JP2018167671A - 車体フレーム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車体フレームは、衝突時に荷重が加わる方向に沿って配置され、衝突によって所定の折れ曲がり位置にて折れ曲がり変形可能な骨格部材5A11,5A12と、骨格部材に沿って配置され、所定の折れ曲がり位置を境に骨格部材の一方の領域において骨格部材に接合された折れ曲がり規制部材5A2と、を備え、折れ曲がり規制部材は、骨格部材が所定量折れ曲がるまで骨格部材の他方の領域にて骨格部材に離隔する一方、骨格部材が所定量折れ曲がると骨格部材に干渉する。
【選択図】図5
Description
かかる車両骨格構造では、車両前後方向に延びるサイドレールに、車両の衝突の際に該サイドレールの折れ変形が始まる荷重を調整する衝突リインフォースが設けられているので、車両の衝突時にサイドレールに入力された荷重が、衝突リインフォースにより設定された荷重に達したタイミングで、該サイドレールに折れ変形が生ずる。またサイドレールには、該サイドレールの折れ変形過程における変形荷重の減少を抑制するバルクヘッドが設けられているので、サイドレールが折れ変形を始めた後においてもその変形荷重が持続する。更にバルクヘッドには、サイドレールの折れ角度を制御する折れ角度制御手段が設けられているので、サイドレールの折れ角度が所定の折れ角度に達するまで、該サイドレールを折れ変形させることができる。このように、かかる車両骨格構造では、車両の衝突時にサイドレールの折れ変形が始まるタイミングと、該折れ変形が始まった後の変形荷重の持続と、サイドレールの折れ角度とを制御することができるとされている。
また、衝突リインフォースは、サイドレールの屈曲部の中空内部における該屈曲部の曲率中心側の面に設けられている。
かかる衝突リインフォースが、サイドレールの屈曲部の中空内部における該屈曲部の曲率中心側の面に設けられているので、車両の衝突時に折れ変形が生じ易いサイドレールの屈曲部を補強して、該屈曲部において折れ変形が始まる荷重をより精度よく調整できるとされている。
さらに、バルクヘッドは、衝突リインフォースに対して、サイドレールが折れ変形する際の折れ線と直交する方向に沿って、該折れ線の車両前方側から車両後方側にわたって設けられた板状部材であり、切欠きは、バルクヘッドのうち折れ線に対応する位置に衝突リインフォースと対向して設けられ、サイドレール及び衝突リインフォースが折れ変形の過程で一部入り込むことが可能な切欠きである。
かかるバルクヘッドが、衝突リインフォースに対して、サイドレールが折れ変形する際の折れ線と直交する方向に沿って、該折れ線の車両前方側から車両後方側にわたって設けられているので、車両の衝突によりサイドレールの屈曲部が折れ線を中心として折れ変形して行く際に、該バルクヘッドが変形抵抗となってその折れ変形の進行速度を抑制することができる。また、切欠きが、バルクヘッドのうち折れ線に対応する位置に、衝突リインフォースと対向して設けられており、サイドレール及び衝突リインフォースの折れ変形の過程で、その一部が衝突リインフォースの切欠きに一部入り込むため、該サイドレールが所定の折れ角度まで変形し易い。そして、このように、簡易な構成により、骨格部材の折れ変形過程における変形荷重の持続と、サイドレールの折れ角度とを制御することができるとされている。
上記(2)の構成によれば、折れ曲がり規制部材は、骨格部材の他方の領域にて骨格部材が所定量折れ曲がるまで離隔する先端に円弧部を有するので、骨格部材が所定量折れ曲がると円弧部が骨格部材に干渉する。円弧部と骨格部材との接触点は骨格部材の折れ曲がりの進行とともに円弧部の外周に沿って移動するので、座屈荷重の急激な低下を抑制することができる。
上記(3)の構成によれば、折れ曲がり規制部材は、骨格部材の他方の領域において剛性を弱める脆弱部を有するので、座屈荷重を任意に調整することができる。
上記(4)の構成によれば、所定の折れ曲がり位置が骨格部材の長手方向中央位置であるので、衝突による骨格部材が折れ曲がるのに要する最大荷重を抑制しつつ、衝突による衝突エネルギーを効率的に吸収することができる。
上記(5)の構成によれば、骨格部材は、車両前部において車両前後方向に沿って配置されるサブフレームを構成し、前記所定の折れ曲がり位置は、前記サブフレームの車両前後方向中央位置であるので、サブフレームは、前面衝突による骨格部材が折れ曲がるのに要する最大荷重を抑制しつつ、前面衝突による衝突エネルギーを効率的に吸収することができる。
上記(6)の構成によれば、サブフレームが直線形状であるので、効率的に衝突エネルギーを吸収することができる。
ここでは、車体フレームの例としてサブフレームについて説明するが、車体フレームはサブフレームに限定されるものではなく、例えば、サイドメンバ等その他の車体部材も含まれる。
図3に示すように、一対のサイドメンバ2は、車体の骨格を構成する車体部材であって、車幅方向両側において車両前後方向に沿って設けられている。
フロントエンドクロスメンバは、車幅方向に沿って設けられる車体部材であって、車両の前端部下方域に設けられ、その両端部がそれぞれブラケット31を介して一対のサイドメンバ2に結合されている。
骨格部材5A1は、車両前後方向に沿って設けられ、前面衝突によって所定の折れ曲がり位置P1(例えば、骨格部材5A1の車両前後方向中央位置)にて折れ曲がり変形可能である(図6参照)。
尚、上述したサブフレーム5Aでは、例えば、骨格部材5A1の車両前後方向中央位置に所定の折れ曲がり位置を設けるものとしたが、クロスメンバのように車両幅方向に沿って配置される車体部材等では、骨格部材の長手方向中央位置に所定の折れ曲がり位置を設けるものとしてもよい。
また、折れ曲がり規制部材5A2は、骨格部材5A1が所定量折れ曲がるまで骨格部材の他方の領域(例えば、後方領域)にて骨格部材5A1に離隔する一方(図6(a)参照)、骨格部材5A1が所定量折れ曲がると骨格部材5A1に干渉する(図6(b)参照)ように形成されている。
尚、折れ曲がり規制部材5A2と下側骨格部材5A12とは、例えば、溶接により接合されるが、溶接に限られるものではなく、接着剤により接合されてもよいし、ボルト等の締結手段によって接合されてもよい。
そして、車両が前面衝突すると、まず、骨格部材5A1に荷重が加わり、骨格部材5A1が許容する荷重を超える荷重が加わると(この時の荷重が最大荷重(第1のピーク荷重)となる)、骨格部材5A1が所定の折れ曲がり位置P1にて折れ曲がる。
これにより、下側骨格部材5A12と離隔部5A22、中間部5A23で空間が形成されるとともに、折れ曲がり規制部材5A2の先端が骨格部材5A1の他方の領域で骨格部材5A1に干渉し(図6(b)参照)、当該干渉位置P2において折れ曲がり規制部材5A2と骨格部材5A1とに荷重が加わる。そして、骨格部材5A1が許容する荷重を超える荷重が加わると(この時の荷重が第2のピーク荷重となる)、骨格部材5A1が干渉位置P2で座屈し折れ曲がる(図6(c)参照)。
さらに、骨格部材5A1の折れ曲がりが進行すると(図6(d)参照)、終には、折れ曲がり規制部材5A2が最も弱い箇所P3で折れ曲がり、離隔部5A22と中間部5A23が略直線状となり、骨格部材5A1の折れ曲がりはさらに進行する(図6(e)参照)。
骨格部材5B1は、車両前後方向に沿って設けられ、前面衝突によって所定の折れ曲がり位置P6(例えば、骨格部材5B1の車両前後方向中央位置)にて折れ曲がり変形可能である(図10参照)。
尚、上述したサブフレーム5Bでは、例えば、骨格部材5B1の車両前後方向中央位置に所定の折れ曲がり位置を設けるものとしたが、クロスメンバのように車両幅方向に沿って配置される車体部材等では、骨格部材の長手方向中央位置に所定の折れ曲がり位置を設けるものとしてもよい。
また、折れ曲がり規制部材5B2は、骨格部材5B1が所定量折れ曲がるまで骨格部材の他方の領域(例えば、後方領域)にて骨格部材5B1に離隔する一方(図10(a)参照)、骨格部材5B1が所定量折れ曲がると骨格部材5B1に干渉する(図10(b)参照)ように形成されている。
尚、折れ曲がり規制部材5B2と骨格部材5B1とは、例えば、溶接により接合されるが、溶接に限られるものではなく、接着剤により接合されてもよいし、ボルト等の締結手段によって接合されてもよい。
そして、車両が前面衝突すると、まず、骨格部材5B1に荷重が加わり、骨格部材5B1が許容する荷重を超える荷重が加わると(この時の荷重が最大荷重(第1のピーク荷重)となる)、骨格部材5B1が所定の折れ曲がり位置P6で折れ曲がる。
これにより、骨格部材5B1と離隔部5B22、中間部5B23で空間が形成されるとともに折れ曲がり規制部材5B2の離隔部5B22の先端が骨格部材5B1の他方の領域で骨格部材5B1に干渉し(図10(b)参照)、当該干渉位置P7において折れ曲がり規制部材5B2と骨格部材5B1とに荷重が加わる。そして、骨格部材5B1が許容する荷重を超える荷重が加わると(この時の荷重が第2のピーク荷重となる)、骨格部材5B1が干渉位置P7で折れ曲がる(図10(c)参照)。
さらに、骨格部材5B1の折れ曲がりが進行すると(図10(d)参照)、終には、折れ曲がり規制部材5B2が最も弱い箇所P8で折れ曲がり、離隔部5B22と中間部5B23が略直線状となり、骨格部材5B1の折れ曲がりはさらに進行する(図10(e)参照)。
例えば、上述した実施形態では、車体フレームを、サブフレーム5A,5Bを例に説明したが、車体フレームは、サブフレームに限定されるものではなく、例えば、車両前後方向に沿って配置されるサイドメンバ、車両幅方向に沿って配置されるクロスメンバ、その他の車体部材も含まれる。
2 サイドメンバ
31 ブラケット
4 サスペンションクロスメンバ
41 アッパーフレーム
42 ロアフレーム
43,47 支持部
44 前側アーム支持部
45 後側アーム支持部
46 連結部
48 挿入部
5,5A,5B サブフレーム
5A1,5B1 骨格部材
5A11 上側骨格部材
5A12 下側骨格部材
5A2,5B2 折れ曲がり規制部材
5A20,5B20 壁部
5A21,5B21 接合部
5A22,5B22 離隔部
5A23,5B23 中間部
5A24,5B24 円弧部
5A25,5B25 脆弱部
51 嵌合部
6 サスペンションアーム
B ボルト
P1,P6 折れ曲がり位置
P2,P7 干渉位置
Claims (5)
- 衝突時に荷重が加わる方向に沿って配置され、衝突によって所定の折れ曲がり位置にて折れ曲がり変形可能な骨格部材と、
前記骨格部材に沿って配置され、前記所定の折れ曲がり位置を境に前記骨格部材の一方の領域において前記骨格部材に接合された折れ曲がり規制部材と、
を備え、
前記折れ曲がり規制部材は、前記骨格部材が所定量折れ曲がるまで前記骨格部材の他方の領域にて前記骨格部材に離隔する一方、前記骨格部材が所定量折れ曲がると前記骨格部材に干渉すること、
を特徴とする車体フレーム。 - 前記折れ曲がり規制部材は、前記骨格部材の他方の領域にて前記骨格部材が所定量折れ曲がるまで離隔する先端に円弧部を有することを特徴とする請求項1に記載の車体フレーム。
- 前記折れ曲がり規制部材は、前記骨格部材の他方の領域において剛性を弱める脆弱部を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の車体フレーム。
- 前記所定の折れ曲がり位置は、前記骨格部材の長手方向中央位置であることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の車体フレーム。
- 前記骨格部材は、車両前部において車両前後方向に沿って配置されるサブフレームを構成し、
前記所定の折れ曲がり位置は、前記サブフレームの車両前後方向中央位置であることを特徴とする請求項1から4の何れか一項に記載の車体フレーム。
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