JP6112671B2 - Auto body structure - Google Patents
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Description
本発明は、フロア部下壁およびフロア部上壁間にコアを挟持したCFRP製の車体フロアは水平部の前端から斜め前上方に傾斜する前側傾斜部を備え、前記前側傾斜部にフロントサイドフレームの後端を接続した自動車の車体構造に関する。 According to the present invention, a CFRP vehicle body floor having a core sandwiched between a floor lower wall and a floor upper wall includes a front inclined portion inclined obliquely forward and upward from a front end of a horizontal portion, and a front side frame is disposed on the front inclined portion. The present invention relates to a vehicle body structure connected to a rear end.
フロントサイドフレームの後端とダッシュボードロアパネルとの間に、アルミニウム合金押し出し材よりなるハニカム断面のエネルギー吸収部材を配置し、フロントサイドフレームに前面衝突の衝突荷重が入力したときにエネルギー吸収部材が圧壊して衝突エネルギーを吸収するものが、下記特許文献1により公知である。 An energy absorbing member with a honeycomb cross section made of an aluminum alloy extruded material is placed between the rear end of the front side frame and the dashboard lower panel, and the energy absorbing member collapses when a collision load of frontal collision is input to the front side frame. A device that absorbs collision energy is known from Patent Document 1 below.
またダッシュボードロアパネルから前上方に延びるフロントサイドフレームをアルミニウム合金押し出し材で構成し、前面衝突の衝突荷重が入力したときにフロントサイドフレームが上方に曲げ変形し、断面が上下方向に潰れて上壁の伸びを抑制することで、フロントサイドフレームの破壊を防止してエネルギー吸収量を増加させるものが、下記特許文献2により公知である。 Also, the front side frame that extends forward and upward from the dashboard lower panel is made of an aluminum alloy extruded material, and when the impact load of the frontal collision is input, the front side frame is bent upward and the cross section is crushed vertically and the upper wall Patent Document 2 below discloses a technique that prevents the front side frame from being broken and increases the amount of energy absorption by suppressing the elongation of the film.
またサイドフレームを上下方向に複数段に重ね合わせたアルミニウム合金押し出し材で構成し、その重ね合わせ段数を前後方向端部から前後方向中央部に向けて増加させることで強度を高めたものが、下記特許文献3により公知である。 In addition, it is composed of an aluminum alloy extruded material in which the side frame is overlapped in multiple stages in the vertical direction, and the strength is increased by increasing the number of overlapping stages from the front-rear direction end to the front-rear direction center, This is known from US Pat.
しかしながら、上記特許文献1に記載されたものは、アルミニウム合金押し出し材よりなるハニカム断面のエネルギー吸収部材は衝突荷重により圧壊した後に潰れ残りが発生することが避けられず、衝撃吸収ストロークが小さくなって衝突エネルギーの吸収量を充分に確保するのが難しいだけでなく、エネルギー吸収部材を圧壊させる反力を発生させるにはダッシュボードロアパネルを高剛性にする必要があり、そのために重量が増加する問題があった。 However, what is described in Patent Document 1 described above is that an energy absorbing member having a honeycomb cross section made of an aluminum alloy extruded material cannot avoid being crushed after being crushed by a collision load, and the shock absorbing stroke is reduced. Not only is it difficult to ensure a sufficient amount of collision energy absorption, but it is necessary to make the dashboard lower panel highly rigid in order to generate a reaction force that crushes the energy absorbing member, which increases the weight. there were.
また上記特許文献2に記載されたものは、衝突荷重に入力によってフロントサイドフレームが上方に曲げ変形すると、フロントサイドフレームにダンパーハウジングを介して接続されたアッパーメンバも上方に曲げ変形してしまい、アッパーメンバの軸方向の圧壊が阻害されて衝突エネルギーの吸収効果が低下する問題があった。 In addition, in the above-described Patent Document 2, when the front side frame is bent and deformed upward by an input to the collision load, the upper member connected to the front side frame via the damper housing is also bent and deformed upward. There was a problem in that the collapsing energy absorption effect was reduced due to the obstruction of the axial collapse of the upper member.
また上記特許文献3に記載されたものは、前面衝突時にはサイドフレームの前部が軸方向に圧壊し、後面衝突時にはサイドフレームの後部が軸方向に圧壊して衝突エネルギーを吸収するが、サイドフレームを軸方向に圧壊だけでは必要な衝撃吸収ストロークを確保できないため、衝突エネルギーを充分に吸収することが難しいという問題があった。
In addition, in the above-mentioned
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、前面衝突の衝突荷重がフロントサイドフレームに入力したときに、衝撃吸収ストロークを充分に確保して衝突エネルギーの吸収効果を高めることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to sufficiently secure a shock absorption stroke and enhance the effect of absorbing collision energy when a collision load of a frontal collision is input to the front side frame. .
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、フロア部下壁およびフロア部上壁間にコアを挟持したCFRP製の車体フロアは水平部の前端から斜め前上方に傾斜する前側傾斜部を備え、前記前側傾斜部にフロントサイドフレームの後端を接続した自動車の車体構造であって、前記フロントサイドフレームは前面衝突の衝突荷重により水平面内で車幅方向に折れ曲がる脆弱部を備え、前記前側傾斜部の前端から前壁を立設し、前記フロントサイドフレームを支持する取付台座を前記前壁の前面から前記前側傾斜部の前面に跨がるように固定したことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the CFRP vehicle body floor with the core sandwiched between the floor lower wall and the floor upper wall is inclined obliquely forward and upward from the front end of the horizontal portion. A vehicle body structure having a front inclined portion that connects a rear end of a front side frame to the front inclined portion, wherein the front side frame is bent in a vehicle width direction in a horizontal plane due to a collision load of a frontal collision. A front wall is erected from the front end of the front inclined portion, and a mounting base that supports the front side frame is fixed so as to straddle from the front surface of the front wall to the front surface of the front inclined portion. A vehicle body structure is proposed.
また請求項2に記載された発明によれば、フロア部下壁およびフロア部上壁間にコアを挟持したCFRP製の車体フロアは水平部の前端から斜め前上方に傾斜する前側傾斜部を備え、前記前側傾斜部にフロントサイドフレームの後端を接続した自動車の車体構造であって、前記フロントサイドフレームは前面衝突の衝突荷重により水平面内で車幅方向に折れ曲がる脆弱部を備え、前記フロントサイドフレームは前部フレームおよび後部フレームからなり、前記前部フレームは衝突初期に軸方向に圧壊し、前記後部フレームは前記脆弱部を備えて衝突中期以降に折れ曲がり、前記前部フレームの後端および前記後部フレームの前端を上下方向に延びるH字状断面の結合部材を介して結合したことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。 According to the invention described in claim 2, the CFRP vehicle body floor having the core sandwiched between the floor lower wall and the floor upper wall includes a front inclined portion that is inclined obliquely forward and upward from the front end of the horizontal portion, A vehicle body structure in which a rear end of a front side frame is connected to the front inclined portion, wherein the front side frame includes a fragile portion that bends in a vehicle width direction in a horizontal plane due to a collision load of a frontal collision , and the front side frame Comprises a front frame and a rear frame, the front frame is crushed in the axial direction in the early stage of the collision, the rear frame is provided with the fragile part and is bent after the middle of the collision, and the rear end of the front frame and the rear part A vehicle body structure is proposed in which the front end of the frame is coupled through a coupling member having an H-shaped cross section extending in the vertical direction .
また請求項3に記載された発明によれば、フロア部下壁およびフロア部上壁間にコアを挟持したCFRP製の車体フロアは水平部の前端から斜め前上方に傾斜する前側傾斜部を備え、前記前側傾斜部にフロントサイドフレームの後端を接続した自動車の車体構造であって、前記フロントサイドフレームは前面衝突の衝突荷重により水平面内で車幅方向に折れ曲がる脆弱部を備え、前記フロントサイドフレームは前部フレームおよび後部フレームからなり、前記前部フレームは衝突初期に軸方向に圧壊し、前記後部フレームは前記脆弱部を備えて衝突中期以降に折れ曲がり、前記フロントサイドフレームの前端に接続されたバンパービームエクステンションを備え、側面視で前記後部フレームの前端は前上方に傾斜するとともに、平面視で前記フロントサイドフレームは前側が車幅方向外側に傾斜し、前記フロントサイドフレームの前端の断面中心は前記バンパービームエクステンションの断面中心に一致することを特徴とする自動車の車体構造が提案される。
According to the invention described in
また請求項4に記載された発明によれば、フロア部下壁およびフロア部上壁間にコアを挟持したCFRP製の車体フロアは水平部の前端から斜め前上方に傾斜する前側傾斜部を備え、前記前側傾斜部にフロントサイドフレームの後端を接続した自動車の車体構造であって、前記フロントサイドフレームは前面衝突の衝突荷重により水平面内で車幅方向に折れ曲がる脆弱部を備え、前記フロントサイドフレームは矩形状断面のアルミニウム合金押し出し材よりなる前部フレームと、前記前部フレームの後端から車幅方向に拡開しながら後方に延びて前記前側傾斜部に接続する内側縦壁および外側縦壁よりなる後部フレームとを備え、前記内側縦壁および前記外側縦壁のうち、板厚が小さい方が前記脆弱部を構成することを特徴とする自動車の車体構造が提案される。
According to the invention described in
また請求項5に記載された発明によれば、請求項4の構成に加えて、前記内側縦壁は前記車体フロアのフロアトンネル側壁部に接続し、前記外側縦壁は前記車体フロアのホイールアーチ部に接続することを特徴とする自動車の車体構造が提案される。
According to the invention described in
尚、実施の形態の凹部52fおよび内側縦壁65は本発明の脆弱部に対応し、実施の形態の取付座57は本発明の硬質部材に対応し、実施の形態のリヤプレート59は本発明の車体取付部に対応する。
The
請求項1、2、3、4の構成によれば、フロア部下壁およびフロア部上壁間にコアを挟持したCFRP製の車体フロアは水平部の前端から斜め前上方に傾斜する前側傾斜部を備え、前側傾斜部にフロントサイドフレームの後端が接続されるので、フロントサイドフレームに入力した前面衝突の衝突荷重は車体フロアの高強度の前側傾斜部に伝達されて吸収され、車体フロアの前端のダッシュパネルロアを高強度にする必要がなくなって軽量化が可能なる。しかもフロントサイドフレームは前面衝突の衝突荷重により水平面内で車幅方向に折れ曲がる脆弱部を備えるので、所定値以上の前面衝突の衝突荷重が入力するとフロントサイドフレームが脆弱部を起点として水平面内で折れ曲がり、衝撃吸収ストロークを増加させて衝突エネルギーを効果的に吸収することができるだけでなく、CFRP製の車体フロアを破壊することがない。 According to the first , second, third , and fourth aspects, the CFRP vehicle body floor having the core sandwiched between the lower wall of the floor portion and the upper wall of the floor portion has a front inclined portion that is inclined obliquely forward and upward from the front end of the horizontal portion. Since the rear end of the front side frame is connected to the front side slope, the collision load of the frontal collision input to the front side frame is transmitted and absorbed by the high strength front side slope of the vehicle floor, and the front end of the vehicle floor It is no longer necessary to make the dash panel lower stronger, making it possible to reduce the weight. In addition, the front side frame has a fragile part that bends in the vehicle width direction in the horizontal plane due to the collision load of the frontal collision, so if a frontal collision collision load exceeding a predetermined value is input, the front side frame bends in the horizontal plane starting from the fragile part. The impact absorption stroke can be increased to effectively absorb the collision energy, and the CFRP body floor is not destroyed.
特に請求項1の構成によれば、前側傾斜部の前端から前壁を立設し、フロントサイドフレームを支持する取付台座を前壁の前面から前側傾斜部の前面に跨がるように固定したので、前面衝突の衝突荷重をフロントサイドフレームから取付台座を介して車体フロアの前部に伝達して分散することで効率的に吸収することができる。これによりダッシュパネルロアが負担すべき衝突荷重が小さくなるため、ダッシュパネルロアをCFRP積層板で構成して軽量化を図るとともに、CFRP材の使用量を減少させてコストダウンを図ることができる。In particular, according to the configuration of claim 1, the front wall is erected from the front end of the front inclined portion, and the mounting base that supports the front side frame is fixed so as to straddle from the front surface of the front wall to the front surface of the front inclined portion. Therefore, it is possible to efficiently absorb the collision load of the frontal collision by transmitting it from the front side frame to the front part of the vehicle body floor via the mounting base and dispersing it. As a result, the collision load that the dash panel lower should bear can be reduced. Therefore, the dash panel lower can be made of a CFRP laminated plate to reduce the weight, and the amount of CFRP material used can be reduced to reduce the cost.
特に請求項2の構成によれば、フロントサイドフレームは前部フレームおよび後部フレームからなり、前部フレームは衝突初期に軸方向に圧壊し、後部フレームは脆弱部を備えて衝突中期以降に折れ曲がるので、フロントサイドフレームの衝撃吸収ストロークを大幅に増加させて衝突エネルギーの吸収効果を高めることができ、しかも前部フレームの後端および後部フレームの前端を上下方向に延びるH字状断面の結合部材を介して結合したので、強度および剛性を異ならせた前部フレームおよび後部フレームを簡単な構造で強固に接続することができる。In particular, according to the configuration of claim 2, the front side frame is composed of a front frame and a rear frame, the front frame is crushed in the axial direction in the early stage of the collision, and the rear frame has a fragile part and bends after the middle stage of the collision. A coupling member having an H-shaped cross section that can significantly increase the impact absorption stroke of the front side frame and enhance the impact energy absorption effect, and that extends in the vertical direction at the rear end of the front frame and the front end of the rear frame. Thus, the front frame and the rear frame having different strength and rigidity can be firmly connected with a simple structure.
特に請求項3の構成によれば、フロントサイドフレームは前部フレームおよび後部フレームからなり、前部フレームは衝突初期に軸方向に圧壊し、後部フレームは脆弱部を備えて衝突中期以降に折れ曲がるので、フロントサイドフレームの衝撃吸収ストロークを大幅に増加させて衝突エネルギーの吸収効果を高めることができ、しかもロントサイドフレームの前端に接続されたバンパービームエクステンションを備え、側面視で後部フレームの前端は前上方に傾斜するとともに、平面視でフロントサイドフレームは前側が車幅方向外側に傾斜し、フロントサイドフレームの前端の断面中心はバンパービームエクステンションの断面中心に一致するので、衝突荷重をバンパービームエクステンションからフロントサイドフレームに効果的に伝達することで、バンパービームエクステンションの圧壊を促進することができるだけでなく、左右のフロントサイドフレームの前部間の間隔を拡大してエンジンルームを広く確保することができる。In particular, according to the configuration of
特に請求項4の構成によれば、フロントサイドフレームは矩形状断面のアルミニウム合金押し出し材よりなる前部フレームと、前部フレームの後端から車幅方向に拡開しながら後方に延びて前側傾斜部に接続する内側縦壁および外側縦壁よりなる後部フレームとを備え、内側縦壁および外側縦壁のうち、板厚が小さい方が脆弱部を構成するので、通常はトラス構造の後部フレームでフロントサイドフレームに加わる荷重を支持しながら、所定値以上の前面衝突の衝突荷重が入力するとフロントサイドフレームが脆弱な内側縦壁において水平面内で折れ曲がり、衝撃吸収ストロークを増加させて衝突エネルギーを効果的に吸収することができるだけでなく、CFRP製の車体フロアを破壊することがない。In particular, according to the configuration of the fourth aspect, the front side frame has a front frame made of an aluminum alloy extruded material having a rectangular cross section, and extends rearward while expanding in the vehicle width direction from the rear end of the front frame. A rear frame consisting of an inner vertical wall and an outer vertical wall connected to the section, and the smaller one of the inner vertical wall and the outer vertical wall constitutes the fragile part. While supporting the load applied to the front side frame, if a collision load of front collision exceeding a predetermined value is input, the front side frame bends in the horizontal plane on the weak inner vertical wall, increasing the shock absorption stroke and effectively making the collision energy In addition to being able to absorb, the CFRP body floor is not destroyed.
また請求項5の構成によれば、内側縦壁は車体フロアのフロアトンネル側壁部に接続し、外側縦壁は車体フロアのホイールアーチ部に接続するので、フロントサイドフレームから伝達される衝突荷重をフロアトンネル側壁部およびホイールアーチ部に分散し、荷重の集中によるCFRP製の車体フロアの破壊を抑制することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the inner vertical wall is connected to the floor tunnel side wall portion of the vehicle body floor, and the outer vertical wall is connected to the wheel arch portion of the vehicle body floor, so that the collision load transmitted from the front side frame is reduced. Dispersed in the floor tunnel side wall and the wheel arch, it is possible to suppress the destruction of the CFRP vehicle body floor due to the concentration of load.
以下、図1〜図7に基づいて本発明の第1の実施の形態を説明する。尚、本明細書において前後方向、左右方向(車幅方向)および上下方向とは、運転席に着座した乗員を基準として定義される。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present specification, the front-rear direction, the left-right direction (vehicle width direction), and the up-down direction are defined with reference to an occupant seated in the driver's seat.
図1および図2に示すように、CFRP(カーボン繊維強化樹脂)を主たる材料とする自動車の車体フレームの前部は、車体フロア11と、車体フロア11の左右両側部に沿って前後方向に延びる左右一対のサイドシル12,12とを備えており車体フロア11の前端と左右のフロントピラーロア13,13の前面とに平板状のダッシュパネルロア17が接合される。車体フロア11の前端に左右一対のアルミニウム合金製の取付台座20,20が固定され、取付台座20,20に左右一対のアルミニウム合金製のフロントサイドフレーム21,21の後端が固定される。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the front part of the body frame of the automobile mainly made of CFRP (carbon fiber reinforced resin) extends in the front-rear direction along the
図1〜図4に示すように、アルミニウム合金押し出し材からなるフロントサイドフレーム21は、前側に位置する前部フレーム51と後側に位置する後部フレーム52とを水平断面がH字状の結合部材53で直列に接続して構成される。前部フレーム51は上壁51a、下壁51b、車幅方向内壁51c、車幅方向外壁51dおよび2枚の隔壁51e,51fを備え、三つの中空部を上下に配置した「目」字状の一定断面を有するもので(図6(A)参照)、その後端が結合部材53の一対の側壁53a,53bの前部および隔壁53cにより構成される「コ」字状断面の部分に嵌合して溶接により固定される。後部フレーム52は上壁52a、下壁52b、車幅方向内壁52c、車幅方向外壁52dおよび1枚の隔壁52eを備え、二つの中空部を上下に配置した「日」字状の一定断面を有するもので(図6(B)参照)、その前端が結合部材53の一対の側壁53a,53bの後部および隔壁53cにより構成される「コ」字状断面の部分に嵌合して溶接により固定される。
As shown in FIGS. 1 to 4, a
フロントサイドフレーム21は上下方向に見て直線状に形成されており、前端が後端に対して車幅方向外側に僅かに傾斜する(図1参照)。言い換えると、左右一対のフロントサイドフレーム21,21の前端間の車幅方向間隔は、後端間の車幅方向間隔よりも僅かに広くなっている。比較的に短い前部フレーム51は側方から見て水平に配置され、比較的に長い後部フレーム52は側方から見て前上方から後下方に傾斜する(図2参照)。後部フレーム52の前端寄りの車幅方向内壁52cに、上下方向に延びる円弧状断面の凹部52fが形成される。凹部52fは、車幅方向内壁52cを上壁52aから下壁52bまで切除した後、その開口部に蓋部材52gを溶接して構成される(図3および図6(B)参照)。
The
後部フレーム52の上壁52aにはアルミニウム合金でダイキャストしたダンパーハウジング54の下端が接続される。不図示のエンジン、トランスミッション、サスペンション装置等を支持する枠状のフロントサブフレーム55が、後部フレーム52の下壁52bに設けた取付ブラケット56に吊り下げるように支持される(図1および図2参照)。凹部52fはダンパーハウジング54およびフロントサイドフレーム21が接続される部分に配置されており、ダンパーハウジング54の車幅方向内面に固定したエンジンの取付座57の直下に臨んでいる。またフロントサブフレーム55の取付ブラケット56は後部フレーム52の前端と凹部52fとの間に位置している、
前部フレーム51の前端には板状のフロントプレート58が固定され、後部フレーム52の後端には板状のリヤプレート59が固定される。後部フレーム52の車幅方向外壁52dとリヤプレート59の前面とが補強用のガセット60で接続される。フロントプレート58の前端には前後方向に延びるバンパービームエクステンション61が接続され、左右一対のバンパービームエクステンション61,61の前端に車幅方向に延びるバンパービーム62が接続される。フロントサイドフレーム21の前端の断面中心は、バンパービームエクステンション61の断面中心に一致するように配置される(図1参照)。
A lower end of a
A plate-shaped
フロントピラーロア13の上端から前方に延びるアッパーメンバ63は上壁63a、下壁63b、車幅方向内壁63c、車幅方向外壁63dおよび1枚の隔壁63eを備え、二つの中空部を上下に配置した「日」字状の一定断面を有するアルミニウム合金押し出し材からなり、その下壁63bの一部を切除して蓋部材64を溶接することで、前端側が細くなるように断面形状が変化する(図3、図4および図6(C)参照)。そしてアッパーメンバ63の車幅方向内壁63cにダンパーハウジング54の上端が接続される。
The
図5に示すように、車体フロア11は、水平部11dと、水平部11dの前端から斜め前上方に傾斜する前側傾斜部11eと、前側傾斜部11eの前端から起立する前壁11fとを備えており、それらはアンダーフロアパネル25のフロア部下壁25cと、アッパーフロアパネル26のフロア部上壁26aとで構成される。中空の水平部11dの内部には車幅方向に延びる軸線を有する波板よりなるコア33が挟持され、中空の前側傾斜部11eの内部には前後方向に延びる軸線を有する波板よりなるコア38が挟持され、中実の前壁11fはフロア部下壁25cおよびフロア部上壁26aを直接重ね合わせて接着により接合される。
As shown in FIG. 5, the
車体フロア11の前壁11fと左右のフロントピラーロア13,13とに接合されるダッシュパネルロア17は1枚のCFRP積層板で構成されており、その下端部が前壁11fの前面に重ね合わされて接着により接合される。フロントサイドフレーム21に設けたリヤプレート59を支持すべく車体フロア11の前壁11fの前面に固定されるアルミニウム合金製の取付台座20は車幅方向に一定の略台形状の断面を有しており、リヤプレート59を貫通する4本のボルト39…が取付台座20を貫通した後に、車体フロア11の前壁11fおよび前側傾斜部11eの前端を貫通し、車体フロア11の内部に埋設したナット40…に締結される。また取付台座20の下端部を貫通する2本のボルト41,41が車体フロア11の内部に埋設したナット42,42に締結される。このとき、取付台座20の後面の下部から後下方に延びる延長部20cが車体フロア11の前側傾斜部11eの前面に跨がるように固定される。
The dash panel lower 17 joined to the
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。 Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described.
車両の前面衝突による衝突荷重がバンパービーム62から左右一対のバンパービームエクステンション61,61を介してフロントサイドフレーム21,21に入力すると、その衝突荷重はフロントサイドフレーム21,21から取付台座20,20を介して車体フロア11の前壁11fに伝達され、そこから車体フロア11の他の部分やサイドシル12,12に分散されて吸収される。このとき、取付台座20の延長部20cが車体フロア11の前壁11fの前面から前側傾斜部11eの前面に跨がるように固定されるので、内部にコア38を配置した高強度の前側傾斜部11eに前面衝突の衝突エネルギーを分散して一層効率的に吸収することができる。
When a collision load due to a frontal collision of the vehicle is input from the
その際に、バンパービームエクステンション61,61が軸方向に圧壊して衝突荷重の一部を吸収するが、バンパービームエクステンション61,61の圧壊で吸収し切れずにフロントサイドフレーム21,21に伝達された衝突荷重の残りの一部は、フロントサイドフレーム21の圧壊および折れ曲がりにより吸収される。即ち、フロントサイドフレーム21は前側の前部フレーム51および後側の後部フレーム52とで構成されており、衝突荷重が最初に伝達される前部フレーム51は、脆弱部である凹部を持たないために折れ曲がることなく衝突初期から軸方向に圧壊して衝突エネルギーを吸収する。一方、前部フレーム51から衝突荷重が入力する後部フレーム52は、その車幅方向内壁52cに凹部52fを備えるため、図7(B)に示すように、衝突中期から衝突後期にかけて後部フレーム52は凹部52fにおいて「く」字状に折れ曲がり、フロントサイドフレーム21の衝撃吸収ストロークが大幅に増加して衝突エネルギーの吸収効果が高められる。
At that time, the
図7(A)は、フロントサイドフレーム21が凹部52fを持たない比較例の作用説明図であって、衝突荷重によって後部フレーム52が「く」字状に折れ曲がったとき、凹部52fを持たないために折れ曲がり方向外側の車幅方向外壁52dの伸び量が大きくなり、その部分が破断して衝突エネルギーの吸収効果が激減する虞がある。一方、図7(B)は、後部フレーム52が凹部52fを持つ実施の形態の作用説明図であって、衝突荷重によって後部フレーム52が「く」字状に折れ曲がったとき、凹部52fの部分で後部フレーム52の車幅方向の厚さが小さくなるため、折れ曲がり方向外側の車幅方向外壁52dの伸び量が小さくなる。その結果、後部フレーム52は車幅方向外壁52dを破断することなく凹部52fにおいて折れ曲がり、充分な衝突エネルギーの吸収効果を発揮することができる。
FIG. 7A is an explanatory diagram of the operation of the comparative example in which the
以上のように、フロントサイドフレーム21は前部フレーム51および後部フレーム52からなり、前部フレーム51は衝突初期に軸方向に圧壊し、後部フレーム52は凹部52fを備えて衝突中期以降に折れ曲がるので、フロントサイドフレーム21の衝撃吸収ストロークを大幅に増加させて衝突エネルギーの吸収効果を高めることができる。
As described above, the
またフロントサイドフレーム21に衝突荷重が入力したとき、フロントサイドフレーム21の後端のリヤプレート59を取付台座20に固定する部分が車幅方向に倒れてしまうと、前部フレーム51の軸方向の圧壊や後部フレーム52の折れ曲がりが阻害される虞があるが、後部フレーム52の車幅方向外壁52dとリヤプレート59とをガセット60で接続して補強したので、前面衝突の衝突荷重が入力したときに、フロントサイドフレーム21の後端が取付台座20に対して車幅方向に倒れるのを防止し、前部フレーム51を軸方向に確実に圧壊するとともに、後部フレーム52を確実に折り曲げて衝突エネルギーの吸収効果を高めることができる。
Also, when a collision load is input to the
またCFRP製の車体フロア11の前部から前上方に延びる前側傾斜部11eの前端から前壁11fを立設し、前壁11fに板状のCFRP積層板よりなるダッシュパネルロア17の下端を接続し、フロントサイドフレーム21を支持する取付台座20を前壁11fの前面から前側傾斜部11eの前面に跨がるように固定したので、前面衝突の衝突荷重をフロントサイドフレーム21から取付台座20を介して車体フロア11の前部に伝達して分散することで効率的に吸収することができる。これによりダッシュパネルロア17が負担すべき衝突荷重が小さくなるため、ダッシュパネルロア17をCFRP積層板で構成して軽量化を図るとともに、CFRP材の使用量を減少させてコストダウンを図ることができる。
Further, a
またフロントサイドフレーム21の前部フレーム51および後部フレーム52はアルミニウム合金押し出し材で構成されるので、フロントサイドフレーム21の軽量化が可能になる。しかもフロントサイドフレーム21は上下方向に複数段に形成された中空部を備えるので、フロントサイドフレーム21を軽量化しながら必要な強度および剛性を確保することができる。更に、後部フレーム52の中空部の段数(2段)は、前部フレーム51の中空部の段数(3段)よりも少なく、かつ凹部52fは後部フレーム52の前端寄りの位置に形成されるので、フロントサイドフレーム21の強度および剛性が急変する結合部材53の近傍に凹部52fを位置させることで、凹部52fに応力を集中させて後部フレーム52を確実に折り曲げることができるだけでなく、後部フレーム52の上下方向高さを減少させることで、フロントサイドフレーム21の後部をそれが固定される車体フロア11の前端に充分にオーバーラップさせて荷重の伝達効率を高めることができる。
Further, since the
また後部フレーム52の凹部52fはダンパーハウジング54に設けた硬質部材であるエンジンやトランスミッションの取付座57に隣接するので、フロントサイドフレーム21の折れ曲がりによりダンパーハウジング54を確実に破壊して衝突エネルギーを吸収することができる。
The
更に、前部フレーム51の後端および後部フレーム52の前端を上下方向に延びるH状断面の結合部材53を介して結合したので、強度および剛性を異ならせた前部フレーム51および後部フレーム52を簡単な構造で強固に結合することができる。しかも後部フレーム52の凹部52fは、後部フレーム52の車幅方向内壁52cを上壁52aから下壁52bに亙って断面円弧状に切除するとともに、切除により形成された開口部を蓋部材52gで閉塞して構成されるので、一定断面の後部フレーム52に容易に凹部52fを形成することができるだけでなく、衝突荷重により蓋部材52gを圧縮変形させて衝突エネルギーの吸収効果を高めることができる。
Furthermore, since the rear end of the
また上下方向に見たときに、フロントサイドフレーム21は前側が車幅方向外側に傾斜するとともにフロントサイドフレーム21の前端の断面中心はバンパービームエクステンション61の断面中心に一致するので、衝突荷重をバンパービームエクステンション61からフロントサイドフレーム21に効果的に伝達することで、バンパービームエクステンション61の圧壊を促進することができるだけでなく、左右のフロントサイドフレーム21,21の前部間の間隔を拡大してエンジンルームを広く確保することができる。
When viewed in the vertical direction, the
また前端部の断面を減少させたアルミニウム合金押し出し材よりなるアッパーメンバ63をダンパーハウジング54の上端に接続したので、前面衝突の衝突荷重が入力したときにアッパーメンバ63も軸方向に圧壊して衝突エネルギーの吸収に寄与することができる。
In addition, since the
またフロントサイドフレーム21は凹部52fの前方にフロントサブフレーム55を支持するための取付ブラケット56を備えるので、フロントサブフレーム55を介して伝達される衝突荷重を凹部52fに作用させてフロントサイドフレーム21を一層確実に折り曲げることができる。
Since the
また車体フロア11の水平部11dのコア33は車幅方向に延びる軸線を有する波板からなり、車体フロア11の前側傾斜部11eのコア38は前後方向に延びる軸線を有する波板からなるので、側面衝突の衝突荷重を水平部11dのコア33で支持し、前面衝突の衝突荷重を前側傾斜部11eのコア38で支持することで、側面衝突および前面衝突の両方に対して強い車体フロア11を得ることができる。
Further, the
次に、図8および図9に基づいて本発明の第2の実施の形態を説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
第2の実施の形態のフロントサイドフレーム21は、矩形状断面のアルミニウム合金押し出し材で構成される前部フレーム51と、アルミニウム合金の板材で構成される内側縦壁65および外側縦壁66よりなる後部フレーム52とを備え、前部フレーム51の後端および後部フレーム52の前端は結合部材53で結合される。内側縦壁65および外側縦壁66の前端は結合部材53の部分で相互に接続するが、後端は車幅方向両側に拡開し、車体フロア11の前壁11fおよび前側傾斜部11eに跨がる取付台座20に固定される。従って、内側縦壁65、外側縦壁66および取付台座20は平面視でトラス構造を構成する。
The
内側縦壁65および外側縦壁66は上下方向に延びるので上下方向の曲げ剛性が高く、また内側縦壁65および外側縦壁66は取付台座20と協働してトラス構造を構成するので、車幅方向の曲げ剛性も高くなる。そして内側縦壁65の板厚は外側縦壁66の板厚よりも小さく設定されており、内側縦壁65は本発明の脆弱部に対応する。
Since the inner
車体フロア11の車幅方向中央部には前後方向に延びるフロアトンネル11aが形成されており、フロアトンネル11aのフロアトンネル側壁部11gの前端に内側縦壁65の後端が取付台座20を挟んで対向する。また車体フロア11の前側傾斜部11eには凹状に窪むホイールアーチ部11hが形成されており、ホイールアーチ部11hの車幅方向内端に外側縦壁66の後端が取付台座20を挟んで接続する。
A
従って、通常はトラス構造の後部フレーム52でフロントサイドフレーム21に加わる荷重を支持しながら、所定値以上の前面衝突の衝突荷重が入力するとフロントサイドフレーム21の後部フレーム52が脆弱な内側縦壁65において水平面内で車幅方向内側に折れ曲がり、フロントサイドフレーム21の衝撃吸収ストロークを増加させて衝突エネルギーを効果的に吸収することができるだけでなく、CFRP製の車体フロア11を破壊することがない。
Accordingly, while the load applied to the
尚、外側縦壁66の板厚を内側縦壁65の板厚よりも小さくすれば、前面衝突の衝突荷重の入力により後部フレーム52が脆弱な外側縦壁66において水平面内で車幅方向外側に折れ曲がり、衝撃吸収ストロークを増加させて衝突エネルギーを効果的に吸収することができる。
If the plate thickness of the outer
また内側縦壁65は車体フロア11のフロアトンネル側壁部11gに接続し、外側縦壁66は車体フロア11のホイールアーチ部11hに接続するので、フロントサイドフレーム21から伝達される衝突荷重をフロアトンネル側壁部11gおよびホイールアーチ部11hに分散し、荷重の集中によるCFRP製の車体フロア11の破壊を抑制することができる。
Further, since the inner
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、実施の形態ではフロントサイドフレーム21を前部フレーム51および後部フレーム52に2分割しているが、それを一部材で構成しても良いし、3分割以上に分割しても良い。
For example, in the embodiment, the
また実施の形態ではフロントサイドフレーム21の凹部52fを後部フレーム52の車幅方向内壁52cに設けているが、それを車幅方向外壁52dに設けても良い。
In the embodiment, the
11 車体フロア
11d 水平部
11e 前側傾斜部
11f 前壁
11g フロアトンネル側壁部
11h ホイールアーチ部
20 取付台座
21 フロントサイドフレーム
25c フロア部下壁
26a フロア部上壁
33 コア
38 コア
51 前部フレーム
52 後部フレーム
52f 凹部(脆弱部)
53 結合部材
61 バンパービームエクステンション
65 内側縦壁(脆弱部)
66 外側縦壁
11
53
66 Outside vertical wall
Claims (5)
前記フロントサイドフレーム(21)は前面衝突の衝突荷重により水平面内で車幅方向に折れ曲がる脆弱部(52f,65)を備え、前記前側傾斜部(11e)の前端から前壁(11f)を立設し、前記フロントサイドフレーム(21)を支持する取付台座(20)を前記前壁(11f)の前面から前記前側傾斜部(11e)の前面に跨がるように固定したことを特徴とする自動車の車体構造。 The CFRP vehicle body floor (11) with the core (33, 38) sandwiched between the floor lower wall (25c) and the floor upper wall (26a) is inclined forward and inclined obliquely forward and upward from the front end of the horizontal portion (11d). A vehicle body structure including a portion (11e), wherein a rear end of a front side frame (21) is connected to the front inclined portion (11e),
The front side frame (21) includes a weak portion (52f, 65) that bends in the vehicle width direction in a horizontal plane due to a collision load of a frontal collision, and a front wall (11f) is erected from the front end of the front inclined portion (11e). And a mounting base (20) supporting the front side frame (21) is fixed so as to straddle from the front surface of the front wall (11f) to the front surface of the front inclined portion (11e). Car body structure.
前記フロントサイドフレーム(21)は前面衝突の衝突荷重により水平面内で車幅方向に折れ曲がる脆弱部(52f,65)を備え、前記フロントサイドフレーム(21)は前部フレーム(51)および後部フレーム(52)からなり、前記前部フレーム(51)は衝突初期に軸方向に圧壊し、前記後部フレーム(52)は前記脆弱部(52f,65)を備えて衝突中期以降に折れ曲がり、前記前部フレーム(51)の後端および前記後部フレーム(52)の前端を上下方向に延びるH字状断面の結合部材(53)を介して結合したことを特徴とする自動車の車体構造。 The CFRP vehicle body floor (11) with the core (33, 38) sandwiched between the floor lower wall (25c) and the floor upper wall (26a) is inclined forward and inclined obliquely forward and upward from the front end of the horizontal portion (11d). A vehicle body structure including a portion (11e), wherein a rear end of a front side frame (21) is connected to the front inclined portion (11e),
The front side frame (21) includes a fragile portion (52f, 65) that bends in the vehicle width direction in a horizontal plane due to a collision load of a frontal collision , and the front side frame (21) includes a front frame (51) and a rear frame ( 52), the front frame (51) is crushed in the axial direction in the initial stage of the collision, and the rear frame (52) is provided with the fragile parts (52f, 65) and bends after the middle stage of the collision. (51) A vehicle body structure characterized in that the rear end of the rear frame (52) and the front end of the rear frame (52) are coupled via a coupling member (53) having an H-shaped cross section extending in the vertical direction .
前記フロントサイドフレーム(21)は前面衝突の衝突荷重により水平面内で車幅方向に折れ曲がる脆弱部(52f,65)を備え、前記フロントサイドフレーム(21)は前部フレーム(51)および後部フレーム(52)からなり、前記前部フレーム(51)は衝突初期に軸方向に圧壊し、前記後部フレーム(52)は前記脆弱部(52f,65)を備えて衝突中期以降に折れ曲がり、前記フロントサイドフレーム(21)の前端に接続されたバンパービームエクステンション(61)を備え、側面視で前記後部フレーム(52)の前端は前上方に傾斜するとともに、平面視で前記フロントサイドフレーム(21)は前側が車幅方向外側に傾斜し、前記フロントサイドフレーム(21)の前端の断面中心は前記バンパービームエクステンション(61)の断面中心に一致することを特徴とする自動車の車体構造。 The CFRP vehicle body floor (11) with the core (33, 38) sandwiched between the floor lower wall (25c) and the floor upper wall (26a) is inclined forward and inclined obliquely forward and upward from the front end of the horizontal portion (11d). A vehicle body structure including a portion (11e), wherein a rear end of a front side frame (21) is connected to the front inclined portion (11e),
The front side frame (21) includes a fragile portion (52f, 65) that bends in the vehicle width direction in a horizontal plane due to a collision load of a frontal collision , and the front side frame (21) includes a front frame (51) and a rear frame ( 52), the front frame (51) is crushed in the axial direction in the initial stage of the collision, and the rear frame (52) is provided with the fragile parts (52f, 65) and bends after the middle stage of the collision. A bumper beam extension (61) connected to the front end of (21), the front end of the rear frame (52) is inclined forward and upward in a side view, and the front side frame (21) is Inclined outward in the vehicle width direction, and the center of the cross section of the front end of the front side frame (21) is the bumper beam extender. Body structure of a motor vehicle, characterized in that to match the cross-sectional center of the ® emission (61).
前記フロントサイドフレーム(21)は前面衝突の衝突荷重により水平面内で車幅方向に折れ曲がる脆弱部(52f,65)を備え、前記フロントサイドフレーム(21)は矩形状断面のアルミニウム合金押し出し材よりなる前部フレーム(51)と、前記前部フレーム(51)の後端から車幅方向に拡開しながら後方に延びて前記前側傾斜部(11e)に接続する内側縦壁(65)および外側縦壁(66)よりなる後部フレーム(52)とを備え、前記内側縦壁(65)および前記外側縦壁(66)のうち、板厚が小さい方が前記脆弱部(65)を構成することを特徴とする自動車の車体構造。 The CFRP vehicle body floor (11) with the core (33, 38) sandwiched between the floor lower wall (25c) and the floor upper wall (26a) is inclined forward and inclined obliquely forward and upward from the front end of the horizontal portion (11d). A vehicle body structure including a portion (11e), wherein a rear end of a front side frame (21) is connected to the front inclined portion (11e),
The front side frame (21) includes a fragile portion (52f, 65) that is bent in the vehicle width direction in a horizontal plane due to a collision load of a frontal collision , and the front side frame (21) is made of an aluminum alloy extruded material having a rectangular cross section. A front frame (51), an inner vertical wall (65) that extends rearward from the rear end of the front frame (51) in the vehicle width direction and connects to the front inclined portion (11e) and an outer vertical wall A rear frame (52) comprising a wall (66), and the smaller one of the inner vertical wall (65) and the outer vertical wall (66) constitutes the fragile portion (65). Characteristic car body structure .
Before Symbol inner vertical wall (65) is connected to the floor tunnel side wall portion of the vehicle body floor (11) (11g), said outer vertical wall (66) is connected to the wheel arch portion (11h) of said vehicle body floor (11) The vehicle body structure according to claim 4 , wherein the vehicle body structure is a vehicle.
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