JP2015151053A - 車両骨格構造 - Google Patents

Abstract

【課題】拡幅部を有する骨格部を従来よりも効率的に補強する。【解決手段】車両骨格構造１０では、車両前後方向から見て矩形の閉断面形状を成すサイドメンバ前部１２Ｆは、非拡幅部１２Ｆ１の車両後方側に隣接して設けられた拡幅部１２Ｆ２において、車両後方側へ向かうほど上記閉断面が車両下方側へ拡大している。このようなサイドメンバ前部１２Ｆは、非拡幅部１２Ｆ１と拡幅部１２Ｆ２との境界である拡幅境界Ｂの付近で剛性が局所的に低下するが、当該サイドメンバ前部１２Ｆ内には、拡幅境界Ｂに跨る状態でサイドメンバ前部１２Ｆに結合されたリインフォースメント１６が設けられている。このリインフォースメント１６は、拡幅部１２Ｆ２側において、車両上方側（すなわち上記閉断面が拡大された側とは反対側）へ向けて屈曲している。【選択図】図１

Description

本発明は、車両骨格構造に関する。

下記特許文献１に記載されたメンバ構造では、車両の骨格部を構成するフロントサイドメンバが、第１屈曲部と第２屈曲部との２箇所で屈曲している。そして、このフロントサイドメンバの閉断面内に設けられたリインフォースメントが、上記２箇所の屈曲部に跨って配設されている。これにより、大幅な重量増加なしでフロントサイドメンバの軸力を増加させるようにしている。

特開２００２−３３７７２６号公報

上記のフロントサイドメンバは、第１屈曲部と第２屈曲部との間に、車両上下方向の幅寸法が拡大した拡幅部を有している。このような拡幅部が設けられることにより、フロントサイドメンバの衝突性能（前面衝突時における衝撃吸収性）や走行時の剛性が低下することが考えられる。この点、上記のメンバ構造では、上記のリインフォースメントによって拡幅部を補強することができる。しかしながら、上記のリインフォースメント（補強部材）は、フロントサイドメンバ（骨格部）の２箇所の屈曲部に跨る大型なものであり、拡幅部以外の箇所も補強するため、重量が増加してしまう。そのため、上記のような拡幅部を効率的に補強する観点で改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、拡幅部を有する骨格部を従来よりも効率的に補強することができる車両骨格構造を得ることを目的とする。

請求項１に記載の発明に係る車両骨格構造は、サイドメンバを含んで構成され、車両前後方向から見て閉断面形状を成しており、車両前後方向一側へ向かうほど前記閉断面を車両上下方向一側へ拡大させた拡幅部が、非拡幅部の車両前後方向一側に隣接して設けられた骨格部と、前記非拡幅部と前記拡幅部との境界に跨る状態で前記骨格部内に設けられ、車幅方向の両端部が前記骨格部に結合されると共に、前記拡幅部側において車両上下方向他側へ向けて湾曲又は屈曲した補強部材と、を備えている。

なお、請求項１に記載の「非拡幅部」には、上記閉断面の形状及び大きさが車両前後方向の各部において一定に設定されたものだけでなく、上記閉断面の形状及び大きさが部分的に若干変化したものが含まれる。また、請求項１に記載の「非拡幅部」には、車両前後方向に沿って直線的に延びるものだけでなく、車両前後方向に対して若干傾斜又は湾曲した部位を備えるものが含まれる。これらの点は、請求項６及び請求項７に記載の発明においても同様である。

請求項１に記載の発明では、車両前後方向から見て閉断面形状を成す骨格部は、非拡幅部の車両前後方向一側に隣接して設けられた拡幅部において、車両前後方向一側へ向かうほど上記閉断面が車両上下方向一側へ拡大している。このような骨格部は、非拡幅部と拡幅部との境界付近で剛性が局所的に低下するが、当該骨格部の閉断面部内には、上記境界に跨る状態で骨格部に結合された補強部材が設けられている。このように、剛性が局所的に低下する部位に補強部材が設けられているため、従来よりも小型な補強部材であっても補強効果を良好に確保することができる。しかも、この補強部材は、拡幅部側において、車両上下方向他側（すなわち上記閉断面が拡大された側とは反対側）へ向けて湾曲又は屈曲している。このように補強部材を湾曲又は屈曲させることにより、上記閉断面の拡大による剛性の低下を効果的に補うことができる。以上のことにより、拡幅部を有する骨格部を従来よりも効率的に補強することが可能になる。

請求項２に記載の発明に係る車両骨格構造は、請求項１において、前記補強部材は、前記骨格部内における車両上下方向一側に配置され、前記境界に跨る状態で車両前後方向に延びる第１補強部と、前記第１補強部における車両前後方向一側の端部から、車両前後方向一側かつ前記骨格部における車両上下方向の中央部側へ延びる第２補強部と、を有している。

請求項２に記載の発明では、補強部材の第１補強部が、骨格部内における車両上下方向一側に配置されており、非拡幅部と拡幅部との境界に跨る状態で車両前後方向に延びている。この第１補強部によって、骨格部に加わる長手方向の圧縮荷重（軸圧縮荷重）に対する上記境界付近の耐軸圧縮性を効果的に確保することができる。

また、この補強部材は、第１補強部の車両前後方向一側の端部から、車両前後方向一側かつ上記骨格部の車両上下方向中央部側へ延びる第２補強部を有している。このため、例えば骨格部に対して車幅方向の曲げ荷重が作用することにより、骨格部において車幅方向に対向し合う両壁部が、拡幅部の車両上下方向中央部付近で局部的に座屈しようとした際には、上記の第２補強部が上記座屈に対して抗力を付与する。それにより、上記座屈を防止又は抑制するための耐局部座屈性を効果的に確保することができる。

請求項３に記載の発明に係る車両骨格構造は、請求項２において、前記第１補強部は、前記第２補強部に比して、車両前後方向に沿った荷重に対する剛性が高く設定されている。

請求項３に記載の発明では、補強部材の第１補強部が上記のように構成されているので、前述した耐軸圧縮性をより効果的に確保することができる。

請求項４に記載の発明に係る車両骨格構造は、請求項２又は請求項３において、前記第２補強部は、前記第１補強部に比して、車幅方向に沿った荷重に対する剛性が高く設定されている。

請求項４に記載の発明では、補強部材の第２補強部が上記のように構成されているので、前述した耐局部座屈性をより効果的に確保することができる。

請求項５に記載の発明に係る車両骨格構造は、請求項２〜請求項４の何れか１項において、前記第１補強部は、車幅方向の中間部に設けられた中間結合部が、前記骨格部の車両上下方向一側の壁部に結合されることにより、車両前後方向から見て閉断面形状の閉断面形状部を、前記壁部との間に形成している。

請求項５に記載の発明では、補強部材において、骨格部の非拡幅部と拡幅部との境界に跨る第１補強部が、上記のような閉断面形状部を形成している。これにより、前述した耐軸圧縮性をより一層効果的に確保することができる。

請求項６に記載の発明に係る車両骨格構造は、互いに対向する一対の対向壁、及び前記一対の対向壁の両端部を連結した一対の連結壁を有することにより、長手方向から見て閉断面形状を成しており、前記長手方向の一側へ向かうほど前記閉断面を前記一対の対向壁の対向方向一側へ拡大させた拡幅部が、非拡幅部の前記長手方向一側に隣接して設けられた骨格部と、前記非拡幅部と前記拡幅部との境界に跨る状態で前記骨格部内に設けられ、前記一対の連結壁に結合されると共に、前記拡幅部側において前記対向方向他側へ向けて湾曲又は屈曲した補強部材と、を備えている。

請求項６に記載の発明では、骨格部が、互いに対向する一対の対向壁、及び前記一対の対向壁の両端部を連結した一対の連結壁を有しており、長手方向から見て閉断面形状を成している。この骨格部は、非拡幅部の長手方向一側に隣接して設けられた拡幅部において、長手方向一側へ向かうほど、上記閉断面が一対の対向壁の対向方向一側へ拡大している。このような骨格部は、非拡幅部と拡幅部との境界付近で剛性が局所的に低下するが、当該骨格部内には、上記境界に跨る状態で骨格部に結合された補強部材が設けられている。このように、剛性が局所的に低下する部位に補強部材が設けられているため、従来よりも小型な補強部材であっても補強効果を良好に確保することができる。しかも、この補強部材は、拡幅部側において、一対の対向壁の対向方向他側（すなわち上記閉断面が拡大された側とは反対側）へ向けて湾曲又は屈曲している。このように補強部材を湾曲又は屈曲させることにより、上記閉断面の拡大による剛性の低下を効果的に補うことができる。以上のことにより、拡幅部を有する骨格部を従来よりも効率的に補強することが可能になる。

請求項７に記載の発明は、互いに対向する一対の対向壁、及び前記一対の対向壁の両端部を連結した一対の連結壁を有することにより、長手方向から見て閉断面形状を成しており、前記長手方向の一側へ向かうほど前記閉断面を前記一対の対向壁の対向方向一側へ拡大させた拡幅部が、非拡幅部の前記長手方向一側に隣接して設けられた骨格部と、
前記非拡幅部と前記拡幅部との境界に跨る状態で前記骨格部内における前記対向方向他側に設けられ、前記一対の連結壁に結合されると共に、前記拡幅部側において前記対向方向一側へ向けて湾曲又は屈曲した補強部材と、を備えている。

請求項７に記載の発明では、骨格部が、互いに対向する一対の対向壁、及び前記一対の対向壁の両端部を連結した一対の連結壁を有しており、長手方向から見て閉断面形状を成している。この骨格部は、非拡幅部の長手方向一側に隣接して設けられた拡幅部において、長手方向一側へ向かうほど、上記閉断面が一対の対向壁の対向方向一側へ拡大している。このような骨格部は、非拡幅部と拡幅部との境界付近で剛性が局所的に低下するが、当該骨格部内には、上記境界に跨る状態で骨格部に結合された補強部材が設けられている。このように、剛性が局所的に低下する部位に補強部材が設けられているため、従来よりも小型な補強部材であっても補強効果を良好に確保することができる。しかも、この補強部材は、上記骨格部内において、一対の対向壁の対向方向他側（すなわち上記閉断面が拡大された側とは反対側）に設けられると共に、拡幅部側において、一対の対向壁の対向方向一側（すなわち上記閉断面が拡大された側）へ向けて湾曲又は屈曲している。このように補強部材を設けることにより、上記閉断面の拡大による剛性の低下を効果的に補うことができる。以上のことにより、拡幅部を有する骨格部を従来よりも効率的に補強することが可能になる。

以上説明したように、本発明に係る車両骨格構造では、拡幅部を有する骨格部を従来よりも効率的に補強することができる。

本発明の第１実施形態に係る車両骨格構造を示す側断面図であり、図２のＦ１−Ｆ１線に沿った切断面に対応する図である。 図１のＦ２−Ｆ２線に沿った切断面を縮小して示す縮小断面図である。 図１のＦ３−Ｆ３線に沿った切断面を拡大して示す拡大断面図である。 図１のＦ４−Ｆ４線に沿った切断面を拡大して示す拡大断面図である。 同車両骨格構造の構成部材であるリインフォースメントの斜視図である。 上側が同リインフォースメントの平面図であり、下側が同リインフォースメントの側面図である。 図６のＦ７Ａ−Ｆ７Ａ線に沿った切断面を示す断面図である。 図６のＦ７Ｂ−Ｆ７Ｂ線に沿った切断面を示す断面図である。 図６のＦ７Ｃ−Ｆ７Ｃ線に沿った切断面を示す断面図である。 リインフォースメントの第１変形例を示す図７Ｃに対応した断面図である。 上側がリインフォースメントの第２変形例を示す平面図であり、下側が同第２変形例を示す側面図である。 図９のＦ１０−Ｆ１０線に沿った切断面を示す断面図である。 リインフォースメントの第３変形例を含む周辺の構成を示す図３に対応した断面図である。 衝突模擬解析及び走行時右旋回模擬解析に用いたフロントサイドメンバの部分構造モデルを示す側面図である。 同部分構造モデルを示す平面図である。 上記各解析に用いた断面コの字型のリインフォースメント（比較例）を示す斜視図である。 上記各解析に用いた第２変形例タイプのリインフォースメントを示す斜視図である。 衝突模擬解析の結果を示し、比較例のリインフォースメントと第２変形例タイプのリインフォースメントとのエネルギ吸収量の比を示す棒グラフである。 走行時右旋回模擬解析の結果を示し、比較例のリインフォースメントと第２変形例タイプのリインフォースメントとの剛性比を示す棒グラフである。 本発明の第２実施形態に係る車両骨格構造の主要部の構成を示す図１に対応した側断面図である。

本発明の実施形態に係る車両骨格構造１０について、図１〜図１６に基づいて説明する。なお、各図に適宜記す矢印ＦＲ、矢印ＵＰ、矢印ＬＨは、車両前後方向の前方向（車両の進行方向）、車両上下方向の上方向、車両左右方向（車幅方向）の左方向をそれぞれ示している。以下、単に前後、左右、上下の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両左右方向の左右、車両上下方向の上下を示すものとする。

（構成）
図１〜図４に示されるように、本実施形態に係る車両骨格構造１０は、フロントサイドメンバ１２を含んで構成された骨格部１４と、補強部材としてのリインフォースメント１６とを備えている。フロントサイドメンバ１２は、車両前部の左右両側部の下部側にそれぞれ配設された骨格部材であり、各々が車両前後方向を長手方向として配置されている。なお、左右のフロントサイドメンバ１２は、左右対称に形成されている以外は同様の構成とされているため、図１〜図４では、車両左側のフロントサイドメンバ１２の図示を省略している。

図２に示されるように、フロントサイドメンバ１２は、ダッシュパネル１８よりも車両前方側で車両前後方向に延在したサイドメンバ前部１２Ｆを備えている。このサイドメンバ前部１２Ｆは、後端部がダッシュパネル１８に接合されている。このサイドメンバ前部１２Ｆの後端部からは、ダッシュパネル１８の下方側へ向けてキック部１２Ｋが延出されている。このキック部１２Ｋは、車両後方斜め下方へ向けて延びている。更にこのキック部１２Ｋの後端部からは、フロアパネル２４の下面に沿って車両後方へ延びるサイドメンバ後部１２Ｒが延出されている。このフロントサイドメンバ１２では、サイドメンバ前部１２Ｆとキック部１２Ｋとの間、及びキック部１２Ｋとサイドメンバ後部１２Ｒとの間にそれぞれ屈曲部２６、２８が形成されている。

図３及び図４に示されるように、上記のサイドメンバ前部１２Ｆは、例えば板金によって形成されたアウタパネル３０及びインナパネル３２によって構成されている。アウタパネル３０は、車幅方向内側へ向けて開口した断面ハット形状に形成されており、インナパネル３２は厚さ方向が車幅方向に沿った略平板状に形成されている。このインナパネル３２は、上下の端部がアウタパネル３０の上下のフランジ３０Ａ、３０Ｂに接合されている。これにより、サイドメンバ前部１２Ｆは、車両前後方向（長手方向）から見て矩形の閉断面形状を成している。

具体的には、サイドメンバ前部１２Ｆは、車両上下方向（長手方向に直交する第１直交方向）に沿って互いに対向した上壁部３４及び下壁部３６（一対の対向壁）と、該上壁部３４及び下壁部３６の車幅方向両端部を車両上下方向に連結した左壁部３８及び右壁部４０（一対の連結壁）とを備えている。左壁部３８及び右壁部４０は、車幅方向（長手方向及び第１直交方向に直交する第２直交方向）に沿って互いに対向している。

一方、図示は省略するが、キック部１２Ｋは、長手方向から見た断面形状が、車両上方側へ向けて開口した断面ハット形状を成しており、上端フランジ部がダッシュパネル１８に接合されている。それにより、キック部１２Ｋは、ダッシュパネル１８との間で閉断面を形成している。同様に、サイドメンバ後部１２Ｒは、長手方向から見た断面形状が、車両上方側へ向けて開口した断面ハット形状を成しており、上端フランジ部がフロアパネル２４に接合されている。それにより、サイドメンバ後部１２Ｒは、フロアパネル２４との間で閉断面を形成している。

上記のフロントサイドメンバ１２は、ダッシュパネル１８及びフロアパネル２４と共に骨格部１４を構成している。この骨格部１４は、車両前後方向に沿って延在しており、車両前後方向（長手方向）から見て矩形の閉断面形状を成す閉断面部４２を有している。この閉断面部４２は、ダッシュパネル１８よりも車両前方側の部位が、サイドメンバ前部１２Ｆの上壁部３４、下壁部３６、左壁部３８及び右壁部４０によって構成されている。また、この閉断面部４２は、サイドメンバ前部１２Ｆよりも車両後方側の部位（図１の破線Ａよりも車両後方側の部位）が、キック部１２Ｋ及びサイドメンバ後部１２Ｒと、ダッシュパネル１８及びフロアパネル２４とによって構成されている。

図１に示されるように、上記のサイドメンバ前部１２Ｆは、車両前方側の端部と、車両前後方向中央部よりも若干車両後方寄りに設定された拡幅境界Ｂとの間の部位が非拡幅部（非拡幅域）１２Ｆ１とされている。また、このサイドメンバ前部１２Ｆは、上記の拡幅境界Ｂよりも車両後方側の部位が拡幅部（拡幅域）１２Ｆ２とされている。この拡幅部１２Ｆ２は、非拡幅部１２Ｆ１の車両後方側（車両前後方向の一側）に隣接して（ここでは一体に連続して）設けられている。

非拡幅部１２Ｆ１においては、閉断面部４２の車両上下方向の幅寸法が車両前後方向の各部にわたって一定又は略一定に設定されている。それに対し、拡幅部１２Ｆ２においては、閉断面部４２が、車両後方側（車両前後方向の一側：骨格部１４の長手方向の一側）へ向かうほど、車両下方側（車両上下方向の一側：上壁部３４及び下壁部３６の対向方向一側）へ拡大されている。詳細には、この拡幅部１２Ｆ２においては、下壁部３６が車両後方側へ向かうほど上壁部３４から離間するように湾曲している。

図１〜図４に示されるように、上記のサイドメンバ前部１２Ｆ内（閉断面部４２内）には、リインフォースメント１６が配設されている。リインフォースメント１６は、例えば板金がプレス成形されることにより形成されたものであり、図５、図６、図７Ａ〜図７Ｃに示されるように、全体として長尺な略樋形状を成している。このリインフォースメント１６は、図１に示されるように、長手方向が略車両前後方向に沿い且つ前述した拡幅境界Ｂに跨る状態でサイドメンバ前部１２Ｆ内に配設されており、拡幅部１２Ｆ２側の部位が車両上方側（車両上下方向の他側：上壁部３４及び下壁部３６の対向方向他側）へ向けて屈曲している。

上記のリインフォースメント１６は、底壁４６と、該底壁４６の車幅方向両端部から車両上方側へ延びる左右の側壁４８、５０とを備えており、車両前後方向から見て車両上方側が開口した断面略Ｃ字状に形成されている。左側の側壁４８と底壁４６との間、及び右側の側壁５０と底壁４６との間には、それぞれリインフォースメント１６の長手方向に延びる稜線Ｓ１、Ｓ２が形成されている。左側の側壁４８は、サイドメンバ前部１２Ｆの左壁部３８に結合されており、右側の側壁５０は、サイドメンバ前部１２Ｆの右壁部４０に結合されている。これらの結合には、例えばスポット溶接等の手段を用いることができる。このリインフォースメント１６は、長手方向中間部に設定された屈曲部５２よりも車両前方側の部位が耐軸圧縮部１６Ａ（第１補強部）とされており、屈曲部５２よりも車両後方側の部位が耐局部座屈部１６Ｂ（第２補強部）とされている。

耐軸圧縮部１６Ａは、長手方向が車両前後方向に沿い且つ拡幅境界Ｂに跨る状態でサイドメンバ前部１２Ｆ内の下方側（車両上下方向一側）に配設されている。この耐軸圧縮部１６Ａにおいては、左右の側壁４８、５０の下部側が、下方側へ向かうほど互いに車幅方向に接近するように傾斜した傾斜部４８Ａ、５０Ａとされており、底壁４６における車幅方向の寸法が小さくなっている（図３及び図７Ａ参照）。これらの傾斜部４８Ａ、５０Ａは、サイドメンバ前部１２Ｆの左壁部３８及び右壁部４０に結合されておらず、左壁部３８及び右壁部４０から車幅方向に離間している。これらの傾斜部４８Ａ、５０Ａは、図５、図６及び図７Ｃに示されるように、耐軸圧縮部１６Ａの後端部において、車両後方側へ向かうほど徐々に小さくなるように形成されている。これらの傾斜部４８Ａ、５０Ａが設けられることにより、耐軸圧縮部１６Ａには、車両前後方向に延びる稜線Ｓ３、Ｓ４が追加されている。

また、耐軸圧縮部１６Ａにおいて、底壁４６の車幅方向寸法が小さくなった部位は、中間結合部４６Ａとされている。この中間結合部４６Ａは、サイドメンバ前部１２Ｆの下壁部３６（車両上下方向一側の壁部）にスポット溶接等の手段によって結合されている。これにより、耐軸圧縮部１６Ａと下壁部３６との間で閉断面部４２の下端部には、左右一対の閉断面形状部５４、５６が形成されている。これらの閉断面形状部５４、５６は、サイドメンバ前部１２Ｆの下端部に形成された左右の稜線Ｓ５、Ｓ６を各々が含んでおり、車両前後方向から見て三角形の閉断面形状を成している。これらの閉断面形状部５４、５６の内側には、車両前後方向から見て三角形の閉じられた空間が形成されている。

一方、耐局部座屈部１６Ｂは、サイドメンバ前部１２Ｆの拡幅部１２Ｆ２に配置されており、耐軸圧縮部１６Ａにおける車両後方側の端部（車両前後方向一側の端部）から、車両後方側かつ車両上方側（車両前後方向一側かつ車両上下方向他側）へ向けて延びている。詳細には、この耐局部座屈部１６Ｂは、車両後方側、かつサイドメンバ前部１２Ｆにおける車両上下方向の中央部（図１の一点鎖線Ｃ参照）側へ向けて延びている。この耐局部座屈部１６Ｂの後端部（上端部）は、ダッシュパネル１８から車両前方側に離間した位置において、サイドメンバ前部１２Ｆ内における車両上下方向中央部に位置している。

上記の耐局部座屈部１６Ｂにおいては、左右の側壁４８、５０が、耐軸圧縮部１６Ａにおける左右の傾斜部４８Ａ、５０Ａのような傾斜部を備えておらず、左右の側壁４８、５０が車両上下方向に延びている（図４及び図７Ｂ参照）。また、この耐局部座屈部１６Ｂにおいては、底壁４６が左右の側壁４８、５０の下端部間で車幅方向に平板状に延びており、耐軸圧縮部１６Ａにおける稜線Ｓ３、Ｓ４が省略されている。これにより、耐局部座屈部１６Ｂは、耐軸圧縮部１６Ａに比して、車幅方向の荷重に対する剛性が高く設定されている。換言すれば、耐軸圧縮部１６Ａは、耐局部座屈部１６Ｂに比して、車両前後方向の剛性が高く設定されている。

なお、耐軸圧縮部１６Ａ及び耐局部座屈部１６Ｂの剛性の設定方法は、本実施形態のように、稜線Ｓ３、Ｓ４の有無によるものに限らず、適宜変更することができる。例えば、リインフォースメント（補強部材）において、剛性を向上させたい部位の板厚を増加させる構成や、剛性を向上させたい方向に延びるビードやリブを設定する構成にしてもよく、種々の方法が適用可能である。

（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

上記構成の車両骨格構造１０では、車両前後方向から見て閉断面形状を成すサイドメンバ前部１２Ｆは、非拡幅部１２Ｆ１の車両後方側に隣接して設けられた拡幅部１２Ｆ２において、車両後方側へ向かうほど上記閉断面が車両下方側へ拡大している。このようなサイドメンバ前部１２Ｆは、非拡幅部１２Ｆ１と拡幅部１２Ｆ２との境界である拡幅境界Ｂの付近で剛性が局所的に低下するが、当該サイドメンバ前部１２Ｆ内には、拡幅境界Ｂに跨る状態でサイドメンバ前部１２Ｆに結合されたリインフォースメント１６が設けられている。このように、剛性が局所的に低下する部位（構造上の弱部）にリインフォースメント１６が設けられているため、従来よりも小型なリインフォースメント１６であっても補強効果を良好に確保することができる。

しかも、このリインフォースメント１６は、拡幅部１２Ｆ２側において、車両上方側（すなわち上記閉断面が拡大された側とは反対側）へ向けて屈曲している。このようにリインフォースメント１６を屈曲させることにより、上記閉断面の拡大による剛性の低下を効果的に補うことができる。以上のことにより、サイドメンバ前部１２Ｆ（骨格部１４）を効率的に補強することが可能になる。それにより、車両の前面衝突時における衝突安全性能及び通常走行時の剛性を効率的に確保することに寄与することができる。フロントサイドメンバ等に見られる強い軸圧縮と曲げ力を受ける部材へ、効果的な補強部材を提供する。

上記の効果について詳細に説明する。上記のようなサイドメンバ前部１２Ｆにおいては、性能上の役割として、非拡幅部１２Ｆ１には、前面衝突時における耐軸圧縮性が求められ、拡幅部１２Ｆ２には、車両の旋回時などに作用する曲げ荷重に対する耐局部座屈性が求められる。そして、拡幅境界Ｂの付近（遷移域：図１に矢印Ｅで示される範囲）には、特に高い耐軸圧縮性が要求される。この点、本実施形態では、上記の遷移域を含む領域にリインフォースメント１６が設けられているため、上記の高い耐軸圧縮性に対する要求に応じることができる。また、リインフォースメント１６において、拡幅部１２Ｆ２側に位置する部位が、サイドメンバ前部１２Ｆの拡幅方向（車両下方）とは反対側へ向けて屈曲しているため、上記の耐局部座屈性に対する要求にも応じることができる。

しかも、本実施形態では、リインフォースメント１６において、上記の遷移域に位置する耐軸圧縮部１６Ａが、サイドメンバ前部１２Ｆ内の車両下方側（サイドメンバ前部１２Ｆが拡幅された側）に配置されており、拡幅境界Ｂに跨る状態で車両前後方向に延びている。この耐軸圧縮部１６Ａによって、前面衝突時におけるサイドメンバ前部１２Ｆの耐軸圧縮性を効果的に確保することができる。

また、このリインフォースメント１６は、耐軸圧縮部１６Ａの車両後方側の端部から、車両後方側かつサイドメンバ前部１２Ｆの車両上下方向中央部Ｃ側へ延びる耐局部座屈部１６Ｂを有している。このため、車両の旋回時に、サイドメンバ前部１２Ｆに対して車幅方向の曲げ荷重が作用することにより、サイドメンバ前部１２Ｆの左壁部３８及び右壁部４０が、拡幅部１２Ｆ２の車両上下方向中央部Ｃ付近で局部的に座屈しようとした際（図４の二点鎖線参照）には、耐局部座屈部１６Ｂが上記座屈に対して抗力を付与する（突っ張り棒の様に機能する）。それにより、前述した耐局部座屈性を効果的に確保することができる。

さらに、本実施形態では、リインフォースメント１６の耐軸圧縮部１６Ａには、車両前後方向に延びる稜線Ｓ３、Ｓ４が追加されており、耐軸圧縮部１６Ａの底壁４６における車両前後方向から見た断面が多角形化されている。これにより、耐軸圧縮部１６Ａは、耐局部座屈部１６Ｂと比較して、車両前後方向に沿った荷重に対する剛性が高く設定されているため、上述の耐軸圧縮性を一層効果的に確保することができる。

また、本実施形態では、リインフォースメント１６の耐局部座屈部１６Ｂにおいては、上記の稜線Ｓ３、Ｓ４が省略されており、耐局部座屈部１６Ｂの底壁４６における車両前後方向から見た断面が非多角形化されている。これにより、耐局部座屈部１６Ｂは、耐軸圧縮部１６Ａと比較して、車幅方向に沿った荷重に対する剛性が高く設定されているため、上述の耐局部座屈性を一層効果的に確保することができる。

しかも、耐軸圧縮部１６Ａに稜線Ｓ２、Ｓ３を形成する一方、耐局部座屈部１６Ｂには、稜線Ｓ２、Ｓ３を形成しないことにより、上記のような剛性差を設定している。これにより、上記のような剛性差を備えたリインフォースメント１６を、極めて簡単な構成にすることができる。

また、本実施形態では、耐軸圧縮部１６Ａは、車幅方向の中間部に設けられた中間結合部４６Ａが、サイドメンバ前部１２Ｆの下壁部３６に結合されることにより、車両前後方向から見て閉断面形状を成す左右一対の閉断面形状部５４、５６が、サイドメンバ前部１２Ｆの下端部に形成されている。これにより、前述した耐軸圧縮性をより一層効果的に確保することができる。

（補強部材の変形例）
次に、図８〜図１１を用いて、補強部材（リインフォースメント）の変形例について説明する。なお、図８〜図１１では、上記実施形態と同様の構成については同符号を付与している。

図８に示されるリインフォースメント６０（第１変形例）は、前壁６２及び後壁６４が追加されている点が、リインフォースメント１６とは異なっている。前壁６２は、底壁４６、左壁４８及び右壁５０の各前端を連結しており、後壁６４は、底壁４６、左壁４８及び右壁５０の各後端を連結している。これらの前壁６２及び後壁６４は、底壁４６、左壁４８及び右壁５０に直交又は略直交している。これらの前壁６２及び後壁６４を追加することにより、リインフォースメント６０における車幅方向の剛性を向上させることができる。それにより、サイドメンバ前部１２Ｆの断面潰れ（図４の二点鎖線参照）を防止又は抑制する効果を向上させることができる。

図９に示されるリインフォースメント７０（第２変形例）は、耐局部座屈部７２が車幅方向から見て車両下方側かつ車両後方側へ凸を成すように湾曲している点が、リインフォースメント１６とは異なっている。この耐局部座屈部７２においては、図１０に示されるように、底壁４６が車幅方向から見て車両下方側かつ車両後方側へ凸を成すように湾曲している。これにより、リインフォースメント７０における車幅方向の剛性を向上させることができる。それにより、前述の断面潰れを防止又は抑制する効果を向上させることができる。

図１１に示されるリインフォースメント８０（第３変形例）は、リインフォースメント１６において側壁部４８、５０に設けられた傾斜部４８Ａ、４８Ｂのうちの一方（ここでは傾斜部４８Ｂ）が、耐軸圧縮部８２において省略されている点が、リインフォースメント１６とは異なっている。このリインフォースメント８０においても、サイドメンバ前部１２Ｆとの間に閉断面形状部５４を形成することができるので、耐軸圧縮性の確保に寄与することができる。

（効果の検証）
次に、本発明の効果について検証する。

本願の発明者は、本発明の効果の検証のために、図１２及び図１３に示されるフロントサイドメンバの部分構造モデル９０を用いて、（１）衝突模擬解析、及び（２）走行時右旋回模擬解析を実施した。これらの解析には、図１４に示される、前記第２変形例タイプのリインフォースメント７０を用いた。また、比較例として、図１５に示される断面コの字型のリインフォースメント１００（補強部材）を用いて同様の解析を実施した。

なお、図１２及び図１３では、部分構造モデル９０において、前記実施形態と同様の構成には、前記実施形態と同符号を付与している。また、図１５では、リインフォースメント１００において、リインフォースメント７０と同様の構成には、リインフォースメント７０と同符号を付与している。このリインフォースメント１００は、耐局部座屈部１０２が耐局部座屈部７２とは逆向きに湾曲している点、及び、傾斜部４８Ａ、５０Ｂ（稜線Ｓ３、Ｓ４）が省略されている点が、リインフォースメント７０とは異なっている。

リインフォースメント７０、１００においては、図１４、図１５に示される長さ寸法Ｌ１、Ｌ２、幅寸法Ｗ１、及び高さ寸法Ｈ１を、それぞれ６０ミリメートルに設定した。また、リインフォースメント７０においては、図１４に示される幅寸法Ｗ２、及び高さ寸法Ｈ２を、それぞれ２０ミリメートルに設定し、図１４に示される角度θを、４５度に設定した。また、リインフォースメント７０、１００の板厚は、１．２ミリメートルに設定されており、リインフォースメント７０、１００の重量は、約１６０グラムに設定されている。

上記各解析においては、リインフォースメント７０、１００を、部分構造モデル９０におけるサイドメンバ前部１２Ｆ内に、それぞれ個別に（単独で）配設した。この配設方法は、前記実施形態と同様である。また、上記（１）の衝突模擬解析においては、図１２及び図１３のＰ１点に、車両後方への１５０ミリメートルの強制変位を付与した。また、上記（２）の走行時右旋回模擬解析では、図１２及び図１３のＰ２点に、車幅方向外方（ここでは車両右方）への５ミリメートルの強制変位を付与した。

図１６には、上記（１）の衝突模擬解析によって得られた、リインフォースメント１００とリインフォースメント７０とのエネルギ吸収量の比（ＥＡ比）が、棒グラフによって示されている。この解析により、リインフォースメント７０では、リインフォースメント１００と比較して、エネルギ吸収量が約５％増加することが確認された。

また、図１７には、上記（２）の走行時右旋回模擬解析によって得られた、リインフォースメント１００とリインフォースメント７０との剛性比が、棒グラフによって示されている。この解析により、リインフォースメント７０では、リインフォースメント１００と比較して、剛性が約３％増加することが確認された。

以上により、小型軽量なリインフォースメント７０によって、前面衝突時の衝突性能と走行時の剛性とを、効果的に向上させることができることが確認された。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、前記第１実施形態と基本的に同様の構成及び作用については、前記第１実施形態と同符号を付与し、その説明を省略する。

図１８には、本発明の第２の実施形態に係る車両前部構造１１０の主要部の構成が図１に対応した側断面図にて示されている。この実施形態では、リインフォースメント１６は、長手方向が車両前後方向に沿い且つ拡幅境界Ｂに跨る状態でサイドメンバ前部１２Ｆ内の車両上方側（車両上下方向他側：上壁部３４及び下壁部３６の対向方向他側）に配設されている。また、このリインフォースメント１６は、拡幅部１２Ｆ２側の部位が車両下方側（車両上下方向の一側：上壁部３４及び下壁部３６の対向方向一側）へ向けて屈曲している。上記以外の構成は、前記第１実施形態と基本的に同様である。

この実施形態においても、剛性が局所的に低下する部位にリインフォースメント１６が設けられているため、従来よりも小型なリインフォースメント１６であっても補強効果を良好に確保することができる。しかも、このリインフォースメント１６は、サイドメンバ前部１２Ｆ内の車両上方側（すなわちサイドメンバ前部１２Ｆの閉断面が拡大された側とは反対側）に設けられると共に、拡幅部１２Ｆ２側において、車両下方側（すなわちサイドメンバ前部１２Ｆの閉断面が拡大された側）へ向けて屈曲している。このようにリインフォースメント１６を配設することにより、上記閉断面の拡大による剛性の低下を効果的に補うことができ、前記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

＜実施形態の補足説明＞
前記各実施形態では、リインフォースメント１６、６０、７０（補強部材）が、サイドメンバ前部１２Ｆの拡幅境界Ｂに跨って設けられた構成にしたが、本発明はこれに限らず、補強部材が、サイドメンバ後部１２Ｒの拡幅境界（屈曲部２８の付近）に設けられた構成にしてもよい。

また、前記各実施形態では、骨格部１４がフロントサイドメンバ１２を含んで構成された場合について説明したが、本発明はこれに限らず、骨格部がリヤサイドメンバを含んで構成されている場合にも本発明を適用することができる。また、請求項６に係る発明は、骨格部がサイドメンバを含まない場合にも適用可能であり、軸圧縮及び曲げ負荷を受ける薄肉中空柱状の骨格部に対する補強構造として有効である。例えば、クロスメンバを含んで構成された骨格部に対して請求項６に係る発明を適用してもよい。

また、前記各実施形態では、リインフォースメント１６における耐軸圧縮部１６Ａと耐軸圧縮部１６Ｂとの境界と、サイドメンバ前部１２Ｆの拡幅境界Ｂとが、車両前後方向にずれた構成にしたが、本発明はこれに限るものではない。耐軸圧縮部１６Ａと耐軸圧縮部１６Ｂとの境界と、サイドメンバ前部１２Ｆの拡幅境界Ｂとが、車両前後方向において同じ位置に設定された構成にしてもよい。

また、前記各実施形態では、骨格部１４の閉断面部４２が車両前後方向（長手方向）から見て矩形状に形成された構成にしたが、本発明はこれに限るものではない。車両前後方向（長手方向）から見た骨格部の閉断面形状は、六角形や八角形などの多角形状や、多角形の一部に凹部や凸部などが設けられた異形形状であってもよく、適宜変更可能である。

その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が前記実施形態に限定されないことは勿論である。

１０ 車両骨格構造
１２ フロントサイドメンバ
１２Ｆ１ 非拡幅部
１２Ｆ２ 拡幅部
１４ 骨格部
１６ リインフォースメント
１６Ａ 耐軸圧縮部（第１補強部）
１６Ｂ 耐局部座屈部（第２補強部）
３４ 上壁部（対向壁）
３６ 下壁部（対向壁）
３８ 左壁部（連結壁）
４０ 右壁部（連結壁）
４６Ａ 中間結合部
５４、５６ 閉断面形状部
６０ リインフォースメント
７０ リインフォースメント
７２ 耐局部座屈部
８０ リインフォースメント
１１０ 車両骨格構造

Claims (7)

1. サイドメンバを含んで構成され、車両前後方向から見て閉断面形状を成しており、車両前後方向一側へ向かうほど前記閉断面を車両上下方向一側へ拡大させた拡幅部が、非拡幅部の車両前後方向一側に隣接して設けられた骨格部と、
   前記非拡幅部と前記拡幅部との境界に跨る状態で前記骨格部内に設けられ、車幅方向の両端部が前記骨格部に結合されると共に、前記拡幅部側において車両上下方向他側へ向けて湾曲又は屈曲した補強部材と、
   を備えた車両骨格構造。
2. 前記補強部材は、
   前記骨格部内における車両上下方向一側に配置され、前記境界に跨る状態で車両前後方向に延びる第１補強部と、
   前記第１補強部における車両前後方向一側の端部から、車両前後方向一側かつ前記骨格部における車両上下方向の中央部側へ延びる第２補強部と、
   を有する請求項１に記載の車両骨格構造。
3. 前記第１補強部は、前記第２補強部に比して、車両前後方向に沿った荷重に対する剛性が高く設定されている請求項２に記載の車両骨格構造。
4. 前記第２補強部は、前記第１補強部に比して、車幅方向に沿った荷重に対する剛性が高く設定されている請求項２又は請求項３に記載の車両骨格構造。
5. 前記第１補強部は、車幅方向の中間部に設けられた中間結合部が、前記骨格部の車両上下方向一側の壁部に結合されることにより、車両前後方向から見て閉断面形状の閉断面形状部を、前記壁部との間に形成している請求項２〜請求項４の何れか１項に記載の車両骨格構造。
6. 互いに対向する一対の対向壁、及び前記一対の対向壁の両端部を連結した一対の連結壁を有することにより、長手方向から見て閉断面形状を成しており、前記長手方向の一側へ向かうほど前記閉断面を前記一対の対向壁の対向方向一側へ拡大させた拡幅部が、非拡幅部の前記長手方向一側に隣接して設けられた骨格部と、
   前記非拡幅部と前記拡幅部との境界に跨る状態で前記骨格部内に設けられ、前記一対の連結壁に結合されると共に、前記拡幅部側において前記対向方向他側へ向けて湾曲又は屈曲した補強部材と、
   を備えた車両骨格構造。
7. 互いに対向する一対の対向壁、及び前記一対の対向壁の両端部を連結した一対の連結壁を有することにより、長手方向から見て閉断面形状を成しており、前記長手方向の一側へ向かうほど前記閉断面を前記一対の対向壁の対向方向一側へ拡大させた拡幅部が、非拡幅部の前記長手方向一側に隣接して設けられた骨格部と、
   前記非拡幅部と前記拡幅部との境界に跨る状態で前記骨格部内における前記対向方向他側に設けられ、前記一対の連結壁に結合されると共に、前記拡幅部側において前記対向方向一側へ向けて湾曲又は屈曲した補強部材と、
   を備えた車両骨格構造。

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