(57)【要約】【課題】車体骨格部材の全体に荷重を均等に分散して安定した圧縮変形を確保し、衝撃吸収を効率的にできるようにする。【解決手段】ハット形部材３と平板部材９と互いに接合して閉断面構造のサイドメンバ１を形成する。ハット形部材３の互いに対向する対向壁部１１，１３と、対向壁部１１，１３相互をつなぐ底壁部１５と、ハット形部材３のフランジ壁部５，７と平板部材９の接合壁部２１，２３とを溶接接合する溶接接合壁部２５，２７との５つの壁部に、凹凸形状部２９をそれぞれ形成する。５つの壁部において互いに隣り合う一対の壁部は、一方が凹部で他方が凸部となるように互いに位相のずれた凹凸形状部２９を有し、かつ溶接接合壁部２５，２７における一般面３４からの凹凸形状部２９の立ち上がり面となる傾斜面３３にスポット溶接打点３１を設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１壁部及び第２壁部と、これら第１壁部及び第２壁部の一端部同士を接続する第３壁部と、前記第１壁部及び第２壁部の各一方の他端部から、各他方の端部側と反対側の方向に延びる一対のフランジ壁部とをそれぞれ備えるほぼハット型断面の第１部材と、この第１部材の前記フランジ壁部に接合して、前記第１部材と共に閉断面構造を構成する第２部材とを有する車体骨格部材であって、前記一対のフランジ壁部と、前記第１壁部，第２壁部及び第３壁部の５つの壁部における互いに隣り合う一対の壁部は、一方が凹部で他方が凸部となるように互いに位相のずれた凹凸形状部を有し、かつ前記フランジ壁部の前記凹凸形状部の傾斜部に溶接固定点を設定したことを特徴とする車体骨格部材。
【請求項２】
前記凹凸形状部は、車体骨格部材の長手方向に沿って凹部と凸部とが繰り返し形成される波形状を有し、この波形状の凹部と凸部とが繰り返し形成される方向の少なくとも２周期毎に前記溶接固定点を設定したことを特徴とする請求項１に記載の車体骨格部材。
【請求項３】
前記傾斜部は、前記凹部または凸部の頂点を境にしてその両側の前記傾斜部の傾斜角度を互いに異ならせ、これら互いに異なる傾斜角度の傾斜部のうち傾斜が緩やかな傾斜部に前記溶接固定点を設定したことを特徴とする請求項１または２に記載の車体骨格部材。
【請求項４】
前記凹凸形状部の前記第１部材のフランジ壁部と前記第２部材の前記フランジ壁部と対応する部分との間には、隙間を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の車体骨格部材。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車体骨格部材は、車幅方向両側部において車両前後方向に延設されるサイドメンバであることを特徴とする車体骨格部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃荷重を受けたときに圧縮変形する車体骨格部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車体骨格部材として車両前後方向に延設されるサイドメンバが、断面コ字形の両側部にフランジ面を備えたハット形部材と、ハット形部材の開口部を塞ぐ平板部材とで閉断面構造としたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
そして、このサイドメンバは、断面コ字形状部分の互いに対向する壁部及び、この各壁部をつなぐ壁部の３つの壁部に凹凸形状部を設け、車両前後方向の衝撃荷重を受けたときに、この凹凸形状部を積極的に圧縮変形させて、衝撃吸収機能を持たせている。
【特許文献１】特開平４−２３１２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記しサイドメンバは、その凹凸形状部を、上記３つの壁部における隣り合う壁部については、その一方に凹部を、他方に凸部をそれぞれ形成することで、衝撃吸収効率の向上を図っている。
【０００５】
ところが、ハット形部材と平板部材とを接合固定するフランジ面については、平板形状であって凹凸形状部を設定していないので、車体骨格部材としてその全体に荷重を均等に分散できず、安定した圧縮（潰れ）変形が得にくく、衝撃吸収が効率的にできない恐れがある。
【０００６】
そこで、本発明は、車体骨格部材の全体に荷重を均等に分散して、安定した圧縮変形を確保し、衝撃吸収を効率的にできるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ほぼハット型断面の第１部材と、この第１部材のフランジ壁部に接合して閉断面構造を構成する第２部材とを有する車体骨格部材であって、前記一対のフランジ壁部と、前記第１壁部，第２壁部及び第３壁部の５つの壁部における互いに隣り合う一対の壁部は、一方が凹部で他方が凸部となるように互いに位相のずれた凹凸形状部を有し、かつ前記フランジ壁部の前記凹凸形状部の傾斜部に溶接固定点を設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、一対のフランジ壁部と、第１壁部，第２壁部及び第３壁部の５つの壁部における互いに隣り合う一対の壁部は、一方が凹部で他方が凸部となるように互いに位相のずれた凹凸形状を有しているので、各壁部相互の境界部分である角部の剛性が向上し、車体骨格部材が長手方向に圧縮荷重を受けたときに、凹凸形状部によって促進される圧縮変形がより安定化する。
【０００９】
この際、第１部材の一対のフランジ壁部についても、第１壁部及び第２壁部に対し、互いに隣り合う一対の壁部が、一方が凹部で他方が凸部となるように互いに位相のずれた凹凸形状部を有するものとしているので、車体骨格部材が長手方向に圧縮荷重を受けたときに、その全体に荷重を均等に分散して安定した圧縮変形を確保でき、より効率的に衝撃吸収を行うことができる。
【００１０】
そしてさらに、フランジ壁部の傾斜部に溶接固定点を設定することで、溶接固定点を設定するためにフランジ壁部に溶接用の専用の平坦面を形成する必要がない。このため、フランジ壁部にも凹凸形状部を形成することによる圧縮変形が有効になされ、フランジ壁部に溶接固定点を設定しても、衝撃吸収機能を充分確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１２】
図１は、本発明の第１の実施形態に係わる車体骨格部材としてのサイドメンバ１の一部を斜視図として示しており、このサイドメンバ１は、車両底部の車幅方向両側部にあって車両前後方向に延設されている。
【００１３】
上記したサイドメンバ１は、第１部材としてのハット形断面形状を呈するハット形部材３と、このハット形部材３の開口部を塞ぐクロージング部材であって該ハット形部材３の一対のフランジ壁部５，７にスポット溶接にて接合固定される第２部材としての平板部材９とをそれぞれ備えている。
【００１４】
ハット形部材３は、例えば板材をプレス成形したもので、フランジ壁部５，７のほか、該フランジ壁部５，７に隣接して互いに対向する位置にある第１壁部及び第２壁部としての対向壁部１１及び１３と、これら各対向壁部１１，１３のフランジ壁部５，７と反対側の端部同士を接続し、フランジ壁部５，７とほぼ平行に延びる第３壁部としての底壁部１５とをそれぞれ備えている。
【００１５】
すなわち、第１部材であるハット形部材３は、互いに対向する対向壁部１１，１３と、これら対向壁部１１，１３の一端部同士を接続する底壁部１５と、前記対向壁部１１，１３の各一方の他端部から、各他方の端部側と反対側の方向に延びる一対のフランジ壁部５，７とをそれぞれ備えている。
【００１６】
なお、図１の例では、底壁部１５の両側部の角部に面取りを施すように斜面１７，１９を形成してあるが、この斜面１７，１９は特に設けなくてもよい。また、この斜面１７，１９は、以後、底壁部１５に含まれるもの（底壁部１５の一部）として説明する。
【００１７】
一方、平板部材９は、１枚の平板状の板材であって、幅方向両側部近傍に位置する接合壁部２１，２３を、ハット形部材３のフランジ壁部５，７に重ね合わせてスポット溶接にて接合固定する。この各接合固定部分におけるハット形部材３のフランジ壁部５，７と平板部材９の接合壁部２１，２３とで、一対の溶接接合壁部２５，２７を構成している。
【００１８】
そして、図１中の矢印Ａで示すサイドメンバ１の長手方向の適宜位置には、凹凸形状部２９を形成している。凹凸形状部２９は、ハット形部材３の一対の対向壁部１１，１３及び底壁部１５と、一対の溶接接合壁部２５，２７の５つの壁部にそれぞれ形成している。
【００１９】
ここで、本実施形態では、サイドメンバ１の上記５つの壁部の凹凸形状部２９が、サイドメンバ１の長手方向に沿って凹部と凸部とが繰り返し形成される波形状となるように屈曲形成している。その際、５つの壁部において互いに隣り合う一対の壁部は、一方が凹部で他方が凸部となるように互いに位相のずれた凹凸形状部２９としている。
【００２０】
例えば、互いに隣り合う一対の壁部として、溶接接合壁部２５と対向壁部１１についてみれば、凹凸形状部２９は、溶接接合壁部２５が、図１中で紙面手前側のサイドメンバ１端部から、ハット形部材３側から見て凹部，凸部の順に形成され、一方対向壁部１１が、ハット形部材３側から見て凸部，凹部の順に形成されている。
【００２１】
同様にして、互いに隣り合う一対の壁部として、対向壁部１１と底壁部１５についてみれば、凹凸形状部２９は、対向壁部１１が、図１中で紙面手前側のサイドメンバ１端部から、ハット形部材３側から見て凸部，凹部の順に形成され、底壁部１５が、ハット形部材３側から見て凹部，凸部の順に形成されている。
【００２２】
すなわち、凹凸形状部２９は、サイドメンバ１の長手方向と直交する平面内の周囲を回る方向の各壁部に沿って、凹部と凸部とが交互に形成されていることになる。
【００２３】
図２は、図１の溶接接合壁部２５における凹凸形状部２９のＢ−Ｂ断面図である。ただし、図１に対して凹凸形状部２９の凹部及び凸部の数を多くしてある。この場合、溶接固定点であるスポット溶接打点３１は、波形状（凹凸形状）の傾斜面３３に設定するとともに、波形状の２周期毎に設定している。このようなスポット溶接打点３１は、凹凸形状部２９を含め溶接接合壁部２５，２７の全長にわたり適宜位置に設定している。
【００２４】
なお、上記した傾斜面３３は、溶接接合壁部２５，２７における平面状の一般面３４に対して直角な方向に対し傾斜する傾斜部を構成している。したがって、溶接接合壁部２５，２７における一般面３４からの凹凸形状部２９の傾斜面３３にスポット溶接打点３１を設定したことになる。
【００２５】
また、溶接接合壁部２５，２７のスポット溶接打点３１を設定した凹凸形状部２９には、ハット形部材３のフランジ壁部５，７と、該フランジ壁部５，７と対応する部分である平板部材９の接合壁部２１，２３との間に隙間３５を形成している。
【００２６】
このような構造のサイドメンバ１は、車両前後方向に衝撃荷重を受けることで、その長手方向に圧縮する方向の荷重を受けることになる。この際、サイドメンバ１には凹凸形状部２９を設定しているので、凹凸形状部２９に応力が集中して長手方向に容易に圧縮変形（軸圧壊）し、衝撃荷重を吸収する。
【００２７】
ここで、本実施形態では、上記した凹凸形状部２９を設定するにあたり、対向壁部１１，１３及び底壁部１５と、溶接接合壁部２５，２７の５つの壁部において、互いに隣り合う一対の壁部は、一方が凹部で他方が凸部となるように互いに位相のずれた凹凸形状を有しているので、各壁部相互の境界部分である角部（本実施形態では、斜面１７，１９としている）の剛性が向上し、軸圧壊方向の圧縮荷重を受けたときに、凹凸形状部２９によって促進される圧縮変形がより安定化する。
【００２８】
例えば、互いに隣り合う一対の壁部同士で、本実施形態のように凹凸部の形状について位相がずれておらず、双方ともに凸部のみ、もしくは凹部のみとなっている場合には、角部の剛性が低く、例えば、正方形の閉断面がひし形にゆがむように変形してしまう。
【００２９】
また、本実施形態では、溶接接合壁部２５，２７についても、隣り合う壁部である対向壁部１１，１３との間で、一方が凹部で他方が凸部となるように互いに位相のずれた凹凸形状部２９としているので、衝撃荷重を受けたときにサイドメンバ１の全体に荷重を均等に分散して、安定した圧縮変形を確保でき、より効率的に衝撃吸収を行うことができる。
【００３０】
さらに、本実施形態では、図２に示すように、溶接接合壁部２５，２７におけるスポット溶接打点３１を、波形状の傾斜面３３に設定しているので、スポット溶接打点３１を設定するために溶接接合壁部２５，２７に溶接用の専用の平坦面を形成する必要がない。このため、凹凸形状部２９を設けることによる圧縮変形が有効になされ、溶接接合壁部２５，２７にスポット溶接打点３１を設定しても、衝撃吸収機能を充分確保することができる。
【００３１】
また、本実施形態では、図２に示すように、溶接接合壁部２５，２７におけるスポット溶接打点３１を、波形状の２周期毎に設定している。この際、スポット溶接打点３１を、特に傾斜面３３における傾斜長さ方向の中央に設定することで、図２中で上部のハット形部材３と同下部の平板部材９とで、スポット溶接打点３１相互間の波形状に沿った長さをほぼ等しくすることができる。
【００３２】
これにより、前記した圧縮方向の衝撃荷重を受けたときに、スポット溶接打点３１相互間の長さが互いに同じとなるハット形部材３と平板部材９がほぼ均一に圧縮され、スポット溶接打点３１への応力集中を低減でき、溶接固定状態を安定して確保したまま圧縮変形が効率よくなされるものとなる。
【００３３】
なお、上記した例では、溶接接合壁部２５，２７におけるスポット溶接打点３１を、波形状の２周期毎に設定しているが、３周期毎以上に設定してもよい。要するに、ハット形部材３と平板部材９とで、スポット溶接打点３１相互間の波形状に沿った長さをほぼ等しくできればよく、このため１周期毎でも理論的には上記長さを等しくすることが可能であるが、現実的には極めて困難であるので、少なくとも２周期毎に設定することが望ましい。
【００３４】
また、図２に示すように、上記溶接接合壁部２５，２７の凹凸形状部２９におけるハット形部材３と平板部材９との間に隙間３５を設けることで、複数のスポット溶接打点３１の位置にばらつきが発生したときのこれら両部材３，９の変形差を吸収することができ、前記した圧縮変形を効率よく確保することができる。
【００３５】
図３は、本発明の第２の実施形態を示す、図２に対応する断面図である。第２の実施形態は、図２の溶接接合壁部２５，２７における凹凸形状部２９を、波の形成方向（図２中で右方向）に全体的に寝かせた形状としている。これにより、凹凸形状部２９の凹部または凸部の頂点を境にしてその両側の傾斜面３７，３９の傾斜角度を互いに異ならせており、ここではスポット溶接打点３１を設定している傾斜面３７の傾斜角度を、傾斜面３９の傾斜角度よりも緩やかにしている。
【００３６】
したがって、溶接接合壁部２５，２７の凹凸形状部２９に対してスポット溶接を行う場合には、傾斜がより緩やかな傾斜面３７に対して図示しないスポット溶接ガンを接近させればよく、傾斜のきつい傾斜面３９に対してスポット溶接ガンを接近させる場合に比較して作業性が向上し、生産性向上に寄与することができる。
【００３７】
図４は、車体骨格部材であるサイドメンバ１の前記衝撃荷重を受けたときの反力特性図で、実線が本発明の各実施形態に対応し、破線が従来構造に対応している。これによれば、本発明の実施形態では、衝撃荷重を受けた当初は、従来に比較して反力が低減しており、特に衝突初期の荷重吸収性能が向上していることがわかる。
【００３８】
なお、上記各実施形態では、車体骨格部材としてサイドメンバ１を例にとって説明したが、軸方向（長手方向）に圧縮荷重を受ける車体骨格部材であれば、サイドメンバ１に限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わるサイドメンバの一部を示す斜視図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示す、図２に対応する断面図である。
【図４】本発明と従来構造の車体骨格部材の反力特性図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  サイドメンバ（車体骨格部材）
３  ハット形部材（第１部材）
５，７  ハット形部材のフランジ壁部
９  平板部材（第２部材）
１１  ハット形部材の対向壁部（第１壁部）
１３  ハット形部材の対向壁部（第２壁部）
１５  ハット形部材の底壁部（第３壁部）
２９  凹凸形状部
３１  スポット溶接打点（溶接固定点）
３３  傾斜面（傾斜部）
３５  隙間
３７  傾斜が緩やかな傾斜部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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