JP2002356179A

JP2002356179A - 自動車の車体前部構造

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Publication number: JP2002356179A
Application number: JP2001165299A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Miyasaka; 浩行宮坂
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-05-31
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2002-12-10
Anticipated expiration: 2021-05-31
Also published as: JP3861622B2

Abstract

(57)【要約】【課題】前面衝突時におけるサイドメンバの前端部分
での潰れ残りの回避を図る。【解決手段】車両が前面衝突すると、ファーストクロ
スメンバ６のサブフレーム１１を結合した高剛性部９が
サイドメンバ１との結合部よりも車幅方向内側にオフセ
ットしているため、該高剛性部９がサイドメンバ１の軸
線上で潰れ残ることがなく、易変形部１３の変形作用に
よりファーストクロスメンバ６の閉断面内のクラッシュ
ボックス７をサイドメンバ１の延長上で座屈変形させる
と共に、サイドメンバ１の軸方向の座屈変形を安定的に
行わせることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車の車体前部構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の車体前部構造の中には、例えば
特開２０００−１６３２７号公報に示されているよう
に、サスペンションリンクおよび又はパワーユニットの
下部を支持するサブフレームの前端部を、サイドメンバ
の前端部下面に結合したものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】サイドメンバは周知の
ように閉断面に形成され、フロントコンパートメントの
車幅方向両側部に前後方向に配設されて、車両の前面衝
突時には前後方向に潰れ変形して衝突エネルギーを吸収
する主要なエネルギー吸収部材であるが、前述のように
その前端部にサブフレームの前端部を結合してあること
によって、該サイドメンバの前端部に高剛性部が形成さ
れ、このため、サイドメンバの軸圧潰時に該高剛性部が
潰れ残りとなってこの部分で十分なエネルギー吸収や荷
重分散が行われなくなる可能性がある。

【０００４】そこで、本発明はサイドメンバの前端部分
に潰れ残りを生じることがなく軸圧潰を良好に行わせて
エネルギー吸収効率を高めることができる自動車の車体
前部構造を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明にあって
は、フロントコンパートメントの車幅方向両側部に配設
されて車体前後方向に延在する閉断面構造のサイドメン
バと、これら左右のサイドメンバの前端に跨って結合さ
れて車幅方向に延在する閉断面構造のファーストクロス
メンバとを備えた自動車の車体前部構造において、前記
ファーストクロスメンバの閉断面内に、前記サイドメン
バ前端の略延長上にエネルギー吸収部材を配設すると共
に、該ファーストクロスメンバの前記サイドメンバ前端
との結合部よりも車幅方向内側にオフセットした位置に
他の車体部品を結合する高剛性部を設定し、かつ、該フ
ァーストクロスメンバのサイドメンバ前端との結合部
と、前記高剛性部との間に易変形部を設けたことを特徴
としている。

【０００６】請求項２の発明にあっては、請求項１に記
載の自動車の車体前部構造であって、前記サイドメンバ
前端とファーストクロスメンバとの結合部に、高剛性プ
レートを介装したことを特徴としている。

【０００７】請求項３の発明にあっては、請求項１，２
に記載の自動車の車体前部構造であって、前記エネルギ
ー吸収部材をサイドメンバよりも座屈強度を低くしたこ
とを特徴としている。

【０００８】請求項４の発明にあっては、請求項１〜３
に記載の自動車の車体前部構造であって、前記ファース
トクロスメンバの高剛性部を、該ファーストクロスメン
バの上，下壁に形成したことを特徴としている。

【０００９】請求項５の発明にあっては、請求項１〜４
に記載の自動車の車体構造であって、前記ファーストク
ロスメンバ前壁のサイドメンバとの結合部の前方の壁面
位置を、高剛性部を設定した部分の壁面位置よりも後方
にオフセットして設定したことを特徴としている。

【００１０】請求項６の発明にあっては、請求項１〜４
に記載の自動車の車体前部構造であって、前記ファース
トクロスメンバのサイドメンバ前端を結合した部位の閉
断面前後幅を、高剛性部を設定した部位の閉断面前後幅
よりも小さく設定したことを特徴としている。

【００１１】請求項７の発明にあっては、請求項１〜６
に記載の自動車の車体前部構造であって、前記サイドメ
ンバの後側部を、部分的に形成した複数のブラケット部
でのみストラットハウジングに接合したことを特徴とし
ている。

【００１２】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、車両が
前面衝突すると、サイドメンバ前端の略延長上に配設し
たファーストクロスメンバ閉断面内のエネルギー吸収部
材から効率的にサイドメンバへの荷重伝達が行われて圧
潰反力が発生し、この圧潰反力により前記エネルギー吸
収部材が圧潰変形（座屈変形）するが、この際、ファー
ストクロスメンバのサイドメンバ前端との結合部と、そ
れよりも車幅方向内側の高剛性部との間に設けた易変形
部が変形するため、前記エネルギー吸収部材の座屈変形
がこの高剛性部の影響を受けることがなく、該エネルギ
ー吸収部材の軸方向の座屈変形がスムーズに行われると
共に、このエネルギー吸収部材の軸方向の座屈変形に続
いてサイドメンバが軸方向に座屈変形し、これらエネル
ギー吸収部材とサイドメンバの各軸方向の座屈変形によ
りエネルギー吸収が行われる。

【００１３】しかも、前述のようにファーストクロスメ
ンバの高剛性部はサイドメンバの軸線よりも車幅方向内
側に存在しているため、該高剛性部がサイドメンバの軸
線上で潰れ残ることがなく、サイドメンバの潰れストロ
ークを拡大することができる。

【００１４】この結果、前記エネルギー吸収部材による
エネルギー吸収効果と相俟ってエネルギー吸収量を高め
ることができる。

【００１５】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の発明の効果に加えて、ファーストクロスメンバとサイ
ドメンバ前端との結合部に介装した高剛性プレートの存
在により、エネルギー吸収部材の座屈変形が高剛性プレ
ートで留められて該エネルギー吸収部材の座屈変形作用
がサイドメンバの前端部に波及するのが阻止されるた
め、サイドメンバを前端部から安定した潰れモードで軸
方向に座屈変形させることができる。

【００１６】請求項３に記載の発明によれば、請求項
１，２の発明の効果に加えて、エネルギー吸収部材はサ
イドメンバよりも座屈強度が低く設定されているため、
エネルギー吸収部材からサイドメンバへと座屈変形が荷
重作用方向から順序よく行われ、エネルギー吸収部材を
確実に座屈変形させることができると共に、サイドメン
バを前端側からより安定した潰れモードで座屈変形させ
ることができて、効率的なエネルギー吸収を行わせるこ
とができる。

【００１７】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
〜３の発明の効果に加えて、ファーストクロスメンバの
高剛性部を該ファーストクロスメンバの上，下壁に設け
てあって、易変形部によるサイドメンバ前端を結合した
ファーストクロスメンバ後壁の変形が該高剛性部の影響
を受けることがなく、従って、エネルギー吸収部材の軸
方向の座屈変形をより適切に行わせることができる。

【００１８】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
〜４の発明の効果に加えて、車両の前面衝突時にファー
ストクロスメンバの高剛性部を設定した部位がサイドメ
ンバ結合部の前方延長上の部位よりも先に衝突物と接触
するため、易変形部に直ちに変形荷重を作用させて変形
させることができ、エネルギー吸収部材の軸方向の座屈
変形をより安定的に行わせることができる。

【００１９】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
〜４の発明の効果に加えて、車両の前面衝突時にファー
ストクロスメンバの前面が、高剛性部を設定した部位と
サイドメンバ結合部の前方延長上の部位とが衝突物に対
して同時に接触した場合に、易変形部に直ちに変形荷重
を作用させて変形させることができ、エネルギー吸収部
材の軸方向の座屈変形をより安定的に行わせることがで
きる。

【００２０】請求項７に記載の発明によれば、サイドメ
ンバの後側部をストラットハウジングに対して複数のブ
ラケット部でのみ接合して、接合ケ所を必要最小限に抑
えることができるため、ストラットハウジングとの接合
によりサイドメンバ後側部が高剛性となることによる変
形モードへの悪影響を少なくできて、サイドメンバを前
端から後側部にまで安定した潰れモードで座屈変形させ
てエネルギー吸収効果を高めることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面と
共に詳述する。

【００２２】図１，２において、１はフロントコンパー
トメントＦ・Ｃの車幅方向両側部に配設されて車体前後
方向に延在するサイドメンバを示す。

【００２３】このサイドメンバ１はフロントコンパート
メントＦ・Ｃの前面衝突時における主要なエネルギー吸
収部材を成すもので、本実施形態にあってＬ字状に形成
したアウタパネル１ａとインナパネル１ｂとを突き合わ
せてフランジ接合して４角形の閉断面に形成してあると
共に、前端から後端に至るにしたがって径大となるテー
パ状としてある。

【００２４】また、このサイドメンバ１の前端部には、
４角形の各角部に前後方向に亘って複数のビード２を設
けて、車両の前面衝突時における軸方向の座屈変形を誘
起し得るようにしてある。

【００２５】これらサイドメンバ１の前後部には接続プ
レート３を介してエクステンションメンバ４を接合連結
してあり、該エクステンションメンバ４をダッシュパネ
ル５の前面から下面に廻り込んで接合固定してある。

【００２６】また、左右のサイドメンバ１，１はそれら
の前端において車幅方向に延在するファーストクロスメ
ンバ６で結合してある。

【００２７】このファーストクロスメンバ６はＬ字状に
形成したフロントパネル６ａとリヤパネル６ｂとを突き
合わせてフランジ接合して４角形の閉断面に形成してあ
る。

【００２８】ファーストクロスメンバ６の閉断面内に
は、前記サイドメンバ１の前端の略延長上にエネルギー
吸収部材７を配設してある。

【００２９】本実施形態ではこのエネルギー吸収部材７
を金属プレートにより裁頭４角錐のクラッシュボックス
として形成してあり、該クラッシュボックス７をサイド
メンバ１の略軸線上に揃えてファーストクロスメンバ６
の前，後壁に跨って固設してある。

【００３０】このクラッシュボックス７はサイドメンバ
１よりもその前後方向の座屈強度を低く設定してある。

【００３１】また、サイドメンバ１の前端はファースト
クロスメンバ６の後壁に突き合わせて接合固定される
が、該サイドメンバ１の前端にはこれらサイドメンバ
１，ファーストクロスメンバ６よりも剛性の高い金属材
料からなる高剛性プレート８を予め接合配置して閉断面
を閉塞してあり、該高剛性プレート８を介してファース
トクロスメンバ６の後壁に重合して接合固定してある。

【００３２】一方、ファーストクロスメンバ６には、前
記サイドメンバ１前端との結合部よりも車幅方向内側に
オフセットした位置に高剛性部９を設けてあり、ファー
ストクロスメンバ６の下壁側において該高剛性部９に他
の車体部品としてのサブフレーム１１の前端部をボルト
・ナット１２により締結固定し、該サブフレーム１１の
後端部を前記サイドメンバ１のエクステンションメンバ
４に同じくボルト・ナット１２により締結固定してあ
る。

【００３３】また、ファーストクロスメンバ６には、前
記サイドメンバ１前端との結合部と、前記高剛性部９と
の間に、後壁に複数の縦方向のビード１３ａを設けて易
変形部１３を形成してある。

【００３４】前記高剛性部９はサブフレーム１１の前端
部を固定するボルト・ナット１２の締結剛性を確保し得
るようにブロック状に構成されるが、前述のようにファ
ーストクロスメンバ６の後壁には易変形部１３を形成す
るため、該高剛性部９はファーストクロスメンバ６の
上，下壁に亘って設けて後壁にはこの高剛性部９による
易変形部１３の変形作用に影響を及ぼさないようにする
ことが望ましい。

【００３５】また、本実施形態にあってはファーストク
ロスメンバ６の左右両側端部で前壁を後方に向けて湾曲
成形して、ファーストクロスメンバ６の前壁のサイドメ
ンバ１との結合部前方の壁面位置が、高剛性部９を設定
した部分の壁面位置よりも後方にオフセットするように
してある。

【００３６】他方、サイドメンバ１の後側部は、通常、
フランジを介してストラットハウジング１４の下端の略
全域で接合されるが、本実施形態にあっては該サイドメ
ンバ１の後側部に図３に示すように前後複数のブラケッ
ト部１５を突設して、該ブラケット部１５の部分でのみ
ストラットハウジング１４に接合固定してある。

【００３７】以上の実施形態の構造によれば、図４〜７
に示すように車両が衝突物２０に前面衝突すると、サイ
ドメンバ１前端の略延長上に配設したファーストクロス
メンバ６の閉断面内のクラッシュボックス７から効率的
にサイドメンバ１の軸方向への荷重伝達が行われて圧潰
反力が発生し、この圧潰反力により前記クラッシュボッ
クス７が軸方向に座屈変形するが、この際、ファースト
クロスメンバ６の後壁のサイドメンバ１前端との結合部
と、それよりも車幅方向内側の高剛性部９との間に設け
た易変形部１３を構成する縦方向のビード１３ａが車幅
方向に伸び変形するため、前記クラッシュボックス７の
座屈変形がこの高剛性部９の影響を受けることがなく、
該クラッシュボックス７の軸方向の座屈変形がスムーズ
に行われる。

【００３８】このクラッシュボックス７の軸方向の座屈
変形に続いてサイドメンバ１が軸方向に変形し、これら
クラッシュボックス７とサイドメンバ１の各軸方向の座
屈変形によってエネルギー吸収が行われる。

【００３９】しかも、前述のようにファーストクロスメ
ンバ６の高剛性部はサイドメンバ１の軸線よりも車幅方
向内側に存在しているため、該高剛性部９がサイドメン
バ１の軸線上で潰れ残ることがなく、サイドメンバ１の
潰れストロークを拡大することができる。

【００４０】そして、サイドメンバ１の前端部の潰れ変
形の進行と共に、図８に示すように高剛性部９に結合し
たサブフレーム１１が衝突荷重Ｆによって曲げ変形す
る。

【００４１】この結果、前記クラッシュボックス７によ
るエネルギー吸収作用、およびサイドメンバ１の潰れス
トロークの増大と相俟ってエネルギー吸収量を高めるこ
とができる。

【００４２】ここで、前記衝突物２０との前面衝突の際
に、図５に示すようにファーストクロスメンバ６の前面
の高剛性部９を設定した部位のＡ点が、サイドメンバ１
との結合部の前方延長上の部位のＢ点よりも先に衝突物
２０と接触するため、前記ビード１３ａにはモーメント
Ｍが発生して該ビード１３ａに直ちに変形荷重を作用さ
せて変形させることができるため、図６に示すように前
記クラッシュボックス７の軸方向の座屈変形を安定して
行わせることができる。

【００４３】特に、前述のように高剛性部９をファース
トクロスメンバ６の上，下壁に設けるようにすれば、後
壁に設けたこのビード１３ａの変形が該高剛性部９の剛
性影響を受けないため、該ビード１３ａの変形がスムー
ズに行われて前記クラッシュボックス７の軸方向の座屈
変形をより安定的に行わせることができる。

【００４４】一方、前記クラッシュボックス７はサイド
メンバ１よりも座屈強度が低く設定されているため、図
６，７に示すようにクラッシュボックス７からサイドメ
ンバ１へと座屈変形が荷重作用方向から順序よく行わ
れ、クラッシュボックス７を確実に座屈変形させること
ができる。

【００４５】この時、サイドメンバ１の前端とファース
トクロスメンバ６の後壁との結合部には高剛性プレート
８を介装してあるため、このクラッシュボックス７の座
屈変形が該高剛性プレート８で留められて、該クラッシ
ュボックス７の座屈変形作用がサイドメンバ１の前端部
に波及するのが阻止され、この結果、座屈変形がクラッ
シュボックス７から順序よく行われることと相俟って、
サイドメンバ１を前端から安定した潰れモードで軸方向
に座屈変形させることができて効率的なエネルギー吸収
を行わせることができる。

【００４６】そして、サイドメンバ１の軸方向の座屈変
形が後側部へ進行した場合、このサイドメンバ１の後側
部はフロントコンパートメントＦ・Ｃの骨格メンバの１
つであるストラットハウジング１４に対して複数のブラ
ケット部１５でのみ接合して、接合ケ所を必要最小限に
抑えてあるため、該ストラットハウジング１４との接合
によりサイドメンバ１の後側部が高剛性となることによ
る変形モードへの悪影響を少なくできて、該サイドメン
バ１を前端から後側部にまで安定した潰れモードで座屈
変形させてエネルギー吸収効果を高めることができる。

【００４７】前記実施形態ではファーストクロスメンバ
６の易変形部１３を縦方向のビード１３ａで構成してい
るが、図９に示す第２実施形態のように所要の引張荷重
で車幅方向に破断するようにノッチ等を設けた脆弱部と
して構成するようにしてもよい。

【００４８】図１０は本発明の第３実施形態を示すもの
で、本実施形態にあってはファーストクロスメンバ６の
前壁は車幅方向に直線状に形成して、サイドメンバ１前
端を結合した部位の閉断面前後幅Ｌ₂を、高剛性部９を
設定した部位の閉断面前後幅Ｌ₁よりも小さく設定（Ｌ
₂＜Ｌ₁）してある。

【００４９】従って、この第３実施形態の場合、衝突物
２０と前面衝突するとファーストクロスメンバ６の前面
の高剛性部９を設定した部位のＡ点と、サイドメンバ１
との結合部の前方延長上の部位のＢ点とが衝突部２０に
対して同時に接触するようになるが、前記閉断面前後幅
Ｌ₁，Ｌ₂の差分によって易変形部１３に直ちに曲げ変
形モーメントを発生させて該易変形部１３を変形させ、
前記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す分解斜視図。

【図２】本発明の第１実施形態の組立状態を示す側面
図。

【図３】本発明の第１実施形態におけるストラットハウ
ジングとの接合状態を示す側面図。

【図４】本発明の第１実施形態の前面衝突時の作用を説
明する図２のＡ−Ａ線に沿う断面説明図。

【図５】本発明の第１実施形態の前面衝突時の作用を説
明する図４と同様の断面説明図。

【図６】本発明の第１実施形態の前面衝突時の作用を説
明する図４と同様の断面説明図。

【図７】本発明の第１実施形態の前面衝突時の作用を説
明する図４と同様の断面説明図。

【図８】本発明の第１実施形態の前面衝突時におけるサ
イドメンバとサブフレームの変形状態を示す側面説明
図。

【図９】本発明の第２実施形態を示す図５と同様の断面
説明図。

【図１０】本発明の第３実施形態を示す図４と同様の断
面説明図。

【符号の説明】

Ｆ・Ｃフロントコンパートメント１サイドメンバ６ファーストクロスメンバ７クラッシュボックス（エネルギー吸収部材）８高剛性プレート９高剛性部１１サブフレーム（他の車体部品）１３易変形部１４ストラットハウジング１５ブラケット部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フロントコンパートメントの車幅方向両
側部に配設されて車体前後方向に延在する閉断面構造の
サイドメンバと、これら左右のサイドメンバの前端に跨
って結合されて車幅方向に延在する閉断面構造のファー
ストクロスメンバとを備えた自動車の車体前部構造にお
いて、前記ファーストクロスメンバの閉断面内に、前記サイド
メンバ前端の略延長上にエネルギー吸収部材を配設する
と共に、該ファーストクロスメンバの前記サイドメンバ前端との
結合部よりも車幅方向内側にオフセットした位置に他の
車体部品を結合する高剛性部を設定し、かつ、該ファーストクロスメンバのサイドメンバ前端と
の結合部と、前記高剛性部との間に易変形部を設けたこ
とを特徴とする自動車の車体前部構造。
【請求項２】サイドメンバ前端とファーストクロスメ
ンバとの結合部に、高剛性プレートを介装したことを特
徴とする請求項１に記載の自動車の車体前部構造。
【請求項３】エネルギー吸収部材をサイドメンバより
も座屈強度を低くしたことを特徴とする請求項１，２に
記載の自動車の車体前部構造。
【請求項４】ファーストクロスメンバの高剛性部を、
該ファーストクロスメンバの上，下壁に形成したことを
特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の自動車の車体
前部構造。
【請求項５】ファーストクロスメンバ前壁のサイドメ
ンバとの結合部の前方の壁面位置を、高剛性部を設定し
た部分の壁面位置よりも後方にオフセットして設定した
ことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の自動車
の車体前部構造。
【請求項６】ファーストクロスメンバのサイドメンバ
前端を結合した部位の閉断面前後幅を、高剛性部を設定
した部位の閉断面前後幅よりも小さく設定したことを特
徴とする請求項１〜４の何れかに記載の自動車の車体前
部構造。
【請求項７】サイドメンバの後側部を、部分的に形成
した複数のブラケット部でのみストラットハウジングに
接合したことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載
の自動車の車体前部構造。