JP3070399B2 - 車体の強度部材構造 - Google Patents

車体の強度部材構造

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JP3070399B2
JP3070399B2 JP6166634A JP16663494A JP3070399B2 JP 3070399 B2 JP3070399 B2 JP 3070399B2 JP 6166634 A JP6166634 A JP 6166634A JP 16663494 A JP16663494 A JP 16663494A JP 3070399 B2 JP3070399 B2 JP 3070399B2
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    • B62D25/082—Engine compartments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はフロントサイドメンバや
リヤサイドメンバ等、車体の前後方向に配設されて車体
の前後方向骨格を構成する強度部材の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１４〜１８は従来の車体前後方向強度
部材であるフロントサイドメンバの構造を示すもので、
フロントサイドメンバ１０はプレス成形された２枚のパ
ネル材１，２を、それらのフランジ１ａ，１ｂおよび２
ａ，２ｂを重合してスポット溶接により接合して閉断面
に形成してある。
【０００３】このフロントサイドメンバ１０は、車両の
前面衝突時に衝突端となる前端から長さの前半部ａ，中
間部ｂ，後半部ｃとで断面形状を異ならせて形成してあ
る。
【０００４】前半部ａは８角形断面に形成して４角形断
面よりも高い圧潰強度が得られるようにしてある。
【０００５】中間部ｂはパネル材１の上側の角部１ｃの
角度を前半部ａよりも鈍角に形成してあり、後半部ｃで
は該角部１ｃがなくなり７角形断面としてある。
【０００６】即ち、中間部ｂでは前述の角部１ｃを漸次
大きくして、閉断面形状が８角形から７角形へと変化す
るようにしてある。
【０００７】また、閉断面の高さ寸法は前半部ａから中
間部ｂ、後半部ｃへ至るに従ってｈ1 ，ｈ2 ，ｈ3 と徐
々に大きく形成して、車両の前面衝突時には前端側から
順次圧潰するようにしてある。
【０００８】更に、後半部ｃでは中間部ｂから角部１ｃ
が減少した部位を中心にパネル材２の上側部内面に補強
板３を接合して多重パネル構造とし、角部１ｃの減少に
伴う圧潰強度の低下を補う構造としてある。
【０００９】１１はフロントサイドメンパ１０の後端を
接合したダッシュロアパネル、１２はダッシャロアパネ
ル２０の下面側に廻り込んで接合されてフロア下面後方
に延びるエクステンションメンバ、１３はフロントサイ
ドメンバ１０と図外のサイドシルとを接合するガセット
メンバを示す（***特許明細書第３９０９３８８号参
照）。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前述のようなフロント
サイドメンバ１０の構造にあっては、圧潰強度の高い８
角形断面をもつ前半部ａが圧潰する間、後半部ｃの支持
強度を確保するために、フロントサイドメンバ１０全体
を真直に、かつ、車体後方に向けて閉断面高さを拡大す
るような形状としなければならず、車両のエンジンルー
ム内での占有体積が大きくなってしまう不具合を生じ
る。
【００１１】また、フロントサイドメンバ１０の後端部
は車室を隔成するダッシュロアパネル１１の前面に接合
すると共に、エクステンションメンバ１２やガセットメ
ンバ１３等、他の強度部材と結合する関係でこれら隣接
部材との整合性および接続性を確保するために圧潰強度
の高い８角形断面にすることができず、車両の前面衝突
時に圧潰強度の高い８角形断面の前半部ａが圧潰する
間、後半部ｃが折れを生じないようにするため該後半部
ｃの全長領域に補強板３を配設する必要があって、コス
ト的におよび重量的に不利となってしまう。
【００１２】そこで、本発明は強度部材の衝突端側から
長さの前半部を圧潰強度の高い８角形断面等の多角形断
面形状として曲げ剛性、捩れ剛性を向上し、後半部は隣
接部材との整合性、接続性を考慮して４角形断面等、前
半部よりも圧潰強度の低い断面形状としながらも、専用
の補強板等を用いたり閉断面積を拡大することなく車両
衝突時には中間部および後半部に折れを生じることなく
前半部をスムーズに圧潰変形させて、効果的な衝突エネ
ルギー吸収を行わせることができる車体の強度部材構造
を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１にあっては、閉
断面に形成されて車体前後方向に延在し、車両の衝突時
に軸方向に圧縮荷重を受ける４角形以上の多角形断面を
有する強度部材において、該強度部材の衝突端側から長
さの前半部を後半部よりも高い圧潰強度を持つ断面形状
とし、前半部と後半部の間に前半部から後半部の閉断面
形状に形状変化する断面変化部を設け、かつ、該断面変
化部の圧潰強度を前半部および後半部よりも高く設定し
て、該断面変化部を重量物の支持部としてある。
【００１４】請求項２にあっては、強度部材の衝突端側
から長さの前半部を８角形断面に、後半部を４角形断面
に形成してある。
【００１５】請求項３にあっては、強度部材の衝突端側
から長さの前半部を７角形断面に、後半部を４角形断面
に形成してある。
【００１６】請求項４にあっては、強度部材を全長に亘
って４角形の閉断面に形成し、その衝突端側から長さの
前半部の閉断面積を後半部よりも上下方向に大きく形成
して、該前半部の圧潰強度を後半部よりも高く設定して
ある。
【００１７】請求項５にあっては、強度部材の衝突端の
近傍に易圧潰部を形成してある。
【００１８】請求項６にあっては、強度部材の衝突端部
から長さの前半部を、後半部よりも薄肉に形成してあ
る。
【００１９】請求項７にあっては、強度部材の断面変化
部に重量物を支持するマウントブラケットを重合して接
合し、該断面変化部の圧潰強度を高めてある。
【００２０】請求項８にあっては、強度部材の断面変化
部をエンジンの支持部としてある。
【００２１】請求項９にあっては、強度部材の断面変化
部をフロントサスペンションメンバの支持部としてあ
る。
【００２２】請求項１０にあっては、強度部材の断面変
化部をリヤサスペンションメンバの支持部としてある。
【００２３】請求項１１にあっては、強度部材の断面変
化部を燃料タンクの支持部としてある。
【００２４】
【作用】請求項１によれば、車両の衝突時には強度部材
の衝突端から長さの前半部に断面変化部に支持した重量
物による慣性力と、後半部の後端に作用する車体重量分
の慣性力とが、前記衝突端側に向けて作用する一方、強
度部材の後半部には重量物の重量を除いた車体重量分の
慣性力が同様に衝突端側に向けて作用して、強度部材が
軸方向に圧縮される。
【００２５】従って、強度部材の後半部を圧潰強度の低
い断面形状に形成してあっても、前半部に軸方向に発生
する圧縮荷重が大きくなるため、該前半部が衝突端側か
ら後半部側に向けてスムーズに圧潰変形して衝突エネル
ギーを吸収する。
【００２６】この時、強度部材の前半部と後半部との中
間の断面変化部は圧潰強度が高く設定されて重量物を支
持しているから、該断面変化部に折れを生じることはな
く、前半部のスムーズな軸方向の圧潰変形を促進させる
ことができる。
【００２７】この結果、強度部材に十分な圧潰ストロー
クが得られて、衝突エネルギー吸収性能を向上させるこ
とができる。
【００２８】また、強度部材の後半部は圧潰強度の低い
断面形状としてあっても、該後半部側からの圧潰変形や
折れの発生がないため、専用の補強材の付設あるいは閉
断面積の拡大化を必要とすることがなく、断面形状を単
純化することができて隣接部材との整合性および接続性
を向上することができる。
【００２９】請求項２によれば、強度部材の衝突端側か
ら長さの前半部を８角形断面として強度部材の全体的な
曲げ剛性、捩れ剛性を高められる一方、後半部を４角形
断面として断面形状を単純化してあるから、該後半部の
隣接部材との整合性および接続性を向上できると共に、
該後半部の占有体積が小さくレイアウトの自由度を拡大
することができる。
【００３０】請求項３によれば、強度部材の衝突端側か
ら長さの前半部を７角形断面として所要の曲げ剛性、捩
れ剛性を確保するようにしてあるから、該前半部の占有
体積を可及的に小さくできてレイアウトの自由度を高め
られる一方、後半部を４角形断面として断面形状を単純
化してあるから、該後半部の隣接部材との整合性および
接続性を向上できると共に、該後半部の占有体積が小さ
くレイアウトの自由度を拡大することができる。
【００３１】請求項４によれば、強度部材を全長に亘っ
て４角形断面に形成してあるから、該強度部材の成形性
を向上できると共に全長に亘って隣接部材との整合性お
よび接続性を向上することができる。
【００３２】しかも、強度部材の衝突端側から長さの前
半部の閉断面積を後半部よりも上下方向に大きく形成し
て圧潰強度を高めてあるので、車幅方向の嵩張りがな
く、特にエンジンルーム内に配設される場合、エンジン
ルーム内の車幅方向の占有体積が小さくレイアウトの自
由度を拡大することができる。
【００３３】請求項５によれば、強度部材の折れ曲がり
が殆ど生じることのない衝突端の近傍に易圧潰部を形成
してあるから、該強度部材の前半部の圧潰変形をより一
層スムーズに行わせることができて、衝突エネルギー吸
収特性を安定化することができる。
【００３４】請求項６によれば、強度部材の衝突端側か
ら長さの前半部を、後半部よりも薄肉に形成してあるか
ら、該前半部の先端側からの圧潰変形を確実、かつ、ス
ムーズに行わせることができて、衝突エネルギー吸収特
性をより一層安定化することができる。
【００３５】請求項７によれば、強度部材の断面変化部
に重量物を支持するマウントブラケットを重合して接合
することによって、該断面変化部の圧潰強度を高めてあ
るから、該断面変化部の強度設定を適切、かつ、容易に
行うことができると共に、強度部材の成形性を向上する
ことができる。。
【００３６】請求項８によれば、強度部材の圧潰強度の
高い断面変化部をエンジンの支持部としてあるから、エ
ンジンとの剛体結合によって衝突時における断面変化部
の折れ曲がり防止を確実に行えると共に、エンジンの重
量を慣性力発生マスとして有効利用することができ、か
つ、エンジンの支持剛性を高めることができる。
【００３７】請求項９によれば、強度部材の圧潰強度の
高い断面変化部をフロントサスペンションメンバの支持
部としてあるから、フロントサスペンションメンバとの
剛体結合によって衝突時における断面変化部の折れ曲が
り防止を確実に行えると共に、フロントサスペンション
メンバの重量を慣性力発生マスとして有効利用すること
ができ、かつ、フロントサスペンションメンバの支持剛
性を高めることができる。
【００３８】請求項１０によれば、強度部材の圧潰強度
の高い断面変化部をリヤサスペンションメンバの支持部
としてあるから、リヤサスペンションメンバとの剛体結
合によって衝突時における断面変化部の折れ曲がり防止
を確実に行えると共に、リヤサスペンションメンバの重
量を慣性力発生マスとして有効利用することができ、か
つ、リヤサスペンションメンバの支持剛性を高めること
ができる。
【００３９】請求項１１によれば、強度部材の圧潰強度
の高い断面変化部を燃料タンクの支持部としてあるか
ら、燃料タンクとの剛体結合によって衝突時における断
面変化部の折れ曲がり防止を確実に行えると共に、燃料
タンクの重量を慣性力発生マスとして有効利用すること
ができ、かつ、燃料タンクの支持剛性を高めることがで
きる。
【００４０】また、燃料タンクを折れ曲がりを生じるこ
とのない断面変化部に支持することによって、燃料タン
クを安全に保護することができる。
【００４１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面と共に詳述す
る。
【００４２】図１〜６は本発明をエンジンルームＥＲの
両側部に車体前後方向に配設されるフロントサイドメン
バに適用したものである。
【００４３】フロントサイドメンバ１００は車両の前面
衝突時に衝突端となる前端１０１ａから長さの前半部、
即ち、範囲ａで示す前半部１０１、範囲ｃで示す後半部
１０３と、これら前半部１０１と後半部１０３との中間
部分で範囲ｂで示す断面変化部１０２とから構成されて
いる。
【００４４】前半部１０１は上下４隅部に斜壁１０１ｂ
を形成した圧潰強度の高い８角形の閉断面形状に形成し
てあり、後半部１０３は前半部１０１よりも圧潰強度の
低い４角形の閉断面形状に形成してある。
【００４５】これら前半部１０１および後半部１０３
は、それぞれ範囲ａ，ｃの領域で断面形状を一定にして
ある。
【００４６】断面変化部１０２は、範囲ｂ内において前
半部１０１に連なって上下４隅部に斜壁１０２ｂをもつ
８角形から、この斜壁１０２ｂを後方に至るに従って減
少乃至消失させて後半部１０３に連なる４角形に漸次断
面形状を変化させた閉断面に形成してある。
【００４７】フロントサイドメンバ１００は、後半部の
４角形の閉断面形状に押出し成形した後、前半部１０１
および断面変化部１０２を型成形により２次加工した一
体押出し成形体として得られるが、前半部１０１，断面
変化部１０２，後半部１０３をそれぞれ別体成形し、そ
れらを突き合わせてシーム溶接等により接合して一体的
に形成することができる。
【００４８】断面変化部１０２は前半部１０１および後
半部１０３よりも厚い板厚又は硬い材質として、これら
前半部１０１および後半部１０３よりも圧潰強度が高
く、かつ、後述する重量物を支持するために十分な剛性
を有している。
【００４９】本実施例では、断面変化部１０２のエンジ
ンルームＥＲ側の側面に、その側面形状と同一形状の当
接面を持つマウントブラケット１０４を重合して接合
し、該断面変化部１０２の圧潰強度を更に高めてある。
【００５０】前半部１０１の前端１０１ａにはフロント
バンパー１０５をバンパーステイ１０５ａを介して結合
してあり、後半部１０３の後端１０３ａは車室を隔成す
るダッシュロアパネル１０６の前面に突き合わせて接合
してある。
【００５１】この後半部１０３の後端部には、ダッシュ
ロアパネル１０６の下面側に廻り込んで接合されてフロ
ア下面後方に延びるエクステンションメンバ１０７を結
合してあると共に、フロントサイドメンバ１００をサイ
ドシル１０９に継げるガセットメンバ１０８を結合して
ある。
【００５２】そして、断面変化部１０２のマウントブラ
ケット１０４には、重量物としてのエンジン１１０をマ
ウント部材１１０ａを介して連結して、該エンジン１１
０を断面変化部１０２に支持している。
【００５３】以上の実施例構造によれば、車両の前面衝
突時にフロントバンパー１０５およびバンパーステイ１
０５ａを介してフロントサイドメンバ１００の前端１０
１ａに軸方向に衝突入力が作用すると、該フロントサイ
ドメンバ１００には前端１０１ａ側に向けて圧潰反力が
生じ、フロントサイドメンバ１００は軸方向に圧潰変形
して衝突エネルギーを吸収する。
【００５４】具体的にはフロントサイドメンバ１００に
は、車体重量および断面変化部１０２に結合したエンジ
ン１１０の重量による慣性力成分が圧潰反力として前端
１０１ａ側に作用するが、断面変化部１０２にはマウン
トブラケット１０４を介してエンジン１１０の重量Ｍｅ
分の慣性力Ｆ1 が、および後半部１０３の後端１０３ａ
にはエンジン１１０の重量Ｍｅを除いた車体重量Ｍｂ分
の慣性力Ｆ2 がフロントサイドメンバ１００の前方に向
けて作用する。
【００５５】慣性力Ｆ2 はフロントサイドメンバ１００
全体に、即ち前半部１０１から後半部１０３にかけて作
用するのに対して、慣性力Ｆ1 は前半部１０１だけに作
用する。
【００５６】ここで、断面変化部１０２は前半部１０１
および後半部１０３よりも圧潰強度を高くしてあるの
で、これらの慣性力の作用による変形を無視すると、結
局、前半部１０１はＦ1 ＋Ｆ2 、後半部１０３はＦ2 の
力で圧縮されることになる。
【００５７】従って、前半部１０１の圧潰強度を後半部
１０３の圧潰強度の（Ｆ1 ＋Ｆ2 ）／Ｆ2 倍にしても、
フロントサイドメンバ１００は前端１０１ａから後方に
向ってスムーズに圧潰変形するようになる。
【００５８】例えば、マウントブラケット１０４にかか
るエンジン１１０の重量の片側分を２００（ｋｇ）、後
半部１０３の後端１０３ａにかかる車体重量からエンジ
ン重量を除いた重量の片側分を４００（ｋｇ）とし、ま
た、エンジン１１０の減速加速度αｅと車両の減速加速
度αｂをともにα（ｍ／ｓ2 ）とすると、Ｆ1 ＝２００
α（Ｎ）、Ｆ2 ＝４００α（Ｎ）となり、前半部１０１
は２００α（Ｎ）＋４００α（Ｎ）＝６００α（Ｎ）、
後半部１０３は４００α（Ｎ）の力で圧縮されることに
なる。
【００５９】従って、前半部１０１と後半部１０３の圧
縮力の比は（Ｆ1 ＋Ｆ2 ）：Ｆ2 ＝６００：４００＝
３：２となる。
【００６０】実験によれば同一断面積、同一板厚の８角
形閉断面部材と４角形閉断面部材の圧潰強度の比は約
３：２であり、本実施例のフロントサイドメンバ１００
の前半部１０１と後半部１０３の圧潰強度の比も約３：
２であると考えられる。
【００６１】この結果、フロントサイドメンバ１００の
前半部１０１と後半部１０３の強度バランスは同等とな
り、車両の前面衝突時には該フロントサイドメンバ１０
０は前端１０１ａから順次圧潰変形されることになる。
【００６２】従って、フロントサイドメンバ１００の前
半部１０１の長さａをエンジンルームＥＲ内の実質的な
有効潰れ量に等しくしておけば、衝突時においてフロン
トサイドメンバ１００の前半部１０１が圧潰変形する間
は高い圧潰反力が期待できるので、衝突エネルギーを十
分に吸収することができる。
【００６３】因みに、断面変化部１０２にエンジン１１
０等の重量物を支持していない構成であれば、前述の
３：２の圧潰強度を持つ前半部１０１と後半部１０３の
双方に４００α（Ｎ）の慣性力が均等に働くので、相対
的に圧潰強度の低い後半部１０３から圧潰が開始される
ことになる。
【００６４】以上のことから、フロントサイドメンバ１
００の前半部１０１を圧潰強度の高い８角形の閉断面形
状に、および後半部１０３を前半部１０１よりも圧潰強
度の低い４角形の閉断面形状に形成してあっても、車両
の前面衝突時には前半部１０１の前端１０１ａから順次
スムーズに圧潰変形させることができるから、フロント
サイドメンバ１００全体の曲げ剛性および捩れ剛性を高
められると共に、効果的な衝突エネルギー吸収作用を行
わせることができる。
【００６５】また、フロントサイドメンバ１００の後半
部１０３は圧潰強度の低い４角形断面としてあっても、
該後半部１０３側からの圧潰変形や折れを生じることが
ないため、該後半部１０３の長さ領域に専用の補強板を
付設したり、あるいは後半部１０３の閉断面積を拡大す
る必要がなく、従って、コスト的におよび重量的に有利
になることは勿論、単純な４角形断面を採用することに
よって隣接部材１０６，１０７，１０８等との整合性お
よび接続性を向上することができる。
【００６６】図７に示す実施例は、フロントサイドメン
バ１００の前半部１０１の前端１０１ａ近傍の両側壁
に、縦方向に閉断面内側に膨出するビード１１１ａを形
成して易圧潰部１１１を設けたものである。
【００６７】このビード１１１ａの突出高さは前半部１
０１の板厚の５〜１０倍程度に設定してあり、該前半部
１０１の最大圧潰荷重を半減させる効果をもつ。
【００６８】フロントサイドメンバ１００の前端１０１
ａの近傍では後述するように軸方向に圧縮荷重が働いて
も曲げモーメントが殆んど生じないため、本実施例のよ
うに該前端１０１ａの近傍に易圧潰部１１１を設定する
ことにより、車両の前面衝突時には該易圧潰部１１１か
ら圧潰変形を誘起させ、前半部１０１の圧潰変形をより
一層スムーズに行わせて安定した衝突エネルギー吸収を
行わせることができる。
【００６９】前述のように車両の前面衝突時には、フロ
ントサイドメンバ１００の前半部１０１には車体重量Ｍ
ｂとエンジン重量Ｍｅの和の分の慣性力Ｆ1 ＋Ｆ2 が働
き、後半部１０３には車体重量Ｍｂ分の慣性力Ｆ2 だけ
が働く。
【００７０】ここで、例えば片側分の車体重量Ｍｂが第
１実施例の場合よりも重く６００（ｋｇ）、片側分のエ
ンジン重量Ｍｅが２００（ｋｇ）とすると、車両および
エンジン１１０の減速加速度をα（ｍ／ｓ2 ）とすれ
ば、前半部１０１は８００α（Ｎ）、後半部１０３は６
００α（Ｎ）の力で圧縮される。
【００７１】従って、前半部１０１と後半部１０３の圧
縮力の比は（Ｆ1 ＋Ｆ2 ）：Ｆ2 ＝８００：６００≒
１．３：１であり、同一板厚における８角形閉断面部材
と４角形閉断面部材の圧潰強度の比は前述のように約
１．５：１であるから、前半部１０１と後半部１０３と
を同一板厚とすると、第１実施例の場合と較べて後半部
１０３の負荷が大きくなって該後半部１０３から圧潰変
形する可能性がる。
【００７２】しかし、本実施例のように前半部１０１の
前端１０１ａ近傍に易圧潰部１１１を設定することによ
り、該易圧潰部１１１から圧潰変形が誘起されるように
なって、前半部１０１の圧潰強度が半減し、前半部１０
１と後半部１０３の圧潰強度の比は０．７５：１となる
から、フロントサイドメンバ１００は前半部１０１の前
端１０１ａ側から確実に圧潰変形するようになる。
【００７３】図８に示す実施例は、フロントサイドメン
バ１００の断面変化部１０２に重量物としてフロントサ
スペンションメンバ１１２を支持するようにしたもので
ある。
【００７４】断面変化部１０２の下壁から側壁に亘って
マウントブラケット１１３を接合又は締結固定して、該
断面変化部１０２の圧潰強度を前半部１０１および後半
部１０３よりも高めてある。
【００７５】フロントサスペンションメンバ１１２はマ
ウントブラケット１１３の下面に結合してある。
【００７６】また、本実施例では前半部１０１を後半部
１０３よりも板厚を薄く設定してある。
【００７７】車両の前面衝突時には、フロントサイドメ
ンバ１００の前半部１０１には車体重量Ｍｂとフロント
サスペションメンバ１１２およびその付設部材の重量Ｍ
ｓの和の分の慣性力Ｆ1 ＋Ｆ2 が働き、後半部１０３に
は車体重量Ｍｂ分の慣性力Ｆ2 が働く。
【００７８】ここで、例えば片側分の車体重量Ｍｂを４
００（ｋｇ）、片側分のフロントサスペンションメンバ
１１２の重量Ｍｓを５０（ｋｇ）、車両およびフロント
サスペンションメンバ１１２の減速加速度をα（ｍ／ｓ
2 ）とすれば、前半部１０１は４５０α（Ｎ）、後半部
１０３は４００α（Ｎ）の力で圧縮される。
【００７９】従って、前半部１０１と後半部１０３の圧
縮力の比は１．１３：１となるから、８角形断面の前半
部１０１と４角形断面の後半部１０３を同一板厚とする
と、第１実施例の場合と較べて後半部１０３の負荷が大
きくなって該後半部から圧潰変形する可能性がある。
【００８０】そこで、前述のように前半部１０１の板厚
を後半部１０３の板厚よりも薄く形成することにより、
前半部１０１と後半部１０３の強度バランスを同等に、
もしくは強度バランスを前半部１０１＜後半部１０３と
することができ、前半部１０１の前端１０１ａ側から確
実に圧潰変形させることができる。
【００８１】この実施例の場合も図７に示した実施例と
同様に、前半部１０１の前端１０１ａの近傍に易圧潰部
１１１を設けるようにすれば、該前半部１０１の圧潰変
形をより一層スムーズに行わせることができる。
【００８２】図９に示す実施例は、フロントサイドメン
バ１００を２枚のパネル材１１３，１１４で閉断面に形
成したものである。
【００８３】パネル材１１３，１１４はそれぞれの上下
フランジ１１３ａ，１１３ｂと１１４ａ，１１４ｂを重
合してスポット溶接により接合してある。
【００８４】本実施例ではフロントサイドメンバ１００
の前半部１１５では、パネル材１１３の下側隅部とパネ
ル材１１４の上下２隅部にそれぞれ斜壁１１５ｂを形成
した圧潰強度の高い７角形の閉断面形状に形成してあ
り、後半部１１７はパネル材１１３を平板状に、および
パネル材１１４をハット形断面にして前半部１１５より
も圧潰強度の低い４角形の閉断面形状に形成してある。
【００８５】これら前半部１１５および後半部１１７は
範囲ａ，ｃの領域で断面形状を一定にしてある。
【００８６】断面変化部１１６は、前半部１１５と後半
部１１７の中間の範囲ｂ内において前半部１１５に連な
ってパネル材１１３側の下側隅部とパネル材１１４側の
上下２隅部に斜壁１１６ｂをもつ７角形から、この斜壁
１１６ｂを後方に至るに従って減少乃至消失させて後半
部１１７に連なる４角形に漸次断面形状を変化させた閉
断面に形成してある。
【００８７】断面変化部１１６のエンジンルームＥＲ側
の側面に、第１実施例と同様にその側面形状と同一形状
の当接面をもつマウントブラケット１０４を重合して接
合し、該断面変化部１１６の圧潰強度を前半部１１５お
よび後半部１１７よりも高めてあり、該マウントブラケ
ット１０４に重量物としてのエンジン１１０（図１参
照）を連結して、該エンジン１１０を断面変化部１１６
に支持するようにしている。
【００８８】従って、この実施例の場合も車両の前面衝
突時には、フロントサイドメンバ１００の前半部１１５
には車体重量Ｍｂとエンジン１１０の重量Ｍｅ（図１参
照）の和の分の慣性力Ｆ1 ＋Ｆ2 が働き、後半部１１７
には車体重量Ｍｂ分の慣性力Ｆ2 が働く。
【００８９】例えばマウントブラケット１０４にかかる
エンジン１１０の重量の片側分の重量を２００（ｋ
ｇ）、後半部１１７の後端１１７ａにかかる車体重量の
片側分を４００（ｋｇ）とし、また、車両およびエンジ
ン１１０の減速加速度α（ｍ／ｓ2 ）とすれば、前半部
１１５は６００α（Ｎ）、後半部１１７は２００α
（Ｎ）の力で圧縮させることになり、前半部１１５と後
半部１１７の圧縮力の比は３：２となる。
【００９０】実験によれば同一断面積、同一の板厚の７
角形閉断面の強度部材と４角形閉断面の強度部材の圧潰
強度の比は約２．７：２であるから、このフロントサイ
ドメンバ１００の前半部１１５と後半部１１７の強度バ
ランスは前半部１１５＜後半部１１７となり、前面衝突
時には確実に前半部１１５の前端１１５ａから順次スム
ーズに圧潰変形するようになる。
【００９１】ここで、車体サイドメンバに用いられる閉
断面構造の強度部材の軸方向圧潰の開始位置と折れ易さ
の関係について考察すると、図１０，１１に示すように
強度部材ＭＢの先端部ＭＢF は自由端に近く後端部ＭＢ
R は固定端に近い条件とされるから、例えば図１０に示
すように圧潰の開始位置Ｐが長さの中央付近であると、
衝突方向のずれなど何らかの不整を契機として、この点
Ｐを中心に部材前半部ａを腕とした曲げモーメントが働
くため折れ変形を生じ易い。
【００９２】逆に圧潰の開始位置Ｐが図１１に示すよう
に部材前半部ａの先端に近い場合は、部材後端部が固定
されているので曲げモーメントが発生しないため折れ変
形を生じることはない。
【００９３】本実施例では前半部１１５と断面変化部１
１６の閉断面形状は７角形になっており、かつ、２枚の
パネル材１１３，１１４を接合して構成しているため、
厳密には閉断面の左右が線対称ではなく、パネル材１１
４側がパネル材１１３側よりも圧潰強度が強い構成とな
っている。
【００９４】従って、第１実施例で示したような閉断面
の左右が線対称な押出し材を用いた場合よりも不整によ
る折れ変形が生じ易い条件であると云える。
【００９５】しかし、最も曲げモーメントの中心となり
易い長さの中央部ｂの断面変化部１１６は、マウントブ
ラケット１０４の接合によって強度剛性が高められてい
るから、この断面変化部１１６からの折れ変形を確実に
阻止することができる。
【００９６】なお、この実施例にあっても図７に示した
ように前端近傍に易圧潰部１１１を設けたり、あるいは
第３実施例と同様に前半部１１５を後半部１１７よりも
板厚を薄く形成すれば、前半部１１５の圧潰変形をより
一層スムーズに行わせることができる。
【００９７】図１２は本発明をリヤサイドメンバに適用
して車両の後面衝突時の衝突エネルギー吸収を行わせる
ようにしたものである。
【００９８】図１２では説明の整合性をとるため便宜的
に図１〜３に示した実施例と同様に車両の後面衝突時の
衝突端を図の左側として、リヤサイドメンバ２００の車
体後方を前半部２０１に、車体前方を後半部２０３とし
ている。
【００９９】リヤサイドメンバ２００は図１〜３に示し
た第１実施例と全く同様に押出し成形体が用いられてい
て、前半部２０１は上下４隅部に斜壁２０１ｂをもつ８
角形の閉断面形状に形成してあると共に後半部２０３は
４角形の閉断面形状に形成してあり、これら前半部２０
１と後半部２０３の中間の断面変化部２０２は、前半部
２０１の上下４隅部の斜壁２０２ｂが後方に至るに従っ
て減少乃至消失する形状除変した閉断面に形成してあ
る。
【０１００】断面変化部２０２の下壁から内側の側壁に
亘ってマウントブラケット２１３を接合又は締結固定し
て、該断面変化部２０２の圧潰強度を前半部２０１およ
び後半部２０３よりも高めてある。
【０１０１】また、本実施例では前半部２０１を後半部
２０３よりも板厚を薄く設定してある。
【０１０２】そして、このマウントブラケット２１３に
リヤサスペンションメンバ２１２の取付部または燃料タ
ンク２１４の取付部を結合して、断面変化部２０２に重
量物としてのリヤサスペンションメンバ２１２又は燃料
タンク２１４を支持するようにしている。
【０１０３】この実施例構造によれば、車両の後面衝突
時には、リヤサイドメンバ２００の前半部２０１には車
体重量Ｍｂとリヤサスペンション重量Ｍｒ又は燃料タン
ク重量Ｍｆの和の分の慣性力Ｆ1 ＋Ｆ2 が働くのに対し
て後半部２０３には車体重量Ｍｂ分の慣性力Ｆ2 が働
く。
【０１０４】例えば、片側分の車体重量Ｍｂを４００
（ｋｇ）、片側分のリヤサスペンションメンバ重量Ｍｒ
又は燃料タンク重量Ｍｆを６０（ｋｇ）、車両とリヤサ
スペンションメンバ又は燃料タンクの減速加速度をα
（ｍ／ｓ2 ）とすれば、リヤサイドメンバ２００の前半
部２０１は４６０α（Ｎ）、後半部２０３は４００α
（Ｎ）の力で圧縮されることになる。
【０１０５】従って、前半部２０１と後半部２０３の圧
縮力の比は１．１５：１となるから、８角形断面の前半
部２０１と４角形断面の後半部２０３を同一板厚とする
と、第１実施例の場合と較べて後半部２０３の負荷が大
きくなって該後半部２０３から圧潰変形する可能性があ
る。
【０１０６】そこで、前述のように前半部２０１の板厚
を後半部２０３の板厚よりも薄く形成することにより、
前半部２０１と後半部２０３の強度バランスを同等に、
もしくは強度バランスを前半部２０１＜後半部２０３と
することができ、前半部２０１の前端２０１ａ側から確
実に圧潰変形させることができる。
【０１０７】特に、本実施例構造にあって、断面変化部
２０２に支持する重量物として燃料タンク２１４を有効
利用すれば、リヤサイドメンバ２００の圧潰変形が燃料
タンク２１４配設部前方で止まるため、燃料タンク２１
４を安全に保護することができる。
【０１０８】図１３はフロントサイドメンバ１００をそ
の前半部１０１から１０３の全長に亘って４角形の閉断
面に形成した押出し成形体を用いて構成したものであ
る。
【０１０９】前半部１０１は後半部１０３よりも閉断面
積を下方に拡大して形成し、断面変化部１０２は後半部
１０３側から前半部１０１に至るに従って閉断面積が漸
増するように形状を除変させて形成してある。
【０１１０】断面変化部１０２のエンジンルームＥＲ内
側の側面には、その側面形状と同一形状の当接面を持つ
マウントブラケット１０４を重合して接合し、該断面変
化部１０２の圧潰強度を前半部１０１および後半部１０
３よりも高めてあり、該マウントブラケット１０４に重
量物としてのエンジン１１０（図１参照）を連結して、
該断面変化部１０２にエンジン１１０（図１参照）を連
結し、該断面変化部１０２にエンジン１１０を支持する
ようにしている。
【０１１１】この実施例構造によれば、エンジンの重量
をＭｅ、エンジン重量を除いた車体重量をＭｂ、車両お
よびエンジンの減速加速度をα（ｍ／ｓ2 ）とすると、
エンジン重量Ｍｅによる慣性力はＦ1 ＝Ｍｅ・α、車体
重量による慣性力はＦ2 ＝Ｍｅ・αとなり、車両の前面
衝突時にフロントサイドメンバ１００の前半部１０１は
Ｆ1 ＋Ｆ2 、後半部１０３はＦ2 の力で圧縮されること
になる。
【０１１２】ここで、前半部１０１の閉断面積は後半部
１０３の（Ｍｅ＋Ｍｂ）／Ｍｂ倍としてあり、従って、
その圧潰強度の比は（Ｍｅ＋Ｍｂ）：Ｍｂとなる。
【０１１３】この結果、前半部１０１と後半部１０３の
強度バランスは同等であり、フロントサイドメンバ１０
０は前半部１０１の前端１０１ａ側から順次スムーズに
圧潰変形するようになる。
【０１１４】なお、この実施例にあっても図７に示した
ように前端近傍に易圧潰部１１１を設けたり、あるいは
第３実施例と同様に前半部１０１を後半部１０３よりも
板厚を薄くすれば、前半部１０１の圧潰変形をより一層
スムーズに行わせることができる。
【０１１５】
【発明の効果】以上、本発明によれば次に列挙する効果
を奏せられる。
【０１１６】請求項１によれば、強度部材の前半部を後
半部よりも高い圧潰強度の断面形状としてあるから、強
度部材全体の曲げ剛性および捩れ剛性を高められること
は勿論、車両衝突時にはこれら前半部と後半部の中間の
圧潰強度の高い断面変化部に支持した重量物の慣性作用
によって、該断面変化部および後半部に折れ変形を生じ
ることなく前半部の前端側から順次スムーズに圧潰変形
させることができるから、圧潰変形ストロークを十分に
確保できて効果的な衝突エネルギー吸収作用を行わせる
ことができる。
【０１１７】また、後半部には専用の補強材の付設ある
いは閉断面積の拡大化を必要としないので、コスト的に
および重量的に有利となる。
【０１１８】更には、該後半部の断面形状を単純化する
ことができるので、隣接部材との整合性および接続性を
向上できて、車体の組立作業を向上することができ、コ
ストダウンに大きく寄与することができる。
【０１１９】請求項２によれば、強度部材の前半部を８
角形断面として強度部材の全体的な曲げ剛性および捩れ
剛性を高められる一方、後半部を４角形断面として断面
形状を単純化してあるから、該後半部の隣接部材との整
合性および接続性を向上できると共に、該後半部の占有
体積が小さくレイアウトの自由度を拡大することができ
る。
【０１２０】請求項３によれば、強度部材の前半部を７
角形断面として所要の曲げ剛性、捩れ剛性を確保するよ
うにしてあるから、該前半部の占有体積を可及的に小さ
くできてレイアウトの自由度を高められる一方、後半部
を４角形断面として断面形状を単純化してあるから、該
後半部の隣接部材との整合性および接続性を向上できる
と共に、該後半部の占有体積が小さくレイアウトの自由
度を拡大することができる。
【０１２１】請求項４によれば、強度部材を全長に亘っ
て単純な４角形断面に形成してあるから、該強度部材の
成形性を向上できてコスト的に有利となることは勿論、
全長に亘って隣接部材との整合性および接続性を向上す
ることができる。
【０１２２】また、強度部材の衝突端側から長さの前半
部の閉断面積を後半部よりも上下方向に大きく形成して
圧潰強度を高めてあるので、車幅方向の嵩張りがなく、
特にエンジンルーム内に配設される場合、エンジンルー
ム内の車幅方向の占有体積が小さくレイアウトの自由度
を拡大することができる。
【０１２３】請求項５によれば、強度部材の折れ変形が
殆んど生じることのない衝突端の近傍に易圧潰部を形成
してあるから、該強度部材の前半部の圧潰変形をより一
層スムーズに行わせることができて、衝突エネルギー吸
収特性を安定化することができる。
【０１２４】請求項６によれば、強度部材の衝突端側か
ら長さの前半部を、後半部よりも薄肉に形成してあるか
ら、該前半部の先端側からの圧潰変形を確実、かつ、ス
ムーズに行わせることができて、衝突エネルギー吸収を
より一層安定化することができる。
【０１２５】請求項７によれば、強度部材の断面変化部
に重量物を支持するマウントブラケットを重合して接合
することによって、該断面変化部の圧潰強度を高めてあ
るから、該断面変化部の強度設定を適切、かつ、容易に
行うことができると共に、強度部材の成形性を向上する
ことができる。
【０１２６】請求項８によれば、強度部材の圧潰強度の
高い断面変化部をエンジンの支持部としてあるから、エ
ンジンとの剛体結合によって衝突時における断面変化部
の折れ変形を確実に防止できると共に、エンジンの重量
を慣性力発生マスとして有効利用することができ、か
つ、エンジンの支持剛性を高めることができる。
【０１２７】請求項９によれば、強度部材の圧潰強度の
高い断面変化部をフロントサスペンションメンバの支持
部としてあるから、フロントサスペンションメンバとの
剛体結合によって衝突時における断面変化部の折れ変形
を確実に防止できると共に、フロントサスペンションメ
ンバの支持剛性を高めることができる。
【０１２８】請求項１０によれば、強度部材の圧潰強度
の高い断面変化部をリヤサスペンションメンバの支持部
としてあるから、リヤサスペンションメンバとの剛体結
合によって衝突時における断面変化部の折れ変形を確実
に防止しできると共に、リヤサスペンションメンバの重
量を慣性力発生マスとして有効利用することができ、か
つ、リヤサスペンションメンバの支持剛性を高めること
ができる。
【０１２９】請求項１１によれば、強度部材の圧潰強度
の高い断面変化部を燃料タンクの支持部としてあるか
ら、燃料タンクとの剛体結合によって衝突時における断
面変化部の折れ変形を確実に防止できると共に、燃料タ
ンクの重量を慣性力発生マスとして有効利用することが
でき、かつ、燃料タンクの支持剛性を高めることができ
る。
【０１３０】また、燃料タンクを折れ変形を生じること
のない断面変化部に支持することによって、燃料タンク
を安全に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の配設状態を示す略示的平
面説明図。
【図２】同実施例の要部を示す拡大平面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図５】図２のＣ−Ｃ線に沿う断面図。
【図６】同実施例の強度部材の斜視図。
【図７】本発明の第２実施例を示す斜視図。
【図８】本発明の第３実施例を示す斜視図。
【図９】本発明の第４実施例を示す斜視図。
【図１０】強度部材の圧潰開始位置と折れ易さの関係の
第１例を示す側面説明図。
【図１１】強度部材の圧潰開始位置と折れ易さの関係の
第２例を示す側面説明図。
【図１２】本発明の第５実施例を示す斜視図。
【図１３】本発明の第６実施例を示す斜視図。
【図１４】従来の強度部材を示す斜視図。
【図１５】同従来の強度部材の配設状態を示す略示的平
面説明図。
【図１６】図１５のＡ1 −Ａ1 線に沿う断面図。
【図１７】図１５のＢ1 −Ｂ1 線に沿う断面図。
【図１８】図１５のＣ1 −Ｃ1 線に沿う断面図。
【符号の説明】
１００ 強度部材 １０１ 前半部 １０１ａ 前半部の前端 １０２ 断面変化部 １０３ 後半部 １１０ 重量物
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B62D 21/15 B62D 25/20

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 閉断面に形成されて車体前後方向に延在
    し、車両の衝突時に軸方向に圧縮荷重を受ける４角形以
    上の多角形断面を有する強度部材において、該強度部材
    の衝突端側から長さの前半部を後半部よりも高い圧潰強
    度を持つ断面形状とし、前半部と後半部の間に前半部か
    ら後半部の閉断面形状に形状変化する断面変化部を設
    け、かつ、該断面変化部の圧潰強度を前半部および後半
    部よりも高く設定して、該断面変化部を重量物の支持部
    としたことを特徴とする車体の強度部材構造。
  2. 【請求項２】 強度部材の衝突端側から長さの前半部を
    ８角形断面に、後半部を４角形断面に形成したことを特
    徴とする請求項１記載の車体の強度部材構造。
  3. 【請求項３】 強度部材の衝突端側から長さの前半部を
    ７角形断面に、後半部を４角形断面に形成したことを特
    徴とする請求項１記載の車体の強度部材構造。
  4. 【請求項４】 強度部材を全長に亘って４角形の閉断面
    に形成し、その衝突端側から長さの前半部の閉断面積を
    後半部よりも上下方向に大きく形成して、該前半部の圧
    潰強度を後半部よりも高く設定したことを特徴とする請
    求項１記載の車体の強度部材構造。
  5. 【請求項５】 強度部材の衝突端の近傍に易圧潰部を形
    成したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の
    車体の強度部材構造。
  6. 【請求項６】 強度部材の衝突端部から長さの前半部
    を、後半部よりも薄肉に形成したことを特徴とする請求
    項１〜５の何れかに記載の車体の強度部材構造。
  7. 【請求項７】 強度部材の断面変化部に重量物を支持す
    るマウントブラケットを重合して接合し、該断面変化部
    の圧潰強度を高めたことを特徴とする請求項１〜６の何
    れかに記載の車体の強度部材構造。
  8. 【請求項８】 強度部材の断面変化部をエンジンの支持
    部としたことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載
    の車体の強度部材構造。
  9. 【請求項９】 強度部材の断面変化部をフロントサスペ
    ンションメンバの支持部としたことを特徴とする請求項
    １〜７の何れかに記載の車体の強度部材構造。
  10. 【請求項１０】 強度部材の断面変化部をリヤサスペン
    ションメンバの支持部としたことを特徴とする請求項１
    〜７の何れかに記載の車体の強度部材構造。
  11. 【請求項１１】 強度部材の断面変化部を燃料タンクの
    支持部としたことを特徴とする請求項１〜７の何れかに
    記載の車体の強度部材構造。
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