JPH11208519A - 自動車の車体フレーム構造 - Google Patents
自動車の車体フレーム構造Info
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- JPH11208519A JPH11208519A JP10010294A JP1029498A JPH11208519A JP H11208519 A JPH11208519 A JP H11208519A JP 10010294 A JP10010294 A JP 10010294A JP 1029498 A JP1029498 A JP 1029498A JP H11208519 A JPH11208519 A JP H11208519A
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Abstract
を発生し得るように構成された軽金属製の自動車の車体
フレーム構造を提供する。 【解決手段】 軽金属材料で形成した自動車の車体フレ
ーム構造において、軸方向についての塑性変形で衝突時
の衝撃吸収を行う部材を中空材で形成し、該中空材の中
心軸を通る面上に該中空材の内面に接続するリブを設け
るものとした。これによれば、一辺の長さLと肉厚tと
の関係を好適に設定した上で適切な圧潰強度が得られる
断面積に設定し得るので、外形寸法を大きくせずに圧潰
強度と曲げ剛性とを高次元に両立させることができる。
Description
した自動車の車体フレーム構造に関するものである。
同等の強度が鋼材よりも軽量で得られ、かつ高い成型性
が得られる上に、変形時の衝撃エネルギ吸収特性にも優
れていることから、近時、自動車のフレーム構成材とし
ての用途に注目が集まりつつある。
体の運動エネルギを、押し出し材の軸方向応力でつり合
わせる場合、所期のストロークに渡って一定の応力を発
生させるには、全ストロークに渡って変形の態様が一定
となるようにする必要がある。つまり圧縮変形が途中で
曲げ変形に変わると応力が急変するので、このようなこ
とのないようにすることが望ましい。
縮応力で受けるには、衝撃吸収部材に所定の安定した圧
潰荷重を発生させる必要があるが、単純に衝撃吸収部材
の断面積の設定だけでは安定した変形態様を得ることは
困難であり、本出願の発明者らが実験したところ、例え
ば多角形の中空材で安定した圧潰変形を得るには、中空
材の一辺の長さLと肉厚tとの関係に、ある一定の相関
があることが見出された。しかしながら、この相関関係
に基づいてフレームとしての所期の曲げ剛性を確保しよ
うとするとL寸法が過大になり、スペース効率を低下さ
せる、という問題が生じた。
解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、
断面外形寸法を過大にせずに所期の圧縮応力を発生し得
るように構成された軽金属製の自動車の車体フレーム構
造を提供することにある。
ために、本発明においては、軽金属材料で形成した自動
車の車体フレーム構造において、軸方向についての塑性
変形で衝突時の衝撃吸収を行う部材を中空材で形成し、
該中空材の中心軸を通る面上に該中空材の内面に接続す
るリブを設けるものとした。これによれば、一辺の長さ
Lと肉厚tとの関係を好適に設定した上で適切な圧潰強
度が得られる断面積に設定し得るので、外形寸法を大き
くせずに圧潰強度と曲げ剛性とを高次元に両立させるこ
とができる。
明の構成を詳細に説明する。
フレームのフロント部分を示している。この車体フレー
ムは、アルミニウム合金で形成された種々の部材を互い
に結合することで組み立てられており、その後端をフロ
ントダッシュボード1の下部に結合されて前方へ伸びる
一対のサイドフレーム2と、両サイドフレーム2の前端
部に結合されたフロントバルクヘッド3とを備えてい
る。
し出し成型された中空材からなり、前車軸との干渉を避
けるために下向きに凹となるように適宜な曲率で湾曲さ
せられると共に、その適所には、エンジンマウントブラ
ケット4やストラットタワー5などが結合されている。
またその前端には、図には示されていないがフロントバ
ンパーが取り付けられるようになっている。
れたアッパ部材6と、ダイキャスト成型された一対のサ
イド部材7と、押し出し成型されたロワ部材8とからな
り、ロワ部材8の左右各端と両サイド部材7の各下端と
を溶接結合し、両サイド部材7の各上端とアッパ部材6
とを図示されていないボルトを用いて結合することによ
り、サブアセンブリ化されている。またアッパ部材6と
ロワ部材8との左右方向中間部は、プレス成型された縦
部材9で連結されている。このフロントバルクヘッド3
は、サイドフレーム2に対して所望に応じて反復着脱が
可能なように、両サイド部材7の上下方向中間部をサイ
ドフレーム2にボルトを用いて結合されている。
に、フロントバルクヘッド3が結合される直線部2a
と、フロントダッシュボード1に直接結合された湾曲部
2bとが別部材で形成されている。これらは、直線部2
aの後端と湾曲部2bの先端とを印籠嵌合で差し込み式
に結合した上で、直線部2aの後端に設けられたボルト
挿通孔H2から湾曲部2bの先端に設けられためねじ孔
T2にボルト(図示せず)をねじ込むことで結合されて
おり、直線部2aのみの反復着脱が可能となっている。
形状が正六角形をなし、その中空内に、各対角線間を結
ぶ、つまり中心軸を通る面上に、内面に接続するリブ1
1が設けられている。このリブ11により、断面の外形
寸法を大きくせずに、また板厚を必要以上に大きくせず
に相対的な断面積を大きくできるので、フレームとして
の曲げ剛性を損なうことなく適切な圧潰強度に設定して
全ストロークに渡る圧縮応力の安定性を高めることがで
きる。
ける六角形の一辺の長さLと肉厚tとの関係は、t<
0.05Lとなるようにすると特に良い結果が得られ
た。
性は、図4に点線で示したように、降伏点応力が塑性域
応力に比して格段に高いため、乗員が耐え得る減速度と
なるように降伏点応力を下げると、エネルギ吸収が不十
分なままで早期に底付きしてしまい、この反対に十分な
減衰力が得られる塑性域応力に設定するとピーク応力が
過大になってしまう。
力を所期の値とし、かつ減速度のピーク値が過大になら
ないようにするためには、図5に示したように両サイド
フレーム2の直線部2aの先端に斜めの切除部10を設
けて正面衝突時に初期荷重が加わる部分の面積を小さく
すると良い。これにより、中空の直線部2aの先端に衝
突した瞬間に発生する単位面積当たりの圧縮応力が高く
なって圧潰開始荷重が相対的に低くなるので、減速度の
ピーク値が低下する。そして一旦変形を開始すると、そ
れが変形のきっかけとなるので降伏点応力が低くなるた
め、塑性域の平均応力を低下させずに所期の減衰力が得
られる強度に設定できる(図4の実線を参照)。
寸法を大きくせずに所期の圧潰強度を設定することがで
きるので、限られた空間内で所期のストロークに渡って
一定の応力を発生させることが可能となり、衝撃吸収特
性の設定精度を高める上に大きな効果が得られる。
ロント部分を示す斜視図
Claims (1)
- 【請求項1】 軽金属材料で形成した自動車の車体フレ
ーム構造であって、 軸方向についての塑性変形で衝突時の衝撃吸収を行う部
材を中空材で形成し、 該中空材の中心軸を通る面上に該中空材の内面に接続す
るリブを設けたことを特徴とする自動車の車体フレーム
構造。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10010294A JPH11208519A (ja) | 1998-01-22 | 1998-01-22 | 自動車の車体フレーム構造 |
US09/236,231 US6068330A (en) | 1998-01-22 | 1999-01-22 | Framework of an automobile body |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10010294A JPH11208519A (ja) | 1998-01-22 | 1998-01-22 | 自動車の車体フレーム構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11208519A true JPH11208519A (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=11746274
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10010294A Pending JPH11208519A (ja) | 1998-01-22 | 1998-01-22 | 自動車の車体フレーム構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11208519A (ja) |
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-
1998
- 1998-01-22 JP JP10010294A patent/JPH11208519A/ja active Pending
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