JP5853411B2 - Vehicle frame structure - Google Patents
Vehicle frame structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP5853411B2 JP5853411B2 JP2011107310A JP2011107310A JP5853411B2 JP 5853411 B2 JP5853411 B2 JP 5853411B2 JP 2011107310 A JP2011107310 A JP 2011107310A JP 2011107310 A JP2011107310 A JP 2011107310A JP 5853411 B2 JP5853411 B2 JP 5853411B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- surface portion
- body frame
- vehicle body
- sides
- frame
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Body Structure For Vehicles (AREA)
Description
この発明は、自動車等の車両における車体の一部を構成する車両用フレームの構造に関し、より詳しく言えば、閉断面状に形成された車両用フレームの構造に関する。 The present invention relates to a structure of a vehicle frame constituting a part of a vehicle body in a vehicle such as an automobile, and more particularly to a structure of a vehicle frame formed in a closed cross-sectional shape.
周知のように、自動車等の車両における車体の一部を構成するピラーやサイドシルなどの車両用フレーム(車体フレーム)は一般に、閉断面状に形成されている。また、車体フレームとしては、断面ハット状に形成した2枚の板状部材のフランジ部を互いに重ね合わせて閉断面状に形成した車体フレームの内部に、両側のフランジ接合部同士をつなぐように補強部材を追加して補強するようにしたものが一般に知られている(例えば特許文献1参照)。 As is well known, a vehicle frame (body frame) such as a pillar or a side sill constituting a part of a vehicle body in a vehicle such as an automobile is generally formed in a closed cross-sectional shape. In addition, the body frame is reinforced so that the flange joints on both sides are connected to each other inside the body frame formed in a closed cross-sectional shape by overlapping the flanges of two plate-shaped members formed in a cross-sectional hat shape. A member that is reinforced by adding a member is generally known (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、閉断面状に形成された車体フレームの内部に両側のフランジ部同士をつなぐように補強部材を追加して補強する場合、補強部材によって重量の増加を招くこととなるので、ピラーやサイドシルなどの車体フレームにおいては、如何に重量の増加を抑制しつつ補強するかが重要な課題となっている。 However, when a reinforcing member is added and reinforced so that the flanges on both sides are connected to each other inside the body frame formed in a closed cross-sectional shape, the reinforcing member causes an increase in weight, so pillars, side sills, etc. In the body frame, how to reinforce while suppressing an increase in weight is an important issue.
一方、ピラーやサイドシルなどの車体フレームにおいては、例えば側突時などに乗員の安全性を確保するため、車体フレームに外部から荷重が作用した場合においても、車体フレームが車内側へ変形しないように、車体フレームの曲げ強度を高めることが求められている。 On the other hand, in the case of body frames such as pillars and side sills, for example, to ensure the safety of the occupant in the event of a side collision, the body frame should not be deformed to the inside of the vehicle even when an external load is applied to the body frame. Therefore, it is required to increase the bending strength of the body frame.
閉断面状に形成された車体フレームに外部から荷重が作用して曲げ変形する場合には、荷重が作用した時に圧縮方向の力が作用する第1面部が荷重の入力方向に沿って車体フレームの内方側へ変形し、この変形に伴って該第1面部に隣接する面部が車体フレームの外方側に膨らんで面外変形が生じることが知られている。 When a load is applied to the vehicle body frame formed in a closed cross-sectional shape to bend and deform, the first surface portion to which a force in the compression direction acts when the load is applied is formed along the load input direction of the vehicle body frame. It is known that the inner surface is deformed inward, and the surface portion adjacent to the first surface portion swells to the outer side of the vehicle body frame to cause out-of-plane deformation.
従って、外部から荷重が作用することがある車体フレームにおいては、車体フレームの内方側への第1面部の曲げ変形に伴って変形する該第1面部に隣接する面部の外方側への変形を抑制することができれば、車体フレーム全体の曲げ変形を有効に抑制することができ、車体フレーム全体の曲げ強度を高めることができると考えられる。 Therefore, in a vehicle body frame in which a load may be applied from the outside, the deformation of the surface portion adjacent to the first surface portion deformed in accordance with the bending deformation of the first surface portion toward the inward side of the vehicle body frame. If it can be suppressed, it is considered that the bending deformation of the entire body frame can be effectively suppressed, and the bending strength of the entire body frame can be increased.
前記特許文献1に記載されるように、車体フレームの内部に両側のフランジ部同士をつなぐように補強部材を追加することで、外部から荷重が作用した時に車体フレームの内方側への第1面部の曲げ変形に伴って変形する該第1面部に隣接する面部の外方側への変形を抑制することができるものの、比較的大きな重量を占める車体フレームにおいてはより一層の軽量化が求められており、重量効率の高い車体フレームが望まれている。 As described in Patent Document 1, by adding a reinforcing member so as to connect the flange portions on both sides to the inside of the body frame, the first inward side of the body frame when a load is applied from the outside. Although it is possible to suppress the outward deformation of the surface portion adjacent to the first surface portion that deforms due to the bending deformation of the surface portion, a further reduction in weight is required for a body frame that occupies a relatively large weight. Therefore, a body frame with high weight efficiency is desired.
そこで、本発明は、重量の増加を抑制しつつフレームの曲げ強度を向上させることができる車両用フレーム構造を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the frame structure for vehicles which can improve the bending strength of a flame | frame, suppressing the increase in a weight.
このため、本願の請求項1に係る発明は、車体の一部を構成し、閉断面状に形成されたフレームを有する車両用フレーム構造であって、前記フレームは、外部から荷重が作用した時に圧縮方向の力が作用する第1面部と、該第1面部に対向し、引張方向の力が作用する第2面部と、該フレームの第1面部と第2面部との間に位置し、該第1面部と第2面部との間でそれぞれ角部を形成する両側の第3面部とを有し、前記第1面部と前記両側の第3面部との間に形成される両側の前記角部がそれぞれ前記フレームの断面において曲線状に延在する曲線部で形成されるとともに前記第3面部における前記曲線部に隣接する部分が前記フレームの断面において直線状に延在する直線部で形成され、前記フレームは、両側の前記第3面部における前記曲線部と前記直線部との境界部どうしを連結する第1連結部を有し、前記第1連結部は、平板状に形成され、前記フレームの長手方向に沿って延びている、ことを特徴としたものである。 For this reason, the invention according to claim 1 of the present application is a vehicle frame structure that forms a part of a vehicle body and has a frame formed in a closed cross-sectional shape, and when the frame receives a load from the outside, A first surface portion on which a force in the compression direction acts; a second surface portion on which the force in the tensile direction acts on the first surface portion; and a first surface portion and a second surface portion of the frame; The corner portions on both sides formed between the first surface portion and the third surface portions on both sides, each having a third surface portion on both sides forming a corner portion between the first surface portion and the second surface portion, respectively. Each of which is formed by a curved portion extending in a curved shape in the cross section of the frame and a portion adjacent to the curved portion in the third surface portion is formed by a linear portion extending linearly in the cross section of the frame, The frame has the third surface portion on both sides. Having a first connecting portion for connecting the boundary portion to each other between the line portion and the straight portion, the first connection portion is formed in a flat plate shape, and extends in the longitudinal direction of the frame, the It is a feature.
また、本願の請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において、前記第1面部は、両側の前記曲線部の間の部分が直線状に延在する直線部で形成され、前記第1連結部は、前記第1面部の直線部と略平行に設けられている、ことを特徴としたものである。 The invention according to claim 2 of the present application is the invention according to claim 1, wherein the first surface portion is formed by a linear portion in which a portion between the curved portions on both sides extends linearly, The one connecting portion is provided substantially parallel to the straight portion of the first surface portion.
更に、本願の請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2に係る発明において、前記フレームは、前記第1面部と前記第1連結部とを連結する第2連結部を有し、前記第2連結部は、前記フレームの長手方向と直交する方向において前記第1面部に対して略垂直方向に延びている、ことを特徴としたものである。 Furthermore, in the invention according to claim 3 of the present application, in the invention according to claim 1 or claim 2, the frame has a second connecting portion that connects the first surface portion and the first connecting portion, The second connecting portion extends in a direction substantially perpendicular to the first surface portion in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the frame.
また更に、本願の請求項4に係る発明は、請求項3に係る発明において、前記フレームは、前記第1面部における両側の第3面部側及び両側の第3面部の間の中央側をそれぞれ前記第1連結部と連結するように設けられた前記第2連結部を有している、ことを特徴としたものである。 Still further, the invention according to claim 4 of the present application is the invention according to claim 3, wherein the frame has the third surface portion side on both sides and the center side between the third surface portions on both sides of the first surface portion, respectively. It has the said 2nd connection part provided so that it might connect with a 1st connection part, It is characterized by the above-mentioned.
また更に、本願の請求項5に係る発明は、請求項3に係る発明において、前記フレームは、前記第1面部における両側の第3面部側をそれぞれ前記第1連結部と連結するように設けられた前記第2連結部を有している、ことを特徴としたものである。
Still further, the invention according to
また更に、本願の請求項6に係る発明は、請求項3に係る発明において、前記第2連結部は、前記第1面部における両側の第3面部の間の中央側を前記第1連結部と連結するように設けられた前記第2連結部を有している、ことを特徴としたものである。
Still further, in the invention according to
また更に、本願の請求項7に係る発明は、請求項1から請求項6の何れか1項に係る発明において、前記フレームは、車体側面部に設けられた前後のドア開口部の間に位置して車体上下方向に延びるセンタピラーである、ことを特徴としたものである。 Furthermore, the invention according to claim 7 of the present application is the invention according to any one of claims 1 to 6, wherein the frame is positioned between the front and rear door openings provided on the side surface of the vehicle body. Thus, the center pillar extends in the vertical direction of the vehicle body.
本願の請求項1に係る車両用フレーム構造によれば、閉断面状に形成されたフレームは、外部から荷重が作用した時に圧縮方向の力が作用する第1面部と、引張方向の力が作用する第2面部と、フレームの第1面部と第2面部との間に位置する両側の第3面部とを有し、第1面部と両側の第3面部との間に形成される両側の角部がそれぞれ曲線部で形成されるとともに第3面部における曲線部に隣接する部分が直線部で形成され、フレームは、両側の第3面部における曲線部と直線部との境界部どうしを連結する第1連結部を有し、第1連結部は、平板状に形成され、フレームの長手方向に沿って延びている。 According to the vehicle frame structure according to claim 1 of the present application, the frame formed in the closed cross-sectional shape has a first surface portion on which a force in the compression direction acts when a load acts from the outside, and a force in the tension direction acts. And both corners formed between the first surface portion and the third surface portions on both sides. The second surface portion includes a second surface portion and a third surface portion on both sides positioned between the first surface portion and the second surface portion of the frame. Each part is formed by a curved part and a part adjacent to the curved part in the third surface part is formed by a straight part, and the frame connects the boundary part between the curved part and the straight part in the third surface part on both sides. It has a first connecting portion, the first connecting portion is formed in a flat plate shape, and extends in the longitudinal direction of the frame.
これにより、外部から荷重が作用した時に、フレームの内方側への第1面部の変形に伴って第1面部の両側の第3面部が外方側に膨らんで変形することを、両側の第3面部における曲線部と直線部との境界部どうしを連結する第1連結部によって有効に抑制することができるので、重量の増加を抑制しつつフレームの曲げ強度を向上させることができる。また、フレームの内方側への第1面部の変形に伴って、第1連結部がフレームの内方側へ変形される際には、第1連結部が両側の第3面部をフレームの内方側へ引っ張るように作用するので、両側の第3面部が外方側に膨らんで変形することを抑制することができ、前記効果を有効に得ることができる。また、軽量化を図ることができるので、燃費を改善することができ、省エネルギー効果を高めることができる。 Thus, when a load is applied from the outside, the third surface portion on both sides of the first surface portion swells outwardly and deforms with the deformation of the first surface portion toward the inward side of the frame. Since it can suppress effectively by the 1st connection part which connects the boundary part of the curved part and linear part in a 3 surface part, the bending strength of a flame | frame can be improved, suppressing the increase in a weight. In addition, when the first connecting portion is deformed to the inner side of the frame along with the deformation of the first surface portion toward the inner side of the frame, the first connecting portion causes the third surface portions on both sides to move into the inner side of the frame. Since it acts so that it may pull to the side, it can suppress that the 3rd surface part of both sides swells outward and deform | transforms, The said effect can be acquired effectively. Moreover, since weight reduction can be achieved, a fuel consumption can be improved and the energy saving effect can be heightened.
また、本願の請求項2に係る発明によれば、第1面部は、両側の曲線部の間の部分が直線部で形成され、第1連結部は、第1面部の直線部と略平行に設けられていることにより、外部から荷重が作用した時に第1連結部の両側に作用する荷重を略等しくすることができるので、両側の第3面部の外方側への変形をより有効に抑制することができる。 According to the invention of claim 2 of the present application, the first surface portion is formed by a straight portion between the curved portions on both sides, and the first connecting portion is substantially parallel to the straight portion of the first surface portion. By being provided, the load acting on both sides of the first connecting portion when a load is applied from the outside can be made substantially equal, so that the deformation of the third surface portion on both sides to the outer side is more effectively suppressed. can do.
更に、本願の請求項3に係る発明によれば、フレームは、第1面部と第1連結部とを連結する第2連結部を有し、第2連結部は、前記フレームの長手方向と直交する方向において第1面部に対して略垂直方向に延びていることにより、フレームの内方側への第1面部の変形に伴って、第2連結部を介して第1連結部をフレームの内方側へ変形させることができるので、第1連結部が両側の第3面部をフレームの内方側へ引っ張るように作用することができ、前記効果をより有効に奏することができる。 Further, according to the invention of claim 3 of the present application, the frame has a second connecting portion that connects the first surface portion and the first connecting portion, and the second connecting portion is orthogonal to the longitudinal direction of the frame. In the direction to extend in the direction substantially perpendicular to the first surface portion, the first connection portion is moved inside the frame via the second connection portion with the deformation of the first surface portion toward the inner side of the frame. Therefore, the first connecting portion can act so as to pull the third surface portions on both sides toward the inward side of the frame, and the effect can be more effectively achieved.
また更に、本願の請求項4に係る発明によれば、フレームは、第1面部における両側の第3面部側及び両側の第3面部の間の中央側をそれぞれ第1連結部と連結するように設けられた第2連結部を有していることにより、前記効果をより具体的に実現することができる。 Still further, according to the invention according to claim 4 of the present application, the frame is connected to the first connection portion at the third surface portion side on both sides of the first surface portion and the center side between the third surface portions on both sides. By having the 2nd connection part provided, the said effect can be implement | achieved more concretely.
また更に、本願の請求項5に係る発明によれば、フレームは、第1面部における両側の第3面部側をそれぞれ第1連結部と連結するように設けられた第2連結部を有していることにより、前記効果をより具体的に実現することができる。
Still further, according to the invention according to
また更に、本願の請求項6に係る発明によれば、フレームは、第1面部における両側の第3面部の間の中央側を第1連結部と連結するように設けられた第2連結部を有していることにより、前記効果をより具体的に実現することができる。
Still further, according to the invention of
また更に、本願の請求項7に係る発明によれば、フレームは、車体側面部に設けられた前後のドア開口部の間に位置して車体上下方向に延びるセンタピラーであることにより、重量の増加を抑制しつつセンタピラーの曲げ強度を向上させることができ、例えば側突時などにセンタピラーに外部から荷重が作用した時にセンタピラーが曲げ変形されることを有効に抑制することができる。 Furthermore, according to the invention of claim 7 of the present application, the frame is a center pillar that is positioned between the front and rear door openings provided on the side surface of the vehicle body and extends in the vertical direction of the vehicle body. It is possible to improve the bending strength of the center pillar while suppressing the increase. For example, it is possible to effectively suppress the center pillar from being bent and deformed when a load is applied to the center pillar from the outside, for example, in a side collision.
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、「上」、「下」、「右」、「左」及びそれらの用語を含む別の用語など特定の方向を意味する用語を使用するが、それらの使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the following description, terms that mean a specific direction such as “up”, “down”, “right”, “left” and other terms including those terms are used. In order to facilitate understanding of the referenced invention, the technical scope of the present invention is not limited by the meaning of these terms.
本願発明者等は、閉断面状に形成されたフレームを有する車両用フレーム構造において、重量の増加を抑制しつつフレームの曲げ強度を向上させることができる車両用フレーム構造の開発にあたり、先ず、閉断面状に形成された車体フレームに外部から曲げ荷重を入力して車体フレームが曲げ変形する際の変形挙動について、CAE(Computer Aided Enginnering)によるシミュレーション解析を行った。 In developing a vehicle frame structure that can improve the bending strength of a frame while suppressing an increase in weight in a vehicle frame structure having a frame formed in a closed cross-sectional shape, the inventors of the present application firstly close the frame. A simulation analysis by CAE (Computer Aided Engineering) was performed on the deformation behavior when the body frame was bent and deformed by inputting a bending load from the outside to the body frame formed in a cross-sectional shape.
図12は、閉断面状に形成された車体フレームを示す斜視図である。図12に示すように、底面部111、121、側面部112、122及びフランジ部113、123を備え断面ハット状に形成した2枚の金属製の板状部材110、120のフランジ部113、123を互いに重ね合わせることにより、第1の板状部材110と第2の板状部材120とによって閉断面状に形成された車体フレーム101を解析モデルとして用い、シミュレーション解析を行った。
FIG. 12 is a perspective view showing a vehicle body frame formed in a closed cross-sectional shape. As shown in FIG. 12,
図13は、車体フレームの曲げ変形挙動を解析するためのシミュレーションについて説明するための説明図であり、図14は、図12に示す車体フレームの曲げ変形挙動をシミュレーション解析した結果を示す斜視図、図15は、図14における車体フレームの屈曲部を示す断面図である。なお、図14では、荷重を付加する圧子を省略して示すとともにフレーム各部の変形量の大小を色の濃淡で表し、変形量が大きいほど濃い色で表している。また、図14及び図15では、フレームの曲げ変形の進行状態を(a)、(b)、(c)、(d)の順に表している。 FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining a simulation for analyzing the bending deformation behavior of the vehicle body frame, and FIG. 14 is a perspective view showing a result of simulation analysis of the bending deformation behavior of the vehicle body frame shown in FIG. 15 is a cross-sectional view showing a bent portion of the vehicle body frame in FIG. In FIG. 14, the indenter to which the load is applied is omitted, and the deformation amount of each part of the frame is represented by shades of color, and the larger the deformation amount, the darker the color. 14 and 15 show the progress of the bending deformation of the frame in the order of (a), (b), (c), and (d).
図13(a)に示すように、第1の板状部材110の底面部111が上側になるように配置した状態で、所定長さX1を有する車体フレーム101を、この長さX1より短い所定距離X2だけ離間させた2つの固定点131で支持させ、2つの固定点131の中間位置に対応する車体フレーム101の上面部である第1の板状部材110の底面部111の長手方向における中央部P1に上方から圧子132を一定速度で下降させ、圧子132を介して、側突時などに外部から入力される荷重を模擬した荷重Fを車体フレーム101に作用させ、車体フレーム101の曲げ変形挙動を調べた。
As shown in FIG. 13 (a), a
車体フレーム101に外部から曲げ荷重Fが作用する場合、図13(b)に示すように、車体フレーム101は下側に凸状に湾曲して変形し、上面部111では長手方向両端から圧縮方向の力が作用して圧縮応力が生じ、車体フレーム101の下面部である第2の板状部材120の底面部121では長手方向両端から引張方向の力が作用して引張応力が生じることとなる。また、車体フレーム101の両側の側面部である第1の板状部材110の側面部112及び第2の板状部材120の側面部122には、中立軸105より上面部111側では圧縮応力が生じ、中立軸105より下面部121側では引張応力が生じることとなる。
When a bending load F acts on the
図14及び図15の(a)に示すように、圧子132が車体フレーム101の上方から下降して車体フレーム101に接触すると、車体フレーム101の上面部111及び下面部121において応力が生じ始める。そして、図14及び図15の(b)、(c)、(d)に示すように、圧子132の下降ストロークが大きくなるにつれて、車体フレーム101が下側に凸状に湾曲して変形され、車体フレーム101は、上面部111で圧縮方向の力が作用し、下面部121で引張方向の力が作用し、荷重Fが付加される中央部P1から曲げ変形される。
As shown in FIG. 14 and FIG. 15A, when the
また、図15(b)において矢印d1で示すように、車体フレーム101の上面部111が車体フレーム101の内方側へ変形され、この変形に伴って、図15(b)において矢印d2で示すように、上面部111に隣接する側面部112、122が車体フレーム101の長手方向と直交する方向である直交断面方向において外方側に膨らんで面外変形を生じる。
Further, as shown by an arrow d1 in FIG. 15B, the
具体的には、図15において右側に位置する車体フレーム101の側面部112、122が右側に膨らむとともに図15において左側に位置する車体フレーム101の側面部112、122が左側に膨らんで変形し、図14における変形箇所αで示すように、車体フレーム101の上面部111と側面部112、122、具体的には第1の板状部材110の側面部112との間に形成される角部101aに変形量の大きい部分が生じて車体フレーム101が曲げ変形される。
Specifically, the
このシミュレーション解析結果から、閉断面状に形成された車体フレーム101に外部から荷重Fが作用して曲げ変形する場合には、荷重Fが作用した時に圧縮方向の力が作用する上面部111が荷重Fの入力方向に沿って車体フレーム101の内方側へ変形し、この変形に伴って上面部111に隣接する側面部112、122が車体フレーム101の外方側に膨らんで面外変形が生じ、車体フレーム101が曲げ変形されることが分かる。
From this simulation analysis result, when the load F acts on the
従って、車体フレーム101に外部から荷重が作用した時に、圧縮方向の力が作用する上面部111と引張方向の力が作用する下面部121との間に位置して上面部111との間で角部101aを形成する両側の側面部112、122の外方側への変形を効果的に抑制することができれば、車体フレーム101の曲げ強度を効果的に高めることができると考えられる。
Therefore, when a load is applied to the
以下、本発明の実施形態に係る車両用フレーム構造について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る車両用フレーム構造を適用した車体フレームを示す斜視図であり、図2は、図1におけるY2−Y2線に沿った車体フレームの断面図である。
Hereinafter, a vehicle frame structure according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a perspective view showing a vehicle body frame to which the vehicle frame structure according to the first embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the vehicle body frame taken along line Y2-Y2 in FIG. is there.
図1及び図2に示すように、本発明の第1の実施形態に係る車両用フレーム構造を適用した車体フレーム1は、例えば車体側面部に設けられた前後のドア開口部の間に位置して車体上下方向に延びるセンタピラーや車体下部において車体前後方向に延びるように配設されたサイドシルなどに適用することができるものであり、鋼板などの金属製の板状素材を断面ハット状にプレス加工して得られる第1の板状部材10と第2の板状部材20とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle body frame 1 to which the vehicle frame structure according to the first embodiment of the present invention is applied is positioned, for example, between front and rear door openings provided on the side surface of the vehicle body. It can be applied to center pillars that extend in the vertical direction of the vehicle body and side sills that extend in the longitudinal direction of the vehicle body at the lower part of the vehicle body. Metal plate materials such as steel plates are pressed into a cross-sectional hat shape. A
これら第1及び第2の板状部材10、20はそれぞれ、略平面状に形成される底面部11、21と、底面部11、21の両側において底面部11、21から所定角度を有するように延び、略平面状に形成される側面部12、22と、側面部12、22から底面部11、22と平行に外側に延びるフランジ部13、23とを備え、断面ハット状に形成されている。
The first and second plate-
そして、第1の板状部材10と第2の板状部材20とが、第1の板状部材10のフランジ部13と第2の板状部材20のフランジ部23とを重ね合わせて溶接等によって接合されることにより、第1の板状部材10の底面部11と第2の板状部材20の底面部21が対向するとともに第1の板状部材10の底面部11と第2の板状部材20の底面部21との間に位置する第1の板状部材10の両側の側面部12及び第2の板状部材20の両側の側面部22がそれぞれ対向し、車体フレーム1は、閉断面状に形成されている。
And the 1st plate-shaped
図2に示すように、車体フレーム1では、第1の板状部材10の底面部11と両側の側面部12との間にそれぞれ角部1aが形成され、この角部1aは、車体フレーム1の長手方向と直交する方向である直交断面方向において曲線状に延在し、所定の曲率半径を有する曲線部1cで形成されている。また、第2の板状部材20の底面部21と両側の側面部22との間にそれぞれ形成される角部1bについても、前記直交断面方向において曲線状に延在し、所定の曲率半径を有する曲線部で形成されている。
As shown in FIG. 2, in the vehicle body frame 1,
車体フレーム1ではまた、第1の板状部材10の両側の側面部12においてそれぞれ曲線部1cに隣接する部分が前記直交断面方向において直線状に延在する直線部12aで形成されるとともに、第1の板状部材10の底面部11において両側の曲線部1cの間の部分が前記直交断面方向において直線状に延在する直線部11aで形成されている。
In the vehicle body frame 1, portions of the
本実施形態ではまた、第1の板状部材10の底面部11と第2の板状部材20の底面部21との間において第1の板状部材10の両側の側面部12を連結する略平板状の第1の補強部材30が取り付けられている。この第1の補強部材30は、鋼板などの金属製の板状素材から形成され、車体フレーム1の長手方向に沿って延びるとともに、第1の板状部材10の両側の側面部12における曲線部1cと直線部12aとの境界部12bどうしを連結するように両側の側面部12に溶接等によって接合されている。
In the present embodiment, the
車体フレーム1では、第1の板状部材10の底面部11と両側の側面部12との間の両側の角部1aがそれぞれ所定の曲率半径を有する曲線部1cで形成されるとともに曲線部1cの曲率半径が等しくなるように形成され、第1の補強部材30は、第1の板状部材10の底面部11の直線部11aと略平行に設けられている。
In the vehicle body frame 1, the
このようにして構成される車体フレーム1では、外部から曲げ荷重が入力されることが想定される方向に第1の板状部材10の底面部11が対向するように配置される。これにより、外部から曲げ荷重が作用する時に、第1の板状部材10の底面部11に圧縮方向の力が作用し、第2の板状部材20の底面部21に引張方向の力が作用することとなる。
The vehicle body frame 1 configured as described above is arranged so that the
このように、本発明の第1の実施形態に係る車体フレーム1は、外部から荷重が作用した時に圧縮方向の力が作用する第1面部11と、第1面部11に対向し、引張方向の力が作用する第2面部21と、車体フレーム1の第1面部11と第2面部21との間に位置する両側の第3面部12、22とを有し、第1面部11と両側の第3面部12、22との間に形成される両側の角部1aが曲線部1cで形成されるとともに第3面部12、22の曲線部1cに隣接する部分が直線部12aで形成され、車体フレーム1は、両側の第3面部12、22における曲線部1cと直線部12aとの境界部12bどうしを連結する第1連結部30を有している。
As described above, the vehicle body frame 1 according to the first embodiment of the present invention is opposed to the
本実施形態ではまた、本発明の第1の実施形態に係る車体フレーム1について、図12に示す車体フレーム101と同様に、圧子を介して外部から荷重を作用したときの曲げ荷重をシミュレーション解析により評価した。なお、車体フレーム1は、第1の補強部材30を追加すること以外は図12に示した車体フレーム101と同様のものを用いて評価した。
In the present embodiment, similarly to the
具体的には、車体フレーム1について、第1の板状部材10を板厚が1.8mmである980MPa級高張力鋼板とし、第2の板状部材20を板厚が1.0mmである590MPa級高張力鋼板とし、第1の補強部材30を板厚が1.0mmである980MPa級高張力鋼板とし、第1の板状部材10の底面部11と第2の板状部材20の底面部21の距離H1を88mmとし、第1の板状部材10の底面部11の前記直交断面方向における長さW1を92.5mmとし、第1の板状部材10の底面部11と両側の側面部12とのなす角度θをそれぞれ106.5度とし、曲線部1cの曲率半径rをそれぞれ15mmとし、第1の板状部材10の底面部11とフランジ部13の距離H2を67mmとし、第1の板状部材10の底面部11と第1の補強部材30の離間距離H3を10mmとしたものについて評価を行った。なお、第1の板状部材10の底面部11において直線部11aの前記直交断面方向における長さは70mmである。
Specifically, for the vehicle body frame 1, the
図3は、前記車体フレームについて圧子の下降ストロークと曲げ荷重との関係を示すグラフであり、図3では、圧子が車体フレームに接触した位置からの下降ストロークを横軸にとり、荷重Fに対する反力である曲げ荷重を横軸にとって表示し、図1に示す車体フレーム1の解析結果を実線で表し、図12に示す車体フレーム101の解析結果を破線で表している。また、図4は、前記車体フレームの曲げ変形挙動をシミュレーション解析した結果を示す断面図であり、屈曲部の断面において、図1に示す車体フレーム1の曲げ変形の進行状態を(a)、(b)、(c)、(d)の順に表している。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the descending stroke of the indenter and the bending load for the body frame. In FIG. 3, the horizontal axis represents the descending stroke from the position where the indenter contacts the body frame, and the reaction force against the load F is shown in FIG. The bending load is shown on the horizontal axis, the analysis result of the vehicle body frame 1 shown in FIG. 1 is represented by a solid line, and the analysis result of the
図3において破線で示すように、図12に示す車体フレーム101では、外部から荷重が作用したときの曲げ荷重の最大値が約22.5kNであるのに対し、図3において実線で示すように、両側の第1の板状部材10の側面部12における曲線部1cと直線部12aとの境界部12bどうしを連結する第1の補強部材30が設けられた車体フレーム1では、曲げ荷重の最大値が約40kNであり、第1の補強部材30を追加した車体フレーム1では、第1の補強部材30が設けられていない車体フレーム101に比して最大曲げ強度を向上させることができる。
As shown by the broken line in FIG. 3, in the
図4(a)に示すように、車体フレーム1についても、圧子132が車体フレーム1の上方から下降して車体フレーム1に接触すると、第1の板状部材10の底面部(第1面部)11及び第2の板状部材20の底面部(第2面部)21において応力が生じ始め、圧子132の下降ストロークが大きくなるにつれて、車体フレーム1が下側に凸状に湾曲して変形され、車体フレーム1は、第1面部11で圧縮方向の力が作用し、第2面部12で引張方向の力が作用する。
As shown in FIG. 4A, also for the vehicle body frame 1, when the
また、車体フレーム1についても、図4の(b)、(c)、(d)に示すように、圧子132の下降ストロークが大きくなるにつれて、第1面部11が車体フレーム1の内方側へ変形されているが、第1面部11に隣接する第1の板状部材10の側面部(第3面部)12及び第2の板状部材20の側面部(第3面部)22が車体フレーム1の長手方向と直交する方向である直交断面方向において外方側に膨らんで面外変形を生じることが抑制されている。
As for the vehicle body frame 1, as shown in FIGS. 4B, 4 </ b> C, and 4 </ b> D, as the descending stroke of the
このように、車体フレーム1では、外部から荷重が作用した時に、車体フレーム1の内方側への第1面部11の変形に伴って第1面部11の両側の第3面部12、22が外方側に膨らんで変形することを、両側の第3面部11、12における曲線部1cと直線部12aとの境界部12bどうしを連結する第1連結部30によって有効に抑制することができるので、重量の増加を抑制しつつフレームの曲げ強度を向上させることができる。また、車体フレーム1の内方側への第1面部11の変形に伴って、第1連結部30が車体フレーム1の内方側へ変形される際には、第1連結部30が両側の第3面部11、12を車体フレーム1の内方側へ引っ張るように作用するので、両側の第3面部11、12が外方側に膨らんで変形することを抑制することができ、前記効果を有効に得ることができる。
As described above, in the body frame 1, when a load is applied from the outside, the
本実施形態ではまた、車体フレーム1の内部に補強部材30を追加する場合について補強部材30の位置と曲げ強度の重量効率、具体的には、図12に示す車体フレーム101(比較例)についての単位重量当りの最大曲げ荷重に対する各車体フレームの単位重量当りの最大曲げ荷重の割合との関係について調べた。
In the present embodiment, the position of the reinforcing
図5は、上角部の曲率半径が15mmである車体フレームについて曲げ強度の解析結果を示す図であり、角部1aの曲線部1cの曲率半径が15mmである車体フレームについて解析した結果を示している。図5に示すように、車体フレーム1の内部に取り付けられる第1の補強部材30を、第1の板状部材10の底面部11からそれぞれ所定距離離間させたものについて最大曲げ荷重を解析し、比較例に対する単位重量当りの最大曲げ荷重の割合を評価した。
FIG. 5 is a diagram showing an analysis result of bending strength for a vehicle body frame having a curvature radius of 15 mm at the upper corner portion, and shows an analysis result of a vehicle body frame having a curvature radius of the
具体的には、第1の補強部材30の位置としての第1の板状部材10の底面部11と第1の補強部材30の離間距離H3を0mm、5mm、10mm、17mm、37mm、67mmとしたものをそれぞれサンプル1A、サンプル1B、サンプル1C、サンプル1D、サンプル1E、サンプル1Fとして評価した。なお、サンプル1Cは、第1の補強部材30が曲線部1cと直線部12aとの境界部12どうしを連結するように設けられた図1に示す車体フレーム1であり、比較例は、図12に示す車体フレーム101である。
Specifically, the separation distance H3 between the
また、図6は、上角部の曲率半径が15mmである車体フレームについて曲げ強度の解析結果を示すグラフであり、図6では、第1の補強部材30の位置として第1の板状部材10の底面部11と第1の補強部材30の離間距離H3を横軸にとり、比較例に対する単位重量当りの最大曲げ荷重の割合を縦軸にとって、図5に示すサンプル1A、サンプル1B、サンプル1C、サンプル1D、サンプル1E、サンプル1Fについてプロットしたものである。
FIG. 6 is a graph showing a bending strength analysis result for a vehicle body frame having an upper corner radius of curvature of 15 mm. In FIG. 6, the
図5及び図6に示すように、車体フレームの曲げ強度の重量効率は、第1の補強部材30の位置が0mmから第1の補強部材30が曲線部1cと直線部12aとの境界部12bどうしを連結する位置である10mmまで大きくなるにつれて高くなり、第1の補強部材30が曲線部1cと直線部12aとの境界部12bどうしを連結する位置である10mmからさらに大きくなるにつれて低下することが分かる。
As shown in FIGS. 5 and 6, the weight efficiency of the bending strength of the vehicle body frame is such that the position of the first reinforcing
このように、車体フレーム1の内部に第1の補強部材30を追加した車体フレーム1においては、補強部材30を曲線部1cと直線部12aとの境界部12bどうしを連結する位置に設ける場合に、曲げ強度向上に対する重量効率が最も大きく、また、補強部材30を曲線部1cと直線部12aとの境界部12b及びその近傍部どうしを連結する位置、具体的には補強部材30の位置が約4mmから約25mmであるときに、曲げ強度の重量効率が比較例の場合に比べて大きくなることが分かる。
As described above, in the vehicle body frame 1 in which the first reinforcing
本実施形態ではまた、角部1aの曲線部1cの曲率半径が5mm及び25mmである車体フレームについても解析を行った。図7は、上角部の曲率半径が5mm及び25mmである車体フレームの断面を示す断面図である。図7(a)に示すように、図1に示す車体フレーム1と曲線部41cの曲率半径が5mmであること以外は同様に構成された車体フレーム41と、図7(b)に示すように、図1に示す車体フレーム1と曲線部51cの曲率半径が25mmであること以外は同様に構成された車体フレーム51についても同様に、車体フレーム41、51の内部に取り付けられる第1の補強部材30を、第1の板状部材10の底面部11からそれぞれ所定距離離間させたものについて最大曲げ荷重を解析し、比較例に対する単位重量当りの最大曲げ荷重の割合を評価した。なお、図7では、図1に示す車体フレーム1と同様の構成については同一符号を付して示している。
In the present embodiment, the vehicle body frame in which the radius of curvature of the
図7(a)及び図7(b)ではそれぞれ、第1の補強部材30が曲線部41c、51cと直線部12aとの境界部12bどうしを連結するように設けられた車体フレーム41、51について示しているが、車体フレーム41については、図7(a)に示す第1の補強部材30の位置が4.5mmである場合に加えて、第1の補強部材30の位置を0mm、19mm、39mmとしたものについて評価し、車体フレーム51については、図7(b)に示す第1の補強部材30の位置が18mmである場合に加えて、第1の補強部材30の位置を0mm、4.7mm、39mmとしたものについて評価した。
7 (a) and 7 (b), the vehicle body frames 41 and 51 are provided so that the first reinforcing
図8は、上角部の曲率半径が5mm及び25mmである車体フレームについて曲げ強度の解析結果を示すグラフであり、図8では、第1の補強部材30の位置、すなわち第1の板状部材10の底面部11と第1の補強部材30の離間距離H3を横軸にとり、比較例に対する単位重量当りの最大曲げ荷重の割合を縦軸にとって表示し、角部1aの曲線部41cの曲率半径が5mmである車体フレーム41の解析結果を実線で示し、角部1aの曲線部51cの曲率半径が25mmである車体フレーム51の解析結果を一点鎖線で示している。
FIG. 8 is a graph showing the analysis result of the bending strength for the vehicle body frame having the curvature radius of the upper corner portion of 5 mm and 25 mm. In FIG. 8, the position of the first reinforcing
図8に示すように、角部1aの曲線部41cの曲率半径が5mmである車体フレーム41についても、車体フレーム41の曲げ強度の重量効率は、第1の補強部材30の位置が0mmから曲線部41cと直線部12aとの境界部12bどうしを連結する位置である4.5mmまで大きくなるにつれて高くなり、第1の補強部材30の位置が4.5mmからさらに大きくなるにつれて低下し、第1の補強部材30を曲線部41cと直線部12aとの境界部12bどうしを連結する位置に設ける場合に曲げ強度向上に対する重量効率が最も大きく、第1の補強部材30の位置が0mmから約34mmであるときに、曲げ強度の重量効率が比較例の場合に比べて大きくなることが分かる。
As shown in FIG. 8, the weight efficiency of the bending strength of the
角部1aの曲線部51cの曲率半径が25mmである車体フレーム51についてもまた、車体フレーム51の曲げ強度の重量効率は、第1の補強部材30の位置が0mmから曲線部51cと直線部12aとの境界部12bどうしを連結する位置である18mmまで大きくなるにつれて高くなり、第1の補強部材30の位置が18mmからさらに大きくなるにつれて低下し、第1の補強部材30を曲線部51cと直線部12aとの境界部12bどうしを連結する位置に設ける場合に曲げ強度向上に対する重量効率が最も大きく、第1の補強部材30の位置が約3mmから約37mmであるときに、曲げ強度の重量効率が比較例の場合に比べて大きくなることが分かる。
Also for the
このように、外部から荷重が作用した時に圧縮方向の力が作用する第1面部11と、引張方向の力が作用する第2面部21と、第1面部11と第2面部21との間に位置する両側の第3面部12、22とを有し、第1面部11と両側の第3面部12、22との間に形成される両側の角部1aが曲線部1cで形成されるとともに第3面部12、22の曲線部1cに隣接する部分が直線部12aで形成される車体フレームにおいて、両側の第3面部12、22における曲線部1cと直線部12aとの境界部12bどうしを連結する第1連結部30を設けることにより、重量の増加を抑制しつつフレームの曲げ強度を向上させることができる。また、第1連結部30を、両側の第3面部12、22における曲線部1cと直線部12aとの境界部12bの近傍部どうしを連結するように設ける場合においても、重量の増加を抑制しつつフレームの曲げ強度を向上させることができる。また、軽量化を図ることができるので、燃費を改善することができ、省エネルギー効果を高めることができる。
Thus, between the
また、第1面部11は、両側の曲線部1cの間の部分が直線部11aで形成され、第1連結部30は、第1面部11の直線部11aと略平行に設けられていることにより、外部から荷重が作用した時に第1連結部30の両側に作用する荷重を略等しくすることができるので、両側の第3面部12、22の外方側への変形をより有効に抑制することができる。
In addition, the
前述した実施形態では、車体フレーム1において、第1の補強部材30が第1の板状部材10の底面部11と略平行に設けられ、第1連結部30が第1面部11の直線部11aと略平行に設けられているが、第1連結部30において両側の第3面部12、22の間の中央側を両側の第3面部12、22側に比して第1面部11側又は第2面部21側に折曲させるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, in the vehicle body frame 1, the first reinforcing
図9は、本発明の第1の実施形態に係る車両用フレーム構造を適用した車体フレームの変形例を示す断面図である。図9(a)に示すように、車体フレーム61の内部に取り付けられる第1の補強部材60を、第1の板状部材10の両側の側面部12の間の中央側を両側の側面部12側に比して第1の板状部材10の底面部11側に突出するように折曲させるようにしてもよく、また、図9(b)に示すように、車体フレーム71の内部に取り付けられる第1の補強部材70を、第1の板状部材10の両側の側面部12の間の中央側を両側の側面部12側に比して第2の板状部材20の底面部21側に突出するように折曲させるようにしてもよい。なお、図9では、図1に示す車体フレーム1と同様の構成については同一符号を付して示している。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a modified example of the vehicle body frame to which the vehicle frame structure according to the first embodiment of the present invention is applied. As shown in FIG. 9A, the first reinforcing
角部1aの曲線部1cの曲率半径が15mmであるとともに第1の補強部材60、70を曲線部1cと直線部12aとの境界部12bどうしを連結するように設けた車体フレーム61、71において、図9(a)及び図9(b)に示すように、第1の補強部材60又は70について第1の板状部材10の両側の側面部12の間の中央側を両側の側面部12側に比して第1の板状部材10の底面部11又は第2の板状部材20の底面部21側に突出するように折曲させた場合についても曲げ強度の重量効率を解析すると、曲げ強度の重量効率は、図9(a)に示すように、第1の補強部材60の中央部を第1の板状部材10の底面部11側に5.0mm突出するように折曲させた場合は1.17であり、図9(b)に示すように、第1の補強部材70の中央部を第2の板状部材20の底面部21側に5.0mm突出するように折曲させた場合は1.23であり、この場合においても、曲げ強度の重量効率を比較例の場合に比べて向上させることができる。
In vehicle body frames 61 and 71 in which the curvature radius of the
なお、前述した実施形態では、車体フレーム1の第1の板状部材10の底面部11と第1の板状部材10の両側の側面部12との間に形成される角部1aが所定の曲率半径rを有する曲線部1cで形成されているが、これに限定されるものでなく、所望形状に応じて、車体フレーム1の外方側に凸状に湾曲するその他の曲線状に延在する曲線部で形成するようにしてもよい。
In the embodiment described above, the
次に、本発明の第2の実施形態に係る車両用フレーム構造について説明する。
図10は、本発明の第2の実施形態に係る車両用フレーム構造を適用した車体フレームを示す断面図である。本発明の第2の実施形態に係る車両用フレーム構造を適用した車体フレーム81は、本発明の第1の実施形態に係る車両用フレーム構造を適用した車体フレーム1において第1の板状部材10の底面部11と第1の補強部材30とを連結する第2の補強部材90が追加されていること以外は同様であるので、車体フレーム1と同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。
Next, a vehicle frame structure according to the second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a vehicle body frame to which a vehicle frame structure according to the second embodiment of the present invention is applied. The
図10に示すように、本発明の第2の実施形態に係る車両用フレーム構造を適用した車体フレーム81においても、車体フレーム1と同様に、両側の第1の板状部材10の側面部12における曲線部1cと直線部12aとの境界部12bどうしを連結する第1の補強部材30が設けられているが、車体フレーム81ではさらに、第1の板状部材10の底面部11と第1の補強部材30とを連結する第2の補強部材90が設けられている。
As shown in FIG. 10, also in the
第2の補強部材90は、鋼板などの金属製の板状素材から形成され、車体フレーム1の長手方向に沿って延びるとともに、車体フレーム81の長手方向と直交する方向である直交断面方向において第1の板状部材10の底面部11に対して略垂直方向に延び、第1の板状部材10の底面部11と第1の補強部材30とを連結するように第1の板状部材10の底面部11と第1の補強部材30とに溶接等によって接合されている。
The second reinforcing
図10に示す車体フレーム81では、具体的には、第1の板状部材10の底面部11における両側の側面部12の間の中央部11bを第1の補強部材30と連結する第2の補強部材91と、第1の板状部材10の底面部11における両側の曲線部1cと直線部11aとの境界部11cをそれぞれ第1の補強部材30と連結する第2の補強部材92とが設けられ、第1の板状部材10の底面部11における両側の側面部12側及び両側の側面部12の間の中央側をそれぞれ第1の補強部材30と連結するように第2の補強部材91、92が設けられている。
In the
このように、本発明の第2の実施形態に係る車体フレーム81は、外部から荷重が作用した時に圧縮方向の力が作用する第1面部11と引張方向の力が作用する第2面部21との間に位置する両側の第3面部12、22における曲線部1cと直線部12aとの境界部12bどうしを連結する第1連結部30を有するとともに、車体フレーム81の長手方向と直交する方向において第1面部11に対して略垂直方向に延び、第1面部11と第1連結部30を連結する第2連結部90を有している。
As described above, the
これにより、車体フレーム81についても、外部から荷重が作用した時に、車体フレーム81の内方側への第1面部11の変形に伴って第1面部11の両側の第3面部12、22が外方側に膨らんで変形することを、両側の第3面部11、12における曲線部1cと直線部12aとの境界部12bどうしを連結する第1連結部30によって有効に抑制することができるので、重量の増加を抑制しつつフレームの曲げ強度を向上させることができる。
As a result, when a load is applied from the outside to the
また、車体フレーム81では、該車体フレーム81の内方側への第1面部11の変形に伴って、第2連結部90を介して第1連結部30を車体フレーム81の内方側へ変形させることができるので、第1連結部30が両側の第3面部11、12を車体フレーム81の内方側へ引っ張るように作用することができ、前記効果をより有効に奏することができる。
Further, in the
本実施形態ではまた、車体フレーム81の内部に第1の補強部材30に加えて第2の補強部材90を追加する場合について、第2の補強部材90の位置と曲げ強度の重量効率、具体的には、図12に示す車体フレーム101(比較例)についての単位重量当りの最大曲げ荷重に対する各車体フレームの単位重量当りの最大曲げ荷重の割合との関係について調べた。
In the present embodiment, when the second reinforcing
図11は、上角部の曲率半径が15mmである前記車体フレームについて曲げ強度の解析結果を示す図であり、角部1aの曲線部1cの曲率半径が15mmであるとともに第1の補強部材30の位置が曲線部1cと直線部12aとの境界部12bどうしを連結する10mmである車体フレーム81について解析した結果を示している。図11に示すように第2の補強部材90を取り付けた車体フレームについてそれぞれ最大曲げ荷重を解析し、比較例に対する単位重量当りの最大曲げ荷重の割合を評価した。
FIG. 11 is a diagram showing an analysis result of bending strength with respect to the vehicle body frame in which the curvature radius of the upper corner portion is 15 mm. The curvature radius of the
具体的には、第1の板状部材10の底面部11における両側の境界部11c及び中央部11bをそれぞれ第1の補強部材30と連結するように設けられた第2の補強部材を有する車体フレームをサンプル2A、第1の板状部材10の底面部11における中央部11bのみを第1の補強部材30と連結するように設けられた第2の補強部材を有する車体フレームをサンプル2B、第1の板状部材10の底面部11における両側の境界部11cをそれぞれ第1の補強部材30と連結するように設けられた第2の補強部材を有する車体フレームをサンプル2C、及び、第1の板状部材10の底面部11における両側の境界部11c及び中央部11bをそれぞれ第1の補強部材30と連結するように設けられた第2の補強部材を有するとともに第1の板状部材10の底面部11における両側の境界部11cと中央部11bとの間の中央部をそれぞれ第1の補強部材30と連結するように設けられた第2の補強部材をさらに有する車体フレームをサンプル2Dとして評価した。
Specifically, the vehicle body having a second reinforcing member provided so as to connect the
なお、図11に示す車体フレームは、第1の補強部材30及び第2の補強部材90を追加すること以外は図12に示した車体フレーム101と同様のものを用いて評価し、第2の補強部材90は、第1の補強部材30と同様に板厚が1.0mmである980MPa級高張力鋼板としたものについて評価した。
The vehicle body frame shown in FIG. 11 is evaluated using the same thing as the
図11に示すように、第1の板状部材10の底面部11と第1の補強部材30とを連結する第2の補強部材90が取り付けられた車体フレームの曲げ強度の重量効率は、サンプル2A、サンプル2B、サンプル2C及びサンプル2Dの何れにおいても、比較例の場合に比べて高くなっているとともに、第2の補強部材90が設けられていない図2に示す車体フレーム1の場合よりも高くなっており、曲げ強度の重量効率をさらに向上させることが分かる。
As shown in FIG. 11, the weight efficiency of the bending strength of the vehicle body frame to which the second reinforcing
このように、外部から荷重が作用した時に圧縮方向の力が作用する第1面部11と、引張方向の力が作用する第2面部21と、第1面部11と第2面部21との間に位置する両側の第3面部12、22とを有し、第1面部11と両側の第3面部12、22との間に形成される両側の角部1aが曲線部1cで形成されるとともに第3面部12、22における曲線部1cに隣接する部分が直線部12aで形成される車体フレームにおいて、両側の第3面部12、22における曲線部1cと直線部12aとの境界部12bどうしを連結する第1連結部30を設けるとともに、第1面部11に対して略垂直方向に延び、第1面部11と第1連結部30とを連結する第2連結部90を設けることにより、重量の増加を抑制しつつフレームの曲げ強度をさらに向上させることができる。
Thus, between the
なお、本実施形態では、車体フレームは、断面ハット状に形成した2枚の金属製の板状部材のフランジ部を重ね合わせて閉断面状に形成しているが、断面ハット状に形成した板状部材を略平板状に形成した板状部材に重ね合わせて車体フレームを閉断面状に形成するようにすることも可能である。 In the present embodiment, the vehicle body frame is formed in a closed cross-sectional shape by overlapping the flange portions of two metal plate-like members formed in a cross-sectional hat shape, but the plate formed in a cross-sectional hat shape It is also possible to form the vehicle body frame in a closed cross-sectional shape by overlapping the plate-like member on the plate-like member formed in a substantially flat plate shape.
また、本実施形態では、鋼板などの金属製の第1の板状部材と第2の板状部材を溶接して車体フレームが閉断面状に形成されるとともに鋼板などの金属製の板状素材からなる補強部材30、90が車体フレームに取り付けられて第1連結部及び第2連結部が形成されているが、アルミニウムを用いて車体フレームを成形する場合など、第1連結部及び第2連結部を閉断面状に形成された車体フレームと一体的に押出成形によって成形することも可能である。また、補強部材は、樹脂製とすることも可能である。
In the present embodiment, the first and second plate members made of metal such as a steel plate are welded to form a body frame in a closed cross-sectional shape, and the plate material made of metal such as a steel plate. The reinforcing
以上のように、本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。 As described above, the present invention is not limited to the illustrated embodiments, and it goes without saying that various improvements and design changes can be made without departing from the gist of the present invention.
本発明は、重量の増加を抑制しつつフレームの曲げ強度を向上させることができる車両用フレーム構造を提供することができ、例えばピラーやサイドシルなどの車体の一部を構成する車体フレームに広く利用される可能性がある。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a vehicle frame structure that can improve the bending strength of the frame while suppressing an increase in weight, and is widely used for a vehicle body frame that forms part of a vehicle body such as a pillar or a side sill. There is a possibility that.
1、41、51、61、71、81 車体フレーム
1a、1b 角部
10 第1の板状部材
11 第1の板状部材の底面部(第1面部)
12 第1の板状部材の側面部(第3面部)
20 第2の板状部材
21 第2の板状部材の底面部(第2面部)
22 第2の板状部材の側面部(第3面部)
30、60、70 第1の補強部材
90、91、92 第2の補強部材
1, 41, 51, 61, 71, 81
12 Side surface portion (third surface portion) of first plate-like member
20
22 Side surface portion (third surface portion) of second plate-shaped member
30, 60, 70
Claims (7)
前記フレームは、外部から荷重が作用した時に圧縮方向の力が作用する第1面部と、該第1面部に対向し、引張方向の力が作用する第2面部と、該フレームの第1面部と第2面部との間に位置し、該第1面部と第2面部との間でそれぞれ角部を形成する両側の第3面部とを有し、
前記第1面部と前記両側の第3面部との間に形成される両側の前記角部がそれぞれ前記フレームの断面において曲線状に延在する曲線部で形成されるとともに前記第3面部における前記曲線部に隣接する部分が前記フレームの断面において直線状に延在する直線部で形成され、
前記フレームは、両側の前記第3面部における前記曲線部と前記直線部との境界部どうしを連結する第1連結部を有し、
前記第1連結部は、平板状に形成され、前記フレームの長手方向に沿って延びている、
ことを特徴とする車両用フレーム構造。 A vehicle frame structure comprising a part of a vehicle body and having a frame formed in a closed cross-sectional shape,
The frame includes a first surface portion on which a force in the compression direction acts when a load is applied from the outside, a second surface portion on which the force in the tensile direction acts on the first surface portion, and a first surface portion of the frame. A third surface portion on both sides forming a corner portion between the first surface portion and the second surface portion, located between the second surface portion and the second surface portion;
The corner portions on both sides formed between the first surface portion and the third surface portions on both sides are each formed by a curved portion extending in a curved shape in the cross section of the frame, and the curve in the third surface portion. A portion adjacent to the portion is formed by a straight portion extending linearly in the cross section of the frame;
The frame has a first connecting part that connects boundary portions between the curved part and the straight part in the third surface part on both sides,
The first connection part is formed in a flat plate shape, and extends along a longitudinal direction of said frame,
A vehicle frame structure characterized by that.
前記第1連結部は、前記第1面部の直線部と略平行に設けられている、
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用フレーム構造。 The first surface portion is formed of a linear portion in which a portion between the curved portions on both sides extends linearly,
The first connecting portion is provided substantially parallel to the straight portion of the first surface portion.
The vehicle frame structure according to claim 1.
前記第2連結部は、前記フレームの長手方向と直交する方向において前記第1面部に対して略垂直方向に延びている、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両用フレーム構造。 The frame includes a second connecting portion that connects the first surface portion and the first connecting portion;
The second connecting portion extends in a direction substantially perpendicular to the first surface portion in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the frame.
The vehicle frame structure according to claim 1, wherein the vehicle frame structure is a vehicle frame structure.
ことを特徴とする請求項3に記載の車両用フレーム構造。 The frame includes the second connecting part provided to connect the third surface part on both sides of the first surface part and the central side between the third surface parts on both sides to the first connecting part. Yes,
The vehicle frame structure according to claim 3.
ことを特徴とする請求項3に記載の車両用フレーム構造。 The frame includes the second connecting portion provided so as to connect the third surface portions on both sides of the first surface portion with the first connecting portion, respectively.
The vehicle frame structure according to claim 3.
ことを特徴とする請求項3に記載の車両用フレーム構造。 The frame includes the second connecting portion provided so as to connect a center side between the third surface portions on both sides of the first surface portion with the first connecting portion.
The vehicle frame structure according to claim 3.
ことを特徴とする請求項1から請求項6の何れか1項に記載の車両用フレーム構造。 The frame is a center pillar that is positioned between front and rear door openings provided on the side surface of the vehicle body and extends in the vertical direction of the vehicle body.
The vehicle frame structure according to claim 1, wherein the vehicle frame structure is a vehicle frame structure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011107310A JP5853411B2 (en) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Vehicle frame structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011107310A JP5853411B2 (en) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Vehicle frame structure |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012236524A JP2012236524A (en) | 2012-12-06 |
JP5853411B2 true JP5853411B2 (en) | 2016-02-09 |
Family
ID=47459843
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011107310A Active JP5853411B2 (en) | 2011-05-12 | 2011-05-12 | Vehicle frame structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5853411B2 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5962627B2 (en) * | 2013-09-27 | 2016-08-03 | トヨタ自動車株式会社 | Body reinforcement structure |
JP6973517B2 (en) * | 2019-02-26 | 2021-12-01 | Jfeスチール株式会社 | Structural members for vehicles |
EP3932750B1 (en) * | 2019-02-26 | 2023-12-06 | JFE Steel Corporation | Structural member for vehicle |
JP7192837B2 (en) * | 2019-09-27 | 2022-12-20 | Jfeスチール株式会社 | Vehicle structural member |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2607534Y2 (en) * | 1993-03-26 | 2001-11-12 | 富士重工業株式会社 | Vehicle pillar reinforcement structure |
JP3610927B2 (en) * | 2001-06-19 | 2005-01-19 | 日産自動車株式会社 | Car body superstructure |
JP2003095131A (en) * | 2001-09-19 | 2003-04-03 | Nissan Motor Co Ltd | Hollow structural member |
-
2011
- 2011-05-12 JP JP2011107310A patent/JP5853411B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012236524A (en) | 2012-12-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5601143B2 (en) | Vehicle frame structure | |
EP2030872A1 (en) | Lower structure of vehicle body | |
KR101501816B1 (en) | Vehicle component | |
JP5549964B2 (en) | Frame structure for vehicles with excellent collision resistance | |
JP5853412B2 (en) | Vehicle frame structure | |
JP2009113797A (en) | Formed article for vehicle body structural member | |
JP2011143762A (en) | Vehicle skeleton structure | |
JP5853411B2 (en) | Vehicle frame structure | |
JP5556306B2 (en) | Frame structure with built-in resin body | |
JP5440156B2 (en) | Vehicle frame structure | |
JP5246300B2 (en) | Body side structure | |
JP6973517B2 (en) | Structural members for vehicles | |
JP5085359B2 (en) | Car roof reinforcement | |
JP5440157B2 (en) | Vehicle frame structure | |
JP5488339B2 (en) | Vehicle frame structure | |
JP5573233B2 (en) | Vehicle frame structure | |
KR102295407B1 (en) | Structural members for automobiles | |
CN109789899B (en) | Vehicle structure | |
JP4398746B2 (en) | Rear frame structure of the vehicle | |
JP5509810B2 (en) | Vehicle frame structure | |
JP5509809B2 (en) | Vehicle frame structure | |
JP5509808B2 (en) | Vehicle frame structure | |
JP2020093686A (en) | Vehicle skeleton structure | |
JP2015091710A (en) | Vehicular body front section structure | |
JP7240308B2 (en) | Vehicle pillar structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140312 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150212 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150303 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150423 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150804 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150909 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20151110 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20151123 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Ref document number: 5853411 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |