JPS6288676A

JPS6288676A - 車体支持構造体

Info

Publication number: JPS6288676A
Application number: JP22918085A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Okunishi; 弘奥西; 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、エンジ
ンルーム、乗用空間およびトランクルームを画成する骨
格構造体を夫々軽合金によって鋳造成形し、それらを結
合し一体的に構成することで、高剛性を有し且つ高精度
な車体フレームが得られると共に、軽量で且つ種々の形
状を有する車体の製造に適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
構成するボンネット、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た。

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
る。

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。

そのため、モノコック構造からなる車体を多種類生産す
る場合には、各車体の外装部材に応じた特殊な治具が必
要になると共に、その組み立てに複雑な作業工程を要す
ることとなる。従って、このようなモノコック構造は車
体の多品種少量生産には不適当なものであり、車種の変
更等に早急に対応出来ないという難点があった。

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良
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が要求
されている。

そのため、車種の変更等に対し迅速に対応することは極
めて困難であった。

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、エンジンルーム、乗用空間およびトランクルー
ムを画成する骨格構造体を夫々軽合金によって鋳造成形
し、それらを一体的に結合することで、高剛性を有し且
つ高精度な車体フレームが得られると共に、軽量で、し
かも、種々の形状を有する車体の製造に適する車体支持
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、トランクリント等の外装部
材を支持し且つエンジンルーム、乗用空間およびトラン
クルームを画成する構造体であって、前記エンジンルー
ムを画成する第１の骨格構造体と、前記乗用空間を画成
する第２の骨格構造体と、前記トランクルームを画成す
る第３の骨格構造体とを夫々軽合金によって鋳造成形し
、前記第１、第２および第３骨格構造体を結合して一体
的に構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図において、参照符号１０は本発明に係る車体支持
構造体である車体フレームを示す。この車体フレーム１
０はエンジンルームを画成する第１の骨格構造体として
のフロント部１２と、車輌の乗用空間を画成する第２の
骨格構造体としてのセンタ部１４と、トランクルームを
画成する第３の骨格構造体としてのリア部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夫々一体的に形成され
る。

フロント部１２は、その前部がバルクヘッドフレーム１
８ａ乃至１８ｅにより構成され、この中、バルクヘッド
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１
８ｃ乃至１８ｅにより連結される。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の各一端部が
連結し、フロントフェンダフレーム２０ａ、２０ｂの他
端部間にはフロントセンタフレーム２１が連結される。

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２２ａ。

２２ｂが延在し、フロントロアフレーム２２ａ、　２２
ｂの端部にはフロアフレーム２３が連結される。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＃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。また、フロントセンタフレ
ーム２１とフロアフレーム２３の両端部間はサイドフレ
ーム２５ａ、２５ｂにより連結され、中間部間はセンタ
フレーム２７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２３ａ、２
８ａ間には夫々サイドセンタフレーム３Ｑａ、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はルーフフレーム３２ａ乃至３２
ｃ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３
４ｄによって連結される。さらに、各フロアフレーム３
４ａ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２８ｂ、２８ｃの連結部との間
はフロントセンタフレーム３日により連結される。

リア部１６は一対のリアフェンダフレーム４４ａ、４４
ｂを含み、その各一端部間はリアセンタフレーム４２に
よって連結される。リアフェンダフレーム４４ａ、　４
４ｂの各他端部にはリアフレーム４６ａ１４６ｂの各一
端部が連結し、リアフレーム４６ａ、４６ｂの他端部間
はリアフレーム４６ｃにより連結される。リアフレーム
４６ｃの両端部近傍にはセンタ部１４に指向して延在す
るリアロアフレーム４８ａ、４８ｂの各一端部が連結し
、リアロアフレーム４８ａ、４８ｂの他端部間にはフロ
アフレーム４９が連結される。また、リアロアフレーム
４８ａ、４８ｂの中間部には、後述するように、センタ
部１４におけるサイドフレーム２６ｅ、２８ｅの中間部
と連結しリア部１６を補強するリアダンパハウジングフ
レーム５０ａ、５０ｂの一端部が連結される。

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１８
ａ乃至ｔ８ｅ、リアフェンダブレーム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ブ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２１、フロ
アフレーム３６、サイドフレーム２６ａ乃至２６ｒ、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８字状に形成さ
れ所定間隔毎に補強リブ５６ａ、５６ｂを配設したもの
で、第３図ａ、ｂ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。

フロント部１２）センタ部１４およびリア部１６の各構
造体を夫々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、各構造体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
クからなる前記構造体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各構造体の原型を構成する。

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フロント部１２）センタ部１４
およびリア部１６が砂型内に夫々一体的に鋳造成形され
る。その際、鋳造成形された各構造体には、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、鋳造成形された各構造体に焼なまし処理または溶
体化処理が施される。すなわち、各構造体に焼なまし処
理を行う場合には、例えば、構造体を２００℃乃至２５
０℃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構造体では、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
た構造体が得られる。

一方、各構造体に溶体化処理を行う場合には、例えば、
構造体を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。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
構造体は、極めて高い剛性を示すと共に構造体の性状が
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
構造体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、各構造体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。

次に、以上のようにして形成されたフロント部１２）セ
ンタ部１４およびリア部１６は所定の部位同士が結合さ
れる。

すなわち、フロントセンタフレーム２１と３８、サイド
フレーム２５ａと２６Ｃ，２５ｂと２８Ｃ１フロアフレ
ーム２３と３４ａを夫々接合しボルト等によって結合す
ることでフロント部１２とセンタ部１４とが連結される
。また、リアセンタフレーム４２の両端部とサイドフレ
ーム２６ｅ、２８ｅの端部、リアダンパハウジングフレ
ーム５０ａ、５０ｂの端部とサイドフレーム２６ｅ、２
８ｅの中間部、フロアフレーム４９と３４ｄを夫々接合
しボルト等によって結合することでセンタ部１４とり゛
ア部１６とが連結される。このようにして車体フレーム
ｌＯは、第５図に示すように、連結され一体的に構成さ
れる。

ここで、フロント部１２）センタ部１４およびリア部１
６は、夫々鋳造成形により一体的に形成されているため
、各フレームを溶接等によって連結する必要がなくその
組立作業が不要となり、また、溶接によって発生する局
部的な熱歪により各構造体が脆弱化する虞れもない、従
って、このような構造体より構成される車体フレーム１
０はその剛性が極めて高く、しかもその寸法精度も極め
て良好となる。また、車体フレーム１０をこの”ように
三分割とすることで、その鋳造成形時に大きな金型を形
成する必要がなくなり製造も容易となる。

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の部分にはバンパー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６２が取着され、フロントロアフレーム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２０ａ、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２１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２６ｆ、２８ａ乃至２８ｆにはフロントドア６８、リ
アドア７０が取着され、ルーフフレーム３２ａ乃至３２
ｃにはルーフパネル７２が取着される。また、リア部１
６におけるリアフェンダフレーム４４ａ、４４ｂにはＩ
Ｊ　７フエンタ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４８ａ、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１
０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はフロント部１２）センタ部１
４およびリア部１６の三つの構造体より構成されている
。従って、例えば、車種を第５図に示すセダン型からパ
ン型に変更する場合には、エンジンルームを画成するフ
ロント部１２をそのままとし、乗用空間を画成するセン
タ部１４およびトランクルームを画成するリア部１６を
パン型の乗用空間を画成する構造体に置換すればよい。

次いで、この構造体に応じた外装部材を組み付けるだけ
でよく、特殊な治具を要することなく車体フレームを容
易にパン型の車種に変更することが出来る。また、フロ
ント部１２およびリア部１６はそのままとしセンタ部１
４のみを変更すれば、例えば、４ドアセダン型の自動車
を２ドアセダン型とすることも可能である。

さらに、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１
０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、エンジンルーム、乗用
空間およびトランクルームを画成する骨格構造体を夫々
軽合金によって鋳造成形し、それらを結合することで車
体フレームを構成している。そのため、車体を高剛性と
し、且つ軽量に構成することが可能となる。また、車体
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付を高精度に行うことが
出来る。さらに、センタ部およびリア部の各構造体を交
換するだけで容易に車種の変更を行うことが出来、車体
の多品種少量生産を簡単に実現することが可能となる利
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の分解斜視図、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、第５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一部分解斜視図
である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）車体を構成するボンネツト、ルーフパネル、トラ
ンクリッド等の外装部材を支持し且つエンジンルーム、
乗用空間およびトランクルームを画成する構造体であっ
て、前記エンジンルームを画成する第１の骨格構造体と
、前記乗用空間を画成する第２の骨格構造体と、前記ト
ランクルームを画成する第３の骨格構造体とを夫々軽合
金によって鋳造成形し、前記第１、第２および第３骨格
構造体を結合して一体的に構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、第
２骨格構造体および／または第３骨格構造体は第１骨格
構造体に対してその形状を変更可能に構成し異なる車体
を形成可能としてなる車体支持構造体。