JP6406209B2 - サイドメンバ構造 - Google Patents

Description

本発明は、サイドメンバ構造に関する。

下記特許文献１には、サイドメンバ構造に関する発明が開示されている。このサイドメンバ構造では、フロントサイドメンバのキック部の内側に補強部材が配置されており、車両前方側からの衝突荷重の入力時において、この衝突荷重によってフロントサイドメンバに発生するモーメントを補強部材によって低減することができる。このため、車両前方側からの衝突荷重の入力時において、フロントサイドメンバのキック部の変形に必要な変形荷重を大きくすることができる。

特開２０１２−５６３７２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された先行技術による場合、フロントサイドメンバの車両前方側の部分を構成する前部が、車両幅方向に折れ変形するのに必要な変形荷重も大きくなる。その結果、車両がフロントサイドメンバよりも車両幅方向外側で前面衝突（以下、「微小ラップ衝突」と称する）する場合や、車両前部に対して車両斜め前方側から衝突体が衝突（以下、「オブリーク衝突」と称する）する場合等において、フロントサイドメンバの前部の車両幅方向への折れ変形の変形量が低減することが考えられる。したがって、上記特許文献１に記載された先行技術は、フロントサイドメンバのキック部の変形荷重の増大とフロントサイドメンバの前部の車両幅方向への折れ変形の変形量の確保とを両立させるという点においては、改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、車両前面衝突時、特に微小ラップ衝突時やオブリーク衝突時等において、フロントサイドメンバのキック部の変形荷重の増大とフロントサイドメンバの前部の車両幅方向への折れ変形の変形量の確保とを両立させることができるサイドメンバ構造を得ることが目的である。

請求項１に記載の本発明に係るサイドメンバ構造は、車両前後方向に延在する前部と、当該前部と連続しかつ車両後方下側に向かって傾斜して設けられたキック部と、を含んで構成されたフロントサイドメンバと、前記キック部の内側で当該キック部の車両下方側を構成する底壁部に対向して配置されると共に車両上下方向に見て車両前後方向に延在する基壁部と、当該基壁部の車両幅方向内側の周縁部に沿って車両上下方向の何れか一方側に延出されて当該キック部の車両幅方向内側を構成する内側側壁部に接合された内側縦壁部と、当該基壁部の車両幅方向外側の周縁部に沿って当該一方側に延出されて当該キック部の車両幅方向外側を構成する外側側壁部に接合された外側縦壁部と、を含んで構成され、長手方向一方側を車両前方側として配置されて当該長手方向一方側の端部が当該キック部の車両前方側に位置すると共に当該端部における車両幅方向内側の部分が当該端部における車両幅方向外側の部分よりも車両前方側に突出された補強部と、前記外側縦壁部における前記長手方向一方側の端部に設けられると共に車両幅方向に見て前記外側側壁部の当該長手方向一方側に配置された脆弱部と、を有している。

請求項１に記載の本発明によれば、車両前後方向に延在する前部と、当該前部と連続しかつ車両後方下側に向かって傾斜して設けられたキック部と、を含んでフロントサイドメンバが構成されており、当該キック部の内側には補強部が配置されている。この補強部は、車両上下方向に見て車両前後方向に延在する基壁部、当該基壁部の車両幅方向内側の周縁部に設けられた内側縦壁部及び当該基壁部の車両幅方向外側の周縁部に設けられた外側縦壁部を含み、その長手方向一方側を車両前方側として配置されている。そして、基壁部は、キック部の車両下方側を構成する底壁部に対向して配置されている。また、内側縦壁部は、基壁部の車両幅方向内側の周縁部に沿って車両上下方向の何れか一方側に延出されてキック部の車両幅方向内側を構成する内側側壁部に接合されている。一方、外側縦壁部は、基壁部の車両幅方向外側の周縁部に沿って内側縦壁部と同じ方向に延出されてキック部の車両幅方向外側を構成する外側側壁部に接合されている。このため、補強部によってフロントサイドメンバが補強され、車両前方側からの衝突荷重の入力時において、フロントサイドメンバのキック部の変形に必要な変形荷重を大きくすることができる。

ところで、フロントサイドメンバのキック部が補強されると、当該フロントサイドメンバの前部が車両幅方向に折れ変形するのに必要な変形荷重が大きくなる傾向がある。その結果、車両が微小ラップ衝突する場合やオブリーク衝突する場合等において、フロントサイドメンバの前部の車両幅方向への折れ変形の変形量が低減することが考えられる。

ここで、本発明では、補強部の長手方向一方側の端部が当該キック部の車両前方側に位置すると共に、当該端部における車両幅方向内側の部分が当該端部における車両幅方向外側の部分よりも車両前方側に突出されている。つまり、フロントサイドメンバの前部とキック部との境界部分における車両幅方向外側の部分は、補強部で補強されていない。また、補強部の外側縦壁部における当該補強部の長手方向一方側の端部には、脆弱部が設けられており、当該脆弱部は、車両幅方向に見てキック部の外側側壁部の当該長手方向一方側に配置されている。このため、車両が微小ラップ衝突する場合やオブリーク衝突する場合等において、フロントサイドメンバを脆弱部が配置されている部分の近傍を変形の起点として折れ変形させることができる。その結果、フロントサイドメンバを補強部で補強しても当該フロントサイドメンバの前部の車両幅方向への折れ変形の変形量の低減が抑制される。

以上説明したように、請求項１に記載の本発明に係るサイドメンバ構造は、車両前面衝突時、特に微小ラップ衝突時やオブリーク衝突時等において、フロントサイドメンバのキック部の変形荷重の増大とフロントサイドメンバの前部の車両幅方向への折れ変形の変形量の確保とを両立させることができるという優れた効果を有する。

本実施形態に係るサイドメンバ構造が適用されたフロントサイドメンバの要部を示す拡大正面図（図３の１方向矢視図）である。 本実施形態に係るサイドメンバ構造が適用されたフロントサイドメンバの衝突荷重入力後の状態を示す車両上方側から見た平面図である。 本実施形態に係るサイドメンバ構造が適用されたフロントサイドメンバの構成を示す車両幅方向外側から見た側面図である。 本実施形態に係るサイドメンバ構造が適用されたフロントサイドメンバの変形例を示す車両幅方向外側から見た側面図である。 本実施形態に係るサイドメンバ構造が適用されたフロントサイドメンバの変形例を示し、フロントサイドメンバのキック部を車両後方側から見た拡大断面図（図４の５−５線に沿って切断した状態を示す断面図）である。

以下、図１〜図５を用いて、本発明に係るサイドメンバ構造の実施形態の一例について説明する。なお、各図に適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。

まず、図３を用いて、本実施形態に係るサイドメンバ構造が適用された「車両１０」の車体１２の概略構成について説明する。なお、本実施形態では、車体１２は基本的に左右対称の構成とされているため、車体１２の車両幅方向左側の部分の構成を中心に説明していくこととする。

車体１２の車両前方側の部分を構成する車体前部１４は、車体１２の骨格を構成する左右一対の「フロントサイドメンバ１６」を含んで構成されている。なお、フロントサイドメンバ１６の車両前方側の端部には、図示しないクラッシュボックスが配置されており当該クラッシュボックスの先端部同士には、バンパリインフォースメントが架け渡されている。

フロントサイドメンバ１６は、全体では車両前後方向に延在しており、車両前後方向に見て矩形枠状の閉断面を成す閉断面構造とされている。このフロントサイドメンバ１６は、その車両前方側の部分を構成しかつ車両前後方向に直線的に延在する「前部１８」と、当該前部１８と連続しかつ車両後方下側に向って傾斜して設けられた「キック部２０」とを含んで構成されている。そして、キック部２０は、図５にも示されるように、その車両上方側の部分を構成するアッパパネル２２と、その車両下方側の部分を構成するロアパネル２４とを含んで構成されており、車両幅方向に見て車両前方下側に凸となるように湾曲されている。

アッパパネル２２は、上壁部２２Ａ、「内側側壁部２２Ｂ」、「外側側壁部２２Ｃ」及びフランジ部２２Ｄを含んで、車両前後方向に見た断面視で、車両下方側に開口した略ハット状に構成されている。より詳しくは、上壁部２２Ａは、アッパパネル２２の車両上方側を構成すると共に、板厚方向を車両上下方向とされて車両前後方向に延びる板状に構成されている。この上壁部２２Ａの車両幅方向内側の周縁部からは、当該周縁部に沿って板厚方向を車両幅方向とされた内側側壁部２２Ｂが車両下方側に延出されている。一方、上壁部２２Ａの車両幅方向外側の周縁部からは、当該周縁部に沿って板厚方向を車両幅方向とされた外側側壁部２２Ｃが車両下方側に延出されている。そして、内側側壁部２２Ｂの車両下方側の周縁部からは車両幅方向内側に、外側側壁部２２Ｃの車両下方側の周縁部からは車両幅方向外側にそれぞれフランジ部２２Ｄが延出されている。

ロアパネル２４は、「底壁部２４Ａ」、「内側側壁部２４Ｂ」、「外側側壁部２４Ｃ」及びフランジ部２４Ｄを含んで、車両前後方向に見た断面視で、車両上方側に開口した略ハット状に構成されている。より詳しくは、底壁部２４Ａは、ロアパネル２４の車両下方側を構成すると共に、板厚方向を車両上下方向とされて車両前後方向に延びる板状に構成されている。この底壁部２４Ａの車両幅方向内側の周縁部からは、当該周縁部に沿って板厚方向を車両幅方向とされた内側側壁部２４Ｂが車両上方側に延出されている。一方、底壁部２４Ａの車両幅方向外側の周縁部からは、当該周縁部に沿って板厚方向を車両幅方向とされた外側側壁部２４Ｃが車両上方側に延出されている。つまり、ロアパネル２４の車両幅方向内側は、内側側壁部２４Ｂで構成されており、当該ロアパネル２４の車両幅方向外側は外側側壁部２４Ｃで構成されている。そして、内側側壁部２４Ｂの車両上方側の周縁部からは車両幅方向内側に、外側側壁部２４Ｃの車両上方側の周縁部からは車両幅方向外側にそれぞれフランジ部２４Ｄが延出されている。

上記のように構成されたアッパパネル２２とロアパネル２４とは、フランジ部２２Ｄとフランジ部２４Ｄとがスポット溶接等による接合部２６でそれぞれ接合されることで、断面視で矩形枠状の閉断面を構成している。

ここで、本実施形態では、フロントサイドメンバ１６のキック部２０の内側、より具体的にはロアパネル２４の内側に「補強部」としての補強部材２８が配置されている点に特徴がある。以下、本実施形態の要部を構成する補強部材２８の構成について詳細に説明する。

図１及び図５に示されるように、補強部材２８は、「基壁部２８Ａ」、「内側縦壁部２８Ｂ」及び「外側縦壁部２８Ｃ」を含んで、当該長手方向に見た断面視で車両上方側に開口したＵ字状に構成されている。

より詳しくは、基壁部２８Ａは、正面視で矩形の板状に構成されており、キック部２０の底壁部２４Ａに対向して配置されると共に、車両上下方向に見て車両前後方向に延在している。この基壁部２８Ａには、その長手方向の中心線に沿って円形の貫通部３０が複数（本実施形態では３つ）形成されている。また、基壁部２８Ａの車両幅方向内側の周縁部からは、当該周縁部に沿って板厚方向を車両幅方向とされると共に後述する内側凹部３２が形成された内側縦壁部２８Ｂが車両上方側に延出されている。そして、内側縦壁部２８Ｂは、キック部２０の内側側壁部２４Ｂにスポット溶接等による接合部３４によって複数箇所で接合されている。

一方、基壁部２８Ａの車両幅方向外側の周縁部からは、当該周縁部に沿って板厚方向を車両幅方向とされると共に後述する「脆弱部」としての外側凹部３６が形成された外側縦壁部２８Ｃが車両上方側に延出されている。そして、外側縦壁部２８Ｃは、内側縦壁部２８Ｂと同様に、キック部２０の外側側壁部２２Ｃにスポット溶接等による接合部３８によって複数箇所で接合されている。なお、接合部３４と接合部３８との溶接打点の間隔は、同じ間隔に設定されている。

また、上記のように構成された補強部材２８では、当該補強部材２８の「長手方向一方側の端部２８Ｄ」が、キック部２０の車両前方側に位置している。つまり、内側縦壁部２８Ｂの車両前方側の周縁部２８Ｂ１は、内側側壁部２４Ｂの車両前方側の周縁部２４Ｂ１よりも車両前方側に位置している。また、基壁部２８Ａの車両前方側の周縁部２８Ａ１は、底壁部２４Ａの車両前方側の周縁部２４Ａ１よりも車両前方側に位置している。さらに、外側縦壁部２８Ｃの車両前方側の周縁部２８Ｃ１は外側側壁部２４Ｃの車両前方側の周縁部２４Ｃ１よりも車両前方側に位置している。

また、図１に示されるように、基壁部２８Ａの板厚方向に見て、底壁部２４Ａの周縁部２８Ａ１は、外側縦壁部２８Ｃの周縁部２８Ｃ１から車両内側に延びると共に、所定長さ延びた箇所で車両中央前側に変曲されている。そして、変曲された周縁部２８Ａ１は、車両中央前側に所定長さ延びた箇所で車両内側に変曲されて、内側縦壁部２８Ｂの周縁部２８Ｂ１まで延びている。このため、補強部材２８の端部２８Ｄは、当該端部２８Ｄにおける車両幅方向内側の部分が、当該端部２８Ｄにおける車両幅方向外側の部分よりも車両前方側に突出された状態となっている。

なお、外側縦壁部２８Ｃは、外側側壁部２４Ｃの周縁部２４Ｃ１から補強部材２８の長手方向一方側に、接合部３８の溶接打点の１打点分に相当する長さだけ延出されている（以下、この部分を「端部２８Ｃ２」と称する）。そして、端部２８Ｃ２は、スポット溶接等による接合部４０によって、前部１８に接合されている。一方、内側縦壁部２８Ｂは、内側側壁部２４Ｂの車両前方側の周縁部から補強部材２８の長手方向一方側に、接合部３８の溶接打点の２打点分に相当する長さだけ延出されている（以下、この部分を端部２８Ｂ２と称する）。そして、端部２８Ｂ２は、スポット溶接等による接合部４２によって、前部１８に接合されている。また、補強部材２８は、車両側面視において、車両前方上側から車両後方下側に向かって傾斜した状態で配置されると共に、その基壁部２８Ａが底壁部２４Ａの車両前方側の周縁部の近傍において、フロントサイドメンバ１６に局所的に当接されている。そして、スポット溶接等による図示しない接合部によって、基壁部２８Ａとフロントサイドメンバ１６との当接箇所が接合されている。

また、内側縦壁部２８Ｂの端部２８Ｂ２には、内側凹部３２が形成されている。この内側凹部３２は、基壁部２８Ａの板厚方向に見て、車両幅方向外側に凸となるようにかつ車両幅方向内側に向かうに従って拡幅された台形状に内側縦壁部２８Ｂが屈曲されて構成されている。また、内側凹部３２は、車両幅方向に見て、内側側壁部２４Ｂの周縁部２４Ｂ１から所定距離隔てた位置に形成されている。

一方、外側縦壁部２８Ｃの端部２８Ｃ２には、外側凹部３６が形成されている。この外側凹部３６は、基壁部２８Ａの板厚方向に見て、車両幅方向内側に凸となるようにかつ車両幅方向外側に向かうに従って拡幅された台形状に外側縦壁部２８Ｃが屈曲されて構成されている。また、図３にも示されるように、外側凹部３６は、車両幅方向に見て、外側側壁部２４Ｃの周縁部２４Ｃ１と隣接されている。つまり、内側凹部３２は、外側凹部３６よりも補強部材２８の長手方向一方側に配置されている。なお、基壁部２８Ａは、当該基壁部２８Ａの厚さ方向に見て、内側凹部３２及び外側凹部３６と重なる箇所が、これらの形状にくり貫かれた状態となっている。

（本実施形態の作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果を説明する。

本実施形態では、図３に示されるように、車両前後方向に延在する前部１８と、当該前部１８と連続しかつ車両後方下側に向かって傾斜して設けられたキック部２０と、を含んでフロントサイドメンバ１６が構成されている。そして、キック部２０の内側には、補強部材２８がその長手方向一方側を車両前方側として配置されている。この補強部材２８は、車両上下方向に見て車両前後方向に延在する基壁部２８Ａ、当該基壁部２８Ａの車両幅方向内側の周縁部に設けられた内側縦壁部２８Ｂ及び当該基壁部２８Ａの車両幅方向外側の周縁部に設けられた外側縦壁部２８Ｃを含んで構成されている。そして、基壁部２８Ａは、キック部２０の車両下方側を構成する底壁部２４Ａに対向して配置されている。また、内側縦壁部２８Ｂは、基壁部２８Ａの車両幅方向内側の周縁部に沿って車両上方側に延出されてキック部２０の車両幅方向内側を構成する内側側壁部２４Ｂに接合されている。一方、外側縦壁部２８Ｃは、基壁部２８Ａの車両幅方向外側の周縁部に沿って内側縦壁部２８Ｂと同じ方向に延出されてキック部２０の車両幅方向外側を構成する外側側壁部２４Ｃに接合されている。このため、補強部材２８によってフロントサイドメンバ１６が補強され、車両前方側からの衝突荷重の入力時において、フロントサイドメンバ１６のキック部２０の変形に必要な変形荷重を大きくすることができる。

ところで、フロントサイドメンバ１６のキック部２０が補強されると、当該フロントサイドメンバ１６の前部１８が車両幅方向に折れ変形するのに必要な変形荷重が大きくなる傾向がある。その結果、車両１０が微小ラップ衝突する場合やオブリーク衝突する場合等において、フロントサイドメンバ１６の前部１８の車両幅方向への折れ変形の変形量が低減することが考えられる。

ここで、本実施形態では、補強部材２８の長手方向一方側の端部２８Ｄが当該キック部２０の車両前方側に位置すると共に、当該端部２８Ｄにおける車両幅方向内側の部分が当該端部２８Ｄにおける車両幅方向外側の部分よりも車両前方側に突出されている。つまり、フロントサイドメンバ１６の前部１８とキック部２０との境界部分における車両幅方向外側の部分は、補強部材２８で補強されていない。また、補強部材２８の外側縦壁部２８Ｃにおける当該補強部材２８の長手方向一方側の端部２８Ｃ２には、外側凹部３６が設けられており、当該外側凹部３６は、車両幅方向に見てキック部２０の外側側壁部２４Ｃの当該長手方向一方側に配置されている。

このため、図２に示されるように、車両１０が微小ラップ衝突する場合やオブリーク衝突する場合等において、フロントサイドメンバ１６を外側凹部３６が配置されている部分の近傍を変形の起点として折れ変形させることができる。その結果、フロントサイドメンバ１６を補強部材２８で補強しても前部１８の車両幅方向への折れ変形の変形量の低減が抑制され、微小ラップ衝突時やオブリーク衝突時における衝突荷重を前部１８が車両幅方向内側に折れ変形することで吸収することができる。したがって、本実施形態では、車両前面衝突時、特に微小ラップ衝突時やオブリーク衝突時等において、フロントサイドメンバ１６のキック部２０の変形荷重の増大とフロントサイドメンバ１６の前部１８の車両幅方向への折れ変形の変形量の確保とを両立させることができる。

＜変形例＞
次に、図４及び図５を用いて上述した実施形態の変形例について説明する。上述した実施形態では、補強部材２８がキック部２０のロアパネル２４の内側に配置されていたが、アッパパネル２２の内側に補強部材２８の一部を配置する構成としてもよい。

この変形例では、補強部材２８が、その車両前後方向に対する傾斜角度を上述した状態よりも小さくされて配置されている。また、補強部材２８におけるその長手方向他方側の部分、すなわち当該補強部材２８に車両後方側の部分がアッパパネル２２の内側に配置されている。そして、補強部材２８の車両後方側の部分では、内側縦壁部２８Ｂがアッパパネル２２の内側側壁部２２Ｂに、外側縦壁部２８Ｃがアッパパネル２２の外側側壁部２２Ｃにそれぞれ接合されている。

このような構成によれば、車両前方側からの衝突荷重が補強部材２８の長手方向（軸方向）に作用しやすくなる。また、車両前方側からの衝突荷重の入力時において、キック部２０のアッパパネル２２側が圧縮側となるが、アッパパネル２２が補強部材２８で補強されるので、フロントサイドメンバ１６のアッパパネル２２側からの局部座屈の発生を抑制することができる。このため、この変形例では、よりキック部２０の変形に必要な変形荷重を大きくすることができる。

なお、上述した実施形態及び変形例では、キック部２０をアッパパネル２２とロアパネル２４とで構成したが、アッパパネル２２を車体１２のフロアパネルと一体にする構成とすることも可能である。一例として、フロアパネルに車両上方側に凸となる凹部を形成して当該凹部とロアパネル２４とで閉断面構造を構成し、フロントサイドメンバのキック部としてもよい。また、補強部材２８の構成も上述したものに限らず、基壁部２８Ａから内側縦壁部２８Ｂ及び外側縦壁部２８Ｃが車両下方側に延出された構成となる等種々の構成を取り得る。さらに、外側凹部３６及び内側凹部３２に代えて、貫通部を設ける構成としてもよい。

１０ 車両
１６ フロントサイドメンバ
１８ 前部
２０ キック部
２２Ｂ 内側側壁部
２２Ｃ 外側側壁部
２４Ａ 底壁部
２４Ｂ 内側側壁部
２４Ｃ 外側側壁部
２８ 補強部材（補強部）
２８Ａ 基壁部
２８Ｂ 内側縦壁部
２８Ｃ 外側縦壁部
２８Ｃ２ 端部（外側縦壁部における長手方向一方側の端部）
２８Ｄ 端部（補強部の長手方向一方側の端部）
３６ 外側凹部（脆弱部）

Claims (1)

1. 車両前後方向に延在する前部と、当該前部と連続しかつ車両後方下側に向かって傾斜して設けられたキック部と、を含んで構成されたフロントサイドメンバと、
   前記キック部の内側で当該キック部の車両下方側を構成する底壁部に対向して配置されると共に車両上下方向に見て車両前後方向に延在する基壁部と、当該基壁部の車両幅方向内側の周縁部に沿って車両上下方向の何れか一方側に延出されて当該キック部の車両幅方向内側を構成する内側側壁部に接合された内側縦壁部と、当該基壁部の車両幅方向外側の周縁部に沿って当該一方側に延出されて当該キック部の車両幅方向外側を構成する外側側壁部に接合された外側縦壁部と、を含んで構成され、長手方向一方側を車両前方側として配置されて当該長手方向一方側の端部が当該キック部の車両前方側に位置すると共に当該端部における車両幅方向内側の部分が当該端部における車両幅方向外側の部分よりも車両前方側に突出された補強部と、
   前記外側縦壁部における前記長手方向一方側の端部に設けられると共に車両幅方向に見て前記外側側壁部の当該長手方向一方側に配置された脆弱部と、
   を有するサイドメンバ構造。

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