み付けるこ
とができる。

４１１合ボルト６．７によるＩＩＩ結合に加えて、他に
はめ合わせ結合も実施されている。すなわち各組方同梁
月４．５が、ぞの中央部分１２．２１の内側Ｃ１結合ボ
ルト６のＣＩ通Ｒ１７に加えてたとえばピラミッド形の
突起部１３を備えており、この突起部１３がそれぞれ縦
フレーム１．２において対応する同じくピラミッド形の
くりぬき部１４の中に突出しでいる。後部の結合ボルト
７の位置では、各縦フレーム１．２が段部１５を有して
おり、この段部１５に各縦方同梁材４，５の＠部の末端
部１１．２０の端面３７が密着している。したがって、
衝突した場合において結合ボルト６．７にｒｆＪＩＷｉ
力が作用Ｊることを防止でさる。

第２図には、本発明にもとづくフレームｎｌｉ　造の要
部が立体図として描かれている。ここでは、両級方向梁
材４，５と横方同梁材９にて構成される前部フレームが
１１字形であることが示されている。

さら縦フレーム２の一方も輪郭を示しである。この図に
おいて、結合ボルト６のための貫通穴１７を有する突起
部１３がピラミッド形であることも、明確に示されてい
る。同じく後方の結合ボルト７のための貫通穴１８も示
されている。

両社方同梁材４．５と横方同梁材９ともよ、薄板プレス
部品として製造され、必要に応じて互いに異なる材料を
選択することができる。この選択は、どのような力が衝
突時に個々の構成要素に幼くか、あるいはどの程度の変
形か望ましいかに応じて、特に強度上の理由から行われ
る。また、どのような静力学的および動力学的負荷が、
前方フレームに固定されまたは支持される４！ＷｊＴｈ
体、特にエンジンと変速機に生じるかも考慮される。

図示した実施例では、横方向梁材９が両綴方同梁材７１
．５に溶接されているが、前述のようにねじによる結合
ＩＩ４造をも用いることができる。ｌ−１字形に形成さ
れた部材９．１０．１１．１９．２０は、さらに固定用
の種々の４ｓ成要素を備えている。特に、エンジンと変
速機を収容づるためのウェブ２３．２４、保持金具２５
・・・２つ、および他の穿孔部２２．３０．３１を備え
ている。縦方向ｆｆ４４５における少なくとも一方の前
部末端部１９には牽引フック３２が固定されており、ま
た両級方向梁材４．５の前部末端部１９の両端面には、
たとえば自動車の前部バンパー３３を固定づることがで
きる。しかし、このバンパー３３は、両社方同梁材４．
５の強度を補う役目を宋たでのではない。すなわち、こ
のバンパー３３によっては、剪ｌｌｌ１負倚はあまり吸
収されない。

第３図は、衝突時の力の伝達状態ｄｊよび骨組み構造の
略図を示す。正面衝突による力「か、それともむしろ側
方からの衝突にＪ、る力Ｆ１．Ｆ２かに応じて、異なる
大ささの力［Ｘとモーメントが部材に動り、、＃部の両
末端部１０．１９が主として衝撃吸収作用をなし、これ
に対応する変形を受ける。

各前部末端部１０．１９は各結合点３４．３５に接続さ
れている。この結合点は、それぞれ中央部分１２．２１
と、この中央部分１２．２１に接続される縦フレーム１
．２および横方向１ＲＵ９とで形成され、これにより極
めて剛性の高いシステムを形成し、ここに作用する力と
モーメントを確実に吸収する。結合点３４．３５は、同
時にｆｊｕのための安全域の始端部を構成する。

したがって、本発明にもとづくフレーム４構造により、
衝突時に生じる力を明確に分解することができ、さらに
連動エネルギーを吸収する衝撃吸収部と走行方向８に沿
って乗０室の前方に位Ｉｆ！ｉる安全域との間に正確な
境界を確保Ｊることができる。横方同梁材９の位置に前
輪懸架装置を配置づれば、このフレーム構造により、前
輪懸架装置にて生じる剪断負荷に対して最適の安定性を
得ることができる。負荷に応じた、すなわち使用エンジ
ンと予想される衝突状態とに応じた寸法決定、ならびに
これに対応した各部材の４４　′Ｆ４選択も可能となる
。

材料選択に際しては防銹も考慮に加えることができる。

発明の効果 以上述べたように本発明によると、前部フレームをトイ
字形のユニットとしたため自動車の組立作業を容易なり
のとすることができるのみならず、結合点において３部
材を結合したため、自動車の衝突時に生じるノｊを確実
に分散さゼることができ、しかも衝撃吸収用の延長部を
前記結合部よりも前側に設（）たため、この衝撃吸収部
と、駆動ユニットや前輪懸架装置を収容するための空間
とを明確に区分Ｃノでき、自動車が衝突した場合であっ
てもこれら駆動ユニットや前輪懸架装置を確実に保護づ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

１； 第１図は本発明にｂとづく自動車のフレーム構造を備え
た乗３０中の下部フレームの要部の概略構成を示ず正面
図、第２図は第１図におけるフレーム構造の立体図、第
３図は衝突力が専ら前部からかつ一部が側部から作用し
たときのツノの分散の状態を説明づるだめのフレームの
骨組み４Ｍ造を示づ図である。 ・１，２・・・縦フレーム（フレーム部材）、３・・・
横フレーム（フレーム部Ｕ）、４．５・・・縦方向梁材
、６．７・・・結合ポルト（結合要素）、９・・・横方
向梁材、１０．１９・・・末端部（延長部）、１３・・
・突起部（結合要素）、１４・・ベリぬき部（結合要素
）、１５・・・段部（結合要素）　、３４．３５・・・
結合点。 代即人　　　森　　木　　義　　弘 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、個別のフレーム部材（１）（２）（３）にて構成さ
   れた下部フレームを備え、この下部フレームの前部に、
   前部フレームを構成する２本の縦方向梁材（４）（５）
   が結合要素（６）（７）（１３）（１４）（１５）によ
   り固定され、この縦方向梁材（４）（５）により、エン
   ジンと変速機からなる駆動ユニットおよび前部車輪懸架
   装置の少なくとも一部を支持可能とされた自動車のフレ
   ーム構造であって、 縦方向梁材（４）（５）が、前部車輪懸架装置の位置で
   横方向梁材（９）により互いに連結されて、構造ユニッ
   トとして組立て可能なＨ字形の前部フレームを構成し、
   横方向梁材（９）の接続個所においで下部ボディーの縦
   フレーム（１）（２）を前記前部フレームに結合させて
   、それぞれ３部材が結合される結合点（３４）（３５）
   を形成し、この結合点（３４）（３５）から、自動車の
   走行方向に配置されてこの自動車の衝撃吸収部をなす延
   長部（１０）（１９）を形成したことを特徴とする自動
   車のフレーム構造。 ２、延長部が縦方向梁材（４）（５）の前部末端部（１
   ０）（１９）により形成され、各縦フレーム（１）（２
   ）がそれぞれ縦方向梁材（４）（５）に結合しているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の自動車の
   フレーム構造。 ３、各縦方向梁材（４）（５）が走行方向（８）に沿っ
   て互いに平行に配置された前部および後部の末端部（１
   ０）（１１）（１９）（２０）を備えており、これら末
   端部は傾斜した中央部分（１２）（２１）のために互い
   にずれて位置されており、かつ縦フレーム（１）（２）
   と横方向梁材（９）の結合点（３４）（３５）を形成す
   る固定個所が、中央部分（１２）（２１）から水平方向
   の前部末端部（１０）（１９）への移行個所の近傍に位
   置されていることを特徴とする特許請求の範囲第２項に
   記載の自動車のフレーム構造。 ４、横方向梁材（９）が溶接により縦方向梁材（４）（
   ５）と結合していることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の自動車のフレーム構造。 ５、横方向梁材（９）がねじにより縦方向梁材（４）（
   ５）と結合していることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の自動車のフレーム構造。 ６、縦方向梁材（４）（５）を固定する結合ボルト（６
   ）（７）を補って、縦方向梁材（４）（５）と縦フレー
   ム（１）（２）の間に他の受け止め要素（１３）（１４
   ）（１５）が設けられており、これら受け止め要素は、
   主として走行方向（８）と逆向きに縦方向梁材（４）（
   ５）に働く力（Ｆ）（Ｆ＿１）（Ｆ＿２）を、はめ合わ
   せ結合により縦フレーム（１）（２）に伝達可能に構成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載の自動車のフレーム構造。 ７、縦方向梁材（４）（５）と横方向梁材（９）が、エ
   ンジンルームの偶造体を固定し保持するための穿孔（２
   ２）（３０）（３１）、ウェブ（２３）（２４）および
   保持金具（２５）・・・（２９）を備えていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の自動車のフレー
   ム構造。