JPH0585402A - Shock absorbing frame of vehicle - Google Patents
Shock absorbing frame of vehicleInfo
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- JPH0585402A JPH0585402A JP27494691A JP27494691A JPH0585402A JP H0585402 A JPH0585402 A JP H0585402A JP 27494691 A JP27494691 A JP 27494691A JP 27494691 A JP27494691 A JP 27494691A JP H0585402 A JPH0585402 A JP H0585402A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、衝突時に変形して衝撃
を吸収する車両のフレームに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle frame which is deformed at the time of a collision and absorbs the shock.
【0002】[0002]
【従来の技術】車両の横方向の各側部に配置され、衝突
時に変形して衝撃を吸収するフレームとして、垂直片と
この垂直片の上下端から伸びる一対の水平片とを有し、
断面がコの字状を呈するチャンネルの前記垂直片の中心
軸線上に、前後方向に間隔をおいた複数の穴を1列に配
置したものが提案されている(実開昭56-113073 号公
報)。2. Description of the Related Art A vertical piece and a pair of horizontal pieces extending from the upper and lower ends of the vertical piece are provided as frames that are arranged on each side of the vehicle in the lateral direction and that are deformed in a collision and absorb the shock.
It has been proposed that a plurality of holes spaced in the front-rear direction are arranged in a line on the central axis of the vertical piece of the channel having a U-shaped cross section (Japanese Utility Model Laid-Open No. 56-113073). ).
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】前記提案に係るフレー
ムでは、断面形状がコの字型であるため、垂直片の部分
と開口となった部分、すなわちフレームの外側と内側と
に強度の違いがある。さらに、フレームの外側について
みると、フレームの垂直片と一対の水平片との結合部で
あるコーナ部の強度が、垂直片の強度に比べて大きい。
このように、フレームの断面における強度分布がアンバ
ランスであるため、衝撃が加わったとき、フレームに安
定した軸線方向の圧縮変形を生じさせるのが難しい。Since the frame according to the above-mentioned proposal has a U-shaped cross section, there is a difference in strength between the vertical piece and the opening, that is, the outside and inside of the frame. is there. Further, when viewed from the outside of the frame, the strength of the corner portion, which is the connecting portion between the vertical piece of the frame and the pair of horizontal pieces, is higher than the strength of the vertical piece.
As described above, since the strength distribution in the cross section of the frame is unbalanced, it is difficult to cause stable axial compressive deformation of the frame when a shock is applied.
【0004】前記コーナ部の強度を下げ、抵抗力を低減
すれば、圧縮変形をより安定化させうる。しかし、前記
コーナ部の強度を下げるには、前記1列に配置した複数
の穴の口径を大きくする必要があるところ、穴の口径を
大きくすると、フレームの垂直片に占める穴の面積の割
合が大きくなり、フレームの剛性が低下する。If the strength of the corner portion is reduced and the resistance force is reduced, the compressive deformation can be further stabilized. However, in order to reduce the strength of the corner portion, it is necessary to increase the diameter of the plurality of holes arranged in the one row. When the diameter of the holes is increased, the ratio of the area of the holes to the vertical piece of the frame is increased. It becomes large and the rigidity of the frame decreases.
【0005】したがって、本発明の目的は、安定した軸
線方向の圧縮変形を生じさせることができ、剛性を確保
できる車両の衝撃吸収フレームを提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a shock absorbing frame for a vehicle which can generate stable axial compressive deformation and ensure rigidity.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、車両の横方向
の各側部に配置され、衝突時に変形して衝撃を吸収する
フレームである。このフレームは、インナチャンネルと
アウタチャンネルとによって閉じ断面形状に形成されて
いる。前記インナチャンネルおよび前記アウタチャンネ
ルのそれぞれは、それぞれの前部に、上下方向に間隔を
おいて2列に配列され、かつ前後方向に間隔をおいて開
けられた複数の穴を有する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a frame which is arranged on each lateral portion of a vehicle and which deforms and absorbs impact in the event of a collision. This frame is formed in a closed cross-sectional shape by an inner channel and an outer channel. Each of the inner channel and the outer channel has a plurality of holes arranged in two rows at intervals in the vertical direction and spaced at intervals in the front-rear direction at the front portion of each.
【0007】本発明の好ましい態様では、前記上の列の
複数の穴は、後方へ向けてそれぞれの穴の口径が次第に
小さくなるように形成され、かつ前記フレームの上の面
から各穴の中心までの距離と当該穴の半径との差がすべ
ての穴に関してほぼ等しくなるように配置されている。
さらに、前記下の列の複数の穴は、後方へ向けてそれぞ
れの穴の口径が次第に小さくなるように形成され、かつ
前記フレームの下の面から各穴の中心までの距離と当該
穴の半径との差がすべての穴に関してほぼ等しくなるよ
うに配置されている。[0007] In a preferred aspect of the present invention, the plurality of holes in the upper row are formed such that the diameters of the holes are gradually reduced toward the rear and the center of each hole is formed from the upper surface of the frame. Are arranged such that the difference between the distance to and the radius of the hole is approximately equal for all holes.
Further, the plurality of holes in the lower row are formed so that the diameters of the holes gradually decrease toward the rear, and the distance from the lower surface of the frame to the center of each hole and the radius of the hole. Are arranged so that the difference between and is almost equal for all holes.
【0008】[0008]
【作用および効果】フレームが、インナチャンネルとア
ウタチャンネルとによって閉じ断面形状に形成されてい
ることと、インナチャンネルおよびアウタチャンネルの
それぞれの前部に、上下2列の複数の穴が設けられてい
ることから、フレームの内側と外側とにおける強度分布
が、実質的に対称である。さらに、インナチャンネルお
よびアウタチャンネルのそれぞれに、上下2列の複数の
孔が設けられていることから、コーナ部の強度を下げる
ことができる。これら理由によって、フレームに安定し
た軸線方向の圧縮変形を生じさせることができる。[Operation and Effect] The frame is formed by the inner channel and the outer channel to have a closed cross-sectional shape, and a plurality of holes in two rows are provided at the front of each of the inner channel and the outer channel. Therefore, the intensity distribution inside and outside the frame is substantially symmetrical. Further, since each of the inner channel and the outer channel is provided with a plurality of holes in upper and lower two rows, the strength of the corner portion can be reduced. For these reasons, stable axial compressive deformation can be generated in the frame.
【0009】インナチャンネルおよびアウタチャネル
に、それぞれ上下2列の複数の穴を設けているため、上
の列の複数の穴を上のコーナ部の近傍に、また下の列の
複数の穴を下のコーナ部の近傍に配置することができ
る。この配置によれば、口径の小さな穴によってコーナ
部の強度を下げうるため、インナチャンネルおよびアウ
タチャンネルの垂直片に占める穴の面積の割合が少なく
なり、剛性の低下を抑えることができる。Since the inner channel and the outer channel are each provided with a plurality of holes in upper and lower two rows, a plurality of holes in the upper row are provided near the upper corner portion and a plurality of holes in the lower row are provided below. Can be arranged near the corner of the. According to this arrangement, since the strength of the corner portion can be reduced by the hole having a small diameter, the ratio of the area of the hole occupied by the vertical pieces of the inner channel and the outer channel is reduced, and the decrease in rigidity can be suppressed.
【0010】好ましい態様では、上下2列の複数の穴
を、後方へ向けてそれぞれの穴の口径が次第に小さくな
るように形成してあるため、衝突時、フレームを前方の
穴の部分から順に座屈させることができる。さらに、上
の列の複数の穴が上の面から、また下の列の複数の穴が
下の面からほぼ等しい位置にあることから、コーナ部の
強度を実質的に均一に低下させることができる。In a preferred embodiment, the upper and lower two rows of holes are formed so that the diameters of the holes gradually decrease toward the rear, so that at the time of collision, the frame is seated in order from the front hole. You can bend. Further, since the holes in the upper row are located at substantially the same position from the upper surface and the holes in the lower row are located at substantially the same position from the lower surface, it is possible to reduce the corner strength substantially uniformly. it can.
【0011】[0011]
【実施例】フレーム10は、図3に示すように、車両の
横方向の各側部に配置され、衝突時に変形して衝撃を吸
収するものであって、インナチャンネル12と、アウタ
チャンネル14とを備える。左のフレーム10と右のフ
レーム10とは、フロントクロスメンバ16によって相
互に結合されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As shown in FIG. 3, a frame 10 is disposed on each side portion of a vehicle in the lateral direction, and is designed to deform and absorb the impact at the time of a collision. Equipped with. The left frame 10 and the right frame 10 are connected to each other by a front cross member 16.
【0012】インナチャンネル12とアウタチャンネル
14とは、共に溝型に形成されており、図2に示すよう
に、一方の開口側を他方の開口に差し込み、溶接して閉
じ断面形状のフレーム10となっている。The inner channel 12 and the outer channel 14 are both formed in a groove shape. As shown in FIG. 2, one opening side is inserted into the other opening and welded to form a frame 10 having a closed cross section. Is becoming
【0013】図2に示す実施例では、インナチャンネル
12は垂直片13aと、2つの水平片13bとを有し、
アウタチャンネル14は垂直片15aと、2つの水平片
15bとを有する。アウタチャンネル14はサイドレー
ルと呼称されるもので、その水平片15bが、インナチ
ャンネル12の水平片13aより短くなるように形成さ
れている。インナチャンネル12とアウタチャンネル1
4とは、共に同じ板厚でかつ同じ材料、たとえば、熱間
圧延鋼板によって形成することができる。In the embodiment shown in FIG. 2, the inner channel 12 has a vertical piece 13a and two horizontal pieces 13b,
The outer channel 14 has a vertical piece 15a and two horizontal pieces 15b. The outer channel 14 is called a side rail, and its horizontal piece 15b is formed to be shorter than the horizontal piece 13a of the inner channel 12. Inner channel 12 and outer channel 1
4 can be formed with the same plate thickness and the same material, for example, a hot rolled steel plate.
【0014】インナチャンネル12およびアウタチャン
ネル14のそれぞれは、それぞれの前部に、上下方向に
間隔をおいて2列に配列され、かつ前後方向に間隔をお
いて開けられた複数の穴18を有する。これら穴18
は、いわゆるクラッシュ穴であって、フレーム10をこ
れら穴の部分で座屈変形させ易くする。図示の実施例で
は、各列に4個の穴18が設けられている。Each of the inner channel 12 and the outer channel 14 has a plurality of holes 18 at the front portion thereof, which are arranged in two rows at intervals in the vertical direction and are spaced at intervals in the front-rear direction. .. These holes 18
Are so-called crush holes, which facilitate the buckling deformation of the frame 10 at these holes. In the illustrated embodiment, there are four holes 18 in each row.
【0015】複数の穴18は、同じ口径とし、各列にお
いて各穴の中心を結ぶ直線がフレーム10の中心軸線C
と平行となるように配置することもできるが、図1に示
す態様が好ましい。The holes 18 have the same diameter, and the straight line connecting the centers of the holes in each row is the central axis C of the frame 10.
Although it may be arranged so as to be parallel to, the embodiment shown in FIG. 1 is preferable.
【0016】図1に示すものでは、上の列Aの複数の穴
18は、後方へ向けてそれぞれの穴の口径が次第に小さ
くなるように形成され、かつフレーム10の上の面11
aから各穴の中心までの距離と当該穴の半径との差がす
べての穴に関してほぼ等しくなるように配置されてい
る。たとえば、1番前の穴の中心の上の面11aからの
距離をD1、穴の半径をR1とし、2番目の穴の中心の上の
面11aからの距離をD2、穴の半径をR2とすると、(D1
−R1)と(D2−R2)とは実質的に等しい。その結果、フ
レーム10の上の面11aからそれぞれの穴18の上端
までの距離Dはほぼ一定である。In FIG. 1, the plurality of holes 18 in the upper row A are formed so that the diameters of the holes are gradually reduced rearward, and the upper surface 11 of the frame 10 is formed.
It is arranged so that the difference between the distance from a to the center of each hole and the radius of the hole is substantially equal for all holes. For example, the distance from the surface 11a above the center of the first hole is D1, the radius of the hole is R1, the distance from the surface 11a above the center of the second hole is D2, and the radius of the hole is R2. Then, (D1
−R1) and (D2-R2) are substantially equal. As a result, the distance D from the upper surface 11a of the frame 10 to the upper end of each hole 18 is substantially constant.
【0017】図1に示すものでは、さらに、下の列Bの
複数の穴18は、後方へ向けてそれぞれの穴の口径が次
第に小さくなるように、かつフレーム10の下の面11
bから各穴の中心までの距離と当該穴の半径との差がす
べての穴に関してほぼ等しくなるように配置されてい
る。その結果、フレーム10の下の面11bからそれぞ
れの穴18の下端までの距離Eはほぼ一定である。通
常、距離Dと距離Eとは等しくする。In the structure shown in FIG. 1, the plurality of holes 18 in the lower row B are further arranged such that the diameters of the holes are gradually reduced toward the rear and the lower surface 11 of the frame 10 is made smaller.
The holes are arranged so that the difference between the distance from b to the center of each hole and the radius of the hole is substantially equal for all holes. As a result, the distance E from the lower surface 11b of the frame 10 to the lower end of each hole 18 is substantially constant. Normally, the distance D and the distance E are equal.
【0018】上の列Aおよび下の列Bのそれぞれの複数
の穴18の口径は、1番前のものから後方へ向けて順
に、その穴の面積が2〜5%づつ減少するように、定め
る。このようにしておけば、フレーム10が衝撃を受け
たとき、フレーム10は前側から順に座屈変形するよう
になる。The apertures of the plurality of holes 18 in the upper row A and the lower row B are arranged so that the area of the holes decreases by 2 to 5% in order from the front one toward the rear. Establish. By doing so, when the frame 10 receives an impact, the frame 10 will buckle and deform in order from the front side.
【0019】各列において、複数の穴18のうち1番前
にある穴を、フロントクロスメンバ16とフレーム10
との結合部17より後方に配置することが好ましい。こ
れによって、衝突初期に結合部17が変形するのを防止
できる。複数の穴18のうち2番目以降の穴は、一定の
ピッチPで配置する。ここで、ピッチPは、図2に示す
ように、フレーム10の高さをa、幅をbとすると、 P={(a+b)/2}×(1.1〜1.3) で与えることができる。In each row, the hole in the front of the plurality of holes 18 is defined as the front cross member 16 and the frame 10.
It is preferable to arrange it at a position rearward of the joint portion 17 for coupling with. This can prevent the joint portion 17 from being deformed at the initial stage of the collision. The second and subsequent holes of the plurality of holes 18 are arranged at a constant pitch P. Here, as shown in FIG. 2, the pitch P is given by P = {(a + b) / 2} × (1.1 to 1.3), where the height of the frame 10 is a and the width is b. You can
【0020】フレーム10には、スタビライザのブラケ
ット、ステアリング用のベベルギヤのブラケットその他
の部品が取り付けられるが、これら部品は、複数の穴1
8の前後方向ピッチPのほぼ中間となるフレーム10の
位置にボルト穴を開け、ボルト結合することが好まし
い。前記部品を溶接によってフレーム10に取り付ける
と、衝撃を受けたとき、フレームが軸線方向へ圧縮変形
するのを阻害するが、ボルト結合では、圧縮変形を確実
に行わせることができる。また、フレーム10にフック
20を取り付ける場合、フック20を変形し易い形状に
形成し、フレーム10の真下に取り付けることが好まし
い。A bracket for a stabilizer, a bracket for a bevel gear for steering, and other parts are attached to the frame 10, and these parts are provided with a plurality of holes 1
It is preferable to form a bolt hole at a position of the frame 10 that is substantially in the middle of the front-rear direction pitch P of 8 and to connect the bolts. When the parts are attached to the frame 10 by welding, the frame is prevented from being compressed and deformed in the axial direction when an impact is received, but the bolt connection can surely perform the compressive deformation. Further, when the hook 20 is attached to the frame 10, it is preferable to form the hook 20 into a shape that is easily deformed and attach the hook 20 directly below the frame 10.
【0021】次に、具体的な数値例を示す。フレーム1
0のインナチャネル12およびアウタチャンネル14
を、それぞれ板厚3.6mm のSHP38で形成し、aを95mm、
bを60mmとし、ピッチPを85mmとした。1番目の穴の口
径を25mm、2番目のものを23mm、3番目のものを21mm、
そして4番目のものを19mmとした。これによって、前か
ら3番目の穴の断面積は、1番目の穴の断面積より約20
%減少している。このように形成したフレームに衝撃を
加えたところ、図4aのような特性を呈した。これに対
し、クラッシュ穴のないものは同図bのような特性であ
る。図から明らかであるように、前記具体例のもので
は、ほぼ一定の荷重でほぼ一定の変形ストロークが生じ
ていることが分る。これは、フレームのコーナ部の強度
がほぼ一定の大きさで下げられたことを示している。Next, specific numerical examples will be shown. Frame 1
0 inner channel 12 and outer channel 14
Are made of SHP38 with a plate thickness of 3.6 mm, and a is 95 mm,
b was 60 mm and the pitch P was 85 mm. The diameter of the first hole is 25mm, the second one is 23mm, the third one is 21mm,
And the fourth one is 19mm. As a result, the cross-sectional area of the third hole from the front is about 20 times smaller than that of the first hole.
%is decreasing. When a shock was applied to the frame thus formed, it exhibited the characteristics shown in FIG. 4a. On the other hand, the one having no crash hole has the characteristics shown in FIG. As is clear from the figure, in the above-mentioned specific example, it is found that a substantially constant deformation stroke occurs with a substantially constant load. This indicates that the strength of the corner portion of the frame was reduced by a substantially constant amount.
【図1】本発明に係るフレームの側面図である。FIG. 1 is a side view of a frame according to the present invention.
【図2】図1の2−2線に沿って切断した断面図であ
る。FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG.
【図3】本発明に係るフレームの車両への取付け状態で
示した斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the frame according to the present invention is attached to a vehicle.
【図4】変形ストロークの荷重特性を示すもので、aは
本発明の具体例のもの、bは穴の設けられていないもの
を示している。4A and 4B show load characteristics of a deformation stroke, where a is a specific example of the present invention and b is a hole not provided.
10 フレーム 12 インナチャンネル 14 アウタチャンネル 18 穴 10 frame 12 inner channel 14 outer channel 18 holes
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 誠 愛知県刈谷市一里山町金山100番地 トヨ タ車体株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Makoto Iwata 100 Kanayama, Ichiriyama-cho, Kariya city, Aichi Toyota Auto Body Co., Ltd.
Claims (2)
時に変形して衝撃を吸収するフレームであって、インナ
チャンネルとアウタチャンネルとによって閉じ断面形状
に形成されており、前記インナチャンネルおよび前記ア
ウタチャンネルのそれぞれは、それぞれの前部に、上下
方向に間隔をおいて2列に配列され、かつ前後方向に間
隔をおいて開けられた複数の穴を有する、車両の衝撃吸
収フレーム。1. A frame which is arranged on each side portion of a vehicle in a lateral direction and which is deformed at the time of collision and absorbs the shock, and is formed in a closed cross-sectional shape by an inner channel and an outer channel. And each of the outer channels is a shock absorbing frame of a vehicle having a plurality of holes in front of each of which are arranged in two rows at intervals in the vertical direction and are spaced at intervals in the front-rear direction.
それぞれの穴の口径が次第に小さくなるように形成さ
れ、かつ前記フレームの上の面から各穴の中心までの距
離と当該穴の半径との差がすべての穴に関してほぼ等し
くなるように配置され、前記下の列の複数の穴は、後方
へ向けてそれぞれの穴の口径が次第に小さくなるように
形成され、かつ前記フレームの下の面から各穴の中心ま
での距離と当該穴の半径との差がすべての穴に関してほ
ぼ等しくなるように配置された、請求項1に記載の車両
の衝撃吸収フレーム。2. The plurality of holes in the upper row are formed such that the diameters of the holes are gradually reduced toward the rear, and the distance from the upper surface of the frame to the center of each hole and The holes are arranged so that the difference from the radius of the holes is substantially equal for all the holes, and the plurality of holes in the lower row are formed so that the diameters of the holes are gradually reduced toward the rear, and the frame is formed. The vehicle shock absorbing frame according to claim 1, wherein the shock absorbing frame is arranged so that a difference between a distance from the lower surface to the center of each hole and a radius of the hole is substantially equal for all holes.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP3274946A JP2984434B2 (en) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | Vehicle shock absorbing frame |
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