JP2020040593A

JP2020040593A - 車両前部構造

Info

Publication number: JP2020040593A
Application number: JP2018171092A
Authority: JP
Inventors: 尚之 ▲辻▼本; Naoyuki Tsujimoto; 将人角; Masahito Sumi; 建児赤羽; Kenji Akabane; フローリアンドイチャ; Doicha Florian
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2018-09-13
Filing date: 2018-09-13
Publication date: 2020-03-19
Anticipated expiration: 2038-09-13
Also published as: JP7201145B2

Abstract

【課題】小さい脆弱部でも確実に座屈できるようにして、フロントサイドメンバ１の座屈をコントロールする。【解決手段】車体の前後方向に延設されたフロントサイドメンバ１は、一側が開口された断面ハット形状のサイドメンバインナ２０とサイドメンバインナ２０の開口を塞ぐ平板状のサイドメンバアウタ２１とによって形成され、サイドメンバインナ２０に、剛性が他の部分よりも低い複数の脆弱部１５が設けられる。サイドメンバアウタ２１は、２枚の板材３０，３２をつないで形成される。２枚の板材３０，３２をつないだときにできるつなぎ部３４がサイドメンバインナ２０の脆弱部１５の位置に合わせて設定される。つなぎ部３４は、剛性が低く、変形しやすい。このつなぎ部３４が最も小さい脆弱部１５の位置に合わせて設けられると、小さい脆弱部１５でも座屈させることができる。【選択図】図４

Description

本発明は、前方からの荷重による衝撃を吸収するフロントサイドメンバを備えた車両前部構造に関する。

従来、車両前部構造では、車両の前面に衝突の荷重が加わったとき、フロントサイドメンバを座屈させて衝撃を吸収する構造となっている。例えば、特許文献１の車両前部構造では、フロントサイドメンバは、前から順に前部変形部、内脆弱、外脆弱を備えている。車両前部に荷重がかかると、フロントサイドメンバは、順に前部変形部を変形させ、次に内脆弱で曲げ、最後に外脆弱で曲げて荷重を吸収している。このように、衝撃を吸収しながら荷重をフロントサイドメンバの後方に伝達していくことにより、車両前部の変形をコントロールできる。

特開２００９−２５５８８３号公報

小型車のようにエンジンルームが狭い車両では、この変形のコントロールを適切に行わないと、変形が車室に及ぶおそれがある。そのため、前面衝突時に前から順にフロントサイドメンバを座屈させるために、フロントサイドメンバに設けられる剛性断点は、前側から順に小さくなるように設定される。ここで、大きい衝撃吸収量を確保するには、前側の剛性断点をできるだけ小さく設定するのがよい。しかし、後側の剛性断点が小さくなりすぎてしまい、後側の剛性断点では、設計通り座屈しないおそれがある。この対策として、補強部材を別途設けることが考えられるが、コストアップ、重量アップ、生産性の悪化といった問題がある。

本発明は、上記に鑑み、小さい剛性断点でも確実に座屈できるようにして、フロントサイドメンバの座屈をコントロールできる車両前部構造の提供を目的とする。

本発明の車両前部構造では、車体の前後方向に延設されたフロントサイドメンバは、一側が開口された断面ハット形状のサイドメンバインナとサイドメンバインナの開口を塞ぐ平板状のサイドメンバアウタとによって形成され、サイドメンバインナの前側に、フロントサイドメンバの変形を起こさせるための複数の剛性断点が設けられ、サイドメンバアウタは、複数の板材をつないで形成され、板材がつながったつなぎ部がサイドメンバインナの剛性断点の位置に合わせて設定される。

２枚の板材をつないだときにできるつなぎ部は、剛性が低く、変形しやすい。このつなぎ部がサイドメンバインナの剛性断点の位置に合わせて設けられると、この箇所において前方からの荷重によって座屈、折れ曲がりといった変形が起こりやすくなる。

本発明によると、フロントサイドメンバに変形を起こさせるための剛性断点に対向して板材のつなぎ部を設けることにより、フロントサイドメンバを前方からの荷重によって確実に座屈させることができ、フロントサイドメンバの座屈をコントロールでき、変形の安定化を図れる。

本発明の実施形態の車両前部構造が適用されたフロントサイドメンバを車外側から見た側面図フロントサイドメンバの前部サイドメンバの斜視図前部サイドメンバの分解斜視図前部サイドメンバの平面図前部サイドメンバを車内側から見た側面図他の形態の剛性断点とつなぎ部を示す図

本発明の実施形態の車両前部構造が適用された車両の前部には、エンジン等のパワーユニットを収容するエンジンルームが配される。エンジンルームの車幅方向の左右両側には、図１に示すように、フロントサイドメンバ１が設けられる。フロントサイドメンバ１は、車両の前後方向に延設される。

フロントサイドメンバ１よりも下方にサスペンションメンバ２が設けられ、サスペンションメンバ２の前側はブラケット３を介してフロントサイドメンバ１に支持され、後側はフロントサイドメンバ１にボルト止めされている。フロントサイドメンバ１の上側に、ショックアブソーバー（図示せず）を支持するサスペンションタワー４が設けられる。

フロントサイドメンバ１は、ダッシュパネル５よりも前側に配設された前部サイドメンバ１０と、前部サイドメンバ１０に接続され、車室のフロアの下方に配設された後部サイドメンバ１１とから構成される。フロントサイドメンバ１の前端には、クラッシュボックス１２が取り付けられている。

後部サイドメンバ１１は、前部サイドメンバ１０よりも低い位置にあり、前後方向に対して垂直な方向、すなわち上下方向にずれている。そのため、フロントサイドメンバ１は、前部サイドメンバ１０から後部サイドメンバ１１にかけて下方に向かって折れ曲がっている。前部サイドメンバ１０に接続するために、後部サイドメンバ１１の前側が屈曲され、傾斜部１３とされる。傾斜部１３は、車両の後方に向かって斜め下がりに形成される。傾斜部１３の前端と前部サイドメンバ１０の後端とが重ね合わせられた合わせ部１４において、スポット溶接によって前部サイドメンバ１０と後部サイドメンバ１１とが接合される。

図２〜５に示すように、前部サイドメンバ１０の前側に、フロントサイドメンバ１を座屈、折れ曲がりといった変形させるための複数の剛性断点が設けられる。剛性断点は、剛性が他の部分とは異なる部分とされ、座屈や折れ曲がりなどの変形の起点となる。このような剛性断点として、剛性が他の部分よりも低くなるように脆弱部１５が設けられる。脆弱部１５の位置を適切に設定することにより、座屈のタイミング、座屈量といった座屈をコントロールすることが可能となる。

図３に示すように、フロントサイドメンバ１の前部サイドメンバ１０は、車幅方向の外側が開口された断面ハット形状のサイドメンバインナ２０とサイドメンバインナ２０の開口を塞ぐ平板状のサイドメンバアウタとによって中空状に形成される。サイドメンバインナ２０の上部および下部に外フランジ２２が前後方向に沿って形成されている。サイドメンバアウタ２１が外フランジ２２に重ねられ、スポット溶接によりサイドメンバインナ２０とサイドメンバアウタ２１が接合される。

図４，５に示すように、前部サイドメンバ１０の脆弱部１５は、衝突時の圧壊変形の起点となる、前後方向に垂直なビードとされる。複数の横溝状の横ビード２３、ここでは３本の横溝状の横ビード２３ａ，２３ｂ，２３ｃが、サイドメンバインナ２０の上面および下面に等間隔にかつ左右方向の一端から他端にかけて形成される。上面の横ビード２３ａ，２３ｂ，２３ｃに対向するように下面の横ビード２３ａ，２３ｂ，２３ｃが配置される。前側から順に大横ビード２３ａ，中横ビード２３ｂ、小横ビード２３ｃとされる。大横ビード２３ａは、幅が最も広く最も深い。中横ビード２３ｂ、小横ビード２３ｃとなるにつれて、幅が狭く、浅くなっていく。幅が広く深い横ビード２３ほど前方からの荷重に対して圧壊変形しやすい。すなわち衝撃吸収量が小さい。なお、横ビード２３の本数は上下各３本に限るものではない。

また、サイドメンバインナ２０の車内側の側面にも、脆弱部として縦溝状の縦ビード２５が形成される。大中小の縦ビード２５ａ，２５ｂ，２５ｃは横ビード２３と同様に形成される。なお、小の縦ビード２５ｃは、上下面まで達していない縦長の凹みに形成される。

サイドメンバインナ２０の上下の外フランジ２２に、各横ビード２３に対応して切欠き２６がそれぞれ形成される。また、各縦ビード２５に対応して、上下の外フランジ２２に大中小の湾曲部２７がそれぞれ形成される。湾曲部２７は、車室側に向かって凹んでいる。これらの切欠き２６および湾曲部２７も脆弱部として、座屈をコントロールするために設けられる。

図３に示すように、前部サイドメンバ１０のサイドメンバアウタ２１は、２枚の板材をつないで形成される。前側に位置する前板材３０は後端に後フランジ３１が形成され、後側に位置する後板材３２の前端に前フランジ３３が形成される。車幅方向の車外側に突出した両フランジ３１，３３が合わせられて、スポット溶接あるいはボルト止め等をされ、つなぎ部３４が形成される。前板材３０と後板材３２とがつながれ、１つのサイドメンバアウタ２１となる。前板材３０の前フランジ３５にクラッシュボックス１２がスポット溶接あるいはボルトにより取り付けられる。そして、前板材３０は低強度の鋼板、後板材３２は高強度の鋼板とされる。これにより、各板材３０，３２の板厚を同じにしても、前板材３０の剛性は後板材３２の剛性よりも小さくなる。

前板材３０と後板材３２とがつながったつなぎ部３４は脆弱部１５の位置に合わせて設定される。前板材３０の後フランジ３１と後板材３２の前フランジ３３が重ねられて、つなぎ部３４が形成される。つなぎ部３４は、小横ビード２３ｃに対向するように配置される。そのため、前板材３０および後板材３２の前後方向の長さは、小横ビード２３ｃの位置に応じて決められる。つなぎ部３４は剛性が低いので、変形しやすい、すなわち座屈しやすい。つなぎ部３４を小横ビード２３ｃに合わせることにより、この箇所で座屈しやすくなる。したがって、非常に小さいビードであっても座屈させることができ、座屈のコントロールが可能となる。

サイドメンバアウタ２１に、複数の縦溝状の湾曲部３６が形成される。大中小の湾曲部３６はサイドメンバインナ２０の湾曲部２７に対応して設けられる。前板材３０には、大中の湾曲部３６がサイドメンバインナ２０の大中の湾曲部２７に対応して形成され、後板材３２には、小の湾曲部３６がサイドメンバインナ２０の小の湾曲部２７に対応して形成される。これにより、サイドメンバインナ２０の外フランジ２２とサイドメンバアウタ２１とが密着する。サイドメンバアウタ２１の湾曲部３６は、脆弱部となり、変形の起点となる。

前板材３０の外面に、複数の縦ビード４０が形成される。２本の縦ビード４０の上下方向の中間部分が車外側に突出して、ハーネスクランプといった他部材取付用の台座４１が形成される。２つの台座４１は、前後方向に並んで配置される。前側の台座４１は、サイドメンバインナ２０の大横ビード２３ａに対応する位置に設けられ、後側の台座４１は、中横ビード２３ｂに対応する位置に設けられる。縦ビード４０内に取付孔４２が形成される。このように、外側に向かって膨らんだ台座４１を設けることにより、脆弱部として機能し、前部サイドメンバ１０の前側は座屈しやすくなり、座屈のコントロールを容易に行える。

前面衝突が発生すると、フロントサイドメンバ１に前方から荷重が加わる。まず、クラッシュボックス１２が圧壊する。そして、前部サイドメンバ１０に設けられた複数の脆弱部１５により、前部サイドメンバ１０の前側が圧壊変形する。図７に示すにように、前部サイドメンバ１０の横ビード２３および縦ビード２５の大中小に応じて、前側のビードから順に座屈し、前部サイドメンバ１０の前側は安定して変形していく。これによって、大きな衝撃吸収量が得られる。

フロントサイドメンバ１の前側での衝撃吸収量を大きくするためには、脆弱部１５の各ビードを全体的に小さくするのがよい。このとき、後側のビードは極小になる。そこで、サイドメンバアウタ２１につなぎ部３４を設けて、つなぎ部３４を極小ビードに合わせて配することにより、極小ビードであっても確実に座屈させることができ、前部サイドメンバ１０の変形を安定化できる。したがって、小型車のようにフロントサイドメンバ１を長くできない車両に適用すれば、フロントサイドメンバ１の座屈を適切にコントロールすることが可能となり、効率よく衝撃を吸収しながらフロントサイドメンバ１を安定的に変形させることができ、車室への影響を回避できる。しかも、フロントサイドメンバ１を加工するだけで変形の安定化を実現できるので、補強部材を追加しなくてもよく、コストアップ、重量化、生産性の悪化を招かない。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。脆弱部１５として、前部サイドメンバ１０の板厚を薄くして縦溝あるいは横溝を形成してもよい。サイドメンバアウタ２１を３枚以上の板材で形成してもよく、複数のつなぎ部３４をそれぞれ横ビード２３に合わせて設ける。

上記の実施形態では、剛性の低い脆弱部１５に対して、剛性の低いつなぎ部３４を合わせることにより、フロントサイドメンバ１の座屈をコントロールできるようにした。これに限らず、剛性の高い剛性断点に対して、剛性の高い合わせ部を合わせるようにしてもよい。図６に示すように、サイドメンバインナ２０にパッチ５０を取り付けることにより、局部的に強度が上がり、剛性の高い剛性断点５１となる。パッチ５０の前端がフロントサイドメンバ１の変形の起点となる。前後の板材３０，３１をつなぐとき、前後の板材３０，３１を重ね合わせて、スポット溶接、レーザ溶接、隅肉溶接などの溶接により、あるいはボルト止めにより接合すると、剛性の高いつなぎ部３４が形成される。つなぎ部３４の位置は、パッチ５０の前端に合わせて設定される。このような剛性断点５１につなぎ部３４を合わせた構造にすることにより、荷重がかかってもフロントサイドメンバ１の変形を抑制できる。したがって、変形させたくない箇所にこの構造を適用することにより、フロントサイドメンバ１の変形をコントロールすることができる。

１フロントサイドメンバ
１０前部サイドメンバ
１１後部サイドメンバ
１３傾斜部
１４合わせ部
１５脆弱部
１６補強部
２０サイドメンバインナ
２１サイドメンバアウタ
２３ａ大横ビード
２３ｂ中横ビード
２３ｃ小横ビード
３０前板材
３１後板材
３４つなぎ部
４０縦ビード
４１台座
４５補強ビード
４６凹ビード

Claims

車体の前後方向に延設されたフロントサイドメンバは、一側が開口された断面ハット形状のサイドメンバインナとサイドメンバインナの開口を塞ぐ平板状のサイドメンバアウタとによって形成され、サイドメンバインナの前側に、複数の剛性断点が設けられた車両前部構造であって、サイドメンバアウタは、複数の板材をつないで形成され、板材がつながったつなぎ部がサイドメンバインナの剛性断点の位置に合わせて設定されることを特徴とする車両前部構造。