特許 6206331 車両用フレーム構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6206331

(24)【登録日】2017年9月15日

(45)【発行日】2017年10月4日

(54)【発明の名称】車両用フレーム構造

(51)【国際特許分類】

   B62D 25/20 20060101AFI20170925BHJP

   B62D 21/15 20060101ALI20170925BHJP

【ＦＩ】

   B62D25/20 C

   B62D21/15 C

【請求項の数】5

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2014-113803(P2014-113803)

(22)【出願日】2014年6月2日

(65)【公開番号】特開2015-227124(P2015-227124A)

(43)【公開日】2015年12月17日

【審査請求日】2016年3月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100081422

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 光雄

(74)【代理人】

【識別番号】100083013

【弁理士】

【氏名又は名称】福岡 正明

(72)【発明者】

【氏名】本田 正徳

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 重昭

(72)【発明者】

【氏名】小橋 正信

(72)【発明者】

【氏名】亀井 丈広

(72)【発明者】

【氏名】竹下 弘明

(72)【発明者】

【氏名】元木 正紀

(72)【発明者】

【氏名】中村 悟志

(72)【発明者】

【氏名】河村 力

(72)【発明者】

【氏名】吉田 邦彦

【審査官】 須山 直紀

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−３１０７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０９５９９１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２２７１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２３４４９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１１９５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０２６０２８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００９−２２０６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２４３３３６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｄ ２５／２０

Ｂ６２Ｄ ２１／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

閉断面状に形成されたフレーム本体の内部に補強体が配設された車両用フレーム構造であって、
前記フレーム本体は、該フレーム本体に荷重が入力される際に該フレーム本体の引張側及び圧縮側にそれぞれ配置される第１車体構成部材及び第２車体構成部材を接合することにより閉断面状に形成され、
前記補強体は、
前記第１車体構成部材に沿って延在する基部と、該基部から前記フレーム本体の内方側に断面略矩形状に突出する凸部とを備えた第１補強部材と、
前記第２車体構成部材に沿って延在する基部と、該基部から前記フレーム本体の内方側に断面略矩形状に突出する凸部とを備えた第２補強部材とを有し、
該第１補強部材の凸部と該第２補強部材の凸部とがそれぞれ頂面部と両側の側面部とを備えると共に、該第１補強部材の凸部の頂面部と該第２補強部材の凸部の頂面部とが接合され、且つ、
少なくとも前記フレーム本体に荷重が入力される際に曲げの中立軸より引張側において前記フレーム本体に接合され、
前記補強体及び前記フレーム本体によって、前記フレーム本体の長手方向に延びると共に前記フレーム本体の長手方向と直交する直交断面において閉断面状に形成される閉断面部であって、互いに対向する一対の第１面部と一対の第２面部とを備えると共に該第２面部の前記直交断面における断面長さが該第１面部の前記直交断面における断面長さより長い断面略長方形状に形成され、且つ該第２面部が前記曲げの中立軸と略直交する方向に配置された閉断面部が形成され、
前記第１補強部材は、複数の前記凸部を有し、
前記第２補強部材は、１つの前記凸部を有し、
前記第１補強部材の凸部の頂面部と前記第２補強部材の凸部の頂面部とは、前記曲げの中立軸より引張側において接合されている、
ことを特徴とする車両用フレーム構造。

【請求項2】

閉断面状に形成されたフレーム本体の内部に補強体が配設された車両用フレーム構造であって、
前記フレーム本体は、該フレーム本体に荷重が入力される際に該フレーム本体の引張側及び圧縮側にそれぞれ配置される第１車体構成部材及び第２車体構成部材を接合することにより閉断面状に形成され、
前記補強体は、
前記第１車体構成部材に沿って延在する基部と、該基部から前記フレーム本体の内方側に断面略矩形状に突出する凸部とを備えた第１補強部材と、
前記第２車体構成部材に沿って延在する基部と、該基部から前記フレーム本体の内方側に断面略矩形状に突出する凸部とを備えた第２補強部材とを有し、
該第１補強部材の凸部と該第２補強部材の凸部とがそれぞれ頂面部と両側の側面部とを備えると共に、該第１補強部材の凸部の頂面部と該第２補強部材の凸部の頂面部とが接合され、且つ、
少なくとも前記フレーム本体に荷重が入力される際に曲げの中立軸より引張側において前記フレーム本体に接合され、
前記補強体及び前記フレーム本体によって、前記フレーム本体の長手方向に延びると共に前記フレーム本体の長手方向と直交する直交断面において閉断面状に形成される閉断面部であって、互いに対向する一対の第１面部と一対の第２面部とを備えると共に該第２面部の前記直交断面における断面長さが該第１面部の前記直交断面における断面長さより長い断面略長方形状に形成され、且つ該第２面部が前記曲げの中立軸と略直交する方向に配置された閉断面部が形成され、
前記第１補強部材は、前記曲げの中立軸より引張側に配置され、
前記第１補強部材の凸部の側面部の前記直交断面における断面長さは、前記第２補強部材の凸部の側面部の前記直交断面における断面長さより小さく設定され、
前記第１補強部材の凸部の頂面部と前記第２補強部材の凸部の頂面部とは、前記曲げの中立軸より引張側において接合され、
前記閉断面部の第２面部の前記直交断面における断面長さは、前記閉断面部の第１面部の前記直交断面における断面長さの２倍以上に設定されている、
ことを特徴とする車両用フレーム構造。

【請求項3】

前記第１補強部材は、複数の前記凸部を有し、
前記第２補強部材は、１つの前記凸部を有し、
前記第１補強部材の凸部の頂面部と前記第２補強部材の凸部の頂面部とは、前記曲げの中立軸より引張側において接合されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用フレーム構造。

【請求項4】

前記第２補強部材の凸部の側面部と前記フレーム本体とを用いて形成された前記閉断面部の内部に充填部材が充填されている、
ことを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の車両用フレーム構造。

【請求項5】

前記第２補強部材は、該第２補強部材の凸部の頂面部に前記直交断面に略平行に延びるビード部を備えている、
ことを特徴とする請求項１、請求項３又は請求項４に記載の車両用フレーム構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、自動車等の車両における車体の一部を構成する車両用フレームの構造に関し、特に閉断面状に形成されたフレーム本体の内部に補強体が配設された車両用フレーム構造に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車等の車体は、車両衝突時などに乗員の安全性を確保するためや車体への損傷を抑制するために、車体に入力される衝撃荷重を吸収するように構成されている。車体の前後部については、バンパレインとサイドフレームとの間にクラッシュカンを配設して、車両衝突時などにクラッシュカンを折り畳むように潰すことでエネルギを吸収するように構成したものが知られている。

【0003】

また、サイドフレームに該サイドフレームの曲げ変形を促進するビード部などの変形促進部を設けて、車両衝突時などに変形促進部を起点としてサイドフレームを効率良く曲げ変形させて潰すことでエネルギを吸収するように構成したものも知られている。

【0004】

例えば、図９に示す車体フレーム２００のように、車体の前部において、バンパ（不図示）内に配設されたバンパレイン２０１と、バンパレイン２０１の車体後方側に配置されたフロントサイドフレーム２０２との間にクラッシュカン２０３を設けると共に、閉断面状に形成したフロントサイドフレーム２０２に閉断面内に窪む変形促進部としてのビード部２０２ａを設けて、車両衝突時などに前方側から荷重Ｆが入力される際にクラッシュカン２０３が潰れると共にビード部２０２ａを起点としてフロントサイドフレーム２０２が曲げ変形して潰れることでエネルギを吸収するように構成したものが知られている。

【0005】

また、例えば特許文献１には、閉断面状に形成したフロントサイドフレームを車体前後方向に略真っ直ぐに形成すると共に断面八角形状に形成して、断面円筒形状又は断面四角形状に形成する場合に比して、車両衝突時などにフロントサイドフレームに荷重が入力される際のエネルギの吸収効率を高めるようにしたものが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第３８２０８６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

サイドフレームなどの車両用フレーム（車体フレーム）において、車体フレームが潰れるときのエネルギ吸収量をさらに高めるために、閉断面状に形成したフレーム本体の曲げ変形して潰れる部分の内部に補強体を配置することが考えられるが、かかる場合、補強体によって重量の増加を招くこととなるので、重量の増加を抑制しつつエネルギ吸収量を如何に高めるかが問題となる。

【0008】

閉断面状に形成した車体フレームに荷重が入力されて車体フレームが曲げ変形して潰れる場合、荷重に対する反力が最大曲げ荷重を超えると急激に低下して、車体フレームの曲げ変形が急激に進行して潰れることが知られている。

【0009】

図１０（ａ）に示すように、正方形閉断面状に形成した車体フレーム２１０に、該車体フレーム２１０の両端部の上方に圧子（不図示）を介して荷重Ｆを入力して曲げモーメントＭを作用する場合、上面部２１０ａでは圧縮応力が生じ、下面部２１０ｂでは引張応力が生じ、側面部２１０ｃでは上面部２１０ａ側に圧縮応力が生じると共に下面部２１０ｂ側に引張応力が生じることとなる。

【0010】

そして、図１０（ｂ）に示すように、圧子のストロークが大きくなるにつれて荷重Ｆに対する反力Ｆ’_１が大きくなり、荷重Ｆに対する反力Ｆ’_１が最大となる最大曲げ荷重Ｆ’_１ｍａｘを超えると急激に反力Ｆ’_１が低下することとなる。

【0011】

これに対し、本願発明者等は、種々の試験研究を重ねた結果、図１１（ａ）に示すように、上面部２２０ａ、下面部２２０ｂ及び側面部２２０ｃを備えて縦長長方形閉断面状の車体フレーム２２０では、図１１（ｂ）に示すように、荷重Ｆに対する反力Ｆ’_２が最大曲げ荷重Ｆ’_２ｍａｘを超えても急激に低下しないことを見出した。

【0012】

車体フレームが曲げ変形することにより吸収できるエネルギであるエネルギ吸収量は、荷重Ｆに対する反力と圧子のストロークとの積で表されることから、閉断面状に形成される閉断面部を縦長長方形にすることで、荷重Ｆに対する反力が急激に低下することを抑制してエネルギ吸収量を高めることができ、重量の増加を抑制しつつエネルギ吸収量を高めることができると考えられる。

【0013】

フレーム本体の内部に補強体が配設された車体フレームについても、車体フレームに閉断面部を形成すると共に該閉断面部を縦長長方形にすることで、重量の増加を抑制しつつエネルギ吸収量を高めることができると考えられるが、かかる車体フレームを製造する場合、補強体を形成する工程や補強体とフレーム本体とを接合する工程が必要であることから、車体製造時の生産性を低下させるおそれがある。

【0014】

そこで、本発明は、フレーム本体の内部に補強体が配設された車両用フレーム構造において、生産性が高く、重量の増加を抑制しつつエネルギ吸収量を高めることができる車両用フレーム構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

前記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。

【0016】

まず、本願の請求項１に係る発明は、閉断面状に形成されたフレーム本体の内部に補強体が配設された車両用フレーム構造であって、前記フレーム本体は、該フレーム本体に荷重が入力される際に該フレーム本体の引張側及び圧縮側にそれぞれ配置される第１車体構成部材及び第２車体構成部材を接合することにより閉断面状に形成され、前記補強体は、前記第１車体構成部材に沿って延在する基部と、該基部から前記フレーム本体の内方側に断面略矩形状に突出する凸部とを備えた第１補強部材と、前記第２車体構成部材に沿って延在する基部と、該基部から前記フレーム本体の内方側に断面略矩形状に突出する凸部とを備えた第２補強部材とを有し、該第１補強部材の凸部と該第２補強部材の凸部とがそれぞれ頂面部と両側の側面部とを備えると共に、該第１補強部材の凸部の頂面部と該第２補強部材の凸部の頂面部とが接合され、且つ、少なくとも前記フレーム本体に荷重が入力される際に曲げの中立軸より引張側において前記フレーム本体に接合され、前記補強体及び前記フレーム本体によって、前記フレーム本体の長手方向に延びると共に前記フレーム本体の長手方向と直交する直交断面において閉断面状に形成される閉断面部であって、互いに対向する一対の第１面部と一対の第２面部とを備えると共に該第２面部の前記直交断面における断面長さが該第１面部の前記直交断面における断面長さより長い断面略長方形状に形成され、且つ該第２面部が前記曲げの中立軸と略直交する方向に配置された閉断面部が形成され、前記第１補強部材は、複数の前記凸部を有し、前記第２補強部材は、１つの前記凸部を有し、前記第１補強部材の凸部の頂面部と前記第２補強部材の凸部の頂面部とは、前記曲げの中立軸より引張側において接合されていることを特徴とする。

【0017】

また、本願の請求項２に係る発明は、閉断面状に形成されたフレーム本体の内部に補強体が配設された車両用フレーム構造であって、前記フレーム本体は、該フレーム本体に荷重が入力される際に該フレーム本体の引張側及び圧縮側にそれぞれ配置される第１車体構成部材及び第２車体構成部材を接合することにより閉断面状に形成され、前記補強体は、前記第１車体構成部材に沿って延在する基部と、該基部から前記フレーム本体の内方側に断面略矩形状に突出する凸部とを備えた第１補強部材と、前記第２車体構成部材に沿って延在する基部と、該基部から前記フレーム本体の内方側に断面略矩形状に突出する凸部とを備えた第２補強部材とを有し、該第１補強部材の凸部と該第２補強部材の凸部とがそれぞれ頂面部と両側の側面部とを備えると共に、該第１補強部材の凸部の頂面部と該第２補強部材の凸部の頂面部とが接合され、且つ、少なくとも前記フレーム本体に荷重が入力される際に曲げの中立軸より引張側において前記フレーム本体に接合され、前記補強体及び前記フレーム本体によって、前記フレーム本体の長手方向に延びると共に前記フレーム本体の長手方向と直交する直交断面において閉断面状に形成される閉断面部であって、互いに対向する一対の第１面部と一対の第２面部とを備えると共に該第２面部の前記直交断面における断面長さが該第１面部の前記直交断面における断面長さより長い断面略長方形状に形成され、且つ該第２面部が前記曲げの中立軸と略直交する方向に配置された閉断面部が形成され、前記第１補強部材は、前記曲げの中立軸より引張側に配置され、前記第１補強部材の凸部の側面部の前記直交断面における断面長さは、前記第２補強部材の凸部の側面部の前記直交断面における断面長さより小さく設定され、前記第１補強部材の凸部の頂面部と前記第２補強部材の凸部の頂面部とは、前記曲げの中立軸より引張側において接合され、前記閉断面部の第２面部の前記直交断面における断面長さは、前記閉断面部の第１面部の前記直交断面における断面長さの２倍以上に設定されていることを特徴とする。

【0018】

更に、本願の請求項３に係る発明は、前記請求項２に係る発明において、前記第１補強部材は、複数の前記凸部を有し、前記第２補強部材は、１つの前記凸部を有し、前記第１補強部材の凸部の頂面部と前記第２補強部材の凸部の頂面部とは、前記曲げの中立軸より引張側において接合されていることを特徴とする。

【0019】

また更に、本願の請求項４に係る発明は、前記請求項１又は請求項３に係る発明において、前記第２補強部材の凸部の側面部と前記フレーム本体とを用いて形成された前記閉断面部の内部に充填部材が充填されていることを特徴とする。

【0020】

また更に、本願の請求項５に係る発明によれば、前記請求項１、請求項３又は請求項４に係る発明において、前記第２補強部材は、該第２補強部材の凸部の頂面部に前記直交断面に略平行に延びるビード部を備えていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0021】

以上の構成により、本願各請求項の発明によれば、次の効果が得られる。

【0022】

まず、本願の請求項１に係る発明によれば、第１及び第２車体構成部材を接合して形成されたフレーム本体の内部に配置される補強体は、第１及び第２車体構成部材にそれぞれ沿って延在する基部と該基部から突出する凸部とを備えた第１及び第２補強部材を有し、第１及び第２補強部材の凸部が断面略矩形状に形成され、第１及び第２補強部材の凸部の頂面部が接合されると共に、少なくとも曲げの中立軸より引張側においてフレーム本体に接合されている。

【0023】

これにより、第１及び第２補強部材が接合された補強体を、フレーム本体に荷重が入力される際にフレーム本体の引張側に配置される第１車体構成部材に接合し、その後に第１及び第２車体構成部材を接合することによって車両用フレーム構造を比較的容易に製造することが可能であり、生産性を高めることが可能である。

【0024】

また、補強体及びフレーム本体によって形成される閉断面部は、互いに対向する一対の第１面部と一対の第２面部とを備え、第２面部が第１面部より長い断面略長方形状に形成されると共に、第２面部が曲げの中立軸と略直交する方向に配置されている。これにより、第２面部が曲げの中立軸と略平行に配置される閉断面部や断面略正方形状に形成された閉断面部を用いる場合に比べて、重量の増加を抑制しつつエネルギ吸収量を高めることができる。
また、第１補強部材は複数の凸部を有し、第２補強部材は１つの凸部を有し、第１補強部材の凸部の頂面部と第２補強部材の凸部の頂面部とは曲げの中立軸より引張側において接合される。フレーム本体に荷重が入力される際にフレーム本体の圧縮側に配置される第２補強部材は、フレーム本体の引張側に配置される第１補強部材に比してエネルギ吸収量の向上への寄与が少ないことから凸部の数を少なくして、重量の増加を抑制しつつエネルギ吸収量を効率的に高めることができる。

【0025】

また、本願の請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発明と同様、第１及び第２車体構成部材を接合して形成されたフレーム本体の内部に配置される補強体は、第１及び第２車体構成部材にそれぞれ沿って延在する基部と該基部から突出する凸部とを備えた第１及び第２補強部材を有し、第１及び第２補強部材の凸部が断面略矩形状に形成され、第１及び第２補強部材の凸部の頂面部が接合されると共に、少なくとも曲げの中立軸より引張側においてフレーム本体に接合されている。
これにより、第１及び第２補強部材が接合された補強体を、フレーム本体に荷重が入力される際にフレーム本体の引張側に配置される第１車体構成部材に接合し、その後に第１及び第２車体構成部材を接合することによって車両用フレーム構造を比較的容易に製造することが可能であり、生産性を高めることが可能である。
また、補強体及びフレーム本体によって形成される閉断面部は、互いに対向する一対の第１面部と一対の第２面部とを備え、第２面部が第１面部より長い断面略長方形状に形成されると共に、第２面部が曲げの中立軸と略直交する方向に配置されている。これにより、第２面部が曲げの中立軸と略平行に配置される閉断面部や断面略正方形状に形成された閉断面部を用いる場合に比べて、重量の増加を抑制しつつエネルギ吸収量を高めることができる。
また、第１補強部材は、曲げの中立軸より引張側に配置され、第１補強部材の凸部の側面部の直交断面における断面長さは、第２補強部材の凸部の側面部の直交断面における断面長さより小さく設定され、第１補強部材の凸部の頂面部と第２補強部材の凸部の頂面部とは、曲げの中立軸より引張側において接合され、閉断面部の第２面部の直交断面における断面長さは、閉断面部の第１面部の直交断面における断面長さの２倍以上に設定されることにより、曲げの中立軸より圧縮側において接合される場合に比べて、フレーム本体に荷重が入力される際に引張に対して強くすることができ、エネルギ吸収量を高めることができる。

【0026】

更に、本願の請求項３に係る発明によれば、第１補強部材は複数の凸部を有し、第２補強部材は１つの凸部を有し、第１補強部材の凸部の頂面部と第２補強部材の凸部の頂面部とは曲げの中立軸より引張側において接合される。フレーム本体に荷重が入力される際にフレーム本体の圧縮側に配置される第２補強部材は、フレーム本体の引張側に配置される第１補強部材に比してエネルギ吸収量の向上への寄与が少ないことから凸部の数を少なくして、重量の増加を抑制しつつエネルギ吸収量を効率的に高めることができる。

【0027】

また更に、本願の請求項４に係る発明によれば、第２補強部材の凸部の側面部とフレーム本体とを用いて形成された閉断面部の内部に充填部材が充填されることにより、フレーム本体に荷重が入力される際にフレーム本体の圧縮側に配置される第２補強部材の凸部が座屈することを抑制することができ、前記効果をより有効に奏することができる。

【0028】

また更に、本願の請求項５に係る発明によれば、第２補強部材は、凸部の頂面部に直交断面に略平行に延びるビード部を備えていることにより、フレーム本体に荷重が入力される際にフレーム本体の圧縮側に配置される第２補強部材の凸部が座屈することを抑制することができ、前記効果をより有効に奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の第１実施形態に係る車両用フレーム構造を適用したフロントサイドフレームを示す斜視図である。

【図2】図１に示すフロントサイドフレームの分解斜視図である。

【図3】図１におけるＹ３−Ｙ３線に沿ったフロントサイドフレームの断面図である。

【図4】本発明の第２実施形態に係る車両用フレーム構造を適用したフロントサイドフレームの断面図である。

【図5】本発明の第３実施形態に係る車両用フレーム構造を適用したフロントサイドフレームの断面図である。

【図6】本発明の第４実施形態に係る車両用フレーム構造を適用したフロントサイドフレームの断面図である。

【図7】本発明の第５実施形態に係る車両用フレーム構造を適用したフロントサイドフレームの斜視図である。

【図8】本発明の第６実施形態に係る車両用フレーム構造を適用したフロントサイドフレームの断面図である。

【図9】従来のバンパレイン、クラッシュカン及びフロントサイドフレームを備えた車体フレームを示す模式図である。

【図10】正方形閉断面状に形成した車体フレームの曲げ変形の解析シミュレーション結果を示す図である。

【図11】縦長長方形閉断面状に形成した車体フレームの曲げ変形の解析シミュレーション結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、「上」、「下」、「右」、「左」及びそれらの用語を含む別の用語など特定の方向を意味する用語を使用するが、それらの使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。

【0031】

本願発明者等は、重量の増加を抑制しつつエネルギ吸収量を高めることができる車両用フレーム構造の開発にあたり、先ず、正方形閉断面状及び縦長長方形閉断面状に形成した車体フレームに外部から荷重を入力して曲げ変形する場合について、ＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）によるシミュレーション解析を行った。

【0032】

図１０は、正方形閉断面状に形成した車体フレームの曲げ変形の解析シミュレーション結果を示す図であり、図１０（ａ）に示すように、上面部２１０ａ、下面部２１０ｂ及び両側の側面部２１０ｃを備えた正方形閉断面状の車体フレーム２１０に、該車体フレーム２１０の両端部の上方に圧子（不図示）を介して荷重Ｆを入力して曲げモーメントＭを作用させた場合についてシミュレーション解析を行った。

【0033】

車体フレーム２１０では、図１０（ｂ）に定性的に示すように、圧子のストロークが大きくなるにつれて荷重Ｆに対する反力Ｆ’_１が大きくなり、荷重Ｆに対する反力Ｆ’_１が最大となる最大曲げ荷重Ｆ’_１ｍａｘを超えると反力Ｆ’_１が急激に低下した。

【0034】

図１１は、縦長長方形閉断面状に形成した車体フレームの曲げ変形の解析シミュレーション結果を示す図である。図１１（ａ）に示すように、上面部２２０ａ、下面部２２０ｂ及び両側の側面部２２０ｃを備えた縦長長方形閉断面状の車体フレーム２２０についても同様に解析した。車体フレーム２２０については、車体フレーム２１０の長手方向と直交する直交断面における上面部及び下面部の断面長さを四分の一にしたことを除いて車体フレーム２２０と同様にして行った。

【0035】

車体フレーム２２０についても、図１１（ｂ）に定性的に示すように、圧子のストロークが大きくなるにつれて荷重Ｆに対する反力Ｆ’_２が大きくなるが、荷重Ｆに対する反力Ｆ’_２が最大曲げ荷重Ｆ’_２ｍａｘを超えても急激に低下することなく、最大曲げ荷重Ｆ’_２ｍａｘを超えても所定ストロークまで最大曲げ荷重Ｆ’_２ｍａｘに略等しい状態を維持した後に急激に低下した。なお、図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）では、便宜上、車体フレーム２１０の最大曲げ荷重Ｆ’_１ｍａｘと車体フレーム２２０の最大曲げ荷重Ｆ’_２ｍａｘとが等しくなるようにして表示している。

【0036】

これらシミュレーション解析結果から、車体フレームにおいて、縦長長方形閉断面状に形成した閉断面部を用いることで、閉断面部を正方形状に形成する場合に比して、エネルギ吸収量を高めることができ、重量の増加を抑制しつつエネルギ吸収量を高めることができると考えられる。

【0037】

以下に、本発明の実施形態に係る車両用フレーム構造について説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る車両用フレーム構造を適用したフロントサイドフレームを示す斜視図、図２は、図１に示すフロントサイドフレームの分解斜視図、図３は、図１におけるＹ３−Ｙ３線に沿ったフロントサイドフレームの断面図である。

【0038】

図１から図３に示すように、本発明の第１実施形態に係る車両用フレーム構造を適用した車体フレームとしてのフロントサイドフレーム１は、車体前部において車体前後方向に延びるように配設され、閉断面状に形成されたフレーム本体１０と、フレーム本体１０の内部に配設された補強体２０とを有している。

【0039】

フレーム本体１０は、それぞれ鋼鈑などの金属製の板状素材を断面ハット状にプレス加工して得られる車外側の第１車体構成部材としてのフロントサイドフレームアウタパネル（以下、「アウタパネル」という）１１と車内側の第２車体構成部材としてのフロントサイドフレームインナパネル（以下、「インナパネル」という）１２とから構成されている。

【0040】

アウタパネル１１は、略水平方向に延びる上面部１１ａと、上面部１１ａの下方に位置して略水平方向に延びる下面部１１ｂと、略垂直方向に延びる側面部１１ｃとを備え、側面部１１ｃが車外側に膨出するように形成されている。アウタパネル１１はまた、上面部１１ａから上方へ延びる上フランジ部１１ｄと、下面部１１ｂから下方へ延びる下フランジ部１１ｅとを備えて断面略ハット状に形成されている。

【0041】

一方、インナパネル１２は、略水平方向に延びる上面部１２ａと、上面部１２ａの下方に位置して略水平方向に延びる下面部１２ｂと、略垂直方向に延びる側面部１２ｃとを備え、側面部１２ｃが車内側に膨出するように形成されている。インナパネル１２はまた、上面部１２ａから上方へ延びる上フランジ部１２ｄと、下面部１２ｂから下方へ延びる下フランジ部１２ｅとを備えて断面略ハット状に形成されている。

【0042】

アウタパネル１１の上フランジ部１１ｄとインナパネル１２の上フランジ部１２ｄとが接合されると共に、アウタパネル１１の下フランジ部１１ｅとインナパネル１２の下フランジ部１２ｅとが接合される。これにより、フレーム本体１０は、アウタパネル１１及びインナパネル１２によって矩形閉断面状に形成されている。

【0043】

インナパネル１２の側面部１２ｃには、フレーム本体１０と直交する直交断面に略平行に上下方向に延びると共にフレーム本体１０の内方側に断面円弧状に窪むように形成されたビード部１２ｆが設けられている。フレーム本体１０に前方側から所定値以上の荷重が入力される際は、フレーム本体１０は、ビード部１２ｆを起点として曲げ変形し、ビード部１２ｆは、フレーム本体１０に荷重が入力される際にフレーム本体１０の曲げ変形を促進する変形促進部として機能する。

【0044】

補強体２０は、フレーム本体１０の長手方向におけるビード部１２ｆを含む所定領域の内部に配置されている。補強体２０は、それぞれ鋼鈑などの金属製の板状素材をプレス加工して得られる第１補強部材２１と第２補強部材２２とから構成されている。

【0045】

第１補強部材２１は、図３に示すように、アウタパネル１１に沿って略垂直方向に延びる基部２１ａと、基部２１ａからフレーム本体１０の内方側である車内側に断面略矩形状に突出する複数の凸部２１ｂ、本実施形態では３つの凸部２１ｂとを備え、複数の凸部２１ｂは、上下方向に離間して配置されている。凸部２１ｂはそれぞれ、略垂直方向に延びる頂面部２１ｃと、略水平方向に延びる両側の側面部２１ｄとを備えている。

【0046】

一方、第２補強部材２２は、図３に示すように、インナパネル１２に沿って略垂直方向に延びる基部２２ａと、基部２２ａからフレーム本体１０の内方側である車外側に断面略矩形状に突出する複数の凸部２２ｂ、本実施形態では３つの凸部２２ｂとを備え、複数の凸部２２ｂは、上下方向に離間して配置されている。凸部２２ｂはそれぞれ、略垂直方向に延びる頂面部２２ｃと、略水平方向に延びる両側の側面部２２ｄとを備えている。第１補強部材２１と第２補強部材２２とは、基部２１ａ、２２ａに対して凸部２１ｂ、２２ｂの突出方向が反対方向であることを除き略同様に形成されている。

【0047】

第１補強部材２１と第２補強部材２２とは、凸部２１ｂの頂面部２１ｃと凸部２２ｂの頂面部２２ｃとが接合されることにより接合される。これにより、補強体２０は、第１補強部材２１の基部２１ａ及び隣り合う２つの凸部２１ｂの側面部２１ｄと第２補強部材２２の基部２２ａ及び隣り合う２つの凸部２２ｂの側面部２２ｄとによってフレーム本体１０の長手方向と直交する直交断面において閉断面状に形成される２つの閉断面部２５と、第１補強部材２１の凸部２１ｂの頂面部２１ｃと第２補強部材２２の凸部２２ｂの頂面部２２ｃとによって隣り合う閉断面部２５を連結する連結部２６とを有する。

【0048】

２つの閉断面部２５は、フレーム本体１０の長手方向に延びるように設けられ、互いに離間して上下方向に配置されている。閉断面部２５はそれぞれ、対向する一対の略垂直方向に延びる第１面部２５ａと、対向する一対の略水平方向に延びる第２面部２５ｂとを備えて断面略長方形状に形成されている。

【0049】

第１面部２５ａは、第１補強部材２１の基部２１ａと第２補強部材２２の基部２２ａとから構成され、第２面部２５ｂは、第１補強部材２１の凸部２１ｂの側面部２１ｄと第２補強部材２２の凸部２２ｂの側面部２２ｄとから構成されている。

【0050】

本実施形態では、閉断面部２５を構成する第１補強部材２１の基部２１ａ、すなわち隣り合う凸部２１ｂの間の基部２１ａと、閉断面部２５を構成する第１補強部材２２の凸部２１ｂの側面部２１ｄとは、前記側面部２１ｄの水平方向における断面長さが前記基部２１ａの垂直方向における断面長さの２倍に設定されている。

【0051】

また、閉断面部２５を構成する第２補強部材２２の基部２２ａ、すなわち隣り合う凸部２２ｂの間の基部２２ａと、閉断面部２５を構成する第２補強部材２２の凸部２２ｂの側面部２２ｄとは、前記側面部２２ｄの水平方向における断面長さが前記基部２２ａの垂直方向における断面長さの２倍に設定されている。このようにして、閉断面部２５では、第２面部２５ｂの断面長さは、第１面部２５ａの断面長さの４倍に設定されている。

【0052】

第２面部２５ｂの断面長さは、好ましくは第１面部２５ａの断面長さの２倍以上に設定される。第２面部２５ｂの断面長さが第１面部２５ａの断面長さの２倍未満に設定される場合には、第１面部２５ａの断面長さの２倍以上に設定される場合に比して、閉断面部２５に入力される荷重に対する反力が最大曲げ荷重を超えると低下しやすくなり、エネルギ吸収量の向上効果が低くなると考えられるからである。

【0053】

連結部２６は、隣り合う閉断面部２５の隣り合う第２面部２５ｂどうしを連結している。本実施形態では、連結部２６は、フレーム本体１０の直交断面における隣り合う第２面部２５ｂの中央どうしを連結している。

【0054】

前述したように、フレーム本体１０の車内側にはビード部１２ｆが設けられており、フレーム本体１０は、フレーム本体１０に荷重が入力されて曲げ変形される際には、フレーム本体１０の車内側で圧縮応力が生じ、フレーム本体１０の車外側で引張応力が生じ、フレーム本体１０の車幅方向における略中央に曲げの中立軸Ｌ１が生じることとなる。

【0055】

補強体２０の閉断面部２５は、フレーム本体１０の曲げの中立軸Ｌ１と略直交する方向に第２面部２５ｂが配置され、フレーム本体１０の曲げの中立軸Ｌ１と略平行に第１面部２５ａが配置されるように設けられる。

【0056】

補強体２０は、第１補強部材２１の基部２１ａがアウタパネル１１の側面部１１ｃに接合され、第２補強部材２２の基部２２ａがインナパネル１２の側面部１２に接合されてフレーム本体１０の内部に接合されている。

【0057】

フロントサイドフレーム１ではまた、補強体２０とフレーム本体１０とによって閉断面部２７、２８が形成されている。閉断面部２７は、補強体２０の上方側に位置する第１補強部材２１の基部２１ａ及び該基部２１ａから突出する凸部２１ｂの側面部２１ｄ並びに第２補強部材２２の基部２２ａ及び該基部２２ａから突出する凸部２２ｂの側面部２２ｄと、アウタパネル１１の上面部１１ａ及び側面部１１ｃ並びにインナパネル１２の上面部１２ａ及び側面部１２ｃとによって、フレーム本体１０の長手方向と直交する直交断面において閉断面状に形成されている。

【0058】

閉断面部２８は、補強体２０の下方側に位置する第１補強部材２１の基部２１ａ及び該基部２１ａから突出する凸部２１ｂの側面部２１ｄ並びに第２補強部材２２の基部２２ａ及び該基部２２ａから突出する凸部２２ｂの側面部２２ｄと、アウタパネル１１の下面部１１ｂ及び側面部１１ｃ並びにインナパネル１２の下面部１２ｂ及び側面部１２ｃとによって、フレーム本体１０の長手方向と直交する直交断面において閉断面状に形成されている。

【0059】

閉断面部２７、２８についても、フレーム本体１０の長手方向に延びるように設けられ、閉断面部２７、２８はそれぞれ、対向する一対の略垂直方向に延びる第１面部２７ａ、２８ａと、対向する一対の略水平方向に延びる第２面部２７ｂ、２８ｂとを備えて断面略長方形状に形成されている。

【0060】

閉断面部２７、２８についても、第２面部２７ｂ、２８ｂの断面長さは、第１面部２７ａ、２８ａの断面長さの４倍に設定されている。第２面部２７ｂ、２８ｂの断面長さは、好ましくは第１面部２７ａ、２８ａの断面長さの２倍以上に設定される。

【0061】

閉断面部２７、２８は、第１補強部材２１の凸部２１ｂの頂面部２１ｃと第２補強部材２２の凸部２２ｂの頂面部２２ｃとによって形成された連結部２６によって、閉断面部２７、２８とそれぞれ隣り合う閉断面部２５に連結されている。

【0062】

補強体２０とフレーム本体１０とを用いて形成された閉断面部２７、２８についても、フレーム本体１０の曲げの中立軸Ｌ１と略直交する方向に第２面部２７ｂ、２８ｂが配置され、フレーム本体１０の曲げの中立軸Ｌ１と略平行に第１面部２７ａ、２８ａが配置されるように設けられる。

【0063】

このようにして構成されるフロントサイドフレーム１を製造する際には、先ず、第１板状部材２１と第２板状部材２２とを溶接接合して補強体２０を形成する。そして、補強体２０をアウタパネル１１に溶接接合し、その後に、補強体２０が接合されたアウタパネル１１をインナパネル１２と溶接接合すると共に補強体２０をインナパネル１２に溶接接合し、フロントサイドフレーム１を製造する。

【0064】

本実施形態では、補強体２０は、少なくとも曲げの中立軸Ｌ１より引張側においてフレーム本体１０に接合される。例えば、第１補強部材２１の基部２１ａのみをアウタパネル１１の側面部１１ｃに溶接接合し、第２補強部材２２の基部２２ａとインナパネル１２の側面部１２ｃとは接着部材を用いて取り付けるようにしてもよい。

【0065】

本実施形態ではまた、フレーム本体１０は、断面ハット状に形成したアウタパネル１１とインナパネル１２とを接合して矩形閉断面状に形成されているが、断面ハット状に形成したアウタパネルと平板状のインナパネルとを接合して矩形閉断面状に形成したり、平板状のアウタパネルと断面ハット状に形成したインナパネルとを接合して矩形閉断面状に形成したりするようにしてもよい。

【0066】

このように、本実施形態に係る車体フレーム１では、アウタパネル１１及びインナパネル１２を接合して形成されたフレーム本体１０の内部に配置される補強体２０は、アウタパネル１１及びインナパネル１２にそれぞれ沿って延在する基部２１ａ、２２ａと該基部２１ａ、２２ａから突出する凸部２１ｂ、２２ｂとを備えた第１及び第２補強部材２１、２２を有し、凸部２１ｂ、２２ｂがそれぞれ断面略矩形状に形成され、第１及び第２補強部材２１、２２の凸部２１ｂ、２２ｂの頂面部２１ｃ、２２ｃが接合されると共に、少なくとも曲げの中立軸Ｌ１より引張側においてフレーム本体１０に接合されている。

【0067】

これにより、第１及び第２補強部材２１、２２が接合された補強体２０を、フレーム本体１０に荷重が入力される際にフレーム本体１０の引張側に配置されるアウタパネル１１に接合し、その後にアウタパネル１１及びインナパネル１２を接合することによって車体フレーム１を比較的容易に製造することが可能であり、生産性を高めることが可能である。

【0068】

また、補強体２０及びフレーム本体１０によって形成される閉断面部２５、２７、２８は、互いに対向する一対の第１面部２５ａ、２７ａ、２８ａと一対の第２面部２５ｂ、２７ｂ、２８ｂとを備え、第２面部２５ｂ、２７ｂ、２８ｂが第１面部２５ａ、２７ａ、２８ａより長い断面略長方形状に形成されると共に、第２面部２５ｂ、２７ｂ、２８ｂが曲げの中立軸Ｌ１と略直交する方向に配置されている。これにより、第２面部が曲げの中立軸と略平行に配置される閉断面部や断面略正方形状に形成された閉断面部を用いる場合に比べて、重量の増加を抑制しつつエネルギ吸収量を高めることができる。

【0069】

図４は、本発明の第２実施形態に係る車両用フレーム構造を適用したフロントサイドフレームの断面図である。第２実施形態に係るフロントサイドフレーム３１は、第１実施形態に係るフロントサイドフレーム１と、第１及び第２補強部材の凸部の接合位置が異なること以外は同様であるので、同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。

【0070】

フロントサイドフレーム３１においても、アウタパネル１１及びインナパネル１２によってフレーム本体１０が閉断面状に形成され、フレーム本体１０の内部に補強体４０が配設され、補強体４０は、第１補強部材４１と第２補強部材４２とから構成されている。

【0071】

第１補強部材４１についても、第１補強部材２１と同様に、アウタパネル１１に沿って略垂直方向に延びる基部４１ａと、基部４１ａから断面略矩形状に突出する凸部４１ｂとを備え、凸部４１ｂは、略垂直方向に延びる頂面部４１ｃと、略水平方向に延びる両側の側面部４１ｄとを備えている。

【0072】

一方、第２補強部材４２についても、第２補強部材２２と同様に、インナパネル１２に沿って略垂直方向に延びる基部４２ａと、基部４２ａから断面略矩形状に突出する凸部４２ｂとを備え、凸部４２ｂは、略垂直方向に延びる頂面部４２ｃと、略水平方向に延びる両側の側面部４２ｄとを備えている。

【0073】

第１補強部材４１と第２補強部材４２とは、凸部４１ｂの頂面部４１ｃと凸部４２ｂの頂面部４２ｃとが接合されることにより接合される。これにより、補強体４０は、補強体２０と同様に、フレーム本体１０の長手方向と直交する直交断面において閉断面状に形成される２つの閉断面部４５と、隣り合う閉断面部４５を連結する連結部４６とを有する。

【0074】

２つの閉断面部４５は、フレーム本体１０の長手方向に延びるように設けられ、互いに離間して上下方向に配置され、閉断面部４５はそれぞれ、対向する一対の略垂直方向に延びる第１面部４５ａと、対向する一対の略水平方向に延びる第２面部４５ｂとを備えて断面略長方形状に形成されている。

【0075】

補強体４０では、凸部４１ｂの側面部４１ｄの水平方向における断面長さが凸部４２ｂの側面部４２ｄの水平方向における断面長さより小さく設定されているが、補強体２０と同様に、第２面部４５ｂの断面長さは、第１面部４５ａの断面長さの４倍に設定されている。第２面部４５ｂの断面長さは、好ましくは第１面部４５ａの断面長さの２倍以上に設定される。

【0076】

補強体４０は、第１補強部材４１の基部４１ａがアウタパネル１１の側面部１１ｃに接合され、第２補強部材４２の基部４２ａがインナパネル１２の側面部１２ｃに接合されてフレーム本体１０の内部に接合され、閉断面部４５は、フレーム本体１０の曲げの中立軸Ｌ１と略直交する方向に第２面部４５ｂが配置され、フレーム本体１０の曲げの中立軸Ｌ１と略平行に第１面部４５ａが配置されるように設けられている。

【0077】

連結部４６は、第１補強部材４１の凸部４１ｂの頂面部４１ｃと第２補強部材４２の凸部４２ｂの頂面部４２ｃとが接合されて形成され、第１補強部材４１の凸部４１ｂの頂面部４１ｃと第２補強部材４２の凸部４２ｂの頂面部４２ｃとは、曲げの中立軸Ｌ１より引張側において接合されている。

【0078】

フロントサイドフレーム３１ではまた、補強体４０とフレーム本体１０とによって閉断面部４７、４８が形成されている。閉断面部４７は、補強体４０の上方側に位置する第１補強部材４１の基部４１ａ及び該基部４１ａから突出する凸部４１ｂの側面部４１ｄ並びに第２補強部材４２の基部４２ａ及び該基部４２ａから突出する凸部４２ｂの側面部４２ｄと、アウタパネル１１の上面部１１ａ及び側面部１１ｃ並びにインナパネル１２の上面部１２ａ及び側面部１２ｃとによって、フレーム本体１０の長手方向と直交する直交断面において閉断面状に形成されている。

【0079】

閉断面部４８は、補強体４０の下方側に位置する第１補強部材４１の基部４１ａ及び該基部４１ａから突出する凸部４１ｂの側面部４１ｄ並びに第２補強部材４２の基部４２ａ及び該基部４２ａから突出する凸部４２ｂの側面部４２ｄと、アウタパネル１１の下面部１１ｂ及び側面部１１ｃ並びにインナパネル１２の下面部１２ｂ及び側面部１２ｃとによって、フレーム本体１０の長手方向と直交する直交断面において閉断面状に形成されている。

【0080】

閉断面部４７、４８についても、フレーム本体１０の長手方向に延びるように設けられ、対向する一対の略垂直方向に延びる第１面部４７ａ、４８ａと、対向する一対の略水平方向に延びる第２面部４７ｂ、４８ｂとを備えて断面略長方形状に形成されている。閉断面部４７、４８についても、第２面部４７ｂ、４８ｂの水平方向における断面長さは、第１面部４７ａ、４８ａの垂直方向における断面長さの４倍に設定されている。第２面部４７ｂ、４８ｂの断面長さは、好ましくは第１面部４５ａの断面長さの２倍以上に設定される。

【0081】

閉断面部４７、４８は、凸部４１ｂの頂面部４１ｃと凸部４２ｂの頂面部４２ｃとによって形成された連結部４６によって、閉断面部４７、４８とそれぞれ隣り合う閉断面部４５に連結されている。閉断面部４７、４８と閉断面部４５とを連結する連結部４６についても、凸部４１ｂの頂面部４１ｃと凸部４２ｂの頂面部４２ｃとは曲げの中立軸Ｌ１より引張側において接合されている。

【0082】

補強体４０とフレーム本体１０とを用いて形成された閉断面部４７、４８についても、フレーム本体１０の曲げの中立軸Ｌ１と略直交する方向に第２面部４７ｂ、４８ｂが配置され、フレーム本体１０の曲げの中立軸Ｌ１と略平行に第１面部４７ａ、４８ａが配置されるように設けられる。

【0083】

このようにして構成されるフロントサイドフレーム３１を製造する場合においても、先ず、第１補強部材４１と第２補強部材４２とを溶接接合して補強体４０を形成する。そして、補強体４０をアウタパネル１１に溶接接合し、その後に、補強体４０が接合されたアウタパネル１１をインナパネル１２と溶接接合すると共に補強体４０をインナパネル１２に溶接接合し、フロントサイドフレーム３１を製造する。

【0084】

フロントサイドフレーム３１についても、補強体４０は、少なくとも曲げの中立軸Ｌ１より引張側においてフレーム本体１０に接合され、例えば、第１補強部材４１の基部４１ａのみをアウタパネル１１の側面部１１ｃに溶接接合し、第２補強部材４２の基部４２ａとインナパネル１２の側面部１２ｃとは接着部材を用いて取り付けるようにしてもよい。

【0085】

このように、本実施形態に係る車体フレーム３１においても、第１及び第２補強部材４１、４２が接合された補強体４０を、フレーム本体１０に荷重が入力される際にフレーム本体１０の引張側に配置されるアウタパネル１１に接合し、その後にアウタパネル１１及びインナパネル１２を接合することによって車体フレーム３１を比較的容易に製造することが可能であり、生産性を高めることが可能である。

【0086】

また、補強体４０及びフレーム本体１０によって形成される閉断面部４５、４７、４８は、第２面部４５ｂ、４７ｂ、４８ｂが第１面部４５ａ、４７ａ、４８ａより長い断面略長方形状に形成されると共に、第２面部４５ｂ、４７ｂ、４８ｂが曲げの中立軸Ｌ１と略直交する方向に配置されている。これにより、第２面部が曲げの中立軸と略平行に配置される閉断面部や断面略正方形状に形成された閉断面部を用いる場合に比べて、重量の増加を抑制しつつエネルギ吸収量を高めることができる。

【0087】

さらに、第１補強部材４１の凸部４１ｂの頂面部４１ｃと第２補強部材４２の凸部４２ｂの頂面部４２ｄとは、曲げの中立軸Ｌ１より引張側において接合されることにより、曲げの中立軸より圧縮側において接合される場合に比べて、フレーム本体に荷重が入力される際に引張に対して強くすることができ、エネルギ吸収量を高めることができる。

【0088】

図５は、本発明の第３実施形態に係る車両用フレーム構造を適用したフロントサイドフレームの断面図である。第３実施形態に係るフロントサイドフレーム５１は、第２実施形態に係るフロントサイドフレーム３１と、第２補強部材の凸部の数が異なること以外は同様であるので、同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。

【0089】

フロントサイドフレーム５１においても、アウタパネル１１及びインナパネル１２によってフレーム本体１０が閉断面状に形成され、フレーム本体１０の内部に補強体６０が配設され、補強体６０は、第１補強部材４１と第２補強部材６２とから構成されている。

【0090】

第１補強部材４１は、補強体４０の第１補強部材４１と同様に形成されているが、第２補強部材６２は、補強体４０の第２補強部材４２に比べて凸部の数が少なく、インナパネル１２に沿って略垂直方向に延びる基部６２ａと、基部６２ａから断面略矩形状に突出する１つの凸部６２ｂとを備え、凸部６２ｂは、略垂直方向に延びる頂面部６２ｃと、略水平方向に延びる両側の側面部６２ｄとを備えている。

【0091】

第２補強部材６２の凸部６２ｂの頂面部６２ｃは、第１補強部材４１の３つの凸部４１ｂの頂面部４１ｃに接合されるように略垂直方向に延び、第２補強部材６２の凸部６２ｂの一方の側面部６２ｄは、第１補強部材４１の上方側の凸部４１ｂの側面部４１ｄと上下方向略同位置で略略水平方向に延び、第２補強部材６２の凸部６２ｂの他方の側面部６２ｄは、第１補強部材４１の下方側の凸部４１ｂの側面部４１ｄと上下方向略同位置で略水平方向に延びるように設けられている。

【0092】

第１補強部材４１と第２補強部材６２とは、凸部４１ｂの頂面部４１ｃと凸部６２ｂの頂面部６２ｃとが接合されることにより接合され、補強体６０が、第１補強部材４１と第２補強部材６２とによって形成される。補強体６０はまた、第１補強部材４１の基部４１ａがアウタパネル１１の側面部１１ｃに接合され、第２補強部材６２の基部６２ａがインナパネル１２の側面部１２ｃに接合されてフレーム本体１０の内部に接合され、第１補強部材４１の凸部４１ｂの頂面部４１ｃと第２補強部材６２の凸部６２ｂの頂面部６２ｃとは、曲げの中立軸Ｌ１より引張側において接合されている。

【0093】

フロントサイドフレーム５１ではまた、補強体６０とフレーム本体１０とによって閉断面部６７、６８が形成されている。閉断面部６７は、補強体６０の上方側に位置する第１補強部材４１の基部４１ａ及び該基部４１ａから突出する凸部４１ｂの側面部４１ｄ並びに第２補強部材６２の基部６２ａ及び該基部６２ａから突出する凸部６２ｂの側面部６２ｄと、アウタパネル１１の上面部１１ａ及び側面部１１ｃ並びにインナパネル１２の上面部１２ａ及び側面部１２ｃとによって、フレーム本体１０の長手方向と直交する直交断面において閉断面状に形成されている。

【0094】

閉断面部６８は、補強体６０の下方側に位置する第１補強部材４１の基部４１ａ及び該基部４１ａから突出する凸部４１ｂの側面部４１ｄ並びに第２補強部材６２の基部６２ａ及び該基部６２ａから突出する凸部６２ｂの側面部６２ｄと、アウタパネル１１の下面部１１ｂ及び側面部１１ｃ並びにインナパネル１２の下面部１２ｂ及び側面部１２ｃとによって、フレーム本体１０の長手方向と直交する直交断面において閉断面状に形成されている。

【0095】

閉断面部６７、６８についても、フレーム本体１０の長手方向に延びるように設けられ、対向する一対の略垂直方向に延びる第１面部６７ａ、６８ａと、対向する一対の略水平方向に延びる第２面部６７ｂ、６８ｂとを備えて断面略長方形状に形成されている。閉断面部６７、６８についても、第２面部６７ｂ、６８ｂの水平方向における断面長さは、これに限定されるものではないが、第１面部６７ａ、６８ａの垂直方向における断面長さの４倍に設定されている。

【0096】

閉断面部６７、６８は、凸部４１ｂの頂面部４１ｃと凸部６２ｂの頂面部６２ｃとによって形成された連結部６６によって連結されている。閉断面部６７、６８を連結する連結部６６についても、凸部４１ｂの頂面部４１ｃと凸部６２ｂの頂面部６２ｃとは曲げの中立軸Ｌ１より引張側において接合されている。

【0097】

補強体６０とフレーム本体１０とを用いて形成された閉断面部６７、６８についても、フレーム本体１０の曲げの中立軸Ｌ１と略直交する方向に第２面部６７ｂ、６８ｂが配置され、フレーム本体１０の曲げの中立軸Ｌ１と略平行に第１面部６７ａ、６８ａが配置されるように設けられる。

【0098】

このようにして構成されるフロントサイドフレーム５１を製造する場合においても、第１補強部材４１と第２補強部材６２とを溶接接合して補強体６０を形成し、そして、補強体６０をアウタパネル１１に溶接接合し、その後に、補強体６０が接合されたアウタパネル１１をインナパネル１２と溶接接合すると共に補強体６０をインナパネル１２に溶接接合し、フロントサイドフレーム５１を製造する。

【0099】

フロントサイドフレーム５１についても、補強体６０は、少なくとも曲げの中立軸Ｌ１より引張側においてフレーム本体１０に接合され、例えば、第１補強部材４１の基部４１ａのみをアウタパネル１１の側面部１１ｃに溶接接合し、第２補強部材６２の基部６２ａとインナパネル１２の側面部１２ｃとは接着部材を用いて取り付けるようにしてもよい。

【0100】

このように、本実施形態に係る車体フレーム５１においても、第１及び第２補強部材４１、６２が接合された補強体６０を、フレーム本体１０に荷重が入力される際にフレーム本体１０の引張側に配置されるアウタパネル１１に接合し、その後にアウタパネル１１及びインナパネル１２を接合することによって車体フレーム５１を比較的容易に製造することが可能であり、生産性を高めることが可能である。

【0101】

また、補強体６０及びフレーム本体１０によって形成される閉断面部６７、６８は、第２面部６７ｂ、６８ｂが第１面部６７ａ、６８ａより長い断面略長方形状に形成されると共に、第２面部６７ｂ、６８ｂが曲げの中立軸Ｌ１と略直交する方向に配置されている。これにより、第２面部が曲げの中立軸と略平行に配置される閉断面部や断面略正方形状に形成された閉断面部を用いる場合に比べて、重量の増加を抑制しつつエネルギ吸収量を高めることができる。

【0102】

さらに、第１補強部材４１は複数の凸部４１ｂを有し、第２補強部材６２は１つの凸部６２ｂを有し、第１補強部材４１の凸部４１ｂの頂面部４１ｃと第２補強部材６２の凸部６２ｂの頂面部６２ｃとは曲げの中立軸Ｌ１より引張側において接合される。フレーム本体１０に荷重が入力される際にフレーム本体１０の圧縮側に配置される第２補強部材６２は、フレーム本体１０の引張側に配置される第１補強部材４１に比してエネルギ吸収量の向上への寄与が少ないことから凸部の数を少なくして、重量の増加を抑制しつつエネルギ吸収量を効率的に高めることができる。

【0103】

図６は、本発明の第４実施形態に係る車両用フレーム構造を適用したフロントサイドフレームの断面図である。第４実施形態に係るフロントサイドフレーム７１は、第３実施形態に係るフロントサイドフレーム５１と、閉断面部の内部に充填材料が充填されること以外は同様であるので、同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。

【0104】

フロントサイドフレーム７１では、フロントサイドフレーム５１と同様に形成された閉断面部６７、６８の内部に充填部材７２が充填されている。充填部材７２としては、例えば発泡ウレタン材等を用いることができ、充填部材７２は、シート状の未発泡充填材を補強体６０に設置した状態で、アウタパネル１１とインナパネル１２と補強体６０とを接合してフロントサイドフレーム７１を形成した後に、未発泡充填材を加熱することにより発泡させて閉断面部６７、６８の内部に充填される。

【0105】

このように、本実施形態に係る車体フレーム７１では、第２補強部材６２の凸部６２ｂの側面部６２ｃとフレーム本体１０とを用いて形成された閉断面部６７、６８の内部に充填部材７２が充填されることにより、フレーム本体１０に荷重が入力される際にフレーム本体１０の圧縮側に配置される第２補強部材６２の凸部６２ｂが座屈することを抑制することができる。

【0106】

図７は、本発明の第５実施形態に係る車両用フレーム構造を適用したフロントサイドフレームの断面図である。第５実施形態に係るフロントサイドフレーム９１は、第３実施形態に係るフロントサイドフレーム５１と、第２補強部材の凸部の頂面部にビード部が形成されること以外は同様であるので、同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。

【0107】

フロントサイドフレーム９１では、フレーム本体１０の内部に配設される補強体１００は、第１補強部材４１と第２補強部材１０２とから構成され、第１補強部材４１は、補強体６０の第１補強部材４１と同様に形成されているが、第２補強部材１０２は、補強体６０の第２補強部材６２の凸部６２ｂの頂面部６２ｃに第２補強部材６２を補強するためのビード部１０２ａが形成されている。

【0108】

ビード部１０２ａは、凸部６２ｂの頂面部６２ｃにフレーム本体１０の直交断面に略平行に略垂直方向に延びると共に、頂面部６２ｃから断面略半円状に車内側に膨出するように形成されている。本実施形態では、第２補強部材６２の凸部６２ｂの頂面部６２ｃに、フレーム本体１０の長手方向に離間して複数のビード部１０２ａが設けられている。

【0109】

このように、本実施形態に係る車体フレーム９１では、第２補強部材１０２は、凸部６２ｂの頂面部６２ｄに直交断面に略平行に延びるビード部１０２ａを備えていることにより、フレーム本体１０に荷重が入力される際にフレーム本体１０の圧縮側に配置される第２補強部材１０２の凸部６２ｂが座屈することを抑制することができる。

【0110】

図８は、本発明の第６実施形態に係る車両用フレーム構造を適用したフロントサイドフレームの断面図である。第６実施形態に係るフロントサイドフレーム１１１は、第２実施形態に係るフロントサイドフレーム３１と、第１補強部材の上下方向両端部に車内側に延びる延設部及び該延設部から上下方向に延びるフランジ部が設けられること以外は同様であるので、同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。

【0111】

フロントサイドフレーム１１１では、フレーム本体１０の内部に配設される補強体１２０は、第１補強部材１２１と第２補強部材４２とから構成され、第２補強部材４２は、補強体４０の第２補強部材４２と同様に形成されているが、第１補強部材１２１は、補強体４０の第１補強部材４１に対し、上方側の基部４１ａからアウタパネル１１の上面部１１ａに沿って車内側に延びる延設部１２１ａと、該延設部１２１ａから上方へ延びる上フランジ部１２１ｂとが形成されている。

【0112】

第１補強部材１２１はまた、補強体４０の第１補強部材４１に対し、下方側の基部４１ａからアウタパネル１１の下面部１１ｂに沿って車内側に延びる延設部１２１ｃと、該延設部１２１ｃから下方へ延びる下フランジ部１２１ｄとが形成されている。

【0113】

このようにして構成されるフロントサイドフレーム１１１を製造する場合においても、第１補強部材１２１と第２補強部材４２とを溶接接合して補強体１２０を形成し、そして、補強体１２０をアウタパネル１１に溶接接合し、その後に、補強体１２０が接合されたアウタパネル１１をインナパネル１２と溶接接合すると共に補強体１２０をインナパネル１２に溶接接合し、フロントサイドフレーム１１１を製造する。

【0114】

フロントサイドフレーム１１１においてアウタパネル１１をインナパネル１２と溶接接合する際には、アウタパネル１１の上フランジ部１１ｄとインナパネル１２の上フランジ部１２ｄとの間に第１補強部材１２１の上フランジ部１２１ｂが挟まれると共に、アウタパネル１１の下フランジ部１１ｅとインナパネル１２の下フランジ部１２ｅとの間に第１補強部材１０２の下フランジ部１２１ｄが挟まれて接合される。

【0115】

このように、本実施形態に係る車体フレーム１１１では、曲げの中立軸Ｌ１より引張側に位置するアウタパネル１１の上面部１１ｂ及び下面部１１ｃに沿って第１補強部材１２１の延設部１２１ａ及び１２１ｃが設けられることにより、フレーム本体１０に荷重が入力される際に引張に対してさらに強くすることができ、エネルギ吸収量をさらに高めることができる。

【0116】

なお、本発明は、例示された実施の形態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、種々の改良及び設計上の変更が可能である。例えば、第５実施形態と第６実施形態とを組み合わせて第５実施形態に係る第２補強部材の凸部の頂面部にビード部を設けるなど、第１実施形態から第６実施形態に係る車両用フレーム構造を適宜組み合わせて構成するようにしてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0117】

以上のように、本発明に係る車両用フレーム構造によれば、生産性が高く、重量の増加を抑制しつつエネルギ吸収量を高めることができる車両用フレーム構造を提供することができ、例えばフロントサイドフレームやリアサイドフレームなどの車体の一部を構成する車体フレームに広く利用される可能性がある。

【符号の説明】

【0118】

１、３１、５１、７１、９１、１１１、２００、２１０、２２０ 車体フレーム
１０ フレーム本体
１１ アウタパネル（第１車体構成部材）
１２ インナパネル（第２車体構成部材）
１２ｆ、１０２ａ ビード部
２０、４０、６０、１００、１２０ 補強体
２１、４１、１２１ 第１補強部材
２１ａ、４１ａ 第１補強部材の基部
２１ｂ、４１ｂ 第１補強部材の凸部
２１ｃ、４１ｃ 第１補強部材の凸部の頂面部
２１ｄ、４１ｄ 第１補強部材の凸部の側面部
２２、４２、６２、１０２ 第２補強部材
２２ａ、４２ａ、６２ａ 第２補強部材の基部
２２ｂ、４２ｂ、６２ｂ 第２補強部材の凸部
２２ｃ、４２ｃ、６２ｃ 第２補強部材の凸部の頂面部
２２ｄ、４２ｄ、６２ｄ 第２補強部材の凸部の側面部
２５、２７、２８、４５、４７、４８、６７、６８ 閉断面部
２５ａ、２７ａ、２８ａ、４５ａ、４７ａ、４８ａ、６７ａ、６８ａ 第１面部
２５ｂ、２７ｂ、２８ｂ、４５ｂ、４７ｂ、４８ｂ、６７ｂ、６８ｂ 第２面部
７２ 充填部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】