JP2014231325A - 自動車の前部車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】剛壁などの構造物に前面衝突した場合には車両前方からの衝撃荷重を吸収する一方、車両などの構造物に前面衝突した場合には衝撃荷重を逸らせてトーボードの後退量を小さくできる自動車の前部車体構造を提供する。【解決手段】エンジンルームとその後方に位置する車室との間に設けられたトーボード４と、トーボード４の前方に車両の前後方向に沿って設けられた左右一対のフロントサイドメンバ５と、を備え、フロントサイドメンバ５の上面側に弱部５３を設けるとともに、フロントサイドメンバ５の下面側に弱部５３から後端部に至る前後方向領域を補強する補強部を設けた。【選択図】図２

Description

本発明は、自動車の前部車体構造に関し、特に、自動車などの構造物に前面衝突したときのトーボードの後退量を小さくできる自動車の前部車体構造に関する。

特許文献１には、車両の左右両側に配設され、車両前後方向に延在するフロントサイドメンバと、これらフロントサイドメンバの下方域に配設されたサブフレームと、を備えた自動車の前部車体構造が記載されている。この前部車体構造では、フロントサイドメンバは、車両前後方向前側に位置する水平部と、水平部の後端部から後下がりに傾斜する傾斜部とが一体的に形成され、サブフレームは、フロントサイドメンバの水平部に対して略平行に配置される。また、サブフレームの前端部は、連結体を介してフロントサイドメンバの前端部と連結され、サブフレームの後端部は、フロントサイドメンバの傾斜部と連結される。さらに、フロントサイドメンバには、サブフレームが連結された位置の直後となる上面と水平部と傾斜部の境界となる下面とに折れ曲がり溝が設けられ、サブフレームの先端と根元との中間位置となる上面に折れ曲がり溝が設けられている。これにより、フロントサイドメンバのサブフレームが連結された位置の直後となる上面が第１折れ曲がり開始位置となり、フロントサイドメンバの本体部と傾斜部の境界となる下面が第２折れ曲がり開始位置となる。同様に、サブフレームの先端と根元との中間となる上面が第３折れ曲がり開始位置となる。

上述した特許文献１に記載された前部車体構造の自動車が自動車などの構造物に前面衝突すると、車両前方からの衝突荷重をフロントサイドメンバ及びサブフレームで受け、フロントサイドメンバは、第１折れ曲がり開始位置と第２折れ曲がり位置とで折れ曲がり、サブフレームは、第３折れ曲がり位置とサブフレームの根元とで折れ曲がる。これにより、フロントサイドメンバの水平部とサブフレームとは下方に折れ曲がり変形し、衝突荷重を上方向と下方向の分力に分散する。

しかしながら、上述した特許文献１に記載された前部車体構造の自動車は、剛壁などの構造物に前面衝突しても、フロントサイドメンバやサブフレームが圧潰変形することがなく、フロントサイドメンバが第１折れ曲がり位置と第２折れ曲がり位置とで折れ曲がり、サブフレームが第３折れ曲がり位置とサブフレームの根元とで折れ曲がる。これにより、特許文献１に記載された前部車体構造の自動車は、剛壁などの構造物に前面衝突したときに、車両前方からの衝撃荷重を十分に吸収することができない。

特開２００５−２９７８３０号公報

ところで、自動車などの構造物を模したハニカムバリアへの衝突実験では、フロントサイドメンバの車両前後方向後方に配置されたトーボードの後退量が大きい。
しかしながら、トーボードの後退量は乗員の下肢傷害への影響が大きいので、トーボードの後退量を小さくすることが求められる。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、剛壁などの構造物に前面衝突した場合には車両前方からの衝撃荷重を吸収する一方、自動車などの構造物に前面衝突した場合には衝撃荷重を逸らせてトーボードの後退量を小さくできる自動車の前部車体構造を提供することを目的とする。

本発明は、エンジンルームとその後方に位置する車室との間に設けられたトーボードと、前記トーボードの前方に車両の前後方向に沿って設けられた左右一対のフロントサイドメンバと、を備え、前記フロントサイドメンバの上面側に弱部を設けるとともに、前記フロントサイドメンバの下面側に前記弱部から後端部に至る前後方向領域を補強する補強部を設けたことを特徴とする。
本発明によれば、本発明に係る自動車が剛壁などの構造物に前面衝突した場合にはフロントサイドメンバが圧潰変形することにより衝撃荷重を吸収する一方、本発明に係る自動車が自動車などの構造物に前面衝突した場合には弱部を境にフロントサイドメンバの前側が上方に折れ曲がる。これにより、前面衝突による衝撃荷重が上方に逸れ、フロントサイドメンバがトーボードを押さなくなる。この結果、前面衝突による衝撃荷重を上方に逸らせて、トーボードの後退量を小さくできる。

本発明の一態様では、前記フロントサイドメンバと前記補強部とが重なる領域に取り付けられたサスペンションクロスメンバと、該サスペンションクロスメンバが取り付けられた位置より前方の前記フロントサイドメンバの前後方向前側となる上面に取り付けられたエンジンマウントと、を備え、前記弱部を前記サスペンションクロスメンバが取り付けられた位置から前記エンジンマウントが取り付けられた位置に至る間に設けることが好ましい。
このようにすれば、本発明に係る自動車が自動車などの構造物に前面衝突した場合には、サスペンションクロスメンバが取り付けられた位置からエンジンマウントが取り付けられた位置に至る間に設けた弱部を境にフロントサイドメンバの前側が折れ曲がる。これにより、前面衝突による衝撃荷重が上方に逸れ、フロントサイドメンバがトーボードを押さなくなる。この結果、前面衝突による衝撃荷重を上方に逸らせて、トーボードの後退量を小さくできる。

本発明の一態様では、前記フロントサイドメンバは断面が矩形状からなり、前記補強部は前記フロントサイドメンバ下側内面に沿って設けることが好ましい。
このようにすれば、フロントサイドメンバと補強部との間に雨滴が浸入しにくくなる。

本発明の一態様では、前記弱部は上面及び側面に設けられ、前記フロントサイドメンバの上面から側面の上下方向中央部まで延在することが好ましい。
このようにすれば、自動車などの構造物に前面衝突した場合にフロントサイドメンバを弱部で折れやすくできる。

本発明の一態様では、前記弱部を前記上面で山状に膨らみ、前記側面で谷状にくぼむビードで構成することが好ましい。
このようにすれば、上面と側面との境界部分の伸びを小さくできる。これにより、ビードの加工が容易になる。

本発明の一態様では、前記弱部を前記上面で谷状にくぼみ、前記側面で山状に膨らむビードで構成することが好ましい。
このようにすれば、上面と側面との境界部分の伸びを小さくできるので、ビードの加工が容易になる。

以上説明したように本発明によれば、本発明に係る自動車が剛壁などの構造物に前面衝突した場合にはフロントサイドメンバが圧潰変形することにより衝撃荷重を吸収する一方、本発明に係る自動車が自動車などの構造物に前面衝突した場合には弱部を境にフロントサイドメンバの前側が上方に折れ曲がり、前面衝突による衝撃荷重が上方に逸れる。これにより、フロントサイドメンバがトーボードを押さなくなるので、トーボードの後退量を小さくできる。

本発明の実施の形態である自動車の前部車体構造を示す側面図である。 図１に示した自動車の前部車体構造の要部構成を示す斜視図である。 図２に示したフロントサイドメンバの形状を示す一部切り欠き斜視図である。 図２に示したフロントサイドメンバの内部構造を示す側面図である。 図２に示したフロントサイドメンバの内部構造を示す斜視図である。 図４に示したＶＩ−ＶＩ線端面図である。 バリアに衝突する前の自動車の前部車体構造を示す側面模式図である。 ハニカムバリアに衝突してから２０ｍｓが経過した自動車の前部車体構造を示す側面模式図である。 ハニカムバリアに衝突してから４０ｍｓが経過した自動車の前部車体構造を示す側面模式図である。 ハニカムバリアに衝突してから６０ｍｓが経過した自動車の前部車体構造を示す側面模式図である。 変形前のトーボードとハニカムバリア衝突により変形した後のトーボードとを示す模式図である。 剛壁バリアに衝突してから２０ｍｓが経過した自動車の前部車体構造を示す側面模式図である。 剛壁バリアに衝突してから３０ｍｓが経過した自動車の前部車体構造を示す側面模式図である。 剛壁バリアに衝突してから４０ｍｓが経過した自動車の前部車体構造を示す側面模式図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する本実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施の形態で説明する構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。

図１は、本発明の実施の形態である自動車の前部車体構造を示す側面図である。図２は、図１に示した自動車の前部車体構造の要部構成を示す斜視図であり、図３は、図２に示したフロントサイドメンバの形状を示す一部切り欠き斜視図である。また、図４及び図５は、フロントサイドメンバの内部構造を示す図であり、図６は、図４に示したＶＩ−ＶＩ線端面図である。尚、図４及び図５ではフロントサイドメンバを仮想線（二点鎖線）で示す。

図１に示すように、ここで説明する自動車は、エンジンルーム２とその後方に位置する車室３との間にトーボード４を設けたもので、エンジンルーム２の内部には、左右一対となるフロントサイドメンバ５が設けてある。フロントサイドメンバ５は、前面衝突による衝撃荷重を受け入れ、圧潰変形することにより衝撃荷重を吸収する強度部材で、図２に示すように、車両前後方向に延在している。フロントサイドメンバ５は、図６に示すように、車幅方向外側となる面が開口した断面矩形状の溝型の部材５１と開口を塞ぐ板状の部材５２とを備えている。溝型の部材５１は、開口から外側に延びるフランジ５１Ａ，５１Ｂを有しており、溝型の部材５１のフランジ５１Ａ，５１Ｂに板状の部材５２を接合することにより、フロントサイドメンバ５が構成される。また、フロントサイドメンバ５の後端には、上述したトーボード４が取り付けられ、エンジンルーム２と車室３とに区切られる。

また、図１及び図２に示すように、フロントサイドメンバ５は、弱部５３を有する。弱部５３は、自動車などの構造物への衝突により、予め定めた力がフロントサイドメンバ５に作用した場合に、弱部５３を境にフロントサイドメンバ５の前側を上方に折るためのもので、本実施の形態では、フロントサイドメンバ５の車両前後方向中央後側に設けてある。フロントサイドメンバ５の車両前後方向中央後側には三つのビード５４，５５，５６が設けてあり、このうち前から一つ目のビード５４が弱部５３を構成する。前から一つ目のビード５５は、フロントサイドメンバ５の上面を横切り、側面の上下方向中央部まで延在している。図３に示すように、前から一つ目のビード５４は、フロントサイドメンバ５の上面で山状に膨らみ、側面で谷状にくぼんで形成されている。

前から二つ目のビード５５と三つ目のビード５６とは、予備的に設けた弱部である。図１及び図２に示すように、前から二つ目のビード５５と三つ目のビード５６とは、一つ目のビード５４と同様、フロントサイドメンバ５の上面を横切り、側面の上下方向中央部まで延在している。図３に示すように、前から二つ目のビード５５は、一つ目のビード５４と異なり、フロントサイドメンバ５の上面で谷状にくぼみ、側面で山状に膨らんで形成されている。一方、前から三つ目のビード５６は、一つ目のビード５４と同様、フロントサイドメンバ５の上面で山状に膨らみ、側面で谷状にくぼんで形成されている。

図４及び図５に示すように、フロントサイドメンバ５は、補強部５７を有する。補強部５７は、フロントサイドメンバ５に設けた弱部５３からフロントサイドメンバ５の後端部に至る前後方向領域を補強するもので、フロントサイドメンバ５を構成する溝型の部材５２の下側内面に沿って設けられている。図６に示すように、補強部５７は、板状体を折り曲げたもので、フロントサイドメンバ５の後端側で断面クランク状を成している。そして、補強部５７の断面クランク状を成す下端部は、フロントサイドメンバ５の後端側で溝型の部材５１のフランジ５１Ｂと板状の部材５２との間に挟まれ、断面クランク状を成す中間部は溝型の部材５１の下側全幅を補強する。また、補強部５７は、フロントサイドメンバ５の二つ目のビード５５の下方で断面クランク状から断面Ｌ字状となり、一つ目のビード５４の下方まで延在する。これにより、補強部５７は、溝型の部材５１の下側角部を補強する。

また、図４及び図５に示すように、フロントサイドメンバ５は、補強部５８を有する。補強部５８は、フロントサイドメンバ５の車両前後方向中央前側に設けてある。補強部５８は、フロントサイドメンバ５を構成する溝型の部材５１の内面に沿って設けられている。補強部５８は、板状体を折り曲げた部材である。

また、図２に示すように、フロントサイドメンバ５と補強部５７とが重なるフロントサイドメンバ５の下面には、サスペンションクロスメンバ６が取り付けられている。サスペンションクロスメンバ６は、サスペンション（図示せず）を支持するためのもので、フロントサイドメンバ５は、サスペンションクロスメンバ６に支持される。

また、図２に示すように、フロントサイドメンバ５と補強部５８とが重なるフロントサイドメンバ５の上面には、エンジンマウント７取り付けられている。エンジンマウント７は、その上に設置されるエンジン（図示せず）とフロントサイドメンバ５との間に介在し、エンジンの振動を低減するためのもので、本実施の形態では、図２に示すように、輪状の部材により構成されている。

これにより、上述した三つのビード５４，５５，５６は、サスペンションクロスメンバ６の前方であってエンジンマウント７の後方となる車両前後方向位置（サスペンションクロスメンバ６が取り付けられた位置からエンジンマウント７が取り付けられた位置に至る間）に位置することになる。そして、弱部５３となる前から一つ目のビード５４は、補強部５７の断面クランク状から断面Ｌ字状となる境界の前方であって、補強部５８の後方となる位置に位置する。

図７は、バリアに衝突する前の自動車の前部車体構造を示す側面模式図である。図８〜図１０は、ハニカムバリアに衝突した自動車の前部車体構造を示す図である。
ここで用いるハニカムバリア（図示せず）は、自動車などの構造物を模したもので、衝突安全実験用に規格化されたアルミニウムのハニカム構造体で構成してある。上述した前部車体構造を有する自動車がハニカムバリアに衝突すると、図８に示すように、その直後はフロントサイドメンバ５の先端部が下方に沈む。その後、図９及び図１０に示すように、弱部５３を境にしてフロントサイドメンバ５の前側が上方に折れ曲がる。これにより、前面衝突による衝撃荷重が上方に逸れ、トーボード４を押さなくなる。

図１１は、フロントサイドメンバが折れ曲がる前のトーボードとフロントサイドメンが折れ曲がった後のトーボードとを示す図である。ここでは、フロントサイドメンバが折れ曲がる前のトーボードを二点鎖線で示す。
上述した前部車体構造を有する自動車がハニカムバリアに衝突しても、上述したようにトーボード４を押さなくなるので、図１１に示すように、トーボード４の後退量は小さくて済む。また、トーボード４は、基端部を中心に後退するので、トーボード４の後退量は上側よりも下側の方が小さくて済む。

図１２〜１４は剛壁バリアに衝突した自動車の前部車体構造を示す図である。
ここで用いる剛壁バリア（図示せず）は、剛壁などの構造物を模したもので、衝突安全実験用に規格化された構造体で構成してある。上述した前部車体構造を有する自動車が剛壁バリアに衝突すると、図１２に示すように、ハニカムバリアへの衝突に比べ、フロントサイドメンバの上方への折れが少ないため、補強部５７・５８の効果により荷重を発生させることができ、衝突時のエネルギーを吸収する。

上述した本発明の実施の形態である自動車の前部車体構造は、本発明の実施の形態に係る自動車が剛壁などの構造物に前面衝突した場合にはフロントサイドメンバ５が圧潰変形することにより衝撃荷重を吸収する一方、本発明の実施の形態に係る自動車が自動車などの構造物に前面衝突した場合にはフロントサイドメンバ５に設けた弱部５３を境にフロントサイドメンバ５の前側が上方に折れ曲がる。これにより、前面衝突による衝撃荷重が上方に逸れ、フロントサイドメンバ５がトーボード４を押さなくなる。この結果、自動車などの構造物に前面衝突したときのトーボード４の後退量を小さくできる。

また、弱部５３をサスペンションクロスメンバ６が取り付けられた位置からエンジンマウント７が取り付けられた位置に至る間に設けたので、本発明の実施の形態に係る自動車が自動車などの構造物に前面衝突した場合にはサスペンションクロスメンバ６が取り付けられた位置からエンジンマウント７が取り付けられた位置に至る間に設けた弱部を境にフロントサイドメンバ５の前側が折れ曲がる。これにより、前面衝突による衝撃荷重が上方に逸れ、フロントサイドメンバ５がトーボード４を押さなくなる。この結果、自動車などの構造物に前面衝突したときのトーボード４の後退量を小さくできる。

また、フロントサイドメンバ５の下側内面に補強部５７を設けるので、フロントサイドメンバ５と補強部５７との間に雨水が浸入しにくくできる。

また、弱部５３をフロントサイドメンバ５の上面で谷状にくぼみ、フロントサイドメンバ５の側面で山状に膨らむビード５４で構成したので、フロントサイドメンバ５の上面と側面の境界となる角部の伸びを小さくできる。これにより、ビード５４の加工が容易になる。

また、予備的な弱部をフロントサイドメンバ５の上面で山状に膨らみ、フロントサイドメンバ５の側面で谷状にくぼむビード５５で構成したので、フロントサイドメンバ５の上面と側面の境界となる角部の伸びを小さくできる。同様に、予備的な弱部をフロントサイドメンバ５の上面で谷状にくぼみ、フロントサイドメンバ５の側面で山状に膨らむビード５６で構成したので、フロントサイドメンバ５の上面と側面の境界となる角部の伸びを小さくできる。これにより、ビード５５，５６の加工が容易になる。

本発明に係る自動車の前部車体構造は、自動車などの構造物に前面衝突した場合にもトーボードの後退量を小さくできるので、自動車の前部車体構造に好適である。

２ エンジンルーム
３ 車室
４ トーボード
５ フロントサイドメンバ
５１ 溝型の部材
５１Ａ，５１Ｂ フランジ
５２ 板状の部材
５３ 弱部
５４ ビード
５５，５６ ビード
５７ 補強部
５８ 補強部
６ サスペンションクロスメンバ
７ エンジンマウント

Claims (6)

1. エンジンルームとその後方に位置する車室との間に設けられたトーボードと、
   前記トーボードの前方に車両の前後方向に沿って設けられた左右一対のフロントサイドメンバと、
   を備え、
   前記フロントサイドメンバの上面側に弱部を設けるとともに、前記フロントサイドメンバの下面側に前記弱部から後端部に至る前後方向領域を補強する補強部を設けたことを特徴とする自動車の前部車体構造。
2. 前記フロントサイドメンバと前記補強部とが重なる領域に取り付けられたサスペンションクロスメンバと、
   該サスペンションクロスメンバが取り付けられた位置より前方の前記フロントサイドメンバに取り付けられたエンジンマウントと、
   を備え、
   前記弱部を前記サスペンションクロスメンバが取り付けられた位置から前記エンジンマウントが取り付けられた位置に至る間に設けたことを特徴とする請求項１に記載の自動車の前部車体構造。
3. 前記フロントサイドメンバは断面が矩形状からなり、前記補強部は前記フロントサイドメンバ下側内面に沿って設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車の前部車体構造。
4. 前記弱部は上面及び側面に設けられ、前記フロントサイドメンバの上面から側面の上下方向中央部まで延在したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の自動車の前部車体構造。
5. 前記弱部を前記上面で山状に膨らみ、前記側面で谷状にくぼむビードで構成したことを特徴とする請求項４に記載の自動車の前部車体構造。
6. 前記弱部を前記上面で谷状にくぼみ、前記側面で山状に膨らむビードで構成したことを特徴とする請求項４に記載の自動車の前部車体構造。

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