JP5195574B2 - Vehicle skeleton structure - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等の車両の骨格構造である車両骨格構造に関する。 The present invention relates to a vehicle skeleton structure that is a skeleton structure of a vehicle such as an automobile.
従来、車両骨格構造として、衝撃吸収フレーム(骨格部材)を備えた車両骨格構造が知られている(例えは、特許文献1参照)。この車両骨格構造にあっては、衝撃吸収フレームの面又はコーナー部分に前方から後方に向かって開口幅が漸減するように開口される孔を設けることにより、衝撃吸収フレームに対して前方から後方に向かって塑性座屈変形を滑らかに連続的に発生させ、衝撃荷重特性の向上を図っている。 Conventionally, as a vehicle skeleton structure, a vehicle skeleton structure provided with an impact absorbing frame (frame member) is known (for example, see Patent Document 1). In this vehicle skeleton structure, by providing a hole that is opened so that the opening width gradually decreases from the front to the rear on the surface or corner portion of the shock absorbing frame, the shock absorbing frame is moved from the front to the rear. The plastic buckling deformation is smoothly and continuously generated to improve the impact load characteristics.
しかしながら、上記従来の車両骨格構造では、骨格部材である衝撃吸収フレームにおいて座屈変形させる位置を制御することはできるが、応力が均等に分散する形状のため、任意の方向へ座屈変形を誘導することができなかった。そのため、衝突負荷の軽減を好適に図ることができないといった問題があった。 However, in the conventional vehicle skeleton structure, the position of buckling deformation in the shock absorbing frame, which is a skeleton member, can be controlled. However, because the stress is evenly distributed, the buckling deformation is induced in any direction. I couldn't. For this reason, there has been a problem that the collision load cannot be suitably reduced.
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、骨格部材の座屈変形の方向を任意に設定することができる車両骨格構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a vehicle skeleton structure capable of arbitrarily setting the direction of buckling deformation of the skeleton member.
本発明による車両骨格構造は、車両の骨格を形成する骨格部材を備え、骨格部材の少なくとも一つの面壁には、多角形状の開口部が設けられており、開口部は、骨格部材の幅方向において対向する一対の第1角部及び第2角部を有すると共に、第1角部と第1角部に近接する骨格部材の一の稜線との間の距離が、第2角部に近接する骨格部材の他の稜線との間の距離よりも短くなるように形成されていることを特徴とする。 A vehicle skeleton structure according to the present invention includes a skeleton member that forms a skeleton of a vehicle, and at least one face wall of the skeleton member is provided with a polygonal opening, the opening being in the width direction of the skeleton member. A skeleton having a pair of opposing first and second corners and having a distance between the first corner and one ridge line of the skeleton member proximate to the first corner close to the second corner It is formed so that it may become shorter than the distance between the other ridgelines of a member.
このような車両骨格構造によれば、骨格部材の少なくとも一つの面壁に多角形状の開口部が設けられており、この開口部が骨格部材の幅方向において対向する一対の第1角部及び第2角部を有している。そして、開口部は、第1角部と第1角部に近接する骨格部材の一の稜線との間の距離が、第2角部と第2角部に近接する骨格部材の他の稜線との間の距離よりも短くなるように、つまり第1角部の方が第2角部よりも面壁の稜線に近くなるように形成されているので、第1角部が座屈点となり、一の稜線の方が他の稜線よりも先に座屈する。従って、座屈変形させたい方向に応じて骨格部材に開口部を形成して座屈変形を誘導でき、骨格部材の座屈変形の方向を任意に設定することが可能となる。 According to such a vehicle skeleton structure, at least one face wall of the skeleton member is provided with a polygonal opening, and the pair of first corners and second opposing each other in the width direction of the skeleton member. Has corners. Then, the distance between the first corner portion and one ridge line of the skeleton member adjacent to the first corner portion is such that the distance between the second corner portion and the other ridge line of the skeleton member adjacent to the second corner portion is the opening. Since the first corner is closer to the ridgeline of the face wall than the second corner, the first corner becomes a buckling point. The ridgeline buckles ahead of the other ridgelines. Therefore, an opening can be formed in the skeleton member in accordance with the direction in which the buckling deformation is desired to be induced, and the buckling deformation direction of the skeleton member can be arbitrarily set.
ここで、開口部は、四角形状とされ、骨格部材の長手方向において対向する一対の第3角部及び第4角部を有しており、第1角部の開角θ1、第2角部の開角θ2、第3角部の開角θ3及び第4角部の開角θ4は、θ1>θ2>θ3=θ4の関係を満たすことが好ましい。このような構成を採用した場合、骨格部材がくの字状に安定的に変形し、骨格部材の座屈変形をより好適に誘導することができる。これにより、骨格部材の折れモードの安定化を図ることができる。 Here, the opening has a quadrangular shape and has a pair of third and fourth corners facing each other in the longitudinal direction of the skeleton member. The opening angle θ 1 and the second corner of the first corner are provided. The opening angle θ 2 of the portion, the opening angle θ 3 of the third corner portion, and the opening angle θ 4 of the fourth corner portion preferably satisfy the relationship of θ 1 > θ 2 > θ 3 = θ 4 . When such a configuration is adopted, the skeleton member is stably deformed into a U-shape, and the buckling deformation of the skeleton member can be more suitably induced. Thereby, stabilization of the bending mode of a frame member can be aimed at.
また、面壁に多角形状の開口部を設けた車両の骨格を形成する骨格部材を備え、開口部は広角の角部と当該広角の角部よりも狭い狭角の角部とを有し、広角の角部を荷重に対する座屈点とした場合でも、この広角の角部の方から座屈が始まるため、上記と同様に、骨格部材の座屈変形の方向を任意に設定することができる。 In addition, a skeleton member that forms a skeleton of a vehicle provided with a polygonal opening on the face wall, the opening includes a wide-angle corner and a narrow-angle corner that is narrower than the wide-angle corner. Even when the corner portion is set as the buckling point with respect to the load, the buckling starts from the wide-angle corner portion, so that the direction of the buckling deformation of the skeleton member can be arbitrarily set as described above.
本発明によれば、骨格部材の座屈変形の方向を任意に設定することができる。 According to the present invention, the direction of buckling deformation of the skeleton member can be set arbitrarily.
以下、本発明に係る車両骨格構造の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、「上」「下」「前」「後」等の語は、車両の上下方向、前後方向に対応したものである。 Hereinafter, embodiments of a vehicle skeleton structure according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, terms such as “up”, “down”, “front”, and “rear” correspond to the vertical direction and the front-rear direction of the vehicle.
図1は、本発明の一実施形態に係る車両骨格構造を示す斜視図、図2は、図1に示す車両骨格構造を上から見た図である。 FIG. 1 is a perspective view showing a vehicle skeleton structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view of the vehicle skeleton structure shown in FIG. 1 as viewed from above.
図1に示すように、車両骨格構造1は、フロントサイドメンバ(骨格部材)2を備えている。このフロントサイドメンバ2は、自動車等の車体の左右の骨格を形成するものであり、エンジン(図示しない)を挟むようにして車幅方向側に一対配置される。このフロントサイドメンバ2は、上面部3、下面部4、及び一対の側面部5,6が接合された閉断面の中空構造を有している。
As shown in FIG. 1, the
ここで、図1及び図2に示すように、上面部3には、開口部7が設けられている。この開口部7は、車両衝突時の衝突荷重によるフロントサイドメンバ2の座屈変形の方向を任意の方向に誘導するためのものであり、図2に示すように、上面部3において一方側(図示下側)に偏倚して設けられている。
Here, as shown in FIGS. 1 and 2, the
具体的には、開口部7は、四角形状とされており、フロントサイドメンバ2の幅方向(図示上下方向)において対向する一対の第1角部S1及び第2角部S2と、フロントサイドメンバ2の長手方向において対向する一対の第3角部S3及び第4角部S4とを有している。
Specifically, the
第1角部S1は、その開角がθ1とされており、近接するフロントサイドメンバ2の稜線(一の稜線)R1との間の距離がXとなる位置に形成されている。この第1角部S1に対向する第2角部S2は、その開角がθ2とされており、近接するフロントサイドメンバ2の稜線(他の稜線)R2との間の距離がYとなる位置に形成されている。
First corner portion S1, the provided opening angle is the theta 1, the distance between the
そして、第1角部S1における距離Xは、第2角部S2における距離Yよりも小さく(X<Y)となっており、これにより、開口部7は、上面部3において稜線R1側に偏倚して設けられている。
The distance X in the first corner portion S1 is smaller than the distance Y in the second corner portion S2 (X <Y), whereby the
また、第3角部S3及び第4角部S4は、第1角部S1と第2角部S2との間の中心よりも第1角部S1寄りに形成されている。これにより、第1角部S1の開度θ1は、第2角部S2の開度θ2よりも大きくなっている。 Further, the third corner portion S3 and the fourth corner portion S4 are formed closer to the first corner portion S1 than the center between the first corner portion S1 and the second corner portion S2. Thus, the opening theta 1 of the first corner portion S1 is larger than the opening degree theta 2 of the second corner S2.
第3角部S3は、その開角がθ3とされており、この開角θ3は、第1角部S1の開角θ1及び第2角部S2の開角θ2よりも小さくなっている。この第3角部S3に対向する第4角部S4は、その開角がθ4とされており、この開角θ4は、第3角部S3の開角θ3と同じ開度(θ3=θ4)となっている。従って、開口部7における各角部S1〜S4の開角θ1〜θ4の関係は、θ1>θ2>θ3=θ4となっている。
Third corner portion S3 is that which opening angle is the theta 3, the opening angle theta 3 is smaller than the opening angle theta 2 of the opening angle theta 1 and the second corner portion S2 of the first corner portion S1 ing. Fourth corner portion S4 for facing the third corner portion S3 is that which opening angle is a theta 4, the opening angle theta 4 is the same opening as the opening angle theta 3 of the third corner Portion S3 (theta 3 = θ 4 ). Therefore, the relationship between the opening angles θ 1 to θ 4 of the corners S1 to S4 in the
また、図1に示すように、下面部4にも上述した開口部7と同様の構成を有する開口部8が設けられている。すなわち、開口部8は、四角形状とされており、フロントサイドメンバ2の幅方向において対向する一対の第1角部S1及び第2角部S2と、フロントサイドメンバ2の長手方向において対向する一対の第3角部S3及び第4角部S4とを有し、X<Y、θ1>θ2>θ3=θ4の関係となっている。
Further, as shown in FIG. 1, the
次に、以上のような構成を有する車両骨格構造1の作用・効果について図1〜図4を参照しながら説明する。図3は、図1に示す車両骨格構造が座屈変形した状態を示す図、図4は、図3に示す車両骨格構造がさらに座屈変形した状態を示す図である。
Next, operations and effects of the
図2に示すように、フロントサイドメンバ2に対して前方(図示右側)から衝突荷重Fが加えられた場合、まず第1角部S1と稜線R1との間の距離Xが第2角部S2と稜線R2との間の距離Yよりも小さいため、図3に示すように、第1角部S1を座屈点(支点)にしてフロントサイドメンバ2の側面部5側がくの字状に座屈変形する。続いて、第2角部S1よりも開角の小さい第3角部S3及び第4角部S4に応力が集中し、座屈変形が促進される。このとき、第3角部S3及び第4角部S4よりも開角の大きい第2角部S2に加わる応力は小さいため、フロントサイドメンバ2が矢印Aで示す方向に、すなわち第3角部S3及び第4角部S4が潰れるように安定的に変形する。そして、このように第3角部S3及び第4角部S4が開口部7の内側に引き込まれるため、第2角部S2に応力が集中し、図4に示すように、フロントサイドメンバ2の側面部6側がくの字状に座屈変形する。
As shown in FIG. 2, when a collision load F is applied to the
このように、本実施形態にあっては、フロントサイドメンバ2の上面部3及び下面部4に多角形状の開口部7,8が設けられており、この開口部7,8がフロントサイドメンバ2の幅方向において対向する一対の第1角部S1及び第2角部S2を有し、開口部7は、第1角部S1とこの第1角部S1に近接するフロントサイドメンバ2の稜線R1との間の距離Xが、第2角部S2とこの第2角部S2に近接するフロントサイドメンバ2の稜線R2との間の距離Yよりも短くなるように、つまり第1角部S1の方が第2角部S2よりも上面部3及び下面部4の稜線R1に近くなるように形成されているので、第1角部S1が座屈点となり、稜線R1の方が稜線R2よりも先に座屈する。従って、座屈変形させたい方向に応じてフロントサイドメンバ2に開口部7,8を形成して座屈変形を誘導でき、フロントサイドメンバ2の座屈変形の方向を任意に設定することができる。これにより、衝突負荷の軽減を好適に図ることができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、開口部7,8は、四角形状とされ、フロントサイドメンバ2の長手方向において対向する一対の第3角部S3及び第4角部S4を有しており、第1角部S1の開角θ1、第2角部S2の開角θ2、第3角部S3の開角θ3及び第4角部S4の開角θ4は、θ1>θ2>θ3=θ4の関係を満たすので、フロントサイドメンバ2がくの字状に安定的に変形し、フロントサイドメンバ2の座屈変形をより好適に誘導できる。これにより、フロントサイドメンバ2の折れモードの安定化を図ることができる。
The
なお、開口部が、広角の角部と当該広角の角部よりも狭い狭角の角部とを有し、広角の角部を荷重に対する座屈点とした場合でも、この広角の角部の方から座屈が始まるため、前述したのと同様に、骨格部材の座屈変形の方向を任意に設定することができる。 Even if the opening has a wide-angle corner and a narrow-angle corner narrower than the wide-angle corner, and the wide-angle corner is used as a buckling point for a load, Since buckling starts from the direction, the direction of buckling deformation of the skeletal member can be arbitrarily set as described above.
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態においては、フロントサイドメンバ2を閉断面の中空構造を有する部材としたが、柱状の部材であってもよい。要は、フロントサイドメンバ2の座屈変形を誘導するための開口部を形成可能な部材であればよい。
The present invention has been specifically described above based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、開口部7をフロントサイドメンバ2の上面部3及び開口部8を下面部4に設けたが、フロントサイドメンバ2の少なくとも一つの面壁に設けられればよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
さらに、特に好適であるとしてフロントサイドメンバ2に対する適用を述べているが、骨格部材全般に適用可能である。
Furthermore, although the application to the
1…車両骨格構造、2…フロントサイドメンバ(骨格部材)、3…上面部(面壁)、4…下面部(面壁)、7,8…開口部、R1…稜線(一の稜線)、R2…稜線(他の稜線)、S1…第1角部、S2…第2角部、S3…第3角部、S4…第4角部。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記骨格部材の少なくとも一つの面壁には、多角形状の開口部が設けられており、
前記開口部は、四角形状とされ、前記骨格部材の幅方向において対向する一対の第1角部及び第2角部と、前記骨格部材の長手方向において対向する一対の第3角部及び第4角部とを有すると共に、前記第1角部と当該第1角部に近接する前記骨格部材の一の稜線との間の距離が、前記第2角部に近接する前記骨格部材の他の稜線との間の距離よりも短くなるように形成されており、
前記第1角部の開角θ 1 、前記第2角部の開角θ 2 、前記第3角部の開角θ 3 及び前記第4角部の開角θ 4 は、
θ 1 >θ 2 >θ 3 =θ 4 の関係を満たすことを特徴する車両骨格構造。 A skeleton member that forms the skeleton of the vehicle,
A polygonal opening is provided on at least one face wall of the skeleton member,
The opening has a quadrangular shape, and a pair of first and second corners opposing each other in the width direction of the skeleton member, and a pair of third corners and fourth opposing each other in the longitudinal direction of the skeleton member. And a distance between the first corner and one ridge line of the skeleton member adjacent to the first corner is the other ridge line of the skeleton member close to the second corner. It is formed to be shorter than the distance between the,
Opening angle theta 1 of the first corner part, open angle theta 2 of the second corner, open angle theta 4 opening angle theta 3 and the fourth corner portion of the third corner portion,
A vehicle skeleton structure characterized by satisfying a relationship of θ 1 > θ 2 > θ 3 = θ 4 .
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