JP7504544B2 - 車両用フレーム部材 - Google Patents
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Description
筒状の本体部と、
前記本体部の先端部に配置される蓋部とを備え、
前記本体部の断面形状は多角形状であり、
前記本体部は周方向に隣り合う複数の壁部を有し、
前記蓋部は、
前記本体部の先端部を覆う多角形状の蓋面と、
前記蓋面の周縁から突出する複数の接合片とを有し、
前記複数の接合片のうち、隣り合う少なくとも一組の接合片は、第一の接合片と第二の接合片とを含み、
前記第一の接合片は、前記複数の壁部のうち、隣り合う一方の壁部の外側に接合され、
前記第二の接合片は、前記複数の壁部のうち、隣り合う他方の壁部の内側に接合される。
図1から図4を参照して、実施形態1に係るフレーム部材1を説明する。実施形態1では、フレーム部材1をフロントサイドメンバに適用した例を説明する。フレーム部材1は、図1に示すように、本体部10と蓋部30とを備える。フレーム部材1の特徴の一つは、本体部10に対する蓋部30の取付構造が特定の構造を有する点にある。
以下、まず、フロントサイドメンバの概要を説明する。その後、フロントサイドメンバとしてのフレーム部材1について説明する。
フロントサイドメンバは、車体の前部を構成するフレーム部材である。フロントサイドメンバは車体の左右両側に配置される。フロントサイドメンバは車長方向に沿って延びる。左右のフロントサイドメンバは、概ね左右対称に構成されている。フロントサイドメンバの前端部には、例えば牽引フックやバンパーレインフォースメントなどの他の部品が取り付けられることがある。
図1は、フレーム部材1の先端部の近傍を拡大して示している。図1に示すフレーム部材1はフロントサイドメンバである。図1では、車両右側のフロントサイドメンバを示す。この点は、後述する図2、図3、図4でも同じである。フレーム部材1は、本体部10の先端部に蓋部30が設けられている。フロントサイドメンバであるフレーム部材1において、上記先端部は、車両前方側に位置する端部、即ち前端部である。フレーム部材1の長手方向は概ね車長方向に沿った方向である。
本体部10は、フレーム部材1のうち、構造材として機能する筒状の部分である。図2は、フレーム部材1の先端部を長手方向と直交する方向に切断した断面、即ちフレーム部材1の先端部を前後に分断した断面を示している。本体部10は、フレーム部材1の長手方向に沿って延びている。本体部10の先端部は開口している。本体部10の断面形状は多角形状である。多角形状としては、例えば、四角形状、五角形状、六角形状、八角形状などが挙げられる。四角形状には、矩形状、台形状、菱形状、平行四辺形状などが含まれる。本体部10の断面形状は偶数多角形状であることが好ましい。偶数多角形状とは、辺の数が偶数の多角形である。本実施形態では、本体部10の形状は四角筒状である。本体部10の断面形状は矩形状である。ここでいう断面形状は、本体部10の長手方向と直交する断面の形状を指す。本体部10の断面形状は本体部10の全長にわたって矩形状である。
本体部10は、周方向に隣り合う複数の壁部20を備える。本実施形態では、図2に示すように、本体部10は4つの壁部20を有している。各壁部20は、本体部10の上下左右にそれぞれ配置されている。4つの壁部20のうち、上側に位置する壁部21は本体部10の上面を構成する。車内側に位置する壁部22は本体部10の車内側の側面を構成する。下側に位置する壁部23は本体部10の下面を構成する。車外側に位置する壁部24は本体部10の車外側の側面を構成する。壁部21と壁部23とは向かい合う。壁部22と壁部24とは向かい合う。壁部21と各壁部22、24とは互いに隣り合う。壁部23と各壁部22、24とは互いに隣り合う。図2に示すフレーム部材1において、車内側は車両の左側であり、車外側は車両の右側である。
蓋部30は、図1に示すように、本体部10の先端部、即ち前端部に配置される。蓋部30は、蓋面31と複数の接合片40とを有する。蓋面31と接合片40とは一体に形成されている。蓋部30はプレス加工された板材で形成されている。蓋部30の材質は、例えば、一般構造用の普通鋼、高張力鋼などの鋼が挙げられる。本実施形態では、本体部10と蓋部30とは別体である。
蓋面31は、本体部10の先端部を覆う。蓋面31の形状は多角形状である。蓋面31の形状とは、蓋面31をフレーム部材1の先端側から見た形状をいう。蓋面31の形状は偶数多角形状であることが好ましい。本実施形態では、蓋面31の形状は矩形状である。即ち、蓋面31の形状と本体部10の断面形状とが同じである。蓋面31には、例えば牽引フックやバンパーレインフォースメントなどの他の部品を取り付けることができる。
複数の接合片40は、本体部10の壁部20に接合される。複数の接合片40は、蓋面31の周縁31rから突出する。本実施形態では、各接合片40は、周縁31rの各辺31a、31b、31c、31dから本体部10に向かってそれぞれ突出している。つまり、接合片40の数は4つである。隣り合う接合片40の間には切り込みが形成されている。切り込みが形成されている部分では、隣り合う接合片40同士は周方向に連続していない。各辺31a、31b、31c、31dから突出する各接合片40は、図2に示すように、各壁部21、22、23、24にそれぞれ接合されている。本実施形態では、接合片40が壁部20に溶接されている。溶接には、例えば、アーク溶接、レーザー溶接などが利用できる。
フレーム部材1は、本体部10に対する蓋部30の取付構造が上述した特定の構造を有することで、車両の前面衝突時に本体部10の先端部が蛇腹状に座屈し易い。図3、図4を参照して、フレーム部材1の衝突時の挙動を説明する。具体的には、前面衝突によりフレーム部材1の先端側から荷重が入力されたときのフレーム部材1の先端部の挙動を説明する。図3は、フレーム部材1を長手方向に沿って切断した断面であって、フレーム部材1の先端部を上下方向に切断した断面を示している。図4は、フレーム部材1を長手方向に沿って切断した断面であって、フレーム部材1の先端部を左右方向に切断した断面を示している。図3、図4中、白抜き矢印は衝突荷重の入力方向を示す。
上述した実施形態1のフレーム部材1は、次の効果を奏する。
フレーム部材1は衝突荷重を効果的に吸収できる。その理由は、上述したように、フレーム部材1の先端側から衝突荷重が入力されたとき、本体部10の先端部が蛇腹状に座屈し易いからである。本体部10の先端部を蛇腹状に座屈させることができるので、フレーム部材1の先端部に座屈を誘導するための脆弱部を形成しなくてもよい。脆弱部によるフレーム部材1の剛性の低下を抑制できる。
フレーム部材1の副次的な効果として、本体部10と蓋部30との接合部位において、引張荷重に対する耐久性を確保し易いという効果がある。例えば、蓋面31に取り付けられた牽引フック(図示せず)が引っ張られることによって、蓋面31が本体部10から離れる方向に引っ張られても、蓋部30が本体部10から外れ難い。
以下、上述した実施形態1のフレーム部材1の変形例について説明する。
図7、図8を参照して、実施形態2に係るフレーム部材2を説明する。実施形態2のフレーム部材2は、第一の接合片41と第二の接合片42の位置を入れ替えた以外は、上述した実施形態1のフレーム部材1と同様である。以下の説明では、実施形態1との相違点を中心に説明し、実施形態1と同様の構成については説明を省略する。
実施形態1、2に係るフレーム部材1、2は、車体を構成するフレーム部材に利用可能である。車体を構成するフレーム部材としては、フロントサイドメンバ以外に、リアサイドメンバ、クラッシュボックス、クロスメンバなどが挙げられる。
10 本体部
11 第一部材
12 第二部材
20 壁部
21、22、23、24 壁部
21f、23f フランジ部
24f 延長部
30 蓋部
31 蓋面
31r 周縁
31a、31b、31c、31d 辺
40 接合片
41 第一の接合片
42 第二の接合片
Claims (1)
- 筒状の本体部と、
前記本体部の先端部に配置される蓋部とを備え、
前記本体部の断面形状は多角形状であり、
前記本体部は周方向に隣り合う複数の壁部を有し、
前記蓋部は、
前記本体部の先端部を覆う多角形状の蓋面と、
前記蓋面の周縁から突出する複数の接合片とを有し、
前記複数の接合片のうち、隣り合う少なくとも一組の接合片は、第一の接合片と第二の接合片とを含み、
前記第一の接合片は、前記複数の壁部のうち、隣り合う一方の壁部の外側に接合され、
前記第二の接合片は、前記複数の壁部のうち、隣り合う他方の壁部の内側に接合される、
車両用フレーム部材。
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