JP2015189364A - 自動車の車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数及び車体重量が増えるといった問題を招くことなく、車両衝突時の車体減速度の落ち込みを抑制できる自動車の車体前部構造を提供する。【解決手段】左，右のサイドメンバ７と左，右のフロントピラー部３ｂとを備えた自動車の車体前部構造であって、左，右のフロントピラー３ｂに車幅方向に延びるフロントクロスメンバ２０の両端部２０′′を結合し、該フロントクロスメンバ２０を、車幅方向中央部２０′が両端部２０′′より車両前方に迫り出すように湾曲形成し、フロントクロスメンバ２０の中央部２０′の前端位置と、サイドメンバ７の前端面７ａ位置とを車両前後方向に略一致させた。【選択図】図３

Description

本発明は、例えば前輪の上方にキャビンが搭載されたキャブオーバー型自動車の車体前部構造に関する。

この種のキャブオーバー型自動車では、その構造上、車両衝突時（特にオフセット衝突時）のクラッシュストロークを確保し難く、キャビンの足元部分が変形し易い。

このようなキャビンの変形を抑制するために、例えば、特許文献１では、前輪の前側に配設されたフロントクロスメンバの両側部に前方に突出する第１，第２サイドメンバを結合し、該左，右の第１，第２サイドメンバ同士を第１クロスメンバにより結合し、さらに左，右のフロントピラーに前方に突出する第３サイドメンバを結合し、該左，右の第３クロスメンバ同士を第２クロスメンバにより結合した構造を採用している。

特開２００５−１４０６号公報

ところで、前記従来構造では、車両衝突時の荷重を第１，第２クロスメンバを介して第１〜第３サイドメンバ全体で受け止める構造であり、このため圧縮応力のピークが１つのみとなることから、その後の車体減速度が落ち込み易く、衝突エネルギーの吸収効率が低いという懸念がある。

また前記従来構造では、フロントクロスメンバ及びフロントピラーにそれぞれ第１,第２及び第３サイドメンバを設けるとともに、第１，第２クロスメンバを設ける構成であり、部品点数及び車体重量が増えるという問題がある。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、部品点数及び車体重量が増えるといった問題を招くことなく、車両衝突時の車体減速度の落ち込みを抑制できる自動車の車体前部構造を提供することを課題としている。

本発明は、車両前後方向に延びる左，右のサイドメンバと、該左，右のサイドメンバの前端より車両後側に配設され上下方向に延びる左，右のフロントピラーとを備えた自動車の車体前部構造であって、
前記左，右のフロントピラーに車幅方向に延びるフロントクロスメンバの両端部を結合し、該フロントクロスメンバは、車幅方向中央部が両端部より車両前方に迫り出すように湾曲形成され、前記フロントクロスメンバの中央部の車両前後方向前端位置と、前記サイドメンバの車両前後方向前端位置とを略一致させた
ことを特徴としている。

本発明に係る車体前部構造によれば、その両端部が左，右のフロントピラーに結合されたフロントクロスメンバを、車幅方向中央部が両端部より車両前方に迫り出すように湾曲形成し、該フロントクロスメンバの中央部の前端位置とサイドメンバの前端位置とを車両前後方向に略一致させたので、車両衝突時の初期荷重は、サイドメンバが座屈変形すると共にフロントクロスメンバが湾曲状から直線状に塑性変形することで吸収され、衝突中期から後期の荷重は、フロントクロスメンバが前記直線状から座屈変形することで吸収される。

これにより短いストロークで応力ピークを連続的に２つ形成でき、車体減速度の落ち込みを抑制することができ、その結果、クラッシュストロークの短い車両であってもキャビンへの影響を抑制できる。

また本発明では、フロントクロスメンバを中央部が前方に迫り出すように湾曲形成し、該中央部の前端とサイドメンバの前端とが一致するように構成するだけあるので、前記従来の第１〜第３サイドメンバ及び第１，第２クロスメンバを設ける場合に比べて部品点数及び車体重量を低減でき、ひいては低コスト化,軽量化を図りつつ、エネルギー吸収効率を高めることができる。

本発明の実施例１によるキャブオーバー型トラックの車体フレームの斜視図である。 前記車体フレームの平面図である 前記車体フレームの側面図である。 本実施例効果を示す特性図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１及び図３は、本発明の実施例１による自動車の車体前部構造を説明するための図である。本実施例において、前，後，左，右とは、車両の前進方向に見た状態での前，後，左，右を意味する。

図において、１は本実施例構造が採用されたキャブオーバー型トラックを示している。このトラック１は、車体フレーム２の前部２ａにキャビン３を搭載するとともに前輪（不図示）を配設し、後部２ｂに荷台４を搭載するとともに後輪（不図示）を配設した概略構造を有する。

前記キャビン３内にはシート(不図示)が配設され、該シート下方にはエンジンユニット（不図示）が搭載されている。

前記キャビン3の左，右側部には、これの略全面に渡る大きさのドア開口３ａが形成されており、該左，右のドア開口３ａにはドア（不図示）が配設されている。

前記ドア開口３ａは、前記ドアを回動自在に支持するフロントピラー部３ｂとリヤピラー部３ｃとの上端間をルーフ部３ｄにより結合するとともに、下端間をロッカ部３ｅにより結合することにより形成されている。このロッカ部３ｅには、前輪の上方を覆うホイールハウス３ｆが形成されている。

前記ドア内には、車両前後方向に直線状に延びるインパクトビーム４が配設されている。このインパクトビーム４は、これの前端面４ａ及び後端面４ｂが前記フロントピラー部３ｂ及びリヤピラー部３ｃに対向するよう配置されており、車両衝突時の荷重をリヤピラー部３ｃを介して車両後方の荷台５に伝達する機能を有している。

前記車体フレーム２の前部２ａは、車両前後方向に延びる左，右のサイドメンバ７，７と、該左，右のサイドメンバ７の前端部間に配置結合された車幅方向に延びるクロスメンバ８と、該クロスメンバ８と同軸をなすように配置され、前記左，右のサイドメンバ７に外側方に突出するよう結合された左，右のトルクボックス９，９と、該左，右のトルクボックス９の外端部と前記サイドメンバ７の中途部とに架け渡して結合された左，右のサブメンバ１０，１０とを有する。また前記左，右のサイドメンバ７の前端面７ａには、車幅方向に延びるエクステンションパネル１１が取り付けられている。

前記左，右のサイドメンバ７のサブメンバ１０の結合部分には、前側サスペンションメンバ１３が架設されており、該前側サスペンションメンバ１３の後側には、後側サスペンションメンバ１４が架設されている。

前記前側，後側サスペンションメンバ１３，１４には、左，右のロアアーム１５，１５がそれぞれ前側，後側弾性ブッシュ１６，１７を介して上下揺動可能に支持されており、前記左，右のロアアーム１５の外端部１５ａにナックルアーム（不図示）を介して前輪が支持されている。

前記左，右のフロントピラー部３ｂは、前記左，右のサイドメンバ７の前端面７ａより若干後側に配置されており、略垂直に延びる下半部３ｂ′と、該下半部３ｂ′の上端に続いて斜め上後方に傾斜して延びる上半部３ｂ′′とを有し、前記下半部３ｂ′の下端部が前記トルクボックス9に結合されている。

前記左，右のフロントピラー部３ｂの前側には、車幅方向に延びるフロントクロスメンバ２０が配設されている。このフロントクロスメンバ２０は、前記フロントピラー部３ｂの下半部３ｂ′の中途部に配置され、かつ前記インパクトビーム４と略同じ高さ位置に配置されている。

前記フロントクロスメンバ２０は、前方に凸状をなす前壁部２０ａ及び前壁部２０ａに続いて後側に屈曲形成された上，下壁部２０ｂ，２０ｂと、該上，下壁部に続いて上側，下側に屈曲形成された上，下フランジ部２０ｃ，２０ｃとを有する横断面ハット形状をなしている。

また前記フロントクロスメンバ２０の前壁部２０ａには、車幅方向に延びる補強ビード部２０ｄが凹設されている。

前記フロントクロスメンバ２０は、これの車幅方向中央部２０′が左，右端部２０′′，２０′′より車両前方にａだけ迫り出すように湾曲形成されており、平面から見ると、概ね弓形状をなしている(図２，図３参照)。

前記フロントクロスメンバ２０の左，右端部２０′′は、スペーサ２１を介在させて前記フロントピラー部３ｂに結合されている。

そして前記フロントクロスメンバ２０は、これの中央部２０′の前端位置が前記左，右のサイドメンバ７の前端面７ａに車両前後方に一致するように配設されている。これによりフロントクロスメンバ２０の左，右端部２０′′は、サイドメンバ７の前端面７ａより若干後退した位置となっている。

車両衝突時の荷重は、サイドメンバ７が軸線方向に座屈変形することにより吸収されるとともに、フロントクロスメンバ２０からフロントピラー部３ｂを介してインパクトビーム４に分散させて伝達され、リヤピラー部３ｃから荷台５に伝達されることで吸収される。

この場合、衝突初期の荷重は、サイドメンバ７の前端部が座屈変形するのと同時にフロントクロスメンバ２０が湾曲形状から直線状に塑性変形することにより吸収される。衝突中期から後期にかけては、フロントクロスメンバ２０の中央部２０′と左，右端部２０′′とが直線状になるのに続いて左，右端部２０′′が突っ張ることでインパクトビーム４に荷重が伝達されるとともに、該フロントクロスメンバ２０の横断面ハット形状が座屈変形することにより吸収される。

即ち、図４の特性図に示すように、衝突初期においては、サイドメンバ７の座屈変形により応力値の第１ピーク値Ｐ１が表れ、フロントクロスメンバ２０が湾曲状から直接状に塑性変形することで応力値Ｐ２が表れる。一方、衝突中期から後期においては、フロトクロスメンバ２０の断面ハット形状が座屈変形することで第２ピーク値Ｐ３が表れる。このように応力ピーク値が連続的に２つ形成されることにより、十分な衝撃吸収効果が得られると共に、車体減速度のコントロールが可能となる。

本実施例によれば、左，右のフロントピラー部３ｂにフロントクロスメンバ２０の左，右端部２０′′を結合し、該フロントクロスメンバ２０を中央部２０′が左，右端部２０′′より車両前方に迫り出すように湾曲形成し、該フロントクロスメンバ２０の中央部２０′の前端位置と前記サイドメンバ７の前端面７ａ位置とを車両前後方向に略一致させたので、前述のように衝突初期においては、サイドメンバ７が座屈変形すると同時にフロントクロスメンバ２０の中央部分２０′が変形することで吸収し、中期〜後期においては、フロントクロスメンバ２０の左，右端部２０′′が突っ張る戸共に座屈変形することで吸収することとなる。このようにして車体減速度の落ち込みが抑制でき、クラッシュストロークの短いキャブオーバー型トラック１であってもキャビン３への影響を抑制できる。

本実施例では、前記フロントクロスメンバ２０を湾曲形成するとともに、これの中央部２０′の前端とサイドメンバ７の前端面７ａとを前後方向に一致させるだけの構造であるので、従来の第１〜第３サイドメンバ及び第１，第２クロスメンバを設ける場合に比べて部品点数及び車体重量を低減でき、ひいては低コスト化,軽量化を図りつつ、エネルギー吸収効率を高めることができる。

１ キャブオーバー型トラック（自動車）
３ｂ フロントピラー部
７ サイドメンバ
７ａ 前端面
２０ フロントクロスメンバ
２０′ 中央部
２０′′ 左，右端部

Claims (1)

1. 車両前後方向に延びる左，右のサイドメンバと、該左，右のサイドメンバの前端より車両後側に配設され上下方向に延びる左，右のフロントピラーとを備えた自動車の車体前部構造であって、
   前記左，右のフロントピラーに車幅方向に延びるフロントクロスメンバの両端部を結合し、
   該フロントクロスメンバは、車幅方向中央部が両端部より車両前方に迫り出すように湾曲形成され、
   前記フロントクロスメンバの中央部の車両前後方向前端位置と、前記サイドメンバの車両前後方向前端位置とを略一致させた
   ことを特徴とする自動車の車体前部構造。

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