(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偶数角形閉断面形状の自動車のフロントサイドメンバであって、偶数角形の各辺のうち最も接近した対向辺の距離をＡとし、前記対向辺と直交する位置において互いに対向する辺の距離をＢとした時、前記偶数角形閉断面形状の車幅方向内側の壁部に前記フロントサイドメンバの軸方向に沿って、ピッチλ＝（Ａ＋Ｂ）×（０．９±０．１）／４で複数配設された第１のビードと、
前記壁部の上下に隣接する壁部に前記第１のビードとλ／２の位相をもってピッチλ＝（Ａ＋Ｂ）×（０．９±０．１）／４で複数配設された第２のビードと、
を有することを特徴とする自動車のフロントサイドメンバ。
【請求項２】
前記偶数角形閉断面形状は、六角形閉断面形状であることを特徴とする請求項１に記載の自動車のフロントサイドメンバ。
【請求項３】
前記六角形閉断面形状が軸方向に沿って拡大しており、前記第１のビードの配設ピッチと前記第２のビードの配設ピッチとが、前記拡大方向に沿って徐々に広くなっていることを特徴とする請求項２に記載の自動車のフロントサイドメンバ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車のフロントサイドメンバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車のフロントサイドメンバの一例としては、特開昭６１−２８７８７１号公報に示されているものがある。
【０００３】
図１１に示される如く、この自動車のフロントサイドメンバ７０は、開口部を車幅方向に向けた断面ハット形状のサイドメンバ７２と、このサイドメンバ７２の開口側を閉塞するようにして、サイドメンバ７２の上下のフランジ７２Ａ、７２Ｂに溶着される、例えば、フェンダーパネル７４と、から成り、幅がＡ、高さがＢの長方形の閉断面構造７６を形成している。また、この自動車のフロントサイドメンバ７０では、サイドメンバ７２におけるフェンダーパネル７４と対向する縦壁部７２Ｃに、上下方向で縦壁部７２Ｃの上下の角部に至らない長さのビード７６が軸方向に一定ピッチλ＝（Ａ＋Ｂ）×（１±０．１）／２で配設されており、軸方向に大荷重が作用した場合に、軸方向中間部で折れ曲がることなく、確実に軸圧縮変形し、衝突時の衝撃エネルギーを確実に吸収することを狙っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この自動車のフロントサイドメンバ７０では、軸圧縮変形を確実に行わせるためのビード７６が縦壁部７２Ｃのみに形成されている。この結果、自動車のフロントサイドメンバ７０の閉断面形状を長方形から、稜線を増やすことで初期座屈荷重を上げることが可能な六角形状とした場合には、狙い通りに安定した軸圧縮変形が得られず、衝撃エネルギーの吸収が効果的に行われない。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、安定した軸圧縮変形を保ったまま、初期座屈荷重を上げることができる自動車のフロントサイドメンバを得ることが目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、偶数角形閉断面形状の自動車のフロントサイドメンバであって、偶数角形の各辺のうち最も接近した対向辺の距離をＡとし、前記対向辺と直交する位置において互いに対向する辺の距離をＢとした時、前記偶数角形閉断面形状の車幅方向内側の壁部に前記フロントサイドメンバの軸方向に沿って、ピッチλ＝（Ａ＋Ｂ）×（０．９±０．１）／４で複数配設された第１のビードと、
前記壁部の上下に隣接する壁部に前記第１のビードとλ／２の位相をもってピッチλ＝（Ａ＋Ｂ）×（０．９±０．１）／４で複数配設された第２のビードと、
を有することを特徴とする。
【０００７】
従って、軸方向に大荷重を受けた場合に、偶数角形閉断面形状とされた閉断面構造部材における第１のビードが形成された部位における断面変形と、第２のビードが形成された部位における断面変形とが、それぞれ閉断面の内側と外側との異なる方向に変形可能である。この結果、閉断面形状の稜線を増やして初期座屈荷重を上げた場合においても、第１のビードと第２のビードとの双方を起点として安定した軸圧縮変形が得られるため、安定した軸圧縮変形を保ったまま、初期座屈荷重を上げることができる。また、自動車のフロントサイドメンバとして一般的な偶数個の角部を有する偶数角形閉断面形状とすることで、奇数個の角部を有する奇数角形閉断面形状に比べ汎用性が高い。また、軸方向に大荷重を受けた場合に、第１のビードが配設された壁部と、第２のビードが配設された壁部とが、偶数角形の各辺のうち最も接近した対向辺の距離をＡとし、前記対向辺と直交する位置において互いに対向する辺の距離をＢとした時、波長λ＝（Ａ＋Ｂ）×（０．９±０．１）／４で前方から順に軸圧縮変形する。この結果、第１のビードが配設された壁部と、第２のビードが配設された壁部とが短いピッチで、安定して軸圧縮変形する。
【０００８】
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の自動車のフロントサイドメンバであって、前記偶数角形閉断面形状は、六角形閉断面形状であることを特徴とする。
【０００９】
従って、請求項１に記載の内容に加えて、自動車のフロントサイドメンバとして一般的な六角形閉断面形状とすることで汎用性が高い。また、四角形閉断面形状に比べ軸方向の初期軸圧縮荷重を上げられる。
【００１０】
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の自動車のフロントサイドメンバであって、前記六角形閉断面形状が軸方向に沿って拡大しており、前記第１のビードの配設ピッチと前記第２のビードの配設ピッチとが、前記拡大方向に沿って徐々に広くなっていることを特徴とする。
【００１１】
従って、請求項２に記載の内容に加えて、六角形閉断面形状が軸方向に沿って拡大している場合においても、軸方向に大荷重を受けた場合に、第１のビードが配設された壁部と、第２のビードが配設された壁部とが、前記拡大方向に沿って徐々に広くなるピッチで安定して軸圧縮変形する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の自動車のフロントサイドメンバの一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
【００１３】
なお、図中矢印ＦＲは車両前方方向を、矢印ＵＰは車両上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示す。
【００１４】
図１に示される如く、本実施形態の閉断面構造部材としてのフロントサイドメンバ１０は、車両前部の車幅方向両端下部近傍に車両前後方向に沿って左右一対（車両左側のフロントサイドメンバは図示省略）配設されている。
【００１５】
図２に示される如く、フロントサイドメンバ１０は、フロントサイドメンバ１０の車幅方向外側部を構成するフロントサイドメンバアウタパネル１２と、フロントサイドメンバ１０の車幅方向内側部を構成するフロントサイドメンバインナパネル１４とで構成されている。また、、フロントサイドメンバアウタパネル１２の前端部には、トランスポートフック（図示省略）を取付けるためのフロントサイドメンバアウタエクステンション（以下、エクステンションという）１６が接合されている。
【００１６】
フロントサイドメンバインナパネル１４の車両前後方向から見た断面形状は、開口部を車幅方向外側へ向けた略コ字状とされており、上壁部１４Ａの車幅方向外側端部はフランジ１４Ｂとされている。また、フロントサイドメンバインナパネル１４の下壁部１４Ｃの車幅方向外側端部には、下方へ向けてフランジ１４Ｄが形成されている。
【００１７】
フロントサイドメンバアウタパネル１２の上端部には、車幅方向外側へ向けてフランジ１２Ａが形成されており、エクステンション１６の上端部にも、車幅方向外側へ向けてフランジ１６Ａが形成されている。これらのフランジ１２Ａ、１６Ａはフロントサイドメンバインナパネル１４のフランジ１４Ｂの下面に接合されている。また、フロントサイドメンバアウタパネル１２の下端縁部１２Ｂと、この下端縁部１２Ｂの延長線上となるエクステンション１６の部位１６Ｂは、フロントサイドメンバインナパネル１４のフランジ１４Ｄの車幅方向外側面に接合されている。
【００１８】
従って、図４（Ａ）に示される如く、フロントサイドメンバ１０は、車両前後方向へ延びる断面六角形状の閉断面構造となっている。
【００１９】
図１に示される如く、フロントサイドメンバ１０における六角形閉断面形状の各辺を構成する壁部１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ、１０Ｆのうちの車幅方向内側壁部１０Ｄには、フロントサイドメンバ１０の軸方向（図１の矢印Ｌ方向）に沿って所定の間隔で複数の第１のビード２０が形成されている。これらの第１のビード２０は、内側壁部１０Ｄの幅Ｗ１の全域に渡って形成されており、内側壁部１０Ｄの上下の稜線１０Ｇ、１０Ｈに達している。
【００２０】
また、内側壁部１０Ｄの上下に隣接する上傾斜壁部１０Ｃと下傾斜壁部１０Ｅとには、それぞれ、第１のビード２０の軸方向位置とは重ならない位置に軸方向に沿って所定の間隔で複数の第２のビード２２と第２のビード２４とがそれぞれ上傾斜壁部１０Ｃの幅Ｗ２の全域または下傾斜壁部１０Ｅの幅Ｗ３の全域に渡って形成されている。また、第２のビード２２は上傾斜壁部１０Ｃの上下の稜線１０Ｊ、１０Ｇに達しており、第２のビード２４は下傾斜壁部１０Ｅの上下の稜線１０Ｈ、１０Ｋに達している。
【００２１】
また、第１のビード２０及び第２のビード２２、２４は、それぞれ六角形閉断面形状の内側に突出されており、各ビードにおけるビードの長手方向と直交する面での断面形状は円弧状となっている。また、第１のビード２０及び第２のビード２２、２４の各配設ピッチλは略等しくなっている。
【００２２】
また、本実施形態では、六角形閉断面形状が軸方向（車両後方）に沿って拡大（距離Ａ及び距離Ｂが大きくなっている）しているため、第１のビード２０の配設ピッチと第２のビード２２、２４の配設ピッチλは、拡大方向（車両後方）に沿って徐々に広くなっている。即ち、距離Ａと距離Ｂは、隣接する第１のビード２０の中間位置の断面の距離Ａと距離Ｂとから求めるが、先端側の第１のビード２０の位置の断面の距離Ａと距離Ｂと、次の第１のビード２０の位置の断面の距離Ａと距離Ｂとが異なるため、実験経験的に、先端側の第１のビード２０の距離Ａと距離Ｂを使用し、これに定数（０．９±０．１）を乗じてλ＝（Ａ＋Ｂ）×（０．９±０．１）／４を決める。
【００２３】
なお、六角形閉断面形状（断面積）が軸方向（車両後方）に沿って常に一定の場合には、第１のビード２０及び第２のビード２２、２４の各配設ピッチλは等しくなる。
【００２４】
また、第１のビード２０と第２のビード２２、２４は、フロントサイドメンバ１０の先端側から第１のビード２０、第２のビード２２、２４の順で形成されており、第１のビード２０と第２のビード２２、２４とは、それぞれの位置がλ／２ずれている。従って、前突時にフロントサイドメンバ１０は、隣接する第１のビード２０の間が１ピッチ（１波長）λとなって、軸圧縮変形（座屈）するようになっている。
【００２５】
この際、図４（Ｂ）に示される如く、第１のビード２０が形成された部位の断面変形モードは、上壁部１０Ｂと下壁部１０Ｆがもとの位置（図４（Ｂ）の二点鎖線の位置）から断面内側に凹み、上傾斜壁部１０Ｃと下傾斜壁部１０Ｅがもとの位置（図４（Ｂ）の二点鎖線の位置）から断面外側に膨らみ、車幅方向外側壁部１０Ａと内側壁部１０Ｄがもとの位置（図４（Ｂ）の二点鎖線の位置）から車幅方向外側へ湾曲する変形モードとなる。
【００２６】
また、図５（Ｂ）に示される如く、第２のビード２２、２４が形成された部位の断面変形モードは、上壁部１０Ｂと下壁部１０Ｆがもとの位置（図５（Ｂ）の二点鎖線の位置）から断面外側に膨らみ、上傾斜壁部１０Ｃと下傾斜壁部１０Ｅがもとの位置（図５（Ｂ）の二点鎖線の位置）から断面内側に凹み、車幅方向外側壁部１０Ａと内側壁部１０Ｄがもとの位置（図５（Ｂ）の二点鎖線の位置）から車幅方向内側へ湾曲する変形モードとなる。
【００２７】
なお、前突時のフロントサイドメンバ１０の断面変形モードは、図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）に示される各断面変形モードが車両前後方向に沿って順番に規則正しく出現する軸圧縮変形となり、この軸圧縮変形のピッチ（波長）λは、λ＝（Ａ＋Ｂ）×（０．９±０．１）／４となる。
【００２８】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００２９】
車両が前突した場合、フロントサイドメンバ１０は、第１のビード２０が形成された壁部の部位における断面変形モードが、図４（Ｂ）に示される如く、上壁部１０Ｂと下壁部１０Ｆがもとの位置（図４（Ｂ）の二点鎖線の位置）から断面内側に凹み、上傾斜壁部１０Ｃと下傾斜壁部１０Ｅがもとの位置（図４（Ｂ）の二点鎖線の位置）から断面外側に膨らみ、車幅方向外側壁部１０Ａと内側壁部１０Ｄがもとの位置（図４（Ｂ）の二点鎖線の位置）から車幅方向外側へ湾曲する変形モードとなる。また、第２のビード２２、２４が形成された壁部の部位における断面変形モードが、図５（Ｂ）に示される如く、上壁部１０Ｂと下壁部１０Ｆがもとの位置（図５（Ｂ）の二点鎖線の位置）から断面外側に膨らみ、上傾斜壁部１０Ｃと下傾斜壁部１０Ｅがもとの位置（図５（Ｂ）の二点鎖線の位置）から断面内側に凹み、車幅方向外側壁部１０Ａと内側壁部１０Ｄがもとの位置（図５（Ｂ）の二点鎖線の位置）から車幅方向内側へ湾曲する変形モードとなる。
【００３０】
この結果、第１のビード２０と第２のビード２２、２４との双方を起点として安定した軸圧縮変形を保てる。また、フロントサイドメンバ１０を六角形閉断面形状としたことで、図６に実線で示される如く、本実施形態のフロントサイドメンバ１０の衝撃エネルギー吸収特性の初期座屈荷重Ｆ０は、図６に破線で示される従来技術のフロントサイドメンバ（幅方向の距離Ａ、高さ方向の距離Ｂの四角形状の閉断面形状とし、ビード７６の軸方向ピッチλを、λ＝（Ａ＋Ｂ）×（１±０．１）／２に設定した場合）の衝撃エネルギー吸収特性の初期座屈荷重Ｆ１に比べて大きくなる（Ｆ０＞Ｆ１）。
【００３１】
また、本実施形態のフロントサイドメンバ１０は、自動車のフロントサイドメンバとして一般的な六角形閉断面形状とすることで汎用性が高い。また、第１のビード２０がフロントサイドメンバ１０の２つの稜線１０Ｇ、１０Ｈを分断すると共に、第２のビード２２がフロントサイドメンバ１０の２つの稜線１０Ｇ、１０Ｊを分断し、第２のビード２４がフロントサイドメンバ１０の２つの稜線１０Ｈ、１０Ｋを分断するので、フロントサイドメンバ１０が更に安定して軸圧縮変形し易くなり、衝撃エネルギーを効果的に吸収できる。
【００３２】
また、本実施形態では、第１のビード２０及び第２のビード２２、２４が、それぞれ、閉断面形状の内側に突出されているため、第１のビード２０及び第２のビード２２、２４と、フロントサイドメンバ１０の近傍に配置される他部材との干渉を防止できる。
【００３３】
また、略平板状のフロントサイドメンバアウタパネル１２に比べ、一般的に、板厚が厚い略コ字状断面のフロントサイドメンバインナパネル１４側に第１のビード２０及び第２のビード２２、２４を形成することにより、より効果的にフロントサイドメンバ１０を軸圧縮変形させることができる。
【００３４】
なお、本実施形態のフロントサイドメンバ１０では、第１のビード２０が形成された部位が図４（Ｂ）に示される断面変形モードとなり、第２のビード２０が形成された部位が図５（Ｂ）に示される断面変形モードとなる場合と同様に、第１のビード２０が形成された部位が図７（Ａ）に示される様に、車幅方向外側壁部１０Ａと内側壁部１０Ｄがもとの位置（図７（Ａ）の二点鎖線の位置）から閉断面内側へ湾曲し、他の壁部が閉断面外側へ湾曲する断面変形モードとなり、第２のビード２０が形成された部位が図７（Ｂ）に示される様に、車幅方向外側壁部１０Ａと内側壁部１０Ｄがもとの位置（図７（Ｂ）の二点鎖線の位置）から閉断面外側へ湾曲し、他の壁部が閉断面内側へ湾曲する断面変形モードとなる場合もあり、この場合にも、軸圧縮変形の波長λは、＝（Ａ＋Ｂ）×（０．９±０．１）／４となり、安定した軸圧縮変形を保ったまま、初期座屈荷重を上げることができる。
【００３５】
以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、本実施形態では、第１のビード２０及び第２のビード２２、２４を、それぞれ六角形閉断面形状の内側に突出させたが、これに代えて、図８に示される如く、第１のビード２０及び第２のビード２２、２４を、それぞれ閉断面形状の外側に突出させた構成としても良い。また、各ビードの断面形状は円弧状に限定されず、三角形状、先端部をＲ形状とした三角形状等の他の形状としても良い。また、各ビードの断面形状を先端部をＲ形状とした三角形状とした場合には、先端部のＲ形状を後方へ向けて徐々に大きくし、より安定して軸圧縮変形するようにしても良い。
【００３６】
また、本実施形態では、第１のビード２０が内側壁部１０Ｄの上下の稜線１０Ｇ、１０Ｈに達し、第２のビード２２、２４がそれぞれ稜線１０Ｊ、１０Ｇまたは稜線１０Ｈ、１０Ｋに達しているが、これに代えて、図９に示される如く、第１のビード２０が内側壁部１０Ｄの上下の稜線１０Ｇ、１０Ｈの近傍で終わっており、第２のビード２２、２４がそれぞれ稜線１０Ｊ、１０Ｇまたは稜線１０Ｈ、１０Ｋの近傍で終わっている構成としても良い。
【００３７】
また、本実施形態では、フロントサイドメンバ１０の閉断面形状を六角形状としてが、閉断面形状は六角形状に限定されず、図１０（Ａ）に示される様な四角形状、図１０（Ｂ）に示される様な四角形状、図１０（Ｃ）に示される様な六角形状、図１０（Ｄ）に示される様な八角形状等の他の偶数角閉断面構造としても良い。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１に記載の本発明は、偶数角形閉断面形状の自動車のフロントサイドメンバであって、偶数角形の各辺のうち最も接近した対向辺の距離をＡとし、対向辺と直交する位置において互いに対向する辺の距離をＢとした時、偶数角形閉断面形状の車幅方向内側の壁部にフロントサイドメンバの軸方向に沿って、ピッチλ＝（Ａ＋Ｂ）×（０．９±０．１）／４で複数配設された第１のビードと、壁部の上下に隣接する壁部に第１のビードとλ／２の位相をもってピッチλ＝（Ａ＋Ｂ）×（０．９±０．１）／４で複数配設された第２のビードと、を有するため、安定した軸圧縮変形を保ったまま、初期座屈荷重を上げることができるという優れた効果を有する。また、汎用性が高いという優れた効果を有する。また、第１のビードが配設された壁部と、第２のビードが配設された壁部とが短いピッチで安定して軸圧縮変形するという優れた効果を有する。
【００３９】
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の自動車のフロントサイドメンバにおいて、偶数角形閉断面形状は、六角形閉断面形状であるため、請求項１に記載の効果に加えて、汎用性が高いと共に、四角形閉断面形状に比べ軸方向の初期軸圧縮荷重を上げられるという優れた効果を有する。
【００４０】
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の自動車のフロントサイドメンバであって、六角形閉断面形状が軸方向に沿って拡大しており、第１のビードの配設ピッチと第２のビードの配設ピッチとが、拡大方向に沿って徐々に広くなっているため、請求項２に記載の効果に加えて、多角形閉断面形状が軸方向に沿って拡大している場合においても、安定して軸圧縮変形するという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動車のフロントサイドメンバを示す車両斜め前方内側から見た斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る自動車のフロントサイドメンバを示す車両斜め前方内側から見た分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る自動車のフロントサイドメンバを示す車幅方向内側から見た側面図である。
【図４】（Ａ）図３の４−４線に沿った変形前の拡大断面図であり、（Ｂ）は図３の４−４線に沿った変形後の拡大断面図である。
【図５】（Ａ）図３の５−５線に沿った変形前の拡大断面図であり、（Ｂ）は図３の５−５線に沿った変形後の拡大断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る自動車のフロントサイドメンバにおける潰れ量と荷重との関係を示すグラフである。
【図７】（Ａ）は、本発明の一実施形態に係る自動車のフロントサイドメンバにおける他の変形形状を示す図４（Ｂ）に対応する断面図であり、（Ｂ）は、本発明の一実施形態に係る自動車のフロントサイドメンバにおける他の変形形状を示す図５（Ｂ）に対応する断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る自動車のフロントサイドメンバを示す車両斜め前方内側から見た斜視図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る自動車のフロントサイドメンバを示す車両斜め前方内側から見た斜視図である。
【図１０】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の他の実施形態に係る自動車のフロントサイドメンバにおける閉断面形状を示す概略図である。
【図１１】従来のサイドメンバを示す斜視図である。
【符号の説明】
１０    フロントサイドメンバ
１０Ａ    フロントサイドメンバの車幅方向外側壁部
１０Ｂ    フロントサイドメンバの上壁部
１０Ｃ    フロントサイドメンバの上傾斜壁部
１０Ｄ    フロントサイドメンバの車幅方向内側壁部
１０Ｅ    フロントサイドメンバの下傾斜壁部
１０Ｆ    フロントサイドメンバの下壁部
１０Ｇ    フロントサイドメンバの稜線
１０Ｈ    フロントサイドメンバの稜線
１０Ｊ    フロントサイドメンバの稜線
１０Ｋ    フロントサイドメンバの稜線
１２    フロントサイドメンバアウタパネル
１４    フロントサイドメンバインナパネル
１６    フロントサイドメンバアウタエクステンション
２０    第１のビード
２２    第２のビード
２４    第２のビード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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