(57)【要約】【課題】  車体のメンバに作用する曲げモーメント及び軸力の荷重を分担して受けてエネルギ吸収効率の向上を図ったメンバ構造を提供する。【解決手段】  車体に設けられ、この車体への衝撃荷重入力時に長手方向および曲げ方向に衝撃荷重が入力され且つ閉断面１７を形成するともに所定方向に延びたメンバ１３と、このメンバ１３の閉断面１７内に配置され、且つ並列に連接された複数の筒状部材２０，２１とを備えたメンバ構造であって、閉断面１７を少なくとも２つに分割し、この分割された一方の閉断面１７Ｂ内に、長手方向に沿って軸線が延びるように複数の筒状部材２１を設置し、他方の閉断面１７Ａ内に、メンバ１３の曲げ方向に軸線が延びるように複数の筒状部材２０を設置してある。【選択図】                  図２
2007015439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に設けられ、この車体への衝撃荷重入力時に長手方向および曲げ方向に衝撃荷重が入力され且つ閉断面を形成するとともに所定方向に延びたメンバと、
このメンバの閉断面内に配置され、且つ並列に連接された複数の筒状部材とを備えたメンバ構造であって、
前記閉断面を少なくとも２つに分割し、この分割された一方の閉断面内に、前記長手方向に沿って軸線が延びるように前記複数の筒状部材を設置し、
他方の閉断面内に、メンバの曲げ方向に軸線が延びるように前記複数の筒状部材を設置したことを特徴とするメンバ構造。
【請求項２】
前記閉断面は、曲げ方向に沿って分割されていることを特徴とする請求項１に記載のメンバ構造。
【請求項３】
前記閉断面を曲げ方向に沿って分割し、曲げ方向の圧縮力が作用する側の分割閉断面内に、前記曲げ方向に軸線が延びるように複数の筒状部材を設置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のメンバ構造。
【請求項４】
前記閉断面を曲げ方向に沿って分割し、曲げモーメントによって引張力が作用する側の分割閉断面内に、前記長手方向に軸線が延びるように複数の筒状部材を設置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のメンバ構造。
【請求項５】
前記筒部材の横断面形状が六角形または方形であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載のメンバ構造。
【請求項６】
前記閉断面の一端の上端から他端の下端を結ぶ傾斜線で前記閉断面が分割されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載のメンバ構造。
【請求項７】
前記閉断面は、前記長手方向に垂直かつ曲げ方向に沿って垂直な方向に沿って分割されていることを特徴とする請求項１に記載のメンバ構造。
【請求項８】
前記閉断面の上端の中央位置から左右方向に行くにしたがって下がる２つの傾斜線で前記閉断面を分割したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載のメンバ構造。
【請求項９】
前記閉断面の分割は仕切板によって行われ、この仕切板はメンバに接合されていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載のメンバ構造。
【請求項１０】
前記メンバは、車両フロアに車幅方向に設置されたクロスメンバであり、
前記長手方向に軸線が延びる複数の筒状部材の一端をサイドシルに固定し、その他端をエクステンションサイドメンバまたはトンネルパネルに固定したことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載のメンバ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体の例えばクロスメンバ等のメンバの補強を図ったメンバ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車体のメンバ（例えば、車両フロアに車幅方向に配設されたクロスメンバ）の補強構造としては、閉断面を有する中空のクロスメンバ内に、両側に平面視が波状（凹凸状）の側壁部を有する補強部材を設けて、曲げモーメントに対する剛性の向上を図っ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】特開平９−２５８６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来のメンバ（クロスメンバ）は、車体の衝撃荷重入力時に、メンバに曲げモーメントと長手方向への軸力（圧縮力）とが作用し、上記曲げモーメントに対しては波状の補強部材が荷重を受けるが、軸力に対してはクロスメンバ断面のみで抵抗し、波状の補強部材は軸力に対してはほとんど寄与しないため、エネルギ吸収効率が悪いという問題があった。
【０００４】
本発明は、車体の衝撃荷重入力時にメンバに作用する曲げモーメント及び軸力の荷重を分担して受けてエネルギ吸収効率の向上を図ったメンバ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】
【０００５】
本発明は、上述事情に鑑みなされたものであって、車体に設けられ、この車体への衝撃荷重入力時に長手方向および曲げ方向に衝撃荷重が入力され且つ閉断面を形成するとともに所定方向に延びたメンバと、このメンバの閉断面内に配置され、且つ並列に連接された複数の筒状部材とを備えたメンバ構造である。このメンバ構造では前記閉断面を少なくとも２つに分割し、この分割された一方の閉断面内に、前記長手方向に沿って軸線が延びるように前記複数の筒状部材を設置し、他方の閉断面内に、メンバの曲げ方向に軸線が延びるように前記複数の筒状部材を設置したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、閉断面を少なくとも２つに分割し、この分割された一方の閉断面内にメンバの長手方向に沿って軸線が延びるように複数の筒状部材を設置し、他方の閉断面内にメンバの曲げ方向に軸線が延びるように複数の筒状部材を設置したので、メンバの長手方向の入力は一方の閉断面内の複数の筒状部材で受け、メンバの曲げ方向の入力は他方の閉断面内の複数の筒状部材で受けるので、車体に入力される衝撃荷重のエネルギー吸収効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明に係わるメンバ構造の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
図１において、１０は車体であり、この車体１０の側方に設けたサイドシル１２とトンネルメンバ４０との間にクロスメンバ１３が設けられている。１４はエクステンションサイドメンバである。
【０００９】
クロスメンバ１３は、図２に示すように、上壁部１３Ａと、この上壁部１３Ａの両側に形成された側壁部１３Ｂ，１３Ｂと、この側壁部１３Ｂ，１３Ｂの下部に形成されたフランジ１３ｂとを有しており、断面がハット状に形成されている。フランジ１３ｂは車体フロア１５に接合されており、この車体フロア１５によってクロスメンバ１３は閉断面１７を形成している。
【００１０】
この閉断面１７は、仕切板１８によって曲げ方向（図２においては上下方向）に沿って２つの分割閉断面１７Ａ,１７Ｂに分割されている。仕切板１８は、両側に形成した折曲片１８ａを有しており、この折曲片１８ａがクロスメンバ１３の側壁部１３Ｂに接合されている。
【００１１】
分割閉断面１７Ａ内には、並列に連接された複数の筒状部材２０が配置されている。筒状部材２０は、曲げ方向に沿ってのびている。すなわち、筒状部材２０の軸線が、曲げ方向としての上下方向に延びている。換言すれば、筒状部材２０の孔が図２において上下方向に延びており、その横断面形状がほぼ正６角形となっている。
【００１２】
分割閉断面１７Ｂ内には、並列に連接された複数の筒状部材２１が配置されており、筒状部材２１の軸線は、クロスメンバ１３の長手方向に延びている。すなわち、筒部材２１の孔は、クロスメンバ１３の長手方向に沿って延びていて、その断面形状がほぼ正６角形となっている。
【００１３】
筒状部材２０,２１は、図４および図５に示す、サイドシル１２とエクステンションサイドメンバ１４との間の区間２６のクロスメンバ１３の閉断面内１７（図２参照）に配置されている。そして、筒状部材２１の一端がサイドシル１２に固定され、筒状部材２１の他端がエクステンションサイドメンバ１４に固定されている。
【００１４】
上記のように構成されているクロスメンバ１３の製作手順の一例を図３により説明する。
【００１５】
図３（ａ）において、仕切り板１８と筒状部材２０との間にフィルム状接着剤２３を介在させて互いに接着させることにより、筒状部材２０の下端部は仕切り板１８に接着される。
【００１６】
これにより、図３（ｂ）に示すように、仕切り板１８と筒状部材２０とが一体のユニット２４が形成される。
【００１７】
次に、図３（ｃ）に示すように、筒状部材２０とクロスメンバ１３の上壁部１３Ａとの間にフィルム状接着剤２５を介在させた状態でユニット２４をクロスメンバ１３内に格納させることで、筒状部材２０の上端部はクロスメンバ１３の上壁部１３Ａの内面に接着される。
【００１８】
そして、仕切板１８の折曲片１８ａをクロスメンバ１３の側壁部１３Ｂに接合する。この後、仕切板１８の下側に筒状部材２１を入れ、クロスメンバ１３のフランジ１３ｂを車体フロア１５に接合する。
【００１９】
次に、上記のように構成されるメンバ構造の作用について説明する。
【００２０】
車体１０の横方向から衝撃荷重１１（図１１参照）が入力すると、クロスメンバ１３には長手方向である軸力３０（図６参照）と、クロスメンバ１３が車体１０の下部に設けられていることにより曲げモーメントＭ（図６参照）とが作用する。この曲げモーメントＭにより、図１１に示すように、クロスメンバ１３の上壁部１３Ａに座屈１３ａが発生する。
【００２１】
この座屈１３ａの発生の際に、クロスメンバ１３の分割閉断面１７Ａ内に軸線が曲げ方向（図６では上下方向）に延びた複数の筒状部材２０が配置されていることにより、その曲げ方向の入力を複数の筒状部材２０が受けることになる。すなわち、複数の筒状部材２０が曲げモーメントＭのエネルギーを吸収する。
【００２２】
他方、クロスメンバ１３の分割閉断面１７Ｂ内に軸線が長手方向に延びた複数の筒状部材２１が配置されていることにより、この複数の筒状部材２１がクロスメンバ１３の長手方向の入力を受ける。すなわち、複数の筒状部材２１がクロスメンバ１３に入力する軸力３０のエネルギーを吸収する。
【００２３】
このように、筒状部材２０が曲げモーメントＭのエネルギーを吸収し、筒状部材２１が軸力３０のエネルギーを吸収するので、車体に入力する衝撃荷重のエネルギーの吸収効率を向上させることができる。
【００２４】
さらに、筒状部材２１の一端がサイドシル１２に固定され、筒状部材２１の他端がエクステンションサイドメンバ１４に固定されているので、この筒状部材２１に偏心することなく軸力を作用させることができ、このためエネルギー吸収効率を高めることができる。
【００２５】
また、図６に示すように、クロスメンバ１３に曲げモーメントＭが発生すると、クロスメンバ１３の分割閉断面１７Ｂ側に長手方向に沿って引張力が作用するが、この分割閉断面１７Ｂ内には複数の筒状部材２１がその長手方向に軸線が沿って配置されていることにより、その引張力に対して効果的に反力を出すことができる。すなわち、その引張力のエネルギーを複数の筒部材２１が効率よく吸収する。
【００２６】
他方、クロスメンバ１３の曲げモーメントＭの発生により、図６（ａ）に示すように、クロスメンバ１３の分割閉断面１７Ａ側に曲げ方向（図６では上下方向）に沿って圧縮力が作用するが、軸線が曲げ方向に沿って延びた複数の筒状部材２０が配置されていることにより、その筒状部材２０が一定の荷重を支えながら潰れていく。このため、曲げ方向の圧縮力に対するエネルギー吸収量を高めることができる。
【００２７】
この第１実施例では、図２及び図６（ａ）に示すようにクロスメンバ１３を車体フロア１５の上に設けているが、図６（ｂ）に示すようにクロスメンバ１３を車体フロア１５の下に設けても、上記と同様な効果を得ることができる。
【００２８】
また、第１実施例では、筒状部材２０,２１は図４に示すクロスメンバ１３の区間２６の閉断面１７内に配置されているが、図５に示すように、クロスメンバ１３′の区間２６Ａの閉断面内に筒状部材２０,２１を配置し、筒状部材２１の一端をサイドシル１２に固定し、筒状部材２１の他端をトンネルメンバ４０に固定してもよい。
【００２９】
図７は、クロスメンバ１３内に設けられる筒状部材の横断面形状の他の例を示している。
【００３０】
第１実施例における筒状部材２０及び筒状部材２１の横断面形状は６角形である場合について説明したが、横断面形状は６角形に限らず、例えば図７に示す筒状部材２０Ａ，筒状部材２１Ａのように方形であってもよい。
【００３１】
このように、筒状部材２０Ａ及び筒状部材２１Ａの横断面形状を方形にすることにより、複数の筒状部材２０Ａ及び筒状部材２１Ａを低コストで容易に連接して形成することができる。
【実施例２】
【００３２】
図８は、第２実施例のクロスメンバ１３を示している。
【００３３】
図８において、クロスメンバ１３の閉断面１７は、閉断面１７の一方（右側壁部１３Ｂ）の上端から他方（左側壁部１３Ｂ）の下端を結ぶ斜線の位置に設けられた仕切り板１８Ａにより上部側の分割閉断面１７Ｃと下部側の分割閉断面１７Ｄとにそれぞれ分割されている。
【００３４】
分割閉断面１７Ｃには、軸線方向（セル方向）が曲げ方向（図８では上下方向）を向く筒状部材２０が配置され、分割閉断面１７Ｄには軸線方向がクロスメンバ１３の長手方向を向く筒状部材２１が配置されている。
【００３５】
このように構成することにより、クロスメンバ１３は、図８において左側に大きな圧縮力が作用し、右側に大きな引張力が作用する箇所に使用することができる。
【実施例３】
【００３６】
図９は、第３実施例のクロスメンバ１３を示している。
【００３７】
図９において、クロスメンバ１３の閉断面１７は、縦方向に配置された仕切り板１８Ｂによって左側の閉断面１７Ｅと右側の閉断面１７Ｆとに分割されている。
【００３８】
左側の分割閉断面１７Ｅ内には、曲げ方向に沿って軸線が向いている複数の筒状部材２０が配置され、右側の分割閉断面１７Ｆ内には、クロスメンバ１３の長手方向に沿うように軸線が向いている複数の筒状部材２１が配置されている。
【００３９】
このように構成することにより、クロスメンバ１３は、左側に曲げ方向の圧縮力が作用すると共に、右側にクロスメンバ１３の長手方向に沿う引張力が作用する箇所に使用することができる。
【実施例４】
【００４０】
図１０は、第４実施例のクロスメンバ１３を示している。
【００４１】
図１０において、クロスメンバ１３の閉断面１７は、上壁部１３Ａの内面中央から左右方向に行くにしたがって次第に下がる１対の仕切り板（山型の仕切り板）１８Ｃにより上部側の分割閉断面１７Ｇと下部側の分割閉断面１７Ｈとに区画されている。
【００４２】
上部側の分割閉断面１７Ｇには、軸線方向が曲げ方向に沿って向いている複数の筒状部材２０が配置され、下部側の分割閉断面１７Ｈには、軸線方向がクロスメンバ１３の長手方向に沿うように向いている複数の筒状部材２１が配置されている。
【００４３】
このように構成されたクロスメンバ１３は、クロスメンバ１３の左右側に大きな圧縮力が作用し、下部中央には大きな引張力が作用する箇所に使用することができる。
【００４４】
なお、本発明に係わるメンバ１３として、車体１０の車幅方向に配設されるクロスメンバを例にして説明したが、メンバ１３はクロスメンバに限らず、車体１０を構成する他の部材（例えば、サブメンバ）に使用することは可能である。この場合、閉断面１７が異なる形状で仕切られた図８ないし図１０のクロスメンバ１３を選択的に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係わるメンバとしてのクロスメンバが適用された車体の斜視図である。
【図２】本発明の第１実施例に係わるクロスメンバの一部を示す縦断斜視図である。
【図３】同じく、クロスメンバの製作手順を示す分解斜視図である。
【図４】同じく、クロスメンバ内に設けられる筒状部材の設置区画を示す車体の斜視図である。
【図５】同じく、クロスメンバ内に設けられる筒状部材の設置区画を示す車体の斜視図である。
【図６】同じく、（ａ）は車体フロアの上部に設けられたクロスメンバに作用する曲げモーメント及びこれによる圧縮力及び引張力の作用図、（ｂ）は車体フロアの下部に設けられたクロスメンバに作用する曲げモーメント及びこれによる圧縮力及び引張力の作用図である。
【図７】同じく、クロスメンバ１３内に設けられる筒状部材の横断面形状の他の例を示す斜視図である。
【図８】本発明の第２実施例に係わるクロスメンバの一部を示す縦断斜視図である。
【図９】本発明の第３実施例に係わるクロスメンバの一部を示す縦断斜視図である。
【図１０】本発明の第４実施例に係わるクロスメンバの一部を示す縦断斜視図である。
【図１１】車体側部に衝撃荷重が入力したときのクロスメンバの変形状態を示す車体の斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０            車体
１３            クロスメンバ（メンバ）
１４            エクステンションサイドメンバ
１７            閉断面
１７Ａ          一方の分割閉断面
１７Ｃ          一方の分割閉断面
１７Ｅ          一方の分割閉断面
１７Ｇ          一方の分割閉断面
１７Ｂ          他方の分割閉断面
１７Ｄ          他方の分割閉断面
１７Ｆ          他方の分割閉断面
１７Ｈ          他方の分割閉断面
１８            仕切り板
１８Ａ          仕切り板
１８Ｂ          仕切り板
１８Ｃ          仕切り板
２０            （軸線方向が圧縮方向を向く）筒状部材
２１            （軸線方向が引張方向を向く）筒状部材
３０            クロスメンバに入力する軸力
Ｍ              クロスメンバに作用する曲げモーメント
３１            クロスメンバに作用する圧縮力
３２            クロスメンバに作用する引張力
【図１】
2007015439.tif 000003
【図２】
2007015439.tif 000004
【図３】
2007015439.tif 000005
【図４】
2007015439.tif 000006
【図５】
2007015439.tif 000007
【図６】
2007015439.tif 000008
【図７】
2007015439.tif 000009
【図８】
2007015439.tif 000010
【図９】
2007015439.tif 000011
【図１０】
2007015439.tif 000012
【図１１】
2007015439.tif 000013