JP5440157B2 - Vehicle frame structure - Google Patents
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Description
この発明は、自動車等の車両における車体の一部を構成する車両用フレームの構造に関し、より詳しく言えば、センタピラーとサイドシルとが結合された結合部を有する車両用フレーム構造に関する。 The present invention relates to a structure of a vehicle frame that constitutes a part of a vehicle body in a vehicle such as an automobile, and more particularly to a vehicle frame structure having a coupling portion in which a center pillar and a side sill are coupled.
周知のように、自動車等の車両における車体の一部を構成するセンタピラーやサイドシルなどの車両用フレーム（車体フレーム）には、高強度及び高剛性が求められるとともに、燃費性能の向上を図るため軽量化が求められている。このため、車体フレームは、多くの場合、金属製の板状素材を管状に形成して構成されている。また、車体フレームとして、管状のフレーム本体の内部に補強板を取り付けて補強するようにしたものも一般に知られている。 As is well known, a vehicle frame (body frame) such as a center pillar or side sill that constitutes a part of a vehicle body of a vehicle such as an automobile is required to have high strength and high rigidity and to improve fuel efficiency. There is a need for weight reduction. For this reason, the body frame is often configured by forming a metal plate-like material into a tubular shape. In addition, a body frame that is reinforced by attaching a reinforcing plate to the inside of a tubular frame body is generally known.
例えば特許文献１には、サイドシルの内部のアウタパネル側に、該サイドシルのアウタパネルに沿って縦向きに延びる下方側の縦壁と、該下方側の縦壁の上端から内方側に向かって斜めに立ち上がって延びる上方側の傾斜壁とを有する補強板を取り付け、サイドシルの上角部を該上方側の傾斜壁によって突っ張るようにして補強したものが開示されている。 For example, in Patent Document 1, a lower vertical wall extending vertically along the outer panel of the side sill, and an upper wall of the side sill are inclined inward from the upper end of the vertical wall. There is disclosed a structure in which a reinforcing plate having an upper inclined wall that rises and extends is attached, and the upper corner portion of the side sill is reinforced by being stretched by the upper inclined wall.
また、例えば特許文献２には、サイドシルの内部のインナパネルの上角部付近に、インナパネルとの間にサイドシルの長手方向に延びる複数の閉断面部を形成する補強板を設けて、該閉断面部によってサイドシルの曲げ剛性を高めるようにしたものが開示されている。 Further, for example, in Patent Document 2, a reinforcing plate that forms a plurality of closed cross sections extending in the longitudinal direction of the side sill between the inner panel and the inner panel is provided near the upper corner of the inner sill. There is disclosed a structure in which the bending rigidity of a side sill is increased by a cross-sectional portion.
ところで、車体側面部に設けられた前後のドア開口部の間に位置して車体上下方向に延びるセンタピラーと車体下部において車体前後方向に延びるサイドシルとが結合された結合部を有する車体フレームにおいては、例えば車体側方からの衝突（所謂側突）を受けた際に乗員の安全性を確保するため、側突時に外部から荷重が作用してもセンタピラーとの結合部においてサイドシルが曲げ変形しないよう十分な曲げ抗力を確保することが求められている。 By the way, in a vehicle body frame having a coupling portion in which a center pillar that is positioned between front and rear door openings provided on the side surface of the vehicle body and extends in the vertical direction of the vehicle body and a side sill that extends in the vehicle body longitudinal direction at the lower portion of the vehicle body are coupled. For example, in order to ensure the safety of the occupant when receiving a collision from the side of the vehicle body (so-called side collision), the side sill does not bend and deform at the joint with the center pillar even if a load is applied from the outside during the side collision. It is required to ensure sufficient bending resistance.
本願発明者等は、種々の試験研究を重ねた結果、具体的には後述するが、管状の車体フレームに外部から荷重が作用して曲げ変形する場合、荷重が作用した時に圧縮方向の力が作用する第１面部が荷重の入力方向に沿って車体フレームの内方側へ変形し始め、この変形に伴って該第１面部に隣接する第３面部が車体フレームの外方側に膨らんで面外変形を生じるとともに、荷重が作用した時に引張方向の力が作用する第２面部が車体フレームの内方側へ変位し、車体フレームが曲げ変形して座屈することを見出した。 The inventors of the present application have conducted various test studies, and as will be described in detail later, when a load is applied to the tubular body frame from the outside and bending deformation occurs, the force in the compression direction is applied when the load is applied. The acting first surface portion starts to deform inward of the vehicle body frame along the load input direction, and the third surface portion adjacent to the first surface portion bulges outward of the vehicle body frame along with this deformation. It has been found that the second surface portion on which a force in the tensile direction acts when a load is applied is displaced while the second surface portion is displaced inwardly of the body frame, and the body frame is bent and deformed to buckle.
かかる知見によれば、側突時にサイドシルの側面部からサイドシルに荷重が作用して曲げ変形する場合、サイドシルの側面部の内方側への曲げ変形に伴ってサイドシルの上面部及び下面部が外方側に膨らんで面外変形することとなるが、サイドシルの側面部の曲げ変形に伴って変形するサイドシルの上面部及び下面部の面外変形を抑制することができれば、サイドシルの曲げ変形を有効に抑制することができ、サイドシルの曲げ抗力を高めることができると考えられる。 According to such knowledge, when a side sill undergoes a bending deformation due to a load acting on the side sill during a side collision, the upper and lower surfaces of the side sill are removed along with the inward bending deformation of the side sill. If the side sill's upper surface part and lower surface part deform in accordance with the bending deformation of the side sill, the side sill bending deformation is effective. It is considered that the bending resistance of the side sill can be increased.
特に、センタピラーとサイドシルとの結合部においては、サイドシルの上面部はセンタピラーと結合されて該上面部の面外変形が抑制されていることから、サイドシルの下面部の面外変形を抑制することができれば、サイドシルの曲げ変形を有効に抑制することができ、サイドシルの曲げ抗力を高めることができると考えられる。 In particular, in the joint portion between the center pillar and the side sill, the upper surface portion of the side sill is coupled to the center pillar and the out-of-plane deformation of the upper surface portion is suppressed, so that the out-of-plane deformation of the lower surface portion of the side sill is suppressed. If possible, it is considered that the bending deformation of the side sill can be effectively suppressed and the bending resistance of the side sill can be increased.
そこで、この発明は、センタピラーとサイドシルとの結合部において、サイドシルの下面部の面外変形を抑制することができ、サイドシルの曲げ抗力を高めることができる車両用フレーム構造を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle frame structure that can suppress out-of-plane deformation of the lower surface portion of the side sill at the joint portion between the center pillar and the side sill and increase the bending resistance of the side sill. And
このため、本願の請求項１に係る車両用フレーム構造は、車体側面部に設けられた前後のドア開口部の間に位置して車体上下方向に延び、センタピラーインナとセンタピラーレインとによって形成された第１の閉断面部を有するセンタピラーと、車体下部において車体前後方向に延び、サイドシルインナとサイドシルレインとによって形成された第２の閉断面部を有するサイドシルと、が結合された結合部を有する車両用フレーム構造であって、前記センタピラーインナの下部が前記サイドシル内に延長されて前記第２の閉断面部を車内側と車外側とに区切ることにより、該センタピラーインナの下部と前記サイドシルレインとによって第３の閉断面部が形成されていると共に、該第３の閉断面部内に、第１の補強板が取り付けられており、該第１の補強板は、前記サイドシルレインの下面部から離間した状態で該下面部に沿って車体前後方向に延びる基部と、該基部と一体的に形成されて車体前後方向及び車幅方向に複数配置され、該基部から前記下面部に向けて突出して前記下面部と当接して結合される複数の凸部と、を有し、前記サイドシルレインの下面部に取り付けられている、ことを特徴としたものである。 For this reason, the vehicle frame structure according to claim 1 of the present application is located between the front and rear door openings provided on the side surface of the vehicle body and extends in the vertical direction of the vehicle body, and is formed by the center pillar inner and the center pillar rain. The coupling portion in which the center pillar having the first closed cross-section portion and the side sill having the second closed cross-section portion formed by the side sill inner and the side sill rain are coupled to each other at the lower portion of the vehicle body. A lower part of the center pillar inner, the lower part of the center pillar inner being extended into the side sill to divide the second closed cross section into an inner side and an outer side of the vehicle, A third closed cross-section is formed by the side silraine, and a first reinforcing plate is attached in the third closed cross-section, The first reinforcing plate includes a base portion extending in the vehicle body front-rear direction along the lower surface portion in a state of being separated from the lower surface portion of the side sillein, and a plurality of first reinforcing plates formed integrally with the base portion in the vehicle body front-rear direction and the vehicle width direction. A plurality of convex portions that are disposed and project from the base portion toward the lower surface portion and are in contact with and coupled to the lower surface portion, and are attached to the lower surface portion of the side silrain. It is what.
また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記第１の補強板は、該第１の補強板の車幅方向外方端部に上方向に延びる上フランジ部を有し、該第１の補強板の上フランジ部は、前記サイドシルレインの下面部から上方向に延びる前記サイドシルレインの側壁部に結合されている、ことを特徴としたものである。 The invention according to claim 2 of the present application is the invention according to claim 1, wherein the first reinforcing plate is an upper flange portion extending upward at an outer end portion in the vehicle width direction of the first reinforcing plate. The upper flange portion of the first reinforcing plate is coupled to a side wall portion of the side sill lane that extends upward from the lower surface portion of the side sill lane.
更に、本願の請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に係る発明において、前記第１の補強板は、該第１の補強板の車幅方向内方端部に下方向に延びる下フランジ部を有し、該第１の補強板の下フランジ部は、前記サイドシルレインの下面部から下方向に延びる前記サイドシルレインの下フランジ部に結合されている、ことを特徴としたものである。 Furthermore, the invention according to claim 3 of the present application is the invention according to claim 1 or claim 2, wherein the first reinforcing plate is located downward at an inner end portion in the vehicle width direction of the first reinforcing plate. It has a lower flange portion that extends, and the lower flange portion of the first reinforcing plate is coupled to the lower flange portion of the side sill rain that extends downward from the lower surface portion of the side sill rain. It is.
また更に、本願の請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３の何れか１項に係る発明において、前記第３の閉断面部内に、第２の補強板が取り付けられ、該第２の補強板は、前記サイドシルレインの上面部から離間した状態で該上面部に沿って車体前後方向に延びる基部と、該基部と一体的に形成されて車体前後方向及び車幅方向に複数配置され、該基部から前記上面部に向けて突出して前記上面部と当接して結合される複数の凸部と、を有し、前記サイドシルレインの上面部に取り付けられている、ことを特徴としたものである。 Still further, the invention according to claim 4 of the present application is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein a second reinforcing plate is attached in the third closed cross section, and the first The two reinforcing plates are spaced apart from the upper surface portion of the side sill rain and extend in the vehicle body longitudinal direction along the upper surface portion, and are formed integrally with the base portion and arranged in the vehicle body longitudinal direction and the vehicle width direction. A plurality of convex portions protruding from the base portion toward the upper surface portion and coupled in contact with the upper surface portion, and attached to the upper surface portion of the side sillein. Is.
また更に、本願の請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、前記第２の補強板は、該第２の補強板の車幅方向内方端部に上方向に延びる上フランジ部を有し、該第２の補強板の上フランジ部は、前記サイドシルレインの上面部から上方向に延びる前記サイドシルレインの上フランジ部に結合されている、ことを特徴としたものである。 Furthermore, the invention according to claim 5 of the present application is the invention according to claim 4, wherein the second reinforcing plate is an upper flange extending upward at an inner end portion in the vehicle width direction of the second reinforcing plate. And the upper flange portion of the second reinforcing plate is coupled to the upper flange portion of the side sill rain extending upward from the upper surface portion of the side sill rain.
また更に、本願の請求項６に係る発明は、請求項４又は請求項５に係る発明において、前記第２の補強板は、車体前後方向に前記結合部から離れるにつれて前記上面部との結合力が小さくなるように前記サイドシルレインの上面部に取り付けられている、ことを特徴としたものである。 Still further, the invention according to claim 6 of the present application is the invention according to claim 4 or 5, wherein the second reinforcing plate has a binding force with the upper surface portion as it moves away from the coupling portion in the longitudinal direction of the vehicle body. It is attached to the upper surface part of the said side sillein so that may become small.
また更に、本願の請求項７に係る発明は、請求項４から請求項６の何れか１項に係る発明において、前記第２の補強板は、車体前後方向に前記結合部から離れるにつれて該第２の補強板の強度が小さく形成されている、ことを特徴としたものである。 Still further, the invention according to claim 7 of the present application is the invention according to any one of claims 4 to 6, wherein the second reinforcing plate is moved away from the coupling portion in the longitudinal direction of the vehicle body. The strength of the reinforcing plate 2 is small.
本願の請求項１に係る車両用フレーム構造によれば、センタピラーインナの下部とサイドシルレインとによって形成された第３の閉断面部内に第１の補強板が取り付けられ、該第１の補強板は、サイドシルレインの下面部から離間した状態で該下面部に沿って車体前後方向に延びる基部と、車体前後方向及び車幅方向に複数配置され、基部から下面部に向けて突出して下面部と当接して結合される複数の凸部とを有し、サイドシルレインの下面部に取り付けられていることにより、車体前後方向及び車幅方向においてサイドシルレインの下面部と基部との間に閉断面部を形成し、サイドシルレインの下面部の剛性を高めて下面部が外方側に膨らんで面外変形することを抑制できるので、センタピラーとサイドシルとの結合部において、サイドシルの下面部の面外変形を抑制することができ、サイドシルの曲げ抗力を高めることができる。 According to the vehicle frame structure according to claim 1 of the present application, the first reinforcing plate is attached to the third closed cross-section portion formed by the lower portion of the center pillar inner and the side sill rain. Is a base portion extending in the vehicle longitudinal direction along the lower surface portion in a state of being separated from the lower surface portion of the side sill lane, and a plurality of the base portions are arranged in the vehicle longitudinal direction and the vehicle width direction, and projecting from the base portion toward the lower surface portion. A plurality of convex portions that are in contact with each other and are attached to the lower surface portion of the side sill rain so that a closed cross-section portion is provided between the lower surface portion and the base portion of the side sill rain in the vehicle longitudinal direction and the vehicle width direction. Can be formed to increase the rigidity of the lower surface portion of the side sill lane and prevent the lower surface portion from bulging outward and being deformed out of the plane. It is possible to suppress the out-of-plane deformation of the lower surface portion of the Le, it is possible to increase the bending force of the side sill.
また、本願の請求項２に係る発明によれば、第１の補強板は、該第１の補強板の車幅方向外方端部に上方向に延びる上フランジ部を有し、該上フランジ部は、サイドシルレインの下面部から上方向に延びるサイドシルレインの側壁部に結合されていることにより、第１の補強板がサイドシルレインから外れることを防止することができ、前記効果を安定して得ることができる。 According to the invention of claim 2 of the present application, the first reinforcing plate has an upper flange portion extending upward at the vehicle width direction outer end portion of the first reinforcing plate, and the upper flange Since the portion is coupled to the side wall portion of the side sillain that extends upward from the lower surface portion of the side sillain, the first reinforcing plate can be prevented from coming off the side sillain, and the above effects can be stabilized. Can be obtained.
更に、本願の請求項３に係る発明によれば、第１の補強板は、該第１の補強板の車幅方向内方端部に下方向に延びる下フランジ部を有し、該下フランジ部は、サイドシルレインの下面部から下方向に延びるサイドシルレインの下フランジ部に結合されていることにより、第１の補強板がサイドシルレインから外れることを防止することができ、前記効果を安定して得ることができる。 Furthermore, according to the invention according to claim 3 of the present application, the first reinforcing plate has a lower flange portion extending downward at an inner end portion in the vehicle width direction of the first reinforcing plate, and the lower flange The portion is coupled to the lower flange portion of the side sill rain that extends downward from the lower surface of the side sill rain, so that the first reinforcing plate can be prevented from coming off from the side sill rain, and the above-described effect can be stabilized. Can be obtained.
また更に、本願の請求項４に係る発明によれば、第３の閉断面部内に第２の補強板が取り付けられ、該第２の補強板は、サイドシルレインの上面部から離間した状態で上面部に沿って車体前後方向に延びる基部と、車体前後方向及び車幅方向に複数配置され、基部から上面部に向けて突出して上面部と当接して結合される複数の凸部と、を有し、サイドシルレインの上面部に取り付けられていることにより、車体前後方向及び車幅方向においてサイドシルレインの上面部と基部との間に閉断面部を形成し、サイドシルレインの上面部の剛性を高めて上面部が外方側に膨らんで面外変形することを抑制できるので、センタピラーとサイドシルとの結合部において、サイドシルの上面部の面外変形を抑制することができ、サイドシルの曲げ抗力をさらに高めることができる。 Still further, according to the invention according to claim 4 of the present application, the second reinforcing plate is attached in the third closed cross-sectional portion, and the second reinforcing plate is separated from the upper surface portion of the side silrain. A plurality of base portions extending in the vehicle body front-rear direction and the vehicle body front-rear direction and the vehicle width direction, projecting from the base portion toward the upper surface portion and coming into contact with the upper surface portion. By attaching to the upper surface of the side sill rain, a closed cross-section is formed between the upper surface and the base of the side sill rain in the vehicle longitudinal direction and the vehicle width direction to increase the rigidity of the upper surface of the side sill rain. Since the upper surface portion can be prevented from bulging outward and being deformed out of the plane, the out-of-plane deformation of the upper surface portion of the side sill can be suppressed at the joint portion between the center pillar and the side sill, and the bending resistance of the side sill can be reduced. It is possible to increase in La.
また更に、本願の請求項５に係る発明によれば、第２の補強板は、該第２の補強板の車幅方向内方端部に上方向に延びる上フランジ部を有し、該上フランジ部は、サイドシルレインの上面部から上方向に延びるサイドシルレインの上フランジ部に結合されていることにより、第２の補強板がサイドシルレインから外れることを防止することができ、前記効果を安定して得ることができる。 Furthermore, according to the invention according to claim 5 of the present application, the second reinforcing plate has an upper flange portion extending upward at an inner end portion in the vehicle width direction of the second reinforcing plate. The flange portion is coupled to the upper flange portion of the side sillain that extends upward from the upper surface portion of the side sillain, so that the second reinforcing plate can be prevented from coming off from the side sillain, and the above effect can be stabilized. Can be obtained.
また更に、本願の請求項６に係る発明によれば、第２の補強板は、車体前後方向に結合部から離れるにつれて上面部との結合力が小さくなるように取り付けられていることにより、外部から荷重が作用する時に第２の補強板の端部近傍でサイドシルが曲げ変形することを抑制することができる。 Furthermore, according to the invention according to claim 6 of the present application, the second reinforcing plate is attached so that the coupling force with the upper surface portion becomes smaller as the distance from the coupling portion increases in the longitudinal direction of the vehicle body. Therefore, the side sill can be prevented from being bent and deformed near the end of the second reinforcing plate when a load is applied.
また更に、本願の請求項７に係る発明によれば、第２の補強板は、車体前後方向に結合部から離れるにつれて第２の補強板の強度が小さく形成されていることにより、外部から荷重が作用する時に第２の補強板の端部近傍でサイドシルが曲げ変形することを抑制することができる。 Furthermore, according to the invention according to claim 7 of the present application, the second reinforcing plate is formed so that the strength of the second reinforcing plate decreases as the distance from the coupling portion increases in the longitudinal direction of the vehicle body. It is possible to suppress the side sill from being bent and deformed in the vicinity of the end portion of the second reinforcing plate at the time of acting.
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、「上」、「下」、「右」、「左」およびそれらの用語を含む別の用語など特定の方向を意味する用語を使用するが、それらの使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the following description, terms that mean a specific direction such as “up”, “down”, “right”, “left” and other terms including those terms are used. In order to facilitate understanding of the referenced invention, the technical scope of the present invention is not limited by the meaning of these terms.
本願発明者等は、センタピラーとサイドシルとの結合部において、サイドシルの曲げ抗力を高めることができる車両用フレーム構造の開発にあたり、先ず、管状の車体フレームに外部から曲げ荷重を入力して曲げ変形する際の変形挙動について、ＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｎｅｒｉｎｇ）によるシミュレーション解析を行った。 The inventors of the present application first developed a vehicle frame structure capable of increasing the bending resistance of the side sill at the joint between the center pillar and the side sill. About the deformation | transformation behavior at the time of carrying out, the simulation analysis by CAE (Computer Aided Engineering) was performed.
図１１は、管状の車体フレームの曲げ変形挙動を解析するためのシミュレーションについて説明するための説明図であり、図１１（ａ）は、車体フレームの曲げ変形挙動を解析するのに用いたモデルを示す図、図１１（ｂ）は、車体フレームに荷重が付加されて車体フレームが湾曲した状態を示す図、図１２は、車体フレームの曲げ変形挙動をシミュレーション解析した結果を示す斜視図、図１３は、図１２における車体フレームの屈曲部の断面を示す断面図である。なお、図１２では、車体フレームの各部の変形量の大小を色の濃淡で表し、変形量が大きいほど濃い色で表している。また、図１２及び図１３では、車体フレームの曲げ変形の進行状態を（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の順に表しており、後述する図１４に示す圧子の下降ストロークがＳ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３の場合を順に示している。 FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining a simulation for analyzing the bending deformation behavior of the tubular body frame. FIG. 11A shows a model used for analyzing the bending deformation behavior of the body frame. FIG. 11B is a diagram showing a state in which a load is applied to the vehicle body frame and the vehicle body frame is bent, and FIG. 12 is a perspective view showing a result of simulation analysis of the bending deformation behavior of the vehicle body frame. FIG. 13 is a cross-sectional view showing a cross section of a bent portion of the vehicle body frame in FIG. 12. In FIG. 12, the amount of deformation of each part of the body frame is represented by shades of color, and the larger the amount of deformation, the darker the color. 12 and 13 show the progress of bending deformation of the body frame in the order of (a), (b), (c), and (d), and the descending stroke of the indenter shown in FIG. The cases of S 0 , S 1 , S 2 and S 3 are shown in order.
このシミュレーションでは、管状の車体フレーム２００として、図１２及び図１３に示すように、上面部２００ａと、上面部２００ａと離間した状態で上面部２００ａと平行に設けられる下面部２００ｂと、上面部２００ａと下面部２００ｂとに隣接し上面部２００ａと下面部２００ｂとの間に位置する両側の側面部２００ｃ、すなわち図１２及び図１３において上面部２００ａの右側端部と下面部２００ｂの右側端部との間に位置する右側面部２００ｃ及び上面部２００ａの左側端部と下面部２００ｂの左側端部との間に位置する左側面部２００ｃとを有し、略矩形閉断面状に形成したモデルを用いて、この車体フレーム２００に外部から曲げ荷重を付加して車体フレームが曲げ変形する際の変形挙動をシミュレーション解析した。 In this simulation, as shown in FIGS. 12 and 13, as a tubular body frame 200, an upper surface portion 200a, a lower surface portion 200b provided in parallel with the upper surface portion 200a in a state of being separated from the upper surface portion 200a, and an upper surface portion 200a. The side surface portions 200c on both sides adjacent to the lower surface portion 200b and located between the upper surface portion 200a and the lower surface portion 200b, that is, the right end portion of the upper surface portion 200a and the right end portion of the lower surface portion 200b in FIGS. A model having a right side surface portion 200c and a left side surface portion 200c positioned between the left end portion of the upper surface portion 200a and the left end portion of the lower surface portion 200b, and having a substantially rectangular closed cross section. The deformation behavior when the vehicle body frame is bent and deformed by applying a bending load from the outside to the vehicle body frame 200 was analyzed by simulation.
具体的には、図１１（ａ）に示すように、所定長さＸ１を有する車体フレーム２００を、この長さＸ１より短い所定距離Ｘ２だけ離間させた２つの固定点２０１で支持させ、２つの固定点２０１の中間位置に対応する車体フレーム２００の上面部２００ａの長手方向における中央部Ｐ１に上方から圧子２０２を一定速度で下降させ、圧子２０２を介して、車両の衝突時に外部から作用される荷重を模擬した荷重Ｆを車体フレーム２００に付加して、車体フレームの曲げ変形挙動を調べた。 Specifically, as shown in FIG. 11 (a), a vehicle body frame 200 having a predetermined length X1 is supported by two fixed points 201 separated by a predetermined distance X2 shorter than the length X1. The indenter 202 is lowered at a constant speed from above to the central portion P1 in the longitudinal direction of the upper surface portion 200a of the vehicle body frame 200 corresponding to the intermediate position of the fixed point 201, and is acted from the outside via the indenter 202 when the vehicle collides. A load F simulating the load was applied to the body frame 200, and the bending deformation behavior of the body frame was examined.
このようにして車体フレーム２００に外部から曲げ荷重Ｆが付加される場合、図１１（ｂ）に示すように、車体フレーム２００は下側に凸状に湾曲して変形し、車体フレーム２００は、上面部２００ａでは長手方向両端から圧縮方向の力が作用して圧縮応力が生じ、下面部２００ｂでは長手方向両端から引張方向の力が作用して引張応力が生じることとなる。また、側面部２００ｃには、中立軸２１０より上面部２００ａ側では圧縮応力が生じ、中立軸２１０より下面部２００ｂ側では引張応力が生じることとなる。 When the bending load F is applied to the vehicle body frame 200 from the outside in this way, as shown in FIG. 11 (b), the vehicle body frame 200 is bent and deformed in a convex shape downward, and the vehicle body frame 200 is In the upper surface portion 200a, a compressive stress is generated from both ends in the longitudinal direction to generate a compressive stress, and in the lower surface portion 200b, a tensile force is applied from both ends in the longitudinal direction to generate a tensile stress. Further, in the side surface portion 200c, compressive stress is generated on the upper surface portion 200a side from the neutral shaft 210, and tensile stress is generated on the lower surface portion 200b side from the neutral shaft 210.
図１４は、車体フレームに荷重を付加する圧子の下降ストロークと該荷重に対する反力との関係、及び圧子の下降ストロークとエネルギー吸収量との関係を示すグラフであり、図１４では、圧子２０２が車体フレーム２００の上面部２００ａに接触した位置から車体フレーム２００の曲げ変形とともに下降する圧子２０２の下降ストロークを横軸にとり、荷重Ｆに対する反力Ｆ’を左側縦軸にとって表示し、エネルギー吸収量ＥＡを右側縦軸にとって表示している。エネルギー吸収量ＥＡは、車体フレーム２００が曲げ変形されることにより吸収できるエネルギーであり、荷重Ｆに対する反力Ｆ’と圧子２０２の下降ストロークとの積で表されるものである。 FIG. 14 is a graph showing the relationship between the descending stroke of the indenter that applies a load to the vehicle body frame and the reaction force against the load, and the relationship between the descending stroke of the indenter and the amount of energy absorption. In FIG. The descending stroke of the indenter 202 descending with bending deformation of the body frame 200 from the position in contact with the upper surface portion 200a of the body frame 200 is shown on the horizontal axis, the reaction force F ′ against the load F is displayed on the left vertical axis, and the energy absorption amount EA Is shown on the right vertical axis. The energy absorption amount EA is energy that can be absorbed when the body frame 200 is bent and deformed, and is represented by the product of the reaction force F ′ with respect to the load F and the descending stroke of the indenter 202.
図１２から図１４を参照して、シミュレーション解析による車体フレームの曲げ変形挙動について説明する。 The bending deformation behavior of the vehicle body frame by simulation analysis will be described with reference to FIGS.
図１２及び図１３の（ａ）に示すように、圧子２０２が車体フレーム２００の上方から下降し、圧子２０２が上面部２００ａに接触した位置である圧子の下降ストロークがＳ０の場合、車体フレーム２００において、上面部２００ａと側面部２００ｃとの間に形成される角部２００ｄの頂点Ｐ２は、下面部２００ｂと側面部２００ｃとの間に形成される角部２００ｅの頂点Ｐ３の略垂直方向上方側に位置している。なお、これら頂点Ｐ２、Ｐ３は、車体フレーム２００が曲げ変形する際の屈曲部、すなわち中央部Ｐ１を有する断面における角部２００ｄ、２００ｅの頂点を表している。 As shown in (a) of FIG. 12 and FIG. 13, the indenter 202 is lowered from above the vehicle body frame 200, when downward stroke of the indenter indenter 202 is positioned in contact with the upper surface portion 200a is S 0, the vehicle body frame 200, the vertex P2 of the corner portion 200d formed between the upper surface portion 200a and the side surface portion 200c is substantially above the vertex P3 of the corner portion 200e formed between the lower surface portion 200b and the side surface portion 200c. Located on the side. The vertices P2 and P3 represent the vertices of the corner portions 200d and 200e in the cross section having the bent portion, that is, the central portion P1, when the body frame 200 is bent and deformed.
この状態から圧子２０２を下方へ移動し、車体フレーム２００に荷重Ｆを付加すると、図１４に示すように、圧子２０２の下降ストロークが大きくなるにつれて荷重Ｆに対する反力Ｆ’が大きくなり、車体フレーム２００が下側に凸状に湾曲して変形され、車体フレーム２００は、上面部２００ａで圧縮方向の力が作用し、下面部２００ｂで引張方向の力が作用し、荷重Ｆが付加される中央部Ｐ１から曲げ変形される。 When the indenter 202 is moved downward from this state and a load F is applied to the vehicle body frame 200, the reaction force F ′ against the load F increases as the descending stroke of the indenter 202 increases as shown in FIG. The vehicle body frame 200 is deformed by being curved downwardly, and the vehicle body frame 200 is subjected to a compressive force on the upper surface portion 200a and a tensile force on the lower surface portion 200b, and a load F is applied to the center. It is bent and deformed from the part P1.
そして、圧子２０２の下降ストロークがＳ１の場合に荷重Ｆに対する反力Ｆ’が最大となり、図１２及び図１３の（ｂ）に示すように、車体フレーム２００は下側に凸状に湾曲して変形されるとともに管状の車体フレーム２００の内方側へ変形され、この変形に伴って上面部２００ａに隣接する側面部２００ｃが断面方向における外方側に膨らんで面外変形を生じ、角部２００ｅの頂点Ｐ３に対して角部２００ｄの頂点Ｐ２が略垂直方向から外方側に傾斜し、図１２における変形箇所αで示すように、角部２００ｄに変形量の大きい部分が生じる。また、図１３（ｂ）に示すように、この変形に伴って下面部２００ｂが車体フレーム２００の内方側に変位している。なお、荷重Ｆに対する反力Ｆ’が最大となる最大荷重Ｆ’ｍａｘが曲げ抗力の程度を表すものである。 Then, the reaction force F 'is maximized with respect to the load F when downward stroke of the indenter 202 is S 1, as shown in (b) of FIG. 12 and FIG. 13, the body frame 200 is curved in a convex shape on the lower side And is deformed inwardly of the tubular body frame 200, and along with this deformation, the side surface portion 200c adjacent to the upper surface portion 200a swells outward in the cross-sectional direction to cause out-of-plane deformation. The vertex P2 of the corner portion 200d is inclined outward from the substantially vertical direction with respect to the vertex P3 of 200e, and a portion having a large deformation amount is generated in the corner portion 200d as indicated by a deformation portion α in FIG. Further, as shown in FIG. 13B, the lower surface portion 200b is displaced inward of the vehicle body frame 200 along with this deformation. Note that the maximum load F′max that maximizes the reaction force F ′ with respect to the load F represents the degree of bending resistance.
さらに圧子２０２の下降ストロークが大きくなると、図１４に示すように、圧子２０２の下降ストロークに伴って荷重Ｆに対する反力Ｆ’が小さくなり、図１２及び図１３の（ｃ）及び（ｄ）に示すように、車体フレーム２００はさらに曲げ変形され、上面部２００ａが車体フレーム２００の内方側へさらに変形され、この変形に伴って側面部２００ｃが車体フレーム２００の長手方向と直交する方向における外方側へさらに膨らんで面外変形を生じるとともに、下面部２００ｄが車体フレーム２００の内方側へさらに変位し、車体フレーム２００が曲げ変形して座屈している。 When the descending stroke of the indenter 202 is further increased, as shown in FIG. 14, the reaction force F ′ with respect to the load F is decreased along with the descending stroke of the indenter 202, and as shown in (c) and (d) of FIGS. As shown, the vehicle body frame 200 is further bent and deformed, and the upper surface portion 200a is further deformed inwardly of the vehicle body frame 200. With this deformation, the side surface portion 200c is outside in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the vehicle body frame 200. Further inflating toward the side and causing out-of-plane deformation, the lower surface portion 200d is further displaced inward of the body frame 200, and the body frame 200 is bent and deformed to buckle.
このシミュレーション解析結果から、本願発明者等は、管状の車体フレームに外部から曲げ荷重が作用して曲げ変形する場合、曲げ荷重が作用した時に圧縮方向の力が作用する第１面部（上面部）が荷重の入力方向に沿って車体フレームの内方側へ変形し始め、この変形に伴って該第１面部に隣接する第３面部（側面部）が車体フレームの外方側に膨らんで面外変形を生じるとともに、荷重が作用した時に引張方向の力が作用する第２面部（下面部）が車体フレームの内方側へ変位し、車体フレームが曲げ変形して座屈することを見出した。 From this simulation analysis result, the inventors of the present application have found that when a bending load is applied to the tubular body frame from the outside to bend and deform, a first surface portion (upper surface portion) on which a force in the compression direction acts when the bending load is applied. Begins to deform inward of the vehicle body frame along the load input direction, and the third surface portion (side surface portion) adjacent to the first surface portion swells outward of the vehicle body frame along with this deformation. It has been found that the second surface portion (lower surface portion) on which a force in the tensile direction acts when a load is applied is displaced and the body frame is bent and deformed to buckle.
なお、本願発明者等は、前述したシミュレーション解析に加えて、管状に形成した実際の車体フレームについても同様に、車体フレームに外部から曲げ荷重を作用して曲げ変形する際の変形挙動を調べる実験を行ったが、かかる実験においても、前述したシミュレーション解析結果と略同様の結果が得られた。 In addition to the simulation analysis described above, the inventors of the present application also conducted an experiment to examine the deformation behavior when an actual vehicle body frame formed in a tubular shape is subjected to bending deformation by applying a bending load to the vehicle body frame from the outside. In this experiment, the same results as the simulation analysis results described above were obtained.
そこで、これらシミュレーション解析結果及び実験結果によれば、管状の車体フレームとしてのサイドシルにおいて、側突時にサイドシルの側面部からサイドシルに荷重が作用して曲げ変形する場合には、サイドシルの側面部の内方側への曲げ変形に伴ってサイドシルの上面部及び下面部が外方側に膨らんで面外変形することとなるが、サイドシルの側面部の曲げ変形に伴って変形するサイドシルの上面部及び下面部の面外変形を抑制することができれば、サイドシルの曲げ変形を有効に抑制することができ、サイドシルの曲げ抗力を高めることができると考えられる。 Therefore, according to these simulation analysis results and experimental results, when a side sill as a tubular body frame is subjected to bending deformation from a side sill of the side sill during a side collision, the inner side of the side sill of the side sill The upper and lower surfaces of the side sill are deformed in accordance with the bending deformation of the side surface of the side sill. If the out-of-plane deformation of the part can be suppressed, it is considered that the bending deformation of the side sill can be effectively suppressed and the bending resistance of the side sill can be increased.
特に、センタピラーとサイドシルとの結合部においては、サイドシルの上面部はセンタピラーと結合されて該上面部の面外変形が抑制されていることから、サイドシルの下面部の面外変形を抑制することができれば、サイドシルの曲げ変形を有効に抑制することができ、サイドシルの曲げ抗力を高めることができると考えられる。 In particular, in the joint portion between the center pillar and the side sill, the upper surface portion of the side sill is coupled to the center pillar and the out-of-plane deformation of the upper surface portion is suppressed, so that the out-of-plane deformation of the lower surface portion of the side sill is suppressed. If possible, it is considered that the bending deformation of the side sill can be effectively suppressed and the bending resistance of the side sill can be increased.
以下に、本発明の実施形態に係る、センタピラーとサイドシルとが結合された結合部を有する車両用フレーム構造について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る車両用フレーム構造を適用した車体フレームの車体側面部を概略的に示す概略図、図２は、図１におけるＹ２−Ｙ２線に沿った車体側面部の断面図、図３は、図１におけるＹ３−Ｙ３線に沿った車体側面部の断面図、図４は、図１におけるＹ３−Ｙ３線に沿った断面から車体後方側の車体を概略的に示す概略図、図５は、センタピラーとサイドシルとの結合部近傍の車体側面部を車体外方側から見た斜視図、図６は、センタピラーとサイドシルとの結合部近傍の車体側面部を車体内方側から見た斜視図、図７は、サイドシルレインと補強板とを車体上方側から見た上面図、図８は、サイドシルレインと補強板とを車体下方側から見た底面図である。なお、図４では、サイドシル内に取り付けられた補強板を簡略化して示し、図５及び図６では、サイドシルアウタとセンタピラーアウタとを取り除して示し、図５から図８では、補強板以外の部材を一点鎖線で示している。
Hereinafter, a vehicle frame structure having a coupling portion in which a center pillar and a side sill are coupled according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic view schematically showing a vehicle body side surface portion of a vehicle body frame to which a vehicle frame structure according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is a view of the vehicle body side surface portion along line Y2-Y2 in FIG. 3 is a cross-sectional view of the side surface of the vehicle body along the line Y3-Y3 in FIG. 1, and FIG. 4 is a schematic view of the vehicle body on the rear side of the vehicle body from the cross-section along the line Y3-Y3 in FIG. Schematic view, FIG. 5 is a perspective view of the side surface of the vehicle body in the vicinity of the joint between the center pillar and the side sill as seen from the outside of the vehicle body, and FIG. 6 shows the side surface of the vehicle body in the vicinity of the joint between the center pillar and the side sill. FIG. 7 is a top view of the side sillein and the reinforcing plate as seen from above the vehicle body, and FIG. 8 is a bottom view of the side sillein and the reinforcing plate as seen from below the vehicle body. . FIG. 4 shows a simplified reinforcing plate attached in the side sill, FIGS. 5 and 6 show the side sill outer and the center pillar outer removed, and FIGS. 5 to 8 show the reinforcing plate. The members other than are indicated by a one-dot chain line.
本発明の実施形態に係る車両用フレーム構造を適用した車体フレーム１は、図１に示すように、車体の側面を構成する車体側面部２が、車体上部において車体前後方向に延びるルーフサイドレール３と、車体下部において車体前後方向に延びるサイドシル１０と、車体側面部２に設けられた前後のドア開口部４、５の間に位置して車体上下方向に延びるセンタピラー２０とを備えている。車体フレーム１では、センタピラー２０がその上部においてルーフサイドレール３に結合されるとともにその下部においてサイドシル１０に結合されており、車体フレーム１は、車体側面部２にセンタピラー２０とサイドシル１０とが結合された結合部６を有している。 As shown in FIG. 1, a vehicle body frame 1 to which a vehicle frame structure according to an embodiment of the present invention is applied, a vehicle body side surface portion 2 constituting a vehicle body side surface extends in the vehicle body longitudinal direction at the vehicle body upper portion. A side sill 10 that extends in the longitudinal direction of the vehicle body at a lower portion of the vehicle body, and a center pillar 20 that is positioned between the front and rear door openings 4 and 5 provided in the side surface portion 2 of the vehicle body and extends in the vertical direction of the vehicle body. In the vehicle body frame 1, the center pillar 20 is coupled to the roof side rail 3 at the upper portion thereof and is coupled to the side sill 10 at the lower portion thereof. The vehicle body frame 1 includes the center pillar 20 and the side sill 10 disposed on the vehicle body side surface portion 2. It has the coupling | bond part 6 couple | bonded.
センタピラー２０は、図２に示すように、車体の内面の一部を構成する略平面状のセンタピラーインナ２１と、車体の外面の一部を構成する断面ハット状のセンタピラーアウタ２２と、センタピラーインナ２１とセンタピラーアウタ２２との間に配設された断面ハット状のセンタピラーレイン２３とを備えており、センタピラーレイン２３の両端部２３ａとセンタピラーアウタ２２の両端部２２ａとがともにセンタピラーインナ２１に重ね合わせられて接合されることにより組み立てられている。 As shown in FIG. 2, the center pillar 20 includes a substantially planar center pillar inner 21 that forms part of the inner surface of the vehicle body, a center pillar outer 22 that has a cross-sectional hat shape that forms part of the outer surface of the vehicle body, A center pillar rain 23 having a hat-shaped cross section is provided between the center pillar inner 21 and the center pillar outer 22, and both end portions 23 a of the center pillar rain 23 and both end portions 22 a of the center pillar outer 22 are provided. Both are assembled by being overlapped and joined to the center pillar inner 21.
このようにして、センタピラー２０では、センタピラーインナ２１とセンタピラーアウタ２２とによって形成された閉断面部２０ａがセンタピラーレイン２３によって車内側と車外側とに区切られることにより、センタピラー２０は、センタピラーインナ２１とセンタピラーレイン２３とによって形成された閉断面部２０ｂと、センタピラーレイン２３とセンタピラーアウタ２２とによって形成された閉断面部２０ｃとを有している。 In this way, in the center pillar 20, the closed section 20 a formed by the center pillar inner 21 and the center pillar outer 22 is divided into the vehicle inner side and the vehicle outer side by the center pillar rain 23. And a closed cross section 20b formed by the center pillar inner 21 and the center pillar rain 23, and a closed cross section 20c formed by the center pillar rain 23 and the center pillar outer 22.
一方、サイドシル１０は、図３及び図４に示すように、車体の内面の一部を構成し車体前後方向に延びるサイドシルインナ１１と、車体の外面の一部を構成し車体前後方向に延びるサイドシルアウタ１３と、サイドシルインナ１１とサイドシルアウタ１３との間に配設されて車体前後方向に延びるサイドシルレイン１２とを備えている。 On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 4, the side sill 10 includes a side sill inner 11 that constitutes a part of the inner surface of the vehicle body and extends in the longitudinal direction of the vehicle body, and a side sill that constitutes a part of the outer surface of the vehicle body and extends in the longitudinal direction of the vehicle body. An outer 13 and a side sill rain 12 disposed between the side sill inner 11 and the side sill outer 13 and extending in the longitudinal direction of the vehicle body are provided.
サイドシルインナ１１は、略水平方向に延びる上面部１１ａと、上面部１１ａの下方に位置して略水平方向に延びる下面部１１ｂと、下面部１１ｂから上方向に上面部１１ａまで略垂直方向に延びる側壁部１１ｃとを備えており、車内側に側壁部１１ｃが膨出するように配設されている。 The side sill inner 11 has an upper surface portion 11a extending in a substantially horizontal direction, a lower surface portion 11b positioned below the upper surface portion 11a and extending in a substantially horizontal direction, and extends substantially vertically from the lower surface portion 11b to the upper surface portion 11a. The side wall part 11c is provided, and it arrange | positions so that the side wall part 11c may bulge inside a vehicle.
サイドシルインナ１１にはまた、上面部１１ａの車幅方向外方端部に上面部１１ａから上方向に延びる上フランジ部１１ｄが形成されるとともに、下面部１１ｂの車幅方向外方端部に下面部１１ｂから下方向に延びる下フランジ部１１ｅが形成され、サイドシルインナ１１は、略断面ハット状に形成されている。 The side sill inner 11 also has an upper flange portion 11d extending upward from the upper surface portion 11a at the outer end portion in the vehicle width direction of the upper surface portion 11a, and a lower surface at the outer end portion in the vehicle width direction of the lower surface portion 11b. A lower flange portion 11e extending downward from the portion 11b is formed, and the side sill inner 11 is formed in a substantially cross-sectional hat shape.
一方、サイドシルレイン１２は、略水平方向に延びる上面部１２ａと、上面部１２ａの下方に位置して略水平方向に延びる下面部１２ｂと、下面部１２ｂから上方向に上面部１２ａまで略垂直方向に延びる側壁部１２ｃとを備え、車外側に側壁部１２ｃが膨出するように配設されている。 On the other hand, the side sill rain 12 includes an upper surface portion 12a extending in a substantially horizontal direction, a lower surface portion 12b positioned below the upper surface portion 12a and extending in a substantially horizontal direction, and a substantially vertical direction from the lower surface portion 12b to the upper surface portion 12a. And a side wall 12c extending to the outside of the vehicle.
サイドシルレイン１２においても、上面部１２ａの車幅方向内方端部に上面部１２ａから上方向に延びる上フランジ部１２ｄが形成されるとともに、下面部１２ｂの車幅方向内方端部に下面部１２ｂから下方向に延びる下フランジ部１２ｅが形成され、サイドシルレイン１２が略断面ハット状に形成されている。 Also in the side sill rain 12, an upper flange portion 12d extending upward from the upper surface portion 12a is formed at the inner end portion in the vehicle width direction of the upper surface portion 12a, and a lower surface portion is formed at the inner end portion in the vehicle width direction of the lower surface portion 12b. A lower flange portion 12e extending downward from 12b is formed, and the side sill rain 12 is formed in a substantially cross-sectional hat shape.
これらサイドシルインナ１１とサイドシルレイン１２とは、サイドシルインナ１１の上フランジ部１１ｄとサイドシルレイン１２の上フランジ部１２ｄとが重ね合わせられて接合されるとともに、サイドシルインナ１１の下フランジ部１１ｅとサイドシルレイン１２の下フランジ部１２ｅとが重ね合わせられて接合され、サイドシル１０では、サイドシルレイン１１とサイドシルレイン１２とによって、車体下部において車体前後方向に延びる断面略矩形状の閉断面部１０ａが形成されている。 The side sill inner 11 and the side sill rain 12 are joined by overlapping the upper flange portion 11d of the side sill inner 11 and the upper flange portion 12d of the side sill rain 12 together with the lower flange portion 11e of the side sill inner 11 and the side sill rain. 12 and the lower flange portion 12e are overlapped and joined. In the side sill 10, the side sill rain 11 and the side sill rain 12 form a closed cross-sectional portion 10a having a substantially rectangular cross section extending in the vehicle longitudinal direction at the lower portion of the vehicle body. Yes.
サイドシルアウタ１３は、サイドシルレイン１２の上面部１２ａ及び側壁部１２ｃの車外側を覆うように設けられ、その下部に形成された下フランジ部１３ａがサイドシルレイン１２の側壁部１２ｃに接合され、その上部に形成された図示しない上フランジ部がサイドシルレイン１２の上フランジ部１２ｄに接合されている。なお、図３に示すように、センタピラー２０とサイドシル１０との結合部６では、サイドシルアウタ１３は、センタピラーアウタ２２の下部と一体的に形成されている。 The side sill outer 13 is provided so as to cover the upper surface portion 12a of the side sill rain 12 and the vehicle outer side of the side wall portion 12c, and a lower flange portion 13a formed at a lower portion thereof is joined to the side wall portion 12c of the side sill rain 12, The upper flange portion (not shown) formed on the side sill rain 12 is joined to the upper flange portion 12d. As shown in FIG. 3, in the coupling portion 6 between the center pillar 20 and the side sill 10, the side sill outer 13 is formed integrally with the lower portion of the center pillar outer 22.
また、センタピラー２０とサイドシル１０との結合部６においては、センタピラーインナ２１の下部がサイドシル１０内に、具体的にはサイドシルインナ１１とサイドシルレイン１２とによって形成された閉断面部１０ａ内に延長されて、閉断面部１０ａを車内側と車外側に区切るようにサイドシルインナ１１とサイドシルレイン１２との間に配設されている。 Further, in the joint portion 6 between the center pillar 20 and the side sill 10, the lower portion of the center pillar inner 21 is in the side sill 10, specifically, in a closed cross-sectional portion 10 a formed by the side sill inner 11 and the side sill rain 12. It is extended and it is arrange | positioned between the side sill inner 11 and the side sill lane 12 so that the closed cross-section part 10a may be divided into a vehicle inside and a vehicle outside.
このように、センタピラーインナ２１の下部が閉断面部１０ａを車内側と車外側とに区切ることにより、センタピラーインナ２１の下部とサイドシルインナ１１とによって略断面矩形状の閉断面部１０ｂが形成されるとともに、センタピラーインナ２１の下部とサイドシルレイン１２とによって略断面矩形状の閉断面部１０ｃが形成されている。 As described above, the lower portion of the center pillar inner 21 divides the closed cross-section portion 10a into the vehicle inner side and the vehicle outer side, so that the lower portion of the center pillar inner 21 and the side sill inner 11 form a closed cross-sectional portion 10b having a substantially cross-sectional rectangular shape. In addition, a closed cross-sectional portion 10 c having a substantially rectangular cross section is formed by the lower portion of the center pillar inner 21 and the side silrain 12.
センタピラーインナ２１の下部はまた、サイドシルインナ１１の上フランジ部１１ｄとサイドシルレイン１２の上フランジ部１２ｄとの間に挟まれて接合されるとともに、サイドシルインナ１１の下フランジ部１１ｅとサイドシルレイン１２の下フランジ部１２ｅとの間に挟まれて接合されている。 The lower portion of the center pillar inner 21 is also sandwiched and joined between the upper flange portion 11d of the side sill inner 11 and the upper flange portion 12d of the side sill rain 12, and the lower flange portion 11e of the side sill inner 11 and the side sill rain 12 are also joined. The lower flange portion 12e is sandwiched and joined.
本実施形態に係る車体フレーム１では、センタピラー２０とサイドシル１０との結合部６において、センタピラーインナ２１の下部とサイドシルレイン１２とによって形成される閉断面部１０ｃ内に、サイドシル１０を補強するための２つの補強板３０、４０が取り付けられ、サイドシルレイン１２の下面部１２ｂに第１の補強板４０が取り付けられており、サイドシルレイン１２の上面部１２ａに第２の補強板３０が取り付けられている。 In the vehicle body frame 1 according to the present embodiment, the side sill 10 is reinforced in the closed cross-sectional portion 10 c formed by the lower portion of the center pillar inner 21 and the side sill rain 12 at the coupling portion 6 between the center pillar 20 and the side sill 10. Two reinforcing plates 30 and 40 are attached, the first reinforcing plate 40 is attached to the lower surface portion 12b of the side sill rain 12, and the second reinforcing plate 30 is attached to the upper surface portion 12a of the side sill rain 12. ing.
第１の補強板４０は、サイドシルレイン１２の下面部１２ｂに沿って車体前後方向に延び、センタピラー２０とサイドシル１０との結合部６を含む車体前後方向の所定範囲に設けられ、サイドシルレイン１２の下面部１２ｂから離間した状態で車体前後方向に延び下面部１２ｂに沿って延在する基部４１と、基部４１と一体的に形成され、基部４１から下面部１２ｂに向けて突出して四角錐台状に形成される複数の凸部４２とを有している。 The first reinforcing plate 40 extends in the longitudinal direction of the vehicle body along the lower surface portion 12 b of the side sill rain 12, and is provided in a predetermined range in the longitudinal direction of the vehicle body including the coupling portion 6 between the center pillar 20 and the side sill 10. A base 41 extending in the longitudinal direction of the vehicle body in a state of being separated from the lower surface portion 12b and extending along the lower surface portion 12b, and integrally formed with the base portion 41, projecting from the base portion 41 toward the lower surface portion 12b and being a quadrangular pyramid And a plurality of convex portions 42 formed in a shape.
図９は、補強板の凸部の配列を説明するための説明図であり、第１の補強板４０の要部を示す正面図である。図９に示すように、第１の補強板４０の複数の凸部４２は、該凸部４２の頂面部４２ａが四角形である四角錐台状に形成され、車体前後方向及び車幅方向において周期的に配列されている。 FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining the arrangement of the convex portions of the reinforcing plate, and is a front view showing the main part of the first reinforcing plate 40. As shown in FIG. 9, the plurality of convex portions 42 of the first reinforcing plate 40 are formed in a quadrangular pyramid shape in which the top surface portion 42 a of the convex portion 42 is a quadrangle, and have a period in the vehicle longitudinal direction and the vehicle width direction. Are arranged.
複数の凸部４２はそれぞれ、頂面部４２ａの四角形の対角線が車体前後方向及び車幅方向と平行になるように配置され、車体前後方向に隣接する凸部４２が互いに車幅方向に重なりＬ１を有するとともに、車幅方向に隣接する凸部４２が互いに車体前後方向に重なりＬ２を有している。図９に示すように、符号４２を付した凸部について、該凸部４２に車体前後方向に隣接する凸部４２Ａが互いに車幅方向に重なりＬ１を有し、車幅方向に隣接する凸部４２Ｂが互いに車体前後方向に重なりＬ２を有している。 Each of the plurality of convex portions 42 is arranged such that the rectangular diagonal line of the top surface portion 42a is parallel to the vehicle body front-rear direction and the vehicle width direction, and the convex portions 42 adjacent to each other in the vehicle body front-rear direction overlap each other in the vehicle width direction. The convex portions 42 adjacent to each other in the vehicle width direction overlap each other in the vehicle body front-rear direction and have L2. As shown in FIG. 9, for the convex portion denoted by reference numeral 42, convex portions 42 </ b> A adjacent to the convex portion 42 in the vehicle longitudinal direction overlap each other in the vehicle width direction, and are adjacent to each other in the vehicle width direction. 42B overlaps with each other in the longitudinal direction of the vehicle body and has L2.
このようにして、複数の凸部４２は、車体前後方向に配置されるとともに車幅方向に配置され、第１の補強板４２は、図５から図８に示すように、車体前後方向の両端部を除いて、車体前後方向及び車幅方向に直線状に連続した基部４１が形成されないように構成されている。 In this way, the plurality of convex portions 42 are arranged in the vehicle longitudinal direction and in the vehicle width direction, and the first reinforcing plate 42 has both ends in the vehicle longitudinal direction as shown in FIGS. Except for the portion, the base 41 that is linearly continuous in the vehicle longitudinal direction and the vehicle width direction is not formed.
また、複数の凸部４２は、基部４１からの凸部４２の高さＨ１が車体前後方向において一定の高さで形成されるとともに、凸部４２の頂面部４２ａがサイドシルレイン１２の下面部１２ｂと当接されている。これにより、基部４１は、車体前後方向において下面部１２ｂと一定の距離に設けられている。 The plurality of convex portions 42 are formed such that the height H1 of the convex portion 42 from the base portion 41 is a constant height in the longitudinal direction of the vehicle body, and the top surface portion 42a of the convex portion 42 is the lower surface portion 12b of the side sill rain 12. Is in contact with. Thereby, the base 41 is provided at a constant distance from the lower surface portion 12b in the longitudinal direction of the vehicle body.
複数の凸部４２は、図示しない接着材を介して頂面部４２ａがサイドシルレイン１２の下面部１２ｂに結合されているが、図８に示すように、車体前後方向における第１の補強板４０の端部ではその中央部に比べて凸部４２とサイドシルレイン１２の下面部１２ｂとを結合する結合数が少なく、下面部１２ｂとの結合力が小さくなるようにサイドシルレイン１２の下面部１２ｂに取り付けられている。なお、図８では、下面部１２ｂと結合する凸部４２に×印（符号４５）を付して示している。 The plurality of convex portions 42 have top surface portions 42a coupled to the lower surface portions 12b of the side sill rain 12 via an adhesive (not shown), but as shown in FIG. At the end portion, the number of couplings connecting the convex portion 42 and the lower surface portion 12b of the side sill rain 12 is smaller than that at the central portion, and the coupling force with the lower surface portion 12b is reduced. It has been. In FIG. 8, the convex portion 42 coupled to the lower surface portion 12 b is shown with an X mark (reference numeral 45).
第１の補強板４０はまた、その車幅方向外方端部に上方向に延びる平面状の上フランジ部４３を有し、第１の補強板４０の上フランジ部４３は、サイドシルレイン１２の側壁部１２ｃに沿って該側壁部１２ｃに、図示しない接着材によって結合されている。これにより、第１の補強板４０がサイドシルレイン１２から外れることを防止することができる。 The first reinforcing plate 40 also has a planar upper flange portion 43 extending upward at the outer end in the vehicle width direction, and the upper flange portion 43 of the first reinforcing plate 40 is formed on the side sill rain 12. The side wall portion 12c is joined to the side wall portion 12c by an adhesive (not shown). Thereby, it can prevent that the 1st reinforcement board 40 remove | deviates from the side sillain 12. FIG.
また、第１の補強板４０は、その車幅方向内方端部に下方向に延びる平面状の下フランジ部４４を有しており、第１の補強板４０の下フランジ部４４は、センタピラーインナ２１の下部とサイドシルレイン１２の下フランジ部１２ｅとの間に挟まれて該下フランジ部１２ｅに結合されている。これにより、第１の補強板４０がサイドシルレイン１２から外れることをさらに防止することができる。 The first reinforcing plate 40 has a planar lower flange portion 44 extending downward at the inner end in the vehicle width direction, and the lower flange portion 44 of the first reinforcing plate 40 is centered. It is sandwiched between the lower portion of the pillar inner 21 and the lower flange portion 12e of the side sill rain 12 and is coupled to the lower flange portion 12e. Thereby, it can further prevent that the 1st reinforcement board 40 remove | deviates from the side sillain 12. FIG.
一方、第２の補強板３０は、サイドシルレイン１２の上面部１２ａに沿って車体前後方向に延び、センタピラー２０とサイドシル１０との結合部６を含む車体前後方向の所定範囲に設けられている。この第２の補強板３０は、サイドシルレイン１２の上面部１２ａから離間した状態で車体前後方向に延び上面部１２ａに沿って延在する基部３１と、基部３１と一体的に形成され、基部３１から上面部１２ａに向けて突出して四角錐台状に形成される複数の凸部３２とを有している。 On the other hand, the second reinforcing plate 30 extends in the longitudinal direction of the vehicle body along the upper surface portion 12 a of the side sill rain 12, and is provided in a predetermined range in the longitudinal direction of the vehicle body including the coupling portion 6 between the center pillar 20 and the side sill 10. . The second reinforcing plate 30 is formed integrally with the base 31 and a base 31 that extends in the longitudinal direction of the vehicle body in a state of being separated from the upper surface 12 a of the side sill rain 12, and extends along the upper surface 12 a. And projecting toward the upper surface portion 12a and having a plurality of convex portions 32 formed in a truncated pyramid shape.
第２の補強板３０においても、第１の補強板４０と同様に、複数の凸部３２は、該凸部３２の頂面部３２ａが四角形である四角錐台状に形成され、車体前後方向及び車幅方向において周期的に配列されている。また、複数の凸部３２はそれぞれ、頂面部３２ａの四角形の対角線が車体前後方向及び車幅方向と平行になるように配置され、車体前後方向に隣接する凸部３２が互いに車幅方向に重なりを有するとともに、車幅方向に隣接する凸部３
２が互いに車体前後方向に重なりを有している。
Also in the second reinforcing plate 30, as in the first reinforcing plate 40, the plurality of convex portions 32 are formed in a quadrangular frustum shape in which the top surface portion 32 a of the convex portion 32 is a square, They are arranged periodically in the vehicle width direction. Each of the plurality of convex portions 32 is arranged such that the square diagonal line of the top surface portion 32a is parallel to the vehicle longitudinal direction and the vehicle width direction, and the convex portions 32 adjacent to each other in the vehicle longitudinal direction overlap each other in the vehicle width direction. And a convex portion 3 adjacent in the vehicle width direction
2 overlap each other in the longitudinal direction of the vehicle body.
このようにして、複数の凸部３２は、車体前後方向に配列されるとともに車幅方向に配列され、第２の補強板３２においても、図５から図７に示すように、車体前後方向の両端部を除いて、車体前後方向及び車幅方向に直線状に連続した基部３１が形成されないように構成されている。 In this way, the plurality of convex portions 32 are arranged in the vehicle longitudinal direction and also in the vehicle width direction, and the second reinforcing plate 32 is also arranged in the vehicle longitudinal direction as shown in FIGS. Except for both end portions, the base portion 31 that is linearly continuous in the vehicle longitudinal direction and the vehicle width direction is not formed.
また、複数の凸部３２は、基部３１からの凸部３２の高さＨ２が車体前後方向において一定の高さで形成されるとともに、凸部３２の頂面部３２ａがサイドシルレイン１２の上面部１２ａと当接されている。これにより、基部３１は、車体前後方向において上面部１２ａと一定の距離に設けられている。 The plurality of convex portions 32 are formed such that the height H2 of the convex portion 32 from the base portion 31 is a constant height in the longitudinal direction of the vehicle body, and the top surface portion 32a of the convex portion 32 is the upper surface portion 12a of the side silrain 12. Is in contact with. Thereby, the base 31 is provided at a constant distance from the upper surface portion 12a in the longitudinal direction of the vehicle body.
第２の補強板３０においても、複数の凸部３２は、図示しない接着材を介して頂面部３２ａがサイドシルレイン１２の上面部１２ａに結合されているが、図７に示すように、車体前後方向における第１の補強板３０の端部ではその中央部に比べて凸部３２とサイドシルレイン１２の上面部１２ａとを結合する結合数が少なく、上面部１２ａとの結合力が小さくなるようにサイドシルレイン１２の上面部１２ａに取り付けられている。なお、図７では、上面部１２ａと結合する凸部３２に×印（符号３５）を付して示している。 Also in the second reinforcing plate 30, the plurality of convex portions 32 have a top surface portion 32 a coupled to the upper surface portion 12 a of the side sill rain 12 via an adhesive (not shown). The end of the first reinforcing plate 30 in the direction has a smaller number of couplings for coupling the convex portions 32 and the upper surface portion 12a of the side sill rain 12 than the central portion, and the coupling force with the upper surface portion 12a is reduced. It is attached to the upper surface portion 12 a of the side sill rain 12. In FIG. 7, the convex portion 32 coupled to the upper surface portion 12 a is shown with a cross (reference numeral 35).
第２の補強板３０はまた、その車幅方向外方端部に下方向に延びる平面状の下フランジ部３３を有し、第２の補強板３０の下フランジ部３３は、サイドシルレイン１２の側壁部１２ｃに沿って該側壁部１２ｃに、図示しない接着材によって結合されている。これにより、第２の補強板３０がサイドシルレイン１２から外れることを防止することができる。 The second reinforcing plate 30 also has a planar lower flange portion 33 extending downward at the outer end in the vehicle width direction. The lower flange portion 33 of the second reinforcing plate 30 is formed on the side sill rain 12. The side wall portion 12c is joined to the side wall portion 12c by an adhesive (not shown). Thereby, it can prevent that the 2nd reinforcement board 30 remove | deviates from the side sillain 12. FIG.
また、第２補強板３０は、その車幅方向内方端部に上方向に延びる平面状の上フランジ部３４を有しており、第２の補強板３０の上フランジ部３４は、センタピラーインナ２１の下部とサイドシルレイン１２の上フランジ部１２ｄとの間に挟まれて該上フランジ部１２ｄに結合されている。これにより、第２の補強板３０がサイドシルレイン１２から外れることをさらに防止することができる。 The second reinforcing plate 30 has a planar upper flange portion 34 extending upward at the inner end in the vehicle width direction, and the upper flange portion 34 of the second reinforcing plate 30 is a center pillar. It is sandwiched between the lower portion of the inner 21 and the upper flange portion 12d of the side sill rain 12 and is coupled to the upper flange portion 12d. Thereby, it can further prevent that the 2nd reinforcement board 30 remove | deviates from the side sillain 12. FIG.
このように、本発明の実施形態に係る車両用フレーム構造では、センタピラーインナ２１の下部とサイドシルレイン１２とによって形成された閉断面部１０ｃ内に第１の補強板４０が取り付けられ、該第１の補強板４０は、サイドシルレイン１２の下面部１２ｂから離間した状態で該下面部１２ｂに沿って車体前後方向に延びる基部４１と、車体前後方向及び車幅方向に複数配置され、基部４１から下面部１２ｂに向けて突出して下面部１２ｂと当接して結合される複数の凸部４２とを有し、サイドシルレイン１２の下面部１２ｂに取り付けられている。 Thus, in the vehicle frame structure according to the embodiment of the present invention, the first reinforcing plate 40 is attached in the closed cross-sectional portion 10c formed by the lower portion of the center pillar inner 21 and the side sill rain 12, and the first reinforcing plate 40 is attached. A plurality of reinforcing plates 40 are disposed in the vehicle front-rear direction and the vehicle width direction along the lower surface portion 12 b in a state of being separated from the lower surface portion 12 b of the side sill rain 12, and a plurality of reinforcing plates 40 are disposed in the vehicle front-rear direction and the vehicle width direction. A plurality of convex portions 42 projecting toward the lower surface portion 12 b and coming into contact with and coupled to the lower surface portion 12 b are attached to the lower surface portion 12 b of the side sill rain 12.
これにより、車体前後方向及び車幅方向においてサイドシルレイン１２の下面部１２ｂと基部４１との間に閉断面部を形成し、サイドシルレイン１２の下面部１２ｂの剛性を高めて下面部１２ｂが外方側に膨らんで面外変形することを抑制できるので、センタピラー２０とサイドシル１０との結合部６において、サイドシル１０の下面部の面外変形を抑制することができ、サイドシル１０の曲げ抗力を高めることができる。 As a result, a closed cross section is formed between the lower surface portion 12b of the side sill rain 12 and the base portion 41 in the longitudinal direction of the vehicle body and in the vehicle width direction, and the rigidity of the lower surface portion 12b of the side sill rain 12 is increased so that the lower surface portion 12b is outward. Since it can be suppressed to bulge to the side and deform out-of-plane, out-of-plane deformation of the lower surface portion of the side sill 10 can be suppressed at the joint portion 6 between the center pillar 20 and the side sill 10, and the bending resistance of the side sill 10 is increased. be able to.
図１０は、サイドシルレインと補強板とにより構成された構造体を説明するための説明図であり、図１０では、サイドシルレイン１２の下面部１２ｂに第１の補強板４０が取り付けられたサイドシル１０の車体前後方向における要部断面図を示すとともに、サイドシルレイン１２の上面部１２ａに第２の補強板３０が取り付けられたサイドシル１０の車体前後方向における要部断面図を示している。図１０に示すように、サイドシルレイン１２と該サイドシルレイン１２の下面部１２ｂに取り付けられた第１の補強板４０とによって、サイドシルレイン１２と第１の補強板４０との間には複数の閉断面部４７ａを有する構造体４７が形成されている。 FIG. 10 is an explanatory view for explaining a structure constituted by a side sill lane and a reinforcing plate. In FIG. 10, the side sill 10 in which the first reinforcing plate 40 is attached to the lower surface portion 12 b of the side sill lane 12. 2 is a cross-sectional view of a main part of the side sill 10 in which the second reinforcing plate 30 is attached to the upper surface portion 12a of the side sill rain 12. As shown in FIG. 10, the side sill rain 12 and the first reinforcing plate 40 attached to the lower surface portion 12 b of the side sill rain 12 include a plurality of closed portions between the side sill rain 12 and the first reinforcing plate 40. A structure 47 having a cross section 47a is formed.
構造体４７では、図１０に示すように、サイドシルレイン１２と第１の補強板４０とが曲げの中立軸４６から離間して配置されることにより、構造体４７によって、サイドシルレイン１２はその断面二次モーメントが高められた構造となっている。なお、車幅方向においても同様に、サイドシルレイン１２と第１の補強板４０との間には複数の閉断面部を有する構造体が形成され、サイドシルレイン１２はその断面二次モーメントが高められた構造となっている。 In the structure 47, as shown in FIG. 10, the side sill lane 12 and the first reinforcing plate 40 are disposed apart from the bending neutral shaft 46, so that the side sill lane 12 has a cross section of the structure 47. The structure has an increased secondary moment. Similarly, in the vehicle width direction, a structure having a plurality of closed cross sections is formed between the side sill rain 12 and the first reinforcing plate 40, and the side sill rain 12 has an increased secondary moment of section. It has a structure.
サイドシル１０に外部から荷重が作用して曲げ変形する場合、サイドシルレイン１２の下面部１２ｂが外方側に膨らんで面外変形を生じ、構造体４７には、図１０に示すような曲げ変形が車体前後方向及び車幅方向に生じ得るが、閉断面部４７ａを有する構造体４７によってサイドシルレイン１２の下面部１２ｂの剛性を高めて下面部１２ｂが外方側に膨らんで面外変形することを抑制することができるので、センタピラー２０とサイドシル１０との結合部６において、サイドシル１０の下面部の面外変形を抑制することができ、サイドシル１０の曲げ抗力を高めることができる。 When a load is applied to the side sill 10 to cause bending deformation, the lower surface portion 12b of the side sill rain 12 bulges outward to cause out-of-plane deformation, and the structure 47 undergoes bending deformation as shown in FIG. Although it may occur in the vehicle longitudinal direction and the vehicle width direction, the structure 47 having the closed cross-sectional portion 47a increases the rigidity of the lower surface portion 12b of the side sill rain 12, and the lower surface portion 12b bulges outward and deforms out of plane. Since it can suppress, in the coupling | bond part 6 of the center pillar 20 and the side sill 10, the out-of-plane deformation | transformation of the lower surface part of the side sill 10 can be suppressed, and the bending resistance of the side sill 10 can be raised.
特に、センタピラー２０とサイドシル１０との結合部６においては、サイドシル１０の上面部はセンタピラー２０と結合されて該上面部の面外変形が抑制されていることから、サイドシル１０の下面部の面外変形を抑制することで、サイドシル１０の曲げ変形を有効に抑制することができ、サイドシル１０の曲げ抗力を高めることができる。 In particular, in the joint portion 6 between the center pillar 20 and the side sill 10, the upper surface portion of the side sill 10 is coupled to the center pillar 20 to suppress out-of-plane deformation of the upper surface portion. By suppressing the out-of-plane deformation, the bending deformation of the side sill 10 can be effectively suppressed, and the bending resistance of the side sill 10 can be increased.
また、第１の補強板４０は、複数の凸部４２がサイドシルレイン１２の下面部１２ｂに取り付けられていることにより、凸部４２とサイドシルレイン１２の下面部１２ｂの結合部どうしを結ぶ線によって区画される仮想領域４７ｂ（図９においてハッチングを施した領域）が複数形成されることとなる。サイドシル１０に外部から荷重が作用して曲げ変形する場合には、サイドシルレイン１２の下面部１２ｂと第１の補強板４０とからなる仮想領域４７ｂの各結合部で荷重を受け止めることができ、サイドシルレイン１２の下面部１２ｂの面外変形をより有効に抑制することができる。 In addition, the first reinforcing plate 40 has a plurality of convex portions 42 attached to the lower surface portion 12b of the side silrain 12 so that a line connecting the connecting portions of the convex portion 42 and the lower surface portion 12b of the side silrain 12 is connected. A plurality of partitioned virtual areas 47b (areas hatched in FIG. 9) are formed. When the side sill 10 is subjected to a load from the outside to bend and deform, the load can be received at each joint portion of the virtual region 47b composed of the lower surface portion 12b of the side sill lane 12 and the first reinforcing plate 40. Out-of-plane deformation of the lower surface portion 12b of the rain 12 can be more effectively suppressed.
加えて、第１の補強板４０の凸部４２は、車体前後方向に隣接する凸部４２が互いに車幅方向の重なりＬ１を有するとともに、車幅方向に隣接する凸部４２が互いに車体前後方向の重なりＬ２を有するように形成されていることにより、車体前後方向及び車幅方向に直線状に連続した基部４１が形成されないので、荷重が作用して曲げ変形する場合に、車体前後方向及び車幅方向に第１の補強板４０の基部４１による折れ目が形成され、サイドシルレイン１２の下面部１２ｂの面外変形が促進されることを防止することができる。 In addition, the convex portions 42 of the first reinforcing plate 40 are such that the convex portions 42 adjacent to each other in the vehicle longitudinal direction have an overlap L1 in the vehicle width direction, and the convex portions 42 adjacent to each other in the vehicle width direction are mutually in the vehicle longitudinal direction. Since the base portion 41 that is linearly continuous in the longitudinal direction of the vehicle body and the vehicle width direction is not formed, the vehicle body longitudinal direction and the vehicle It is possible to prevent a fold by the base portion 41 of the first reinforcing plate 40 from being formed in the width direction and to promote the out-of-plane deformation of the lower surface portion 12 b of the side sill rain 12.
また、本発明の実施形態に係る車両用フレーム構造では、センタピラーインナ２１の下部とサイドシルレイン１２とによって形成された閉断面部１０ｃ内に第２の補強板３０が取り付けられ、該第２の補強板３０は、サイドシルレイン１２の上面部１２ａから離間した状態で上面部１２ａに沿って車体前後方向に延びる基部３１と、車体前後方向及び車幅方向に複数配置され、基部３１から上面部１２ａに向けて突出して上面部１２ａと当接して結合される複数の凸部３２と、を有し、サイドシルレイン１２の上面部１２ａに取り付けられている。 In the vehicle frame structure according to the embodiment of the present invention, the second reinforcing plate 30 is attached in the closed cross section 10c formed by the lower portion of the center pillar inner 21 and the side sill rain 12, and the second reinforcing plate 30 is attached. A plurality of reinforcing plates 30 are arranged in the vehicle longitudinal direction along the upper surface 12a in a state of being separated from the upper surface 12a of the side sill rain 12, and a plurality of reinforcing plates 30 are disposed in the vehicle longitudinal direction and the vehicle width direction. And a plurality of convex portions 32 that come into contact with and are connected to the upper surface portion 12 a and are attached to the upper surface portion 12 a of the side sill rain 12.
これにより、車体前後方向及び車幅方向においてサイドシルレイン１２の上面部１２ａと基部３１との間に閉断面部を形成し、サイドシルレイン１２の上面部１２ａの剛性を高めて上面部１２ａが外方側に膨らんで面外変形することを抑制できるので、センタピラー２０とサイドシル１０との結合部６において、サイドシル１０の上面部の面外変形を抑制することができ、サイドシル１０の曲げ抗力をさらに高めることができる。 As a result, a closed cross section is formed between the upper surface portion 12a and the base portion 31 of the side sill rain 12 in the vehicle longitudinal direction and the vehicle width direction, and the rigidity of the upper surface portion 12a of the side sill rain 12 is increased so that the upper surface portion 12a is outward. Since it is possible to suppress the bulging to the side and deformation outside the plane, it is possible to suppress the out-of-plane deformation of the upper surface portion of the side sill 10 at the joint portion 6 between the center pillar 20 and the side sill 10, and further increase the bending resistance of the side sill 10. Can be increased.
第２の補強板３０についても、第１の補強板４０と同様に、図１０に示すように、サイドシルレイン１２と該サイドシルレイン１２の上面部１２ａに取り付けられた第２の補強板３０とによって、サイドシルレイン１２と第２の補強板３０との間には複数の閉断面部３７ａを有する構造体３７が形成されている。 Similarly to the first reinforcing plate 40, the second reinforcing plate 30 includes a side sill rain 12 and a second reinforcing plate 30 attached to the upper surface portion 12 a of the side sill rain 12, as shown in FIG. 10. A structure 37 having a plurality of closed cross sections 37 a is formed between the side silrain 12 and the second reinforcing plate 30.
構造体３７では、図１０に示すように、サイドシルレイン１２と第２の補強板３０とが曲げの中立軸３６から離間して配置されることにより、構造体３７によって、サイドシルレイン１２はその断面二次モーメントが高められた構造となっている。なお、車幅方向においても同様に、サイドシルレイン１２と第２の補強板３０との間には複数の閉断面部を有する構造体が形成され、サイドシルレイン１２はその断面二次モーメントが高められた構造となっている。 In the structure 37, as shown in FIG. 10, the side sill lane 12 and the second reinforcing plate 30 are arranged apart from the bending neutral shaft 36, whereby the side sill lane 12 has a cross-section thereof. The structure has an increased secondary moment. Similarly, in the vehicle width direction, a structure having a plurality of closed cross sections is formed between the side sill rain 12 and the second reinforcing plate 30, and the side sill lane 12 has an increased secondary moment of section. It has a structure.
サイドシル１０に外部から荷重が作用して曲げ変形する場合、サイドシル１０のサイドシルレイン１２の上面部１２ａが外方側に膨らんで面外変形を生じ、構造体３７には、図１０に示すような曲げ変形が車体前後方向及び車幅方向に生じ得るが、閉断面部３７ａを有する構造体３７によってサイドシルレイン１２の上面部１２ａの剛性を高めて上面部１２ａが外方側に膨らんで面外変形することを抑制することができるので、センタピラー２０とサイドシル１０との結合部６において、サイドシル１０の上面部の面外変形を抑制することができ、サイドシル１０の曲げ抗力をさらに高めることができる。 When a load is applied to the side sill 10 to cause bending deformation, the upper surface portion 12a of the side sill rain 12 of the side sill 10 swells outward to cause out-of-plane deformation, and the structure 37 has a structure as shown in FIG. Although bending deformation can occur in the longitudinal direction of the vehicle body and in the vehicle width direction, the structure 37 having the closed cross-sectional portion 37a increases the rigidity of the upper surface portion 12a of the side sill rain 12, and the upper surface portion 12a bulges outward to cause out-of-plane deformation. Therefore, in the joint portion 6 between the center pillar 20 and the side sill 10, out-of-plane deformation of the upper surface portion of the side sill 10 can be suppressed, and the bending resistance of the side sill 10 can be further increased. .
また、第２の補強板３０においても、第１の補強板４０と同様に、複数の凸部３２がサイドシルレイン１２の上面部１２ａに取り付けられていることにより、凸部３２とサイドシルレイン１２の下面部１２ｂの結合部どうしを結ぶ線によって区画される仮想領域が複数形成され、サイドシル１０に外部から荷重が作用して曲げ変形する場合に、サイドシルレイン１２の上面部１２ａと第２の補強板３０とからなる仮想領域の各結合部で荷重を受け止めることができ、サイドシルレイン１２の上面部１２ａの面外変形をより有効に抑制することができる。 Also, in the second reinforcing plate 30, similarly to the first reinforcing plate 40, the plurality of convex portions 32 are attached to the upper surface portion 12 a of the side silrain 12, so When a plurality of virtual regions defined by lines connecting the coupling portions of the lower surface portion 12b are formed and the side sill 10 is bent and deformed by an external load, the upper surface portion 12a of the side sill rain 12 and the second reinforcing plate Thus, the load can be received at each joint portion of the virtual region consisting of 30 and the out-of-plane deformation of the upper surface portion 12a of the side sill rain 12 can be more effectively suppressed.
加えて、第２の補強板３０の凸部３２においても、車体前後方向に隣接する凸部３２が互いに車幅方向の重なりを有するとともに、車幅方向に隣接する凸部３２が互いに車体前後方向の重なりを有するように形成されていることにより、車体前後方向及び車幅方向に直線状に連続した基部３１が形成されないので、荷重が作用して曲げ変形する場合に、車体前後方向及び車幅方向に第２の補強板３０の基部３１による折れ目が形成され、サイドシルレイン１２の上面部１２ａの面外変形が促進されることを防止することができる。 In addition, also in the convex portion 32 of the second reinforcing plate 30, the convex portions 32 adjacent to each other in the vehicle longitudinal direction overlap each other in the vehicle width direction, and the convex portions 32 adjacent to each other in the vehicle width direction are mutually in the vehicle longitudinal direction. Since the base portion 31 that is linearly continuous in the vehicle body longitudinal direction and the vehicle width direction is not formed, the vehicle body longitudinal direction and the vehicle width when the load is applied to cause bending deformation. A fold is formed in the direction by the base portion 31 of the second reinforcing plate 30, and it is possible to prevent the out-of-plane deformation of the upper surface portion 12 a of the side sill rain 12 from being promoted.
また、第２の補強板３０は、車体前後方向にセンタピラー２０とサイドシル１０との結合部６から離れるにつれてサイドシルレイン１２の上面部１２ｂとの結合力が小さくなるように取り付けられていることにより、第２の補強板３０の端部において該補強板３０による補強効果を小さくすることができ、外部から荷重が作用する時に第２の補強板３０の端部近傍でサイドシル１０が曲げ変形することを抑制することができる。 Further, the second reinforcing plate 30 is attached so that the coupling force with the upper surface portion 12b of the side sill rain 12 decreases as the distance from the coupling portion 6 between the center pillar 20 and the side sill 10 increases in the longitudinal direction of the vehicle body. The reinforcing effect of the reinforcing plate 30 can be reduced at the end of the second reinforcing plate 30, and the side sill 10 is bent and deformed near the end of the second reinforcing plate 30 when a load is applied from the outside. Can be suppressed.
本実施形態では、第２の補強板３０は、基部３１からの凸部３２の高さＨ２が車体前後方向において一定の高さで形成されているが、車体前後方向にセンタピラー２０とサイドシル１０との結合部６から離れるにつれて凸部３２の高さＨ２を低く形成し、第２の補強板３０による補強強度が低くなるようにすることも可能である。 In the present embodiment, the second reinforcing plate 30 is formed such that the height H2 of the convex portion 32 from the base portion 31 is constant in the longitudinal direction of the vehicle body, but the center pillar 20 and the side sill 10 in the longitudinal direction of the vehicle body. It is also possible to make the height H2 of the convex portion 32 lower as the distance from the coupling portion 6 increases, so that the reinforcing strength by the second reinforcing plate 30 becomes lower.
このように、第２の補強板３０を、車体前後方向にセンタピラー２０とサイドシル１０との結合部６から離れるにつれて第２の補強板３０の強度を小さく形成することにより、第２の補強板３０の端部において該補強板３０による補強効果を小さくすることができ、外部から荷重が作用する時に第２の補強板３０の端部近傍でサイドシル１０が曲げ変形することを抑制することができる。 As described above, the second reinforcing plate 30 is formed such that the strength of the second reinforcing plate 30 decreases as the distance from the connecting portion 6 between the center pillar 20 and the side sill 10 increases in the vehicle longitudinal direction. The reinforcing effect of the reinforcing plate 30 can be reduced at the end portion of 30, and the side sill 10 can be prevented from being bent and deformed near the end portion of the second reinforcing plate 30 when a load is applied from the outside. .
また、本実施形態では、補強板３０、４０は、図示しない接着材によって凸部３２、４２とサイドシルレイン１２とを接着結合しているが、スポット溶接等によって結合するようにしてもよい。また、補強板３０、４０の凸部３２、４２は、四角錐台状に形成されているが、その他の角錐台状に形成してもよく、あるいは円錐台状に形成するようにしてもよい。 In the present embodiment, the reinforcing plates 30 and 40 are adhesively bonded to the convex portions 32 and 42 and the side sill rain 12 by an adhesive (not shown), but may be bonded by spot welding or the like. Moreover, although the convex parts 32 and 42 of the reinforcing plates 30 and 40 are formed in a quadrangular frustum shape, they may be formed in other truncated pyramid shapes, or may be formed in a frustum shape. .
なお、センタピラーインナ２１とセンタピラーレイン２３とによって形成された閉断面部２０ｂが、本願請求項に記載される第１の閉断面部に相当し、サイドシルインナ１１とサイドシルレイン１２とによって形成された閉断面部１０ａが、本願請求項に記載される第２の閉断面部に相当し、センタピラーインナ２１の下部とサイドシルレイン１２とによって形成される閉断面部１０ｃが、本願請求項に記載される第３の閉断面部に相当する。 The closed cross section 20b formed by the center pillar inner 21 and the center pillar rain 23 corresponds to the first closed cross section described in the claims of the present application, and is formed by the side sill inner 11 and the side sill rain 12. The closed cross section 10a corresponds to a second closed cross section described in the claims of the present application, and a closed cross section 10c formed by the lower portion of the center pillar inner 21 and the side sill rain 12 is described in the claims of the present application. This corresponds to the third closed cross section.
以上のように、本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。 As described above, the present invention is not limited to the illustrated embodiments, and it goes without saying that various improvements and design changes can be made without departing from the gist of the present invention.
本発明は、センタピラーとサイドシルとの結合部において、サイドシルの曲げ抗力を高めることができる車両用フレーム構造を提供することができ、センタピラーとサイドシルとの結合部を有する車体フレームに広く利用される可能性がある。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a vehicle frame structure that can increase the bending resistance of the side sill at the joint between the center pillar and the side sill, and is widely used in a vehicle body frame having a joint between the center pillar and the side sill. There is a possibility.
１ 車体フレーム
２ 車体側面部
４、５ ドア開口部
６ 結合部
１０ サイドシル
１０ａ 第２の閉断面部
１０ｃ 第３の閉断面部
１１ サイドシルインナ
１２ サイドシルレイン
１２ａ サイドシルレインの上面部
１２ｂ サイドシルレインの下面部
１２ｃ サイドシルレインの側壁部
１２ｄ サイドシルレインの上フランジ部
１２ｅ サイドシルレインの下フランジ部
２０ センタピラー
２０ｂ 第１の閉断面部
２１ センタピラーインナ
２３ センタピラーレイン
３０ 第２の補強板
３１ 第２の補強板の基部
３２ 第２の補強板の凸部
３４ 第２の補強板の上フランジ部
４０ 第１の補強板
４１ 第１の補強板の基部
４２ 第１の補強板の凸部
４３ 第１の補強板の上フランジ部
４４ 第１の補強板の下フランジ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Body frame 2 Car body side surface part 4, 5 Door opening part 6 Coupling part 10 Side sill 10a 2nd closed cross-section part 10c 3rd closed cross-section part 11 Side sill inner 12 Side sill rain 12a Side sill lane upper surface part 12b 12c Side Sill Rain Side Wall 12d Side Sill Rain Upper Flange 12e Side Sill Rain Lower Flange 20 Center Pillar 20b First Closed Section 21 Center Pillar Inner 23 Center Pillar Rain 30 Second Reinforcement Plate 31 Second Reinforcement Plate Base part of the second reinforcing plate 34 Upper flange part of the second reinforcing plate 40 First reinforcing plate 41 Base part of the first reinforcing plate 42 Projecting part of the first reinforcing plate 43 First reinforcing plate Upper flange portion 44 Lower flange portion of the first reinforcing plate
Claims (7)
前記センタピラーインナの下部が前記サイドシル内に延長されて前記第２の閉断面部を車内側と車外側とに区切ることにより、該センタピラーインナの下部と前記サイドシルレインとによって第３の閉断面部が形成されていると共に、該第３の閉断面部内に、第１の補強板が取り付けられており、
該第１の補強板は、前記サイドシルレインの下面部から離間した状態で該下面部に沿って車体前後方向に延びる基部と、該基部と一体的に形成されて車体前後方向及び車幅方向に複数配置され、該基部から前記下面部に向けて突出して前記下面部と当接して結合される複数の凸部と、を有し、前記サイドシルレインの下面部に取り付けられている、
ことを特徴とする車両用フレーム構造。 A center pillar having a first closed cross section formed by a center pillar inner and a center pillar rain, which is located between front and rear door openings provided on a side surface of the vehicle body and extends in the vertical direction of the vehicle body; A vehicle frame structure having a coupling portion that extends in the longitudinal direction of the vehicle body and has a side sill having a second closed cross section formed by a side sill inner and a side sill rain,
A lower portion of the center pillar inner is extended into the side sill to divide the second closed cross section into a vehicle inner side and a vehicle outer side, whereby a third closed cross section is formed by the lower portion of the center pillar inner and the side sill rain. And a first reinforcing plate is attached in the third closed cross section,
The first reinforcing plate is separated from the lower surface portion of the side sill rain and extends in the vehicle longitudinal direction along the lower surface portion. The first reinforcing plate is integrally formed with the base portion in the vehicle longitudinal direction and the vehicle width direction. A plurality of convex portions that are arranged and project from the base portion toward the lower surface portion and are in contact with and coupled to the lower surface portion, and are attached to the lower surface portion of the side sillein,
A vehicle frame structure characterized by that.
該第１の補強板の上フランジ部は、前記サイドシルレインの下面部から上方向に延びる前記サイドシルレインの側壁部に結合されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用フレーム構造。 The first reinforcing plate has an upper flange portion extending upward at an outer end portion in the vehicle width direction of the first reinforcing plate,
An upper flange portion of the first reinforcing plate is coupled to a side wall portion of the side silrain that extends upward from a lower surface portion of the side silrain.
The vehicle frame structure according to claim 1.
該第１の補強板の下フランジ部は、前記サイドシルレインの下面部から下方向に延びる前記サイドシルレインの下フランジ部に結合されている、
ことを特徴とする請求項１叉は請求項２に記載の車両用フレーム構造。 The first reinforcing plate has a lower flange portion extending downward at an inner end in the vehicle width direction of the first reinforcing plate,
The lower flange portion of the first reinforcing plate is coupled to the lower flange portion of the side sill lane extending downward from the lower surface portion of the side sill lane.
The vehicle frame structure according to claim 1 or claim 2, wherein
該第２の補強板は、前記サイドシルレインの上面部から離間した状態で該上面部に沿って車体前後方向に延びる基部と、該基部と一体的に形成されて車体前後方向及び車幅方向に複数配置され、該基部から前記上面部に向けて突出して前記上面部と当接して結合される複数の凸部と、を有し、前記サイドシルレインの上面部に取り付けられている、
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の車両用フレーム構造。 A second reinforcing plate is attached in the third closed cross section,
The second reinforcing plate is separated from the upper surface portion of the side sill rain and extends in the vehicle longitudinal direction along the upper surface portion. The second reinforcing plate is formed integrally with the base portion and extends in the vehicle longitudinal direction and the vehicle width direction. A plurality of convex portions that are arranged and project from the base portion toward the upper surface portion and are in contact with and coupled to the upper surface portion, and are attached to the upper surface portion of the side sillein,
The vehicle frame structure according to claim 1, wherein the vehicle frame structure is a vehicle frame structure.
該第２の補強板の上フランジ部は、前記サイドシルレインの上面部から上方向に延びる前記サイドシルレインの上フランジ部に結合されている、
ことを特徴とする請求項４に記載の車両用フレーム構造。 The second reinforcing plate has an upper flange portion extending upward at an inner end portion in the vehicle width direction of the second reinforcing plate,
The upper flange portion of the second reinforcing plate is coupled to the upper flange portion of the side sill lane extending upward from the upper surface portion of the side sill lane.
The vehicle frame structure according to claim 4.
ことを特徴とする請求項４叉は請求項５に記載の車両用フレーム構造。 The second reinforcing plate is attached to the upper surface portion of the side sill rain so that the coupling force with the upper surface portion decreases as the distance from the coupling portion increases in the vehicle longitudinal direction.
The vehicle frame structure according to claim 4 or claim 5, wherein
ことを特徴とする請求項４から請求項６の何れか１項に記載の車両用フレーム構造。 The second reinforcing plate is formed such that the strength of the second reinforcing plate decreases as the distance from the coupling portion increases in the vehicle longitudinal direction.
The vehicle frame structure according to claim 4, wherein the vehicle frame structure is a vehicle frame structure.
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