車両用フレーム構造
【課題】軽量化を図りつつ曲げ抗力を効率的に確保することができる車両用フレーム構造を提供する。
【解決手段】閉断面部材１０の内部に補強部材２０が取り付けられた車両用フレーム構造において、閉断面部材１０は、外部から曲げ荷重が入力される際に、圧縮方向の力が作用する第１面部と、引張方向の力が作用する第２面部と、閉断面部材の第１面部と第２面部との間に位置する両側の側面部とを有し、補強部材２０は、側面部に沿って平行に閉断面部材１０の長手方向に延びる複数の板状の第１リブと、閉断面部材を横切る方向に延びる複数の板状の第２リブとを有し、第１リブのうちの閉断面部材１０の最も側面部側に位置するリブが、側面部に接着結合され、第２リブが、少なくとも第１リブのうちの側面部に接着結合されたリブと、該リブと閉断面部材を横切る方向に隣り合うリブとに結合されている。
【解決手段】閉断面部材１０の内部に補強部材２０が取り付けられた車両用フレーム構造において、閉断面部材１０は、外部から曲げ荷重が入力される際に、圧縮方向の力が作用する第１面部と、引張方向の力が作用する第２面部と、閉断面部材の第１面部と第２面部との間に位置する両側の側面部とを有し、補強部材２０は、側面部に沿って平行に閉断面部材１０の長手方向に延びる複数の板状の第１リブと、閉断面部材を横切る方向に延びる複数の板状の第２リブとを有し、第１リブのうちの閉断面部材１０の最も側面部側に位置するリブが、側面部に接着結合され、第２リブが、少なくとも第１リブのうちの側面部に接着結合されたリブと、該リブと閉断面部材を横切る方向に隣り合うリブとに結合されている。
【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、より詳しく言えば、金属製の閉断面部材の内部に、該閉断面部材を補強するための樹脂製の補強部材が取り付けられてなる車両用フレーム構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、自動車等の車両における車体の一部を構成するサイドピラーやサイドシルなどの車両用フレーム（車体フレーム）には、車両衝突時における乗員の安全性を確保するため高強度及び高剛性が求められるとともに、燃費性能の向上を図るため軽量化が求められている。このため、車体フレームは、多くの場合、金属製の板状素材を閉断面状に形成した閉断面部材として構成されている。
【０００３】
また、金属製の閉断面部材の内部に補強部材を取り付けて該閉断面部材を補強するようにした車体フレームも知られている。例えば特許文献１には、閉断面構造を有するＢピラー内に金属製の補強部材を曲げ荷重に対する圧縮側に配置して補強するようにしたものが開示されている。また、例えば特許文献２には、ピラーなどの中空構造物の中空部に、該中空部を横断面において複数の分割室に仕切る仕切り壁を有する樹脂製の補強部材を配設し、その少なくとも１つの分割室に発泡体を充填す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】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７９９０４号公報
【特許文献２】特開２００１−１９１９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１及び前記特許文献２に開示されるように閉断面部材の内部に補強部材を取り付けて補強する場合、重量の増加を招くこととなる。前記特許文献２に記載のものは、特許文献１に記載のものに比べて樹脂製の補強部材を用いることで重量の増加を抑えて補強することができるが、サイドピラーやサイドシルなどの車体フレームにおいては、燃費性能の向上のために更なる軽量化が要求されており、軽量化に対する更なる改善が望まれる。
【０００６】
その一方、サイドピラーやサイドシルなどの車体フレームは、前述したように、例えば車体側方からの衝突（所謂側突）を受けた際に乗員の安全性を確保するため、車体フレームに外部から荷重が入力される際に曲げ変形しないよう十分な曲げ抗力を確保することが求められている。このため、車体フレームにおいては、軽量化を図りつつ曲げ抗力を如何に効率的に確保するかが重要な課題となる。
【０００７】
本願発明者等は、種々の試験研究を重ねた結果、具体的には後述するが、略矩形閉断面状に形成された閉断面部材に外部から曲げ荷重が入力されて曲げ変形される場合、曲げ荷重が入力される際に圧縮方向の力が作用する第１面部が荷重の入力方向に沿って閉断面部材の内方側へ変形し始め、この変形に伴って該第１面部に隣接する側面部が閉断面部材の外方側に膨らんで面外変形を生じるとともに、荷重が入力される際に引張方向の力が作用する第２面部が閉断面部材の内方側へ変形し、閉断面部材が曲げ変形されて座屈することを見出した。
【０００８】
かかる知見に基づいて、閉断面部材の内方側への第１面部の曲げ変形に伴って変形する側面部の面外変形を抑制することができれば、閉断面部材が曲げ変形されることを有効に抑制することができ、軽量化を図りつつ閉断面部材の曲げ抗力を効率的に確保することができると考えられる。
【０００９】
そこで、この発明は、金属製の閉断面部材の内部に樹脂製の補強部材が取り付けられてなる車両用フレーム構造において、閉断面部材の内方側への第１面部の曲げ変形に伴って変形する側面部の面外変形を抑制し、軽量化を図りつつ曲げ抗力を効率的に確保することができるようにする、ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このため、本願の請求項１に係る車体用フレーム構造は、金属製の閉断面部材の内部に、樹脂製の補強部材が該閉断面部材の長手方向に沿って取り付けられてなる車両用フレーム構造であって、前記閉断面部材は、外部から曲げ荷重が入力される際に、圧縮方向の力が作用する第１面部と、引張方向の力が作用する第２面部と、該閉断面部材の第１面部と第２面部との間に位置する両側の側面部とを有し、前記補強部材は、前記側面部に沿って平行に前記閉断面部材の長手方向に延びる複数の板状の第１リブと、前記閉断面部材を横切る方向に延びる複数の板状の第２リブとを有し、前記第１リブのうちの閉断面部材の最も側面部側に位置するリブが、該側面部に接着結合され、前記第２リブが、少なくとも前記第１リブのうちの前記側面部に接着結合されたリブと、該リブと閉断面部材を横切る方向に隣り合うリブとに結合されている、ことを特徴としたものである。
【００１１】
また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記補強部材は、前記閉断面部材を横切る方向において閉断面部材の側面部側に近づくにつれて強度が増加するように構成されている、ことを特徴としたものである。
【００１２】
更に、本願の請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記第１リブと前記第２リブとによって形成される開口部の大きさが前記閉断面部材を横切る方向において閉断面部材の側面部側に近づくにつれて小さく形成されている、あるいは前記第２リブの肉厚が前記閉断面部材を横切る方向において閉断面部材の側面部側に近づくにつれて厚く形成されている、ことを特徴としたものである。
【００１３】
また更に、本願の請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３の何れか１項に係る発明において、前記第１リブのうちの閉断面部材の最も側面部側に位置する両側のリブが、前記閉断面部材の両側の側面部にそれぞれ接着結合されるとともに、前記第２リブを介して結合されている、ことを特徴としたものである。
【００１４】
また更に、本願の請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４の何れか１項に係る発明において、前記補強部材は、前記第１面部に沿って配設されて該第１面部に接着結合される平板部を更に備え、該平板部に前記第１リブ及び前記第２リブが結合されている、ことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本願の請求項１に係る車体用フレーム構造によれば、外部から曲げ荷重が入力される際に、側面部に接着結合された補強部材の第１リブによって側面部の剛性を高めて該側面部が外方側に膨らんで面外変形することを抑制することができるとともに、該側面部に接着結合された該第１リブに結合され閉断面部材を横切る方向に延びる第２リブによって該側面部が変形することをさらに抑制することができるので、閉断面部材の内方側への第１面部の曲げ変形に伴って変形する側面部の面外変形を抑制し、軽量化を図りつつ曲げ抗力を効率的に確保することができる。
【００１６】
また、本願の請求項２に係る発明によれば、補強部材は、閉断面部材を横切る方向において閉断面部材の側面部側に近づくにつれて強度が増加するように構成されていることにより、側面部の変形に対する抑制効果を高めることができ、前記効果をより有効に奏することができる。
【００１７】
更に、本願の請求項３に係る発明によれば、第１リブと第２リブとによって形成される開口部の大きさが閉断面部材を横切る方向において閉断面部材の側面部側に近づくにつれて小さく形成されている、あるいは第２リブの肉厚が閉断面部材を横切る方向において閉断面部材の側面部側に近づくにつれて厚く形成されているので、比較的簡単な構造によって、前記効果をより具体的に実現することができる。
【００１８】
また更に、本願の請求項４に係る発明によれば、第１リブのうちの閉断面部材の最も側面部側に位置する両側のリブが、閉断面部材の両側の側面部にそれぞれ接着結合されるとともに、第２リブを介して結合されていることにより、閉断面部材の両側の側面部の外方側への変形を、閉断面部材を横切る方向に延びる第２リブによって抑制することができるので、前記効果を有効に得ることができる。
【００１９】
また更に、本願の請求項５に係る発明によれば、補強部材は、第１面部に沿って配設されて該第１面部に接着結合される平板部を更に備え、該平板部に第１リブ及び第２リブが結合されていることにより、外部から曲げ荷重が入力される際に、第１面部に接着結合された補強部材の平板部によって直接第１面部の剛性を高めて第１面部の曲げ変形を抑制することができるとともに、該平板部に結合される補強部材の第１リブ及び第２リブによって該平板部を圧縮に対して強くすることができるので、閉断面部材の曲げ変形初期に生じ得る閉断面部材の内方側への第１面部の曲げ変形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】
【００２０】
【図１】本発明の第１の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を示す斜視図である。
【図２】図１におけるＹ２ａ−Ｙ２ａ線及びＹ２ｂ−Ｙ２ｂ線に沿った車体フレームの断面図である。
【図３】本発明の第２の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を示す斜視図である。
【図４】図３におけるＹ４ａ−Ｙ４ａ線及びＹ４ｂ−Ｙ４ｂ線に沿った車体フレームの断面図である。
【図５】本発明の第３の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を示す斜視図である。
【図６】図５におけるＹ６ａ−Ｙ６ａ線及びＹ６ｂ−Ｙ６ｂ線に沿った車体フレームの断面図である。
【図７】本発明の第４の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を示す斜視図である。
【図８】図７におけるＹ８ａ−Ｙ８ａ線及びＹ８ｂ−Ｙ８ｂ線に沿った車体フレームの断面図である。
【図９】本発明の第５の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を示す斜視図である。
【図１０】図９におけるＹ１０ａ−Ｙ１０ａ線及びＹ１０ｂ−Ｙ１０ｂ線に沿った車体フレームの断面図である。
【図１１】閉断面状に形成された車体フレームの曲げ変形挙動を解析するためのシミュレーションについて説明するための説明図である。
【図１２】車体フレームの曲げ変形挙動をシミュレーション解析した結果を示す斜視図である。
【図１３】図１２における車体フレームの屈曲部の断面を示す断面図である。
【図１４】車体フレームに荷重を付加する圧子の下降ストロークと該荷重に対する反力との関係、及び圧子の下降ストロークとエネルギー吸収量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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」およ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。
【００２２】
本願発明者等は、金属製の閉断面部材の内部に樹脂製の補強部材が取り付けられてなる車両用フレーム構造において、軽量化を図りつつ該閉断面部材の曲げ抗力を効率的に確保す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、閉断面状に形成された車体フレームに外部から曲げ荷重が入力されて曲げ変形される際の変形挙動について、ＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｎｅｒｉｎｇ）によるシミュレーション解析を行った。
【００２３】
図１１は、閉断面状に形成された車体フレームの曲げ変形挙動を解析するためのシミュレーションについて説明するための説明図であり、図１１（ａ）は、車体フレームの曲げ変形挙動を解析するのに用いたモデルを示す図、図１１（ｂ）は、車体フレームに荷重が付加されて車体フレームが湾曲した状態を示す図、図１２は、車体フレームの曲げ変形挙動をシミュレーション解析した結果を示す斜視図、図１３は、図１２における車体フレームの屈曲部の断面を示す断面図である。なお、図１２では、車体フレームの各部の変形量の大小を色の濃淡で表し、変形量が大きいほど濃い色で表している。また、図１２及び図１３では、車体フレームの曲げ変形の進行状態を（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の順に表しており、後述する図１４に示す圧子の下降ストロークがＳ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の場合を順に示している。
【００２４】
このシミュレーションでは、金属製の閉断面状に形成した車体フレーム２００として、図１２及び図１３に示すように、上面部２００ａと、上面部２００ａと離間した状態で上面部２００ａと平行に設けられる下面部２００ｂと、上面部２００ａと下面部２００ｂとに隣接し車体フレーム２００の上面部２００ａと下面部２００ｂとの間に位置する両側の側面部２００ｃ、すなわち図１２及び図１３において上面部２００ａの右側端部と下面部２００ｂの右側端部との間に位置する右側面部２００ｃ及び上面部２００ａの左側端部と下面部２００ｂの左側端部との間に位置する左側面部２００ｃとを有し、略矩形閉断面状に形成したモデルを用いて、この車体フレーム２００に外部から曲げ荷重を付加して車体フレーム２００が曲げ変形される際の変形挙動をシミュレーション解析した。
【００２５】
具体的には、図１１（ａ）に示すように、所定長さＸ１を有する車体フレーム２００を、この長さＸ１より短い所定距離Ｘ２だけ離間させた２つの固定点２０１で支持させ、２つの固定点２０１の中間位置に対応する車体フレーム２００の上面部２００ａの長手方向における中央部Ｐ１に上方から圧子２０２を一定速度で下降させ、圧子２０２を介して、車両衝突時に外部から入力される荷重を模擬した荷重Ｆを車体フレーム２００に付加し、車体フレーム２００の曲げ変形挙動を調べた。
【００２６】
このようにして車体フレーム２００に外部から曲げ荷重Ｆが付加される場合、図１１（ｂ）に示すように、車体フレーム２００は下側に凸状に湾曲して変形し、車体フレーム２００は、上面部２００ａでは長手方向両端から圧縮方向の力が作用して圧縮応力が生じ、下面部２００ｂでは長手方向両端から引張方向の力が作用して引張応力が生じることとなる。また、側面部２００ｃには、中立軸２１０より上面部２００ａ側では圧縮応力が生じ、中立軸２１０より下面部２００ｂ側では引張応力が生じることとなる。
【００２７】
図１４は、車体フレームに荷重を付加する圧子の下降ストロークと該荷重に対する反力との関係、及び圧子の下降ストロークとエネルギー吸収量との関係を示すグラフであり、図１４では、圧子２０２が車体フレーム２００の上面部２００ａに接触した位置から車体フレーム２００の曲げ変形とともに下降する圧子２０２の下降ストロークを横軸にとり、荷重Ｆに対する反力Ｆ’を左側縦軸にとって表示し、エネルギー吸収量ＥＡを右側縦軸にとって表示している。エネルギー吸収量ＥＡは、車体フレーム２００が曲げ変形されることにより吸収できるエネルギーであり、荷重Ｆに対する反力Ｆ’と圧子２０２の下降ストロークとの積で表されるものである。
【００２８】
図１２から図１４を参照して、シミュレーション解析による車体フレーム２００の曲げ変形挙動について説明する。
【００２９】
図１２及び図１３の（ａ）に示すように、圧子２０２が車体フレーム２００の上方から下降し、圧子２０２が上面部２００ａに接触した位置である圧子の下降ストロークがＳ０の場合、車体フレーム２００において、上面部２００ａと側面部２００ｃとのコーナー部２００ｄの頂点Ｐ２は、下面部２００ｂと側面部２００ｃとのコーナー部２００ｅの頂点Ｐ３の略垂直方向上方側に位置している。なお、これら頂点Ｐ２、Ｐ３は、車体フレーム２００が曲げ変形される際の屈曲部、すなわち中央部Ｐ１を有する断面におけるコーナー部２００ｄ、２００ｅの頂点を表している。
【００３０】
この状態から圧子２０２を下方へ移動し、車体フレーム２００に荷重Ｆを付加すると、図１４に示すように、圧子２０２の下降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’が大きくなり、車体フレーム２００が下側に凸状に湾曲して変形され、車体フレーム２００は、上面部２００ａで圧縮方向の力が作用し、下面部２００ｂで引張方向の力が作用し、荷重Ｆが付加される中央部Ｐ１から曲げ変形される。
【００３１】
そして、圧子２０２の下降ストロークがＳ１の場合に荷重Ｆに対する反力Ｆ’が最大となり、図１２及び図１３の（ｂ）に示すように、車体フレーム２００は下側に凸状に湾曲して変形されるとともに閉断面状に形成される車体フレーム２００の内方側へ変形され、この変形に伴って上面部２００ａに隣接する側面部２００ｃが断面方向における外方側に膨らんで面外変形を生じ、コーナー部２００ｅの頂点Ｐ３に対してコーナー部２００ｄの頂点Ｐ２が略垂直方向から外方側に傾斜し、図１２における変形箇所αで示すように、コーナー部２００ｄに変形量の大きい部分が生じる。また、図１３（ｂ）に示すように、この変形に伴って下面部２００ｂが車体フレーム２００の内方側に変位している。なお、荷重Ｆに対する反力Ｆ’が最大となる最大荷重Ｆ’ｍａｘが曲げ抗力の程度を表すものである。
【００３２】
さらに圧子２０２の下降ストロークが大きくなると、図１４に示すように、圧子２０２の下降ストロークに伴って荷重Ｆに対する反力Ｆ’が小さくなり、図１２及び図１３の（ｃ）及び（ｄ）に示すように、車体フレーム２００はさらに曲げ変形され、上面部２００ａが車体フレーム２００の内方側へさらに変形され、この変形に伴って側面部２００ｃが断面方向における外方側へさらに膨らんで面外変形を生じるとともに、下面部２００ｄが車体フレーム２００の内方側へさらに変位し、車体フレーム２００が曲げ変形され座屈している。
【００３３】
このシミュレーション解析結果から、本願発明者等は、略矩形閉断面状に形成された閉断面部材に外部から曲げ荷重が入力されて曲げ変形される場合、曲げ荷重が入力される際に圧縮方向の力が作用する第１面部が荷重の入力方向に沿って閉断面部材の内方側へ変形し始め、この変形に伴って該第１面部に隣接する側面部が閉断面部材の外方側に膨らんで面外変形を生じるとともに、荷重が入力される際に引張方向の力が作用する第２面部が閉断面部材の内方側へ変形し、閉断面部材が曲げ変形されて座屈することを見出した。
【００３４】
なお、本願発明者等は、前述したシミュレーション解析に加えて、閉断面状に形成した実際の車体フレームについても同様に、車体フレームに外部から曲げ荷重を入力して曲げ変形する際の変形挙動を調べる実験を行ったが、かかる実験においても、前述したシミュレーション解析結果と略同様の結果が得られた。
【００３５】
そこで、これらシミュレーション解析結果及び実験結果に基づいて、閉断面部材の内方側への第１面部の曲げ変形に伴って変形する側面部の面外変形を抑制することができれば、閉断面部材が曲げ変形されることを有効に抑制することができ、軽量化を図りつつ閉断面部材の曲げ抗力を効率的に確保することができると考えられる。
【００３６】
以下、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の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を示す斜視図、図２は、図１におけるＹ２ａ−Ｙ２ａ線及びＹ２ｂ−Ｙ２ｂ線に沿った車体フレームの断面図であり、図２（ａ）は、Ｙ２ａ−Ｙ２ａ線に沿った車体フレームの断面図、図２（ｂ）は、Ｙ２ｂ−Ｙ２ｂ線に沿った車体フレームの断面図である。なお、図１、並びに後述する図３、図５、図７及び図９では、フレーム本体内の補強部材を明瞭に図示するため、フレーム本体を一点鎖線で示し、これを透過状態で示している。
【００３７】
図１及び図２に示すように、本発明の第１の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１は、閉断面状に形成された閉断面部材としてのフレーム本体１０と、フレーム本体１０の長手方向に沿ってフレーム本体１０の内部に取り付けられ、該フレーム本体１０を補強するための補強部材２０と、を有している。
【００３８】
フレーム本体１０は、鋼板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第１の板状部材１１と、鋼板などの金属製の板状素材でなる第２の板状部材１２とから構成されている。第１の板状部材１１は、略平面状に形成される底面部１１ａと、底面部１１ａの両側において略垂直方向に延びる側面部１１ｂと、側面部１１ｂから略直角方向に外側に延びるフランジ部１１ｃとを備え、第２の板状部材１２は、略平面状に形成される平面部１２ａを備えており、第１の板状部材１１のフランジ部１１ｃを第２の板状部材１２の平面部１２ａに当接させてスポット溶接で接合することにより、フレーム本体１０が略矩形閉断面状に形成されている。
【００３９】
補強部材２０は、樹脂材料を射出成形等によって成形して得られるものであり、フレーム本体１０を補強するためにフレーム本体１０の内部に取り付けられている。この補強部材２０は、第１の板状部材１１の底面部１１ａの形状に応じて略矩形状に形成される平板状の平板部２１と、平板部２１に結合され、平板部２１から略直角方向に第２の板状部材１２の平面部１２ａまで延び、格子状に配設されたリブ２２を有するリブ部２３とを有している。
【００４０】
図２に示すように、格子状に配設されたリブ２２は、第１の板状部材１１の側面部１１ｂに沿って平行にフレーム本体１０の長手方向に延びる複数の板状の縦リブ２２ａと、フレーム本体１０の長手方向と直交し、フレーム本体１０を横切る方向に延びる複数の板状の横リブ２２ｂとを有している。複数の縦リブ２２ａ及び複数の横リブ２２ｂはそれぞれ平行に設けられ、縦リブ２２ａと横リブ２２ｂとは互いに直角に結合されている。これにより、リブ部２３では、縦リブ２２ａと横リブ２２ｂとによって、第１の板状部材１１の底面部１１ａから第２の板状部材１２の平面部１２ａに向かう方向に開口する開口部２４が四角形状に形成されている。
【００４１】
補強部材２０では、平板部２１が第１の板状部材１１の底面部１１ａに沿って配設されて底面部１１ａに発泡性接着剤２７ａによって接着結合され、フレーム本体１０を横切る方向におけるリブ部２３の両側面が第１の板状部材１１の側面部１１ｂに沿って配設されて側面部１１ｂに発泡性接着剤２７ｂによって接着結合されている。
【００４２】
具体的には、リブ部２３の両側面は、フレーム本体１０の長手方向に延びる複数の板状の縦リブ２２ａのうちのフレーム本体１０の最も側面部１１ｂ側に位置する縦リブ２２ａによって構成され、フレーム本体１０の最も側面部１１ｂ側に位置する両側の縦リブ２２ａが、フレーム本体１０の両側の側面部１１ｂにそれぞれ発泡性接着剤２７ｂによって接着結合されている。
【００４３】
車体フレーム１においては、図２（ｂ）に示すように、横リブ２２ｂはそれぞれ、少なくとも縦リブ２２ａのうちの側面部１１ｂに接着結合された縦リブ２２ａと、該縦リブ２２ａとフレーム本体１０を横切る方向に隣り合う縦リブ２２ａとに結合されている。本実施形態では、横リブ２２ｂはそれぞれ、縦リブ２２ａのうちのフレーム本体１０の最も一方の側面部１１ｂ側に位置する縦リブ２２ａから最も他方の側面部１１ｂ側に位置する縦リブ２２ａまで延び、フレーム本体１０の両側の側面部１１ｂにそれぞれ接着結合された縦リブ２２ａにそれぞれ結合され、縦リブ２２ａのうちのフレーム本体１０の最も側面部１１ｂ側に位置する両側の縦リブ２２ａが、横リブ２２ｂを介して結合されている。
【００４４】
このようにして構成される車体フレーム１は、曲げ荷重が入力されることが想定される方向に第１の板状部材１１の底面部１１ａが対向するように配置される。これにより、外部から曲げ荷重が入力される際には、第１の板状部材１１の底面部１１ａに圧縮方向の力が作用して圧縮応力が生じ、第２の板状部材１２の平面部１２ａに引張方向の力が作用して引張応力が生じることとなる。
【００４５】
なお、本実施形態では、フレーム本体１０の内部に取り付けられる補強部材２０は、フレーム本体１０の最も側面部１１ｂ側に位置する両側のリブ２２ａが両側の側面部１１ｂにそれぞれ接着結合されているが、フレーム本体１０の最も側面部１１ｂ側に位置する両側の縦リブ２２ａのうちの一方の縦リブ２２ａのみ該リブ２２ａに対向する側面部１１ｂに接着結合させ、他方の縦リブ２２ａを該リブ２２ａに対向する側面部１１ｂから離間させるようにすることも可能である
【００４６】
このように、本発明の第１の実施形態に係る車両用フレーム構造では、フレーム本体１０の内部に補強部材２０が取り付けられ、フレーム本体１０は、外部から曲げ荷重が入力される際に、圧縮方向の力が作用する第１の板状部材１１の底面部１１ａと、引張方向の力が作用する第２の板状部材１２の平面部１２ａと、フレーム本体１０の第１の板状部材１１の底面部１１ａと第２の板状部材１２の平面部１２ａとの間に位置する両側の第１の板状部材１１の側面部１１ｂとを有し、補強部材２０は、該側面部１１ｂに沿って平行にフレーム本体１０の長手方向に延びる複数の板状の縦リブ２２ａと、フレーム本体１０を横切る方向に延びる複数の板状の横リブ２２ｂとを有し、縦リブ２２ａのうちのフレーム本体１０の最も側面部１１ｂ側に位置するリブが、該側面部１１ｂに接着結合され、横リブ２２ｂが、少なくとも縦リブ２２ａのうちの側面部１１ｂに接着結合されたリブ２２ａと、該リブ２２ａとフレーム本体１０を横切る方向に隣り合うリブ２２ａとに結合されている。
【００４７】
これにより、外部から曲げ荷重が入力される際に、圧縮方向の力が作用する第１の板状部材１１の底面部１１ａの変形に伴って変形し得る第１の板状部材１１の側面部１１ｂに接着結合された補強部材２０の縦リブ２２ａによって側面部１１ｂの剛性を高めて側面部１１ｂが外方側に膨らんで面外変形することを抑制することができるとともに、側面部１１ｂに接着結合された縦リブ２２ａに結合されフレーム本体１０を横切る方向に延びる横リブ２２ｂによって側面部１１ｂが変形することをさらに抑制することができるので、フレーム本体１０の内方側への底面部１１ａの曲げ変形に伴って変形する側面部１１ｂの面外変形を抑制し、軽量化を図りつつ曲げ抗力を効率的に確保することができる。
【００４８】
また、縦リブ２２ａのうちのフレーム本体１０の最も側面部１１ｂ側に位置する両側の縦リブ２２ａが、フレーム本体１０の両側の側面部１１ｂにそれぞれ接着結合されるとともに、横リブ２２ｂを介して結合されていることにより、フレーム本体１０の両側の側面部１１ｂの外方側への変形を、フレーム本体１０を横切る方向に延びる横リブ２２ｂによって抑制することができるので、前記効果を有効に得ることができる。
【００４９】
更に、補強部材２０は、第１の板状部材１１の底面部１１ａに沿って配設されて該底面部１１ａに接着結合される平板部２１を更に備え、平板部２１に縦リブ２２ａ及び横リブ２２ｂが結合されていることにより、外部から曲げ荷重が入力される際に、底面部１１ａに接着結合された補強部材２０の平板部２１によって直接底面部１１ａの剛性を高めて底面部１１ａの曲げ変形を抑制することができるとともに、平板部２１に結合される補強部材２０の縦リブ２２ａ及び横リブ２２ｂによって平板部２１を圧縮に対して強くすることができるので、フレーム本体１０の曲げ変形初期に生じ得るフレーム本体１０の内方側への底面部１１ａの曲げ変形を抑制することができる。
【００５０】
この車両用フレーム構造を適用した車体フレーム１を製造する場合には、先ず、断面ハット状に形成した第１の板状部材１１を第２の板状部材１２と溶接し、第１の板状部材１１と第２の板状部材１２とからなるフレーム本体１０の内部に、補強部材２０の平板部２１とリブ部２３の両側面とにそれぞれ発泡性接着剤２７ａ、２７ｂを塗布した状態で補強部材２０を挿入し、図２（ａ）に示す所定位置に保持する。そして、電着塗装工程におけるベーキング時に発泡性接着剤２７ａ、２７ｂを発泡させて、発泡性接着剤２７ａ、２７ｂによって補強部材２０をフレーム本体１０に接着結合して製造する。これにより、電着塗装工程において、電着液がフレーム本体１０の内部に入り込むことができ、耐食性向上の効果を得ることができる。
【００５１】
なお、本実施形態では、格子状に配設されたリブ２２は、縦リブ２２ａと横リブ２２ｂとによって四角形状の開口部２４を有するように形成されているが、フレーム本体１０を横切る方向に延びる横リブ２２ｂをフレーム本体１０の長手方向と直交する方向から所定角度傾斜させて、縦リブ２２ａと横リブ２２ｂとによって形成される開口部２４を三角形状や六角形状など他の形状に形成するようにしてもよい。また、本実施形態では、リブ２２は、平板部２１から第２の板状部材１２の平面部１２ａまで延びるように形成されているが、平板部２１から第１の板状部材１１の底面部１１ａと第２の板状部材１２の平面部１２ａとの間の中間位置までなど、リブ２２の長さを適宜変更するようにしてもよい。
【００５２】
図３は、本発明の第２の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を示す斜視図である。また、図４は、図３におけるＹ４ａ−Ｙ４ａ線及びＹ４ｂ−Ｙ４ｂ線に沿った車体フレームの断面図であり、図４（ａ）は、Ｙ４ａ−Ｙ４ａ線に沿った車体フレームの断面図、図４（ｂ）は、Ｙ４ｂ−Ｙ４ｂ線に沿った車体フレームの断面図である。なお、第２の実施形態は、第１の実施形態とリブ部の形状が異なるのみであるので、第１の実施形態と同様の構成を備えて同様の作用をなすものについては同一符号を付して説明を省略する。
【００５３】
図３及び図４に示すように、本発明の第２の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３１は、フレーム本体１０の内部に補強部材４０が配置され、補強部材４０は、格子状に配設されたリブ４２、すなわち第１の板状部材１１の側面部１１ｂに沿ってフレーム本体１０の長手方向に延びる複数の板状の縦リブ４２ａと、フレーム本体１０を横切る方向に延びる複数の板状の横リブ４２ｂと、を有するリブ部４３を備えているが、フレーム本体１０を横切る方向に隣り合う縦リブ４２ａの間隔が異なって形成されている。
【００５４】
図４に示すように、車体フレーム３１の補強部材４０では、フレーム本体１０の長手方向に延びる縦リブ４２ａは、フレーム本体１０を横切る方向に隣り合う縦リブ４２ａの間隔が、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の中央側に比べてフレーム本体１０の端部側では狭く略半分の大きさで形成されている。これにより、補強部材４０では、縦リブ４２ａと横リブ４２ｂとによって形成される開口部４４が、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の中央側では略正方形状の開口部４４ａを有するように形成されているが、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の端部側では中央側の開口部４４ａを縦リブ４２ｂによってフレーム本体１０を横切る方向に２つに分割した略矩形状の開口部４４ｂを有するように形成されている。
【００５５】
このように、車体フレーム３１においては、補強部材４０のリブ部４３における縦リブ４２ａと横リブ４２ｂとによって形成された開口部４４の大きさがフレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて小さく形成されており、補強部材４０は、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて強度が増加するように構成されている。
【００５６】
このように構成される車両用フレーム構造においても、外部から曲げ荷重が入力される際に、側面部１１ｂが外方側に膨らんで面外変形することを抑制することで、軽量化を図りつつ曲げ抗力を効率的に確保することができる。また、車体フレーム３１では、補強部材４０は、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて強度が増加するように構成されていることにより、第１の板状部材１１の側面部１１ｂの変形に対する抑制効果を高めることができ、前記効果をより有効に奏することができる。
【００５７】
この第２の実施形態に係る車体フレーム３１では、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて開口部４４の大きさが小さく形成され、強度が増加するように構成されているが、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて横リブ６２ｂの肉厚を厚く形成することにより、強度が増加するように構成することも可能である。
【００５８】
図５は、本発明の第３の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を示す斜視図である。また、図６は、図５におけるＹ６ａ−Ｙ６ａ線及びＹ６ｂ−Ｙ６ｂ線に沿った車体フレームの断面図であり、図６（ａ）は、Ｙ６ａ−Ｙ６ａ線に沿った車体フレームの断面図、図６（ｂ）は、Ｙ６ｂ−Ｙ６ｂ線に沿った車体フレームの断面図である。なお、第３の実施形態は、第１の実施形態とリブ部の形状が異なるのみであるので、第１の実施形態と同様の構成を備えて同様の作用をなすものについては同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図５及び図６に示すように、本発明の第３の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５１は、フレーム本体１０の内部に補強部材６０が配置され、補強部材６０は、格子状に配設されたリブ６２、すなわち第１の板状部材１１の側面部１１ｂに沿ってフレーム本体１０の長手方向に延びる複数の板状の縦リブ６２ａと、フレーム本体１０を横切る方向に延びる複数の板状の横リブ６２ｂと、を有するリブ部６３を備えているが、複数の横リブ６２ｂは、フレーム本体１０を横切る方向の長さが異なって形成されている。
【００６０】
図６に示すように、車体フレーム５１の補強部材６０では、横リブ６２ｂは、フレーム本体１０の最も一方の側面部１１ｂ側に位置する縦リブ６２ａから最も他方の側面部１１ｂ側に位置する縦リブ６２ａまで延び、フレーム本体１０の両側の側面部１１ｂにそれぞれ接着結合された縦リブ６２ａにそれぞれ結合される第１の横リブ６２ｂ１と、フレーム本体１０の最も側面部１１ｂ側に位置する縦リブ６２ａから該縦リブ６２ａとフレーム本体１０を横切る方向に隣り合う縦リブ６２ａまで延び、これら２つの縦リブ６２ａにのみ結合される第２の横リブ６２ｂ２と、を有している。
【００６１】
横リブ６２ｂはまた、図６（ｂ）に示すように、フレーム本体１０の長手方向において第１の横リブ６２ｂ１と第２の横リブ６２ｂ２とが交互に配設されている。これにより、補強部材６０では、縦リブ６２ａと横リブ６２ｂとによって形成される開口部６４が、フレーム本体１０を横切る方向にフレーム本体１０の中央側では矩形状の開口部６４ａを有するように形成されているが、フレーム本体１０の端部側では中央側の開口部６４ａを第２の横リブ６２ｂ２によってフレーム本体１０の長手方向に２つに分割した正方形状の開口部６４ｂを有するように形成されている。
【００６２】
このように、車体フレーム５１においては、補強部材６０のリブ部６３における縦リブ６２ａと横リブ６２ｂとによって形成された開口部６４の大きさがフレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて小さく形成されており、補強部材６０は、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて強度が増加するように構成されている。
【００６３】
このように構成される車両用フレーム構造においても、外部から曲げ荷重が入力される際に、側面部１１ｂが外方側に膨らんで面外変形することを抑制することで、軽量化を図りつつ曲げ抗力を効率的に確保することができる。また、車体フレーム５１においても、補強部材６０は、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて強度が増加するように構成されていることにより、第１の板状部材１１の側面部１１ｂの変形に対する抑制効果を高めることができ、前記効果をより有効に奏することができる。
【００６４】
図７は、本発明の第４の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を示す斜視図である。また、図８は、図７におけるＹ８ａ−Ｙ８ａ線及びＹ８ｂ−Ｙ８ｂ線に沿った車体フレームの断面図であり、図８（ａ）は、Ｙ８ａ−Ｙ８ａ線に沿った車体フレームの断面図、図８（ｂ）は、Ｙ８ｂ−Ｙ８ｂ線に沿った車体フレームの断面図である。なお、第４の実施形態は、第１の実施形態とリブ部の形状が異なるのみであるので、第１の実施形態と同様の構成を備えて同様の作用をなすものについては同一符号を付して説明を省略する。
【００６５】
図７及び図８に示すように、本発明の第３の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７１は、フレーム本体１０の内部に補強部材８０が配置され、補強部材８０は、格子状に配設されたリブ８２、すなわち第１の板状部材１１の側面部１１ｂに沿ってフレーム本体１０の長手方向に延びる複数の板状の縦リブ８２ａと、フレーム本体１０を横切る方向に延びる複数の板状の横リブ８２ｂと、を有するリブ部８３を備えているが、複数の横リブ８２ｂは、フレーム本体１０の長手方向と直交する方向から傾斜して形成されるとともに、フレーム本体１０を横切る方向の長さが異なって形成されている。
【００６６】
図８に示すように、車体フレーム７１の補強部材８０では、横リブ８２ｂは、フレーム本体１０の最も一方の側面部１１ｂ側に位置する縦リブ８２ａから最も他方の側面部１１ｂ側に位置する縦リブ８２ａまでフレーム本体１０の長手方向と直交する方向から所定角度傾斜して延び、フレーム本体１０の両側の側面部１１ｂにそれぞれ接着結合された縦リブ８２ａにそれぞれ結合される第１の横リブ８２ｂ１と、フレーム本体１０の最も側面部１１ｂ側に位置する縦リブ８２ａから該縦リブ８２ａとフレーム本体１０を横切る方向に隣り合う縦リブ８２ａまでフレーム本体１０の長手方向と直交する方向から所定角度傾斜して延び、これら２つの縦リブ８２ａに結合される第２の横リブ８２ｂ２と、を有している。
【００６７】
第１の横リブ８２ｂ１は、フレーム本体１０の長手方向に連続してジグザグ形状に形成され、フレーム本体１０の一方の側面部１１ｂに接着結合された縦リブ８２ａから延びる第１の横リブ８２ｂ１と、フレーム本体１０の他方の側面部１１ｂに接着結合された縦リブ８２ａから延びる第１の横リブ８２ｂ１とがそれぞれ、フレーム本体１０を横切る方向の中央部分において交差するように形成されている。
【００６８】
第２の横リブ８２ｂ２は、図８（ｂ）に示すように、側面部１１ｂに接着結合された縦リブ８２ａと、該縦リブ８２ａとフレーム本体１０を横切る方向に隣り合う縦リブ８２ａとの間でフレーム本体１０の長手方向に連続してジグザグ形状に形成される横リブを形成するように、側面部１１ｂに接着結合された縦リブ８２ａと該縦リブ８２ａとフレーム本体１０を横切る方向に隣り合う縦リブ８２ａとの間における第１の横リブ８２ｂ１と同じ形状をして設けられている。
【００６９】
これにより、補強部材８０では、縦リブ８２ａと横リブ８２ｂによって形成される開口部８４は、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の中央側では三角形状の開口部８４ａ１と台形状の開口部８４ａ２を有するように形成され、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の端部側では三角形状の開口部８４ｂを有するように形成されている。本実施形態では、開口部８４ａ１と開口部８４ｂが等しい大きさで形成され、開口部８４ｂ及び８４ａ１が開口部８４ａ２の三分の一の大きさで形成され、開口部８４の大きさの平均が、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の端部側ではフレーム本体１０の中央側に比べて二分の一の大きさで形成されている。
【００７０】
このように、車体フレーム７１においては、補強部材８０のリブ部８３における縦リブ８２ａと横リブ８２ｂとによって形成された開口部８４の大きさがフレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて小さく形成されており、補強部材８０は、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて強度が増加するように構成されている。
【００７１】
このように構成される車両用フレーム構造においても、外部から曲げ荷重が入力される際に、側面部１１ｂが外方側に膨らんで面外変形することを抑制することで、軽量化を図りつつ曲げ抗力を効率的に確保することができる。また、車体フレーム７１においても、補強部材６０は、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて強度が増加するように構成されていることにより、第１の板状部材１１の側面部１１ｂの変形に対する抑制効果を高めることができ、前記効果をより有効に奏することができる。
【００７２】
図９は、本発明の第５の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を示す斜視図、図１０は、図９におけるＹ１０ａ−Ｙ１０ａ線及びＹ１０ｂ−Ｙ１０ｂ線に沿った車体フレームの断面図であり、図１０（ａ）は、Ｙ１０ａ−Ｙ１０ａ線に沿った車体フレームの断面図、図１０（ｂ）は、Ｙ１０ｂ−Ｙ１０ｂ線に沿った車体フレームの断面図である。なお、第５の実施形態は、第１の実施形態とリブ部の形状が異なるのみであるので、第１の実施形態における場合と同様の構成を備えて同様の作用をなすものについては同一符号を付して説明を省略する。
【００７３】
図９及び図１０に示すように、本発明の第５の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９１は、フレーム本体１０の内部に補強部材１００が配置され、補強部材１００は、格子状に配設されたリブ１０２、すなわち第１の板状部材１１の側面部１１ｂに沿ってフレーム本体１０の長手方向に延びる複数の板状の縦リブ１０２ａと、フレーム本体１０を横切る方向に延びる複数の板状の横リブ１０２ｂと、を有するリブ部１０３を備えているが、リブ１０２は、フレーム本体１０を横切る方向にリブの高さが異なって形成されている。
【００７４】
図１０（ａ）に示すように、車体フレーム９１の補強部材１００では、リブ１０２の横リブ１０２ｂは、フレーム本体１０の最も側面部１１ｂ側に位置する両側の縦リブ１０２ａが、第１の板状部材１１の底面部１１ａと第２の板状部材１２の平面部１２ａとの間の略中間位置よりも短く形成され、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の中央側に向かうにつれてリブの高さが低く形成され、フレーム本体１０を横切る方向において凹状に湾曲して形成されている。
【００７５】
リブ１０２の縦リブ１０２ａはそれぞれ、該縦リブ１０２ａと結合される横リブ１０２ｂと同じリブの高さを有するように形成され、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の端部側からフレーム本体１０の中央側に向かうにつれてリブの高さが低く形成されている。
【００７６】
このように、車体フレーム９１においては、補強部材１００のリブ部１０３におけるリブ１０２は、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の端部側からフレーム本体１０の中央側に向かうにつれてリブの高さが低く形成されている。なお、リブ１０２は、フレーム本体１０の第１の板状部材１１の底面部１１ａに外部から曲げ荷重が入力される際の中立軸Ｌ１より圧縮応力が生じる側に配置されることが好ましい。
【００７７】
このように構成される車両用フレーム構造においても、外部から曲げ荷重が入力される際に、側面部１１ｂが外方側に膨らんで面外変形することを抑制することで、フレーム本体１０の曲げ変形初期に生じ得るフレーム本体１０の内方側への該底面部１１ａの曲げ変形を有効に抑制することができ、軽量化を図りつつ曲げ抗力を効率的に確保することができる。
【００７８】
この第５の実施形態に係る車体フレーム９１では、リブ１０２の先端部が、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の端部側で第１の板状部材１１の底面部１１ａと第２の板状部材１２の平面部１２ａとの間の略中間位置よりも短く形成されているが、第２の板状部材１２の平面部１２ａまで延びるように形成することも可能である。
【００７９】
なお、車体フレーム１、３１、５１、７１、９１に外部から曲げ荷重が入力される際に、圧縮方向の力が作用する第１の板状部材１１の底面部１１ａが本願請求項に記載される第１面部に相当し、引張方向の力が作用する第２の板状部材１２の平面部１２ａが本願請求項に記載される第２面部に相当し、フレーム本体１０の該底面部１１ａと該平面部１２ａとの間に位置する両側の側面部１１ｂが本願請求項に記載される両側の側面部に相当する。また、補強部材２０、４０、６０、８０、１００の縦リブ２２ａ、４２ａ、６２ａ、８２ａ、１０２ａが本願請求項に記載される第１リブに相当し、補強部材２０、４０、６０、８０、１００の横リブ２２ｂ、４２ｂ、６２ｂ、８２ｂ、１０２ｂが、本願請求項に記載される第２リブに相当する。
【００８０】
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ことは言うまでもない。例えば、前述した第２の実施形態に係る車両用フレーム構造と第５の実施形態に係る車両用フレーム構造とを組み合わせ、第５の実施形態に係る車体フレーム構造を適用した車体フレーム９１において格子状に配設されたリブ１０２によって形成される開口部１０４を、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて小さくするなど、第１から第５の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】
【００８１】
本発明は、金属製の閉断面部材の内部に樹脂製の補強部材が取り付けられてなる車両用フレーム構造において、軽量化を図りつつ曲げ抗力を効率的に確保す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、例えばサイドピラーやサイドシル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】
【００８２】
１、３１、５１、７１、９１ 車体フレーム
１０ フレーム本体
１１ 第１の板状部材
１１ａ 第１の板状部材の底面部（第１面部）
１１ｂ 第１の板状部材の側面部（側面部）
１２ 第２の板状部材
１２ａ 第２の板状部材の平面部（第２面部）
２０、４０、６０、８０、１００ 補強部材
２１、４１、６１、８１、１０１ 補強部材の平板部
２２、４２、６２、８２、１０２ 補強部材のリブ
２２ａ、４２ａ、６２ａ、８２ａ、１０２ａ 縦リブ（第１リブ）
２２ｂ、４２ｂ、６２ｂ、８２ｂ、１０２ｂ 横リブ（第２リブ）
２４、４４、６４、８４、１０４ 開口部
【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、より詳しく言えば、金属製の閉断面部材の内部に、該閉断面部材を補強するための樹脂製の補強部材が取り付けられてなる車両用フレーム構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、自動車等の車両における車体の一部を構成するサイドピラーやサイドシルなどの車両用フレーム（車体フレーム）には、車両衝突時における乗員の安全性を確保するため高強度及び高剛性が求められるとともに、燃費性能の向上を図るため軽量化が求められている。このため、車体フレームは、多くの場合、金属製の板状素材を閉断面状に形成した閉断面部材として構成されている。
【０００３】
また、金属製の閉断面部材の内部に補強部材を取り付けて該閉断面部材を補強するようにした車体フレームも知られている。例えば特許文献１には、閉断面構造を有するＢピラー内に金属製の補強部材を曲げ荷重に対する圧縮側に配置して補強するようにしたものが開示されている。また、例えば特許文献２には、ピラーなどの中空構造物の中空部に、該中空部を横断面において複数の分割室に仕切る仕切り壁を有する樹脂製の補強部材を配設し、その少なくとも１つの分割室に発泡体を充填す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】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２７９９０４号公報
【特許文献２】特開２００１−１９１９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１及び前記特許文献２に開示されるように閉断面部材の内部に補強部材を取り付けて補強する場合、重量の増加を招くこととなる。前記特許文献２に記載のものは、特許文献１に記載のものに比べて樹脂製の補強部材を用いることで重量の増加を抑えて補強することができるが、サイドピラーやサイドシルなどの車体フレームにおいては、燃費性能の向上のために更なる軽量化が要求されており、軽量化に対する更なる改善が望まれる。
【０００６】
その一方、サイドピラーやサイドシルなどの車体フレームは、前述したように、例えば車体側方からの衝突（所謂側突）を受けた際に乗員の安全性を確保するため、車体フレームに外部から荷重が入力される際に曲げ変形しないよう十分な曲げ抗力を確保することが求められている。このため、車体フレームにおいては、軽量化を図りつつ曲げ抗力を如何に効率的に確保するかが重要な課題となる。
【０００７】
本願発明者等は、種々の試験研究を重ねた結果、具体的には後述するが、略矩形閉断面状に形成された閉断面部材に外部から曲げ荷重が入力されて曲げ変形される場合、曲げ荷重が入力される際に圧縮方向の力が作用する第１面部が荷重の入力方向に沿って閉断面部材の内方側へ変形し始め、この変形に伴って該第１面部に隣接する側面部が閉断面部材の外方側に膨らんで面外変形を生じるとともに、荷重が入力される際に引張方向の力が作用する第２面部が閉断面部材の内方側へ変形し、閉断面部材が曲げ変形されて座屈することを見出した。
【０００８】
かかる知見に基づいて、閉断面部材の内方側への第１面部の曲げ変形に伴って変形する側面部の面外変形を抑制することができれば、閉断面部材が曲げ変形されることを有効に抑制することができ、軽量化を図りつつ閉断面部材の曲げ抗力を効率的に確保することができると考えられる。
【０００９】
そこで、この発明は、金属製の閉断面部材の内部に樹脂製の補強部材が取り付けられてなる車両用フレーム構造において、閉断面部材の内方側への第１面部の曲げ変形に伴って変形する側面部の面外変形を抑制し、軽量化を図りつつ曲げ抗力を効率的に確保することができるようにする、ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このため、本願の請求項１に係る車体用フレーム構造は、金属製の閉断面部材の内部に、樹脂製の補強部材が該閉断面部材の長手方向に沿って取り付けられてなる車両用フレーム構造であって、前記閉断面部材は、外部から曲げ荷重が入力される際に、圧縮方向の力が作用する第１面部と、引張方向の力が作用する第２面部と、該閉断面部材の第１面部と第２面部との間に位置する両側の側面部とを有し、前記補強部材は、前記側面部に沿って平行に前記閉断面部材の長手方向に延びる複数の板状の第１リブと、前記閉断面部材を横切る方向に延びる複数の板状の第２リブとを有し、前記第１リブのうちの閉断面部材の最も側面部側に位置するリブが、該側面部に接着結合され、前記第２リブが、少なくとも前記第１リブのうちの前記側面部に接着結合されたリブと、該リブと閉断面部材を横切る方向に隣り合うリブとに結合されている、ことを特徴としたものである。
【００１１】
また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記補強部材は、前記閉断面部材を横切る方向において閉断面部材の側面部側に近づくにつれて強度が増加するように構成されている、ことを特徴としたものである。
【００１２】
更に、本願の請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記第１リブと前記第２リブとによって形成される開口部の大きさが前記閉断面部材を横切る方向において閉断面部材の側面部側に近づくにつれて小さく形成されている、あるいは前記第２リブの肉厚が前記閉断面部材を横切る方向において閉断面部材の側面部側に近づくにつれて厚く形成されている、ことを特徴としたものである。
【００１３】
また更に、本願の請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３の何れか１項に係る発明において、前記第１リブのうちの閉断面部材の最も側面部側に位置する両側のリブが、前記閉断面部材の両側の側面部にそれぞれ接着結合されるとともに、前記第２リブを介して結合されている、ことを特徴としたものである。
【００１４】
また更に、本願の請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４の何れか１項に係る発明において、前記補強部材は、前記第１面部に沿って配設されて該第１面部に接着結合される平板部を更に備え、該平板部に前記第１リブ及び前記第２リブが結合されている、ことを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本願の請求項１に係る車体用フレーム構造によれば、外部から曲げ荷重が入力される際に、側面部に接着結合された補強部材の第１リブによって側面部の剛性を高めて該側面部が外方側に膨らんで面外変形することを抑制することができるとともに、該側面部に接着結合された該第１リブに結合され閉断面部材を横切る方向に延びる第２リブによって該側面部が変形することをさらに抑制することができるので、閉断面部材の内方側への第１面部の曲げ変形に伴って変形する側面部の面外変形を抑制し、軽量化を図りつつ曲げ抗力を効率的に確保することができる。
【００１６】
また、本願の請求項２に係る発明によれば、補強部材は、閉断面部材を横切る方向において閉断面部材の側面部側に近づくにつれて強度が増加するように構成されていることにより、側面部の変形に対する抑制効果を高めることができ、前記効果をより有効に奏することができる。
【００１７】
更に、本願の請求項３に係る発明によれば、第１リブと第２リブとによって形成される開口部の大きさが閉断面部材を横切る方向において閉断面部材の側面部側に近づくにつれて小さく形成されている、あるいは第２リブの肉厚が閉断面部材を横切る方向において閉断面部材の側面部側に近づくにつれて厚く形成されているので、比較的簡単な構造によって、前記効果をより具体的に実現することができる。
【００１８】
また更に、本願の請求項４に係る発明によれば、第１リブのうちの閉断面部材の最も側面部側に位置する両側のリブが、閉断面部材の両側の側面部にそれぞれ接着結合されるとともに、第２リブを介して結合されていることにより、閉断面部材の両側の側面部の外方側への変形を、閉断面部材を横切る方向に延びる第２リブによって抑制することができるので、前記効果を有効に得ることができる。
【００１９】
また更に、本願の請求項５に係る発明によれば、補強部材は、第１面部に沿って配設されて該第１面部に接着結合される平板部を更に備え、該平板部に第１リブ及び第２リブが結合されていることにより、外部から曲げ荷重が入力される際に、第１面部に接着結合された補強部材の平板部によって直接第１面部の剛性を高めて第１面部の曲げ変形を抑制することができるとともに、該平板部に結合される補強部材の第１リブ及び第２リブによって該平板部を圧縮に対して強くすることができるので、閉断面部材の曲げ変形初期に生じ得る閉断面部材の内方側への第１面部の曲げ変形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】
【００２０】
【図１】本発明の第１の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を示す斜視図である。
【図２】図１におけるＹ２ａ−Ｙ２ａ線及びＹ２ｂ−Ｙ２ｂ線に沿った車体フレームの断面図である。
【図３】本発明の第２の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を示す斜視図である。
【図４】図３におけるＹ４ａ−Ｙ４ａ線及びＹ４ｂ−Ｙ４ｂ線に沿った車体フレームの断面図である。
【図５】本発明の第３の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を示す斜視図である。
【図６】図５におけるＹ６ａ−Ｙ６ａ線及びＹ６ｂ−Ｙ６ｂ線に沿った車体フレームの断面図である。
【図７】本発明の第４の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を示す斜視図である。
【図８】図７におけるＹ８ａ−Ｙ８ａ線及びＹ８ｂ−Ｙ８ｂ線に沿った車体フレームの断面図である。
【図９】本発明の第５の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を示す斜視図である。
【図１０】図９におけるＹ１０ａ−Ｙ１０ａ線及びＹ１０ｂ−Ｙ１０ｂ線に沿った車体フレームの断面図である。
【図１１】閉断面状に形成された車体フレームの曲げ変形挙動を解析するためのシミュレーションについて説明するための説明図である。
【図１２】車体フレームの曲げ変形挙動をシミュレーション解析した結果を示す斜視図である。
【図１３】図１２における車体フレームの屈曲部の断面を示す断面図である。
【図１４】車体フレームに荷重を付加する圧子の下降ストロークと該荷重に対する反力との関係、及び圧子の下降ストロークとエネルギー吸収量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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」およ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。
【００２２】
本願発明者等は、金属製の閉断面部材の内部に樹脂製の補強部材が取り付けられてなる車両用フレーム構造において、軽量化を図りつつ該閉断面部材の曲げ抗力を効率的に確保す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、閉断面状に形成された車体フレームに外部から曲げ荷重が入力されて曲げ変形される際の変形挙動について、ＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｎｅｒｉｎｇ）によるシミュレーション解析を行った。
【００２３】
図１１は、閉断面状に形成された車体フレームの曲げ変形挙動を解析するためのシミュレーションについて説明するための説明図であり、図１１（ａ）は、車体フレームの曲げ変形挙動を解析するのに用いたモデルを示す図、図１１（ｂ）は、車体フレームに荷重が付加されて車体フレームが湾曲した状態を示す図、図１２は、車体フレームの曲げ変形挙動をシミュレーション解析した結果を示す斜視図、図１３は、図１２における車体フレームの屈曲部の断面を示す断面図である。なお、図１２では、車体フレームの各部の変形量の大小を色の濃淡で表し、変形量が大きいほど濃い色で表している。また、図１２及び図１３では、車体フレームの曲げ変形の進行状態を（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の順に表しており、後述する図１４に示す圧子の下降ストロークがＳ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の場合を順に示している。
【００２４】
このシミュレーションでは、金属製の閉断面状に形成した車体フレーム２００として、図１２及び図１３に示すように、上面部２００ａと、上面部２００ａと離間した状態で上面部２００ａと平行に設けられる下面部２００ｂと、上面部２００ａと下面部２００ｂとに隣接し車体フレーム２００の上面部２００ａと下面部２００ｂとの間に位置する両側の側面部２００ｃ、すなわち図１２及び図１３において上面部２００ａの右側端部と下面部２００ｂの右側端部との間に位置する右側面部２００ｃ及び上面部２００ａの左側端部と下面部２００ｂの左側端部との間に位置する左側面部２００ｃとを有し、略矩形閉断面状に形成したモデルを用いて、この車体フレーム２００に外部から曲げ荷重を付加して車体フレーム２００が曲げ変形される際の変形挙動をシミュレーション解析した。
【００２５】
具体的には、図１１（ａ）に示すように、所定長さＸ１を有する車体フレーム２００を、この長さＸ１より短い所定距離Ｘ２だけ離間させた２つの固定点２０１で支持させ、２つの固定点２０１の中間位置に対応する車体フレーム２００の上面部２００ａの長手方向における中央部Ｐ１に上方から圧子２０２を一定速度で下降させ、圧子２０２を介して、車両衝突時に外部から入力される荷重を模擬した荷重Ｆを車体フレーム２００に付加し、車体フレーム２００の曲げ変形挙動を調べた。
【００２６】
このようにして車体フレーム２００に外部から曲げ荷重Ｆが付加される場合、図１１（ｂ）に示すように、車体フレーム２００は下側に凸状に湾曲して変形し、車体フレーム２００は、上面部２００ａでは長手方向両端から圧縮方向の力が作用して圧縮応力が生じ、下面部２００ｂでは長手方向両端から引張方向の力が作用して引張応力が生じることとなる。また、側面部２００ｃには、中立軸２１０より上面部２００ａ側では圧縮応力が生じ、中立軸２１０より下面部２００ｂ側では引張応力が生じることとなる。
【００２７】
図１４は、車体フレームに荷重を付加する圧子の下降ストロークと該荷重に対する反力との関係、及び圧子の下降ストロークとエネルギー吸収量との関係を示すグラフであり、図１４では、圧子２０２が車体フレーム２００の上面部２００ａに接触した位置から車体フレーム２００の曲げ変形とともに下降する圧子２０２の下降ストロークを横軸にとり、荷重Ｆに対する反力Ｆ’を左側縦軸にとって表示し、エネルギー吸収量ＥＡを右側縦軸にとって表示している。エネルギー吸収量ＥＡは、車体フレーム２００が曲げ変形されることにより吸収できるエネルギーであり、荷重Ｆに対する反力Ｆ’と圧子２０２の下降ストロークとの積で表されるものである。
【００２８】
図１２から図１４を参照して、シミュレーション解析による車体フレーム２００の曲げ変形挙動について説明する。
【００２９】
図１２及び図１３の（ａ）に示すように、圧子２０２が車体フレーム２００の上方から下降し、圧子２０２が上面部２００ａに接触した位置である圧子の下降ストロークがＳ０の場合、車体フレーム２００において、上面部２００ａと側面部２００ｃとのコーナー部２００ｄの頂点Ｐ２は、下面部２００ｂと側面部２００ｃとのコーナー部２００ｅの頂点Ｐ３の略垂直方向上方側に位置している。なお、これら頂点Ｐ２、Ｐ３は、車体フレーム２００が曲げ変形される際の屈曲部、すなわち中央部Ｐ１を有する断面におけるコーナー部２００ｄ、２００ｅの頂点を表している。
【００３０】
この状態から圧子２０２を下方へ移動し、車体フレーム２００に荷重Ｆを付加すると、図１４に示すように、圧子２０２の下降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’が大きくなり、車体フレーム２００が下側に凸状に湾曲して変形され、車体フレーム２００は、上面部２００ａで圧縮方向の力が作用し、下面部２００ｂで引張方向の力が作用し、荷重Ｆが付加される中央部Ｐ１から曲げ変形される。
【００３１】
そして、圧子２０２の下降ストロークがＳ１の場合に荷重Ｆに対する反力Ｆ’が最大となり、図１２及び図１３の（ｂ）に示すように、車体フレーム２００は下側に凸状に湾曲して変形されるとともに閉断面状に形成される車体フレーム２００の内方側へ変形され、この変形に伴って上面部２００ａに隣接する側面部２００ｃが断面方向における外方側に膨らんで面外変形を生じ、コーナー部２００ｅの頂点Ｐ３に対してコーナー部２００ｄの頂点Ｐ２が略垂直方向から外方側に傾斜し、図１２における変形箇所αで示すように、コーナー部２００ｄに変形量の大きい部分が生じる。また、図１３（ｂ）に示すように、この変形に伴って下面部２００ｂが車体フレーム２００の内方側に変位している。なお、荷重Ｆに対する反力Ｆ’が最大となる最大荷重Ｆ’ｍａｘが曲げ抗力の程度を表すものである。
【００３２】
さらに圧子２０２の下降ストロークが大きくなると、図１４に示すように、圧子２０２の下降ストロークに伴って荷重Ｆに対する反力Ｆ’が小さくなり、図１２及び図１３の（ｃ）及び（ｄ）に示すように、車体フレーム２００はさらに曲げ変形され、上面部２００ａが車体フレーム２００の内方側へさらに変形され、この変形に伴って側面部２００ｃが断面方向における外方側へさらに膨らんで面外変形を生じるとともに、下面部２００ｄが車体フレーム２００の内方側へさらに変位し、車体フレーム２００が曲げ変形され座屈している。
【００３３】
このシミュレーション解析結果から、本願発明者等は、略矩形閉断面状に形成された閉断面部材に外部から曲げ荷重が入力されて曲げ変形される場合、曲げ荷重が入力される際に圧縮方向の力が作用する第１面部が荷重の入力方向に沿って閉断面部材の内方側へ変形し始め、この変形に伴って該第１面部に隣接する側面部が閉断面部材の外方側に膨らんで面外変形を生じるとともに、荷重が入力される際に引張方向の力が作用する第２面部が閉断面部材の内方側へ変形し、閉断面部材が曲げ変形されて座屈することを見出した。
【００３４】
なお、本願発明者等は、前述したシミュレーション解析に加えて、閉断面状に形成した実際の車体フレームについても同様に、車体フレームに外部から曲げ荷重を入力して曲げ変形する際の変形挙動を調べる実験を行ったが、かかる実験においても、前述したシミュレーション解析結果と略同様の結果が得られた。
【００３５】
そこで、これらシミュレーション解析結果及び実験結果に基づいて、閉断面部材の内方側への第１面部の曲げ変形に伴って変形する側面部の面外変形を抑制することができれば、閉断面部材が曲げ変形されることを有効に抑制することができ、軽量化を図りつつ閉断面部材の曲げ抗力を効率的に確保することができると考えられる。
【００３６】
以下、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の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を示す斜視図、図２は、図１におけるＹ２ａ−Ｙ２ａ線及びＹ２ｂ−Ｙ２ｂ線に沿った車体フレームの断面図であり、図２（ａ）は、Ｙ２ａ−Ｙ２ａ線に沿った車体フレームの断面図、図２（ｂ）は、Ｙ２ｂ−Ｙ２ｂ線に沿った車体フレームの断面図である。なお、図１、並びに後述する図３、図５、図７及び図９では、フレーム本体内の補強部材を明瞭に図示するため、フレーム本体を一点鎖線で示し、これを透過状態で示している。
【００３７】
図１及び図２に示すように、本発明の第１の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１は、閉断面状に形成された閉断面部材としてのフレーム本体１０と、フレーム本体１０の長手方向に沿ってフレーム本体１０の内部に取り付けられ、該フレーム本体１０を補強するための補強部材２０と、を有している。
【００３８】
フレーム本体１０は、鋼板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第１の板状部材１１と、鋼板などの金属製の板状素材でなる第２の板状部材１２とから構成されている。第１の板状部材１１は、略平面状に形成される底面部１１ａと、底面部１１ａの両側において略垂直方向に延びる側面部１１ｂと、側面部１１ｂから略直角方向に外側に延びるフランジ部１１ｃとを備え、第２の板状部材１２は、略平面状に形成される平面部１２ａを備えており、第１の板状部材１１のフランジ部１１ｃを第２の板状部材１２の平面部１２ａに当接させてスポット溶接で接合することにより、フレーム本体１０が略矩形閉断面状に形成されている。
【００３９】
補強部材２０は、樹脂材料を射出成形等によって成形して得られるものであり、フレーム本体１０を補強するためにフレーム本体１０の内部に取り付けられている。この補強部材２０は、第１の板状部材１１の底面部１１ａの形状に応じて略矩形状に形成される平板状の平板部２１と、平板部２１に結合され、平板部２１から略直角方向に第２の板状部材１２の平面部１２ａまで延び、格子状に配設されたリブ２２を有するリブ部２３とを有している。
【００４０】
図２に示すように、格子状に配設されたリブ２２は、第１の板状部材１１の側面部１１ｂに沿って平行にフレーム本体１０の長手方向に延びる複数の板状の縦リブ２２ａと、フレーム本体１０の長手方向と直交し、フレーム本体１０を横切る方向に延びる複数の板状の横リブ２２ｂとを有している。複数の縦リブ２２ａ及び複数の横リブ２２ｂはそれぞれ平行に設けられ、縦リブ２２ａと横リブ２２ｂとは互いに直角に結合されている。これにより、リブ部２３では、縦リブ２２ａと横リブ２２ｂとによって、第１の板状部材１１の底面部１１ａから第２の板状部材１２の平面部１２ａに向かう方向に開口する開口部２４が四角形状に形成されている。
【００４１】
補強部材２０では、平板部２１が第１の板状部材１１の底面部１１ａに沿って配設されて底面部１１ａに発泡性接着剤２７ａによって接着結合され、フレーム本体１０を横切る方向におけるリブ部２３の両側面が第１の板状部材１１の側面部１１ｂに沿って配設されて側面部１１ｂに発泡性接着剤２７ｂによって接着結合されている。
【００４２】
具体的には、リブ部２３の両側面は、フレーム本体１０の長手方向に延びる複数の板状の縦リブ２２ａのうちのフレーム本体１０の最も側面部１１ｂ側に位置する縦リブ２２ａによって構成され、フレーム本体１０の最も側面部１１ｂ側に位置する両側の縦リブ２２ａが、フレーム本体１０の両側の側面部１１ｂにそれぞれ発泡性接着剤２７ｂによって接着結合されている。
【００４３】
車体フレーム１においては、図２（ｂ）に示すように、横リブ２２ｂはそれぞれ、少なくとも縦リブ２２ａのうちの側面部１１ｂに接着結合された縦リブ２２ａと、該縦リブ２２ａとフレーム本体１０を横切る方向に隣り合う縦リブ２２ａとに結合されている。本実施形態では、横リブ２２ｂはそれぞれ、縦リブ２２ａのうちのフレーム本体１０の最も一方の側面部１１ｂ側に位置する縦リブ２２ａから最も他方の側面部１１ｂ側に位置する縦リブ２２ａまで延び、フレーム本体１０の両側の側面部１１ｂにそれぞれ接着結合された縦リブ２２ａにそれぞれ結合され、縦リブ２２ａのうちのフレーム本体１０の最も側面部１１ｂ側に位置する両側の縦リブ２２ａが、横リブ２２ｂを介して結合されている。
【００４４】
このようにして構成される車体フレーム１は、曲げ荷重が入力されることが想定される方向に第１の板状部材１１の底面部１１ａが対向するように配置される。これにより、外部から曲げ荷重が入力される際には、第１の板状部材１１の底面部１１ａに圧縮方向の力が作用して圧縮応力が生じ、第２の板状部材１２の平面部１２ａに引張方向の力が作用して引張応力が生じることとなる。
【００４５】
なお、本実施形態では、フレーム本体１０の内部に取り付けられる補強部材２０は、フレーム本体１０の最も側面部１１ｂ側に位置する両側のリブ２２ａが両側の側面部１１ｂにそれぞれ接着結合されているが、フレーム本体１０の最も側面部１１ｂ側に位置する両側の縦リブ２２ａのうちの一方の縦リブ２２ａのみ該リブ２２ａに対向する側面部１１ｂに接着結合させ、他方の縦リブ２２ａを該リブ２２ａに対向する側面部１１ｂから離間させるようにすることも可能である
【００４６】
このように、本発明の第１の実施形態に係る車両用フレーム構造では、フレーム本体１０の内部に補強部材２０が取り付けられ、フレーム本体１０は、外部から曲げ荷重が入力される際に、圧縮方向の力が作用する第１の板状部材１１の底面部１１ａと、引張方向の力が作用する第２の板状部材１２の平面部１２ａと、フレーム本体１０の第１の板状部材１１の底面部１１ａと第２の板状部材１２の平面部１２ａとの間に位置する両側の第１の板状部材１１の側面部１１ｂとを有し、補強部材２０は、該側面部１１ｂに沿って平行にフレーム本体１０の長手方向に延びる複数の板状の縦リブ２２ａと、フレーム本体１０を横切る方向に延びる複数の板状の横リブ２２ｂとを有し、縦リブ２２ａのうちのフレーム本体１０の最も側面部１１ｂ側に位置するリブが、該側面部１１ｂに接着結合され、横リブ２２ｂが、少なくとも縦リブ２２ａのうちの側面部１１ｂに接着結合されたリブ２２ａと、該リブ２２ａとフレーム本体１０を横切る方向に隣り合うリブ２２ａとに結合されている。
【００４７】
これにより、外部から曲げ荷重が入力される際に、圧縮方向の力が作用する第１の板状部材１１の底面部１１ａの変形に伴って変形し得る第１の板状部材１１の側面部１１ｂに接着結合された補強部材２０の縦リブ２２ａによって側面部１１ｂの剛性を高めて側面部１１ｂが外方側に膨らんで面外変形することを抑制することができるとともに、側面部１１ｂに接着結合された縦リブ２２ａに結合されフレーム本体１０を横切る方向に延びる横リブ２２ｂによって側面部１１ｂが変形することをさらに抑制することができるので、フレーム本体１０の内方側への底面部１１ａの曲げ変形に伴って変形する側面部１１ｂの面外変形を抑制し、軽量化を図りつつ曲げ抗力を効率的に確保することができる。
【００４８】
また、縦リブ２２ａのうちのフレーム本体１０の最も側面部１１ｂ側に位置する両側の縦リブ２２ａが、フレーム本体１０の両側の側面部１１ｂにそれぞれ接着結合されるとともに、横リブ２２ｂを介して結合されていることにより、フレーム本体１０の両側の側面部１１ｂの外方側への変形を、フレーム本体１０を横切る方向に延びる横リブ２２ｂによって抑制することができるので、前記効果を有効に得ることができる。
【００４９】
更に、補強部材２０は、第１の板状部材１１の底面部１１ａに沿って配設されて該底面部１１ａに接着結合される平板部２１を更に備え、平板部２１に縦リブ２２ａ及び横リブ２２ｂが結合されていることにより、外部から曲げ荷重が入力される際に、底面部１１ａに接着結合された補強部材２０の平板部２１によって直接底面部１１ａの剛性を高めて底面部１１ａの曲げ変形を抑制することができるとともに、平板部２１に結合される補強部材２０の縦リブ２２ａ及び横リブ２２ｂによって平板部２１を圧縮に対して強くすることができるので、フレーム本体１０の曲げ変形初期に生じ得るフレーム本体１０の内方側への底面部１１ａの曲げ変形を抑制することができる。
【００５０】
この車両用フレーム構造を適用した車体フレーム１を製造する場合には、先ず、断面ハット状に形成した第１の板状部材１１を第２の板状部材１２と溶接し、第１の板状部材１１と第２の板状部材１２とからなるフレーム本体１０の内部に、補強部材２０の平板部２１とリブ部２３の両側面とにそれぞれ発泡性接着剤２７ａ、２７ｂを塗布した状態で補強部材２０を挿入し、図２（ａ）に示す所定位置に保持する。そして、電着塗装工程におけるベーキング時に発泡性接着剤２７ａ、２７ｂを発泡させて、発泡性接着剤２７ａ、２７ｂによって補強部材２０をフレーム本体１０に接着結合して製造する。これにより、電着塗装工程において、電着液がフレーム本体１０の内部に入り込むことができ、耐食性向上の効果を得ることができる。
【００５１】
なお、本実施形態では、格子状に配設されたリブ２２は、縦リブ２２ａと横リブ２２ｂとによって四角形状の開口部２４を有するように形成されているが、フレーム本体１０を横切る方向に延びる横リブ２２ｂをフレーム本体１０の長手方向と直交する方向から所定角度傾斜させて、縦リブ２２ａと横リブ２２ｂとによって形成される開口部２４を三角形状や六角形状など他の形状に形成するようにしてもよい。また、本実施形態では、リブ２２は、平板部２１から第２の板状部材１２の平面部１２ａまで延びるように形成されているが、平板部２１から第１の板状部材１１の底面部１１ａと第２の板状部材１２の平面部１２ａとの間の中間位置までなど、リブ２２の長さを適宜変更するようにしてもよい。
【００５２】
図３は、本発明の第２の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を示す斜視図である。また、図４は、図３におけるＹ４ａ−Ｙ４ａ線及びＹ４ｂ−Ｙ４ｂ線に沿った車体フレームの断面図であり、図４（ａ）は、Ｙ４ａ−Ｙ４ａ線に沿った車体フレームの断面図、図４（ｂ）は、Ｙ４ｂ−Ｙ４ｂ線に沿った車体フレームの断面図である。なお、第２の実施形態は、第１の実施形態とリブ部の形状が異なるのみであるので、第１の実施形態と同様の構成を備えて同様の作用をなすものについては同一符号を付して説明を省略する。
【００５３】
図３及び図４に示すように、本発明の第２の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３１は、フレーム本体１０の内部に補強部材４０が配置され、補強部材４０は、格子状に配設されたリブ４２、すなわち第１の板状部材１１の側面部１１ｂに沿ってフレーム本体１０の長手方向に延びる複数の板状の縦リブ４２ａと、フレーム本体１０を横切る方向に延びる複数の板状の横リブ４２ｂと、を有するリブ部４３を備えているが、フレーム本体１０を横切る方向に隣り合う縦リブ４２ａの間隔が異なって形成されている。
【００５４】
図４に示すように、車体フレーム３１の補強部材４０では、フレーム本体１０の長手方向に延びる縦リブ４２ａは、フレーム本体１０を横切る方向に隣り合う縦リブ４２ａの間隔が、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の中央側に比べてフレーム本体１０の端部側では狭く略半分の大きさで形成されている。これにより、補強部材４０では、縦リブ４２ａと横リブ４２ｂとによって形成される開口部４４が、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の中央側では略正方形状の開口部４４ａを有するように形成されているが、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の端部側では中央側の開口部４４ａを縦リブ４２ｂによってフレーム本体１０を横切る方向に２つに分割した略矩形状の開口部４４ｂを有するように形成されている。
【００５５】
このように、車体フレーム３１においては、補強部材４０のリブ部４３における縦リブ４２ａと横リブ４２ｂとによって形成された開口部４４の大きさがフレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて小さく形成されており、補強部材４０は、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて強度が増加するように構成されている。
【００５６】
このように構成される車両用フレーム構造においても、外部から曲げ荷重が入力される際に、側面部１１ｂが外方側に膨らんで面外変形することを抑制することで、軽量化を図りつつ曲げ抗力を効率的に確保することができる。また、車体フレーム３１では、補強部材４０は、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて強度が増加するように構成されていることにより、第１の板状部材１１の側面部１１ｂの変形に対する抑制効果を高めることができ、前記効果をより有効に奏することができる。
【００５７】
この第２の実施形態に係る車体フレーム３１では、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて開口部４４の大きさが小さく形成され、強度が増加するように構成されているが、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて横リブ６２ｂの肉厚を厚く形成することにより、強度が増加するように構成することも可能である。
【００５８】
図５は、本発明の第３の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を示す斜視図である。また、図６は、図５におけるＹ６ａ−Ｙ６ａ線及びＹ６ｂ−Ｙ６ｂ線に沿った車体フレームの断面図であり、図６（ａ）は、Ｙ６ａ−Ｙ６ａ線に沿った車体フレームの断面図、図６（ｂ）は、Ｙ６ｂ−Ｙ６ｂ線に沿った車体フレームの断面図である。なお、第３の実施形態は、第１の実施形態とリブ部の形状が異なるのみであるので、第１の実施形態と同様の構成を備えて同様の作用をなすものについては同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
図５及び図６に示すように、本発明の第３の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５１は、フレーム本体１０の内部に補強部材６０が配置され、補強部材６０は、格子状に配設されたリブ６２、すなわち第１の板状部材１１の側面部１１ｂに沿ってフレーム本体１０の長手方向に延びる複数の板状の縦リブ６２ａと、フレーム本体１０を横切る方向に延びる複数の板状の横リブ６２ｂと、を有するリブ部６３を備えているが、複数の横リブ６２ｂは、フレーム本体１０を横切る方向の長さが異なって形成されている。
【００６０】
図６に示すように、車体フレーム５１の補強部材６０では、横リブ６２ｂは、フレーム本体１０の最も一方の側面部１１ｂ側に位置する縦リブ６２ａから最も他方の側面部１１ｂ側に位置する縦リブ６２ａまで延び、フレーム本体１０の両側の側面部１１ｂにそれぞれ接着結合された縦リブ６２ａにそれぞれ結合される第１の横リブ６２ｂ１と、フレーム本体１０の最も側面部１１ｂ側に位置する縦リブ６２ａから該縦リブ６２ａとフレーム本体１０を横切る方向に隣り合う縦リブ６２ａまで延び、これら２つの縦リブ６２ａにのみ結合される第２の横リブ６２ｂ２と、を有している。
【００６１】
横リブ６２ｂはまた、図６（ｂ）に示すように、フレーム本体１０の長手方向において第１の横リブ６２ｂ１と第２の横リブ６２ｂ２とが交互に配設されている。これにより、補強部材６０では、縦リブ６２ａと横リブ６２ｂとによって形成される開口部６４が、フレーム本体１０を横切る方向にフレーム本体１０の中央側では矩形状の開口部６４ａを有するように形成されているが、フレーム本体１０の端部側では中央側の開口部６４ａを第２の横リブ６２ｂ２によってフレーム本体１０の長手方向に２つに分割した正方形状の開口部６４ｂを有するように形成されている。
【００６２】
このように、車体フレーム５１においては、補強部材６０のリブ部６３における縦リブ６２ａと横リブ６２ｂとによって形成された開口部６４の大きさがフレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて小さく形成されており、補強部材６０は、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて強度が増加するように構成されている。
【００６３】
このように構成される車両用フレーム構造においても、外部から曲げ荷重が入力される際に、側面部１１ｂが外方側に膨らんで面外変形することを抑制することで、軽量化を図りつつ曲げ抗力を効率的に確保することができる。また、車体フレーム５１においても、補強部材６０は、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて強度が増加するように構成されていることにより、第１の板状部材１１の側面部１１ｂの変形に対する抑制効果を高めることができ、前記効果をより有効に奏することができる。
【００６４】
図７は、本発明の第４の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を示す斜視図である。また、図８は、図７におけるＹ８ａ−Ｙ８ａ線及びＹ８ｂ−Ｙ８ｂ線に沿った車体フレームの断面図であり、図８（ａ）は、Ｙ８ａ−Ｙ８ａ線に沿った車体フレームの断面図、図８（ｂ）は、Ｙ８ｂ−Ｙ８ｂ線に沿った車体フレームの断面図である。なお、第４の実施形態は、第１の実施形態とリブ部の形状が異なるのみであるので、第１の実施形態と同様の構成を備えて同様の作用をなすものについては同一符号を付して説明を省略する。
【００６５】
図７及び図８に示すように、本発明の第３の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７１は、フレーム本体１０の内部に補強部材８０が配置され、補強部材８０は、格子状に配設されたリブ８２、すなわち第１の板状部材１１の側面部１１ｂに沿ってフレーム本体１０の長手方向に延びる複数の板状の縦リブ８２ａと、フレーム本体１０を横切る方向に延びる複数の板状の横リブ８２ｂと、を有するリブ部８３を備えているが、複数の横リブ８２ｂは、フレーム本体１０の長手方向と直交する方向から傾斜して形成されるとともに、フレーム本体１０を横切る方向の長さが異なって形成されている。
【００６６】
図８に示すように、車体フレーム７１の補強部材８０では、横リブ８２ｂは、フレーム本体１０の最も一方の側面部１１ｂ側に位置する縦リブ８２ａから最も他方の側面部１１ｂ側に位置する縦リブ８２ａまでフレーム本体１０の長手方向と直交する方向から所定角度傾斜して延び、フレーム本体１０の両側の側面部１１ｂにそれぞれ接着結合された縦リブ８２ａにそれぞれ結合される第１の横リブ８２ｂ１と、フレーム本体１０の最も側面部１１ｂ側に位置する縦リブ８２ａから該縦リブ８２ａとフレーム本体１０を横切る方向に隣り合う縦リブ８２ａまでフレーム本体１０の長手方向と直交する方向から所定角度傾斜して延び、これら２つの縦リブ８２ａに結合される第２の横リブ８２ｂ２と、を有している。
【００６７】
第１の横リブ８２ｂ１は、フレーム本体１０の長手方向に連続してジグザグ形状に形成され、フレーム本体１０の一方の側面部１１ｂに接着結合された縦リブ８２ａから延びる第１の横リブ８２ｂ１と、フレーム本体１０の他方の側面部１１ｂに接着結合された縦リブ８２ａから延びる第１の横リブ８２ｂ１とがそれぞれ、フレーム本体１０を横切る方向の中央部分において交差するように形成されている。
【００６８】
第２の横リブ８２ｂ２は、図８（ｂ）に示すように、側面部１１ｂに接着結合された縦リブ８２ａと、該縦リブ８２ａとフレーム本体１０を横切る方向に隣り合う縦リブ８２ａとの間でフレーム本体１０の長手方向に連続してジグザグ形状に形成される横リブを形成するように、側面部１１ｂに接着結合された縦リブ８２ａと該縦リブ８２ａとフレーム本体１０を横切る方向に隣り合う縦リブ８２ａとの間における第１の横リブ８２ｂ１と同じ形状をして設けられている。
【００６９】
これにより、補強部材８０では、縦リブ８２ａと横リブ８２ｂによって形成される開口部８４は、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の中央側では三角形状の開口部８４ａ１と台形状の開口部８４ａ２を有するように形成され、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の端部側では三角形状の開口部８４ｂを有するように形成されている。本実施形態では、開口部８４ａ１と開口部８４ｂが等しい大きさで形成され、開口部８４ｂ及び８４ａ１が開口部８４ａ２の三分の一の大きさで形成され、開口部８４の大きさの平均が、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の端部側ではフレーム本体１０の中央側に比べて二分の一の大きさで形成されている。
【００７０】
このように、車体フレーム７１においては、補強部材８０のリブ部８３における縦リブ８２ａと横リブ８２ｂとによって形成された開口部８４の大きさがフレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて小さく形成されており、補強部材８０は、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて強度が増加するように構成されている。
【００７１】
このように構成される車両用フレーム構造においても、外部から曲げ荷重が入力される際に、側面部１１ｂが外方側に膨らんで面外変形することを抑制することで、軽量化を図りつつ曲げ抗力を効率的に確保することができる。また、車体フレーム７１においても、補強部材６０は、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて強度が増加するように構成されていることにより、第１の板状部材１１の側面部１１ｂの変形に対する抑制効果を高めることができ、前記効果をより有効に奏することができる。
【００７２】
図９は、本発明の第５の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を示す斜視図、図１０は、図９におけるＹ１０ａ−Ｙ１０ａ線及びＹ１０ｂ−Ｙ１０ｂ線に沿った車体フレームの断面図であり、図１０（ａ）は、Ｙ１０ａ−Ｙ１０ａ線に沿った車体フレームの断面図、図１０（ｂ）は、Ｙ１０ｂ−Ｙ１０ｂ線に沿った車体フレームの断面図である。なお、第５の実施形態は、第１の実施形態とリブ部の形状が異なるのみであるので、第１の実施形態における場合と同様の構成を備えて同様の作用をなすものについては同一符号を付して説明を省略する。
【００７３】
図９及び図１０に示すように、本発明の第５の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９１は、フレーム本体１０の内部に補強部材１００が配置され、補強部材１００は、格子状に配設されたリブ１０２、すなわち第１の板状部材１１の側面部１１ｂに沿ってフレーム本体１０の長手方向に延びる複数の板状の縦リブ１０２ａと、フレーム本体１０を横切る方向に延びる複数の板状の横リブ１０２ｂと、を有するリブ部１０３を備えているが、リブ１０２は、フレーム本体１０を横切る方向にリブの高さが異なって形成されている。
【００７４】
図１０（ａ）に示すように、車体フレーム９１の補強部材１００では、リブ１０２の横リブ１０２ｂは、フレーム本体１０の最も側面部１１ｂ側に位置する両側の縦リブ１０２ａが、第１の板状部材１１の底面部１１ａと第２の板状部材１２の平面部１２ａとの間の略中間位置よりも短く形成され、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の中央側に向かうにつれてリブの高さが低く形成され、フレーム本体１０を横切る方向において凹状に湾曲して形成されている。
【００７５】
リブ１０２の縦リブ１０２ａはそれぞれ、該縦リブ１０２ａと結合される横リブ１０２ｂと同じリブの高さを有するように形成され、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の端部側からフレーム本体１０の中央側に向かうにつれてリブの高さが低く形成されている。
【００７６】
このように、車体フレーム９１においては、補強部材１００のリブ部１０３におけるリブ１０２は、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の端部側からフレーム本体１０の中央側に向かうにつれてリブの高さが低く形成されている。なお、リブ１０２は、フレーム本体１０の第１の板状部材１１の底面部１１ａに外部から曲げ荷重が入力される際の中立軸Ｌ１より圧縮応力が生じる側に配置されることが好ましい。
【００７７】
このように構成される車両用フレーム構造においても、外部から曲げ荷重が入力される際に、側面部１１ｂが外方側に膨らんで面外変形することを抑制することで、フレーム本体１０の曲げ変形初期に生じ得るフレーム本体１０の内方側への該底面部１１ａの曲げ変形を有効に抑制することができ、軽量化を図りつつ曲げ抗力を効率的に確保することができる。
【００７８】
この第５の実施形態に係る車体フレーム９１では、リブ１０２の先端部が、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の端部側で第１の板状部材１１の底面部１１ａと第２の板状部材１２の平面部１２ａとの間の略中間位置よりも短く形成されているが、第２の板状部材１２の平面部１２ａまで延びるように形成することも可能である。
【００７９】
なお、車体フレーム１、３１、５１、７１、９１に外部から曲げ荷重が入力される際に、圧縮方向の力が作用する第１の板状部材１１の底面部１１ａが本願請求項に記載される第１面部に相当し、引張方向の力が作用する第２の板状部材１２の平面部１２ａが本願請求項に記載される第２面部に相当し、フレーム本体１０の該底面部１１ａと該平面部１２ａとの間に位置する両側の側面部１１ｂが本願請求項に記載される両側の側面部に相当する。また、補強部材２０、４０、６０、８０、１００の縦リブ２２ａ、４２ａ、６２ａ、８２ａ、１０２ａが本願請求項に記載される第１リブに相当し、補強部材２０、４０、６０、８０、１００の横リブ２２ｂ、４２ｂ、６２ｂ、８２ｂ、１０２ｂが、本願請求項に記載される第２リブに相当する。
【００８０】
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ことは言うまでもない。例えば、前述した第２の実施形態に係る車両用フレーム構造と第５の実施形態に係る車両用フレーム構造とを組み合わせ、第５の実施形態に係る車体フレーム構造を適用した車体フレーム９１において格子状に配設されたリブ１０２によって形成される開口部１０４を、フレーム本体１０を横切る方向においてフレーム本体１０の側面部１１ｂ側に近づくにつれて小さくするなど、第１から第５の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】
【００８１】
本発明は、金属製の閉断面部材の内部に樹脂製の補強部材が取り付けられてなる車両用フレーム構造において、軽量化を図りつつ曲げ抗力を効率的に確保す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、例えばサイドピラーやサイドシル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】
【００８２】
１、３１、５１、７１、９１ 車体フレーム
１０ フレーム本体
１１ 第１の板状部材
１１ａ 第１の板状部材の底面部（第１面部）
１１ｂ 第１の板状部材の側面部（側面部）
１２ 第２の板状部材
１２ａ 第２の板状部材の平面部（第２面部）
２０、４０、６０、８０、１００ 補強部材
２１、４１、６１、８１、１０１ 補強部材の平板部
２２、４２、６２、８２、１０２ 補強部材のリブ
２２ａ、４２ａ、６２ａ、８２ａ、１０２ａ 縦リブ（第１リブ）
２２ｂ、４２ｂ、６２ｂ、８２ｂ、１０２ｂ 横リブ（第２リブ）
２４、４４、６４、８４、１０４ 開口部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の閉断面部材の内部に、樹脂製の補強部材が該閉断面部材の長手方向に沿って取り付けられてなる車両用フレーム構造であって、
前記閉断面部材は、外部から曲げ荷重が入力される際に、圧縮方向の力が作用する第１面部と、引張方向の力が作用する第２面部と、該閉断面部材の第１面部と第２面部との間に位置する両側の側面部とを有し、
前記補強部材は、前記側面部に沿って平行に前記閉断面部材の長手方向に延びる複数の板状の第１リブと、前記閉断面部材を横切る方向に延びる複数の板状の第２リブとを有し、前記第１リブのうちの閉断面部材の最も側面部側に位置するリブが、該側面部に接着結合され、前記第２リブが、少なくとも前記第１リブのうちの前記側面部に接着結合されたリブと、該リブと閉断面部材を横切る方向に隣り合うリブとに結合されている、
ことを特徴とする車両用フレーム構造。
【請求項２】
前記補強部材は、前記閉断面部材を横切る方向において閉断面部材の側面部側に近づくにつれて強度が増加するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用フレーム構造。
【請求項３】
前記第１リブと前記第２リブとによって形成される開口部の大きさが前記閉断面部材を横切る方向において閉断面部材の側面部側に近づくにつれて小さく形成されている、あるいは前記第２リブの肉厚が前記閉断面部材を横切る方向において閉断面部材の側面部側に近づくにつれて厚く形成されている、
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１リブのうちの閉断面部材の最も側面部側に位置する両側のリブが、前記閉断面部材の両側の側面部にそれぞれ接着結合されるとともに、前記第２リブを介して結合されている、
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の車両用フレーム構造。
【請求項５】
前記補強部材は、前記第１面部に沿って配設されて該第１面部に接着結合される平板部を更に備え、該平板部に前記第１リブ及び前記第２リブが結合されている、
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の車両用フレーム構造。
【請求項１】
金属製の閉断面部材の内部に、樹脂製の補強部材が該閉断面部材の長手方向に沿って取り付けられてなる車両用フレーム構造であって、
前記閉断面部材は、外部から曲げ荷重が入力される際に、圧縮方向の力が作用する第１面部と、引張方向の力が作用する第２面部と、該閉断面部材の第１面部と第２面部との間に位置する両側の側面部とを有し、
前記補強部材は、前記側面部に沿って平行に前記閉断面部材の長手方向に延びる複数の板状の第１リブと、前記閉断面部材を横切る方向に延びる複数の板状の第２リブとを有し、前記第１リブのうちの閉断面部材の最も側面部側に位置するリブが、該側面部に接着結合され、前記第２リブが、少なくとも前記第１リブのうちの前記側面部に接着結合されたリブと、該リブと閉断面部材を横切る方向に隣り合うリブとに結合されている、
ことを特徴とする車両用フレーム構造。
【請求項２】
前記補強部材は、前記閉断面部材を横切る方向において閉断面部材の側面部側に近づくにつれて強度が増加するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用フレーム構造。
【請求項３】
前記第１リブと前記第２リブとによって形成される開口部の大きさが前記閉断面部材を横切る方向において閉断面部材の側面部側に近づくにつれて小さく形成されている、あるいは前記第２リブの肉厚が前記閉断面部材を横切る方向において閉断面部材の側面部側に近づくにつれて厚く形成されている、
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１リブのうちの閉断面部材の最も側面部側に位置する両側のリブが、前記閉断面部材の両側の側面部にそれぞれ接着結合されるとともに、前記第２リブを介して結合されている、
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の車両用フレーム構造。
【請求項５】
前記補強部材は、前記第１面部に沿って配設されて該第１面部に接着結合される平板部を更に備え、該平板部に前記第１リブ及び前記第２リブが結合されている、
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の車両用フレーム構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１１０９７０（Ｐ２０１１−１１０９７０Ａ）
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６６５４１（Ｐ２００９−２６６５４１）
【出願日】平成２１年１１月２４日（２００９．１１．２４）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月９日（２０１１．６．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２４日（２００９．１１．２４）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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