JP2000509345A - モジュール式乗用車用フレーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 車体の立体フレームが、別個独立の乗員室モジュール（20）、フロントサスペンションモジュール（24）及びリヤサスペンションモジュール（28）を有する。各モジュールは、個々に完全に組み立てられ、後で他のモジュールに連結されてフレームが完成する。乗員室モジュール（20）は、２本の長手方向側部レール（32）から成る。フロントサスペンションモジュール（24）及びリヤサスペンションモジュール（28）は側部レール（32）と結合して、フレームのフロント及びリヤのところに全体として矩形の室（コンパートメント）を形成する。全体とし矩形の室は、エンジンフレームに主要な横方向の且つ捩りに対する安定性を付与する。フレームのフロント端部及びリヤ端部には、エネルギ吸収モジュール（26,30）が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】 モジュール式乗用車用フレーム 発明の背景 本発明は、乗り物又は乗用車(passenger vehicle)の車体フレームに関し、特 に数個の別々のモジュール又はサブアセンブリから成る乗り物用フレームに関す る。 乗用車の車体フレームは代表的には、はしご形構造又は一体構造のものである 。これら構造は、長年にわたって使用されていて、当該技術分野では周知である 。従来の構造が有用であることは分かっているが、既存の乗用車の構造に対して 改良を施すことが望ましい。 たとえば、自動車業界は車重を減らして構造的一体性を損なわず、或いは犠牲 にしないで燃費を向上させるための研究を常に行っている。さらに、衝撃的追突 に耐えて乗っている人に対する安全性を高めることができる乗用車を提供するこ とが望ましい。たとえば車体フレームの要部又は全部について異種材料を用いる などの改良を達成する種々の試みが行われた。たとえばアルミニウム又は複合材 料のような材料は軽量であるという利点を持っているが、一般に構造剛性が損な われる。さらに、多くの代替材料はとてつもなく高価になるので使えない。 従来型車体フレームと関連のあるもう一つ欠点は、組立て工程時に或る程度の 面倒さ及び手間が生じるということである。たとえば、車体フレームは、エンジ ン室として使用されている領域中へ突き出る前方に延びた中間レールを有してい る。乗用車のパワートレイン（「駆動列」とも呼ばれる）及びサスペンションシ ステム（「懸架装置」とも呼ばれる）の組立ては、中間レールが存在するので一 層困難である。たとえば、サスペンションシステムを乗用車への取付け前に完全 に組み立てることができれば有利である。しかしながら、従来型フレームでは、 このようなあらかじめ組み立てることは実際的ではなく、或いは不可能である。 本発明は、従来技術と比べ際立った改良が施された車体フレームを提供する。 乗用車生産が大幅に容易になる。フレームの構造剛性及び耐久性が増す。本発明 の車体フレームの設計により乗員の安全度も増す。 発明の概要 大まかに述べると、本発明は、数個のサブアセンブリ又はモジュールで構成さ れた車体フレームに関する。乗員室モジュールが、乗員室の下部及び外縁部に沿 って延びる一対の側部レールを有する。フロントサスペンションモジュールが乗 員室モジュールの側部レールの各々に取り付けられている。フロントサスペンシ ョンモジュールは、乗員室のフロント側端部のところで２本の側部レールの間に 延びている。フロントサスペンションモジュールは、その名称で分かるように、 完成された状態のフロントサスペンション組立体を支持するようになっている。 フロントサスペンションモジュールは又、乗用車のパワートレインを支持する。 リヤサスペンションモジュールが、フロントサスペンションモジュールと反対側 の側部レールの第２の端部のところで乗員室モジュールに取り付けられている。 リヤサスペンションモジュールは又、２本の側部レールの間に延びている。乗員 室モジュールの側部レールへのフロントサスペンションモジュール及びリヤサス ペンションモジュールの取付けにより、車体フレーム全体に関する主要な横方向 構造的安定性及び剛性が得られる。フロントサスペンションモジュール及びリヤ サスペンションモジュールは乗員室側部レールに正しく連結されると車体フレー ムに横方向安定性を付与するので、横方向補強部品を他に必要としない。 フロントエネルギ吸収モジュールが好ましくは、フロントサスペンションモジ ュール及び乗員室側部レールの最もフロント側の端部に連結されている。フロン トエネルギ吸収モジュールは好ましくは、衝撃又は衝突時に予測パターンで潰れ るような整列状態にある８本のエネルギ吸収管状部材を有している。エネルギ吸 収管状部材の整列及び連結状態は、衝撃エネルギの大部分がフレームの最もフロ ント側のモジュールによって吸収されるようにし、それにより乗員の安全が大幅 に高められる。同様に、リヤエネルギ吸収モジュールが車体フレームのリヤに連 結されている。 本発明の種々の他の特徴及び利点は、現時点において好ましい実施形態に関す る以下の説明を読むと当業者には明らかになろう。詳細な説明と関連した添付の 図面の説明は、図面の簡単な説明の欄に示してある。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の構造的原理を示す単純化された車体フレームの略図である。 図２は、追加のエネルギ吸収モジュールを備えた図１の実施形態の略図である 。 図３は、フロント及びリヤ車輪クリアランスが得られるよう改造された図２の 実施形態の概略分解図である。 図４は、本発明に従って設計された車体フレームの概略斜視図である。 図５は、フレームのフロント側端部がどのよう数個のモジュールから成ってい るかを示す図４の実施形態のフロント側の分解図である。 図６は、図４及び図５に示すフレームの部分相互の連結状態を示す部分横断面 図である。 図７は、本発明に従って設計された車体フレームに用いられる取付け継手の略 図である。 図８は、図５の車体フレームに用いられる好ましい取付け継手の略図である。 図９は、本発明の一部として用いられたエネルギ吸収管状部材の好ましい形態 の略図である。 図１０は、図９の１０−１０線における横断面図である。 図１１は、図５の実施形態のリヤ部分がどのように数個のモジュールを有して いるかを示すその概略分解図である。 図１２は、本発明に従って設計されたフレームの部分相互の好ましい連結状態 の略図である。 好ましい実施形態の詳細な説明 図１は、車体フレーム２０の構造的配置状態を概略的に示している。車室又は 乗員室２２が、全体として矩形のフロント部分２３と全体として矩形のリヤ部分 ２７との間に延びる一対の側部レール３２を有している。フロント及びリヤ部分 は剛性であり、撓み又は捩りに強い。したがって、側部レール３２とフロント部 分２３とリヤ部分２７との間の連結により、非常に剛性があり且つ安定した車体 フレーム２０が得られる。全体として矩形の部分２３，２７は、側部レール３２ 相互間の主要なフレーム横方向補強手段であり、フレーム２０に捩り剛性を付与 する。 図２は、フロント部分２３へのフロントエネルギ吸収モジュール２６を付加し た状態を概略的に示している。フロントエネルギ吸収モジュール２６は、以下に 説明するように衝撃又は衝突エネルギを吸収するよう設計されている。同様に、 リヤエネルギ吸収モジュール３０が、リヤ部分２８に追加的に設けられている。 フロントエネルギ吸収モジュール２６は、フレーム２０の捩り剛性に寄与してい る。リヤエネルギ吸収モジュール３０は、この頂部はトランクへの接近のために 開いていなければならないので捩り剛性には寄与しない。 図３は、図２の実施形態の変形例を概略的に示している。フロント部分２３及 びリヤ部分２７は、乗り物の車輪のためのクリアランスを考慮して改造されてい る。しかしながら、部分２３，２７は依然として剛性があり、捩り又は撓みに強 い。図３は又、改造したフロント部分及びリヤ部分がどのようにしてサブアセン ブリの状態に分割されているかを概略的に示している。フロント部分２３は、フ ロントサスペンションモジュール２４とフロントエネルギ吸収モジュール２６に 分割されている。リヤ部分２７は、リヤサスペンションモジュール２８とリヤエ ネルギ吸収モジュール３０に分割されている。 乗用車用フレームを概略的に示すようにモジュールから製作することにより、 かかる乗用車用フレームを複数のサブアセンブリ又はモジュールから作ることが できるようになっている。例えば、乗員室２２を好ましくは、完全な（それ事態 完成状態の）モジュールとして組み立てる。同様に、フロントサスペンションモ ジュール２４及び乗用車フロントサスペンションの構成部品を好ましくは、完全 なモジュールとして予め組み立て、次に乗員室モジュール２２のフロントに取り 付ける。次に、フロントエネルギ吸収モジュール２６（これは予め組み立てられ ている）を乗員室２２のフロント及びサスペンションモジュール２４のフロント に取り付ける。同様に、リヤフレーム部分を組み立てるには好ましくは、リヤサ スペンションモジュール２８及びサスペンション構成部品を完成させ、その後に これらを乗員室モジュール２２に連結する。次に、リヤエネルギ吸収モジュール ３０をリヤサスペンションモジュール２８及び乗員室２２に取り付ける。 上述の説明及び図１〜図３は、本発明に従って設計された車体の設計原理を概 略的に示している。別々のモジュールを組み合わせることにより、車体フレーム 製造工程が大幅に容易になると共に促進され、しかも車の構造的効率及び乗員の 安全性が高まる。 図４は、上述の原理に従って設計されたモジュール式車体フレーム２０を概略 的に示している。乗員室モジュール２２は、フロントサスペンションモジュール ２４の一端に取り付けられている。フロントエネルギ吸収モジュール２６は、乗 員室モジュール２２及びフロントサスペンションモジュール２４にそれぞれ取り 付けられている。リヤサスペンションモジュール２８は、乗員室モジュール２２ の第２の端部に連結されている。リヤエネルギ吸収モジュール３０は、リヤサス ペンションモジュール２８及び乗員室モジュール２２にそれぞれ連結されている 。種々のモジュール相互間の連結についての詳細は以下のとおりである。 乗員室モジュール２２は、一対の側部レール３２を有する。側部レール３２は 好ましくは、数個の部品で構成される。ロッカー溝形部材又は主レール部分３４ は好ましくは、全体としてＵ字形横断面の二次加工開放溝形部分で構成又は形成 される。フロントヒンジピラー３６が、ロッカー溝形部材３４の一端に連結され ている。フロントレール延長部又は第１のレール端部３８が、フロントヒンジピ ラー３６の他端に連結されている。ロッカー３４の他端は、これ又リヤレール延 長部又は第２のレール端部４２に連結されたリヤラッチピラー４０に連結されて いる。主レール部分３４は好ましくは、全体としてレール端部分３８，４２に平 行である。特定の用途に応じて、この整列関係を０から２０°までの範囲内で変 えることができる。 側部レール３２の種々の部分は好ましくは、鋳造又は注型結合部材４４と相互 に連結されている。鋳造結合部材４４については以下に詳細に説明する。 乗員室２２は、２本の側部レール３２相互間に延びる下部パネル４６を有して いる。図面で分かるように、下部パネル４６は、仕切り部分又は防火壁４８、フ ロアパネル５２、シールバック部分５３及びパッケージシェルフ５４を有してい る。下部パネル４６は、２本の側部レール３２相互間に延びている。フレーム２ ０の構造的安定性は、フロントサスペンションモジュール２４とリヤサスペンシ ョンモジュール２８と下部パネル４６の組合せによって得られる。下部パネル４ ６は、フレーム２０に剪断剛性を付与し、フロント及びリヤサスペンションモ ジュールは横方向の圧縮強さ及び剛性を提供する。 乗員室モジュール２２はまた、ロッカー３４とルーフレール５８との間に延び るＢピラー５６を有している。ルーフレールの一端は、Ａピラー６０を介して側 部レール３２に接合されている。ルーフレールの他端は、Ｃピラー６２を介して 側部レール３２のリヤ部分に連結されている。傾斜したリヤウインドピラー６３ が、それぞれのＣピラー６２とリヤレール延長部４２との間に延びている。ルー フレールとＡピラーとＣピラーとの間の連結部相互間には、ウインドシールドヘ ッダ６４及びバックライトヘッダ６６がそれぞれ延びている。 カウルビーム６８が、上部レール３８とフロントヒンジピラー３６とのそれぞ れの連結部の近くで上部レール部材３８相互間に延びている。一対の斜めストラ ット７０が、カウルビーム６８の中心部分から遠ざかって前方斜線上に延びてい る。一対の斜めストラット７２が、上部レール３８から斜めストラット７０まで 延びている。第３の組をなす斜めストラット７３が、上部レール３８のフロント 側端部と斜めストラット７０の端部との間に延びている。各側部に設けられた３ つ全ての斜めストラットは、連結箇所７４で交わっている。 乗員室モジュール２２全体は好ましくは、車体フレームの残部を乗員室モジュ ールに連結する前に完全なサブアセンブリとして組み立てられる。 乗員室モジュール２２の構成部品は好ましくはステンレス鋼製である。ステン レス鋼は、単位重量当たりの強度が高く且つ延性又は勒性も高く、しかもコスト が手頃なので好ましい材料である。他の材料、例えば炭素鋼、アルミニウム又は 複合材を、本発明に従って設計される車体フレームの形成に用いても良い。一例 として、例えばロッカー３８のような溝形部材、例えば下部パネル４６のような 成形パネル及び例えばルーフレール５８のような管状部材を好ましくは１２０， ０００ｐｓｉの降伏強さに冷間圧延加工されたアームコ・ニトロニック（Armco Nitronic）３０として知られるオーステナイト系ステンレス鋼から作るのが好ま しい。構造部材、例えば側部レール３２は好ましくは、１mm〜２mmの範囲の肉厚 を有する。比較的大型の平らなパネル及びフロアパネル５２の厚さは好ましくは １／２〜１mmである。 フロントサスペンションモジュール２４は、その名前が示唆するように、車の フロントサスペンションを支持している。本発明の大きな利点は、フロントサス ペンション組立体全体を、車の残部に取り付ける前に完成状態のフロントサスペ ンションモジュールに組み付けることができるということである。この利点によ り、製造工程が大幅に単純化され、しかもオペレータタイム及び工具費の減少と いう点で経済的利益が得られることになる。重要なことには、完全なフロントサ スペンションモジュール２４及び完全なフロントサスペンションシステム（図示 せず）は定位置に運ばれ、上部レール部材３８の下から乗員室モジュールに連結 される。従来技術においては、完全なフロントサスペンションシステムを予め組 み立てることは不可能である。というのは、代表的な車体フレームは、かかる組 立て手順を行うことができないようにする前方に延びる中間レールを有している からである。車体に従来型中間レールを用いなくても良いようにすることは、本 発明によって得られるもう一つの大きな利点である。 フロントサスペンションモジュール２４は、２つのサスペンションタワー８０ （図５に最も良く示されている）及びクロスカービーム８２を有している。横方 向ストラット８４が、構造剛性を一段と高めるために且つサスペンションタワー ８０のフロント下端部を位置決めするために設けられている。水平方向のプレー トが好ましくは、クロスカービーム８２と横方向ストラット８４との間に延びて いる。変形例として、１又は２以上の斜めブレースを用いてもよい。一組の斜め ストラット８５が、サスペンションタワー８０の中点とクロスカービーム８２の 横方向端部との間に延びている。サスペンションタワー８０は、バネ取付け部分 ８６を有し、このバネ取付け部分は、従来型サスペンションバネ及び構成部品を 収納するよう設計されている。バネ取付け部分８６は、連結箇所７４に連結され るコネクタ８７に隣接して位置している。ボルトが好ましくは、コネクタ８７、 斜めストラット７０，７２，７３を貫通して延び、この箇所での連結を完全にし ている。サスペンションタワーは、取付け部材８８のところでクロスカービーム ８２に連結されている。サスペンションタワー８０は好ましくは、サスペンショ ンタワー三角形部分８０Ａ，８０Ｂを有している。これら三角形部分は、構造剛 性及び強度を高めるための荷重分散又は分配経路となっている。 フロントサスペンションモジュール２４は、サブフレーム部分と称することが できる。サブフレーム部分２４（これは車のエンジン及びパワートレインを支持 する）は、結合部材４４への連結箇所９０のところで乗員室モジュールに連結さ れている。この連結構成は、図６に部分横断面で示されている。フロント及び下 部結合部材４４は各々、延長部取付けアーム９１を有している。取付けアーム９ １は、隆起した円錐形突起９２を有している。雌ネジ取付けボス９４が、鋳造結 合部材４４と一体に成形されている。雌ネジ取付けボス９４の下方（図面で見て 下方）部分は、隆起した円錐形の突起９５を有している。クロスカービーム８２ は好ましくは、隆起円錐形突起９２，９５にぴったりと受け入れられ、或いはこ れと嵌合するディンプル９６を有している。ボルト９８が取付けボス９４の内部 にねじ込まれている。金属ブッシュ９９が、クロスカービーム８２の開口部を貫 通して設けられている。ボルト９８は最適には、ブッシュ９９又はクロスカービ ーム８２の貫通開口部とは螺合しない。 隆起円錐形突起９２，９５とクロスカービーム８２のディンプル９６との組合 せは、鋳造結合部材４４（したがって、乗員室２２）とフロントサスペンション モジュール２４との間の連結強度を高める。 図５に戻ると、フロントエネルギ吸収モジュール２６は、バンパーバックアッ プビーム１０２を有すると共に４つで１組のエネルギ吸収チューブ又は管状部材 １０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ，１０４Ｄを２組有している。エネルギ吸収管状 部材１０４の横断面は好ましくは正方形である。１本のクロスストラット１０６ が、バンパーバックアップビーム１０２とほぼ平行に設けられている。直立スト ラット１０７が、上部取付け継手と下部取付け継手１０８との間に延びている。 取付け継手１０８は、エネルギ吸収管状部材をフロントサスペンションモジュー ル及び乗員室モジュールにそれぞれ連結するために設けられている。ボルト留め による連結が符号１０９のところで行われている。エネルギ吸収管状部材１０４ の両端は、連結箇所１０９Ａ，１０９Ｂのところで取付け継手１０８を介してバ ンパーバックアップビーム１０２に連結されている。 取付け継手１０８は理想的には、二重ピボット式自在継手又はピボット式撓み 継手である。継手部材１０８は好ましくは、ステンレス鋼で作られている。ピボ ット式撓み継手の一例が図７に示されており、これは２つのアーム部分１５８， １５９を有している。アームのうち一方は、安全管状部材１０４に結合されてい る。他方のアームは、一方向の運動を可能にするピボット軸線１６０を有してい る。撓み継手又は撓み部分１６２（これは、アーム部分１５８，１５９の相互結 合部に位置している）は、回動方向とほぼ直角な方向における運動を可能にする 。したがって、エネルギ吸収管状部材１０４とフロントサスペンション及び乗員 室モジュールとの間の連結部は、２方向における運動を可能にする。 上述の実施形態の単純化例として、正面衝突の際の撓みを可能にする一つだけ の軸線を定めても良い。直接的な正面衝突からのある程度のずれは一般的には金 属の延性によって対応できるので取付け継手のところにおける２方向の運動は必 ずしも必要とされない。 現時点で好ましい実施形態は、図８に示すような取付け継手１０８を有する。 取付け継手１０８は、全体として平らなプレート部分２１０及び２つの管状部材 取付け部２１２，２１４を有している。管状部材取付け部２１２は、フレアー部 分２１２と一致していて、プレート部分２１０と撓み部分２１８との間に延びる アーム部分２１６を有している。管状部材受入れアーム２２０が、アーム部分２ １６から見て反対の方向に撓み部分２１８から延びている。エネルギ吸収管状部 材は好ましくは、複数のスポット溶接部２２１によって管状部材受入れアームに 取り付けられている。撓み部分２１８は、例えばバンパーバックアップビーム１ ０２に衝撃力が加わった場合、管状部材取付け部２１２の変形を可能にする。衝 撃力の方向に応じて、衝撃力吸収管状部材１０４Ｂは、撓み部分２１８がこれに 応動変形してアーム２２０が取付け継手１０８の残部に対して回動すると、プレ ート部分２１０に対して枢動することができる。同様に、管状部材取付け部２１ ４は、第１のアーム部分２２２、撓み部分２２４及び管状部材受入れアーム部分 ２２６を有している。 プレート部分２１０は好ましくは、車体フレーム上の適当な連結箇所１０９に ボルト留めされている。具体的に述べると、上部取付け継手のプレート部分は好 ましくは、上部レール部材３８上の連結箇所１０９にボルト留めされ、下部取付 け継手のプレート部分は好ましくは、サスペンションモジュール２４の下部フロ ント端部のところで連結箇所１０９にボルト留めされている。ボルト留めによる 連結は開口部２２８を介して行われ、好ましくは、プレート部分２１０が連結箇 所１０９に対して固定されたままであるように設定される。 連結箇所１０９Ａ（図５参照）は好ましくは、図８に示すような取付け継手１ ０８を有している。というのは、２本の管１０４の端部は、互いに密接して配置 されているからである。取付け箇所１０９Ｂ（図５）のところで継手１０８には 僅かな設計変更がなされている。図面の記載から分かるように、２つの管状部材 １０４Ｂ，１０４Ｄの前方端部は互いに間隔を置いて位置している。したがって 、プレート部分２１０及びフレアー部分２１７は、細長く、したがって管受入れ アームはそれに応じて間隔を置いて位置するようになっている。その他の点にお いては取付け継手はすでに説明したのと同一のものである。 管状部材受入れアーム部分２２６を参照すると最も良く分かるように、取付け 継手の管状部材受入れアームは、４つの垂直方向に差し向けられたフィン部分２ ３０，２３２，２３４，２３６を有している。図９は、エネルギ吸収管状部材１ ０４の好ましい実施形態を示している。管状部材１０４の各端部は、４つの全体 として垂直方向に差し向けられた溝形部材２３８，２４０，２４２，２４６を有 している。取付け継手１０８のフィン部分は、例えば図８に示すように管１０４ に取り付けられた溝形部材内に収納される。 図９に示すようなエネルギ吸収管状部材１０４は、上述した望ましいエネルギ 吸収特性を依然として維持しながら図５及び図８に示すような取付け継手に使用 できるよう構成されている。図１０に示す全体として正方形の横断面は、エネル ギ吸収管状部材１０４の長さのうち相当な部分に沿って維持されている。 エネルギ吸収管状部材１０４を全体として図示したような配置状態で取り付け て乗用車のフロントへの衝撃力が安全管状部材１０４に沿って軸方向に伝えられ るようにすることが最も有利である。直接又は真の軸方向荷重により、正方形横 断面の管状部材１０４は予測可能な態様又はパターンで変形する。具体的に述べ ると、荷重が事実上真に軸方向に近いままであれば、管状部材は積重ねパターン で互いに折り重なる。図面から理解できるように、バンパーバックアップビーム １０２が乗員室２２に向かって動くと、エネルギ吸収管状部材１０４は全体とし て内方に動くことになる。即ち、頂部エネルギ吸収管状部材１０４Ａ，１０４Ｂ は理想的には、図面で見て内方且つ下方へ動くことになり、他方エネルギ吸収管 状部材１０４Ｂ，１０４Ｃは図面で見て内方且つ上方へ動くことになろう。 取付け継手１０８は、上述したような回動又は撓みを可能にしてエネルギ吸収 管状部材１０４が上述した理想パターンとよく似た態様で移動することができる ようにする。エネルギ吸収管状部材１０４は、撓み部分２１８，２２４が設けて あるので回動することができる。かかる回動運動により、管状部材１０４は、理 想パターンと似たパターンで動くことができる。したがって、取付け継手１０８ は、管状部材１０４に加わる軸方向荷重を維持しやすくする。 エネルギ吸収管状部材１０４の予測可能な変形パターンを定めると、これによ り衝撃又は衝突からのエネルギが著しく吸収される。さもなければ、予測できな い変形により、乗員室によって吸収しなければならない残余エネルギが生じるこ とになり、これは必ずしも望ましい事態ではない。本発明によって設計され取り 付けられたエネルギ吸収モジュール２６は、構造上及び乗員の安全上の顕著な利 点をもたらす。 図１１に最も良く示されているように、リヤサスペンションモジュール２８は 、２つのサスペンションタワー１１０を有している。横方向ストラット１１２が 、サスペンションタワーの下方リヤ端部相互間に延びている。一対の斜めストラ ット１１４が、タワー１１０及び横方向ストラット１１４に連結されている。ク ロスカービーム８２と本質的には同一のクロスカービーム１１６が設けられてい る。水平方向のプレートが好ましくは、クロスカービーム１１６と横方向ストラ ット１１４との間に延びている。２つの斜めストラット１１７が、クロスカービ ーム１１６のフロント横方向縁部とサスペンションタワー１１０のフロント上の 中点との間に延びている。 サスペンションタワー１１０（フロントサスペンションモジュール２４のサス ペンションタワー８０に相当する）は、完全なリヤサスペンション組立体を支持 するようになっている。最適には、サスペンション組立体全体を完全なリヤサス ペンションモジュール２８と互いに組み立て、次にこのユニット全体を乗員室モ ジュール２２のリヤに取り付ける。取付け箇所１１８（結合部材４４に連結可能 である）は、フロントサスペンションモジュールに関して説明したのと同一であ り、したがってこれ以上の説明は不要であろう。取付け箇所１２０は、フロント サスペンションモジュールの連結箇所７４のところの取付け箇所と同様である。 端部レール部分４２及びストラット１２１Ａ，１２１Ｂの三角形構造体１２１が 、乗員室のリヤ端部の近くでフレームの各側部に設けられている。三角形ストラ ットは、サスペンションタワー１１４を第２の端部レール部分４２上に支持する 構造体を構成している。 リヤエネルギ吸収モジュール３０は、バンパーバックアップビーム１２２及び ２組のエネルギ吸収管状部材１２４Ａ，１２４Ｂ，１２４Ｃを有している。スト ラット１２６が、モジュール３０の各横方向端部のところに設けられている。連 結箇所１２８，１３０は好ましくは、図８に概略的に示し、フロントエネルギ吸 収モジュール２６に関連して上述したような取付け継手を有している。符号１２ ９のところの取付け継手は互いに異なっている。というのは、２つの管状部材が 互いに隣接して終端する必要はないからである。取付け継手は、管状部材受入れ アーム部分を一つだけ有している。その他の点に関しては、符号１２９のところ の取付け継手の構成及び機能は、上述したものと同一である。乗員室モジュール ２２及びリヤサスペンションモジュール２８へのリヤエネルギ吸収モジュール３ ０の連結は、箇所１２７のところで達成され、これはフロントエネルギ吸収モジ ュールの連結と類似しているので、これ以上説明する必要はないであろう。 次に、図１２を参照すると、少なくとも下部の４つの鋳造結合部材４４が、荷 重経路１３４から成る三角形構造体１３２を有している。荷重経路１３４は本質 的には三角形１３２の脚である。重要なこととして、荷重経路又は脚１３４は、 結合部材１３８のところで交わっている。 鋳造結合部材４４は好ましくは、鋳造工程において一体成形される。例えば、 公知のヒッチナー（Hitchner）又はＦＭ法を用いるのが良い。鋳造結合部材４４ の好ましい材料はステンレス鋼合金である。しかしながら、一例として種々の材 料が利用可能であり、好ましい材料はアームコ・ニトロニック１９Ｄであり、こ れは合併ステンレス鋼である。鋳造品の厚さは好ましくは約３〜４mmである。 鋳造結合部材４４は、溝形断面ビーム部材、例えばロッカー３４及びフロント ヒンジピラー３６に連結されている。インサートタブ１４０が、三角形構造体 １３２から垂直方向に遠ざかって突出している。インサートタブ１４０は、溝形 部材のアーム１４２に設けられた圧延成形溝形部分内に嵌め込まれている。フラ ンジ１４４が、溝形部材のウェブ部分１４６にオーバーラップしている。インサ ートタブ１４０は、従来型スポット溶接又はレーザ溶接法によってアーム１４２ の圧延成形溝形部分に溶接されている。スポット溶接部が符号１４７のところに 示されている。同様に、フランジ１４４はウェブ部分１４６に溶接されている。 三角形１３２内の空間は鋳造法の実施後には開放状態にあるが、結合部材１４ ４を完全なフレーム２０内に組み込むと、好ましくはこれを蓋で覆い、栓を施し 、或いは充填することが好ましい。当業者は、適当な蓋又は充填材を選択して結 合部材片４４を通る漏れがないようにすることができるであろう。 理解できるように、荷重経路１３４は、側部レールの溝形部材に及ぼされる力 又は荷重の方向を変える経路となっている。例えば、アーム部分１４２に沿う矢 印１４８の方向の荷重は、矢印１５０によって示されるように荷重経路１３４の うち一つに沿って方向が変えられる。したがって、剪断応力及び衝撃力又は衝撃 荷重（これは上記のようにしなければ、車体フレームの破損又はひどい変形を引 き起こす場合がある）は、荷重経路１３４のうちの一つに沿って荷重の方向を変 えることにより消散し、又は効果的に減少する。したがって、本発明に従って設 計された鋳造結合部材４４により、衝突又は衝撃の際における構造的安定性の向 上と共に構造的一体性が得られる。 上述の説明は、本発明を限定するものではなくその例示に関するものである。 当業者であれば、本発明の精神及び範囲から逸脱しない好ましい実施形態の変形 例及び改造例を想到できよう。したがって、特許請求の範囲は、本発明の法上の 保護範囲を定めている。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＵ，ＢＲ ，ＢＹ，ＣＮ，ＨＵ，ＩＬ，ＪＰ，ＫＲ，ＭＸ，ＮＺ， ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．車体フレームであって、外縁部に沿って延びる２本の側部レールを備えた乗 員室モジュールを有し、各側部レールは、第１のコネクタレール部分と第２の コネクタレール部分との間に延びる主レール部分を含み、第１のコネクタレー ル部分と第２のコネクタレール部分は、全体として主レール部分に平行な第１ の端部レール部分と第２の端部レール部分にそれぞれ連結され、更に、主レー ル部分の第１の端部の近くで側部レールにより支持され且つ第１の端部レール 部分によって支持されていて、第１の車サスペンション組立体を支持するよう になった第１のサスペンションモジュールと、主レール部分の第２の端部の近 くで側部レールにより支持され且つ第２の端部レール部分によって支持されて いて、第２の車サスペンション組立体を支持するようになった第２のサスペン ションモジュールとを有し、側部レール相互間に延びた状態で配置されている 第１及び第２のサスペンションモジュールは、車体フレームに横方向の且つ捩 りに対する安定性を付与していることを特徴とする車体フレーム。 ２．第１のサスペンションモジュール及び第１の端部レール部分によって支持さ れた第１のエネルギ吸収モジュールを更に有し、第１のエネルギ吸収モジュー ルは、乗員室モジュールから遠ざかる方向に第１のサスペンションモジュール から延びていることを特徴とする請求項１記載の車体フレーム。 ３．第２のサスペンションモジュール及び第２の端部レール部分によって支持さ れた第２のエネルギ吸収モジュールを更に有し、第２のエネルギ吸収モジュー ルは、第１のエネルギ吸収モジュールとは逆の方向に第２のサスペンションモ ジュールから延びていることを特徴とする請求項２記載の車体フレーム。 ４．乗員室モジュールは、第１の端部レール部分相互間に横方向に延びる状態で これらに連結されたカウルビームと、主レール部分相互間に延びる全体として 平らなパネルとを更に有することを特徴とする請求項１記載の車体フレーム。 ５．乗員室モジュールは、各々が各側部レールによってそれぞれ支持された２本 のルーフレールと、ルーフレール相互間に横方向に延びる第１及び第２のヘッ ダレールとを更に有することを特徴とする請求項４記載の車体フレーム。 ６．第１のサスペンションモジュールは、各々が第１の車サスペンション組立体 の一端を支持する第１の端部を備えた２つのサスペンションタワーと、サスペ ンションタワーの第２の端部の近くでこれらサスペンションタワー相互間で横 方向に延びるクロスビームとを更に有し、クロスビームは、主レール部分の第 １の端部の近くで側部レールによって支持されていることを特徴とする請求項 １記載の車体フレーム。 ７．乗員室モジュールは、第１の端部レール部分相互間に横方向に延びる状態で これらに連結されたカウルビームと、各第１の端部レール部分とカウルビーム との間に延びる斜めストラット部材とを更に有し、各サスペンションタワーの 第１の端部は、各斜めストラット部材にそれぞれ連結されていることを特徴と する請求項６記載の車体フレーム。 ８．第２のサスペンションモジュールは、各々が第２の車サスペンション組立体 の一端を支持する第１の端部を備えた２つのサスペンションタワーと、サスペ ンションタワーの第２の端部の近くでこれらサスペンションタワー相互間で横 方向に延びるクロスビームとを更に有し、クロスビームは、主レール部分の第 ２の端部の近くで側部レールによって支持され、サスペンションタワーの第１ の端部は、第２の端部レール部分によって支持されていることを特徴とする請 求項１記載の車体フレーム。 ９．車体フレームの各側に設けられた少なくとも２本の斜めストラット部材を更 に有し、各斜めストラット部材は、各側部レールでそれぞれ支持された第１の 端部と、サスペンションタワーの第１の端部を支持するよう位置決めされた第 ２の端部とを有することを特徴とする請求項８記載の車体フレーム。 10．３本の斜めストラット部材から成る２つの全体として三角形の構造体を更に 有し、各三角形構造体の少なくとも１本の斜めストラット部材は、それぞれの 主レール部分で支持された一端を有し、各三角形構造体の少なくとも１本の斜 めストラット部材は、それぞれの端部レール部分で支持された一端を有し、斜 めストラット部材の他端は、車体フレームの中間部分に向かって内方へ間隔を 置き且つ互いに隣接して位置し、サスペンションタワーの第１の端部は、斜め ストラット部材の他端でそれぞれ支持されていることを特徴とする請求項８記 載の車体フレーム。 11．第１のエネルギ吸収モジュールは、複数の管状部材の間に延びると共にこれ ら管状部材によって支持された横方向ビーム部材を有し、横方向ビーム部材は 、横方向ビーム部材と第１のサスペンションモジュールとの間に延びており、 管状部材は、横方向ビーム部材に加わる力が管状部材により軸方向に吸収され るよう第１の端部レール部分及び第１のサスペンションモジュールによって支 持されていることを特徴とする請求項２記載の車体フレーム。 12．管状部材は、力を軸方向に吸収すると回動できるよう第１の端部レール部分 及び第１のサスペンションモジュールによって支持されていて、軸方向の力が 吸収されると管状部材は車体フレームの残部に対して回動するようになってい ることを特徴とする請求項１１記載の車体フレーム。 13．管状部材は、２方向に回動自在に支持されていることを特徴とする請求項 １２記載の車体フレーム。 14．管状部材は、各々が呼称横断面の中央撓み部分から遠ざかって延びる２つの アーム部分を含む取付け継手によって第１の端部レール部分及び第１のサスペ ンションモジュールに取り付けられ、アーム部分は、撓み部分から遠ざかる方 向においてアーム部分の長さに沿って増大する横断面を有し、各取付け継手の アーム部分の一方は、管状部材の一つに連結されていることを特徴とする請求 項１１記載の車体フレーム。 15．側部レールは、主レール部分と第１及び第２のコネクタレール部分のそれぞ れとの間及び第１及び第２のコネクタレール部分と第１及び第２の端部レール 部分とのそれぞれの間に設けられている全体として三角形の継手部材を含むこ とを特徴とする請求項１記載の車体フレーム。 16．車体フレームであって、第１及び第２の端部を備えた乗員室モジュールと、 乗員室モジュールの第１の端部に結合された第１の横方向支持モジュールと、 乗員室モジュールの第２の端部に結合された第２の横方向支持モジュールとを 有し、乗員室モジュールの第１の端部と第１の横方向支持モジュールは、全体 として矩形のエンジン及びサスペンション室を構成するよう協働し、乗員室モ ジュールの第２の端部と第２の横方向支持モジュールは、全体として矩形の荷 物及びサスペンション室を構成するよう協働し、全体として矩形の前記室は、 車体フレーム全体に主要な横方向の且つ捩りに対する安定性を付与しているこ とを特徴とする車体フレーム。 17．乗員室モジュールは、各々が第１の直立ビーム部分に連結された第１の端部 レール部分を含む２つの間隔を置いて位置した側部レールを有し、第１の端部 レール部分と第１の直立ビーム部分は、乗員室モジュールの第１の端部を構成 し、各側部レールは、一端が第１の直立ビーム部分に連結された主レール部分 を更に有し、主レール部分の他端は、第２の端部レール部分に連結された第２ の直立ビーム部分に連結され、第２の直立ビーム部分と第２の端部レール部分 は、乗員室モジュールの第２の端部を構成していることを特徴とする請求項 １６記載の車体フレーム。 18．第１の端部レール部分、第２の端部レール部分及び主レール部分は全て、全 体として互いに平行な長手方向軸線を有していることを特徴とする請求項１７ 記載の車体フレーム。 19．前記全体として平行な長手方向軸線は、０°〜２０°の範囲内で互いに対し て角度をなしていることを特徴とする請求項１８記載の車体フレーム。 20．前記連結の手段は、全体として三角形の結合部材から成り、結合部材の各三 角形の２つの頂点は、前記レール部分又は前記ビーム部分のうち一方の端部に 連結されていることを特徴とする請求項１７記載の車体フレーム。 21．全体として矩形の前記室によってそれぞれ支持されていて、受けた力からエ ネルギの少なくとも一部を散逸させる２つのエネルギ吸収モジュールを更に有 していることを特徴とする請求項１６記載の車体フレーム。 22．第１及び第２の横方向支持モジュールは各々、２つのサスペンションタワー を含み、各サスペンションタワーは、クロスカービーム部材に連結され、サス ペンションタワーのうち２つは一端が、乗員室モジュールの第１の端部によっ て支持され、サスペンションタワーのうち２つは一端が、乗員室モジュールの 第２の端部によって支持され、クロスカービーム部材はそれぞれ、車体フレー ムを横切って横方向に延びた状態で乗員室モジュールの端部によって支持され ていることを特徴とする請求項１６記載の車体フレーム。 23．車体フレームの組立て方法であって、第１のサスペンション支持モジュール を組み立てる工程(ａ)と、第２のサスペンション支持モジュールを組み立てる 工程(ｂ)と、第１のサスペンション支持モジュールを２本の長手方向側部レー ルの第１の端部に取り付ける工程(ｃ)と、第２のサスペンション支持モジュー ルを２本の側部レールの第２の端部に取り付け、それにより第１のサスペンシ ョン支持モジュールと第２のサスペンション支持モジュールとの間に乗員室モ ジュールを完成させる工程(ｄ)とを有し、サスペンション支持モジュールは、 車体フレームに主要な横方向の且つ捩りに対する安定性を付与していることを 特徴とする方法。 24．工程(ａ)及び工程(ｂ)を、完成状態のサスペンション組立体を各サスペンシ ョン支持モジュールに取り付けることによって実施し、その後に工程(ｃ)及び 工程(ｄ)を実施することを特徴とする請求項２３記載の方法。 25．エネルギ吸収モジュールを第１のサスペンション支持モジュール及び乗員室 モジュールに取り付ける工程を更に有することを特徴とする請求項２３記載の 方法。 26．エネルギ吸収モジュールを第２のサスペンション支持モジュール及び乗員室 モジュールに取り付ける工程を更に有することを特徴とする請求項２３記載の 方法。