JP2003261072A

JP2003261072A - 車両骨格部材構造

Info

Publication number: JP2003261072A
Application number: JP2002063266A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Suasa; 義博寿浅; Koji Makino; 浩司槙野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-03-08
Filing date: 2002-03-08
Publication date: 2003-09-16

Abstract

(57)【要約】【課題】強度の異なる部材の接合部の応力集中を抑制
すると共に重量増加を抑制する。【解決手段】フロントサイドメンバ１０のキック部２
０を構成する第１部材２２の肉厚Ｍ１が、キック部２０
の後方側を構成する第２部材２４の肉厚Ｍ２より厚くな
っており、第１部材２２の強度に対して第２部材２４の
強度が低くなっている。また、第１部材２２と第２部材
２４の接合部２８が垂直方向に対して上方が車両後方と
なるように傾斜している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両骨格部材構造に
係り、特に、自動車等の車両のボデー骨格を構成する車
両骨格部材構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等の車両のボデー骨格を構
成する車両骨格部材構造においては、その一例が特開平
９−２２１０６０号公報に示されている。

【０００３】図５に示される如く、この車両骨格部材構
造では、車両用フレームを構成するサイドフレーム１０
０を第１部材１０２、第２部材１０４及び第３部材１０
６に３分割し、隣合う部材の接合すべき両端面、即ち、
第１部材１０２の後端面１０２Ａと第２部材１０４の前
端面１０４Ａ及び第２部材１０４の後端面１０２Ｂと第
３部材１０６の前端面１０６Ａが、それぞれ剪断面と破
断面となるよう打抜いてプレス成形し、これらを互いに
レーザ溶接等で溶接している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この車
両骨格部材構造においては、第１部材１０２と第２部材
との接合面１０２Ａ、１０４Ａ及び第２部材１０４と第
３部材１０６との接合面１０４Ｂ、１０６Ａが、略車体
上下方向に沿った垂直面となっている。この結果、第１
部材１０２、第２部材１０４及び第３部材１０６の各強
度が異なる場合には、前記接合面において強度が急変す
る。

【０００５】例えば、図６に示される如く、第１部材１
０２の肉厚Ｍ１が第２部材１０４の肉厚Ｍ２より厚い場
合には、接合位置Ｐ１が強度急変部となり、車両前方か
ら荷重が作用した場合には、この位置Ｐ１に応力が集中
して折れが発生し易くなる。このため、第２部材１０４
の肉厚Ｍ２を厚めに設定し、サイドフレーム１００の強
度Ｆ１と入力Ｆ２との間に充分な強度差Ｔを確保する必
要がある。第２部材１０４の肉厚Ｍ２を厚めに設定しな
ければならないことは重量増加の原因となる。また、接
合位置Ｐ１の前方の部位Ｓ１において、サイドフレーム
１００の強度Ｆ１が入力Ｆ２に対して必要以上の強度と
なる。即ち、図６のＳ１の範囲において必要以上の肉厚
になっており、重量増加の原因となる。

【０００６】本発明は上記事実を考慮し、強度の異なる
部材の接合部の応力集中を抑制できると共に重量増加を
抑制できる車両骨格部材構造を得ることが目的である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明に
おける車両骨格部材構造は、車両骨格部材の所定の部位
を構成する第１部材の強度と、前記所定の部位に隣接す
る部位を構成する第２部材の強度とが異なり、前記第１
部材と前記第２部材の接合部が前記車両骨格部材の軸線
に対して傾斜していることを特徴とする。

【０００８】従って、強度が異なる第１部材と前記第２
部材の接合部が車両骨格部材の軸線に対して傾斜してい
るので、この傾斜した接合部の前方から後方に向かって
なだらかに車両骨格部材の強度が徐変する。この結果、
強度の異なる部材の接合部への応力集中を抑制できる。
また、応力集中を抑制できるため、第１部材と第２部材
とのうちの強度の低い側の部材を、接合部近傍において
必要以上の強度とすることなしに接合できるため、強度
の低い側の部材の肉厚を低減でき、重量増加も抑制でき
る。

【０００９】また、肉厚が厚い側の第１部材は斜め傾斜
した分だけ少なくなるため、重量増加を抑制できる。

【００１０】更に、接合部が長くなるため応力を分散す
ることができ、接合部における負担が小さくなる。この
ことは接合の信頼性を飛躍的に向上させ、衝突時の折れ
等の防止になり、衝突性能が向上する。

【００１１】請求項２記載の本発明は、請求項１に記載
の車両骨格部材構造において、前記車両骨格部材が閉断
面構造であることを特徴とする。

【００１２】従って、強度が異なる第１部材と前記第２
部材の接合部が閉断面構造である車両骨格部材の軸線に
対して傾斜しているので、この傾斜した接合部の前方か
ら後方に向かってなだらかに車両骨格部材の強度が徐変
する。この結果、強度の異なる部材の接合部への応力集
中を抑制できる。また、応力集中を抑制できるため、第
１部材と第２部材とのうちの強度の低い側の部材を、接
合部近傍において必要以上の強度とすることなしに接合
できるため、強度の低い側の部材の肉厚を低減でき、重
量増加も抑制できる。

【００１３】また、肉厚が厚い側の第１部材は斜め傾斜
した分だけ少なくなるため、重量増加を抑制できる。

【００１４】更に、接合部が長くなるため応力を分散す
ることができ、接合部における負担が小さくなる。この
ことは接合の信頼性を飛躍的に向上させ、衝突時の折れ
等の防止になり、衝突性能が向上する。

【００１５】請求項３記載の本発明は、サイドメンバの
キック部を構成する第１部材の強度に対して、前記キッ
ク部の後方側の部位を構成する第２部材の強度が低く、
前記第１部材と前記第２部材の接合部が垂直方向に対し
て傾斜していることを特徴とする。

【００１６】従って、サイドメンバのキック部を構成す
る第１部材の強度に比べ、キック部の後方側の部位を構
成する第２部材の強度が低く、第１部材と第２部材の接
合部が垂直方向に対して傾斜しているので、この傾斜し
た接合部の前方から後方に向かってなだらかにサイドメ
ンバの強度が徐変する。この結果、強度の異なる部材の
接合部への応力集中を抑制できる。また、応力集中を抑
制できるため、第１部材と第２部材とのうちの強度の低
い側の部材を、接合部近傍において必要以上の強度とす
ることなしに接合できるため、強度の低い側の部材の肉
厚を低減でき、重量増加も抑制できる。

【００１７】また、肉厚が厚い側の第１部材は斜め傾斜
した分だけ少なくなるため、重量増加を抑制できる。

【００１８】更に、接合部が長くなるため応力を分散す
ることができ、接合部における負担が小さくなる。この
ことは接合の信頼性を飛躍的に向上させ、衝突時の折れ
等の防止になり、衝突性能が向上する。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明における車両骨格部材構造
の一実施形態を図１〜図４に従って説明する。

【００２０】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。

【００２１】図２に示される如く、本実施形態の車両骨
格部材構造はフロントサイドメンバ１０に適用されてい
る。フロントサイドメンバ１０は、管材をハイドロフォ
ーム成形しており、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（車両左側のフロントサ
イドメンバは図示省略）配設されている。また、フロン
トサイドメンバ１０の前部１２は、エンジンルーム内に
配設されており、フロントサイドメンバ１０の後部１４
は、フロアパネル１８の下面に沿って車両後方へ延設さ
れている。

【００２２】フロントサイドメンバ１０の前部１２と後
部１４との間は、キック部２０となっており、キック部
２０は、ダッシュパネル１６の傾斜部１６Ａ及びフロア
パネル１８の前部１８Ａにおける各下面に沿って車両前
後方向に延設されている。また、フロントサイドメンバ
１０のキック部２０を構成する第１部材２２と、フロン
トサイドメンバ１０におけるキック部２０の後方側の部
位、即ち、フロントサイドメンバ１０の後部１４を構成
する第２部材２４とが、接合部２８において連結されて
いる。

【００２３】第１部材２２と第２部材２４は、外形寸法
の同じ矩形閉断面構造とされており、第１部材２２と第
２部材２４の接合部２８が垂直方向に対して、上方が車
両後方となるように傾斜している。即ち、第１部材２２
と第２部材２４の接合部２８近傍における第１部材２２
と第２部材２４の軸線（図１に示す車両前後方向に延び
る線Ｌ）に対しても傾斜している。

【００２４】また、図１に示される如く、第１部材２２
の肉厚Ｍ１は、第２部材２４の肉厚Ｍ２より厚くなって
おり、この肉厚の違いによって、第１部材２２の強度に
対して第２部材２４の強度が低くなっている。

【００２５】次に、本実施形態の作用を説明する。

【００２６】本実施形態では、図１に示される如く、フ
ロントサイドメンバ１０のキック部２０を構成する第１
部材２２の肉厚Ｍ１が、キック部２０の後方側を構成す
る第２部材２４の肉厚Ｍ２より厚くなっており、第１部
材２２の強度に対して第２部材２４の強度が低くなって
いる。また、第１部材２２と第２部材２４の接合部２８
が垂直方向に対して上方が車両後方となるように傾斜し
ており、接合部２８において前方から後方に向かってな
だらかに強度が徐変している。この結果、車両前方から
フロントサイドメンバ１０に入力があった場合、傾斜し
た接合部２８に沿って応力が分散する。また、接合部２
８における応力集中が緩和できるため、衝突時における
折れの発生を抑制できる。

【００２７】また、応力が分散することで、フロントサ
イドメンバ１０のキック部２０を構成する第２部材２４
を、接合部２８近傍において必要以上の強度とすること
なしに接合部を補強できる。この結果、本実施形態で
は、図１のグラフに示されるように、フロントサイドフ
レーム１０の強度Ｆと入力Ｆ２との間に充分な強度差Ｔ
を確保する必要があるものの、接合部２８の後端の位置
Ｐを、図１に一点鎖線で示す従来技術（図６参照）の接
合部の位置Ｐ１に比べて前方へ移動することができる。
このため、第２部材２４に比べ肉厚が厚く、重い第１部
材２２を短くできるため、重量増加を抑制でき軽量化が
図れる。また、従来技術に比べ応力集中が緩和されるた
め、強度Ｔを小さくできる。この結果、従来技術に比べ
第２部材２４の板厚Ｍ２を薄くできるため、軽量化でき
る。

【００２８】また、本実施形態では、第１部材２２と第
２部材２４の接合部２８が、垂直方向に対して、上方が
車両後方となるように傾斜しているため、車両前突時に
圧縮力が作用するキック部２０における接合部２８の上
面側を効果的に補強できる。

【００２９】更に、本実施形態では、接合部２８が長く
なるため応力を分散することができ、接合部２８におけ
る負担が小さくなる。このことは接合の信頼性を飛躍的
に向上させ、衝突時の折れ等の防止になり、衝突性能が
向上する。

【００３０】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、上記実施形態における車両骨格部材構造
としてのフロントサイドメンバ１０では、第１部材２２
と第２部材２４の接合部２８が垂直方向に対して上方が
車両後方となるように傾斜しているが、接合部２８の形
状はこれに限定されず他の形状でも良い。例えば、図３
（Ａ）に示される如く、第１部材２２と第２部材２４の
接合部２８が垂直方向に対して上方が車両前方となるよ
うに傾斜した構成としても良い。また、図３（Ｂ）に示
される如く、第１部材２２と第２部材２４の接合部２８
が垂直方向に対して階段状に傾斜した構成としても良
い。また、図３（Ｃ）に示される如く、第１部材２２と
第２部材２４の接合部２８が垂直方向に対して円弧状に
傾斜した構成としても良い。また、図示を省略したが、
接合部２８の傾斜方向は垂直方向に対しての傾斜に限定
されず、第１部材２２及び第２部材２４の軸線Ｌ（図１
参照）に対して傾斜していれば良く、例えば、水平方向
に対して傾斜していても良い。

【００３１】また、上記実施形態では、第１部材２２の
肉厚Ｍ１と第２部材２４の肉厚Ｍ２との違いにより、第
１部材２２の強度に比べ第２部材２４の強度を低くした
が、これに代えて、第１部材２２の材質と第２部材２４
の材質との違い、例えば、鉄とアルミ、強度の異なる鉄
を使用することにより、第１部材２２の強度に比べ第２
部材２４の強度を低くしても良い。

【００３２】また、上記実施形態では、本発明の車両骨
格部材構造をフロントサイドメンバ１０に適用したが、
本発明の車両骨格部材構造はフロントサイドメンバ以外
にも他のサイドメンバ、クロスメンバ、アッパメンバ、
ロッカ等の他の車体骨格部材に適用可能である。また、
本発明の車両骨格部材構造は剛性の異なる部材どうしの
接合部においても適用可能である。

【００３３】また、上記実施形態では、第１部材２２及
び第２部材２４を矩形閉断面構造としたが、第１部材２
２及び第２部材２４の断面形状はこれに限定されず他の
形状でも良い。例えば、図４（Ａ）に示される如く、第
１部材２２と第２部材２４の断面形状を２つのコ字状断
面部材を組合せた形状としても良い。また、図４（Ｂ）
に示される如く、第１部材２２と第２部材２４の断面形
状をハット形状としても良い。また、図４（Ｃ）に示さ
れる如く、第１部材２２と第２部材２４の断面形状をコ
字状としても良い。また、図示を省略したが、第１部材
２２と第２部材２４を断面Ｌ字状、断面Ｉ字状（平板）
としても良い。

【００３４】

【発明の効果】請求項１記載の本発明における車両骨格
部材構造は、車両骨格部材の所定の部位を構成する第１
部材の強度と、前記所定の部位に隣接する部位を構成す
る第２部材の強度とが異なり、第１部材と第２部材の接
合部が車両骨格部材の軸線に対して傾斜しているため、
強度の異なる部材の接合部の応力集中を抑制できると共
に重量増加を抑制できるという優れた効果を有する。

【００３５】請求項２記載の本発明は、請求項１に記載
の車両骨格部材構造において、車両骨格部材が閉断面構
造であるため、強度の異なる閉断面構造である車両骨格
部材の接合部の応力集中を抑制できると共に重量増加を
抑制できるという優れた効果を有する。

【００３６】請求項３記載の本発明は、サイドメンバの
キック部を構成する第１部材の強度に対して、キック部
の後方側の部位を構成する第２部材の強度が低く、第１
部材と第２部材の接合部が垂直方向に対して傾斜してい
るため、サイドメンバにおける強度の異なる部材の接合
部の応力集中を抑制できると共に重量増加を抑制できる
という優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る車両骨格部材構造に
おける骨格部材の長手方向に沿った強度と入力分布を示
す説明図である。

【図２】本発明の一実施形態に係る車両骨格部材構造が
適用された車体前部を示す車体斜め後方内側から見た斜
視図である。

【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の他の実施形態に係る
車両骨格部材構造を示す斜視図である。

【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は本発明の他の実施形態に係る
車両骨格部材構造を示す断面図である。

【図５】従来技術の車両骨格部材構造を示す斜視図であ
る。

【図６】従来技術の車両骨格部材構造における骨格部材
の長手方向に沿った強度と入力分布を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１０フロントサイドメンバ（車両骨格部材）２０フロントサイドメンバのキック部２２第１部材２４第２部材２８第１部材と第２部材の接合部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両骨格部材の所定の部位を構成する第
１部材の強度と、前記所定の部位に隣接する部位を構成
する第２部材の強度とが異なり、前記第１部材と前記第
２部材の接合部が前記車両骨格部材の軸線に対して傾斜
していることを特徴とする車両骨格部材構造。
【請求項２】前記車両骨格部材が閉断面構造であるこ
とを特徴とする請求項１に記載の車両骨格部材構造。
【請求項３】サイドメンバのキック部を構成する第１
部材の強度に対して、前記キック部の後方側の部位を構
成する第２部材の強度が低く、前記第１部材と前記第２
部材の接合部が垂直方向に対して傾斜していることを特
徴とする車両骨格部材構造。