JP2012086623A - サイドメンバ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】サイドメンバに斜め方向に荷重が入力されても、十分に衝撃を吸収することができるサイドメンバ構造を提供する。
【解決手段】サイドメンバ１には、サイドメンバ１の長手方向に対して垂直方向に延びる複数の折れ線溝４〜６が形成されている。折れ線溝４〜６は、サイドメンバ１に荷重が入力されたときにサイドメンバ１を折れ変形させるための断面Ｖ字状の溝である。また、サイドメンバ１には、サイドメンバ１の長手方向に沿って波状に延びる複数の折れ線溝７が形成されている。各折れ線溝７は、サイドメンバ１に荷重が入力されたときに折れ線溝４〜６による折れ変形とは異なる方向にサイドメンバ１を折れ変形させるための断面Ｖ字状の溝である。各折れ線溝７は、サイドメンバ１の長手方向に対して斜め方向に延びている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車体に設置されるサイドメンバ構造に関するものである。

従来のサイドメンバ構造としては、例えば特許文献１に記載されているように、サイドメンバの長手方向に対して垂直方向に延びる凹ビードをサイドメンバに複数段設けたものが知られている。

特開昭５５−１３６６６０号公報

上記従来技術においては、サイドメンバにその長手方向に荷重が入力されると、凹ビードによってサイドメンバが蛇腹状に変形するため、衝撃を吸収することができる。しかし、サイドメンバに斜め方向に荷重が入力されたときは、荷重が入力された面部側の圧縮が促進され、サイドメンバが長手方向に均一に変形されないため、十分な衝撃吸収効果を上げることが困難である。

本発明の目的は、サイドメンバに斜め方向に荷重が入力されても、十分に衝撃を吸収することができるサイドメンバ構造を提供することである。

本発明のサイドメンバ構造は、サイドメンバの長手方向に対して垂直方向に延びるようにサイドメンバに設けられ、サイドメンバに荷重が入力されたときにサイドメンバを折れ変形させるための複数の第１折れ線部と、サイドメンバの長手方向に対して斜め方向に延びるようにサイドメンバに設けられ、サイドメンバに荷重が入力されたときに第１折れ線部による折れ変形とは異なる方向にサイドメンバを折れ変形させるための第２折れ線部とを備えることを特徴とするものである。

このような本発明のサイドメンバ構造においては、サイドメンバにその長手方向に荷重が入力されると、サイドメンバの長手方向に対して垂直方向に延びる第１折れ線部に沿ってサイドメンバが折り畳まれて変形する。一方、サイドメンバに斜め方向に荷重が入力されると、サイドメンバの長手方向に対して斜め方向に延びる第２折れ線部に沿ってサイドメンバが折り畳まれて変形する。このため、サイドメンバに斜め方向に荷重が入力されても、サイドメンバにその長手方向に荷重が入力される場合と同様に、サイドメンバの潰れ方が安定するため、十分に衝撃を吸収することができる。

好ましくは、第１折れ線部及び第２折れ線部は、サイドメンバの外壁面または内壁面に形成された凹状溝である。第１折れ線部及び第２折れ線部を凹状溝とすることにより、第１折れ線部及び第２折れ線部に沿ってサイドメンバを折り畳みやすくなると共に、第１折れ線部及び第２折れ線部を容易に形成することができる。

また、好ましくは、第２折れ線部は、サイドメンバの長手方向に沿って波状に形成されている。この場合には、サイドメンバに斜め方向に荷重が入力されたときに、波状の第２折れ線部に沿ってサイドメンバが折り畳まれて変形するため、サイドメンバの潰れ方がより安定するようになる。

また、本発明のサイドメンバ構造は、サイドメンバの前端部にサイドメンバの長手方向からの荷重が入力されたときに、サイドメンバを折れ変形させるための複数の第１折れ線部と、サイドメンバの前端部にサイドメンバの長手方向に対して斜め方向からの荷重が入力されたときに、サイドメンバを折れ変形させるための第２折れ線部とを備えることを特徴とするものである。

このような本発明のサイドメンバ構造においては、サイドメンバの前端部にサイドメンバの長手方向からの荷重が入力されると、第１折れ線部に沿ってサイドメンバが折り畳まれて変形する。一方、サイドメンバの前端部にサイドメンバの長手方向に対して斜め方向からの荷重が入力されると、第２折れ線部に沿ってサイドメンバが折り畳まれて変形する。このため、サイドメンバに斜め方向に荷重が入力されても、サイドメンバにその長手方向に荷重が入力される場合と同様に、サイドメンバの潰れ方が安定するため、十分に衝撃を吸収することができる。

本発明によれば、サイドメンバに斜め方向に荷重が入力されても、サイドメンバにその長手方向に荷重が入力される場合と同様に、十分に衝撃を吸収することができる。

本発明に係わるサイドメンバ構造の一実施形態の概観を示す斜視図である。 図１に示したサイドメンバの外壁面及び内壁面の展開図である。 比較例として従来一般のサイドメンバ構造の概観を示す斜視図である。 図１に示した折れ線溝が形成されたサイドメンバの変形方向を示す断面図である。 サイドメンバがアコーディオン状に折り畳まれるときの展開図及び断面図である。

以下、本発明に係わるサイドメンバ構造の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係わるサイドメンバ構造の一実施形態の概観を示す斜視図である。同図において、本実施形態のサイドメンバ構造は、車体の左右両側に前後方向に延びるように配置されるフロントサイドメンバの構造である。なお、以下の説明では、フロントサイドメンバを単にサイドメンバという。

サイドメンバ１は、断面矩形状を有する筒状体である。サイドメンバ１は、１対の外壁面２ａ及び１対の外壁面２ｂと、１対の内壁面３ａ及び１対の内壁面３ｂとを有している。各内壁面３ａは互いに対向し、各内壁面３ｂは互いに対向している。各外壁面２ａは、各内壁面３ａの反対側の面であり、各外壁面２ｂは、各内壁面３ｂの反対側の面である。

図２（ａ）は、外壁面２ａ，２ｂの展開図であり、図２（ｂ）は、内壁面３ａ，３ｂの展開図である。図１及び図２において、各外壁面２ａには、サイドメンバ１の長手方向に対して垂直方向に延びる複数の折れ線溝４がそれぞれ形成されている。折れ線溝４は、サイドメンバ１に荷重が入力されたときにサイドメンバ１を折れ変形させるための断面Ｖ字状の溝（図４参照）である。各折れ線溝４は、等間隔に配置されている。

各外壁面２ｂには、サイドメンバ１の長手方向に対して垂直方向に延びる複数の折れ線溝５がそれぞれ形成されている。折れ線溝５は、サイドメンバ１に荷重が入力されたときにサイドメンバ１を折れ変形させるための断面Ｖ字状の溝である。各折れ線溝５は、折れ線溝４と繋がるように、各折れ線溝４の１つおきに等間隔に配置されている。

各内壁面３ｂには、サイドメンバ１の長手方向に対して垂直方向に延びる複数の折れ線溝６がそれぞれ形成されている。折れ線溝６は、サイドメンバ１に荷重が入力されたときにサイドメンバ１を折れ変形させるための断面Ｖ字状の溝である。各折れ線溝６は、隣り合う各折れ線溝５の中央に対応する位置に形成されている。つまり、各折れ線溝６は、各折れ線溝４の１つおきに等間隔に配置されている。

各内壁面３ａには、サイドメンバ１の長手方向に沿って波状に延びる２つの折れ線溝７がそれぞれ形成されている。各折れ線溝７は、サイドメンバ１に荷重が入力されたときに折れ線溝４〜６による折れ変形とは異なる方向にサイドメンバ１を折れ変形させるための断面Ｖ字状の溝である。

各折れ線溝７は、サイドメンバ１の長手方向に対して斜め方向に延びている。具体的には、各折れ線溝７は、内壁面３ａの縁（サイドメンバ１の内隅）から内壁面３ａの中央側に向かって、サイドメンバ１の長手方向に対して４５度の角度で延びている。このとき、波状の折れ線溝７の変曲部（山及び谷）の位置は、各折れ線溝４の位置に対応している。

図３は、比較例として従来一般のサイドメンバ構造の概観を示す斜視図である。図３において、サイドメンバ１０には、上記の折れ線溝４〜７は形成されていない。

サイドメンバ１０の前端にサイドメンバ１０の長手方向からの荷重Ｆ１が入力されたときは、サイドメンバ１０が長手方向に変形（軸圧縮）する。しかし、サイドメンバ１０の前端に、サイドメンバ１０の長手方向に対して斜め方向からの荷重Ｆ２が入力されたときは、サイドメンバ１０が単に斜め方向に押し潰されるだけであるため、入力荷重Ｆ２に対するサイドメンバ１０の変形具合が安定しない。

これに対し本実施形態では、サイドメンバ１の長手方向に対して垂直方向に延びる折れ線溝４〜６をサイドメンバ１に複数ずつ形成すると共に、サイドメンバ１の長手方向に対して斜め方向に延びる波状の折れ線溝７をサイドメンバ１に複数形成したので、以下のような作用効果が得られる。

即ち、サイドメンバ１の前端にサイドメンバ１の長手方向からの荷重Ｆ１が入力されたときは、折れ線溝４〜７に沿ってサイドメンバ１が折り畳まれて変形する。このとき、サイドメンバ１は、図４に示すように、折れ線溝４〜７の底を起点として折れ線溝４〜７の開口側に折り畳まれる。従って、サイドメンバ１は、結果的にアコーディオン状に圧縮するようになる。

一方、サイドメンバ１の前端に、サイドメンバ１の長手方向に対して斜め方向からの荷重Ｆ２が入力されたときは、まず折れ線溝７に沿ってサイドメンバ１が折り畳まれて変形する。そして、サイドメンバ１は、更に折れ線溝４〜７に沿って折り畳まれて変形するため、結果的にアコーディオン状に圧縮するようになる。

このように入力荷重が作用する方向に関わらず、サイドメンバ１はアコーディオン状に座屈変形するため、サイドメンバ１の変形具合が安定化し、十分に衝撃を吸収することができる。

ここで、サイドメンバ１がアコーディオン状に折り畳まれるときの展開図を図５（ａ）に示し、図５（ａ）のＡ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ断面図をそれぞれ図５（ｂ），（ｃ）に示す。サイドメンバ１の変形前の寸法ｂ，ｄと変形後の寸法ｂ’，ｄ’との間には、次のような関係がある。なお、λは、座屈波長である。
ｂ’＝ｂ−λ
ｄ’＝ｄ−λ

サイドメンバ１がアコーディオン状に折り畳まれるには、変形後の寸法ｂ’，ｄ’が負になってはならない。

また、サイドメンバ１の長手方向に対して垂直方向に延びる折れ線溝４〜６のみをサイドメンバ１に形成した場合には、サイドメンバ１の前端にサイドメンバ１の長手方向からの荷重Ｆ１が入力されたときに、サイドメンバ１が蛇腹状に圧潰するようになる。このため、サイドメンバ１の折れにより生じる余肉がそのまま残ってしまう。

本実施形態では、サイドメンバ１の長手方向に対して斜め方向に延びる折れ線溝７がサイドメンバ１に形成されていることで、上記のようにサイドメンバ１がアコーディオン状に圧潰するので、サイドメンバ１の折れによる余肉が生じにくくなる。これにより、サイドメンバ１の変形が良好に行われるため、サイドメンバ１の変形具合を更に安定化させることができる。

さらに、折れ線溝４，５はサイドメンバ１の外壁面２ａ，２ｂにそれぞれ形成され、折れ線溝６，７はサイドメンバ１の内壁面３ｂ，３ａにそれぞれ形成されているので、サイドメンバ１の折り畳み方向をバランス良くコントロールすることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、サイドメンバ１の長手方向に対する折れ線溝７の傾斜角度を４５度としたが、折れ線溝７の傾斜角度としては、特に４５度には限られない。例えば、左右反対側のサイドメンバ１への荷重入力に対応するために、サイドメンバ１の長手方向（車体の前後方向）に対するサイドメンバ１の前端と車体前部のバンパの車幅方向中心とを結ぶ線の角度を、折れ線溝７の傾斜角度に設定しても良い。

また、上記実施形態では、折れ線溝４，５をサイドメンバ１の外壁面２ａ，２ｂにそれぞれ形成し、折れ線溝６，７をサイドメンバ１の内壁面３ｂ，３ａにそれぞれ形成したが、サイドメンバ１の長手方向に対して垂直方向に延びる折れ線溝をサイドメンバ１の内壁面及び外壁面のいずれか一方のみに形成し、同様にサイドメンバ１の長手方向に対して斜め方向に延びる折れ線溝をサイドメンバ１の内壁面及び外壁面のいずれか一方のみに形成しても良い。

さらに、上記実施形態では、サイドメンバ１に荷重が入力されたときにサイドメンバ１を折れ変形させるために、サイドメンバ１に折れ線溝４〜７を形成したが、サイドメンバ１を折れ変形させるための構造としては、特に凹状の溝には限られない。例えば、凸状のビードをサイドメンバ１に設けることで、サイドメンバ１に厚みが異なる領域（厚い領域と薄い領域）を形成しても良い。また、複数の小孔をサイドメンバ１に直列に形成したり、サイドメンバ１に切り欠きを形成したり、或いは焼き入れによりサイドメンバ１の硬度を部分的に変化させても良い。要は、サイドメンバ１を折れ変形させやすい構造であれば良い。

１…サイドメンバ、２ａ，２ｂ…外壁面、３ａ，３ｂ…内壁面、４〜６…折れ線溝（第１折れ線部）、７…折れ線溝（第２折れ線部）。

Claims (4)

1. サイドメンバの長手方向に対して垂直方向に延びるように前記サイドメンバに設けられ、前記サイドメンバに荷重が入力されたときに前記サイドメンバを折れ変形させるための複数の第１折れ線部と、
   前記サイドメンバの長手方向に対して斜め方向に延びるように前記サイドメンバに設けられ、前記サイドメンバに荷重が入力されたときに前記第１折れ線部による折れ変形とは異なる方向に前記サイドメンバを折れ変形させるための第２折れ線部とを備えることを特徴とするサイドメンバ構造。
2. 前記第１折れ線部及び前記第２折れ線部は、前記サイドメンバの外壁面または内壁面に形成された凹状溝であることを特徴とする請求項１記載のサイドメンバ構造。
3. 前記第２折れ線部は、前記サイドメンバの長手方向に沿って波状に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のサイドメンバ構造。
4. サイドメンバの前端部に前記サイドメンバの長手方向からの荷重が入力されたときに、前記サイドメンバを折れ変形させるための複数の第１折れ線部と、
   前記サイドメンバの前端部に前記サイドメンバの長手方向に対して斜め方向からの荷重が入力されたときに、前記サイドメンバを折れ変形させるための第２折れ線部とを備えることを特徴とするサイドメンバ構造。
   
   

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