JP7413298B2 - Vehicle side member structure - Google Patents
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Description
本発明は、車体サイドメンバー構造に関する。特に、自動車等車両に加えられる衝突荷重等の衝撃外力を吸収することのできる車体サイドメンバー構造に関する。 The present invention relates to a vehicle body side member structure. In particular, the present invention relates to a vehicle body side member structure that can absorb impact external forces such as collision loads applied to vehicles such as automobiles.
自動車等車両には、衝突荷重等の衝撃外力が加えられることがある。衝突荷重が車両の前部又は後部から加わった場合には、車両の前部又は後部に配置されるバンパー側と車両の中央部位置に配置される車室側との間に配設されるサイドメンバーによって、衝撃外力のエネルギー吸収が行われるようになっている。 BACKGROUND ART Impact external forces such as collision loads are sometimes applied to vehicles such as automobiles. When the collision load is applied from the front or rear of the vehicle, the side panels are located between the bumper side located at the front or rear of the vehicle and the passenger compartment side located at the center of the vehicle. The member absorbs the energy of the external impact force.
下記特許文献1は、かかる車体サイドメンバー構造の一例を示す。この車体サイドメンバー構造は、車両前側に配設されるエネルギ吸収量を稼ぐ8角断面形状部材と、車両後側に配設されるボディに接合しやすい4角断面形状部材とからなり、この両部材の断面形状の違いを断面徐変区間で接続部材で繋いで接続する構成としている。しかし、この構成の場合には、8角断面の方が、座屈荷重が高くなるため、車両前側から座屈するようにするため、両部材を接合する断面徐変区間を別部材で補強する構成をとっている。
しかし、上述した車体サイドメンバー構造にあっては、断面徐変区間の接合部に別の部材を用いて補強する構成をとっているため、コスト、重量ともに増大するという不都合がある。 However, in the above-mentioned vehicle body side member structure, since the joint portion of the gradual cross-sectional change section is reinforced using another member, there is an inconvenience that both cost and weight increase.
而して、本発明は上述した点に鑑みて創案されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、エネルギー吸収作用を行うサイドメンバーの基本的断面形態形状を実質的に同じ形態形状とするとともに、別部材で補強する構成をとることなく、コスト、重量の軽減を図ることにある。 The present invention has been devised in view of the above points, and the problem to be solved by the present invention is to change the basic cross-sectional shape of the side member that performs the energy absorption function to substantially the same shape. The objective is to reduce the cost and weight by improving the shape and without reinforcing the structure with separate members.
上記課題を解決するため、本発明に係る車体サイドメンバー構造は、次の手段をとる。 In order to solve the above problems, the vehicle body side member structure according to the present invention takes the following measures.
本発明の第1の発明は、車両の前後方向で見てバンパー側と車室側との間に長尺形状に配設され、衝撃外力がバンパー側からサイドメンバー側に付与される形態の車体サイドメンバー構造であって、前記サイドメンバーには長手方向に区分されて、エネルギー吸収作用を行う優先度の高い優先エネルギー吸収ゾーンと、エネルギー吸収作用を行う優先度の低い後続エネルギー吸収ゾーンと、前記優先エネルギー吸収ゾーンと前記後続エネルギー吸収ゾーンとを接続する接続エネルギー吸収ゾーンが設定されており、前記優先エネルギー吸収ゾーン、前記後続エネルギー吸収ゾーン、及び前記接続エネルギー吸収ゾーンは、長手方向に直交する基本的断面形態形状が実質的に同じ形態形状とされており、前記基本的断面形態形状は多角形形状の閉断面形状で、内方に凹み形状を有する形状であり、前記凹み形状の内方への凹み深さは、前記優先エネルギー吸収ゾーンより前記後続エネルギー吸収ゾーンの方が深く形成されており、前記接続エネルギー吸収ゾーンの凹み深さは前記優先エネルギー吸収ゾーンと前記後続エネルギー吸収ゾーンを接続する長手方向に傾斜する形状として形成されている、車体サイドメンバー構造である。 A first aspect of the present invention is a vehicle body that is disposed in an elongated shape between a bumper side and a passenger compartment side when viewed in the longitudinal direction of the vehicle, and that an impact external force is applied from the bumper side to the side member side. The side member has a structure in which the side member is divided in the longitudinal direction into a priority energy absorption zone having a high priority for performing an energy absorption function, a subsequent energy absorption zone having a low priority for performing an energy absorption function; A connection energy absorption zone is set that connects the priority energy absorption zone and the subsequent energy absorption zone, and the priority energy absorption zone, the subsequent energy absorption zone, and the connection energy absorption zone are arranged in basic directions perpendicular to the longitudinal direction. The basic cross-sectional shapes are substantially the same, and the basic cross-sectional shapes are polygonal closed cross-sectional shapes with an inward concave shape, and The recess depth is formed deeper in the subsequent energy absorption zone than in the priority energy absorption zone, and the recess depth of the connecting energy absorption zone connects the priority energy absorption zone and the subsequent energy absorption zone. This is a vehicle body side member structure that is formed in a shape that is inclined in the longitudinal direction.
本発明の第2の発明は、上述した第1の発明の車体サイドメンバー構造であって、前記接続エネルギー吸収ゾーンは前記優先エネルギー吸収ゾーンのバンパー側に設定される第1の接続エネルギー吸収ゾーンと、前記優先エネルギー吸収ゾーンの車室側に設定される第2の接続エネルギー吸収ゾーンの少なくとも2箇所が設定されており、前記第1の接続エネルギー吸収ゾーンは第2のエネルギー吸収接続ゾーンより長手方向の長さが短く設定されている、車体サイドメンバー構造である。 A second invention of the present invention is the vehicle body side member structure according to the first invention, wherein the connection energy absorption zone is a first connection energy absorption zone set on the bumper side of the priority energy absorption zone. , at least two second connected energy absorbing zones are set on the passenger compartment side of the priority energy absorbing zone, and the first connected energy absorbing zone is located further in the longitudinal direction than the second energy absorbing connecting zone. The body side member structure has a short length.
本発明の第3の発明は、上述した第1の発明又は第2の発明の車体サイドメンバー構造であって、前記優先エネルギー吸収ゾーン、前記後続エネルギー吸収ゾーン、及び前記接続エネルギー吸収ゾーンの基本的断面形態形状は対称形状に形成されている、車体サイドメンバー構造である。 A third invention of the present invention is the vehicle body side member structure according to the first invention or the second invention, wherein the priority energy absorption zone, the subsequent energy absorption zone, and the connection energy absorption zone are basically The vehicle body side member structure has a symmetrical cross-sectional shape.
本発明の第4の発明は、上述した第1の発明~第3の発明の何れかの車体サイドメンバー構造であって、前記閉断面形状を形成する多角形形状は16角断面形状である、車体サイドメンバー構造である。 A fourth aspect of the present invention is the vehicle body side member structure according to any one of the first to third aspects described above, wherein the polygonal shape forming the closed cross-sectional shape is a hexagonal cross-sectional shape. It has a body side member structure.
本発明の第5の発明は、上述した第1の発明~第4の発明の何れかの車体サイドメンバー構造であって、前記凹み形状は2個形成されており、当該2個の凹み形状は前記多角形形状の対面位置に形成されている、車体サイドメンバー構造である。 A fifth invention of the present invention is the vehicle body side member structure according to any one of the first to fourth inventions described above, wherein two recessed shapes are formed, and the two recessed shapes are This is a vehicle body side member structure formed at a position facing the polygonal shape.
本発明の第6の発明は、上述した第1の発明~第5の発明の何れかの車体サイドメンバー構造であって、前記サイドメンバーは電気自動車のフロントサイドメンバーである、車体サイドメンバー構造である。 A sixth invention of the present invention is the vehicle body side member structure according to any one of the first to fifth inventions, wherein the side member is a front side member of an electric vehicle. be.
上述した本発明の手段によれば、エネルギー吸収作用を行うサイドメンバーの基本的断面形状を実質的に同じ形態形状とするとともに、別部材で補強する構成をとることなく、コスト、重量の軽減を図ることができる。 According to the above-mentioned means of the present invention, the basic cross-sectional shape of the side member that performs the energy absorption function is made to be substantially the same shape, and the cost and weight can be reduced without adopting a structure of reinforcing with a separate member. can be achieved.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、電気自動車のフロントサイドメンバー構造に適用した実施形態である。なお、図の説明における左右、上下、前後等の方向表示説明は、特に指定しない限り、当該図における方向を示す。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings. This embodiment is an embodiment applied to a front side member structure of an electric vehicle. Note that, unless otherwise specified, directions such as left and right, up and down, and front and rear in the explanation of figures indicate the directions in the figure.
<電気自動車10の全体構成>
図1は電気自動車10全体の骨格構成の模式図を示す。図1において自動車前方を矢印Frで示し、後方をRrで示している。本実施形態の電気自動車10におけるフロントサイドメンバー12は、電気自動車10の前部位置に配置される。
<Overall configuration of
FIG. 1 shows a schematic diagram of the overall skeletal structure of an
図2は図1における電気自動車10のフロントサイドメンバー12を裏面側から見た場合の模式図を示す。フロントサイドメンバー12は電気自動車10の前部位置において、前後方向に平行に2本配置される。2本のフロントサイドメンバー12は、図2で見て左側に配置されるバンパー14と、図2で見て右側に配置される車室16を構成する車体骨格部材18とを接続する部材として配置される。したがって、フロントサイドメンバー12は、車両の前後方向で見て、バンパー12側と車室16側との間に、長尺形状に配設される。なお、図2において符号13はフロントサイドメンバー12の車両幅方向の外側に配置される車輪(タイヤ)を示している。
FIG. 2 shows a schematic diagram of the
自動車等車両の前部衝突においては、衝突の衝撃荷重はバンパー14に加えられるが、その衝撃荷重の衝突エネルギーは車室16を構成する車体骨格部材18の本体骨格に伝達されるまでの間に吸収し、車室16を保護する構成としている。図2に前部衝突における衝突荷重作用方向が矢印Gで示されており、フロントサイドメンバー12には衝突荷重の衝撃外力がバンパー14側からフロントサイドメンバー12に付与される構成となっている。なお、以後の説明においても、本実施形態における衝突荷重方向は矢印Gで示している。
In a frontal collision of a vehicle such as an automobile, the impact load of the collision is applied to the
なお、図1及び図2に示されるように、通常、バンパー14とフロントサイドメンバー12との間には、エネルギー吸収作用をなすクラッシュボックス20が配置されている。したがって、自動車等車両の前部衝突に際しては、バンパー14で受けた衝突荷重はクラッシュボックス20及びフロントサイドメンバー12で、その衝突荷重のエネルギー吸収作用を行うようになっている。一般的には、軽微な衝突荷重の場合は、クラッシュボックス20でエネルギー吸収作用を行い、過大な衝突荷重の場合には、フロントサイドメンバー12でエネルギー吸収作用を行うようになっている。
Note that, as shown in FIGS. 1 and 2, a
ところで、内燃機関(エンジン)を備えた自動車等車両においては、その内燃機関を構成する大物の機器類が、自動車の前部空間(通常、エンジンルームと称される空間)に配置されている。このため、過大な衝突に際して、バンパー14が後方に後退した場合には、これら大物の機器類が破損等して過大な衝突荷重に対するエネルギー吸収作用をなすことができる。しかし、電気自動車においては、自動車の前部空間にはかかる大物の機器類の配置が存在しない構成であるため、車室16に衝突荷重の影響を及ぼさないようにするためには、フロントサイドメンバー12で過大な衝突荷重のエネルギー吸収を行う必要がある。本実施形態はそのための構成である。
By the way, in vehicles such as automobiles equipped with an internal combustion engine (engine), large equipment constituting the internal combustion engine is arranged in a space in the front of the vehicle (a space usually referred to as an engine room). Therefore, if the
なお、電気自動車においても、フロントサイドメンバー12の長手方向の前部位置(図1、図2で見て左側方向位置)と後部位置(図1、図2で見て右側方向位置)には、不図示の左右の連結部材が配置されており、強固な構成となっている。このため、フロントサイドメンバー12でのエネルギー吸収構成は、長手方向の中間位置とするのが好ましい。そのため、本実施形態においても、フロントサイドメンバー12におけるエネルギー吸収作用を長手方向の中間位置で優先的に行う構成としている。
In addition, in the electric vehicle as well, the
更に、フロントサイドメンバー12のエネルギー吸収作用を行う座屈変形は、衝突荷重が加わる前方から後方に向けて順次行うのが、エネルギー吸収作用効果の点から良いことが、後述の実験結果からも判明している。
Furthermore, it has been found from the experimental results described later that it is better to perform the buckling deformation of the
<フロントサイドメンバー12>
図3及び図4は図1及び図2に示すフロントサイドメンバー12の単品構成を示す。なお、以後の説明においては、フロントサイドメンバー12を、特に断らない限り、単に「サイドメンバー12」と称して説明する。図3はサイドメンバー12を斜視図で立体的に示し、図4は図3のサイドメンバー12をIV矢視方向から見た平面図を示す。
<
3 and 4 show the single-item structure of the
図3及び図4に示すように、サイドメンバー12には長手方向に区分されて、エネルギー吸収作用を行う優先度の高い優先エネルギー吸収ゾーンXと、エネルギー吸収作用を行う優先度の低い後続エネルギー吸収ゾーンYと、この優先エネルギー吸収ゾーンXと後続エネルギー吸収ゾーンYとを接続する接続エネルギー吸収ゾーンSが設定されている。図3及び図4では左側がバンパー14の配置側となっており、右側が車室16を形成する車体骨格部材18側となっている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
なお、本実施形態のサイドメンバー12は、鋼材で形成されており、後述の図5~図7に示すように、左右に2分割して形成されており、プレス成形により形成される。
Note that the
本実施形態の接続エネルギー吸収ゾーンSは、優先エネルギー吸収ゾーンXのバンパー14側(図3、図4で見て左側位置)に設定される第1の接続エネルギー吸収ゾーンS1と、優先エネルギー吸収ゾーンXの車室16側(図3、図4で見て右側位置)に設定される第2の接続エネルギー吸収ゾーンS2との2箇所が設定されている。したがって、本実施形態のサイドメンバー12では、図3及び図4で見て、左側から順に、後続エネルギー吸収ゾーンY、第1の接続エネルギー吸収ゾーンS1、優先エネルギー吸収ゾーンX、第2の接続エネルギー吸収ゾーンS2、後続エネルギー吸収ゾーンYが配置される形態となっている。
The connection energy absorption zone S of the present embodiment includes a first connection energy absorption zone S1 set on the
本実施形態では、その設定長さは、左側の後続エネルギー吸収ゾーンYは198mm、第1の接続エネルギー吸収ゾーンS1は20mm、優先エネルギー吸収ゾーンXは252.5mm、第2の接続エネルギー吸収ゾーンS2は40mm、右側の後続エネルギー吸収ゾーンYは212.9mmとされている。 In this embodiment, the set lengths are: 198 mm for the left trailing energy absorption zone Y, 20 mm for the first connected energy absorption zone S1, 252.5 mm for the priority energy absorption zone X, and 252.5 mm for the second connected energy absorption zone S2. is 40 mm, and the subsequent energy absorption zone Y on the right side is 212.9 mm.
なお、本実施形態では、優先エネルギー吸収ゾーンXの長手方向の両側に設定される2個の接続エネルギー吸収ゾーンSの長手方向の長さは、異なる長さとされている。本実施形態では、第2の接続エネルギー吸収ゾーンS2より第1の接続エネルギー吸収ゾーンS1の方が短く設定されている。すなわち、その設定長さは、S1<S2となっている。 In this embodiment, the two connected energy absorption zones S set on both sides of the priority energy absorption zone X in the longitudinal direction have different lengths. In this embodiment, the first connection energy absorption zone S1 is set shorter than the second connection energy absorption zone S2. That is, the set length is S1<S2.
図5は優先エネルギー吸収ゾーンXの長手方向に直交する断面形状を示し、図6及び図7は同様に後続エネルギー吸収ゾーンYの断面形状を示す。第1及び第2の接続エネルギー吸収ゾーンS1、S2の断面形状の図示は省略したが、後述する凹み形状22の凹み深さが優先エネルギー吸収ゾーンXと後続エネルギー吸収ゾーンYの中間深さで長手方向に傾斜した角度となっているのみで、基本的断面形態形状は図5~図7と同じである。
5 shows a cross-sectional shape perpendicular to the longitudinal direction of the preferential energy absorption zone X, and FIGS. 6 and 7 similarly show the cross-sectional shape of the subsequent energy absorption zone Y. Although illustration of the cross-sectional shapes of the first and second connected energy absorption zones S1 and S2 is omitted, the recess depth of the recessed
図5~図7に示すように、本実施形態では、優先エネルギー吸収ゾーンXと、後続エネルギー吸収ゾーンYと、接続エネルギー吸収ゾーンSの、長手方向に直交する基本的断面形態形状は、実質的に同じ形態形状とされている。本実施形態の基本的断面形態形状は、多角形形状の閉断面形状とされており、この閉断面形状には内方に凹み形状22を有する構成とされている。したがって、基本的断面形態形状はサイドメンバー12の図3及び図4で見て左側(バンパー14側)から右側(車室16側)に一連の連続した形状として形成されている。
As shown in FIGS. 5 to 7, in this embodiment, the basic cross-sectional shapes of the priority energy absorption zone X, the subsequent energy absorption zone Y, and the connected energy absorption zone S perpendicular to the longitudinal direction are substantially It is said that they have the same morphology and shape. The basic cross-sectional shape of this embodiment is a polygonal closed cross-sectional shape, and this closed cross-sectional shape has a
本実施形態の基本的断面形態形状を形成する要素の一つである多角形形状は、本実施形態では16角形形状となっている。16角形形状として形成されるサイドメンバー12は、図5で見て、右側に配置される右側サイドメンバー部材12Aと、左側に配置される左側サイドメンバー部材12Bとで形成されている。両部材12A、12Bは上下面位置で重ね合わされて溶接により接合されて一体化されて閉断面形状の16角形形状とされている。図5~図7では溶接個所は×印を付したWで示されている。
The polygonal shape, which is one of the elements forming the basic cross-sectional shape of this embodiment, is a hexagonal shape in this embodiment. The
右側サイドメンバー部材12Aと左側サイドメンバー部材12Bは、それぞれ折り曲げられて片面で9面が形成されており、両部材12A、12Bの上面と下面が重ね合わされて16角形形状の閉断面形状とされている。そして、本実施形態では、右側サイドメンバー部材12Aと左側サイドメンバー部材12Bの上下方向の中央部位置において、閉断面形状の内方に向けた凹み形形状22が形成されている。したがって、凹み形状22も左右に形成されており、右側サイドメンバー部材12Aと左側サイドメンバー部材12Bは対称形状に形成されている。その結果、本実施形態の16角形形状の閉断面形状は、左右方向で見た場合には、左右対称形状となっており、上下方向で見た場合でも、上下対称形状となっている。すなわち、バランスの良い形状となっている。これにより、基本的断面形態形状は安定した形態形状となっており、後述するエネルギー吸収作用がバランス良く行われる。
The right
なお、サイドメンバー12を形成する右側サイドメンバー部材12Aと左側サイドメンバー部材12Bの図示上の配置が、図5と図7は同じ位置関係の配置となっているが、図6は左右逆の配置となっている。これは図4における断面視の方向の違いである。すなわち、図5及び図7では右方向から視た断面視であるのに対して、図6は左方向から視た断面視であることによる。このため、図5及び図7と図6の図示では、上下面の重ね合わせが異なっている。
Note that the illustrated arrangement of the right
本実施形態の基本的断面形態形状の断面形態は、図5~図7のいずれの断面形態にも示すように、上部に形成される上部空間K1と、下部に形成される下部空間K2が略同じ大きな空間として形成されており、この上部空間K1と下部空間K2が凹み形状22で形成される比較的狭い連通空間K3で連通された形態として形成されている。
As shown in any of the cross-sectional forms of FIGS. 5 to 7, the basic cross-sectional form of this embodiment has an upper space K1 formed in the upper part and a lower space K2 formed in the lower part. They are formed as the same large space, and the upper space K1 and the lower space K2 are formed as communicating through a relatively narrow communication space K3 formed by a
本実施形態では、図5と図6及び図7に示されるように、優先エネルギー吸収ゾーンXと後続エネルギー吸収ゾーンYとに形成される凹み形状22の凹み深さが異なっている。図5に示される優先エネルギー吸収ゾーンXの凹み形状22Aの深さaは、図6及び図7に示される後続エネルギー吸収ゾーンYの凹み形状22Bの深さbより浅く形成されている。すなわち、凹み形状22の深さは、a<bとされている。本実施形態では、優先エネルギー吸収ゾーンXの凹み形状22Aの深さaは25mmとされており、後続エネルギー吸収ゾーンYの凹み形状22Bの深さbは30mmとされている。
In this embodiment, as shown in FIGS. 5, 6, and 7, the recess depths of the recess shapes 22 formed in the priority energy absorption zone X and the subsequent energy absorption zone Y are different. The depth a of the
第1の接続エネルギー吸収ゾーンS1と第2の接続エネルギー吸収ゾーンS2の凹み形状22Cは、優先エネルギー吸収ゾーンXの凹み形状22Aと後続エネルギー吸収ゾーンYの凹み形状22Bを接続する形状として形成されている。したがって、前述もしたが、その凹み形状22Cの凹み深さcは、優先エネルギー吸収ゾーンXの凹み形状22Aの凹み深さaと後続エネルギー吸収ゾーンYの凹み形状22Bの凹み深さbとの中間深さで、長手方向に傾斜した角度で形成される形状となっている。なお、第1の接続エネルギー吸収ゾーンS1と第2の接続エネルギー吸収ゾーンS2の凹み形状22Cの図示は省略されているので、図示として凹み形状22Cの符号は示されていない。同様に、その凹み形状22Cの凹み深さcの図示も省略されており、凹み深さcの符号も示されていない。したがって、当該箇所の説明は符号のみの説明となっている。
The recess shape 22C of the first connection energy absorption zone S1 and the second connection energy absorption zone S2 is formed as a shape that connects the
そして、前述もしたように、図3及び図4に示すように、本実施形態では、第1の接続エネルギー吸収ゾーンS1は第2の接続エネルギー吸収ゾーンS1より短い設定とされている。このため、第1の接続エネルギー吸収ゾーンS1と第2の接続エネルギー吸収ゾーンS1に形成される凹み形状22Cの長手方向の傾斜角度は、第1の接続エネルギー吸収ゾーンS1の方が第2の接続エネルギー吸収ゾーンS1より急激な角度形状となっている。このため衝突荷重Gが加わった場合には、角度形状の強い第1の接続エネルギー吸収ゾーンS1の方が第2の接続エネルギー吸収ゾーンS1より先に応力集中が生じる。その結果、衝突荷重による座屈変形も、先に第1の接続エネルギー吸収ゾーンS1に生じ、先に、エネルギー吸収作用を行う。 As described above, as shown in FIGS. 3 and 4, in this embodiment, the first connection energy absorption zone S1 is set to be shorter than the second connection energy absorption zone S1. Therefore, the inclination angle in the longitudinal direction of the concave shape 22C formed in the first connection energy absorption zone S1 and the second connection energy absorption zone S1 is that It has a sharper angular shape than the energy absorption zone S1. Therefore, when a collision load G is applied, stress concentration occurs in the first connection energy absorption zone S1, which has a strong angular shape, before the second connection energy absorption zone S1. As a result, the buckling deformation due to the collision load also occurs first in the first connection energy absorption zone S1, and the energy absorption action is performed first.
<実施形態の作用効果>
次に、上述した実施形態の作用効果を説明する。
<Actions and effects of embodiments>
Next, the effects of the above-described embodiment will be explained.
先ず、上述した実施形態は、サイドメンバー12の長手方向に区分して配設される優先エネルギー吸収ゾーンX、後続エネルギー吸収ゾーンY、及び接続エネルギー吸収ゾーンSの3者は、長手方向に直交する基本的断面形態形状が実質的に同じ形態形状とされている。そして、その基本的断面形態形状は多角形形状の閉断面形状で、内方に凹み形状22を有する形状とされており、これら3者のエネルギー吸収ゾーンX、Y、Sは、従来のように補強等のために別途の部材を用いることなく連続して配設される構成である。これにより、コスト、重量の軽減を図ることができる。
First, in the above-described embodiment, the priority energy absorption zone X, the subsequent energy absorption zone Y, and the connection energy absorption zone S, which are arranged in a longitudinal direction of the
次に、上述した実施形態によれば、基本的断面形態形状を形成する一つの要素である凹み形状22の形成深さa、b、cのみが、それぞれのエネルギー吸収ゾーンX、Y、Sで異なっており、優先エネルギー吸収ゾーンXが後続エネルギー吸収ゾーンYより浅く形成されている。このため、浅く形成された優先エネルギー吸収ゾーンXの方が、後続エネルギー吸収ゾーンYより座屈強度が弱くなっている。その結果、優先エネルギー吸収ゾーンXは後続エネルギー吸収ゾーンYに先行して座屈変形を生じ、先行して衝撃エネルギー吸収作用を行う。
Next, according to the embodiment described above, only the formation depths a, b, and c of the
次に、上述した本実施形態によれば、第1の接続エネルギー吸収ゾーンS1の長手方向の長さは第2のエネルギー吸収ゾーンS2より短く設定されている。これにより、凹み形状22の長手方向の傾斜角度は、第2の接続エネルギー吸収ゾーンS2に比べ第1のエネルギー吸収ゾーンS2は急激な角度形状となっている。その結果、衝撃荷重が加わった場合に生じる応力は、第2の接続エネルギー吸収ゾーンS2に比べ第1の接続エネルギー吸収ゾーンS1の方が大きく、最も先行して座屈変形を生じる。そして、この1の接続エネルギー吸収ゾーンS1の座屈変形に連動して、優先エネルギー吸収ゾーンXにおけるバンパー側(第1の接続エネルギー吸収ゾーンS1との接続側)から後方に向けて順次座屈変形が生じて、エネルギー吸収作用がまとめて行われる。これにより、エネルギー吸収作用が高効率で行われる。
Next, according to the present embodiment described above, the length in the longitudinal direction of the first connection energy absorption zone S1 is set shorter than that of the second energy absorption zone S2. As a result, the inclination angle of the
次に、上述した本実施形態では、各エネルギー吸収ゾーンX、Y、Sの基本的断面形態形状は、左右方向に対しても、左右方向に対しても、対称形状とされている。これにより、エネルギー吸収作用をする際の座屈変形がバランスよく行われ、エネルギー吸収が効率よく良好に行われる。 Next, in the present embodiment described above, the basic cross-sectional shape of each of the energy absorption zones X, Y, and S is symmetrical both in the left-right direction and in the left-right direction. As a result, buckling deformation during energy absorption is performed in a well-balanced manner, and energy absorption is performed efficiently and satisfactorily.
次に、上述した本実施形態では、閉断面形状を形成する多角形形状が16角断面形状であることにより、断面形状が安定し、衝突荷重が加わった場合の座屈変形も安定して行われる。これによっても、エネルギー吸収が効率よく行われる。 Next, in the present embodiment described above, since the polygonal shape forming the closed cross-sectional shape is a hexagonal cross-sectional shape, the cross-sectional shape is stable, and buckling deformation when a collision load is applied is also stably performed. be exposed. This also allows efficient energy absorption.
次に、上述した本実施形態は、電気自動車のフロントサイドメンバー12に適用される。電気自動車のフロントサイドメンバー12が配置される前部空間個所は内燃機関等の大物の機器の配置がないので、衝突荷重はフロントサイドメンバー12で確実にエネルギー吸収が行われ、車室の変形が阻止されて、車室が保護される。その結果、車室内の乗員の保護が図られる。
Next, the present embodiment described above is applied to the
次に、図8~図12に基づいて、第1の接続エネルギー吸収ゾーンS1と第2の接続エネルギー吸収ゾーンS2との、その長手方向の長さの配列の異なりによる作用効果の違いを説明する。なお、図8~図12は実験結果に基づくものである。 Next, based on FIGS. 8 to 12, the difference in function and effect due to the difference in length arrangement of the first connection energy absorption zone S1 and the second connection energy absorption zone S2 in the longitudinal direction will be explained. . Note that FIGS. 8 to 12 are based on experimental results.
図8はサイドメンバー12に配設する第1の接続エネルギー吸収ゾーンS1と第2の接続エネルギー吸収ゾーンS2の長手方向の長さが同じ場合の形態例である。同様に、図9はサイドメンバー12に配設する第1の接続エネルギー吸収ゾーンS1と第2の接続エネルギー吸収ゾーンS2の長さが異なる場合の形態例である。図8の形態例も図9の形態例の場合も、サイドメンバー12に配設される優先エネルギー吸収ゾーンX、後続エネルギー吸収ゾーンY、及び第1及び第2の接続エネルギー吸収ゾーンS1、S2の配列順は、図4に示す実施形態の場合と同じである。なお、図8及び図9には第1及び第2の接続エネルギー吸収ゾーンS1、S2の配置位置を符号で示すのみで、他のゾーンX、Yの表示は省略した。
FIG. 8 shows an example of a case where the first connection energy absorption zone S1 and the second connection energy absorption zone S2 provided in the
図8の形態例は、第1及び第2の接続エネルギー吸収ゾーンS1、S2の長手方向の長さが同じ場合であり、本形態例の場合は、第1及び第2の接続エネルギー吸収ゾーンS1、S2とも、その長さが40mmとされている。図9の形態例は、第1及び第2の接続エネルギー吸収ゾーンS1、S2の長手方向の長さが異なる場合であり、両接続エネルギー吸収ゾーンS1、S2の長さの異なりは、上述の図4に示す実施形態の場合と同様であり、第1の接続エネルギー吸収ゾーンS1の方が第2の接続エネルギー吸収ゾーンS2より短く設定されている。図9の形態例の場合は、第1の接続エネルギー吸収ゾーンS1の長さが20mm、第2の接続エネルギー吸収ゾーンS2の長さが40mmとされている。 The example of FIG. 8 is a case where the first and second connection energy absorption zones S1 and S2 have the same length in the longitudinal direction, and in the case of this example, the first and second connection energy absorption zones S1 , S2 have a length of 40 mm. The embodiment shown in FIG. 9 is a case where the first and second connection energy absorption zones S1 and S2 have different lengths in the longitudinal direction. 4, the first connection energy absorption zone S1 is set shorter than the second connection energy absorption zone S2. In the case of the embodiment of FIG. 9, the length of the first connection energy absorption zone S1 is 20 mm, and the length of the second connection energy absorption zone S2 is 40 mm.
図10は図8に示されるサイドメンバー12の形態例に、過大な衝突荷重がバンパー14側(図8で見て左端部側)から加わり、座屈変形してエネルギー吸収が行われた状態を示す。同様に、図11は図9に示されるサイドメンバー12の形態例に、過大な衝突荷重がバンパー14側(図9で見て左端部側)から加わり、座屈変形してエネルギー吸収が行われた状態を示す。
FIG. 10 shows a state in which an excessive collision load is applied to the example of the
図10及び図11とも、サイドメンバー12の座屈変形前の左端部位置がm線で示されており、過大な衝突荷重Gによりn線位置まで左端部位置が座屈変形した状態を示している。
In both FIGS. 10 and 11, the left end position of the
図10に示される座屈変形状態では、第1の接続エネルギー吸収ゾーンS1及び第2の接続エネルギー吸収ゾーンS2の両方の位置において座屈変形が生じるとともに、バンパー側の後続エネルギー吸収ゾーンYにおいても座屈変形が生じている。これに対して、図11に示される座屈変形状態では、第1の接続エネルギー吸収ゾーンS1と、これに続くバンパー側の優先エネルギー吸収ゾーンXの範囲が一塊となって座屈変形している。エネルギー吸収作用としては、図11に示される座屈変形状態が好ましく、エネルギー吸収量が多い。 In the buckling deformation state shown in FIG. 10, buckling deformation occurs at both positions of the first connection energy absorption zone S1 and the second connection energy absorption zone S2, and also in the subsequent energy absorption zone Y on the bumper side. Buckling deformation has occurred. On the other hand, in the buckling deformation state shown in FIG. 11, the first connection energy absorption zone S1 and the following prioritized energy absorption zone X on the bumper side are buckled as a unit. . As for the energy absorption effect, the buckling deformation state shown in FIG. 11 is preferable, and the amount of energy absorption is large.
図12は図8及び図9に示すサイドメンバー12の形態例における左端部位置(m線位置)の移動に伴うエネルギー吸収量Eの大きさの変化状態の線図を示す。同線図において、実線の線図が図9の場合を示し、破線の線図が図8の場合を示している。図12に示すように、図9の形態例においては図8の形態例の場合に比べて、殆どの座屈変形状態でもエネルギー吸収量が多いことが分かる。このように第1の接続エネルギー吸収ゾーンS1の長さが第2の接続エネルギー吸収ゾーンS2より短い方が、エネルギー吸収のための座屈変形が効率よく良好に行われ、かつ、エネルギー吸収量も多いことが理解できる。
FIG. 12 shows a diagram of how the amount of energy absorbed E changes as the left end position (m-line position) moves in the embodiment of the
<その他の実施形態>
以上、本発明の特定の実施形態について説明したが、本発明は、その他各種の形態でも実施できる。
<Other embodiments>
Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention can also be implemented in various other forms.
例えば、上述した実施形態の車体サイドメンバー構造は、電気自動車のフロントサイドメンバ―構造の場合であったが、電気自動車以外の車両のサイドメンバーにも適用可能である。 For example, although the vehicle body side member structure of the embodiment described above is a front side member structure of an electric vehicle, it is also applicable to side members of vehicles other than electric vehicles.
また、上述した実施形態における各エネルギー吸収ゾーンX、Y、Sの基本的断面形態形状は、上下方向及び左右方向で見て、対称形状となっているが、必ずしも対称形状である必要はない。 Moreover, although the basic cross-sectional shapes of the energy absorption zones X, Y, and S in the embodiments described above are symmetrical when viewed in the vertical and horizontal directions, they do not necessarily have to be symmetrical.
また、上述した実施形態においては、凹み形状は2個が対称面位置に配置された形態であった。しかし、凹み形状の形成位置も対称位置ではなく、その個数も1個または3個以上であってもよい。 Further, in the embodiment described above, two recesses were arranged at symmetrical plane positions. However, the formation positions of the concave shapes are not symmetrical, and the number thereof may be one or three or more.
また、凹み形状22の形成位置は、前述の実施形態では左右の側面位置であったが、上下面位置であってもよい。すなわち、図5から図7に示す断面形状が90°回転させた配置形態形状であってもよい。
Moreover, although the formation position of the recessed
また、上述した実施形態は、車両の前部に配設されるバンパー14と中央部位置の車室16との間に配設されるフロントサイドメンバー12にエネルギー吸収構造を装備した場合であった。しかし、本実施形態は、車両後部位置のバンパー側に配設されるリヤサイドメンバーにも適用することができる。
Further, in the embodiment described above, the
なお、優先エネルギー吸収ゾーンXのバンパー14側の部位を、衝突荷重が加わった際に優先的に確実に座屈変形させるためには、当該位置における角部に小さなビード形状を形成してもよい。これにより、より確実に優先エネルギー吸収ゾーンXのバンパー14側の部位個所から座屈変形を確実に生じさせることができて、エネルギー吸収作用をより良好に行わせることができる。
In addition, in order to preferentially and reliably buckle the portion of the priority energy absorption zone . Thereby, buckling deformation can be more reliably caused from the portion of the priority energy absorption zone X on the
<「課題を解決するための手段」に記載した各発明の作用効果>
なお、最後に上述の「課題を解決するための手段」における各発明に対応する上記実施形態の作用効果を付記しておく。
<Operations and effects of each invention described in "Means for solving the problem">
Finally, the effects of the above-described embodiments corresponding to each invention in the above-mentioned "Means for Solving the Problems" will be added.
先ず、第1の発明によれば、優先エネルギー吸収ゾーン、後続エネルギー吸収ゾーン、及び接続エネルギー吸収ゾーンの3者は、基本的断面形態形状が実質的に同じ形態形状で、別途の補強のための部材を用いることなく、連続して接続される構成である。これにより、コスト、重量の軽減を図ることができる。 First, according to the first invention, the priority energy absorption zone, the subsequent energy absorption zone, and the connection energy absorption zone have substantially the same basic cross-sectional shape, and have separate reinforcement. This is a configuration in which they are connected continuously without using any members. Thereby, cost and weight can be reduced.
また、第1の発明によれば、実質的に同じ形態形状の凹み形状の深さは、優先エネルギー吸収ゾーンが後続エネルギー吸収ゾーンより浅く形成されている。このため、優先エネルギー吸収ゾーンの方が応力が高く、先行して座屈変形が生じ、優先して衝撃エネルギー吸収を行う。 Further, according to the first invention, the depth of the concave shapes having substantially the same shape is formed such that the preferential energy absorption zone is shallower than the subsequent energy absorption zone. Therefore, stress is higher in the priority energy absorption zone, buckling deformation occurs first, and impact energy is absorbed preferentially.
次に、第2の発明によれば、第1の接続エネルギー吸収ゾーンは第2のエネルギー吸収ゾーンより長手方向の長さが短く形成されている。これにより両ゾーンにおける凹み深さの長手方向の傾斜形状角度は第1の接続エネルギー吸収ゾーンの方が急激な角度となる。すなわち、傾斜角度が大きく形成される。その結果、第1の接続エネルギー吸収ゾーンの応力が高くなり、最も先行して座屈が生じ、最も先行してエネルギー吸収作用が行われる。そのため、優先エネルギー吸収ゾーンも第1の接続エネルギー吸収ゾーンの座屈変形に連動してバンパー側端部から座屈変形を生じて、エネルギー吸収作用が効率よく行われる。 Next, according to the second invention, the first connection energy absorption zone is formed to have a shorter length in the longitudinal direction than the second energy absorption zone. As a result, the inclination angle in the longitudinal direction of the recess depth in both zones becomes steeper in the first connection energy absorption zone. That is, the inclination angle is formed to be large. As a result, the stress in the first connecting energy absorption zone is high, leading to buckling and leading to energy absorption. Therefore, the preferential energy absorption zone also undergoes buckling deformation from the bumper side end in conjunction with the buckling deformation of the first connected energy absorption zone, and the energy absorption effect is efficiently performed.
次に、第3の発明によれば、多角形の閉断面形状の基本的断面形態形状は対称形状に形成される。これにより、バランスよくエネルギー吸収作用が行われる。 Next, according to the third invention, the basic cross-sectional shape of the polygonal closed cross-sectional shape is formed into a symmetrical shape. This provides a well-balanced energy absorption effect.
次に、第4の発明によれば、閉断面形状を形成する多角形が16角断面形状であることにより、断面形状が安定する。 Next, according to the fourth invention, since the polygon forming the closed cross-sectional shape is a hexagonal cross-sectional shape, the cross-sectional shape is stabilized.
次に、第5の発明によれば、2個の凹み形状は対称位置に配置されることになり、バランスよくエネルギー吸収作用が行われる。 Next, according to the fifth invention, the two concave shapes are arranged at symmetrical positions, so that the energy absorption action is performed in a well-balanced manner.
次に、第6の発明によれば、自動車の前部位置に内燃機関等の大物の機器の配置がない電気自動車のフロントサイドメンバーに、好適に実施することができ、過大な衝突荷重が生じた際における車室の保護を確実に図ることができる。 Next, according to the sixth invention, it can be suitably applied to the front side member of an electric vehicle where large equipment such as an internal combustion engine is not located at the front of the vehicle, and an excessive collision load is generated. This makes it possible to reliably protect the passenger compartment in the event of an accident.
10 電気自動車
12 フロントサイドメンバー(サイドメンバー)
13 車輪(タイヤ)
14 バンパー
16 車室
18 車体骨格部材
20 クラッシュボックス
22 凹み形状
22A 優先エネルギー吸収ゾーンの凹み形状
22B 後続エネルギー吸収ゾーンの凹み形状
Fr 自動車前方
Rr 自動車後方
X 優先エネルギー吸収ゾーン
Y 後続エネルギー吸収ゾーン
S 接続エネルギー吸収ゾーン
S1 第1の接続エネルギー吸収ゾーン
S2 第2の接続エネルギー吸収ゾーン
G 衝突荷重作用方向
W 溶接個所
a 優先エネルギー吸収ゾーンの凹み形状の深さ
b 後続エネルギー吸収ゾーンの凹み形状の深さ
10
13 Wheels (tires)
14
Claims (6)
前記サイドメンバーには長手方向に区分されて、エネルギー吸収作用を行う優先度の高い優先エネルギー吸収ゾーンと、エネルギー吸収作用を行う優先度の低い後続エネルギー吸収ゾーンと、前記優先エネルギー吸収ゾーンと前記後続エネルギー吸収ゾーンとを接続する接続エネルギー吸収ゾーンが設定されており、前記優先エネルギー吸収ゾーン、前記後続エネルギー吸収ゾーン、及び前記接続エネルギー吸収ゾーンは、長手方向に直交する基本的断面形態形状が実質的に同じ形態形状とされており、
前記基本的断面形態形状は多角形形状の閉断面形状で、内方に凹み形状を有する形状であり、
前記凹み形状の内方への凹み深さは、前記優先エネルギー吸収ゾーンより前記後続エネルギー吸収ゾーンの方が深く形成されており、前記接続エネルギー吸収ゾーンの凹み深さは前記優先エネルギー吸収ゾーンと前記後続エネルギー吸収ゾーンを接続する長手方向に傾斜する形状として形成されている、車体サイドメンバー構造。 A vehicle body side member structure arranged in an elongated shape between a bumper side and a passenger compartment side when viewed in the longitudinal direction of the vehicle, and configured to apply an external impact force from the bumper side to the side member side,
The side member is divided in the longitudinal direction, and includes a priority energy absorption zone with a high priority that performs an energy absorption action, a subsequent energy absorption zone with a low priority that performs an energy absorption action, and the priority energy absorption zone and the subsequent energy absorption zone. A connecting energy absorbing zone is set to connect the energy absorbing zone, and the priority energy absorbing zone, the subsequent energy absorbing zone, and the connecting energy absorbing zone have a basic cross-sectional shape that is substantially orthogonal to the longitudinal direction. It is said that the shape is the same as that of
The basic cross-sectional shape is a polygonal closed cross-sectional shape with an inward concave shape,
The inward recess depth of the recess shape is formed deeper in the subsequent energy absorption zone than in the priority energy absorption zone, and the recess depth of the connected energy absorption zone is deeper than the priority energy absorption zone and the inward recess depth. Body side member structure formed as a longitudinally sloping shape connecting trailing energy absorption zones.
前記接続エネルギー吸収ゾーンは前記優先エネルギー吸収ゾーンのバンパー側に設定される第1の接続エネルギー吸収ゾーンと、前記優先エネルギー吸収ゾーンの車室側に設定される第2の接続エネルギー吸収ゾーンの少なくとも2箇所が設定されており、前記第1の接続エネルギー吸収ゾーンは第2の接続エネルギー吸収ゾーンより長手方向の長さが短く設定されている、車体サイドメンバー構造。 The vehicle body side member structure according to claim 1,
The connection energy absorption zone includes at least two of a first connection energy absorption zone set on the bumper side of the priority energy absorption zone and a second connection energy absorption zone set on the passenger compartment side of the priority energy absorption zone. The vehicle body side member structure is characterized in that the first connection energy absorption zone is set to have a shorter length in the longitudinal direction than the second connection energy absorption zone.
前記優先エネルギー吸収ゾーン、前記後続エネルギー吸収ゾーン、及び前記接続エネルギー吸収ゾーンの基本的断面形態形状は対称形状に形成されている、車体サイドメンバー構造。 The vehicle body side member structure according to claim 1 or claim 2,
A vehicle body side member structure, wherein basic cross-sectional shapes of the priority energy absorption zone, the subsequent energy absorption zone, and the connection energy absorption zone are formed in a symmetrical shape.
前記閉断面形状を形成する多角形形状は16角断面形状である、車体サイドメンバー構造。 The vehicle body side member structure according to any one of claims 1 to 3,
In the vehicle body side member structure, the polygonal shape forming the closed cross-sectional shape is a hexagonal cross-sectional shape.
前記凹み形状は2個形成されており、当該2個の凹み形状は前記多角形形状の対面位置に形成されている、車体サイドメンバー構造。 The vehicle body side member structure according to any one of claims 1 to 4,
In the vehicle body side member structure, two recess shapes are formed, and the two recess shapes are formed at positions facing the polygonal shape.
前記サイドメンバーは電気自動車のフロントサイドメンバーである、車体サイドメンバー構造。 The vehicle body side member structure according to any one of claims 1 to 5,
The side member has a vehicle body side member structure, which is a front side member of an electric vehicle.
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