JP3960293B2 - キャブオーバー型車の車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明はキャブオーバー型車の車体前部構造に関する。

キャブオーバー型車の車体前部構造において、下記特許文献１に開示されているように、車両前後方向に延びる左右のフロントサイドメンバに、その長手方向に沿って軸線からはずれた位置に、車両衝突時に圧縮変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部を設けることが提案されている。

図７は上記衝撃吸収部を備えた従来の代表的な車体前部構造を示し、フロントサイドメンバ１には、後端がフロントサイドメンバ１の中間部上面に結合されて前方かつ上方へ向けて緩やかな傾斜姿勢で立ち上がる傾斜部２ａと、その前端に連結されてフロントサイドメンバ１と平行に前方へ延びる衝撃吸収部２ｂとからなるアッパメンバ２Ａが設けられている。アッパメンバ２Ａの傾斜部２ａは車室フロア３前端のトーボード部３０およびその前縁から起立するダッシュパネル４を下方より支持している。傾斜部２ａの前端上部には、ダッシュパネル４の前面下縁に沿って車幅方向に延びるダッシュリィンフォースメント４０が設けられ、傾斜部２ａの前端縁はダッシュリィンフォースメント４０の前面と垂直方向に合致している。

衝撃吸収部２ｂは、後端の高さ寸法が傾斜部２ａの前端よりも高く設定され、後端の下半部が傾斜部２ａの前端に、上半部がダッシュリィンフォースメント４０の前面にそれぞれ垂直方向に一連に溶接結合されている。またアッパメンバ２Ａの衝撃吸収部２ｂに対応して、フロントサイドメンバ１には、ダッシュパネル４よりも前方へ突出する前端部に、衝突時に軸方向に圧縮変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部１０が形成されている。

上記構造とすることにより、車両前面衝突時、フロントサイドメンバ１およびアッパメンバ２Ａは、上記ダッシュパネル４よりも前方位置で、それぞれの衝撃吸収部１０、２ｂが圧縮変形して衝撃を吸収するようにしている。
実公平４−６０７４７号公報

ところで、車両のオフセット衝突を想定して、車体前面の片側をオフセット・デフォーマブル・バリヤ（以下、ＯＤＢという）に衝突させる衝突実験を行った場合、図８に示すように、衝突当初、アッパメンバ２Ａよりも剛性の高いフロントサイドメンバ１がＯＤＢの下半部を押し潰し、これにより上半部が下向きに傾斜変形する。このためＯＤＢの上半部に衝突したアッパメンバ２Ａの衝撃吸収部２ｂにはその前端から後方へ斜め下向きに衝突荷重Ｆ１（白矢印）が作用することとなる。更に、衝突により車体が前輪を中心に後部が跳ね上がろうとするピッチング現象が発生すると、この傾向が強くなる。

このため従来構造では、アッパメンバ２Ａの衝撃吸収部２ｂに上記斜め下向きの衝突荷重Ｆ１が作用した場合、衝撃吸収部２ｂは傾斜部２ａと連結された根元から下向きに折れ変形することがあった。折れ変形すると衝撃吸収部２ｂは軸方向に圧縮変形せず、衝撃を充分に吸収することができない。衝撃吸収部２ｂでの充分な衝撃吸収効果が発揮されないと、傾斜部２ａに強い衝撃が作用し、傾斜部２ａの前端が上方へ折れ変形するおそれがあり、傾斜部２ａが折れ変形すると、車室フロア３のトーボード部３０およびダッシュパネル４が後方へ移動変形して乗員の足元空間を狭くする。

そこで本発明は、車両衝突時に、アッパメンバの前端の衝撃吸収部が軸方向に圧縮変形して効率良く衝撃を吸収することができ、ダッシュパネルおよび車室フロアのトーボード部の後方への移動変形量を抑制して乗員の足元空間を確実に確保できるキャブオーバー型車の車体前部構造を提供することを課題としてなされたものである。

本発明は、キャブオーバー型車の車体前後方向に水平に延びる左右のフロントサイドメンバにそれぞれ、その中間部上面から前方かつ上方へ向けて緩やかな傾斜姿勢で立ち上がる傾斜部と、その前端に連結されて上記フロントサイドメンバと平行にフロントサイドメンバのほぼ前端位置まで前方向へ延び、車両衝突時に圧縮変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部とからなるアッパメンバを設けたキャブオーバー型車の車体前部構造において、上記アッパメンバの衝撃吸収部の後端と上記傾斜部の前端とを、前下がり傾斜方向に連結せしめる（請求項１）。アッパメンバの衝撃吸収部の後端と傾斜部の前端とを傾斜方向に連結したので、車両正面衝突時、下部がフロントサイドメンバにより押し込まれた相手物体から衝撃吸収部に斜め下向きに作用する衝突荷重は、作用方向とほぼ直交方向の傾斜部の前端で受けられるので、衝撃吸収部は屈曲変形せずに、ほぼ軸方向に圧縮変形して効率良く衝撃を吸収することができる。

上記衝撃吸収部はその高さ寸法を上記傾斜部よりも高く形成し、上記衝撃吸収部の後端の下半部と上記傾斜部の前端とを前下がり傾斜方向に連結し、上記衝撃吸収部の後端の上半部を、上記傾斜部の上面前端から起立するダッシュパネルの下縁に沿って車幅方向に設けて上記左右の傾斜部の上面前端間に架けわたしたダッシュリィンフォースメントに垂直方向に連結せしめる（請求項２）。衝撃吸収部は後端の下半部を傾斜方向に傾斜部前端に連結するとともに、上半部をダッシュリィンフォースメントに垂直方向に連結したので、衝撃吸収部にほぼ水平後方へ衝突荷重が作用しても上記ダッシュリィンフォースメントが上記荷重をほぼ直交方向に受けることができる。従って衝撃吸収部は、斜め下向きまたは水平方向のいずれの衝突荷重に対しても軸方向に圧縮変形して衝撃吸収性能を発揮することができる。

前下がり傾斜方向に互いに連結せしめる閉断面の上記衝撃吸収部の後端と上記傾斜部の前端の外周にはそれぞれ外方へ突出する結合フランジを形成し、上記衝撃吸収部と傾斜部との間に両者を仕切るように金属プレートを設け、上記衝撃吸収部の結合フランジと傾斜部の結合フランジとを上記金属プレートを介して連結せしめる（請求項３）。金属プレートにより衝撃吸収部と傾斜部との連結部の連結強度が強化され、衝突時に傾斜部に対して衝撃吸収部が横ズレせず、斜め下向きの衝突荷重を金属プレートが確実に受けるので衝撃吸収性能を向上させることができる。

本発明によれば、車両衝突時に、アッパメンバの前端の衝撃吸収部が確実に軸方向に圧縮変形して効率良く衝撃を吸収することができ、ダッシュパネルおよび車室フロアのトーボード部の後方への移動変形量を抑制して乗員の足元空間を確保することができる。

図１に示すように、キャブオーバー型車の車体前部には、キャブの車室フロア３の下方位置に、キャブを支える車体の骨格部材たる左右のフロントサイドメンバ１が車体前後方向に延設してある。車室フロア３のフロア前半部は、フロントシート（図略）が設置されるフロア後半部よりも一段低くされ、フロントシートに着座する乗員の足元のトーボード部３０を形成している。

トーボード部３０の前縁には、キャブの車室前壁を形成する縦壁状のダッシュパネル４が立設してある。ダッシュパネル４の前面下縁には車幅方向に延びるダッシュリィンフォースメント４０が設けてある。ダッシュリィンフォースメント４０は後方へ向かって開口する断面ほぼコ字形の長尺体で、上下の端縁をそれぞれダッシュパネル４に結合してダッシュパネル４とで閉断面をなす。

左右のフロントサイドメンバ１は同一構造で、一方のフロントサイドメンバ１を中心に説明する。図１および図３に示すように、フロントサイドメンバ１は、断面ほぼＵ字形をなすメンバ本体１１と、その上部開口を塞ぐアッパプレート１２からなる閉断面構造をなす。フロントサイドメンバ１の内部には、長手方向に沿って閉断面を上下に仕切るリィンフォースメント１３を内設して剛性が強化してある。

ダッシュパネル４よりも車体前方へ延出するフロントサイドメンバ１の前端部は、その下面に前後方向に所定の間隔をおいて複数のクラッシュビード１４を設け、車両衝突時に軸方向に圧縮変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部１０としてある。

フロントサイドメンバ１の前端末には、車幅方向に沿って左右のメンバ間を架けわたすフロントクロスメンバ６が設けてある。

フロントサイドメンバ１には前方かつ上方へ分岐するアッパメンバ２が設けてある。アッパメンバ２は、後端２０をフロントサイドメンバ１の前後方向の中間部に結合して、該結合部から上方かつ前方へ向かって緩やかな傾斜姿勢で立ち上がる傾斜部２ａと、傾斜部２ａの前端からフロントサイドメンバ１の衝撃吸収部１０と平行に前方へフロントサイドメンバ１の前端とほぼ同等位置まで延びる後述の衝撃吸収部２ｂとで構成してある。

図１および図５に示すように、傾斜部２ａは、断面逆ハット形をなすメンバ本体２１の上部開口を、アッパプレート２２で塞いだ閉断面構造をなす。傾斜部２ａはフロントサイドメンバ１よりも板厚が薄めの部材で構成してある。傾斜部２ａはその後端２０を、フロントサイドメンバ１の前後中間位置で、一部、そのアッパプレート１２を設けずに開断面構造とした部位のメンバ本体１１内へその上方から嵌入し、アッパメンバ２の後端２０の左右の側面をフロントサイドメンバ１の内面に重ね合わせて溶接固定してある。

傾斜部２ａの一般部は、その上面に車室フロア３のトーボード部３０を配置し、傾斜部２ａのメンバ本体２１の左右の側縁フランジおよびアッパプレート２２の左右の両側縁とトーボード部３０とを一体に結合して、トーボード部３０を下方より支えている。傾斜部２ａの上面前端は、トーボード部３０の前縁から起立するダッシュパネル４と、その下縁に設置したダッシュリィンフォースメント４０が結合してある。ダッシュリィンフォースメント４０はその底壁が傾斜部２ａの上面前端に結合してあり、ダッシュリィンフォースメント４０の前面は傾斜部２ａの上面前端縁から垂直方向に起立している。尚、ダッシュリィンフォースメント４０は左右のアッパメンバ２の傾斜部２ａの上面前端間を車幅方向に架けわたしている。

図１および図２に示すように、傾斜部２ａの前端縁は、ダッシュリィンフォースメント４０の前面下縁から、垂直方向に対して所定の傾斜角度をなす前下がり傾斜方向に形成してある。前端縁の傾斜角度は、垂直方向に対して約２０°から３０°の範囲に設定される。前端縁には左右両側に外側方向へ向けて直角に折り曲げた結合フランジ２３が形成してある。

そして、傾斜部２ａの前端縁は金属プレート５により閉じてある。金属プレート５は、結合フランジ２３を含む傾斜部２ａの前端の形状・寸法に合わせてあり、金属プレート５の裏面側の左右両側部を傾斜部２ａの結合フランジ２３の前面に重ね合わせて溶接結合してある。

アッパメンバ２の衝撃吸収部２ｂは、図１ないし図４に示すように、断面ほぼＵ字形の本体部２４とその上部開口を塞ぐアッパプレート２５とで閉断面構造で、傾斜部２ａの板厚とほぼ同等または薄めの部材で構成してある。そして、衝撃吸収部２ｂには側面および下面に前後方向に所定の間隔をおいて複数のクラッシュビード２８が設けてあり、衝撃吸収部２ｂはフロントサイドメンバ１の衝撃吸収部１０と同様に車両衝突時に軸方向に圧縮変形して衝撃を吸収するようにしてある。

衝撃吸収部２ｂの高さ寸法は傾斜部２ａのそれよりも高く設定してあり、衝撃吸収部２ｂの後端縁の高さ寸法は傾斜部２ａの前端下縁からダッシュリィンフォースメント４０の前面上縁までの寸法に合わせてある。

衝撃吸収部２ｂの後端縁は、上半部がダッシュリィンフォースメント４０の前面に対応して垂直方向に形成してあり、左右両側には外側方向へ向けて直角に折り曲げた結合フランジ２６が形成してある。また、下半部は傾斜部２ａの前端縁に対応して前下がり傾斜方向に形成してあり、左右両側には傾斜部２ａの結合フランジ２３に対応して外側へ向けて直角に折り曲げた結合フランジ２７が形成してある。

そして、衝撃吸収部２ｂは、後端縁の上半部の結合フランジ２６をダッシュリィンフォースメント４０の前面に重ね合わせて溶接結合するとともに、下半部の結合フランジ２７を金属プレート５の前面左右両側部に重ね合わせ、金属プレート５と傾斜部２ａの結合フランジ２３との結合部と一体に溶接結合してある。

アッパメンバ２の前端末には、フロントサイドメンバ１と同様、車幅方向に沿って左右のメンバ間を架けわたすフロントクロスメンバ６ａが設けてあり、フロントサイドメンバ１側のクロスメンバ６とでフロントバンパーを支えるようにしている。

本実施形態の車体前部構造によれば、車体前面の片側が相手物体に衝突した場合、アッパメンバ２の衝撃吸収部２ｂに斜め下向きの衝突荷重Ｆ１が作用しても、荷重Ｆ１はその作用方向とほぼ直交する傾斜部２ａの前端縁で受けられる。従って、図６に示すように、衝撃吸収部２ｂはその根元から折れ曲がらずほぼ軸方向に圧縮変形して衝撃吸収性能を充分に発揮でき、ダッシュパネル４およびトーボード部３０の後方への移動変形を抑制することができる。尚、アッパメンバ２の衝撃吸収部２ｂおよびフロントサイドメンバ１の前端部１０で吸収しきれないような大衝突荷重が作用した場合に備えて、アッパメンバ２の傾斜部２ａ前部とフロントサイドメンバ１とを縦方向に連結する連結部材を設置することが望ましい。

また、衝撃吸収部２ｂと傾斜部２ａとの間に、両者を仕切る金属プレート５を設け、金属プレート５を介して衝撃吸収部２ｂの後端縁と傾斜部２ａの前端縁とを連結することで、衝撃吸収部２ｂと傾斜部２ａとの連結強度を強化でき、衝突時の傾斜部２ａに対する衝撃吸収部２ｂの横ズレが防止でき、より確実に衝撃吸収部２ｂを圧縮変形させて衝撃吸収性能を向上することができる。

衝突相手物体が強固なコンクリート壁等の場合には、衝突時にフロントサイドメンバ１によって押し込まれず、アッパメンバ２の衝撃吸収部２ａにもほぼ水平方向の衝突荷重が作用するが、荷重は主としてダッシュリィンフォースメント４０の垂直面で受けられて、傾斜方向の連結部におけるズレの発生が防止されるから、衝撃吸収部２ａによる衝撃吸収作用は充分に発揮される。

図１は本発明を適用した車体前部構造の概略側面図である。 図１のII−II線に沿う断面図である。 図１のIII −III 線に沿う縦断面図である。 図１のIV−IV線に沿う縦断面図である。 図１のＶ−Ｖ線に沿う縦断面図である。 本発明の車体前部構造をＯＤＢに衝突させた状態を示す概略側面図である。 従来の車体前部構造の概略側面図である。 図６に対応して、従来の車体前部構造の衝突状態を示す概略側面図である。

符号の説明

１ フロントサイドメンバ
２ アッパメンバ
２ａ 傾斜部
２ｂ 衝撃吸収部
２３ 傾斜部の結合フランジ
２７ 衝撃吸収部の結合フランジ
３ 車室フロア
３０ トーボード部
４ ダッシュパネル
４０ ダッシュリィンフォースメント
５ 金属プレート

Claims (3)

1. キャブオーバー型車の車体前後方向に水平に延びる左右のフロントサイドメンバにそれぞれ、その中間部上面から前方かつ上方へ向けて緩やかな傾斜姿勢で立ち上がる傾斜部と、その前端に連結されて上記フロントサイドメンバと平行にフロントサイドメンバのほぼ前端位置まで前方向へ延び、車両衝突時に圧縮変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部とからなるアッパメンバを設けたキャブオーバー型車の車体前部構造において、
   上記アッパメンバの衝撃吸収部の後端と上記傾斜部の前端とを、前下がり傾斜方向に連結せしめたことを特徴とするキャブオーバー型車の車体前部構造。
2. 上記衝撃吸収部はその高さ寸法を上記傾斜部よりも高く形成し、上記衝撃吸収部の後端の下半部と上記傾斜部の前端とを前下がり傾斜方向に連結し、上記衝撃吸収部の後端の上半部を、上記傾斜部の上面前端から起立するダッシュパネルの下縁に沿って車幅方向に設けて上記左右の傾斜部の上面前端間に架けわたしたダッシュリィンフォースメントに垂直方向に連結せしめた請求項１に記載のキャブオーバー型車の車体前部構造。
3. 前下がり傾斜方向に連結せしめる閉断面の上記衝撃吸収部の後端と上記傾斜部の前端の外周にはそれぞれ外方へ突出する結合フランジを形成し、上記衝撃吸収部と傾斜部との間に両者を仕切るように金属プレートを設け、上記衝撃吸収部の結合フランジと傾斜部の結合フランジとを上記金属プレートを介して連結した請求項１ないし２に記載のキャブオーバー型車の車体前部構造。
   

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