JP4384553B2 - 車体フレーム構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体フレーム構造に関し、特にフレーム部材を連結して構成された車体フレーム構造に関する。

自動車の車体前部は、トーボードによって車室とエンジンルームとに区画され、後部がトーボードの下部からフロアパネルの下面に亘って取り付けられてエンジンルームの両側に沿って車体前方方向に延在する左右一対のフロントサイドフレームが配置され、このフロントサイドフレームにエンジンとギヤトレーンとを結合したパワーユニットやフロントサスペンションが支持されている。

また、フロントサイドフレームは、一般に前面衝突時等の衝撃荷重の入力に伴って潰れ変形することによって、衝撃エネルギを吸収して乗員への衝撃を緩和するように構成されている。この種のフロントサイドフレームは、車体前方からの衝撃荷重によって軸方向の潰れ変形、いわゆる軸圧壊変形して衝撃エネルギを吸収する筒状の前部フレーム部材と、比較的剛性が大きな後部フレーム部材とを連結し、前部フレームの軸圧壊変形によって衝撃エネルギを吸収するものが種々提案されている。

この種のフロントサイドフレームとしては、例えば図９に要部分解斜視図を示すように、アルミニウム合金からなる断面六角形の筒状で後端部が結合部１０２となると共にこの結合部１０２の上部側にストラットハウジング１０９が取り付けられるストラット取付板１０３が形成された前部フレーム部材１０１と、鋼製で前端部が前部フレーム部材１０１の結合部１０２と嵌合可能な結合部１０６となり車体後方側が下方に屈曲形成されて上部が開放する開断面形状の後部フレーム部材１０５と、前部フレーム部材１０１の結合部１０２内に嵌合するナットプレート１０７とを有し、予め電着塗装が施された前部フレーム部材１０１の結合部１０２と後部フレーム部材１０５の結合部１０６を嵌合して、互いに嵌合する後部フレーム部材１０５及び前部フレーム部材１０１の各結合部１０２、１０６に穿設された複数のボルト挿入孔１０２ａ、１０６ａに挿入してナットプレート１０７に設けられたナット１０７ａに螺合する図示しないボルトによって前部フレーム部材１０１と後部フレーム部材１０５とを結合するフロントサイドフレームが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２００８４９号公報

しかし、上記特許文献１に示すフロントサイドフレームによると、前部フレーム部材１０１と後部フレーム部材１０５のそれぞれ軸心が偏倚すると共に後部フレーム部材１０５が屈曲形成されて上部が開放する開断面形状に形成されることから、前部フレーム部材１０１に前方から衝撃荷重Ｐが入力された際、その衝撃荷重Ｐによって後部フレーム部材１０５の上方が拡開すると共に座屈変形して後部フレーム部材１０５及び前部フレーム部材１０１が大きくかつ複雑に挙動することが懸念される。この挙動により前部フレーム部材１０１からの衝撃荷重Ｐを後部フレーム部材１０５によって良好に受け止めることができず、前部フレーム部材１０１の円滑な軸圧壊変形が阻害されて所期の衝撃エネルギ吸収が達成できない要因となる。一方、開断面形状でかつ屈曲形成された後部フレーム部材１０５の剛性を確保するためにその板厚等を大きくすると車体重量の増大を招き燃費の低下を招く要因となる。

更に、軸方向に連続する前部フレーム部材１０１の結合部１０２を、この結合部１０２と同軸方向、即ち衝撃荷重入力方向に連続する開断面形状の結合部１０６に嵌合させてボルト結合することから、前方からの衝撃荷重が入力されるとボルトに大きな剪断荷重が作用する。このため、多数のボルトによる結合を要すると共に、互いに嵌合する結合部１０２及び１０６が軸方向に長大になり、かつ結合部１０２にストラット取付板１０３が形成されて前部フレーム部材１０１の後部範囲の変形が拘束されて前部フレーム部材１０２の有効な軸圧壊変形範囲が制限され、前部フレーム部材１０２の全長に亘る軸圧壊変形による効率的な衝撃エネルギの吸収が妨げられることが懸念される。

また、フレーム部材を連結する同様の構成によるフロントアッパサイドフレーム等の他の車体フレームにおいても同様に衝撃エネルギの吸収が妨げられることが懸念される。

従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、軸圧壊変形による効率的な衝撃エネルギの吸収が達成できる車体フレーム構造を提供することにある。

上記目的を達成する請求項１に記載の車体フレーム構造の発明は、車体前後方向に沿って延在する後部フレーム部材と、該後部フレーム部材に連結されて車体前方から入力される衝撃荷重によって潰れ変形して衝撃エネルギを吸収する前部フレーム部材とを備えた車体フレーム構造において、筒状の閉断面形状で車体前後方向に沿って延在する後部フレーム部材と、該後部フレーム部材と同軸上に配置された中空閉断面形状の前部フレーム部材と、対向配置された上記後部フレーム部材と前部フレーム部材との間に介在して後部フレーム部材の前端縁に対向する第１面及び前部フレーム部材の後端縁と対向する第２面を有する板状の基部と、該基部の第１面から突出して後部フレーム部材の前端部分内に嵌合する後部フレーム結合部と、第２面に設けられて上記前部フレーム部材の後端部分が結合される前部フレーム結合部を有するブロック状のアダプタと、艤装部材とを有し、上記後部フレーム内に嵌合する後部フレーム結合部と後部フレーム部材と上記艤装部材とを共にボルト結合したことを特徴とする。

請求項２に記載された発明は、請求項１のフレーム構造において、上記前部フレーム部材は、アルミニウム系材料で形成され、後部フレーム部材は、鉄系材料で形成されたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２の車体フレーム構造において、上記アダプタは、アルミニウム系材料で形成されると共に表面に絶縁被膜を形成する耐電食処理が施されたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの車体フレーム構造において、上記後部フレーム部材は、車体前後方向に連続する断面多角形状であって、上記アダプタは、上記第１面が後部フレーム部材の前端縁に対向すると共に、後部フレーム結合部が上記後部フレームの前端部分に端合する断面多角形状であり、上記後部フレーム部材内に嵌合する後部フレーム結合部と後部フレーム部材と上記艤装部材とを共にボルト結合したことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかの車体フレーム構造において、上記後部フレーム部材は、互いに対向する外側壁及び内側壁と、上記外側壁と内側壁のそれぞれの上端縁間及び下端縁間をそれぞれ連結する上側壁及び下側壁とによって車体前後方向に連続形成された矩形断面形状であって、上記アダプタは、上記基部の第１面が後部フレーム部材の前端縁に対向すると共に、後部フレーム結合部が上記後部フレーム部材の外側壁、内側壁、上側壁、下側壁のそれぞれ内面に対向する外側面、内側面、上側面、下側面を有して後部フレーム部材内に嵌合する断面矩形状でかつ上側面から下側面に貫通するボルト挿通孔を有し、上記艤装品が上記アダプタの後部フレーム結合部に穿設されたボルト挿通孔及び後部フレーム部材の上側壁と下側壁に対向して穿設されたそれぞれの取付孔を貫通してナットと螺合するボルトによってアダプタの後部フレーム結合部及び上側壁と下側壁と共に締結されたことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかの車体フレーム構造において、上記後部フレーム部材は、互いに対向する外側壁及び内側壁と、上記外側壁と内側壁のそれぞれの上端縁間及び下端縁間をそれぞれ連結する上側壁及び下側壁とによって車体前後方向に連続形成された矩形断面形状であって、上記アダプタは、上記基部の第１面が後部フレーム部材の前端縁に対向すると共に、後部フレーム結合部が上記後部フレーム部材の外側壁、内側壁、上側壁、下側壁のそれぞれ内面に対向する外側面、内側面、上側面、下側面を有して後部フレーム部材内に嵌合する断面矩形状でかつ外側面から内側面に貫通するボルト挿通孔を有し、上記艤装品が上記アダプタの後部フレーム結合部に穿設されたボルト挿通孔及び後部フレーム部材の外側壁と内側壁に対向して穿設されたそれぞれの取付孔を貫通してナットと螺合するボルトによってアダプタの後部フレーム結合部及び外側壁と内側壁と共に締結されたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によると、閉断面形状に形成された後部フレーム部材の前端部分にブロック状で剛性を有するアダプタの基部に突設された後部フレーム結合部が嵌合して後部フレーム部材の前部部分を閉鎖し、かつこの嵌合状態で後部フレーム結合部と後部フレーム部材と艤装部材を共にボルト結合することによって、閉断面形状に形成された後部フレーム部材の前端部分の変形が拘束されて後部フレーム部材全体が車体の骨格構造として十分な強度及び剛性が確保される。この強度及び剛性が確保された筒状の後部フレームの前端縁と軸圧壊変形による衝撃エネルギ吸収に優れた筒状に形成された前部フレーム部材の後端縁が、アダプタの基部を介在して対向し、かつ前部フレーム部材と後部フレーム部材が同軸上に配置されることから、車体前方から前部フレーム部材に入力される衝撃荷重を前部フレーム部材の後端縁からアダプタの基部を介して後部フレーム部材に確実に伝達でき、剛性が確保された後部フレーム部材によって強固に受け止めることができる。更に、艤装部材が後部フレーム部材側に取り付けられて、艤装部材の取り付けに影響されることなく、前部フレーム部材の全長に亘って軸圧壊変形範囲が確保でき、前部フレーム部材の全長範囲による軸圧壊変形による衝撃エネルギの吸収が可能になり、乗員への衝撃が十分に緩和でき、乗員の安全性が確保できる。

また、強度及び剛性が確保された後部フレーム部材にアダプタと共に艤装部材を結合することによって、艤装部材の取付支持剛性が確保できる。

請求項２に記載の発明によると、前部フレーム部材を軸圧壊変形による衝撃エネルギ吸収に優れ、かつ押出成形性に優れたアルミニウム系材料によって形成し、後部フレーム部材を強度及び剛性に優れた鉄系材料によって形成することによって、前部フレーム部材の軸圧壊変形による衝撃エネルギの吸収がより効率的に達成でき、かつ艤装部材の支持剛性が向上する。

請求項３に記載の発明によると、アダプタを加工性に優れ軽量なアルミニウム系材料で形成することによって、容易かつ軽量にアダプタが形成でき、かつ表面に絶縁被膜を形成する耐電食処理を施すことによって、異種金属材料によって形成された後部フレーム部材とイオン化傾向の相違により発生する電食が抑制できる。

請求項４に記載の発明によると、後部フレーム部材は断面多角形状であって、アダプタの後部フレーム結合部は後部フレーム部材の前端部分に嵌合する断面多角形状であり、後部フレーム部材とアダプタの後部結合部と艤装部材を共にボルト結合することによって、後部フレーム部材の変形が確実に拘束され、後部フレーム部材の剛性が確保できると共に、前部フレーム部材の軸圧壊による衝撃エネルギの吸収が確実になり、かつ艤装部材の支持剛性が確保できる。

請求項５は、後部フレーム部材及びアダプタの具体的構成を示すもので、後部フレーム部材を外側壁、内側壁、上側壁、下側壁を有する矩形断面形状にし、アダプタの後部フレーム結合部を後部フレーム部材の外側壁、内側壁、上側壁、下側壁のそれぞれ内面に対向する外側面、内側面、上側面、下側面を有して後部フレーム部材内に嵌合する断面矩形状に形成すると共に、艤装品をアダプタの後部フレーム結合部に穿設されたボルト挿通孔及び後部フレーム部材の上側壁と下側壁に対向して穿設されたそれぞれの取付孔を貫通してナットと螺合するボルトによってアダプタの後部フレーム結合部と上側壁と下側壁と共に締結することによって後部フレーム部材の変形が確実に拘束され、後部フレーム部材の剛性が確保できると共に、前部フレーム部材の軸圧壊による衝撃エネルギの吸収が確実になり、かつ艤装部材の支持剛性が確保できる。更に、アダプタの後部フレーム結合部にネジ部を要することなくアダプタの形状の簡素化及び製造コストの抑制が期待できる。

請求項６は、後部フレーム部材及びアダプタの具体的構成を示すもので、後部フレーム部材を外側壁、内側壁、上側壁、下側壁を有する矩形断面形状にし、アダプタの後部フレーム結合部を後部フレーム部材の外側壁、内側壁、上側壁、下側壁のそれぞれ内面に対向する外側面、内側面、上側面、下側面を有して後部フレーム部材内に嵌合する断面矩形状に形成すると共に、艤装品をアダプタの後部フレーム結合部に穿設されたボルト挿通孔及び後部フレーム部材の外側壁と内側壁に対向して穿設されたそれぞれの取付孔を貫通してナットと螺合するボルトによってアダプタの後部フレーム結合部及び外側壁と内側壁と共に締結することによって後部フレーム部材の変形を拘束し後部フレーム部材の剛性が確保できると共に、前部フレーム部材の軸圧壊変形による衝撃エネルギの吸収が確実になり、かつ艤装部材の支持剛性が確保できる。更に、アダプタの後部フレーム結合部にネジ部を要することなくアダプタの形状の簡素化及び製造コストの抑制が期待できる。

以下、本発明による車体フレーム構造の実施の形態を、フロントサイドフレームを例に図１乃至図８を参照して説明する。

図１は自動車の車体前部の要部概要を示す斜視図、図２は図１のＡ部拡大図、図３は図２の分解斜視図、図４は図２のＩ−Ｉ線断面図、図５は図２のＩＩ−ＩＩ線断面図、図６はアダプタの説明図である。なお、矢印Ｆは車体前部方向を示している。

車体１の前部分は、図１に要部を示すように車幅方向に延在するトーボード２によって車室ＲとエンジンルームＥとに区画され、後部がトーボード２の下部からフロアパネルの下面に亘って取り付けられてエンジンルームＥの両側に沿って車体前方方向Ｆに延在する左右一対の車体フレームであるフロントサイドフレーム１０と、トーボード２の上部から車体前方方向Ｆに延在する左右一対のフロントアッパフレーム３を備え、フロントサイドフレーム１０とフロントアッパフレーム３との間にフロントサスペンション用のストラットタワー５が組み付けられている。

フロントサイドフレーム１０は、図２に図１のＡ部拡大図を示すと共に図３に図２の分解斜視図を示すように、後部がトーボード２の下部からフロアパネルの下面に亘って取り付けられて車体前方方向Ｆに延在する鉄系材料の後部フレーム部材１１と、この後部フレーム部材１１の前端にアダプタ３１を介在して連結されて車体前方方向Ｆに延在するアルミニウム系材料の前部フレーム部材２１によって構成され、フロントサイドフレーム１０に艤装部材、例えばエンジンマウント５１が取り付け支持される。

後部フレーム部材１１は、筒状体を半割状に形成したアウタパネル１２及びインナパネル１６によって車体前後方向に沿ってほぼ直線状で連続する閉断面形状に構成されている。

アウタパネル１２は、図２乃至図４に示すように、外側壁１３と、この外側壁１３の上端縁及び下端縁からそれぞれ車体内方に向かって折曲形成されて互いに対向する上側壁１４及び下側壁１５を有し、上側壁１４及び下側壁１５の端縁にそれぞれ上側フランジ１４ａ及び下側フランジ１５ａが折曲形成されて車体前後方向に連続する断面略コ字状に形成されている。

インナパネル１６は、アウタパネル１２の外側壁１３と対向する内側壁１７と、この内側壁１７の上端縁及び下端縁からそれぞれ車体外方に折曲形成されて互いに対向する上側壁１８及び下側壁１９を有し、上側壁１８及び下側壁１９の端縁にそれぞれ上側フランジ１８ａ及び下側フランジ１９ａが折曲形成されて車体前後方向に連続して延在する断面略コ字状に形成されている。

アウタパネル１２の上側壁１４と下側壁１５には、アウタパネル１２の前端縁１２ａの近傍にそれぞれ取付孔１４ｂと１５ｂが対向して穿設されている。同様に、インナパネル１６の上側壁１８と下側壁１９には、インナパネル１６の前端縁１６ａの近傍にそれぞれ取付孔１８ｂと１９ｂが対向して穿設されている。

これらアウタパネル１２及びインナパネル１６の各上側フランジ１４ａと１８ａを溶接結合し、下側フランジ１５ａと１９ａを溶接結合することによって、図４に図２のＩ−Ｉ線断面図を示すように断面略矩形で車体前後方向に沿って連続する筒状で中空閉断面形状の後部フレーム部材１１が形成される。

一方、前部フレーム部材２１は、図２、図３及び図５に示すように、内側壁２２と外側壁２６とが対向し、内側壁２２の上端縁から車体外方に向かって斜め上方に折曲形成された上部傾斜側壁２３、上部傾斜側壁２３の上端縁から車体外方に折曲形成された上側壁２４、内側壁２２の下端縁から車体外方に向かって斜め下方に折曲形成された下部傾斜側壁２９、下部傾斜側壁２９の下端縁から車体外方に折曲形成された下側壁２８、外側壁２６の上端縁から車体内方に向かって斜め上方に折曲形成されて上側壁２４の外方端縁に連結する上部傾斜側壁２５、外側壁２６の下端縁から車体内方に向かって斜め下方に折曲形成されて下側壁２８の外方端縁に連続する下部傾斜側壁２７を有する断面略八角形で軸方向、即ち車体前後方向に沿って連続する閉断面形状に形成され、内部が隔壁３０に上下に区画されている。このような前部フレーム部材２１は、同一断面形状で直線状に連続することから、アルミニウム系材料が成形性に優れ、生産性に優れた押出成形によって容易に製造できる。更に、前部フレーム部材２１の後端縁２１ａの近傍において上部傾斜側壁２３、２５、下部傾斜側壁２７、２９にそれぞれ取付孔２３ｂ、２５ｂ、２７ｂ、２９ｂが形成されている。

アダプタ３１は、図３乃至図６に示すように、加工性に優れかつ軽量なアルミニウム系材料からなるブロック状で、環状に連続するアウタパネル１２の前端縁１２ａ及びインナパネル１６の前端縁１６ａに周囲が対向する第１面３３と前部フレーム部材２１の後端縁２１ａに対向する第２面３４とが形成された平板状の基部３２を有し、この基部３２の第１面３３に後部フレーム１１の前端部分内に挿入して嵌合する後部フレーム結合部３５が突設され、第２面３４に前部フレーム２１の後端部分内に挿入して嵌合する前部フレーム結合部４５が突設されている。

後部フレーム結合部３５は、図３、図４、図６等に示すように、後部フレーム部材１１を形成するアウタパネル１２の外側壁１３、インナパネル１６の内側壁１７、アウタパネル１２及びインナパネル１６の各上側壁１４と１８、アウタパネル１２及びインナパネル１６の各下側壁１５と１９の各内面にそれぞれ対向する外側面３６、内側面３７、上側面３８、下側面３９を有して後部フレーム部材１１内に嵌合する断面矩形状で基部３２の第１面３３に突設形成されている。

更に、後部フレーム結合部３５には、アウタパネル１２の上側壁１４及び下側壁１５に対向して穿設された取付孔１４ｂ及び１５ｂに対応して上面部３８と下側面４０に端部が開口して上下方向に貫通するボルト挿通孔４１が穿設され、更にインナパネル１６の上側壁１８及び下側壁１９に対向して穿設された取付孔１８ｂ及び１９ｂに対応して上面部３８と下側面３９に端部が開口して上下方向に貫通するボルト挿通孔４２が穿設されている。

前部フレーム結合部４５は、図３、図５、図６に示すように、基部３２の第２面３４に突設されて前部フレーム部材２１の中空部に挿入して上側壁２４及び両上部傾斜側壁２３、２５の内面に側面が当接する上部結合部４６と、下側壁２６及び両下部傾斜壁２７、２９の内面に側面が当接する下部結合部４７を有し、上部結合部４６には上部傾斜壁２３、２５に穿設された取付孔２３ｂ、２５ｂに対応するネジ穴４６ｂ、４６ｂが形成され、下部結合部４７には下部傾斜壁２７、２９に穿設された取付孔２７ｂ、２９ｂに対応するネジ穴４７ｂ、４７ｂが形成されている。

このように形成されたアダプタ３１は、異種金属材料によって形成された後部フレーム部材１１と接触することによるイオン化傾向の相違による電食の発生を抑制するために、表面に絶縁被膜を形成する耐電食処理が施されている。

エンジンマウント５１は、インナパネル１６の上側壁１８上に当接すると共に取付孔１８ｂに対応する取付孔５３ｂが穿設された取付部５３の後端に支持部５４が上方に折曲形成されたＬ字状の取付ブラケット５２と、支持部５４に基端が支持されて車体後方に向かって延設されたアーム５５と、アーム５５に取り付けられたダンパ５６を有し、ダンパ５６に設けられたステー５７の先端がエンジンルームＥ内に搭載されたパワーユニットに連結される。

次に、このように形成されたアウタパネル１２、インナパネル１６、前部フレーム部材２１、アダプタ３１及びエンジンマウント５１の結合状態を説明する。

対向するアウタパネル１２及びインナパネル１６の上側フランジ１４ａと１８ａを溶接結合し、かつ下側フランジ１５ａと１９ａを溶接結合して閉断面形状の後部フレーム部材１１が形成される。この後部フレーム部材１１の中空部内にアダプタ３１の基部３２に突設された後部フレーム結合部４５が嵌入して、基部３２の第１面３３がアウタパネル１２の前端縁１２ａ及びインナパネル１６の前端縁１６ａに対向して当接すると共に後部フレーム結合部３５の外側面３６、内側面３７、上側面３８、下側面３９がそれぞれアウタパネル１２の外側壁１３、インナパネル１６の内側壁１７、アウタパネル１２及びインナパネル１６の各上側壁１４と１８、アウタパネル１２及びインナパネル１６の各下側壁１５と１９に対向した状態で嵌合して後部フレーム部材１１の前端部分を閉鎖している。

後部フレーム部材１１の中空部内にアダプタ３１の後部フレーム結合部３５が嵌合して互いに位置決めされたアダプタ３１の後部フレーム結合部３５に穿設されたボルト挿通孔４１及びアウタパネル１２の上側壁１４及び下側壁１５に穿設された取付孔１４ｂ及び１５ｂに、上側壁１４の取付孔１４ｂ側から挿入されて貫通するボルト６１がナット６２と螺合してアダプタ３１の後部フレーム結合部３５、アウタパネル１２の上側壁１４及び下壁部１４が共に締結される。一方、インナパネル１６の上側壁１８上に取付ブラケット５２の取付部５３が位置決めして配置され、取付ブラケット５２の取付孔５３ｂ側から挿入されて後部フレーム結合部３５に穿設されたボルト挿通孔４２及びインナパネル１６の上側壁１８及び下側壁１９に穿設された取付孔１８ｂ及び１９ｂを貫通するボルト６１がナット６２と螺合して取付ブラケット５２の取付部５３、インナパネル１６の上側壁１８、下側壁１９、アダプタ３１の後部フレーム結合部３５が共に締結される。

後部フレーム部材１１の前端部分に取り付けられたアダプタ３１の前部フレーム結合部４５の上部結合部４６及び下部結合部４７がそれぞれ前部フレーム部材２１の空間部に嵌合し、前部フレーム部材２１の端縁２１ａをアダプタ３１に形成された基部３２の第２面３４に当接した状態で、前部フレーム部材２１の上側壁２４及び両上部傾斜壁２３、２５の内面に上部結合部４６の側面が当接し、かつ取付孔２３ｂ、２５ｂから挿入してネジ穴４６ｂ、４６ｂに螺合するボルト６３によって前部フレーム２１の両上部傾斜壁２３、２５と上部結合部４６が結合し、同様に、前部フレーム部材２１の下側壁２８及び両下部傾斜壁２７、２９の内面に下部結合部４７の側面が当接し、取付孔２７ｂ、２９ｂから挿入してネジ穴４７ｂ、４７ｂに螺合するボルト６３によって両下部傾斜壁２７、２９と下部結合部４７が結合して後部フレーム部材１１と同軸上に前部フレーム部材２１が配置され、前部フレーム部材２１の後端部分がアダプタ３１に結合される。

このように形成されたフロントサイドフレーム１０は、剛性に優れた鉄系材料によって形成されたアウタパネル１２及びインナパネル１６の上側フランジ１４ａと１８ａ及び下側フランジ１５ａと１９ａが溶接結合されて閉断面形状に形成された後部フレーム部材１１の前端部分に、ブロック状で剛性を有するアダプタ３１の基部３２に突設された後部フレーム結合部３５が嵌合して後部フレーム１１の前部を閉鎖し、かつこの嵌合状態でボルト６１によって後部フレーム結合部３５とアウタパネル１２及び後部フレーム結合部４５とインナパネル１６を共に締結することによって閉断面形状に形成された後部フレーム部材１１の前端部分の変形が拘束されて、後部フレーム部材１１全体が車体の骨格構造として十分な強度及び剛性が確保される。

この剛性が確保された筒状の後部フレーム１１を形成するアウタパネル１２の前端縁１２ａ及びインナパネル１６の前端縁１３ａと、軸圧壊変形による衝撃エネルギ吸収に優れたアルミニウム系材料によって断面八角形の筒状に形成された前部フレーム部材２１の後端縁２１ａとが、板状に形成されたアダプタ２１の基部３２を介在して対向し、かつ前部フレーム部材２１と後部フレーム部材１１が同軸上に配置されて車体前方方向から前部フレーム部材２１に入力される衝撃荷重Ｐを前部フレーム部材２１の後端縁２１ａからアダプタ３１の基部３２を介して後部フレーム部材１１に確実に伝達でき、剛性が確保された後部フレーム部材１１によって強固に受け止めることができる。

更に、エンジンマウント５１を後部フレーム１１の前端部分に取り付けることから、エンジンマウント５１の取り付けに影響されることなく前部フレーム２１２１の全長に亘って軸圧壊変形範囲が確保でき、前部フレーム部材２１の全長範囲による軸圧壊変形により衝撃エネルギの吸収が可能になり衝撃荷重Ｐによる乗員への衝撃が十分に緩和でき、乗員の安全性が確保できる。

また、剛性が確保された後部フレーム部材１１と、この後部フレーム部材１１に嵌合して固定されたアダプタ３１とにボルト６１及びナット６２によってエンジンマウント５１の取付ブラケット５２が共締めされて強固に固定されてエンジンマウント５１の支持剛性が確保できる。エンジンマウント５１の支持剛性の向上によってエンジンルームＥ内に搭載されたエンジン等のパワーユニットからフロントフレーム１０への振動伝達がダンパ５６によって効率的に低減でき、エンジンマウント５１の機能が確保できて車両の静粛性及び乗り心地が向上する。

更に、アウタパネル１２の上側壁１４及び下側壁１５に穿設された取付孔１４ｂ及び１５ｂ及びアダプタ３１の後部フレーム結合部３５に穿設されたボルト挿通孔４１を貫通するボルト６１及びナット６２によってアダプタ３１の第１フレーム結合部３５、アウタパネル１２の上側壁１４及び下壁部１４を共に締結し、かつ取付ブラケット５２の取付孔５３ｂと、インナパネル１６の上側壁１８及び下側壁１９に穿設された取付孔１８ｂ、１９ｂ、及びアダプタ３１の第１フレーム結合部３５に穿設されたボルト挿通孔４２を貫通するボルト６１及びナット６２によってアダプタ３１の後部フレーム結合部３５、インナパネル１６の上側壁１８及び下側壁１９、エンジンマウント５１の取付ブラケット５２を共に締結するように構成することによって、ボルト６１及びナット６２等の締結具の削減及び締結具の削減に伴う構造の簡素化が得られ、また、エンジンマウント５１を取り付けるための取付具が不要になり、かつアダプタ３１のボルト挿通孔４１、４２にネジ部を形成する必要がなくアダプタ３１の構造の簡素化が可能になり製造コストの抑制が期待できる。

なお、上記実施の形態では、後部フレーム部材１１の前部部分にエンジンマウント５１を取り付けたが、エンジンマウント５１に代えて艤装部材としてフロントサイドフレーム１０間に架設されるサスペンションクロスメンバ５８を取り付けることもできる。このサスペンションクロスメンバ５８の取り付けは、図７に図４に対応する断面図を示し、対応する部分に同一符号を付すことで詳細な説明を省略するが、インナパネル１６の下側壁１９に下方よりサスペンションクロスメンバ５８の端部を位置決め当接し、インナパネル１６の上側壁１８に穿設された取付孔１８ｂからボルト６１を挿入し、アダプタ３１の後部フレーム結合部３５のボルト挿通孔４２、インナパネル１６の下側壁１９に穿設された取付孔１９ｂ及びサスペンションクロスメンバ５８の取付孔５８ｂを貫通させ、ナット６２と螺合させることにより、インナパネル１６の上側壁１８、アダプタ３１の第１フレーム結合部３５、インナパネル１６の下側壁１９及びサスペンションクロスメンバ５８が共に締結されている。

よって、剛性が確保された後部フレーム部材１１と、この後部フレーム部材１１に嵌合して固定されたアダプタ３１とにボルト６１及びナット６２によってサスペンションクロスメンバ５８が共締めされて強固に固定されて、フロントサイドフレーム１０とサスペンションクロスメンバ５８との結合剛性が確保できる。

このサスペンションクロスメンバ５８の支持剛性の向上により、サスペンションクロスメンバ５８に支持されたサスペンションを介して入力されるロードノイズ等のタイヤからの振動入力が低減して車両の静粛性が向上すると共に乗り心地の向上が得られる。

また、タイダウンフック５９を後部フレーム部材１１の前端部分に結合することもできる。このタイダウンフック５９の結合は、図８に図４に対応する断面図を示し、対応する部分に同一符号を付すことで詳細な説明を省略するが、アウタパネル１２の外側壁１３に一対の取付孔１３ｂを穿設し、インナパネル１６の内側壁１７に取付孔１３ｂと対向する取付孔１７ｂを穿設すると共に、アダプタ３１の後部フレーム結合部３５に各取付孔１３ｂ及び１７ｂに対応して外側面３６と内側面３７に開口して貫通するボルト挿入孔４１ａ及び４２ａを形成し、インナパネル１６の内側壁１７にタイダウンフック５９を当接して位置決めし、アウタパネル１２の外側壁１３に穿設された各取付孔１３ｂからボルト６１ａを挿入し、アダプタ３１の第１フレーム結合部３５に穿設されたボルト挿通孔４１ａ、４２ａ及びインナパネル１６の内側壁１７に穿設された各取付孔１７ｂ、１７ｂ及びタイダウンフック５９の各取付孔５９ｂを貫通させ、ナット６２ａと螺合させることにより、アウタパネル１２の外側壁１３、アダプタ３１の後部フレーム結合部３５、インナパネル１６の上側壁１７及びタイダウンフック５９が共に締結されている。

よって、剛性が確保された後部フレーム部材１１を形成するアウタパネル１２及びインナパネル１６と、この後部フレーム部材１１に嵌合して固定されたアダプタ３１とに一対のボルト６１ａ及びナット６２ａによってタイダウンフック５９が共締めされて強固に固定されてフロントサイドフレーム１０とタイダウンフック５９との結合剛性が確保できる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では前部フレーム部材２１を断面八角形で軸方向に連続するアルミニウム系材料によって形成したが、断面八角形に限定されることなく六角形等の他の断面形状に構成することもでき、またアルミニウム系材料に代えて鉄系材料など適宜変更することもできる。ただし、好ましくは軽量で衝撃エネルギ吸収に優れたアルミニウム系材料を適用した方がよい。また、後部フレーム部材１１の断面形状は矩形に限定されることなく六角形や八角形等他の閉断面形状に形成することができる。更に、後部フレーム部材１１の前端部分に結合される艤装部材はエンジンマウント５１やサスペンションクロスメンバ５８、タイダウンフック５９等に限定されることなく他の艤装部材に代えることができる。

本発明における車体フレーム構造の実施の形態の概要を示す自動車の車体前部の斜視図である。 図１のＡ部拡大図である。 図２の分解斜視図である。 図２のＩ−Ｉ線断面図である。 図２のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 アダプタの説明図である。 他の実施の形態の概要を示す断面図である。 更に、他の実施の形態の概要を示す断面図である。 従来の車体フレームの概要を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ 車体
１０ フロントサイドフレーム（車体フレーム）
１１ 後部フレーム部材
１２ アウタパネル
１２ａ 端縁
１３ 外側壁
１４ 上側壁
１４ｂ 取付孔
１５ 下側壁
１５ｂ 取付孔
１６ インナパネル
１６ａ 端縁
１７ 内側壁
１７ｂ 取付孔
１８ 上側壁
１９ 下側壁
１９ｂ 取付孔
２１ 前部フレーム部材
３１ アダプタ
３２ 基部
３３ 第１面
３４ 第２面
３５ 後部フレーム結合部
３６ 外側面
３７ 内側面
３８ 上側面
３９ 下側面
４１、４２ ボルト挿通孔
４１ａ、４２ａ ボルト挿通孔
４５ 前部フレーム結合部
５１ エンジンマウント（艤装部材）
５８ サスペンションクロスメンバ（艤装部材）
５８ｂ 取付孔
５９ タイダウンフック（艤装部材）
５９ｂ 取付孔
６１ ボルト
６１ａ ボルト
６２ ナット
６２ａ ナット

Claims (6)

1. 車体前後方向に沿って延在する後部フレーム部材と、該後部フレーム部材に連結されて車体前方から入力される衝撃荷重によって潰れ変形して衝撃エネルギを吸収する前部フレーム部材とを備えた車体フレーム構造において、
   筒状の閉断面形状で車体前後方向に沿って延在する後部フレーム部材と、
   該後部フレーム部材と同軸上に配置された中空閉断面形状の前部フレーム部材と、
   対向配置された上記後部フレーム部材と前部フレーム部材との間に介在して後部フレーム部材の前端縁に対向する第１面及び前部フレーム部材の後端縁と対向する第２面を有する板状の基部と、該基部の第１面から突出して後部フレーム部材の前端部分内に嵌合する後部フレーム結合部と、第２面に設けられて上記前部フレーム部材の後端部分が結合される前部フレーム結合部を有するブロック状のアダプタと、
   艤装部材とを有し、
   上記後部フレーム部材内に嵌合する後部フレーム結合部と後部フレーム部材と上記艤装部材とを共にボルト結合したことを特徴とする車体フレーム構造。
2. 上記前部フレーム部材は、アルミニウム系材料で形成され、
   後部フレーム部材は、鉄系材料で形成されたことを特徴とする請求項１に記載の車体フレーム構造。
3. 上記アダプタは、アルミニウム系材料で形成されると共に表面に絶縁被膜を形成する耐電食処理が施されたことを特徴とする請求項２に記載の車体フレーム構造。
4. 上記後部フレーム部材は、
   車体前後方向に連続する断面多角形状であって、
   上記アダプタは、
   上記第１面が後部フレーム部材の前端縁に対向すると共に、後部フレーム結合部が上記後部フレームの前端部分に端合する断面多角形状であり、
   上記後部フレーム部材内に嵌合する後部フレーム結合部と後部フレーム部材と上記艤装部材とを共にボルト結合したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車体フレーム構造。
5. 上記後部フレーム部材は、
   互いに対向する外側壁及び内側壁と、上記外側壁と内側壁のそれぞれの上端縁間及び下端縁間をそれぞれ連結する上側壁及び下側壁とによって車体前後方向に連続形成された矩形断面形状であって、
   上記アダプタは、
   上記基部の第１面が後部フレーム部材の前端縁に対向すると共に、後部フレーム結合部が上記後部フレーム部材の外側壁、内側壁、上側壁、下側壁のそれぞれ内面に対向する外側面、内側面、上側面、下側面を有して後部フレーム部材内に嵌合する断面矩形状でかつ上側面から下側面に貫通するボルト挿通孔を有し、
   上記艤装品が上記アダプタの後部フレーム結合部に穿設されたボルト挿通孔及び後部フレーム部材の上側壁と下側壁に対向して穿設されたそれぞれの取付孔を貫通してナットと螺合するボルトによってアダプタの後部フレーム結合部及び上側壁と下側壁と共に締結されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車体フレーム構造。
6. 上記後部フレーム部材は、
   互いに対向する外側壁及び内側壁と、上記外側壁と内側壁のそれぞれの上端縁間及び下端縁間をそれぞれ連結する上側壁及び下側壁とによって車体前後方向に連続形成された矩形断面形状であって、
   上記アダプタは、
   上記基部の第１面が後部フレーム部材の前端縁に対向すると共に、後部フレーム結合部が上記後部フレーム部材の外側壁、内側壁、上側壁、下側壁のそれぞれ内面に対向する外側面、内側面、上側面、下側面を有して後部フレーム部材内に嵌合する断面矩形状でかつ外側面から内側面に貫通するボルト挿通孔を有し、
   上記艤装品が上記アダプタの後部フレーム結合部に穿設されたボルト挿通孔及び後部フレーム部材の外側壁と内側壁に対向して穿設されたそれぞれの取付孔を貫通してナットと螺合するボルトによってアダプタの後部フレーム結合部及び外側壁と内側壁と共に締結されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車体フレーム構造。

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