JP2010064549A - Vehicle body frame member - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、衝撃荷重を受けたときに圧縮変形する車体骨格部材に関する。 The present invention relates to a vehicle body skeleton member that compressively deforms when subjected to an impact load.
従来から、車体骨格部材として車両前後方向に延設されるサイドメンバが、断面コ字形の両側部にフランジ面を備えたハット形部材と、ハット形部材の開口部を塞ぐ平板部材とで閉断面構造としたものが知られている(特許文献1参照)。 Conventionally, a side member extending in the vehicle longitudinal direction as a vehicle body skeleton member has a closed cross-section with a hat-shaped member having flange surfaces on both sides of a U-shaped cross section and a flat plate member that closes the opening of the hat-shaped member. The structure is known (see Patent Document 1).
そして、このサイドメンバは、断面コ字形状部分の互いに対向する壁部及び、この各壁部をつなぐ壁部の3つの壁部に凹凸形状部を設け、車両前後方向の衝撃荷重を受けたときに、この凹凸形状部を積極的に圧縮変形させて、衝撃吸収機能を持たせている。
ところで、上記しサイドメンバは、その凹凸形状部を、上記3つの壁部における隣り合う壁部については、その一方に凹部を、他方に凸部をそれぞれ形成することで、衝撃吸収効率の向上を図っている。 By the way, the above-mentioned side member is improved in impact absorption efficiency by forming a concave-convex shape portion thereof, a concave portion on one of the three wall portions, and a convex portion on the other. I am trying.
ところが、ハット形部材と平板部材とを接合固定するフランジ面については、平板形状であって凹凸形状部を設定していないので、車体骨格部材としてその全体に荷重を均等に分散できず、安定した圧縮(潰れ)変形が得にくく、衝撃吸収が効率的にできない恐れがある。 However, the flange surface that joins and fixes the hat-shaped member and the flat plate member has a flat plate shape and no uneven portion, so that the load cannot be evenly distributed throughout the body frame member and stable. It is difficult to obtain compression (collapse) deformation, and there is a possibility that the shock cannot be absorbed efficiently.
そこで、本発明は、車体骨格部材の全体に荷重を均等に分散して、安定した圧縮変形を確保し、衝撃吸収を効率的にできるようにすることを目的としている。 In view of the above, an object of the present invention is to distribute the load evenly over the entire body skeleton member to ensure stable compression deformation and to efficiently absorb shock.
本発明は、ほぼハット型断面の第1部材と、この第1部材のフランジ壁部に接合して閉断面構造を構成する第2部材とを有する車体骨格部材であって、前記一対のフランジ壁部と、前記第1壁部,第2壁部及び第3壁部の5つの壁部における互いに隣り合う一対の壁部は、一方が凹部で他方が凸部となるように互いに位相のずれた凹凸形状部を有し、かつ前記フランジ壁部の前記凹凸形状部の傾斜部に溶接固定点を設定したことを特徴とする。 The present invention is a vehicle body skeleton member having a first member having a substantially hat-shaped cross section and a second member that is joined to the flange wall portion of the first member to form a closed cross-sectional structure, and the pair of flange walls And a pair of adjacent wall portions in the five wall portions of the first wall portion, the second wall portion, and the third wall portion are out of phase with each other so that one is a concave portion and the other is a convex portion. It has a concavo-convex shape portion, and a welding fixing point is set in an inclined portion of the concavo-convex shape portion of the flange wall portion.
本発明によれば、一対のフランジ壁部と、第1壁部,第2壁部及び第3壁部の5つの壁部における互いに隣り合う一対の壁部は、一方が凹部で他方が凸部となるように互いに位相のずれた凹凸形状を有しているので、各壁部相互の境界部分である角部の剛性が向上し、車体骨格部材が長手方向に圧縮荷重を受けたときに、凹凸形状部によって促進される圧縮変形がより安定化する。 According to the present invention, one of the pair of adjacent wall portions in the pair of flange wall portions and the five wall portions of the first wall portion, the second wall portion, and the third wall portion is a concave portion and the other is a convex portion. Since it has concavo-convex shapes that are out of phase with each other, the rigidity of the corners that are the boundary portions between the wall portions is improved, and when the vehicle body skeleton member receives a compressive load in the longitudinal direction, The compression deformation promoted by the uneven shape portion is further stabilized.
この際、第1部材の一対のフランジ壁部についても、第1壁部及び第2壁部に対し、互いに隣り合う一対の壁部が、一方が凹部で他方が凸部となるように互いに位相のずれた凹凸形状部を有するものとしているので、車体骨格部材が長手方向に圧縮荷重を受けたときに、その全体に荷重を均等に分散して安定した圧縮変形を確保でき、より効率的に衝撃吸収を行うことができる。 At this time, the pair of flange wall portions of the first member are also in phase with each other so that one pair of adjacent wall portions is a concave portion and the other is a convex portion with respect to the first wall portion and the second wall portion. Since the body skeleton member receives a compressive load in the longitudinal direction, the load can be evenly distributed over the entire body to ensure stable compressive deformation and more efficiently. Shock absorption can be performed.
そしてさらに、フランジ壁部の傾斜部に溶接固定点を設定することで、溶接固定点を設定するためにフランジ壁部に溶接用の専用の平坦面を形成する必要がない。このため、フランジ壁部にも凹凸形状部を形成することによる圧縮変形が有効になされ、フランジ壁部に溶接固定点を設定しても、衝撃吸収機能を充分確保することができる。 Further, by setting the welding fixing point on the inclined portion of the flange wall portion, it is not necessary to form a dedicated flat surface for welding on the flange wall portion in order to set the welding fixing point. For this reason, the compressive deformation by forming an uneven | corrugated shaped part also in a flange wall part is made effective, and even if a welding fixing point is set to a flange wall part, an impact absorption function can fully be ensured.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1の実施形態に係わる車体骨格部材としてのサイドメンバ1の一部を斜視図として示しており、このサイドメンバ1は、車両底部の車幅方向両側部にあって車両前後方向に延設されている。 FIG. 1 is a perspective view showing a part of a side member 1 as a vehicle body skeleton member according to the first embodiment of the present invention. The side member 1 is located on both sides of the vehicle bottom in the vehicle width direction. It extends in the longitudinal direction of the vehicle.
上記したサイドメンバ1は、第1部材としてのハット形断面形状を呈するハット形部材3と、このハット形部材3の開口部を塞ぐクロージング部材であって該ハット形部材3の一対のフランジ壁部5,7にスポット溶接にて接合固定される第2部材としての平板部材9とをそれぞれ備えている。
The side member 1 described above includes a hat-shaped member 3 having a hat-shaped cross-sectional shape as a first member, and a closing member for closing the opening of the hat-shaped member 3, and a pair of flange wall portions of the hat-shaped member 3. 5 and 7 are provided with a
ハット形部材3は、例えば板材をプレス成形したもので、フランジ壁部5,7のほか、該フランジ壁部5,7に隣接して互いに対向する位置にある第1壁部及び第2壁部としての対向壁部11及び13と、これら各対向壁部11,13のフランジ壁部5,7と反対側の端部同士を接続し、フランジ壁部5,7とほぼ平行に延びる第3壁部としての底壁部15とをそれぞれ備えている。
The hat-shaped member 3 is formed, for example, by press-molding a plate material. In addition to the
すなわち、第1部材であるハット形部材3は、互いに対向する対向壁部11,13と、これら対向壁部11,13の一端部同士を接続する底壁部15と、前記対向壁部11,13の各一方の他端部から、各他方の端部側と反対側の方向に延びる一対のフランジ壁部5,7とをそれぞれ備えている。
That is, the hat-shaped member 3 that is the first member includes
なお、図1の例では、底壁部15の両側部の角部に面取りを施すように斜面17,19を形成してあるが、この斜面17,19は特に設けなくてもよい。また、この斜面17,19は、以後、底壁部15に含まれるもの(底壁部15の一部)として説明する。
In the example of FIG. 1, the
一方、平板部材9は、1枚の平板状の板材であって、幅方向両側部近傍に位置する接合壁部21,23を、ハット形部材3のフランジ壁部5,7に重ね合わせてスポット溶接にて接合固定する。この各接合固定部分におけるハット形部材3のフランジ壁部5,7と平板部材9の接合壁部21,23とで、一対の溶接接合壁部25,27を構成している。
On the other hand, the
そして、図1中の矢印Aで示すサイドメンバ1の長手方向の適宜位置には、凹凸形状部29を形成している。凹凸形状部29は、ハット形部材3の一対の対向壁部11,13及び底壁部15と、一対の溶接接合壁部25,27の5つの壁部にそれぞれ形成している。
And the uneven | corrugated
ここで、本実施形態では、サイドメンバ1の上記5つの壁部の凹凸形状部29が、サイドメンバ1の長手方向に沿って凹部と凸部とが繰り返し形成される波形状となるように屈曲形成している。その際、5つの壁部において互いに隣り合う一対の壁部は、一方が凹部で他方が凸部となるように互いに位相のずれた凹凸形状部29としている。
Here, in the present embodiment, the concave and
例えば、互いに隣り合う一対の壁部として、溶接接合壁部25と対向壁部11についてみれば、凹凸形状部29は、溶接接合壁部25が、図1中で紙面手前側のサイドメンバ1端部から、ハット形部材3側から見て凹部,凸部の順に形成され、一方対向壁部11が、ハット形部材3側から見て凸部,凹部の順に形成されている。
For example, when the welded
同様にして、互いに隣り合う一対の壁部として、対向壁部11と底壁部15についてみれば、凹凸形状部29は、対向壁部11が、図1中で紙面手前側のサイドメンバ1端部から、ハット形部材3側から見て凸部,凹部の順に形成され、底壁部15が、ハット形部材3側から見て凹部,凸部の順に形成されている。
Similarly, when the
すなわち、凹凸形状部29は、サイドメンバ1の長手方向と直交する平面内の周囲を回る方向の各壁部に沿って、凹部と凸部とが交互に形成されていることになる。
That is, the concavo-
図2は、図1の溶接接合壁部25における凹凸形状部29のB−B断面図である。ただし、図1に対して凹凸形状部29の凹部及び凸部の数を多くしてある。この場合、溶接固定点であるスポット溶接打点31は、波形状(凹凸形状)の傾斜面33に設定するとともに、波形状の2周期毎に設定している。このようなスポット溶接打点31は、凹凸形状部29を含め溶接接合壁部25,27の全長にわたり適宜位置に設定している。
FIG. 2 is a BB cross-sectional view of the concavo-
なお、上記した傾斜面33は、溶接接合壁部25,27における平面状の一般面34に対して直角な方向に対し傾斜する傾斜部を構成している。したがって、溶接接合壁部25,27における一般面34からの凹凸形状部29の傾斜面33にスポット溶接打点31を設定したことになる。
The
また、溶接接合壁部25,27のスポット溶接打点31を設定した凹凸形状部29には、ハット形部材3のフランジ壁部5,7と、該フランジ壁部5,7と対応する部分である平板部材9の接合壁部21,23との間に隙間35を形成している。
Further, the concave and
このような構造のサイドメンバ1は、車両前後方向に衝撃荷重を受けることで、その長手方向に圧縮する方向の荷重を受けることになる。この際、サイドメンバ1には凹凸形状部29を設定しているので、凹凸形状部29に応力が集中して長手方向に容易に圧縮変形(軸圧壊)し、衝撃荷重を吸収する。
The side member 1 having such a structure receives a load in a direction in which the side member 1 is compressed in the longitudinal direction by receiving an impact load in the vehicle longitudinal direction. At this time, since the
ここで、本実施形態では、上記した凹凸形状部29を設定するにあたり、対向壁部11,13及び底壁部15と、溶接接合壁部25,27の5つの壁部において、互いに隣り合う一対の壁部は、一方が凹部で他方が凸部となるように互いに位相のずれた凹凸形状を有しているので、各壁部相互の境界部分である角部(本実施形態では、斜面17,19としている)の剛性が向上し、軸圧壊方向の圧縮荷重を受けたときに、凹凸形状部29によって促進される圧縮変形がより安定化する。
Here, in the present embodiment, in setting the above-described concavo-
例えば、互いに隣り合う一対の壁部同士で、本実施形態のように凹凸部の形状について位相がずれておらず、双方ともに凸部のみ、もしくは凹部のみとなっている場合には、角部の剛性が低く、例えば、正方形の閉断面がひし形にゆがむように変形してしまう。 For example, when a pair of adjacent wall portions are not out of phase with respect to the shape of the concavo-convex portion as in the present embodiment, and both are only convex portions or only concave portions, The rigidity is low, for example, the square closed section is deformed so as to be distorted in a rhombus.
また、本実施形態では、溶接接合壁部25,27についても、隣り合う壁部である対向壁部11,13との間で、一方が凹部で他方が凸部となるように互いに位相のずれた凹凸形状部29としているので、衝撃荷重を受けたときにサイドメンバ1の全体に荷重を均等に分散して、安定した圧縮変形を確保でき、より効率的に衝撃吸収を行うことができる。
Moreover, in this embodiment, also about the welding joining
さらに、本実施形態では、図2に示すように、溶接接合壁部25,27におけるスポット溶接打点31を、波形状の傾斜面33に設定しているので、スポット溶接打点31を設定するために溶接接合壁部25,27に溶接用の専用の平坦面を形成する必要がない。このため、凹凸形状部29を設けることによる圧縮変形が有効になされ、溶接接合壁部25,27にスポット溶接打点31を設定しても、衝撃吸収機能を充分確保することができる。
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 2, since the spot
また、本実施形態では、図2に示すように、溶接接合壁部25,27におけるスポット溶接打点31を、波形状の2周期毎に設定している。この際、スポット溶接打点31を、特に傾斜面33における傾斜長さ方向の中央に設定することで、図2中で上部のハット形部材3と同下部の平板部材9とで、スポット溶接打点31相互間の波形状に沿った長さをほぼ等しくすることができる。
Moreover, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the spot-welding
これにより、前記した圧縮方向の衝撃荷重を受けたときに、スポット溶接打点31相互間の長さが互いに同じとなるハット形部材3と平板部材9がほぼ均一に圧縮され、スポット溶接打点31への応力集中を低減でき、溶接固定状態を安定して確保したまま圧縮変形が効率よくなされるものとなる。
Thereby, when receiving the impact load in the compression direction, the hat-shaped member 3 and the
なお、上記した例では、溶接接合壁部25,27におけるスポット溶接打点31を、波形状の2周期毎に設定しているが、3周期毎以上に設定してもよい。要するに、ハット形部材3と平板部材9とで、スポット溶接打点31相互間の波形状に沿った長さをほぼ等しくできればよく、このため1周期毎でも理論的には上記長さを等しくすることが可能であるが、現実的には極めて困難であるので、少なくとも2周期毎に設定することが望ましい。
In the above-described example, the spot welding hit
また、図2に示すように、上記溶接接合壁部25,27の凹凸形状部29におけるハット形部材3と平板部材9との間に隙間35を設けることで、複数のスポット溶接打点31の位置にばらつきが発生したときのこれら両部材3,9の変形差を吸収することができ、前記した圧縮変形を効率よく確保することができる。
In addition, as shown in FIG. 2, by providing
図3は、本発明の第2の実施形態を示す、図2に対応する断面図である。第2の実施形態は、図2の溶接接合壁部25,27における凹凸形状部29を、波の形成方向(図2中で右方向)に全体的に寝かせた形状としている。これにより、凹凸形状部29の凹部または凸部の頂点を境にしてその両側の傾斜面37,39の傾斜角度を互いに異ならせており、ここではスポット溶接打点31を設定している傾斜面37の傾斜角度を、傾斜面39の傾斜角度よりも緩やかにしている。
FIG. 3 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 2, showing a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the concavo-
したがって、溶接接合壁部25,27の凹凸形状部29に対してスポット溶接を行う場合には、傾斜がより緩やかな傾斜面37に対して図示しないスポット溶接ガンを接近させればよく、傾斜のきつい傾斜面39に対してスポット溶接ガンを接近させる場合に比較して作業性が向上し、生産性向上に寄与することができる。
Therefore, when spot welding is performed on the concave and
図4は、車体骨格部材であるサイドメンバ1の前記衝撃荷重を受けたときの反力特性図で、実線が本発明の各実施形態に対応し、破線が従来構造に対応している。これによれば、本発明の実施形態では、衝撃荷重を受けた当初は、従来に比較して反力が低減しており、特に衝突初期の荷重吸収性能が向上していることがわかる。 FIG. 4 is a reaction force characteristic diagram when the side member 1 which is a vehicle body skeleton member receives the impact load. The solid line corresponds to each embodiment of the present invention, and the broken line corresponds to the conventional structure. According to this, in the embodiment of the present invention, it can be seen that the reaction force is reduced compared with the conventional case when the impact load is initially received, and the load absorption performance in the initial stage of the collision is improved.
なお、上記各実施形態では、車体骨格部材としてサイドメンバ1を例にとって説明したが、軸方向(長手方向)に圧縮荷重を受ける車体骨格部材であれば、サイドメンバ1に限るものではない。 In the above embodiments, the side member 1 is described as an example of the vehicle body skeleton member. However, the vehicle body skeleton member is not limited to the side member 1 as long as it is a vehicle body skeleton member that receives a compressive load in the axial direction (longitudinal direction).
1 サイドメンバ(車体骨格部材)
3 ハット形部材(第1部材)
5,7 ハット形部材のフランジ壁部
9 平板部材(第2部材)
11 ハット形部材の対向壁部(第1壁部)
13 ハット形部材の対向壁部(第2壁部)
15 ハット形部材の底壁部(第3壁部)
29 凹凸形状部
31 スポット溶接打点(溶接固定点)
33 傾斜面(傾斜部)
35 隙間
37 傾斜が緩やかな傾斜部
1 Side member (body frame member)
3 Hat-shaped member (first member)
5, 7 Flange wall portion of hat-shaped
11 Hat-shaped member facing wall (first wall)
13 Hat-shaped member facing wall (second wall)
15 Bottom wall portion of hat-shaped member (third wall portion)
29 Concavity and
33 Inclined surface (inclined part)
35
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