JP3786093B2 - 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、フロントサイドメンバの後端部に後方下側に傾斜するエクステンションメンバを設けた車体前部構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の車体前部構造は、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設け、このフロントサイドメンバの後端部にエクステンションメンバを設けて、このエクステンションメンバをダッシュパネルに沿って後方下側に傾斜させ、このエクステンションメンバをフロアパネルの下面に配置するようにしている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−119826号公報(第3頁、第1図)
【0004】
【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、前面衝突等によって車体前方から大きな荷重がフロントサイドメンバに入力した場合、この荷重はフロントサイドメンバを伝って後方下側に傾斜したエクステンションメンバに作用し、このエクステンションメンバを下側屈曲部を中心として後方に変形する曲げモーメントが作用して、ダッシュ部をキャビン内方に後退させることになる。
【0005】
このため、前方からの荷重入力に対してダッシュパネルの後退量を低減させる必要があり、これの対処方法の1つとしてはエクステンションメンバの上面の耐力モーメントを向上することが考えられる。
【0006】
ところが、エクステンションメンバはフロアパネルの下側に配置されて、このフロアパネルを上面としてエクステンションメンバを閉断面構造としてあり、エクステンションメンバの上面の耐力モーメントを向上するためには、フロアパネルの板厚を全体的に厚肉化する必要があり、大幅な重量増を招いてしまう。
【0007】
そこで、エクステンションメンバをフロアパネルの上側に配置することにより、フロアパネルを厚肉化することなく、エクステンションメンバに限ってその上面の厚肉化が可能となる。
【0008】
しかし、一般にエクステンションメンバは、板材を切断および折曲して接合することにより閉断面構造に形成するようになっているが、この場合、上面の厚肉化のためにはエクステンションメンバ全体を厚肉化し、または上面のみに別体の補強板を接合することになり、重量の増加や組立作業性の悪化を来してしまう。
【0009】
そこで、本発明は前方からの荷重入力に対してエクステンションメンバの後方変形を、過剰な重量増加や組立作業性の悪化を来すことなく抑制してダッシュ部の後退量を低減できる車体前部構造を提供するものである。
【0010】
【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するフロントサイドメンバと、このフロントサイドメンバの後端部にダッシュパネルに沿って後方下側に傾斜するエクステンションメンバと、フロントサイドメンバの下方に配置されて後端部をエクステンションメンバの下側屈曲部に連結したサスペンションメンバと、を備えた構造となっており、フロアパネルの上側に車体前後方向に延在する閉断面構造のエクステンションリアメンバを結合するとともに、前記エクステンションメンバの下側屈曲部後方に車体前後方向に延在する断面逆U字状のフロアメンバを設け、このフロアメンバをエクステンションリアメンバの上側に重ねて結合し、このフロアメンバを軽合金の鋳物で形成して上面を厚肉化したことを特徴としている。
【0011】
【発明の効果】
本発明によれば、前方からの衝突荷重がフロントサイドメンバおよびサスペンションメンバに入力した場合、エクステンションメンバの曲げモーメントによってフロアメンバの上面には圧縮力が作用し、かつ、エクステンションリアメンバの下面には引張り力が作用する。
【0012】
また、サスペンションメンバから略水平方向に荷重が入力することによって、フロアメンバの上面およびエクステンションリアメンバの下面にはそれぞれ圧縮力が作用することになる。
【0013】
このため、エクステンションリアメンバの下面では引張り力と圧縮力が打ち消しあって十分な強度を確保できる一方、フロアメンバの上面は、曲げモーメントによる圧縮力とサスペンションメンバによる圧縮力とが合力されることになるが、フロアメンバにエクステンションリアメンバが結合されているとともに、軽合金の鋳物で形成したフロアメンバの上面を厚肉化したことにより、フロアメンバの断面係数と耐力モーメントを向上して十分な強度を確保することができる。
【0014】
このとき、フロアメンバは上面のみの厚肉化が可能であるため、必要最小限度の重量増で済ませることができ、前方からの荷重入力に対してエクステンションメンバの後方変形を、過剰な重量増加や組立作業性の悪化を来すことなく抑制してダッシュ部の後退量を低減することができる。
【0015】
【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。
【0016】
図1〜図4は本発明にかかる車体前部構造の第1実施形態を示し、図1は車体の骨格構造を示す平面図、図2は図1中A−A線に沿った拡大断面図、図3は図2中B−B線に沿った拡大断面図、図4は衝突荷重の入力時の作動状態を示す図2に対応した拡大断面図である。
【0017】
この第1実施形態の車体前部構造は、図1,図2に示すように車体前部の車幅方向両側に左右1対のフロントサイドメンバ1が車体前後方向に延在し、このフロントサイドメンバ1の後端部にはダッシュパネル2に沿って後方下側に傾斜するエクステンションメンバ3を設けてある。
【0018】
また、フロントサイドメンバ1の下方には図外のサスペンションアームを支持する平面矩形状のサスペンションメンバ4が配置され、このサスペンションメンバ4は、前端部を図外の取付部材を介してフロントサイドメンバ1の前端部に連結するとともに、図2に示すように後端部を取付部材5を介してエクステンションメンバ3の下側屈曲部3aに連結してある。
【0019】
エクステンションメンバ3の下側屈曲部3aは、フロアパネル6の車幅方向両側に車体前後方向に延在するサイドシル7の前端部と、フロアパネル6の中央部分に所定間隔をもって車幅方向に対向するトンネルメンバ8の前端部と、に跨って結合してある。
【0020】
フロアパネル6は、サイドシル7とトンネルメンバ8との間に配置したフロアサイドパネル6aと、対向したトンネルメンバ8間に配置したフロアセンタパネル6bとからなり、このフロアセンタパネル6bによってトンネル部を形成してある。
【0021】
ここで、この実施形態ではフロアサイドパネル6aの上側に、図1,図2に示すようにフロントサイドメンバ1の略後方延長上に、車体前後方向に延在する閉断面構造のエクステンションリアメンバ10を設けて、このエクステンションリアメンバ10をフロアサイドパネル6aに結合するとともに、前記エクステンションメンバ3の下側屈曲部3aの後方に、図3に示すようにアルミ等の軽合金の鋳物で形成したフロアメンバ11を設け、このフロアメンバ11をエクステンションリアメンバ10の上側に重ねて結合し、このフロアメンバ11の上面11aの肉厚t1を両側縦壁11b,11cよりも厚肉化してある。
【0022】
前記フロアサイドパネル6aの上方には、図外の前席下方に位置して車幅方向に延在する第1クロスメンバ12をサイドシル7とトンネルメンバ8とに跨って設け、この第1クロスメンバ12をエクステンションリアメンバ10の上側に結合するとともに、この第1クロスメンバ12に前記フロアメンバ11の後端を結合してある。
【0023】
また、フロアサイドパネル6aの上側には、第1クロスメンバ12の車体後方に位置して車幅方向に延在する第2クロスメンバ13をサイドシル7とトンネルメンバ8とに跨って設け、この第2クロスメンバ13をフロアサイドパネル6aに結合するとともに、この第2クロスメンバ13にエクステンションリアメンバ10の後端を結合してある。
【0024】
更に、前記第2クロスメンバ13の後方には、左右一対のサイドシル7の後端部に跨ってリアシートクロスメンバ14を連結してあり、このリアシートクロスメンバ14にトンネルメンバ8の後端を結合するとともに、サイドシル7の後端部内側から車体後方に向かってリアサイドメンバ15が延在している。
【0025】
また、前記エクステンションメンバ3の下側屈曲部3aには、図2に示すようにこの下側屈曲部3aの前壁3bから車体後方に向かってレインフォース16を延設し、このレインフォース16の後端部をエクステンションリアメンバ10の前端部の上側角部に結合している。
【0026】
前記エクステンションリアメンバ10はアルミ等の軽合金の押出し材で閉断面に形成しており、図3に示すように上面10aの中央部にその肉厚部分を全体的に上方に突出させた凸部10bを形成する一方、フロアメンバ11を断面逆U字状に形成する。
【0027】
そして、エクステンションリアメンバ10の両側縦壁10c,10dの間隔aと、凸部10bの両側縦壁10e,10fの間隔bとの間に、断面逆U字状に形成したフロアメンバ11の両側縦壁11b,11cの間隔cを設定(a>c>b)し、前記凸部10bを挟んだエクステンションリアメンバ10の上面10aの両側部に、フロアメンバ11の両側縦壁11b,11cの下端を溶接Wにより結合してある。
【0028】
以上の構成により第1実施形態の車体前部構造にあっては、前面衝突等により前方から大きな荷重が入力すると、図4に示すようにフロントサイドメンバ1に荷重F1が作用するとともに、サスペンションメンバ4に荷重F2が作用する。
【0029】
すると、フロントサイドメンバ1に作用した荷重F1によって、エクステンションメンバ3には下側屈曲部3aを中心として図中破線位置から実線位置へと変形しようとする曲げモーメントMが発生して、この曲げモーメントMによってフロアメンバ11の上面11aには圧縮力P1が作用するとともに、エクステンションリアメンバ10の下面10gには引張り力P2が作用する。
【0030】
また、サスペンションメンバ4から略水平方向に荷重F2が入力することによって、フロアメンバ11の上面11aおよびエクステンションリアメンバ10の下面10gにはそれぞれ圧縮力P3,P4が作用する。
【0031】
このため、エクステンションリアメンバ10の下面10gは、曲げモーメントMによる引張り力P2と荷重F2による圧縮力P4が打ち消しあって十分な強度を確保できる一方、フロアメンバ11の上面11aは、曲げモーメントMによる圧縮力P1と荷重F2による圧縮力P3とが合力されることになる。
【0032】
従って、フロアメンバ11の上面11aには大きな強度が要求されるが、このフロアメンバ11にエクステンションリアメンバ10が結合されて強度が高められているとともに、フロアメンバ11の上面11aを厚肉化したことにより、フロアメンバ11の断面係数と耐力モーメントを向上して十分な強度を確保することができる。
【0033】
このとき、フロアメンバ11はアルミ合金の鋳物で形成したことにより、両側縦壁11b,11cの肉厚を増大させることなく上面11aのみの厚肉化が可能であるため、必要最小限度の重量増で済ませることができるようになり、前方からの衝突荷重の入力に対してエクステンションメンバ10の後方変形を、過剰な重量増加や組立作業性の悪化を来すことなく抑制してダッシュ部の後退量を低減することができる。
【0034】
ところで、この実施形態では前記作用効果に加えて、フロアメンバ11の後端を、前席下方に位置してエクステンションリアメンバ10の上側に結合した第1クロスメンバ12に結合したので、フロアメンバ11に入力した車体前方からの衝突荷重F3を第1クロスメンバ12に分散できるため、第1クロスメンバ12よりも車体後方部分では、エクステンションリアメンバ10のみをフロアパネル6上面に配置してあってもその強度を十分に保つことができ、ひいては、後席乗員の足元部分からフロアメンバ11を排除できるため、後席の足元スペースを確保することができる。
【0035】
また、エクステンションリアメンバ10の後端を、第1クロスメンバ12の車体後方に位置する第2クロスメンバ13に結合したので、エクステンションリアメンバ10に入力した荷重は最終的に第2クロスメンバ13へと分散して、フロアパネル6の後方部分の強度を確保することができる。
【0036】
更に、エクステンションメンバ3の下側屈曲部3aから車体後方にレインフォース16を延設し、このレインフォース16の後端部をエクステンションリアメンバ10の前端部に結合したので、車体前方からの衝突荷重によってエクステンションメンバ3の下側屈曲部3aに発生する曲げモーメントMとサスペンションメンバ4から入力する水平荷重F2とを、エクステンションリアメンバ10に効率良く伝達することができる。
【0037】
従って、エクステンションメンバ3の変形を効果的に抑制できるようになり、ひいては、ダッシュパネル2の後退量を低減してキャビン変形を抑制することができる。
【0038】
更にまた、上面10aの中央部に凸部10bを形成したエクステンションリアメンバ10の両側縦壁10c,10dの間隔aと、凸部10bの両側縦壁10e,10fの間隔bとの間に、フロアメンバ11の両側縦壁11b,11cの間隔cを設定(a>c>b)して、前記凸部10bを挟んだエクステンションリアメンバ10の上面10a両側部に、フロアメンバ11の両側縦壁11b,11cの下端を結合したので、エクステンションリアメンバ10は上面10aに形成した凸部10bによって曲げ剛性を増大することができるとともに、フロアメンバ11をエクステンションリアメンバ10に結合した際に、前記凸部10bをフロアメンバ11の内方に収納できるため、凸部10bによって足元スペースが狭くなるのを防止することができる。
【0039】
図5は本発明の第2実施形態を示し、前記実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。
【0040】
図5はエクステンションリアメンバ10とフロアメンバ11との結合状態の断面図で、この第2実施形態の車体前部構造は、エクステンションリアメンバ10の下面10gの幅dを上面10aの幅aよりも狭く形成するようにしている。
【0041】
即ち、この実施形態ではエクステンションリアメンバ10の下面10gの幅dを狭くするにあたって左右対称に狭くし、上面10aと下面10gのそれぞれの両側端を両側縦壁10c,10dで繋ぐことにより、等脚台形状の断面形状となっている。
【0042】
また、この実施形態にあってもエクステンションリアメンバ10はアルミ合金により押出し材により形成してある。
【0043】
従って、この第2実施形態の車体前部構造にあっては、エクステンションリアメンバ10の下面10gの幅dが狭くなった分、その重量が軽減されることになり、その重量が軽減された分、上面10aの中央部に突設した凸部10bの上面10hのt2を厚肉化することにより、エクステンションリアメンバ10の全体重量を増大することなく、エクステンションリアメンバ10の重心を上方に移動させて断面係数や耐力モーメントを向上させることができる。
【0044】
ところで、本発明の車体前部構造は前記第1,第2実施形態に例をとって説明したが、これら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】本発明の第1実施形態における車体の骨格構造を示す平面図。
【図2】図1中A−A線に沿った拡大断面図。
【図3】図2中B−B線に沿った拡大断面図。
【図4】本発明の第1実施形態における衝突荷重の入力時の作動状態を示す拡大断面図。
【図5】本発明の第2実施形態におけるエクステンションリアメンバとフロアメンバとの結合状態の断面図。
【符号の説明】
1 フロントサイドメンバ
2 ダッシュパネル
3 エクステンションメンバ
3a 下側屈曲部
4 サスペンションメンバ
6 フロアパネル
10 エクステンションリアメンバ
10a エクステンションリアメンバの上面
10b 凸部
10c,10d エクステンションリアメンバの縦壁
10e,10f 凸部の縦壁
10g エクステンションリアメンバの下面
11 フロアメンバ
11a フロアメンバの上面
11b,11c フロアメンバの縦壁
12 第1クロスメンバ
13 第2クロスメンバ
16 レインフォース
Claims (6)
- 車体前部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と、このフロントサイドメンバの後端部にダッシュパネルに沿って後方下側に傾斜するエクステンションメンバと、フロントサイドメンバの下方に配置されて後端部をエクステンションメンバの下側屈曲部に連結したサスペンションメンバと、を備えた車体前部構造において、
フロアパネルの上側に車体前後方向に延在する閉断面構造のエクステンションリアメンバを結合するとともに、前記エクステンションメンバの下側屈曲部後方に車体前後方向に延在するフロアメンバを設け、このフロアメンバをエクステンションリアメンバの上側に重ねて結合し、このフロアメンバを軽合金の鋳物で形成して上面を厚肉化したことを特徴とする車体前部構造。 - 前席下方に位置して車幅方向に延在するとともに、エクステンションリアメンバの上側に結合した第1クロスメンバを設け、この第1クロスメンバにフロアメンバの後端を結合したことを特徴とする請求項1に記載の車体前部構造。
- 第1クロスメンバの車体後方に位置して車幅方向に延在するとともに、フロアパネルの上側に結合した第2クロスメンバを設け、この第2クロスメンバにエクステンションリアメンバの後端を結合したことを特徴とする請求項2に記載の車体前部構造。
- エクステンションメンバの下側屈曲部から車体後方に向けてレインフォースを延設し、このレインフォースの後端部をエクステンションリアメンバの前端部に結合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。
- エクステンションリアメンバの上面中央部に上方に突出させた凸部を形成するとともに、フロアメンバを断面逆U字状に形成して、エクステンションリアメンバの両側縦壁の間隔aと、凸部の両側縦壁の間隔bとの間に、フロアメンバの両側縦壁の間隔cを設定(a>c>b)し、前記凸部を挟んだエクステンションリアメンバの上面両側部に、フロアメンバの両側縦壁の下端を結合したことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の車体前部構造。
- エクステンションリアメンバの下面の幅を上面の幅よりも狭く形成したことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の車体前部構造。
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