JP3840788B2 - 車両フレームへのバンパー固定構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の所定方向に延びるように設けられた閉断面状のフレームに、例えばフロントバンパーやリアバンパーを固定するバンパー固定構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両のフロントフレームやリアフレームなどのフレームにおいては、車両衝突時等にフレームの前端又は後端から軸方向（延設方向）に圧縮荷重が作用した場合、その初期にはそれほど大きくない荷重によって潰れ初めることで、乗員が最初に感じるショックを緩和する一方、一旦、潰れ始めた後は、規則的かつ安定的に折れ曲がることなく潰れることで、なるべく大きな潰れ荷重を維持し、そのことにより、十分に大きな衝突エネルギーを吸収できることが望ましい。
【０００３】
そして、上記フレームが軸方向に規則正しく安定的に潰れて大きな潰れ荷重が維持される好適な潰れモードとしては、例えば矩形閉断面を有するフレームの場合、軸方向に延びる周方向４つの平面部がそれぞれフレーム固有の潰れピッチにて軸方向に交互に凹凸を繰り返すように潰れ変形するとともに、隣り合う２つの平面部同士は、一方が凹状であれば他方が凸状になるように潰れ変形するモードが知られている。
【０００４】
そこで、従来より、フロントバンパーが固定される車両のフロントフレームに種々の潰れ案内ビードを形成して、車両の衝突時には、上記フロントバンパーからの入力荷重を受けたフロントフレームが所望の態様で潰れるようにしたものが知られている。すなわち、例えば、特開昭６１−２８７８７１号公報、特開平５−３０５８７７号公報、実開平２−２４７７７号公報等には、フレームに軸方向に並設した種々形状の案内ビードにより、車両の衝突時に上記フレームを上述の如き好適な潰れモードで潰れ変形するように導いて、比較的大きな潰れ荷重（平均耐力）を維持するようにしたものが開示されている。
【０００５】
また、例えば特開平４−２３１２６８号公報に開示されるものでは、上下左右の壁部で構成された矩形閉断面構造のフレームに、角部を挟んで隣り合う２つの壁部の一方では凹条、他方では凸条をなす周方向に延びるビードを設けて、衝突時に軸方向に圧縮荷重が作用したとき最初に上記ビードが潰れることで、入力初期の最大潰れ荷重（初期最大耐力）をある程度低く抑えるようにしている。
【０００６】
さらに、特開平８−３２４４５４号公報には、上記の初期最大耐力低減用のビード及び平均耐力向上用のビードを両方共に設けたものが開示されている。
【０００７】
そして、上記従来の車両のフロントフレームにフロントバンパーを固定する場合、フレームの前端部に左右に折れ曲がったフランジを一体的に設け、このフランジにバンパーを連結固定することが一般に行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、車両衝突時にバンパーに加わる衝突荷重は必ずしもフレーム軸方向に平行に作用するとは限らず、このような平行でない衝突荷重の作用があると、上記従来のバンパー固定構造では、衝突の初期にフレームの左右いずれか一方のフランジが先に曲げ変形して、入力荷重がその方に大きく偏ってずれてしまい、フレーム側に十分に伝達されない。したがって、その場合には、上述の如くフレーム側に種々の案内ビードを設けていても、フレームを狙い通りの好適な潰れモードで変形させることができず、初期荷重の低減や衝突エネルギーの吸収といった機能が十分に発揮されない虞れがある。
【０００９】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、衝突荷重がバンパー側からフレーム側に十分に伝達されるように工夫を凝らして、初期荷重の低減等のフレーム側構造による効果を十分に引き出すことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の解決手段では、初期荷重を低減するための潰れビードよりもバンパー側のフレーム閉断面内に、該フレームを補強する節状部材をフレーム延設方向に並べて２つ設け、かつその節状部材の一方を第１ビードに近接して配置するとともに、他方の節状部材にバンパーを連結することとした。
【００１１】
具体的には、請求項１記載の発明では、周方向に隣り合う平面部間に角部を有し、車両の所定方向に延びる閉断面状フレームの延設方向の車両外端側に、上記角部両側の隣り合う２つの平面部の一方に形成された凹条と、他方に該凹条に角部を介して連続するように形成された凸条とからなっていて、上記フレームの初期最大耐力を低減するための第１ビードが設けられ、該第１ビードよりも車両外端側のフレームにバンパーが連結固定されたバンパー固定構造を前提とする。そして、上記第１ビードは、フレームの全ての角部を含む略全周に亘って形成され、この第１ビードよりも車両外端側のフレーム閉断面内に、フレーム内周面に接合されかつ該フレーム内を区分する節状部材がフレーム延設方向に並んで２つ設けられ、該２つの節状部材の一方が第１ビードに近接して配置される一方、他方の節状部材には、バンパー側へ向かって延びるボルトが固定されており、該ボルトとこれにバンパー側から螺合締結されるナットとによって、その他方の節状部材に上記バンパーが連結固定されている構成とする。
【００１２】
この構成によれば、車両の衝突時にバンパーに加わった荷重は、最初に、フレーム閉断面内に設けられた２つの節状部材のうち、バンパーの連結固定されている他方の節状部材に伝えられるので、フレームの外側にずれることなく上記他方の節状部材からフレームに伝達される。また、２つの節状部材によってフレーム前端部の閉断面形状の潰れが阻止されるので、バンパー側から伝達された荷重を十分に第１ビードに加えることができ、このことで、第１ビードを狙い通りに潰して、初期荷重を低減させることができる。
【００１３】
より詳しくは、延設方向に並んで設けられた２つの節状部材によってフレームの閉断面形状の潰れが阻止され、特に、第１ビードに近接配置された一方の節状部材により該第１ビード近傍でのフレームの閉断面形状の潰れを確実に防止することができる。このため、バンパー側の節状部材に伝達された荷重をフレームを介して確実に第１ビードに加えることができ、よって、第１ビードによる初期荷重の低減機能を最大限に発揮させることができる。
【００１４】
しかも、上記第１ビードがフレームの全ての角部を含む略全周に亘って、その角部を介して連続するように（即ち角部にかかって）形成されていることで、潰れにくいフレーム角部の全てが第１ビードによって潰れ易くなっており、このことで、フレームの潰れ初期最大耐力は十分に小さくなっている。また、第１ビードが隣り合う２つの平面部の一方では凹条を、他方では凸条をそれぞれなしているので、潰れ変形の際の角部での引張りによる破断や圧縮による肉余りが抑制されて、そのことによる悪影響が回避される。
【００１５】
よって、衝突時の荷重を簡単な構造でフレーム側に十分に伝達することができ、フレーム側の構造による効果を十分に引き出して、荷重入力初期の最大潰れ荷重を低減することができる。
【００１６】
加えて、上記２つの節状部材のうちの一方は、上記の如く第１ビードに近接配置されていても、他方の節状部材はフレームの車体外方端側に離して配置することができるので、この他方の節状部材に対するバンパーの連結構造を比較的自由に設計することができる。
【００１７】
請求項２記載の発明では、請求項１に記載の発明における第１ビードは、各角部を形成する隣り合う２つの平面部の一方の凹条の深さと、他方の凸条の高さとが略同一に設定されている。
【００１８】
このことで、第１ビードが潰れる際の該第１ビードの各角部に作用する凹条の変形による圧縮力と凸条の変形による引張り力とが略等しくなるので、上記各角部における引張りによる破断や圧縮による肉余りが略完全に抑制される。よって、上記破断や肉余りによって第１ビードによる潰れ変形案内に支障をきたすことを確実に防止できる。
【００１９】
請求項３記載の発明では、請求項１又は２のいずれかに記載の発明において、第１ビードよりも車体内方側のフレーム平面部には、フレーム延設方向に沿って略潰れピッチにて該略潰れピッチ全長に亘る凹部及び凸部が交互に繰り返す平均耐力向上のための第２ビードが、両側の角部にかからない範囲に形成されている構成とする。
【００２０】
この構成では、車両衝突時に、第２ビードによって、フレームを折れ曲がり変形することなくフレーム延設方向に略潰れピッチにて規則正しく安定的に潰れ残りなく狙いの潰れモードで潰れ変形させるように導くことができ、このことで、より大きな潰れ平均耐力を確保して、より高い潰れ耐力を安定的に持続させることができる。また、上記第２ビードはフレームの角部には形成されていないので、角部が潰れ易くなることによる潰れ平均耐力の低下を阻止でき、この点においてもより大きな潰れ平均耐力を確保することができる。
【００２１】
請求項４記載の発明では、請求項３記載の発明における第１ビードのフレーム延設方向の幅は、第２ビードの潰れピッチよりも短く設定されている。
【００２２】
このことで、フレーム延設方向に沿った断面内において、第１ビードの凹条及び凸条ビードの上記フレーム延設方向に沿った傾斜角が大きくなるので、上記フレーム延設方向の荷重による凹条及び凸条ビードの潰れ易さが増大し、このことによっても、潰れ初期最大耐力のより大きな低減を図ることができる。
【００２３】
請求項５記載の発明では、請求項３又は４記載の発明における第２ビードは、フレーム延設方向において第１ビードに連続して、又は該第１ビードに対して潰れピッチの整数倍の長さの中間平面部を介在させて形成されている。
【００２４】
このことで、第１ビードと第２ビードとの間の中間平面部の潰れ変形が上記潰れピッチで行われるので、上記第２ビードの第１ビード側端部領域において、その第２ビードに従ってスムーズかつ確実に潰れピッチにて狙い通りの潰れモードで潰れ変形を開始させることができる。
【００２５】
請求項６記載の発明では、請求項３〜５のいずれか１つに記載の発明における第２ビードは、フレームの互いに対向する２つの平面部に形成されている。このことで、第２ビードによる潰れ変形案内をより確実に行うことができる。
【００２６】
請求項７記載の発明では、請求項６記載の発明における互いに対向する２つの第２ビードは、フレーム延設方向において一方が凹部のときは他方が凸部になるように形成されている。
【００２７】
このことで、フレームが延設方向に潰れ変形するとき、該フレーム延設方向の各位置の断面内で引張りや圧縮が生じないので、その引張りや圧縮に起因する破断や肉余りを回避することができる。よって、上記破断や肉余りによって第２ビードによる潰れ変形案内に支障をきたすことを防止できる。
【００２８】
請求項８記載の発明では、請求項３〜７のいずれか１つに記載の発明における第２ビードは、該第２ビードが形成されている平面部の両側の角部から少なくともフレーム潰れ時における上記角部の移動分を差し引いた残りの範囲に形成されている。
【００２９】
このことで、フレームが延設方向に潰れ変形するとき、角部（稜線）が第２ビードの形成された部分にまで移動して入り込む虞れがないので、その移動した角部が入り込むことによる潰れ変形の乱れを回避することができる。よって、角部の移動によって第２ビードによる潰れ変形案内に支障をきたすことを防止できる。
【００３０】
請求項９記載の発明では、請求項８記載の発明における第２ビードは、該第２ビードが形成されている平面部の両側の角部から潰れピッチの略１/２の長さを差し引いた残りの範囲に形成されている。
【００３１】
すなわち、一般に、フレームの潰れは各潰れピッチ毎に行われるので、角部の移動量は最大で潰れピッチの１/２になる。そこで、本発明では、第２ビードを平面部の両側の角部から潰れピッチの略１/２の長さを差し引いた残りの範囲に形成することで、請求項８記載の発明による作用を確実に得ることができる。
【００３２】
請求項１０記載の発明では、請求項１又は２のいずれかに記載の発明において、第１ビードよりも車体内方側のフレーム閉断面内に、該フレームの少なくとも１つの平面部に対向してフレーム延設方向に延びる補強平面部を有する補強板が配設され、該補強平面部には、フレーム延設方向に沿って略潰れピッチにて該略潰れピッチ全長に亘る凹部及び凸部が交互に繰り返す平均耐力向上のための第２ビードが形成されている構成とする。
【００３３】
この構成では、フレームがその延設方向に潰れ変形するとき、該フレーム内に設けられた補強板が第２ビードに従って潰れ変形し、該補強板の潰れ変形により、フレームを狙い通りの潰れモードで潰れ変形するように導くことができる。よって、請求項３記載の発明と同様に大きな潰れ平均耐力を確保することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【００３５】
（実施形態１）
図１は、本発明に係る車両フレームへのバンパー固定構造Ｃを、乗用車のフロントフレームへのフロントバンパーの固定に適用した実施形態を示し、同図の手前左側が前方すなわち車体外方であり、右奥側が後方すなわち車体内方である。尚、以下、特に断らない限り車体の前後左右を前後左右というものとする。
【００３６】
上記図１において、８６は車体のフロントボディ右側下部において前後方向に延びる右側のフロントフレームであり、後述するが、該フレーム８６は複数の平面部により構成され、隣り合う平面部同士の連結部が角部とされた閉断面状のものである。上記フレーム８６の前端部（車体外方端）の近傍には、該フレーム８６の初期最大耐力を低減して、衝突時の最初の荷重をある程度低く抑えるための第１ビード９２が設けられ、また、該第１ビード９２に連続する後側のフレームの左右両側の平面部５８，６６（図２参照）には、フレーム８６の平均耐力を高めて吸収し得る衝突エネルギー量を十分に確保するための連続凹凸状の第２ビード９０、９０が設けられている。
【００３７】
そして、上記第１ビード９２の前方に連続するフレーム８６の閉断面内には、衝突時に該閉断面形状の崩れを抑制するようにフレーム８６を補強する節状部材１０，２０が前後に並んで２つ設けられていて、そのうちの前側の第１節状部材１０に、フロントバンパーのレインフォースメント３０が連結固定されている。
【００３８】
以下、まず上記フレーム８６の構成及びその潰れ変形時の態様について詳細に説明する。
【００３９】
上記フレーム８６は、図２にも示すように、車体前後方向に延びる断面ハット状の第１パネル５０及び第２パネル５２を向かい合わせて、それぞれフランジ５０ａ，５２ａ同士を接合してなるダブルハット型フレームであり、車体前後方向に延びる８つの平面部５４，５６，５８，６０，６２，６４，６６，６８（平面部５４と平面部６２とは、２枚のフランジ５０ａ，５２ａにより構成されている）と、隣り合う平面部同士の連結部である８つの角部７０，７２，７４，７６，７８，８０，８２，８４とからなる断面四角形の閉断面状のものである。
【００４０】
上記フレーム８６の互いに左右に対向する平面部５８，６６には、それぞれ平均耐力向上用の第２ビード９０（図には一方のみ示す）が形成されている。この第２ビード９０は、上記互いに対向する２つの平面部５８，６６において、それらの平面部５８，６６の両側の角部７２，７４，８０，８２にかからない範囲に形成されるとともに、さらに、両側の角部７２，７４，８０，８２からそれぞれ所定長Ｈ＝Ｐ/２（Ｐは以下に説明する潰れピッチ）の長さ分を差し引いた残りの範囲に形成されている。
【００４１】
上記２つの平面部５８，６６に形成された第２ビード９０は、特に図３に示すように、それぞれ車体前後方向つまりフレーム８６の軸方向に沿って上記潰れピッチＰにて該潰れピッチＰ全長に亘る凹部９０ａと凸部９０ｂとが交互に繰り返す連続凹凸状をなすように形成されている。また、これらの２つの平面部５８，６６に形成された第２ビード９０は、上記軸方向において同一位相で、つまり上記軸方向の各潰れピッチ領域Ａ１，Ａ２，…において一方の第２ビードが凹部９０ａのときは他方の第２ビードが凸部９０ｂとなるように形成されている。
【００４２】
上記潰れピッチＰは、フレームの断面形状、肉厚及び材質などによって定まるフレームに固有の値であり、例えば１９８６年にイギリスで発行された「Int.J.Impact Engng Vol.4 No.4」の第２４３頁〜第２７０頁に記載された「DYNAMICPROGRESSIVE BUCKLING OF CIRCULAR AND SQUARE TUBES」の第２４３頁及び第２４４頁に、「２Ｈ」（この２Ｈが１潰れピッチ）として定義されている。
【００４３】
上記フレーム８６における第２ビード９０の前端側に連続する位置に、該フレーム８６の全ての角部７０，７２，７４，７６，７８，８０，８２，８４を含む全周に亘って初期最大耐力低減用の第１ビード９２が形成されている。この第１ビード９２は、上記各角部を挟んで隣り合う２つの平面部の一方では凹条９２ａ、他方では凸条９２ｂをなしている。より具体的には、図４に示すように、角部７０を挟む平面部５４，５６においては、平面部５４では凸条（角部７０から見れば平面部５４におけるビードは凸条である）をなすとともに、平面部５６では凹条をなし、角部７２を形成する平面部５６，５８においては、平面部５６では凹条であるので平面部５８では凸条をなし、角部７４を形成する平面部５８，６０においては、平面部５８では凸条であるので平面部６０では凹条をなし、角部７６を形成する平面部６０，６２においては、平面部６０では凹条であるので平面部６２では凸条（角部７６から見れば平面部６２におけるビードは凸条である）をなす。
【００４４】
さらに、上記第１ビード９２は、角部７８を形成する平面部６２，６４においては、平面部６２では凹条（角部７８から見れば平面部６２におけるビードは凹条である）であるので平面部６４では凸条をなし、角部８０を形成する平面部６４，６６においては、平面部６４では凸条であるので平面部６６では凹条をなし、角部８２を形成する平面部６６，６８においては、平面部６６では凹条であるので平面部６８では凸条をなし、角部８４を形成する平面部６８，５４においては、平面部６８では凸条であるので平面部５４では凹条（角部８４から見れば平面部５４におけるビードは凹条である）をなしている。
【００４５】
上記第１ビード９２は、フレーム８６の軸方向の幅Ｌ2が潰れピッチＰよりも十分に小さく設定され、また、フレーム８６の各角部を形成する隣り合う２つの平面部の一方の凹条の深さＳｉと、他方の凸条の高さＳｏとが略同一になるように形成されている。さらに、上記第１ビード９２は、フレーム８６の前端部から所定長さＬf＝｛Ｐ/２（Ｐは潰れピッチ）の整数倍｝だけ後方に形成されている。
【００４６】
また、上記第２ビード９０は、その後端がフレーム８６の後端から所定長さＬｒ＝｛Ｐ/２（Ｐは潰れピッチ）の整数倍｝だけ前方に離れるように形成されている。尚、上記フレーム８６の後端とは、フレーム８６の軸方向にストレートに略同一の断面が続いている部分、つまり、フレーム８６の衝突荷重の吸収のために潰そうとしている部分の後端を意味する。
【００４７】
そして、このような構成により、上記フレーム８６に図３に示すように前端から軸方向後方に向けて荷重Ｗが作用した場合、まず、図５及び図６に示すように、第１ビード９２部分が潰れ変形する。この第１ビード９２の潰れ変形は、図示の如く凹条９２ａはより凹の状態に、また凸条９２ｂはより凸の状態になるように変形する。そして、第１ビード９２が潰れた後、続いてこの第１ビード９２よりも後方側のフレーム部分が第２ビード９０に導かれて、図７、図８、図９及び図１０に示すように潰れ変形する。
【００４８】
すなわち、軸方向に延びる各平面部５４，５６，５８，６０，６２，６４，６６，６８のそれぞれは各潰れピッチ領域Ａ１，Ａ２，…毎に軸方向に交互に凹凸を繰り返して潰れ変形するとともに、各角部７０，７２，７４，７６，７８，８０，８２，８４を挟んで隣り合う２つの平面部同士、例えば角部７２を挟んで隣り合う平面部５６と平面部５８とは、同一潰れピッチ領域において一方が凹部であれば他方が凸部になるように変形するのである。
【００４９】
尚、上記フレーム８６の構成は上記図２〜図１０に示すものに限定されるものではなく、例えば図１１に示すように、断面ハット状パネルと断面直線パネルとからなるシングルハット型のフレーム８６を用いてもよい。また、図１２に示すように、フレーム８６の各角部７０，７２，７４，７６を面取り状に形成したり、第１ビード９２と第２ビード９０との間にフレーム軸方向に潰れピッチＰの整数倍（この変形例では１倍）の長さＬ3の中間平面部９１を介在させたりしてもよい。
【００５０】
したがって、上述の如く、フレーム８６に初期最大耐力低減用の第１ビード９２が形成され、この第１ビード９２が全ての角部を含むフレーム全周に亘って形成されているので、潰れにくい角部の全てがこの第１ビード９２により潰れ易くなり、このことにより初期最大耐力を小さくさせて衝突時の初期荷重を十分に低減させることができる。
【００５１】
また、上記第１ビード９２は、フレーム軸方向の幅Ｌ2がフレーム８６の潰れピッチＰよりも短く設定されているので、図１３に示すように、フレーム軸方向に沿った断面内での凹条９２ａ及び凸条９２ｂの該軸方向に対する傾斜角α1が、同図に破線で示すように軸方向の幅が潰れピッチＰの場合の傾斜角α2よりも大きくなり、その結果、軸方向の荷重Ｗが作用した場合に上記凹条９２ａ及び凸条９２ｂが潰れやすくなるので、このことによっても初期最大耐力を小さくさせて衝突時の最初の荷重を十分に低減させることができる。このことから、上記第１ビード９２の幅は十分に小さく設定することが好ましい。
【００５２】
さらに、上記第１ビード９２の形状を変えることで、潰れ初期最大耐力を変えて、フレーム８６の潰れ変形案内を調整することも可能である。すなわち、フレーム８６の板厚が同じであるとすれば、図１４に示すように第１ビード９２の角θ及び曲率Ｒを変えることで、例えば曲率Ｒを大きくすれば、応力集中度合が小さくなるので初期最大耐力を大きくすることができ、また、角θを小さくすれば、軸方向荷重が入力した場合に第２ビード９２に作用する力のフレーム軸方向に垂直な成分が小さくなるので初期最大耐力を大きくすることができる。
【００５３】
さらにまた、上記第１ビード９２は、フレーム８６の各角部を挟んで隣り合う２つの平面部において、一方では凹条９２ａをなし、他方では凸条９２ｂをなしており、しかも、該凹条９２ａの深さと凸条９２ｂの高さとが略同一に形成されているので、この第１ビード９２が潰れる際に該第１ビード９２の各角部では、上記凹条９２ａの変形による圧縮と上記凸条９２ｂの変形による引張りとの両方が作用してそれらが互いに相殺される。このことで、上記第１ビード９２の各角部での引張りのよる破断や圧縮による肉余りを回避でき、よって、この破断や肉余りによる潰れ変形への悪影響を回避しつつ、第２ビード９０で導こうとする狙い通りの潰れモードを実現させて、十分に大きな潰れ平均耐力を確保することができる。
【００５４】
また、上記フレーム８６の互いに対向する２つの平面部５８，６６には、それぞれ平均耐力向上用の第２ビード９０が形成され、該第２ビード９０はそれぞれフレーム軸方向に沿って潰れピットＰにて、該潰れピッチＰ全長に亘る凹部９０ａ及び凸部９０ｂが繰り返す連続凹凸状をなしている。このため、上記フレーム８６は、車両衝突時に第２ビード９０に導かれて、軸方向に潰れピッチＰにて規則正しく安定的に折れ曲がることなく、狙い通りの潰れモードで潰れ残りなく変形し、これにより、より大きな潰れ平均耐力が確保され、より高い潰れ耐力を安定的に持続させることができる。
【００５５】
また、上記第２ビード９０は、それぞれ平面部５８，６６において両側の角部にかからない範囲に形成されているので、角部が潰れやすくなることによる潰れ平均耐力の低下を阻止でき、この点においてもより大きな潰れ平均耐力を確保することができる。
【００５６】
さらに、上記第２ビード９０がフレーム軸方向において第１ビード９２に連続して形成されているので、第２ビード９０の前端側領域において、その第２ビード９０に従ってスムーズかつ確実に潰れピッチＰにて狙い通りの潰れモードで変形を開始させることができる。しかも、上記第２ビード９０がフレーム８６の互いに対向する２つの平面部５８，６６に形成されているので、１つの平面部のみに形成されている場合に比べて、第２ビード９０による潰れ案内がより確実に行われる。
【００５７】
さらにまた、上記第２ビード９０は、フレーム８６の互いに対向する２つの平面部５８，６６において、一方が凹条９２ａであれば他方が凸条９２ｂになるように形成されているので、フレーム８６が軸方向に潰れ変形する場合に各潰れピッチ領域の軸方向に垂直な断面内で引張りや圧縮が生じない。従って、その引張りに因る破断や圧縮による肉余りが回避され、上記第２ビード９０による潰れ変形の案内に支障をきたさない。
【００５８】
加えて、上記第２ビード９０は、平面部５８，６６の両側の角部からそれぞれ潰れピッチＰの１/２の長さ分を差し引いた残りの範囲に形成されているので、フレーム８６が軸方向に潰れ変形する場合に、各角部が第２ビード９０の部分にまで移動して該第２ビード９０の変形を乱すことを回避することができる。すなわち、フレーム８６の潰れ変形は潰れピッチＰ毎に行われるので、角部の移動量は最大でもＰ/２になり、上記のように両側の角部からＰ/２だけ差し引いた残りの範囲に第２ビード９０を形成しておけば、角部が第２ビード９０の形成された範囲まで移動することを確実に回避できる。
【００５９】
ここで、上記第１ビード９２及び第２ビード９０による効果を確かめるために、上記図１１に示すフレーム８６と従来例の一つ（実開平２−２４７７７号公報）のフレームとを同一材料で同一寸法、同一形状に形成した試験フレームを製作し、
それらを同一条件で潰した場合の潰れ量と荷重との関係を調べた試験結果を図１５に示す。
【００６０】
上記試験結果から分かるように、第１ビード９２と第２ビード９０とを設けることにより、同一材質で同一寸法、同一形状のフレームであっても、初期最大耐力十分に低減させるとともに、平均耐力をより増大させることができる。尚、なんらのビードも設けなかったフレームの場合は、同図に破線で示すように初期最大耐力が大きく立ち上がるとともに、例えば途中で折れ曲がる等して平均耐力が著しく小さくなることがある。
【００６１】
次に、本発明の特徴部分として、上述の如き構成のフレーム８６へフロントバンパーのレインフォースメント３０を固定する構造について、上記図１及び図１６，１７，１８に基づいて詳細に説明する。
【００６２】
上記各図に示すように、フレーム８６の前端開口部には、僅かに突出した状態で第１節状部材１０が設けられている。この第１節状部材１０は、フレーム軸方向に対し垂直な面内に広がる隔壁部１１を有しており、該隔壁部１１が左側の平面部５８から右側の平面部６６まで左右方向に延びていて、その左右両端部で折り曲げられて後方に延びる左右両側の側壁部１２，１３が一体的に形成されるとともに、上記隔壁部１１の上下両端部がそれぞれ上側の平面部５６，８２よりもやや低い位置、及び下側の平面部６０，６４よりもやや高い位置で後方に折り曲げられて、それぞれ上壁部１４及び底部１５が一体的に形成されている。また、上記左右両側の側壁部１２，１３はそれぞれ上下両端部がフレーム８６の内側に折り曲げられ、上壁部１４及び底部１５にそれぞれ重ね合わされて接合（溶接）されており、このことで、上記第１節状部材１０が強固な閉断面状に形成されている。
【００６３】
そして、上記第１節状部材１０の右側の側壁部１３は、フレーム８６の右側の平面部６６に内側から重ね合わされていて、上下２本のボルト１６，１６により該平面部６６に締結されている。一方、左側の側壁部１２は、第２節状部材２０の左側の側壁部２２と共にフレーム８６の左側の平面部５８に内側から重ね合わされていて、上下２本のボルト１７，１７により上記側壁部２２及び平面部５８に締結されている。
【００６４】
また、上記第２節状部材２０は、第１ビード９２のフレーム前端側に連続するように配置され、フレーム８６の内部空間を前後に区画するようにフレーム軸方向に垂直に広がる隔壁部２１と、該隔壁部２１の左右両側端部が折り曲げられて前方に延びる左右両側の側壁部２２，２３とにより、略コの字状に構成されている。そして、上記右側の側壁部２３は、フレーム８６の右側の平面部６６に内側から重ね合わされていて、上下２本のボルト２４、２４（図１７及び図１８に示す）により該平面部６６に締結されており、また、該側壁部２３の上端部はフレーム８６の上側の平面部８２に沿って内側に折り曲げられている。一方、左側の側壁部２２はフレーム８６の前端部まで延びていて、上述の如く第１節状部材１０の左側の側壁部１２と共にフレーム８６の左側の平面部５８に締結されている。
【００６５】
さらに、上記各図において、２６は車両を貨物列車等で運搬する際に床に固定するために用いるタイダウンフックである。このタイダウンフック２６の上端側には、フレーム８６の第１ビード９２よりも前端側の右側外側面全体を概ね覆うように広がる接合面２６ａが設けられていて、上記タイダウンフック２６はその接合面２６ａにおいてフレーム８６に締結固定されている。すなわち、上記タイダウンフック２６の接合面２６ａは、第１節状部材１０の右側の側壁部１３と共に、フレーム８６の右側の平面部６６に対し上下２本のボルト１６，１６により締結固定されるとともに、第２節状部材２０の右側の側壁部２３と共に、フレーム８６の右側の平面部６６に対し上下２本のボルト２４、２４により締結固定されている。
【００６６】
言い換えれば、上記第１節状部材１０及び第２節状部材２０は、左側の側壁部同士が互いに重ね合わされて上下２本のボルト１７，１７により締結されるとともに、右側の側壁部同士がタイダウンフック２６の接合面２６ａを介して締結されて一体とされており、このことで、第１ビード９２よりもフレーム前端側のフレーム８６は、上記第１節状部材１０及び第２節状部材２０によって強固に補強されている。
【００６７】
一方、上記第１節状部材１０の隔壁部１１には、該隔壁部１１から略垂直に前方に延びる３本のウェルドボルト３１，３１，３１が立設されている。この各ウェルドボルト３１は、上記隔壁部１１における上段右側及び下段左右両側で後側から前側に貫通した状態で、該隔壁部１１に基端部が接合される一方、先端部は、車体の左右両端間に延びる樹脂製のレインフォースメント３０の左右両端部に形成された取り付け面３２（図には右側のみ示す）の貫通孔を貫通していて、前方から螺合するナット３３，３３，…と共に上記レインフォースメント３０を第１節状部材１０に固定するようになっている。
【００６８】
尚、上記各図において、３４は、図示しないが車体前方からレインフォースメント３０に被せられるバンパー表皮の上下両端部を支持するためのブラケットである。
【００６９】
したがって、この実施形態１のバンパー固定構造Ｃによれば、車両衝突時にバンパーに加わった衝突荷重が、レインフォースメント３０からフレーム閉断面内に設けられた第１節状部材１０に伝えられるので、フレーム８６よりも外側にずれることなく上記第１節状部材１０からフレーム８６に対し十分に伝達される。このことで、簡単な構成により衝突荷重をフレーム８６の第２ビード９０が形成された部分まで十分に伝達して、フレーム８６を第２ビード９０の案内によって狙い通りの潰れモードで潰れ変形させることができるので、上述の如き第２ビード９０によるフレーム８６の潰れ平均耐力向上の効果を有効に発揮させることができる。
【００７０】
また、第２節状部材２０が第１ビード９２に可及的に近接して配置されており、しかも、第１節状部材１０、第２節状部材２０及びフレーム８６の前端部が一体とされて、該フレーム前端部が強固に補強されているので、その部分のフレーム閉断面形状の潰れを阻止して、バンパー側から伝達された荷重を十分に第１ビード９２に加えることができる。このことで、第１ビード９２を狙い通りに潰して、上述の如き第１ビード９２による入力初期の最大潰れ荷重の低減機能を設計通り最大限に発揮させることができる。
【００７１】
さらに、第２節状部材２０を第１ビード９２に可及的に近接配置する一方、第１節状部材１０は比較的自由に配置できるので、この第１節状部材１０に対するバンパーの連結構造を比較的自由に設計することができる。そして、この実施形態では、第１節状部材１０をフレーム８６の前端部に配置しているので、該第１節状部材１０とバンパーのレインフォースメント３０とを直接的に強固に連結固定することができる。
（実施形態２）
図１９は、本発明の実施形態２に係るバンパー固定構造Ｃを示し、この実施形態２におけるフレーム８６へのバンパー固定構成は実施形態１のもの（図１等参照）と同様のものであるので、以下、同様の部分には同一の符号を付して説明する。
【００７２】
上記図１９において、１０、２０はそれぞれは上記実施形態１と同様にフレーム８６に設けられた節状部材であり、第１節状部材１０は、フレーム軸方向に対し垂直な面内に広がる隔壁部１１と、該隔壁部１１の左右両側端部が折り曲げられて後方に延びる左右両側の側壁部１２，１３とにより、略コの字状に構成されている。そして、上記第１節状部材１０の右側の側壁部１３は、上記実施形態１と同様にフレーム８６の右側の平面部６６に内側から重ね合わされて、上下２本のボルト（図示せず）により締結され、また、左側の側壁部１２はフレーム８６の左側の平面部５８に内側から重ね合わされて、上下２本のボルト１７，１７により締結されている。さらに、上記実施形態１と同様、上記第１節状部材１０の隔壁部１１には２本のウェルドボルト３１，３１が立設され、このウェルドボルト３１，３１と該ウェルドボルト３１，３１にそれぞれバンパー側から螺合するナット３３，３３とにより、鋼製のレインフォースメント３０が第１節状部材１０に締結固定されている。
【００７３】
また、第２節状部材２０は、第１ビード９２のフレーム前端側に連続する位置でフレーム８６内の空間を前後に区画する隔壁部２１と、該隔壁部２１が左右両端部で折り曲げられて前方に延びる左右両側の側壁部２２，２３と、上記隔壁部２１が上下両端部で折り曲げられてそれぞれ前方に延びる上側の壁部４１、及び底部４２とを備えており、上記左右両側の側壁部２２，２３はそれぞれ上下両端部がフレームの内側に折り曲げられ、上壁部４１及び底部４２にそれぞれ重ね合わされて接合（溶接）されており、このことで、上記第２節状部材２０は強固な閉断面状に形成されている。
【００７４】
そして、上記第２節状部材２０の右側の側壁部２３はフレーム８６の右側の平面部６６に内側から重ね合わされていて、該平面部６６に外側から重ね合わされているタイダウンフック２６の接合面２６ａと共に、上下２本のボルト２４，２４により平面部６６に締結されている。上記タイダウンフック２６の接合面２６ａは、第１ビード９２の前縁からフレーム８６の前端までの間の後側の半分程度を覆うように形成されていて、上記第１実施形態とは異なり、第１節状部材１０の右側側壁部１３とは重ならないようになっている。一方、上記第２節状部材２０の左側の側壁部１２はフレーム８６の左側の平面部５８に内側から接合（溶接）されている。つまり、この実施形態では、上記両節状部材１０，２０はそれぞれ単独でフレーム８６に締結されている。
【００７５】
したがって、上記実施形態２によれば、上記実施形態１と同様、車両衝突時にバンパーに加わる衝突荷重を、フレーム閉断面内に設けられた第１節状部材１０を介してフレーム８６に対し十分に伝達することができるので、第１ビード９２による入力初期の最大潰れ荷重の低減機能を狙い通りに発揮させることができる上、第２ビード９０によるフレーム８６の潰れ平均耐力向上の効果を有効に発揮させることができる。また、第１節状部材１０に対するバンパーの連結構造を比較的自由に設計することができる。
（他の実施形態）
なお、本発明は上記実施形態１，２に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記実施形態１，２では、本発明を車両のフロントフレームへのフロントバンパーの固定構造に適用しているが、これに限らず、例えば車両のリアフレームへのリアバンパーの固定構造に適用してもよい。
【００７６】
また、本発明が適用されるフレームの構造は、上記実施形態１，２のものに限らない。すなわち、上記実施形態１，２では、フレーム８６の左右両側の平面部５８，６６にそれぞれ第２ビード９０を形成しているが、これに限らず、例えば図２１に示すように（尚、同一の部材には同一の符号を付す）、フレーム８６の内部にフレーム軸方向に延びる左右一対の補強板９６，９８を設け、該各補強板９６，９８のフレーム平面部５８，６６にそれぞれ対向する補強平面部に、上記実施形態１，２の第２ビード９０と同様の潰れ案内ビードを形成してもよい。
【００７７】
そして、このように構成すれば、バンパー側からの圧縮荷重を受けて、フレーム８６が軸方向に潰れ変形するとき、該フレーム８６内に設けられた補強板９６，９８が潰れビードに従って潰れ変形するので、該補強板９６，９８の潰れ変形により、フレーム８６を狙い通りの潰れモードで潰れ変形するように導くことができる。よって、上記実施形態１，２のフレーム８６と同様に大きな潰れ平均耐力を確保することができる。
【００７８】
また、上記実施形態１，２において、フレーム８６に形成されている第１ビード９２や第２ビード９０を、フレーム８６が取り付けられている上方のエプロンパネルや下方のフレームロアパネルにも形成するようにしてもよい。このようにすれば、フレーム８６の潰れ変形の際にその周囲のパネルをフレーム８６と同様の潰れモードで変形させることができるので、それらのパネルの変形によってフレーム８６の潰れ変形が乱されることがない。
【００７９】
さらにまた、上記実施形態１，２では、フレーム８６内に節状部材１０，２０を形成し、その節状部材１０，２０にバンパーを連結するようにしているが、これに限らず、例えば、上記実施形態１のフレーム８６の前端部に該フレーム８６と同様に閉断面状に形成されたブラケットを連結し、このブラケット内に節状部材を設けてバンパーを連結するようにしてもよい。また、この場合には、上記ブラケットに第１ビード９２を形成してもよく、さらに、上記ブラケットに第１ビード９２及び第２ビード９０を形成してもよい。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明における車両フレームへのバンパー固定構造によれば、車両衝突時にバンパーに加わった荷重を、フレーム閉断面内に設けた２つの節状部材を介して簡単な構造で十分にフレーム側に伝達し、第１ビードに加えることができるので、フレーム側の構造による効果を十分に引き出して、荷重入力初期の最大潰れ荷重を低減することができる。しかも、節状部材に対するバンパーの連結構造を比較的自由に設計することができる。また、フレームの角部の全てを潰れ易くしたことによっても、潰れ初期最大耐力を有効に低減できる。
【００８１】
請求項２記載の発明によれば、フレームの各角部における破断や肉余りによって第１ビードによる潰れ変形案内に支障をきたすことを確実に防止できる。
【００８２】
請求項３記載の発明によれば、車両衝突時に、第２ビードによってフレームを狙いの潰れモードで潰れ変形させるように導くことができるので、より大きな潰れ平均耐力を確保して、より高い潰れ耐力を安定的に持続させることができる。
【００８３】
請求項４記載の発明によれば、フレーム延設方向の荷重による凹条及び凸条ビードの潰れ易さを増大させて、そのことによる潰れ初期最大耐力のより大きな低減を図ることができる。
【００８４】
請求項５記載の発明によれば、第２ビードの第１ビード側端部領域においてその第２ビードに従ってスムーズかつ確実に潰れ変形を開始させることができる。
【００８５】
請求項６記載の発明によれば、第２ビードによる潰れ変形案内をより確実に行うことができる。
【００８６】
請求項７記載の発明によれば、フレームの潰れ変形時にフレーム延設方向各位置の断面内での引張りや圧縮を防止することができ、その引張りや圧縮に伴う破断や肉余りが第２ビードの潰れ変形案内に支障をきたすことを防止できる。
【００８７】
請求項８及び請求項９に記載の発明によれば、フレームの潰れ変形に伴う角部の移動が第２ビードによる潰れ変形案内に支障をきたすことを防止できる。
【００８８】
請求項１０記載の発明によれば、請求項３記載の発明と同様に大きな潰れ平均耐力を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態１に係るフレームへのバンパー固定構造を示す斜視図である。
【図２】 フレーム構造を示す斜視図である。
【図３】 図２のIII−III線における断面図である。
【図４】 図２のIV−IV線における断面図である
【図５】 図２に示すフレームの変形状態を示す斜視図である。
【図６】 図５のVI−VI線における断面図である。
【図７】 図２に示すフレームの変形状態を示す斜視図である。
【図８】 図７のVIII−VIII線における断面図である。
【図９】 図７のIX−IX線における断面図である。
【図１０】 図７のX−X線における断面図である。
【図１１】 実施形態１の変形例の構成を示す図１相当図である。
【図１２】 実施形態１の図１１とは異なる変形例の構成を示す図１相当図である。
【図１３】 第１ビードの幅の初期最大耐力への影響を示す説明図である。
【図１４】 第１ビードの形状を示す断面図である。
【図１５】 各潰れ量における荷重の大きさを示す説明図である。
【図１６】 フレームへのバンパー固定構造を示す正面図である。
【図１７】 フレームの上側平面部を省略して示す図１６の上面図である。
【図１８】 図１６の側面図である。
【図１９】 本発明の実施形態２に係る図１相当図である。
【図２０】 本発明の他の実施形態に係るフレームの構成を示す図２相当図である。
【符号の説明】
１０ 第１節状部材
２０ 第２節状部材
３０ レインフォースメント（バンパー）
３１ ウェルドボルト
３３ ナット
５４，５６，５８，６０，６２，６４，６６，６８ 平面部
７０，７２，７４，７６，７８，８０，８２，８４ 角部
８６ フロントフレーム（フレーム）
９０ 第２ビード
９０ａ 凹部
９０ｂ 凸部
９２ 第１ビード
９２ａ 凹条
９２ｂ 凸条
９６，９８ 補強板

Claims (10)

1. 周方向に隣り合う平面部間に角部を有し、車両の所定方向に延びる閉断面状フレームの延設方向の車両外端側に、上記角部両側の隣り合う２つの平面部の一方に形成された凹条と、他方に該凹条に角部を介して連続するように形成された凸条とからなっていて、上記フレームの初期最大耐力を低減するための第１ビードが設けられ、
   上記第１ビードよりも車両外端側のフレームにバンパーが連結固定されたバンパー固定構造において、
   上記第１ビードは、フレームの全ての角部を含む略全周に亘って形成され、
   上記第１ビードよりも車両外端側のフレーム閉断面内に、フレーム内周面に接合されかつ該フレーム内を区分する節状部材がフレーム延設方向に並んで２つ設けられ、
   上記２つの節状部材の一方が第１ビードに近接して配置される一方、
   他方の節状部材には、バンパー側へ向かって延びるボルトが固定されており、該ボルトと該ボルトにバンパー側から螺合締結されるナットとによって、上記他方の節状部材に上記バンパーが連結固定されていることを特徴とする車両フレームへのバンパー固定構造。
2. 請求項１において、
   第１ビードは、各角部を形成する隣り合う２つの平面部の一方の凹条の深さと、他方の凸条の高さとが略同一に設定されていることを特徴とする車両フレームへのバンパー固定構造。
3. 請求項１又は２において、
   第１ビードよりも車体内方側のフレーム平面部には、フレーム延設方向に沿って略潰れピッチにて該略潰れピッチ全長に亘る凹部及び凸部が交互に繰り返す平均耐力向上のための第２ビードが、両側の角部にかからない範囲に形成されていることを特徴とする車両フレームへのバンパー固定構造。
4. 請求項３において、
   第１ビードのフレーム延設方向の幅は、第２ビードの潰れピッチよりも短く設定されていることを特徴とする車両フレームへのバンパー固定構造。
5. 請求項３又は４のいずれかにおいて、
   第２ビードは、フレーム延設方向において第１ビードに連続して、又は該第１ビードに対して潰れピッチの整数倍の長さの中間平面部を介在させて形成されていることを特徴とする車両フレームへのバンパー固定構造。
6. 請求項３〜５のいずれか１つにおいて、
   第２ビードは、フレームの互いに対向する２つの平面部に形成されていること特徴とする車両フレームへのバンパー固定構造。
7. 請求項６において、
   互いに対向する２つの第２ビードは、フレーム延設方向において一方が凹部のときは他方が凸部になるように形成されていることを特徴とする車両フレームへのバンパー固定構造。
8. 請求項３〜７のいずれか１つにおいて、
   第２ビードは、該第２ビードが形成されている平面部の両側の角部から少なくともフレーム潰れ時における上記角部の移動分を差し引いた残りの範囲に形成されていることを特徴とする車両フレームへのバンパー固定構造。
9. 請求項８において、
   第２ビードは、該第２ビードが形成されている平面部の両側の角部から潰れピッチの略１ / ２の長さを差し引いた残りの範囲に形成されていることを特徴とする車両フレームへのバンパー固定構造。
10. 請求項１又は２のいずれかにおいて、
    第１ビードよりも車体内方側のフレーム閉断面内に、該フレームの少なくとも１つの平面部に対向してフレーム延設方向に延びる補強平面部を有する補強板が配設され、
    上記補強平面部には、フレーム延設方向に沿って略潰れピッチにて該略潰れピッチ全長に亘る凹部及び凸部が交互に繰り返す平均耐力向上のための第２ビードが形成されていることを特徴とする車両フレームへのバンパー固定構造。

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