(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前後方向にフロントサイドメンバが配設され、該フロントサイドメンバは矩形の閉断面を成し、
前記フロントサイドメンバの側面には、該フロントサイドメンバの前部から後部にかけて車体前後方向に連続的に延びるビードが形成されたフロントサイドメンバ構造であって、
前記ビードは、前記フロントサイドメンバの閉断面内部側に突出して設けられ、且つ車体前後方向における前部側の幅が広く、後部側に近付くにつれて徐々に幅が狭く形成されていることを特徴とするフロントサイドメンバ構造。
【請求項２】
前記フロントサイドメンバは、その閉断面のうち相対向する２つの面に前記ビードが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフロントサイドメンバ構造。
【請求項３】
前記ビードの中心線は、当該ビードが形成された前記フロントサイドメンバの側面の中心線に合致し、且つ前記ビードは、当該ビードの中心線を中心に上下対称又は左右対称に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフロントサイドメンバ構造。
【請求項４】
前記ビードの上下方向両側端部は、直線状であることを特徴とする請求項１，２又は３に記載のフロントサイドメンバ構造。
【請求項５】
前記ビードの上下方向両側端部は、当該ビードの内側に凸の円弧状であることを特徴とする請求項１，２又は３に記載のフロントサイドメンバ構造。
【請求項６】
前記ビードの前端部の幅は、当該ビードの後端部の幅よりも３％以上広く設定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のフロントサイドメンバ構造。
【請求項７】
前記ビードは、複数個形成されていることを特徴とする請求項１，２，４，５，６のいずれか一項に記載のフロントサイドメンバ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車体前部下部に、車体前後方向に沿って配設されるフロントサイドメンバの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体前部下部には、車幅方向の左右両側に車体前後方向に沿ってフロントサイドメンバが配設されている。このようなフロントサイドメンバにおいては、車体前部から荷重入力があったとき、その荷重入力のエネルギーをフロントサイドメンバで吸収するために、その側面にビードが形成されるのが一般的である。
【０００３】
例えば、フロントサイドメンバの側面に、後方に向けて徐々に車体上下方向に幅が広がった三角ビードを形成したフロントサイドメンバ構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平４−１２６６７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術では、フロントサイドメンバが三角ビードに合わせた形に形成され、フロントサイドメンバの前端部が先細り形状を成しているので、フロントサイドメンバ前端部において十分な断面二次モーメントを確保できず、当該フロントサイドメンバ前端部の剛性が過小となってしまう虞がある。
【０００５】
また、フロントサイドメンバが三角ビードに合わせた形に形成されているために、フロントサイドメンバの後端部では、フロントサイドメンバ前端部とは逆に、車体上下方向の幅が広くなりすぎて、フロントサイドメンバを自由にレイアウトできないという問題がある。
【０００６】
本発明の課題は、側面にビードが形成されたフロントサイドメンバにおいて、フロントサイドメンバの剛性を適切な大きさに維持できるとともに、フロントサイドメンバ形状がビード形状に依存されないようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、車体前後方向にフロントサイドメンバが配設され、該フロントサイドメンバは矩形の閉断面を成し、前記フロントサイドメンバの側面には、該フロントサイドメンバの前部から後部にかけて車体前後方向に連続的に延びるビードが形成されたフロントサイドメンバ構造であって、前記ビードは、前記フロントサイドメンバの閉断面内部側に突出して設けられ、且つ車体前後方向における前部側の幅が広く、後部側に近付くにつれて徐々に幅が狭く形成されていることを特徴としている。
【０００８】
上記構成によれば、ビードは、フロントサイドメンバの車体前後方向における前部側の幅が広く、後部側に近付くにつれて徐々に幅が狭く形成されているので、フロントサイドメンバの各断面における耐力（つまり剛性）はフロントサイドメンバの前部側では比較的小さく（過小ではない）、後部側に近付くにつれて徐々に大きくなるようになり、車体前部から荷重入力があったときは、フロントサイドメンバの前部側から順次軸圧壊し、荷重入力による衝撃エネルギーを効率よく吸収することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、側面にビードが形成されたフロントサイドメンバにおいて、フロントサイドメンバの剛性を高く維持できるとともに、車体前部から荷重入力があったときは、その荷重入力による衝撃エネルギーを効率よく吸収することができる。
【００１０】
また、フロントサイドメンバの後部側の幅が広くなってしまうことがないので、フロントサイドメンバ形状がビード形状に依存されないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
【実施例】
【００１２】
図１は、本発明におけるフロントサイドメンバの外観斜視図である。図１では、車体右側に配置されたフロントサイドメンバを示しており、車体左側に配置されたフロントサイドメンバは、図１のフロントサイドメンバに対して、前後方向の車体中心軸を中心にして対称な形状となっている。なお、図１において、ＦＲは車体前部側を、ＩＮは車幅方向内側を、ＵＰは車体上部側をそれぞれ示している。
【００１３】
フロントサイドメンバ１は、断面がハット形状を成したフロントサイドメンバインナ２と、同じく断面がハット形状を成したフロントサイドメンバアウタ３とから構成されている。
【００１４】
フロントサイドメンバインナ２は、車体上下方向中央部に設けられ断面コ字状を成した凸部４と、凸部４の上側端部が上方に折り曲げられて形成された上フランジ部５と、凸部４の下側端部が下方に折り曲げられて形成された下フランジ部６とを有している。凸部４は車幅方向内側へ突出して設けられ、縦壁４Ａと、縦壁４Ａ上部の上壁４Ｂと、縦壁４Ａ下部の下壁４Ｃとから形成されている。
【００１５】
フロントサイドメンバアウタ３は、車体上下方向中央部に設けられ断面コ字状を成した凸部７と、凸部７の上側端部が上方に折り曲げられて形成された上フランジ部８と、凸部７の下側端部が下方に折り曲げられて形成された下フランジ部９とを有している。凸部７は車幅方向外側へ突出して設けられ、縦壁７Ａと、縦壁７Ａ上部の上壁７Ｂと、縦壁７Ａ下部の下壁７Ｃとから形成されている。
【００１６】
フロントサイドメンバインナ２の上フランジ部５とフロントサイドメンバアウタ３の上フランジ部８は、スポット溶接等によって互いに接合されている。また、フロントサイドメンバインナ２の下フランジ部６とフロントサイドメンバアウタ３の下フランジ部９も、スポット溶接等によって互いに接合されている。これにより、フロントサイドメンバ１は矩形の閉断面を形成している。
【００１７】
本実施例では、フロントサイドメンバ１の側面である、フロントサイドメンバインナ２の凸部４の縦壁４Ａに、フロントサイドメンバ１の前部から後部にかけて車体前後方向に連続的に延びるビード１０が形成されている。また、フロントサイドメンバ１の側面である、フロントサイドメンバアウタ３の凸部７の縦壁７Ａに、フロントサイドメンバ１の前部から後部にかけて車体前後方向に連続的に延びるビード１１が形成されている。ビード１０とビード１１は、フロントサイドメンバ１の閉断面内部側に突出して形成されている。すなわち、フロントサイドメンバ１をその外側から見たとき、ビード１０はフロントサイドメンバインナ２の縦壁４Ａの表面に凹みとなって、また、ビード１１はフロントサイドメンバアウタ３の縦壁７Ａの表面に凹みとなって観察される。
【００１８】
ビード１０の中心線Ｌ１は、フロントサイドメンバインナ２の中心線Ｌ２に合致し、且つビード１０は、その中心線Ｌ１を中心に車体上下方向対称に形成されている。また、ビード１０の上下方向両側端部１０Ａ，１０Ｂは直線状に形成されている。
【００１９】
ビード１１の中心線Ｌ３は、フロントサイドメンバアウタ３の中心線Ｌ４に合致し、且つビード１１は、その中心線Ｌ３を中心に車体上下方向対称に形成されている。また、ビード１１の上下方向両側端部１１Ａ，１１Ｂは直線状に形成されている。
【００２０】
ビード１０は、フロントサイドメンバインナ２の前部側では幅Ｗが広く、後部側に近付くにつれて徐々に幅Ｗが狭く形成されている。同様に、ビード１１も、フロントサイドメンバアウタ３の前部側では幅Ｗが広く、後部側に近付くにつれて徐々に幅Ｗが狭く形成されている。なお、図１においては、ビード１１の幅Ｗは省略されているが、ビード１１の輪郭形状はビード１０と同様である。
【００２１】
また、ビード１０の前端部の幅Ｗ１は、ビード１０の後端部の幅Ｗ２よりも３％以上広く設定されている。同様に、ビード１１の前端部の幅（符号省略）も、ビード１１の後端部の幅（符号省略）よりも３％以上広く設定されている。
【００２２】
次に、本実施例の作用について説明する。
【００２３】
フロントサイドメンバ１の前部側ではビード１０，１１の幅Ｗが広く、フロントサイドメンバ１の後部側に近付くにつれてビード１０，１１の幅Ｗが徐々に狭く形成されているので、フロントサイドメンバ１の各断面における耐力は、フロントサイドメンバ１の前部側では比較的小さく（過小ではない）、後部側に近付くにつれて徐々に大きくなる。その理由を図２及び図３を用いて説明する。
【００２４】
図２（ａ）は図１のＳＡ−ＳＡ線に沿った断面図、図３（ａ）は図１のＳＢ−ＳＢ線に沿った断面図であって、図２（ａ）に示す断面は図３（ａ）に示す断面よりも車体前後方向に沿って前部側を示している。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）の断面形状におけるフロントサイドメンバ１の耐力の分布を、図３（ｂ）は、図３（ａ）の断面形状におけるフロントサイドメンバ１の耐力の分布をそれぞれ示している。
【００２５】
図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、フロントサイドメンバ１にける耐力の分布は、フロントサイドメンバ１の上部及び下部では大きく、上下方向の中央部では小さくなっている。また、フロントサイドメンバ１の中央部における耐力は、図２（ｂ）では比較的小さく、図３（ｂ）では図２（ｂ）の場合よりも大きくなっている。
【００２６】
したがって、フロントサイドメンバ１の各断面における耐力は、フロントサイドメンバ１の前部側では比較的小さく（過小ではない）、後部側に近付くにつれて徐々に大きくなっていると言える。
【００２７】
上記構成のフロントサイドメンバ構造によれば、車体前部から荷重入力があったとき、フロントサイドメンバ１の前部側から順次軸圧壊し、荷重入力による衝撃エネルギーを効率よく吸収することができる。
【００２８】
また、ビード１０，１１は、フロントサイドメンバ１の後部側に近付くにつれて徐々に幅Ｗが狭く形成されているので、フロントサイドメンバ１の後部側の幅が広がってしまうのを回避でき、その結果、フロントサイドメンバ１のレイアウトの自由度に支障を来すことはない。
【００２９】
なお、フロントサイドメンバアウタ３にはビードを設けず、フロントサイドメンバインナ２にのみビード１０を設けるようにしてもよいし、逆に、フロントサイドメンバインナ２にはビードを設けず、フロントサイドメンバアウタ３にのみビード１１を設けるようにしてもよい。
【００３０】
ここで、本実施例によるフロントサイドメンバ構造の効果を、従来例と比較しながら説明する。
【００３１】
図６及び図７は従来例によるフロントサイドメンバを示している。図６のフロントサイドメンバ１０１は、断面ハット形状のフロントサイドメンバインナ１０２と、同じく断面ハット形状のフロントサイドメンバアウタ１０３とを有している。しかし、フロントサイドメンバインナ１０２の縦壁１０２Ａやフロントサイドメンバアウタ１０３の縦壁１０３Ａに車体前後方向に沿ったビードが形成されていない。
【００３２】
また、図７に示すフロントサイドメンバ１１１は、断面ハット形状のフロントサイドメンバインナ１１２と、同じく断面ハット形状のフロントサイドメンバアウタ１１３とを有し、さらにフロントサイドメンバインナ１１２の縦壁１１２Ａにビード１１４が、フロントサイドメンバアウタ１１３の縦壁１１３Ａにビード１１５がそれぞれ車体前後方向に沿って形成されている。
【００３３】
しかし、図７に示すフロントサイドメンバ１１１では、ビード１１４，１１５は車体上下方向に沿った幅Ｗ５が一定であって、本実施例のように、フロントサイドメンバの前部側では広く、後部側に近付くにつれて徐々に狭くなるようには構成されていない。
【００３４】
図４は、一定幅のビードが形成されたフロントサイドメンバ（図７に示したもの）と、本発明によるフロントサイドメンバとを、荷重入力時の入力荷重の吸収率について比較したものである。
【００３５】
図４において、（イ）は一定幅のビードがフロントサイドメンバインナ及びフロントサイドメンバアウタに形成された場合（図７に示したもの）を示し、（ロ）はフロントサイドメンバの前部側では広く、後部側に近付くにつれて徐々に狭くなるビードがフロントサイドメンバインナ及びフロントサイドメンバアウタに形成された場合（図１に示したもの）を示している。
【００３６】
また、（ハ）は一定幅のビードがフロントサイドメンバアウタにのみ形成された場合を示し、（ニ）はフロントサイドメンバの前部側では広く、後部側に近付くにつれて徐々に狭くなるビードがフロントサイドメンバアウタにのみ形成された場合を示している。
【００３７】
さらに、（ホ）は一定幅のビードがフロントサイドメンバインナにのみ形成された場合を示し、（ヘ）はフロントサイドメンバの前部側では広く、後部側に近付くにつれて徐々に狭くなるビードがフロントサイドメンバインナにのみ形成された場合を示している。
【００３８】
図４において、（イ）と（ロ）とを比較すると、（ロ）の場合の方が（イ）の場合よりも入力荷重の吸収率がアップしている。また、（ハ）と（ニ）とを比較すると、（ニ）の場合の方が（ハ）の場合よりも入力荷重の吸収率がアップしている。さらに、（ホ）と（ヘ）とを比較すると、（ヘ）の場合の方が（ホ）の場合よりも入力荷重の吸収率がアップしている。
【００３９】
したがって、本発明のフロントサイドメンバ構造によれば、従来のように一定幅のビードを形成した場合に比べて、車体前部に荷重入力があったときに、その入力荷重を効率よく吸収することが可能となる。
【００４０】
図５は、車体前部に荷重入力があってフロントサイドメンバが軸圧壊した場合にフロントサイドメンバ全体に生じる反力について、図１に示した本発明のフロントサイドメンバと、図６及び図７に示した従来のフロントサイドメンバとを比較して示したものである。なお、図５において、実線は図１に示したフロントサイドメンバのデータを、破線は図６に示したフロントサイドメンバのデータを、点線は図７に示したフロントサイドメンバのデータをそれぞれ示している。
【００４１】
図５から分かるように、実線で示した本発明のフロントサイドメンバ構造は、破線や点線で示した従来のフロントサイドメンバ構造に比べて、フロントサイドメンバが軸圧壊される時の後半部分（Ａの部分）でも高い反力を維持することができる。
【００４２】
本実施例によれば、フロントサイドメンバ１は矩形の閉断面を形成し、その閉断面のうち相対向するフロントサイドメンバインナ２及びフロントサイドメンバアウタ３に、ビード１０及び１１がそれぞれ形成されているので、荷重入力時に、フロントサイドメンバ１が折れ曲がることはなく、安定した軸圧壊が可能となる。
【００４３】
また、本実施例によれば、ビード１０の中心線Ｌ１とフロントサイドメンバインナ２の中心線Ｌ２とが合致し、且つビード１０は、その中心線Ｌ１を中心に車体上下方向対称に形成され、また、ビード１１の中心線Ｌ３とフロントサイドメンバアウタ３の中心線Ｌ４とが合致し、且つビード１１は、その中心線Ｌ３を中心に車体上下方向対称に形成されているので、荷重入力時の衝撃エネルギーの吸収量を大きくすることができる。
【００４４】
また、本実施例によれば、ビード１０の上下方向両側端部１０Ａ，１０Ｂやビード１１の上下方向両側端部１１Ａ，１１Ｂが直線状に形成されているので、ビード１０，１１の加工が容易であるとともに、荷重入力時の衝撃エネルギーを安定して吸収することができる。
【００４５】
さらに、本実施例によれば、ビード１０とビード１１がフロントサイドメンバ１の閉断面内部側に突出して形成されているので、フロントサイドメンバ１の周囲に他の部品を配置する際の自由度が向上する。
【００４６】
図８〜図１０はビードの変形例を示している。
【００４７】
図８においては、フロントサイドメンバインナ２にビード２０が設けられている。図には示してないが、フロントサイドメンバアウタ３（図１参照）にもビード２０が設けられている。これらビード２０は、フロントサイドメンバの前部側では車体上下方向に沿った幅Ｗ３が広く、フロントサイドメンバの後部側に近付くにつれて幅Ｗ３が徐々に狭く形成されている。そして、ビード２０の上下方向両側端部２０Ａ，２０Ｂは、当該ビード２０の内側に凸の円弧状に形成されている。なお、ビード２０はフロントサイドメンバの閉断面内部側に突出して形成されている。
上記のように構成した場合も、車体前部から荷重入力があったときは、フロントサイドメンバの前部側から順次軸圧壊し、荷重入力による衝撃エネルギーを効率よく吸収することができる。また、上記構成によれば、ビード２０の上下方向両側端部２０Ａ，２０Ｂが円弧状に形成されているので、ビード２０の加工が容易であるとともに、荷重入力時の衝撃エネルギーを安定して吸収することができる。
【００４８】
図９においては、フロントサイドメンバインナ２に車体上下方向に沿って２つのビード２１，２２が設けられている。図には示してないが、フロントサイドメンバアウタ３（図１参照）にもビード２１，２２が設けられている。これらビード２１，２２は、フロントサイドメンバの前部側では車体上下方向に沿った幅Ｗ４，Ｗ５が広く、フロントサイドメンバの後部側に近付くにつれて幅Ｗ４，Ｗ５が徐々に狭く形成されている。そして、ビード２１は、その上下方向両側端部２１Ａ，２１Ｂは直線状に形成され、全体が各々三角形を成している。また、ビード２２も、その上下方向両側端部２２Ａ，２２Ｂは直線状に形成され、全体が三角形を成している。なお、ビード２１，２２はフロントサイドメンバの閉断面内部側に突出して形成されている。
【００４９】
上記のように構成した場合も、車体前部から荷重入力があったときは、フロントサイドメンバの前部側から順次軸圧壊し、荷重入力による衝撃エネルギーを効率よく吸収することができる。なお、ビードは２つに限らず３つ以上設けてもよい。また、図８に示した上下方向両側端部が円弧状のビードを２つ以上設けてもよい。
【００５０】
図１０においては、フロントサイドメンバインナ２にビード２３が設けられている。図には示してないが、フロントサイドメンバアウタ３（図１参照）にもビード２３が設けられている。これらビード２３は、上側の側端部が傾斜部２３Ａ、水平部２３Ｂ及び傾斜部２３Ｃからなり、下側の側端部が傾斜部２３Ｄ、水平部２３Ｅ及び傾斜部２３Ｆからなっている。そして、傾斜部２３Ａ，２３Ｄで形成された部分は幅Ｗ６が後部側に近付くにつれて徐々に狭くなり、水平部２３Ｂ，２３Ｅで形成された部分は幅Ｗ７（＜Ｗ６）が一定であり、傾斜部２３Ｃ，２３Ｆで形成された部分は幅Ｗ８（＜Ｗ７）が後部側に近付くにつれて徐々に狭くなっている。なお、ビード２３はフロントサイドメンバの閉断面内部側に突出して形成されている。  
【００５１】
上記のように構成した場合も、車体前部から荷重入力があったときは、フロントサイドメンバの前部側から順次軸圧壊し、荷重入力による衝撃エネルギーを効率よく吸収することができる。
【００５２】
なお、図８〜図１０において、フロントサイドメンバアウタ３にはビードを設けず、フロントサイドメンバインナ２にのみ各ビードを設けるようにしてもよいし、逆に、フロントサイドメンバインナ２にはビードを設けず、フロントサイドメンバアウタ３にのみ各ビードを設けるようにしてもよい。
【００５３】
以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、上記実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記実施例の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。
【００５４】
例えば、図１に示したビード１０，１１、図８に示したビード２０、図９に示したビード２１，２２、図１０に示したビード２３は、フロントサイドメンバの閉断面より外部側へ突出させて形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明におけるフロントサイドメンバの外観斜視図である。
【図２】（ａ）は図１のＳＡ−ＳＡ線に沿った断面図、（ｂ）は（ａ）の断面形状におけるフロントサイドメンバの耐力の分布を示す図である。
【図３】（ａ）は図１のＳＢ−ＳＢ線に沿った断面図、（ｂ）は（ａ）の断面形状におけるフロントサイドメンバの耐力の分布を示す図である。
【図４】一定幅のビードが形成されたフロントサイドメンバと、本発明によるフロントサイドメンバとを、荷重入力時の入力荷重の吸収率について比較した図である。
【図５】車体前部に荷重入力があってフロントサイドメンバが軸圧壊した場合にフロントサイドメンバ全体に生じる反力について、本発明のフロントサイドメンバと従来のフロントサイドメンバとを比較して示した図である。
【図６】従来例によるフロントサイドメンバの外観斜視図である。
【図７】他の従来例によるフロントサイドメンバの外観斜視図である。
【図８】ビードの変形例を示す図である。
【図９】ビードの他の変形例を示す図である。
【図１０】ビードの更に他の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  フロントサイドメンバ
２  フロントサイドメンバインナ
３  フロントサイドメンバアウタ
１０，１１  ビード
１０Ａ，１０Ｂ  ビード１０の上下方向両側端部
１１Ａ，１１Ｂ  ビード１１の上下方向両側端部
【図１】
0005104331.tif 000002
【図２】
0005104331.tif 000003
【図３】
0005104331.tif 000004
【図４】
0005104331.tif 000005
【図５】
0005104331.tif 000006
【図６】
0005104331.tif 000007
【図７】
0005104331.tif 000008
【図８】
0005104331.tif 000009
【図９】
0005104331.tif 000010
【図１０】
0005104331.tif 000011