JP5861288B2 - Front body structure of the vehicle - Google Patents
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本発明は、車両の前部車体構造に関し、特に、フロントサイドフレームとバンパービームとの間にクラッシュカンが設けられた車両の前部車体構造に関する。 The present invention relates to a front body structure of a vehicle, and more particularly to a front body structure of a vehicle in which a crash can is provided between a front side frame and a bumper beam.
一般に、車両衝突時の衝突エネルギーを適切に吸収するため、車両前後方向に延びるフロントサイドフレームの前端部と、車幅方向に延びるバンパービームの側端部との間に、サイドフレームよりも剛性を低くした車両前後方向に延びる筒状のクラッシュカンを設けて、このクラッシュカンを衝突初期に座屈変形させることにより、衝突初期の衝突エネルギーをクラッシュカンで吸収する技術が知られている。そして、このクラッシュカンの形状について、従来より、様々な改良が提案されている。 Generally, in order to properly absorb the collision energy at the time of a vehicle collision, the rigidity between the front end of the front side frame extending in the vehicle front-rear direction and the side end of the bumper beam extending in the vehicle width direction is higher than that of the side frame. There has been known a technique of absorbing a collision energy at the initial stage of the collision with the crash can by providing a lowered cylindrical can that extends in the longitudinal direction of the vehicle and buckling and deforming the crash can at the initial stage of the collision. Various improvements have been proposed for the shape of the crash can.
例えば、特許文献1には、クラッシュカンの断面形状を略十字の閉断面形状とすることにより、上下方向だけでなく車幅方向についてもクラッシュカンの断面係数を大きくすることができ、そのため、クラッシュカンの車幅方向の剛性を高めることができて、車幅方向のオフセット荷重を受けた場合でも、クラッシュカンの倒れ変形を防止する技術が開示されている。 For example, in Patent Document 1, by making the cross-sectional shape of the crash can into a substantially cross-sectional shape, the cross-sectional coefficient of the crash can can be increased not only in the vertical direction but also in the vehicle width direction. There has been disclosed a technology that can increase the rigidity of the can in the vehicle width direction and prevent the crash can from falling down even when it receives an offset load in the vehicle width direction.
ところで、前記特許文献1の段落0003にも記載されているように、クラッシュカンの断面稜線を増加させることにより、クラッシュカンのエネルギー吸収量、換言すればクラッシュカンの耐力が向上すると考えられる。そして、クラッシュカンの断面稜線を増加させるには、例えばクラッシュカンの断面形状が多角形である場合、辺を千鳥状に蛇行させたり、辺に突出部や陥没部を形成することが提案される。しかし、そうすると、断面稜線の総延長が長くなり、クラッシュカンを製造するための鋼板等の材料がより多く必要となり、車両の軽量化を妨げることとなる。 By the way, as described in paragraph 0003 of Patent Document 1, it is considered that by increasing the cross-sectional ridgeline of the crash can, the energy absorption amount of the crash can, in other words, the proof strength of the crash can is improved. In order to increase the cross-sectional ridgeline of the crash can, for example, when the cross-sectional shape of the crash can is a polygon, it is proposed to meander the sides in a zigzag manner or to form protrusions or depressions on the sides. . However, if it does so, the total extension of a cross-sectional ridgeline will become long, and more materials, such as a steel plate for manufacturing a crash can, will be needed, and the weight reduction of a vehicle will be prevented.
そこで、本発明は、車両の軽量化を妨げることなく、クラッシュカンの断面稜線を増加させて、クラッシュカンの耐力を維持又は向上させることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to maintain or improve the yield strength of the crash can by increasing the cross-sectional ridgeline of the crash can without hindering the weight reduction of the vehicle.
前記目的を達成するため、本発明に係る車両の前部車体構造は、車両前後方向に延びるフロントサイドフレームと、このフロントサイドフレームの前端部に接続されて車両前後方向に延びる筒状のクラッシュカンと、このクラッシュカンの前端部に側端部が接続されて車幅方向に延びるバンパービームとを備えた車両の前部車体構造であって、前記クラッシュカンの座屈軸に直交する面におけるクラッシュカンの断面形状を、頂辺を有する4つの凸部と底辺を有する4つの凹部とが周方向に交互に等間隔に並んだ閉断面形状とした。そして、この閉断面形状を、凸八角形の1つおきの辺を前記凸部の頂辺としてその頂辺の両端部から多角形の内方側に第1の壁面部を延設し、相異なる頂辺から延設された隣接する第1の壁面部同士が交わったとした場合の交点より多角形の外方側の位置で前記第1の壁面部同士を繋ぐ第2の壁面部を凹部の底辺として形成することにより、設定した。 To achieve the above object, a vehicle front body structure according to the present invention includes a front side frame extending in the vehicle front-rear direction and a cylindrical crash can connected to the front end of the front side frame and extending in the vehicle front-rear direction. And a bumper beam having a side end connected to the front end of the crash can and extending in the vehicle width direction, the vehicle body structure of the front part of the vehicle, the crash in a plane perpendicular to the buckling axis of the crash can The cross-sectional shape of the can was a closed cross-sectional shape in which four convex portions having a top side and four concave portions having a bottom side were alternately arranged in the circumferential direction at equal intervals . Then, with this closed cross-sectional shape, every other side of the convex octagon is the apex side of the convex part, and the first wall surface part is extended from both ends of the apex side to the inner side of the polygon. The second wall surface portion connecting the first wall surface portions at a position on the outer side of the polygon from the intersection when the adjacent first wall surface portions extending from different top sides intersect with each other is formed as a recess. Set by forming as the base.
このような構成によれば、第1の壁面部同士が前記交点で交わったとした場合の形状のクラッシュカンと比べて、第1の壁面部同士を繋ぐ第2の壁面部が形成されている分、クラッシュカンの断面稜線が増加し、クラッシュカンの耐力が維持又は向上する。しかも、第2の壁面部は、前記交点より多角形の外方側の位置で第1の壁面部同士をショートカットするように繋いでいるから、断面稜線の総延長が短くなり、クラッシュカンを製造するための鋼板等の材料を少なくできて、クラッシュカンが軽量化する。そのため、車両の軽量化が妨げられない。それどころか、車両の軽量化が促進される。すなわち、本発明に係る車両の前部車体構造は、車両の軽量化に寄与しつつ、クラッシュカンのエネルギー吸収量を維持又は向上させることができるものである。 According to such a configuration, the second wall surface portion that connects the first wall surface portions is formed as compared to the crush can having the shape when the first wall surface portions intersect at the intersection. The cross-sectional ridge line of the crash can increases, and the yield strength of the crash can is maintained or improved. In addition, since the second wall surface portion is connected so that the first wall surface portions are short-cut to each other at a position on the outer side of the polygon from the intersection point, the total extension of the cross-sectional ridge line is shortened, and a crash can is manufactured. Therefore, it is possible to reduce the material such as a steel plate to reduce the weight of the crash can. Therefore, the weight reduction of the vehicle is not hindered. On the contrary, weight reduction of the vehicle is promoted. That is, the front body structure of the vehicle according to the present invention can maintain or improve the energy absorption amount of the crash can while contributing to weight reduction of the vehicle.
また、このような構成によれば、クラッシュカンの断面形状を略十字の閉断面形状としたものにおいて、第1の壁面部同士が前記交点で交わった場合と比べて、クラッシュカンの断面稜線が12個から16個に増加し、クラッシュカンが軽量化しつつクラッシュカンの耐力が維持又は向上する。
また、本発明に係る車両の前部車体構造は、車両前後方向に延びるフロントサイドフレームと、このフロントサイドフレームの前端部に接続されて車両前後方向に延びる筒状のクラッシュカンと、このクラッシュカンの前端部に側端部が接続されて車幅方向に延びるバンパービームとを備えた車両の前部車体構造であって、前記クラッシュカンの座屈軸に直交する面におけるクラッシュカンの断面形状が、頂辺を有する凸部と底辺を有する凹部とが周方向に交互に並んだ閉断面形状であり、この閉断面形状が、六角形以上の偶数凸多角形の1つおきの辺を前記凸部の頂辺としてその頂辺の両端部から多角形の内方側に第1の壁面部を延設し、相異なる頂辺から延設された隣接する第1の壁面部同士が交わったとした場合の交点より多角形の外方側の位置で前記第1の壁面部同士を繋ぐ第2の壁面部を前記凹部の底辺として形成することにより、設定されたものであり、フロントサイドフレームの前端部は、クラッシュカンに対応した断面形状を有し、フロントサイドフレームの前端部とクラッシュカンとが正面視で重なり合っていることを特徴とする。
このような構成によれば、衝突荷重を受けた際に、クラッシュカンがフロントサイドフレームの前端部によって座屈軸方向に確りと支持されるから、クラッシュカンは座屈軸方向の圧縮荷重に対して最もバランスよく座屈変形してクラッシュカンの座屈変形が促進され、クラッシュカンによる衝突初期のエネルギー吸収が確実に行われる。
In addition, according to such a configuration, in the case where the cross-sectional shape of the crush can is a substantially cross-shaped closed cross-sectional shape, the cross-sectional ridge line of the crush can is compared to the case where the first wall portions intersect at the intersection. The number increases from 12 to 16, and the strength of the crash can is maintained or improved while reducing the weight of the crash can.
Further, a vehicle front body structure according to the present invention includes a front side frame extending in the vehicle front-rear direction, a cylindrical crash can connected to the front end of the front side frame and extending in the vehicle front-rear direction, and the crash can A front body structure of a vehicle including a bumper beam connected to a front end portion of the front end portion and extending in a vehicle width direction, wherein a cross-sectional shape of the crash can in a plane orthogonal to the buckling axis of the crash can is , A closed cross-sectional shape in which convex portions having a top side and concave portions having a base side are alternately arranged in the circumferential direction, and this closed cross-sectional shape is formed by projecting every other side of an even convex polygon that is a hexagon or more. As the top side of the part, the first wall surface part was extended from the both ends of the top side to the inner side of the polygon, and the adjacent first wall surface parts extended from different top sides crossed each other. Outside the polygon from the intersection of cases It is set by forming a second wall surface portion connecting the first wall surface portions at the side position as the bottom of the recess, and the front end portion of the front side frame is a cross section corresponding to a crash can It has a shape, and the front end portion of the front side frame and the crash can overlap in a front view.
According to such a configuration, when receiving a collision load, the crash can is firmly supported in the buckling axial direction by the front end portion of the front side frame, so the crash can is against the compressive load in the buckling axial direction. The buckling deformation of the crash can is promoted in the most balanced manner, and the buckling deformation of the crash can is promoted, and the energy absorption at the initial stage of the collision by the crash can is surely performed.
本発明のさらに具体的な構成として、クラッシュカンの断面形状を略十字の閉断面形状としたものにおいて、第1の壁面部は頂辺に直角に延設され、第2の壁面部は2つの第1の壁面部とそれぞれ135°の角度をなしているものを挙げることができる。 As a more specific configuration of the present invention, in the cross-sectional shape of the crush can having a substantially cross-sectional shape, the first wall surface portion extends perpendicularly to the top side, and the second wall surface portion includes two There may be mentioned those having an angle of 135 ° with the first wall portion.
このような構成によれば、クラッシュカン全体の断面形状が対称性の高いものとなり、種々の方向のオフセット荷重を受けた場合でも、クラッシュカンの倒れ変形が抑制される。 According to such a configuration, the cross-sectional shape of the entire crash can becomes highly symmetric, and even when subjected to offset loads in various directions, the crash can is prevented from falling.
本発明のさらに具体的な構成として、クラッシュカンの断面形状を略十字の閉断面形状としたものにおいて、第2の壁面部は、第1の壁面部同士が交わったとした場合の第1の壁面部の全長をLとしたときに、前記交点より0.25L〜0.5Lの長さだけ多角形の外方側の位置で、第1の壁面部同士を繋いでいるものを挙げることができる。 As a more specific configuration of the present invention, when the cross-sectional shape of the crush can is a substantially cross-shaped closed cross-sectional shape, the second wall surface portion is the first wall surface when the first wall surface portions intersect each other. Assuming that the total length of the portions is L, the first wall surface portions may be connected to each other at a position on the outer side of the polygon by a length of 0.25L to 0.5L from the intersection. .
このような構成によれば、実施例で実証されるように、第1の壁面部同士が前記交点で交わったとした場合の形状のクラッシュカンと比べて、クラッシュカンが軽量化されつつも、クラッシュカンの耐力が明らかに同等レベルに維持され又はそれ以上に向上する。 According to such a configuration, as demonstrated in the embodiment, the crash can is reduced in weight as compared with the crash can having a shape when the first wall portions intersect with each other at the intersection. The strength of the can is clearly maintained at a comparable level or better.
また、本発明に係る車両の前部車体構造は、車両前後方向に延びるフロントサイドフレームと、このフロントサイドフレームの前端部に接続されて車両前後方向に延びる筒状のクラッシュカンと、このクラッシュカンの前端部に側端部が接続されて車幅方向に延びるバンパービームとを備えた車両の前部車体構造であって、前記クラッシュカンの座屈軸に直交する面におけるクラッシュカンの断面形状が、頂辺を有する3つの凸部と底辺を有する3つの凹部とが周方向に交互に等間隔に並んだ閉断面形状であり、この閉断面形状が、凸六角形の1つおきの辺を前記凸部の頂辺としてその頂辺の両端部から多角形の内方側に第1の壁面部を延設し、相異なる頂辺から延設された隣接する第1の壁面部同士が交わったとした場合の交点より多角形の外方側の位置で前記第1の壁面部同士を繋ぐ第2の壁面部を前記凹部の底辺として形成することにより、設定されたものであることを特徴とする。Further, a vehicle front body structure according to the present invention includes a front side frame extending in the vehicle front-rear direction, a cylindrical crash can connected to the front end of the front side frame and extending in the vehicle front-rear direction, and the crash can A front body structure of a vehicle including a bumper beam connected to a front end portion of the front end portion and extending in a vehicle width direction, wherein a cross-sectional shape of the crash can in a plane orthogonal to the buckling axis of the crash can is , A closed cross-sectional shape in which three convex portions having a top side and three concave portions having a base side are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction, and this closed cross-sectional shape is obtained by arranging every other side of the convex hexagon. As the top side of the convex part, a first wall surface part is extended from both ends of the top side to the inner side of the polygon, and adjacent first wall surface parts extended from different top sides intersect. Polygon from the intersection By forming the second wall portion at a position of the outer side connecting said first wall portions as the bottom of the recess, characterized in that the one set.
このような構成によれば、第1の壁面部同士が前記交点で交わったとした場合の形状のクラッシュカンと比べて、第1の壁面部同士を繋ぐ第2の壁面部が形成されている分、クラッシュカンの断面稜線が増加し、クラッシュカンの耐力が維持又は向上する。しかも、第2の壁面部は、前記交点より多角形の外方側の位置で第1の壁面部同士をショートカットするように繋いでいるから、断面稜線の総延長が短くなり、クラッシュカンを製造するための鋼板等の材料を少なくできて、クラッシュカンが軽量化する。そのため、車両の軽量化が妨げられない。それどころか、車両の軽量化が促進される。すなわち、本発明に係る車両の前部車体構造は、車両の軽量化に寄与しつつ、クラッシュカンのエネルギー吸収量を維持又は向上させることができるものである。
また、このような構成によれば、第1の壁面部同士が前記交点で交わった場合と比べて、クラッシュカンの断面稜線が9個から12個に増加し、クラッシュカンが軽量化しつつクラッシュカンの耐力が維持又は向上する。
According to such a configuration, the second wall surface portion that connects the first wall surface portions is formed as compared to the crush can having the shape when the first wall surface portions intersect at the intersection. The cross-sectional ridge line of the crash can increases, and the yield strength of the crash can is maintained or improved. In addition, since the second wall surface portion is connected so that the first wall surface portions are short-cut to each other at a position on the outer side of the polygon from the intersection point, the total extension of the cross-sectional ridge line is shortened, and a crash can is manufactured. Therefore, it is possible to reduce the material such as a steel plate to reduce the weight of the crash can. Therefore, the weight reduction of the vehicle is not hindered. On the contrary, weight reduction of the vehicle is promoted. That is, the front body structure of the vehicle according to the present invention can maintain or improve the energy absorption amount of the crash can while contributing to weight reduction of the vehicle.
In addition, according to such a configuration, the cross-section ridgelines of the crash can increase from 9 to 12 compared with the case where the first wall surfaces intersect at the intersection, and the crash can is reduced in weight while the crash can is reduced in weight. The proof stress is maintained or improved.
本発明によれば、クラッシュカンの軽量化を達成しつつ、クラッシュカンの耐力を維持又は向上することができる。そのため、車両の軽量化を促進しつつ、衝突初期の衝突エネルギーを良好に吸収することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the yield strength of a crash can can be maintained or improved, achieving weight reduction of a crash can. Therefore, the collision energy at the initial stage of the collision can be absorbed well while promoting the weight reduction of the vehicle.
以下、図面に基いて本発明の実施形態を説明する。なお、本実施形態は例示に過ぎず、本発明はこの実施形態に何等限定されるものではない。また、以下の説明において、前後、左右、上下といった方向を示す文言は、特に断りのない限り、車両ないし車体を基準にいう。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this embodiment is only an illustration and this invention is not limited to this embodiment at all. Further, in the following description, the terms indicating directions such as front and rear, left and right, and up and down are based on a vehicle or a vehicle body unless otherwise specified.
本実施形態において、本発明は、図1に示す車両の前部車体構造に適用されている。図1に示すように、この車両は、前部車体構造として、まず、車室1とエンジンルーム2との隔壁をなすダッシュパネル3と、ダッシュパネル3の下部のダッシュクロスメンバー4と、ダッシュクロスメンバー4の下方からキックアップ部5を経由して車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム10,10とを含んでいる。
In the present embodiment, the present invention is applied to the vehicle front body structure shown in FIG. As shown in FIG. 1, this vehicle has a front body structure, first, a dash panel 3 that forms a partition wall between a vehicle compartment 1 and an
フロントサイドフレーム10は、それぞれ比較的厚みの厚い鋼板をプレス加工して形成された、車幅方向内側に位置する断面ハット状のインナメンバー11と、車幅方向外側に位置するプレート状のアウタメンバー12とが、縦長長方形の閉断面を形成するように、上下のフランジ部13,13でスポット溶接されることにより接合された構成である。
The
フロントサイドフレーム10の前端部に、四隅にボルト孔21…21(図2参照)が形成された固定プレート20が接合されている。この固定プレート20の前面に、同じく四隅にボルト孔31…31(図2参照)が形成された取付プレート30が重なり合わされている。そして、対応し合うボルト孔21,31に挿通されたボルト41とナット42との締結により(図2参照)、取付プレート30が固定プレート20に結合されている。
A fixing
取付プレート30の前面に、車両衝突時の初期の衝撃を吸収して緩和するためのクラッシュカン50が接合されている。クラッシュカン50は、それぞれ比較的厚みの薄い鋼板を略同形同寸法にプレス加工して形成された、車幅方向内側に位置するインナメンバー51と、車幅方向外側に位置するアウタメンバー52とが、上面同士及び下面同士が突き合わされて接合された構成である(図2参照)。クラッシュカン50は、車両前後方向に延びる筒状であり、後述するように、クラッシュカン50の座屈軸P1(図2参照)に直行する面における断面形状は、多角形の閉断面形状である。
A crash can 50 is joined to the front surface of the mounting
ここで、クラッシュカン50の座屈軸P1とは、クラッシュカン50の長手方向中心を通り、取付プレート30の平坦な前面に直交する軸をいう。
Here, the buckling axis P <b> 1 of the crash can 50 refers to an axis that passes through the longitudinal center of the crash can 50 and is orthogonal to the flat front surface of the mounting
クラッシュカン50の前端部に、車幅方向に延びるバンパービーム70の側端部が接合されている。バンパービーム70は、それぞれ鋼板をプレス加工して形成された、車両前後方向後側に位置する断面ハット状のビームメンバー71と、車両前後方向前側に位置するプレート状のビームプレート72とが、縦長長方形の閉断面を形成するように、上下のフランジ部73,73で接合された構成である。図示しないが、クラッシュカン50の上面及び下面がクラッシュカン50の前端部から前方に延設され、この延設部がビームメンバー71のハット状の突条部を上下から挟み込み、この状態で延設部がビームメンバー71にすみ肉溶接されることにより、クラッシュカン50とバンパービーム70とが強固に接合されている。
A side end portion of the
図2に示すように、クラッシュカン50は、座屈軸P1に直行する面において、16角形の閉断面形状を有している。なお、図2は、車体右側のクラッシュカン50及びフロントサイドフレーム10を示すが、車体左側のクラッシュカン50及びフロントサイドフレーム10もこれに準じて同様の構成である。したがって、本実施形態においては、図2の車体右側の構成を代表として説明し、車体左側の構成は説明を省略する。
As shown in FIG. 2, the crash can 50 has a hexagonal closed cross-sectional shape on a surface perpendicular to the buckling axis P <b> 1. Although FIG. 2 shows the crash can 50 and the
ここで、図2には、クラッシュカン50の座屈軸P1と共に、この座屈軸P1と正面視で重なり合う、フロントサイドフレーム10の前端部の中心軸P2も示してある。フロントサイドフレーム10の前端部の中心軸P2とは、フロントサイドフレーム10の前端部の長手方向中心を通り、固定プレート20の平坦な後面に直交する軸をいう。
Here, FIG. 2 also shows the central axis P2 of the front end portion of the
図2において、クラッシュカン50は、上方に突出する上側凸部53と、車幅方向に突出する右側凸部54及び左側凸部55と、下方に突出する下側凸部56との4つの凸部をそれぞれ90°の割付け角度間隔で有している。そして、これらの凸部53〜56の間に、第1〜第4の4つの凹部57〜60をそれぞれ90°の割付け角度間隔で有している。その結果、クラッシュカン50は、全体として、4つの凸部53〜56と4つの凹部57〜60とが周方向に交互に45°の割付け角度で等間隔に並んだ略十字の閉断面形状を呈している。
In FIG. 2, the crush can 50 has four protrusions, an
各凸部53〜56は、クラッシュカン50の最外辺を構成する頂辺53a〜56aと、この頂辺53a〜56aの両端部から頂辺53a〜56aに略直角に延設された第1の壁面部53b〜56bとを有している。第1の壁面部53b〜56bは、上側凸部53であれば下方に、右側凸部54であれば左方に、左側凸部55であれば右方に、下側凸部56であれば上方に延設されている。
Each of the
各凹部57〜60は、隣接する凸部の第1の壁面部同士を繋ぐ第2の壁面部57a〜60aを底辺として有している。第2の壁面部57a〜60aは、各凹部57〜60において、2つの第1の壁面部とそれぞれ略135°の角度をなしている。
Each recessed part 57-60 has the 2nd
このクラッシュカン50の閉断面形状は、概ね次のようにして設定されたものである。まず、4つの凸部53〜56の頂辺53a〜56aの両端部を頂点とする凸八角形を想定し、この凸八角形の1つおきの辺を前記凸部53〜56の頂辺53a〜56aとしてその頂辺53a〜56aの両端部から頂辺53a〜56aに略直角に凸八角形の内方側に第1の壁面部53b〜56bを延設する。次に、相異なる頂辺53a〜56aから延設された隣接する第1の壁面部同士が交わったとした場合の交点Oを想定し、その交点Oより多角形の外方側の位置で第1の壁面部同士を繋ぐ第2の壁面部57a〜60aを凹部57〜60の底辺として形成するのである。
The closed cross-sectional shape of the crash can 50 is generally set as follows. First, a convex octagon having apexes at both ends of the
ここで、第1の壁面部同士が前記交点Oで交わったとした場合の形状のクラッシュカンは、頂点が12個の12角形であり、断面稜線が12個である。これに対し、本実施形態に係るクラッシュカン50は、第1の壁面部同士を繋ぐ第2の壁面部57a〜60aが形成されたことにより、頂点が16個の16角形であり、断面稜線が16個に増加している。そのため、本実施形態に係るクラッシュカン50は、第2の壁面部57a〜60aを形成しなかった場合に比べて、クラッシュカン50の耐力が維持又は向上している。
Here, the shape of the crash can when the first wall surface portions intersect at the intersection point O is a dodecagon having 12 vertices and 12 cross-sectional ridge lines. On the other hand, the crash can 50 according to the present embodiment is formed of the second
しかも、第2の壁面部57a〜60aは、前記交点Oより多角形の外方側の位置で第1の壁面部同士をショートカットするように繋いでいる。そのため、本実施形態に係るクラッシュカン50は、第2の壁面部57a〜60aを形成しなかった場合に比べて、断面稜線は増加しているが、断面稜線の総延長は短くなっている。その結果、クラッシュカン50を製造するための鋼板等の材料を少なくできて、クラッシュカン50が軽量化し、車両の軽量化を妨げることがない。それどころか、車両の軽量化が促進されている。
And the 2nd
したがって、本実施形態に係る車両の前部車体構造は、車両の軽量化に寄与しつつ、クラッシュカン50のエネルギー吸収量を維持又は向上させることができるものである。 Therefore, the front body structure of the vehicle according to the present embodiment can maintain or improve the energy absorption amount of the crash can 50 while contributing to the weight reduction of the vehicle.
また、本実施形態においては、第1の壁面部53b〜56bが頂辺53a〜56aに略直角に延設されたり、第2の壁面部57a〜60aが2つの第1の壁面部とそれぞれ略135°の角度をなす等、クラッシュカン50全体の断面形状が対称性の高いものとなっている。そのため、クラッシュカン50は、種々の方向のオフセット荷重を受けた場合でも、クラッシュカン50の倒れ変形が抑制される。
Moreover, in this embodiment, the 1st
本実施形態において、クラッシュカン50の各部の寸法は、特に限定されず、状況に応じて種々変更することができる。例えば、第1の壁面部同士が交わったとした場合の第1の壁面部の全長、つまり頂辺53a〜56aの一端部から前記交点Oまでの長さをLとしたときに、Lは40mm程度とすることができる。このとき、頂辺53a〜56aの長さは、40mm程度が好ましい。つまり、第1の壁面部同士が交わったとした場合の第1の壁面部の全長Lと、頂辺53a〜56aの長さとを、略同じにするのである。これにより、車幅方向のオフセット荷重を受けた場合でも、クラッシュカン50の倒れ変形を防止するという観点から有利な結果が得られる。
In this embodiment, the dimension of each part of the crash can 50 is not particularly limited, and can be variously changed according to the situation. For example, when the length of the first wall surface when the first wall surfaces intersect each other, that is, the length from one end of the
また、第2の壁面部57a〜60aは、前記交点Oより0.25L〜0.5Lの長さだけ多角形の外方側の位置で、第1の壁面部同士を繋ぐことが好ましい。より好ましくは、前記交点Oより0.25L〜0.38Lの長さだけ多角形の外方側の位置である。これにより、クラッシュカン50は軽量化されながらも、第2の壁面部57a〜60aが形成されなかったものに比べて、クラッシュカン50の耐力が同等レベルに維持され又はそれ以上に向上するという観点から有利な結果が得られる。
In addition, it is preferable that the second
また、クラッシュカン50の座屈軸P1方向の長さは、クラッシュカン50によるエネルギー吸収量をどの程度確保するかという観点と、クラッシュカン50の座屈変形をどの程度し易くするかという観点とを比較考量して、例えば80mm程度とすることが好ましい。 Further, the length of the crash can 50 in the buckling axis P1 direction is a viewpoint of how much energy is absorbed by the crash can 50 and a viewpoint of how easy the buckle deformation of the crash can 50 is made. For example, it is preferably about 80 mm.
本実施形態においては、クラッシュカン50が接続されるフロントサイドフレーム10の前端部は、クラッシュカン50に対応して、頂辺を有する4つの凸部と底辺を有する4つの凹部とが周方向に交互に45°の割付け角度で等間隔に並んだ略十字の閉断面形状を呈している。そして、図2に示すように、フロントサイドフレーム10の前端部とクラッシュカン50とが正面視で重なり合っている。また、クラッシュカン50の座屈軸P1とフロントサイドフレーム10の前端部の中心軸P2とが一致している。
In the present embodiment, the front end portion of the
すなわち、図2において、フロントサイドフレーム10のインナメンバー11は、その前端部において、クラッシュカン50の上側凸部53に対応して、ハット状の突条部の上面部10aの位置及び長さが設定され、クラッシュカン50の下側凸部56に対応して、ハット状の突条部の下面部10bの位置及び長さが設定され、クラッシュカン50の上側凸部53及び下側凸部56の左側の第1の壁面部53b,56bに対応して、ハット状の突条部の左面部10cの位置が設定されている。また、クラッシュカン50の左側凸部55に対応して、ハット状の突条部の左面部10cに左突出部10dが形成されている。
That is, in FIG. 2, the
さらに、図2において、フロントサイドフレーム10のアウタメンバー12は、その前端部において、クラッシュカン50の上側凸部53及び下側凸部56の右側の第1の壁面部53b,56bに対応して、その位置が設定されている。また、クラッシュカン50の右側凸部54に対応して、右突出部10eが形成されている。
Further, in FIG. 2, the
さらに、図2において、クラッシュカン50の第1凹部57及び第2凹部58の第2の壁面部57a,58aに対応して、フロントサイドフレーム10のアウタメンバー12の右突出部10eの形状が設定され、クラッシュカン50の第3凹部59及び第4凹部60の第2の壁面部59a,60aに対応して、フロントサイドフレーム10のインナメンバー11の左突出部10dの形状が設定されている。
Further, in FIG. 2, the shape of the
以上により、フロントサイドフレーム10の前端部とクラッシュカン50とは、正面視で輪郭が略一致している。
As described above, the front end portion of the
これにより、衝突荷重を受けた際に、クラッシュカン50がフロントサイドフレーム10の前端部によって座屈軸P1方向に確りと支持されるから、クラッシュカン50は座屈軸P1方向の圧縮荷重に対して最もバランスよく座屈変形してクラッシュカン50の座屈変形が促進され、クラッシュカン50による衝突初期のエネルギー吸収が確実に行われる。
Thereby, when the crash load is received, the crash can 50 is firmly supported by the front end portion of the
次に、本実施形態の作用を説明する。いま、バンパービーム70に前方から衝突荷重が作用したとする。衝突初期は、クラッシュカン50が座屈軸P1方向に蛇腹状に座屈変形することによって、衝突初期の衝突エネルギーがクラッシュカン50に吸収される。
Next, the operation of this embodiment will be described. Assume that a collision load is applied to the
このとき、クラッシュカン50の断面稜線が16個であり、第2の壁面部57a〜60aを形成しなかった場合に比べて、断面稜線が増加しているので、クラッシュカン50の耐力が維持又は向上している。その結果、クラッシュカン50が吸収できる衝突エネルギーの量が維持または増大しており、クラッシュカン50が完全に潰れて衝突エネルギーがサイドフレーム10に直接作用する可能性が減少する。あるいは、衝突エネルギーがサイドフレーム10に直接作用する場合でも、そのエネルギー量が低減する。かつ、第2の壁面部57a〜60aを形成しなかった場合に比べて、断面稜線の総延長が短くなっているので、クラッシュカン50の重量が軽減しており、このクラッシュカン50は車両の軽量化を促進し、車両の軽量化に寄与している。
At this time, there are 16 cross-sectional ridge lines of the crash can 50, and the cross-section ridge lines are increased compared to the case where the second
また、クラッシュカン50は、座屈軸P1に対する全体形状が対称性の高いものとなっているから、たとえオフセット荷重を受けた場合でも、倒れ変形が抑制され、座屈変形が促進されて、クラッシュカン50によるエネルギー吸収が円滑に行われる。
In addition, since the entire shape of the crash can 50 with respect to the buckling axis P1 is highly symmetric, even if it receives an offset load, the collapse deformation is suppressed, the buckling deformation is promoted, and the crash Energy absorption by the
さらに、クラッシュカン50と、クラッシュカン50が接続されるフロントサイドフレーム10の前端部とで、断面形状を対応させ、かつ正面視で輪郭を一致させているから、クラッシュカン50の座屈変形がこれによっても促進される。
Furthermore, since the crash can 50 and the front end portion of the
なお、以上の実施形態においては、クラッシュカン50の形状を設定するための基本の凸多角形を凸八角形としたが、六角形以上の偶数凸多角形であれば、特に限定されない。1例として、図3に、基本の凸多角形を凸六角形とした場合を示す。この場合、クラッシュカン150は、座屈軸P1に直行する面において、12角形の閉断面形状を有している。クラッシュカン150は、頂点が12個の12角形であり、断面稜線が12個である。クラッシュカン150は、3つの凸部153〜155と3つの凹部157〜159とが周方向に交互に60°の割付け角度で等間隔に並んだ閉断面形状を呈している。
In the above embodiment, the basic convex polygon for setting the shape of the crash can 50 is a convex octagon, but there is no particular limitation as long as it is an even convex polygon that is a hexagon or more. As an example, FIG. 3 shows a case where the basic convex polygon is a convex hexagon. In this case, the crash can 150 has a dodecagonal closed cross-sectional shape on a surface orthogonal to the buckling axis P1. The crash can 150 is a dodecagon having twelve vertices and twelve cross-sectional ridge lines. The crash can 150 has a closed cross-sectional shape in which three
図3においては、凸部153〜155の頂辺153a〜155aの長さを第1の壁面部153b〜155bの長さよりも長くしているが、これに限定されず、状況に応じて、例えば、凸部153〜155の頂辺153a〜155aの長さと第1の壁面部153b〜155bの長さとを略同じとしてもよく、さらに、凸部153〜155の頂辺153a〜155aの長さを第1の壁面部153b〜155bの長さよりも短くしてもよい。これは、図2に示した略十字の閉断面形状のクラッシュカン50についても同様である。
In FIG. 3, the lengths of the
また、図3においては、凹部157〜159の底辺、すなわち第2の壁面部157a〜159aは、各凹部157〜159において、2つの第1の壁面部とそれぞれ略150°の角度をなしている。
In FIG. 3, the bottoms of the
また、以上の実施形態においては、第2の壁面部が第1の壁面部となす角度を2つの第1の壁面部で同じとしたり、あるいは、第2の壁面部を挟む2つの第1の壁面部の長さを同じとしたが、これに限定されず、状況に応じて種々変更しても構わない。 In the above embodiment, the angle formed by the second wall surface portion with the first wall surface portion is the same between the two first wall surface portions, or the two first wall surfaces sandwiching the second wall surface portion. Although the length of the wall surface portion is the same, it is not limited to this, and various changes may be made according to the situation.
クラッシュカンの形状を設定するための基本の凸多角形は、六角形以上の偶数凸多角形であれば、辺の長さが全て同じである正多角形であるか否かは、問題とはならない。 If the basic convex polygon for setting the shape of the crash can is an even convex polygon that is a hexagon or more, whether or not it is a regular polygon with the same side length is the problem. Don't be.
クラッシュカンの各部の寸法、例えば、凸部の頂辺の長さと第1の壁面部の長さとの比率や、第2の壁面部の長さ、あるいは第2の壁面部が第1の壁面部となす角度、さらには、凸部の数や凹部の数等は、第2の壁面部が形成されなかった場合と比べて、クラッシュカンが軽量化される度合いと、クラッシュカンの耐力が増加又は減少する度合いとを比較考量して設定することが好ましい。 Dimensions of each part of the crash can, for example, the ratio of the length of the top side of the convex portion to the length of the first wall surface portion, the length of the second wall surface portion, or the second wall surface portion is the first wall surface portion As for the angle to make, and the number of convex parts, the number of concave parts, etc., compared with the case where the second wall surface part is not formed, the degree of weight reduction of the crash can and the yield strength of the crash can increase or It is preferable to set the degree of decrease by comparative consideration.
以下、実施例を通して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって何等限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
[クラッシュカンの作製]
板厚が1.4mmの冷間圧延鋼板(SPC材)を用い、図4(a)に示すように、頂辺の長さが40mm、第1の壁面部の長さ(L)が40mm、座屈軸方向の長さが80mmの、第2の壁面部を形成しない、断面形状が略十字の閉断面形状であるクラッシュカンを作製し、これを比較例1とした。
[Crash can production]
Using a cold-rolled steel plate (SPC material) with a plate thickness of 1.4 mm, as shown in FIG. 4A, the length of the top side is 40 mm, the length (L) of the first wall surface portion is 40 mm, A crush can having a length of 80 mm in the buckling axis direction and not forming the second wall portion and having a closed cross-sectional shape with a substantially cross-sectional shape was prepared as Comparative Example 1.
この比較例1に対して、図4(b)に示すように、第2の壁面部を形成したものを実施例とした。その場合、第1の壁面部同士の交点(O)より5mmの長さだけ多角形の外方側の位置で2つの第1の壁面部同士を繋いだものを実施例1、10mmの長さだけ多角形の外方側の位置で繋いだものを実施例2、…というように、5mm刻みで第2の壁面部の位置を変更していき、35mmの長さだけ多角形の外方側の位置で繋いだものを実施例7とした。 In contrast to the comparative example 1, as shown in FIG. 4B, a second wall surface portion was formed as an example. In that case, the length of the first embodiment, 10 mm, in which the two first wall surfaces are connected to each other at a position on the outer side of the polygon by a length of 5 mm from the intersection (O) between the first wall surfaces. As shown in the second embodiment, the position of the second wall surface is changed in increments of 5 mm, and the outer side of the polygon is 35 mm long. What was connected in the position of this was set as Example 7.
そして、図4(c)に示すように、第1の壁面部を形成しない、凸部も凹部もない、断面形状が凸八角形のものを参考例1とした。 Then, as shown in FIG. 4C, a reference example 1 was used in which the first wall surface portion was not formed, the convex portion and the concave portion were not formed, and the cross-sectional shape was a convex octagon.
[エネルギー吸収試験]
実施例1〜7、比較例1、参考例1の各クラッシュカンについて、エネルギー吸収試験を行った。図5に示すように、クラッシュカンの一端部Xを拘束し、他端部Yに剛壁Zを当て、剛壁Zを0.5m/秒の速度でクラッシュカンの一端部X側に向けてクラッシュカンが潰れきるまで座屈軸方向に移動させた。剛壁Zの移動距離(クラッシュストローク、クラッシュカンの変形量)及び荷重を測定し、その結果から、クラッシュカンが潰れきるまでの各クラッシュカンのエネルギー吸収量を求めた。結果を図6、図7に示す。図6には、比較例1及び実施例2〜4の結果のみ示した。図7には、全クラッシュカンのエネルギー吸収量を示した。
[Energy absorption test]
About each crush can of Examples 1-7, the comparative example 1, and the reference example 1, the energy absorption test was done. As shown in FIG. 5, one end X of the crash can is constrained, a rigid wall Z is applied to the other end Y, and the rigid wall Z is directed toward the one end X of the crash can at a speed of 0.5 m / sec. It was moved in the buckling axis direction until the crash can was crushed. The distance traveled by the rigid wall Z (crash stroke, amount of deformation of the crash can) and the load were measured, and the energy absorption amount of each crash can until the crash can was crushed was determined from the results. The results are shown in FIGS. FIG. 6 shows only the results of Comparative Example 1 and Examples 2 to 4. FIG. 7 shows the amount of energy absorbed by all crash cans.
なお、図7において、カッコ内の数字(%)は、比較例1における第1の壁面部の長さ(L=40mm)に対する、第1の壁面部同士の交点(O)と第2の壁面部が第1の壁面部同士を繋ぐ位置との間の長さ(実施例1では5mm、実施例2では10mm、…)の比率である。 In FIG. 7, the number in parentheses (%) indicates the intersection (O) between the first wall surfaces and the second wall surface with respect to the length (L = 40 mm) of the first wall surface in Comparative Example 1. It is the ratio of the length (5 mm in the first embodiment, 10 mm in the second embodiment,...) Between the portions connecting the first wall portions.
[結果考察]
図7から明らかなように、第2の壁面部を形成した実施例1〜7は、第2の壁面部を形成しない比較例1よりも、クラッシュカンが軽量化しているにも拘らず、エネルギー吸収量の減少の度合いは限定的であり、総じて良好な耐力が維持されていた。
[Consideration of results]
As is clear from FIG. 7, in Examples 1 to 7 in which the second wall surface portion is formed, the energy of the crush can is reduced compared to Comparative Example 1 in which the second wall surface portion is not formed. The degree of decrease in the amount of absorption was limited, and generally good proof stress was maintained.
特に、第2の壁面部が前記交点より0.25L〜0.5Lの長さだけ多角形の外方側の位置で第1の壁面部同士を繋ぐ実施例2〜4は、エネルギー吸収量が比較例1からほとんど減少せず同等レベルに維持されていた。さらに、これらのうちでも、第2の壁面部が前記交点より0.25L〜0.38Lの長さだけ多角形の外方側の位置で第1の壁面部同士を繋ぐ実施例2、3は、却ってエネルギー吸収量が比較例1以上に向上していた。 In particular, in Examples 2 to 4, in which the second wall surface portion connects the first wall surface portions at a position on the outer side of the polygon by a length of 0.25 L to 0.5 L from the intersection point, the energy absorption amount is small. It was maintained at the same level with almost no decrease from Comparative Example 1. Furthermore, among these, Examples 2 and 3 in which the second wall surface portion connects the first wall surface portions at a position on the outer side of the polygon by a length of 0.25 L to 0.38 L from the intersection point. On the contrary, the amount of energy absorption was improved more than that of Comparative Example 1.
本発明は、フロントサイドフレームとバンパービームとの間にクラッシュカンが設けられて、衝突初期の衝突エネルギーをクラッシュカンで吸収するように構成された車両の前部車体構造の技術分野において、広範な産業上の利用可能性が期待される。 The present invention is widely used in the technical field of a front body structure of a vehicle in which a crash can is provided between a front side frame and a bumper beam so that the collision energy at the initial stage of the collision is absorbed by the crash can. Industrial applicability is expected.
10 フロントサイドフレーム
10a 上面部
10b 下面部
10c 左面部
10d 左突出部
10e 右突出部
11 インナメンバー
12 アウタメンバー
20 固定プレート
30 取付プレート
50 クラッシュカン
51 インナメンバー
52 アウタメンバー
53 上側凸部
54 右側凸部
55 左側凸部
56 下側凸部
53a〜56a 頂辺
53b〜56b 第1の壁面部
57〜60 第1〜第4凹部
57a〜60a 第2の壁面部(底辺)
70 バンパービーム
71 ビームメンバー
72 ビームプレート
L 頂辺の端部から交点までの長さ
O 交点
P1 座屈軸
P2 中心軸
DESCRIPTION OF
70
Claims (5)
前記クラッシュカンの座屈軸に直交する面におけるクラッシュカンの断面形状が、頂辺を有する4つの凸部と底辺を有する4つの凹部とが周方向に交互に等間隔に並んだ閉断面形状であり、
この閉断面形状が、
凸八角形の1つおきの辺を前記凸部の頂辺としてその頂辺の両端部から多角形の内方側に第1の壁面部を延設し、
相異なる頂辺から延設された隣接する第1の壁面部同士が交わったとした場合の交点より多角形の外方側の位置で前記第1の壁面部同士を繋ぐ第2の壁面部を前記凹部の底辺として形成することにより、設定されたものであることを特徴とする車両の前部車体構造。 A front side frame extending in the vehicle front-rear direction, a cylindrical crush can connected to the front end portion of the front side frame and extending in the vehicle front-rear direction, and a side end portion connected to the front end portion of the crash can in the vehicle width direction A vehicle front body structure with a bumper beam extending to
The cross-sectional shape of the crash can in the plane perpendicular to the buckling axis of the crash can is a closed cross-sectional shape in which four convex portions having a top side and four concave portions having a bottom side are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction. Yes,
This closed cross-sectional shape is
Extending every other side of the convex octagon as the apex side of the convex part from the both ends of the apex side to the inward side of the polygon,
The second wall surface portion that connects the first wall surface portions at a position on the outer side of the polygon from the intersection when the adjacent first wall surface portions extending from different top sides intersect with each other. A front body structure of a vehicle, which is set by forming the bottom of the recess.
前記クラッシュカンの座屈軸に直交する面におけるクラッシュカンの断面形状が、頂辺を有する凸部と底辺を有する凹部とが周方向に交互に並んだ閉断面形状であり、
この閉断面形状が、
六角形以上の偶数凸多角形の1つおきの辺を前記凸部の頂辺としてその頂辺の両端部から多角形の内方側に第1の壁面部を延設し、
相異なる頂辺から延設された隣接する第1の壁面部同士が交わったとした場合の交点より多角形の外方側の位置で前記第1の壁面部同士を繋ぐ第2の壁面部を前記凹部の底辺として形成することにより、設定されたものであり、
フロントサイドフレームの前端部は、クラッシュカンに対応した断面形状を有し、フロントサイドフレームの前端部とクラッシュカンとが正面視で重なり合っていることを特徴とする車両の前部車体構造。 A front side frame extending in the vehicle front-rear direction, a cylindrical crush can connected to the front end portion of the front side frame and extending in the vehicle front-rear direction, and a side end portion connected to the front end portion of the crash can in the vehicle width direction A vehicle front body structure with a bumper beam extending to
The cross-sectional shape of the crash can in the plane perpendicular to the buckling axis of the crash can is a closed cross-sectional shape in which convex portions having a top side and concave portions having a bottom side are alternately arranged in the circumferential direction,
This closed cross-sectional shape is
Hexagonal or more even convex polygons every other side of the convex portion as the top side of the convex portion, the first wall surface portion is extended from both ends of the top side to the inward side of the polygon,
The second wall surface portion that connects the first wall surface portions at a position on the outer side of the polygon from the intersection when the adjacent first wall surface portions extending from different top sides intersect with each other. It is set by forming as the bottom of the recess,
A front body structure of a vehicle, wherein a front end portion of the front side frame has a cross-sectional shape corresponding to a crash can, and the front end portion of the front side frame and the crash can overlap in a front view .
第2の壁面部は2つの第1の壁面部とそれぞれ135°の角度をなしていることを特徴とする請求項1に記載の車両の前部車体構造。 The first wall portion extends perpendicularly to the top side,
The front body structure of a vehicle according to claim 1 , wherein the second wall surface portion forms an angle of 135 ° with each of the two first wall surface portions.
前記クラッシュカンの座屈軸に直交する面におけるクラッシュカンの断面形状が、頂辺を有する3つの凸部と底辺を有する3つの凹部とが周方向に交互に等間隔に並んだ閉断面形状であり、
この閉断面形状が、
凸六角形の1つおきの辺を前記凸部の頂辺としてその頂辺の両端部から多角形の内方側に第1の壁面部を延設し、
相異なる頂辺から延設された隣接する第1の壁面部同士が交わったとした場合の交点より多角形の外方側の位置で前記第1の壁面部同士を繋ぐ第2の壁面部を前記凹部の底辺として形成することにより、設定されたものであることを特徴とする車両の前部車体構造。 A front side frame extending in the vehicle front-rear direction, a cylindrical crush can connected to the front end portion of the front side frame and extending in the vehicle front-rear direction, and a side end portion connected to the front end portion of the crash can in the vehicle width direction A vehicle front body structure with a bumper beam extending to
The cross-sectional shape of the crash can in the plane perpendicular to the buckling axis of the crash can is a closed cross-sectional shape in which three convex portions having a top side and three concave portions having a bottom side are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction. Yes,
This closed cross-sectional shape is
Extending every other side of the convex hexagon as the apex side of the convex part, the first wall surface part extends from both ends of the apex side to the inward side of the polygon,
The second wall surface portion that connects the first wall surface portions at a position on the outer side of the polygon from the intersection when the adjacent first wall surface portions extending from different top sides intersect with each other. A front body structure of a vehicle, which is set by forming the bottom of the recess .
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