(57)【要約】【課題】  長手方向の変形を許容しつつ、他の構成部材の取付け部分における側方方向の剛性を確保することができる車両の中空骨格部材の提供を図る。【解決手段】  断面矩形状の長尺中空体に形成されるサイドメンバ１を、断面逆Ｕ字状の上方部材１０と断面Ｕ字状の下方部材１１とをそれぞれの開放側端部１０ａ，１１ａを突き合わせて結合して形成し、下方部材１１の開断面内Ｓ１の底面に、サスペンションメンバ２を取付けるためのボス部１２を突出形成し、このボス部１２の外周面と下方部材１１の底壁１１ｂおよび両側壁１１ｃとに亘って、サイドメンバ１の長手方向に対して傾斜する第１補強リブ１３を設ける一方、上方部材１０の上壁１０ｂと両側壁１０ｃとに亘って、第１補強リブ１３の形成領域に対応して第２補強リブ１４を設けることにより、サスペンションメンバ２の支持剛性を効率良く高めることができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面矩形状の長尺中空体に形成された車両の中空骨格部材において、
長尺中空体を、下方が開放した断面逆Ｕ字状の上方部材と、上方が開放した断面Ｕ字状の下方部材と、をそれぞれの開放側両側端部を突き合わせて結合することにより形成し、
下方部材の開断面内の底面に、他の構成部材を取付けるためのボス部を突出形成し、このボス部の外周面と下方部材の底壁および両側壁とに亘って、長尺中空体の長手方向に対して傾斜する第１補強リブを設ける一方、
上方部材の上壁と両側壁とに亘って、前記第１補強リブの形成領域に対応して第２補強リブを設けたことを特徴とする車両の中空骨格部材。
【請求項２】
第１補強リブは、ボス部を中心として平面Ｘ字状に配置される４枚の放射状リブで形成したことを特徴とする請求項１に記載の車両の中空骨格部材。
【請求項３】
第２補強リブは、Ｘ字状に配置した放射状リブが下方部材の両側壁にそれぞれ結合される４点のうち、その両側壁で対向関係となる２組の２点をそれぞれ結ぶように長手直角方向に平行に配置した平行リブで形成したことを特徴とする請求項２に記載の車両の中空骨格部材。
【請求項４】
第２補強リブは、Ｘ字状に配置した放射状リブが下方部材の両側壁にそれぞれ結合される４点のうち、互いに対角関係となる２組の２点をそれぞれ結ぶように平面Ｘ字状に配置した交差リブで形成したことを特徴とする請求項２に記載の車両の中空骨格部材。
【請求項５】
下方部材は、ボス部および第１補強リブとともに軽合金により一体成形するとともに、上方部材は、第２補強リブとともに軽合金により一体成形したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の車両の中空骨格部材。
【請求項６】
中空骨格部材は車体前部の車幅方向両側に車体前後方向に延在するサイドメンバであり、他の構成部材はフロントサスペンションのサスペンションメンバであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の車両の中空骨格部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断面矩形状の長尺中空体として構成される車両の中空骨格部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体前部の車幅方向両側には一対のサイドメンバが車体前後方向に延在しており、このサイドメンバにはフロントサスペンションのサスペンションロアアームを直接取付ける場合がある。
【０００３】
また、前記サイドメンバは断面矩形状の長尺中空体として形成され、前面衝突荷重が車体前方から入力された場合に長手方向に軸圧壊して衝突エネルギーを吸収するようになっている。
【０００４】
ところで、前記サイドメンバには、その長尺中空体を上下方向に分割した上方部材と下方部材とを結合することで形成し、上方部材を下方に開放する断面逆Ｕ字状に形成するとともに、下方部材を断面矩形状の閉断面構造として形成し、下方部材の上壁両側に跨って上方部材の両側壁の下端部を溶接して断面日字状のサイドメンバとしたものがあり、この場合、下方部材の上，下面間に、他の構成部材であるサスペンションロアアームの取付用ボルトのナットを貫通して溶接固定してある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２４９０６６号公報（第３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、かかる従来のサイドメンバのサスペンションロアアームの取付け部分の構造では、長手方向の荷重に対しては本来の変形（軸圧壊）機能を備えるのは勿論であるが、サスペンションロアアームから取付用ボルトおよびナットを介してサイドメンバに長手方向直角となる側方方向からの荷重が入力した場合に、下方部材から上方部材の両側壁に前記荷重が伝達されるが、この荷重は上方部材の両側壁に対して面外方向に作用する。
【０００６】
この場合、上方部材は単に断面逆Ｕ字状に形成されたものであるため、この上方部材の上壁と側壁との間に形成される角度が変化し易く、つまり側方方向に変形し易くなって取付用ボルトの支持剛性が低下し、サスペンションロアアームの支持性が悪化してしまう。
【０００７】
そこで、本発明は長手方向の変形を許容しつつ、他の構成部材の取付け部分における側方方向の剛性を確保することができる車両の中空骨格部材を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の車両の中空骨格部材は、断面矩形状の長尺中空体に形成されるとともに、
長尺中空体を、下方が開放した断面逆Ｕ字状の上方部材と、上方が開放した断面Ｕ字状の下方部材と、をそれぞれの開放側両側端部を突き合わせて結合することにより形成し、
下方部材の開断面内の底面に、他の構成部材を取付けるためのボス部を突出形成し、このボス部の外周面と下方部材の底壁および両側壁とに亘って、長尺中空体の長手方向に対して傾斜する第１補強リブを設ける一方、
上方部材の上壁と両側壁とに亘って、前記第１補強リブの形成領域に対応して第２補強リブを設けたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、他の構成部材から側方方向の荷重成分がボス部を介して下方部材に入力すると、この荷重は第１補強リブを介して下方部材の両側壁および底壁に分散できるとともに、上方部材の両側壁の面外方向に入力された荷重は第２補強リブによって支持できるため、上方部材の両側壁と上壁との間の角度変化を抑制して、前記他の構成部材の支持剛性を効率良く高めることができ、このことによって中空骨格部材の両側壁の厚肉化を回避して軽量化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００１１】
図１〜図４は本発明の車両の中空骨格部材の第１実施形態を示し、図１は上方部材と下方部材を分離した状態を示す中空骨格部材の斜視図、図２は上方部材と下方部材を一体に結合した状態を示す中空骨格部材の斜視図、図３は上方部材と下方部材を開いて示す（ａ）の上方部材の底面図と（ｂ）の下方部材の平面図、図４は中空骨格部材の断面図である。
【００１２】
この第１実施形態の車両の中空骨格部材は、図１，図２に示すように車体前部の車幅方向両側に車体前後方向に延在するサイドメンバ１に適用され、このサイドメンバ１は断面矩形状の長尺中空体に形成されるとともに、この長尺中空体の下面に他の構成部材としてのフロントサスペンションのサスペンションメンバ２が取付けられる。
【００１３】
サイドメンバ１には、前面衝突時には前方から車体前後方向の荷重Ｆ１が入力されるとともに、コーナリング時にはサスペンションメンバ２からサイドメンバ１の長手方向直角となる側方方向の荷重成分Ｆ２が作用する。
【００１４】
このとき、サイドメンバ１には、長手方向の所定以上の入力荷重Ｆ１に対しては変形（軸圧壊）して衝突エネルギーを吸収することが望まれ、側方方向の入力荷重Ｆ２に対しては高い剛性によってフロントサスペンションの支持性を高めることが望まれる。
【００１５】
前記サイドメンバ１は、下方が開放した断面逆Ｕ字状の上方部材１０と、上方が開放した断面Ｕ字状の下方部材１１と、をそれぞれの開放側端部１０ａ，１１ａを突き合わせて結合することにより形成してある。
【００１６】
上方部材１０と下方部材１１は、何れも開放側が拡幅された台形状としてある。
【００１７】
そして、下方部材１１の開断面内Ｓ１の底面に、前記サスペンションメンバ２を取付けるための取付けボルトをねじ込むボス部１２を側壁１１ｃと略同一高さに突出形成し、このボス部１２の外周面と下方部材１１の底壁１１ｂおよび両側壁１１ｃとに亘って、サイドメンバ１の長手方向に対して傾斜する第１補強リブ１３を側壁１１ｃと略同一高さで設けてある。
【００１８】
また、上方部材１０の上壁１０ｂと両側壁１０ｃとに亘って、前記第１補強リブ１３の形成領域に対応して第２補強リブ１４を側壁１０ｃと略同一高さで設けてある。
【００１９】
前記第１補強リブ１３は、図３（ｂ）にも示すようにボス部１２を中心として平面Ｘ字状に配置される４枚の放射状リブ１３ａ〜１３ｄで形成してある。
【００２０】
前記第２補強リブ１４は、図３（ａ）にも示すように平面Ｘ字状に配置した前記放射状リブ１３ａ〜１３ｄが下方部材１１の両側壁１１ｃにそれぞれ結合される４点Ｐａ〜Ｐｄのうち、その両側壁１１ｃで対向関係となる２組の２点Ｐａ，ＰｂおよびＰｃ，Ｐｄをそれぞれ結ぶように長手直角方向に平行に配置した平行リブ１４ａ，１４ｂで形成してある。
【００２１】
前記下方部材１１は、ボス部１２および第１補強リブ１３とともに軽合金、例えばアルミ合金により一体成形するとともに、上方部材１０にあっても第２補強リブ１４とともにアルミ合金により一体成形してある。
【００２２】
以上の構成により本実施形態のサイドメンバ１によれば、コーナリング時等にあってサスペンションメンバ２から側方方向の荷重成分Ｆ２がボス部１２を介して下方部材１１に入力すると、この荷重Ｆ２は第１補強リブ１３を介して下方部材１１の両側壁１１ｃおよび底壁１１ｂに分散でき、サスペンションメンバ２の取付け部分において下方部材１１の剛性を高めることができる。
【００２３】
また、下方部材１１の両側壁１１ｃに分散して入力した荷重Ｆ２は、上方部材１０の両側壁１０ｃに面外方向荷重として入力されるが、この両側壁１０ｃに入力した荷重は第２補強リブ１４によって支持できるため、図４に示すように上方部材１０の両側壁１０ｃと上壁１０ｂとの間の角度αの変化を抑制できることにより、前記サスペンションメンバ２の取付け部分において上方部材１０の剛性を高めることができる。
【００２４】
従って、このように上方部材１０および下方部材１１でサスペンションメンバ２の取付け部分の剛性をそれぞれ高めることができることにより、サイドメンバ１によるサスペンションメンバ２の支持剛性を高めことができるとともに、サイドメンバ１の両側壁１０ｃ，１１ｃの厚肉化を回避して軽量化を図ることができる。
【００２５】
また、本実施形態では前記作用効果に加えて、第１補強リブ１３を、ボス部１２を中心として平面Ｘ字状に配置される４枚の放射状リブ１３ａ〜１３ｄで形成したので、ボス部１２に入力した側方方向の荷重成分Ｆ２を下方部材１１の両側壁１１ｃに略均等に広範囲に分散させることができ、サイドメンバ１の前記サスペンションメンバ２の取付け部分の側方方向の剛性を更に高めることができる。
【００２６】
更に、下方部材１１はサスペンションメンバ２の取付け部分では、放射状リブ１３ａ〜１３ｄを平面Ｘ字状に配置したことにより、上述したように側方方向の剛性を高めることができるのは勿論のこと、前面衝突により所定値以上の前後荷重Ｆ１が入力した場合に、図３（ｂ）に示すように放射状リブ１３ａ〜１３ｄがボス部１２から両側壁１１ｃに至る間の長手方向距離Ｌ１，Ｌ２で、下方部材１１を軸方向に変形（軸圧壊）させるスペースとすることができるため、衝突エネルギーを効率良く吸収させることができる。
【００２７】
また、前記第２補強リブ１４は、平面Ｘ字状に配置した前記放射状リブ１３ａ〜１３ｄが下方部材１１の両側壁１１ｃにそれぞれ結合される２組の２点Ｐａ，ＰｂおよびＰｃ，Ｐｄをそれぞれ結ぶように平行リブ１４ａ，１４ｂで形成したので、上述したように上方部材１０の側方方向の剛性を高めることができるのは勿論のこと、上方部材１０は平行リブ１４ａ，１４間で長手方向の変形が許容されるため、衝突エネルギーを効率良く吸収させることができる。
【００２８】
従って、サイドメンバ１はサスペンションメンバ２の取付け部分において、側方方向の剛性を確保しつつ、前面衝突時には長手方向（車体前後方向）の軸圧壊を許容して衝突エネルギーを効率良く吸収することができる。
【００２９】
ところで、前記下方部材１１は、ボス部１２および第１補強リブ１３とともにアルミ合金により一体成形するとともに、上方部材１０にあっても第２補強リブ１４とともにアルミ合金により一体成形したので、サイドメンバ１の軽量化を図りつつ、サスペンションメンバ２の取付け部分における剛性を更に高めることができる。
【００３０】
また、本発明の中空骨格部材を、サスペンションメンバ２を取付ける車体前部のサイドメンバ１に適用したので、サイドメンバ１の軽量化を図りつつ前面衝突時のエネルギーを効率良く吸収するとともに、サスペンションメンバ２の支持剛性を高めることができる。
【００３１】
図５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ものとし、図５は上方部材と下方部材を開いて示す（ａ）の上方部材の底面図と（ｂ）の下方部材の平面図である。
【００３２】
この第２実施形態は、図５（ａ）に示すように上方部材１０に形成した第２補強リブ１４は、図５（ｂ）に示すように平面Ｘ字状に配置した放射状リブ１３ａ〜１３ｄが下方部材１１の両側壁１１ｃにそれぞれ結合される４点Ｐａ〜Ｐｄのうち、互いに対角関係となる２組の２点Ｐａ，ＰｄおよびＰｂ，Ｐｃをそれぞれ結ぶように平面Ｘ字状に配置した交差リブ１４ｃ，１４ｄで形成してある。
【００３３】
従って、この第２実施形態のサイドメンバ１によれば、平面Ｘ字状の交差リブ１４ｃ，１４ｄによって上方部材１０の両側壁１０ａ間の剛性を高めることができるとともに、前面衝突により所定値以上の前後荷重が入力した場合に、図５（ａ）に示すように交差リブ１４ｃ，１４ｄが両側壁１０ｃに結合される長手方向距離Ｌ３，Ｌ４で、上方部材１０を軸方向に変形（軸圧壊）させるスペースとすることができるため、衝突エネルギーを効率良く吸収させることができる。
【００３４】
図６〜図８は本発明の第３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ものとし、図６は上方部材と下方部材を分離した状態を示す中空骨格部材の斜視図、図７は上方部材と下方部材を一体に結合した状態を示す中空骨格部材の斜視図、図８は下方部材の平面図である。
【００３５】
この第３実施形態は、図６，図７に示すように第１実施形態に示した構造をサイドメンバ１の長手方向に２つ並設したもので、下方部材１１の底壁１１ｂには長手方向に所定距離をおいて一対のボス部１２，１２を突設するとともに、それぞれのボス部１２，１２には放射状リブ１３ａ〜１３ｄからなる第１補強リブ１３を設けてある。
【００３６】
また、上方部材１０には前記ボス部１２，１２にそれぞれ対応して２組の平行リブ１４ａ，１４ｂからなる第２補強リブ１４を設けてある。
【００３７】
そして、前記一対のボス部１２，１２に図外のサスペンションメンバを取付用ボルトを介して取付けてある。
【００３８】
従って、この実施形態ではサスペンションメンバから入力される側方方向の荷重成分Ｆ２を、下方部材１１および上方部材１０に設けた一対の第１補強リブ１３および第２補強リブ１４によって広範囲に分散させることができるため、サイドメンバ１のサスペンションメンバ取付け部分の剛性を更に高めることができる。
【００３９】
勿論、この実施形態にあっても前面衝突荷重Ｆ１が入力された際には、長手方向に軸圧壊されるようになっており、下方部材１１では図８に示すようにＬ５〜Ｌ７の間で圧潰されることにより、効率良く衝突エネルギーを吸収することができる。
【００４０】
ところで、本発明の車両の中空骨格部材は前記第１〜第３実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１実施形態における上方部材と下方部材を分離した状態を示す中空骨格部材の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態における上方部材と下方部材を一体に結合した状態を示す中空骨格部材の斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態における上方部材と下方部材を開いて示す（ａ）の上方部材の底面図と（ｂ）の下方部材の平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態における中空骨格部材の断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態における上方部材と下方部材を開いて示す（ａ）の上方部材の底面図と（ｂ）の下方部材の平面図である。
【図６】本発明の第３実施形態における上方部材と下方部材を分離した状態を示す中空骨格部材の斜視図である。
【図７】本発明の第３実施形態における上方部材と下方部材を一体に結合した状態を示す中空骨格部材の斜視図である。
【図８】本発明の第３実施形態における下方部材の平面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  サイドメンバ（中空骨格部材）
２  サスペンションメンバ（他の構成部材）
１０  上方部材
１０ａ  上方部材の開放側端部
１０ｂ  上方部材の上壁
１０ｃ  上方部材の側壁
１１  下方部材
１１ａ  下方部材の開放側端部
１１ｂ  下方部材の底壁
１１ｃ  下方部材の側壁
１２  ボス部
１３  第１補強リブ
１３ａ〜１３ｄ  放射状リブ
１４  第２補強リブ
１４ａ〜１４ｂ  平行リブ
【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】
2005271862.tif 000008
【図７】
2005271862.tif 000009
【図８】
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