JP2002326584A - 自動車のサイドメンバ前部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 サイドメンバ２とレインフォース７とク
ローズプレートを前後に分割し、前側メンバ２１と後側
メンバ２２とを所定の前後幅で重ね合わせたメンバ結合
部２３で結合し、前側レインフォース３と後側レインフ
ォース４とを所定の前後幅で重ね合わせたレインフォー
ス結合部５で結合し、前側メンバ２１の上端の開口を塞
ぐクローズプレートを前側クローズプレート２１１と後
側クローズプレート２２１とを所定の前後幅で重ね合わ
せたクローズプレート結合部２２２で結合し、前記各結
合部を前後に重なる位置に配設し、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、この
サイドメンバ２を上方より左右方向に跨いでサスペンシ
ョン取付用ブラケット６を接合した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のようにサ
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（２
２１）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）、
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枚あわせで結合する部位と、後側レインフォース
（４）と後側メンバ（２２）とを２枚あわせで結合する
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（３
２）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（この断面図を図７に示す）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８
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２００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と後
側メンバ２２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２
１との ＣＯ_２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２１
１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２１
１の後端２１３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、側メンバ２１の内壁が接合されている。
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、後側メンバ２２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、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、
サスペンション取付用ブラケット６が後側メンバ２２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 ２００ クローズプレート 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

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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）、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
   あわせで結合する部位と、後側レインフォース（４）と
   後側メンバ（２２）とを２枚あわせで結合する部位とを
   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。
3. 【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。