JP3643301B2 - 自動車の車体前部における補強構造 - Google Patents
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Description
【発明が属する技術分野】
本発明は、自動車の車体前部において、車体フレームを構成するサイドメンバ、クロスメンバ、およびラジエータサポートの互いの結合部における補強構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
上記自動車の車体前部における補強構造には、従来、実開平2‐108667号公報で示されるものがある。
【0003】
上記公報のものによれば、車体フレームの前部は、その左右各側部を構成して車体の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバと、車体の幅方向に延びてその長手方向の各端部が上記各サイドメンバの前端部に結合させられるクロスメンバと、上下方向に延びて、その各下端部が上記各サイドメンバの前端部に結合させられる左右一対のラジエータサポートとを備えている。
【0004】
上記サイドメンバの前端部、クロスメンバの端部、およびラジエータサポートの下端部の互いの結合部は、車体フレームの前端部に位置しており、自動車の衝突時など、その前方から大きな衝撃力が与えられるときには、この衝撃力を他に先立って受ける部分とされている。
【0005】
そして、上記結合部が衝撃力を与えられたときには、この衝撃力で上記結合部が塑性変形し、もって、上記衝撃力が吸収されるようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記結合部は、各所からの外力が集中するところであり、このため、これら外力に対抗する上で、上記結合部の強度と剛性とはより向上させることが望まれている。
【0007】
しかし、上記結合部を単に補強すると、この結合部に前記したように衝撃力が与えられたとき、この結合部の塑性変形が阻害されて、衝撃力の吸収が不十分になるおそれを生じる。
【0008】
本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、車体フレームにおけるサイドメンバの前端部、クロスメンバの端部、およびラジエータサポートの下端部の互いの結合部の強度と剛性とをより向上させると共に、自動車の衝突時など、上記車体フレームの結合部がその前方から大きい衝撃力を与えられたときには、上記結合部が十分に塑性変形して上記衝撃力が十分に吸収されるようにすることを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の自動車の車体前部における補強構造は、次の如くである。
【0010】
請求項1の発明は、車体フレーム4の前部が、その左右各側部を構成して車体1の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ9と、車体1の幅方向に延びてその長手方向の各端部が上記各サイドメンバ9の前端部に結合させられるクロスメンバ11と、上下方向に延びて、その各下端部が上記各サイドメンバ9の前端部に結合させられる左右一対のラジエータサポート12とを備えた自動車の車体前部において、
【0011】
上記ラジエータサポート12の側部壁45の下端部に、車体1の幅方向に膨出し、かつ、上下方向に長く延びるビード47を形成し、
【0012】
上記ビード47に、車体1の幅方向に貫通する貫通孔を形成し、
【0013】
上下方向で、上記サイドメンバ9の前端部の上、下端縁の範囲内49に上記ビード47の少なくとも一部を位置させたものである。
【0014】
請求項2の発明は、請求項1の発明に加えて、上記サイドメンバ9の前端部の側面に、上記ラジエータサポート12の下端部の側部壁45を接合させたものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。
【0016】
図中符号1は自動車の板金製の車体で、矢印Frはこの車体1の前方を示し、下記する左右とは、上記前方に向っての車体1の幅方向をいうものとする。
【0017】
上記車体1は、その下部を構成して、サスペンション2により懸架した前車輪3と後車輪とを介して走行路面上に支持される車体フレーム4と、この車体フレーム4の上側に配設されてこの車体フレーム4に支持される車体本体5とを備え、上記車体フレーム4と車体本体5とは、車体1の幅方向の中心を通る仮想鉛直面6を基準としてほぼ左右対称形とされている。
【0018】
上記車体フレーム4の前部は、この車体フレーム4の左右各側部を構成し上記各前車輪3をそれぞれ懸架して前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ9と、車体1の幅方向に延びてその各端部が上記各サイドメンバ9の前端部に締結具10により締結されて結合させられるフロントクロスメンバ11と、上記車体フレーム4の左右各前側部を構成して上下方向に延びその各下端部が上記各サイドメンバ9の前端部に結合させられる左右一対のラジエータサポート12と、車体1の幅方向に延びてその各端部が上記ラジエータサポート12の上端部に結合させられるアッパクロスメンバ13と、上記クロスメンバ11とアッパクロスメンバ13のそれぞれ長手方向の中途部同士を結合させるセンタメンバ14とを備えている。
【0019】
前記車体本体5は、上記サイドメンバ9の前部の後側に隣接して上記車体本体5の左右各外側部を構成する左右側壁18を備え、これら各側壁18の前部に車体1の幅方向に貫通するドア開口19が形成されている。
【0020】
上記側壁18の前端部である上記ドア開口19の前部開口縁がフロントピラー20とされている。このフロントピラー20は、上下方向に長く延びて十分の強度を有し、このフロントピラー20の下端部は上記サイドメンバ9の長手方向の中途部に支持されている。
【0021】
また、上記車体本体5は、車体1の幅方向に延びてその各端部が上記各フロントピラー20の上下方向の中途部に結合されるフロントカウル22と、このフロントカウル22から下方に延出するダッシュパネル23と、上記左右側壁18の間で、上記サイドメンバ9上に支持され、その前端部が上記ダッシュパネル23の延出端部(下端部)に結合されるフロアパネル24とを備えている。
【0022】
上記左右側壁18、フロントカウル22、ダッシュパネル23およびフロアパネル24で囲まれた車体本体5の内部の空間が車室25とされ、上記ドア開口19は上記車室25の内外を連通させている。
【0023】
また、上記車体本体5は、上記各サイドメンバ9よりも上方、かつ、外側方に位置し、上記フロントカウル22との結合部の近傍である上記フロントピラー20の上下方向の中途部から前方に向ってほぼ水平、かつ、直線的に突出する左右一対のエプロンメンバ28と、車体1の前方に向うに従い内側方に延びて上記各エプロンメンバ28の突出端部を前記アッパクロスメンバ13の各端部に結合させる左右一対のアッパサイドメンバ29と、車体1の各側部で、上記サイドメンバ9とエプロンメンバ28とに架設されて上記前車輪3をその上方から覆うフロントフェンダエプロン30とを備え、上記エプロンメンバ28の後端部は上記フロントピラー20の中途部とフロントカウル22の端部とにそれぞれ強固に結合させられている。
【0024】
上記フロントフェンダエプロン30の下端縁部は上記サイドメンバ9に結合させられ、上端縁部は上記エプロンメンバ28に結合させられ、また、後端縁部は上記ダッシュパネル23に結合させられている。上記各結合はそれぞれ強固になされており、もって、上記のように互いに結合された部材9,23,28,30は互いに補強されてそれぞれ大きい強度を有している。
【0025】
前記各サスペンション2は、上下方向に長く延びてその長手方向で伸縮自在とされる緩衝器32を備え、上記車体1の前後方向で、上記緩衝器32は上記前車輪3の回転中心33とほぼ同じところに位置させられ、かつ、前車輪3とフロントフェンダエプロン30とで挟まれた空間に位置させられている。
【0026】
一方、車体1の前後方向で、上記サスペンション2の緩衝器32とほぼ同じ位置の上記フロントフェンダエプロン30の一部分が上方に膨出させられて膨出部34とされている。この膨出部34の膨出端部(上端部)に、上記緩衝器32の上端部を支持させる支持部35が形成され、上記膨出部34にその下方から嵌入された上記緩衝器32の上端部が上記支持部35に締結などにより支持されている。また、上記緩衝器32の下端部には上記前車輪3の車軸が支承されて支持されている。
【0027】
上記の場合、緩衝器32の軸心36が上記支持部35を貫通した部分が上記支持部35の中心37とされている。また、上記支持部35は、上記緩衝器32を支持するものであることから、上記膨出部34と共に十分に大きい強度と剛性とが与えられている。
【0028】
上記ドア開口19を車体1の外側方から開閉自在に閉じるドア40が設けられている。このドア40は、その後部が車体1の外側方に向って往、復回動自在となるようその前端部が上下一対のヒンジ41,41によって、上記フロントピラー20に枢支されている。上記ドア40の前端縁部は、上記エプロンメンバ28の後端部の後方近傍、かつ、外側方近傍に位置している。
【0029】
上記構成において、サイドメンバ9の前端部、クロスメンバ11の端部、およびラジエータサポート12の下端部の互いの結合部43につき、詳しく説明する。
【0030】
上記ラジエータサポート12は、車体1の平面視におけるその長手方向の各部断面がほぼL字形状とされ、上記ラジエータサポート12の前端部を構成して車体1の幅方向に延びる前部壁44と、この前部壁44の車体1の外側方側の端縁部から車体1の後方に一体的に延出する側部壁45とを備え、上記ラジエータサポート12は板金プレス加工により成形されている。
【0031】
上記ラジエータサポート12の前部壁44の下端部は、上記サイドメンバ9の前端部と、クロスメンバ11の端部との間に挟み付けられて、これら3部材44,9,11が上記締結具10により一体的に共締めされている。
【0032】
上記ラジエータサポート12の側部壁45の下端部は、上記サイドメンバ9の前端部の外側面に直接に接合させられて、スポット溶接Sにより強固に結合させられている。
【0033】
上記サイドメンバ9の外側面に結合させられた上記ラジエータサポート12の側部壁45の下端部の前後方向の中途部には、車体1の幅方向で外側方に向って膨出し、かつ、上下方向に長く延びる補強用のビード47が形成させれている。このビード47は、このビード47の下部を構成し、上下方向で上記サイドメンバ9の前端部の上、下端縁の範囲内49のほぼ全体にわたり位置する本体部50と、上記ビード47の上部を構成し、上記本体部50の上端部から上記サイドメンバ9の前端部よりも上方に一体的に延出する延出部51とを備え、この延出部51よりも上記本体部50の方が前後方向の幅寸法が大きくされている。
【0034】
上記ビード47の本体部50の膨出端部に車体1の幅方向に貫通する貫通孔53が形成され、この貫通孔53は上下に長く延び、上記範囲内49で、上記本体部50の長手方向のほぼ全体にわたり形成されている。
【0035】
上記構成によれば、各ラジエータサポート12の側部壁45の下端部に、車体1の幅方向に膨出し、かつ、上下方向に長く延びるビード47を形成してある。
【0036】
このため、上記車体フレーム4におけるサイドメンバ9の前端部、クロスメンバ11の端部、およびラジエータサポート12の下端部の互いの結合部43の強度と剛性とは上記ビード47により向上させられる。
【0037】
よって、上記結合部43は外力が集中する部分であるが、この横向部材43はこれら外力に対抗できることとなって、車体フレームの強度上好ましい。
【0038】
また、上記各ビード47に、車体1の幅方向に貫通する貫通孔を形成してある。
【0039】
このため、自動車の衝突時など、上記結合部43がその前方から大きな衝撃力を与えられたときには、上記貫通孔53の開口縁の各部には直ちに応力集中が生じて、上記ビード47は円滑に塑性変形する。
【0040】
よって、上記結合部43は、上記ビード47によって補強されてはいるが、衝撃力を与えられたときには、上記ビード47に形成された貫通孔53の存在により、上記ビード47と共に結合部43が円滑に塑性変形し、上記衝撃力が十分に吸収される。
【0041】
また、上下方向で、上記サイドメンバ9の前端部の上、下端縁の範囲内49に上記ビード47の少なくとも一部を位置させてある。
【0042】
ここで、上記サイドメンバ9は前後方向に延びるものであって、上記クロスメンバ11やラジエータサポート12に比べて、その前方からの衝撃力に対し、より大きい強度や剛性を有するものである。
【0043】
そこで、上記結合部43にその前方から衝撃力が与えられたとき、上記サイドメンバ9が過大な強度等で、この衝撃力に対抗することがないよう上記範囲内49に貫通孔53を位置させたのであり、このため、上記サイドメンバ9に衝撃力が与えられたときには、上記貫通孔53の存在により、上記ビード47と共に横向部材43が円滑に塑性変形し、もって、上記衝撃力が十分に吸収される。
【0044】
また、前記したように、サイドメンバ9の前端部の側面に、上記ラジエータサポート12の下端部の側部壁45を接合させた状態で結合させてある。
【0045】
このため、自動車が通常の走行をするときには、上記サイドメンバ9は前後方向で大きい外力を与えられるが、この際、上記ラジエータサポート12の下端部において前後方向に延びる側部壁45が上記外力の一部を効果的に支持することとなり、これは上記結合部43の強度上好ましい。
【0046】
【発明の効果】
本発明による効果は、次の如くである。
【0047】
請求項1の発明は、車体フレームの前部が、その左右各側部を構成して車体の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバと、車体の幅方向に延びてその長手方向の各端部が上記各サイドメンバの前端部に結合させられるクロスメンバと、上下方向に延びて、その各下端部が上記各サイドメンバの前端部に結合させられる左右一対のラジエータサポートとを備えた自動車の車体前部において、
【0048】
上記ラジエータサポートの側部壁の下端部に、車体の幅方向に膨出し、かつ、上下方向に長く延びるビードを形成してある。
【0049】
このため、上記車体フレームにおけるサイドメンバの前端部、クロスメンバの端部、およびラジエータサポートの下端部の互いの結合部の強度と剛性とは上記ビードにより向上させられる。
【0050】
よって、上記結合部は外力が集中する部分であるが、この結合部はこれら外力に対抗できることとなって、車体フレームの強度上好ましい。
【0051】
また、上記ビードに、車体の幅方向に貫通する貫通孔を形成してある。
【0052】
このため、自動車の衝突時など、上記結合部がその前方から大きな衝撃力を与えられたときには、上記貫通孔の開口縁の各部には直ちに応力集中が生じて、上記ビードは円滑に塑性変形する。
【0053】
よって、上記結合部は、上記ビードによって補強されてはいるが、衝撃力を与えられたときには、上記ビードに形成された貫通孔の存在により、上記ビードと共に結合部が円滑に塑性変形し、上記衝撃力が十分に吸収される。
【0054】
また、上下方向で、上記サイドメンバの前端部の上、下端縁の範囲内に上記ビードの少なくとも一部を位置させてある。
【0055】
ここで、上記サイドメンバは前後方向に延びるものであって、上記クロスメンバやラジエータサポートに比べて、その前方からの衝撃力に対し、より大きい強度や剛性を有するものである。
【0056】
そこで、上記結合部にその前方から衝撃力が与えられたとき、上記サイドメンバが過大な強度等で、この衝撃力に対抗することがないよう上記範囲内に貫通孔を位置させたのであり、このため、上記サイドメンバに衝撃力が与えられたときには、上記貫通孔の存在により、上記ビードと共に結合部が円滑に塑性変形し、もって、上記衝撃力が十分に吸収される。
【0057】
請求項2の発明は、上記サイドメンバの前端部の側面に、上記ラジエータサポートの下端部の側部壁を接合させてある。
【0058】
このため、自動車が通常の走行をするときには、上記サイドメンバは前後方向で大きい外力を与えられるが、この際、上記ラジエータサポートの下端部において前後方向に延びる側部壁が上記外力の一部を効果的に支持することとなり、これは上記結合部の強度上好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図1】図2の部分拡大図である。
【図2】車体前部の側面部分破断図である。
【図3】車体前部の平面部分破断図である。
【図4】車体前部の正面部分破断図である。
【図5】図3の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
1 車体
4 車体フレーム
9 サイドメンバ
10 締結具
11 クロスメンバ
12 ラジエータサポート
44 前部壁
43 結合部
45 側部壁
47 ビード
49 範囲内
53 貫通孔
Claims (2)
- 車体フレームの前部が、その左右各側部を構成して車体の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバと、車体の幅方向に延びてその長手方向の各端部が上記各サイドメンバの前端部に結合させられるクロスメンバと、上下方向に延びて、その各下端部が上記各サイドメンバの前端部に結合させられる左右一対のラジエータサポートとを備えた自動車の車体前部において、
上記ラジエータサポートの側部壁の下端部に、車体の幅方向に膨出し、かつ、上下方向に長く延びるビードを形成し、
上記ビードに、車体の幅方向に貫通する貫通孔を形成し、
上下方向で、上記サイドメンバの前端部の上、下端縁の範囲内に上記ビードの少なくとも一部を位置させた自動車の車体前部における補強構造。 - 上記サイドメンバの前端部の側面に、上記ラジエータサポートの下端部の側部壁を接合させた請求項1に記載の自動車の車体前部における補強構造。
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