JPH06503779A - 乗用車ボディの支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 乗用車ボディの支持構造 この発明は、請求項１の前提部による乗用車ボディの支持構造に関する。

乗用車ボディの既知の支持構造は、前部に、前方両側に設けられた縦溝材と、こ れらの縦溝材の上方に配置された懸架ばね収容部とを有し、この懸架ばね収容部 は縦溝材上に下から支持されている。

乗用車のフレーム一体型ボディは通常、その支持構造を含めて板金部品から製作 されている。従って中空形を有する溝材はそれぞれ、少なくとも２枚の深絞りし た板金を互いに溶接して製作される。懸架ばね収容部も板金部品から製作されて おり、釣鐘形構造に深絞りされたホイールアーチの中に収容されている。これら のホイールアーチは開放した板金シェルからなり、縦溝材上に底部で支持されて これに結合しているため、通常は懸架ばね収容部と、その下に存在する縦溝材と の間には１枚の壁による平面結合しかない。力の流れは、スラスト壁としての平 面部品を通して案内される。

既知の支持構造の場合、懸架ばね収容部前方の領域において、補助フレームは前 方ねじ止め点を備えた複合溝材としての縦溝材に固定されている。この構造にお いて、特に衝突の場合のために、懸架ばね収容部の領域において必要な支持構造 剛性を得、補助フレームを縦溝材上の前方ねじ止め点に安定に支持するには、費 用のかかる強化処置によるしかない。

このようなフレーム一体型ボディの構成に使用される鋼板は、深絞り法で成形さ れる。薄板成形のためのプレス用ダイスは比較的高価であるが、これにより多数 個の生産が可能となるため、大量生産のための経済上の解決策となる。しかしこ の方法は工具投資に高い費用を要するため、少量生産には極めて高価につく。

そこで特に少量生産のために既知であるのは（ヨーロッパ特許０１４６７１６　 Ｂｌ）、乗用車用の車両ボディを中空形材からなる支持構造で製作し、節点要素 によって互いに結合させることである。このような中空形材は軽金属押出し成形 材として構成され、また節点要素は軽金属鋳造部品として構成される。このよう な構成は少量生産のためのコスト的により有利な解決法であるだけでなく、この 構成によってボディ重量をより低減し、防食の点において改善を得ることができ る。

このような技術に従い具体的に記載された実施例では、懸架ばね収容部とその縦 溝材上の支持部は冒頭に述べた従来のフレーム一体型ボディの構成により板金部 品から構成されており、このため前記の状況がこの場合にも起こる。

この発明の目的は、簡単かつ経済的に有利な手段によって、懸架ばね収容部のた めにより有利な力の流れを有して、より強固な支持を達成するように乗用車ボデ ィの支持構造を再構成することである。

この目的は、請求項１に記載の諸特徴によって解決される。

請求項１によれば、各縦溝材と懸架ばね収容部との間に支持構材が配置されてお り、この支持構材は懸架ばね収容部前方に存在する縦溝材上の一点から、懸架ば ね収容部へど斜め上に設けられている。この支持構材は縦溝材および懸架ばね収 容部に結合しているため、縦溝材、支持構材および懸架ばね収容部の支持部から 下向きに縦溝材へと力の三角形が形成されている。これによって作られる溝材接 合は縦溝材および懸架ばね収容部を強固かつ安定に支持し、力の三角形を閉じて いる。

懸架ばね収容部を、別の溝材（懸架ばね溝材）を通じてドア支柱の上部領域に結 合させるのが有利である。これにより正面衝突の場合、力は縦溝材へと流れ、こ の力が支持構材により分割されて、一方は懸架ばね収容部、およびそのドア支柱 との結合を通じて客室／屋根領域へと流れ、また他方は縦溝材を通じてドア台部 （シル）と床領域へと流れる。この力の分割により衝突特性を改善することがで きる。

支持構材の結合が縦溝材のあまりに前方に選択されると、懸架ばね収容部のため のこの溝材の支持機能が小さくなりすぎ、縦溝材と支持構材との間が鋭角になっ て懸架ばね収容部への力の伝達が場合によっては大きすぎ、車両前部の変形特性 があまりにも剛直となる。他方において、支持構材が懸架ばね収容部のちょうど 前方で縦溝材に結合される場合、懸架ばね収容部のための支持機能は確かに大き いが、力の分割と縦溝材の支持の増大は僅かでしかない。したがって請求項２に よるように、支持構材と縦溝材とがほぼ４５度の角度を形成するのが適切である 。

懸架ばね収容部前の前方縦溝材領域には通常、補助フレームが、複合種材として 補助フレーム前方ねじ止め点に固定されている。ここで請求項３によれば支持構 材をその前端部で取り付け、補助フレーム前方固定点の強固な支持を得るのが有 利である。

請求項４による態様では、支持構材は開放断面形材と補強リブとを備えた鋳造部 品として構成される。このような鋳造部品は貫通部、調節された壁厚さおよびリ ブにより、剛性と衝突特性のための必要条件を満たすように設計することができ る。さらに補助フレームの固定点を、この鋳造部品の脚点または支持構材と縦溝 材との結合点に組み込むことができる。

請求項５によれば、縦溝材はそれぞれ前後して互いに結合した２個の部材で構成 される。第１の縦溝材は第１の一定の断面形状を備え、全体として、第２の断面 形状を備えた第２の縦溝材部材に比して剛性が少ないように決定されている。

このような、既知の縦溝材構造の根底となる考えは、比較的僅かな衝突エネルギ ーで正面衝突した際に、前方の第１の縦溝材部材だけが変形し、一方、後方に接 続する第２の縦溝材部材は、これに接続する他のフレーム部材や部品とともに変 形しないで残ることである。これにより、僅かな衝突エネルギーで正面衝突した 時の損傷はボディの前方領域に限定されるので、客室は保護され、車両修理の際 には前方の第１の縦溝材部材だけを交換すればよい。これらの縦溝材部材の結合 はシェル半休によるのが望ましく、このシェル半休は接続する溝材末端を固定す るとともに互いに溶接されるものである。請求項５によれば、支持構材は鋳造部 品として作製されているこのようなシェル半体上に成形されるのが有利であり、 これにより支持構材を別個に固定する必要がない。さらに一方のシェル半休に補 助フレームの前方固定点を組み込むこともできる。

請求項６による別の態様においては、支持構材は閉鎖された中空形断面をもつ押 出し成形部材として構成される。このような支持構材は廉価に製作でき、壁厚さ や断面を決定することにより、剛性と衝突特性の点において必要条件に適合させ ることができる。

請求項７の特徴によれば、下方の縦溝材上に懸架ばね収容部を支持するために、 １枚の壁からなる通常の支持部に代えて、この支持部を閉鎖された中空形材によ り懸架ばね収容部溝材として設計することが提案される。このような閉鎖された 断面形状は、開放した板金シェルに比してはるかに高い剛性を有するとともに、 衝突時にエネルギーを吸収することができ、これにより支持機能と衝突特性を改 善することができる。

請求項８によれば、懸架ばね収容部溝材は、その断面幅においてその下方にある 縦溝材の上に配置され、その断面幅が縦溝材の幅に相当するように構造を設計す るのが望ましい。閉鎖した中空形を有するこのような懸架ばね収容部溝材は、請 求項９により従来の方法に従い板金シェル部品によって製作することができる。

ただし鋳造部品あるいは押出し成形材部品も使用することができ、適切な寸法を 用いて剛性をさらに改善することができる。

軽金属押出し成形部材と軽金属節点要素を用いたボディの支持構造において本発 明の溝材配置を使用する場合、請求項１０に従い本発明の構付及び／または懸架 ばね収容部を、軽金属押出し成形部材または軽金属鋳造部品として製作するのが 有利である。

図面を用いて本発明の実施例を、その他の特性、特徴および利点とともにさらに 詳細に説明する。

図１はボディの前方領域における支持構造の側面図を示す。

図２は図１の支持構造の平面図を示す（懸架ばね収容部は示さず）。

図３は鋳造部品としての支持構材を備えた懸架ばね収容部領域の拡大側面図を示 す。

図４は押出し成形部材としての支持構材を備えた懸架ばね収容部領域の拡大透視 図を示す。

図１は乗用車ボディ２の前方領域における支持構造１を側面図で示している。

支持構造１は縦溝材３、台部５への結合要素４、懸架ばね収容部６および前方ド ア支柱７からなっている。

縦溝材３は２つの部材８と９からなり、両縦溝材部材８と９はアルミニウム押出 し成形部材として構成されており、前方縦溝材部材８は後方縦溝材部材９に比し て容易に変形しやすい。

懸架ばね収容部６は構付１ｏによって下方の縦溝材部材９の上にほぼ垂直に支持 されている。さらに約４５度の角度で斜めに走る支持構材１１が設けられており 、この構付１１はさらに懸架ばね収容部の前方を、前方縦溝材部材８と後方縦溝 材部材９との結合部の上に支持している。この配置は図３の拡大図において詳細 に説明する。

懸架ばね収容部６はさらに別の構付、すなわち懸架ばね構付１２を通じてドア支 柱７上の節点要素１３に結合しており、この要素１３に屋根構造の前方側面フレ ーム溝材１４も結合している。

図２は図１の支持構造１を平面図で示している（懸架ばね収容部６は示さず）。

この場合も縦溝材３が部材８と９からなるのを認めることができ、これらは結合 要素４によって側方ドアの台部５に結合している。さらに、斜めに設けられた支 持構材１１が示されている。

図３は図１による第１の実施態様の拡大部分図を示し、部材８と９、懸架ばね収 容部６、懸架ばね収容部溝材１ｏおよび支持構材１１からなる縦溝材３を備えて いる。

縦溝材部材８と９との結合は単数または複数のシェル部品によって行われ、その うちシェル半体１５を図３に見ることができる。これらのシェル部品は縦溝材部 材８と９との相接する溝材末端を固定して包んでおり、互いに、また両溝材末端 に溶接されている。このシェル部材は鋳造部品として製作されており、支持構材 １１もシェル半体１５上に鋳造部品として成形されている。構付１１はこの実施 例では補強リブ１６を備えた開放形状を有している。シェル半体１５の下側には 、さらに補助フレームの前方固定点１７がこの鋳造部品に組み込まれている。

懸架ばね収容部溝材１ｏも閉鎖された中空形材１８を含んでおり、その下方領域 は縦溝材部材９の幅に調節され、構付９の上に配置されている。

図４による別の実施例では、縦溝材３はこの場合も部材８と９とを含んで構成さ れており、懸架ばね収容部６は構付１０ならびに中空形材１８により縦溝材部材 ９の上に支持されている。しかし斜めに走る支持構材１１はここでは一定の断面 をもつアルミニウム押出し成形部材として製作されている。縦溝材部材８と９と は差し込み溶接結合１９によって互いに結合しており、この結合領域に補助フレ ーム固定点１７を設けることもできる。

上記の配置によって、斜めに走る支持構材１１と、中空形材１８を備えた懸架ば ね収容部溝材１０の使用のもとに、懸架ばね収容部６の領域において、安定した 強固な支持構造が得られる。

さらに正面衝突の場合、図１から見て取ることができるように、有利な力の流れ が行われる。この場合、力は前方縦溝材部材８を通じて縦溝材３に流れ、このと き部材８は管として製作されていて、エネルギー吸収要素となる。縦溝材部材９ への移行部において力は分割され、一方は、好ましくは鋳造部品として製作され ている懸架ばね収容部６へ、そして好ましくは押出し成形部材として製作されて いる懸架ばね構付１２を通じて客室および屋根の領域へ流れ、そして他方は、縦 溝材部材９を通じてボディの床構造へと流れる。断面積と剛性との関係は、段階 的な変形が生じるように調整され、すなわち低速で前方縦溝材部材の変形が生じ 、比較的高い衝突速度で変形が後方に延長するように調整される。

補正書の翻訳文提出書（特許法１８４条の８）平成　５年　２月７７日娑

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．フレーム構造の構材を有する乗用車ボディの支持構造であって、この支持構 造は、両側に前方縦構材を有し、この縦構材上方に配置されるとともにこの縦構 材上に底部が支持されている前方懸架ばね収容部を有し、各縦構材と懸架ばね収 容部との間に配置されるとともに、懸架ばね収容部前方において縦構材上に存在 する一点から懸架ばね収容部へと斜め上向きに設けられた支持構材を有し、この 支持構材は縦構材および懸架ばね収容部に結合して、縦構材、支持構材および懸 架ばね収容部の支持部により下方縦構材上に閉じられた力の三角形を形成してい て、その特徴として、懸架ばね収容部（６）が別の構材である懸架ばね構材（１ ２）を通じてドア支柱（７）の上部領域またはドア支柱（７）上の上部節点要素 （１３）に結合するとともに、この上部領域または上部節点要素（１３）に屋根 構造のフレーム構材（１４）も結合していて、正面衝突の場合、力は、一方は縦 構材（８，９）を通じてドア台部（５）および床領域へと流れ、また他方は支持 構材（１１）、懸架ばね収容部（６）、およびその懸架ばね構材（１２）を介す るドア支柱（７）上部領域での結合を通じて客室の屋根領域（屋根構造のフレー ム構材１４）へと流れる乗用車ボディの支持構造。 ２．支持構材（１１）が縦構材（３）と約４５°の角度を形成していることを特 徴とする請求項１記載の支持構造。 ３．支持構材（１１）が補助フレームの部材またはその前方ねじ止め点（１７） のための結合領域において縦構材（３）に結合していることを特徴とする請求項 １または２記載の支持構造。 ４．支持構材（１１）が好ましくは補強リプ（１６）を備えた開放断面形材を有 し、鋳造部品として製作されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか に記載の支持構造。 ５．縦構材（３）が前後して設けられた２個の部材（８，９）で構成されるとと もに、この部材（８，９）は鋳造部品である２個のシェル半体（１５）によって 互いに結合されていて、支持構材（１１）が一方のシェル半体（１５）上に成形 され、補助フレームの固定点（１７）がこの半体（１５）に組み込まれているこ とを特徴とする請求項４に記載の支持構造。 ６．支持構材（１１）が閉じられた中空断面形材を有し、鋳造部品として製作さ れていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の支持構造。 ７．下方縦構材（３）上の懸架ばね収容部のほぼ垂直な支持が、閉じられた中空 形材（１８）を有する懸架ばね収容部構材（１０）として製作されていることを 特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の支持構造。 ８．懸架ばね収容部構材（１０）が縦構材（３）の幅に対応する断面幅を有する ことを特徴とする請求項７に記載の支持構造。 ９．懸架ばね収容部構材（１０）が板金シェル部品または押出し成形部材または 鋳造部品によって製作されていることを特徴とする請求項８に記載の支持構造。 １０．構材（縦構材３、支持構材１１、懸架ばね収容部構材１０）および／また は懸架ばね収容部（６）が軽金属で製作されていることを特徴とする請求項１か ら９のいずれかに記載の支持構造。