JP2004082932A - 車両のサイドメンバー構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両のサイドメンバー構造において、比較的高速でのオフセット衝突及び比較的低速での全面衝突の両方の状態で、衝突のエネルギーを適切に吸収することができるように構成する。
【解決手段】右及び左のサイドメンバー１を前部材２及び後部材３を連結した構造に構成して、車体の前方から衝撃が掛かった際に、前及び後部材２，３が破壊されることにより衝突のエネルギーが吸収されるように構成する。衝突のエネルギーが所定値以下であると、前部材２が破壊されて衝突のエネルギーが吸収され、衝突のエネルギーが所定値を越えると、前及び後部材２，３が破壊されて衝突のエネルギーが吸収されるように、前及び後部材２，３の強度を設定する。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は乗用車や商用車、トラック等の車両において、サイドメンバーの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両において、車体の前部下部の右及び左側に右及び左のサイドメンバーを、車体の前後方向に配置したものがある。これにより、前方からの衝突の際に、右及び左のサイドメンバーが破壊されることによって、衝突のエネルギーが吸収されるように構成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
車両において前方からの衝突には一般に、全面衝突とオフセット衝突の２種類があり、全面衝突では右及び左のサイドメンバーの両方によって衝突のエネルギーが吸収され、オフセット衝突では右及び左のサイドメンバーの一方によって衝突のエネルギーが吸収される。この場合、比較的低速（比較的小さな衝突のエネルギー）での全面衝突及びオフセット衝突、比較的高速（比較的大きな衝突のエネルギー）での全面衝突及びオフセット衝突と言う４種類の状態を考慮する必要がある。
【０００４】
前述の４種類の状態のうち、最も緩やかと思われる状態が、比較的低速での全面衝突であり（比較的小さな衝突のエネルギーを右及び左のサイドメンバーの両方によって吸収すればよい点による）、最も厳しいと思われる状態が、比較的高速でのオフセット衝突である（比較的大きな衝突のエネルギーを右及び左のサイドメンバーの一方によって吸収しなければならない点による）。
【０００５】
これにより、最も厳しいと思われる状態が比較的高速でのオフセット衝突であるので、比較的高速でのオフセット衝突に対応できるように（比較的大きな衝突のエネルギーを右及び左のサイドメンバーの一方によって吸収するように）、右及び左のサイドメンバーの両方の強度を設定すると（右及び左のサイドメンバーの両方の強度を比較的強いものに設定すると）、最も緩やかと思われる比較的低速での全面衝突において、右及び左のサイドメンバーの両方があまり破壊されずに、衝突のエネルギーが充分に吸収されないと言うような状態の生じることがある。
【０００６】
逆に比較的低速での全面衝突に対応できるように（比較的小さな衝突のエネルギーを右及び左のサイドメンバーの両方で吸収するように）、右及び左のサイドメンバーの両方の強度を設定すると（右及び左のサイドメンバーの両方の強度を比較的弱いものに設定すると）、比較的高速でのオフセット衝突において、右及び左のサイドメンバーの一方が破壊され過ぎて、衝突のエネルギーが充分に吸収されないと言うような状態の生じることがある。
本発明は車両のサイドメンバー構造において、比較的高速でのオフセット衝突及び比較的低速での全面衝突の両方の状態で、衝突のエネルギーを適切に吸収することができるように構成することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
［Ｉ］
請求項１の特徴によると、車体の前部下部の右及び左側に車体の前後方向に配置された右及び左のサイドメンバーを、前部材及び後部材を連結した構造に構成して、車体が前方から衝突した際、前及び後部材が破壊されることにより衝突のエネルギーが吸収されるように構成しており、衝突のエネルギーが所定値以下であると、前部材が破壊されて衝突のエネルギーが吸収され、衝突のエネルギーが所定値を越えると、前及び後部材が破壊されて衝突のエネルギーが吸収されるように、前及び後部材の強度を設定している。
【０００８】
これにより請求項１の特徴によると、比較的低速での全面衝突では、比較的小さな衝突のエネルギーが右及び左のサイドメンバーの両方に掛かることになり、右及び左のサイドメンバーの両方の前部材が破壊されて衝突のエネルギーが吸収されるのであり、右及び左のサイドメンバーの両方の後部材は破壊され難い。
比較的高速でのオフセット衝突では、比較的大きな衝突のエネルギーが右及び左のサイドメンバーの一方に掛かることになるので、右及び左のサイドメンバーの一方の前及び後部材が破壊されて、衝突のエネルギーが吸収される。
【０００９】
［ＩＩ］
請求項１の特徴によると、比較的低速での全面衝突の場合、右及び左のサイドメンバーの前部材が破壊されるが、右及び左のサイドメンバーの後部材は破壊され難い。これにより、比較的低速での全面衝突の場合には、右及び左のサイドメンバーの両方の前部材を交換することよって、右及び左のサイドメンバーの修理を行うことができる。
この場合、右及び左のサイドメンバーの前部材はダッシュパネルから遠い位置で車体の前部に位置するので、右及び左のサイドメンバーの前部材の交換は行い易く、且つ交換作業も大掛かりなものになり難い。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１及び図２に示すように、車両において車体の前部下部の右及び左側（エンジンルームの右及び左側）に、右及び左のサイドメンバー１が、車体の前後方向に配置されている。右及び左のサイドメンバー１は前部材２及び後部材３の２分割構造に構成されており、前部材２はアルミニウム合金から成る押出形成材で、角パイプ状に構成されている。
【００１１】
図２及び図３（ａ）に示すように、後部材３はアルミダイキャストによって構成されて角パイプ状に構成されており、前部材２よりも後部材３の厚みが充分に厚いものに構成されて、前部材２の強度よりも後部材３の強度が強いものに設定されている。後部材３の先端付近の内部に第１リブ４、第２リブ５及び第３リブ６が所定間隔を置いて一体的に形成されており、第１，２，３リブ４，５，６は後部材３の内面に部分的（又は全周）に配置されている。第１リブ４に対して第２リブ５が少し大きなものに構成されて、第１リブ４の強度よりも第２リブ５の強度が強いものに設定されている。第２リブ５に対して第３リブ６が少し大きなものに構成されて、第２リブ５の強度よりも第３リブ６の強度が強いものに設定されている。
以上の構造により、後部材３の前端に前部材２の後端が嵌め込まれて連結され（締まり嵌め）、前部材２が後部材３の第１リブ４に当て付けられて、右及び左のサイドメンバー１が構成されている。
【００１２】
次に、比較的低速（例えば時速５０ｋｍ）での全面衝突、中速（例えば時速５５ｋｍ）での全面衝突、及び比較的高速（例えば時速６４ｋｍ）でのオフセット衝突を行った場合において、右及び左のサイドメンバー１の状態について説明する。
比較的低速での全面衝突では、比較的小さな衝突のエネルギーＥ１が右及び左のサイドメンバー１の両方に掛かることになる。この場合、図３（ａ）に示すように右及び左のサイドメンバー１の両方の前部材２が圧縮されて破壊されるが、右及び左のサイドメンバー１の両方の後部材３（第１リブ４）は破壊されない。これは前部材２の強度よりも後部材３の第１リブ４の強度が強いものに設定されている点による。これにより、図３（ｂ）に示すように、右及び左のサイドメンバー１の両方の前部材２が圧縮され破壊されることによって、衝突のエネルギーＥ１が吸収される（右（左）のサイドメンバー１の前部材２が圧縮されて破壊されることによって吸収される衝突のエネルギーは、衝突のエネルギーＥ１の１／２となる）。
【００１３】
中速での全面衝突では、比較的低速での全面衝突の衝突のエネルギーＥ１よりも少し大きな衝突のエネルギー（Ｅ１＋Ｅ２）が、右及び左のサイドメンバー１の両方に掛かることになる。この場合に、図４（ａ）に示すように、右及び左のサイドメンバー１の両方の前部材２が圧縮されて破壊され、前部材２が後部材３に入り込んで右及び左のサイドメンバー１の両方の後部材３の第１リブ４が破壊されるが、右及び左のサイドメンバー１の両方の後部材３の第２リブ５は破壊されない。
【００１４】
これにより図４（ｂ）に示すように、右及び左のサイドメンバー１の両方の前部材２が圧縮されて破壊されることによって、衝突のエネルギー（Ｅ１＋Ｅ２）のうち衝突のエネルギーＥ１が吸収される（右（左）のサイドメンバー１の前部材２が圧縮されて破壊されることによって吸収される衝突のエネルギーは、衝突のエネルギーＥ１の１／２となる）。右及び左のサイドメンバー１の両方の後部材２の第１リブ４が破壊されること、右及び左のサイドメンバー１の両方の前部材２が後部材３に入り込むことによる摩擦抵抗によって、残りの衝突のエネルギーＥ２が吸収される（右（左）のサイドメンバー１の後部材２の第１リブ４が破壊されること、及び右（左）のサイドメンバー１の前部材２に後部材３に入り込むことによる摩擦抵抗によって吸収される衝突のエネルギーは、衝突のエネルギーＥ２の１／２となる）。
【００１５】
比較的高速でのオフセット衝突では、比較的大きな衝突のエネルギー（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３）が右及び左のサイドメンバー１の一方に掛かることになる。この場合、図５（ａ）に示すように、右及び左のサイドメンバー１の一方の前部材２が圧縮されて破壊され、前部材２が後部材３に入り込んで右及び左のサイドメンバー１の一方の後部材３の第１及び第２リブ４，５が破壊されるが、右及び左のサイドメンバー１の一方の後部材３の第３リブ６は破壊されない。
【００１６】
これにより図５（ｂ）に示すように、右及び左のサイドメンバー１の一方の前部材２が圧縮されて破壊されること、右及び左のサイドメンバー１の一方の後部材２の第１リブ４が破壊されること、右及び左のサイドメンバー１の一方の後部材２の第２リブ５が破壊されること、右及び左のサイドメンバー１の一方の前部材２が後部材３に入り込むことによる摩擦抵抗によって、衝突のエネルギー（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３）が吸収される。
【００１７】
前述の構成においては、右及び左のサイドメンバー１の両方（又は一方）の後部材２の第１リブ４が破壊されること、右及び左のサイドメンバー１の一方の後部材２の第２リブ５が破壊されること、右及び左のサイドメンバー１の一方の前部材２が後部材３に入り込むことによる摩擦抵抗によって、衝突のエネルギーが吸収されるように構成しているが、この状態に加えて、右及び左のサイドメンバー１の両方（又は一方）の後部材２が圧縮されて破壊されることによって、衝突のエネルギーが吸収されるように構成してもよい。
【００１８】
［発明の実施の第１別形態］
前述の［発明の実施の形態］に代えて、図６及び図７に示すように構成してもよい。
図６に示すように、右及び左のサイドメンバー１を前部材２及び後部材３の２分割構造に構成して、前部材２をアルミニウム合金から成る押出形成材で角パイプ状に構成している。後部材３をアルミダイキャストによって角パイプ状に構成し、後部材３の内面にテーパー部７を形成して、後部材３に入り込むほど後部材３の内部が狭くなるように構成している。後部材３の前端に前部材２の後端を嵌め込んで、ボルト８によって前部材２を後部材３に連結している。
【００１９】
以上の構造により、比較的低速での全面衝突では、比較的小さな衝突のエネルギーＥ１が右及び左のサイドメンバー１の両方に掛かることになる。この場合、図７に示すように右及び左のサイドメンバー１の両方の前部材２が圧縮されて破壊されるが、右及び左のサイドメンバー１の両方の後部材３（ボルト８）は破壊されない。これにより、右及び左のサイドメンバー１の両方の前部材２が圧縮されて破壊されることによって、衝突のエネルギーＥ１が吸収される。
【００２０】
比較的高速でのオフセット衝突では、比較的大きな衝突のエネルギー（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３）が右及び左のサイドメンバー１の一方に掛かることになる。この場合、図７に示すように、右及び左のサイドメンバー１の一方の前部材２が圧縮されて破壊される。これに伴いボルト８が破壊されて、右及び左のサイドメンバー１の一方の前部材２が後部材３に入り込み、後部材３のテーパー部７により前部材２の入り込みに対して抵抗が掛かりながら、右及び左のサイドメンバー１の一方の後部材３が圧縮されて破壊される。
【００２１】
従って、右及び左のサイドメンバー１の一方の前部材２が圧縮されて破壊されること、右及び左のサイドメンバー１の一方のボルト８が破壊されること、右及び左のサイドメンバー１の一方の前部材２の後部材３への入り込みに対して抵抗が掛かること、右及び左のサイドメンバー１の一方の後部材３が圧縮されて破壊されることによって、衝突のエネルギー（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３）が吸収される。
【００２２】
この場合、図７に示すように、右及び左のサイドメンバー１の一方の前部材２が後部材３に入り込むことにより、右及び左のサイドメンバー１の一方の後部材３が車体の前後方向に圧縮されて破壊されるようにするのではなく、右及び左のサイドメンバー１の一方の前部材２が後部材３に入り込んだ際、右及び左のサイドメンバー１の一方の後部材３が車体の上下左右方向に押し広げられて破壊されるように構成してもよい。
【００２３】
［発明の実施の第２別形態］
前述の［発明の実施の形態］及び［発明の実施の第１別形態］に代えて、図８，９，１０に示すように構成してもよい。
図８及び図９に示すように、右及び左のサイドメンバー１を前部材２及び後部材３の２分割構造に構成し、前部材２をアルミニウム合金から成る押出形成材で角パイプ状に構成する。前部材２は単純な角パイプ状ではなく、前部材２の内部に円筒部９が前部材２の略全長に亘って備えられ、前部材２の略全長に亘る４つの壁部１０によって円筒部９が支持されている。後部材３をアルミダイキャストによって角パイプ状に構成し、後部材３の先端に円錐部１１を備える。前部材２の後端を円錐部１１に嵌め込み、ＭＩＧ溶接によって前部材２の後端と後部材３の前端とを連結している。
【００２４】
以上の構造により、比較的低速での全面衝突では、比較的小さな衝突のエネルギーＥ１が右及び左のサイドメンバー１の両方に掛かることになる。この場合、図１０に示すように右及び左のサイドメンバー１の両方の前部材２が圧縮され破壊され、後部材３の円錐部１１が前部材２の円筒部９に入り込むことによって、前部材２が車体の前後左右方向に押し広げられて破壊されるが、右及び左のサイドメンバー１の両方の後部材３は破壊されない。これにより、右及び左のサイドメンバー１の両方の前部材２が圧縮されて破壊され、車体の前後左右方向に押し広げられて破壊されることによって、衝突のエネルギーＥ１が吸収される。
【００２５】
比較的高速でのオフセット衝突では、比較的大きな衝突のエネルギー（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３）が右及び左のサイドメンバー１の一方に掛かることになる。この場合、図１０に示すように、右及び左のサイドメンバー１の一方の前部材２が圧縮されて破壊され、後部材３の円錐部１１が前部材２円筒部９に入り込むことによって、前部材２が車体の前後左右方向に押し広げられて破壊されるのであり、右及び左のサイドメンバー１の一方の後部材３が圧縮されて破壊される。
【００２６】
これにより、右及び左のサイドメンバー１の一方の前部材２が圧縮されて破壊され、車体の前後左右方向に押し広げられて破壊されること、右及び左のサイドメンバー１の一方の後部材３が圧縮されて破壊されることによって、衝突のエネルギー（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３）が吸収される。
【００２７】
［発明の実施の第３別形態］
前述の［発明の実施の形態］及び［発明の実施の第１別形態］［発明の実施の第２別形態］に代えて、図１１及び図１２に示すように構成してもよい。
図１１に示すように、右及び左のサイドメンバー１を前部材２及び後部材３の２分割構造に構成して、前部材２をアルミニウム合金から成る押出形成材で角パイプ状に構成している。後部材３をアルミダイキャストによって角パイプ状に構成し、後部材３の内面に多数の凸部１２を一体的に形成している。後部材３の前端に前部材２の後端を嵌め込んで、ボルト８によって前部材２を後部材３に連結している。
【００２８】
以上の構造により、比較的低速での全面衝突では、比較的小さな衝突のエネルギーＥ１が右及び左のサイドメンバー１の両方に掛かることになる。この場合、図１２に示すように右及び左のサイドメンバー１の両方の前部材２が圧縮されて破壊されるが、右及び左のサイドメンバー１の両方の後部材３（ボルト８）は破壊されない。これにより、右及び左のサイドメンバー１の両方の前部材２が圧縮されて破壊されることによって、衝突のエネルギーＥ１が吸収される。
【００２９】
比較的高速でのオフセット衝突では、比較的大きな衝突のエネルギー（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３）が右及び左のサイドメンバー１の一方に掛かることになる。この場合、図１２に示すように、右及び左のサイドメンバー１の一方の前部材２が圧縮されて破壊される。これに伴いボルト８が破壊されて、右及び左のサイドメンバー１の一方の前部材２が後部材３に入り込み、後部材３の凸部１２により前部材２の入り込みに対して抵抗が掛かりながら、右及び左のサイドメンバー１の一方の後部材３が圧縮されて破壊される。
【００３０】
従って、右及び左のサイドメンバー１の一方の前部材２が圧縮されて破壊されること、右及び左のサイドメンバー１の一方のボルト８が破壊されること、右及び左のサイドメンバー１の一方の前部材２の後部材３への入り込みに対して抵抗が掛かること、右及び左のサイドメンバー１の一方の後部材３が圧縮されて破壊されることによって、衝突のエネルギー（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３）が吸収される。
【００３１】
［発明の実施の第４別形態］
前述の［発明の実施の形態］及び［発明の実施の第１別形態］〜［発明の実施の第３別形態］において、前部材２を複数の分割構造として複数の前部材２と１つの後部材３により右及び左のサイドメンバー１を構成したり、後部材３を複数の分割構造として１つの前部材２と複数の後部材３により右及び左のサイドメンバー１を構成してもよい。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１の特徴によると、車両のサイドメンバー構造において、右及び左のサイドメンバーを前部材及び後部材を連結した構造に構成し、右及び左のサイドメンバーの前部材及び後部材の強度を適切なものに設定することにより、比較的高速でのオフセット衝突及び比較的低速での全面衝突の両方の状態において、衝突のエネルギーを適切に吸収することができるようになって、車両における衝突のエネルギーの吸収機能を高めることができた。
【００３３】
請求項１の特徴によると、比較的低速での全面衝突の場合、右及び左のサイドメンバーの後部材が破壊され難いことによって、右及び左のサイドメンバーの両方の前部材を交換することより、右及び左のサイドメンバーの修理を行うことができるようになって、修理時間及び修理費用の低減を図ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両の全体側面図
【図２】サイドメンバーの全体斜視図
【図３】比較的低速での全面衝突の状態を示す図
【図４】中速での全面衝突の状態を示す図
【図５】比較的高速でのオフセット衝突の状態を示す図
【図６】発明の実施の第１別形態におけるサイドメンバーの縦断側面図
【図７】発明の実施の第１別形態における比較的低速での全面衝突の状態及び比較的高速でのオフセット衝突の状態を示す図
【図８】発明の実施の第２別形態におけるサイドメンバーの縦断側面図
【図９】発明の実施の第２別形態における図８をＡ−Ａ方向から見た断面図
【図１０】発明の実施の第２別形態における比較的低速での全面衝突の状態及び比較的高速でのオフセット衝突の状態を示す図
【図１１】発明の実施の第３別形態におけるサイドメンバーの縦断側面図
【図１２】発明の実施の第３別形態における比較的低速での全面衝突の状態及び比較的高速でのオフセット衝突の状態を示す図
【符号の説明】
１　　　　サイドメンバー
２　　　　前部材
３　　　　後部材

Claims (1)

1. 車体の前部下部の右及び左側に車体の前後方向に配置された右及び左のサイドメンバーを、前部材及び後部材を連結した構造に構成して、車体が前方から衝突した際、前記前及び後部材が破壊されることにより衝突のエネルギーが吸収されるように構成すると共に、
   衝突のエネルギーが所定値以下であると、前記前部材が破壊されて衝突のエネルギーが吸収され、衝突のエネルギーが所定値を越えると、前記前及び後部材が破壊されて衝突のエネルギーが吸収されるように、前記前及び後部材の強度を設定してある車両のサイドメンバー構造。

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