JPS6288675A

JPS6288675A - 車体支持構造体

Info

Publication number: JPS6288675A
Application number: JP22917885A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Okunishi; 弘奥西; Masahiro Inoue; 正博井上; Takeshi Imura; 井村　武
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1985-10-15
Filing date: 1985-10-15
Publication date: 1987-04-23

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】本発明は車体支持構造体に関し、一層詳細には、車体を
構成するボンネット、ルーフパネル等の外装部材を支持
する車体フレームを鋳造成形により軽合金からなる骨格
状の一体構造とすることで、高剛性を保持すると共に、
車体を高精度且つ軽量に構成可能とする車体支持構造体
に関する。

例えば、自動車における燃料消費量を減少させ長距離走
行を可能とするためには車体を可及的に軽量化すること
が要求されている。一方、自動車事故等による衝撃から
乗員を保護するためには車体を高剛性に構成することが
望ましく、交通手段の高速化に伴い、近年、益々その必
要性が増大している。

ところで、従来の・自動車の車体には、主として、車体
を構成するボンネ７）、ルーフパネル等の外装部材と車
体フレームとを一体構造にしたモノコック構造が採用さ
れていた。このモノコック構造は、プレス成形により形
成された前記各外装部材を溶接等によって接合し組み立
てるもので、成形された各外装部材の断面形状が補強リ
ブの役割を合わせ持つボックス状に形成されている。

然しなから、このモノコック構造には車体の軽量化およ
び剛性を向上させる点で種々の難点が指摘されている。

すなわち、剛性を保持した状態で車体を軽量化するため
には、例えば、高剛性および高張力を有する鋼板を外装
部材として使用し、且つ軽量化のためその鋼板を薄肉に
しなければならない。然しなから、このような鋼板は高
剛性ゆえに通常のプレス成形には適さず、そのため、外
装部材を高精度な形状に成形することは容易ではなかっ
た。また、外装部材を薄肉にすると、当然、その剛性も
低下する。

従って、外装部材の剛性を保持するためには一定以上の
薄肉化が抑制され、この結果、車体の大幅な軽量化が望
めなかった。

そこで、軽量化のため、車体の主要部を剛性の高い鋼板
によって構成し、強度を些程必要としない部分、例えば
、フェンダ、ボンネット等を軽量なガラス繊維強化プラ
スチック（以下、ＦＲＰと称する）、または、合成樹脂
材等で構成することが考えられる。然しなから、これら
の外装部材を組み立てる場合、鋼板とＦＲＰ等との接合
が不可能となり、あるいは、複数の異なる素材から車体
が構成されるため当該車体の剛性が低下する虞れがあっ
た。

また、このようなモノコック構造では、車体を高精度に
製造するため、組み立てに際して各外装部材をその形状
に応じた特殊な治具により夫々正確に位置決めしておか
なければならない。

しかも、これらの治具は各外装部材毎に必要であり、そ
の設備に多大な費用を要していた。それにも拘らず、各
外装部材の位置決めを正確に行うことは極めて難しく、
高精度な車体を製造することが非常に困難であった。

そこで、上記の問題を解決する従来技術として、骨格状
の車体フレームを構成し、前記車体フレームに軽量な素
材よりなる外装部材を取り付けるようにしたものが、例
えば、特開昭６０−１３５３７５号に開示されている。

すなわち、この従来技術では押出成形により形成された
管材を結節部材を介して組み立てて骨格状の車体フレー
ムを構成し、前記車体フレームの所定の個所に夫々ドア
、ルーフパネル、ボンネット等の外装部材を取り付ける
ようにしている。

然しなから、このように構成される車体フレームでは、
前記のように、各管材を夫々結節部材によって連結した
後、当該連結部に溶接等を施さなければならず、その組
立作業に相当な時間を要するという欠点があった。また
、結節部材で結合される連結部には溶接による極部的な
熱歪が発生し、車体フレームの剛性が低下する大きな原
因となっている。

さらに、夫々の結節部材は二本の管材を連結するもの、
三本の管材を連結するもの、あるいは四本の管材を連結
するもの等、種々の形状に選択形成しておく必要があり
、また、管材の長さも場所に応じて異なり、これらの部
材の製造に相当な作業時間、労力および費用等を要する
という欠点があった。しかも、車体フレームを高精度に
形成するためには、各管材および結節部材を夫々精度よ
く形成するばかりでなく、それらを高精度に組み立てな
ければならず、高度の熟練技術と多大な作業時間とが要
求されている。

本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、車体の外装部材を支持し且つエンジンルーム、
乗用空間等を画成する車体フレームを鋳造成形により軽
合金からなる骨格状の一体構造とすることにより、高剛
性を有し且つ高精度に製造することが出来ると共に、極
めて軽量な車体を得ることが可能となる車体支持構造体
を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は車体を構成する
ボンネット、ルーフパネル等の外装部材を支持し且つエ
ンジンルーム、乗用空間等を画成する車体フレームを鋳
造成形し軽合金からなる骨格状の一体構造に形成するこ
とを特徴とする。

次に、本発明に係る車体支持構造体について好適な実施
例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。

第１図は本発明に係る車体支持構造体である車体フレー
ム１０と、この車体フレーム１０に取す付けられる各外
装部材とを示す。車体フレーム１０はエンジンルームを
画成するフロント部１２と車輌の乗用空間を画成するセ
ンタ部１４とトランクルームを画成するリア部１６とか
ら基本的に構成され、アルミニウム合金またはマグネシ
ウム合金等を鋳造成形することにより一体的に形成され
る。

フロント部１２の前部はバルクヘッドフレーム１８ｃ乃
至１８ｅにより構成され、この中、バルクへ、ドフレー
ム１８ａと１８ｂは相互に平行に形成され、それらの両
端部間および中間部間はバルクヘッドフレーム１８ｃ乃
至１８ｅにより連結される。また、バルクヘッドフレー
ム１８ａの両端部にはセンタ部１４に指向して延在する
フロントフェンダフレーム２０ａ、２０ｂの夫々の一端
部が連結し、バルクヘッドフレーム１８ｂの両端部近傍
からはセンタ部１４に指向してフロントロアフレーム２
２ａ、２２ｂが延在する。そして、フロントフェンダフ
レーム２０ａの中間部とフロントロアフレーム２２ａの
中間部との間およびフロントフェンダフレーム２０ｂの
中間部とフロントロアフレーム２２ｂの中間部との間は
、フロント部１２に惹起する振動を抑制するためフロン
トダンパハウジングフレーム２４ａおよび２４ｂにより
連結される。

一方、センタ部１４は車輌のドア回りを構成するサイド
フレーム２６ａ乃至２６ｆおよび２８ａ乃至２８ｆを有
し、サイドフレーム２６ａ、２６ａ問および２８ａ、２
８ａ間には夫々サイドセンタフレーム３０ａ、３０ｂが
橋架される。また、サイドフレーム２６ａ、２８ａの両
端部間および中間部間にはルーフフレーム３２ａ乃至３
２ｃによって連結され、サイドフレーム２６ｄ、２８ｄ
の両端部間および中間部間はフロアフレーム３４ａ乃至
３４ｄによって連結される。さらに、各フロアフレーム
３４ａ乃至３４ｄの中間部間はフロアフレーム３６によ
って連結される。

一方、サイドフレーム２６ｂ、２６ｃの連結部とサイド
フレーム２３ｂ、２８Ｃの連結部との間はフロントセン
タフレーム３８により連結され、前記フロントセンタフ
レーム３８の中間部とフロアフレーム３４ａの中間部と
の間はセンタフレーム４０によって連結される。同様に
、サイドフレーム２６ｅ、２６ｆの連結部とサイドフレ
ーム２８ｅ、　２８１の連結部との間はリアセンタフレ
ーム４２により連結される。

このように構成されたセンタ部１４はフロントセンタフ
レーム３８の両端部にフロントフェンダフレーム２０ａ
、２０ｂの各端部が連結すると共にフロアフレーム３４
ａにフロントロアフレーム２２ａ１２２ｂの各端部が連
結することによりフロント部１２と一体に構成される。

リア部１６は一対のリアフェンダフレーム４４ａ、４４
ｂを含み、各一端部がセンタ部１４におけるリアセンタ
フレーム４２の両端部に連結される。リアフェンダフレ
ーム４４ａ、４４ｂの各他端部はリアフレーム４６ａ、
４６ｂの各一端部に連結し、リアフレーム４５ａ、４６
ｂの他端部間はリアフレーム４６ｃにより連結される。

一方、リアフレーム４６ｃ、！−センタ部１４における
フロアフレーム３４ｄとの間はリアロアフレーム４８ａ
、４８ｂにより連結される。また、リアロアフレーム４
８ａ、４８ｂの中間部とサイドフレーム２６ｅ、２８ｅ
の中間部との間は、リア部１６を補強するためリアダン
パハウジングフレーム５０ａ、５０ｂにより連結される
。このようにしてリヤ部１６はセンタ部１４およびフロ
ント部１２と一体に構成される。

そこで、前記車体フレーム１０を構成する各フレームは
、例えば、第２図ａ、ｂ、第３図ａ、ｂまたは第４図ａ
、ｂのように形成しておく。

すなわち、第２図ａ、ｂに示すフレーム５２は断面１字
状に形成され、所定間隔毎に補強リブ５２ａ、　５２ｂ
が配設される。また、各補強リブ５２ａ、５２ｂ間には
フレーム５２の軽量化のため、孔部５２ｃが穿設される
。このフレーム５２は主としてバルクヘッドフレーム１
８ａ乃至１８ｅ、リアフェンダフレーム４４ａ、４４ｂ
、ルーフフレーム３２ａ乃至３２ｃ等に用いると好適で
ある。

また、第３図ａ、ｂに示すフレーム５４は断面コ字状に
形成され、所定間隔毎に補強リプ５４ａが配設される。

そして、各補強リブ５４ａ間にはフレーム５４の軽量化
のための孔部５４ｂが穿設される。このフレーム５４は
その肉厚等の寸法形状を適宜選択し、例えば、フロント
フェンダフレーム２０ａ、２０ｂ、フロントロアフレー
ム２２ａ１２２ｂ１フロントセンタフレーム３８、フロ
アフレーム３６、サイドフレーム２６ａ乃至２５ｆ、２
８ａ乃至２８ｆ１リアロアフレーム４８ａ、４８ｂ等に
用いると好適である。

第４図ａ、ｂに示すフレーム５６は断面Ｅ字状に形成さ
れ所定間隔毎に補強リプ５６ａ、５６ｂを配設したもの
で、第３図ａＳｂに示すフレーム５４と比較して重く且
つ高剛性を有し、例えば、フロアフレーム３６等の主要
部に用いると好適である。ここで、フレームとしては各
部の負荷条件を考慮して上記以外の形状のものを用いる
ことが可能であることは勿論である。

本発明に係る車体支持構造体は基本的には以上のように
構成されるものであり、次にその作用並びに効果につい
て説明する。

車体フレーム１０を一体的に鋳造成形する方法としては
、例えば、精密鋳造法として代表的なインベストメント
鋳造法を用いると好適である。

すなわち、この鋳造法では、初めに、車体フレーム１０
を主要構成部分に分解した金型模型を製作する。次いで
、前記金型模型により、例えば、発泡プラスチックから
なる車体フレーム１０の各部分を成形した後、その各部
分を組み立てることにより車体フレーム１０の原型を構
成する。このようにして構成された原型は鋳型を構成す
る砂状のスラリー等に浸漬され、原型の表面にコーティ
ングが行われる。原型の表面に付着したスラリー等が乾
燥固化した後、原型の周囲に鋳物砂を圧接して砂型を形
成する。次いで、前記砂型に湯道を介して融解したアル
ミニウム合金を注入する。この場合、発泡プラスチック
は前記アルミニウム合金により融解され、前記原型がア
ルミニウム合金によって置換される。その結果、第１図
に示すアルミニウム合金よりなる車体フレーム１０が砂
型内に一体的に鋳造成形される。その際、鋳造成形され
た車体フレーム１０には、その成形時において外装部材
を取り付けるためのブラケット、ステー等を一体的に成
形しておくと好適である。なお、車体フレーム１０はア
ルミニウム合金に代えてマグネシウム合金を鋳造成形す
ることにより形成してもよいことは勿論である。

次に、鋳造成形された車体フレーム１０に焼なまし処理
または溶体化処理が施される。

すなわち、車体フレーム１０に焼なまし処理を行う場合
には、例えば、車体フレーム１０を２００℃乃至２５０
℃に加熱し、その状態を５乃至１０時間保持させた後、
空気によって徐々に冷却する。

この場合、焼なまし処理された車体フレーム１０では、
鋳造成形時において生じた熱歪が除去され、高精度な形
状が得られる。また、経時的な歪も露呈しなくなり、性
状の安定した車体フレーム１０が得られる。

一方、車体フレーム１０に溶体化処理を行う場合には、
例えば、車体フレーム１０を５００℃乃至５３０℃に加
熱し、その状態を５乃至１０時間保持させた後、冷却水
により急激に冷却し焼き入れを行う０次いで、１５０℃
乃至１８０℃に加熱し、その状態を５乃至１５時間保持
させた後、空気により徐々に冷却し、車体フレーム１０
を時効硬化させる。

この場合、溶体化処理した後、人工的に時効硬化された
車体フレーム１０は、極めて高い剛性を示すと共に車体
フレーム１０の性状が安定化する。

このようにして焼なまし処理あるいは溶体化処理された
車体フレームｌＯはショツトブラストによりその表面に
付着した鋳物砂を吹き飛ばした後、アルカリ洗浄により
脱脂し、エポキシ系樹脂を吹き付けて防錆のための塗装
処理が施される。次いで、車体フレーム１０と一体的に
成形されたブラケット、ステー等に機械加工によって各
外装部材を取り付けるための取付穴が形成される。

このようにして鋳造成形により一体的に形成された車体
フレーム１０は、当該車体フレーム１０を構成する各フ
レームを溶接等によって連結する必要がなくその組立作
業が不要であり、また、溶接によって発生する局部的な
熱歪により車体フレーム１０が脆弱化する虞れもない。

従って、極めて剛性の高い高精度な車体フレーム１０が
得られる。

次に、以上の工程により製造された車体フレーム１０に
は第１図に示す各外装部材が取り付けられる。すなわち
、フロント部１２におけるバルクヘッドフレーム１８ａ
乃至１８ｅの部分にはパンバー５８が取着され、フロン
トフェンダフレーム２０ａ、２０ｂには前輪を囲繞する
フロントホイールアーチ６０およびフロントフェンダ６
２が取着され、フロン゛ドロアフレーム２２ａ、２２ｂ
間にはフロアパネル６４が取着される。また、フロント
フェンダフレーム２Ｑａ、２０ｂ、バルクヘッドフレー
ム１８ａおよびフロントセンタフレーム３８により囲繞
される部分にはボンネット６６が取着される。同様に、
センタ部１４におけるサイドフレーム２６ａ乃至２６ｒ
、２ｓａ乃至２８ｆにはフロントドア６８、リアドア７
０が取着され、ルーフフレーム３２ａ乃至３２ｃにはル
ーフパネル７２が取着される。

また、リア部１６におけるリアフェンダフレーム４４ａ
、４４ｂにはリアフェンダ７４が取着され、リアフェン
ダフレーム４４ａ、４４ｂ間にはトランクリッド７６が
取着される。さらに、リアロアフレーム４３ａ、４８ｂ
にはリアフロアパネル７８が取着される。その他、車体
フレーム１０には、図示しないが、必要に応じてインス
トルメントパネル、サスペンション等が取着され、車体
が構成される。

この場合、車体フレーム１０はその寸法精度が極めて正
確であり、前記外装部材を高精度に組み付けることが出
来る。しかも、これらの外装部材は組み付は時において
夫々特殊な治具により位置決めを行う必要がないため、
外装部材を簡単且つ安価に組み付けることが出来る。ま
た、車体フレーム１０を骨格とした車体はモノコック構
造の場合とは異なり、前記外装部材に些程の強度を必要
としない。従って、外装部材としてはＦＲＰ、合成樹脂
、アルミニウム等の軽量な素材を用いることが出来、車
体全体が軽量化される。また、外装部材を予め着色され
たＦＲＰ等を用いて形成すれば、車体の塗装工程を削減
することが出来る。しかも、同一の車体フレーム１０に
おいて、外装部材の色、外形、デザイン等を変更するこ
とが出来るため、種々の車体を安価に製造することが可
能となる。

以上のように本発明によれば、車体を構成するボンネッ
ト、ルーフパネル等の外装部材を支持し且つエンジンル
ーム、乗用空間等を画成する車体フレームを鋳造成形に
より軽合金からなる骨格状の一体構造に形成している。

そのため、極めて剛性の高い車体フレームが得られ、し
かも、車体を軽量に構成することが可能となる。

また、車体フレームが一体的に形成されるため、その精
度が極めて高く前記車体フレームへの外装部材の組み付
けを高精度に行うことが出来るという利点が得られる。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設
計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る車体支持構造体とその外装部材を
示す分解斜視図、第２図ａおよびｂは本発明に係る車体
支持構造体に用いられるフレームの断面図および部分側
面図、第３図ａおよびｂは本発明に係る車体支持構造体
に用いられる他のフレームの断面図および部分側面図、
第４図ａおよびｂは本発明に係る車体支持構造体に用い
られるさらに他のフレームの断面図および部分側面図で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）車体を構成するボンネット、ルーフパネル等の外
装部材を支持し且つエンジンルーム、乗用空間等を画成
する車体フレームを鋳造成形し軽合金からなる骨格状の
一体構造に形成することを特徴とする車体支持構造体。
（２）特許請求の範囲第１項記載の構造体において、車
体フレームは少なくともその一部に補強用リブを形成し
た板状部材から構成されてなる車体支持構造体。
（３）特許請求の範囲第２項記載の構造体において、板
状部材には外装部材を取り付けるための係止部が一体的
に鋳造成形されてなる車体支持構造体。