JP5783261B2

JP5783261B2 - 骨格部材

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Publication number: JP5783261B2
Application number: JP2013540533A
Authority: JP
Inventors: 健雄森
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2015-09-24
Anticipated expiration: 2031-10-25
Also published as: EP2772415A4; EP2772415B1; EP2772415A1; US9145170B2; JPWO2013061408A1; WO2013061408A1; US20140239671A1; CN103796905A

Description

本発明は、車両の前部で車両前後方向に延びる骨格部材に関する。

従来、衝突により車両の前側から荷重が作用した際に、車両後方へ荷重を伝達する骨格部材として、特許文献１が知られている。特許文献１の骨格部材は、車両前後方向に座屈点を設けて、衝突時の変形をコントロールしている。具体的には、骨格部材は、エンジン等のパワートレインユニットの車幅方向横側に形成された座屈点と、それより後側に形成された座屈点と、を有している。骨格部材は、各座屈点で変形することで、衝撃を吸収している。

特開２０１０−２２１９９１号公報

上述の骨格部材は、前側の座屈点で屈曲することで、車幅方向内側へ変形し、当該位置にてパワートレインユニットと干渉する。骨格部材の前部付近（前側の座屈点よりもバンパレインフォースメント側）が圧縮変形するような力が作用し、骨格部材を車両後方へ押込むような力が弱まってしまう。これにより、骨格部材の衝撃吸収量が減少する。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、十分な衝撃吸収量を確保できる骨格部材を提供することを目的とする。

骨格部材は、車両の前部で車両前後方向に延びる骨格部材であって、車両前方からの荷重によって変形を誘発する変形誘発部が、車両前後方向に沿って骨格部材の複数箇所に形成され、複数の変形誘発部は、車両前後方向に沿って、骨格部材のアウタ側とインナ側とに交互に形成され、変形誘発部間の距離は、車両後方ほど大きくなることを特徴とする。

前突により車両前方から荷重がかかったとき、骨格部材は、エンジン等のパワートレインユニットの付近にて、インナ側へ向かって変形し、パワートレインユニットと干渉する。このとき、骨格部材は、変形誘発部間の距離が小さい前部で変形して後退する。すなわち、パワートレインユニットと干渉した部分より前側の部分での変形量を確保できる。また、当該変形により、骨格部材の後側の部分に、当該骨格部材を車両後方へ向かって押込むような力が伝達される。従って、パワートレインユニットと干渉した部分より後側の部分での変形量も大きくすることができる。以上により、十分な衝撃吸収量が確保される。

変形誘発部は、骨格部材の前部、中間部、及び後部にそれぞれ形成され、中間部、前部、後部の順で変形を誘発する。中間部での変形により衝撃を吸収した後、前部での変形により骨格部材を後退させる。これにより、後部に荷重を伝達できる。

変形誘発部は、骨格部材の他の部分に比して強度が低く、荷重によって座屈する脆弱部によって構成される。アウタ側に形成された脆弱部が座屈することで、骨格部材は当該部分にてインナ側へ折れ曲がる。インナ側に形成された脆弱部が座屈することで、骨格部材は当該部分にてアウタ側へ折れ曲がる。

変形誘発部は、車両前方からの荷重によって折れ曲がる折り曲げ部によって構成される。アウタ側に形成された折り曲げ部により、骨格部材は当該部分にてインナ側へ折れ曲がる。インナ側に形成された折り曲げ部により、骨格部材は当該部分にてアウタ側へ折れ曲がる。

車両前方から順番に、第１の変形誘発部、第２の変形誘発部、第３の変形誘発部が前記骨格部材に形成され、第３の変形誘発部は、車幅方向においてパワートレインユニットと隣り合う位置に配置され、第１の変形誘発部は骨格部材のアウタ側に形成され、当該第１の変形誘発部の位置で、骨格部材はインナ側へ向かって折れ曲がり、第１の変形誘発部は骨格部材のインナ側に形成され、当該第２の変形誘発部の位置で、骨格部材はアウタ側へ向かって折れ曲がり、第３の変形誘発部は骨格部材のアウタ側に形成され、当該第３の変形誘発部の位置で、骨格部材はインナ側へ向かって折れ曲がり、第１の変形誘発部と第２の変形誘発部との間の、車両前後方向における距離は、第２の変形誘発部と第３の変形誘発部との間の、車両前後方向における距離よりも小さい。

前突により車両前側から荷重がかかったとき、骨格部材は、エンジン等のパワートレインユニットの付近の第３の変形誘発部の位置にて、インナ側へ向かって変形し、パワートレインユニットと干渉する。このとき、骨格部材は、変形誘発部間の距離が小さい第１の変形誘発部及び第２の変形誘発部で変形して後退する。すなわち、当該部分での変形量を確保できる。また、第１の変形誘発部、第２の変形誘発部がインナ側とアウタ側で交互に形成されているため、安定した変形モードとなる。また、当該変形により、骨格部材の後側の部分に、当該骨格部材を車両後方へ向かって押込むような力が伝達される。従って、第３の変形誘発部より後側の部分での変形量も大きくすることができる。以上により、十分な衝撃吸収量が確保される。

骨格部材は、車両の前部で車両前後方向に延びる骨格部材であって、車両前後方向における前側領域よりも後側領域の強度が高く、前側領域には車両前方からの荷重によって折り曲げ変形を誘発する前側変形誘発部が形成され、後側領域には車両前方からの荷重によって折り曲げ変形を誘発する後側変形誘発部が形成される。

前突により車両前側から荷重がかかったとき、骨格部材は、エンジン等のパワートレインユニットの付近の後側変形誘発部にて、インナ側へ向かって変形し、パワートレインユニットと干渉する。このとき、骨格部材は、強度が低い前側変形誘発部で変形して後退する。すなわち、当該部分での変形量を確保できる。また、当該変形により、骨格部材の後側の部分に、当該骨格部材を車両後方へ向かって押込むような力が伝達される。従って、パワートレインユニットと干渉した後側変形誘発部よりも後側の部分での変形量も大きくすることができる。以上により、十分な衝撃吸収量が確保される。

前側変形誘発部は、アウタ側とインナ側にそれぞれ形成される折り曲げ部を有し、後側変形誘発部は、後側領域を補強する補強部材に設けられた折り曲げ部を有する。骨格部材は、当該補強部材に設けられた折り曲げ部にて、折り曲げ変形する。

前側変形誘発部における、アウタ側の折り曲げ部とインナ側の折り曲げ部との間の距離は、骨格部材の断面幅に設定される。このように、前側変形誘発部での折り曲げ部間の距離を小さくすることで、後側変形誘発部で折り曲げ変形を発生させた後に、前側変形誘発部の折り曲げ変形を発生させることができる。

骨格部材は、車両の前部で車両前後方向に延びる骨格部材であって、車両前後方向におけるパワートレインユニットより前側の部分には、アウタ側とインナ側のそれぞれに、車両前方からの荷重によって折り曲げ変形を誘発する前側変形誘発部が形成されている。

前突により車両前側から荷重がかかったとき、骨格部材は、パワートレインユニットの付近にて、インナ側へ向かって変形し、パワートレインユニットと干渉する。このとき、骨格部材は、パワートレインユニットより前側の部分で変形して後退する。すなわち、当該部分での変形量を確保できる。また、当該変形により、骨格部材の後側の部分に、当該骨格部材を車両後方へ向かって押込むような力が伝達される。従って、パワートレインユニットと干渉した部分より後側の部分での変形量も大きくすることができる。以上により、十分な衝撃吸収量が確保される。

本発明によれば、十分な衝撃吸収量を確保できる。

第１実施形態に係るフロントサイドメンバの一部を示す斜視図である。各変形誘発部での変形の順序を説明するためのモデル図である。各変形誘発部での変形の順序を示した概略図である。比較例に係るフロントサイドメンバの一部を示す斜視図である。実施形態に係るフロントサイドメンバと比較例に係るフロントサイドメンバの変形の様子を示す斜視図である。実施形態に係るフロントサイドメンバと比較例に係るフロントサイドメンバの変形の様子を示す平面図である。実施形態に係るフロントサイドメンバと比較例に係るフロントサイドメンバの変形の様子を示す平面図である。第２実施形態に係るフロントサイドメンバの一部を示す斜視図である。平板状態のフロントサイドメンバインナを示す図である。第３実施形態に係るフロントサイドメンバの一部を示す斜視図である。図１０のフロントサイドメンバアウタ及びリインホースメントの構成を示す斜視図である。

以下、図面を参照して本発明に係る骨格部材の好適な実施形態について詳細に説明する。

［第１実施形態］
フロントサイドメンバ１は、車両の前部において車両前後方向に延びる骨格部材である。フロントサイドメンバ１は、車幅方向に一対設けられており、前端部でバンパレインフォースメントの車幅方向の両端部をそれぞれ支持している。フロントサイドメンバ１は、衝突によってバンパレインフォースメントに荷重が入力されたときに、当該荷重を吸収すると共に、車体の後側へ荷重を伝達する機能を有する。図１には、一対のうち一方のフロントサイドメンバ１のみが示されている。また、フロントサイドメンバ全体に比して部材の板厚は小さいため、図中では各部材の板厚が省略されている。なお、図中では理解のため、フランジ部などが互いに僅かに離間しているが、実際の構造では、二枚の部材は互いに接触して接合される。

フロントサイドメンバ１は、横断面が略矩形状に形成されており、車幅方向のアウタ側の側壁１ａと、車幅方向のインナ側の側壁１ｂと、上壁１ｃと、下壁１ｄと、を有している。また、フロントサイドメンバ１は、車両前後方向に沿って、前部ＦＡと、中間部ＭＡと、後部ＲＡとを有している。なお、本実施形態では、中間部ＭＡは、エンジン等を含むパワートレインユニットＰＴＵ（図３や図７を参照）と車幅方向に隣り合う領域を指すものとする。前部ＦＡは、中間部ＭＡより車両前側の領域である。前部ＦＡは、車両前後方向において、パワートレインユニットＰＴＵよりも前側の領域である。後部ＲＡは、中間部ＭＡより車両後側の領域である。

フロントサイドメンバ１の中間部ＭＡには、断面積が減少する断面減少部５が形成されている。この断面減少部５は、車両上下方向から見て、フロントサイドメンバ１のアウタ側が、インナ側に湾曲することによって構成されている。具体的に、断面減少部５では、フロントサイドメンバ１のアウタ側の側壁１ａが車両上下方向から見て円弧を描くように湾曲している。断面減少部５では、フロントサイドメンバ１のインナ側の側壁１ｂは、湾曲することなく、真直ぐに延びている。

図１に示すように、フロントサイドメンバ１は、フロントサイドメンバアウタ２と、フロントサイドメンバインナ３とを互いに接続することによって構成されている。フロントサイドメンバアウタ２は、車両前後方向に延びる部材である。フロントサイドメンバアウタ２は、フロントサイドメンバ１のアウタ側の部材であり、主に、フロントサイドメンバ１のアウタ側の側壁１ａを構成する。フロントサイドメンバインナ３は、車両前後方向に延びる部材である。フロントサイドメンバインナ３は、フロントサイドメンバ１のインナ側の部材であり、主に、フロントサイドメンバ１のインナ側の側壁１ｂと、上壁１ｃと、下壁１ｄと、を構成する。

フロントサイドメンバアウタ２は、側壁部１１と、フランジ部１２と、フランジ部１３を備えている。側壁部１１は、フロントサイドメンバ１のアウタ側の側壁１ａを構成している。フランジ部１２は、側壁部１１の上側の縁部に形成され、フロントサイドメンバインナ３のフランジ部２４と接合される。フランジ部１３は、側壁部１１の下側の縁部に形成され、フロントサイドメンバインナ３のフランジ部２６と接合される。例えば、フロントサイドメンバアウタ２の側壁部１１、フランジ部１２、フランジ部１３は、長尺な平板を折り曲げ加工やプレス加工などをすることによって形成される。

フロントサイドメンバインナ３は、側壁部２１と、上壁部２２と、下壁部２３と、フランジ部２４と、フランジ部２６と、を備えている。側壁部２１は、フロントサイドメンバ１のインナ側の側壁１ｂを構成している。上壁部２２は、フロントサイドメンバ１の上壁１ｃを構成している。下壁部２３は、フロントサイドメンバ１の下壁１ｄを構成している。フランジ部２４は、上壁部２２のアウタ側の縁部に形成され、フロントサイドメンバアウタ２のフランジ部１２と接合される。フランジ部２６は、下壁部２３のアウタ側の縁部に形成され、フロントサイドメンバアウタ２のフランジ部１３と接合される。例えば、フロントサイドメンバインナ３の側壁部２１、上壁部２２、下壁部２３、フランジ部２４、フランジ部２６は、長尺な平板を折り曲げ加工やプレス加工などをすることによって形成される。

フロントサイドメンバ１の前部ＦＡでは、上側のフランジ部１２及びフランジ部２４は、水平に広がった状態で、車両前後方向に延びている。すなわち、フランジ部１２は、側壁部１１の上縁から水平に屈曲している。フランジ部２４は、上壁部２２のアウタ側の縁部から真直ぐ水平に延びている。フロントサイドメンバ１の中間部ＭＡ及び後部ＲＡでは、上側のフランジ部１２及びフランジ部２４は、鉛直に広がった状態で、車両前後方向に延びている。すなわち、フランジ部１２は、側壁部１１の上縁から真直ぐ上方に延びている。フランジ部２４は、上壁部２２のアウタ側の縁部から上方に屈曲している。フロントサイドメンバ１の前部ＦＡ、中間部ＭＡ、後部ＲＡでは、下側のフランジ部１３及びフランジ部２６は、鉛直に広がった状態で、車両前後方向に延びている。すなわち、フランジ部１３は、側壁部１１の下縁から真直ぐ下方に延びている。フランジ部２６は、下壁部２３のアウタ側の縁部から下方に屈曲している。

断面減少部５では、フロントサイドメンバアウタ２の側壁部１１、フランジ部１２、フランジ部１３は、車両上下方向から見て円弧を描くように湾曲している。フロントサイドメンバインナ３のフランジ部２４、フランジ部２６も、当該形状に対応するように湾曲している。フロントサイドメンバインナ３の上壁部２２及び下壁部２３のインナ側の縁部も、当該形状に対応するように湾曲している。

フロントサイドメンバ１には、車両前方からの荷重によって変形を誘発する変形誘発部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅが、車両前後方向に沿って形成されている。変形誘発部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅは、フロントサイドメンバ１の水平方向の折り曲げ変形を誘発する（すなわち、車両上下方向に延びる軸線周りの折り曲げ変形）。フロントサイドメンバ１には、車両前方から順番に、変形誘発部３０Ａ、変形誘発部３０Ｂ、変形誘発部３０Ｃ、変形誘発部３０Ｄ、変形誘発部３０Ｅが形成される（図３を参照）。変形誘発部３０Ａ，３０Ｂは、フロントサイドメンバ１の前部ＦＡに形成される。変形誘発部３０Ｃは、フロントサイドメンバ１の中間部ＭＡに形成される。変形誘発部３０Ｄ，３０Ｅは、フロントサイドメンバ１の後部ＲＡに形成される。

また、変形誘発部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅは、車両前後方向に沿って、フロントサイドメンバ１のアウタ側とインナ側とに交互に形成される。変形誘発部３０Ａは、フロントサイドメンバ１のアウタ側に形成される。変形誘発部３０Ｂは、フロントサイドメンバ１のインナ側に形成される。変形誘発部３０Ｃは，フロントサイドメンバ１のアウタ側に形成される。変形誘発部３０Ｄは、フロントサイドメンバ１のインナ側に形成される。変形誘発部３０Ｅは、フロントサイドメンバ１のアウタ側に形成される。これによって、フロントサイドメンバ１はアウタ側とインナ側で交互に変形する。すなわち、フロントサイドメンバ１は、変形誘発部３０Ａの位置でインナ側へ向かって折れ曲がり、変形誘発部３０Ｂの位置でアウタ側へ向かって折れ曲がり、変形誘発部３０Ｃの位置でインナ側へ向かって折れ曲がり、変形誘発部３０Ｄの位置でアウタ側へ向かって折れ曲がり、変形誘発部３０Ｅの位置でインナ側へ向かって折れ曲がる。なお、「インナ側へ向かって折れ曲がる」とは、フロントサイドメンバ１のインナ側の側壁１ｂが山を形成し、アウタ側の側壁１ａが谷を形成するように、インナ側へ凸となるように折れ曲がることである。「アウタ側へ向かって折れ曲がる」とは、フロントサイドメンバ１のアウタ側の側壁１ａが山を形成し、インナ側の側壁１ｂが谷を形成するように、アウタ側へ凸となるように折れ曲がることである。

変形誘発部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅは、荷重によって座屈する脆弱部４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｅによって構成されている。脆弱部４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｅは、他の部分（フロントサイドメンバ１のうち、脆弱部４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｅを除いた部分）に比して座屈に対する強度が低い。脆弱部４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｅの座屈強度は、他の部分に比して２０％以上低く設定されていることが好ましい。例えば、フロントサイドメンバ１の材料として超ハイテン材料やテーラードブランク材を用いる。脆弱部４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｅは、フロントサイドメンバ１における該当部分を熱処理（焼き鈍し）して強度を低下させることにより、形成される。あるいは、部分的な低強度材料の使用によって強度を低下させる。なお、脆弱部４０Ｄ，４０Ｅの座屈強度は、脆弱部４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃの座屈強度より高く設定されている。これにより、変形誘発部３０Ｄ，３０Ｅは、変形誘発部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃが変形した後に変形する。

変形誘発部３０Ａを構成する脆弱部４０Ａは、フロントサイドメンバ１のインナ側に比してアウタ側を座屈し易くする。具体的に、脆弱部４０Ａは、フロントサイドメンバアウタ２に形成される側部４１と、フロントサイドメンバインナ３に形成される上部４２及び下部４３と、によって構成される。フロントサイドメンバアウタ２には、一定の幅（車両前後方向の大きさ）にて、フランジ部１２、側壁部１１、フランジ部１３にわたって、矩形状の側部４１が形成される。フロントサイドメンバインナ３には、上壁部２２のインナ側の縁部に頂点部を有し、フランジ部２４の外縁部に底辺部を有するような三角形状の上部４２が形成される。また、フロントサイドメンバインナ３には、下壁部２３のインナ側の縁部に頂点部を有し、フランジ部２６の外縁部に底辺部を有するような三角形状の下部４３が形成される。上部４２及び下部４３の底辺部は、側部４１と同位置に配置され、側部４１の幅（車両前後方向の大きさ）と略同じ大きさに形成される。これにより、脆弱部４０Ａは、フロントサイドメンバ１のアウタ側の側壁１ａに矩形状に構成された部分と、上壁１ｃ及び下壁１ｄに三角形状に構成された部分と、を有する。上壁１ｃ及び下壁１ｄの三角形は、弱くするアウタ側に底辺部が配置されるように、形成される。変形誘発部３０Ｃを構成する脆弱部４０Ｃ及び変形誘発部３０Ｅを構成する脆弱部４０Ｅは、脆弱部４０Ａと同趣旨の構成を有する。なお、後部ＲＡの変形誘発部３０Ｅは、折り曲げ変形可能な構成（例えばアウタ側にビードなどの折り曲げ部を設ける）であれば、脆弱部４０Ｅの座屈による変形構造でなくともよい。

変形誘発部３０Ｂを構成する脆弱部４０Ｂは、フロントサイドメンバ１のアウタ側に比してインナ側を座屈し易くする。具体的に、脆弱部４０Ｂは、フロントサイドメンバインナ３に形成される側部４６、上部４７及び下部４８によって構成される。フロントサイドメンバインナ３には、一定の幅（車両前後方向の大きさ）にて、側壁部２１の車両上下方向にわたって、矩形状の側部４６が形成される。フロントサイドメンバインナ３には、上壁部２２のアウタ側の縁部（またはフランジ部２４の外縁部でもよい）に頂点部を有し、上壁部２２のインナ側の縁部に底辺部を有するような三角形状の上部４７が形成される。また、フロントサイドメンバインナ３には、下壁部２３のアウタ側の縁部（またはフランジ部２６の外縁部でもよい）に頂点部を有し、下壁部２３のインナ側の縁部に底辺部を有するような三角形状の下部４８が形成される。上部４７及び下部４８の底辺部は、側部４６と同位置に配置され、側部４６の幅（車両前後方向の大きさ）と略同じ大きさに形成される。これにより、脆弱部４０Ｂは、フロントサイドメンバ１のインナ側の側壁１ｂに矩形状に構成された部分と、上壁１ｃ及び下壁１ｄに三角形状に構成された部分と、を有する。上壁１ｃ及び下壁１ｄの三角形は、弱くするインナ側に底辺部が配置されるように、形成される。変形誘発部３０Ｄを構成する脆弱部４０Ｄは、脆弱部４０Ｂと同趣旨の構成を有する。なお、後部ＲＡの変形誘発部３０Ｄは、折り曲げ変形可能な構成（例えばインナ側にビードなどの折り曲げ部を設ける）であれば、脆弱部４０Ｄの座屈による変形構造でなくともよい。

フロントサイドメンバ１に車両前方から荷重が作用すると、変形誘発部３０Ａ，３０Ｃ，３０Ｅでは、脆弱部４０の側部４１が座屈して潰れると共に、上部４２及び下部４３の底辺部側が座屈して潰れる。これにより、フロントサイドメンバ１は、変形誘発部３０Ａ，３０Ｃ，３０Ｅの位置で、インナ側に向かって折れ曲がる。また、変形誘発部３０Ｂ，３０Ｄでは、脆弱部４０の側部４６が座屈して潰れると共に、上部４７及び下部４８の底辺部側が座屈して潰れる。これにより、フロントサイドメンバ１は、変形誘発部３０Ｂ，３０Ｄの位置で、アウタ側に向かって折れ曲がる。以上により、図３や図６（ａ）に示すように、フロントサイドメンバ１は、水平面内でジグザグ状に変形する。フロントサイドメンバ１は、車両の前部ＦＡでも折れ曲がり変形することで、安定した変形モードを実現できる。

各変形誘発部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅのうち、車両前後方向に隣り合う変形誘発部同士の間の距離は、車両後方ほど大きくなっている。すなわち、変形誘発部３０Ｃと変形誘発部３０Ｂとの間の距離Ｌ２は、変形誘発部３０Ｂと変形誘発部３０Ａとの間の距離Ｌ１よりも大きい。変形誘発部３０Ｄと変形誘発部３０Ｃとの間の距離Ｌ３は、変形誘発部３０Ｃと変形誘発部３０Ｂとの間の距離Ｌ２よりも大きい。変形誘発部３０Ｅと変形誘発部３０Ｄとの間の距離Ｌ４は、変形誘発部３０Ｄと変形誘発部３０Ｃとの間の距離Ｌ３よりも大きい。なお、各距離は、一の変形誘発部の車両前後方向の中央位置と、隣の変形誘発部の車両前後方向の中央位置との間の距離である。

具体的には、変形誘発部３０Ｂと変形誘発部３０Ａとの間の距離Ｌ１は、フロントサイドメンバ１の断面幅ＬＤと同じ大きさに設定されることが好ましい。変形誘発部３０Ｃと変形誘発部３０Ｂとの間の距離Ｌ２は、距離Ｌ１の３倍以上の距離に設定されることが好ましい。または、本実施形態のようにフロントサイドメンバ１が断面減少部５を有している場合は、最大減少位置（断面幅が一番小さくなる位置）に変形誘発部３０Ｃが設けられることが好ましい。

次に、上述のように構成されたフロントサイドメンバ１の変形について説明する。

変形誘発部３０Ｃと変形誘発部３０Ｂとの間の距離Ｌ２は、変形誘発部３０Ｂと変形誘発部３０Ａとの間の距離Ｌ１よりも大きい。従って、フロントサイドメンバ１に車両前方から荷重が作用したとき、変形誘発部３０Ｃと変形誘発部３０Ｂが先に変形し、その後で変形誘発部３０Ａが変形する。図２（ａ）のモデル図に示すように、フロントサイドメンバ１に荷重Ｆが作用すると、変形誘発部３０Ａ及び変形誘発部３０Ｃにはインナ側へ折り曲げようとする力ＳＦが作用し、変形誘発部３０Ｂにはアウタ側へ折り曲げようとする力ＳＦが作用する。各変形誘発部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに作用する力ＳＦの大きさは、いずれも同じである。しかし、変形誘発部３０Ｃと変形誘発部３０Ｂとの間の距離Ｌ２は、変形誘発部３０Ｂと変形誘発部３０Ａとの間の距離Ｌ１よりも大きい。従って、変形誘発部３０Ｂを基準とした場合、距離Ｌ２が大きい変形誘発部３０Ｃ側のモーメントＭ２は、距離Ｌ１が小さい変形誘発部３０Ａ側のモーメントＭ１よりも大きくなる。以上より、変形誘発部３０Ｃと変形誘発部３０Ｂが先に変形し、その後で変形誘発部３０Ａが変形する。

フロントサイドメンバ１全体で見たとき、図３に示すような順序で変形する。図３（ａ）に示すように、フロントサイドメンバ１の前端には、バンパレインフォースメント５０が、クラッシュボックス５１を介して連結されている。図３（ｂ）に示すように、バンパレインフォースメント５０に荷重が入力されると、まずはクラッシュボックス５１が潰れる。

次に、図３（ｃ）に示すように、変形誘発部３０Ｂと変形誘発部３０Ｃが変形する。すなわち、フロントサイドメンバ１が、変形誘発部３０Ｃの位置でインナ側に向かって折れ曲がり、変形誘発部３０Ｂの位置でアウタ側に向かって折れ曲がる。前述の理由により、変形誘発部３０Ｂ，３０Ｃは、変形誘発部３０Ａより先に変形する。このとき、変形誘発部３０Ｃは、折れ曲がり変形によってインナ側へ移動することで、パワートレインユニットＰＴＵの側面と衝突する。

次に、図３（ｄ）に示すように、変形誘発部３０Ａが変形する。すなわち、フロントサイドメンバ１が、変形誘発部３０Ａの位置でインナ側に向かって折れ曲がる。また、変形誘発部３０Ｂでも引き続き変形する。これにより、バンパレインフォースメント５０はスムーズに車両後方へ移動する。また、フロントサイドメンバ１を後方へ押込むような力が、後部ＲＡへ伝達される。なお、変形誘発部３０Ｄ，３０Ｅは、座屈に対する強度が変形誘発部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに比して高く設定されている。従って、変形誘発部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃでの変形が、変形誘発部３０Ｄ，３０Ｅでの変形よりも早く起こる。

次に、図３（ｅ）に示すように、変形誘発部３０Ｄと変形誘発部３０Ｅが変形する。すなわち、フロントサイドメンバ１が、変形誘発部３０Ｄの位置でアウタ側に向かって折れ曲がり、変形誘発部３０Ｅの位置でインナ側に向かって折れ曲がる。また、変形誘発部３０Ｃも引き続き変形する。なお、変形誘発部３０Ｃは、パワートレインユニットＰＴＵの干渉後も、車両後方へ移動する。各種変形誘発部で変形が進み、最終的に図３（ｆ）に示すような状態となる。

比較例に係る構造として、図４に示すフロントサイドメンバ４００が挙げられる。フロントサイドメンバ４００は、断面減少部５を有しているが、本実施形態のような変形誘発部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを有していない。このような構造により、比較例に係るフロントサイドメンバ４００は、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、バンパレインフォースメント５０に荷重が作用したとき、断面減少部５の部分でインナ側へ折れ曲がる（本実施形態の変形誘発部３０Ｃと略同じ位置で変形する）。一方、フロントサイドメンバ４００は、バンパレインフォースメント５０との接続部分５２で変形するが、車両前部では折れ曲がることなく突っ張る。このように比較例に係るフロントサイドメンバ４００は、接続部分５２の角度変化が大きくなり、不安定な変形モードにて変形する。なお、図５（ｂ）及び図６（ｂ）では、フロントサイドメンバ４０の変形モードを明確にするため、クラッシュボックス５１は省略している。

図７（ｂ）は、比較例に係るフロントサイドメンバ４００の変形の様子をより詳細に示している。図７（ｂ）に示すように、フロントサイドメンバ４００は、断面減少部５で折れ曲がり、パワートレインユニットＰＴＵと干渉する。このとき、折れたフロントサイドメンバ４００がパワートレインユニットＰＴＵと干渉する一方、フロントサイドメンバ４００の前部は突っ張って折れない。従って、フロントサイドメンバ４００がパワートレインユニットＰＴＵをインナ側へ押すような力が作用する一方で、フロントサイドメンバ４００を車両後方へ押込む力は弱くなる。従って、フロントサイドメンバ４００の後部の変形（変形誘発部３０Ｄ，３０Ｅでの変形）が阻害されてしまい、衝撃吸収量が少なくなる。また、フロントサイドメンバ４００の変形が、不安定なものとなってしまう。図６（ｂ）に示すように、フロントサイドメンバ４００は、変形のストローク（初期のバンパレインフォースメント５０と、変形後のバンパレインフォースメント５０との間の距離）を大きくすることができない。

本実施形態に係るフロントサイドメンバ１は、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、変形誘発部３０Ｃでインナ側へ折れ曲がるのみならず、バンパレインフォースメント５０の近傍にて、変形誘発部３０Ｂでアウタ側へ折れ曲がり、変形誘発部３０Ａでインナ側へ折れ曲がる。このとき、変形誘発部３０Ｂと変形誘発部３０Ｃとの距離Ｌ２が、変形誘発部３０Ａと変形誘発部３０Ｂとの距離Ｌ１より大きいため、変形誘発部３０Ｃでの変形が、変形誘発部３０Ａでの変形より先に起きる。フロントサイドメンバ１は、前部側において三箇所でジグザグ状の折り曲げ変形することにより、多関節化によって当該部分での変形量が増え、エネルギー吸収量が大きくなる。また、フロントサイドメンバ１とバンパレインフォースメント５０との接続部分５２は、比較例のように大きく角度変化することなく、位置を保ったままで安定的に車両後方へそのまま移動できる。

図７（ａ）は、本実施形態に係るフロントサイドメンバ１の変形の様子をより詳細に示している。図７（ａ）に示すように、フロントサイドメンバ１は、変形誘発部３０Ｃ（断面減少部５）で折れ曲がり、パワートレインユニットＰＴＵと干渉する。このとき、折れたフロントサイドメンバ４００がパワートレインユニットＰＴＵと干渉する一方、フロントサイドメンバ１の前部は、変形誘発部３０Ｂ及び変形誘発部３０Ａにて折れ曲がる。従って、フロントサイドメンバ１は、変形誘発部３０ＣにてパワートレインユニットＰＴＵと干渉した後も、変形誘発部３０Ａ，３０Ｂでの変形により、安定的に車両後方へ押込む力が伝達され（変形誘発部３０Ｃは、変形例のようにパワートレインユニットＰＴＵを車幅方向内側へ押込まない）、変形誘発部３０Ｄ及び変形誘発部３０Ｅにてしっかりと変形する。このように、変形誘発部３０Ａ，３０Ｂで変形することに加え、変形誘発部３０Ｄ，３０Ｅでの変形量もしっかりと確保できる。従って、衝撃吸収量が増加する。また、フロントサイドメンバ１の変形が、安定したものとなる。図６（ａ）に示すように、フロントサイドメンバ１は、変形のストローク（初期のバンパレインフォースメント５０と、変形後のバンパレインフォースメント５０との間の距離）を、比較例に比して大きくすることができる。これにより、フロントサイドメンバ１は、衝突時の衝撃吸収量を十分に確保することで、後側の車体構造の強度を高くすることにより車重が重くなることを防止できる。また、変形の多関節化により変形モードを安定させることができる。

以上のように、前突により車両前方から荷重がかかったとき、フロントサイドメンバ１は、エンジン等のパワートレインユニットＰＴＵの付近の変形誘発部３０Ｃにて、インナ側へ向かって変形し、パワートレインユニットＰＴＵと干渉する。このとき、フロントサイドメンバ１は、変形誘発部間の距離が小さい前部で変形して後退する。すなわち、当該部分での変形量を確保できる。また、当該変形により、フロントサイドメンバ１の後側の部分に、当該フロントサイドメンバ１を車両後方へ向かって押込むような力が伝達される。従って、パワートレインユニットＰＴＵと干渉した部分より後側の部分での変形量も大きくすることができる。以上により、十分な衝撃吸収量が確保される。

［第２実施形態］
図８及び図９を参照して、第２実施形態に係るフロントサイドメンバ１００について説明する。第２実施形態に係るフロントサイドメンバ１００は、別部材を用いて脆弱部１４０を形成している点で、第１実施形態に係るフロントサイドメンバ１と主に相違している。

図８に示すように、フロントサイドメンバ１００の脆弱部１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃは、他の部分の材料に比して強度の低い部材を取り付けることによって、構成されている。脆弱部１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃの位置・形状・大きさは、第１実施形態のフロントサイドメンバ１の脆弱部４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃと略同じである。変形誘発部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、当該脆弱部１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃによって構成されている。なお、変形誘発部３０Ｄ，３０Ｅも、別部材による脆弱部によって構成されてよい。

脆弱部１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃは、例えばテーラードブランク溶接によって形成される。すなわち、フロントサイドメンバアウタ２とフロントサイドメンバインナ３の該当部分が切り取られる。脆弱部１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃは、当該切り取り部分に、強度の低い別部材を溶接することによって構成される。別部材として、フロントサイドメンバアウタ２とフロントサイドメンバインナ３の材料よりも強度が弱い材料からなる部材、または、フロントサイドメンバアウタ２とフロントサイドメンバインナ３の板厚よりも薄い板厚からなる部材を採用することができる。

例えば、図９（ａ）に示すように、平板状態のフロントサイドメンバインナ３の該当部分を切り取り、当該部分に別部材１４２，１４３，１４５を溶接する。また、図９（ｂ）に示すような構成としてもよい。図９（ｂ）の例では、三角形の別部材１４２，１４３が接続部１４６で接続されている。これにより、別部材１４２，１４３，１４６を一枚のピースとすることができる。これにより、テーラードブランク溶接のための細切れ数を少なくできるため、製造が容易になる。

以上のような第２実施形態に係るフロントサイドメンバ１００は、第１実施形態に係るフロントサイドメンバ１と同様の作用・効果を得ることができる。

［第３実施形態］
図１０及び図１１を参照して、第３実施形態に係るフロントサイドメンバ２００について説明する。第３実施形態に係るフロントサイドメンバ２００は、折り曲げ部２４０によって変形誘発部３０を形成している点、中間部ＭＡ及び後部ＲＡが補強されている点で、第１実施形態に係るフロントサイドメンバ１と主に相違している。

図１０及び図１１に示すように、第３実施形態に係るフロントサイドメンバ２００は、フロントサイドメンバアウタ２及びフロントサイドメンバインナ３に加え、リインホース２１０を有している。また、変形誘発部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、折り曲げ部２４０Ａ，２４０Ｂ，２４０Ｃによって構成されている。

リインホース２１０は、フロントサイドメンバ２００の中間部ＭＡ及び後部ＲＡを補強する部材であり、当該領域において、フロントサイドメンバ２００の内部に設けられる。リインホース２１０は、フロントサイドメンバインナ３の内面と略一致するような形状を有している。具体的には、リインホース２１０は、側壁部２１を補強する側部２２１、上壁部２２を補強する上壁部２２２、下壁部２３を補強する下部２２３、フランジ部２４，２６を補強するフランジ部２２４，２２６を有している。リインホース２１０は、前端部に、上壁部２２２及び下部２２３が車両前方に突出する突出部２２２ａ，２２３ａを有している。突出部２２２ａ，２２３ａは、上壁部２２２及び下部２２３のアウタ側を突出させることにより構成されている。上壁部２２２及び下部２２３のインナ側は突出していない。なお、リインホース２１０の前端部（突出部２２２ａ，２２３ａを含む）には、内側へ折り曲げることでフランジ部２３０が形成されている。以上のような構成により、フロントサイドメンバ２００は、車両前後方向における前側領域（主に前部ＦＡを含んでいる）と、前側領域よりも強度が高い後側領域（主に中間部ＭＡ及び後部ＲＡを含んでいる）を有する。後側領域は、リインホース２１０で補強される部分である。前側領域と後側領域の境界部分では、アウタ側は突出部２２２ａ，２２３ａで補強され、インナ側は補強されていない。

変形誘発部３０Ａ及び変形誘発部３０Ｂは、補強されていない前側領域に形成される。変形誘発部３０Ａは、アウタ側に設けられた折り曲げ部２４０Ａによって構成される。折り曲げ部２４０Ａは、フロントサイドメンバアウタ２の側壁部１１に形成される縦ビード２４１によって構成される。縦ビード２４１は、インナ側へ窪んだ形状を有しており、車両上下方向に渡って形成されている。当該折り曲げ部２４０Ａにより、フロントサイドメンバ２００は、インナ側へ折り曲がり易くなる。変形誘発部３０Ｂは、インナ側に設けられた折り曲げ部２４０Ｂによって構成される。折り曲げ部２４０Ｂは、フロントサイドメンバインナ３に形成されるビード２４２によって構成される。ビード２４２は、フロントサイドメンバインナ３の側壁部２１と上壁部２２との間の角部と、側壁部２１と下壁部２３との間の角部に形成されている。ビード２４２は、アウタ側へ窪んだ形状を有している。ビード２４２は、前側領域と後側領域の境界部分付近であって、リインホース２１０で補強されていない部分に形成されている。すなわち、ビード２４２は、フロントサイドメンバ２００の前側領域のうち、リインホース２１０の前端部の前方に配置されている。このように、急に強度が変化する位置にビード２４２が形成されることで、折り曲げ部２４０Ｂで折れ曲がり易くなる。当該折り曲げ部２４０Ｂにより、フロントサイドメンバ２００は、アウタ側へ折り曲がり易くなる。

変形誘発部３０Ｃは、補強されている後側領域に形成される。変形誘発部３０Ｃは、リインホース２１０のアウタ側に設けられた折り曲げ部２４０Ｃによって構成される。折り曲げ部２４０Ｃは、リインホース２１０の上壁部２２２のアウタ側に形成された急激な段差部２４４によって構成されている。リインホース２１０の上壁部２２２は、前端部から車両後方へ向かうに従って、フロントサイドメンバインナ３の上壁部２２から下方へ離間する。そして、上壁部２２２は、折り曲げ部２４０の位置において、急激に上方へ向かって屈曲され、段差部２４４が形成される。段差部２４４は、アウタ側のみが急激に屈曲されており、インナ側は変化がない。従って、段差部２４４は、アウタ側に底辺を有し、インナ側に頂点を有する三角形状を有する。インナ側には、緩やかな段差部２４６が形成されている。段差部２４６は、インナ側に底辺を有し、アウタ側に頂点を有する三角形状を有する。段差部２４６の底辺は、段差部２４４の底辺よりも長く、傾斜が緩やかである。上壁部２２２は、段差部２４４，２４６よりも車両後方では、上壁部２２と重なる。当該折り曲げ部２４０Ｃにより、フロントサイドメンバ２００は、インナ側へ折り曲がり易くなる。

なお、変形誘発部３０Ｄ，３０Ｅも折り曲げ部によって構成されている。ただし、変形誘発部３０Ｄ，３０Ｅのみ第１，２実施形態のような脆弱部によって構成してもよい。

変形誘発部３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅのお互いの寸法関係（距離Ｌ１、Ｌ２などの関係）は、第１，２実施形態における寸法関係と同様である。従って、第３実施形態に係るフロントサイドメンバ２００も、図３、図５〜７に示すような変形の順序、変形の態様、変形モードにて変形する。従って、第３実施形態に係るフロントサイドメンバ２００は、第１，２実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。

上述のような構成により、フロントサイドメンバ２００では、補強されていない前側領域には、車両前方からの荷重によって折り曲げ変形を誘発する前側変形誘発部が形成され、強度が高い後側領域には、車両前方からの荷重によって折り曲げ変形を誘発する後側変形誘発部が形成される。前側変形誘発部は、変形誘発部３０Ａ，３０Ｂによって構成される。後側変形誘発部は、変形誘発部３０Ｃによって構成される。すなわち、前側変形誘発部は、アウタ側とインナ側にそれぞれ形成される折り曲げ部２４０Ａ，２４０Ｂを有し、後側変形誘発部は、後側領域を補強するリインホース２１０に設けられた折り曲げ部２４０Ｃを有する。

前突により車両前側から荷重がかかったとき、フロントサイドメンバ２００は、パワートレインユニットＰＴＵの付近の変形誘発部３０Ｃ（後側変形誘発部）にて、インナ側へ向かって変形し、パワートレインユニットＰＴＵと干渉する。このとき、フロントサイドメンバ２００は、強度が低い変形誘発部３０Ａ，３０Ｂ（前側変形誘発部）で変形して後退する。すなわち、当該部分での変形量を確保できる。また、当該変形により、フロントサイドメンバ２００の後側の部分に、当該フロントサイドメンバ２００を車両後方へ向かって押込むような力が伝達される。従って、パワートレインユニットＰＴＵと干渉した変形誘発部３０Ｃ（後側変形誘発部）よりも後側の部分での変形量も大きくすることができる。以上により、十分な衝撃吸収量が確保される。また、変形の多関節化により変形モードを安定させることができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述の実施形態では、各変形誘発部は、脆弱部４０、脆弱部１４０、折り曲げ部２４０のいずれか一種類によってそれぞれ構成されていた。しかし、一の変形誘発部と他の変形誘発部とで、異なる種類が適用されていてもよい。すなわち、一本のフロントサイドメンバに対して、脆弱部４０、脆弱部１４０、折り曲げ部２４０の二種類以上が混在している構造を採用してもよい。

また、一本のフロントサイドメンバに対して５つの変形誘発部が形成されていたが、特に限定されず、これより多くても少なくてもよい。また、パワートレインユニットＰＵＴの位置も特に限定されない。

変形誘発部の種類、脆弱部の形状は、上述の実施形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で、種々の構成を採用することができる。

本発明は、車両の前部で車両前後方向に延びる骨格部材に利用可能である。

１，１００，２００…フロントサイドメンバ（骨格部材）、３０Ａ…変形誘発部（第１の変形誘発部、前側変形誘発部）、３０Ｂ…変形誘発部（第２の変形誘発部、前側変形誘発部）、３０Ｃ…変形誘発部（第３の変形誘発部、後側変形誘発部）、３０Ｄ，３０Ｅ…変形誘発部、４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，１４０Ａ，１４０Ｂ，１４０Ｃ…脆弱部、２４０Ａ，２４０Ｂ，２４０Ｃ…折り曲げ部、２１０…リインホース（補強部材）、ＰＴＵ…パワートレインユニット。

Claims

車両前方から順番に、第１の変形誘発部、第２の変形誘発部、第３の変形誘発部が骨格部材に形成され、
前記第３の変形誘発部は、車幅方向においてパワートレインユニットと隣り合う位置に配置され、
前記第１の変形誘発部は前記骨格部材のアウタ側に形成され、当該第１の変形誘発部の位置で、前記骨格部材はインナ側へ向かって折れ曲がり、
前記第２の変形誘発部は前記骨格部材のインナ側に形成され、当該第２の変形誘発部の位置で、前記骨格部材はアウタ側へ向かって折れ曲がり、
前記第３の変形誘発部は前記骨格部材のアウタ側に形成され、当該第３の変形誘発部の位置で、前記骨格部材はインナ側へ向かって折れ曲がり、
前記第１の変形誘発部と前記第２の変形誘発部との間の、車両前後方向における距離は、前記第２の変形誘発部と前記第３の変形誘発部との間の、前記車両前後方向における距離よりも小さいことを特徴とする骨格部材。