JP4754257B2

JP4754257B2 - Vehicle front side frame

Info

Publication number: JP4754257B2
Application number: JP2005122712A
Authority: JP
Inventors: 泰高橋
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2005-04-20
Filing date: 2005-04-20
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2025-04-20
Also published as: JP2006298163A

Description

本発明は、少なくとも断面コ字状で車両前後方向に長い２つのパネルの、それぞれの横の縁部を屈曲して形成したフランジ部を溶接接合して中空閉断面に形成した車両のフロントサイドフレームに関する。 The present invention relates to a vehicle front side frame having a hollow closed cross-section formed by welding and joining flange portions formed by bending respective lateral edges of at least two panels long in the vehicle front-rear direction having a U-shaped cross section. About.

一般に、車両のフロントサイドフレームにおいは、操縦安定性の向上や振動の低減等を考慮すると高い剛性が求められる一方で、前面衝突時においては、衝撃を緩やかに吸収するための滑らかな変形を考慮して設計する必要がある。 In general, high rigidity is required for the front side frame of a vehicle in consideration of improvement in handling stability and reduction of vibration, etc., but in the case of a frontal collision, consideration is given to smooth deformation to gently absorb the impact. Need to design.

例えば、特開平５−１０５１１０号広報では、上下方向に伸びる複数のビードを所定のピッチで有するインナパネルと、該インナパネルと相まって閉断面を形成するアウタパネルであって上下方向に伸びる複数のビードをインナパネルのビードと実質的に等しいピッチで有し、且つ、複数のビードをインナパネルのビードに対して半ピッチずらして配置したアウタパネルを備える車両のフロントサイドメンバが開示されている。そして、この車両のフロントサイドメンバでは、さらに、閉断面内にインナパネル及びアウタパネルのビードに対応する部分でビードに向けて凸となる波形状に形成されたリインフォースを備えている。こうした構成とすることで、リインフォースとインナパネルおよびアウタパネルとが互いに緩衝しながら変形するため、フロントサイドメンバの変形荷重が大きくなる結果、衝撃エネルギの吸収能力が増大する。
特開平５−１０５１１０号公報 For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-105110, an inner panel having a plurality of beads extending in the vertical direction at a predetermined pitch, and an outer panel that forms a closed cross-section together with the inner panel and includes a plurality of beads extending in the vertical direction. There is disclosed a front side member of a vehicle including an outer panel having a pitch substantially equal to that of the bead of the inner panel and a plurality of beads arranged at a half pitch with respect to the bead of the inner panel. The front side member of the vehicle further includes a reinforcement formed in a wave shape that is convex toward the bead at a portion corresponding to the bead of the inner panel and the outer panel in the closed cross section. With such a configuration, the reinforcement, the inner panel, and the outer panel are deformed while buffering each other, and as a result, the deformation load of the front side member increases, resulting in an increase in impact energy absorption capability.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-105110

しかしながら、上述の特許文献１による車両のフロントサイドメンバは、インナパネルとアウタパネルにそれぞれ形成するビードの位置を正確に保たなければならず、部品精度の向上、作業性の向上が要求され、コストを低く抑えることが困難という問題がある。また、内部閉断面内に配設するリインフォースも、波形形状の加工精度、及び、配設位置の正確さが要求される。 However, the vehicle front side member according to Patent Document 1 described above must accurately maintain the positions of the beads formed on the inner panel and the outer panel, respectively, and it is required to improve component accuracy and workability. There is a problem that it is difficult to keep low. Further, the reinforce disposed in the internal closed cross section is required to have a processing accuracy of the waveform shape and an accuracy of the disposition position.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡単且つ低コストに、操縦安定性の向上や振動の低減等を考慮した剛性と、前面衝突時における衝突性能を高い次元で両立することができる車両のフロントサイドフレームを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to achieve both high rigidity and rigidity in consideration of improvement in driving stability and reduction of vibration and collision performance at the time of frontal collision at a simple and low cost. An object is to provide a front side frame of a vehicle.

本発明は、少なくとも断面コ字状で車両前後方向に長い２つのパネルの、それぞれの横の縁部を外側に向けて屈曲して形成したフランジ部を溶接接合して中空閉断面に形成するフレーム本体を有する車両のフロントサイドフレームにおいて、上記２つのパネルの少なくとも一方のパネルの上記フランジ部に、上記フレーム本体の内部と外部とを連通自在な波形形状のビード部を形成すると共に、該ビード部が形成され、上記一方のパネルのフランジ部と他方のパネルのフランジ部とが対向される部分には、これら２つのフランジ部の対向で上記フレーム本体内側に形成される溝をガイド溝として上記フレーム本体内側からボンドを塗布することを特徴としている。
The present invention is a frame in which a flange portion formed by bending a lateral edge of each of at least two panels having a U-shaped cross section and extending in the vehicle longitudinal direction is welded to form a hollow closed cross section. in front side frame of a vehicle having a body, to the flange portion of the at least one panel of the two panels, thereby forming a bead portion of the communicating freely waveform an interior and an exterior of the frame body, the bead portion There are formed, in the portion where the flange portion and the flange portion of the other panel of one of the panels described above is opposed, the frame of these two opposing grooves formed inside said frame body of the flange portion as a guide groove It is characterized by applying a bond from the inside of the main body .

本発明による車両のフロントサイドフレームによれば、簡単且つ低コストに、操縦安定性の向上や振動の低減等を考慮した剛性と、前面衝突時における衝突性能を高い次元で両立することが可能となる。 According to the front side frame of the vehicle according to the present invention, it is possible to achieve both high rigidity and rigidity in consideration of improvement of steering stability and reduction of vibration, and collision performance at the time of frontal collision, easily and at low cost. Become.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図４は本発明の実施の形態を示し、図１は車両のフロントサイドフレームの側面説明図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図、図４はフランジの開口変位と荷重の関係を示すグラフである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 4 show an embodiment of the present invention, FIG. 1 is an explanatory side view of a front side frame of a vehicle, FIG. 2 is a II-II sectional view of FIG. 1, and FIG. 3 is a III-III section of FIG. FIG. 4 and FIG. 4 are graphs showing the relationship between the opening displacement of the flange and the load.

図１において、符号１は車両のフロントサイドフレームを示し、このフロントサイドフレーム１は、中空閉断面のフレーム本体２が、エンジンルームの側壁を構成するホイールエプロン（図示せず）の内側に沿ってエンジンルーム前端側から後方へ延出され固設されている。 In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a front side frame of a vehicle. The front side frame 1 includes a frame main body 2 having a hollow closed cross section along an inner side of a wheel apron (not shown) constituting a side wall of an engine room. It extends backward from the front end side of the engine room and is fixed.

フレーム本体２の後端側は、トーボード３のやや前方において下向きにゆるやかに湾曲する湾曲部４が形成されており、この湾曲部４の後部において、フレーム本体２の上面部２ａの後端縁が、トーボード３に突き合わされて溶接にて接合されている。 On the rear end side of the frame main body 2, a curved portion 4 that is gently curved downward is formed slightly in front of the toe board 3. At the rear portion of the curved portion 4, the rear end edge of the upper surface portion 2 a of the frame main body 2 is formed. The toe board 3 is abutted and joined by welding.

フレーム本体２の左右側面部２ｂ，２ｂ及び下面部２ｃは、トーボード３下部の傾斜面３ａの下面に沿って後方へ延出されており、左右側面部２ｂ，２ｂの上端縁が傾斜面３ａに溶接接合されている。そして、トーボード３の傾斜面３ａとフレーム本体２の左右側面部２ｂ，２ｂ及び下面部２ｃとで箱形の閉断面が形成されて、フレーム本体２の後方延長部５が構成されている。 The left and right side surfaces 2b, 2b and the lower surface 2c of the frame body 2 extend rearward along the lower surface of the inclined surface 3a below the toe board 3, and the upper end edges of the left and right side surfaces 2b, 2b are inclined to the inclined surface 3a. It is welded. A box-shaped closed cross section is formed by the inclined surface 3a of the toe board 3 and the left and right side surfaces 2b, 2b and the lower surface 2c of the frame body 2, and the rear extension 5 of the frame body 2 is configured.

一方、符号６は図示しないフロアパネルの下部に溶接接合されて前後方向に中空の箱形断面を形成する左右のフロアフレームであり、このフロアフレーム６の前方部には、フロアパネルの前端からトーボード３の傾斜面３ａに沿って上向きに屈曲する屈曲部７が形成されている。そして、この屈曲部７より前方の部分は、上面縁が傾斜面３ａと溶接接合され、その先端部がフレーム本体２の後方延長部５の後端に嵌合されて溶接接合されている。 On the other hand, reference numeral 6 denotes left and right floor frames which are welded and joined to a lower portion of a floor panel (not shown) to form a hollow box-shaped cross section in the front-rear direction. A bent portion 7 that is bent upward along the three inclined surfaces 3a is formed. The front portion of the bent portion 7 is welded and joined at the upper surface edge to the inclined surface 3 a and the front end portion is fitted to the rear end of the rear extension 5 of the frame body 2.

尚、図１中、符号８は、フレーム本体２の下面部２ｃに幅方向に固定されるフロントサスペンション（図示せず）を支持するフロントサスペンションクロスメンバを示す。 In FIG. 1, reference numeral 8 denotes a front suspension cross member that supports a front suspension (not shown) fixed in the width direction to the lower surface portion 2 c of the frame body 2.

フレーム本体２は、図３に示すように、断面コ字状で車両前後方向に長いインナパネル１１とアウタパネル１２の、それぞれの横の縁部を屈曲して形成したフランジ部１３，１４を溶接接合して中空閉断面に形成されている。 As shown in FIG. 3, the frame body 2 is formed by welding and joining flange portions 13 and 14 formed by bending the lateral edges of the inner panel 11 and the outer panel 12 which are U-shaped in cross section and are long in the vehicle front-rear direction. Thus, a hollow closed section is formed.

インナパネル１１に形成されるフランジ部１３は、全てそのまま単純に縁部を屈曲して形成されているが、アウタパネル１２に形成されるフランジ部１４は、フロントサスペンションクロスメンバ８の後方で、且つ、後端側から予め設定した長さ（例えば、３０cm〜４０cm：図１中のＡで示す範囲）の部分には、フレーム本体２の上面部２ａと下面部２ｃの両側に、フレーム本体２の内部と外部とを連通自在な波形形状のビード部１５，１５が形成されている。 The flange portion 13 formed on the inner panel 11 is formed by simply bending the edge as it is, but the flange portion 14 formed on the outer panel 12 is behind the front suspension cross member 8 and In a portion of a length (for example, 30 cm to 40 cm: a range indicated by A in FIG. 1) set in advance from the rear end side, the inside of the frame main body 2 is provided on both sides of the upper surface portion 2a and the lower surface portion 2c. Corrugated bead portions 15 and 15 are formed so as to communicate with the outside.

このビード部１５は、図２に示すように、インナパネル１１のフランジ部１３と当接される部分がスポット溶接によりインナパネル１１のフランジ部１３と接合されている。 As shown in FIG. 2, the bead portion 15 is joined to the flange portion 13 of the inner panel 11 by spot welding at a portion in contact with the flange portion 13 of the inner panel 11.

そして、このビード部１５が形成され、インナパネル１１のフランジ部１３とアウタパネル１２のフランジ部１４とが対向される部分には、このフランジ部１３，１４の対向で形成される溝をガイド溝として、フレーム本体２内部及び外部に対する電着塗装が終了した後の行程において、トーボード３に形成しておいた作業穴３ｂを利用してボンド１６が塗布されている。 The bead portion 15 is formed, and a groove formed by facing the flange portions 13 and 14 is used as a guide groove in a portion where the flange portion 13 of the inner panel 11 and the flange portion 14 of the outer panel 12 are opposed to each other. In the process after the electrodeposition coating on the inside and the outside of the frame body 2 is completed, the bond 16 is applied using the work holes 3b formed in the toe board 3.

このボンド１６は、例えば、公知の１６０℃の炉の環境で約２０分保つことにより硬化する熱硬化性のボンドである。従って、本実施の形態では、電着塗装後にボンド１６を塗布することから、塗装工程における炉の温度が異なるのであれば、その温度に適応したボンドを選択すれば良い。 This bond 16 is, for example, a thermosetting bond that is cured by being kept in a known 160 ° C. furnace environment for about 20 minutes. Therefore, in this embodiment, since the bond 16 is applied after electrodeposition coating, if the furnace temperature in the coating process is different, a bond suitable for that temperature may be selected.

尚、製造工程の関係で、メタル工程でスポット溶接の前にボンドを塗布するウエルドボンド構造で接合することもできる。この場合、フレーム本体２の電着塗装の前にボンド１６を塗布することになるため、ビード部１５の電着塗装における空気抜け穴としての効果が低下することになる。 In addition, in connection with a manufacturing process, it can also join by the weld bond structure which apply | coats a bond before spot welding by a metal process. In this case, since the bond 16 is applied before the electrodeposition coating of the frame body 2, the effect as an air hole in the electrodeposition coating of the bead portion 15 is reduced.

このように本実施の形態による車両のフロントサイドフレーム１が構成されるため、通常の走行時においては、ビード部１５の剛性は、ボンド１６により、車体に対する上下、左右、ねじり方向に作用する力に対し高く維持されているので、操縦安定性に優れ、また、振動騒音等の低下も有効に図られる。 Thus, since the front side frame 1 of the vehicle according to the present embodiment is configured, during normal driving, the rigidity of the bead portion 15 is a force that acts on the vehicle body in the up and down, left and right, and torsion directions by the bond 16. In contrast, the steering stability is excellent, and vibration noise and the like are effectively reduced.

特にボンド１６をインナパネル１１とアウタパネル１２の各フランジ部１３，１４の対向で形成される溝に塗布することから、ビード部１５の剛性がより高く維持される。すなわち本発明者らが、アウタパネルとインナパネルの各フランジ部をスポット溶接のみで接合したもの（以下、サンプル１という）と、スポット溶接に加えて各フランジ部の間で接着剤を凝固させたもの（以下、サンプル２という）と、スポット溶接に加えて各フランジ部および溝の間で接着剤を凝固させたもの（以下、サンプル３という）とに分けて接着剤の塗布状態により接合部の剛性がどのように変化するのかを実験したところ、図４に示すように各フランジ部の接合部の剛性は、サンプル３、サンプル２、サンプル１の順に高い値が得られた。尚、図４においては、各フランジ部の開口変位を横軸とし、この開口変位に必要な荷重を縦軸としている。サンプル２とサンプル３を比較すると、同じ開口変位では、サンプル３の方が約５倍の荷重を加えなければならないことが実験的に証明されている。このように、実験的に、部材間の溝に接着剤を充填させることで各フランジの接合部の剛性が飛躍的に向上することが確認されている。したがって、上述のように本発明では、インナパネル１１とアウタパネル１２の各フランジ部１３，１４の対向で形成される溝にボンドを塗布するため接合部の剛性をさらに向上させることができる。 In particular, since the bond 16 is applied to the grooves formed by the opposing flange portions 13 and 14 of the inner panel 11 and the outer panel 12, the rigidity of the bead portion 15 is maintained higher. That is, the present inventors jointed the flange portions of the outer panel and the inner panel only by spot welding (hereinafter referred to as sample 1), and solidified the adhesive between the flange portions in addition to spot welding. (Hereinafter referred to as “sample 2”) and the rigidity of the joint depending on the state of application of the adhesive separately from the spot welding and the adhesive solidified between each flange and groove (hereinafter referred to as “sample 3”) As a result of an experiment on how the temperature changes, as shown in FIG. 4, as shown in FIG. 4, the rigidity of the joint portion of each flange portion was higher in the order of sample 3, sample 2, and sample 1. In FIG. 4, the horizontal axis represents the opening displacement of each flange, and the vertical axis represents the load required for this opening displacement. Comparing sample 2 and sample 3, it has been experimentally proven that for the same aperture displacement, sample 3 must be loaded approximately 5 times more. As described above, it has been experimentally confirmed that the rigidity of the joint portion of each flange is dramatically improved by filling the groove between the members with the adhesive. Therefore, as described above, in the present invention, since the bond is applied to the groove formed by the opposing flange portions 13 and 14 of the inner panel 11 and the outer panel 12, the rigidity of the joint portion can be further improved.

更に、衝突時においては、衝撃力に弱いボンド１６がビード部１５から剥離し、ビード部１５の剛性が弱くなって、前面衝突の終わりの段階で変形する。このため、フロントサイドフレーム１は、衝撃を緩やかに吸収して滑らかに変形することが可能となり、衝突性能に優れたものとなる。 Further, at the time of the collision, the bond 16 that is weak against the impact force is peeled off from the bead portion 15, the rigidity of the bead portion 15 is weakened, and is deformed at the end of the frontal collision. For this reason, the front side frame 1 can absorb the impact gently and can be deformed smoothly, and has excellent collision performance.

尚、本実施の形態では、アウタパネル１２のフランジ部１４にビード部１５を形成するようにしているが、ビード部１５はインナパネル１１のフランジ部１３の方に形成するようにしても良く、或いは、インナパネル１１とアウタパネル１２の両方のフランジ部１３，１４に形成するようにしても良い。また、本実施の形態では、フレーム本体２の上面部２ａと下面部２ｃの両側にビード部１５，１５が形成されているが、上面部２ａのみ、或いは、下面部２ｃのみに形成するようにしてしても良い。更に、ビード部１５を形成する位置は、違う長さ、違う部位に設けるようにしても良い。こうした、ビード部１５の形成は、実験、ＣＡＥ（Computer-Aided Engineering）等により、要求される剛性、衝突性能に応じて、適宜選択するものである。 In the present embodiment, the bead portion 15 is formed on the flange portion 14 of the outer panel 12, but the bead portion 15 may be formed on the flange portion 13 of the inner panel 11, or The flange portions 13 and 14 of both the inner panel 11 and the outer panel 12 may be formed. Further, in the present embodiment, the bead portions 15 and 15 are formed on both sides of the upper surface portion 2a and the lower surface portion 2c of the frame body 2, but they are formed only on the upper surface portion 2a or only on the lower surface portion 2c. You may do it. Furthermore, the positions where the bead portions 15 are formed may be provided at different lengths and different parts. The formation of the bead portion 15 is appropriately selected according to required rigidity and collision performance through experiments, CAE (Computer-Aided Engineering), and the like.

車両のフロントサイドフレームの側面説明図Side view of the front side frame of the vehicle 図１のＩＩ−ＩＩ断面図II-II sectional view of FIG. 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図III-III sectional view of FIG. フランジの開口変位と荷重の関係を示すグラフGraph showing the relationship between flange opening displacement and load

Explanation of symbols

１フロントサイドフレーム
２フレーム本体
２ａ上面部
２ｃ下面部
３トーボード
６フロアフレーム
８フロントサスペンションクロスメンバ
１１インナパネル
１２アウタパネル
１３フランジ部
１４フランジ部
１５ビード部
１６ボンド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Front side frame 2 Frame main body 2a Upper surface part 2c Lower surface part 3 Toe board 6 Floor frame 8 Front suspension cross member 11 Inner panel 12 Outer panel 13 Flange part 14 Flange part 15 Bead part 16 Bond

Claims

A vehicle having a frame main body having a hollow closed cross-section formed by welding and joining flange portions formed by bending each lateral edge portion outwardly of at least two panels that are at least U-shaped in the vehicle longitudinal direction. In the front side frame of
To the flange portion of the at least one panel of the two panels, the interior and exterior of the frame body so as to form a bead portion of the communicating freely waveform, is the bead portion is formed on one of the panels the flange In the portion where the flange portion of the other panel is opposed to the flange portion of the other panel, a bond is applied from the inside of the frame body with a groove formed inside the frame body facing the two flange portions as a guide groove. The front side frame of the vehicle.

The vehicle front side frame according to claim 1 , wherein the bead portion formed on the flange portion is formed on at least one of an upper surface and a lower surface of the frame body .

The frame body is connected to a front suspension cross member that supports the front suspension,
3. The vehicle front side frame according to claim 1 , wherein the bead portion is formed rearward of the front suspension cross member .

The vehicle front side frame according to any one of claims 1 to 3, wherein the bond application is performed after electrodeposition coating of the frame body .

5. The vehicle according to claim 1 , wherein one of the flange portions of the two panels forming the frame body has a straight shape without providing the corrugated bead . 6. Front side frame.