(57)【要約】【課題】  軸方向衝突入力により上下方向に曲げ変形する部分で、アッパ部材とロア部材との接合部が剥離するのを防止できる車体骨格部材の提供を図る。【解決手段】  フロントサイドメンバ１の上下曲げ変形する部分で、アッパ部材１１とロア部材１２との接合位置Ｗが、上下曲げ変形により引張り力が付加される側に偏在しているため、曲げ変形部分で引張り力Ｆｂと圧縮力Ｆａの作用境界線Ｌ2を基点として一方の部材が左右方向に膨出して圧縮変形しても、接合位置Ｗが作用境界線Ｌ2よりも引張り側となって、接合部Ｗの剥離荷重を小さく抑制して剥離防止を実現できる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開断面のアッパ部材とロア部材とを、それらの開放側縁部を対向させて接合して閉断面に形成されて、車体前後方向に延在配置される車体骨格部材であって、
車両の前後方向衝突時の軸方向入力によって前記車体骨格部材に上下方向の曲げ変形が生じる部分で、
前記アッパ部材とロア部材との接合位置を、車体骨格部材の上下方向の曲げ変形によって引張り力が付加される側に偏在させたことを特徴とする車体骨格部材。
【請求項２】
アッパ部材とロア部材とを、左右に稜線を有する略コ字形断面に形成し、
車両の前後方向衝突時の軸方向入力によって前記車体骨格部材に上下方向の曲げ変形が生じる部分で、
該車体骨格部材の上下方向の曲げ変形によって圧縮力が付加される側の部材の左右稜線間の幅を、引張り力が付加される側の部材の左右稜線間の幅よりも小さく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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車体骨格部材、とりわけ、フロントサイドメンバのように車体の前後方向に延在配置される車体骨格部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体の軽量化を目的として、近年、車体をアルミ合金等の軽量金属材料で構成することが行われているが、ダッシュメンバやフロアメンバをアルミ製とすることに伴って、フロントサイドメンバ等の車体骨格部材もアルミ製として、軽量化と衝突時におけるエネルギー吸収効率の向上を図るようにしている。
【０００３】
中でも、アルミ製のフロントサイドメンバを、ほぼ上下線対称の開断面に形成したアッパ部材とロア部材とを用いて、これらアッパ、ロア両部材をそれらの開放側縁部を対向させてインロー接合することにより閉断面を構成するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１７３０４５号公報（第４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
フロントサイドメンバを構成するアッパ部材とロア部材とを、上下ほぼ線対称の開断面に形成して両者を接合してあるため、車両の前面衝突時にフロントサイドメンバに上下方向の曲げ変形が生じる部分では、この上下方向の曲げ変形によって引張り力が付加される側と圧縮力が付加される側との作用境界線が前記アッパ部材とロア部材との接合部にほぼ一致するようになる。
【０００５】
この結果、圧縮変形する側の部材が前記接合位置から左右方向に膨出するように変形することによって、前記接合部に剥離荷重が大きく作用することに加えて、該接合部分は溶接による熱影響によって強度が低下していることもあって、前記接合部が剥離してしまう可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明は軸方向衝突入力により上下方向に曲げ変形する部分で、アッパ部材とロア部材との接合部が剥離するのを防止することができる車体骨格部材を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にあっては、開断面のアッパ部材とロア部材とを、それらの開放側縁部を対向させて接合して閉断面に形成されて、車体前後方向に延在配置される車体骨格部材であって、
車両の前後方向衝突時の軸方向入力によって前記車体骨格部材に上下方向の曲げ変形が生じる部分で、
前記アッパ部材とロア部材との接合位置を、車体骨格部材の上下方向の曲げ変形によって引張り力が付加される側に偏在させたことを最も主要な特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、車体骨格部材の軸方向衝突入力により上下方向に曲げ変形する部分では、アッパ部材とロア部材との接合位置が、上下方向の曲げ変形によって引張り力が付加される側に偏在しているため、前記曲げ変形部分で引張り力と圧縮力の作用境界線を基点として一方の部材が左右方向に膨出するように圧縮変形しても、前記接合位置がこの作用境界線よりも引張り側となって、該接合部に左右方向に剥離荷重が作用するのを小さく抑制することができる。
【０００９】
この結果、車体骨格部材の上下方向の曲げ変形を適正に行わせてエネルギー吸収効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を車体骨格部材としてフロントサイドメンバを例にとって、図面と共に詳述する。
【００１１】
図１〜図５は本発明の一実施形態を示し、図１はフロントサイドメンバの分解斜視図、図２はフロントサイドメンバの側面図、図３はフロントサイドメンバの潰れ変形状態を示す側面図、図４は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図、図５は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００１２】
本実施形態の車体骨格部材であるフロントサイドメンバ１は、アルミ合金等の軽量金属材料で構成してあり、図１，図２に示すように前後方向にほぼ直線状態のフロント部１Ａと、フロアパネルの下面に沿って後方に延びるほぼ直線状態のエクステンション部１Ｂと、これらフロント部１Ａとエクステンション部１Ｂとを繋ぐ上下方向に傾斜したキックアップ部１Ｃとを備えていると共に、キックアップ部１Ｃとエクステンション部１Ｂとの連設部分で車幅方向外側に向けてほぼ水平に延在して、端部がフロントピラーとサイドシルとの連設部分に結合されるアウトリガー部１Ｄを備えている。
【００１３】
フロント部１Ａの前端部にはバンパースティ２を嵌合して結合固定してあり、また、該フロント部１Ａの前後方向中間部の下面側には、下方に向けて突設したスタッドボルト５を介してサスペンションメンバ３の端部を結合固定する一方、キックアップ部１Ｃの下面側には、同じく下方に向けて突設したスタッドボルト６を介して例えばステアリング系のラック・ピニオン機構４の端部を結合固定するようにしている。
【００１４】
フロントサイドメンバ１は、開断面のアッパ部材１１とロア部材１２とを、それらの開放側縁部を対向させて、例えば図４、図５に示すようにアッパ部材１１の下側縁部の内側にロア部材１２の上側縁部を嵌合して、継目部分を溶接Ｗして所謂インロー接合して閉断面に形成してある。
【００１５】
本実施形態では、前記アッパ部材１１およびロア部材１２を、左右に稜線１１ａ，１２ａを有する略コ字形断面に形成してある。
【００１６】
フロントサイドメンバ１のフロント部１Ａとエクステンション部１Ｂとはキックアップ部１Ｃを境に上下にオフセットしているため、車両の前面衝突時にフロント部１Ａに軸方向に衝突入力Ｆが作用すると、キックアップ部１Ｃとの連設屈曲部分に応力が集中して上下方向に曲げ変形する傾向となるから、本実施形態では前記フロント部１Ａとキックアップ部１Ｃとの連設屈曲部分に下方向の曲げ変形を促す第１の曲げ変形促進部１３を設けて、上下方向に曲げ変形が生じる部分を特定して後述するようにエネルギー吸収特性を向上し得るようにしている。
【００１７】
ここで、前述のようにフロント部１Ａとキックアップ部１Ｃとの連設屈曲部分に第１の曲げ変形促進部１３を設けたのみでは、フロント部１Ａに軸方向入力Ｆが作用すると、図３に示すように該第１の曲げ変形促進部１３を中心として、フロント部１Ａが下向きに回転するモーメントＭ１が作用して、フロント部１Ａをほぼ水平な配置状態を維持できなくなることから、フロント部１Ａの前後方向中間部分に、前記軸方向入力によってフロント部１Ａの先端側に上向きの回転モーメントＭ２を発生させる第２の曲げ変形促進部１４を設けて、これらモーメントＭ１とＭ２との相殺作用によって、フロント部１Ａのほぼ水平な配置状態を維持し得るようにしている。
【００１８】
前記第１、第２の曲げ変形促進部１３，１４は、図４，図５に示すように、前記軸方向入力Ｆによりフロントサイドメンバ１の上下方向の曲げ変形によって圧縮力Ｆａが付加される側の部材の左右稜線間の幅を、引張り力Ｆｂが付加される側の部材の左右稜線間の幅よりも小さく設定することにより構成することができ、第１の曲げ変形促進部１３の部分では、下方に曲げ変形するためロア部材１２の左右の稜線１２ａ，１２ａ間の幅を、アッパ部材１１の左右の稜線１１ａ，１１ａ間の幅よりも小さく設定し、第２の曲げ変形促進部１４の部分では、上方に曲げ変形するためアッパ部材１１の左右の稜線１１ａ，１１ａ間の幅を、ロア部材１２の左右の稜線１２ａ，１２ａ間の幅よりも小さく設定して断面変化させてある。
【００１９】
この稜線１１ａ，１１ａ間および１２ａ，１２ａ間の幅の設定によって、第１の曲げ変形促進部１３の部分では、図５に示すように、圧縮力Ｆａと引張り力Ｆｂの作用境界線が、断面変化のないものに較べてＬ1位置からＬ2位置へと上方に移行し、第２の曲げ変形促進部１４の部分では、作用境界線がＬ1位置からＬ2位置へと下方に移行する。
【００２０】
ここで、前述の軸方向入力によってフロントサイドメンバ１に上下方向の曲げ変形が生じる部分となる第１，第２の曲げ変形促進部１３，１４の部分では、アッパ部材１１とロア部材１２との接合位置（溶接Ｗ位置）を、フロントサイドメンバ１の上下方向の曲げ変形によって引張り力Ｆｂが付加される側に偏在させてある。
【００２１】
即ち、第１の曲げ変形促進部１３の部分では、図５に示すように接合位置Ｗを、前記作用境界線Ｌ2よりも上方の引張り力Ｆｂが付加される側に設定し、第２の曲げ変形促進部１４の部分では、図４に示すように接合位置Ｗを、前記作用境界線Ｌ2よりも下方の引張り力Ｆｂが付加される側に設定してある。
【００２２】
以上の構成によりこの実施形態のフロントサイドメンバ１によれば、軸方向衝突入力Ｆにより上下方向に曲げ変形する第１，第２の曲げ変形促進部１３，１４の部分では、アッパ部材１１とロア部材１２との接合位置Ｗが、上下方向の曲げ変形によって引張り力Ｆｂが付加される側に偏在しているため、前記曲げ変形促進部１３，１４の部分で引張り力Ｆｂと圧縮力Ｆａの作用境界線Ｌ2を基点として一方の部材（曲げ変形促進部１３ではロア部材１２、曲げ変形促進部１４ではアッパ部材１１）が図５、図４の鎖線に示すように、左右方向に膨出するように圧縮変形しても、前記接合位置Ｗがこの作用境界線Ｌ2よりも引張り側（Ｆｂ側）となって、該接合部Ｗに左右方向に剥離荷重が作用するのを小さく抑制することができる。
【００２３】
この結果、本実施形態では前記第１，第２の曲げ変形促進部１３，１４の部分で接合部Ｗの剥離を防止して、図３に示すようにフロント部１Ａに上下方向に作用する回転モーメントＭ１とＭ２とをバランスさせて該フロント部１Ａのほぼ水平な配置状態を維持できるため、衝突初期では該フロント部１Ａをバンパースティ２と共にスムーズに軸方向に潰れ変形させてエネルギー吸収を行わせることができると共に、衝突後期では前記第１，第２の曲げ変形促進部１３，１４を接合部Ｗの剥離を伴うことなく適正に曲げ変形させてエネルギー吸収効果を高めることができる。
【００２４】
また、前記第１，第２の曲げ変形促進部１３，１４では、曲げ変形により圧縮力Ｆａが付加される側の部材の左右稜線間の幅を、引張り力Ｆｂが付加される側の部材の左右稜線間の幅よりも小さく設定してあるため、部材にスリットやノッチ等の脆弱部を設けるものとは異なり、フロントサイドメンバの強度、剛性を極端に低下させることなく曲げ変形し易くすることができて、強度、剛性上有利に曲げ変形促進部１３，１４を構成することができる。
【００２５】
なお、前記実施形態では車体骨格部材としてフロントサイドメンバ１を例に採って説明したが、車体前後方向に延在配置されるリヤサイドメンバやサイドシルにも適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態におけるフロントサイドメンバ１の分解斜視図。
【図２】図１に示したフロントサイドメンバの側面図。
【図３】図１に示したフロントサイドメンバの潰れ変形状態を示す側面図。
【図４】図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図５】図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【符号の説明】
【００２７】
１…フロントサイドメンバ（車体骨格部材）
１１…アッパ部材
１１ａ…稜線
１２…ロア部材
１２ａ…稜線
１３…第１の曲げ変形促進部
１４…第２の曲げ変形促進部
Ｗ…接合位置
Ｆ…軸方向入力
Ｆａ…圧縮力
Ｆｂ…引張り力
Ｌ2…力の作用境界線
【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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