JP2010006233A - Vehicle body frame structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、閉断面構造をなす筒状の車体フレーム構造に関する。 The present invention relates to a cylindrical body frame structure having a closed cross-sectional structure.
一般に、車両のフロントサイドフレームやリヤサイドフレーム等の車体フレームにおいては、車両衝突時に車体フレームの延在方向に作用する衝撃を、主として先端部に設定されたエネルギー吸収領域の圧潰によって吸収する構成となっている。 In general, a vehicle body frame such as a front side frame or a rear side frame of a vehicle has a configuration in which an impact acting in the extending direction of the vehicle body frame at the time of a vehicle collision is absorbed mainly by crushing an energy absorption region set at a front end portion. ing.
この場合、エネルギー吸収領域においては、乗員に与える衝撃を緩和するため、衝突初期には、比較的小さな荷重によって圧潰を開始することが要求される。その一方で、衝突エネルギーを短いストロークで効率よく吸収するため、一旦圧潰が開始された後には、所定の抗力を持続的に維持することが要求される。 In this case, in the energy absorption region, it is required to start crushing with a relatively small load at the initial stage of the collision in order to mitigate the impact given to the occupant. On the other hand, in order to efficiently absorb the collision energy with a short stroke, it is required to maintain a predetermined drag continuously after the crushing is once started.
このように衝突初期と衝突後半においてそれぞれ異なる要求の衝撃吸収モードを実現するため、例えば、特許文献1には、車体前後方向に延びる矩形閉断面状のフロントフレームの前端側に第1ビードを全周に亘って形成すると共に、この第1ビードの後方に連続する左右両側の平面部に、フロントフレームの周方向に延在する複数の第2ビードにより前後に連続する凹凸部を形成した技術が開示されている。このような技術によれば、衝突初期においては、第1ビードの変形を契機としてフロントフレームを圧潰させることにより初期最大耐力(抗力)を低減させると共に、衝突後半においては、各第2ビードの変形を契機としてフロントフレームを圧潰させることにより、フロントフレームが座屈等することを防止しつつ所定の抗力を維持することが可能となっている。
しかしながら、上述の特許文献1に開示された技術は、衝突後半においても各ビード(第2ビード)の変形を契機として車体フレームを圧潰させる構成であるため、当該領域において十分に高い抗力を発生させるには限界がある。
However, the technique disclosed in
従って、上述の特許文献1に開示された技術では、衝突後半におけるエネルギー吸収量を増加させるためにはある程度のストロークを必要とし、依然として、エネルギー吸収領域の十分な短縮化等が困難な場合があった。
Therefore, the technique disclosed in
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、短いストロークで、衝突初期と衝突後半のエネルギー吸収に有効な抗力を的確に発生させることができる車体フレーム構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a vehicle body frame structure capable of accurately generating effective drag for energy absorption in the initial stage of collision and the latter half of collision with a short stroke.
本発明は、車両衝突時の衝撃を吸収するエネルギー吸収領域が閉断面構造をなす筒状の先端領域に設定された車体フレーム構造であって、前記エネルギー吸収領域は、周方向に延在する凸部或いは凹部が少なくとも基端部に形成された第1のエネルギー吸収領域と、前記第1のエネルギー吸収領域の基端部に連設され、周長が先端側から基端側にかけて大きくなるよう変化する裾広がり形状をなす第2のエネルギー吸収領域と、を備えたことを特徴とする。 The present invention provides a vehicle body frame structure in which an energy absorption region for absorbing an impact at the time of a vehicle collision is set to a cylindrical tip region having a closed cross-sectional structure, and the energy absorption region is a convex extending in a circumferential direction. A first energy absorption region having at least a base portion or a recess formed at the base end portion, and a base end portion of the first energy absorption region, and the peripheral length is changed from the front end side to the base end side. And a second energy absorption region having a flared shape.
本発明の車体フレーム構造によれば、短いストロークで、衝突初期と衝突後半のエネルギー吸収に有効な抗力を的確に発生させることができる。 According to the vehicle body frame structure of the present invention, it is possible to accurately generate a drag effective for energy absorption in the early and late collisions with a short stroke.
以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一実施形態に係わり、図1は車体前部の概略構成を示す斜視図、図2はエクステンションサイドフレームの概略構成を示す斜視図、図3はエクステンションサイドフレームの詳細を示す側面図、図4はエクステンションサイドフレームの圧潰時の推移を示す説明図、図5はエクステンションサイドフレームによる衝撃吸収特性を模式的に示す説明図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The drawings relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a front part of a vehicle body, FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of an extension side frame, and FIG. 3 is a side view showing details of the extension side frame. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the transition of the extension side frame during crushing, and FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing the shock absorption characteristics of the extension side frame.
図1において符号1は自動車等の車体を示し、この車体1の左右前部には、前後方向に延在するフロントサイドフレーム(車体フレーム)2がそれぞれ配設されている。本実施形態において、各フロントサイドフレーム2は、例えば、フロントサイドフレーム本体5と、このフロントサイドフレーム本体5の先端部に固設されたエクステンションサイドフレーム10とを有して要部が構成されている。
In FIG. 1,
フロントサイドフレーム本体5の先端部には、ラジエータパネルサイド6sを一体に備えたブラケット7が固設されている。このラジエータパネルサイド6sの上端部には、車幅方向に延在するラジエータパネルアッパ6uが連結され、下端部にはラジエータパネルアッパ6uと略平行に車幅方向に延在するラジエータパネルロア6lが連結されている。 A bracket 7 integrally provided with a radiator panel side 6s is fixed to the front end portion of the front side frame body 5. A radiator panel upper 6u extending in the vehicle width direction is connected to the upper end portion of the radiator panel side 6s, and a radiator panel lower 6l extending in the vehicle width direction substantially parallel to the radiator panel upper 6u is connected to the lower end portion. It is connected.
エクステンションサイドフレーム10は、例えば、閉断面構造をなす筒状の部材で構成され、基端部がブラケット7を介してフロントサイドフレーム本体5に締結固定されている。一方、エクステンションサイドフレーム10の先端部(前端部)には、車幅方向に延在するバンパビーム20が固設されている。エクステンションサイドフレーム10は所謂クラッシュボックスとして機能するものであり、このエクステンションサイドフレーム10は、フロントサイドフレーム本体5に固設されることにより、車両前突時等にフロントサイドフレーム2の延在方向に作用する衝撃を圧潰によって吸収するためのエネルギー吸収領域11を、フロントサイドフレーム2の先端領域(前端領域)に形成する。
The
このエクステンションサイドフレーム10上の先端側の領域は、主として車両前突時等における衝突初期に、バンパビーム20等を介して入力される衝撃を圧潰によって吸収するための第1のエネルギー吸収領域12として設定されている。
The region on the front end side on the
具体的に説明すると、図2,3に示すように、第1のエネルギー吸収領域12は、例えば、周長が等しい平行筒形状を基本形状として形成されている。この第1のエネルギー吸収領域12の要所には周方向に延在する複数の凹部が形成され、これら周方向の凹部により、第1のエネルギー吸収領域12で発生し得る抗力は、例えば、エクステンションサイドフレーム10上で発生し得る最大抗力の80%程度に制限されている。
Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the first
ここで、第1のエネルギー吸収領域12に形成される凹部の数や配置等については、実験やシミュレーション等に基づいて適宜設定し得るものであるが、図示のように、少なくとも、第1のエネルギー吸収領域12の基端部には凹部13aが形成されるようになっている。本実施形態において、この凹部13aは、例えば、ビード状の凹部で構成され、第1のエネルギー吸収領域12の全周に亘って形成されている。また、本実施形態においては、例えば、凹部13aよりも先端側に、第1のエネルギー吸収領域12の上下方向(周方向)に所定の長さ延在する凹部13bが形成されている。なお、第1のエネルギー吸収領域12では、抗力調整用手段として、上述の各凹部13a,13bに代えて、周方向に延在する凸部を形成することも可能である。但し、製造の容易さや衝撃吸収モードの安定性等の点を考慮すると、抗力調整用手段は、凸部であるよりも凹部であることが望ましい。
Here, the number and arrangement of the recesses formed in the first
また、エクステンションサイドフレーム10上で第1のエネルギー吸収領域12の基端側に連続する領域は、主として車両前突時等における衝突後半に、バンパビーム20等を介してフロントサイドフレーム2に入力される衝撃を圧潰によって吸収するための第2のエネルギー吸収領域15として設定されている。
Further, a region on the
具体的に説明すると、図2,3に示すように、第2のエネルギー吸収領域15は、先端側から基端側にかけて周長が大きくなるよう変化する裾広がりの(テーパ状の)筒形状を基本形状として形成されている。本実施形態において、第2のエネルギー吸収領域15の先端部の周長(最小周長)は、第1のエネルギー吸収領域12の周長(最大周長)以上の長さに設定されている。また、第2のエネルギー吸収領域15の基端部の周長は、例えば、先端部の周長に対して10%程度長くなるよう設定されている。
More specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the second
ここで、第2のエネルギー吸収領域15は、抗力を向上させる上での障害となり得る周方向の凹部(或いは、周方向の凸部)を持たない構成となっている。これに代えて、第2のエネルギー吸収領域15には、フロントサイドフレーム本体5側で発生させ得る抗力を超えない範囲内において、稜線効果による抗力向上を図るべく、前端側から基端側方向に延在する凹部が必要に応じて適宜形成される。図2,3に示すように、本実施形態において、第2のエネルギー吸収領域15には、車幅方向内外の各側壁に、先端側から基端側へと延在するビード状の凹部16が形成されている。なお、第2のエネルギー吸収領域15では、抗力調整用手段として、上述の各凹部16に代えて、先端側から基端側へと延在する凸部を形成することも可能である。但し、製造の容易さや衝撃吸収モードの安定性等の点を考慮すると、抗力調整用手段は、凸部であるよりも凹部であることが望ましい。
Here, the 2nd energy absorption area |
このような構成において、車両前突時等の衝突初期にバンパビーム20等を通じて入力される衝撃は、主として第1のエネルギー吸収領域12の圧潰によって吸収される。すなわち、第1のエネルギー吸収領域12は、周方向に延在する凹部13a,13bでの変形等を契機として、比較的小さな荷重により圧潰を開始する。これにより、書突初期にフロントサイドフレーム2に入力された衝撃は、第1のエネルギー吸収領域12によって吸収される(図4(b)、及び、図5(a),(b1)参照)。
In such a configuration, an impact input through the
そして、第1のエネルギー吸収領域12で衝撃吸収が行われた後の衝突後半において、フロントサイドフレーム2に入力された衝撃は、第2のエネルギー吸収領域15の圧潰によって吸収される。すなわち、上述のように、第2のエネルギー吸収領域15は先端側から基端側にかけて周長が大きくなるよう変化する裾広がりの筒形状をなしており、しかも、第2のエネルギー吸収領域15の直前には凹部13aが周設されているため、第2のエネルギー吸収領域15には壁部を内側に押し曲げる方向の荷重が働き、第2のエネルギー吸収領域15は、壁部を内方に巻き込みながら先端側から順次連続的に圧潰する。そして、このように第2のエネルギー吸収領域15が圧潰することにより、第2のエネルギー吸収領域15の圧潰時には高い抗力が連続的に維持され、衝突後半にフロントサイドフレーム2に入力された衝撃は、第2のエネルギー吸収領域2によって効率よく吸収される(図4(c)、及び、図5(a),(b2),(b3)参照)。なお、図5(a)中に、第2のエネルギ吸収領域を平行筒形状で形成した場合の衝撃吸収特性を1点鎖線で示す。
Then, in the latter half of the collision after the impact absorption is performed in the first
この場合において、第2のエネルギー吸収領域15は、裾広がりの筒形状をなしているため、中途での座屈等が的確に抑制される。さらに、第2のエネルギー吸収領域15に先端側から基端側方向に延在する凹部16等を形成すれば、その稜線効果等により、第2のエネルギー吸収領域15での座屈等がより的確に抑制されるとともに、圧潰時に発生する抗力が向上する。また、第2のエネルギー吸収領域15の先端部の周長を第1のエネルギー吸収領域12の周長以上の長さに設定することにより、第2のエネルギー吸収領域15の圧潰時に、壁部の内方への巻き込みを的確に実現することが可能となる。
In this case, since the second
このような実施形態によれば、閉断面構造をなす筒状のエクステンションサイドフレーム10上の先端側の領域を第1のエネルギー吸収領域12として設定し、この第1のエネルギー吸収領域12の要所に周方向に延在する凹部13a,13bを形成することにより、第1のエネルギー吸収領域12で発生し得る最大抗力を制限することができる。これにより、第1のエネルギー吸収領域12は、比較的小さな荷重によって圧潰を開始することができ、主として衝突初期に入力される衝撃を的確に吸収することができる。一方、エクステンションサイドフレーム10上において、第1のエネルギー吸収領域12の基端部に周設された凹部13aの基端側に連続する領域を第2のエネルギー吸収領域15として設定し、この第2のエネルギー吸収領域15を、先端側から基端側にかけて周長が増加する裾広がりの筒形状に形成することにより、第2のエネルギー吸収領域15の壁部を内方に巻き込みながら圧潰させることができる。これにより、第2のエネルギー吸収領域15の圧潰時には高い抗力を連続的に維持することができ、衝突後半に入力される衝撃を効率よく吸収することができる。従って、短いストロークで効率よくエネルギー吸収を行うことができ、このように、短いストロークで十分なエネルギー吸収を実現することにより、例えば、軽衝突時等の衝撃吸収をエネルギー吸収領域11の圧潰のみで完了させて、補修時の部品交換等も最小限に留めることができる。
According to such an embodiment, a region on the distal end side on the cylindrical
なお、上述の実施形態においては、本発明をフロントサイドフレーム2に適用した場合の一例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、リヤサイドフレーム等への適用も可能である。
In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to the
1 … 車体
2 … フロントサイドフレーム
5 … フロントサイドフレーム本体
6l … ラジエータパネルロア
6s … ラジエータパネルサイド
6u … ラジエータパネルアッパ
7 … ブラケット
10 … エクステンションサイドフレーム
11 … エネルギー吸収領域
12 … 第1のエネルギー吸収領域
13a,13b … 凹部
15 … 第2のエネルギー吸収領域
16 … 凹部
20 … バンパビーム
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記エネルギー吸収領域は、周方向に延在する凸部或いは凹部が少なくとも基端部に形成された第1のエネルギー吸収領域と、
前記第1のエネルギー吸収領域の基端部に連設され、周長が先端側から基端側にかけて大きくなるよう変化する裾広がり形状をなす第2のエネルギー吸収領域と、を備えたことを特徴とする車体フレーム構造。 A vehicle body frame structure in which an energy absorption region for absorbing a shock at the time of a vehicle collision is set in a cylindrical tip region having a closed cross-sectional structure,
The energy absorption region includes a first energy absorption region in which a convex portion or a concave portion extending in the circumferential direction is formed at least at a base end portion;
And a second energy absorption region that is connected to the base end portion of the first energy absorption region and has a hem-spread shape that changes so that the circumference increases from the tip end side to the base end side. Body frame structure.
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JP2008167644A JP2010006233A (en) | 2008-06-26 | 2008-06-26 | Vehicle body frame structure |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012166644A (en) * | 2011-02-14 | 2012-09-06 | Mazda Motor Corp | Crush can made of die-cast aluminum alloy |
-
2008
- 2008-06-26 JP JP2008167644A patent/JP2010006233A/en active Pending
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