WO2013027602A1

WO2013027602A1 - キックアップフレームの接続構造

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Publication number: WO2013027602A1
Application number: PCT/JP2012/070372
Authority: WO
Inventors: 高尾　淳子; 上村　健一; 崇夫水崎; 良祐有吉; 篤史伊東
Original assignee: トヨタ車体株式会社
Priority date: 2011-08-24
Filing date: 2012-08-09
Publication date: 2013-02-28
Also published as: CN103748000B; JP5724752B2; EP2749479B1; CN103748000A; EP2749479A4; EP2749479A1; JP2013043556A

Abstract

　左右一対のキックアップフレーム（１６）を車体前後方向に延びる左右一対のサイドフレーム（１２）に接続するためのキックアップフレームの接続構造は、一対のサイドフレーム（１２）の後端部を互いに連結するクロスメンバ（１５）と、一対の補強部材（１７）とを備える。右側及び左側のキックアップフレーム（１６）は、それぞれ右側及び左側のサイドフレーム（１２）よりも車体幅方向の内側にオフセットした位置でクロスメンバ（１５）に連結されている。各補強部材（１７）は、サイドフレーム（１２）の後端部と、クロスメンバ（１５）の右端部又は左端部と、キックアップフレーム（１６）の前端部とを連結する。

Description

キックアップフレームの接続構造

　この発明は、自動車等の車両におけるキックアップフレームの接続構造に関するものである。

　従来、この種のキックアップフレームの接続構造としては、例えば特許文献１に開示されるような構成が提案されている。この従来構成においては、車体の前後方向に延びる左右一対のサイドフレーム間にクロスメンバが連結されている。各サイドフレームの後部にはキックアップ部が一体に形成されている。キックアップ部は上方に湾曲するとともに、それぞれ対応するサイドフレームよりも車体幅方向の内側にオフセットして位置した状態で延びている。サイドフレームとキックアップ部の両方にまたがる部分には、補強材が取り付けられている。

特開２００１－１８０５１６号公報

　ところが、この従来構成においては、サイドフレームと一体に形成されたキックアップ部がサイドフレームよりも車体幅方向の内側にオフセットして位置しているために、キックアップ部に車輪からの応力が集中して、その結果、車体フレームに捩れが生じるおそれがある。これを防止するためには、キックアップ部及びサイドフレームの全体を高強度の材質で形成したり厚肉にしたりすることで強度アップを図る必要がある。よって、車体フレームの重量が増大するとともに、材料費が高くなって製造コストの高騰を招くという問題があった。

　また、この従来構成では、上方に湾曲するとともにサイドフレームよりも車体幅方向の内側にオフセットして位置するようにキックアップ部を成形するのに屈曲加工の必要がある。この屈曲加工に際しては、三次元の屈曲加工が可能な大型の特殊加工機械を使用する必要がある。よって、加工費が高くなって製造コストの一層の高騰を招くという問題があった。

　そこでこの発明の目的は、サイドフレーム及びキックアップフレームを高強度の材質で形成したり厚肉にしたりする必要がなく、サイドフレームとキックアップフレームの接続部を効果的に補強することができて、サイドフレーム及びキックアップフレームの重量及び材料費を低減することができるとともに、サイドフレーム及びキックアップフレームの成形を二次元の屈曲加工が可能な小型の汎用加工機械を使用して行うことができて、サイドフレーム及びキックアップフレームの加工費を低減することができるキックアップフレームの接続構造を提供することにある。

　上記の目的を達成するために、この発明の一態様によれば、左右一対のキックアップフレームを車体前後方向に延びる左右一対のサイドフレームに接続するためのキックアップフレームの接続構造が提供され、キックアップフレームの接続構造は、一対のサイドフレームの後端部を互いに連結するクロスメンバと、一対の補強部材とを備え、右側及び左側のキックアップフレームは、それぞれ右側及び左側のサイドフレームよりも車体幅方向の内側にオフセットした位置でクロスメンバに連結されており、各補強部材は、サイドフレームの後端部と、クロスメンバの右端部又は左端部と、キックアップフレームの前端部とを連結する。

　この構成のキックアップフレームの接続構造においては、サイドフレームの後端部と、クロスメンバの右端部又は左端部と、キックアップフレームの前端部との接続部を、各補強部材により強固に補強することができる。このため、サイドフレームにキックアップ部を一体に形成した従来構成とは異なり、キックアップ部及びサイドフレームの全体を高強度の材質で形成したり厚肉にしたりする必要がなく、サイドフレーム及びキックアップフレームの重量及び材料費を低減することができる。また、キックアップフレームがサイドフレームと独立して形成されているため、サイドフレーム及びキックアップフレームの成形を二次元の屈曲加工が可能な小型の汎用加工機械を使用して行うことができて、サイドフレーム及びキックアップフレームの加工費を低減することができる。

　前記サイドフレーム及び前記キックアップフレームは、それぞれ上壁、下壁、及び上壁と下壁を連結する側壁を備えてもよい。各補強部材は、サイドフレームの後端部においてサイドフレームの上壁、下壁及び側壁に連結された第１連結部と、キックアップフレームの前端部においてキックアップフレームの上壁、下壁及び側壁に連結された第２連結部と、クロスメンバの右端部又は左端部においてクロスメンバの上部及び下部に連結された第３連結部とを備えてもよい。

　このように構成した場合には、第１～第３連結部を備えた各補強部材により、サイドフレームの後端部と、クロスメンバの右端部又は左端部と、キックアップフレームの前端部との接続部を、強固に補強することができる。

　以上のように、この発明によれば、サイドフレーム及びキックアップフレームの重量、材料費及び加工費を下げることができて、製造コストの低減を図ることができるという効果を発揮する。

本発明の一実施形態のキックアップフレームの接続構造を示す斜視図。図１の接続構造において補強部材を分解した状態を示す斜視図。同接続構造において補強部材の取付部分を拡大して示す要部斜視図。同補強部材の取付部分を車体フレーム下側から見て示す要部斜視図。

　以下に、この発明を具体化したキックアップフレームの接続構造の一実施形態を、図１～図４に従って説明する。

　図１及び図２に示すように、この実施形態の車体フレーム１１は、前後方向に延びる左右一対の平行なサイドフレーム１２を備えている。サイドフレーム１２は鋼材からなる。サイドフレーム１２は、上壁１２ａと、下壁１２ｂと、上下両壁１２ａ，１２ｂを連結する側壁１２ｃとを備え、断面ほぼＵ字状に形成されている。両サイドフレーム１２間には、前側クロスメンバ１３、中間クロスメンバ１４、後側クロスメンバ１５が溶接により連結固定されている。クロスメンバ１３，１４，１５は鋼材からなる。

　クロスメンバ１３，１４は、断面ハット状を有している。サイドフレーム１２の後端部間に連結固定された後側クロスメンバ１５は、上下方向に立ち上がった中間部１５ａと、中間部１５ａの下端から前方へ延びる直角に折り曲げられた下部１５ｂと、中間部１５ａの上端から後方へかつ斜め上方に延びる斜状に折り曲げられた上部１５ｃとを有し、断面略Ｚ字状に形成されている。

　後側クロスメンバ１５の後部には、上方に湾曲した左右一対のキックアップフレーム１６が溶接により連結固定されている。右側及び左側のキックアップフレーム１６は、それぞれ右側及び左側のサイドフレームよりも車体フレーム１１の幅方向の内側にオフセットして位置している。キックアップフレーム１６は鋼材からなる。キックアップフレーム１６は、上壁１６ａと、下壁１６ｂと、上下両壁１６ａ，１６ｂを連結する側壁１６ｃとを備え、断面ほぼＵ字状に形成されている。キックアップフレーム１６の開口部１６ｄは、車体幅方向の内側を向いている。

　各キックアップフレーム１６は、後側クロスメンバ１５から斜め上方に向かって延びる斜状部１８と、円弧状部１９を介して斜状部１８から略水平に後方へ延びる延長部２０とを有する。両キックアップフレーム１６の延長部２０は、鋼材からなるクロスメンバ２１，２２，２３により互いに連結されている。

　図２及び図３に示すように、キックアップフレーム１６の基端側の上壁１６ａの部分は、上壁１６ａのその他の部分よりも幅広に形成されており、幅広部１８ａを構成している。幅広部１８ａは、後側クロスメンバ１５の上部１５ｃの下側に重ねられて、スポット溶接により後側クロスメンバ１５に固定されている。図２～図４において、×印は、スポット溶接の箇所を示している。

　図４に示すように、キックアップフレーム１６の基端側の下壁１６ｂの部分は、下壁１６ｂのその他の部分よりも幅広に形成されており、幅広部１８ｃを構成している。幅広部１８ｃの先端は、後側クロスメンバ１５の下部１５ｂの下側に重なるように折り曲げられており、連結片１８ｂを構成している。連結片１８ｂは、後側クロスメンバ１５の下部１５ｂに対してスポット溶接により固定されている。

　図１～図４に示すように、車体フレーム１１の左右両側には、サイドフレーム１２の後端部と、後側クロスメンバ１５の右端部又は左端部と、キックアップフレーム１６の前端部とをそれぞれ連結する一対の補強部材１７が固定されている。補強部材１７は鋼板から型成形されている。左右の補強部材１７は、車体の前後方向に延びる中心線を基準として、互いに対称形状を有している。

　各補強部材１７は、サイドフレーム１２の後端部に連結された第１連結部３０と、キックアップフレーム１６の前端部に連結された第２連結部４０と、後側クロスメンバ１５の右端部又は左端部に連結された第３連結部５０とを備える。

　詳説すると、各補強部材１７の第１連結部３０は、上壁３０ａ、下壁３０ｂ、及び上壁３０ａと下壁３０ｂを連結した側壁３０ｃを備え、断面Ｕ字状に形成されている。第１連結部３０の上壁３０ａ、下壁３０ｂ及び側壁３０ｃは、サイドフレーム１２の後端部の上壁１２ａ、下壁１２ｂ及び側壁１２ｃに外側からそれぞれ重ね合わされて、スポット溶接されている。

　各補強部材１７の第３連結部５０は、第１連結部３０の上壁３０ａ、下壁３０ｂ及び側壁３０ｃとそれぞれ一体に形成された上壁５０ａ，下壁５０ｂ及び側壁５０ｃを備え、断面Ｕ字状を有している。第３連結部５０の上壁５０ａ及び下壁５０ｂは、それぞれ後側クロスメンバ１５の上部１５ｃの上面及び下部１５ｂの下面に対して重ね合わされて、アーク溶接されている。図３及び図４において、ハッチング状に図示した部分がアーク溶接箇所を示している。また、各補強部材１７の第３連結部５０の上壁５０ａ、下壁５０ｂ及び側壁５０ｃにより、後側クロスメンバ１５の右端部又は左端部が覆われている。なお、第３連結部５０の側壁５０ｃには、車輪を取り付けた図示しないサスペンションを揺動自在に支持するための支持孔５０ｄが貫通して形成されている。

　各補強部材１７の第２連結部４０は、上壁４０ａ、下壁４０ｂ、及び上壁４０ａと下壁４０ｂを連結した側壁４０ｃを備え、断面Ｕ字状を有している。第２連結部４０の上壁４０ａ、下壁４０ｂ及び側壁４０ｃは、それぞれ第３連結部５０の上壁５０ａ、下壁５０ｂ及び側壁５０ｃと一体に形成されている。

　図３及び図４に示すように、第２連結部４０の上壁４０ａ及び下壁４０ｂは、キックアップフレーム１６の幅広部１８ａの上面及び幅広部１８ｃの下面に対してアーク溶接されることにより固定されている。第２連結部４０の側壁４０ｃは、図４に示すようにキックアップフレーム１６の側壁１６ｃの外側に重なる折り曲げ片４０ｄを有している。折り曲げ片４０ｄは、スポット溶接によりキックアップフレーム１６の側壁１６ｃに固定されている。

　上記のように構成されたキックアップフレームの接続構造では、第１～第３連結部３０，４０，５０を備えた各補強部材１７により、車体フレーム１１の左右両側において、サイドフレーム１２の後端部と、クロスメンバ１５の右端部又は左端部と、キックアップフレーム１６の前端部との接続部が補強されている。

　具体的には、サイドフレーム１２の上壁１２ａ、下壁１２ｂ及び側壁１２ｃの外面に対しては、補強部材１７の第１連結部３０の上壁３０ａ，下壁３０ｂ及び側壁３０ｃがそれぞれ固定されている。後側クロスメンバ１５の上部１５ｃ及び下部１５ｂには、補強部材１７の中間部である第３連結部５０の上壁５０ａ及び下壁５０ｂが固定されている。キックアップフレーム１６の前端部に位置する上壁１６ａの幅広部１８ａ及び下壁１６ｂの幅広部１８ｃには、補強部材１７の第２連結部４０の上壁４０ａ及び下壁４０ｂがそれぞれ固定されている。キックアップフレーム１６の前端部に位置する側壁１６ｃの外面には折り曲げ片４０ｄが固定されている。

　このため、サイドフレーム１２とクロスメンバ１５とキックアップフレーム１６の接続部付近に車輪からの応力が集中しても、車体フレーム１１に捩れが生じるおそれはない。

　従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。

　（１）　この実施形態のキックアップフレームの接続構造は、左右一対のサイドフレーム１２の後端部を互いに連結するクロスメンバ１５と、一対の補強部材１７とを備えている。右側及び左側のキックアップフレーム１６は、それぞれ右側及び左側のサイドフレーム１２よりも車体幅方向の内側にオフセットした位置でクロスメンバ１５に連結されている。各補強部材１７は、サイドフレーム１２の後端部と、クロスメンバ１５の右端部又は左端部と、キックアップフレーム１６の前端部とを連結する。

　このため、サイドフレーム１２の後端部と、クロスメンバ１５の右端部又は左端部と、キックアップフレーム１６の前端部との接続部を、補強部材１７により強固に補強することができる。よって、サイドフレームにキックアップ部を一体に形成した従来構成と異なり、キックアップ部及びサイドフレームの全体を高強度の材質で形成したり厚肉にしたりする必要がなく、サイドフレーム１２及びのキックアップフレーム１６の重量及び材料費を低減することができる。また、キックアップフレーム１６がサイドフレーム１２と独立して形成されているため、サイドフレーム１２及びキックアップフレーム１６の成形を二次元の屈曲加工が可能な小型の汎用加工機械を使用して行うことができて、サイドフレーム１２及びキックアップフレーム１６の加工費を低減することができる。その結果、車体フレーム１１の製造コストを低下させることができる。

　（２）　サイドフレーム１２は上壁１２ａ、下壁１２ｂ及び側壁１２ｃを備えている。キックアップフレーム１６は上壁１６ａ、下壁１６ｂ及び側壁１６ｃを備えている。各補強部材１７には、サイドフレーム１２の後端部においてサイドフレーム１２の上壁１２ａ、下壁１２ｂ及び側壁１２ｃに連結される第１連結部３０と、キックアップフレーム１６の前端部においてキックアップフレーム１６の上壁１６ａ、下壁１６ｂ及び側壁１６ｃに連結される第２連結部４０と、クロスメンバ１５の右端部又は左端部においてクロスメンバ１５の上部及び下部に連結される第３連結部５０とが設けられている。このため、第１～第３連結部３０，４０，５０を備えた補強部材１７により、サイドフレーム１２の後端部と、クロスメンバ１５の右端部又は左端部と、キックアップフレーム１６の前端部との接続部を強固に補強することができる。

　なお、前記実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。

　・　補強部材１７の形状、より具体的には第１～第３連結部３０，４０，５０の構成を任意に変更してもよい。

　・　前記実施形態では、補強部材１７を、サイドフレーム１２、後側クロスメンバ１５及びキックアップフレーム１６に対してスポット溶接或いはアーク溶接により固定したが、固定方法は限定されるものではない。ボルト等の締め付け手段を使用してもよい。また、前記実施形態において、スポット溶接をした部位をアーク溶接に変更したり、或いはアーク溶接した部位をスポット溶接に変更したりすることも、例えば補強部材１７の形状を適宜変更することにより可能である。

Claims

　左右一対のキックアップフレームを車体前後方向に延びる左右一対のサイドフレームに接続するためのキックアップフレームの接続構造であって、キックアップフレームの接続構造は、一対のサイドフレームの後端部を互いに連結するクロスメンバと、一対の補強部材とを備え、
　右側及び左側のキックアップフレームは、それぞれ右側及び左側のサイドフレームよりも車体幅方向の内側にオフセットした位置でクロスメンバに連結されており、
　各補強部材は、サイドフレームの後端部と、クロスメンバの右端部又は左端部と、キックアップフレームの前端部とを連結することを特徴とするキックアップフレームの接続構造。
　前記サイドフレーム及び前記キックアップフレームは、それぞれ上壁、下壁、及び上壁と下壁を連結する側壁を備え、
　各補強部材は、サイドフレームの後端部においてサイドフレームの上壁、下壁及び側壁に連結された第１連結部と、キックアップフレームの前端部においてキックアップフレームの上壁、下壁及び側壁に連結された第２連結部と、クロスメンバの右端部又は左端部においてクロスメンバの上部及び下部に連結された第３連結部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のキックアップフレームの接続構造。