JP2003200852A

JP2003200852A - 中空構造体

Info

Publication number: JP2003200852A
Application number: JP2002102253A
Authority: JP
Inventors: Naoya Kosaka; 直哉小坂; Hiroshi Tamakoshi; 浩史玉腰; Tadashi Shimizu; 忠清水
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-10-25
Filing date: 2002-04-04
Publication date: 2003-07-15

Abstract

(57)【要約】【課題】中空構造体の剛性及び強度を向上する。【解決手段】フロントサイドメンバ１０におけるフロ
ントサイドメンバインナ１２のフランジ１２Ｂと、フロ
ントサイドメンバアウタ１４のフランジ１４Ａは、根元
部で互いにレーザ溶接され（溶接部Ｐ１）、且つ、先端
部で互いにレーザ溶接され（溶接部Ｐ２）ており、フラ
ンジ１０Ａとなっている。また、フロントサイドメンバ
インナ１２のフランジ１２Ｄと、フロントサイドメンバ
アウタ１４のフランジ１４Ｂは、根元部で互いにレーザ
溶接され（溶接部Ｐ３）、且つ、先端部で互いにレーザ
溶接され（溶接部Ｐ４）ており、フランジ１０Ｂとなっ
ている。また、溶接部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は、フロ
ントサイドメンバ１０の長手方向に沿って直線状に連続
溶接されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は中空構造体に係り、
特に、自動車等の車両の骨格部材を構成する中空構造体
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等の車両の骨格部材を構成
する中空構造体においては、その一例が特開平７−１２
５６５１号公報に示されている。

【０００３】図１６に示される如く、この中空構造体に
おける骨格部材１００は、第１の部材１０２と第２の部
材１０４とを溶接により接合することによって略四角形
断面の長尺筒状に形成されており、第１の部材１０２の
断面形状はハット状とされている。また、第１の部材１
０２は、幅方向両端部の角部１０２Ａを介してフランジ
１０２Ｂを有しており、第１の部材１０２は略一定板厚
でありＮ＝４個の角部１０２Ａ、１０２Ｃを有してい
る。一方、第２の部材１０４は同じ板厚の平板状をして
おり、幅方向両端部１０４Ａが第１の部材１０２のフラ
ンジ１０２Ｂに突き当てられ、長手方向に沿ってレーザ
溶接により連続溶接（溶接部Ｐ）されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな中空構造体においては、第１の部材１０２のフラン
ジ１０２Ｂと第２の部材１０４の幅方向両端部１０４Ａ
との接合部において、溶接部Ｐが、各フランジの長手方
向に沿って直線状に延びる一本の線溶接である。このた
め、骨格部材１００に図１６に矢印Ｋ１で示すような曲
げ力、矢印Ｋ２で示すようなねじり力、及び矢印Ｋ３で
示すような軸線１００Ａに沿った軸圧縮力等が作用した
場合に、図１７に二点鎖線で示すように、第２の部材１
０４の幅方向両端部１０４Ａと第１の部材１０２のフラ
ンジ１０２Ｂとにおいて、溶接部Ｐを起点及び軸とし
て、局部的な変形Ｎ（回転変形または転び変形）が発生
し易く、剛性及び強度が十分でない。

【０００５】本発明は上記事実を考慮し、中空構造体の
剛性及び強度を向上できる中空構造体を得ることが目的
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、フランジを有する複数の部材を、各部材のフランジ
を互いに溶接し閉断面構造とした中空構造体において、
前記フランジの根元部と、前記フランジの先端部と、の
２箇所が溶接され溶接部となっていることを特徴とす
る。

【０００７】従って、フランジに作用する荷重を、フラ
ンジの根元部に形成された溶接部と、フランジの先端部
に形成された溶接部との２箇所で分担できるため、溶接
部がフランジの長手方向に沿って直線状に延びる一本の
線溶接である場合に比べて、中空構造体の剛性及び強度
を向上できる。

【０００８】請求項２記載の本発明は、フランジを有す
る複数の部材を、各部材のフランジを互いに溶接し閉断
面構造とした中空構造体において、前記フランジの根元
部と、前記フランジの先端部と、が前記フランジの長手
方向に沿って交互に溶接され溶接部となっていることを
特徴とする。

【０００９】従って、フランジに作用する荷重を、フラ
ンジの根元部と、フランジの先端部と、を交互に溶接し
た溶接部で分担できるため、溶接部がフランジの長手方
向に沿って直線状に延びる一本の線溶接である場合に比
べて、中空構造体の剛性及び強度を向上できる。

【００１０】請求項３記載の本発明は、請求項２に記載
の中空構造体において、前記溶接部は、波形状であるこ
とを特徴とする。

【００１１】従って、請求項２に記載の内容に加えて、
波形状の波長または振幅を変えることで、軸圧縮変形時
の圧縮モードを精密にコントロールできる。

【００１２】請求項４記載の本発明は、フランジを有す
る複数の部材を、各部材のフランジを互いに溶接し閉断
面構造とした中空構造体において、前記フランジの長手
方向に沿って、溶接線の位置、溶接線の本数、溶接線の
波形状の少なくとも一つを変化させたことを特徴とす
る。

【００１３】従って、中空構造体のフランジに作用する
荷重を、フランジの長手方向に沿って、溶接線の位置、
溶接線の本数、溶接線の波形状の少なくとも一つを変化
させた溶接部で受けることができる。このため、溶接部
がフランジの長手方向に沿って直線状に延びる一本の線
溶接である場合に比べて、中空構造体の必要な部位にお
ける中空構造体の剛性及び強度を向上できる。

【００１４】請求項５記載の本発明は、請求項１〜４に
記載の中空構造体において、前記溶接部は、レーザ溶接
による連続溶接であることを特徴とする。

【００１５】従って、請求項１〜４の何れかに記載の内
容に加えて、溶接部をレーザ溶接による連続溶接とする
ことで、中空構造体の剛性及び強度を更に向上できると
共に溶接作業性が良い。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明における中空構造体の第１
実施形態を図１及び図２に従って説明する。

【００１７】なお、図中矢印ＦＲは車両前方方向を、矢
印ＵＰは車両上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示
す。

【００１８】図２に示される如く、本実施形態の中空構
造体はフロントサイドメンバ１０に適用されており、フ
ロントサイドメンバ１０は、車両前部の車幅方向両端下
部近傍に車両前後方向に沿って左右一対配設されてい
る。また、フロントサイドメンバ１０の前部は、断面矩
形状とされており、上フランジ１０Ａと下フランジ１０
Ｂを備えている。

【００１９】フロントサイドメンバ１０は、フロントサ
イドメンバ１０の車幅方向内側部を構成する部材として
のフロントサイドメンバインナ１２と、フロントサイド
メンバ１０の車幅方向外側部を構成する部材としてのフ
ロントサイドメンバアウタ１４とで構成されている。

【００２０】図１に示される如く、フロントサイドメン
バインナ１２の車両前後方向から見た断面形状は、開口
部を車幅方向外側へ向けたハット状とされており、上壁
部１２Ａの車幅方向外側端部には、上方に向けてフラン
ジ１２Ｂが形成されている。また、フロントサイドメン
バインナ１２の下壁部１２Ｃの車幅方向外側端部には、
下方に向けてフランジ１２Ｄが形成されている。一方、
フロントサイドメンバアウタ１４は平板材で構成されて
おり、上端縁部と下端縁部とが、それぞれフランジ１４
Ａとフランジ１４Ｂとなっている。

【００２１】フロントサイドメンバインナ１２のフラン
ジ１２Ｂと、フロントサイドメンバアウタ１４のフラン
ジ１４Ａは、それぞれの根元部で互いにレーザ溶接され
（溶接部Ｐ１）、且つ、それぞれの先端部で互いにレー
ザ溶接され（溶接部Ｐ２）ており、フランジ１２Ｂとフ
ランジ１４Ａとでフランジ１０Ａを構成している。ま
た、フロントサイドメンバインナ１２のフランジ１２Ｄ
と、フロントサイドメンバアウタ１４のフランジ１４Ｂ
は、それぞれの根元部で互いにレーザ溶接され（溶接部
Ｐ３）、且つ、それぞれの先端部で互いにレーザ溶接さ
れ（溶接部Ｐ４）ており、フランジ１２Ｄとフランジ１
４Ｂとでフランジ１０Ｂを構成している。

【００２２】また、フロントサイドメンバインナ１２と
フロントサイドメンバアウタ１４との溶接部Ｐ１、Ｐ
２、Ｐ３、Ｐ４は、フロントサイドメンバ１０の長手方
向に沿って直線状に連続溶接されている。

【００２３】次に、本実施形態の作用を説明する。

【００２４】本実施形態におけるフロントサイドメンバ
１０では、フランジ１０Ａとフランジ１０Ｂとに作用す
る荷重を、フランジ１０Ａとフランジ１０Ｂとの根元部
に形成された溶接部Ｐ１、Ｐ３と、フランジ１０Ａとフ
ランジ１０Ｂとの先端部に形成された溶接部Ｐ２、Ｐ４
との２箇所で分担するため、フロントサイドメンバ１０
の剛性及び強度を向上できる。

【００２５】即ち、本実施形態では、溶接部Ｐ１、Ｐ３
と溶接部Ｐ２、Ｐ４との間に発生する張力等により、フ
ランジ１０Ａとフランジ１０Ｂに作用する曲げ力、ねじ
り力及び軸圧縮力等を分担することにより、図１７に二
点鎖線で示すような局部的な変形Ｎ（回転変形または転
び変形）の発生をより高い負荷荷重まで抑制できる。

【００２６】また、本実施形態では、フロントサイドメ
ンバインナ１２とフロントサイドメンバアウタ１４との
溶接部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４をレーザ溶接による連続
溶接としたため、溶接部が連続してないスポット溶接等
の溶接に比べて、フロントサイドメンバ１０の剛性及び
強度を更に向上できる。

【００２７】次に、本発明の中空構造体の第２実施形態
を図３に従って説明する。

【００２８】なお、第１実施形態と同一部材に付いて
は、同一符号を付してその説明を省略する。

【００２９】図３に示される如く、本実施形態では、フ
ロントサイドメンバ１０は、フロントサイドメンバ１０
の車幅方向内側部を構成する部材としてのフロントサイ
ドメンバインナ１２と、フロントサイドメンバ１０の車
幅方向外側部を構成する部材としてのフロントサイドメ
ンバアウタ１６とで構成されている。

【００３０】フロントサイドメンバアウタ１６の車両前
後方向から見た断面形状は、開口部を車幅方向内側へ向
けたハット状とされており、上壁部１６Ａの車幅方向内
側端部には、上方に向けてフランジ１６Ｂが形成されて
いる。また、フロントサイドメンバアウタ１６の下壁部
１６Ｃの車幅方向内側端部には、下方に向けてフランジ
１６Ｄが形成されている。

【００３１】フロントサイドメンバインナ１２のフラン
ジ１２Ｂと、フロントサイドメンバアウタ１６のフラン
ジ１６Ｂは、それぞれの根元部で互いにレーザ溶接され
（溶接部Ｐ１）、且つ、それぞれの先端部で互いにレー
ザ溶接され（溶接部Ｐ２）ており、フランジ１２Ｂとフ
ランジ１６Ｂとでフランジ１０Ａを構成している。ま
た、フロントサイドメンバインナ１２のフランジ１２Ｄ
と、フロントサイドメンバアウタ１６のフランジ１６Ｄ
は、それぞれの根元部で互いにレーザ溶接され（溶接部
Ｐ３）、且つ、それぞれの先端部で互いにレーザ溶接さ
れ（溶接部Ｐ４）ており、フランジ１２Ｄとフランジ１
６Ｄとでフランジ１０Ｂを構成している。また、フロン
トサイドメンバインナ１２とフロントサイドメンバアウ
タ１６との溶接部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は、フロント
サイドメンバ１０の長手方向に沿って直線状に連続溶接
されている。

【００３２】次に、本実施形態の作用を説明する。

【００３３】本実施形態におけるフロントサイドメンバ
１０では、フランジ１０Ａとフランジ１０Ｂとに作用す
る荷重を、フランジ１０Ａとフランジ１０Ｂとの根元部
に形成された溶接部Ｐ１、Ｐ３と、フランジ１０Ａとフ
ランジ１０Ｂとの先端部に形成された溶接部Ｐ２、Ｐ４
との２箇所で分担するため、フロントサイドメンバ１０
の剛性及び強度を向上できる。

【００３４】即ち、本実施形態では、溶接部Ｐ１、Ｐ３
と溶接部Ｐ２、Ｐ４との間に発生する張力等により、フ
ランジ１０Ａとフランジ１０Ｂに作用する曲げ力、ねじ
り力及び軸圧縮力等を分担することにより、図１７に二
点鎖線で示すような局部的な変形Ｎ（回転変形または転
び変形）の発生をより高い負荷荷重まで抑制できる。

【００３５】また、本実施形態では、フロントサイドメ
ンバインナ１２とフロントサイドメンバアウタ１６との
溶接部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４をレーザ溶接による連続
溶接としたため、溶接部が連続してないスポット溶接等
の溶接に比べて、フロントサイドメンバ１０の剛性及び
強度を更に向上できる。

【００３６】次に、本発明の中空構造体の第３実施形態
を図４及び図５に従って説明する。

【００３７】なお、第１実施形態と同一部材に付いて
は、同一符号を付してその説明を省略する。

【００３８】図４に示される如く、本実施形態のフロン
トサイドメンバ１０は、フロントサイドメンバ１０の車
幅方向内側部を構成する部材としてのフロントサイドメ
ンバインナ１８と、フロントサイドメンバ１０の車幅方
向外側部を構成する部材としてのフロントサイドメンバ
アウタ２０とで構成されている。

【００３９】フロントサイドメンバインナ１８の車両前
後方向から見た断面形状は、開口部を車幅方向外側へ向
けた略ハット状とされており、上壁部１８Ａの車幅方向
外側端部には、上方に向けてフランジ１８Ｂが形成され
ている。また、フロントサイドメンバインナ１８の下壁
部１８Ｃの車幅方向外側端部には、下方に向けてフラン
ジ１８Ｄが形成されている。一方、フロントサイドメン
バアウタ２０は平板材で構成されており、上端縁部と下
端縁部とが、それぞれフランジ２０Ａとフランジ２０Ｂ
となっている。

【００４０】フロントサイドメンバインナ１８のフラン
ジ１８Ｂと、フロントサイドメンバアウタ２０のフラン
ジ２０Ａは、それぞれの根元部と、それぞれの先端部
と、が交互にレーザ溶接により連続溶接されており、溶
接部Ｐ５が正弦波状の波形状となっている。また、フロ
ントサイドメンバインナ１８のフランジ１８Ｄと、フロ
ントサイドメンバアウタ２０のフランジ２０Ｂは、それ
ぞれの根元部と、それぞれの先端部と、が交互にレーザ
溶接により連続溶接されており、溶接部Ｐ６が溶接部Ｐ
５と、フロントサイドメンバ１０の軸線１０Ｃに対して
対称な波形状となっている。

【００４１】次に、本実施形態の作用を説明する。

【００４２】本実施形態におけるフロントサイドメンバ
１０では、フランジ１０Ａとフランジ１０Ｂとに作用す
る荷重を、フランジ１０Ａとフランジ１０Ｂに形成され
た波形状の溶接部Ｐ５、Ｐ６で分担するため、フロント
サイドメンバ１０の剛性及び強度を向上できる。

【００４３】即ち、本実施形態では、波形状とされた溶
接部Ｐ５、Ｐ６により、フランジ１０Ａとフランジ１０
Ｂに作用する曲げ力、ねじり力及び軸圧縮力等を受ける
ことにより、図１１に二点鎖線で示すような局部的な変
形Ｎ（回転変形または転び変形）の発生をより高い負荷
荷重まで抑制できる。

【００４４】また、本実施形態では、フロントサイドメ
ンバインナ１２とフロントサイドメンバアウタ１４との
溶接部Ｐ５、Ｐ６をレーザ溶接による連続溶接としたた
め、溶接部が連続してないスポット溶接等の溶接に比べ
て、フロントサイドメンバ１０の剛性及び強度を更に向
上できる。また、溶接作業を連続して行うことができる
ため作業性が良い。

【００４５】また、フロントサイドメンバ１０のフラン
ジ１０Ａとフランジ１０Ｂにおいては、フランジの根元
部側に溶接部Ｐ５、Ｐ６のある部位が、フランジの先端
部側に溶接部Ｐ５、Ｐ６のある部位に比べ、部材強度が
向上する。この結果、図５に示される如く、フランジ１
０Ａ、１０Ｂの先端部側の溶接点Ｓ１を起点にして、フ
ランジ１０Ａ、１０Ｂの根元部側の溶接点Ｓ２が矢印Ａ
方向、溶接点Ｓ３が矢印Ｂ方向へ回転変形するようにな
っている。このため、溶接部Ｐ５、Ｐ６の溶接位置の違
いで、フランジ１０Ａ、１０Ｂに強度差を設け、軸圧縮
変形時の圧縮モードをコントロールできる。

【００４６】即ち、フロントサイドメンバ１０のフラン
ジ１０Ａとフランジ１０Ｂにおいて、変形の範囲は、溶
接部Ｐ５、Ｐ６の波形状の波長に依存し、変形は溶接線
に沿って引き起こされるため、フロントサイドメンバ１
０の変形モードのコントロールを、溶接線の形状を変更
することで容易に変更することができる。

【００４７】この結果、例えば、変形モードをコントロ
ールするために、フランジにビードを設ける構成に比べ
て、本実施形態では、フランジ同士の合わせ精度が向上
する。このため、本実施形態では、品質の良いレーザ溶
接が可能になると共に、非溶接部を作らずに強度差を設
定できるので、溶接部の剛性を低下させることが無く、
非溶接部に口開きが発生する等の不具合が無い。

【００４８】従って、本実施形態では、溶接部Ｐ５、Ｐ
６に剥離方向の力が入らず、この剥離方向の力により溶
接部Ｐ５、Ｐ６が破断することもないので安定したエネ
ルギの吸収が可能である。

【００４９】また、図６に示される如く、溶接部Ｐ５、
Ｐ６における波形状の波長または振幅を変えることで、
軸圧縮変形時の圧縮モードをより精密にコントロールで
きる。

【００５０】なお、本実施形態では、溶接部Ｐ５、Ｐ６
をそれぞれ正弦波状の波形状としたが、溶接部Ｐ５、Ｐ
６は正弦波状の波形状に限定されず、図７に示される如
く、溶接部Ｐ５、Ｐ６を角張った波形状等の他の波形状
としても良い。

【００５１】また、本実施形態では、フロントサイドメ
ンバインナ１８の車両前後方向から見た断面形状を、開
口部を車幅方向外側へ向けた略ハット状とし、フロント
サイドメンバアウタ２０を平板材としたが、フロントサ
イドメンバインナ１８とフロントサイドメンバアウタ２
０の車両前後方向から見た断面形状は、これらの形状に
限定されず、他の形状としても良い。例えば、図８に示
されるような、フロントサイドメンバインナ１８の車両
前後方向から見た断面形状を、開口部が車幅方向外側へ
向いたハット状とし、フロントサイドメンバアウタ２０
の車両前後方向から見た断面形状を開口部が車幅方向内
側へ向いたハット状としても良い。

【００５２】次に、本発明の中空構造体の第４実施形態
を図９に従って説明する。

【００５３】なお、第３実施形態と同一部材に付いて
は、同一符号を付してその説明を省略する。

【００５４】図９に示される如く、本実施形態では、フ
ロントサイドメンバインナ１８のフランジ１８Ｂと、フ
ロントサイドメンバアウタ２０のフランジ２０Ａは、そ
れぞれの根元部と、それぞれの先端部と、が交互にレー
ザ溶接により溶接されている。また、根元部の溶接部Ｐ
７と先端部の溶接部Ｐ８は、フロントサイドメンバ１０
の長手方向に沿った所定の長さＬの直線となっており、
フロントサイドメンバ１０の長手方向に沿って、溶接部
Ｐ７と溶接部Ｐ８との間には隙間が無いように形成され
ている。また、フロントサイドメンバインナ１８のフラ
ンジ１８Ｄと、フロントサイドメンバアウタ２０のフラ
ンジ２０Ｂは、それぞれの根元部と、それぞれの先端部
と、が交互にレーザ溶接により溶接されており、根元部
の溶接部Ｐ９と先端部の溶接部Ｐ１０は、溶接部Ｐ７、
Ｐ８と、フロントサイドメンバ１０の軸線１０Ｃに対し
て対称な形状となっている。

【００５５】次に、本実施形態の作用を説明する。

【００５６】本実施形態におけるフロントサイドメンバ
１０では、フランジ１０Ａとフランジ１０Ｂとに作用す
る荷重を、フランジ１０Ａとフランジ１０Ｂに形成され
た溶接部Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、Ｐ１０で分担するため、フ
ロントサイドメンバ１０の剛性及び強度を向上できる。

【００５７】即ち、本実施形態では、フロントサイドメ
ンバ１０では、フランジ１０Ａ及びフランジ１０Ｂにお
ける根元部と先端部とに交互に形成された溶接部Ｐ７、
Ｐ８及び溶接部Ｐ９、Ｐ１０により、フランジ１０Ａと
フランジ１０Ｂに作用する曲げ力、ねじり力及び軸圧縮
力等を受けることにより、図１７に二点鎖線で示すよう
な局部的な変形Ｎ（回転変形または転び変形）の発生を
より高い負荷荷重まで抑制できる。

【００５８】また、フロントサイドメンバ１０のフラン
ジ１０Ａとフランジ１０Ｂにおいては、フランジの根元
部側に溶接部Ｐ７、Ｐ９のある部位が、フランジの先端
部側に溶接部Ｐ８、Ｐ１０のある部位に比べ、部材強度
が向上する。この結果、溶接部Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９、Ｐ１
０の溶接位置の違いでフランジ１０Ａ、１０Ｂに強度差
を設け、軸圧縮変形時の圧縮モードをコントロールでき
る。

【００５９】次に、本発明の中空構造体の第５実施形態
を図１０に従って説明する。

【００６０】なお、第１実施形態と同一部材に付いて
は、同一符号を付してその説明を省略する。

【００６１】図１０に示される如く、本実施形態では、
フロントサイドメンバ１０のフランジ１０Ａにおいて、
フランジ１０Ａの長手方向に沿って、溶接線の本数が変
化している。

【００６２】即ち、中空構造体としてのフロントサイド
メンバ１０におけるフランジ１０Ａの前方側の部位３０
においては、フロントサイドメンバインナ１２のフラン
ジ１２Ｂと、フロントサイドメンバアウタ１４のフラン
ジ１４Ａとは、それぞれの根元部で互いにレーザ溶接に
より連続溶接され（溶接部Ｐ１１）ている。また、フラ
ンジ１０Ａの後方側の部位３２においては、フロントサ
イドメンバインナ１２のフランジ１２Ｂと、フロントサ
イドメンバアウタ１４のフランジ１４Ａとは、それぞれ
の根元部で互いにレーザ溶接により連続溶接され（溶接
部Ｐ１１）ており、且つ、それぞれの先端部でも互いに
レーザ溶接され（溶接部Ｐ１２）ている。

【００６３】なお、フロントサイド１０の下方側のフラ
ンジ１０Ｂにおいても、フランジ１０Ａと同様に溶接さ
れている。

【００６４】次に、本実施形態の作用を説明する。

【００６５】本実施形態におけるフロントサイドメンバ
１０では、中空構造体としてのフロントサイドメンバ１
０のフランジ１０Ａ、１０Ｂに作用する荷重を、フラン
ジ１０Ａ、１０Ｂの長手方向に沿って、前方側の部位３
０においては、根元部の溶接部Ｐ１１で受け、後方側の
部位３２においては、根元部の溶接部Ｐ１１と先端部の
溶接部Ｐ１２とで受けることができる。このため、溶接
部がフランジの長手方向に沿って直線状に延びる一本の
線溶接、例えば、根元部の溶接部Ｐ１１のみである場合
に比べて、フロントサイドメンバ１０の後方側の部位３
２における剛性及び強度を、前方側の部位３０における
剛性及び強度に比べて向上できる。

【００６６】次に、本発明の中空構造体の第６実施形態
を図１１に従って説明する。

【００６７】なお、第１実施形態と同一部材に付いて
は、同一符号を付してその説明を省略する。

【００６８】図１１に示される如く、本実施形態では、
フロントサイドメンバ１０のフランジ１０Ａにおいて、
フランジ１０Ａの長手方向に沿って、溶接線の形状が変
化している。

【００６９】即ち、中空構造体としてのフロントサイド
メンバ１０におけるフランジ１０Ａの前方側の部位３０
においては、フロントサイドメンバインナ１２のフラン
ジ１２Ｂと、フロントサイドメンバアウタ１４のフラン
ジ１４Ａとは、それぞれの根元部と先端部とが交互とな
るようにレーザ溶接によりに正弦波形状に連続溶接され
（溶接部Ｐ１３）ている。また、フランジ１０Ａの後方
側の部位３２においては、フロントサイドメンバインナ
１２のフランジ１２Ｂと、フロントサイドメンバアウタ
１４のフランジ１４Ａとが、それぞれの根元部と先端部
とが交互となるようにレーザ溶接により正弦波形状に連
続溶接され（溶接部Ｐ１４）ている。また、前方側の部
位３０における溶接部Ｐ１３の波長Ｋ１に比べ、後方側
の部位３２における溶接部Ｐ１４の波長Ｋ２が短くなっ
ている。

【００７０】なお、フロントサイド１０の下方側のフラ
ンジ１０Ｂにおいても、フランジ１０Ａと同様に溶接さ
れている。

【００７１】次に、本実施形態の作用を説明する。

【００７２】本実施形態におけるフロントサイドメンバ
１０では、中空構造体としてのフロントサイドメンバ１
０のフランジ１０Ａ、１０Ｂに作用する荷重を、フラン
ジ１０Ａ、１０Ｂの長手方向に沿って、前方側の部位３
０においては、波長Ｋ１が長い正弦波形状の溶接部Ｐ１
３で受け、後方側の部位３２においては、波長Ｋ２が短
い（Ｋ１＞Ｋ２）正弦波形状のＰ１４で受けることがで
きる。このため、溶接部１３がフランジの長手方向に沿
って後方側の部位３２まで延びる構成に比べて、フロン
トサイドメンバ１０の後方側の部位３２における剛性及
び強度を、前方側の部位３０における剛性及び強度に比
べて向上できる。

【００７３】次に、本発明の中空構造体の第７実施形態
を図１２に従って説明する。

【００７４】なお、第１実施形態と同一部材に付いて
は、同一符号を付してその説明を省略する。

【００７５】図１２に示される如く、本実施形態では、
フロントサイドメンバ１０のフランジ１０Ａとにおい
て、フランジ１０Ａの長手方向に沿って、溶接線の位置
及び形状が変化している。

【００７６】即ち、中空構造体としてのフロントサイド
メンバ１０のフランジ１０Ａの前方側の部位３０におい
ては、フロントサイドメンバインナ１２のフランジ１２
Ｂと、フロントサイドメンバアウタ１４のフランジ１４
Ａとは、それぞれの先端部で互いにレーザ溶接により連
続溶接され（溶接部Ｐ１５）ている。

【００７７】また、フランジ１０Ａの後方側の部位３２
においては、フロントサイドメンバインナ１２のフラン
ジ１２Ｂと、フロントサイドメンバアウタ１４のフラン
ジ１４Ａとは、それぞれの根元部で互いにレーザ溶接に
より連続溶接され（溶接部Ｐ１５）ており、且つ、それ
ぞれの先端部でも互いにレーザ溶接により連続溶接され
（溶接部Ｐ１６）ている。

【００７８】また、フランジ１０Ａの前後方向中間の部
位３４においては、フロントサイドメンバインナ１２の
フランジ１２Ｂと、フロントサイドメンバアウタ１４の
フランジ１４Ａとは、前方から後方へ向って、先端部か
ら根元部へ傾斜した溶接部Ｐ１５によってレーザ溶接さ
れている。

【００７９】なお、フロントサイド１０の下方側のフラ
ンジ１０Ｂにおいても、フランジ１０Ａと同様に溶接さ
れている。

【００８０】次に、本実施形態の作用を説明する。

【００８１】本実施形態におけるフロントサイドメンバ
１０では、中空構造体としてのフロントサイドメンバ１
０のフランジ１０Ａ、１０Ｂに作用する荷重を、フラン
ジ１０Ａ、１０Ｂの長手方向に沿って、前方側の部位３
０においては、先端部の溶接部Ｐ１５で受け、後方側の
部位３２においては、根元部の溶接部Ｐ１５と先端部の
溶接部Ｐ１６とで受け、更に前後方向中間の部位３４に
おいては、前方から後方へ向って、先端部から根元部へ
傾斜した溶接部Ｐ１５で受けることができる。このた
め、溶接部がフランジの長手方向に沿って直線状に延び
る一本の線溶接のみである場合に比べて、フロントサイ
ドメンバ１０の後方側の部位３２における剛性及び強度
を、前方側の部位３０における剛性及び強度に比べて向
上できる。また、前後方向中間の部位３４においては、
剛性及び強度を車両後方へ向って徐々に向上できる。

【００８２】次に、本発明の中空構造体の第８実施形態
を図１３に従って説明する。

【００８３】なお、第１実施形態と同一部材に付いて
は、同一符号を付してその説明を省略する。

【００８４】図１３に示される如く、本実施形態では、
フロントサイド１０のフランジ１０Ａにおいて、フラン
ジ１０Ａの長手方向に沿って、溶接線の形状が変化して
いる。

【００８５】即ち、中空構造体としてのフロントサイド
メンバ１０のフランジ１０Ａの前方側の部位３０におい
ては、フロントサイドメンバインナ１２のフランジ１２
Ｂと、フロントサイドメンバアウタ１４のフランジ１４
Ａとは、それぞれの根元部と先端部とが交互にレーザ溶
接により正弦波形状となるように連続溶接され（溶接部
Ｐ１７）ている。また、フランジ１０Ａの後方側の部位
３２においては、フロントサイドメンバインナ１２のフ
ランジ１２Ｂと、フロントサイドメンバアウタ１４のフ
ランジ１４Ａとは、それぞれの根元部と先端部とが交互
にレーザ溶接により正弦波形状となるように連続溶接さ
れ（溶接部Ｐ１８）ている。

【００８６】また、前方側の部位３０における溶接部Ｐ
１７の波長Ｋ１に比べ、後方側の部位３２における溶接
部Ｐ１８の波長Ｋ２が短くなっていると共に、前方側の
部位３０における溶接部Ｐ１７の振幅Ｍ１に比べ、後方
側の部位３２における溶接部Ｐ１８の振幅Ｍ２が大きく
なっている。

【００８７】なお、フロントサイド１０の下方側のフラ
ンジ１０Ｂにおいても、フランジ１０Ａと同様に溶接さ
れている。

【００８８】次に、本実施形態の作用を説明する。

【００８９】本実施形態におけるフロントサイドメンバ
１０では、中空構造体としてのフロントサイドメンバ１
０のフランジ１０Ａ、１０Ｂに作用する荷重を、フラン
ジ１０Ａ、１０Ｂの長手方向に沿って、前方側の部位３
０においては、波長Ｋ１が長く、振幅Ｍ１が小さい正弦
波形状の溶接部Ｐ１７で受け、後方側の部位３２におい
ては、波長Ｋ２が短く（Ｋ１＞Ｋ２）、振幅が大きい
（Ｍ１＜Ｍ２）正弦波形状の溶接部Ｐ１８で受けること
ができる。このため、溶接部１７がフランジの長手方向
に沿って後方側の部位３２まで延びる構成に比べて、フ
ロントサイドメンバ１０の後方側の部位３２における剛
性及び強度を、前方側の部位３０における剛性及び強度
に比べて向上できる。

【００９０】次に、本発明の中空構造体の第９実施形態
を図１４に従って説明する。

【００９１】なお、第１実施形態と同一部材に付いて
は、同一符号を付してその説明を省略する。

【００９２】図１４に示される如く、本実施形態では、
フロントサイドメンバ１０のキック部４０に本発明を適
用しており、フロントサイドメンバ１０のキック部４０
においては、フロントサイドメンバ１０の車両前後方向
から見た断面形状が、開口部を車両上方へ向けたハット
状とされており、車幅方向外側壁部１０Ｄの上端部に
は、車幅方向外側に向けてフランジ１０Ｅが形成されて
いる。また、車幅方向内側壁部１０Ｆの上端部には、車
幅方向内側に向けてフランジ１０Ｇが形成されている。

【００９３】本実施形態では、フロントサイドメンバ１
０のフランジ１０Ｅ、１０Ｇと、ダッシュパネル４２と
の接合部において、フランジ１０Ｅ、１０Ｇの長手方向
に沿って、溶接線の本数が変化している。

【００９４】即ち、フロントサイドメンバ１０のキック
部４０におけるの屈曲部４０Ａにおいては、フロントサ
イドメンバ１０のフランジ１０Ｅ、１０Ｇと、ダッシュ
パネル４２とは、フランジ１０Ｅ、１０Ｇの根元部で互
いにレーザ溶接により連続溶接され（溶接部Ｐ２０）て
おり、且つ、それぞれの先端部でも互いにレーザ溶接に
より連続溶接され（溶接部Ｐ２１）ている。また、屈曲
部４０Ａの前後の部位４４、４６においては、フランジ
１０Ｅ、１０Ｇの根元部のみで互いにレーザ溶接により
連続溶接され（溶接部Ｐ２０）ている。

【００９５】次に、本実施形態の作用を説明する。

【００９６】本実施形態におけるフロントサイドメンバ
１０では、フロントサイドメンバ１０のキック部４０に
おけるフランジ１０Ｅ、１０Ｇに作用する荷重を、フラ
ンジ１０Ｅ、１０Ｇの長手方向に沿って、屈曲部４０Ａ
の前後の部位４４、４６においては、根元部の溶接部Ｐ
２０で受け、屈曲部４０Ａにおいては、根元部の溶接部
Ｐ２０と先端部の溶接部Ｐ２１とで受けることができ
る。このため、溶接部がフランジの長手方向に沿って直
線状に延びる一本の線溶接、例えば、根元部の溶接部Ｐ
２０のみである場合に比べて、フロントサイドメンバ１
０のキック部４０の屈曲部４０Ａにおける剛性及び強度
を、屈曲部４０Ａの前後の部位４４、４６における剛性
及び強度に比べて向上できる。

【００９７】なお、上記実施形態では、溶接線の本数を
変えたが、第６〜８実施形態（図１１〜図１３）のよう
に、溶接線の形状等を変えても良い。

【００９８】次に、本発明の中空構造体の第１０実施形
態を図１５に従って説明する。

【００９９】図１５に示される如く、本実施形態では、
中空構造体としてのセンタピラー５０の上下方向中央部
５２に本発明を適用しており、センタピラー５０は、セ
ンタピラー５０の車幅方向外側部を構成する部材として
のセンタピラーアウタ５４と、センタピラー５０の車幅
方向内側部を構成する部材としてのセンタピラーインナ
５６とで構成されている。

【０１００】センタピラーアウタ５４の車両上下方向か
ら見た断面形状は、開口部を車幅方向内側へ向けたハッ
ト状とされており、前壁部５４Ａの車幅方向内側端部に
は、前方に向けてフランジ５４Ｂが形成されている。ま
た、センタピラーアウタ５４の後壁部５４Ｃの車幅方向
内側端部には、後方に向けてフランジ５４Ｄが形成され
ている。一方、センタピラーインナ５６は平板材で構成
されており、前端縁部と後端縁部とが、それぞれフラン
ジ５６Ａとフランジ５６Ｂとなっている。

【０１０１】センタピラーアウタ５４の前方側のフラン
ジ５４Ｂと、センタピラーインナ５６の前方側のフラン
ジ５６Ａとの接合部であるセンタピラー５０の前側フラ
ンジ５０Ａにおいては、フランジ５０Ａの長手方向に沿
って、溶接線の本数が変化している。

【０１０２】即ち、センタピラー５０の上下方向中央部
５２においては、センタピラーアウタ５４のフランジ５
４Ｂと、センタピラーインナ５６のフランジ５６Ａと
は、フランジ５４Ｂ、５６Ａの根元部で互いにレーザ溶
接により連続溶接され（溶接部Ｐ２２）ており、且つ、
それぞれの先端部でも互いにレーザ溶接により連続溶接
され（溶接部Ｐ２３）ている。また、上下方向中央部５
２の上下の部位５８、５９においては、フランジ５４
Ｂ、５６Ａの根元部のみで互いにレーザ溶接により連続
溶接され（溶接部Ｐ２２）ている。

【０１０３】なお、センタピラーアウタ５４の後方側の
フランジ５４Ｄと、センタピラーインナ５６の後方側の
フランジ５６Ｂとの接合部であるセンタピラー５０の後
側フランジ５０Ｂにおいても、フランジ５０Ａと同様に
溶接されている。

【０１０４】次に、本実施形態の作用を説明する。

【０１０５】本実施形態におけるセンタピラー５０で
は、センタピラー５０のフランジ５０Ａ、５０Ｂに作用
する荷重を、上下方向中央部５２の上下の部位５８、５
９においては、根元部の溶接部Ｐ２２で受け、上下方向
中央部５２においては、根元部の溶接部Ｐ２２と先端部
の溶接部Ｐ２３とで受けることができる。このため、溶
接部がフランジの長手方向に沿って直線状に延びる一本
の線溶接、例えば、根元部の溶接部Ｐ２２のみである場
合に比べて、センタピラー５０における上下方向中央部
５２における剛性及び強度を、上下方向中央部５２の上
下の部位５８、５９における剛性及び強度に比べて向上
できる。

【０１０６】なお、上記実施形態では、溶接線の本数を
変えたが、第６〜８実施形態（図１１〜図１３）のよう
に、溶接線の形状等を変えても良い。また、上記実施形
態においては、センタピラー５０の上下方向中央部５２
に本発明を適用したが、本発明は、センタピラー５０に
おけるルーサイドレールまたはロッカとの連結部、フロ
ントピラーにおけるルーフヘッドライニングとの連結部
等の強度及び剛性を必要とする他の部位にも適用可能で
ある。

【０１０７】以上に於いては、本発明を特定の実施形態
について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に
限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々
の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかで
ある。例えば、上記各実施形態では、本発明の中空構造
体をフロントサイドメンバ１０またはセンタピラー５０
に適用したが、本発明の中空構造体はフロントサイドメ
ンバ、センタピラー以外にも他のサイドメンバ、クロス
メンバ、アンダリインフォースメント、クォータピラー
等の他の車体骨格部材にも適用可能であり、上下左右の
位置関係は上記実施形態に限定されない。

【０１０８】

【発明の効果】請求項１記載の本発明は、フランジを有
する複数の部材を、各部材のフランジを互いに溶接し閉
断面構造とした中空構造体において、フランジの根元部
と、フランジの先端部と、の２箇所が溶接され溶接部と
なっているため、中空構造体の剛性及び強度を向上でき
るという優れた効果を有する。

【０１０９】請求項２記載の本発明は、フランジを有す
る複数の部材を、各部材のフランジを互いに溶接し閉断
面構造とした中空構造体において、フランジの根元部
と、フランジの先端部と、がフランジの長手方向に沿っ
て交互に溶接され溶接部となっているため、中空構造体
の剛性及び強度を向上できるという優れた効果を有す
る。

【０１１０】請求項３記載の本発明は、請求項２に記載
の中空構造体において、溶接部は、波形状であるため、
請求項２に記載の効果に加えて、圧縮モードを精密にコ
ントロールできるという優れた効果を有する。

【０１１１】請求項４記載の本発明は、フランジを有す
る複数の部材を、各部材のフランジを互いに溶接し閉断
面構造とした中空構造体において、フランジの長手方向
に沿って、溶接線の位置、溶接線の本数、溶接線の波形
状の少なくとも一つを変化させたため、中空構造体の必
要な部位における中空構造体の剛性及び強度を向上でき
るという優れた効果を有する。

【０１１２】請求項５記載の本発明は、請求項１〜４に
記載の中空構造体において、溶接部は、レーザ溶接によ
る連続溶接であるため、請求項１〜４の何れかに記載の
効果に加えて、中空構造体の剛性及び強度を更に向上で
きると共に溶接作業性が良いという優れた効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る中空構造体を示す
車両斜め前方内側から見た斜視図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係る中空構造体が適用
された車両の前部を示す車両斜め前方から見た斜視図で
ある。

【図３】本発明の第２実施形態に係る中空構造体を示す
車両斜め前方内側から見た斜視図である。

【図４】本発明の第３実施形態に係る中空構造体を示す
車両斜め前方内側から見た斜視図である。

【図５】本発明の第３実施形態に係る中空構造体の変形
状態を示す斜視図である。

【図６】本発明の第３実施形態の変形例に係る中空構造
体を示す車両斜め前方内側から見た斜視図である。

【図７】本発明の第３実施形態の変形例に係る中空構造
体を示す車両斜め前方内側から見た斜視図である。

【図８】本発明の第３実施形態の変形例に係る中空構造
体を示す車両斜め前方内側から見た斜視図である。

【図９】本発明の第４実施形態に係る中空構造体を示す
車両斜め前方内側から見た斜視図である。

【図１０】本発明の第５実施形態に係る中空構造体を示
す車両斜め前方内側から見た斜視図である。

【図１１】本発明の第６実施形態に係る中空構造体を示
す車両斜め前方内側から見た斜視図である。

【図１２】本発明の第７実施形態に係る中空構造体を示
す車両斜め前方内側から見た斜視図である。

【図１３】本発明の第８実施形態に係る中空構造体を示
す車両斜め前方内側から見た斜視図である。

【図１４】本発明の第９実施形態に係る中空構造体を示
す車両斜め後方内側から見た斜視図である。

【図１５】本発明の第１０実施形態に係る中空構造体を
示す車両斜め前方外側から見た斜視図である。

【図１６】従来技術の中空構造体を示す斜視図である。

【図１７】従来技術の中空構造体を示す断面図である。

【符号の説明】

１０フロントサイドメンバ１０Ａフロントサイドメンバのフランジ１０Ｂフロントサイドメンバのフランジ１２フロントサイドメンバインナ（部材）１４フロントサイドメンバアウタ（部材）１６フロントサイドメンバアウタ（部材）１８フロントサイドメンバインナ（部材）２０フロントサイドメンバアウタ（部材）５０センタピラー５０Ａセンタピラーのフランジ５０Ｂセンタピラーのフランジ５４センタピラーアウタ（部材）５６センタピラーインナ（部材）

フロントページの続き (72)発明者清水忠愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内Ｆターム(参考） 3D003 AA01 AA05 AA12 BB01 CA34 DA03 4E068 BF00 DA00 DA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フランジを有する複数の部材を、各部材
のフランジを互いに溶接し閉断面構造とした中空構造体
において、前記フランジの根元部と、前記フランジの先端部と、の
２箇所が溶接され溶接部となっていることを特徴とする
中空構造体。
【請求項２】フランジを有する複数の部材を、各部材
のフランジを互いに溶接し閉断面構造とした中空構造体
において、前記フランジの根元部と、前記フランジの先端部と、が
前記フランジの長手方向に沿って交互に溶接され溶接部
となっていることを特徴とする中空構造体。
【請求項３】前記溶接部は、波形状であることを特徴
とする請求項２に記載の中空構造体。
【請求項４】フランジを有する複数の部材を、各部材
のフランジを互いに溶接し閉断面構造とした中空構造体
において、前記フランジの長手方向に沿って、溶接線の位置、溶接
線の本数、溶接線の波形状の少なくとも一つを変化させ
たことを特徴とする中空構造体。
【請求項５】前記溶接部は、レーザ溶接による連続溶
接であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載
の中空構造体。