(57)【要約】【課題】車体骨格を構成する長尺メンバの曲げ強度を増大しつつ、衝突時のエネルギー吸収能力を高めるようにした車体骨格構造の提供を図る。【解決手段】車体骨格を構成する閉断面構造の長尺メンバ１１の曲げ変形集中部分Ｂの内部に、長尺メンバ１１の長手方向に平行に形成した荷重受け面１０１と、この荷重受け面１０１から長尺メンバ１１の長手方向に略直交する方向に延設した脚部１０２と、この脚部１０２の延設先端部に形成した結合部１０３と、を備えた荷重伝達部材１００を配置し、荷重受け面１０１を長尺メンバ１１の曲げ方向一側面１１ｉｎ　に対向配置するとともに、結合部１０３を曲げ方向他側面１１ｏｕｔ　に結合することにより、長尺メンバ１１が荷重伝達部材１００の配置部分で局所的に曲げ変形されるのを抑制若しくは防止しつつ、荷重伝達部材１００の圧縮変形によってエネルギーの吸収効率を高めることができる。【選択図】　　　図４
2004075021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前後方向の車体骨格を構成する閉断面構造の長尺メンバを備え、衝突荷重の入力により長尺メンバの長手方向の一部に曲げ変形が集中する車体骨格構造であって、
前記長尺メンバの曲げ変形集中部分の内部に、長尺メンバの長手方向に平行に形成した荷重受け面と、この荷重受け面から長尺メンバの長手方向に略直交する方向に延設した脚部と、この脚部の延設先端部に形成した結合部と、を備えた荷重伝達部材を設け、
この荷重伝達部材の前記荷重受け面を長尺メンバの曲げ方向一側面に対向配置するとともに、前記結合部を曲げ方向他側面に結合したことを特徴とする車体骨格構造。
【請求項２】
長尺メンバは、車体前部の左右両側部に配設したフロントサイドメンバであることを特徴とする請求項１に記載の車体骨格構造。
【請求項３】
長尺メンバは、車体後部の左右両側部に配設したリヤサイドメンバであることを特徴とする請求項１に記載の車体骨格構造。
【請求項４】
長尺メンバは、車体前部の左右両側骨格を構成するフロントサイドメンバの下方に連結したサブフレームの車幅方向両側を構成するサイド部材であることを特徴とする請求項１に記載の車体骨格構造。
【請求項５】
長尺メンバの曲げ方向一側面は、曲げ変形時の曲げモーメントにより圧縮力が発生する面であり、この曲げ方向一側面に荷重伝達部材の荷重受け面を近接配置したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車体骨格構造。
【請求項６】
フロントサイドメンバは、前方領域を車体前方に向かって車幅方向外方に傾斜させ、この外開きとなった前方領域と後方領域との境界部分にパワーユニット支持用の補強部分を設け、この補強部分の前方近傍に曲げ変形集中部分を設定して、その内部に配置した前記荷重伝達部材の荷重受け面を、曲げ変形集中部分の車幅方向外側面に対向させて近接配置したことを特徴とする請求項２または５に記載の車体骨格構造。
【請求項７】
リヤサイドメンバは、車体後部のスペアタイヤ収納部の前端位置近傍に設けた第１屈曲部とその所定距離前方に設けた第２屈曲部との間で、前方に向かって下方に傾斜する傾斜部を設け、これら第１，第２屈曲部の内部のそれぞれに荷重伝達部材を配置するとともに、これら荷重伝達部材の荷重受け面を、第１屈曲部ではその下側面に対向配置するとともに、第２屈曲部ではその上側面に対向配置したことを特徴とする請求項３または５に記載の車体骨格構造。
【請求項８】
サブフレームのサイド部材は、車体前後方向の中間部に衝突荷重の入力により車幅方向の軸廻りに下折れする脆弱部を設け、この脆弱部の内部に荷重伝達部材を配置するとともに、この荷重伝達部材の荷重受け面を脆弱部の上側面に対向配置したことを特徴とする請求項４または５に記載の車体骨格構造。
【請求項９】
荷重伝達部材は、脚部を荷重受け面の周縁部の両側部分から対向するように延設して、荷重受け面と脚部の対向部分と結合部とによって略ハット断面形状に形成し、この脚部の対向部分を長尺メンバの長手方向に配置したことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の車体骨格構造。
【請求項１０】
荷重伝達部材は、山折りと谷折りを複数連設した蛇腹状に形成し、山折りした稜線の集合体を荷重受け面とするとともに、谷折りした稜線の集合体を結合部とし、各稜線を長尺メンバの長手方向と直交する向きに配置したことを特徴とする１〜８のいずれかに記載の車体骨格構造。
【請求項１１】
長尺メンバは、荷重伝達部材の荷重受け面が対向する側面のこの荷重受け面と重複する領域に、長尺メンバの長手方向に延びる内側に突出する凹ビードを設け、この凹ビードの突出側先端面に前記荷重受け面を近接配置したことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の車体骨格構造。
【請求項１２】
荷重伝達部材は、荷重受け面と、この荷重受け面と結合部とを連結する脚部との間に、これら荷重受け面と脚部とを連結する補強壁を設けたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の車体骨格構造。
【請求項１３】
荷重伝達部材は、脚部に荷重受け面から結合部に向かって延びるビードや稜線等の凹凸部を形成したことを特徴とする請求項１〜１２に記載の車体骨格構造。
【請求項１４】
長尺メンバは、これに衝突荷重が入力される側の先端から前記荷重伝達部材の荷重受け面の中心までの距離Ｌを、
Ｌ＝（ｎ＋１／４）λ…（１）　（ｎ：整数）
若しくは、
Ｌ＝（ｎ＋３／４）λ…（２）　（ｎ：整数）　に設定し、
（１）式の場合は、荷重伝達部材の荷重受け面に対向した長尺メンバの側面に、この長尺メンバの先端から１／４λの位置とその位置より先端から遠ざかる方向に間隔λをもって並設し、長尺メンバの長手方向と直交する方向に延びて断面外側に突出する凸ビードをｎ個設ける一方、
（２）式の場合は、荷重伝達部材の荷重受け面に対向した長尺メンバの側面に、この長尺メンバの先端から１／４λの位置に、長尺メンバの長手方向と直交する方向に延びて断面内側に突出する凹ビードを設けるとともに、その凹ビードの位置より先端から遠ざかる方向にλ／２の位置および更に間隔λをもって並設され、長尺メンバの長手方向と直交する方向に延びて断面外側に突出する凸ビードをｎ個設けたことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の車体骨格構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の車体骨格構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車体骨格を構成するメンバ部材の補強構造としては、例えば特開２００１−１９９３６１号公報に開示されたものがあり、これはセンターピラーの断面内部に同様の形状からなる補強部材を配設している。
【０００３】
このようにセンターピラー等の長尺メンバの内部に補強部材を配設して２重構造とすることにより、実質上、その長尺メンバの板厚を増加したのと同様の作用・効果を奏することができ、その曲げ強度を向上することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の車体骨格構造では、フロントサイドメンバ等のように車体前後方向に配置して、衝突荷重の入力時に軸圧壊してエネルギー吸収する機能が要求される長尺メンバでは、これを単に２重構造とした場合には、曲げ入力に対する強度が向上する一方で、必須要件である良好な軸圧壊の特性を得ることが困難となる。
【０００５】
そこで本発明は車体骨格を構成する長尺メンバの曲げ強度を増大しつつ、衝突時のエネルギー吸収能力を高められる車体骨格構造を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にあっては、車体前後方向の車体骨格を構成する閉断面構造の長尺メンバを備え、衝突荷重の入力により長尺メンバの長手方向の一部に集中する曲げ変形集中部分の内部に荷重伝達部材を部分的に配置する構成とし、この荷重伝達部材を、長尺メンバの長手方向に平行に形成した荷重受け面と、この荷重受け面から長尺メンバの長手方向に略直交する方向に延設した脚部と、この脚部の延設先端部に形成した結合部と、で構成し、前記荷重受け面を長尺メンバの曲げ方向一側面に対向配置するとともに、前記結合部を曲げ方向他側面に結合したことを特徴としている。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、荷重伝達部材を内部に配置した長尺メンバの曲げ変形集中部分に曲げ力が入力して、荷重受け面を対向配置した長尺メンバの曲げ方向一側面に座屈現象により断面内方に向かう変位が生ずると、この変位部分が前記荷重受け面に干渉して、曲げ方向一側面の内方への変位力を荷重伝達部材の脚部および結合部を介して曲げ方向他側面に伝達する。
【０００８】
これによって、荷重伝達部材が補強部材となって前記曲げ方向一側面の壁面中央部が断面内方に陥入するのを抑制し、ひいては、長尺メンバが荷重伝達部材の配置部分で局所的に曲げ変形するのを抑制若しくは防止することができる。
【０００９】
従って、長尺メンバに入力した衝突荷重のエネルギーを、前記曲げ変形集中部分を外れた部分に効率良く作用させて、当該部分に積極的に軸圧壊を発生させることができ、前記衝突荷重を効果的に吸収することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００１１】
図１〜図１１は本発明の車体骨格構造の第１実施形態を示し、図１は本発明の対象とする自動車の外観斜視図、図２は車体前部の骨格構造を示す斜視図、図３は車体前部の骨格構造を略示的に示す平面図、図４は車体前部右側のフロントサイドメンバの前方領域を示す拡大斜視図、図５は図４中Ａ−Ａ線に沿った断面図、図６は車体前部に直進方向および斜め方向の衝突荷重が入力する状態を略示的に示すイメージ図、図７は直進方向および斜め方向の衝突荷重入力による一般のフロントサイドメンバの前方領域の変形態様を（ａ），（ｂ）に略示的に示す平面図、図８はフロントサイドメンバに斜め方向の衝突荷重が入力した場合の応力分布状態を（ａ）〜（ｃ）に順次示す斜視図、図９は荷重伝達部材の取付け部分の拡大断面図、図１０は直進方向および斜め方向の衝突荷重入力によるフロントサイドメンバの前方領域の変形態様を（ａ），（ｂ）に略示的に示す平面図、図１１は直進方向および斜め方向の衝突荷重に対するフロントサイドメンバのエネルギー吸収特性を本実施形態（ａ）と一般構造（ｂ）とで比較して示すグラフ、図１２はフロントサイドメンバの前方領域が軸圧壊する時の荷重伝達部材の挙動を（ａ），（ｂ）によって示す説明図である。
【００１２】
第１実施形態の車体骨格構造は、図１に示す車両１０のフロントコンパートメントＦ・Ｃの骨格構造を構成する図２，図３に示す長尺メンバとしてのフロントサイドメンバ１１に適用してある。
【００１３】
フロントサイドメンバ１１は、図２，図３に示すようにフロントコンパートメントＦ・Ｃの左右両側部に１対設けられ、それぞれを車体前後方向に配設して略平行に配置してあり、それぞれのフロントサイドメンバ１１の前端部に跨ってバンパーの骨格を成すバンパーレインフォース１２を結合してある。
【００１４】
また、それぞれのフロントサイドメンバ１１の後方にはダッシュパネル１３からフロアパネル１４の下面側に回り込むエクステンションサイドメンバ１５を連設してあり、それぞれのエクステンションサイドメンバ１５の車幅方向外方には略平行にサイドシル１６が配置され、これらエクステンションサイドメンバ１５とサイドシル１６のそれぞれの前端部をアウトリガー１７で連結してある。
【００１５】
フロントサイドメンバ１１は、図４に示すように平板帯状のアウタプレート１１ａに、断面コ字状のインナプレート１１ｂの両側フランジ部をスポット溶接などで固設して閉断面構造として構成してあり、このフロントサイドメンバ１１の前端から所定距離だけ後方に離れた中間部分には補強部分Ａを設けて、この補強部分ＡにエンジンやトランスミッションからなるパワーユニットＰ（図６参照）をマウントするためのマウントブラケット１９を設けている。
【００１６】
また、前記フロントサイドメンバ１１は、前記補強部分Ａよりも前方が前方領域１１Ｆとなり、この補強部分Ａよりも後方が後方領域１１Ｒとなり、前方領域１１Ｆは前方からの衝突荷重によって変形するようになっている。
【００１７】
即ち、図６に示すようにフロントサイドメンバ１１の前端部に、直進方向の衝突荷重Ｆ１や斜め方向の衝突荷重Ｆ２が入力した場合、一般には図７に示すように直進方向の衝突荷重Ｆ１によって、前記前方領域１１Ｆは同図（ａ）に示すように蛇腹状に変形する軸圧壊Ｋを発生させて、衝突エネルギーを効率良く吸収する。
【００１８】
一方、斜め方向の衝突荷重Ｆ２によって、同図（ｂ）に示すように前方領域１１Ｆは、前記補強部分Ａの前方近傍に曲げ変形が集中して、この曲げ変形集中部分Ｂからフロントサイドメンバ１１の前方領域１１Ｆが車幅方向内方に折れ曲がり、衝突エネルギーの吸収効率が低下する。
【００１９】
ここで、この第１実施形態では図４に示すように、前記フロントサイドメンバ１１の曲げ変形集中部分Ｂの内部に荷重伝達部材１００を設け、この荷重伝達部材１００によって曲げ変形集中部分Ｂを局所的に補強している。
【００２０】
前記荷重伝達部材１００は、スチールやアルミ合金の伸展材をプレス成形により一体成形しており、フロントサイドメンバ１１の長手方向に平行に形成した荷重受け面１０１と、この荷重受け面１０１からフロントサイドメンバ１１の長手方向に略直交する方向に延設した脚部１０２と、この脚部１０２の延設先端部に形成した結合部１０３とを備え、前記荷重受け面１０１をフロントサイドメンバ１１の曲げ方向一側面としての内側面１１ｉｎ　に対向配置するとともに、前記結合部１０３を曲げ方向他側面としての外側面１１ｏｕｔ　にスポット溶接等により一体に結合してある。
【００２１】
また、前記荷重伝達部材１００は、脚部１０２を荷重受け面１０１の周縁部の両側部分（本実施形態ではフロントサイドメンバ１１の長手方向に沿った方向の両側部分）から対向するように延設して、荷重受け面１０１と脚部１０２の対向部分と結合部１０３とによって略ハット断面形状に形成し、この脚部１０２の対向部分をフロントサイドメンバ１１の長手方向に配置している。
【００２２】
更に、前記荷重伝達部材１００は、脚部１０２に荷重受け面１０１から結合部１０３に向かって延びる凹凸部としての稜線１０４（ビードでも良い）を形成してある。
【００２３】
ところで、前記フロントサイドメンバ１１の曲げ方向一側面となる内側面１１ｉｎ　は、図８中（ｃ）に示すように曲げ変形時の曲げモーメントにより圧縮力が発生する面であり、この内側面１１ｉｎ　に前記荷重受け面１０１を近接配置してある。
【００２４】
また、前記フロントサイドメンバ１１の前方領域１１Ｆは、図４に示すようにその前端から前記荷重伝達部材１００の荷重受け面１０１の中心までの距離をＬとすると、
Ｌ＝（ｎ＋１／４）λ…（１）　（ｎは整数で本実施形態では３）
に設定し、荷重伝達部材１００の荷重受け面１０１に対向したフロントサイドメンバ１１の内側面１１ｉｎ　に、その先端から１／４λの位置と、その位置より先端から遠ざかる方向に間隔λをもって並設され、フロントサイドメンバ１１の長手方向と直交する方向に延びて断面外側に突出する凸ビード２０をｎ個（本実施形態では３個）設けてある。
【００２５】
以上の構成によりこの第１実施形態の車体骨格構造にあっては、図８（ａ）に示すようにフロントサイドメンバ１１の前端に斜め方向の衝突荷重Ｆ２が作用した際に、同図（ｂ）に示すようにマウントブラケット１９を取り付けた補強部分Ａの前方近傍の曲げ変形集中部分Ｂでは、フロントサイドメンバ１１の内側面１１ｉｎ　の中央付近において座屈現象が発生して断面内方に変位しようとする。
【００２６】
ところが、本実施形態では前記曲げ変形集中部分Ｂの内方に荷重伝達部材１００を配置してあるので、図９に示すように前記内側面１１ｉｎ　の内方への変位部分が荷重伝達部材１００の荷重受け面１０１に干渉して、この内側面１１ｉｎ　の内方への変位力を荷重伝達部材１００の脚部１０２および結合部１０３を介してフロントサイドメンバ１１の外側面１１ｏｕｔ　に伝達することができる。
【００２７】
これによって、荷重伝達部材１００が補強部材となって前記内側面１１ｉｎ　の壁面中央部が断面内方に陥入するのを抑制し、ひいては、図８（ｃ）に示すようなフロントサイドメンバ１１が荷重伝達部材１００の配置部分で局所的に曲げ変形するのを抑制若しくは防止することができる。
【００２８】
つまり、曲げ変形に対して圧縮面となる内側面１１ｉｎ　および引っ張り面となる外側面１１ｏｕｔ　の応力分布は、壁面中央部が低い分布となることが材料力学の分野では有効幅理論として知られているが、この第１実施形態では圧縮側となる内側面１１ｉｎ　は勿論のこと、引っ張り側となる外側面１１ｏｕｔ　にあっても壁面部分に直接に力を伝達できることにより、壁面中央部の応力分布を高めることができるようになる。
【００２９】
従って、フロントサイドメンバ１１の前端に入力した衝突荷重Ｆ２のエネルギーを、前記曲げ変形集中部分Ｂを外れた部分、つまり前方領域１１Ｆに効率良く作用させて、当該部分に積極的に軸圧壊Ｋを発生させることができる。
【００３０】
また、図６に示すように直進方向の衝突荷重Ｆ１がフロントサイドメンバ１１の前端に入力した場合は、図１０（ａ）に示すように前方領域１１Ｆに軸圧壊Ｋを発生させて衝突エネルギーを効率良く吸収できるのは勿論こと、斜め方向の衝突荷重Ｆ２が入力した場合にあっても、図１０（ｂ）に示すように曲げ変形集中部分Ｂの局所折れに対する抗力を向上しつつ、フロントサイドメンバ１１の前方領域１１Ｆに軸圧壊Ｋを効率良く、つまり、前端から持続的に軸圧壊Ｋを発生させて、前記衝突荷重Ｆ２のエネルギーを効果的に吸収することができる。
【００３１】
このため、フロントサイドメンバ１１に入力する直進方向および斜め方向の衝突荷重Ｆ１，Ｆ２に対して、一般の構造では図１１（ａ）に示すようにＦ２のエネルギー吸収効率が極端に低下するのに比較して、同図（ｂ）に示すようにＦ１，Ｆ２いずれの方向の衝突荷重が入力した場合にも良好なエネルギー吸収特性を得ることができる。
【００３２】
また、更に大きな斜め方向の衝突荷重Ｆ２が作用するなどして、前記曲げ変形集中部分Ｂが大きく変形する場合は、荷重伝達部材１００がフロントサイドメンバ１１の内側面１１ｉｎ　と外側面１１ｏｕｔ　との間で圧縮変形されるため、この荷重伝達部材１００の圧縮変形によってエネルギーの吸収効率を高めて、キャビンへの影響を低減することができる。
【００３３】
更に、荷重伝達部材１００の剛性は板厚変更等の簡単な構造変化をもって調整でき、この荷重伝達部材１００の剛性調整により、フロントサイドメンバ１１の曲げ変形によるエネルギー吸収量を制御できるため、車体１０の設計を容易かつ精度良く行うことができる。
【００３４】
ところで、この第１実施形態では上述した作用・効果に加えて、本発明の車体骨格構造を車両１０のフロントコンパートメントＦ・Ｃの骨格構造を構成するフロントサイドメンバ１１に適用したので、前方からの衝突に対して衝突エネルギーを効率良く吸収しつつ、キャビンの変形を効果的に抑制することができる。
【００３５】
また、前記フロントサイドメンバ１１の曲げ方向一側面となる内側面１１ｉｎ　は、図８中（ｃ）に示すように曲げ変形時の曲げモーメントにより圧縮力が発生する面であり、この内側面１１ｉｎ　に前記荷重受け面１０１を近接配置したことにより、内側面１１ｉｎ　の内方への変位を効率良く荷重受け面１０１に伝達して、荷重伝達部材１００の機能を確実に発揮させることができる。
【００３６】
更に、荷重伝達部材１００は、脚部１０２を荷重受け面１０１の周縁部の両側部分から対向するように延設して、荷重受け面１０１と脚部１０２の対向部分と結合部１０３とによって略ハット断面形状に形成し、この脚部１０２の対向部分をフロントサイドメンバ１１の長手方向に配置したので、荷重受け面１０１の対向部分から延設した脚部１０２によって、この荷重受け面１０１に入力した内側面１１ｉｎ　の内方への変位力を効率良く外側面１１ｏｕｔ　に伝達でき、曲げ変形集中部分Ｂの剛性をより高めることができる。
【００３７】
また、図１２（ａ）に示すように脚部１０２の対向方向は強度が低くなり、この対向方向をフロントサイドメンバ１１の長手方向に配置することにより、図１２（ｂ）に示すようにフロントサイドメンバ１１の前方領域１１Ｆが軸圧壊Ｋする際には、荷重伝達部材１００を巻き込んで軸圧壊Ｋを発生させることができる。
【００３８】
このため、直進方向の衝突荷重Ｆ１に対するエネルギー吸収効率を高めることができるため、荷重伝達部材１００による曲げ変形に対する強度向上と、軸圧壊Ｋによる衝突エネルギーの吸収効果の向上との両立が可能となる。
【００３９】
更に、前記荷重伝達部材１００の脚部１０２に、荷重受け面１０１から結合部１０３に向かって延びる稜線１０４を形成したので、脚部１０２の剛性をフロントサイドメンバ１１の長手方向に直交する方向に増大して、曲げ変形集中部分Ｂの曲げ変形に対する強度を更に高めることができる。
【００４０】
また、フロントサイドメンバ１１の前方領域１１Ｆは、図４に示すようにその前端から前記荷重伝達部材１００の荷重受け面１０１の中心までの距離を、Ｌ＝（ｎ＋１／４）λに設定して、荷重伝達部材１００の荷重受け面１０１に対向したフロントサイドメンバ１１の内側面１１ｉｎ　に、その先端から１／４λの位置と、その位置より先端から遠ざかる方向に間隔λをもって並設され、フロントサイドメンバ１１の長手方向と直交する方向に延びて断面外側に突出する凸ビード２０を設けたので、フロントサイドメンバ１１の前方領域１１Ｆが軸圧壊Ｋする場合に、この軸圧壊Ｋの座屈の波長をλとしつつ、荷重受け面１０１と近接する内側面１１ｉｎ　が断面外方に変位するように制御することができるため、前記前方領域１１Ｆの軸圧壊変形モードに対する荷重伝達部材１００の影響を最小とすることができる。
【００４１】
尚、この場合、フロントサイドメンバ１１の前方領域１１Ｆの前端から荷重伝達部材１００の荷重受け面１０１の中心までの距離を、Ｌ＝（ｎ＋３／４）λに設定して、荷重伝達部材１００の荷重受け面１０１に対向する内側面１１ｉｎ　に、その先端から１／４λの位置に、フロントサイドメンバ１１の長手方向と直交する方向に延びて断面内側に突出する凹ビードを設けるとともに、その凹ビードの位置より先端から遠ざかる方向にλ／２の位置および更に間隔λをもって並設され、フロントサイドメンバ１１の長手方向と直交する方向に延びて断面外側に突出する凸ビードをｎ個設けることによっても、同様に内側面１１ｉｎ　が断面外方に変位するように制御することができる。
【００４２】
以上要約すると本実施形態によれば、荷重伝達部材を内部に配置した長尺メンバの曲げ変形集中部分に曲げ分が入力して、荷重受け面を対向配置した長尺メンバの曲げ方向一画面に座屈現象により断面内方に向かう変位が生ずると、この変位部分が前記荷重受け面に干渉して、曲げ方向一側面の内方への変位力を荷重伝達部材の脚部および結合部を介して曲げ方向他側面に伝達するので、荷重伝達部材が補強部材となって前記曲げ方向一側面の壁面中央部が断面内方に陥入するのを抑制し、ひいては、長尺メンバが荷重伝達部材の配置部分で局所的に曲げ変形するのを抑制若しくは防止することができる。
【００４３】
また、これにより長尺メンバに入力した衝突荷重のエネルギーを、前記曲げ変形集中部分を外れた部分に効率良く作用させて、当該部分に積極的に軸圧壊を発生させることができ、前記衝突荷重を効果的に吸収することができる。また、更に大きな衝突荷重が作用するなどして前記曲げ変形集中部分が大きく変形する場合は、荷重伝達部材が曲げ方向一側面と曲げ方向他側面との間で圧縮変形されるため、この荷重伝達部材の圧縮変形によってエネルギーの吸収効率を高めて、キャビンへの影響を低減することができる。
【００４４】
更に、荷重伝達部材の剛性を板厚変更等の簡単な構造変化をもって調整することにより、長尺メンバの曲げ変形によるエネルギー吸収量を制御できるため、車体設計を容易かつ精度良く行うことができる。
【００４５】
図１３，図１４は本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。
【００４６】
図１３は車体前部右側のフロントサイドメンバの前方領域を示す拡大斜視図、図１４は車体前部に衝突荷重が入力される状態を略示的に示すイメージ図で、この第２実施形態の車体骨格構造は、図１３に示すように長尺メンバとしてのフロントサイドメンバ１１は、前方領域１１Ｆを車体前方に向かって車幅方向外方に傾斜させ、この外開きとなった前方領域１１Ｆと後方領域１１Ｒとの境界部分にパワーユニット支持用の補強部分Ａを設け、この補強部分Ａの前方近傍に曲げ変形集中部分Ｂを設定して、その内部に配置した荷重伝達部材１１０の荷重受け面１１１を、曲げ変形集中部分Ｂの車幅方向外側面１１ｏｕｔ　に対向させて近接配置してある。
【００４７】
この第２実施形態では前記荷重伝達部材１１０を、図１３に示すように軽合金の押出し材により断面を略ハット形状に形成し、脚部１１２を荷重受け面１１１の両側部分から対向するように延設して、それら対向した脚部１１２をフロントサイドメンバ１１の長手方向に配置するとともに、脚部１１２の先端部の結合部１１３をフロントサイドメンバ１１の内側面１１ｉｎ　に結合してある。
【００４８】
また、フロントサイドメンバ１１の前方領域１１Ｆには、荷重伝達部材１１０の荷重受け面１１１が対向する側面、つまり外側面１１ｏｕｔ　の荷重受け面１１１と重複する領域（本実施形態では上下方向中央部）に、フロントサイドメンバ１１の長手方向に連続して延びるとともに、内側に突出する凹ビード２２を設け、この凹ビード２２の突出側先端面２２ａに前記荷重受け面１１１を近接配置してある。
【００４９】
従って、この第２実施形態の車体骨格構造にあっては、例えば図６に示した斜め方向の衝突荷重Ｆ２に対しては、フロントサイドメンバ１１の前方領域１１Ｆが外開きとなっているため、この前方領域１１Ｆに衝突荷重Ｆ２が略軸方向に作用して、前方領域１１Ｆが曲げ変形集中部分Ｂから局所折れを生ずることなく軸圧壊を効率良く発生することができる。
【００５０】
また、図１４に示すように直進方向の衝突荷重Ｆ１に対しては、前記前方領域１Ｆに斜め方向に荷重入力してこの前方領域１１Ｆを車幅方向外方に折り曲げるようなモーメントＭが作用するが、このモーメントＭに対して補強部分Ａが折れを抑制する。
【００５１】
従って、前記補強部分Ａよりも前方では、最もモーメントＭによる応力集中が高くなる曲げ変形集中部分Ｂに設けた荷重伝達部材１１０が前記第１実施形態と同様に局所折れを抑制することができるため、前方領域１１Ｆの前端部からの持続的な座屈変形を促進して軸圧壊を誘起し、安定した衝突エネルギーの吸収特性を確保することができる。
【００５２】
更に、この第２実施形態ではフロントサイドメンバ１１の前方領域１１Ｆの外側面１１ｏｕｔ　に、フロントサイドメンバ１１の長手方向に連続して延びて内側に突出した凹ビード２２を設け、この凹ビード２２の突出側先端面２２ａに前記荷重受け面１１１を近接配置したので、凹ビード２２によって前方領域１１Ｆの断面積の増加と壁面剛性の向上との相乗効果により、前方領域１１Ｆの圧縮面となる外側面１１ｏｕｔ　の応力分布を向上しつつ、その強度を向上することができる。
【００５３】
また、荷重伝達部材１１０の荷重受け面１１１を前記凹ビード２２の先端面２２ａに近接配置したことにより、前方領域１１Ｆの曲げ変形の開始に伴って荷重受け面１１１と凹ビード２２とを早期に確実に干渉させて、安定した荷重の伝達を行うことができる。
【００５４】
図１５〜図１７は本発明の第３実施形態を示し、前記各実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。
【００５５】
図１５は車体前部の骨格構造を示す斜視図、図１６はサブフレームのサイド部材の要部拡大斜視図、図１７は荷重伝達部材の拡大斜視図で、この第３実施形態の車体骨格構造は、図１５に示すようにフロントコンパートメントＦ・Ｃの左右両側骨格を構成するフロントサイドメンバ１１の下方に連結したサブフレーム３０の車幅方向両側を構成する長尺メンバとしてのサイド部材３１に本発明を適用している。
【００５６】
前記サブフレーム３０は、図１５に示すように車幅方向１対のフロントサイドメンバ１１の下側に沿って車体前後方向に配設した１対のサイド部材３１と、これらサイド部材３１の前端部に跨って連結したフロント部材３２と、サイド部材３１の後端部に跨って連結したリア部材３３と、によって矩形状に構成してあり、これらサイド部材３１、フロント部材３２およびリア部材３３はそれぞれ閉断面構造として形成してある。
【００５７】
そして、前記サブフレーム３０は、サイド部材３１の前端部をフロントサイドメンバ１１の前端部下側に垂設した取付部３４に結合するとともに、サイド部材３１の後端部をエクステンションサイドメンバ１５に結合し、このサブフレーム３０によって図外のパワーユニットの荷重を支持するようになっている。
【００５８】
このように構成したサブフレーム３０は、前記サイド部材３１の車体前後方向の中間部に衝突荷重の入力により車幅方向の軸廻りに下折れする曲げ変形集中部分としての脆弱部Ｃを設け、この脆弱部Ｃの内部に荷重伝達部材１２０を配置するとともに、この荷重伝達部材１２０の荷重受け面１２１を脆弱部Ｃの上側面３１ｕｐ　に対向配置してある。
【００５９】
前記脆弱部Ｃは、サイド部材３１の高さを他の部分よりも低くすることにより形成し、かつ、左右一対のサイド部材３１で前後方向同位置に形成してあり、サブフレーム３０の前方から衝突荷重が入力した場合に、脆弱部Ｃを形成する低くした部分に応力が集中して、この脆弱部Ｃが図１６中破線に示すように下折れ方向に変形するようになっている。
【００６０】
前記荷重伝達部材１２０は、図１７に示すように山折りと谷折りを複数連設した蛇腹状に形成し、山折りした稜線１２１ａの集合体を荷重受け面１２１とするとともに、谷折りした稜線１２２ａの集合体を結合部１２２とし、各稜線１２１ａ，１２２ａをサイド部材３１の長手方向と直交する向きに配置してある。
【００６１】
また、前記荷重伝達部材１２０は、山折りした稜線１２１ａと谷折りした稜線１２２ａとの間の傾斜部分１２３ａの集合が脚部１２３となっており、結合部１２２をサイド部材３１の下側面３１ｄｏｗｎ　に結合してある。
【００６２】
このとき、結合部１２２となる前記稜線１２２ａ群の両端部から前記下側面３１ｄｏｗｎ　と平行にフランジ１２２ｂを延設し、このフランジ１２２ｂを結合部１２２の一部として下側面３１ｄｏｗｎ　に結合してある。
【００６３】
従って、この第３実施形態の車体骨格構造にあっては、フロントサイドメンバ１１の下方に連結したサブフレーム３０のサイド部材３１に本発明を適用したので、前方からの衝突に対して衝突エネルギーをサブフレーム３０で効率良く吸収しつつ、キャビンの変形を効果的に抑制することができる。
【００６４】
また、この第３実施形態の車体骨格構造では、前記サイド部材３１の車体前後方向の中間部に衝突荷重の入力により車幅方向の軸廻りに下折れする曲げ変形集中部分としての脆弱部Ｃを設け、この脆弱部Ｃの内部に荷重伝達部材１２０を配置するとともに、この荷重伝達部材１２０の荷重受け面１２１を脆弱部Ｃの上側面３１ｕｐ　に対向配置したので、前面衝突した場合にフロントサイドメンバ１１の前端部の変形（軸圧壊）に伴って、衝突荷重の一部が取付部３４を介してサイド部材３１の前端部から入力することにより、図１６中破線に示すようにサイド部材３１は脆弱部Ｃから下折れする変形モードとなる。
【００６５】
すると、前記脆弱部Ｃの内部に設けた荷重伝達部材１２０の圧縮変形により、脆弱部Ｃの曲げ変形に対する反力を向上し、その結果サブフレーム３０の曲がり変形による衝突エネルギーを効率良く吸収して、キャビンへの影響を抑制することができる。
【００６６】
更に、前記荷重伝達部材１２０は、図１７に示すように山折りと谷折りを複数連設した蛇腹状に形成し、山折りした稜線１２１ａの集合体を荷重受け面１２１とするとともに、谷折りした稜線１２２ａの集合体を結合部１２２とし、各稜線１２１ａ，１２２ａをサイド部材３１の長手方向と直交する向きに配置したので、山折りおよび谷折りした稜線１２１ａ，１２２ａ間を結ぶ傾斜部分１２３ａが上下方向に剛性の高い脚部１２３となって、脆弱部Ｃの折れ曲がりによるエネルギー吸収量を更に増大することができる。
【００６７】
図１８〜図２０は本発明の第４実施形態を示し、前記各実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。
【００６８】
図１８は車体後部の骨格構造を示す側面図、図１９はリヤサイドメンバの拡大斜視図、図２０は荷重伝達部材の拡大斜視図で、この第４実施形態の車体骨格構造は、この第４実施形態の車体骨格構造は、図１８に示すように車体後部のリヤサイドメンバ４０を長尺メンバとして本発明を適用している。
【００６９】
リヤサイドメンバ４０は閉断面構造として形成され、図１８に示すように車体後部の車幅方向両側に前後方向に１対配置され、左右一対のリヤサイドメンバ４０の後端部間にはフロアパネル１４ａを凹設したスペアタイヤ（テンパータイヤを含む）４１のスペアタイヤ収納部４２を形成してあり、このスペアタイヤ収納部４２の前方には燃料タンク４３が配設されている。
【００７０】
前記リヤサイドメンバ４０は、スペアタイヤ収納部４２の前端位置近傍に設けた第１屈曲部４０Ａとその所定距離前方に設けた第２屈曲部４０Ｂとの間で、前方に向かって下方に緩やかに傾斜する傾斜部４０Ｃを設け、図１９に示すようにこれら第１，第２屈曲部４０Ａ，４０Ｂの内部に荷重伝達部材１３０を配置するとともに、これら荷重伝達部材１３０の荷重受け面１３１を、第１屈曲部４０Ａではこれの下側面４０ｄｏｗｎ　に対向配置するとともに、第２屈曲部４０Ｂではこれの上側面４０ｕｐ　に対向配置してある。
【００７１】
前記荷重伝達部材１３０は、図２０に示すように荷重受け面１３１と、この荷重受け面１３１と結合部１３２とを連結する脚部１３３との間に、これら荷重受け面１３１と脚部１３３とを連結する補強壁１３４を設けてある。
【００７２】
即ち、前記脚部１３３は荷重受け面１３１のリヤサイドメンバ４０の長手方向の両側部分から対向させて設けてあるとともに、前記補強壁１３４は所定厚みをもった板状に形成してあり、この補強壁１３４を脚部１３３の対向部分と荷重受け面１３１の内側面のそれぞれの中心部分に跨って一体に設けてある。
【００７３】
従って、この第４実施形態の車体骨格構造にあっては、後面衝突によりリヤサイドメンバ４０に後端部から衝突荷重が入力すると、図１９に示すようにリヤサイドメンバ４０は第２屈曲部４０Ｂから後方が、スペアタイヤ収納部４２近傍の第１屈曲部４０Ａが山折れし、第２屈曲部４０Ｂが谷折れして、リヤサイドメンバ４０がくの字状に折曲げられるモードとなる。
【００７４】
これによりスペアタイヤ収納部４２の変形モードを、前方への進入から車幅方向を軸とした回転へと変換して、後部の潰れスペースを拡大することができるとともに、その前方に位置する燃料タンク４３にスペアタイヤ収納部４２が干渉するのを回避することができる。
【００７５】
また、リヤサイドメンバ４０では、後面衝突時に第１，第２屈曲部４０Ａ，４０Ｂから折曲げ変形されることにより、第１実施形態に示したように前面衝突時に軸圧壊するフロントサイドメンバ１１に比較して、その衝突エネルギーの吸収効率が低下することになるが、この第４実施形態では前記第１，第２屈曲部４０Ａ，４０Ｂの内方にそれぞれ荷重伝達部材１３０を配置したので、後面衝突による衝突荷重が入力した場合に、各荷重伝達部材１３０が圧縮変形してエネルギー吸収量を増大できる。
【００７６】
このため、前記リヤサイドメンバ４０では、前記荷重伝達部材１３０の機能と、上述した後部の潰れスペースの拡大との相乗効果により、後面衝突時のエネルギー吸収効率を向上することができる。
【００７７】
更に、前記荷重伝達部材１３０は、荷重受け面１３１と、この荷重受け面１３１と結合部１３２とを連結する脚部１３３との間に、これら荷重受け面１３１と脚部１３３とを連結する補強壁１３４を設けてあるので、第１，第２屈曲部４０Ａ，４０Ｂが折れ変形する際にリヤサイドメンバ４０の上側面４０ｕｐ　または下側面４０ｄｏｗｎ　の一方が圧縮面となり他方が引っ張り面となるが、これら圧縮面と引っ張り面との間の変形力の伝達効率を前記補強壁１３４により高めることができ、ひいては、第１，第２屈曲部４０Ａ，４０Ｂが折れ変形する際の曲げモーメントに対する抗力が増大して、後面衝突時の衝突エネルギーの吸収効率を向上することができる。
【００７８】
ところで、本発明の車体骨格構造は前記第１〜第４実施形態を例にとって説明したが、これに限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、その他の各種実施形態をとることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の対象とする自動車の外観斜視図。
【図２】本発明の第１実施形態における車体前部の骨格構造を示す斜視図。
【図３】本発明の第１実施形態における車体前部の骨格構造を略示的に示す平面図。
【図４】本発明の第１実施形態における車体前部右側のフロントサイドメンバの前方領域を示す拡大斜視図。
【図５】図４中Ａ−Ａ線に沿った断面図。
【図６】本発明の第１実施形態における車体前部に直進方向および斜め方向の衝突荷重が入力される状態を略示的に示すイメージ図。
【図７】直進方向および斜め方向の衝突荷重入力による一般のフロントサイドメンバの前方領域の変形態様を（ａ），（ｂ）に略示的に示す平面図。
【図８】フロントサイドメンバに斜め方向の衝突荷重が入力された場合の応力分布状態を（ａ）〜（ｃ）に順次示す斜視図。
【図９】本発明の第１実施形態における荷重伝達部材の取付け部分の拡大断面図。
【図１０】本発明の第１実施形態における直進方向および斜め方向の衝突荷重入力によるフロントサイドメンバの前方領域の変形態様を（ａ），（ｂ）に略示的に示す平面図。
【図１１】直進方向および斜め方向の衝突荷重に対するフロントサイドメンバのエネルギー吸収特性を本実施形態（ａ）と一般構造（ｂ）とで比較して示すグラフ。
【図１２】本発明の第１実施形態におけるフロントサイドメンバの前方領域が軸圧壊される時の荷重伝達部材の挙動を（ａ），（ｂ）によって示す説明図。
【図１３】本発明の第２実施形態における車体前部右側のフロントサイドメンバの前方領域を示す拡大斜視図。
【図１４】本発明の第２実施形態における車体前部に衝突荷重が入力される状態を略示的に示すイメージ図。
【図１５】本発明の第３実施形態における車体前部の骨格構造を示す斜視図。
【図１６】本発明の第３実施形態におけるサブフレームのサイド部材の要部拡大斜視図。
【図１７】本発明の第３実施形態における荷重伝達部材の拡大斜視図。
【図１８】本発明の第４実施形態における車体後部の骨格構造を示す側面図。
【図１９】本発明の第４実施形態におけるリヤサイドメンバの拡大斜視図。
【図２０】本発明の第４実施形態における荷重伝達部材の拡大斜視図。
【符号の説明】
１０　車両
１１　フロントイドメンバ（長尺メンバ）
１１Ｆ　サイドメンバの前方領域
１１Ｒ　サイドメンバの後方領域
１８　補強部分
２０　凸ビード
２２　凹ビード
２２ａ　突出側先端面
３０　サブフレーム
３１　サイド部材
４０　リヤサイドメンバ
４０Ａ　第１屈曲部
４０Ｂ　第２屈曲部
４２　スペアタイヤ収納部
１００，１１０，１２０，１３０　荷重伝達部材
１０１，１１１，１２１，１３１　荷重受け面
１０２，１１２，１２３，１３３　脚部
１０３，１１３，１２２，１３２　結合部
１０４　稜線（凹凸部）
１３４　補強壁
Ａ　補強部分
Ｂ　曲げ変形集中部分
Ｃ　脆弱部
Ｆ・Ｃ　フロントコンパートメント
【図１】
2004075021.tif 000003
【図２】
2004075021.tif 000004
【図３】
2004075021.tif 000005
【図４】
2004075021.tif 000006
【図５】
2004075021.tif 000007
【図６】
2004075021.tif 000008
【図７】
2004075021.tif 000009
【図８】
2004075021.tif 000010
【図９】
2004075021.tif 000011
【図１０】
2004075021.tif 000012
【図１１】
2004075021.tif 000013
【図１２】
2004075021.tif 000014
【図１３】
2004075021.tif 000015
【図１４】
2004075021.tif 000016
【図１５】
2004075021.tif 000017
【図１６】
2004075021.tif 000018
【図１７】
2004075021.tif 000019
【図１８】
2004075021.tif 000020
【図１９】
2004075021.tif 000021
【図２０】
2004075021.tif 000022