JP4123021B2

JP4123021B2 - 自動車のサイドメンバ

Info

Publication number: JP4123021B2
Application number: JP2003072057A
Authority: JP
Inventors: 達三富田
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2008-07-23
Anticipated expiration: 2023-03-17
Also published as: CN1530275A; KR20040082026A; TWI240690B; US20040183340A1; DE102004012804B4; CN101007546A; DE102004012804A1; CN100491180C; CN100460264C; TW200422219A; JP2004276788A; US6908146B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の前後方向に沿って車体の両側に配置されるサイドメンバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車は、車体の強度メンバにおいて、車体の左右両側に１対で配置されるサイドメンバを備える。このサイドメンバは、車体の前方から車室の下をくぐって後方に延びている。左右のサイドメンバは、車室前部において、車体の幅方向に横切るクロスメンバ及びダッシュパネルと接合されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
サイドメンバは、アッパパネルとアンダパネルとを備える。アッパパネルは、平板状であり、クロスメンバとの接合部から前方に延びる。アンダパネルは、上方に向かって開いたハット状断面を有し、クロスメンバとの接合部から前方へ延びるとともにダッシュパネルに沿って車室の下をくぐって後方へ延びている。クロスメンバは、後方に向かって開いたハット状断面を有し、ダッシュパネルの車室外側に接合されている。クロスメンバは、サイドメンバとの接合部がサイドメンバに向かって前方に突出している。また、クロスメンバは、車幅方向両端部が後方に湾曲している。サイドメンバとクロスメンバは、車幅方向に外側壁及び内側壁の２面で互いにスポット溶接されている。
【０００４】
そして、サイドメンバに加わる荷重は、接合部を介してクロスメンバに伝達し車両前部の剛性を高めている。
【０００５】
【特許文献１】
実用新案登録第２５２２６９０号公報（第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、サイドメンバとクロスメンバは、接合部において外側壁及び内側壁で接合され、上壁及び下壁（アンダパネルの下側壁）で接合されていない。したがって、前方衝突や側方衝突などの荷重は、上壁及び下壁からクロスメンバへ伝達されず、外側壁及び内側壁の接合箇所に集中する。そのため、サイドメンバは、クロスメンバの接合部との近傍で折れ曲がりやすい。
【０００７】
また、サイドメンバのアッパパネル（上壁）は、ダッシュパネルよりも前方で途切れている。そして、サイドメンバのアンダパネルの内側壁と外側壁は、クロスメンバ及びダッシュパネルにフランジで接合されている。走行中に前輪から伝わる荷重によってサイドメンバが捩れる場合、サイドメンバそのものに剛性がないと、クロスメンバやダッシュパネルに接合されたフランジ部に荷重が集中するとともに、引き剥がす方向に力が作用するため、スポット溶接部が変形しやすい。
【０００８】
また、サイドメンバに差し込まれるクロスメンバの接合部は、プレス成形によってクロスメンバを突出させて造られている。接合部は、突出量が大きいと、深絞り加工となり、加工が困難である。したがって、接合部の突出量をある程度以上に大きくすることができない。そのため、サイドメンバとクロスメンバとの間の接合強度を向上させることで、車両の前部の剛性を高めることが難しい。
【０００９】
そこで、本発明は、クロスメンバとの接合強度に頼ることなく、車体前部の剛性を高める充分な強度を有するサイドメンバを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るサイドメンバは、車体の幅方向に横切って車室の前部に配置されるダッシュパネルの下をくぐり、車体の前後方向に沿って車体の両側に配置される一対のサイドメンバを前提とする。このサイドメンバは、ダッシュパネルの縦壁に沿うダッシュ面に前方から近づくにしたがって下方に向かって湾曲し、車体の前方からダッシュ面を超えて後方に延びるフロントサイドメンバ部材と、車体の後方からダッシュ面を超えて前方に延びてフロントサイドメンバ部材と接合されるリアサイドメンバ部材と、一端側からフロントサイドメンバ部材の湾曲部よりも前方側に接続されて他端側が縦壁に当接するブレス部材とを備える。
【００１１】
フロントサイドメンバ部材とリアサイドメンバ部材との接合強度を高めるために、フロントサイドメンバ部材は、前部上壁と前部下壁と前部内側壁とを有したインナ部材と、前部外側壁を有したアウタ部材とを備え、リアサイドメンバ部材をインナ部材とアウタ部材の間に後方から入り込ませる。また、フロントサイドメンバ部材に加わる荷重を効率良くリアサイドメンバ部材に伝達するために、フロントサイドメンバ部材は、インナ部材及びアウタ部材によって閉断面を形成し、リアサイドメンバ部材は、底壁と後部内側壁と後部外側壁を有してダッシュパネルとの間に閉断面を形成するアッパ部材と、このアッパ部材を下方から覆うロア部材を備える。そして、フロントサイドメンバ部材の閉断面とリアサイドメンバ部材の閉断面を連続させるために、アッパ部材をロア部材よりも前方までフロントサイドメンバ部材に入り込ませる。サイドメンバの捩れ剛性を高めるために、ロア部材の外側縁に設けられたロア上向きフランジの前端を、インナ部材の前部上壁の外側縁に設けられた上方フランジの後端とアウタ部材の前部外側壁の上側に設けられた上側フランジとの間に挟む。また、ロア部材は、アッパ部材の後部外側壁よりも外側に向かって延ばしてダッシュパネルの外側端と接合する。さらに、アッパ部材の後部外側壁の上縁に設けられる外向きフランジの前端を、ロア上向フランジとアッパ部材の外側壁に重なる下部外側壁の上端との間に設けられる棚部に接合する。フロントサイドメンバ部材の湾曲部の強度を高めるために、ブレス部材は、アウタ部材の上側フランジから上方に延びる上部外側壁の上縁に設けられる上縁フランジと、インナ部材の前部内側壁とに接合する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る一実施形態の自動車のサイドメンバ１について、図１から図９を参照して説明する。なお、自動車の進行方向Ｆを基準に前方（前側）、後方（後側）、左右幅方向を定義し、自動車の中心に向かう方向を内方向（内側）、自動車の中心から幅方向に広がる方向を外方向（外側）とする。また、重力の作用する方向を下方向（下側）、重力に逆らう方向を上方向（上側）とする。
【００１３】
図１に示すサイドメンバ１は、自動車の前後方向に沿って車体の左右両側に配置される一対のサイドメンバのうち、左側のサイドメンバ１である。右側のサイドメンバは、左側のサイドメンバ１と左右対称であるので、その説明を省略する。サイドメンバ１は、車体の幅方向に横切って車室の前部に配置されるダッシュパネル５０の前方から車室の下をくぐって後方に延びている。ダッシュパネル５０は、図１に示すように縦壁５１を有しており、図５に示すように縦壁５１に沿ってダッシュ面Ｄが設定される。
【００１４】
図１に示すように、サイドメンバ１は、フロントサイドメンバ２、リアサイドメンバ３、ブレス４を備える。図５に示すように、フロントサイドメンバ２の後部は、前方からダッシュ面Ｄに近づくにしたがって下方に向かって湾曲している。フロントサイドメンバ２の後端２１は、ダッシュ面Ｄを超えて後方に延びている。リアサイドメンバ３の前部は、後方からダッシュ面Ｄに近づくにしたがって上方に向かって湾曲している。リアサイドメンバ３の前端３１は、ダッシュ面Ｄを超えて前方に延びている。また、リアサイドメンバ３の前端３１は、フロントサイドメンバ２の後端２１と重合わせて接合されている。なお、本実施形態において、接合は、スポット溶接によって行なわれ、代表する数か所を図中に接合部Ｘとして示す。
【００１５】
図２に示すように、フロントサイドメンバ２は、インナ２２とアウタ２３を備えている。インナ２２は、前部上壁２４と前部下壁２５と前部内側壁２６とを有し、アウタ２３は、前部外側壁２７を有している。前部上壁２４には、外側縁から上方へ延びるインナ上方フランジ２４ａが設けられ、前部下壁２５には、外側縁から下方へ延びるインナ下方フランジ２５ａが設けられている。前部外側壁２７の上側には、アウタ上側フランジ２７ａが設けられ、前部外側壁２７の下側には、アウタ下側フランジ２７ｂが設けられている。さらに、アウタ２３には、アウタ上側フランジ２７ａから上方に延びる上部外側壁２８が設けられ、この上部外側壁２８の上縁には、上縁フランジ２８ａが設けられている。インナ上方フランジ２４ａは、アウタ上側フランジ２７ａと接合され、インナ下方フランジ２５ａは、アウタ下側フランジ２７ｂと接合される。
【００１６】
リアサイドメンバ３は、アッパ３２とロア３３を備えている。アッパ３２は、底壁３４と後部内側壁３５と後部外側壁３６とを有し、ロア３３は、リアサイドメンバ３の湾曲部としてアッパ３２が上方に湾曲する部分（湾曲部３２ａ）よりも後ろ側の位置から前の部分を下方から覆って取付けられている。アッパ３２とロア３３は、図３及び図４で示すように互いに重なる部分において接合される。リアサイドメンバ３は、インナ２２とアウタ２３の間に入り込んでいる。アッパ３２は、ロア３３よりも前方までフロントサイドメンバ２に入り込んでいる。
【００１７】
図３及び図４に示すように、アッパ３２の底壁３４は、インナ２２の前部下側壁２５に接合される。アッパ３２の後部内側壁３５は、インナ２２の前部内側壁２６に接合される。アッパ３２の後部外側壁３６は、アウタ２３の前部外側壁２７に接合される。ロア３３の外側縁には、ロア上向フランジ３３ａが設けられ、ロア上向フランジ３３ａの前端３３ｂは、図８に示すようにインナ上方フランジ２４ａの後端２４ｂとアウタ上側フランジ２７ａとの間に挿入され、接合される。
【００１８】
アッパ３２の後部内側壁３５には、上縁から内側に延びるアッパ内向フランジ３５ａが設けられている。アッパ３２の後部外側壁３６には、上縁から外側に延びるアッパ外向フランジ３６ａが設けられている。アッパ内向フランジ３５ａおよびアッパ外向フランジ３６ａは、フロントサイドメンバ２に入り込んだ部分よりも後ろ側の範囲に設けられている。アッパ外向フランジ３６ａの前端３６ｂは、ロア３３のロア上向フランジ３３ａと後部外側壁３６に重なる下部外側壁３３ｃの上端との間に設けられる棚部３３ｄに接合される。また、アッパ内向フランジ３５ａ及びアッパ外向フランジ３６ａは、ダッシュパネル５０の車室外側から接合される。アッパ３２は、ダッシュパネル５０との間に閉断面を形成する。
【００１９】
ブレス４は、フロントサイドメンバ２の湾曲部となるインナ２２の湾曲部２２ａよりも前方の前部上壁２４及び前部内側壁２６に沿って後方に延びているブレス上壁４１とブレス内側壁４２とを備える。ブレス４の後端４ａは、ダッシュパネル５０の縦壁５１に突き当たっている。ブレス４は、ブレス上壁４１の外側縁から上方に延びるブレス上向フランジ４１ａを備える。ブレス上向フランジ４１ａは、前端４１ｂにおいて、図６に示すようにインナ上向フランジ２４ａに接合されとともに、インナ上向フランジ２４ａを上方に超えてアウタ２３の上縁フランジ２８ａと接合される。また、ブレス上壁４１の前端４１ｃは、インナ２２の前部上壁２４に接合され、ブレス内側壁４２は、インナ２２の前部内側壁２６に接合される。ブレス４の後端４ａは、図７に示すように、ダッシュパネル５０の縦壁５１に沿って車体の幅方向に設けられるクロスメンバ５２の上壁５３に接合される。そして、ダッシュパネル５０の車室外側部分には、ブレス４、インナ２２、アウタ２３によって、２段に閉断面が形成される。したがって、この部分の強度が増す。
【００２０】
次に、サイドメンバ１の組み立て順序の一例を説明する。まず、インナ２２の湾曲部２２ａよりも前方の前部上壁２４及び前部内側壁２６とブレス４の前端４ｂ、および、湾曲部２２ａの範囲の前部内側壁２６とブレス内側壁４２の下縁４２ａとを接合する。また、アッパ３２とロア３３の重なり部分をそれぞれ接合する（図３参照）。アッパ外向フランジ３６ａの前端３６ｂと棚部３３ｄとの接合は、この段階で行ってもよいし、サイドメンバ１をダッシュパネル５０に接合する段階で行ってもよい。リアサイドメンバ３に組み立てられたアッパ３２とロア３３とを車体の幅方向外側からインナ２２に取付ける。この段階で、図３に示すように前部下壁２５と底壁３４の前端３４ａ、図４に示すように前部内側壁２６及びブレス内側壁４２の下縁４２ａと後部内側壁３５の前端３５ｂ、図９に示すように前部下壁２５の後端２５ｂとロア３３の前端下部３３ｅ及びアッパ３２の底壁３４、前部内側壁２６の後端２６ａとロア３３の前端内側３３ｆ及びアッパ３２の後部内側壁３５が接合される。ロア上向フランジ３３ａの前端３３ｂとインナ上向フランジ２４ａの後端２４ｂとは、この段階で接合してもよいし、サイドメンバ１をダッシュパネル５０に接合する段階で行ってもよい。最後に、車体の幅方向外側からアウタ２３を取付ける。この段階で、図６から図８に示すようにインナ上向フランジ２４ａとアウタ上側フランジ２７ａ、図６及び図７に示すようにアウタ２３の上縁フランジ２８ａとブレス上向フランジ４１ａ、図６から図９に示すようにインナ下向フランジ２５ａとアウタ下側フランジ２７ｂ、図８及び図９に示すようにロア上向フランジ３３ａ（３３ｂ）とアウタ上側フランジ２７ａ、図７に示すように前部外側壁２７と後部外側壁３６の前端３６ｂ、図８及び図９に示すように前部外側壁２７とロア３３の下部外側壁３３ｃ及びアッパ３２の後部外側壁３６がそれぞれ接合される。
【００２１】
以上のように組み立てることで、接合は、すべてスポット溶接で行うことができる。なお、スポット溶接を行う代わりに、ＭＩＧ溶接、ＴＩＧ溶接、ＹＡＧレーザ溶接などで行ってもよい。
【００２２】
以上のように構成されたサイドメンバ１は、フロントサイドメンバ２がダッシュ面Ｄを超えて後方に延びているとともに、リアサイドメンバ３がダッシュ面Ｄを超えて前方に延びてフロントサイドメンバ２に接合されている。そして、前部上壁２４、前部下壁２５、前部内側壁２６、前部外側壁２７によって閉断面が構成されるフロントサイドメンバ２と、底壁３４、後部内側壁３５、後部外側壁３６、及びダッシュパネル５０によって閉断面が構成されるリアサイドメンバ３とが、滑らかに連続している。したがって、前方衝突などの前方からの荷重を的確に後方へ伝達することができる。
【００２３】
また、各部材は、それぞれ重ね合わせて接合されているので、曲げ、引張、ねじれの荷重がサイドメンバに加わっても、各接合部Ｘに掛かる荷重は、剪断荷重である。特に、フロントサイドメンバ２とリアサイドメンバ３の接合部Ｘにおいて、隣り合う少なくとも２つの面にわたって互いの部材が接合されている。そして、湾曲部２２ａ，３２ａは、複数の部材を重ねて接合している。したがって、サイドメンバ１単体での剛性が高い。
【００２４】
【発明の効果】
本発明のサイドメンバによれば、曲げ、引張、捩れに対するサイドメンバ単体での剛性が高く、クロスメンバとの接合強度に頼ることなく、車体前部の剛性を高める充分な強度を有している。
【００２５】
また、インナ部材とアウタ部材の間にリアサイドメンバ部材が入り込んでいるので、フロントサイドメンバ部材とリアサイドメンバ部材の閉断面が連続的に設けられる。したがって、フロントサイドメンバ部材の荷重が、的確にリアサイドメンバ部材に伝達されやすい。
【００２６】
そして、フロントサイドメンバ部材及びリアサイドメンバ部材のそれぞれは、接合部及び湾曲部において、複数の部材が重ね合わさることにより、剛性が高められている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態のサイドメンバのうち、左側のサイドメンバを車室内側上方から見た状態を示す斜視図。
【図２】図１のサイドメンバを示す分解斜視図。
【図３】図１のサイドメンバのアウタを取外して車室外側前方上から見た状態を示す斜視図。
【図４】図１のサイドメンバのアウタを取外して車室外側後方上から見た状態を示す斜視図。
【図５】図１のサイドメンバのアウタを取外すとともに、ロアを２点鎖線で図示し、車室外側横から見た状態を示す側面図。
【図６】図５中Ｆ６-Ｆ６に沿って示すサイドメンバの断面図。
【図７】図５中Ｆ７-Ｆ７に沿って示すサイドメンバの断面図。
【図８】図５中Ｆ８-Ｆ８に沿って示すサイドメンバの断面図。
【図９】図５中Ｆ９-Ｆ９に沿って示すサイドメンバの断面図。
【符号の説明】
１…サイドメンバ、２…フロントサイドメンバ、３…リアサイドメンバ、４…ブレス、２２…インナ、２２ａ…湾曲部、２３…アウタ、２４…前部上壁、２４ａ…インナ上方フランジ、２４ｂ…後端、２５…前部下壁、２６…前部内側壁、２７…前部外側壁、２７ａ…アウタ上側フランジ、２８…上部外側壁、２８ａ…上縁フランジ、３２…アッパ、３３…ロア、３３ａ…ロア上向フランジ、３３ｂ…前端、３３ｃ…下部外側壁、３３ｄ…棚部、３４…底壁、３５…後部内側壁、３６…後部外側壁、３６ａ…アッパ外向きフランジ、３６ｂ…前端、５０…ダッシュパネル、５１…縦壁、Ｄ…ダッシュ面。

Claims

車体の幅方向に横切って車室の前部に配置されるダッシュパネルの下をくぐり、車体の前後方向に沿って車体の両側に配置される一対のサイドメンバにおいて、
前記サイドメンバは、
前記ダッシュパネルの縦壁に沿うダッシュ面に前方から近づくにしたがって下方に向かって湾曲し、前記車体の前方から前記ダッシュ面を超えて後方に延びるフロントサイドメンバ部材と、
前記車体の後方から前記ダッシュ面を超えて前方に延びて前記フロントサイドメンバ部材と接合されるリアサイドメンバ部材と、
一端側が前記フロントサイドメンバ部材の湾曲部よりも前方側に接続されて他端側が前記縦壁に当接するブレス部材とを備え、
前記フロントサイドメンバ部材は、前部上壁と前部下壁と前部内側壁とを有したインナ部材と、前部外側壁を有したアウタ部材を備え、
前記リアサイドメンバ部材の前端は、前記インナ部材と前記アウタ部材との間に入り込んでおり、
前記リアサイドメンバ部材は、底壁と後部内側壁と後部外側壁とを有して前記ダッシュパネルとの間に閉断面を形成するアッパ部材と、前記アッパ部材を下方から覆うロア部材を備え、
前記ロア部材の外側縁に設けられたロア上向フランジの前端は、前記インナ部材の前部上壁の外側縁に設けられたインナ上方フランジの後端と、前記アウタ部材の前記前部外側壁の上側に設けられたアウタ上側フランジとの間に挟まれることを特徴とするサイドメンバ。
車体の幅方向に横切って車室の前部に配置されるダッシュパネルの下をくぐり、車体の前後方向に沿って車体の両側に配置される一対のサイドメンバにおいて、
前記サイドメンバは、
前記ダッシュパネルの縦壁に沿うダッシュ面に前方から近づくにしたがって下方に向かって湾曲し、前記車体の前方から前記ダッシュ面を超えて後方に延びるフロントサイドメンバ部材と、
前記車体の後方から前記ダッシュ面を超えて前方に延びて前記フロントサイドメンバ部材と接合されるリアサイドメンバ部材と、
一端側が前記フロントサイドメンバ部材の湾曲部よりも前方側に接続されて他端側が前記縦壁に当接するブレス部材とを備え、
前記フロントサイドメンバ部材は、前部上壁と前部下壁と前部内側壁とを有したインナ部材と、前部外側壁を有したアウタ部材を備え、
前記リアサイドメンバ部材の前端は、前記インナ部材と前記アウタ部材との間に入り込んでおり、
前記リアサイドメンバ部材は、底壁と後部内側壁と後部外側壁とを有して前記ダッシュパネルとの間に閉断面を形成するアッパ部材と、前記アッパ部材を下方から覆うロア部材を備え、
前記ロア部材は、前記アッパ部材の後部外側壁よりも外側に向かって延びて前記ダッシュパネルの外側端と接合されることを特徴とするサイドメンバ。
前記アッパ部材の後部外側壁の上縁に設けられるアッパ外向フランジの前端は、前記ロア上向フランジと前記後部外側壁に重なる下部外側壁の上端との間に設けられる棚部に接合されることを特徴とする請求項１に記載のサイドメンバ。
前記ブレス部材は、前記アウタ上側フランジから上方に延びる上部外側壁の上縁に設けられる上縁フランジと、前記前部内側壁に接合されることを特徴とする請求項１に記載のサイドメンバ。
前記ブレス部材は、前記アウタ上側フランジから上方に延びる上部外側壁の上縁に設けられる上縁フランジと、前記前部内側壁に接合されることを特徴とする請求項２に記載のサイドメンバ。
前記アッパ部材は、前記ロア部材よりも前方まで前記フロントサイドメンバ部材に入り込ませることを特徴とする請求項１に記載のサイドメンバ。
前記アッパ部材は、前記ロア部材よりも前方まで前記フロントサイドメンバ部材に入り込ませることを特徴とする請求項２に記載のサイドメンバ。