(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に前後方向へ延在され上方を開口した断面コ字形状のサイドメンバ（２）が設けられ、前記サイドメンバ（２）が前側メンバ（２１）と後側メンバ（２２）とで構成され、前記前側メンバ（２１）の後端部（２１１）と前記後側メンバ（２２）の前端部（２２１）とが所定の前後幅で重ね合わせたメンバ結合部（２３）により結合され、前記サイドメンバ（２）内にレインフォース（７）が配設され、前記レインフォース（７）が前側メンバ（２１）に設けた前側レインフォース（３）と後側レインフォース（４）とで構成され、前記前側レインフォース（３）の後端部（３２１）と前記後側レインフォース（４）の前端部（４１）とが所定の前後幅で重ね合わせたレインフォース結合部（５）により結合され、前記前側レインフォース（３）がアッパレインフォース（３１）とロアレインフォース（３２）とで構成され、前記レインフォース結合部（５）は、少なくとも、前記アッパレインフォース（３１）の後端部（３１１）と前記ロアレインフォース（３２）の後端部（３２１）の一方と、前記後側レインフォース（３）の前端部（４１）とが結合され、前記サイドメンバ（２）の上端部（２５）に、前記開口を塞ぐクローズプレート（２７）が接合され、前記クローズプレート（２７）が前側クローズプレート（２１１）と後側クローズプレート（２２１）とで構成され、前記前側クローズプレート（２１１）の後端部（２１４）と後側クローズプレート（２２１）の前端部（２２４）とが所定の前後幅で重ね合わせたプレート結合部（２２２）により結合され、前記各結合部（２３）、（５）、（２２２）が前後に異なる位置に配設され、前記レインフォース結合部（５）を配設した部位の前記サイドメンバ（２）に、前記サイドメンバ（２）を上方より跨いだサスペンション取付用ブラケット（６）が接合されていることを特徴とする自動車のサイドメンバ前部構造。
【請求項２】
前記レインフォース結合部（５）が、メンバ結合部（２３）とプレート結合部（２２２）の前後方向中央に配置され、前記レインフォース結合部（５）の前方位置にプレート結合部（２２２）が設けられ、前記レインフォース結合部（５）の後方位置にメンバ結合部（２３）が設けられ、前記レインフォース結合部（５）は、前記前側レインフォース（３）と前記後側レインフォース（４）とを２枚あわせで溶接し結合する部位と、後側レインフォース（４）と前側メンバ（２１）とを２枚あわせで溶接し結合する部位とを有していることを特徴とする請求項１に記載の自動車のサイドメンバ前部構造。
【請求項３】
アッパレインフォース（３１）およびロアレインフォース（３２）は、断面Ｕ字に形成され、底部の両角部に面取部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の自動車のサイドメンバ前部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のサイドメンバにおける前部の構造に関し、特に、いわゆるワンボックスカーのようにフロアパネルから下方に離間して配置される部分に適用するのに好適なサイドメンバ前部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に自動車にあっては、フロアパネルの下側の左右に、サイドメンバが前後方向に延在されて結合されて、必要な車両強度を得るようにしている。
ところで、一般にワンボックスカーと呼ばれる自動車にあっては、運転席および助手席が配置されるフロアパネル前部の下方にエンジンなどが配置されており、このため、フロアパネルは、この前部において、サイドメンバよりも高い位置に配置されている。そこで、サイドメンバは、上方を開口した断面コ字形状に形成されており、フロアパネルの前部より後方のパネル一般部では、その上方開口をフロアパネルにより塞ぐようにしてフロアパネルに直接結合されているが、前記フロアパネル前部の下方に位置されるサイドメンバ前部にあっては、フロアパネルから下方に離間して配置され、その上方開口は、クローズプレートと呼ばれる単独のプレート状部材により塞がれた構造となっている。
【０００３】
また、上述のようなサイドメンバ前部構造にあっては、車両の前面衝突時に、衝撃吸収を行うことと、乗員の生存空間を確保することとが求められ、そのためには、強度を所望の強度に設定する必要がある。
そこで、このような条件を満たすため、すなわち、フロアパネルから下方に離間した位置で前後方向に延在された構造において所望の強度に設定するため、従来、このサイドメンバ前部は、開口を上方に向けた断面略コ字形状のサイドメンバ本体と、その内側に設けられたレインフォースと、サイドメンバ本体の開口を塞いで設けられたクローズプレートとを備えている。
このような従来構造にあっては、少なくとも、サイドメンバ本体、レインフォースは、それぞれが全体が１つの部材で構成されている。すなわち、１枚の鋼板をプレス形成して形成されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術にあっては、左右のサイドメンバ前部は、強度上、フロアパネルの左右端部位置に設けるのが好ましいが、フロアパネルから下方に離れた前部において、前端部では、左右のタイヤにより車幅方向の制約を受けて車両中央よりの位置に配置され、その後方では、左右のサイドメンバ間に配置されたエンジンなどの制約により、前端部よりも車外側に配置され、その後方でさらに、車外方向に変位してフロアパネルに結合されているサイドメンバと結合されるというように、サイドメンバ前部は、前端部から後端部に向かって徐々に車外側に変位する形状となっている。したがって、サイドメンバ本体ならびにレインフォースを、前端部から後端部まで一体にプレス成形するには、それぞれ１回のプレス加工により形成することが困難であり、プレス加工を複数回行う必要があり、加工に手間がかかって生産性が悪かった。
【０００５】
また、サイドメンバ本体およびレインフォースは、前後にかなりの長さを有し、このようにサイズの大きなワークをプレス加工するには、大型のプレス機器が必であり、多額の設備投資が必要となる。加えて、効率良くプレス加工を行うには、トランスファと呼ばれるワークおよび成型品を搬送させる機器をプレス機に接続するのが好ましいが、大型のワークおよび成型品用のトランスファを設置することは、現実的には極めて難しく、これを可能とするには、極めて多額の設備投資を必要とし、また、これが不可能な場合には、生産性が悪くなる。
【０００６】
さらに、サイドメンバ本体およびレインフォースは、高い強度が求められるため、厚い板厚のものが用いられる。このように、板厚の厚い大型のワークを成形する際には、スプリングバック現象による口開きや捻れなどが生じ、寸法精度を高く設定するのが難しく、寸法精度を向上させて製品品質の向上が望まれている。また、寸法精度が低いと、成形不良品が発生しやすく、これも上記の生産性の悪化を招く。したがって、安価に大量に生産するのが難しく、生産性の向上が望まれている。
【０００７】
さらに、サイドメンバ前部においては、前面衝突時において、衝撃吸収と乗員の生存空間の確保とが望まれ、そのためには、前端部は変形しやすく、その後方は変形し難くするのが好ましいが、前後に一体の部材では、このように場所により特性を異ならせるのが難しく、精度を出しつつ所望の強度に設定するのが難しい、等の問題点があった。
【０００８】
これら上述の問題点の対策として、サイドメンバを前後に分割することが考えられるが、単にサイドメンバを前後に分割しただけでは、必要な強度を確保するのが難しく、特に、車両の前部にあっては、上述の車両前面衝突時の衝撃入力の他に、サスペンションからの入力をサイドメンバ前部で受け止める必要があり、必要な強度を確保するのが難しくなる。
【０００９】
本発明は、上述の従来の問題点に着目してなされたもので、小型の設備で製造可能として生産性の向上ならびにコストダウンを図ることを可能とし、かつ、強度の設定自由度の向上を図ることを可能とすることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明は、車体に前後方向へ延在され上方を開口した断面コ字形状のサイドメンバ（２）が設けられ、前記サイドメンバ（２）が前側メンバ（２１）と後側メンバ（２２）とで構成され、前記前側メンバ（２１）の後端部（２１１）と前記後側メンバ（２２）の前端部（２２１）とが所定の前後幅で重ね合わせたメンバ結合部（２３）により結合され、前記サイドメンバ（２）内にレインフォース（７）が配設され、前記レインフォース（７）が前側メンバ（２１）に設けた前側レインフォース（３）と後側レインフォース（４）とで構成され、前記前側レインフォース（３）の後端部（３２１）と前記後側レインフォース（４）の前端部（４１）とが所定の前後幅で重ね合わせたレインフォース結合部（５）により結合され、前記前側レインフォース（３）がアッパレインフォース（３１）とロアレインフォース（３２）とで構成され、前記レインフォース結合部（５）は、少なくとも、前記アッパレインフォース（３１）の後端部（３１１）と前記ロアレインフォース（３２）の後端部（３２１）の一方と、前記後側レインフォース（３）の前端部（４１）とが結合され、前記サイドメンバ（２）の上端部（２５）に、前記開口を塞ぐクローズプレート（２７）が接合され、前記クローズプレート（２７）が前側クローズプレート（２１１）と後側クローズプレート（２２１）とで構成され、前記前側クローズプレート（２１１）の後端部（２１４）と後側クローズプレート（２２１）の前端部（２２４）とが所定の前後幅で重ね合わせたプレート結合部（２２２）により結合され、前記各結合部（２３）、（５）、（２２２）が前後に異なる位置に配設され、前記レインフォース結合部（５）を配設した部位の前記サイドメンバ（２）に、前記サイドメンバ（２）を上方より跨いだサスペンション取付用ブラケット（６）が接合されていることを特徴とする自動車のサイドメンバ前部構造とした。
【００１１】
請求項２に記載の発明においては、前記レインフォース結合部（５）が、メンバ結合部（２３）とプレート結合部（２２２）の前後方向中央に配置され、前記レインフォース結合部（５）の前方位置にプレート結合部（２２２）が設けられ、前記レインフォース結合部（５）の後方位置にメンバ結合部（２３）が設けられ、前記レインフォース結合部（５）は、前記前側レインフォース（３）と前記後側レインフォース（４）とを２枚あわせで溶接し結合する部位と、後側レインフォース（４）と前側メンバ（２１）とを２枚あわせで溶接し結合する部位とを有していることを特徴とする請求項１に記載の自動車のサイドメンバ前部構造とした。
【００１２】
請求項３に記載の発明においては、アッパレインフォース（３１）およびロアレインフォース（３２）は、断面Ｕ字に形成され、底部の両角部に面取部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の自動車のサイドメンバ前部構造とした。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、サイドメンバ、レインフォース、クローズプレートを前後に分割し、前後に異なる位置でそれぞれを結合する構造としたため、この分割部で応力集中しなくなり、前面衝突時、サイドメンバの折れ等が発生しにくくなる。また、サイドメンバ、レインフォースの各部材の全長が短くなるので、トランスファプレスで加工することが可能となり、サイドメンバおよびレインフォースの生産性と修理の作業性を向上することができる。また、アッパレインフォースとロアレインフォースを上下二段で前側メンバ内部に設けたことにより、前側メンバが衝突時に効率よくエネルギー吸収を行うことができるので、後側メンバ、後側レインフォースの板厚を薄くでき、コストダウン、重量軽減、プレス成形性向上という効果を得ることができる。また、レインフォース結合部を配設した部位のサイドメンバに、サスペンション取付用ブラケットが接合されていることから、レインフォース結合部が補強されるので、衝突時にサイドメンバの折れが更に防止でき、衝突性能を向上させることができるという効果を得ることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明においては、プレート結合部、レインフォース結合部、メンバ結合部を前後に異なる位置に設けた構造としたため、この結合部に、前面衝突時の応力集中がしなくなり、サイドメンバの折れが発生しにくくなる。このため、サイドメンバとレインフォースの板厚を増加することなく、衝突時に高効率なエネルギー吸収を行うことができるので、コストを削減することができ、プレス加工性の改善と重量低減が可能となる。
【００１５】
請求項３に記載の発明においては、アッパレインフォースとロアレインフォースを、略Ｕの字形状で、底部の両角部に面取部を有する形状とすることにより、レインフォースとサイドメンバ間に空間ができるので、レインフォースとサイドメンバ間に従来はつきにくかったＥＤ塗装を、容易に行うことができるという効果を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態において、サイドメンバと車両フロアの位置関係を示す断面図である。
図１において、１は、車両フロアであり、この車両フロア１の下方左右にサイドメンバ２が位置しており、このサイドメンバ２は、、車体前後方向に延在し上方を開口した断面コ字形状を有している。サイドメンバ２の開口を塞ぐクローズプレート２７に、ホイルハウスインナ１１の下端部が接合され、ホイルハウスインナ１１の上端が車両フロア１に接合されている。
【００１７】
図２は、本発明の実施の形態を示す斜視図である。
図２において、サイドメンバ２は、前側メンバ２１と後側メンバ２２で構成されており（この断面図を図６に示す）、この前側メンバ２１は後側メンバ２２と所定の前後幅で重ね合わせられたメンバ結合部２３でオーバラップした状態で、メンバ結合部２３にスポット溶接して結合されている。このメンバ結合部２３は、サイドメンバ２上から跨ぐように取り付けられるサスペンション取付用ブラケット６より前後方向後方に位置する。
【００１８】
図３は、本発明の実施の形態におけるサイドメンバの要部側面図である。図３において、前側レインフォース３は、前側メンバ２１内に設けられており、アッパレインフォース３１とロアレインフォース３２とで上下二段に構成されている。ロアレインフォース３２の後端部３２１は、後側メンバ２２内に設けられている後側レインフォース４の前端部４１と所定の前後幅で重ね合わせられたレインフォース結合部５でオーバラップした状態でスポット溶接して接合されている。６は、サスペンション取付用ブラケットであり、サスペンション取付用ブラケット６は、サイドメンバ上からレインフォース結合部５の位置を跨ぐように設けられ、接合されている。（この断面図を図７に示す）このレインフォース結合部５の後方位置に前記メンバ結合部２３が設けられている。
【００１９】
図３で説明した部材は、それぞれ溶接によって接合されているが、次にその接合状態を説明する。図３において、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈは、各部材の溶接位置を示している。マークＡは、クローズプレート２７とサイドメンバ２とのスポット溶接箇所である。マークＢは、アッパレインフォース３１と前側メンバ２１とのスポット溶接箇所である。マークＣは、ロアレインフォース３２と前側メンバ２１とのスポット溶接箇所である。マークＤは、後側レインフォース４と前側メンバ２１とのスポット溶接箇所である。マークＥは、前側メンバ２１と後側メンバ２２とのスポット溶接箇所である。マークＦは、後側レインフォース４と後側メンバ２２とを２枚合わせで結合する部位のスポット溶接箇所である。マークＧは、後側レインフォース４と前側レインフォース３のロアレインフォース３２とを２枚合わせで結合する部位のスポット溶接箇所である。Ｈは、サスペンション取付用ブラケット６と前側メンバ２１との ＣＯ２溶接箇所である。
【００２０】
図４は、本発明の実施の形態のサイドメンバ２上部構造を示す図である。図４において、２１１は、前側クローズプレートであり、２２１は、後側クローズプレートである。この前側クローズプレート２１１と後側クローズプレート２２１は、サイドメンバ２の開口している上方を塞ぐように設けられている。後側クローズプレート２２１は、前側クローズプレート２１１と所定の前後幅で重ね合わせられたクローズプレート結合部２２２でオーバラップして前側クローズプレート２１１の縦フランジ２１７と後側クローズプレート２２１の縦フランジ２２７とがスポット溶接して結合されている。このクローズプレート結合部２２２は、前記レインフォース結合部５の前後方向前方に位置している。後側クローズプレート２２１の前端２２３が平面視斜状に形成され、この前端２２３から前側クローズプレート２１１の後端２１５が後側クローズプレート２２１の下面側に配設されており、斜状の前端２２３によりサスペンション取付用ブラケット６からの入力による応力を分散させて前側メンバ２１の縦フランジ２１ａ，前側クローズプレート２１１の縦フランジ２１７，後側クローズプレート２２１の縦フランジ２２７とのスポット溶接剥がれを防止している。
【００２１】
図５は、本発明の実施の形態におけるサイドメンバ２の先端部上面をしめす上面図である。
図５において、２１２は、フランジ部である。このフランジ部２１２には、脆弱部２１３が複数箇所設けられている。また２１４は、サイドメンバ２の先端部の左右側面に縦方向に存在する溝であり、車両衝突時には、前方から入力される衝撃により、脆弱部２１３と溝２１４が潰れて衝撃を吸収する。
【００２２】
次に、本実施の形態を図２にしめすＡ−Ａ断面，Ｂ−Ｂ断面，Ｃ−Ｃ断面の各部材の接合状態を説明する。図６は、図２におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。図６において、アッパレインフォース３１とロアレインフォース３２は、上下２段に断面がＵ字に形成されており、それぞれの底部の両角部に面取部３１２，３２２が形成されている。アッパレインフォース３１の左右の側面が、前側メンバ２１の内壁に接合されている。また、ロアレインフォース３２の左右の側面と底面が、前側メンバ２１の内壁と接合されている。
【００２３】
図７は、図２におけるＢ−Ｂ断面を示す断面図である。図７において、前側メンバ２１の内壁とロアレインフォース３２の外壁が接合され、このロアレインフォース３２の内壁と後側レインフォース４の外壁が接合され、前側メンバ２１の開口している上方を塞ぐように後側クローズプレート２２１が取り付け接合され、サスペンション取付用ブラケット６が前側メンバ２１の上から跨るように設けられ接合されている。
【００２４】
図８は、図２におけるＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
図８において、後側メンバ２２の内壁と後側レインフォース４の外壁が接合され、後側メンバ２２の開口している上方を塞ぐように後側クローズプレート２２１が取り付け接合されている。
【００２５】
以上説明してきたように、本発明の実施の形態においては、サイドメンバ２、レインフォース７、クローズプレート２７を前後に分割し、前後に異なる位置でそれぞれを結合する構造としたため、この分割部で応力集中が起きず、前面衝突時にサイドメンバ２の折れ等が発生しにくくなる。また、サイドメンバ２、レインフォース７の各部材の全長が短くなるので、トランスファプレスで加工することが可能となり、サイドメンバ２およびレインフォース７の生産性と修理の作業性を向上することができる。また、アッパレインフォース３１とロアレインフォース３２を上下二段で前側メンバ２１内部に設けたことにより、前側メンバ２１が衝突時に効率よくエネルギー吸収を行うことができるので、後側メンバ２２、後側レインフォース４の板厚を薄くでき、コストダウンや重量軽減、さらにプレス成形性向上という効果を得ることができる。また、レインフォース結合部５を配設した部位のサイドメンバ２に、サスペンション取付用ブラケット６が接合されていることから、レインフォース結合部５が補強されるので、衝突時にサイドメンバ２の折れが更に防止でき、衝突性能を向上させることができるという効果を得ることができる。
【００２６】
また、クローズプレート結合部２２２、レインフォース結合部５、メンバ結合部２３を前後に異なる位置に設けた構造としたため、この結合部に、前面衝突時の応力集中がしなくなり、サイドメンバ２の折れが発生しにくくなる。このため、サイドメンバ２とレインフォース７の板厚を増加することなく、衝突時に高効率なエネルギー吸収を行うことができるので、コストを削減することができ、プレス加工性の改善と重量低減が可能となる。
【００２７】
また、アッパレインフォース３１とロアレインフォース３２を略Ｕ字形状で下の角部を面取りした略Ｖ字形状としたことにより、サイドメンバ２とレインフォース７との間に隙間ができるので、ＥＤ塗装の際、塗料を容易に付着させることができる。
【００２８】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における車両フロアとサイドメンバの位置関係を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるサイドメンバを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるサイドメンバを示す側面図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるクローズプレートの重なりを示す平面図である。
【図５】本発明の実施の形態におけるサイドメンバ先端上面の形状を示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるサイドメンバのＡ−Ａ断面図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるサイドメンバのＢ−Ｂ断面図である。
【図８】本発明の実施の形態におけるサイドメンバのＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
１ 車両フロア
２ サイドメンバ
３ 前側レインフォース
４ 後側レインフォース
５ レインフォース結合部
６ サスペンション取付用ブラケット
７ レインフォース
１１ ホイルハウスインナ
２１ 前側メンバ
２１ａ 縦フランジ
２２ 後側メンバ
２３ メンバ結合部
２７ クローズプレート
３１ アッパレインフォース
３２ ロアレインフォース
４１ 前端部
２１１ 前側クローズプレート
２１２ フランジ部
２１３ 脆弱部
２１４ 溝
２１５ 後端
２１７ 縦フランジ
２２１ 後側クローズプレート
２２２ クローズプレート結合部
２２３ 前端
２２７ 縦フランジ
３２１ 後端部
３１２，３２２ 面取部
【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】
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【図７】
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【図８】
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