JP2005219610A

JP2005219610A - フロントサイドメンバ構造

Info

Publication number: JP2005219610A
Application number: JP2004029280A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Namiiri; 厚波入
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2024-02-05
Also published as: JP3873980B2

Abstract

【課題】簡単なリブ壁構造によりフロント部とエクステンション部との連設部分の剛性を高められるフロントサイドメンバ構造の提供を図る。
【解決手段】前面衝突時にフロントサイドメンバ１のフロント部１Ａがエクステンション部１Ｂとの連設部分を基点に上方への回転モーメントＭｆを受けると、ロア部材１２のアウトリガー部１２Ｃの車幅方向リブ壁１４がアッパ部材１１のアッパ側前後方向リブ壁１５に接触して、入力荷重をエクステンション部１Ｂおよびアウトリガー部１Ｃへ分散伝達して、他の車体骨格メンバへ分散負担させることができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、自動車のフロントコンパートメントの車幅方向両側部に車体前後方向に延在配置されて、車体フロント部における前後方向骨格部材として機能するフロントサイドメンバの構造に関する。

フロントサイドメンバは、車両の前面衝突時における主要なエネルギー吸収部材であり、近年、車体の軽量化を目的として、該フロントサイドメンバをアルミ合金等の軽量金属材料で構成することが行われ、また、組付け性を考慮して該フロントサイドメンバを、開断面のアッパ部材とロア部材とを用いて、これらアッパ，ロア両部材をそれらの開放側縁部を対向させて接合することにより閉断面を構成するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１７３０４５号公報（第４頁、第１図）

フロントサイドメンバのフロント部とその後側に延設したエクステンション部との連設部分の底部には、フロントサスペンションのロアリンクが連結されるが、車両の前面衝突時に該ロアリンクからフロントサイドメンバに伝達される入力荷重や常態時におけるサスペンション入力荷重に対抗するためには、前記連設部分を全体的に厚内に形成するか、別途補強部材を介装する必要があって、重量的におよびコスト的に不利となってしまうことは否めない。

そこで、本発明は簡単なリブ壁構造によって、フロント部とエクステンション部との連設部分の剛性を高めることができる軽量金属材料からなる上下２分割構造のフロントサイドメンバ構造を提供するものである。

本発明にあっては、車体のフロントコンパートメントの車幅方向両側部に、車体前後方向に延在配置される軽量金属材料からなる閉断面のフロントサイドメンバであって、
該フロントサイドメンバは、そのフロント部と該フロント部の後側に延設したエクステンション部との連設部分に、車幅方向外側に向けて延在して閉断面が連続したアウトリガー部を備えると共に、該連設部分の底部にサスペンション連結部を備え、
このフロントサイドメンバを、前記フロント部，エクステンション部，アウトリガー部を含めて、略コ字形断面のアッパ部材とロア部材とを、それらの開放側縁部を対向させて接合して閉断面に形成し、
ロア部材には、そのフロント部とエクステンション部との連設部分で、それらの外側壁同士を一体に連設するロア側前後方向リブ壁を設けると共に、フロント部の外側壁と該ロア側前後方向リブ壁との連設基部と、アウトリガー部の後壁と、該アウトリガー部の前壁とを平面Ｖ字形に繋ぐ車幅方向リブ壁を設ける一方、
アッパ部材には、そのフロント部とエクステンション部との連設部分で、それらの外側壁同士を一体に連設し、前記ロア側前後方向リブ壁の車幅方向外側に近接配置されると共に、前記車幅方向リブ壁の上方に交差状態に近接配置されるアッパ側前後方向リブ壁を設けたことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、車両の前面衝突時にフロントサイドメンバのフロント部が、軸方向入力によってエクステンション部との連設部分を基点に上方への回転モーメントを受けると、ロア部材におけるアウトリガー部の平面Ｖ字状の車幅方向リブ壁がアッパ部材のアッパ側前後方向リブ壁に接触して、前記軸方向入力をエクステンション部へは勿論、アウトリガー部全体に効率よく分散伝達して、これらエクステンション部およびアウトリガー部を介して他の車体骨格メンバへ分散伝達させる。

また、この前面衝突時にフロントサスペンションを介して前記連設部分の底部のサスペンション連結部に捩りモーメントが発生した場合、ロア部材のロア側前後方向リブ壁がアッパ部材のアッパ側前後方向リブ壁に接触して、サスペンションからの入力荷重をエクステンション部へは勿論、アウトリガー部全体に効率よく分散伝達して、これらエクステンション部およびアウトリガー部を介して他の車体骨格メンバへ分散伝達させる。

この結果、前記連設部分の断面変形を抑制してフロントサイドメンバが連設部分で曲げ変形するのを防止し、フロント部の軸圧潰を適正に行わせて衝突エネルギー吸収効果を向上することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面と共に詳述する。

図１〜図６は本発明の一実施形態を示し、図１はフロントサイドメンバの分解斜視図、図２はアッパ部材の平面図、図３はロア部材の平面図、図４はフロントサイドメンバの側面図、図５は連設部分の断面斜視図、図６は連設部分を断面とした正面図である。

本実施形態のフロントサイドメンバ１は、アルミ合金等の軽量金属材料で閉断面に構成して、フロントコンパートメントＦ・Ｃの車幅方向両側部に延在配置してあり、図１，図４に示すように、前後方向にほぼ直線状態のフロント部１Ａと、該フロント部１Ａの後側部に一段低く有段成形されて後方に延出し、フロアパネルの下面に沿って配設されるエクステンション部１Ｂと、これらフロント部１Ａとエクステンション部１Ｂとの連設部分に、車幅方向外側に向けて延在して閉断面が連続したアウトリガー部１Ｃと、を備えている。

アウトリガー部１Ｃの外方端部は、図６に示すようにフロアサイドの前後方向骨格メンバであるサイドシル２に結合される。

フロント部１Ａの底部には、フロントサスペンションのサスペンションメンバ３の車幅方向端部がボルト５により結合され、フロント部１Ａとエクステンション部１Ｂとの連設部分の底部には、前輪Ｗを支持し、一端をサスペンションメンバ３に上下方向に揺動自在に連結したロアリンク４の他端をボルト６により結合して連結してある。

フロントサイドメンバ１は、前記フロント部１Ａ，エクステンション部１Ｂ，アウトリガー部１Ｃを含めて、略コ字形断面のアッパ部材１１とロア部材１２とを、それらの開放側縁部を対向させて接合して閉断面としてある。

そして、ロア部材１２には、フロント部１２Ａとエクステンション部１２Ｂとの連設部分で、それらの外側壁１２Ａａと１２Ｂａ同士を一体に連設するロア側前後方向リブ壁１３を設けてあると共に、フロント部１２Ａの外側壁１２Ａａと該ロア側前後方向リブ壁１３との連設基部と、アウトリガー部１２Ｃの後壁１２Ｃｂと、該アウトリガー部１２Ｃの前壁１２Ｃａとを平面Ｖ字形に繋ぐ車幅方向リブ壁１４を設けてある（図５，図６参照）。

一方、アッパ部材１１には、そのフロント部１１Ａとエクステンション部１１Ｂとの連設部分で、それらの外側壁１１Ａａと１１Ｂａ同士を一体に連設し、前記ロア側前後方向リブ壁１３の車幅方向外側に近接配置されると共に、前記Ｖ字形の車幅方向リブ壁１４の上方に斜め交差状態に近接配置されるアッパ側前後方向リブ壁１５を設けてある。

本実施形態では、前記アッパ側前後方向リブ壁１５の車幅方向外側に、ロア部材１２の車幅方向リブ壁１４の上方に斜め交差状態に近接配置される横リブ片１６を、アウトリガー部１１Ｃの上壁１１Ｃｃに亘って前後方向に複数個設けてある（図５，図６参照）。

また、このアッパ部材１１のフロント部１１Ａとエクステンション部１１Ｂとの連設部分では、コ字形断面における車幅方向外側の隅角部の内，外に、前記各横リブ片１６の延長上に正面三角形状の補強リブ片１７を設けてある。

更に、前記ロア部材１２のフロント部１２Ａの底部には、前記サスペンションメンバ３の締結ボルト５を螺装するための複数個のボス部１８を突設してあると共に、フロント部１２Ａとエクステンション部１２Ｂとの連設部分の底部に、前記ロアリンク４の締結ボルト６を螺装するためのボス部１９を突設して、それぞれサスペンション連結部としてある。

これらボス部１８，１９の突設部分には、放射状（本実施形態ではＸ字状）に、補強リブ片１８ａ，１９ａが設けられているが、ボス部１９の補強リブ片１９ａのうち、ロア側前後方向リブ壁１３に連設される前側の補強リブ片１９ａは、Ｖ字形の車幅方向リブ壁１４との連設部分に連設してある一方、後側の補強リブ片１９ａ２のアウトリガー部１２Ｃ側への延長上には、ロア側前後方向リブ壁１３と、アウトリガー部１１Ｃにおける車幅方向リブ壁１４と後壁１２Ｃｂとの交点と、に跨る補強リブ壁２０を設けてある。

以上の構成によりこの実施形態のフロントサイドメンバ１によれば、フロント部１Ａとエクステンション部１Ｂとの連設部分のサスペンション連結部１９にロアリンク４を介して作用するサスペンション入力は、ロア部材１２のロア側前後方向リブ壁１３の存在により、フロント部１Ａとエクステンション部１Ｂとに前後方向に合理的に分散されると共に、ロア部材１２のＶ字形の車幅方向リブ壁１４の存在によって、アウトリガー部１Ｃに車幅方向に合理的に分散され、これらエクステンション部１Ｂ、アウトリガー部１Ｃから、それらに結合される他の車体骨格メンバに伝達、負担され、従って、サスペンション支持性能を一段と高めることができる。

そして、車両の前面衝突によりフロントサイドメンバ１の前端部に軸方向に衝突入力Ｆが作用した場合、フロント部１Ａがこの軸方向入力によって図４に示すようにエクステンション部１Ｂとの連設部分を基点に上方への回転モーメントＭｆを受けるが、このとき、ロア部材１２におけるアウトリガー部１２Ｃの平面Ｖ字状の車幅方向リブ壁１４がアッパ部材１１のアッパ側前後方向リブ壁１５に接触して、前記軸方向入力をエクステンション部１Ｂへは勿論、アウトリガー部１Ｃ全体に効率よく分散伝達して、これらエクステンション部１Ｂおよびアウトリガー部１Ｃを介して他の車体骨格メンバへ分散伝達させる。

また、この前面衝突時に前輪Ｗからロアリンク４を介して前記連設部分の底部のサスペンション連結部１９に作用する衝突入力ＦＬによって、該サスペンション連結部１９に図６に示すように捩りモーメントＭ１を受ける場合、前輪Ｗからの入力ＦＬでサスペンション連結部１９に荷重Ｆ_１が作用すると（図３，図６参照）、ロア側部材１２が前記モーメントＭ１方向への捩れ変形により、該ロア側部材１２のロア側前後方向リブ壁１３が、アッパ側前後方向リブ壁１５に接触して、ロアリンク４からの入力荷重Ｆ_１をエクステンション部１Ｂへは勿論、アウトリガー部１Ｃの全体に効率よく伝達して、これらエクステンション部１Ｂおよびアウトリガー部１Ｃを介して他の車体骨格メンバへ分散伝達させる。

この結果、前記フロント部１Ａとエクステンション部１Ｂとの連設部分の肉厚を全体的に増加したり、他の補強部材を介装することなく該連結部分の断面変形を抑制してフロントサイドメンバ１が前記連設部分で曲げ変形するのを防止し、フロント部１Ａの軸圧潰を適正に行わせて衝突エネルギー吸収効果を高めることができる。

一方、車両の前面オフセット衝突で反対側のフロントサイドメンバにオフセット入力が入った場合、サスペンションメンバ３を介して非衝突側では前輪Ｗからの前後方向入力ＦＲでロアリンク４を介してサスペンション連結部１９に荷重Ｆ₂が作用すると、ロア部材１２が前記捩りモーメントＭ１とは反対方向の捩りモーメントＭ２によって、該モーメントＭ２方向へ捩れ変形する傾向となり、ロア部材１２のＶ字状の車幅方向リブ壁１４が、アッパ部材１１のアッパ側前後方向リブ壁１５に接触して、ロアリンク４からの入力荷重Ｆ₂をエクステンション部１Ｂへは勿論、アウトリガー部１Ｃの全体に効率よく伝達して、前述と同様に他の車体骨格メンバへ分散伝達して、オフセット前面衝突時に衝突側にのみ衝突入力が偏寄るのを回避することができる。

また、本実施形態ではアッパ側前後方向リブ壁１５の車幅方向外側に、ロア部材１２のＶ字状の車幅方向リブ壁１４の上方に交差状態に近接する複数個の横リブ片１６を設けてあるので、該車幅方向リブ壁１４がアッパ側前後方向リブ壁１５に接触するときは、これら横リブ片１６にも接触するので、荷重の分散伝達効果を高めることができる。

ところで、本発明のフロントサイドメンバ構造を、前記実施形態に例をとって説明したが、この実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採ることができる。

本発明の一実施形態におけるフロントサイドメンバの分解斜視図。アッパ部材の平面図。ロア部材の平面図。フロントサイドメンバの側面図。連設部分の断面斜視図。連設部分を断面とした正面図。

符号の説明

１…フロントサイドメンバ
１Ａ…フロント部
１Ｂ…エクステンション部
１Ｃ…アウトリガー部
１１…アッパ部材
１１Ａ…アッパ部材のフロント部
１１Ｂ…アッパ部材のエクステンション部
１１Ｃ…アッパ部材のアウトリガー部
１２…ロア部材
１２Ａ…ロア部材のフロント部
１２Ｂ…ロア部材のエクステンション部
１２Ｃ…ロア部材のアウトリガー部
１３…ロア側前後方向リブ壁
１４…平面Ｖ字状の車幅方向リブ壁
１５…アッパ側前後方向リブ壁
１６…横リブ片
１９…サスペンション連結部

Claims

車体のフロントコンパートメントの車幅方向両側部に、車体前後方向に延在配置される軽量金属材料からなる閉断面のフロントサイドメンバであって、
該フロントサイドメンバは、そのフロント部と該フロント部の後側に延設したエクステンション部との連設部分に、車幅方向外側に向けて延在して閉断面が連続したアウトリガー部を備えると共に、該連設部分の底部にサスペンション連結部を備え、
このフロントサイドメンバを、前記フロント部，エクステンション部，アウトリガー部を含めて、略コ字形断面のアッパ部材とロア部材とを、それらの開放側縁部を対向させて接合して閉断面に形成し、
ロア部材には、そのフロント部とエクステンション部との連設部分で、それらの外側壁同士を一体に連設するロア側前後方向リブ壁を設けると共に、フロント部の外側壁と該ロア側前後方向リブ壁との連設基部と、アウトリガー部の後壁と、該アウトリガー部の前壁とを平面Ｖ字形に繋ぐ車幅方向リブ壁を設ける一方、
アッパ部材には、そのフロント部とエクステンション部との連設部分で、それらの外側壁同士を一体に連設し、前記ロア側前後方向リブ壁の車幅方向外側に近接配置されると共に、前記車幅方向リブ壁の上方に交差状態に近接配置されるアッパ側前後方向リブ壁を設けたことを特徴とするフロントサイドメンバ構造。
アッパ側前後方向リブ壁の車幅方向外側に、ロア部材の車幅方向リブ壁の上方に交差状態に近接配置される横リブ片を設けたことを特徴とする請求項１に記載のフロントサイドメンバ構造。