(57)【要約】【課題】上部が開放されたＵ字形断面で衝突エネルギー吸収部材を兼ねた車体骨格部材（例えば、フロントサイドメンバー）を備えた車体構造において、車両の衝突等の際に、車体骨格部材の変形を抑え、かつその衝突吸収エネルギーを向上させることができる車体構造を提供する。【解決手段】フロントサイドメンバー１２の内側（特に、曲げ部１２Ａ近傍の内側）に、下部が開いた逆Ｕ字形断面を有し、フロントサイドメンバー１２の縦壁部１２ｂの高さの１／３以上の高さの縦壁部２０ｂを備えた補強材２０を設置し、それによってフロントサイドメンバー１２を閉断面構造にする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部が開放されたＵ字形断面で衝突エネルギー吸収部材を兼ねた車体骨格部材を備えた車体構造において、前記Ｕ字形断面の車体骨格部材の内側に、下部が開いた逆Ｕ字形断面を有し、前記車体骨格部材の縦壁部の高さの１／３以上の高さの縦壁部を備えた補強材が設置され、前記車体骨格部材の縦壁部と前記補強材の縦壁部が固着されていることを特徴とする車体構造。
【請求項２】
前記車体骨格部材は、フロントサイドメンバーであることを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車体構造に係り、特に、衝突エネルギー吸収部材を兼ねた車体骨格部材を備えた車両の車体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の衝突時の衝突エネルギーを吸収してキャビンへの衝撃力を緩和することによって乗員の保護を図るためには、例えばエンジンルームやトランクルームといったキャビン以外のスペースを優先的に潰すことが有効である。そこで、自動車の車体の前部、後部あるいは側部等の適切な個所に、衝突エネルギー吸収部材が配置され、衝突時の衝撃荷重が負荷されると、衝突エネルギー吸収部材が軸方向（衝突エネルギー吸収部材の長手方向）へ変形することによって衝突エネルギーを吸収するようになっている。このような衝突エネルギー吸収部材として、フロントサイドメンバー、サイドシル、リアサイドメンバ等が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような衝突エネルギー吸収部材について、以下では、フロントサイドメンバーを例にして述べることにする。
【０００４】
図１（ａ）は車両の車体構造の一例を示すものである。図中、矢印ＦＲは車両前後方向、矢印ＵＰは車両上下方向、矢印ＩＮは車両内側方向を示す。
【０００５】
図１（ａ）に示すように、フロントサイドメンバー１１は、キャビン（車室）１より前方の車体を構成する主要骨格であり、クワガタの大顎のように前方に飛び出した二本のフレーム（骨格）であって、車室１とエンジンルーム２とを仕切るダッシュパネルに上面が接合されて車両後方斜め下方へ延設されており、エンジンやサスペンション等が取り付けられるとともに、衝突時の衝撃（衝突エネルギー）を吸収する役割を与えられている。すなわち、フロントサイドメンバー１１は、衝突エネルギー吸収部材を兼ねた車体骨格部材となっている。
【０００６】
なお、フロントサイドメンバー１１は、通常、上部が開放された略Ｕ字形の横断面を有しているので、ここでは、図１（ｂ−１）に斜視図、図１（ｂ−２）に図１（ｂ−１）のＡ−Ａ断面図を示すような、底部１２ａと縦壁部１２ｂとフランジ部１２ｃを備えたＵ字形の横断面（フランジ付きＵ字形横断面）を備えた形状にモデル化したフロントサイドメンバー１２で説明することにする。
【０００７】
ここで、車両の衝突時の衝撃吸収性能（衝突エネルギー吸収性能）については、例えばオフセット前面衝突において、ギャビン１まわりの変形を抑えるために、衝突による変形を抑え、かつ衝突吸収エネルギーを向上させるには、フロントサイドメンバー１２が長手方向に折れ難くかつ衝突エネルギーの吸収量が大きくなるような構造であることが望ましい。
【０００８】
通常、フロントサイドメンバー１２には、車両前後方向中間部に、曲げ部１２Ａが形成されており、車両の衝突等によってフロントサイドメンバー１２に車両前方側から荷重Ｆが作用した場合、この曲げ部１２Ａに大きな曲げモーメントＭが作用する。
【０００９】
そこで、フロントサイドメンバー１２の曲げ部１２Ａの強度を向上する方法として、従来、図２に横断面図を示すように、フロントサイドメンバー１２の内側（特に、曲げ部１２Ａ近傍の内側）に、車両上部方向に開いたＵ字形断面の補強材３０を追加するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−１５５７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記のように、フロントサイドメンバー１２の内側に、車両上部方向に開いたＵ字形断面の補強材３０を追加する方法においては、車両が衝突した際に、曲げモーメントＭの作用によって曲げ圧縮側となる、フロントサイドメンバー１２（特に、曲げ部１２Ａ近傍）の断面上部が崩れやすく、強度が保持できないという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、上部が開放されたＵ字形断面で衝突エネルギー吸収部材を兼ねた車体骨格部材（例えば、フロントサイドメンバー）を備えた車体構造において、車両の衝突等の際に、車体骨格部材の変形を抑え、かつその衝突吸収エネルギーを向上させることができる車体構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明者らは鋭意検討を行った結果、衝突エネルギー吸収部材を兼ねたＵ字形断面の車体骨格部材に対して、従来のような、上部が開いたＵ字形断面の補強材に代えて、下部が開いた逆Ｕ字形断面の補強材を設置することによって、車体骨格部材を閉断面構造にすれば、車両の衝突時等の変形による断面崩れを抑制し、衝突吸収エネルギーを高めることができるとの考えに至った。
【００１４】
上記の考え方に基づいて、本発明は以下の特徴を有している。
【００１５】
［１］上部が開放されたＵ字形断面で衝突エネルギー吸収部材を兼ねた車体骨格部材を備えた車体構造において、前記Ｕ字形断面の車体骨格部材の内側に、下部が開いた逆Ｕ字形断面を有し、前記車体骨格部材の縦壁部の高さの１／３以上の高さの縦壁部を備えた補強材が設置され、前記車体骨格部材の縦壁部と前記補強材の縦壁部が固着されていることを特徴とする車体構造。
【００１６】
［２］前記車体骨格部材は、フロントサイドメンバーであることを特徴とする前記［１］に記載の車体構造。
【発明の効果】
【００１７】
本発明においては、衝突時等の変形による車体骨格部材の断面崩れを抑制し、かつその衝突吸収エネルギーを高めることができる。言い換えれば、従来よりも部品重量を軽量化しても、従来と同等の衝撃吸収性能（衝突エネルギー吸収性能）を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】車両のフロントサイドメンバーを示す図である。
【図２】従来技術を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態を示す図である。
【図５】本発明の実施例の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、ここでは、前述の図１（ａ）に示した車体構造を対象にして述べる。
【００２０】
すなわち、この実施形態における車体構造は、衝突エネルギー吸収部材を兼ねた車体骨格部材として、フロントサイドメンバー１１を備えている。フロントサイドメンバー１１は、図１（ａ）に示すように、キャビン（車室）１より前方の車体を構成する主要骨格であり、クワガタの大顎のように前方に飛び出した二本のフレーム（骨格）であって、車室１とエンジンルーム２とを仕切るダッシュパネルに上面が接合されて車両後方斜め下方へ延設されており、エンジンやサスペンション等が取り付けられるとともに、衝突時の衝撃（衝突エネルギー）を吸収する役割を与えられている。すなわち、フロントサイドメンバー１１は、衝突エネルギー吸収部材を兼ねた車体骨格部材となっている。
【００２１】
そして、フロントサイドメンバー１１は、通常、上部が開放された略Ｕ字形の横断面を有しているので、ここでも、図１（ｂ−１）に斜視図、図１（ｂ−２）に図１（ｂ−１）のＡ−Ａ断面図を示すように、底部１２ａと縦壁部１２ｂとフランジ部１２ｃを備えたＵ字形の横断面（フランジ付きＵ字形横断面）を備えた形状にモデル化したフロントサイドメンバー１２で説明することにする。
【００２２】
その上で、図３は、本発明の一実施形態における基本的な考え方を示すものである。すなわち、この実施形態においては、図３に断面図を示すように、フロントサイドメンバー１２の内側（特に、曲げ部１２Ａ近傍の内側）に、下部が開いた逆Ｕ字形断面の補強材２０を設置し、それによってフロントサイドメンバー１２を閉断面構造にしている。
【００２３】
ここで、補強材２０の縦壁部２０ｂは、フロントサイドメンバー１２の縦壁部１２ｂの高さの１／３以上の高さを有している。そして、補強材２０の縦壁部２０ｂはフロントサイドメンバー１２の縦壁部１２ｂの一部に重なり合うように固着されている。
【００２４】
このようにフロントサイドメンバー１２を閉断面構造にすることによって、車両が衝突した際に、曲げモーメントＭの作用でフロントサイドメンバー１２（特に、曲げ部１２Ａ近傍）の断面上部が曲げ圧縮側となっても、フロントサイドメンバー１２の断面上部が崩れることが抑制されるとともに、その衝突吸収エネルギーを高めることができる。
【００２５】
さらに、フロントサイドメンバー１２と補強材２０のそれぞれの縦壁部１２ｂと２０ｂが重なり合う様に固着され、縦壁部が二重の構造になっているので、フロントサイドメンバー１２に作用する曲げモーメントＭを抑制することができる。縦壁部１２ｂと２０ｂが重なり合う範囲は、フロントサイドメンバー１２の縦壁部１２ｂの高さの１／３以上とすることが好ましい。
【００２６】
なお、逆Ｕ字形断面の補強材２０は、フロントサイドメンバー１２の長手方向に沿って連続的に設置してもよいが、大きな曲げモーメントが作用する曲げ部１２Ａ近傍に局所的に配置してもよい。
【００２７】
図４は、この実施形態における施工状態を示すものであり、逆Ｕ字形断面の補強材２０は、アーク溶接によりフロントサイドメンバー１２の縦壁部１２ｂに接合されている。さらに、フロントサイドメンバー１２のフランジ部１２ｃがダッシュパネル３に溶接されている。
【００２８】
なお、逆Ｕ字形断面の補強材２０の接合については、逆Ｕ字形断面の補強材２０もしくはフロントサイドメンバー１２の縦壁部１２ｂにスポットガン用の作業穴を設けて、スポット溶接としてもよい。
【００２９】
また、本発明は上記の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種々の実施形態が可能であることは言うまでもない。
【実施例１】
【００３０】
本発明の実施例として、フロントサイドメンバー１２の内側に、図２に示したような、上部方向に開いたＵ字形断面の補強材３０を設置した場合を従来例とし、フロントサイドメンバー１２の内側に、図３に示したような、下部方向に開いた逆Ｕ字形断面の補強材２０を設置した場合を本発明例として、両者の衝撃吸収性能（衝突エネルギー吸収性能）を比較した。
【００３１】
その結果、図５に荷重−変位曲線を示すように、本発明例の方が、従来例に比べて、強度（最高荷重）が高いとともに、衝突吸収エネルギーも大きいことが分かる。
【００３２】
これによって、本発明の有効性が確認された。
【符号の説明】
【００３３】
１  キャビン（車室）
２  エンジンルーム
３  ダッシュパネル
１１  フロントサイドメンバー
１２  フロントサイドメンバー（モデル化）
１２Ａ  フロントサイドメンバーの曲げ部
１２ａ  フロントサイドメンバーの底部
１２ｂ  フロントサイドメンバーの縦壁部
１２ｃ  フロントサイドメンバーのフランジ部
２０  逆Ｕ字形断面の補強材
２０ｂ  逆Ｕ字形断面の補強材の縦壁部
３０  Ｕ字形断面の補強材
【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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