JPH11208505A

JPH11208505A - 車両のサイドメンバ連結構造

Info

Publication number: JPH11208505A
Application number: JP1225498A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Shimakage; 正康島影; Manabu Sato; 学佐藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1998-01-26
Filing date: 1998-01-26
Publication date: 1999-08-03

Abstract

(57)【要約】【課題】車両の衝突時におけるクロスメンバの変形量
を小さくし、これと連続する部材の変形をも小さくする
ことができる車両のサイドメンバ連結構造を提供する。【解決手段】サイドメンバ６の回転中心Ａと、クロス
メンバ９のねじり中心Ｂとが一致しているため、サイド
メンバ６の前端に衝突荷重が加わる前面衝突の場合も、
クロスメンバ９はねじり中心Ｂで回転するだけで、上下
又は前後方向に移動しない。従って、クロスメンバ９の
変形量が小さくて済むと共に、該クロスメンバ９に取付
けられるインストステー１５の変形量も小さくて済み、
補修が容易である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は車両のサイドメン
バ連結構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両のサイドメンバ連結構造とし
ては、例えば特開平６−１４４２９９号で知られている
ように、車体の左右両側にそれぞれ配された前後方向に
沿うサイドメンバを、ダッシュパネルの下側に接合され
た車幅方向に沿うクロスメンバで連結した構造になって
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の技術にあっては、サイドメンバの衝突時の回
転中心と、クロスメンバのねじり中心とが、側面視でオ
フセットした位置関係にあるため、車両の衝突時におけ
るサイドメンバの回転中心まわりの変形により、クロス
メンバが前後方向又は上下方向へ移動する。そのため、
クロスメンバと、そこに取付けられる部材の変形量が大
きく、補修が面倒である。

【０００４】この発明はこのような従来の技術に着目し
てなされたものであり、車両の衝突時におけるクロスメ
ンバの変形量を小さくし、これと連続する部材の変形を
も小さくすることができる車両のサイドメンバ連結構造
を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
車体の左右両側にそれぞれ配された前後方向に沿うサイ
ドメンバを、車幅方向に沿うクロスメンバで連結した車
両のサイドメンバ連結構造において、前記サイドメンバ
の衝突時の回転中心と、クロスメンバのねじり中心と
が、側面視で一致している。

【０００６】請求項２記載の発明は、ステアリングコラ
ムを支持するステアリングメンバに、インストステーの
上端部が結合され、且つ該インストステーの下端部がク
ロスメンバのねじり中心に結合されている。

【０００７】請求項３記載の発明は、クロスメンバ内に
ねじり中心を通るブレースを設け、該ブレース中のねじ
り中心にインストステーの下端部を結合した。

【０００８】請求項４記載の発明は、サイドメンバがフ
ロントサイドメンバの後端とフロアサイドメンバの前端
とを接合して形成されており、該サイドメンバの回転中
心を、フロントサイドメンバとフロアサイドメンバの接
合面と、フロントサイドメンバの上下中心線の交点とし
た。

【０００９】請求項５記載の発明は、パネルの下側に接
合された状態で断面四角形状を呈するクロスメンバのね
じり中心を、該クロスメンバの対角線同士の交点とし
た。

【００１０】請求項６記載の発明は、インストステー
は、上下方向移動又は前後方向移動に伴う入力に対し
て、少なくとも１カ所以上の折れ変形部を有している。

【００１１】請求項７記載の発明は、折れ変形部が、そ
れぞれコ字形断面を有する上部インストステーと下部イ
ンストステーとの結合部で形成され、上部インストステ
ーの下端部は平板断面のフランジとし、下部インストス
テーの上端部は曲折部とし、前記上部インストステーの
フランジのみを下部インストステーの曲折部に結合した
ものである。

【００１２】請求項８記載の発明は、上部インストステ
ーのフランジの付け根に切欠又はビードを形成したもの
である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図面に基づいて説明する。符号１は、ダッシュパネル
で、エンジンルームＥと車室内Ｒとを仕切る壁部材であ
る。このダッシュパネル１の下方には若干湾曲した傾斜
部２が形成され、この傾斜部２の後端には、フロアパネ
ル３に接続される平坦部４も形成されている。傾斜２部
から平坦部４にかけて、左右一対の貫通孔５が形成され
ている。

【００１４】６は、前後方向に沿う左右一対のサイドメ
ンバで、エンジンルームＥ内に位置し且つ後部が若干湾
曲した状態でダッシュパネル１の傾斜部２に結合された
フロントサイドメンバ７と、該フロントサイドメンバ７
の後端に前端が接合され且つフロアパネル３の下面に接
合されるフロアサイドメンバ８とから成っている。

【００１５】そして、図３に示すように、フロントサイ
ドメンバ７とフロアサイドメンバ８の接合面と、フロン
トサイドメンバ７の高さｈの上下半分位置（ｈ／２）を
結ぶ上下中心線Ｌとの交点が、サイドメンバ６の前面衝
突時の回転中心Ａとなっている。

【００１６】ダッシュパネル１の傾斜部２の下面には、
断面略逆ハット形状のクロスメンバ９が車幅方向に沿っ
て取付けられており、該クロスメンバ９はダッシュパネ
ル１に取付けられることにより閉断面を形成する。そし
て、このクロスメンバ９により、左右のサイドメンバ６
が車幅方向で連結される。

【００１７】このクロスメンバ９のねじり中心Ｂは、図
４に示すように、クロスメンバ９の断面形状の対角線同
士の交点であり、このねじり中心Ｂが、前記サイドメン
バ６の回転中心Ａと、側面視で一致している。

【００１８】クロスメンバ９の中央部上面には、クロス
メンバ９との間で閉断面を形成するブレース１０が取付
けられている。このブレース１０の上面部には、溶接ナ
ット付の取付孔１１が左右に形成されており、該取付孔
１１は前記ダッシュパネル１に形成された貫通孔５にそ
れぞれ対応している。また、このブレース１０の上面部
は、前記クロスメンバ９のねじり中心Ｂと側面視で一致
している。

【００１９】ステアリングコラム１２の上端には、ステ
アリングホイール１３が設けられており、該ステアリン
グコラム１２は車幅方向に沿って配されたステアリング
メンバ１４に支持されている。ステアリングメンバ１４
は、折れ変形部Ｈにより、くの字形に曲がった全体形状
をしたインストステー１５により支持されている。イン
ストステー１５は、上部インストステー１６と、下部イ
ンストステー１７とから形成されてされている。

【００２０】上部インストステー１６及び下部インスト
ステー１７は、図５に示すように、それぞれコ字形断面
形状で、上部インストステー１６の上端部はステアリン
グメンバ１４に結合されている。インストステー１５の
折れ変形部Ｈは、上部インストステー１６の下端部に形
成された平板形状のフランジ１８と、下部インストステ
ー１７の上端部に形成された「く」の字形の曲折部１９
との結合部により形成されている。上部インストステー
１６の下端部にあるフランジ１８の付け根には切欠２０
（ビードでも可）が形成されており、該フランジ１８だ
けが下部インストステー１７の曲折部１９に接合されて
いる。

【００２１】インストステー１５の下端部は、ダッシュ
パネル１に形成された貫通孔５から挿入され、クロスメ
ンバ９の内部に設けられたブレース１０の溶接ナット付
き取付孔１１にボルト・ナット手段２１により固定され
ている。

【００２２】次に作用を説明する。車両の前面衝突によ
り、フロントサイドメンバ７の前端に衝突荷重Ｆが加わ
った場合、サイドメンバ６には回転中心Ａまわりにモー
メントが発生し、回転中心Ａから変形する。この時、サ
イドメンバ６の回転中心Ａと、クロスメンバ９のねじり
中心Ｂとが一致しているため、両方のサイドメンバ６に
衝突荷重Ｆが加わる全面衝突の場合も、片方のサイドメ
ンバ６だけに衝突荷重Ｆが加わるオフセット衝突の場合
も、クロスメンバはねじり中心Ｂで回転するだけで、上
下又は前後に移動しない。従って、クロスメンバ９の変
形が小さくて済み、補修が容易である。

【００２３】また、サイドメンバ６の回転中心Ａと、ク
ロスメンバ９のねじり中心Ｂが一致しているため、クロ
スメンバ９のねじり剛性が、主に車両のオフセット衝突
時におけるサイドメンバ６の曲げ剛性を高めることにな
り、サイドメンバ６自体の変形量も小さくすることがで
きる。

【００２４】更に、インストステー１５の下端部が、ク
ロスメンバ９のねじり中心Ｂを通るブレース１０の結合
されているため、車両衝突時にはサイドメンバ６の変形
による回転にともなってクロスメンバ９がねじれ、イン
ストステー１５を下方向に回転させるモーメントＭが発
生するため、ステアリングコラム１２が上方に跳ね上が
るのを抑制することができる。

【００２５】例えば、オフセット衝突の場合、非衝突側
のサイドメンバ６に対するクロスメンバ９のねじれ変形
量をφ、サイドメンバ６の回転角をθとすれば、インス
トステー１５の回転角は（θ−φ）となる。これより、
インストステー１５にはステアリングコラム１２を下方
向に回転させるモーメントＭが発生するため、ステアリ
ングコラム１２が上方に跳ね上がるのを抑制することが
できる。

【００２６】加えて、クロスメンバ９内にねじり中心Ｂ
を通るブレース１０を設けることにより、車両衝突時に
おけるクロスメンバ９の面外変形を防止し、ねじり剛性
を向上させることができる。すなわち、衝突時のサイド
メンバ６の変形をインストステー１５を介してステアリ
ングメンバ１４に伝達しにくく、ステアリングメンバ１
４の変形を大幅に低減できる。更には、サイドメンバ６
からの入力に対して、インストステー１５の取付点の変
位を極めて小さくできるのでステアリングメンバ１４へ
の入力を小さくすることができ、音振上も有利である。

【００２７】また、インストステー１５は折れ変形部Ｈ
を有しているため、オーディオ操作ユニット等を設置す
るために必要な程度の面外剛性をもったものでありなが
ら、安定した折れ変形を発生することができる。すなわ
ち、前述のように、インストステー１５の下端部は衝突
時の荷重によって変形し、インストステー１５にはステ
アリングコラム１２を下げようとするモーメントＭが発
生する。この方向のモーメントＭに対して、上部インス
トステー１６には曲げ入力が作用するが、上部インスト
ステー１６がコ字形断面を有することで十分な曲げ剛性
を得ている。この時の上部インストステー１６と下部イ
ンストステー１７の結合部である折れ変形部Ｈにおい
て、上下のコ字形断面同士のラップ代を大きくとれば、
折れ変形部Ｈが容易に折れることなく、サイドメンバ６
の回転に伴う下部インストステー１７のモーメント入力
を良好にステアリングメンバ１４を介してステアリング
コラム１２に伝達することができる。

【００２８】一方、上部インストステー１６のフランジ
１８のみを、下部インストステー１７の曲折部１９に結
合し、且つフランジ１８の付け根に切欠２０を形成した
ため、下部インストステー１７から上部インストステー
１６には、ステアリングコラム１２を下方へ回転させる
モーメントＭのみを伝達することができ、ステアリング
コラム１２を上方に跳ね上げさせる荷重は、該フランジ
１８が切欠２０から折れることにより伝達されない。

【００２９】以上の実施形態では、断面概略逆ハット形
状のダッシュパネル１を例にしたが、一般に断面任意形
状の部材の図心は、図６の如く、数学的に定義される。
但し、このような数学的な定義では、抽象的で分かりづ
らいため、四角形断面２２の場合は、前記実施形態のよ
うに、対角線同士の交点をねじり中心Ｂにすれば良い
（図７参照）。また、クロスメンバの断面が、例えば奇
数個の頂点を持つ五角形断面２３の場合においては、頂
点を通りその頂点と向かい合う対辺を２等分するような
５本の直線によって構成される閉じた多角形の任意頂点
をねじり中心Ｂにすれば良い（図８参照）。更に、クロ
スメンバの断面が六角形断面２４の場合においては、向
かいあう頂点同士を結ぶ３本の対角線で構成される三角
形の図心（任意頂点の２等分線を２：１に分割する点）
とすれば良い（図９参照）。

【００３０】また、実施形態として、車両の前側にある
サイドメンバ６を例にしたが、本願発明は、車両の後側
のサイドメンバ（リヤサイドメンバ）にも適用すること
ができる。

【００３１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、サイドメ
ンバの回転中心と、クロスメンバのねじり中心とが一致
しているため、サイドメンバの前端に衝突荷重が加わる
衝突の場合も、クロスメンバはねじり中心で回転するだ
けで、上下又は前後方向に移動しない。従って、クロス
メンバの変形量が小さくて済むと共に、該クロスメンバ
に取付けられる部材の変形量も小さくて済み、補修が容
易である。また、サイドメンバの回転中心と、クロスメ
ンバのねじり中心が一致しているため、クロスメンバの
ねじり剛性が、主に車両のオフセット衝突時におけるサ
イドメンバの曲げ剛性を高めることになり、サイドメン
バ自体の変形量も小さくすることができる。

【００３２】請求項２記載の発明によれば、インストス
テーの下端部が、クロスメンバのねじり中心に結合され
ているため、車両衝突時にはサイドメンバの変形による
回転にともなってクロスメンバがねじれ、インストステ
ーを下方向に回転させるモーメントが発生するため、ス
テアリングコラムが上方に跳ね上がるのを抑制すること
ができる。また、インストステーの左右方向での回転も
抑制される。

【００３３】請求項３記載の発明によれば、クロスメン
バ内にねじり中心を通るブレースを設けることにより、
車両衝突時におけるクロスメンバの面外変形を防止し、
ねじり剛性を向上させることができる。また、ねじり剛
性が向上するため、車体の音振性能も高まる。

【００３４】請求項４記載の発明によれば、サイドメン
バの回転中心として、フロントサイドメンバとフロアサ
イドメンバの接合面と、フロントサイドメンバの上下中
心線の交点を選定すれば、構造的に実際の回転中心と略
一致する。

【００３５】請求項５記載の発明によれば、クロスメン
バのねじり中心として、対角線同士の交点を選定すれ
ば、構造的に実際のねじり中心と略一致する。

【００３６】請求項６記載の発明によれば、インストス
テーが少なくとも１カ所以上の折れ変形部を有している
ため、インストステーにオーディオ操作ユニット等を設
置するために必要な程度の面外剛性をもたせた場合で
も、安定した折れ変形を発生させることができる。

【００３７】請求項７記載の発明によれば、上部インス
トステーのフランジのみを下部インストステーの曲折部
に結合したため、インストステーに必要な剛性をもたせ
ながら、より安定した折れ変形部を発生させることがで
きる。

【００３８】請求項８記載の発明によれば、上部インス
トステーのフランジの付け根に切欠又はビードを形成し
たため、インストステーが更に確実に折れ易くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態に係る車両のサイドメン
バ連結構造を示す車体前部の分解斜視図。

【図２】車体前面衝突時の荷重が加わった場合のインス
トステーの挙動を示す断面図。

【図３】サイドメンバの回転中心位置を示す側面図。

【図４】クロスメンバのねじり中心位置を示す側面図。

【図５】インストステーの折れ変形部を示す拡大斜視
図。

【図６】任意の断面形状の図心を示す図。

【図７】断面四角形のねじり中心を示す図。

【図８】断面五角形のねじり中心を示す図。

【図９】断面六角形のねじり中心を示す図。

【符号の説明】

１ダッシュパネル６サイドメンバ７フロントサイドメンバ８フロアサイドメンバ９クロスメンバ１０ブレース１２ステアリングコラム１３ステアリングホイール１４ステアリングメンバ１５インストステー１６上部インストステー１７下部インストステーＡ回転中心Ｂねじり中心ＥエンジンルームＦ衝突荷重Ｈ折れ変形部ＭモーメントＲ車室内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車体の左右両側にそれぞれ配された前後
方向に沿うサイドメンバを、車幅方向に沿うクロスメン
バで連結した車両のサイドメンバ連結構造において、前記サイドメンバの衝突時の回転中心と、クロスメンバ
のねじり中心とが、側面視で一致していることを特徴と
する車両のサイドメンバ連結構造。
【請求項２】ステアリングコラムを支持するステアリ
ングメンバに、インストステーの上端部が結合され、且
つ該インストステーの下端部がクロスメンバのねじり中
心に結合されている請求項１記載の車両のサイドメンバ
連結構造。
【請求項３】クロスメンバ内にねじり中心を通るブレ
ースを設け、該ブレース中のねじり中心にインストステ
ーの下端部を結合した請求項２記載の車両のサイドメン
バ連結構造。
【請求項４】サイドメンバがフロントサイドメンバの
後端とフロアサイドメンバの前端とを接合して形成され
ており、該サイドメンバの回転中心を、フロントサイド
メンバとフロアサイドメンバの接合面と、フロントサイ
ドメンバの上下中心線の交点とした請求項１〜３のいず
れか１項に記載の車両のサイドメンバ連結構造。
【請求項５】パネルに接合された状態で断面四角形状
を呈するクロスメンバのねじり中心を、該クロスメンバ
の対角線同士の交点とした請求項１〜４のいずれか１項
に記載の車両のサイドメンバ連結構造。
【請求項６】インストステーは、上下方向移動又は前
後方向移動に伴う入力に対して、少なくとも１カ所以上
の折れ変形部を有している請求項１〜５のいずれか１項
に記載の車両のサイドメンバ連結構造。
【請求項７】折れ変形部が、それぞれコ字形断面を有
する上部インストステーと下部インストステーとの結合
部で形成され、上部インストステーの下端部は平板断面
のフランジとし、下部インストステーの上端部は曲折部
とし、前記上部インストステーのフランジのみを下部イ
ンストステーの曲折部に結合した請求項６記載の車両の
サイドメンバ連結構造。
【請求項８】上部インストステーのフランジの付け根
に切欠又はビードを形成した請求項７記載の車両のサイ
ドメンバ連結構造。