JP2004196056A - サイドメンバ構造 - Google Patents
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Abstract
【目的】車両衝突時に発生するキャビンの沈み込みを抑制する。
【構成】フロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各断面積の大きさは、中位部３４の中央部３４Ａが最も小さくなっている。また、車両前突時に、フロントサイドメンバ１０の移行部３０の上位部３２と下位部３６には、それぞれ反対向きの曲げモーメントＭ１、Ｍ２が負荷されるため、曲げ応力は、相対的に上位部３２で大、下位部３６で大、中位部３４で小となる。従って、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における断面積の大きさと、曲げ応力との関係から、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各曲げ強度は、上位部３２で大、中位部３４で小、下位部３６で小となっている。
【選択図】 図１
【構成】フロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各断面積の大きさは、中位部３４の中央部３４Ａが最も小さくなっている。また、車両前突時に、フロントサイドメンバ１０の移行部３０の上位部３２と下位部３６には、それぞれ反対向きの曲げモーメントＭ１、Ｍ２が負荷されるため、曲げ応力は、相対的に上位部３２で大、下位部３６で大、中位部３４で小となる。従って、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における断面積の大きさと、曲げ応力との関係から、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各曲げ強度は、上位部３２で大、中位部３４で小、下位部３６で小となっている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はサイドメンバ構造に係り、特に、自動車等の車両のサイドメンバ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車のサイドメンバ構造においては、前後方向に延びてその横断面がほぼＵ字形状をなす板金製のサイドメンバ（サイドフレームともいう）を設けると共に、このサイドメンバの上面に結合されるフロアパネルを設け、サイドメンバが、後下方に向って延びる傾斜メンバと、この傾斜メンバの後端からほぼ水平に後方に向って延びる水平メンバとを備え、傾斜メンバから水平メンバへの遷移部の上面に直接的に第１補強板を結合させる一方、水平メンバに対応するフロアパネルの部分の上面に第２補強板を設けて、これら水平メンバ、フロアパネル、及び第２補強板を互いに一体的に結合させた構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３３２１０６６号明細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなサイドメンバ構造においては、サイドメンバが、キャビンの下部に沿って上方から斜め下方に向って屈曲さた移行部を有しており、移行部の上位部、中位部、下位部における各断面形状の大きさと、車両衝突時に移行部の上位部、中位部、下位部に作用する曲げ応力との関係から、車両衝突時の移行部における曲げ強度の相対関係が、中位部が最も大きく、上位部、下位部の順になっている。この結果、車両衝突時には、移行部の上位部または下位部を起点にしてサイドメンバが折れ曲がる。このため、移行部の回転半径が大きくなり、キャビンの沈み込みが大きくなるという不具合がある。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、車両衝突時に発生するキャビンの沈み込みを抑制できるサイドメンバ構造を提供することが目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、サイドメンバがキャビンに沿って上方から斜め下方に向って屈曲された移行部を有するサイドメンバ構造であって、
前記移行部に車両前後方向に沿った圧縮荷重が作用した場合に、前記移行部の上位部における曲げ強度に比べて、前記移行部の中位部の曲げ強度及び前記移行部の下位部の曲げ強度を小さくしたことを特徴とする。
【０００７】
従って、車両衝突時に、移行部に車両前後方向に沿った圧縮荷重が作用した場合には、キャビンに沿って上方から斜め下方に向って屈曲されたサイドメンバの移行部の上位部における曲げ強度に比べて、移行部の中位部の曲げ強度及び移行部の下位部の曲げ強度が小さいため、移行部の中位部または下位部を起点にして、サイドメンバの移行部が折れ曲がる。この結果、サイドメンバの移行部の回転半径が、移行部の上位部または下位部を起点にして、サイドメンバの移行部が折れ曲がる場合に比べて小さくなる。このため、車両衝突時に発生するキャビンの沈み込みを抑制できる。
【０００８】
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載のサイドメンバ構造において、前記移行部の中位部に脆弱部を形成したことを特徴とする。
【０００９】
従って、請求項１に記載の内容に加えて、脆弱部を形成することで曲げ強度を小さくした移行部の中位部を中心に、サイドメンバの移行部を確実に折り曲げることができる。
【００１０】
請求項３記載の本発明は、請求項１、２の何れか１つに記載のサイドメンバ構造において、前記移行部の上位部と下位部における前記キャビンとの溶接を連続溶接とし、前記移行部の中位部における前記キャビンとの溶接を不連続溶接としたことを特徴とする。
【００１１】
従って、請求項１、２の何れか１つに記載の内容に加えて、不連続溶接とすることで曲げ強度を小さくした移行部の中位部を中心に、サイドメンバの移行部を確実に折り曲げることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係るサイドメンバ構造の第１実施形態を図１及び図２に従って説明する。
【００１３】
なお、図中矢印ＦＲは車体前方方向を、矢印ＵＰは車体上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示す。
【００１４】
図１に示される如く、本実施形態のフロントサイドメンバ１０は、車両前部の車幅方向両端下部近傍に車両前後方向に沿って左右一対配設されている。また、フロントサイドメンバ１０の前部１２は、エンジンルーム１４内に配設されており、フロントサイドメンバ１０の後部１６は、キャビン１８の床部を構成するフロアパネル部２０の下面２０Ａに沿って車両後方へ延設されている。
【００１５】
また、フロントサイドメンバ１０の前部１２と後部１６は上下方向にオフセットしており、フロントサイドメンバ１０の前部１２と後部１６との間は、エンジンルーム１４とキャビン１８を仕切るダッシュパネル部２２の傾斜部２２Ａのキャビン外側面２２Ｂに沿って、車両前側上方から斜め後側下方に向って屈曲された移行部３０となっている。また、フロントサイドメンバ１０の移行部３０は、車両前方側から上位部３２、中位部３４、下位部３６となっている。
【００１６】
図２に示される如く、フロントサイドメンバ１０の移行部３０の車幅方向に沿った垂直面で切断した断面形状は、上方に開口部を向けたハット状とされており、車幅方向外側フランジ３０Ａと車幅方向内側フランジ３０Ｂがダッシュパネル部２２の傾斜部２２Ａのキャビン外側面２２Ｂに溶着されている。
【００１７】
図１に示される如く、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各断面の深さ、即ち、車幅方向外側壁部３０Ｃと車幅方向内側壁部３０Ｄの幅Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３は、中位部３４の中央部３４Ａにおける断面の深さＨ２が最も浅く、上位部３２の上端部３２Ａ及び下位部３６の下端部３６Ａに向って連続的に深くなっている。また、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各底壁部３０Ｅの幅Ｗは略一定である。
【００１８】
従って、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各断面積の大きさは、中位部３４の中央部３４Ａにおける断面積が最も小さくなっており、中位部３４の中央部３４Ａが脆弱部としての断面縮小部となっている。
【００１９】
また、フロントサイドメンバ１０の内周部には、移行部３０における下位部３６の下端部３６Ａを跨いで、断面コ字状のリインフォースメント３９が、開口部を上方に向けて配設されている。
【００２０】
また、車両前突時に発生する車両前後方向に沿った圧縮荷重により、フロントサイドメンバ１０の移行部３０の上位部３２と下位部３６には、それぞれ反対向きの曲げモーメントＭ１、Ｍ２が負荷されるため、曲げ応力は、相対的に上位部３２で大、下位部３６で大、中位部３４で小となる。
【００２１】
従って、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各断面積の大きさと、曲げ応力との関係から、車両前突時のフロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各曲げ強度は、上位部３２で大、中位部３４で小、下位部３６で小となる。
【００２２】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００２３】
本実施形態では、車両前突時のフロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各曲げ強度は、上位部３２で大、中位部３４で小、下位部３６で小となるため、車両が前突した場合には、移行部３０における中位部３４の中央部３４Ａまたは下位部３６の下端部３６Ａを起点にして、サイドメンバ１０の移行部３０が、図１に二点鎖線で示すように折れ曲がる。
【００２４】
この結果、サイドメンバ１０における折れ部の回転半径Ｒ１が、図３に示される比較例のように、サイドメンバ７０の移行部７２の上位部７２Ａまたは下位部７２Ｂにを起点にしてサイドメンバ７０の移行部７２が折れ曲がる場合の回転半径Ｒ２に比べて、小さくなる。このため、車両前突時に発生するキャビン１８の前部１８Ａの沈み込みを抑制できる。
【００２５】
次に、本発明のサイドメンバ構造の第２実施形態を図４及び図５に従って説明する。
【００２６】
なお、第１実施形態と同一部材に付いては、同一符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
図４に示される如く、本実施形態では、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における中位部３４の中央部３４Ａに、脆弱部としての断面縮小部である断面内側に凸のビード４０が形成されている。
【００２８】
図５に示される如く、断面内側に凸のビード４０は、底壁部３０Ｅから、車幅方向外側壁部３０Ｃにおける車幅方向外側フランジ３０Ａの近傍と、車幅方向内側壁部３０Ｄにおける車幅方向内側フランジ３０Ｂの近傍まで連続的に形成されている。
【００２９】
また、車両前突時に発生する車両前後方向に沿った圧縮荷重により、フロントサイドメンバ１０の移行部３０の上位部３２と下位部３６には、それぞれ反対向きの曲げモーメントＭ１、Ｍ２が負荷されるため、曲げ応力は、相対的に上位部３２で大、下位部３６で大、中位部３４で小となる。
【００３０】
従って、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における中位部３４に形成したビード４０と、曲げ応力との関係から、車両前突時のフロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各曲げ強度は、上位部３２で大、中位部３４で小、下位部３６で小となる。
【００３１】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００３２】
本実施形態では、車両前突時のフロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各曲げ強度は、上位部３２で大、中位部３４で小、下位部３６で小となっているため、車両が前突した場合には、サイドメンバ１０の移行部３０における中位部３４のビード４０または下位部３６の下端部３６Ａを起点にして、サイドメンバ１０の移行部３０が、図４に二点鎖線で示すように折れ曲がる。
【００３３】
この結果、サイドメンバ１０における折れ部の回転半径Ｒ１が、図３に示される比較例のように、サイドメンバ７０の移行部７２の上位部７２Ａまたは下位部７２Ｂにを起点にしてサイドメンバ７０が折れ曲がる場合の回転半径Ｒ２に比べて、小さくなる。このため、車両前突時に発生するキャビン１８の前部１８Ａの沈み込みを抑制できる。
【００３４】
次に、本発明のサイドメンバ構造の第３実施形態を図６及び図７に従って説明する。
【００３５】
なお、第１実施形態と同一部材に付いては、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３６】
図６に示される如く、本実施形態では、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における中位部３４の中央部３４Ａに、脆弱部としての応力集中手段である断面外側に凸のビード５０が形成されている。
【００３７】
図７に示される如く、断面外側に凸のビード５０は、底壁部３０Ｅから、車幅方向外側壁部３０Ｃにおける車幅方向外側フランジ３０Ａの近傍と、車幅方向内側壁部３０Ｄにおける車幅方向内側フランジ３０Ｂの近傍まで連続的に形成されている。
【００３８】
また、車両前突時に発生する車両前後方向に沿った圧縮荷重により、フロントサイドメンバ１０の移行部３０の上位部３２と下位部３６には、それぞれ反対向きの曲げモーメントＭ１、Ｍ２が負荷されるため、曲げ応力は、相対的に上位部３２で大、下位部３６で大、中位部３４で小となる。
【００３９】
従って、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における中位部３４に形成したビード５０と、曲げ応力との関係から、車両前突時のフロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各曲げ強度は、上位部３２で大、中位部３４で小、下位部３６で小となる。
【００４０】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００４１】
本実施形態では、車両前突時のフロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各曲げ強度は、上位部３２で大、中位部３４で小、下位部３６で小となっているため、車両が前突した場合には、サイドメンバ１０の移行部３０における中位部３４のビード５０または下位部３６の下端部３６Ａを起点にして、サイドメンバ１０の移行部３０が、図６に二点鎖線で示すように折れ曲がる。
【００４２】
この結果、サイドメンバ１０における折れ部の回転半径Ｒ１が、図３に示される比較例のように、サイドメンバ７０の移行部７２の上位部７２Ａまたは下位部７２Ｂにを起点にしてサイドメンバ７０が折れ曲がる場合の回転半径Ｒ２に比べて、小さくなる。このため、車両前突時に発生するキャビン１８の前部１８Ａの沈み込みを抑制できる。
【００４３】
次に、本発明のサイドメンバ構造の第４実施形態を図８及び図９に従って説明する。
【００４４】
なお、第１実施形態と同一部材に付いては、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４５】
図９に示される如く、本実施形態では、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における中位部３４においては、車幅方向外側フランジ３０Ａとダッシュパネル部２２との溶着及び車幅方向内側フランジ３０Ｂとダッシュパネル部２２との溶着が不連続溶接としてのスポット溶接（溶接点Ｐ１）により所定の間隔で溶接されている。
【００４６】
一方、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２と下位部３６においては、車幅方向外側フランジ３０Ａとダッシュパネル部２２との溶着及び車幅方向内側フランジ３０Ｂとダッシュパネル部２２との溶着が、連続溶接としてのレーザ溶接（溶接線Ｐ２）により線溶接されている。
【００４７】
また、車両前突時に発生する車両前後方向に沿った圧縮荷重により、フロントサイドメンバ１０の移行部３０の上位部３２と下位部３６には、それぞれ反対向きの曲げモーメントＭ１、Ｍ２が負荷されるため、曲げ応力は、相対的に上位部３２で大、下位部３６で大、中位部３４で小となる。
【００４８】
従って、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における中位部３４のスポット溶接及び上位部３２と下位部３６のレーザ溶接と、曲げ応力との関係から、車両前突時のフロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各曲げ強度は、上位部３２で大、中位部３４で小、下位部３６で小となる。
【００４９】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００５０】
本実施形態では、車両前突時のフロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各曲げ強度は、上位部３２で大、中位部３４で小、下位部３６で小となっているため、車両が前突した場合には、キャビン１８に沿って上方から斜め下方に向って屈曲されたサイドメンバ１０の移行部３０におけるスポット溶接された中位部３４の溶接点Ｐ１間または下位部３６の下端部３６Ａを起点にして、サイドメンバ１０の移行部３０が、図８に二点鎖線で示すように折れ曲がる。
【００５１】
この結果、サイドメンバ１０における折れ部の回転半径Ｒ１が、図３に示される比較例のように、サイドメンバ７０の移行部７２の上位部７２Ａまたは下位部７２Ｂにを起点にしてサイドメンバ７０が折れ曲がる場合の回転半径Ｒ２に比べて、小さくなる。このため、車両前突時に発生するキャビン１８の前部１８Ａの沈み込みを抑制できる。
【００５２】
次に、本発明のサイドメンバ構造の第５実施形態を図１０及び図１１に従って説明する。
【００５３】
なお、第１実施形態と同一部材に付いては、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５４】
図１１に示される如く、本実施形態では、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における中位部３４においては、車幅方向外側フランジ３０Ａとダッシュパネル部２２との溶着及び車幅方向内側フランジ３０Ｂとダッシュパネル部２２との溶着が不連続溶接としてのスポット溶接（溶接点Ｐ１）により所定の間隔で溶接されている。
【００５５】
一方、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２と下位部３６においては、車幅方向外側フランジ３０Ａとダッシュパネル部２２との溶着及び車幅方向内側フランジ３０Ｂとダッシュパネル部２２との溶着が連続溶接としてのレーザ溶接（溶接線Ｐ２）により線溶接されている。
【００５６】
更に、本実施形態では、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における中位部３４の中央部３４Ａに、脆弱部としての応力集中手段である断面外側に凸のビード５０が形成されている。
【００５７】
また、車両前突時に発生する車両前後方向に沿った圧縮荷重により、フロントサイドメンバ１０の移行部３０の上位部３２と下位部３６には、それぞれ反対向きの曲げモーメントＭ１、Ｍ２が負荷されるため、曲げ応力は、相対的に上位部３２で大、下位部３６で大、中位部３４で小となる。
【００５８】
従って、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における中位部３４のスポット溶接及び上位部３２と下位部３６のレーザ溶接と、中位部３４のビード５０と、曲げ応力との関係から、車両前突時のフロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各曲げ強度は、上位部３２で大、中位部３４で小、下位部３６で小となる。
【００５９】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００６０】
本実施形態では、車両前突時のフロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各曲げ強度は、上位部３２で大、中位部３４で小、下位部３６で小となっているため、車両が前突した場合には、サイドメンバ１０の移行部３０におけるスポット溶接され且つビード５０が形成された中位部３４または下位部３６の下端部３６Ａを起点にして、サイドメンバ１０の移行部３０が、図１０に二点鎖線で示すように折れ曲がる。
【００６１】
この結果、サイドメンバ１０における折れ部の回転半径Ｒ１が、図３に示される比較例のように、サイドメンバ７０の移行部７２の上位部７２Ａまたは下位部７２Ｂにを起点にしてサイドメンバ７０が折れ曲がる場合の回転半径Ｒ２に比べて、小さくなる。このため、車両衝突時に発生するキャビン１８の前部１８Ａの沈み込みを抑制できる。
【００６２】
なお、本実施形態では、不連続溶接により所定の間隔で溶接した中位部３４に、脆弱部としての応力集中手段である断面外側に凸のビード５０を形成したが、これに代えて、不連続溶接により所定の間隔で溶接した中位部３４に、脆弱部としての断面内側に凸のビード４０を形成しても良い。また、ビード５０、４０に代えて、不連続溶接により所定の間隔で溶接した中位部３４の中央部３４Ａにおける断面積を最も小さくした構成としても良い。
【００６３】
以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、フロントサイドメンバ１０を矩形閉断面形状としたが、フロントサイドメンバ１０の断面形状はこれに限定されず、他の閉断面形状としても良い。
【００６４】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明は、サイドメンバがキャビンに沿って上方から斜め下方に向って屈曲された移行部を有するサイドメンバ構造であって、前記移行部に車両前後方向に沿った圧縮荷重が作用した場合に、移行部の上位部における曲げ強度に比べて、移行部の中位部の曲げ強度及び移行部の下位部の曲げ強度を小さくしたため、車両衝突時に発生するキャビンの沈み込みを抑制できるという優れた効果を有する。
【００６５】
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載のサイドメンバ構造において、移行部の中位部に脆弱部を形成したため、請求項１に記載の効果に加えて、移行部の中位部を中心に、サイドメンバの移行部を確実に折り曲げることができるという優れた効果を有する。
【００６６】
請求項３記載の本発明は、請求項１、２の何れか１つに記載のサイドメンバ構造において、移行部の上位部と下位部におけるキャビンとの溶接を連続溶接とし、移行部の中位部におけるキャビンとの溶接を不連続溶接としたため、請求項１、２の何れか１つに記載の内容に加えて、移行部の中位部を中心に、サイドメンバの移行部を確実に折り曲げることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るサイドメンバ構造を示す側断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るサイドメンバ構造を示す車両斜め後方内側から見た斜視図である。
【図３】本発明の比較例に係るサイドメンバ構造を示す側断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るサイドメンバ構造を示す側断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るサイドメンバ構造を示す車両斜め後方内側から見た斜視図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るサイドメンバ構造を示す側断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るサイドメンバ構造を示す車両斜め後方内側から見た斜視図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係るサイドメンバ構造を示す側断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係るサイドメンバ構造を示す車両斜め後方内側から見た斜視図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係るサイドメンバ構造を示す側断面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係るサイドメンバ構造を示す車両斜め後方内側から見た斜視図である。
【符号の説明】
１０ フロントサイドメンバ
１８ キャビン
２０ フロアパネル部
２２ ダッシュパネル部
３０ フロントサイドメンバの移行部
３２ 移行部の上位部
３４ 移行部の中位部
３４Ａ 中位部の中央部（脆弱部、断面縮小部）
３６ 移行部の下位部
４０ ビード（脆弱部、断面縮小部）
５０ ビード（脆弱部、応力集中手段）
【発明の属する技術分野】
本発明はサイドメンバ構造に係り、特に、自動車等の車両のサイドメンバ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車のサイドメンバ構造においては、前後方向に延びてその横断面がほぼＵ字形状をなす板金製のサイドメンバ（サイドフレームともいう）を設けると共に、このサイドメンバの上面に結合されるフロアパネルを設け、サイドメンバが、後下方に向って延びる傾斜メンバと、この傾斜メンバの後端からほぼ水平に後方に向って延びる水平メンバとを備え、傾斜メンバから水平メンバへの遷移部の上面に直接的に第１補強板を結合させる一方、水平メンバに対応するフロアパネルの部分の上面に第２補強板を設けて、これら水平メンバ、フロアパネル、及び第２補強板を互いに一体的に結合させた構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３３２１０６６号明細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなサイドメンバ構造においては、サイドメンバが、キャビンの下部に沿って上方から斜め下方に向って屈曲さた移行部を有しており、移行部の上位部、中位部、下位部における各断面形状の大きさと、車両衝突時に移行部の上位部、中位部、下位部に作用する曲げ応力との関係から、車両衝突時の移行部における曲げ強度の相対関係が、中位部が最も大きく、上位部、下位部の順になっている。この結果、車両衝突時には、移行部の上位部または下位部を起点にしてサイドメンバが折れ曲がる。このため、移行部の回転半径が大きくなり、キャビンの沈み込みが大きくなるという不具合がある。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、車両衝突時に発生するキャビンの沈み込みを抑制できるサイドメンバ構造を提供することが目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、サイドメンバがキャビンに沿って上方から斜め下方に向って屈曲された移行部を有するサイドメンバ構造であって、
前記移行部に車両前後方向に沿った圧縮荷重が作用した場合に、前記移行部の上位部における曲げ強度に比べて、前記移行部の中位部の曲げ強度及び前記移行部の下位部の曲げ強度を小さくしたことを特徴とする。
【０００７】
従って、車両衝突時に、移行部に車両前後方向に沿った圧縮荷重が作用した場合には、キャビンに沿って上方から斜め下方に向って屈曲されたサイドメンバの移行部の上位部における曲げ強度に比べて、移行部の中位部の曲げ強度及び移行部の下位部の曲げ強度が小さいため、移行部の中位部または下位部を起点にして、サイドメンバの移行部が折れ曲がる。この結果、サイドメンバの移行部の回転半径が、移行部の上位部または下位部を起点にして、サイドメンバの移行部が折れ曲がる場合に比べて小さくなる。このため、車両衝突時に発生するキャビンの沈み込みを抑制できる。
【０００８】
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載のサイドメンバ構造において、前記移行部の中位部に脆弱部を形成したことを特徴とする。
【０００９】
従って、請求項１に記載の内容に加えて、脆弱部を形成することで曲げ強度を小さくした移行部の中位部を中心に、サイドメンバの移行部を確実に折り曲げることができる。
【００１０】
請求項３記載の本発明は、請求項１、２の何れか１つに記載のサイドメンバ構造において、前記移行部の上位部と下位部における前記キャビンとの溶接を連続溶接とし、前記移行部の中位部における前記キャビンとの溶接を不連続溶接としたことを特徴とする。
【００１１】
従って、請求項１、２の何れか１つに記載の内容に加えて、不連続溶接とすることで曲げ強度を小さくした移行部の中位部を中心に、サイドメンバの移行部を確実に折り曲げることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係るサイドメンバ構造の第１実施形態を図１及び図２に従って説明する。
【００１３】
なお、図中矢印ＦＲは車体前方方向を、矢印ＵＰは車体上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示す。
【００１４】
図１に示される如く、本実施形態のフロントサイドメンバ１０は、車両前部の車幅方向両端下部近傍に車両前後方向に沿って左右一対配設されている。また、フロントサイドメンバ１０の前部１２は、エンジンルーム１４内に配設されており、フロントサイドメンバ１０の後部１６は、キャビン１８の床部を構成するフロアパネル部２０の下面２０Ａに沿って車両後方へ延設されている。
【００１５】
また、フロントサイドメンバ１０の前部１２と後部１６は上下方向にオフセットしており、フロントサイドメンバ１０の前部１２と後部１６との間は、エンジンルーム１４とキャビン１８を仕切るダッシュパネル部２２の傾斜部２２Ａのキャビン外側面２２Ｂに沿って、車両前側上方から斜め後側下方に向って屈曲された移行部３０となっている。また、フロントサイドメンバ１０の移行部３０は、車両前方側から上位部３２、中位部３４、下位部３６となっている。
【００１６】
図２に示される如く、フロントサイドメンバ１０の移行部３０の車幅方向に沿った垂直面で切断した断面形状は、上方に開口部を向けたハット状とされており、車幅方向外側フランジ３０Ａと車幅方向内側フランジ３０Ｂがダッシュパネル部２２の傾斜部２２Ａのキャビン外側面２２Ｂに溶着されている。
【００１７】
図１に示される如く、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各断面の深さ、即ち、車幅方向外側壁部３０Ｃと車幅方向内側壁部３０Ｄの幅Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３は、中位部３４の中央部３４Ａにおける断面の深さＨ２が最も浅く、上位部３２の上端部３２Ａ及び下位部３６の下端部３６Ａに向って連続的に深くなっている。また、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各底壁部３０Ｅの幅Ｗは略一定である。
【００１８】
従って、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各断面積の大きさは、中位部３４の中央部３４Ａにおける断面積が最も小さくなっており、中位部３４の中央部３４Ａが脆弱部としての断面縮小部となっている。
【００１９】
また、フロントサイドメンバ１０の内周部には、移行部３０における下位部３６の下端部３６Ａを跨いで、断面コ字状のリインフォースメント３９が、開口部を上方に向けて配設されている。
【００２０】
また、車両前突時に発生する車両前後方向に沿った圧縮荷重により、フロントサイドメンバ１０の移行部３０の上位部３２と下位部３６には、それぞれ反対向きの曲げモーメントＭ１、Ｍ２が負荷されるため、曲げ応力は、相対的に上位部３２で大、下位部３６で大、中位部３４で小となる。
【００２１】
従って、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各断面積の大きさと、曲げ応力との関係から、車両前突時のフロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各曲げ強度は、上位部３２で大、中位部３４で小、下位部３６で小となる。
【００２２】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００２３】
本実施形態では、車両前突時のフロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各曲げ強度は、上位部３２で大、中位部３４で小、下位部３６で小となるため、車両が前突した場合には、移行部３０における中位部３４の中央部３４Ａまたは下位部３６の下端部３６Ａを起点にして、サイドメンバ１０の移行部３０が、図１に二点鎖線で示すように折れ曲がる。
【００２４】
この結果、サイドメンバ１０における折れ部の回転半径Ｒ１が、図３に示される比較例のように、サイドメンバ７０の移行部７２の上位部７２Ａまたは下位部７２Ｂにを起点にしてサイドメンバ７０の移行部７２が折れ曲がる場合の回転半径Ｒ２に比べて、小さくなる。このため、車両前突時に発生するキャビン１８の前部１８Ａの沈み込みを抑制できる。
【００２５】
次に、本発明のサイドメンバ構造の第２実施形態を図４及び図５に従って説明する。
【００２６】
なお、第１実施形態と同一部材に付いては、同一符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
図４に示される如く、本実施形態では、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における中位部３４の中央部３４Ａに、脆弱部としての断面縮小部である断面内側に凸のビード４０が形成されている。
【００２８】
図５に示される如く、断面内側に凸のビード４０は、底壁部３０Ｅから、車幅方向外側壁部３０Ｃにおける車幅方向外側フランジ３０Ａの近傍と、車幅方向内側壁部３０Ｄにおける車幅方向内側フランジ３０Ｂの近傍まで連続的に形成されている。
【００２９】
また、車両前突時に発生する車両前後方向に沿った圧縮荷重により、フロントサイドメンバ１０の移行部３０の上位部３２と下位部３６には、それぞれ反対向きの曲げモーメントＭ１、Ｍ２が負荷されるため、曲げ応力は、相対的に上位部３２で大、下位部３６で大、中位部３４で小となる。
【００３０】
従って、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における中位部３４に形成したビード４０と、曲げ応力との関係から、車両前突時のフロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各曲げ強度は、上位部３２で大、中位部３４で小、下位部３６で小となる。
【００３１】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００３２】
本実施形態では、車両前突時のフロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各曲げ強度は、上位部３２で大、中位部３４で小、下位部３６で小となっているため、車両が前突した場合には、サイドメンバ１０の移行部３０における中位部３４のビード４０または下位部３６の下端部３６Ａを起点にして、サイドメンバ１０の移行部３０が、図４に二点鎖線で示すように折れ曲がる。
【００３３】
この結果、サイドメンバ１０における折れ部の回転半径Ｒ１が、図３に示される比較例のように、サイドメンバ７０の移行部７２の上位部７２Ａまたは下位部７２Ｂにを起点にしてサイドメンバ７０が折れ曲がる場合の回転半径Ｒ２に比べて、小さくなる。このため、車両前突時に発生するキャビン１８の前部１８Ａの沈み込みを抑制できる。
【００３４】
次に、本発明のサイドメンバ構造の第３実施形態を図６及び図７に従って説明する。
【００３５】
なお、第１実施形態と同一部材に付いては、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３６】
図６に示される如く、本実施形態では、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における中位部３４の中央部３４Ａに、脆弱部としての応力集中手段である断面外側に凸のビード５０が形成されている。
【００３７】
図７に示される如く、断面外側に凸のビード５０は、底壁部３０Ｅから、車幅方向外側壁部３０Ｃにおける車幅方向外側フランジ３０Ａの近傍と、車幅方向内側壁部３０Ｄにおける車幅方向内側フランジ３０Ｂの近傍まで連続的に形成されている。
【００３８】
また、車両前突時に発生する車両前後方向に沿った圧縮荷重により、フロントサイドメンバ１０の移行部３０の上位部３２と下位部３６には、それぞれ反対向きの曲げモーメントＭ１、Ｍ２が負荷されるため、曲げ応力は、相対的に上位部３２で大、下位部３６で大、中位部３４で小となる。
【００３９】
従って、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における中位部３４に形成したビード５０と、曲げ応力との関係から、車両前突時のフロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各曲げ強度は、上位部３２で大、中位部３４で小、下位部３６で小となる。
【００４０】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００４１】
本実施形態では、車両前突時のフロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各曲げ強度は、上位部３２で大、中位部３４で小、下位部３６で小となっているため、車両が前突した場合には、サイドメンバ１０の移行部３０における中位部３４のビード５０または下位部３６の下端部３６Ａを起点にして、サイドメンバ１０の移行部３０が、図６に二点鎖線で示すように折れ曲がる。
【００４２】
この結果、サイドメンバ１０における折れ部の回転半径Ｒ１が、図３に示される比較例のように、サイドメンバ７０の移行部７２の上位部７２Ａまたは下位部７２Ｂにを起点にしてサイドメンバ７０が折れ曲がる場合の回転半径Ｒ２に比べて、小さくなる。このため、車両前突時に発生するキャビン１８の前部１８Ａの沈み込みを抑制できる。
【００４３】
次に、本発明のサイドメンバ構造の第４実施形態を図８及び図９に従って説明する。
【００４４】
なお、第１実施形態と同一部材に付いては、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４５】
図９に示される如く、本実施形態では、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における中位部３４においては、車幅方向外側フランジ３０Ａとダッシュパネル部２２との溶着及び車幅方向内側フランジ３０Ｂとダッシュパネル部２２との溶着が不連続溶接としてのスポット溶接（溶接点Ｐ１）により所定の間隔で溶接されている。
【００４６】
一方、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２と下位部３６においては、車幅方向外側フランジ３０Ａとダッシュパネル部２２との溶着及び車幅方向内側フランジ３０Ｂとダッシュパネル部２２との溶着が、連続溶接としてのレーザ溶接（溶接線Ｐ２）により線溶接されている。
【００４７】
また、車両前突時に発生する車両前後方向に沿った圧縮荷重により、フロントサイドメンバ１０の移行部３０の上位部３２と下位部３６には、それぞれ反対向きの曲げモーメントＭ１、Ｍ２が負荷されるため、曲げ応力は、相対的に上位部３２で大、下位部３６で大、中位部３４で小となる。
【００４８】
従って、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における中位部３４のスポット溶接及び上位部３２と下位部３６のレーザ溶接と、曲げ応力との関係から、車両前突時のフロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各曲げ強度は、上位部３２で大、中位部３４で小、下位部３６で小となる。
【００４９】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００５０】
本実施形態では、車両前突時のフロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各曲げ強度は、上位部３２で大、中位部３４で小、下位部３６で小となっているため、車両が前突した場合には、キャビン１８に沿って上方から斜め下方に向って屈曲されたサイドメンバ１０の移行部３０におけるスポット溶接された中位部３４の溶接点Ｐ１間または下位部３６の下端部３６Ａを起点にして、サイドメンバ１０の移行部３０が、図８に二点鎖線で示すように折れ曲がる。
【００５１】
この結果、サイドメンバ１０における折れ部の回転半径Ｒ１が、図３に示される比較例のように、サイドメンバ７０の移行部７２の上位部７２Ａまたは下位部７２Ｂにを起点にしてサイドメンバ７０が折れ曲がる場合の回転半径Ｒ２に比べて、小さくなる。このため、車両前突時に発生するキャビン１８の前部１８Ａの沈み込みを抑制できる。
【００５２】
次に、本発明のサイドメンバ構造の第５実施形態を図１０及び図１１に従って説明する。
【００５３】
なお、第１実施形態と同一部材に付いては、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５４】
図１１に示される如く、本実施形態では、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における中位部３４においては、車幅方向外側フランジ３０Ａとダッシュパネル部２２との溶着及び車幅方向内側フランジ３０Ｂとダッシュパネル部２２との溶着が不連続溶接としてのスポット溶接（溶接点Ｐ１）により所定の間隔で溶接されている。
【００５５】
一方、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２と下位部３６においては、車幅方向外側フランジ３０Ａとダッシュパネル部２２との溶着及び車幅方向内側フランジ３０Ｂとダッシュパネル部２２との溶着が連続溶接としてのレーザ溶接（溶接線Ｐ２）により線溶接されている。
【００５６】
更に、本実施形態では、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における中位部３４の中央部３４Ａに、脆弱部としての応力集中手段である断面外側に凸のビード５０が形成されている。
【００５７】
また、車両前突時に発生する車両前後方向に沿った圧縮荷重により、フロントサイドメンバ１０の移行部３０の上位部３２と下位部３６には、それぞれ反対向きの曲げモーメントＭ１、Ｍ２が負荷されるため、曲げ応力は、相対的に上位部３２で大、下位部３６で大、中位部３４で小となる。
【００５８】
従って、フロントサイドメンバ１０の移行部３０における中位部３４のスポット溶接及び上位部３２と下位部３６のレーザ溶接と、中位部３４のビード５０と、曲げ応力との関係から、車両前突時のフロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各曲げ強度は、上位部３２で大、中位部３４で小、下位部３６で小となる。
【００５９】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００６０】
本実施形態では、車両前突時のフロントサイドメンバ１０の移行部３０における上位部３２、中位部３４、下位部３６の各曲げ強度は、上位部３２で大、中位部３４で小、下位部３６で小となっているため、車両が前突した場合には、サイドメンバ１０の移行部３０におけるスポット溶接され且つビード５０が形成された中位部３４または下位部３６の下端部３６Ａを起点にして、サイドメンバ１０の移行部３０が、図１０に二点鎖線で示すように折れ曲がる。
【００６１】
この結果、サイドメンバ１０における折れ部の回転半径Ｒ１が、図３に示される比較例のように、サイドメンバ７０の移行部７２の上位部７２Ａまたは下位部７２Ｂにを起点にしてサイドメンバ７０が折れ曲がる場合の回転半径Ｒ２に比べて、小さくなる。このため、車両衝突時に発生するキャビン１８の前部１８Ａの沈み込みを抑制できる。
【００６２】
なお、本実施形態では、不連続溶接により所定の間隔で溶接した中位部３４に、脆弱部としての応力集中手段である断面外側に凸のビード５０を形成したが、これに代えて、不連続溶接により所定の間隔で溶接した中位部３４に、脆弱部としての断面内側に凸のビード４０を形成しても良い。また、ビード５０、４０に代えて、不連続溶接により所定の間隔で溶接した中位部３４の中央部３４Ａにおける断面積を最も小さくした構成としても良い。
【００６３】
以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、フロントサイドメンバ１０を矩形閉断面形状としたが、フロントサイドメンバ１０の断面形状はこれに限定されず、他の閉断面形状としても良い。
【００６４】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明は、サイドメンバがキャビンに沿って上方から斜め下方に向って屈曲された移行部を有するサイドメンバ構造であって、前記移行部に車両前後方向に沿った圧縮荷重が作用した場合に、移行部の上位部における曲げ強度に比べて、移行部の中位部の曲げ強度及び移行部の下位部の曲げ強度を小さくしたため、車両衝突時に発生するキャビンの沈み込みを抑制できるという優れた効果を有する。
【００６５】
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載のサイドメンバ構造において、移行部の中位部に脆弱部を形成したため、請求項１に記載の効果に加えて、移行部の中位部を中心に、サイドメンバの移行部を確実に折り曲げることができるという優れた効果を有する。
【００６６】
請求項３記載の本発明は、請求項１、２の何れか１つに記載のサイドメンバ構造において、移行部の上位部と下位部におけるキャビンとの溶接を連続溶接とし、移行部の中位部におけるキャビンとの溶接を不連続溶接としたため、請求項１、２の何れか１つに記載の内容に加えて、移行部の中位部を中心に、サイドメンバの移行部を確実に折り曲げることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るサイドメンバ構造を示す側断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るサイドメンバ構造を示す車両斜め後方内側から見た斜視図である。
【図３】本発明の比較例に係るサイドメンバ構造を示す側断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るサイドメンバ構造を示す側断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るサイドメンバ構造を示す車両斜め後方内側から見た斜視図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るサイドメンバ構造を示す側断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るサイドメンバ構造を示す車両斜め後方内側から見た斜視図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係るサイドメンバ構造を示す側断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係るサイドメンバ構造を示す車両斜め後方内側から見た斜視図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係るサイドメンバ構造を示す側断面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係るサイドメンバ構造を示す車両斜め後方内側から見た斜視図である。
【符号の説明】
１０ フロントサイドメンバ
１８ キャビン
２０ フロアパネル部
２２ ダッシュパネル部
３０ フロントサイドメンバの移行部
３２ 移行部の上位部
３４ 移行部の中位部
３４Ａ 中位部の中央部（脆弱部、断面縮小部）
３６ 移行部の下位部
４０ ビード（脆弱部、断面縮小部）
５０ ビード（脆弱部、応力集中手段）
Claims (3)
- サイドメンバがキャビンに沿って上方から斜め下方に向って屈曲された移行部を有するサイドメンバ構造であって、
前記移行部に車両前後方向に沿った圧縮荷重が作用した場合に、前記移行部の上位部における曲げ強度に比べて、前記移行部の中位部の曲げ強度及び前記移行部の下位部の曲げ強度を小さくしたことを特徴とするサイドメンバ構造。 - 前記移行部の中位部に脆弱部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のサイドメンバ構造。
- 前記移行部の上位部と下位部における前記キャビンとの溶接を連続溶接とし、前記移行部の中位部における前記キャビンとの溶接を不連続溶接としたことを特徴とする請求項１、２の何れか１つに記載のサイドメンバ構造。
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