JP2014069637A - Vehicle body frame structure of vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車体の前後方向に長く延びるサイドメンバの前部から車体の外側方に向かって突設されるアーム材を備えた車両の車体フレーム構造に関するものである。 The present invention relates to a vehicle body frame structure provided with an arm member that protrudes from the front of a side member that extends long in the front-rear direction of the vehicle body toward the outside of the vehicle body.
上記車両の車体フレーム構造には、従来、下記特許文献1に示されるものがある。この公報のものによれば、車両の車体フレーム構造は、車体の前後方向に長く延びるサイドメンバと、このサイドメンバの前端部に設けられるエネルギー吸収部と、上記サイドメンバの前部から車体の外側方に向かって突設されるアーム材とを備えている。 Conventionally, there is a vehicle body frame structure of the vehicle described in Patent Document 1 below. According to this publication, the vehicle body frame structure includes a side member that extends long in the front-rear direction of the vehicle body, an energy absorbing portion that is provided at the front end portion of the side member, and an outer side of the vehicle body from the front portion of the side member. And an arm member protruding toward the direction.
そして、車両の走行時に、その前方の何らかの物体に衝突(前突)したときには、この前突時の衝撃力により、上記サイドメンバの前端部のエネルギー吸収部がその長手方向に容易に収縮するよう塑性変形して上記衝撃力に基づくエネルギーが吸収され、これにより、上記衝撃力が緩和されるようになっている。 When the vehicle collides with a certain object in front of the vehicle (front collision), the energy absorbing portion at the front end of the side member is easily contracted in the longitudinal direction by the impact force at the time of the front collision. The plastic deformation causes energy based on the impact force to be absorbed, thereby relaxing the impact force.
ところで、車両の前突時に、その衝撃力が上記アーム材に与えられた場合には、上記衝撃力に基づくモーメントが、上記アーム材の基部、およびこの基部と互いに結合されている上記サイドメンバの部分に与えられる。すると、上記モーメントにより、上記サイドメンバの部分に応力集中が生じて、このサイドメンバの部分が単に屈曲するおそれを生じる。そして、この場合には、上記衝撃力に基づくエネルギーの吸収が不十分となって、上記衝撃力は十分には緩和されないという不都合が生じる。 By the way, when the impact force is applied to the arm member at the time of a frontal collision of the vehicle, a moment based on the impact force is applied to the base portion of the arm member and the side member coupled to the base portion. Given to the part. Then, due to the moment, stress concentration occurs in the side member portion, and the side member portion may be bent. In this case, energy absorption based on the impact force is insufficient, and the impact force is not sufficiently relaxed.
そこで、上記サイドメンバの前部の板厚を大きくしたり、別途補強材を設けたりすることにより、前突時に上記サイドメンバの前部が容易には屈曲しないようにし、つまり、前突時の衝撃力により、上記サイドメンバの前部が、その長手方向に向かって収縮するよう塑性変形させることが考えられる。しかし、このようにすると、車体の質量が過大になったり、車体の構成が複雑になったりして、車体の生産性が低下し、その生産コストが高価になるおそれが生じて好ましくない。 Therefore, by increasing the thickness of the front part of the side member or providing a separate reinforcing member, the front part of the side member is not easily bent at the time of the front collision, that is, at the time of the front collision. It is conceivable that the front portion of the side member is plastically deformed by an impact force so as to contract in the longitudinal direction. However, this is not preferable because the mass of the vehicle body becomes excessive or the configuration of the vehicle body becomes complicated, and the productivity of the vehicle body is lowered and the production cost may be increased.
本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、車両の前突時に、その衝撃力が効果的に緩和されるようにし、かつ、このようにした場合でも、車体の生産性が良好に維持されるようにすることである。 The present invention has been made paying attention to the above circumstances, and the object of the present invention is to effectively reduce the impact force at the time of a frontal collision of a vehicle, and in such a case However, it is to maintain good body productivity.
請求項1の発明は、車体2の前後方向に長く延び、その少なくとも前部が前後方向かつ車体2の幅方向に延びる平坦板25,30を有するサイドメンバ12と、このサイドメンバ12の前部から車体2の外側方に向かって突設されるアーム材15とを備えた車両の車体フレーム構造において、
上記アーム材15の基部15bの車体2の前後方向における後端部近傍の上記平坦板25,30の部分に、車体2の幅方向に延びる横向きビード48を形成したことを特徴とする車両の車体フレーム構造である。
The invention of claim 1 includes a
A vehicle body of a vehicle characterized in that a
なお、この項において、上記各用語に付記した符号や図面番号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項や図面の内容に限定解釈するものではない。 In addition, in this section, the reference numerals and drawing numbers appended to the above terms are not intended to limit the technical scope of the present invention to the “Example” section and the contents of the drawings described later.
本発明による効果は、次の如くである。 The effects of the present invention are as follows.
請求項1の発明は、車体の前後方向に長く延び、その少なくとも前部が前後方向かつ車体の幅方向に延びる平坦板を有するサイドメンバと、このサイドメンバの前部から車体の外側方に向かって突設されるアーム材とを備えた車両の車体フレーム構造において、
上記アーム材の基部の車体の前後方向における後端部近傍の上記平坦板の部分に、車体の幅方向に延びる横向きビードを形成しており、次の効果が生じる。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a side member having a flat plate extending long in the front-rear direction of the vehicle body, at least a front portion extending in the front-rear direction and the width direction of the vehicle body, and from the front portion of the side member toward the outer side of the vehicle body. In the vehicle body frame structure of the vehicle provided with the arm material projecting
A lateral bead extending in the width direction of the vehicle body is formed in the portion of the flat plate in the vicinity of the rear end portion in the longitudinal direction of the vehicle body at the base portion of the arm material, and the following effects are produced.
即ち、車両の前突時に、衝撃力が上記サイドメンバの前部に対しその前方から与えられた場合には、上記横向きビードは、その長手方向に交差する方向から衝撃力が与えられることとなる。ここで、このような方向からの衝撃力に対しては上記横向きビードの剛性は低いため、上記衝撃力により、上記サイドメンバの前部はその長手方向に容易に収縮するよう塑性変形する。よって、上記衝撃力に基づくエネルギーが効果的に吸収され、これにより、上記衝撃力が効果的に緩和される。 That is, when an impact force is applied from the front to the front portion of the side member at the time of a frontal collision of the vehicle, the lateral bead is applied with an impact force from a direction intersecting the longitudinal direction. . Here, since the rigidity of the lateral bead is low with respect to the impact force from such a direction, the front portion of the side member is plastically deformed so as to easily contract in the longitudinal direction by the impact force. Therefore, energy based on the impact force is effectively absorbed, and thereby the impact force is effectively relieved.
一方、車両の前突時に、衝撃力が上記アーム材に対しその前方から与えられて、上記衝撃力に基づくモーメントが、上記アーム材の基部、およびこの基部と互いに結合されている上記サイドメンバの部分に対し与えられるときには、上記アーム材の基部における後端部と車体の幅方向で対向する上記横向きビードに対し上記モーメントによる外力が与えられ、この際、この外力に対抗する反力が上記横向きビードに生じる。この場合、上記反力は、上記横向きビードが大きい剛性を有するその長手方向に向かうものであることから、上記反力は上記モーメントに対し強固に対抗する。 On the other hand, at the time of frontal collision of the vehicle, an impact force is applied to the arm member from the front, and a moment based on the impact force is applied to the base portion of the arm member and the side member coupled to the base portion. When applied to the portion, an external force due to the moment is applied to the lateral bead facing the rear end portion of the base portion of the arm member in the width direction of the vehicle body, and at this time, a reaction force against the external force is applied in the lateral direction. It occurs in the bead. In this case, since the reaction force is directed in the longitudinal direction in which the lateral bead has a large rigidity, the reaction force strongly opposes the moment.
よって、上記モーメントにより上記サイドメンバの部分が単に屈曲することは防止される。この結果、上記衝撃力により、上記サイドメンバは上記部分を含んでその長手方向に収縮するよう塑性変形しがちとなることから、上記衝撃力に基づくエネルギーは効果的に吸収され、これにより、上記衝撃力は効果的に緩和される。 Therefore, it is prevented that the side member portion is simply bent by the moment. As a result, due to the impact force, the side member tends to be plastically deformed so as to contract in the longitudinal direction including the portion, so that the energy based on the impact force is effectively absorbed, thereby The impact force is effectively mitigated.
また、上記した車両の前突時における衝撃力の効果的な緩和という効果は、車両の前突時に上記アーム材と力学的に関連するサイドメンバの部分に横向きビードを形成することにより達成されるのであって、サイドメンバの前部の板厚を大きくしたり、別途補強材を設けたりしないで足りる。よって、上記効果を達成するようにした場合でも、車体の質量が過大になったり車体の構成が複雑になったりすることを回避できることから、車体の生産性が良好に維持される。 Further, the effect of effectively reducing the impact force at the time of the frontal collision of the vehicle is achieved by forming a lateral bead at a portion of the side member that is mechanically related to the arm material at the time of the frontal collision of the vehicle. Therefore, it is not necessary to increase the thickness of the front portion of the side member or to provide a separate reinforcing material. Therefore, even when the above effect is achieved, it is possible to avoid an excessive increase in the mass of the vehicle body and a complicated configuration of the vehicle body, so that the productivity of the vehicle body is favorably maintained.
本発明の車両の車体フレーム構造に関し、車両の前突時に、その衝撃力が効果的に緩和されるようにし、かつ、このようにした場合でも、車体の生産性が良好に維持されるようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための形態は、次の如くである。 With respect to the vehicle body frame structure of the vehicle of the present invention, the impact force is effectively reduced at the time of frontal collision of the vehicle, and even in this case, the productivity of the vehicle body is maintained well. In order to realize the purpose of, the form for carrying out the present invention is as follows.
即ち、車両の車体フレーム構造は、車体の前後方向に長く延び、その少なくとも前部が前後方向かつ車体の幅方向に延びる平坦板を有するサイドメンバと、このサイドメンバの前部から車体の外側方に向かって突設されるアーム材とを備える。上記アーム材の基部の車体の前後方向における後端部近傍の上記平坦板の部分に、車体の幅方向に延びる横向きビードが形成される。 In other words, the vehicle body frame structure of the vehicle has a side member having a flat plate that extends long in the front-rear direction of the vehicle body, and at least a front portion thereof extends in the front-rear direction and the width direction of the vehicle body, And an arm member projecting toward the head. A lateral bead extending in the width direction of the vehicle body is formed in a portion of the flat plate in the vicinity of the rear end portion of the base portion of the arm material in the front-rear direction of the vehicle body.
本発明をより詳細に説明するために、その実施例を添付の図に従って説明する。 In order to explain the present invention in more detail, an embodiment thereof will be described with reference to the accompanying drawings.
図において、符号1は、キャブオーバ型軽トラックの自動車で例示される車両で、矢印Frは、この車両1の進行方向の前方を示している。また、下記する左右とは、上記前方に向かっての車両1の車体2の幅方向をいうものとする。 In the figure, reference numeral 1 is a vehicle exemplified by a cab-over type light truck automobile, and an arrow Fr indicates the front of the vehicle 1 in the traveling direction. The left and right described below refer to the width direction of the vehicle body 2 of the vehicle 1 toward the front.
上記車体2は、その下端部側を構成して車体2の前後方向に長く延び、この車体2の骨格部材とされる板金製車体フレーム3と、車体2の前上部側を構成し、内部が車室4とされて上記車体フレーム3の前部に支持される運転台5と、車体2の後上部側を構成して上記車体フレーム3の後部側に支持される荷台6と、上記車体フレーム3に支持されて車体2を走行路面7上に支持する前、後車輪8,8とを備えている。
The vehicle body 2 constitutes a lower end side thereof and extends long in the front-rear direction of the vehicle body 2, and constitutes a sheet metal
上記車体フレーム3は、車体2の幅方向で互いに離れて位置し、それぞれ車体2の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ12,12と、車体2の幅方向に延び、上記左右サイドメンバ12,12の前端部から少し後方に位置してこれら左右サイドメンバ12,12の各前部を互いに結合させる前クロスメンバ13と、車体2の幅方向に延び、上記左右サイドメンバ12,12の各後部を互いに結合させる後クロスメンバ14と、上記左右サイドメンバ12,12の各前部からそれぞれ車体2の外側方に向かって突設されるアーム材15とを備えている。
The
上記車体フレーム3は、車体2の幅方向の中央部を通る車体中心線16を基準として左右対称形とされる。そこで、以下、上記車体フレーム3の右側部につき詳しく説明し、車体フレーム3の左側部については説明を省略する。
The
上記サイドメンバ12は、このサイドメンバ12の主体をなすサイドメンバ本体19と、このサイドメンバ本体19の前端部の開口を閉じ、このサイドメンバ本体19の前端部にスポット溶接により結合される閉じ板20と、上記サイドメンバ本体19の前端部から少し後方に位置して車体2の前後方向に延び、このサイドメンバ本体19の上端部を補強するようこのサイドメンバ本体19の上端部に結合されるバルクヘッド21とを有している。
The
上記サイドメンバ本体19は、その長手方向の各部断面が倒立ハット形状をなしている。このサイドメンバ本体19は、車体2の幅方向で互いに少し離れて対面する左右側面板24,24と、上記サイドメンバ本体19の底面板を構成し、車体2の前後方向かつ車体2の幅方向に延びて上記左右側面板24,24の各下端縁部を互いに一体的に結合する平坦板25と、上記左右側面板24,24の各上端縁部にそれぞれ一体的に形成される左右外向きフランジ26,26とを有している。
The side member
上記バルクヘッド21は、その長手方向の各部断面が偏平なU字形状をなしている。このバルクヘッド21は、車体2の幅方向で互いに少し離れて対面する左右側面板29,29と、上記バルクヘッド21の底面板を構成し、車体2の前後方向かつ車体2の幅方向に延びて上記左右側面板29,29の各下端縁部を一体的に結合する平坦板30とを有している。そして、上記バルクヘッド21の各側面板29が、上記サイドメンバ本体19の各側面板24の上端部に、スポット溶接により面接合される。
The
上記前クロスメンバ13とアーム材15とは、それぞれ長手方向の各部断面が倒立ハット形状をなしている。これら前クロスメンバ13とアーム材15とは、それぞれ車体2の幅方向で互いに少し離れて対面する前、後面板33,34と、これら前、後面板33,34の各下端縁部を互いに一体的に結合する底面板35と、上記前、後面板33,34の各上端縁部にそれぞれ一体的に形成される前、後外向きフランジ36,36とを有している。
The
上記アーム材15は、その突出端部15a側から基部15b側に向かうに従い、車体2の前後方向における幅寸法が漸増するよう形成されている。また、上記サイドメンバ12のバルクヘッド21の長手方向の中途部、上記前クロスメンバ13の後面板34、およびアーム材15の基部15bにおける後面板34は、車体2の前後方向で互いにほぼ同じところに位置している。
The
車体2の前記運転台5は、この運転台5内部の車室4の側面を形成する側壁39と、この側壁39に形成され、車室4の内外を連通させるドア開口40と、このドア開口40を運転台5の外部側から開閉可能に閉じるサイドドア41とを有している。上記ドア開口40の前部開口縁部は、上記側壁39の前端縁部を構成するフロントピラー42により形成される。このフロントピラー42は上記運転台5の骨格部材をなし、上記フロントピラー42の下端部は、上記車体フレーム3のアーム材15の突出端部15aに結合されて強固に支持される。
The
上記前クロスメンバ13とアーム材15とよりも前側に位置する上記サイドメンバ12のサイドメンバ本体19の前端部において、このサイドメンバ本体19の各側面板24に、それぞれ縦方向に延びる前後一対(複数本)の前部縦向きビード45,45が形成される。また、上記サイドメンバ本体19の前端部の平坦板25に、車体2の幅方向に延びる前後一対(複数本)の前部横向きビード46,46が形成される。
At the front end portion of the side member
上記アーム材15の基部15bの車体2の前後方向における後端部は、このアーム材15の基部15bにおける上記後面板34と後側の外向きフランジ36とにより構成される。上記基部15bにおける後端部の車体2の前後方向での近傍で、上記サイドメンバ12のサイドメンバ本体19の平坦板25の部分と、上記サイドメンバ12のバルクヘッド21の平坦板30の部分とに、それぞれ車体2の幅方向に延びる前後一対(複数本)の横向きビード48,48が形成される。
The rear end portion of the
具体的には、車体2の平面視(図3)で、上記アーム材15の基部15bの後端部を通り車体2の幅方向に延びる仮想線50が中心となるよう、この仮想線50に対し上記両横向きビード48,48は前後に振り分け配置される。なお、これら横向きビード48,48は、上記各平坦板25,30のうち、いずれか一方の平坦板にのみ形成してもよい。
Specifically, in the plan view of the vehicle body 2 (FIG. 3), the
そして、車両1の前突時に、衝撃力F1が上記サイドメンバ12のサイドメンバ本体19の前端部に対しその前方から与えられた場合(正突の場合)には、上記サイドメンバ12のサイドメンバ本体19の前端部に形成された各前部縦向きビード45と前部横向きビード46とは、それぞれその長手方向に交差する方向から衝撃力F1を与えられることとなる。ここで、このような方向からの衝撃力F1に対しては上記各ビード45,46の剛性は低いため、上記衝撃力F1により、上記サイドメンバ本体19の前端部はその長手方向に容易に収縮するよう塑性変形する。よって、上記衝撃力F1に基づくエネルギーが効果的に吸収され、これにより、上記衝撃力F1が効果的に緩和される。
When the impact force F1 is applied from the front to the front end portion of the side member
また、上記衝撃力F1が大きい場合、この衝撃力F1は上記サイドメンバ12の前端部から少し後方に形成された上記各後部横向きビード48にも与えられる。この場合、上記各後部横向きビード48は、それぞれその長手方向に交差する方向から衝撃力F1が与えられることとなる。ここで、このような方向からの衝撃力F1に対しては上記各横向きビード48の剛性は低いため、上記衝撃力F1により、上記サイドメンバ12の前部はその長手方向に容易に収縮するよう塑性変形する。よって、上記衝撃力F1に基づくエネルギーが更に効果的に吸収され、これにより、上記衝撃力F1が更に効果的に緩和される。
Further, when the impact force F1 is large, the impact force F1 is also applied to each of the rear
一方、車両1の前突時に、衝撃力F2が上記車体フレーム3のアーム材15に対しその前方から与えられた場合(オフセット前突の場合)には、上記衝撃力F2に基づくモーメントMが、上記アーム材15の基部15b、およびこの基部15bと互いに結合されている上記サイドメンバ12の前部における部分12aに対し与えられる。すると、上記モーメントMにより、上記サイドメンバ12の部分12aに応力集中が生じて、このサイドメンバ12の部分12aが単に屈曲すると共に、上記アーム材15がその基部15bを中心として車体2の内側方に向かって回動変位するおそれを生じる(図3中一点鎖線)。
On the other hand, when the impact force F2 is applied from the front to the
そして、上記の場合には、上記衝撃力F2に基づくエネルギーの吸収が不十分となって、上記衝撃力F2は十分には緩和されず、また、上記アーム材15と、このアーム材15に支持された車体2の運転台5のフロントピラー42とが車室4側に回動変位して乗員に接近するという不都合を生じる。
In the above case, energy absorption based on the impact force F2 becomes insufficient, and the impact force F2 is not sufficiently relaxed, and is supported by the
しかし、車両1の前突時に、その衝撃力F2が上記車体フレーム3のアーム材15に対しその前方から与えられて、上記衝撃力F2に基づくモーメントMが、上記アーム材15の基部15b、およびこの基部15bと互いに結合されている上記サイドメンバ12の部分12aに対し与えられるときには、上記アーム材15の基部15bにおける後端部と車体2の幅方向で対向する上記横向きビード48に対し上記モーメントMによる外力が与えられ、この際、この外力に対抗する反力が上記横向きビード48に生じる。この場合、上記反力の作用線は上記仮想線50上に位置するため、この仮想線50が中心となるよう振り分けられた上記両横向きビード48,48の間の中央部に上記反力の作用線が位置することとなる。しかも、上記反力は、上記各横向きビード48,48が大きい剛性を有するその長手方向に向かうものであることから、上記反力は上記モーメントMに対し強固に対抗する。
However, at the time of the front collision of the vehicle 1, the impact force F2 is applied from the front to the
よって、上記モーメントMにより上記サイドメンバ12の部分12aが単に屈曲することは防止されると共に、上記アーム材15がその基部15bを中心として車体2の内側方に向かって回動変位することも防止される。この結果、上記衝撃力F2により、上記サイドメンバ12は上記部分12aを含んでその長手方向に収縮するよう塑性変形しがちとなることから、上記衝撃力F2に基づくエネルギーは効果的に吸収され、これにより、上記衝撃力F2は効果的に緩和される。また、上記アーム材15と共に車体2の運転台5のフロントピラー42が車室4側に向かって回動変位して、乗員に接近するということも防止される。
Therefore, it is possible to prevent the
また、上記した車両1の前突時における衝撃力F1,F2の効果的な緩和や乗員の保護という効果は、車両1の前突時に上記アーム材15と力学的に関連するサイドメンバ12の部分12aに横向きビード48を形成することにより達成されるのであって、サイドメンバ12の前部の板厚を大きくしたり、別途補強材を設けたりしないで足りる。よって、上記効果を達成するようにした場合でも、車体2の質量が過大になったり、車体2の構成が複雑になったりすることを回避できることから、車体2の生産性が良好に維持される。
In addition, the effect of effectively mitigating the impact forces F1 and F2 at the time of the front collision of the vehicle 1 and the protection of the occupant are the parts of the
1 車両
2 車体
3 車体フレーム
4 車室
5 運転台
12 サイドメンバ
12a 部分
13 前クロスメンバ
14 後クロスメンバ
15 アーム材
15a 突出端部
15b 基部
16 車体中心線
19 サイドメンバ本体
20 閉じ板
21 バルクヘッド
24 側面板
25 平坦板
26 外向きフランジ
29 側面板
30 平坦板
33 前面板
34 後面板
35 底面板
36 外向きフランジ
39 側壁
40 ドア開口
41 サイドドア
42 フロントピラー
45 前部縦向きビード
46 前部横向きビード
48 横向きビード
50 仮想線
F1,F2 衝撃力
M モーメント
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle 2
Claims (1)
上記アーム材の基部の車体の前後方向における後端部近傍の上記平坦板の部分に、車体の幅方向に延びる横向きビードを形成したことを特徴とする車両の車体フレーム構造。 A side member having a flat plate extending long in the front-rear direction of the vehicle body, at least a front portion extending in the front-rear direction and the width direction of the vehicle body, and an arm member protruding from the front portion of the side member toward the outer side of the vehicle body In the vehicle body frame structure of the vehicle with
A vehicle body frame structure for a vehicle, wherein a lateral bead extending in a width direction of the vehicle body is formed in a portion of the flat plate in the vicinity of a rear end portion in the front-rear direction of the vehicle body of the base portion of the arm material.
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