車体フレームの結合構造
【課題】低コストな構成で部材同士の安定した結合状態を確保することができる車体フレームの結合構造を得る。
【解決手段】フロントサイドメンバ１８の前端部には先端から控えた位置に取付ブラケット２６が配設されており、その周囲に周壁部２４Ａ及び屈曲部２４Ｂが配置されている。一方、クラッシュボックス２２の後端部には上下一対の変形部３４Ｂを含む取付部３４が形成されており、かかる取付部３４の底壁部３４Ａと取付ブラケット２６の底壁部２６Ｂとをボルト３８及びウエルドナット３０で締結している。このとき、変形部３４Ｂが変形して周壁部２４Ａ及び屈曲部２４Ｂに圧接されて所定の結合力が得られるので、その分、ボルト締結点数を減らすことができる。
【解決手段】フロントサイドメンバ１８の前端部には先端から控えた位置に取付ブラケット２６が配設されており、その周囲に周壁部２４Ａ及び屈曲部２４Ｂが配置されている。一方、クラッシュボックス２２の後端部には上下一対の変形部３４Ｂを含む取付部３４が形成されており、かかる取付部３４の底壁部３４Ａと取付ブラケット２６の底壁部２６Ｂとをボルト３８及びウエルドナット３０で締結している。このとき、変形部３４Ｂが変形して周壁部２４Ａ及び屈曲部２４Ｂに圧接されて所定の結合力が得られるので、その分、ボルト締結点数を減らすことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有底筒状に形成された第１のフレーム部材の底部側と有底筒状に形成された第２のフレーム部材の底部側とを締結具で締結することにより、第１のフレーム部材と第２のフレーム部材とを軸方向に結合する車体フレームの結合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、フロントサイドメンバの前端部とフロントバンパリインフォースメントとの間に衝撃吸収部材としてのクラッシュボックスを設定することが行われている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１に開示された構造では、各々筒状に形成されたフロントサイドメンバの前端部とクラッシュボックスの後端部とに取付用のフランジ部をそれぞれ形成し、双方のフランジ部同士を四隅でボルト及びナットで締結している。
【特許文献１】特開２００２−２２００６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来構造による場合、フロントサイドメンバとクラッシュボックスとの結合をボルト及びナットによる締結のみで確保する構造になっているため、締結点数がある程度必要となる。このため、部品点数が増加しコストアップ及び重量の増加等を将来する。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、低コストな構成で部材同士の安定した結合状態を確保することができる車体フレームの結合構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の本発明に係る車体フレームの結合構造は、有底筒状に形成された第１のフレーム部材の底部側と有底筒状に形成された第２のフレーム部材の底部側とを締結具で締結することにより、第１のフレーム部材と第２のフレーム部材とを軸方向に結合する車体フレームの結合構造であって、一方の底部側はフレーム本体の先端よりも内側に控えた位置に底部壁面が配置されていると共に、当該底部壁面の周囲を包囲するかたちで当該フレーム本体の先端が延在されて周壁部を成しており、他方の底部側はフレーム本体の先端よりも内側に控えた位置に底部壁面が配置されていると共に、前記一方の底部側の周壁部の内側へ差込み可能に設けられ、更に当該底部壁面の周囲には締結時の軸圧縮荷重が作用することにより軸方向と交差する方向へ変形して前記一方の底部側の周壁部に圧接される変形部が設けられている、ことを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の本発明に係る車体フレームの結合構造は、請求項１記載の発明において、前記周壁部は先端が内側へ屈曲された断面略Ｌ字状に形成されており、締結後の状態では変形後の前記変形部が当該屈曲部に係止されている、ことを特徴としている。
【０００８】
請求項１記載の本発明によれば、以下の如くして、第１のフレーム部材と第２のフレーム部材とを結合させることができる。
【０００９】
まず、第１のフレーム部材及び第２のフレーム部材のいずれか一方の底部側の周壁部の内側へ他方の底部側が差し込まれる。他方の底部側はフレーム本体の先端よりも内側に控えた位置に底部壁面が配置されており、当該底部壁面の周囲には変形部が形成されているため、前記の如く差し込むと、最初に変形部が一方の底部側の底部壁面に当接する。
【００１０】
この当接した状態では、一方の底部側の底部壁面は他方の底部側の底部壁面に対して離間した位置に位置されている。そこで次に、一方の底部側の底部壁面と他方の底部側の底部壁面とを締結具で締結する。このときの締結荷重（軸圧縮荷重）が所定値（変形部の変形荷重）以上になると、他方の底部側の変形部が軸方向と交差する方向へ軸圧縮変形し、一方の底部側の周壁部に圧接される。このときの圧接により第１のフレーム部材と第２のフレーム部材との結合力が発生するので、その分、締結具の締結に依存する度合いを減らすことができる。従って、従来よりも締結具の締結点数を減らすことができる。
【００１１】
請求項２記載の本発明によれば、一方の底部側に設けられる周壁部は先端が内側へ屈曲された断面略L字状に形成されており、締結後の状態では変形後の他方の底部側の変形部が屈曲部に係止されるため、前述した変形部の周壁部への圧接による結合力に加えて、変形部の屈曲部への係止による結合力が得られる。このため、第１のフレーム部材と第２のフレーム部材との結合力全体の中で締結具の締結に依存する度合いを更に減らすことができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように請求項１記載の本発明に係る車体フレームの結合構造は、有底筒状に形成された第１のフレーム部材の底部側と有底筒状に形成された第２のフレーム部材の底部側とを締結具で締結することにより、第１のフレーム部材と第２のフレーム部材とを軸方向に結合する車体フレームの結合構造において、一方の底部側はフレーム本体の先端よりも内側に控えた位置に底部壁面が配置されていると共に、当該底部壁面の周囲を包囲するかたちで当該フレーム本体の先端が延在されて周壁部を成しており、他方の底部側はフレーム本体の先端よりも内側に控えた位置に底部壁面が配置されていると共に、一方の底部側の周壁部の内側へ差込み可能に設けられ、更に当該底部壁面の周囲には締結時の軸圧縮荷重が作用することにより軸方向と交差する方向へ変形して一方の底部側の周壁部に圧接される変形部が設けられているので、締結具の締結に依存する度合いを減らすことができ、その結果、低コストな構成で部材同士の安定した結合状態を確保することができるという優れた効果を有する。
【００１３】
請求項２記載の本発明に係る車体フレームの結合構造は、請求項１記載の発明において、周壁部は先端が内側へ屈曲された断面略Ｌ字状に形成されており、締結後の状態では変形後の変形部が当該屈曲部に係止されているため、変形部の周壁部への圧接による結合力に加えて、変形部の屈曲部への係止による結合力が得られ、その結果、請求項１記載の本発明よりも更に締結点数を減らすことができコスト削減を図ることができるという優れた効果を有する。
【００１４】
或いは、請求項１記載の発明と同じ締結点数とするのであれば、第１のフレーム部材と第２のフレーム部材との結合状態をより一層強固なものにすることができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図１〜図３を用いて、本発明に係る車体フレームの結合構造の一実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＩＮは車両幅方向内側を示しており、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。
【００１６】
図３には、本実施形態に係る車体フレームの結合構造が採用された車体前部１０の平面図が示されている。この図に示されるように、車体の前端部には、平面視で略コ字状に形成された長尺状のフロントバンパリインフォースメント１２が車両幅方向を長手方向して配置されている。このフロントバンパリインフォースメント１２は高強度部材であり、その前面側に図示しないフロントバンパカバーが取り付けられている。
【００１７】
一方、前輪１４が配置されるフロントホイールハウス１６の内側には、長尺状に形成された第１のフレーム部材としての高強度のフロントサイドメンバ１８が車両前後方向を長手方向として配置されている。フロントサイドメンバ１８の後端部は、フロントクロスメンバ２０の前面に結合されている。また、フロントサイドメンバ１８の前端部は、フロントバンパリインフォースメント１２に対して所定距離だけ車両後方側へ離間した位置（オフセットした位置）に配置されている。そして、フロントサイドメンバ１８の前端部とフロントバンパリインフォースメント１２の後端面との間に、第２のフレーム部材としての長尺状のクラッシュボックス２２が介在されている。なお、クラッシュボックス２２は、フロントサイドメンバ１８に対して同軸的に連続して配置されている。
【００１８】
図１には、上記クラッシュボックス２２がフロントサイドメンバ１８の前端部に結合される前の状態が斜視図で示されている。また、図２（Ａ）には図１と同様にクラッシュボックス２２がフロントサイドメンバ１８の前端部に結合される前の状態が縦断面図で示されており、更に図２（Ｂ）にはクラッシュボックス２２がフロントサイドメンバ１８の前端部に結合された状態が縦断面図で示されている。
【００１９】
これらの図に示されるように、フロントサイドメンバ１８は、中空矩形断面の筒状に形成された第１のフレーム部材のフレーム本体としてのフロントサイドメンバ本体部２４と、このフロントサイドメンバ本体部２４の前端部近傍に配置された一方の底部としての取付ブラケット２６と、によって構成されている。なお、図１ではフロントサイドメンバ本体部２４を一部品で描いているが、実際にはフロントサイドメンバインナパネルとフロントサイドメンバアウタパネルとを合わせて両者のフランジ部同士をスポット溶接等で結合することにより一部材とされている。
【００２０】
上記フロントサイドメンバ本体部２４の先端部の上縁部及び下縁部は、断面内方へ向けて直角に屈曲されている。従って、フロントサイドメンバ本体部２４の先端部の縦断面形状は略Ｌ字形とされており、フロントサイドメンバ本体部２４の一部でもある矩形枠状の周壁部２４Ａと、この周壁部２４Ａの先端部の上縁部及び下縁部から断面内方へ所定長さだけ屈曲された屈曲部２４Ｂとを備えている。さらに、上記構成を採ることにより、フロントサイドメンバ１８の先端部には主断面よりも一回り小さい矩形状の開口部２８が形成されている。
【００２１】
また、取付ブラケット２６は、フロントサイドメンバ本体部２４の先端よりも内側（即ち、車両後方側）へ若干控えた位置に配置されている。この取付ブラケット２６は断面コ字状に形成されており、フロントサイドメンバ本体部２４の内周面に当接状態で配置される矩形枠状の周壁部２６Ａと、この周壁部２６Ａの前端面を覆い底部壁面を構成する底壁部２６Ｂとによって構成されている。底壁部２６Ｂの中央部の裏面側（車両後方側の面）には、上下二箇所に締結具としてのウエルドナット３０が溶接によりそれぞれ固着されている。
【００２２】
一方、クラッシュボックス２２は、フロントサイドメンバ１８よりも短い中空矩形断面の筒状に形成された第２のフレーム部材のフレーム本体としてのクラッシュボックス本体部３２と、このクラッシュボックス本体部３２の後端部に形成された他方の底部としての取付部３４と、によって構成されている。
【００２３】
なお、図１ではクラッシュボックス本体部３２を一部品で描いているが、実際にはクラッシュボックスインナパネルとクラッシュボックスアウタパネルとを合わせて両者のフランジ部同士をスポット溶接等で結合することにより一部材とされている。また、取付部３４もクラッシュボックス本体部３２に一体化して描いているが、取付部３４を別体化して溶接等によりクラッシュボックス本体部３２に結合させる構成を採ってもよい。
【００２４】
上記取付部３４は、クラッシュボックス本体部３２の先端よりも内側（車両前方側）へ若干控えた位置に配置されクラッシュボックス本体部３２の底部壁面を構成する底壁部３４Ａと、この底壁部３４Ａの上下端に一体に形成されかつ車両後方側へ向けて所定距離だけ突出された上下一対の変形部３４Ｂと、によって構成されている。底壁部３４Ａの中央部には、前述した取付ブラケット２６のウエルドナット３０と同軸上に上下一対のボルト挿通孔３６が形成されている。また、上下一対の変形部３４Ｂの側面形状は三角形状に形成されている。
【００２５】
上記構成のクラッシュボックス２２の取付部３４の外形寸法及び形状は、フロントサイドメンバ１８の前端に形成された開口部２８内へ差込可能な大きさに設定されている。
【００２６】
（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００２７】
図２（Ａ）に示される状態が、クラッシュボックス２２のフロントサイドメンバ１８への組付前の状態である。この状態から、まずクラッシュボックス２２の底部側である取付部３４（後端部）をフロントサイドメンバ１８の前端部の開口部２８内へ差し込み、クラッシュボックス２２の先端（即ち、上下一対の変形部３４Ｂの先端部３４Ｂ１）をフロントサイドメンバ１８の取付ブラケット２６の底壁部２６Ｂの前面に当接させる。この状態では、クラッシュボックス２２の取付部３４の底壁部３４Ａは、フロントサイドメンバ１８の取付ブラケット２６の底壁部２６Ｂに対して所定距離だけ（変形部３４Ｂの車両後方側への突出長さだけ）離間した位置にある。
【００２８】
次に、クラッシュボックス２２の前端側から締結具としての一対のボルト３８を挿入し、取付部３４の底壁部３４Ａに形成された一対のボルト挿通孔３６（図２（Ｂ）参照）、フロントサイドメンバ１８の取付ブラケット２６の底壁部２６Ｂに形成されたボルト挿通孔４０（図２（Ｂ）参照）内へそれぞれ挿入し、それぞれウエルドナット３０へ螺合させる。ボルト３８がウエルドナット３０へ螺合されていくと、それに伴ってクラッシュボックス２２の上下一対の変形部３４Ｂが互いに離間する方向（車両上下方向又は開き方向）へ押し出されて塑性変形していき、最終的には図２（Ｂ）に示されるように、変形部３４Ｂの各先端部３４Ｂ１がフロントサイドメンバ１８の周壁部２４Ａの内周面に圧接される。また、このときの変形によって、変形部３４Ｂの傾斜面３４Ｂ２が車両前方側へ変位しようとするので、当該傾斜面３４Ｂはフロントサイドメンバ１８の屈曲部２４Ｂのエッジ２４Ｂ’に押し付けられて、上下一対の変形部３４Ｂがフロントサイドメンバ１８の先端の屈曲部２４Ｂに係止された状態となる。
【００２９】
上記により、組付後（ボルト締結後）の状態では、変形部３４Ｂの先端部３４Ｂ１と傾斜面３４Ｂ２の二箇所でクラッシュボックス２２とフロントサイドメンバ１８とが圧接された状態が得られ、それぞれの箇所に両者の結合力が発生する。従って、その分、ボルト３８及びウエルドナット３０といった締結具の締結に依存する度合いを減らすことができる。従って、従来よりも締結具の締結点数を減らすことができる。その結果、本実施形態に係る車体フレームの結合構造によれば、低コストな構成でフロントサイドメンバ１８とクラッシュボックス２２との安定した結合状態を確保することができる。
【００３０】
さらに、上記の如く、本実施形態によれば、クラッシュボックス２２の変形部３４Ｂとフロントサイドメンバ１８の周壁部２４Ａ及び屈曲部２４Ｂとの結合力が二箇所で得られるため、周壁部２４Ａにのみ変形部３４Ｂが圧接され一箇所のみで結合力が得られる構成に比し、より一層締結点数を減らすことができ、コスト削減を図ることができる。或いは、締結点数を減らさないのであれば、フロントサイドメンバ１８とクラッシュボックス２２との結合状態をより一層強固なものにすることができる。
【００３１】
付言すると、ボルト締結点数が削減されることにより、重量軽減効果（軽量化）や組付工数の削減によるコスト削減を図ることができるといったメリットもある。
【００３２】
（本実施形態の補足説明）
なお、上述した本実施形態では、フロントサイドメンバ１８とクラッシュボックス２２とを軸方向に結合させる場合に本発明に係る車体フレームの結合構造を適用したが、これに限らず、他のフレーム同士の結合に本発明を適用してもよい。
【００３３】
また、上述した本実施形態では、締結後の状態においてクラッシュボックス２２の上下一対の変形部３４Ｂがその先端部３４Ｂ１と傾斜面３４Ｂ２の二箇所でフロントサイドメンバ１８の周壁部２４Ａと屈曲部２４Ｂとに圧接されるように構成したが、請求項１記載の発明には、屈曲部２４Ｂがない構成も含まれる。この場合、フロントサイドメンバ１８とクラッシュボックス２２との結合箇所が一箇所になるが、その場合でも、それに応じた分だけボルト締結点数を削減することができる。
【００３４】
さらに、上述した本実施形態では、変形部３４Ｂを底壁部３４Ａの上下二箇所に形成する構成を採ったが、これに限らず、底壁部３４Ａの左右二箇所に変形部を形成する構成を採ってもよい。
【００３５】
また、上述した本実施形態では、クラッシュボックス２２がフロントサイドメンバ１８の前端部へ差し込まれる構成を採ったが、これに限らず、逆の関係になるように構成してもよい。すなわち、フロントサイドメンバ１８の前端部にクラッシュボックス２２の取付部３４に相当する構成が設定され、クラッシュボックス２２の後端部にフロントサイドメンバ１８の取付ブラケット２６に相当する構成が設定されるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施形態に係る車体フレームの結合構造の全体構成が示されており、クラッシュボックスがフロントサイドメンバの前端部に結合される前の状態を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）は図１と同様にクラッシュボックスがフロントサイドメンバの前端部に結合される前の状態を示す縦断面図であり、（Ｂ）はクラッシュボックスがフロントサイドメンバの前端部に結合された状態を示す縦断面図である。
【図３】本実施形態に係る車体フレームの結合構造が採用された車体前部の構造を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１８ フロントサイドメンバ（第１のフレーム部材）
２２ クラッシュボックス（第２のフレーム部材）
２４ フロントサイドメンバ本体部（フレーム本体）
２４Ａ 周壁部
２４Ｂ 屈曲部
２６ 取付ブラケット（一方の底部側）
２６Ｂ 底壁部（底部壁面）
３０ ウエルドナット（締結具）
３２ クラッシュボックス本体部（フレーム本体）
３４ 取付部（他方の底部側）
３４Ａ 底壁部（底部壁面）
３４Ｂ 変形部
３８ ボルト（締結具）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有底筒状に形成された第１のフレーム部材の底部側と有底筒状に形成された第２のフレーム部材の底部側とを締結具で締結することにより、第１のフレーム部材と第２のフレーム部材とを軸方向に結合する車体フレームの結合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、フロントサイドメンバの前端部とフロントバンパリインフォースメントとの間に衝撃吸収部材としてのクラッシュボックスを設定することが行われている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１に開示された構造では、各々筒状に形成されたフロントサイドメンバの前端部とクラッシュボックスの後端部とに取付用のフランジ部をそれぞれ形成し、双方のフランジ部同士を四隅でボルト及びナットで締結している。
【特許文献１】特開２００２−２２００６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来構造による場合、フロントサイドメンバとクラッシュボックスとの結合をボルト及びナットによる締結のみで確保する構造になっているため、締結点数がある程度必要となる。このため、部品点数が増加しコストアップ及び重量の増加等を将来する。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、低コストな構成で部材同士の安定した結合状態を確保することができる車体フレームの結合構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の本発明に係る車体フレームの結合構造は、有底筒状に形成された第１のフレーム部材の底部側と有底筒状に形成された第２のフレーム部材の底部側とを締結具で締結することにより、第１のフレーム部材と第２のフレーム部材とを軸方向に結合する車体フレームの結合構造であって、一方の底部側はフレーム本体の先端よりも内側に控えた位置に底部壁面が配置されていると共に、当該底部壁面の周囲を包囲するかたちで当該フレーム本体の先端が延在されて周壁部を成しており、他方の底部側はフレーム本体の先端よりも内側に控えた位置に底部壁面が配置されていると共に、前記一方の底部側の周壁部の内側へ差込み可能に設けられ、更に当該底部壁面の周囲には締結時の軸圧縮荷重が作用することにより軸方向と交差する方向へ変形して前記一方の底部側の周壁部に圧接される変形部が設けられている、ことを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の本発明に係る車体フレームの結合構造は、請求項１記載の発明において、前記周壁部は先端が内側へ屈曲された断面略Ｌ字状に形成されており、締結後の状態では変形後の前記変形部が当該屈曲部に係止されている、ことを特徴としている。
【０００８】
請求項１記載の本発明によれば、以下の如くして、第１のフレーム部材と第２のフレーム部材とを結合させることができる。
【０００９】
まず、第１のフレーム部材及び第２のフレーム部材のいずれか一方の底部側の周壁部の内側へ他方の底部側が差し込まれる。他方の底部側はフレーム本体の先端よりも内側に控えた位置に底部壁面が配置されており、当該底部壁面の周囲には変形部が形成されているため、前記の如く差し込むと、最初に変形部が一方の底部側の底部壁面に当接する。
【００１０】
この当接した状態では、一方の底部側の底部壁面は他方の底部側の底部壁面に対して離間した位置に位置されている。そこで次に、一方の底部側の底部壁面と他方の底部側の底部壁面とを締結具で締結する。このときの締結荷重（軸圧縮荷重）が所定値（変形部の変形荷重）以上になると、他方の底部側の変形部が軸方向と交差する方向へ軸圧縮変形し、一方の底部側の周壁部に圧接される。このときの圧接により第１のフレーム部材と第２のフレーム部材との結合力が発生するので、その分、締結具の締結に依存する度合いを減らすことができる。従って、従来よりも締結具の締結点数を減らすことができる。
【００１１】
請求項２記載の本発明によれば、一方の底部側に設けられる周壁部は先端が内側へ屈曲された断面略L字状に形成されており、締結後の状態では変形後の他方の底部側の変形部が屈曲部に係止されるため、前述した変形部の周壁部への圧接による結合力に加えて、変形部の屈曲部への係止による結合力が得られる。このため、第１のフレーム部材と第２のフレーム部材との結合力全体の中で締結具の締結に依存する度合いを更に減らすことができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように請求項１記載の本発明に係る車体フレームの結合構造は、有底筒状に形成された第１のフレーム部材の底部側と有底筒状に形成された第２のフレーム部材の底部側とを締結具で締結することにより、第１のフレーム部材と第２のフレーム部材とを軸方向に結合する車体フレームの結合構造において、一方の底部側はフレーム本体の先端よりも内側に控えた位置に底部壁面が配置されていると共に、当該底部壁面の周囲を包囲するかたちで当該フレーム本体の先端が延在されて周壁部を成しており、他方の底部側はフレーム本体の先端よりも内側に控えた位置に底部壁面が配置されていると共に、一方の底部側の周壁部の内側へ差込み可能に設けられ、更に当該底部壁面の周囲には締結時の軸圧縮荷重が作用することにより軸方向と交差する方向へ変形して一方の底部側の周壁部に圧接される変形部が設けられているので、締結具の締結に依存する度合いを減らすことができ、その結果、低コストな構成で部材同士の安定した結合状態を確保することができるという優れた効果を有する。
【００１３】
請求項２記載の本発明に係る車体フレームの結合構造は、請求項１記載の発明において、周壁部は先端が内側へ屈曲された断面略Ｌ字状に形成されており、締結後の状態では変形後の変形部が当該屈曲部に係止されているため、変形部の周壁部への圧接による結合力に加えて、変形部の屈曲部への係止による結合力が得られ、その結果、請求項１記載の本発明よりも更に締結点数を減らすことができコスト削減を図ることができるという優れた効果を有する。
【００１４】
或いは、請求項１記載の発明と同じ締結点数とするのであれば、第１のフレーム部材と第２のフレーム部材との結合状態をより一層強固なものにすることができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図１〜図３を用いて、本発明に係る車体フレームの結合構造の一実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＩＮは車両幅方向内側を示しており、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。
【００１６】
図３には、本実施形態に係る車体フレームの結合構造が採用された車体前部１０の平面図が示されている。この図に示されるように、車体の前端部には、平面視で略コ字状に形成された長尺状のフロントバンパリインフォースメント１２が車両幅方向を長手方向して配置されている。このフロントバンパリインフォースメント１２は高強度部材であり、その前面側に図示しないフロントバンパカバーが取り付けられている。
【００１７】
一方、前輪１４が配置されるフロントホイールハウス１６の内側には、長尺状に形成された第１のフレーム部材としての高強度のフロントサイドメンバ１８が車両前後方向を長手方向として配置されている。フロントサイドメンバ１８の後端部は、フロントクロスメンバ２０の前面に結合されている。また、フロントサイドメンバ１８の前端部は、フロントバンパリインフォースメント１２に対して所定距離だけ車両後方側へ離間した位置（オフセットした位置）に配置されている。そして、フロントサイドメンバ１８の前端部とフロントバンパリインフォースメント１２の後端面との間に、第２のフレーム部材としての長尺状のクラッシュボックス２２が介在されている。なお、クラッシュボックス２２は、フロントサイドメンバ１８に対して同軸的に連続して配置されている。
【００１８】
図１には、上記クラッシュボックス２２がフロントサイドメンバ１８の前端部に結合される前の状態が斜視図で示されている。また、図２（Ａ）には図１と同様にクラッシュボックス２２がフロントサイドメンバ１８の前端部に結合される前の状態が縦断面図で示されており、更に図２（Ｂ）にはクラッシュボックス２２がフロントサイドメンバ１８の前端部に結合された状態が縦断面図で示されている。
【００１９】
これらの図に示されるように、フロントサイドメンバ１８は、中空矩形断面の筒状に形成された第１のフレーム部材のフレーム本体としてのフロントサイドメンバ本体部２４と、このフロントサイドメンバ本体部２４の前端部近傍に配置された一方の底部としての取付ブラケット２６と、によって構成されている。なお、図１ではフロントサイドメンバ本体部２４を一部品で描いているが、実際にはフロントサイドメンバインナパネルとフロントサイドメンバアウタパネルとを合わせて両者のフランジ部同士をスポット溶接等で結合することにより一部材とされている。
【００２０】
上記フロントサイドメンバ本体部２４の先端部の上縁部及び下縁部は、断面内方へ向けて直角に屈曲されている。従って、フロントサイドメンバ本体部２４の先端部の縦断面形状は略Ｌ字形とされており、フロントサイドメンバ本体部２４の一部でもある矩形枠状の周壁部２４Ａと、この周壁部２４Ａの先端部の上縁部及び下縁部から断面内方へ所定長さだけ屈曲された屈曲部２４Ｂとを備えている。さらに、上記構成を採ることにより、フロントサイドメンバ１８の先端部には主断面よりも一回り小さい矩形状の開口部２８が形成されている。
【００２１】
また、取付ブラケット２６は、フロントサイドメンバ本体部２４の先端よりも内側（即ち、車両後方側）へ若干控えた位置に配置されている。この取付ブラケット２６は断面コ字状に形成されており、フロントサイドメンバ本体部２４の内周面に当接状態で配置される矩形枠状の周壁部２６Ａと、この周壁部２６Ａの前端面を覆い底部壁面を構成する底壁部２６Ｂとによって構成されている。底壁部２６Ｂの中央部の裏面側（車両後方側の面）には、上下二箇所に締結具としてのウエルドナット３０が溶接によりそれぞれ固着されている。
【００２２】
一方、クラッシュボックス２２は、フロントサイドメンバ１８よりも短い中空矩形断面の筒状に形成された第２のフレーム部材のフレーム本体としてのクラッシュボックス本体部３２と、このクラッシュボックス本体部３２の後端部に形成された他方の底部としての取付部３４と、によって構成されている。
【００２３】
なお、図１ではクラッシュボックス本体部３２を一部品で描いているが、実際にはクラッシュボックスインナパネルとクラッシュボックスアウタパネルとを合わせて両者のフランジ部同士をスポット溶接等で結合することにより一部材とされている。また、取付部３４もクラッシュボックス本体部３２に一体化して描いているが、取付部３４を別体化して溶接等によりクラッシュボックス本体部３２に結合させる構成を採ってもよい。
【００２４】
上記取付部３４は、クラッシュボックス本体部３２の先端よりも内側（車両前方側）へ若干控えた位置に配置されクラッシュボックス本体部３２の底部壁面を構成する底壁部３４Ａと、この底壁部３４Ａの上下端に一体に形成されかつ車両後方側へ向けて所定距離だけ突出された上下一対の変形部３４Ｂと、によって構成されている。底壁部３４Ａの中央部には、前述した取付ブラケット２６のウエルドナット３０と同軸上に上下一対のボルト挿通孔３６が形成されている。また、上下一対の変形部３４Ｂの側面形状は三角形状に形成されている。
【００２５】
上記構成のクラッシュボックス２２の取付部３４の外形寸法及び形状は、フロントサイドメンバ１８の前端に形成された開口部２８内へ差込可能な大きさに設定されている。
【００２６】
（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００２７】
図２（Ａ）に示される状態が、クラッシュボックス２２のフロントサイドメンバ１８への組付前の状態である。この状態から、まずクラッシュボックス２２の底部側である取付部３４（後端部）をフロントサイドメンバ１８の前端部の開口部２８内へ差し込み、クラッシュボックス２２の先端（即ち、上下一対の変形部３４Ｂの先端部３４Ｂ１）をフロントサイドメンバ１８の取付ブラケット２６の底壁部２６Ｂの前面に当接させる。この状態では、クラッシュボックス２２の取付部３４の底壁部３４Ａは、フロントサイドメンバ１８の取付ブラケット２６の底壁部２６Ｂに対して所定距離だけ（変形部３４Ｂの車両後方側への突出長さだけ）離間した位置にある。
【００２８】
次に、クラッシュボックス２２の前端側から締結具としての一対のボルト３８を挿入し、取付部３４の底壁部３４Ａに形成された一対のボルト挿通孔３６（図２（Ｂ）参照）、フロントサイドメンバ１８の取付ブラケット２６の底壁部２６Ｂに形成されたボルト挿通孔４０（図２（Ｂ）参照）内へそれぞれ挿入し、それぞれウエルドナット３０へ螺合させる。ボルト３８がウエルドナット３０へ螺合されていくと、それに伴ってクラッシュボックス２２の上下一対の変形部３４Ｂが互いに離間する方向（車両上下方向又は開き方向）へ押し出されて塑性変形していき、最終的には図２（Ｂ）に示されるように、変形部３４Ｂの各先端部３４Ｂ１がフロントサイドメンバ１８の周壁部２４Ａの内周面に圧接される。また、このときの変形によって、変形部３４Ｂの傾斜面３４Ｂ２が車両前方側へ変位しようとするので、当該傾斜面３４Ｂはフロントサイドメンバ１８の屈曲部２４Ｂのエッジ２４Ｂ’に押し付けられて、上下一対の変形部３４Ｂがフロントサイドメンバ１８の先端の屈曲部２４Ｂに係止された状態となる。
【００２９】
上記により、組付後（ボルト締結後）の状態では、変形部３４Ｂの先端部３４Ｂ１と傾斜面３４Ｂ２の二箇所でクラッシュボックス２２とフロントサイドメンバ１８とが圧接された状態が得られ、それぞれの箇所に両者の結合力が発生する。従って、その分、ボルト３８及びウエルドナット３０といった締結具の締結に依存する度合いを減らすことができる。従って、従来よりも締結具の締結点数を減らすことができる。その結果、本実施形態に係る車体フレームの結合構造によれば、低コストな構成でフロントサイドメンバ１８とクラッシュボックス２２との安定した結合状態を確保することができる。
【００３０】
さらに、上記の如く、本実施形態によれば、クラッシュボックス２２の変形部３４Ｂとフロントサイドメンバ１８の周壁部２４Ａ及び屈曲部２４Ｂとの結合力が二箇所で得られるため、周壁部２４Ａにのみ変形部３４Ｂが圧接され一箇所のみで結合力が得られる構成に比し、より一層締結点数を減らすことができ、コスト削減を図ることができる。或いは、締結点数を減らさないのであれば、フロントサイドメンバ１８とクラッシュボックス２２との結合状態をより一層強固なものにすることができる。
【００３１】
付言すると、ボルト締結点数が削減されることにより、重量軽減効果（軽量化）や組付工数の削減によるコスト削減を図ることができるといったメリットもある。
【００３２】
（本実施形態の補足説明）
なお、上述した本実施形態では、フロントサイドメンバ１８とクラッシュボックス２２とを軸方向に結合させる場合に本発明に係る車体フレームの結合構造を適用したが、これに限らず、他のフレーム同士の結合に本発明を適用してもよい。
【００３３】
また、上述した本実施形態では、締結後の状態においてクラッシュボックス２２の上下一対の変形部３４Ｂがその先端部３４Ｂ１と傾斜面３４Ｂ２の二箇所でフロントサイドメンバ１８の周壁部２４Ａと屈曲部２４Ｂとに圧接されるように構成したが、請求項１記載の発明には、屈曲部２４Ｂがない構成も含まれる。この場合、フロントサイドメンバ１８とクラッシュボックス２２との結合箇所が一箇所になるが、その場合でも、それに応じた分だけボルト締結点数を削減することができる。
【００３４】
さらに、上述した本実施形態では、変形部３４Ｂを底壁部３４Ａの上下二箇所に形成する構成を採ったが、これに限らず、底壁部３４Ａの左右二箇所に変形部を形成する構成を採ってもよい。
【００３５】
また、上述した本実施形態では、クラッシュボックス２２がフロントサイドメンバ１８の前端部へ差し込まれる構成を採ったが、これに限らず、逆の関係になるように構成してもよい。すなわち、フロントサイドメンバ１８の前端部にクラッシュボックス２２の取付部３４に相当する構成が設定され、クラッシュボックス２２の後端部にフロントサイドメンバ１８の取付ブラケット２６に相当する構成が設定されるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施形態に係る車体フレームの結合構造の全体構成が示されており、クラッシュボックスがフロントサイドメンバの前端部に結合される前の状態を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）は図１と同様にクラッシュボックスがフロントサイドメンバの前端部に結合される前の状態を示す縦断面図であり、（Ｂ）はクラッシュボックスがフロントサイドメンバの前端部に結合された状態を示す縦断面図である。
【図３】本実施形態に係る車体フレームの結合構造が採用された車体前部の構造を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１８ フロントサイドメンバ（第１のフレーム部材）
２２ クラッシュボックス（第２のフレーム部材）
２４ フロントサイドメンバ本体部（フレーム本体）
２４Ａ 周壁部
２４Ｂ 屈曲部
２６ 取付ブラケット（一方の底部側）
２６Ｂ 底壁部（底部壁面）
３０ ウエルドナット（締結具）
３２ クラッシュボックス本体部（フレーム本体）
３４ 取付部（他方の底部側）
３４Ａ 底壁部（底部壁面）
３４Ｂ 変形部
３８ ボルト（締結具）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状に形成された第１のフレーム部材の底部側と有底筒状に形成された第２のフレーム部材の底部側とを締結具で締結することにより、第１のフレーム部材と第２のフレーム部材とを軸方向に結合する車体フレームの結合構造であって、
一方の底部側はフレーム本体の先端よりも内側に控えた位置に底部壁面が配置されていると共に、当該底部壁面の周囲を包囲するかたちで当該フレーム本体の先端が延在されて周壁部を成しており、
他方の底部側はフレーム本体の先端よりも内側に控えた位置に底部壁面が配置されていると共に、前記一方の底部側の周壁部の内側へ差込み可能に設けられ、更に当該底部壁面の周囲には締結時の軸圧縮荷重が作用することにより軸方向と交差する方向へ変形して前記一方の底部側の周壁部に圧接される変形部が設けられている、
ことを特徴とする車体フレームの結合構造。
【請求項２】
前記周壁部は先端が内側へ屈曲された断面略Ｌ字状に形成されており、締結後の状態では変形後の前記変形部が当該屈曲部に係止されている、
ことを特徴とする請求項１記載の車体フレームの結合構造。
【請求項１】
有底筒状に形成された第１のフレーム部材の底部側と有底筒状に形成された第２のフレーム部材の底部側とを締結具で締結することにより、第１のフレーム部材と第２のフレーム部材とを軸方向に結合する車体フレームの結合構造であって、
一方の底部側はフレーム本体の先端よりも内側に控えた位置に底部壁面が配置されていると共に、当該底部壁面の周囲を包囲するかたちで当該フレーム本体の先端が延在されて周壁部を成しており、
他方の底部側はフレーム本体の先端よりも内側に控えた位置に底部壁面が配置されていると共に、前記一方の底部側の周壁部の内側へ差込み可能に設けられ、更に当該底部壁面の周囲には締結時の軸圧縮荷重が作用することにより軸方向と交差する方向へ変形して前記一方の底部側の周壁部に圧接される変形部が設けられている、
ことを特徴とする車体フレームの結合構造。
【請求項２】
前記周壁部は先端が内側へ屈曲された断面略Ｌ字状に形成されており、締結後の状態では変形後の前記変形部が当該屈曲部に係止されている、
ことを特徴とする請求項１記載の車体フレームの結合構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−１１１１６７（Ｐ２００６−１１１１６７Ａ）
【公開日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３０１６６１（Ｐ２００４−３０１６６１）
【出願日】平成１６年１０月１５日（２００４．１０．１５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２７日（２００６．４．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月１５日（２００４．１０．１５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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