車両用フレーム構造
【課題】この発明は、高い性能重量効率を実現しつつ、曲げ変形中期における荷重エネルギー吸収特性を向上させ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。
【解決手段】フレーム本体１１は、荷重Ｆが作用した時に圧縮方向の力が作用する第１面部１１ａと、引張方向の力が作用する第２面部１１ｂと、第１、第２面部１１ａ、１１ｂを接続する第３、第４面部１１ｃ、１１ｄとを有し、該第３、第４面部１１ｃ、１１ｄには、フレーム本体１１から離間した基部１２ａと、該基部１２ａから突出して、フレーム本体１１に結合される複数の凸部１２ｂとを一体に形成した機能板１２を備えており、凸部１２ｂは、車両用フレーム１の長手方向、直交断面方向に複数配列される。
【解決手段】フレーム本体１１は、荷重Ｆが作用した時に圧縮方向の力が作用する第１面部１１ａと、引張方向の力が作用する第２面部１１ｂと、第１、第２面部１１ａ、１１ｂを接続する第３、第４面部１１ｃ、１１ｄとを有し、該第３、第４面部１１ｃ、１１ｄには、フレーム本体１１から離間した基部１２ａと、該基部１２ａから突出して、フレーム本体１１に結合される複数の凸部１２ｂとを一体に形成した機能板１２を備えており、凸部１２ｂは、車両用フレーム１の長手方向、直交断面方向に複数配列される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車体の一部を構成し、車両の衝突時に荷重が作用して曲げ変形が生ずる管状の車両用フレーム構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車体の一部を構成する管状のフレーム構造として、車両衝突時に荷重が作用しても、高い曲げ剛性を発揮して、車室内の乗員を確実に保護できるようにしたものが数多く提案されている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１では、車体の一部を構成する管状のサイドシルにおいて、そのインナパネルとの間で複数の閉断面部を形成するリインホースメントをコーナー部に備えたものが開示されている。
【０００４】
このリインホースメントは、サイドシルの長手方向と直交する直交断面方向において凹凸が形成されており、そのうち凸部がインナパネルのコーナー部内面側に結合されている。
【０００５】
下記特許文献１では、上述したリインホースメントを備えたサイドシルと、リインホースメントを備えていないサイドシルとについてそれぞれ曲げ変形が生じた時の曲げ抗力特性を解析し、両者を比較検討している。そして、その比較結果に基づき、リインホースメントを備えたサイドシルのほうがより高い曲げ抗力を発揮できたことを示している。
【０００６】
下記特許文献１に開示されているように、上述したようなリインホースメントをフレームのコーナー部に備えることで、肉厚な補強材を備えなくても、衝突荷重等が作用した時の曲げ変形を効率的に抑制することが可能となる。つまり、この場合、曲げ抗力をフレームの全体重量で除した数値、いわゆる性能重量効率を高めることができ、結果として、フレームの軽量化を図ることができる。
【０００７】
近年では、環境保護の観点から、燃費向上の要求が高まっており、これを実現すべく、車体の軽量化について様々な研究開発が進められている。このような理由から、各車両用フレームにおいても、より軽量でありながら高い曲げ抗力を発揮するものが求められており、上述した性能重量効率は、車両用フレームを開発する上で極めて重要な要素となっている。
【０００８】
また、下記特許文献２では、サイドシルにおいて、そのインナパネルのコーナー部を含む周辺領域に、サイドシルの長手方向に延びる中空空間を複数形成したものが開示されている。
【０００９】
このような構成であっても、下記特許文献１に開示されたフレーム構造と同様、単純な平板からなるフレームに比べ、高い曲げ抗力を発揮することができる。この場合、中空空間を形成した分、フレーム全体の軽量化を図りつつ、フレームの曲げ抗力を向上させることを可能にしている。
【００１０】
また、下記特許文献３では、フレームに曲げ変形が発生した時の挙動を解析し、曲げ変形のメカニズムを検証している。そして、その結果から、フレームに荷重が作用した時には、圧縮方向の力が作用する面側のコーナー部及びその周辺部の領域に大きな面外変形（ここで言う面外変形とは、面上のみで変位が発生する二次元的な変形ではなく、面の厚み方向に変位を伴う三次元的な変形全般を言う。）が発生することで、フレームに曲げ変形が生じることを見出している。
【００１１】
下記特許文献３に開示された技術では、このような観点から、前記コーナー部及びその周辺部の領域を他に比べて肉厚に形成しており、これによって、フレームの軽量化を図りつつ、曲げ抗力の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００９−１１３７６６号公報
【特許文献２】特開平１１−２０８５２１号公報
【特許文献３】特開２００８−６８７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、前記特許文献１〜３に開示された従来技術は、車両用フレームの曲げ変形初期においてより高い曲げ抗力を備えることを目的としているに過ぎない。実際、車両衝突時等に発生する衝撃荷重から乗員を保護しようとすると、フレームが配設される車体の部位によっては、フレームの曲げ変形中期にて吸収できる荷重エネルギーを増大させることが好ましい場合もある。
【００１４】
近年では、車両用フレームの曲げ変形中期における荷重エネルギー吸収特性を向上させつつ、かつ車両用フレームの性能重量効率（荷重エネルギー吸収量をフレーム全体重量で除した数値）を高めることが課題となっている。
【００１５】
この発明は、高い性能重量効率を実現しつつ、曲げ変形中期における荷重エネルギー吸収特性を向上させ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】
【００１６】
この発明の車両用フレーム構造は、車体の一部を構成し、車両の衝突時に荷重が作用して曲げ変形が生ずる管状のフレーム構造であって、フレーム本体は、前記荷重が作用した時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、前記第１、第２面部の間に配設された壁面部とを有し、該壁面部には、前記フレーム本体から離間した基部と、該基部から突出して、前記壁面部に結合される複数の凸部とを一体に形成した機能板を備えており、前記凸部は、フレームの長手方向に複数配列されるとともに、前記長手方向に直交する直交断面方向に複数配列されるものである。
【００１７】
この構成によれば、車両用フレームの曲げ変形時、壁面部及び機能板は、屈曲部周辺の広範囲に亘って荷重エネルギー吸収に寄与することになる。これにより、曲げ変形中期における車両用フレームの荷重エネルギー吸収特性を向上させることができる。
さらに、この場合、フレーム本体、機能板の肉厚化を抑制しながらも、荷重エネルギー吸収特性の向上を図れることから、荷重エネルギー吸収特性における性能重量効率（荷重エネルギー吸収量／車両用フレームの全体重量）を向上させることができる。
【００１８】
この発明の一実施態様においては、前記凸部が、前記長手方向及び前記直交断面方向に周期的に配列されるように形成されており、前記フレームの長手方向に隣接する前記凸部は、互いに前記直交断面方向の重なりを有しているとともに、前記直交断面方向に隣接する前記凸部は、互いに前記長手方向の重なりを有しているものである。
【００１９】
この構成によれば、荷重の付加時に基部の長手方向、直交断面方向に折り目（折れのきっかけ）が形成されて、曲げ変形時に発生する屈曲部での面外変形が促進されることを防止できる。このため、車両用フレームの曲げ抗力特性を向上させることができる。
【００２０】
この発明の一実施態様においては、前記機能板に、前記長手方向に亘って前記フレーム本体に結合されるフランジ部を形成したものである。
【００２１】
この構成によれば、車両用フレームの曲げ変形時に機能板がフレーム本体から剥離することを確実に防止できる。このため、フレーム本体、機能板による荷重エネルギー吸収量増大機能をより安定化させることができる。
【００２２】
この発明の一実施態様においては、前記凸部が、前記フレーム本体に結合される先端部が、多角形状の平面部を有した多角錐台状をなしているものである。
【００２３】
この構成によれば、凸部を溶接によってフレーム本体に結合する時には、凸部の平面部を溶接代とすることができ、これによって両者の結合をより安定的に行うことができる。
【００２４】
この発明の一実施態様においては、前記凸部が、前記フレーム本体に結合される先端部が、円形状の平面部を有した円錐台状をなしているものである。
【００２５】
この構成によれば、角錐台状の場合に比べて凸部間には大きな間隙が形成されるため、該間隙に基部を形成することで、フレーム本体と機能板とにより構成される構造体の剛性を向上させることができる。このため、曲げ変形初期の屈曲部における面外変形を抑制することができ、車両用フレームの曲げ抗力特性を向上させることができる。
【００２６】
この発明の一実施態様においては、前記第１面部と前記壁面部との間に、コーナー部が形成されており、該コーナー部を含む領域に、前記機能板を備えているものである。
【００２７】
この構成によれば、曲げ変形初期の屈曲部における面外変形をより効果的に抑制することができ、その結果、車両用フレームの曲げ抗力特性をより向上させることができる。
さらに、この場合、フレーム本体、機能板の肉厚化を抑制しながらも、曲げ抗力特性の向上を図れることから、曲げ抗力特性における性能重量効率（車両用フレームの曲げ抗力／車両用フレームの全体重量）を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
この発明によれば、車両用フレームの曲げ変形時、壁面部及び機能板は、屈曲部周辺の広範囲に亘って荷重エネルギー吸収に寄与することになる。これにより、曲げ変形中期における車両用フレームの荷重エネルギー吸収特性を向上させることができる。
さらに、この場合、フレーム本体、機能板の肉厚化を抑制しながらも、荷重エネルギー吸収特性の向上を図れることから、荷重エネルギー吸収特性における性能重量効率（荷重エネルギー吸収量／車両用フレームの全体重量）を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の第１実施形態に係る車両用フレーム構造を示す斜視図。
【図２】車両用フレームを長手方向に直交する直交断面方向で切断した時の断面図。
【図３】機能板の各凸部の配列を説明するための正面図。
【図４】（ａ）車両用フレームの曲げ抗力特性、荷重エネルギー吸収特性の解析方法を説明するための図、（ｂ）車両用フレームの湾曲状態を示す斜視図。
【図５】車両用フレームに荷重を付加した時の、該荷重に対する反力と圧子の下降ストロークとの関係、及び荷重エネルギー吸収量と圧子の下降ストロークとの関係を示すグラフ。
【図６】車両用フレームの第１面部の中央部に向かって垂直方向から荷重を付加した時の車両用フレームの挙動をシミュレーション解析した結果を示す斜視図。
【図７】機能板の挙動をシミュレーション解析した結果を示す斜視図。
【図８】屈曲部における閉断面の形状を示す断面図。
【図９】フレーム本体と機能板とにより構成された構造体の機能を説明するための断面図。
【図１０】この発明の第２実施形態に係る車両用フレーム構造を示す斜視図。
【図１１】この発明の第３実施形態に係る車両用フレーム構造を示す斜視図。
【図１２】車両用フレームを長手方向に直交する直交断面方向で切断した時の断面図。
【図１３】車両用フレームの第１面部の中央部に向かって垂直方向から荷重を付加した時の車両用フレームの挙動をシミュレーション解析した結果を示す斜視図。
【図１４】機能板の挙動をシミュレーション解析した結果を示す斜視図。
【図１５】屈曲部における閉断面の形状を示す断面図。
【図１６】この発明の第４実施形態に係る車両用フレーム構造を示す斜視図。
【図１７】車両用フレームを長手方向に直交する直交断面方向で切断した時の断面図。
【図１８】車両用フレームの第１面部の中央部に向かって垂直方向から荷重を付加した時の車両用フレームの挙動をシミュレーション解析した結果を示す斜視図。
【図１９】機能板の挙動をシミュレーション解析した結果を示す斜視図。
【図２０】屈曲部における閉断面の形状を示す断面図。
【図２１】この発明の第５実施形態に係る車両用フレーム構造を示す斜視図。
【図２２】この発明の第６実施形態に係る車両用フレーム構造を示す斜視図。
【図２３】機能板の各凸部の配列を説明するための正面図。
【図２４】この発明の第７実施形態に係る車両用フレーム構造を示す斜視図。
【図２５】この発明の第８実施形態に係る車両用フレーム構造を示す斜視図。
【図２６】機能板の各凸部の配列を説明するための正面図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。
（第１実施形態）
まず、図１〜図９に示す第１実施形態について説明する。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示す斜視図であり、図２は、車両用フレーム１を長手方向に直交する直交断面方向で切断した時の断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る車両用フレーム１は、矩形管状のフレーム本体１１と、車両用フレーム１の長手方向に延びる２つの機能板１２とにより構成されている。なお、図１では、図示の便宜上、フレーム本体１１を一点鎖線で示しつつ、これを透過状態で示している。
【００３１】
フレーム本体１１は、その長手方向と直交する直交断面方向の形状が、図２に示すように略矩形状をなしており、第１面部１１ａと、該第１面部１１ａと対向する位置にある第２面部１１ｂと、第１、第２面部１１ａ、１１ｂの間に配設された壁面部としての第３、第４面部１１ｃ、１１ｄとを有している。
【００３２】
また、第１〜第４面部１１ａ〜１１ｄの間には、コーナー部１１ｅ〜１１ｈが形成されている。このコーナー部１１ｅ〜１１ｈのうち、第１面部１１ａと第３、第４面部１１ｃ、１１ｄとの間のコーナー部１１ｅ、１１ｆを含む内周側の領域には、機能板１２が配設されている。
【００３３】
この機能板１２は、車両用フレーム１の長手方向の略全長に亘って延びるとともに、車両用フレーム１の直交断面方向において、コーナー部１１ｅ、１１ｆ及びその周辺の第３、第４面部１１ｃ、１１ｄの一部に亘って延びている。そして、機能板１２の一部には、フレーム本体１１から離間した基部１２ａと、該基部１２ａから突出して先端に平面部１２ｃを有する複数の凸部１２ｂとが一体に形成されている。
【００３４】
また、機能板１２には、フレーム本体１１の直交断面方向の両端部に平面状のフランジ部１２ｄ、１２ｅが形成されている。機能板１２では、各凸部１２ｂの平面部１２ｃがコーナー部１１ｅ、１１ｆ近傍で第３、第４面部１１ｃ、１１ｄに結合されている。そして、フランジ部１２ｄがフレーム本体１１の第１面部１１ａ、フランジ部１２ｅが第３、第４面部１１ｃ、１１ｄにそれぞれ長手方向に亘って結合されている。
【００３５】
図３は、機能板１２の各凸部１２ｂの配列を説明するための正面図である。機能板１２の各凸部１２ｂ、１２ｂ、…は、図１、図３に示すように、平面部１２ｃが四角形をなす角錐台状をなしており、車両用フレーム１の長手方向及び直交断面方向において周期的に配列されている。
【００３６】
さらに、本実施形態では、１つの凸部１２ｂに着目した場合、図３に示すように、この凸部１２ｂは、長手方向に隣接する凸部１２ｂ１（１２ｂ２）と互いに直交断面方向に重なりＬ１を有するとともに、直交断面方向に隣接する凸部１２ｂ２（１２ｂ１）と互いに長手方向に重なりＬ２を有している。
【００３７】
このような位置関係にある凸部１２ｂ、１２ｂ１、１２ｂ２…を周期的に配列することで、長手方向及び直交断面方向には、直線状に連続した基部１２ａが形成されないような構成となっている。
【００３８】
次に、図４〜図９を参照しながら、車両用フレーム１に荷重を加えてこれを折り曲げた時の曲げ抗力特性、及び荷重エネルギー吸収特性について説明する。
本発明者は、図１に示すような車両用フレーム１を開発するにあたり、これに曲げ変形を伴うような荷重Ｆを付加した時の挙動をＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）によりシミュレーション解析した。
【００３９】
図４（ａ）は、車両用フレーム１の曲げ抗力特性、荷重エネルギー吸収特性の解析方法を説明するための図である。本解析では、図４（ａ）に示すように、所定の長さＬを有する車両用フレーム１を、この長さＬより短い所定距離Ｄだけ離間させた固定点Ｘ、Ｘで支持し、この固定点Ｘ、Ｘの長手方向中間に位置する中央部Ｏに上方から圧子Ｙを下降させ、車両衝突時の荷重に相当する荷重Ｆを付加した場合を想定している。図４では、上面を第１面部１１ａに設定し、この第１面部１１ａの表面に対し荷重Ｆを直交断面方向上方から付加している。
【００４０】
そして、荷重Ｆを付加した時に、車両用フレーム１にて折れ曲がりが生じるまでに加えることができる最大の荷重（ここでは最大荷重Ｆ′ｍａｘという）、及び折れ曲がりにより吸収できる荷重エネルギー（ここでは荷重エネルギー吸収量という）を算出し、これら最大荷重Ｆ′ｍａｘ、及びエネルギー吸収量を、それぞれ曲げ抗力特性、荷重エネルギー吸収特性の優劣を評価する目安とした。
【００４１】
ところで、車両用フレーム１のような長尺の管状体が折れ曲がる時には、図４（ｂ）で示すように、先ず長手方向において湾曲した状態となる。そして、このように湾曲状態となった時、折れ曲がりの内周側では、長手方向両端から圧縮方向の力を受ける一方、折れ曲がりの外周側では、長手方向両端から引張方向の力を受ける。図４の場合であれば、折れ曲がりの内周側、つまり圧縮方向の力を受ける側が第１面部１１ａとなり、折れ曲がりの外周側、つまり引張方向の力を受ける側が第２面部１１ｂとなる。
【００４２】
図５は、車両用フレーム１に荷重Ｆを付加した時の、該荷重Ｆに対する反力Ｆ′と、圧子Ｙの下降ストロークとの関係、及び荷重エネルギー吸収量と圧子Ｙの下降ストロークとの関係を示すグラフである。本発明者は、図４に示すシミュレーションにおいて、中央部Ｏに荷重Ｆを付加した後、この荷重Ｆに対して発生する車両用フレーム１の反力Ｆ′と、車両用フレーム１の湾曲及び折れ曲がりに伴って変化する圧子Ｙの位置（これを下降ストロークという）との関係をグラフ化した。
【００４３】
図５では、圧子Ｙの下降ストロークが増加する途中で、反力Ｆ′の値にピークが現れており、それ以降は、この反力Ｆ′の値が下降ストロークの増加に伴って徐々に減少していく傾向を示している。
【００４４】
このように、図５に示すグラフでは、車両用フレーム１の湾曲状態において、荷重Ｆを徐々に大きくした時、上述したピークが生じる前では、荷重Ｆが大きくなるにつれて反力Ｆ′も徐々に大きくなっていることを示している。他方、ピークが生じた後では、車両用フレーム１にて既に折れ曲がりの急速な進行が始まっており、折れ曲がりの進行によって荷重Ｆに対する反力Ｆ′が低下していることを示している。
【００４５】
ここで、図５に示す反力Ｆ′のピーク値は、折れ曲がりが急速に進行するまでに加えることができる最大荷重Ｆ′ｍａｘを示しており、この最大荷重Ｆ′ｍａｘが、曲げ抗力の程度を表す数値となる。
【００４６】
また、図５に示すグラフでは、圧子Ｙの下降ストロークの座標軸と反力Ｆ′のグラフとで囲まれた領域の面積ＳＥＡによって、車両用フレーム１の折れ曲がりにより吸収できる荷重エネルギー（荷重エネルギー吸収量）を求めることができる。図５では、圧子Ｙの下降ストロークと面積ＳＥＡとの関係もグラフ化している。
【００４７】
次に、図６〜図８に示すシミュレーション解析結果を参照しながら、車両用フレーム１に荷重Ｆを付加してこれを折り曲げた時の挙動について説明する。図６は、車両用フレーム１の第１面部１１ａの中央部Ｏに向かって直交断面方向上方から荷重Ｆを付加した時の車両用フレーム１の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り、図７は、機能板１２の挙動をシミュレーション解析した結果を示す斜視図、図８は、屈曲部における閉断面の形状を示す断面図である。ここで、図６では、フレーム１の曲げ変形進行の過程を同図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に示しており、図７（ａ）〜（ｃ）、図８（ａ）〜（ｃ）では、これらがそれぞれ図６（ａ）〜（ｃ）に対応している。また、図６、図７では、各部の変形量の大小を色の濃淡で示しており、変形量が大きいほど濃い色で示している。
【００４８】
本発明者は、図１に示す車両用フレーム１の曲げ抗力特性、及び荷重エネルギー吸収特性を評価するにあたり、これに図４（ａ）に示すような荷重Ｆを付加した時の車両用フレーム１各部の変形量を算出した。
【００４９】
図６〜図８を見てみると、車両用フレーム１に荷重Ｆが付加された直後には、荷重Ｆが作用する中央部Ｏに屈曲部が現れ、主にこの屈曲部で面外変形が発生していることが分かる。例えば、前記屈曲部では、荷重Ｆが直接作用する第１面部１１ａ及びその両端のコーナー部１１ｅ、１１ｆに凹みが生じ、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄが断面外向きに向かって面外変形している（図中の変形箇所α参照）。
【００５０】
また、このフレーム本体１１の面外変形と同時に、構造板１２でも、図７に示すように屈曲部が現れ、そこに面外変形が発生している（図中の変形箇所β参照）。
【００５１】
ところが、本実施形態の車両用フレーム１では、コーナー部１１ｅ、１１ｆの頂点Ｐ（図８参照）が外側へ大幅に変位することが抑制され、さらには、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄの断面外向きの大幅な面外変形が抑制されている。
【００５２】
そして、特に図８を見ると、コーナー部１１ｅ、１１ｆ等の面外変形が抑制されることに伴い、第１面部１１ａと対向する第２面部１１ｂでは、断面内向きの凹みが新たに生じている。
【００５３】
本実施形態では、フレーム本体１１と機能板１２とにより、図９に示すように、複数の閉断面１３ａを有する構造体１３が、車両用フレーム１の直交断面方向のみならず、その長手方向に形成されている。そして、この構造体１３では、フレーム本体１１、基部１２ａが中立軸（面）ＮＡから離間して配置されることにより、その断面二次モーメントが高められた構造となっている。
【００５４】
ここで、前記屈曲部において面外変形が発生した時には、該屈曲部に対応する位置で、構造体１３に図９に示すような変形が長手方向及び直交断面方向に発生するが、その時構造体１３における高い断面二次モーメントにより高い曲げ抗力が発揮される。
【００５５】
本発明者は、図６〜図８に示す解析結果から、前記屈曲部において面外変形が発生した時、断面二次モーメントが高められた構造体１３により、前記屈曲部における面外変形が抑制できることを見出した。
【００５６】
さらに、複数の凸部１２ｂをフレーム本体１１に結合することで、構造体１３には、各結合部同士を結ぶ線により区画される仮想領域１３Ａ（図３のハッチング部分参照）が複数形成される。本発明者は、フレーム本体１１と機能板１２との協働により、仮想領域１３Ａ毎の各結合点で荷重Ｆが受け止められており、これによって前記屈曲部における面外変形がより効果的に抑制されていることを見出した。
【００５７】
そして、新たに第２面部１１ｂにも面外変形が生じていることから、コーナー部１１ｅ、１１ｆ及びその周辺における面外変形が抑制された分、引張方向の力を受ける第２面部１１ｂでも荷重Ｆを受け止めることが可能になり、その結果、前記屈曲部の閉断面全体における曲げ抗力が向上することを見出した。
【００５８】
このように、フレーム本体１１の曲げ変形時に圧縮方向の力を受ける第１面部１１ａのコーナー部１１ｅ、１１ｆを含む領域に複数の凸部１２ｂを形成した機能板１２を配設するとともに、複数の凸部１２ｂを車両用フレーム１の長手方向及び直交断面方向に配列したことで、曲げ変形初期の屈曲部における面外変形をより効果的に抑制することができる。
【００５９】
このため、図５に示す最大荷重Ｆ′ｍａｘを図中二点鎖線で示すように高めることができ、その結果、車両用フレーム１の曲げ変形が急速に進行するまでの、曲げ変形初期（図５参照）における曲げ抗力特性を向上させることができる。
【００６０】
また、本発明者は、反力Ｆ′のピーク（最大荷重Ｆ′ｍａｘ）が生じた後に、車両用フレーム１の曲げ変形が進行する曲げ変形中期（図５参照）において、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄ、及び機能板１２が、前記屈曲部の周辺で結合部毎に略均等に変形していることを見出した。
【００６１】
この場合、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄに対して複数の凸部１２ｂが結合されていることにより、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄ、及び機能板１２は、屈曲部周辺の広範囲に亘って荷重Ｆのエネルギー吸収に寄与することになる。その結果、曲げ変形中期における面積ＳＥＡを増大させることができ、車両用フレーム１の荷重エネルギー吸収特性を向上させることができる。
【００６２】
また、この場合、フレーム本体１１、機能板１２の肉厚化を抑制しながらも、車両用フレーム１の曲げ抗力特性及び荷重エネルギー吸収特性の向上を図れることから、曲げ抗力特性、荷重エネルギー吸収特性における性能重量効率（最大荷重Ｆ′ｍａｘ／車両用フレーム１の全体重量、面積ＳＥＡ／車両用フレーム１の全体重量）を向上させることができる。
【００６３】
ここで、車両用フレーム１において荷重エネルギー吸収特性が向上している点について着目すると、例えば車両前突時等に車両前後方向に座屈変形することで荷重エネルギーを吸収するフロントサイドフレームにこの車両用フレーム１を適用することができる。
【００６４】
また、図３に示すように、１つの凸部１２ｂに対し長手方向に隣接するものと互いに直交断面方向に重なりＬ１を有するとともに、直交断面方向に隣接するものと互いに長手方向に重なりＬ２を有して、長手方向及び直交断面方向に直線状に連続した基部１２ａが形成されないように構成することで、車両用フレーム１に荷重Ｆが作用した時、基部１２ａの長手方向、直交断面方向に折り目（折れのきっかけ）が形成されて、前記屈曲部での面外変形が促進されることを防止できる。
【００６５】
また、曲げ変形発生時に圧縮方向の力を受ける第１面部１１ａに結合されるフランジ部１２ｄを機能板１２に形成したことで、車両用フレーム１の曲げ変形時に、機能板１２がフレーム本体１１から剥離することを確実に防止できる。このため、フレーム本体１１と機能板１２とにより構成された構造体１３の面外変形抑制機能や荷重エネルギー吸収量増大機能をより安定化させることができる。
【００６６】
また、フレーム本体１１に結合される凸部１２ｂが、四角形状の平面部を有した四角錐台状をなしていることにより、凸部１２ｂを溶接によってフレーム本体１１に結合する時には、凸部１２ｂの平面部１２ｃを溶接代とすることができ、これによって両者の結合をより安定的に行うことができる。
【００６７】
（第２実施形態）
なお、曲げ変形発生時に圧縮方向の力を受ける第１面部のコーナー部を含む領域に機能板を配設して、曲げ抗力特性の向上を図る場合、第３、第４面部に対応してフランジ部を形成することに必ずしも限定されない。例えば、図１０に示す車両用フレーム２の機能板２２のように、第１実施形態の機能板１２のフランジ部１２ｅに対応する部位を省略してもよい。
【００６８】
図１０に示す機能板２２では、機能板１２と同様、基部１２ａに対応する基部２２ａ、凸部１２ｂに対応する凸部２２ｂ、及びフランジ部１２ｄに対応するフランジ部２２ｄが形成されている。そして、凸部２２ｂは、平面部２２ｃで、第３、第４面部２１ｃ、２１ｄに結合され、フランジ部２２ｄは、フレーム本体２１の第１面部２２ａに結合されている。
【００６９】
また、本発明では、図１０に示すように、直交断面方向の形状がコの字状をなす第１パネル部材２１Ａと、平板状の第２パネル部材２１Ｂとによって矩形管状のフレーム本体２１を形成してもよい。第１パネル部材２１Ａには、その両端部にて断面外向きに突出するフランジ部２１ｉ、２１ｉが形成されており、第１パネル部材２１Ａと第２パネル部材２１Ｂとを対向させ、フランジ部２１ｉ、２１ｉと第２パネル部材２１Ｂの両端部とを結合することにより、フレーム本体２１が矩形管状をなしている。
【００７０】
本実施形態では、第１パネル部材２１Ａにおいて、第１面部（中央面部）２１ａと、その両側に連続する第３、第４面部（側面部）２１ｃ、２１ｄと、フランジ部２１ｉとが形成され、第１面部２１ａと、第３、第４面部２１ｃ、２１ｄとの間には、コーナー部２１ｅ、２１ｆが形成されている。
【００７１】
また、第２パネル部材２１Ｂにおいては、第２面部２１ｂが形成され、第１、第２パネル部材２１Ａ、２１Ｂの結合により、コーナー部１１ｇ、１１ｈに対応するコーナー部２１ｇ、２１ｈが形成されている。ここで、第１、第２パネル部材２１Ａ、２１Ｂを結合した時、第３、第４面部２１ｃ、２１ｄは、第１、第２面部４１ａ、４１ｂの間に配設される。
【００７２】
（第３実施形態）
次に、図１１〜図１５に示す第３実施形態について説明する。図１１は、本発明の第３実施形態に係るフレーム構造を示す斜視図であり、図１２は、車両用フレーム３を直交断面方向で切断した時の断面図である。図１１に示すように、本実施形態に係る車両用フレーム３は、フレーム本体１１と、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄの略全面に亘って延びる２つの機能板３２とにより構成されている。なお、図１１〜図１５において、図１〜図９に示す第１実施形態と同様の構成要素については、同一の番号を付して説明を省略する。
【００７３】
本実施形態では、機能板３２が、垂直断面方向においてコーナー部１１ｅ、１１ｆからコーナー部１１ｇ、１１ｈに亘って延び、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄの内面側を覆っている。
【００７４】
そして、機能板３２には、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄから離間した基部３２ａと、該基部３２ａから突出した角錐台状の複数の凸部３２ｂとが一体に形成されている。
【００７５】
また、機能板３２には、フレーム本体１１の直交断面方向の両端部に平面状のフランジ部３２ｄ、３２ｅが形成されている。機能板３２では、各凸部３２ｂの平面部３２ｃが第３、第４面部１１ｃ、１１ｄに結合されるとともに、フランジ部３２ｄがフレーム本体１１の第１面部１１ａ、フランジ部３２ｅが第２面部１１ｂにそれぞれ長手方向に亘って結合されている。
【００７６】
また、機能板３２の各凸部３２ｂ、３２ｂ、…は、上述した各実施形態と同様直交断面方向及び長手方向において周期的に配列され、その１つの凸部３２ｂに対し長手方向に隣接するものと互いに直交断面方向に重なりを有するとともに、長手方向に隣接するものと互いに直交断面方向に重なりを有している。
【００７７】
次に、図１３〜図１５を参照しながら、車両用フレーム３に荷重を加えてこれを折り曲げた時の曲げ抗力特性、及び荷重エネルギー吸収特性について説明する。
本発明者は、第１実施形態の車両用フレーム１の場合と同様の方法により、車両用フレーム３に曲げ変形を伴うような荷重Ｆを付加した時の挙動をＣＡＥによりシミュレーション解析した。
【００７８】
図１３〜図１５を見てみると、車両用フレーム３に荷重Ｆが付加された直後には、車両用フレーム１の場合と同様、荷重Ｆが作用する中央部Ｏの屈曲部で主に面外変形が発生していることが分かる（図中の変形箇所α′参照）。
【００７９】
また、このフレーム本体１１の面外変形と同時に、構造板３２でも、図１４に示すように屈曲部が現れ、そこに面外変形が発生している（図中の変形箇所β′参照）。
【００８０】
ところが、本実施形態の場合も、やはりコーナー部１１ｅ、１１ｆの頂点Ｐ（図１５参照）が外側へ大幅に変位することが抑制されており、さらには、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄの断面外向きの大幅な面外変形が抑制されている。
【００８１】
そして、図１５を見ると、コーナー部１１ｅ、１１ｆ等の面外変形が抑制されることに伴い、第１面部１１ａと対向する第３面部１１ｂに、閉断面の内側に向かって凹みが生じている。
【００８２】
このように、本実施形態においても、フレーム本体１１と機能板３２とにより、曲げ変形初期の屈曲部における面外変形が効果的に抑制されており、該屈曲部における曲げ抗力が向上している。
【００８３】
ところで、本発明者は、特に第３、第４面部１１ｃ、１１ｄの略全域に亘って機能板３２を結合したことにより、車両用フレーム３の曲げ変形中期において、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄ、及び機能板３２がさらに広範囲で略均等に変形していることを見出した。
【００８４】
本実施形態では、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄにおいて、複数の凸部３２ｂをより広範囲に亘って結合することにより、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄ、及び機能板３２がより広範囲で荷重Ｆのエネルギー吸収に寄与することになる。これにより、曲げ変形中期における車両用フレーム３の荷重エネルギー吸収特性をより向上させることができる。
【００８５】
（第４実施形態）
次に、図１６〜図２０に示す第４実施形態について説明する。図１６は、本発明の第４実施形態に係るフレーム構造を示す斜視図であり、図１７は、車両用フレーム４を直交断面方向で切断した時の断面図である。図１６に示すように、本実施形態に係る車両用フレーム４は、第１、第２パネル部材４１Ａ、４１Ｂからなり、第１〜第４面部４１ａ〜４１ｄを有するフレーム本体４１と、車両用フレーム４の長手方向に延びる２つの機能板４２とにより構成されている。
【００８６】
第１、第２パネル部材４１Ａ、４１Ｂは、直交断面方向の形状がコの字状をなしており、それぞれ第１、第２面部（中央面部）４１ａ、４１ｂと、第１、第２面部４１ａ、４１ｂの両側に連続する側面部４１ｃ１、４１ｄ１、４１ｃ２、４１ｄ２と、各両端部にて断面外向きに突出するフランジ部４１ｉ、４１ｊとが形成されている。
【００８７】
これら２つの第１、第２パネル部材４１Ａ、４１Ｂを対向させ、その両端部に位置するフランジ部４１ｉ、４１ｊ同士を結合することにより、矩形管状のフレーム本体４１が形成されている。
【００８８】
ここで、第１、第２パネル部材４１Ａ、４１Ｂを結合した時、各側面部４１ｃ１、４１ｄ１、４１ｃ２、４１ｄ２は、第１、第２面部４１ａ、４１ｂの間に配設される。そして、第１パネル部材４１Ａの側面部４１ｃ１と第２パネル部材４１Ｂの側面部４１ｃ２との組み合わせにより第３面部４１ｃが形成され、第１パネル部材４１Ａの側面部４１ｄ１と第２パネル部材４１Ｂの側面部４１ｄ２との組み合わせにより第４面部４１ｄが形成されている。
【００８９】
そして、第１〜第４面部４１ａ〜４１ｄの間には、コーナー部４１ｅ〜４１ｈが形成されており、第１面部４１ａと第３、第４面部４１ｃ、４１ｄとの間のコーナー部４１ｅ、４１ｆを含む領域には、機能板４２が配設されている。
【００９０】
この機能板４２は、直交断面方向において、コーナー部４１ｅ、４１ｆ、第１パネル部材４１Ａの側面部４１ｃ１、４１ｄ１、及びフランジ部４１ｉ、４１ｊに亘って延びている。そして、機能板４２には、第３、第４面部４１ｃ、４１ｄから離間した基部４２ａと、該基部４２ａから突出した複数の凸部４２ｂとが一体に形成されている。
【００９１】
また、機能板４２には、直交断面方向の両端部に平面状のフランジ部４２ｄ、４２ｅが形成されている。機能板４２では、各凸部４２ｂの平面部４２ｃがコーナー部４１ｅ、４１ｆ近傍で第３、第４面部４１ｂ、４１ｃに結合されている。そして、本実施形態では、フランジ部４２ｄがフレーム本体４１の第１面部４１ａに結合される一方、フランジ部４２ｅがフランジ部４１ｉ、４１ｊの間に挟まれた状態で結合されている。
【００９２】
また、機能板４２の各凸部４２ｂ、４２ｂ、…は、長手方向及び直交断面方向において周期的に配列され、その１つの凸部４２ｂに対し長手方向に隣接するものと互いに直交断面方向に重なりを有するとともに、直交断面方向に隣接するものと互いに長手方向に重なりを有している。
【００９３】
次に、図１８〜図２０を参照しながら、車両用フレーム４に荷重を加えてこれを折り曲げた時の曲げ抗力特性、及び荷重エネルギー吸収特性について説明する。
本発明者は、第１実施形態の車両用フレーム１の場合と同様の方法により、車両用フレーム４に曲げ変形を伴うような荷重Ｆを付加した時の挙動をＣＡＥによりシミュレーション解析した。
【００９４】
図１８〜図２０を見てみると、車両用フレーム４に荷重Ｆが付加された直後には、車両用フレーム１の場合と同様、荷重Ｆが作用する中央部Ｏの屈曲部で主に面外変形が発生していることが分かる。例えば、前記屈曲部では、荷重Ｆが直接作用する第１面部４１ａ及びその両端のコーナー部４１ｅ、４１ｆやフランジ部４１ｉ、４１ｊに凹みが生じ、第３、第４面部４１ｃ、４１ｄが断面外向きに向かって面外変形している（図中の変形箇所α″参照）。
【００９５】
また、このフレーム本体４１の面外変形と同時に、構造板４２でも、図１９に示すように屈曲部が現れ、そこに面外変形が発生している（図中の変形箇所β″参照）。
【００９６】
そして、図２０を見ると、コーナー部４１ｅ、４１ｆ等の面外変形が抑制されることに伴い、第１面部４１ａと対向する第２面部４１ｂでは、断面内向きの凹みが新たに生じている。
【００９７】
ここで、本発明者は、図１８〜図２０に示す解析結果から、機能板４２の一端側のフランジ部４２ｅ、及びフレーム本体４１のフランジ部４１ｉ、４１ｊが、曲げ変形初期の前記屈曲部における面外変形を抑制していることを見出した。図１８〜図２０では、フランジ部４１ｉ、４１ｊ、４２ｅにより、コーナー部４１ｅ、４１ｆの頂点Ｐが外側へ大幅に変位することが抑制され、さらには、第３、第４面部４１ｃ、４１ｄの断面外向きの大幅な面外変形が抑制されている。
【００９８】
そして、本実施形態では、機能板４２のフランジ部４２ｅを、フレーム本体４１のフランジ部４１ｉ、４１ｊとの間に挟んで結合していることにより、フレーム本体４１と機能板４２との結合が強固になり、両者の協働によって前記屈曲部における面外変形がより効果的に抑制されている。
【００９９】
さらに、本実施形態では、上述した各実施形態と同様、フレーム本体４１と機能板４２とにより構成された構造体１３（図９参照）によっても、前記屈曲部における面外変形が抑制されている。
【０１００】
また、本発明者は、上述した各実施形態と同様、車両用フレーム４の曲げ変形中期において、第３、第４面部４１ｃ、４１ｄ、及び機能板４２が前記屈曲部の周辺で略均等に変形し、該屈曲部周辺の広範囲に亘って荷重Ｆのエネルギー吸収に寄与していることを見出した。
【０１０１】
本実施形態では、機能板４２の一端側を、フレーム本体４１のフランジ部４１ｉ、４１ｊとの間に挟んで結合することにより、曲げ変形初期の屈曲部における面外変形を、フレーム本体４１と機能板４２との協働によってより効果的に抑制することができ、曲げ抗力特性を向上させることができる。
【０１０２】
また、第３、第４面部４１ｃ、４１ｄに対して複数の凸部４２ｂが結合されていることにより、車両用フレーム４の荷重エネルギー吸収特性を向上させることもできる。
【０１０３】
（第５実施形態）
なお、本発明では、図２１に示す車両用フレーム５のように、直交断面方向の形状がコの字状をなす第１パネル部材５１Ａと、平板状の第２パネル部材５１Ｂとによってフレーム本体５１を形成し、機能板５２の一端側を、フランジ部５１ｉと第２パネル部材５１Ｂの端部との間に挟んで結合するようにしてもよい。
【０１０４】
第１パネル部材５１Ａには、その両端部にて断面外向きに突出するフランジ部５１ｉ、５１ｉが形成されており、第１パネル部材５１Ａと第２パネル部材５１Ｂとを対向させ、フランジ部５１ｉ、５１ｉと第２パネル部材５１Ｂの両端部を結合することにより、矩形管状のフレーム本体５１が形成されている。
【０１０５】
本実施形態では、第１パネル部材５１Ａにおいて、第１面部（中央面部）５１ａと、その両側に連続する第３、第４面部（側面部）５１ｃ、５１ｄと、フランジ部５１ｉとが形成され、第１面部５１ａと、第３、第４面部５１ｃ、５１ｄとの間には、コーナー部５１ｅ、５１ｆが形成されている。
【０１０６】
また、第２パネル部材５１Ｂにおいては、第２面部５１ｂが形成され、第１、第２パネル部材５１Ａ、５１Ｂの結合により、コーナー部５１ｇ、５１ｈが形成されている。ここで、第１、第２パネル部材５１Ａ、５１Ｂを結合した時、第３、第４面部５１ｃ、５１ｄは、第１、第２面部５１ａ、５１ｂの間に配設される。
【０１０７】
そして、本実施形態では、２つの機能板５２が、垂直断面方向において、コーナー部５１ｅ、５１ｆからコーナー部５１ｇ、５１ｈに亘って延び、第３、第４面部５１ｃ、５１ｄの内面側を覆っている。
【０１０８】
この機能板５２には、フレーム本体５１及び第３、第４面部５１ｃ、５１ｄから離間した基部５２ａと、該基部５２ａから突出した角錐台状の複数の凸部５２ｂとが形成されている。
【０１０９】
また、機能板５２には、直交断面方向の両端部に平面状のフランジ部５２ｄ、５２ｅが形成されている。機能板５２では、各凸部５２ｂの平面部５２ｃが第３、第４面部５１ｃ、５１ｄに結合されている。そして、フランジ部５２ｄがフレーム本体５１の第１面部５１ａに結合される一方、フランジ部５２ｅが、フランジ部５２ｉ、５２ｊの間に挟まれた状態で結合されている。
【０１１０】
（第６実施形態）
また、上述した各実施形態では、機能板の凸部がいずれも角錐台状に形成されているが、本発明は、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、図２２に示す車両用フレーム５′の機能板５２′のように、凸部６２ｂを、その平面部６２ｃが円形をなすように円錐台状に形成してもよい。なお、図２２において、図２１に示す第５実施形態と同様の構成要素については、同一の番号を付して説明を省略する。
【０１１１】
本実施形態では、機能板５２′において、大多数が円錐台状の凸部６２ｂとされているものの、長手方向の一列分だけ角錐台状の凸部５２ｂが形成されている。この場合、凸部５２ｂでは溶接による結合がなされる一方、凸部６２ｂでは、溶接以外の方法として、例えば接着剤による結合がなされる。
【０１１２】
また、本実施形態においても、凸部６２ｂ、６２ｂ、…は、図２３に示すように、その１つの凸部６２ｂに対し長手方向に隣接するものと互いに直交断面方向に重なりを有するとともに、直交断面方向に隣接するものと互いに長手方向に重なりを有して、長手方向及び垂直断面方向に直線状に連続した基部６２ａが形成されないように構成されている。
【０１１３】
本実施形態のように、円錐台状の凸部６２ｂとすることで、凸部６２ｂ間には、角錐台状の場合に比べて図２３に示すように大きな間隙が形成される。ここで、その間隙に基部６２ａを形成するようにすれば、フレーム本体５１と機能板５２′とにより構造体１３を形成した時、基部６２ａ側に平面部を有することで、構造体１３の剛性を向上させることができる。これにより、曲げ変形初期の前記屈曲部における面外変形をより効果的に抑制することができる。
【０１１４】
なお、凸部の平面部の形状を多角形、円形のいずれにするかについては、凸部のフレーム本体への結合方法や、構造体１３に要求される剛性の程度等によって適宜選択すればよい。
【０１１５】
（第７実施形態）
ところで、本発明は、機能板の基部、凸部の双方を、フレーム本体のコーナー部を含む領域に形成することに必ずしも限定されない。本発明では、少なくともフレーム本体の第３、第４面部に対応して基部、凸部が形成されていればよい。例えば、図２４に示す車両用フレーム７のように、機能板７２の凸部７２ｂが、フレーム本体７１のコーナー部７１ｅ、７１ｆまで及ばないように構成してもよい。
【０１１６】
なお、本実施形態では、フレーム本体７１が、第５、第６実施形態と同様、直交断面方向の形状がコの字状をなす第１パネル部材７１Ａと、平板状の第２パネル部材７１Ｂとにより構成されている。フレーム本体７１において、符号７１ａ〜７１ｄで示すフレーム本体７１の部位は、それぞれ第１〜第４面部であり、その他、７１ｅ〜７１ｈはコーナー部、７１ｉは、フランジ部である。また、機能板７２において、符号７２ａは基部、７２ｃは平面部、７２ｄ、７２ｅはフランジ部である。
【０１１７】
なお、本実施形態では、凸部７２ｂを円錐台状に形成しているが、多角錐台状に形成してもよいし、円錐台状に形成したものと多角錐台状に形成したものとを並設してもよい。
【０１１８】
（第８実施形態）
また、本発明では、凸部の平面部の形状を、多角形や円形とすることに必ずしも限定されない。例えば、図２５に示す車両用フレーム７′のように、その機能板７２′の凸部８２ｂの平面部８２ｃを十字型に形成してもよい。なお、図２５において、図２４に示す第７実施形態と同様の構成要素については、同一の番号を付して説明を省略する。
【０１１９】
なお、本実施形態においても、各凸部８２ｂ、８２ｂ、…は、図２６に示すように、その１つの凸部８２ｂに対し長手方向に隣接するものと互いに直交断面方向に重なりを有するとともに、直交断面方向に隣接するものと互いに長手方向に重なりを有し、長手方向及び直交断面方向には、直線状に連続した基部８２ａが形成されないような構成となっている。
【０１２０】
（その他の実施形態）
なお、上述した各実施形態では、機能板が、フレーム本体の第１面部に結合されるフランジ部を備えているが、凸部の位置によっては、コーナー部との位置関係や加工技術上の理由により、フランジ部を形成することが困難な場合がある。そこで、荷重エネルギー吸収特性の向上を主目的とする場合には、第３、第４面部に結合されるフランジ部のみを機能板に備えるようにしてもよいし、各フランジ部を省略して、凸部のみで結合するようにしてもよい。
【０１２１】
また、上述した各実施形態では、機能板をいずれもフレーム本体の内周側に配設することとしたが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、フレーム本体の外周側に配設してもよい。
【０１２２】
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の、壁面部は、第３面部１１ｃ、２１ｃ、４１ｃ、５１ｃ、７１ｃ、第４面部１１ｄ、２１ｄ、４１ｄ、５１ｄ、７１ｄに対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１、２、３、４、５、５′、７、７′…車両用フレーム
１１、２１、４１、５１、７１…フレーム本体
１１ａ、２１ａ、４１ａ、５１ａ、７１ａ…第１面部
１１ｂ、２１ｂ、４１ｂ、５１ｂ、７１ｂ…第２面部
１１ｃ、２１ｃ、４１ｃ、５１ｃ、７１ｃ…第３面部
１１ｄ、２１ｄ、４１ｄ、５１ｄ、７１ｄ…第４面部
１１ｅ、１１ｆ、２１ｅ、２１ｆ、４１ｅ、４１ｆ、５１ｅ、５１ｆ、７１ｅ、７１ｆ…コーナー部
１２、２２、３２、４２、５２、５２′、７２、７２′…機能板
１２ａ、２２ａ、３２ａ、４２ａ、５２ａ、６２ａ、７２ａ、８２ａ…基部
１２ｂ、２２ｂ、３２ｂ、４２ｂ、５２ｂ、６２ｂ、７２ｂ、８２ｂ…凸部
１２ｄ、１２ｅ、２２ｄ、３２ｄ、３２ｅ、４２ｄ、４２ｅ、５２ｄ、５２ｅ、７２ｄ、７２ｅ…フランジ部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車体の一部を構成し、車両の衝突時に荷重が作用して曲げ変形が生ずる管状の車両用フレーム構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、車体の一部を構成する管状のフレーム構造として、車両衝突時に荷重が作用しても、高い曲げ剛性を発揮して、車室内の乗員を確実に保護できるようにしたものが数多く提案されている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１では、車体の一部を構成する管状のサイドシルにおいて、そのインナパネルとの間で複数の閉断面部を形成するリインホースメントをコーナー部に備えたものが開示されている。
【０００４】
このリインホースメントは、サイドシルの長手方向と直交する直交断面方向において凹凸が形成されており、そのうち凸部がインナパネルのコーナー部内面側に結合されている。
【０００５】
下記特許文献１では、上述したリインホースメントを備えたサイドシルと、リインホースメントを備えていないサイドシルとについてそれぞれ曲げ変形が生じた時の曲げ抗力特性を解析し、両者を比較検討している。そして、その比較結果に基づき、リインホースメントを備えたサイドシルのほうがより高い曲げ抗力を発揮できたことを示している。
【０００６】
下記特許文献１に開示されているように、上述したようなリインホースメントをフレームのコーナー部に備えることで、肉厚な補強材を備えなくても、衝突荷重等が作用した時の曲げ変形を効率的に抑制することが可能となる。つまり、この場合、曲げ抗力をフレームの全体重量で除した数値、いわゆる性能重量効率を高めることができ、結果として、フレームの軽量化を図ることができる。
【０００７】
近年では、環境保護の観点から、燃費向上の要求が高まっており、これを実現すべく、車体の軽量化について様々な研究開発が進められている。このような理由から、各車両用フレームにおいても、より軽量でありながら高い曲げ抗力を発揮するものが求められており、上述した性能重量効率は、車両用フレームを開発する上で極めて重要な要素となっている。
【０００８】
また、下記特許文献２では、サイドシルにおいて、そのインナパネルのコーナー部を含む周辺領域に、サイドシルの長手方向に延びる中空空間を複数形成したものが開示されている。
【０００９】
このような構成であっても、下記特許文献１に開示されたフレーム構造と同様、単純な平板からなるフレームに比べ、高い曲げ抗力を発揮することができる。この場合、中空空間を形成した分、フレーム全体の軽量化を図りつつ、フレームの曲げ抗力を向上させることを可能にしている。
【００１０】
また、下記特許文献３では、フレームに曲げ変形が発生した時の挙動を解析し、曲げ変形のメカニズムを検証している。そして、その結果から、フレームに荷重が作用した時には、圧縮方向の力が作用する面側のコーナー部及びその周辺部の領域に大きな面外変形（ここで言う面外変形とは、面上のみで変位が発生する二次元的な変形ではなく、面の厚み方向に変位を伴う三次元的な変形全般を言う。）が発生することで、フレームに曲げ変形が生じることを見出している。
【００１１】
下記特許文献３に開示された技術では、このような観点から、前記コーナー部及びその周辺部の領域を他に比べて肉厚に形成しており、これによって、フレームの軽量化を図りつつ、曲げ抗力の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００９−１１３７６６号公報
【特許文献２】特開平１１−２０８５２１号公報
【特許文献３】特開２００８−６８７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、前記特許文献１〜３に開示された従来技術は、車両用フレームの曲げ変形初期においてより高い曲げ抗力を備えることを目的としているに過ぎない。実際、車両衝突時等に発生する衝撃荷重から乗員を保護しようとすると、フレームが配設される車体の部位によっては、フレームの曲げ変形中期にて吸収できる荷重エネルギーを増大させることが好ましい場合もある。
【００１４】
近年では、車両用フレームの曲げ変形中期における荷重エネルギー吸収特性を向上させつつ、かつ車両用フレームの性能重量効率（荷重エネルギー吸収量をフレーム全体重量で除した数値）を高めることが課題となっている。
【００１５】
この発明は、高い性能重量効率を実現しつつ、曲げ変形中期における荷重エネルギー吸収特性を向上させ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】
【００１６】
この発明の車両用フレーム構造は、車体の一部を構成し、車両の衝突時に荷重が作用して曲げ変形が生ずる管状のフレーム構造であって、フレーム本体は、前記荷重が作用した時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、前記第１、第２面部の間に配設された壁面部とを有し、該壁面部には、前記フレーム本体から離間した基部と、該基部から突出して、前記壁面部に結合される複数の凸部とを一体に形成した機能板を備えており、前記凸部は、フレームの長手方向に複数配列されるとともに、前記長手方向に直交する直交断面方向に複数配列されるものである。
【００１７】
この構成によれば、車両用フレームの曲げ変形時、壁面部及び機能板は、屈曲部周辺の広範囲に亘って荷重エネルギー吸収に寄与することになる。これにより、曲げ変形中期における車両用フレームの荷重エネルギー吸収特性を向上させることができる。
さらに、この場合、フレーム本体、機能板の肉厚化を抑制しながらも、荷重エネルギー吸収特性の向上を図れることから、荷重エネルギー吸収特性における性能重量効率（荷重エネルギー吸収量／車両用フレームの全体重量）を向上させることができる。
【００１８】
この発明の一実施態様においては、前記凸部が、前記長手方向及び前記直交断面方向に周期的に配列されるように形成されており、前記フレームの長手方向に隣接する前記凸部は、互いに前記直交断面方向の重なりを有しているとともに、前記直交断面方向に隣接する前記凸部は、互いに前記長手方向の重なりを有しているものである。
【００１９】
この構成によれば、荷重の付加時に基部の長手方向、直交断面方向に折り目（折れのきっかけ）が形成されて、曲げ変形時に発生する屈曲部での面外変形が促進されることを防止できる。このため、車両用フレームの曲げ抗力特性を向上させることができる。
【００２０】
この発明の一実施態様においては、前記機能板に、前記長手方向に亘って前記フレーム本体に結合されるフランジ部を形成したものである。
【００２１】
この構成によれば、車両用フレームの曲げ変形時に機能板がフレーム本体から剥離することを確実に防止できる。このため、フレーム本体、機能板による荷重エネルギー吸収量増大機能をより安定化させることができる。
【００２２】
この発明の一実施態様においては、前記凸部が、前記フレーム本体に結合される先端部が、多角形状の平面部を有した多角錐台状をなしているものである。
【００２３】
この構成によれば、凸部を溶接によってフレーム本体に結合する時には、凸部の平面部を溶接代とすることができ、これによって両者の結合をより安定的に行うことができる。
【００２４】
この発明の一実施態様においては、前記凸部が、前記フレーム本体に結合される先端部が、円形状の平面部を有した円錐台状をなしているものである。
【００２５】
この構成によれば、角錐台状の場合に比べて凸部間には大きな間隙が形成されるため、該間隙に基部を形成することで、フレーム本体と機能板とにより構成される構造体の剛性を向上させることができる。このため、曲げ変形初期の屈曲部における面外変形を抑制することができ、車両用フレームの曲げ抗力特性を向上させることができる。
【００２６】
この発明の一実施態様においては、前記第１面部と前記壁面部との間に、コーナー部が形成されており、該コーナー部を含む領域に、前記機能板を備えているものである。
【００２７】
この構成によれば、曲げ変形初期の屈曲部における面外変形をより効果的に抑制することができ、その結果、車両用フレームの曲げ抗力特性をより向上させることができる。
さらに、この場合、フレーム本体、機能板の肉厚化を抑制しながらも、曲げ抗力特性の向上を図れることから、曲げ抗力特性における性能重量効率（車両用フレームの曲げ抗力／車両用フレームの全体重量）を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
この発明によれば、車両用フレームの曲げ変形時、壁面部及び機能板は、屈曲部周辺の広範囲に亘って荷重エネルギー吸収に寄与することになる。これにより、曲げ変形中期における車両用フレームの荷重エネルギー吸収特性を向上させることができる。
さらに、この場合、フレーム本体、機能板の肉厚化を抑制しながらも、荷重エネルギー吸収特性の向上を図れることから、荷重エネルギー吸収特性における性能重量効率（荷重エネルギー吸収量／車両用フレームの全体重量）を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の第１実施形態に係る車両用フレーム構造を示す斜視図。
【図２】車両用フレームを長手方向に直交する直交断面方向で切断した時の断面図。
【図３】機能板の各凸部の配列を説明するための正面図。
【図４】（ａ）車両用フレームの曲げ抗力特性、荷重エネルギー吸収特性の解析方法を説明するための図、（ｂ）車両用フレームの湾曲状態を示す斜視図。
【図５】車両用フレームに荷重を付加した時の、該荷重に対する反力と圧子の下降ストロークとの関係、及び荷重エネルギー吸収量と圧子の下降ストロークとの関係を示すグラフ。
【図６】車両用フレームの第１面部の中央部に向かって垂直方向から荷重を付加した時の車両用フレームの挙動をシミュレーション解析した結果を示す斜視図。
【図７】機能板の挙動をシミュレーション解析した結果を示す斜視図。
【図８】屈曲部における閉断面の形状を示す断面図。
【図９】フレーム本体と機能板とにより構成された構造体の機能を説明するための断面図。
【図１０】この発明の第２実施形態に係る車両用フレーム構造を示す斜視図。
【図１１】この発明の第３実施形態に係る車両用フレーム構造を示す斜視図。
【図１２】車両用フレームを長手方向に直交する直交断面方向で切断した時の断面図。
【図１３】車両用フレームの第１面部の中央部に向かって垂直方向から荷重を付加した時の車両用フレームの挙動をシミュレーション解析した結果を示す斜視図。
【図１４】機能板の挙動をシミュレーション解析した結果を示す斜視図。
【図１５】屈曲部における閉断面の形状を示す断面図。
【図１６】この発明の第４実施形態に係る車両用フレーム構造を示す斜視図。
【図１７】車両用フレームを長手方向に直交する直交断面方向で切断した時の断面図。
【図１８】車両用フレームの第１面部の中央部に向かって垂直方向から荷重を付加した時の車両用フレームの挙動をシミュレーション解析した結果を示す斜視図。
【図１９】機能板の挙動をシミュレーション解析した結果を示す斜視図。
【図２０】屈曲部における閉断面の形状を示す断面図。
【図２１】この発明の第５実施形態に係る車両用フレーム構造を示す斜視図。
【図２２】この発明の第６実施形態に係る車両用フレーム構造を示す斜視図。
【図２３】機能板の各凸部の配列を説明するための正面図。
【図２４】この発明の第７実施形態に係る車両用フレーム構造を示す斜視図。
【図２５】この発明の第８実施形態に係る車両用フレーム構造を示す斜視図。
【図２６】機能板の各凸部の配列を説明するための正面図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。
（第１実施形態）
まず、図１〜図９に示す第１実施形態について説明する。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示す斜視図であり、図２は、車両用フレーム１を長手方向に直交する直交断面方向で切断した時の断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る車両用フレーム１は、矩形管状のフレーム本体１１と、車両用フレーム１の長手方向に延びる２つの機能板１２とにより構成されている。なお、図１では、図示の便宜上、フレーム本体１１を一点鎖線で示しつつ、これを透過状態で示している。
【００３１】
フレーム本体１１は、その長手方向と直交する直交断面方向の形状が、図２に示すように略矩形状をなしており、第１面部１１ａと、該第１面部１１ａと対向する位置にある第２面部１１ｂと、第１、第２面部１１ａ、１１ｂの間に配設された壁面部としての第３、第４面部１１ｃ、１１ｄとを有している。
【００３２】
また、第１〜第４面部１１ａ〜１１ｄの間には、コーナー部１１ｅ〜１１ｈが形成されている。このコーナー部１１ｅ〜１１ｈのうち、第１面部１１ａと第３、第４面部１１ｃ、１１ｄとの間のコーナー部１１ｅ、１１ｆを含む内周側の領域には、機能板１２が配設されている。
【００３３】
この機能板１２は、車両用フレーム１の長手方向の略全長に亘って延びるとともに、車両用フレーム１の直交断面方向において、コーナー部１１ｅ、１１ｆ及びその周辺の第３、第４面部１１ｃ、１１ｄの一部に亘って延びている。そして、機能板１２の一部には、フレーム本体１１から離間した基部１２ａと、該基部１２ａから突出して先端に平面部１２ｃを有する複数の凸部１２ｂとが一体に形成されている。
【００３４】
また、機能板１２には、フレーム本体１１の直交断面方向の両端部に平面状のフランジ部１２ｄ、１２ｅが形成されている。機能板１２では、各凸部１２ｂの平面部１２ｃがコーナー部１１ｅ、１１ｆ近傍で第３、第４面部１１ｃ、１１ｄに結合されている。そして、フランジ部１２ｄがフレーム本体１１の第１面部１１ａ、フランジ部１２ｅが第３、第４面部１１ｃ、１１ｄにそれぞれ長手方向に亘って結合されている。
【００３５】
図３は、機能板１２の各凸部１２ｂの配列を説明するための正面図である。機能板１２の各凸部１２ｂ、１２ｂ、…は、図１、図３に示すように、平面部１２ｃが四角形をなす角錐台状をなしており、車両用フレーム１の長手方向及び直交断面方向において周期的に配列されている。
【００３６】
さらに、本実施形態では、１つの凸部１２ｂに着目した場合、図３に示すように、この凸部１２ｂは、長手方向に隣接する凸部１２ｂ１（１２ｂ２）と互いに直交断面方向に重なりＬ１を有するとともに、直交断面方向に隣接する凸部１２ｂ２（１２ｂ１）と互いに長手方向に重なりＬ２を有している。
【００３７】
このような位置関係にある凸部１２ｂ、１２ｂ１、１２ｂ２…を周期的に配列することで、長手方向及び直交断面方向には、直線状に連続した基部１２ａが形成されないような構成となっている。
【００３８】
次に、図４〜図９を参照しながら、車両用フレーム１に荷重を加えてこれを折り曲げた時の曲げ抗力特性、及び荷重エネルギー吸収特性について説明する。
本発明者は、図１に示すような車両用フレーム１を開発するにあたり、これに曲げ変形を伴うような荷重Ｆを付加した時の挙動をＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）によりシミュレーション解析した。
【００３９】
図４（ａ）は、車両用フレーム１の曲げ抗力特性、荷重エネルギー吸収特性の解析方法を説明するための図である。本解析では、図４（ａ）に示すように、所定の長さＬを有する車両用フレーム１を、この長さＬより短い所定距離Ｄだけ離間させた固定点Ｘ、Ｘで支持し、この固定点Ｘ、Ｘの長手方向中間に位置する中央部Ｏに上方から圧子Ｙを下降させ、車両衝突時の荷重に相当する荷重Ｆを付加した場合を想定している。図４では、上面を第１面部１１ａに設定し、この第１面部１１ａの表面に対し荷重Ｆを直交断面方向上方から付加している。
【００４０】
そして、荷重Ｆを付加した時に、車両用フレーム１にて折れ曲がりが生じるまでに加えることができる最大の荷重（ここでは最大荷重Ｆ′ｍａｘという）、及び折れ曲がりにより吸収できる荷重エネルギー（ここでは荷重エネルギー吸収量という）を算出し、これら最大荷重Ｆ′ｍａｘ、及びエネルギー吸収量を、それぞれ曲げ抗力特性、荷重エネルギー吸収特性の優劣を評価する目安とした。
【００４１】
ところで、車両用フレーム１のような長尺の管状体が折れ曲がる時には、図４（ｂ）で示すように、先ず長手方向において湾曲した状態となる。そして、このように湾曲状態となった時、折れ曲がりの内周側では、長手方向両端から圧縮方向の力を受ける一方、折れ曲がりの外周側では、長手方向両端から引張方向の力を受ける。図４の場合であれば、折れ曲がりの内周側、つまり圧縮方向の力を受ける側が第１面部１１ａとなり、折れ曲がりの外周側、つまり引張方向の力を受ける側が第２面部１１ｂとなる。
【００４２】
図５は、車両用フレーム１に荷重Ｆを付加した時の、該荷重Ｆに対する反力Ｆ′と、圧子Ｙの下降ストロークとの関係、及び荷重エネルギー吸収量と圧子Ｙの下降ストロークとの関係を示すグラフである。本発明者は、図４に示すシミュレーションにおいて、中央部Ｏに荷重Ｆを付加した後、この荷重Ｆに対して発生する車両用フレーム１の反力Ｆ′と、車両用フレーム１の湾曲及び折れ曲がりに伴って変化する圧子Ｙの位置（これを下降ストロークという）との関係をグラフ化した。
【００４３】
図５では、圧子Ｙの下降ストロークが増加する途中で、反力Ｆ′の値にピークが現れており、それ以降は、この反力Ｆ′の値が下降ストロークの増加に伴って徐々に減少していく傾向を示している。
【００４４】
このように、図５に示すグラフでは、車両用フレーム１の湾曲状態において、荷重Ｆを徐々に大きくした時、上述したピークが生じる前では、荷重Ｆが大きくなるにつれて反力Ｆ′も徐々に大きくなっていることを示している。他方、ピークが生じた後では、車両用フレーム１にて既に折れ曲がりの急速な進行が始まっており、折れ曲がりの進行によって荷重Ｆに対する反力Ｆ′が低下していることを示している。
【００４５】
ここで、図５に示す反力Ｆ′のピーク値は、折れ曲がりが急速に進行するまでに加えることができる最大荷重Ｆ′ｍａｘを示しており、この最大荷重Ｆ′ｍａｘが、曲げ抗力の程度を表す数値となる。
【００４６】
また、図５に示すグラフでは、圧子Ｙの下降ストロークの座標軸と反力Ｆ′のグラフとで囲まれた領域の面積ＳＥＡによって、車両用フレーム１の折れ曲がりにより吸収できる荷重エネルギー（荷重エネルギー吸収量）を求めることができる。図５では、圧子Ｙの下降ストロークと面積ＳＥＡとの関係もグラフ化している。
【００４７】
次に、図６〜図８に示すシミュレーション解析結果を参照しながら、車両用フレーム１に荷重Ｆを付加してこれを折り曲げた時の挙動について説明する。図６は、車両用フレーム１の第１面部１１ａの中央部Ｏに向かって直交断面方向上方から荷重Ｆを付加した時の車両用フレーム１の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り、図７は、機能板１２の挙動をシミュレーション解析した結果を示す斜視図、図８は、屈曲部における閉断面の形状を示す断面図である。ここで、図６では、フレーム１の曲げ変形進行の過程を同図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に示しており、図７（ａ）〜（ｃ）、図８（ａ）〜（ｃ）では、これらがそれぞれ図６（ａ）〜（ｃ）に対応している。また、図６、図７では、各部の変形量の大小を色の濃淡で示しており、変形量が大きいほど濃い色で示している。
【００４８】
本発明者は、図１に示す車両用フレーム１の曲げ抗力特性、及び荷重エネルギー吸収特性を評価するにあたり、これに図４（ａ）に示すような荷重Ｆを付加した時の車両用フレーム１各部の変形量を算出した。
【００４９】
図６〜図８を見てみると、車両用フレーム１に荷重Ｆが付加された直後には、荷重Ｆが作用する中央部Ｏに屈曲部が現れ、主にこの屈曲部で面外変形が発生していることが分かる。例えば、前記屈曲部では、荷重Ｆが直接作用する第１面部１１ａ及びその両端のコーナー部１１ｅ、１１ｆに凹みが生じ、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄが断面外向きに向かって面外変形している（図中の変形箇所α参照）。
【００５０】
また、このフレーム本体１１の面外変形と同時に、構造板１２でも、図７に示すように屈曲部が現れ、そこに面外変形が発生している（図中の変形箇所β参照）。
【００５１】
ところが、本実施形態の車両用フレーム１では、コーナー部１１ｅ、１１ｆの頂点Ｐ（図８参照）が外側へ大幅に変位することが抑制され、さらには、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄの断面外向きの大幅な面外変形が抑制されている。
【００５２】
そして、特に図８を見ると、コーナー部１１ｅ、１１ｆ等の面外変形が抑制されることに伴い、第１面部１１ａと対向する第２面部１１ｂでは、断面内向きの凹みが新たに生じている。
【００５３】
本実施形態では、フレーム本体１１と機能板１２とにより、図９に示すように、複数の閉断面１３ａを有する構造体１３が、車両用フレーム１の直交断面方向のみならず、その長手方向に形成されている。そして、この構造体１３では、フレーム本体１１、基部１２ａが中立軸（面）ＮＡから離間して配置されることにより、その断面二次モーメントが高められた構造となっている。
【００５４】
ここで、前記屈曲部において面外変形が発生した時には、該屈曲部に対応する位置で、構造体１３に図９に示すような変形が長手方向及び直交断面方向に発生するが、その時構造体１３における高い断面二次モーメントにより高い曲げ抗力が発揮される。
【００５５】
本発明者は、図６〜図８に示す解析結果から、前記屈曲部において面外変形が発生した時、断面二次モーメントが高められた構造体１３により、前記屈曲部における面外変形が抑制できることを見出した。
【００５６】
さらに、複数の凸部１２ｂをフレーム本体１１に結合することで、構造体１３には、各結合部同士を結ぶ線により区画される仮想領域１３Ａ（図３のハッチング部分参照）が複数形成される。本発明者は、フレーム本体１１と機能板１２との協働により、仮想領域１３Ａ毎の各結合点で荷重Ｆが受け止められており、これによって前記屈曲部における面外変形がより効果的に抑制されていることを見出した。
【００５７】
そして、新たに第２面部１１ｂにも面外変形が生じていることから、コーナー部１１ｅ、１１ｆ及びその周辺における面外変形が抑制された分、引張方向の力を受ける第２面部１１ｂでも荷重Ｆを受け止めることが可能になり、その結果、前記屈曲部の閉断面全体における曲げ抗力が向上することを見出した。
【００５８】
このように、フレーム本体１１の曲げ変形時に圧縮方向の力を受ける第１面部１１ａのコーナー部１１ｅ、１１ｆを含む領域に複数の凸部１２ｂを形成した機能板１２を配設するとともに、複数の凸部１２ｂを車両用フレーム１の長手方向及び直交断面方向に配列したことで、曲げ変形初期の屈曲部における面外変形をより効果的に抑制することができる。
【００５９】
このため、図５に示す最大荷重Ｆ′ｍａｘを図中二点鎖線で示すように高めることができ、その結果、車両用フレーム１の曲げ変形が急速に進行するまでの、曲げ変形初期（図５参照）における曲げ抗力特性を向上させることができる。
【００６０】
また、本発明者は、反力Ｆ′のピーク（最大荷重Ｆ′ｍａｘ）が生じた後に、車両用フレーム１の曲げ変形が進行する曲げ変形中期（図５参照）において、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄ、及び機能板１２が、前記屈曲部の周辺で結合部毎に略均等に変形していることを見出した。
【００６１】
この場合、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄに対して複数の凸部１２ｂが結合されていることにより、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄ、及び機能板１２は、屈曲部周辺の広範囲に亘って荷重Ｆのエネルギー吸収に寄与することになる。その結果、曲げ変形中期における面積ＳＥＡを増大させることができ、車両用フレーム１の荷重エネルギー吸収特性を向上させることができる。
【００６２】
また、この場合、フレーム本体１１、機能板１２の肉厚化を抑制しながらも、車両用フレーム１の曲げ抗力特性及び荷重エネルギー吸収特性の向上を図れることから、曲げ抗力特性、荷重エネルギー吸収特性における性能重量効率（最大荷重Ｆ′ｍａｘ／車両用フレーム１の全体重量、面積ＳＥＡ／車両用フレーム１の全体重量）を向上させることができる。
【００６３】
ここで、車両用フレーム１において荷重エネルギー吸収特性が向上している点について着目すると、例えば車両前突時等に車両前後方向に座屈変形することで荷重エネルギーを吸収するフロントサイドフレームにこの車両用フレーム１を適用することができる。
【００６４】
また、図３に示すように、１つの凸部１２ｂに対し長手方向に隣接するものと互いに直交断面方向に重なりＬ１を有するとともに、直交断面方向に隣接するものと互いに長手方向に重なりＬ２を有して、長手方向及び直交断面方向に直線状に連続した基部１２ａが形成されないように構成することで、車両用フレーム１に荷重Ｆが作用した時、基部１２ａの長手方向、直交断面方向に折り目（折れのきっかけ）が形成されて、前記屈曲部での面外変形が促進されることを防止できる。
【００６５】
また、曲げ変形発生時に圧縮方向の力を受ける第１面部１１ａに結合されるフランジ部１２ｄを機能板１２に形成したことで、車両用フレーム１の曲げ変形時に、機能板１２がフレーム本体１１から剥離することを確実に防止できる。このため、フレーム本体１１と機能板１２とにより構成された構造体１３の面外変形抑制機能や荷重エネルギー吸収量増大機能をより安定化させることができる。
【００６６】
また、フレーム本体１１に結合される凸部１２ｂが、四角形状の平面部を有した四角錐台状をなしていることにより、凸部１２ｂを溶接によってフレーム本体１１に結合する時には、凸部１２ｂの平面部１２ｃを溶接代とすることができ、これによって両者の結合をより安定的に行うことができる。
【００６７】
（第２実施形態）
なお、曲げ変形発生時に圧縮方向の力を受ける第１面部のコーナー部を含む領域に機能板を配設して、曲げ抗力特性の向上を図る場合、第３、第４面部に対応してフランジ部を形成することに必ずしも限定されない。例えば、図１０に示す車両用フレーム２の機能板２２のように、第１実施形態の機能板１２のフランジ部１２ｅに対応する部位を省略してもよい。
【００６８】
図１０に示す機能板２２では、機能板１２と同様、基部１２ａに対応する基部２２ａ、凸部１２ｂに対応する凸部２２ｂ、及びフランジ部１２ｄに対応するフランジ部２２ｄが形成されている。そして、凸部２２ｂは、平面部２２ｃで、第３、第４面部２１ｃ、２１ｄに結合され、フランジ部２２ｄは、フレーム本体２１の第１面部２２ａに結合されている。
【００６９】
また、本発明では、図１０に示すように、直交断面方向の形状がコの字状をなす第１パネル部材２１Ａと、平板状の第２パネル部材２１Ｂとによって矩形管状のフレーム本体２１を形成してもよい。第１パネル部材２１Ａには、その両端部にて断面外向きに突出するフランジ部２１ｉ、２１ｉが形成されており、第１パネル部材２１Ａと第２パネル部材２１Ｂとを対向させ、フランジ部２１ｉ、２１ｉと第２パネル部材２１Ｂの両端部とを結合することにより、フレーム本体２１が矩形管状をなしている。
【００７０】
本実施形態では、第１パネル部材２１Ａにおいて、第１面部（中央面部）２１ａと、その両側に連続する第３、第４面部（側面部）２１ｃ、２１ｄと、フランジ部２１ｉとが形成され、第１面部２１ａと、第３、第４面部２１ｃ、２１ｄとの間には、コーナー部２１ｅ、２１ｆが形成されている。
【００７１】
また、第２パネル部材２１Ｂにおいては、第２面部２１ｂが形成され、第１、第２パネル部材２１Ａ、２１Ｂの結合により、コーナー部１１ｇ、１１ｈに対応するコーナー部２１ｇ、２１ｈが形成されている。ここで、第１、第２パネル部材２１Ａ、２１Ｂを結合した時、第３、第４面部２１ｃ、２１ｄは、第１、第２面部４１ａ、４１ｂの間に配設される。
【００７２】
（第３実施形態）
次に、図１１〜図１５に示す第３実施形態について説明する。図１１は、本発明の第３実施形態に係るフレーム構造を示す斜視図であり、図１２は、車両用フレーム３を直交断面方向で切断した時の断面図である。図１１に示すように、本実施形態に係る車両用フレーム３は、フレーム本体１１と、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄの略全面に亘って延びる２つの機能板３２とにより構成されている。なお、図１１〜図１５において、図１〜図９に示す第１実施形態と同様の構成要素については、同一の番号を付して説明を省略する。
【００７３】
本実施形態では、機能板３２が、垂直断面方向においてコーナー部１１ｅ、１１ｆからコーナー部１１ｇ、１１ｈに亘って延び、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄの内面側を覆っている。
【００７４】
そして、機能板３２には、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄから離間した基部３２ａと、該基部３２ａから突出した角錐台状の複数の凸部３２ｂとが一体に形成されている。
【００７５】
また、機能板３２には、フレーム本体１１の直交断面方向の両端部に平面状のフランジ部３２ｄ、３２ｅが形成されている。機能板３２では、各凸部３２ｂの平面部３２ｃが第３、第４面部１１ｃ、１１ｄに結合されるとともに、フランジ部３２ｄがフレーム本体１１の第１面部１１ａ、フランジ部３２ｅが第２面部１１ｂにそれぞれ長手方向に亘って結合されている。
【００７６】
また、機能板３２の各凸部３２ｂ、３２ｂ、…は、上述した各実施形態と同様直交断面方向及び長手方向において周期的に配列され、その１つの凸部３２ｂに対し長手方向に隣接するものと互いに直交断面方向に重なりを有するとともに、長手方向に隣接するものと互いに直交断面方向に重なりを有している。
【００７７】
次に、図１３〜図１５を参照しながら、車両用フレーム３に荷重を加えてこれを折り曲げた時の曲げ抗力特性、及び荷重エネルギー吸収特性について説明する。
本発明者は、第１実施形態の車両用フレーム１の場合と同様の方法により、車両用フレーム３に曲げ変形を伴うような荷重Ｆを付加した時の挙動をＣＡＥによりシミュレーション解析した。
【００７８】
図１３〜図１５を見てみると、車両用フレーム３に荷重Ｆが付加された直後には、車両用フレーム１の場合と同様、荷重Ｆが作用する中央部Ｏの屈曲部で主に面外変形が発生していることが分かる（図中の変形箇所α′参照）。
【００７９】
また、このフレーム本体１１の面外変形と同時に、構造板３２でも、図１４に示すように屈曲部が現れ、そこに面外変形が発生している（図中の変形箇所β′参照）。
【００８０】
ところが、本実施形態の場合も、やはりコーナー部１１ｅ、１１ｆの頂点Ｐ（図１５参照）が外側へ大幅に変位することが抑制されており、さらには、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄの断面外向きの大幅な面外変形が抑制されている。
【００８１】
そして、図１５を見ると、コーナー部１１ｅ、１１ｆ等の面外変形が抑制されることに伴い、第１面部１１ａと対向する第３面部１１ｂに、閉断面の内側に向かって凹みが生じている。
【００８２】
このように、本実施形態においても、フレーム本体１１と機能板３２とにより、曲げ変形初期の屈曲部における面外変形が効果的に抑制されており、該屈曲部における曲げ抗力が向上している。
【００８３】
ところで、本発明者は、特に第３、第４面部１１ｃ、１１ｄの略全域に亘って機能板３２を結合したことにより、車両用フレーム３の曲げ変形中期において、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄ、及び機能板３２がさらに広範囲で略均等に変形していることを見出した。
【００８４】
本実施形態では、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄにおいて、複数の凸部３２ｂをより広範囲に亘って結合することにより、第３、第４面部１１ｃ、１１ｄ、及び機能板３２がより広範囲で荷重Ｆのエネルギー吸収に寄与することになる。これにより、曲げ変形中期における車両用フレーム３の荷重エネルギー吸収特性をより向上させることができる。
【００８５】
（第４実施形態）
次に、図１６〜図２０に示す第４実施形態について説明する。図１６は、本発明の第４実施形態に係るフレーム構造を示す斜視図であり、図１７は、車両用フレーム４を直交断面方向で切断した時の断面図である。図１６に示すように、本実施形態に係る車両用フレーム４は、第１、第２パネル部材４１Ａ、４１Ｂからなり、第１〜第４面部４１ａ〜４１ｄを有するフレーム本体４１と、車両用フレーム４の長手方向に延びる２つの機能板４２とにより構成されている。
【００８６】
第１、第２パネル部材４１Ａ、４１Ｂは、直交断面方向の形状がコの字状をなしており、それぞれ第１、第２面部（中央面部）４１ａ、４１ｂと、第１、第２面部４１ａ、４１ｂの両側に連続する側面部４１ｃ１、４１ｄ１、４１ｃ２、４１ｄ２と、各両端部にて断面外向きに突出するフランジ部４１ｉ、４１ｊとが形成されている。
【００８７】
これら２つの第１、第２パネル部材４１Ａ、４１Ｂを対向させ、その両端部に位置するフランジ部４１ｉ、４１ｊ同士を結合することにより、矩形管状のフレーム本体４１が形成されている。
【００８８】
ここで、第１、第２パネル部材４１Ａ、４１Ｂを結合した時、各側面部４１ｃ１、４１ｄ１、４１ｃ２、４１ｄ２は、第１、第２面部４１ａ、４１ｂの間に配設される。そして、第１パネル部材４１Ａの側面部４１ｃ１と第２パネル部材４１Ｂの側面部４１ｃ２との組み合わせにより第３面部４１ｃが形成され、第１パネル部材４１Ａの側面部４１ｄ１と第２パネル部材４１Ｂの側面部４１ｄ２との組み合わせにより第４面部４１ｄが形成されている。
【００８９】
そして、第１〜第４面部４１ａ〜４１ｄの間には、コーナー部４１ｅ〜４１ｈが形成されており、第１面部４１ａと第３、第４面部４１ｃ、４１ｄとの間のコーナー部４１ｅ、４１ｆを含む領域には、機能板４２が配設されている。
【００９０】
この機能板４２は、直交断面方向において、コーナー部４１ｅ、４１ｆ、第１パネル部材４１Ａの側面部４１ｃ１、４１ｄ１、及びフランジ部４１ｉ、４１ｊに亘って延びている。そして、機能板４２には、第３、第４面部４１ｃ、４１ｄから離間した基部４２ａと、該基部４２ａから突出した複数の凸部４２ｂとが一体に形成されている。
【００９１】
また、機能板４２には、直交断面方向の両端部に平面状のフランジ部４２ｄ、４２ｅが形成されている。機能板４２では、各凸部４２ｂの平面部４２ｃがコーナー部４１ｅ、４１ｆ近傍で第３、第４面部４１ｂ、４１ｃに結合されている。そして、本実施形態では、フランジ部４２ｄがフレーム本体４１の第１面部４１ａに結合される一方、フランジ部４２ｅがフランジ部４１ｉ、４１ｊの間に挟まれた状態で結合されている。
【００９２】
また、機能板４２の各凸部４２ｂ、４２ｂ、…は、長手方向及び直交断面方向において周期的に配列され、その１つの凸部４２ｂに対し長手方向に隣接するものと互いに直交断面方向に重なりを有するとともに、直交断面方向に隣接するものと互いに長手方向に重なりを有している。
【００９３】
次に、図１８〜図２０を参照しながら、車両用フレーム４に荷重を加えてこれを折り曲げた時の曲げ抗力特性、及び荷重エネルギー吸収特性について説明する。
本発明者は、第１実施形態の車両用フレーム１の場合と同様の方法により、車両用フレーム４に曲げ変形を伴うような荷重Ｆを付加した時の挙動をＣＡＥによりシミュレーション解析した。
【００９４】
図１８〜図２０を見てみると、車両用フレーム４に荷重Ｆが付加された直後には、車両用フレーム１の場合と同様、荷重Ｆが作用する中央部Ｏの屈曲部で主に面外変形が発生していることが分かる。例えば、前記屈曲部では、荷重Ｆが直接作用する第１面部４１ａ及びその両端のコーナー部４１ｅ、４１ｆやフランジ部４１ｉ、４１ｊに凹みが生じ、第３、第４面部４１ｃ、４１ｄが断面外向きに向かって面外変形している（図中の変形箇所α″参照）。
【００９５】
また、このフレーム本体４１の面外変形と同時に、構造板４２でも、図１９に示すように屈曲部が現れ、そこに面外変形が発生している（図中の変形箇所β″参照）。
【００９６】
そして、図２０を見ると、コーナー部４１ｅ、４１ｆ等の面外変形が抑制されることに伴い、第１面部４１ａと対向する第２面部４１ｂでは、断面内向きの凹みが新たに生じている。
【００９７】
ここで、本発明者は、図１８〜図２０に示す解析結果から、機能板４２の一端側のフランジ部４２ｅ、及びフレーム本体４１のフランジ部４１ｉ、４１ｊが、曲げ変形初期の前記屈曲部における面外変形を抑制していることを見出した。図１８〜図２０では、フランジ部４１ｉ、４１ｊ、４２ｅにより、コーナー部４１ｅ、４１ｆの頂点Ｐが外側へ大幅に変位することが抑制され、さらには、第３、第４面部４１ｃ、４１ｄの断面外向きの大幅な面外変形が抑制されている。
【００９８】
そして、本実施形態では、機能板４２のフランジ部４２ｅを、フレーム本体４１のフランジ部４１ｉ、４１ｊとの間に挟んで結合していることにより、フレーム本体４１と機能板４２との結合が強固になり、両者の協働によって前記屈曲部における面外変形がより効果的に抑制されている。
【００９９】
さらに、本実施形態では、上述した各実施形態と同様、フレーム本体４１と機能板４２とにより構成された構造体１３（図９参照）によっても、前記屈曲部における面外変形が抑制されている。
【０１００】
また、本発明者は、上述した各実施形態と同様、車両用フレーム４の曲げ変形中期において、第３、第４面部４１ｃ、４１ｄ、及び機能板４２が前記屈曲部の周辺で略均等に変形し、該屈曲部周辺の広範囲に亘って荷重Ｆのエネルギー吸収に寄与していることを見出した。
【０１０１】
本実施形態では、機能板４２の一端側を、フレーム本体４１のフランジ部４１ｉ、４１ｊとの間に挟んで結合することにより、曲げ変形初期の屈曲部における面外変形を、フレーム本体４１と機能板４２との協働によってより効果的に抑制することができ、曲げ抗力特性を向上させることができる。
【０１０２】
また、第３、第４面部４１ｃ、４１ｄに対して複数の凸部４２ｂが結合されていることにより、車両用フレーム４の荷重エネルギー吸収特性を向上させることもできる。
【０１０３】
（第５実施形態）
なお、本発明では、図２１に示す車両用フレーム５のように、直交断面方向の形状がコの字状をなす第１パネル部材５１Ａと、平板状の第２パネル部材５１Ｂとによってフレーム本体５１を形成し、機能板５２の一端側を、フランジ部５１ｉと第２パネル部材５１Ｂの端部との間に挟んで結合するようにしてもよい。
【０１０４】
第１パネル部材５１Ａには、その両端部にて断面外向きに突出するフランジ部５１ｉ、５１ｉが形成されており、第１パネル部材５１Ａと第２パネル部材５１Ｂとを対向させ、フランジ部５１ｉ、５１ｉと第２パネル部材５１Ｂの両端部を結合することにより、矩形管状のフレーム本体５１が形成されている。
【０１０５】
本実施形態では、第１パネル部材５１Ａにおいて、第１面部（中央面部）５１ａと、その両側に連続する第３、第４面部（側面部）５１ｃ、５１ｄと、フランジ部５１ｉとが形成され、第１面部５１ａと、第３、第４面部５１ｃ、５１ｄとの間には、コーナー部５１ｅ、５１ｆが形成されている。
【０１０６】
また、第２パネル部材５１Ｂにおいては、第２面部５１ｂが形成され、第１、第２パネル部材５１Ａ、５１Ｂの結合により、コーナー部５１ｇ、５１ｈが形成されている。ここで、第１、第２パネル部材５１Ａ、５１Ｂを結合した時、第３、第４面部５１ｃ、５１ｄは、第１、第２面部５１ａ、５１ｂの間に配設される。
【０１０７】
そして、本実施形態では、２つの機能板５２が、垂直断面方向において、コーナー部５１ｅ、５１ｆからコーナー部５１ｇ、５１ｈに亘って延び、第３、第４面部５１ｃ、５１ｄの内面側を覆っている。
【０１０８】
この機能板５２には、フレーム本体５１及び第３、第４面部５１ｃ、５１ｄから離間した基部５２ａと、該基部５２ａから突出した角錐台状の複数の凸部５２ｂとが形成されている。
【０１０９】
また、機能板５２には、直交断面方向の両端部に平面状のフランジ部５２ｄ、５２ｅが形成されている。機能板５２では、各凸部５２ｂの平面部５２ｃが第３、第４面部５１ｃ、５１ｄに結合されている。そして、フランジ部５２ｄがフレーム本体５１の第１面部５１ａに結合される一方、フランジ部５２ｅが、フランジ部５２ｉ、５２ｊの間に挟まれた状態で結合されている。
【０１１０】
（第６実施形態）
また、上述した各実施形態では、機能板の凸部がいずれも角錐台状に形成されているが、本発明は、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、図２２に示す車両用フレーム５′の機能板５２′のように、凸部６２ｂを、その平面部６２ｃが円形をなすように円錐台状に形成してもよい。なお、図２２において、図２１に示す第５実施形態と同様の構成要素については、同一の番号を付して説明を省略する。
【０１１１】
本実施形態では、機能板５２′において、大多数が円錐台状の凸部６２ｂとされているものの、長手方向の一列分だけ角錐台状の凸部５２ｂが形成されている。この場合、凸部５２ｂでは溶接による結合がなされる一方、凸部６２ｂでは、溶接以外の方法として、例えば接着剤による結合がなされる。
【０１１２】
また、本実施形態においても、凸部６２ｂ、６２ｂ、…は、図２３に示すように、その１つの凸部６２ｂに対し長手方向に隣接するものと互いに直交断面方向に重なりを有するとともに、直交断面方向に隣接するものと互いに長手方向に重なりを有して、長手方向及び垂直断面方向に直線状に連続した基部６２ａが形成されないように構成されている。
【０１１３】
本実施形態のように、円錐台状の凸部６２ｂとすることで、凸部６２ｂ間には、角錐台状の場合に比べて図２３に示すように大きな間隙が形成される。ここで、その間隙に基部６２ａを形成するようにすれば、フレーム本体５１と機能板５２′とにより構造体１３を形成した時、基部６２ａ側に平面部を有することで、構造体１３の剛性を向上させることができる。これにより、曲げ変形初期の前記屈曲部における面外変形をより効果的に抑制することができる。
【０１１４】
なお、凸部の平面部の形状を多角形、円形のいずれにするかについては、凸部のフレーム本体への結合方法や、構造体１３に要求される剛性の程度等によって適宜選択すればよい。
【０１１５】
（第７実施形態）
ところで、本発明は、機能板の基部、凸部の双方を、フレーム本体のコーナー部を含む領域に形成することに必ずしも限定されない。本発明では、少なくともフレーム本体の第３、第４面部に対応して基部、凸部が形成されていればよい。例えば、図２４に示す車両用フレーム７のように、機能板７２の凸部７２ｂが、フレーム本体７１のコーナー部７１ｅ、７１ｆまで及ばないように構成してもよい。
【０１１６】
なお、本実施形態では、フレーム本体７１が、第５、第６実施形態と同様、直交断面方向の形状がコの字状をなす第１パネル部材７１Ａと、平板状の第２パネル部材７１Ｂとにより構成されている。フレーム本体７１において、符号７１ａ〜７１ｄで示すフレーム本体７１の部位は、それぞれ第１〜第４面部であり、その他、７１ｅ〜７１ｈはコーナー部、７１ｉは、フランジ部である。また、機能板７２において、符号７２ａは基部、７２ｃは平面部、７２ｄ、７２ｅはフランジ部である。
【０１１７】
なお、本実施形態では、凸部７２ｂを円錐台状に形成しているが、多角錐台状に形成してもよいし、円錐台状に形成したものと多角錐台状に形成したものとを並設してもよい。
【０１１８】
（第８実施形態）
また、本発明では、凸部の平面部の形状を、多角形や円形とすることに必ずしも限定されない。例えば、図２５に示す車両用フレーム７′のように、その機能板７２′の凸部８２ｂの平面部８２ｃを十字型に形成してもよい。なお、図２５において、図２４に示す第７実施形態と同様の構成要素については、同一の番号を付して説明を省略する。
【０１１９】
なお、本実施形態においても、各凸部８２ｂ、８２ｂ、…は、図２６に示すように、その１つの凸部８２ｂに対し長手方向に隣接するものと互いに直交断面方向に重なりを有するとともに、直交断面方向に隣接するものと互いに長手方向に重なりを有し、長手方向及び直交断面方向には、直線状に連続した基部８２ａが形成されないような構成となっている。
【０１２０】
（その他の実施形態）
なお、上述した各実施形態では、機能板が、フレーム本体の第１面部に結合されるフランジ部を備えているが、凸部の位置によっては、コーナー部との位置関係や加工技術上の理由により、フランジ部を形成することが困難な場合がある。そこで、荷重エネルギー吸収特性の向上を主目的とする場合には、第３、第４面部に結合されるフランジ部のみを機能板に備えるようにしてもよいし、各フランジ部を省略して、凸部のみで結合するようにしてもよい。
【０１２１】
また、上述した各実施形態では、機能板をいずれもフレーム本体の内周側に配設することとしたが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、フレーム本体の外周側に配設してもよい。
【０１２２】
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の、壁面部は、第３面部１１ｃ、２１ｃ、４１ｃ、５１ｃ、７１ｃ、第４面部１１ｄ、２１ｄ、４１ｄ、５１ｄ、７１ｄに対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１、２、３、４、５、５′、７、７′…車両用フレーム
１１、２１、４１、５１、７１…フレーム本体
１１ａ、２１ａ、４１ａ、５１ａ、７１ａ…第１面部
１１ｂ、２１ｂ、４１ｂ、５１ｂ、７１ｂ…第２面部
１１ｃ、２１ｃ、４１ｃ、５１ｃ、７１ｃ…第３面部
１１ｄ、２１ｄ、４１ｄ、５１ｄ、７１ｄ…第４面部
１１ｅ、１１ｆ、２１ｅ、２１ｆ、４１ｅ、４１ｆ、５１ｅ、５１ｆ、７１ｅ、７１ｆ…コーナー部
１２、２２、３２、４２、５２、５２′、７２、７２′…機能板
１２ａ、２２ａ、３２ａ、４２ａ、５２ａ、６２ａ、７２ａ、８２ａ…基部
１２ｂ、２２ｂ、３２ｂ、４２ｂ、５２ｂ、６２ｂ、７２ｂ、８２ｂ…凸部
１２ｄ、１２ｅ、２２ｄ、３２ｄ、３２ｅ、４２ｄ、４２ｅ、５２ｄ、５２ｅ、７２ｄ、７２ｅ…フランジ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の一部を構成し、車両の衝突時に荷重が作用して曲げ変形が生ずる管状のフレーム構造であって、
フレーム本体は、前記荷重が作用した時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、
前記第１、第２面部の間に配設された壁面部とを有し、
該壁面部には、前記フレーム本体から離間した基部と、
該基部から突出して、前記壁面部に結合される複数の凸部とを一体に形成した機能板を備えており、
前記凸部は、フレームの長手方向に複数配列されるとともに、
前記長手方向に直交する直交断面方向に複数配列される
車両用フレーム構造。
【請求項２】
前記凸部は、前記長手方向及び前記直交断面方向に周期的に配列されるように形成されており、
前記フレームの長手方向に隣接する前記凸部は、互いに前記直交断面方向の重なりを有しているとともに、
前記直交断面方向に隣接する前記凸部は、互いに前記長手方向の重なりを有している
請求項１記載の車両用フレーム構造。
【請求項３】
前記機能板には、前記長手方向に亘って前記フレーム本体に結合されるフランジ部を形成した
請求項１または２記載の車両用フレーム構造。
【請求項４】
前記凸部は、前記フレーム本体に結合される先端部が、多角形状の平面部を有した多角錐台状をなしている
請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用フレーム構造。
【請求項５】
前記凸部は、前記フレーム本体に結合される先端部が、円形状の平面部を有した円錐台状をなしている
請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用フレーム構造。
【請求項６】
前記第１面部と前記壁面部との間には、コーナー部が形成されており、
該コーナー部を含む領域に、前記機能板を備えている
請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用フレーム構造。
【請求項１】
車体の一部を構成し、車両の衝突時に荷重が作用して曲げ変形が生ずる管状のフレーム構造であって、
フレーム本体は、前記荷重が作用した時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、
前記第１、第２面部の間に配設された壁面部とを有し、
該壁面部には、前記フレーム本体から離間した基部と、
該基部から突出して、前記壁面部に結合される複数の凸部とを一体に形成した機能板を備えており、
前記凸部は、フレームの長手方向に複数配列されるとともに、
前記長手方向に直交する直交断面方向に複数配列される
車両用フレーム構造。
【請求項２】
前記凸部は、前記長手方向及び前記直交断面方向に周期的に配列されるように形成されており、
前記フレームの長手方向に隣接する前記凸部は、互いに前記直交断面方向の重なりを有しているとともに、
前記直交断面方向に隣接する前記凸部は、互いに前記長手方向の重なりを有している
請求項１記載の車両用フレーム構造。
【請求項３】
前記機能板には、前記長手方向に亘って前記フレーム本体に結合されるフランジ部を形成した
請求項１または２記載の車両用フレーム構造。
【請求項４】
前記凸部は、前記フレーム本体に結合される先端部が、多角形状の平面部を有した多角錐台状をなしている
請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用フレーム構造。
【請求項５】
前記凸部は、前記フレーム本体に結合される先端部が、円形状の平面部を有した円錐台状をなしている
請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用フレーム構造。
【請求項６】
前記第１面部と前記壁面部との間には、コーナー部が形成されており、
該コーナー部を含む領域に、前記機能板を備えている
請求項１〜５のいずれか一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８】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２０】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図６】
【図７】
【図１０】
【図１３】
【図１４】
【図１８】
【図１９】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２０】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図６】
【図７】
【図１０】
【図１３】
【図１４】
【図１８】
【図１９】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１１−１６４１０（Ｐ２０１１−１６４１０Ａ）
【公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６１３６５（Ｐ２００９−１６１３６５）
【出願日】平成２１年７月８日（２００９．７．８）
【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１月２７日（２０１１．１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月８日（２００９．７．８）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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