JP3722124B2 - 車体前部構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体前部構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に車体のフロントコンパートメントは、その車幅方向両側に車体前後方向に延在するフロントサイドメンバを備えており、このフロントサイドメンバの後端部は、フロアパネルのトンネル部両側で車体前後方向に延在するフロントサイドメンバエクステンションとして連続するようになっており、フロントサイドメンバとフロントサイドメンバエクステンションとの連設部分には、ダッシュパネルに沿って後方に向けて下側に傾斜する傾斜部分が形成されている。
【0003】
このため、車体前方から衝突荷重がフロントサイドメンバの前端に入力した場合に、傾斜部分が後方に変形してダッシュパネルがキャビン内に大きく後退することがないように、従来ではフロントサイドメンバの後部上面と傾斜部分とを滑らかな湾曲面によって繋ぐレインフォースを設けたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開平9−95260号公報(第2,3頁、第2図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の車体前部構造にあっては、フロントサイドメンバの後部上面をレインフォースで補強する構造となっているため、車体前方からの荷重入力時にフロントサイドメンバの後部の変形が抑制され、フロントサイドメンバのダッシュパネル前方での変形量が少なくなり、前方からの荷重がそのままダッシュパネルに入力されて、かえってダッシュパネルの変形量が大きくなる可能性がある。
【0006】
このため、キャビンの変形を抑制するために、ダッシュパネルに他の補強手段を講ずる必要があり、質量増加やコストアップを伴ってしまうことになる。
【0007】
そこで、本発明は前方からの入力荷重に対してフロントサイドメンバの傾斜部分で荷重エネルギーを効率良く吸収しつつ、傾斜部分の変形量を抑制してキャビン後退量を抑えることができる車体前部構造を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の車体前部構造にあっては、車体前部の車幅方向両側に車体前後方向に延在し、その後方部分にダッシュパネルに沿って下方に傾斜する傾斜部分を設けた閉断面構造のフロントサイドメンバを備えていて、上記傾斜部分の閉断面内の上壁側に、傾斜部分の下端部から上端部に向かって前方からの荷重入力に対して断面変形を抑制する上方リブを一体に形成するとともに、傾斜部分の閉断面内の下壁側に、傾斜部分の下端部から上端部に向かって前方からの荷重入力に対して断面変形を促進する下方リブを一体に形成して、上記傾斜部分の上壁側の剛性を下壁側よりも大きくしたことを特徴としている。
【0009】
【発明の効果】
本発明によれば、車両前方からの衝突荷重がフロントサイドメンバに入力した場合に、この荷重はフロントサイドメンバの先端から軸方向に伝達して傾斜部分に入力するが、このとき、この傾斜部分は上壁側の剛性が下壁側よりも大きくなっているため、まず、下壁側が上壁側に先行して変形して荷重エネルギーを吸収することができる。
【0010】
そして、下壁側が変形する間、剛性の大きな上壁側によって傾斜部分の変形を抑制できるため、この傾斜部分に沿ったダッシュパネルの後退を抑制し、ひいては、キャビン変形を少なくすることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【0012】
図1〜図10は本発明にかかる車体前部構造の一実施形態を示し、図1はフロントサイドメンバおよびフロアメンバの側面図、図2はフロントサイドメンバの傾斜部分からフロアメンバに至る部分の分解斜視図、図3は上方メンバの傾斜部分の下端部を下方から見た斜視図、図4は下方メンバの傾斜部分の下端部を上方から見た斜視図、図5は図1中A−A線に沿った拡大断面図、図6は図1中B−B線に沿った拡大断面図、図7は図1中C−C線に沿った拡大断面図、図8は図1中D−D線に沿った拡大断面図、図9はフロントサイドメンバの傾斜部分の変形状態を示す図5に対応した拡大断面図、図10はフロントサイドメンバおよびフロアメンバの変形状態を示す側面図である。
【0013】
本実施形態の車体前部構造は、図1に示すように車体前部に配置されるフロントサイドメンバ1を備え、このフロントサイドメンバ1の車体後方がフロア後方にフロアメンバ2として延在するようになっており、これらフロントサイドメンバ1およびフロアメンバ2は、上壁3および下壁4と、これら上,下壁3,4の両側間を連結する両側壁5,5と、によって断面矩形状の閉断面構造として形成してある。
【0014】
フロントサイドメンバ1は、フロントコンパートメントの車幅方向両側に1対設けられ、それぞれが車体前後方向(図1中左右方向)に略平行に延在しており、その後方部分には図外のダッシュパネルに沿って下方に傾斜する傾斜部分6を設けてあり、この傾斜部分6の後端に上記フロアメンバ2が一体に連続して連結される。
【0015】
ここで、本実施形態では、上記フロントサイドメンバ1は、その傾斜部分6の上壁3側の剛性を下壁4側よりも大きくしている。
【0016】
上記フロントサイドメンバ1は、図2に示すように上壁3および両側壁上部5aによって断面逆U字状に形成した上方メンバ7と、下壁4および両側壁下部5bによって断面U字状に形成した下方メンバ8とを、それぞれの側壁上部5aと側壁下部5bとを溶接Mによって互いに結合することにより構成してある。
【0017】
図2に示すように上方メンバ7の傾斜部分6の下端部分には、車体後方に向かってフロアメンバ2の断面逆U字状となるフロアメンバ上部2aが延設されるとともに、上記下端部分から車幅方向内方に向かって断面逆U字状のクロスメンバ上部9aが形成され、かつ、車幅方向外方に向かって車体後方に傾斜するように断面逆U字状のアウトリガー上部10aが形成される。
【0018】
一方、下方メンバ8の傾斜部分6の下端部分には、上記フロアメンバ上部2a、上記クロスメンバ上部9aおよび上記アウトリガー上部10aを結合する下部プレート11を形成してあり、この下部プレート11にフロアメンバ上部2aの前部、クロスメンバ上部9aおよびアウトリガー上部10aのそれぞれの下方開放端をスポット溶接等により結合することにより、フロアメンバ2の前部、クロスメンバ9およびアウトリガー10を閉断面構造として形成するようになっている。
【0019】
尚、閉断面構造となった上記クロスメンバ9の車体内方端は図外のフロアパネル中央部に形成したトンネル部の側面に結合するとともに、閉断面構造となったアウトリガー10の車体外方端は図外のサイドシルの前端部に結合される。
【0020】
前記フロントサイドメンバ1を形成する上部メンバ7および下部メンバ8は、フロアメンバ上部2a、クロスメンバ上部9a、アウトリガー上部10aおよび下部プレート11を含めてアルミ合金の鋳物で形成している。
【0021】
ここで、上記傾斜部分6の上壁3の剛性を下壁4よりも大きくするために、この傾斜部分6の上壁3に、傾斜部分6の下端部(後端部)から上端部(前端部)に向かって前方からの荷重入力に対して断面変形を抑制する上壁変形制御手段としての上方リブ12を設けるとともに、傾斜部分6の下壁4に、傾斜部分6の下端部(後端部)から上端部(前端部)に向かって前方からの荷重入力に対して断面変形を促進する下壁変形制御手段としての下方リブ13を設けてある。
【0022】
上方リブ12および下方リブ13は傾斜部分6の閉断面内に設けられ、上方リブ12は、フロントサイドメンバ1の前端から傾斜部分6の下端部に亘って、上方メンバ7の両側壁上部5aの内側間に交差させて上壁3内面から一体に複数突設して形成するとともに、下方リブ13は、フロントサイドメンバ1の前端から傾斜部分6の下端部に亘って、下壁4の内面中央部からフロントサイドメンバ1の長さ方向に沿って一体に突設して形成してある。
【0023】
上方リブ12は、傾斜部分6の上端部および下端部でそれぞれ突出量を異ならせ、上端部では図5に示すように突出量d1を最も少なくして、下方リブ13との間にクリアランスδ1を設けるとともに、図6に示すように下端部の屈曲部の突出量d2は上端部の突出量d1よりも大きくして、下方リブ13との間にクリアランスδ2を設け、かつ、図7に示すように下端部の屈曲部後方の突出量d3は中間部の突出量d2よりも更に大きくして、下方リブ13との間にクリアランスδ3を設けてあり、d1<d2<d3の関係となっている。
【0024】
上端部のクリアランスδ1は、前方からの入力荷重により下方メンバ8の断面変形が可能なように大きく設定し、下端部のクリアランスδ2およびクリアランスδ3は、上記入力荷重によっても下方メンバ8の断面変形を抑制できるように最小としてある。
【0025】
また、傾斜部分6の少なくとも上端部には、図5に示すように下壁4の両側稜線部4a,4bに脆弱部としてのノッチ14を形成してある。
【0026】
ところで、フロアメンバ2にあっても、図2に示すようにフロアメンバ上部2aの上壁3の内面中央部からフロアメンバ2の長さ方向に沿ってフロアメンバ上方リブ15を突設してある。
【0027】
一方、図2に示すように下部プレート11の上面中央部にフロアメンバ2の下部を構成する補強メンバ16を結合し、図8に示すようにこの補強メンバ16の上面両側部に上記フロアメンバ上部2aの下端開放部両側を溶接Mにより結合してある。
【0028】
補強メンバ16はアルミ合金の押出し材で形成され、図8に示すように矩形状の閉断面構造となった外殻16aと、この外殻16aの上,下壁間を連結する中央リブ16bとで構成される。
【0029】
そして、上記フロアメンバ2の後端部は、図1に示すように図外の左右サイドシル間に跨って配設したセカンドクロスメンバ17に結合してあり、前記上方リブ15は図8に示すようにフロアメンバ2の中間部分において突出量d4を最小として、補強メンバ16の上面との間に大きなクリアランスδ4を設けるとともに、セカンドクロスメンバ17近傍では突出量を最大として補強メンバ16の上面との間のクリアランスを最小としてある。
【0030】
また、傾斜部分6の下端部に、下壁4側が上壁3側に対して相対的に後方移動するのを阻止する下壁後退阻止手段18を設けてある。
【0031】
下壁後退阻止手段18は、図3に示すように傾斜部分6の下端部の上壁3から垂設した第1リブ状突起19と、図4に示すように傾斜部分6の下端部の下壁4から立設して上記第1リブ状突起19の前面に当接する第2リブ状突起20と、によって構成してある。
【0032】
上記第1リブ状突起19の車体後方面には上記フロアメンバ上方リブ15が連結しており、かつ、第2リブ状突起20の車体後方両側には下部プレート11の上面から突設したX字状リブ21が連結している。
【0033】
以上の構成により本実施形態の車体前部構造にあっては、図10に示すように車体前方から衝突荷重Fがフロントサイドメンバ1に入力した場合に、この荷重Fはフロントサイドメンバ1の先端から軸方向に伝達して傾斜部分6に入力することになる。
【0034】
すると、傾斜部分6では下端部を中心とするモーメントMによって上端部を後方に変形させようとするが、上方メンバ7に上方リブ12を設けるとともに、下方メンバ8に下方リブ13を設け、かつ、傾斜部分6の下端部に下壁後退阻止手段18を設けてあって、傾斜部分6の上壁3側の剛性を下壁4側よりも大きくしてあるため、下壁4側が上壁3側に先行して変形して荷重エネルギーを先ず下壁4側、つまり下方メンバ8側で吸収することができる。
【0035】
即ち、前記荷重Fにより下方メンバ8が上方メンバ7に先行して変形する際に、下壁後退阻止手段18の第2リブ突起20が第1リブ突起19に係止されて下壁4が上壁3に対して相対的に後方移動するのを阻止し、図9に示すように傾斜部分6の上端部に位置する下方リブ13が、クリアランスδ1を潰して上方リブ12に当接するまでフロントサイドメンバ1が断面変形して荷重Fのエネルギーを吸収する。
【0036】
また、このときの傾斜部分6の上端部の断面変形は、図9に示すように下壁4の両側稜線部4a,4bに形成したノッチ14が脆弱部分となって断面変形を助長でき、更に、上方メンバ7と下方メンバ8とを結合する溶接M部分による熱影響部分によって断面変形を助長できる。
【0037】
一方、図6,図7に示すように傾斜部分6の下端部では、下方リブ13と上方リブ12との間のクリアランスδ2,δ3が最小となっているため、フロントサイドメンバ1の断面変形は最小限に抑制される。
【0038】
従って、フロントサイドメンバ1の傾斜部分6では、その上端部で下方メンバ8が大きく断面変形して荷重エネルギーを吸収する一方、下端部で断面変形を抑制できるため、図10中破線に示す非衝突状態(通常時)から実線に示す本実施形態の衝突状態で傾斜部分6の変形量、つまり傾斜部分6の下端部を中心とする上端部の後方移動量を小さくすることができる。尚、図10中、2点鎖線は従来のフロントサイドメンバの変形状態を示す。
【0039】
このため、本実施形態のフロントサイドメンバ1では、衝突により下壁4側が変形する間、剛性が大きくなった上壁3側によって傾斜部分6の変形を抑制できるため、この傾斜部分6に沿ったダッシュパネルの後退を抑制し、ひいては、キャビン変形を少なくすることができる。
【0040】
また、傾斜部分6の後方に延在するフロアメンバ2では、中間部分において上方リブ15と補強メンバ16の上面との間に大きなクリアランスδ4を設け、セカンドクロスメンバ17近傍ではクリアランスを最小としたので、衝突によるモーメントMによってフロアメンバ2の中間部分で大きく断面変形して、その前方部分を下方に曲げ変形することによりエネルギーを更に吸収して、キャビンへの影響を低減することができる。
【0041】
従って、本実施形態では傾斜部分6の上端部の断面変形と、フロアメンバ2の中間部分での断面変形と、によって効果的にエネルギー吸収して、傾斜部分6の下端部を中心とした上端部の後退移動を最小限に抑制できるため、補強部材などの追加を要することなくダッシュパネルの後退を効果的に減少し、かつ、軽量化を図ることができる。
【0042】
ところで、本実施形態の車体前部構造では上記作用効果に加えて、傾斜部分6の上壁3側に、傾斜部分6の下端部から上端部に向かって前方からの荷重入力に対して断面変形を抑制する上方リブ12を設けるとともに、傾斜部分6の下壁4側に、傾斜部分6の下端部から上端部に向かって前方からの荷重入力に対して断面変形を促進する下方リブ13を設けたので、これら上方リブ12と下方リブ13との間のクリアランスδ1,δ2,δ3を調整することにより、傾斜部分6の断面変形量を制御してダッシュパネルの後退を効率良く抑制することができる。
【0043】
また、傾斜部分6の下端部に、下壁4側が上壁3側に対して相対的に後方移動するのを阻止する下壁後退阻止手段18を設けたので、上壁3側に先行して下壁4側が変形する際に、この下壁4側の上壁3側に対する後方移動を阻止できるので、下壁4側の変形を確実に行うことができる。
【0044】
更に、フロントサイドメンバ1をアルミ合金の鋳物で形成したので、フロントサイドメンバ1の更なる軽量化を達成できる。
【0045】
更にまた、上壁変形制御手段としての上記上方リブ12および下壁変形制御手段としての下方リブ13は、傾斜部分6の閉断面内に一体に形成したので、部品点数の増加を避けて車体組立時の作業性を向上することができる。
【0046】
また、傾斜部分6の少なくとも上端部に、下壁4の両側稜線部4a,4bにノッチ14を形成したので、このノッチ14が脆弱部分となって傾斜部分6の上端部の断面変形を助長して、衝突エネルギーの吸収量を高めることができる。
【0047】
更に、フロントサイドメンバ1を断面逆U字状の上方メンバ7と断面U字状の下方メンバ8とを結合して構成したので、これら上方メンバ7と下方メンバ8との相対変形を容易にして、下方メンバ8をより優先的に断面変形させることが可能となり、ひいては傾斜部分6の後方移動を抑制してダッシュパネルの後退を抑えることができる。
【0048】
また、上方メンバ7と下方メンバ8の結合を溶接Mによって行うことにより、この溶接Mによる熱影響により脆弱部分とすることができるため、フロントサイドメンバ1の断面変形を更に増長することができる。
【0049】
更にまた、下壁後退阻止手段18は、傾斜部分6の下端部の上壁3から垂設した第1リブ状突起19と、傾斜部分6の下端部の下壁4から立設して上記第1リブ状突起19の前面に当接する第2リブ状突起20と、によって構成したので、簡単な構造にして下壁4の後方移動を効率良く阻止できるため、傾斜部分6の下端部の変形を少なくしてダッシュパネルの後退をより確実に抑制することができる。
【0050】
ところで、本発明の車体前部構造は上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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態におけるフロントサイドメンバおよびフロアメンバの側面図。
【図2】本発明の一実施形態におけるフロントサイドメンバの傾斜部分からフロアメンバに至る部分の分解斜視図。
【図3】本発明の一実施形態における上方メンバの傾斜部分の下端部を下方から見た斜視図。
【図4】本発明の一実施形態における下方メンバの傾斜部分の下端部を上方から見た斜視図。
【図5】図1中A−A線に沿った拡大断面図。
【図6】図1中B−B線に沿った拡大断面図。
【図7】図1中C−C線に沿った拡大断面図。
【図8】図1中D−D線に沿った拡大断面図。
【図9】本発明の一実施形態におけるフロントサイドメンバの傾斜部分の変形状態を示す拡大断面図。
【図10】本発明の一実施形態におけるフロントサイドメンバおよびフロアメンバの変形状態を示す側面図。
【符号の説明】
1 フロントサイドメンバ
2 フロアメンバ
3 上壁
4 下壁
4a,4b 稜線部
5 側壁
5a 側壁上部
5b 側壁下部
6 傾斜部分
7 上方メンバ
8 下方メンバ
12 上方リブ(上壁変形制御手段)
13 下方リブ(下壁変形制御手段)
14 ノッチ(脆弱部)
18 下壁後退阻止手段
19 第1リブ状突起
20 第2リブ状突起
Claims (5)
- 車体前部の車幅方向両側に車体前後方向に延在し、その後方部分にダッシュパネルに沿って下方に傾斜する傾斜部分を設けた閉断面構造のフロントサイドメンバを備えた車体前部構造において、
傾斜部分の閉断面内の上壁側に、傾斜部分の下端部から上端部に向かって前方からの荷重入力に対して断面変形を抑制する上方リブを一体に形成するとともに、
傾斜部分の閉断面内の下壁側に、傾斜部分の下端部から上端部に向かって前方からの荷重入力に対して断面変形を促進する下方リブを一体に形成して、上記傾斜部分の上壁側の剛性を下壁側よりも大きくしたことを特徴とする車体前部構造。 - フロントサイドメンバを軽合金の鋳物で形成したことを特徴とする請求項1に記載の車体前部構造。
- 傾斜部分の少なくとも上端部に、下壁の両側稜線部に脆弱部を形成したことを特徴とする請求項1または2に記載の車体前部構造。
- フロントサイドメンバは、上壁および両側壁上部によって断面逆U字状に形成した上方メンバと、下壁および両側壁下部によって断面U字状に形成した下方メンバと、を互いに結合して構成したことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の車体前部構造。
- 傾斜部分の下端部の上壁から垂設した第1リブ状突起と、傾斜部分の下端部の下壁から立設して上記第1リブ状突起の前面に当接する第2リブ状突起と、によって下壁側が上壁側に対して相対的に後方移動するのを阻止する下壁後退阻止手段を構成したことを特徴とする請求項3〜4のいずれか1つに記載の車体前部構造。
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