JP4754257B2 - Vehicle front side frame - Google Patents
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Description
本発明は、少なくとも断面コ字状で車両前後方向に長い2つのパネルの、それぞれの横の縁部を屈曲して形成したフランジ部を溶接接合して中空閉断面に形成した車両のフロントサイドフレームに関する。 The present invention relates to a vehicle front side frame having a hollow closed cross-section formed by welding and joining flange portions formed by bending respective lateral edges of at least two panels long in the vehicle front-rear direction having a U-shaped cross section. About.
一般に、車両のフロントサイドフレームにおいは、操縦安定性の向上や振動の低減等を考慮すると高い剛性が求められる一方で、前面衝突時においては、衝撃を緩やかに吸収するための滑らかな変形を考慮して設計する必要がある。 In general, high rigidity is required for the front side frame of a vehicle in consideration of improvement in handling stability and reduction of vibration, etc., but in the case of a frontal collision, consideration is given to smooth deformation to gently absorb the impact. Need to design.
例えば、特開平5−105110号広報では、上下方向に伸びる複数のビードを所定のピッチで有するインナパネルと、該インナパネルと相まって閉断面を形成するアウタパネルであって上下方向に伸びる複数のビードをインナパネルのビードと実質的に等しいピッチで有し、且つ、複数のビードをインナパネルのビードに対して半ピッチずらして配置したアウタパネルを備える車両のフロントサイドメンバが開示されている。そして、この車両のフロントサイドメンバでは、さらに、閉断面内にインナパネル及びアウタパネルのビードに対応する部分でビードに向けて凸となる波形状に形成されたリインフォースを備えている。こうした構成とすることで、リインフォースとインナパネルおよびアウタパネルとが互いに緩衝しながら変形するため、フロントサイドメンバの変形荷重が大きくなる結果、衝撃エネルギの吸収能力が増大する。
しかしながら、上述の特許文献1による車両のフロントサイドメンバは、インナパネルとアウタパネルにそれぞれ形成するビードの位置を正確に保たなければならず、部品精度の向上、作業性の向上が要求され、コストを低く抑えることが困難という問題がある。また、内部閉断面内に配設するリインフォースも、波形形状の加工精度、及び、配設位置の正確さが要求される。 However, the vehicle front side member according to Patent Document 1 described above must accurately maintain the positions of the beads formed on the inner panel and the outer panel, respectively, and it is required to improve component accuracy and workability. There is a problem that it is difficult to keep low. Further, the reinforce disposed in the internal closed cross section is required to have a processing accuracy of the waveform shape and an accuracy of the disposition position.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡単且つ低コストに、操縦安定性の向上や振動の低減等を考慮した剛性と、前面衝突時における衝突性能を高い次元で両立することができる車両のフロントサイドフレームを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to achieve both high rigidity and rigidity in consideration of improvement in driving stability and reduction of vibration and collision performance at the time of frontal collision at a simple and low cost. An object is to provide a front side frame of a vehicle.
本発明は、少なくとも断面コ字状で車両前後方向に長い2つのパネルの、それぞれの横の縁部を外側に向けて屈曲して形成したフランジ部を溶接接合して中空閉断面に形成するフレーム本体を有する車両のフロントサイドフレームにおいて、上記2つのパネルの少なくとも一方のパネルの上記フランジ部に、上記フレーム本体の内部と外部とを連通自在な波形形状のビード部を形成すると共に、該ビード部が形成され、上記一方のパネルのフランジ部と他方のパネルのフランジ部とが対向される部分には、これら2つのフランジ部の対向で上記フレーム本体内側に形成される溝をガイド溝として上記フレーム本体内側からボンドを塗布することを特徴としている。
The present invention is a frame in which a flange portion formed by bending a lateral edge of each of at least two panels having a U-shaped cross section and extending in the vehicle longitudinal direction is welded to form a hollow closed cross section. in front side frame of a vehicle having a body, to the flange portion of the at least one panel of the two panels, thereby forming a bead portion of the communicating freely waveform an interior and an exterior of the frame body, the bead portion There are formed, in the portion where the flange portion and the flange portion of the other panel of one of the panels described above is opposed, the frame of these two opposing grooves formed inside said frame body of the flange portion as a guide groove It is characterized by applying a bond from the inside of the main body .
本発明による車両のフロントサイドフレームによれば、簡単且つ低コストに、操縦安定性の向上や振動の低減等を考慮した剛性と、前面衝突時における衝突性能を高い次元で両立することが可能となる。 According to the front side frame of the vehicle according to the present invention, it is possible to achieve both high rigidity and rigidity in consideration of improvement of steering stability and reduction of vibration, and collision performance at the time of frontal collision, easily and at low cost. Become.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1〜図4は本発明の実施の形態を示し、図1は車両のフロントサイドフレームの側面説明図、図2は図1のII−II断面図、図3は図1のIII−III断面図、図4はフランジの開口変位と荷重の関係を示すグラフである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 4 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is an explanatory side view of a front side frame of a vehicle, FIG. 2 is a II-II sectional view of FIG. 1, and FIG. 3 is a III-III section of FIG. FIG. 4 and FIG. 4 are graphs showing the relationship between the opening displacement of the flange and the load.
図1において、符号1は車両のフロントサイドフレームを示し、このフロントサイドフレーム1は、中空閉断面のフレーム本体2が、エンジンルームの側壁を構成するホイールエプロン(図示せず)の内側に沿ってエンジンルーム前端側から後方へ延出され固設されている。 In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a front side frame of a vehicle. The front side frame 1 includes a frame main body 2 having a hollow closed cross section along an inner side of a wheel apron (not shown) constituting a side wall of an engine room. It extends backward from the front end side of the engine room and is fixed.
フレーム本体2の後端側は、トーボード3のやや前方において下向きにゆるやかに湾曲する湾曲部4が形成されており、この湾曲部4の後部において、フレーム本体2の上面部2aの後端縁が、トーボード3に突き合わされて溶接にて接合されている。
On the rear end side of the frame main body 2, a
フレーム本体2の左右側面部2b,2b及び下面部2cは、トーボード3下部の傾斜面3aの下面に沿って後方へ延出されており、左右側面部2b,2bの上端縁が傾斜面3aに溶接接合されている。そして、トーボード3の傾斜面3aとフレーム本体2の左右側面部2b,2b及び下面部2cとで箱形の閉断面が形成されて、フレーム本体2の後方延長部5が構成されている。
The left and
一方、符号6は図示しないフロアパネルの下部に溶接接合されて前後方向に中空の箱形断面を形成する左右のフロアフレームであり、このフロアフレーム6の前方部には、フロアパネルの前端からトーボード3の傾斜面3aに沿って上向きに屈曲する屈曲部7が形成されている。そして、この屈曲部7より前方の部分は、上面縁が傾斜面3aと溶接接合され、その先端部がフレーム本体2の後方延長部5の後端に嵌合されて溶接接合されている。 On the other hand, reference numeral 6 denotes left and right floor frames which are welded and joined to a lower portion of a floor panel (not shown) to form a hollow box-shaped cross section in the front-rear direction. A bent portion 7 that is bent upward along the three inclined surfaces 3a is formed. The front portion of the bent portion 7 is welded and joined at the upper surface edge to the inclined surface 3 a and the front end portion is fitted to the rear end of the rear extension 5 of the frame body 2.
尚、図1中、符号8は、フレーム本体2の下面部2cに幅方向に固定されるフロントサスペンション(図示せず)を支持するフロントサスペンションクロスメンバを示す。
In FIG. 1, reference numeral 8 denotes a front suspension cross member that supports a front suspension (not shown) fixed in the width direction to the
フレーム本体2は、図3に示すように、断面コ字状で車両前後方向に長いインナパネル11とアウタパネル12の、それぞれの横の縁部を屈曲して形成したフランジ部13,14を溶接接合して中空閉断面に形成されている。
As shown in FIG. 3, the frame body 2 is formed by welding and joining
インナパネル11に形成されるフランジ部13は、全てそのまま単純に縁部を屈曲して形成されているが、アウタパネル12に形成されるフランジ部14は、フロントサスペンションクロスメンバ8の後方で、且つ、後端側から予め設定した長さ(例えば、30cm〜40cm:図1中のAで示す範囲)の部分には、フレーム本体2の上面部2aと下面部2cの両側に、フレーム本体2の内部と外部とを連通自在な波形形状のビード部15,15が形成されている。
The
このビード部15は、図2に示すように、インナパネル11のフランジ部13と当接される部分がスポット溶接によりインナパネル11のフランジ部13と接合されている。
As shown in FIG. 2, the
そして、このビード部15が形成され、インナパネル11のフランジ部13とアウタパネル12のフランジ部14とが対向される部分には、このフランジ部13,14の対向で形成される溝をガイド溝として、フレーム本体2内部及び外部に対する電着塗装が終了した後の行程において、トーボード3に形成しておいた作業穴3bを利用してボンド16が塗布されている。
The
このボンド16は、例えば、公知の160℃の炉の環境で約20分保つことにより硬化する熱硬化性のボンドである。従って、本実施の形態では、電着塗装後にボンド16を塗布することから、塗装工程における炉の温度が異なるのであれば、その温度に適応したボンドを選択すれば良い。
This
尚、製造工程の関係で、メタル工程でスポット溶接の前にボンドを塗布するウエルドボンド構造で接合することもできる。この場合、フレーム本体2の電着塗装の前にボンド16を塗布することになるため、ビード部15の電着塗装における空気抜け穴としての効果が低下することになる。
In addition, in connection with a manufacturing process, it can also join by the weld bond structure which apply | coats a bond before spot welding by a metal process. In this case, since the
このように本実施の形態による車両のフロントサイドフレーム1が構成されるため、通常の走行時においては、ビード部15の剛性は、ボンド16により、車体に対する上下、左右、ねじり方向に作用する力に対し高く維持されているので、操縦安定性に優れ、また、振動騒音等の低下も有効に図られる。
Thus, since the front side frame 1 of the vehicle according to the present embodiment is configured, during normal driving, the rigidity of the
特にボンド16をインナパネル11とアウタパネル12の各フランジ部13,14の対向で形成される溝に塗布することから、ビード部15の剛性がより高く維持される。すなわち本発明者らが、アウタパネルとインナパネルの各フランジ部をスポット溶接のみで接合したもの(以下、サンプル1という)と、スポット溶接に加えて各フランジ部の間で接着剤を凝固させたもの(以下、サンプル2という)と、スポット溶接に加えて各フランジ部および溝の間で接着剤を凝固させたもの(以下、サンプル3という)とに分けて接着剤の塗布状態により接合部の剛性がどのように変化するのかを実験したところ、図4に示すように各フランジ部の接合部の剛性は、サンプル3、サンプル2、サンプル1の順に高い値が得られた。尚、図4においては、各フランジ部の開口変位を横軸とし、この開口変位に必要な荷重を縦軸としている。サンプル2とサンプル3を比較すると、同じ開口変位では、サンプル3の方が約5倍の荷重を加えなければならないことが実験的に証明されている。このように、実験的に、部材間の溝に接着剤を充填させることで各フランジの接合部の剛性が飛躍的に向上することが確認されている。したがって、上述のように本発明では、インナパネル11とアウタパネル12の各フランジ部13,14の対向で形成される溝にボンドを塗布するため接合部の剛性をさらに向上させることができる。
In particular, since the
更に、衝突時においては、衝撃力に弱いボンド16がビード部15から剥離し、ビード部15の剛性が弱くなって、前面衝突の終わりの段階で変形する。このため、フロントサイドフレーム1は、衝撃を緩やかに吸収して滑らかに変形することが可能となり、衝突性能に優れたものとなる。
Further, at the time of the collision, the
尚、本実施の形態では、アウタパネル12のフランジ部14にビード部15を形成するようにしているが、ビード部15はインナパネル11のフランジ部13の方に形成するようにしても良く、或いは、インナパネル11とアウタパネル12の両方のフランジ部13,14に形成するようにしても良い。また、本実施の形態では、フレーム本体2の上面部2aと下面部2cの両側にビード部15,15が形成されているが、上面部2aのみ、或いは、下面部2cのみに形成するようにしてしても良い。更に、ビード部15を形成する位置は、違う長さ、違う部位に設けるようにしても良い。こうした、ビード部15の形成は、実験、CAE(Computer-Aided Engineering)等により、要求される剛性、衝突性能に応じて、適宜選択するものである。
In the present embodiment, the
1 フロントサイドフレーム
2 フレーム本体
2a 上面部
2c 下面部
3 トーボード
6 フロアフレーム
8 フロントサスペンションクロスメンバ
11 インナパネル
12 アウタパネル
13 フランジ部
14 フランジ部
15 ビード部
16 ボンド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Front side frame 2 Frame main body 2a
Claims (5)
上記2つのパネルの少なくとも一方のパネルの上記フランジ部に、上記フレーム本体の内部と外部とを連通自在な波形形状のビード部を形成すると共に、該ビード部が形成され、上記一方のパネルのフランジ部と他方のパネルのフランジ部とが対向される部分には、これら2つのフランジ部の対向で上記フレーム本体内側に形成される溝をガイド溝として上記フレーム本体内側からボンドを塗布することを特徴とする車両のフロントサイドフレーム。 A vehicle having a frame main body having a hollow closed cross-section formed by welding and joining flange portions formed by bending each lateral edge portion outwardly of at least two panels that are at least U-shaped in the vehicle longitudinal direction. In the front side frame of
To the flange portion of the at least one panel of the two panels, the interior and exterior of the frame body so as to form a bead portion of the communicating freely waveform, is the bead portion is formed on one of the panels the flange In the portion where the flange portion of the other panel is opposed to the flange portion of the other panel, a bond is applied from the inside of the frame body with a groove formed inside the frame body facing the two flange portions as a guide groove. The front side frame of the vehicle.
上記ビード部は、上記フロントサスペンションクロスメンバより後方に形成することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の車両のフロントサイドフレーム。 The frame body is connected to a front suspension cross member that supports the front suspension,
3. The vehicle front side frame according to claim 1 , wherein the bead portion is formed rearward of the front suspension cross member .
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