JP2006088886A - Car body frame structure - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、変形モードを制御して屈曲部への入力荷重を低減できる車体フレーム構造に関する。 The present invention relates to a vehicle body frame structure that can control a deformation mode and reduce an input load to a bent portion.
従来から、車体フレームの中には入力荷重に対してこれを座屈方向で受けるものがある。車体フレームを曲げ方向で変形させる曲げモードと座屈方向で変形させる座屈モードとを比較すると座屈モードの方がエネルギーを効果的に吸収できるからである。
例えば、車体後部開口部にバックドアを備えたワゴン型車両において、車体後部の両側部に前後方向に亘ってリヤフロアとの間に閉断面構造部を形成するリヤサイドフレームが設けられ、このリヤサイドフレームはリヤバンパからの入力荷重に対して座屈方向に入力荷重を受けるようになっている。このようなリヤサイドフレームは後端部が車体後壁を構成するリヤエンドパネルに連結され、このリヤエンドパネルとリヤサイドフレームの後端との間にこれらに跨るようにしてガセットを取り付けたものがある(特許文献1参照)。
For example, in a wagon type vehicle equipped with a back door at the rear opening of the vehicle body, a rear side frame that forms a closed cross-section structure between the rear floor and the rear floor is provided on both sides of the rear of the vehicle body. The input load is received in the buckling direction with respect to the input load from the rear bumper. Such a rear side frame has a rear end connected to a rear end panel constituting the rear wall of the vehicle body, and a gusset is attached between the rear end panel and the rear end of the rear side frame (patent). Reference 1).
ところで、前記リヤフロアはミドルフロアやフロントフロアよりも高い位置にあり、かつリヤサスペンションの配置スペースを確保するために、前記リヤサイドフレームには前側から後側に高くするように屈曲部を形成する必要がある。つまり、リヤサイドフレームはその性質上前後に直線的な形状とすることができないのである。
ところが、このようにリヤサイドフレームに屈曲部を形成すると、リヤサイドフレームの後端部に作用する荷重を、前記屈曲部の位置で前記屈曲部に沿う方向の成分とこれに交差する方向の成分とに分けた場合に、前記屈曲部に交差する方向の成分が比較的大きくなる。
By the way, the rear floor is higher than the middle floor and the front floor, and in order to secure a space for arranging the rear suspension, it is necessary to form a bent portion on the rear side frame so as to be raised from the front side to the rear side. is there. That is, the rear side frame cannot be linearly shaped in the front-rear direction due to its nature.
However, when the bent portion is formed in the rear side frame in this way, the load acting on the rear end portion of the rear side frame is divided into a component in a direction along the bent portion and a component in a direction intersecting with the component at the position of the bent portion. When divided, the component in the direction intersecting the bent portion becomes relatively large.
したがって、リヤサイドフレームの後端部を座屈変形させてエネルギー吸収特性上有利な座屈モードでエネルギー吸収しようとすると、前記屈曲部に交差する方向の成分による曲げ変形が生じないように、この部分を補強する必要があり車体重量の増加を招くという問題がある。 Therefore, if the rear end portion of the rear side frame is buckled and deformed to try to absorb energy in a buckling mode that is advantageous in terms of energy absorption characteristics, this portion does not cause bending deformation due to a component in a direction intersecting the bent portion. There is a problem that the weight of the vehicle body is increased.
また、前記リヤサイドフレームの前端部と後端部との高さ方向の差分(キックアップ量)を少なくすれば、前記屈曲部に交差する方向の成分を小さくできるが、このようにするとリヤフロアの配置やリヤサスペンションの配置に制約が生ずるという問題がある。
そこで、この発明は屈曲部への曲げモーメントによる入力を軽減することで補強部位を少なくして車体軽量化を図ることができ、周辺部品の配置自由度を高めることができる車体フレーム構造を提供するものである。
Further, if the difference in the height direction (kick-up amount) between the front end portion and the rear end portion of the rear side frame is reduced, the component in the direction intersecting with the bent portion can be reduced. There is a problem that the arrangement of the rear suspension is restricted.
In view of this, the present invention provides a vehicle body frame structure that can reduce the amount of reinforcement by reducing the input due to the bending moment to the bent portion, thereby reducing the weight of the vehicle body, and increasing the degree of freedom of arrangement of peripheral parts. Is.
上記目的を達成するために、請求項1に記載した発明は、屈曲部(例えば、実施形態における屈曲部11)を備えたフレーム部材(例えば、実施形態におけるリヤサイドフレーム5)の一端が他部材(例えば、実施形態におけるリヤエンドパネル8)に結合される車体フレーム構造において、フレーム部材の一端側(例えば、実施形態における後端部7)であって、該一端側から見て前記屈曲部が屈曲する方向とは反対側の壁部(例えば、実施形態におけるリヤフロア4)に、フレーム部材の一端側への衝撃入力があった際にフレーム部材の一端側の変形を抑制する変形抑制部材(例えば、実施形態におけるガセット18)を設けると共に、該フレーム部材の変形抑制部材の配置位置に対応するフレーム部材の断面内に隔壁(例えば、実施形態における隔壁25)を設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, one end of a frame member (for example, the
このように構成することで、フレーム部材の一端に入力荷重が作用すると、この入力荷重は変形抑制部材の取り付けられている側の壁部の座屈を阻止するが、これとは反対側の壁部を座屈変形させる。これにより隔壁の近傍にこの部位を前記屈曲部が屈曲する側と反対側、つまり前記変形抑制部材が取り付けられている壁部に向かって押し上げるモーメントが発生し、このモーメントにより前記隔壁からフレーム部材の他端側に向かって伝達される座屈荷重の向きが前記屈曲部に沿う方向に変化し、この屈曲部にモーメントが発生するのを抑制することができる。 With this configuration, when an input load acts on one end of the frame member, this input load prevents buckling of the wall portion on the side where the deformation suppressing member is attached, but the wall on the opposite side of this The part is buckled and deformed. As a result, a moment is generated in the vicinity of the partition that pushes up this portion toward the side opposite to the side where the bent portion bends, that is, the wall portion to which the deformation suppressing member is attached. The direction of the buckling load transmitted toward the other end side changes in a direction along the bent portion, and generation of a moment in the bent portion can be suppressed.
請求項1に記載した発明によれば、フレーム部材に作用する入力荷重が屈曲部にモーメントとして作用するのを確実に抑制できるため、モーメントを抑えるための補強が必要なくなり車体重量を低減できる効果がある。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to reliably suppress the input load acting on the frame member from acting as a moment on the bent portion. Therefore, there is no need for reinforcement for suppressing the moment, and the vehicle body weight can be reduced. is there.
また、前記屈曲部に作用するモーメントを小さくできるため、フレーム部材の屈曲部の屈曲の度合いを周辺部材に応じて大きく設定できる。したがって、フレーム部材が取り付けられる周辺部材などの配置位置や形状などに与える制約が小さくなり設計の自由度を向上することができる。 In addition, since the moment acting on the bent portion can be reduced, the degree of bending of the bent portion of the frame member can be set large according to the peripheral member. Therefore, restrictions on the arrangement position and shape of the peripheral member to which the frame member is attached are reduced, and the degree of freedom in design can be improved.
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、ワゴン型車両1の車体後部の後部開口部2にはバックドア3が開閉可能に支持されている。車体後部の両側部には前後方向に亘ってリヤフロア(壁部)4との間に閉断面構造部を形成するハット型断面形状のリヤサイドフレーム(フレーム部材)5,5が設けられている。
図2、図3に示すようにリヤサイドフレーム5,5は前側に対して後側が後方上部に傾斜した傾斜部6を介して有段成形された部材で、後端部(一端側)7は略水平に形成されてリヤエンドパネル(他部材)8に支持されるようなっている。つまり、このリヤサイドフレーム5,5は前端部9と傾斜部6、後端部7と傾斜部6との間に各々屈曲部10,11を備え、前端部9と後端部7との間には段差であるキックアップ量Hを設定してある。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a
As shown in FIGS. 2 and 3, the
各リヤサイドフレーム5の前端部9にはその外側壁に閉断面構造に形成されたサイドシル24が接合されていて、各リヤサイドフレーム5の前端部9間にはクロスメンバ12が接続されている。また、リヤサイドフレーム5の後端部7間にはリヤクロスメンバ13が接合されている。尚、リヤクロスメンバ13とリヤサイドフレーム5,5との接合部分の下部にはベース部材14が取り付けられている。ここで、リヤクロスメンバ13には上方に延びるブラケット15を介して閉断面構造のリヤクォーターロアレール16が接合されている。
A
そして、リヤエンドパネル8と、リヤサイドフレーム5の後端部7を上から覆うリヤフロア4上面との間にこれらに跨るようにしてガセット(変形抑制部材)18が取り付けられている。つまり、リヤサイドフレーム5の後端部7から見て後側の屈曲部11が屈曲する方向(下側)とは反対側(上側)のリヤフロア4の上面にガセット18が取り付けられている。
ガセット18は前記リヤエンドパネル8とリヤサイドフレーム5を閉塞するリヤフロア4との間に跨る斜壁部19と、斜壁部19の両側に設けた三角形状の側壁部20とを備えていて、前記斜壁部19の上縁と前記側壁部20の後縁には前記リヤエンドパネル8の内壁面に接合される周縁フランジ部21が形成されている。また、斜壁部19の下縁には下縁フランジ部22が形成され、この下縁フランジ部22は前記リヤサイドフレーム5を上方から覆うようにして接合されたリヤフロア4に接合されるようになっている。ここで前記リヤフロア4は前記リヤサイドフレーム5の上縁フランジ部5a、サイドシル24の上壁24a、リヤクロスメンバ13の上縁フランジ部13aに接合されて、図示しないフロントフロアに連続形成されている。尚、ガセット18の側壁部20には軽量化のための三角形の開口部23が形成されている。
A gusset (deformation suppressing member) 18 is attached between the
The
そして、前記各リヤサイドフレーム5の断面内には前記ガセット18の斜壁部19の下縁フランジ部22を取り付ける部位に、閉断面部を閉塞するようにして隔壁25が取り付けられている。具体的には隔壁25には側縁に側縁フランジ部26が形成され、この側縁フランジ部26がリヤサイドフレーム5に溶接接合されている。
In the cross section of each
次に、図4〜図8に基づいてこの発明の実施形態の作用を説明する。図4は前記リヤサイドフレーム5の構造を単純化した斜視図であり、リヤフロア4はリヤサイドフレーム5の上部を覆い閉断面構造部を形成する部材として部分的に示している、尚、同図において図2、図3の主要構成部分と同一部分には同一符号を付している。また、図5〜図8においては、リヤサイドフレーム5の後端をA位置、隔壁25の取付部位をB位置、後部の屈曲部11をC位置とする。
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a simplified perspective view of the structure of the
先ず、図5に示すように車両後面から各リヤサイドフレーム5の後端に入力荷重Fが作用すると、ガセット18はリヤサイドフレーム5の座屈変形を阻害する部材として機能するため、リヤサイドフレーム5は図6に示すように後端部7の下壁部27が座屈変形を始める。
A位置から始まったリヤサイドフレーム5の下壁部27の座屈変形が隔壁25によりB位置で進行を止めると、リヤサイドフレーム5の後端が下側が斜め奥側へと傾斜しているため、前記入力荷重によりB位置の隔壁25の前後に上向きのモーメントMが生ずる。
First, as shown in FIG. 5, when an input load F acts on the rear end of each
When the buckling deformation of the
図7に示すように、前記モーメントMの影響を受けながら、B位置から更に上壁部であるリヤフロア4と下壁部27においてC位置に向かって座屈が進行すると、前記モーメントにMによりB位置が上側に変位するため、前記座屈が進行しているリヤフロア4,下壁部27の後部側が立ち上がり、荷重が作用する方向が前記リヤサイドフレーム5の傾斜部6に沿う方向に変化する。したがって、本来ならば図8において右側から左側に向いていた座屈変形の方向が、右上から左下に向かって斜めに進行することとなる。
As shown in FIG. 7, when buckling proceeds further from the B position toward the C position on the
図9に示すように、従来であればリヤサイドフレーム5の後端部7に前側に水平方向に向かって作用する入力荷重Fを、後部の屈曲部11の位置で前記屈曲部11に沿う方向、つまり傾斜部6に沿う方向の成分F1と、これに交差する方向の成分F2とに分けた場合に、前記屈曲部11に交差する方向の成分F2が比較的大きくなるため、この屈曲部11に作用する左回りのモーメントに対抗するだけの余分な補強を必要としていた。
As shown in FIG. 9, in the conventional case, an input load F that acts on the
しかしながら、この実施形態では、図10に示すように、屈曲部11に作用する入力荷重Fの向きを前記傾斜部6に沿う方向に変化させることができるため、この入力荷重Fの傾斜部6に交差する方向の成分F2を最小限に抑えることができ、その結果、屈曲部11に作用する左回りのモーメントを最小限に抑え、これに対抗するための補強が殆ど必要なくなる。
However, in this embodiment, as shown in FIG. 10, the direction of the input load F acting on the
したがって、車体後部から作用する入力荷重に対して、前記キックアップ量Hに係わらず、各リヤサイドフレーム5の後端部7をエネルギー吸収特性上有利な座屈モードでエネルギー吸収できる。したがって、前記屈曲部11の屈曲方向に沿う方向に対して交差する方向の成分による曲げ変形を最小限に抑えることができるため、この部分を補強する必要がなくなり車体軽量化を図ることができる。
Therefore, regardless of the kick-up amount H, the
また、キックアップ量Hに係わらず座屈モードでエネルギー吸収できるため、キックアップ量Hにより段差形状が決定されるリヤフロア4の配置や、リヤサスペンションの配置に制約が少なくなり設定の自由度を向上することができる。
In addition, energy can be absorbed in the buckling mode regardless of the kick-up amount H, so there are fewer restrictions on the arrangement of the
次に、図11に基づいてこの発明の第2実施形態を説明する。尚、前述した第1実施形態と同一部分には同一符号を付して説明する。ここで、図11は図2を下側から見た部分下面図である。
図11に示すようにリヤサイドフレーム5は前述したように前端部9と後端部7との間に上下方向の段差となるキックアップ量(図示せず)が設定されているが、車幅方向に対しても前記リヤクロスメンバ13の取付部においてオフセットしている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in the first embodiment described above will be described with the same reference numerals. Here, FIG. 11 is a partial bottom view of FIG. 2 viewed from below.
As shown in FIG. 11, the
つまり、後方斜め上側に変位しているリヤサイドフレーム5の傾斜部6は、更に車体内側に向かっても傾斜しており、前記傾斜部6を介してリヤサイドフレーム5は車体内側に有段成形されオフセット量Oが設定されている。このオフセット量Oは主として図示しないホイールハウス及びサスペンションを配置するためのものである。
That is, the
したがって、前述したガセット18と同様の構成の他のガセット18’を前記リヤサイドフレーム5の後端部7の内側壁7aに取り付けると共に、前述した実施形態と同様の隔壁25’をガセット18’の取付部位に設けることで、車体後部から作用する入力荷重に対して、リヤサイドフレーム5の後端部7の屈曲部11に作用する車室内側へのモーメントを小さくして、前記入力荷重を屈曲部11の屈曲方向に沿う方向に作用させるようにして、エネルギー吸収特性上有利な座屈モードで受けることができる。よって、この実施形態の場合も、モーメントに対抗するための余分な補強が必要なくなり、車体軽量化を図ることができる。また、前記モーメントを気にする必要なくオフセット量Oを設定できるため、ホイールハウスやサスペンションの設定の自由度を高められる。
Accordingly, another gusset 18 'having the same configuration as the
そして、この第2実施形態では、前述した第1実施形態の構造に前記他のガセット18’を取り付けることで、前記第1実施形態の隔壁25を供用部品として用いることができる。このように構成した場合には、側面から見た場合でも平面から見た場合でも、前記入力荷重に対して屈曲部11に発生するモーメントを小さくしてエネルギー吸収特性上有利な座屈モードでのエネルギー吸収を行える車体フレーム構造とすることができ、周辺部品の配置自由度を向上させつつ車体軽量化を図ることができる。
尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、フレーム部材としてリヤサイドフレームを例にして説明したが、屈曲部を有する部材であれば、フロントサイドフレームや、それ以外の部材であってもよい。
And in this 2nd Embodiment, the
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the rear side frame has been described as an example of the frame member. However, a member having a bent portion may be a front side frame or other members. May be.
4 リヤフロア(壁部)
5 リヤサイドフレーム(フレーム部材)
7 後端部(一端側)
8 リヤエンドパネル(他部材)
11 屈曲部
18 ガセット(変形抑制部材)
25 隔壁
4 Rear floor (wall)
5 Rear side frame (frame member)
7 Rear end (one end side)
8 Rear end panel (other members)
11
25 Bulkhead
Claims (1)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004277066A JP2006088886A (en) | 2004-09-24 | 2004-09-24 | Car body frame structure |
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