JP4083078B2 - 自動車の車体前部構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体フレームの前端部を構成する前フレーム部にフロントドアを支持するフロントピラーの下端部を連結した自動車の車体前部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、キャビンが車体フレームの前端部に位置するキャブオーバー型自動車では、その構造からして車両衝突時のクラッシュストロークが確保し難い構造となっている。このためできるだけ短いストロークで衝突エネルギーの吸収量を増やす観点から、従来、例えば図１７に示すように、左，右サイドメンバ１００，１００の前端部を平面視でＹ字形をなすように外フレーム部１０１と内フレーム部１０２とに二股に分岐し、該左，右の外，内フレーム部１０１，１０２同士を車幅方向に延びるクロスメンバ１０３により連結した構造を採用する場合がある（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２０３２７５号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開２０００−２０３４６１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のようにサイドメンバの前端部をＹ字形をなすように内，外フレーム部に二股に分岐させる構造とした場合には、車両前方から衝突荷重Ｆが加わると、外フレーム部１０１からの入力Ｆ１と内フレーム部１０２からの入力Ｆ２とにより車幅方向の分力Ｆ３が発生し、衝突時の荷重の如何によってはサイドメンバが横折れするという懸念がある。一般的にサイドメンバは軸方向の入力に対しては高い強度を有しているものの、車幅方向の曲げ入力には比較的弱いことから、フレーム耐力を高めたとしても衝突エネルギーの吸収効率が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたもので、短いクラッシュストロークでもって衝突エネルギーの吸収効率を高めることができる自動車の車体前部構造を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、車体フレームの前端部を構成する前フレーム部にフロントドアを支持するフロントピラーの下端部を連結してなる自動車の車体前部構造において、上記前フレーム部が、車幅方向に延びるフロントクロスメンバから車体前方に突出する左，右の第１フロントサイドメンバと、該第１フロントサイドメンバの車幅方向外側にて車両前方に突出する左，右の第２フロントサイドメンバと、該左の第１，第２フロントサイドメンバと右の第１，第２フロントサイドメンバの前端面同士を連結する第１クロスメンバとを備えており、さらに上記フロントピラーが、該フロントピラーから車両前方に突出する左，右の第３フロントサイドメンバと、該左，右の第３フロントサイドメンバの前端面同士を連結する第２クロスメンバとを備え、上記第１，第２クロスメンバは、それぞれの前端面の車両前後方向位置が略同じとなるよう配置されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、上記第１クロスメンバの断面積より第２クロスメンバの断面積が大きく設定されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、上記フロントドア内には上記第３フロントサイドメンバと略同じ高さに位置するドアインパクトビームが車両前後方向に向けて配設され、該ドアインパクトビームの上方には車幅方向に延びて上記左，右のフロントピラー同士を連結するピラークロスメンバが配設されており、さらに上記フロントピラーの第３フロントサイドメンバの下方には、該第３フロントサイドメンバと平行に車両前方に突出する第４フロントサイドメンバが結合され、上記フロントピラーの第４フロントサイドメンバ結合部分には他の部分より剛性の低い低剛性部が設けられていることを特徴としている。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３において、上記ドアインパクトビームが、車両の前面衝突時に概ね水平をなすように車両後方斜め下方に向けて配置されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１と同様の自動車の車体前部構造において、上記フロントドア内に車両前後方向に延びるドアインパクトビームを配設し、該ドアインパクトビームが、少なくともドアインナパネルの縦壁内面に沿って延びる第１偏平閉断面部と、底壁内面に沿って延びる第２偏平閉断面部と、該第１，第２偏平閉断面部同士を連結する連結ビーム部とを備えていることを特徴としている。
【００１２】
請求項６の発明は、車体フレームの前端部を構成する前フレーム部にフロントドアを支持するフロントピラーの下端部を連結してなる自動車の車体前部構造において、上記フロントピラーのピラーアウタをピラーインナに対して車両後方寄りに配設するとともに、該ピラーインナとで第１閉断面を形成し、上記ピラーアウタの車両外側面と上記ピラーインナの前端部とをエネルギー吸収メンバにより連結して第２閉断面を形成し、上記フロントドア内に車両前後方向に延びるドアインパクトビームを配設し、該ドアインパクトビームを、上記第２閉断面同士を連結するクロスメンバに、上記第１，第２閉断面を挟んで対向させたことを特徴としている。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項６において、上記エネルギー吸収メンバの下端部が、上記ピラーインナとともにフロアパネルに重ね合わせて接合されていることを特徴としている。
【００１４】
【発明の作用効果】
請求項１の発明に係る車体前部構造によれば、前フレーム部を、フロントクロスメンバの左，右側部から車両前方に突出する第１，第２フロントサイドメンバと、左，右の第１，第２フロントサイドメンバ同士を連結する第１クロスメンバとを備えたものとし、フロントピラーを、左，右のフロントピラーから車両前方に突出する第３フロントサイドメンバと、該左，右の第３フロントサイドメンバ同士を連結する第２クロスメンバとを備えたものとしたので、車両衝突時の入力を片側３本の第１，第２，第３フロントサイドメンバがそれぞれ軸方向に圧縮変形することにより負担することから、車幅方向の曲げ力を抑制することができ、サイドメンバの横折れを防止して衝突エネルギーを短いストロークで効率よく吸収することができる。
【００１５】
また、正面衝突，あるいはオフセット衝突時の衝突エネルギーを第１，第２クロスメンバを介して左，右の第１〜第３フロントサイドメンバ全体で分散させて吸収することができ、換言すれば、衝撃力を概ね面で受けることができ、この点からも衝突エネルギーを短いストロークで吸収することができる。
【００１６】
請求項２の発明では、第１クロスメンバの断面積より第２クロスメンバの断面積を大きくしたので、それだけ剛性が高くなり車両衝突時に第２クロスメンバが折れたり，大きく変形したりするのを防止できる。
【００１７】
また衝突時の慣性力により車体がピッチングを起こして前のめり状態になった場合には、被衝突物に上記第２クロスメンバが衝突することとなるが、この第２クロスメンバの剛性が高いので上記衝突エネルギを上記第３フロントサイドメンバに確実に伝達でき、該第３フロントサイドの圧縮変形によって吸収できる。
【００１８】
請求項３の発明では、フロントドア内に第３フロントサイドメンバと略同じ高さに位置するようにドアインパクトビームを配設し、フロントピラーの第３フロントサイドメンバの下方に第４フロントサイドメンバを結合し、フロントピラーの第４フロントサイドメンバ結合部分に低剛性部を設けたので、車両衝突時に第４フロントサイドメンバが後方移動し、これに伴ってフロントピラーの上部が第３フロントサイドメンバとドアインパクトビームとの連結部を支点として前側に倒れ込むこととなり、ピラークロスメンバの後方移動を防止できる。その結果、ピラークロスメンバに支持されたステアリングホイールやブレーキペダル等が後方移動して乗員に干渉するのを防止できる。
【００１９】
請求項４の発明では、インパクトビームを車両衝突時に概ね水平をなすように車両後方斜め下方に向けて配置したので、衝突時に車体がピッチング状態になっても衝突エネルギーはドアインパクトビームに軸心方向に加わり、斜め方向の力が加わりにくくなり、インパクトビームの変形や折れを防止でき、衝突エネルギーを車体後方に確実に伝達できる。
【００２０】
請求項５の発明では、フロントドア内に配設されたドアインパクトビームを、ドアインナパネルの縦壁に沿って延びる第１偏平閉断面部と、底壁に沿って延びる第２偏平閉断面部と、第１，第２偏平閉断面部同士を連結する連結ビーム部とから構成したので、ドア内部の機構部品との干渉を回避しつつ衝突エネルギーをドアインパクトビームを介して車体後方に効率よく伝達でき、車室への影響を防止できる。
【００２１】
請求項６の発明では、フロントピラーのピラーアウタをピラーインナに対して車両後方寄りに配設するとともに該ピラーインナとで第１閉断面を形成し、ピラーの車外側面とピラーインナの前端部とをエネルギー吸収メンバにより連結して第２閉断面を形成したので、フロントピラーに圧壊荷重を受ける第１閉断面と、衝突エネルギーに対する剛性の高い第２閉断面とからなる衝撃吸収部を設けることができ、衝突エネルギーをフロントピラーからフロントドアを介して車体後方に確実に伝達でき、車室への影響を防止できる。
【００２２】
請求項７の発明では、エネルギー吸収メンバの下端部をピラーインナとともにフロアパネルに重ね合わせて接合したので、エネルギー吸収メンバをフロアパネルの補強部材として兼用することができ、部品点数を増やすことなくフロアパネルの剛性を向上できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１ないし図７は、請求項１，２，３の発明の一実施形態（第１実施形態）による自動車の車体前部構造を説明するための図であり、図１，図２はキャブオーバ型トラックの前フレーム部の斜視図、図３，図４は車両衝突時のピッチング状態を示す側面図、図５は前フレーム部の平面図、図６は車室内から見たフロントピラーの側面図、図７はフロントピラーとフロントクロスメンバとの結合部の正面図である。なお、本実施形態でいう前後，左右とはシートに着座した状態で見た前後，左右を意味する。
【００２５】
図において、１はキャブオーバ型トラックを示しており、これは車体フレーム２の前フレーム部２ａにキャビン３を配設するとともに前輪１５を配設し、後フレーム部２ｂに荷台４を配設するとともに後輪１６を配設し、上記キャビン３の下方にエンジン（不図示）を搭載した概略構造のものである。
【００２６】
上記キャビン３は、フロントガラス開口５ａが形成されたフロントパネル５の下縁部，上縁部にそれぞれフロアパネル６，ルーフパネル７を接続し、左右側縁部にサイドパネル８，８を接続するとともに、該左右のサイドパネル８とルーフパネル７とフロアパネル６とをバックパネル９により接続した構造となっている。また左，右のサイドパネル８にはドア開口８ａが形成され、該ドア開口８ａにはフロントドア１０が配設されている。
【００２７】
上記ドア開口８ａは車両上下方向に延びるフロントピラー１１の上端にルーフレール１２を接続するとともに、下端にロッカパネル１３を接続し、該ロッカパネル１３とルーフレール１２とをセンタピラー１４で接続した構造となっている。上記フロントピラー１１に形成された上下一対のヒンジ取付け座１１ａ，１１ｂにヒンジ（不図示）を介して上記フロントドア１０が開閉可能に支持されている。
【００２８】
上記フロントドア１０は、ドア本体１０ａにウインドフレーム１０ｂを接続したものであり、該ドア本体１０ａは不図示のドアアウタに概ね箱状のドアインナを結合した構造となっており、上記ドア本体１０ａ内の上縁部には車両前後方向に延びるベルトラインリインホース２０が配設されている。
【００２９】
上記ロッカパネル１３には前輪１５の上方を覆う円弧状のホイールハウス部１３ａが形成されており、上記ドア本体１０ａの下後半部にはホイールアーチ部１０ｃが切り欠いて形成されている。
【００３０】
上記前フレーム部２ａは、車両前後方向に延びる断面ハット状の左，右のサイドメンバ２１，２１の前端面に車幅方向に延びる断面ハット状のフロントクロスメンバ２２を結合し、左，右のサイドメンバ２１のフロントクロスメンバ２２の後方外側にサスペンションタワー２３，２３を接合した概略構造を有している。上記左，右のサイドメンバ２１は車両後方に延びて上記後フレーム部２ｂを構成している。
【００３１】
上記フロントクロスメンバ２２は車幅方向全長に渡って一体形成されたものであり、これにより車両衝突時の折れ変形を防止している。またフロントクロスメンバ２２の左，右端部２２ａはサイドメンバ２１から車外側に突出しており、該左，右端部２２ａの外端面に上記フロントピラー１１の下端部が結合されている。
【００３２】
上記フロントクロスメンバ２２の前壁部には左，右のサイドメンバ２１と同軸線上をなすように左，右の第１フロントサイドメンバ２４，２４が配設されており、該サイドメンバ２１と第１フロントサイドメンバ２４とは車両前後方向に連続している。
【００３３】
上記左，右の第１フロントサイドメンバ２４は上向きに開口する断面ハット状のもので、該第１フロントサイドメンバ２４の左，右後端縁にはフランジ部２４ａ，２４ａが屈曲形成されており、該各フランジ部２４ａはフロントクロスメンバ２２の前壁に溶接接合されている。
【００３４】
上記左，右の第１フロントサイドメンバ２４は上記サイドメンバ２１とは独立して形成されたものである。この第１フロントサイドメンバ２４には衝撃力を軸方向に圧縮変形して吸収する材質，板厚からなるものが採用され、上記サイドメンバ２１には衝撃力に対する耐力の大きい材質，板厚からなるものが採用されている。
【００３５】
このように左，右のサイドメンバ２１と第１フロントサイドメンバ２４とをフレームクロスメンバ２２を挟んで前後に分割したので、前，後のサイドメンバ２４，２１の材質，板厚を任意に設定することができ、衝突エネルギーの吸収性能を高めつつキャビン３への影響を回避できる。即ち、サイドメンバを前後方向全長に渡って一体形成した場合には、衝突エネルギーを軸方向に圧縮変形して吸収する前側と、車室空間を確保するために変形させたくない後側との耐力差を設けることが困難となる。
【００３６】
上記左，右の第１フロントサイドメンバ１４はフロントクロスメンバ２２から略水平をなすように車両前方に突出している。
【００３７】
上記フロントクロスメンバ２２の左，右端部２２ａにはそれぞれ第２フロントサイドメンバ２５，２５が配設されている。この左，右の第２フロントサイドメンバ２５の左，右後端縁にはフランジ部２５ａ，２５ａが屈曲形成されており、該各フランジ部２５ａはフロントクロスメンバ２２の前壁に溶接接合されている。
【００３８】
上記左，右の第２フロントサイドメンバ２５は第１フロントサイドメンバ２４より車幅方向外側に配置され、かつ該第１フロントサイドメンバ２４と平行をなすように車両前方に突出している。また第１，第２フロントサイドメンバ２４，２５は同じ高さ位置に配置されている。
【００３９】
上記左の第１，第２フロントサイドメンバ２４，２５と右の第１，第２フロントサイドメンバ２４，２５の前端面同士は車幅方向に延びる第１クロスメンバ２６により一体に連結されている。この第１クロスメンバ２６は前方に開口する断面ハット状のクロス本体２６ａに帯状の平板２６ｂを接合して車幅方向に延びる閉断面を形成した構造のものである。
【００４０】
上記左，右のフロントピラー１１は、横断面ハット状のアウタピラー３０と概ね平板状のインナピラー３１との間にアウタピラー３０に概ね沿う形状のピラーリインホース３２を配設して前，後縁部同士を溶接により一体に接合した構造のものであり、これにより上下方向に延びる閉断面が形成されている。
【００４１】
上記左，右のフロントピラー１１は車幅方向に延びる円筒状のピラークロスメンバ３３により連結されており、該ピラークロスメンバ３３はフロントピラー１１の上下方向の略中央部に配設されている。このピラークロスメンバ３３には不図示のステアリングホイール，ブレーキペダル等がブラケットを介して取付けられている。
【００４２】
上記各フロントピラー１１の下部には第３フロントサイドメンバ３５が配設されている。この左，右の第３フロントサイドメンバ３５は、車内側に開口する断面ハット状のものからなり、該第３フロントサイドメンバ３５の後端縁には上，下フランジ部３５ａ，３５ａ及び横フランジ部３５ｂが形成されており、上，下フランジ部３５ａはフロントピラー１１の前壁に、横フランジ部３５ｂは外側壁にそれぞれ溶接により接合されている。
【００４３】
上記左，右の第３フロントサイドメンバ３５は第１，第２フロントサイドメンバ２４，２５より高所で下ヒンジ取付け座１１ｂの上側に配設され、該各サイドメンバ２４，２５と平行をなすように車両前方に突出している。また上記フロントピラー１１内には第３フロントサイドメンバ３５と同じ高さ位置となるようにコ字状のバルクヘッド３６が配設されている。
【００４４】
上記左，右の第３フロントサイドメンバ３５の前端面同士は車幅方向に延びる第２クロスメンバ３７により一体に連結されている。この第２クロスメンバ３７は前方に開口する断面ハット状のクロス本体３７ａに帯状の平板３７ｂを接合して車幅方向に延びる閉断面を形成した構造のものである。
上記第２クロスメンバ３７の縦断面積は、第１クロスメンバ２６の縦断面積より大きく設定されており、該第１，第２クロスメンバ２６，３７の前端面は車両の前後方向に見て略同じ位置となっている。これにより車両衝突時には第１，第２クロメンバ２６，３７に略同時に入力が加わるようになっている（図６参照）。
【００４５】
上記左，右のフロントピラー１１の下端部には第４フロントサイドメンバ３８が配設されている。この第４フロントサイドメンバ３８は第３フロントサイドメンバ３５の下方にて該第３フロントサイドメンバ３５と平行をなすように車両前方に突出している。
【００４６】
上記左，右の第４フロントサイドメンバ３８は車外側に開口する断面ハット状のものからなり、該第４フロントサイドメンバ３８の後端縁には上，下フランジ部３８ａ，３８ａ及び横フランジ部３８ｂが形成されており、上，下フランジ部３８ａはフロントピラーの前壁に、横フランジ部３８ｂは外側壁にそれぞれ溶接により接合されている。
【００４７】
上記第４フロントサイドメンバ３８の上下方向中央に上記ピラーリインホース３２の下端面３２ａが位置しており、これによりフロントピラー１１の第４フロントサイドメンバ３８結合部分には他の部分より剛性の低い低剛性部４０が形成されている。
【００４８】
上記フロントドア１０のドア本体１０ａ内には、第３フロントサイドメンバ３５と略同じ高さに位置するようにドアインパクトビーム４１が配設されている。このドアインパクトビーム４１はベルトラインリインホース２０と平行に車両前後方に延びており、これの前端面はフロントピラー１１のバルクヘッド３６を挟んで第３フロントサイドメンバ３５の後端面に対向しており、後端面はセンタピラー１４に対向している。
【００４９】
次に本実施形態の作用効果について説明する。
【００５０】
本実施形態によれば、キャビン３が搭載された前フレーム部２ａを、左，右のサイドメンバ２１，２１の前端面に結合されたフロントクロスメンバ２２から車両前方に互いに平行に突出する第１，第２フロントサイドメンバ２４，２５と、左，右の第１，第２フロントサイドメンバ２４，２５同士を一体に連結する第１クロスメンバ２６とを備えたものとし、左，右のフロントピラー１１を、該フロントピラー１１から第１，第２フロントサイドメンバ２４，２５と平行に前方に突出する第３フロントサイドメンバ３５と、該左，右の第３フロントサイドメンバ３５同士を連結する第２クロスメンバ３７とを備えたものとしたので、車両衝突時の入力を第１，第２，第３フロントサイドメンバ２４，２５，３５がそれぞれ軸方向に圧縮変形することにより負担することから、車幅方向の曲げ入力をなくすことができ、各サイドメンバ２４，２５，３５の横折れを防止して衝突エネルギーを短いストロークで効率よく吸収することができる。
【００５１】
またフルラップ衝突，あるいはオフセット衝突時の衝突エネルギーを第１，第２クロスメンバ２６，３７を介して左，右の第１〜第３フロントサイドメンバ２４，２５，３５全体で分散させて吸収することができ、衝撃力を概ね面で受けることができ、衝突エネルギーを短いストロークでより確実に吸収することができる。
【００５２】
本実施形態では、第２クロスメンバ３７の縦断面積を第１クロスメンバ２６の縦断面積より大きくしたので、車両衝突時に第２クロスメンバ３７が折れたり，大きく変形したりするのを防止でき、衝突時の慣性力により車体がピッチングを起こして前のめり状態になってもフロントピラー１１の変形を抑制でき、ひいてはキャビン３への影響を防止できる。
【００５３】
また第１クロスメンバ２６自体の断面積を小さくしたので、第１，第２フロントサイドメンバ２４，２５の圧縮変形ストロークを確保でき、衝突エネルギーを効率よく吸収することができる。つまり第１クロスメンバの断面積を大きくすると、第１，第２フロントサイドメンバ２４，２５の圧縮変形ストロークが減少するという問題がある。
【００５４】
本実施形態では、フロントドア１０内に第３フロントサイドメンバ３５と略同じ高さに位置するようにドアインパクトビーム４１を配設し、フロントピラー１１の第３フロントサイドメンバ３５の下方に第４フロントサイドメンバ３８を結合し、フロントピラー１１の第４フロントサイドメンバ３８結合部分に低剛性部４０を形成したので、図４に示すように、車両衝突時に第４フロントサイドメンバ３８が圧縮変形しつつ後方移動し、これに伴ってフロントピラー１１の上部が第３フロントサイドメンバ３５とドアインパクトビーム４１との連結部を支点として前側に倒れ込むこととなり、ピラークロスメンバ３３の後方移動を防止できる。その結果、ピラークロスメンバ３３に支持されたステアリングホイールやブレーキペダル等が後方移動して乗員に干渉するのを防止できる。
【００５５】
なお、上記実施形態では、ドアインパクトビーム４１を車両前後方向に略水平に向けて配置した場合を説明したが、本発明では、図８及び図９に示すように、ドアインパクトビーム４１を車両前面衝突時に概ね水平をなすように後方斜め下方に向けて配置してもよく、このようにしたのが請求項４の発明である。
【００５６】
このようにドアインパクトビーム４１を後方に傾斜させて配置した場合には、衝突時に車体がピッチング状態になっても衝突エネルギーはドアインパクトビーム４１に軸心方向に加わることとなり、該インパクトビーム４１の変形や折れを防止でき、衝突エネルギーを車体後方に確実に伝達できる。
即ち、キャブオーバ型トラック１は、一般にホイールベースが短く，しかも重心高さが高くなる傾向があり、衝突時に車体が大きくピッチングし易い。このようなトラック１においてドアインパクトビーム４１′を概ね水平に向けて配置すると、実際に衝突荷重が加わるときには斜め上向きに傾斜することとなり、インパクトビーム４１′が変形したり，折れたりする懸念がある。また上記ドアインパクトビーム４１′を水平に向けて配置した場合には、該インパクトビーム４１′の荷重を受ける軸線とキャブマウントとの上下方向オフセット量ａが大きくなり、効率が悪化する懸念がある。
【００５７】
そこで、上述のように車両衝突時にドアインパクトビーム４１が地面に対して略平行となるように、該インパクトビーム４１を予め後方に傾斜させて配置したので、実際の衝突時にはドアインパクトビーム４１の軸方向に荷重負荷が加わることとなる。
【００５８】
また上記ドアインパクトビーム４１の後端が低所に位置するので、該インパクトビーム４１の軸線とキャブマウントとの上下方向オフセット量ｂを小さくでき、それだけセンタピラー１４の曲げモーメントを小さくすることができ、センタピラー１４の補強を緩和できる。
【００５９】
図１０及び図１１は、請求項５の発明の一実施形態（第２実施形態）による自動車の車体前部構造を説明するための図である。図中、図４と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００６０】
本実施形態は、前フレーム部２ａにキャビン３を搭載するとともに、該キャビン３に配設されたフロントドア１０をフロントピラー１１により開閉可能に支持し、該フロントピラー１１の下端部をフロントクロスメンバ２２に結合して構成されており、基本的な構造は上記第１実施形態と同様である。
【００６１】
上記フロントドア１０は、ドアアウタパネル５０にドアインナパネル５１を結合してなるドア本体１０ａ内にウインドガラス５２を昇降可能に支持するウインドレギュレータ装置（不図示）を配設した構造である。上記ドアインナパネル５１は縦壁５１ａに前，後壁（不図示）を折り曲げ形成するとともに、底壁５１ｂを折り曲げ形成した構造である。
【００６２】
また上記ドア本体１０ａの下後半部にはホイールアーチ部１０ｃが切り欠いて形成されており、該ドア本体１０ａの底壁５１ｂは前側に対して後側が高所に位置している。このドア本体１０ａの底壁５１ｂの車内側には前後方向に延びる下向きハット状のフロアサイドメンバ５３が配設され、該フロアサイドメンバ５３はフロアパネル６に接合されている。
【００６３】
上記ドア本体１０ａ内の上縁部にはベルトラインホース２０が配設され、下部にはドアインパクトビーム５５が配設されている。該ドアインパクトビーム５５の前方にはフロントピラー１１内に配設されたバルクヘッド３６及びフロントピラー１１に結合された第３フロントサイドメンバ３５が同じ高さ位置となるように配設されている。
【００６４】
そして上記ドアインパクトビーム５５は、ドアインナパネル５１の縦壁５１ａ内面に沿って上下方向に延びる楕円形状の第１偏平閉断面部５５ａと、後側の底壁５１ｂ上面に沿って車幅方向に延びる楕円形状の第２偏平閉断面部５５ｂと、該第１，第２偏平閉断面部５５，５５ｂ同士を連結する連結ビーム部５０ｃとから構成されている。
【００６５】
この第１，第２偏平閉断面部５５ａ，５５ｂは連結ビーム部５５ｃに溶接により接合されており、該連結ビーム５５ｃは縦壁５１ａ及び底壁５１ｂに沿って折り曲げ形成されており、該縦壁５１ａ及び底壁５１ｂに溶接により接合されている。また上記第２偏平閉断面部５５ｂはフロアサイドメンバ５３と略同じ高さに位置している。
【００６６】
本実施形態によれば、フロントドア１０のドア本体１０ａ内に配設された前後方向に延びるドアインパクトビーム５５を、ドアインナパネル５１の縦壁５１ａに沿って延びる第１偏平閉断面部５５ａと、底壁５１ｂに沿って延びる第２偏平閉断面部５５ｂと、第１，第２偏平閉断面部５５ａ，５５ｂ同士を連結する連結ビーム部５５ｃとから構成したので、衝突エネルギーは第３フロントサイドメンバ３５及びフロントピラー１１のバルクヘッド３６からドアインパクトビーム５５を介して車体後方に伝達されることとなり、ドアインパクトビーム５５の断面崩れを防止でき、キャビン３の変形を防止できる。
【００６７】
またドアインパクトビーム５５を上下方向に延びる楕円状の第１偏平閉断面部５５ａと、車幅方向に延びる楕円状の第２偏平閉断面部５５ａとから構成したので、ドア本体１０ａ内にウンドレギュレータ装置等の機構部品の配置スペースを確保でき、これらの部品との干渉を回避できる。
【００６８】
本実施形態では、上記第２偏平閉断面部５５ａをこれの車内側に配設されたフロアサイドメンバ５３と同じ高さ位置に配設したので、側面衝突時にフロントドア１０が車内側に進入するのを防止でき、乗員への影響を回避できる。
【００６９】
図１２ないし図１５は、請求項６，７の発明の一実施形態（第３実施形態）による自動車の車体前部構造を説明するための図である。
【００７０】
本実施形態は、フロントドア１０を支持する左，右のフロントピラー１１の前側にフロントパネル５を配設し、該フロントピラー１１をハット状のピラーアウタ６０と概ね平板状のピラーインナ６１との間にピラーアウタ６０に概ね沿う形状のピラーリインホース６２を配設し、これらの前縁部１１ｄ及び後縁部１１ｅ同士を溶接により接合して構成されており、基本的な構成は上記第１実施形態と略同様である。
【００７１】
上記ピラーアウタ６０はピラーインナ６１に対して車両後方寄りに位置するように配設されており、該ピラーインナ６１とで上下方向に延びる第１閉断面６３が形成されている。
【００７２】
また上記ピラーインナ６１はピラーアウタ６０から車両前方に延びる延長部６１ａと、該延長部６１ａの前端から車幅方向外側に屈曲して延びる屈曲部６１ｂとを有している。
【００７３】
上記ピラーアウタ６０の車外側壁６０ａと上記ピラーインナ６１の屈曲部６１ｂとはエネルギー吸収メンバ６４により連結されている。このエネルギー吸収メンバ６４は、車内側に開口する概ね箱状のメンバ本体６４ａの前縁部に３つの前フランジ６４ｂ，６４ｃ，６４ｄを、後縁部に後フランジ６４ｅ，６４ｆ，６４ｇを、さらに上下縁部に上，下フランジ６４ｈ，６４ｉをそれぞれ屈曲形成した構造となっている。
【００７４】
上，下の前フランジ６４ｂ，６４ｃはピラーインナ６１の屈曲部６１ｂに溶接により接合され、外側の前フランジ６４ｄは屈曲部６０ｂの外縁部６０ｃとともにフロントパネル５の外縁部５ｃに重ね合わせて溶接により接合されている。
【００７５】
また上，下の後フランジ６４ｅ，６４ｆはピラーアウタ６０の前壁６０ｂに溶接により接合されており、外側の後フランジ６４ｇはピラーアウタ６０の外側壁６０ａに溶接により接合されている。
【００７６】
さらに上フランジ６４ｈはピラーインナ６１の延長部６１ａに溶接により接合されており、下フランジ６４ｉはピラーインナ６１の下縁部６１ｄとともに、フロアパネル６の外縁部６ａに重ね合わせて一体に溶接により接合されている。このエネルギー吸収メンバ６４とピラーインナ６１の延長部６１ａ，屈曲部６１ｂとピラーアウタ６０の前壁６０ｂとで第２閉断面６５が形成されている。
【００７７】
このようにしてフロントピラー１１は、衝突エネルギーを吸収して軸方向に圧縮変形する第２閉断面６５と、該第２閉断面６５の後側にてピラーリインホース６２で補強された座屈変形しない第１閉断面６３とを備えている。
【００７８】
また左，右のフロントピラー１１の第２閉断面６５同士は車幅方向に延びるクロスメンバ６６により連結されており、該クロスメンバ６６に第２，第１閉断面６５，６３を挟んで対向するフロントドア１０内にはドアインパクトビーム４１が配設されている。
【００７９】
本実施形態では、フロントピラー１１のピラーアウタ６０をピラーインナ６１に対して車両後方寄りに配設するとともに該ピラーインナ６１とで第１閉断面６３を形成し、上記ピラーインナ６１をピラーアウタ６０から前方に延びる延長部６１ａと該延長部６１ａから外側に屈曲して延びる屈曲部６１ｂとを有するものとし、該屈曲部６１ｂと上記ピラーアウタ６０の外側壁６０ａとをエネルギー吸収メンバ６４により連結して第２閉断面６５を形成したので、フロントピラー１１の内部に軸方向の圧壊荷重を受ける第２閉断面６５と、ピラーリインホース６２で補強された剛性の高い第１閉断面６３とからなる衝撃吸収部を設けることができ、衝突エネルギーをフロントピラー１１からフロントドア１０のドアインパクトビーム４１を介して車体後方に伝達でき、キャビン３への影響を防止できる。
【００８０】
上記エネルギー吸収メンバ６４の下フランジ６４ｉをピラーインナ６１の下縁部６１ｄとともにフロアパネル６の外縁部６ａに重ね合わせて溶接により接合したので、衝突エネルギーを短いストロークで効率よく吸収することができるとともに、エネルギー吸収メンバ６４をフロアパネル６の補強部材として兼用することができ、部品点数を増やすことなくフロアパネル６の剛性を向上できる。
【００８１】
即ち、図１６に示すように、フロントピラー１１とフロントパネル５′との隙間に衝突エネルギーを吸収するメンバ１１０を別途配設した場合には、該メンバ１１０の圧縮変形による圧壊力がフロントピラー１１のピラーインナ１１１に入力されることとなる。このピラーインナ１１１はピラーアウタ１１２に比べて板厚が薄いことから該ピラーインナ１１１が変形し、車室内に進入するという懸念がある。
【００８２】
またフロントパネル５′は絞り成形することから、絞り深さの制約があり、サイド部Ａの寸法を大きく設定できない。このためメンバ１１０の縮ストロークを十分に確保できないという問題がある。さらにメンバ１１０をフロントピラー１１に結合する構造では、フロントパネル５′とメンバ１１０とが２重構造となり、部品点数及び重量が増えるという問題が生じる。
【００８３】
これに対して本実施形態では、衝突エネルギーがピラーアウタ６０に伝達されることから、フロントピラー１１の変形を防止できる。またフロントパネル５の絞り深さに関係なくエネルギー吸収メンバ６４の前後長さを長くでき、エネルギー吸収量を確保できる。さらにピラーインナ６１に延長部６１ａ，屈曲部６１ｂを一体形成したので、車両外側での２重構造を不要にでき、部品点数及び重量の増を防止できる。さらに車両前側では屈曲部６１ｂとフロントパネル５との２重構造としたので、クロスメンバ６６の取付け部を補強することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１，２，３の発明の第１実施形態によるキャブオーバ型トラックの前フレーム部の斜視図である。
【図２】上記前フレーム部の斜視図である。
【図３】上記トラックの衝突時のピッチング状態を示す側面図である。
【図４】上記衝突時のピッチング状態を示す側面図である。
【図５】上記前フレーム部の平面図である。
【図６】上記前フレーム部のフロントピラーの側面図である。
【図７】上記前フレーム部の正面図である。
【図８】請求項４の発明の一実施形態によるキャブオーバ型トラックのピッチング状態を示す側面図である。
【図９】上記トラックのピッチング状態を示す側面図である。
【図１０】請求項５の発明の第２実施形態によるキャブオーバー型トラックの前フレーム部の側面図である。
【図１１】上記トラックのフロントドアの断面背面図である。
【図１２】請求項６，７の発明の第３実施形態によるキャブオーバー型トラックのフロントピラーの断面平面図（図１５のXII-XII 線断面図) である。
【図１３】車室内から見た上記フロントピラー周りの概略斜視図である。
【図１４】上記フロントピラーの断面背面図である。
【図１５】上記フロントピラーの側面図である。
【図１６】従来の一般的なフロントピラーの図である。
【図１７】従来の一般的な車体フレームの平面図である。
【符号の説明】
１ キャブオーバ型トラック
２ 車体フレーム
２ａ 前フレーム部
６ フロアパネル
１０ フロントドア
１１ フロントピラー
２２ フロントクロスメンバ
２４ 第１フロントサイドメンバ
２５ 第２フロントサイドメンバ
２６ 第１クロスメンバ
３３ ピラークロスメンバ
３５ 第３フロントサイドメンバ
３７ 第２クロスメンバ
３８ 第４フロントサイドメンバ
４０ 低剛性部
４１ ドアインパクトビーム
５５ ドアインパクトビーム
５５ａ 第１偏平閉断面部
５５ｂ 第２偏平閉断面部
５５ｃ 連結ビーム
６０ ピラーアウタ
６１ ピラーインナ
６３ 第１閉断面
６４ エネルギー吸収メンバ
６５ 第２閉断面
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体フレームの前端部を構成する前フレーム部にフロントドアを支持するフロントピラーの下端部を連結した自動車の車体前部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、キャビンが車体フレームの前端部に位置するキャブオーバー型自動車では、その構造からして車両衝突時のクラッシュストロークが確保し難い構造となっている。このためできるだけ短いストロークで衝突エネルギーの吸収量を増やす観点から、従来、例えば図１７に示すように、左，右サイドメンバ１００，１００の前端部を平面視でＹ字形をなすように外フレーム部１０１と内フレーム部１０２とに二股に分岐し、該左，右の外，内フレーム部１０１，１０２同士を車幅方向に延びるクロスメンバ１０３により連結した構造を採用する場合がある（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２０３２７５号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開２０００−２０３４６１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のようにサイドメンバの前端部をＹ字形をなすように内，外フレーム部に二股に分岐させる構造とした場合には、車両前方から衝突荷重Ｆが加わると、外フレーム部１０１からの入力Ｆ１と内フレーム部１０２からの入力Ｆ２とにより車幅方向の分力Ｆ３が発生し、衝突時の荷重の如何によってはサイドメンバが横折れするという懸念がある。一般的にサイドメンバは軸方向の入力に対しては高い強度を有しているものの、車幅方向の曲げ入力には比較的弱いことから、フレーム耐力を高めたとしても衝突エネルギーの吸収効率が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたもので、短いクラッシュストロークでもって衝突エネルギーの吸収効率を高めることができる自動車の車体前部構造を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、車体フレームの前端部を構成する前フレーム部にフロントドアを支持するフロントピラーの下端部を連結してなる自動車の車体前部構造において、上記前フレーム部が、車幅方向に延びるフロントクロスメンバから車体前方に突出する左，右の第１フロントサイドメンバと、該第１フロントサイドメンバの車幅方向外側にて車両前方に突出する左，右の第２フロントサイドメンバと、該左の第１，第２フロントサイドメンバと右の第１，第２フロントサイドメンバの前端面同士を連結する第１クロスメンバとを備えており、さらに上記フロントピラーが、該フロントピラーから車両前方に突出する左，右の第３フロントサイドメンバと、該左，右の第３フロントサイドメンバの前端面同士を連結する第２クロスメンバとを備え、上記第１，第２クロスメンバは、それぞれの前端面の車両前後方向位置が略同じとなるよう配置されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、上記第１クロスメンバの断面積より第２クロスメンバの断面積が大きく設定されていることを特徴としている。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２において、上記フロントドア内には上記第３フロントサイドメンバと略同じ高さに位置するドアインパクトビームが車両前後方向に向けて配設され、該ドアインパクトビームの上方には車幅方向に延びて上記左，右のフロントピラー同士を連結するピラークロスメンバが配設されており、さらに上記フロントピラーの第３フロントサイドメンバの下方には、該第３フロントサイドメンバと平行に車両前方に突出する第４フロントサイドメンバが結合され、上記フロントピラーの第４フロントサイドメンバ結合部分には他の部分より剛性の低い低剛性部が設けられていることを特徴としている。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項３において、上記ドアインパクトビームが、車両の前面衝突時に概ね水平をなすように車両後方斜め下方に向けて配置されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１と同様の自動車の車体前部構造において、上記フロントドア内に車両前後方向に延びるドアインパクトビームを配設し、該ドアインパクトビームが、少なくともドアインナパネルの縦壁内面に沿って延びる第１偏平閉断面部と、底壁内面に沿って延びる第２偏平閉断面部と、該第１，第２偏平閉断面部同士を連結する連結ビーム部とを備えていることを特徴としている。
【００１２】
請求項６の発明は、車体フレームの前端部を構成する前フレーム部にフロントドアを支持するフロントピラーの下端部を連結してなる自動車の車体前部構造において、上記フロントピラーのピラーアウタをピラーインナに対して車両後方寄りに配設するとともに、該ピラーインナとで第１閉断面を形成し、上記ピラーアウタの車両外側面と上記ピラーインナの前端部とをエネルギー吸収メンバにより連結して第２閉断面を形成し、上記フロントドア内に車両前後方向に延びるドアインパクトビームを配設し、該ドアインパクトビームを、上記第２閉断面同士を連結するクロスメンバに、上記第１，第２閉断面を挟んで対向させたことを特徴としている。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項６において、上記エネルギー吸収メンバの下端部が、上記ピラーインナとともにフロアパネルに重ね合わせて接合されていることを特徴としている。
【００１４】
【発明の作用効果】
請求項１の発明に係る車体前部構造によれば、前フレーム部を、フロントクロスメンバの左，右側部から車両前方に突出する第１，第２フロントサイドメンバと、左，右の第１，第２フロントサイドメンバ同士を連結する第１クロスメンバとを備えたものとし、フロントピラーを、左，右のフロントピラーから車両前方に突出する第３フロントサイドメンバと、該左，右の第３フロントサイドメンバ同士を連結する第２クロスメンバとを備えたものとしたので、車両衝突時の入力を片側３本の第１，第２，第３フロントサイドメンバがそれぞれ軸方向に圧縮変形することにより負担することから、車幅方向の曲げ力を抑制することができ、サイドメンバの横折れを防止して衝突エネルギーを短いストロークで効率よく吸収することができる。
【００１５】
また、正面衝突，あるいはオフセット衝突時の衝突エネルギーを第１，第２クロスメンバを介して左，右の第１〜第３フロントサイドメンバ全体で分散させて吸収することができ、換言すれば、衝撃力を概ね面で受けることができ、この点からも衝突エネルギーを短いストロークで吸収することができる。
【００１６】
請求項２の発明では、第１クロスメンバの断面積より第２クロスメンバの断面積を大きくしたので、それだけ剛性が高くなり車両衝突時に第２クロスメンバが折れたり，大きく変形したりするのを防止できる。
【００１７】
また衝突時の慣性力により車体がピッチングを起こして前のめり状態になった場合には、被衝突物に上記第２クロスメンバが衝突することとなるが、この第２クロスメンバの剛性が高いので上記衝突エネルギを上記第３フロントサイドメンバに確実に伝達でき、該第３フロントサイドの圧縮変形によって吸収できる。
【００１８】
請求項３の発明では、フロントドア内に第３フロントサイドメンバと略同じ高さに位置するようにドアインパクトビームを配設し、フロントピラーの第３フロントサイドメンバの下方に第４フロントサイドメンバを結合し、フロントピラーの第４フロントサイドメンバ結合部分に低剛性部を設けたので、車両衝突時に第４フロントサイドメンバが後方移動し、これに伴ってフロントピラーの上部が第３フロントサイドメンバとドアインパクトビームとの連結部を支点として前側に倒れ込むこととなり、ピラークロスメンバの後方移動を防止できる。その結果、ピラークロスメンバに支持されたステアリングホイールやブレーキペダル等が後方移動して乗員に干渉するのを防止できる。
【００１９】
請求項４の発明では、インパクトビームを車両衝突時に概ね水平をなすように車両後方斜め下方に向けて配置したので、衝突時に車体がピッチング状態になっても衝突エネルギーはドアインパクトビームに軸心方向に加わり、斜め方向の力が加わりにくくなり、インパクトビームの変形や折れを防止でき、衝突エネルギーを車体後方に確実に伝達できる。
【００２０】
請求項５の発明では、フロントドア内に配設されたドアインパクトビームを、ドアインナパネルの縦壁に沿って延びる第１偏平閉断面部と、底壁に沿って延びる第２偏平閉断面部と、第１，第２偏平閉断面部同士を連結する連結ビーム部とから構成したので、ドア内部の機構部品との干渉を回避しつつ衝突エネルギーをドアインパクトビームを介して車体後方に効率よく伝達でき、車室への影響を防止できる。
【００２１】
請求項６の発明では、フロントピラーのピラーアウタをピラーインナに対して車両後方寄りに配設するとともに該ピラーインナとで第１閉断面を形成し、ピラーの車外側面とピラーインナの前端部とをエネルギー吸収メンバにより連結して第２閉断面を形成したので、フロントピラーに圧壊荷重を受ける第１閉断面と、衝突エネルギーに対する剛性の高い第２閉断面とからなる衝撃吸収部を設けることができ、衝突エネルギーをフロントピラーからフロントドアを介して車体後方に確実に伝達でき、車室への影響を防止できる。
【００２２】
請求項７の発明では、エネルギー吸収メンバの下端部をピラーインナとともにフロアパネルに重ね合わせて接合したので、エネルギー吸収メンバをフロアパネルの補強部材として兼用することができ、部品点数を増やすことなくフロアパネルの剛性を向上できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１ないし図７は、請求項１，２，３の発明の一実施形態（第１実施形態）による自動車の車体前部構造を説明するための図であり、図１，図２はキャブオーバ型トラックの前フレーム部の斜視図、図３，図４は車両衝突時のピッチング状態を示す側面図、図５は前フレーム部の平面図、図６は車室内から見たフロントピラーの側面図、図７はフロントピラーとフロントクロスメンバとの結合部の正面図である。なお、本実施形態でいう前後，左右とはシートに着座した状態で見た前後，左右を意味する。
【００２５】
図において、１はキャブオーバ型トラックを示しており、これは車体フレーム２の前フレーム部２ａにキャビン３を配設するとともに前輪１５を配設し、後フレーム部２ｂに荷台４を配設するとともに後輪１６を配設し、上記キャビン３の下方にエンジン（不図示）を搭載した概略構造のものである。
【００２６】
上記キャビン３は、フロントガラス開口５ａが形成されたフロントパネル５の下縁部，上縁部にそれぞれフロアパネル６，ルーフパネル７を接続し、左右側縁部にサイドパネル８，８を接続するとともに、該左右のサイドパネル８とルーフパネル７とフロアパネル６とをバックパネル９により接続した構造となっている。また左，右のサイドパネル８にはドア開口８ａが形成され、該ドア開口８ａにはフロントドア１０が配設されている。
【００２７】
上記ドア開口８ａは車両上下方向に延びるフロントピラー１１の上端にルーフレール１２を接続するとともに、下端にロッカパネル１３を接続し、該ロッカパネル１３とルーフレール１２とをセンタピラー１４で接続した構造となっている。上記フロントピラー１１に形成された上下一対のヒンジ取付け座１１ａ，１１ｂにヒンジ（不図示）を介して上記フロントドア１０が開閉可能に支持されている。
【００２８】
上記フロントドア１０は、ドア本体１０ａにウインドフレーム１０ｂを接続したものであり、該ドア本体１０ａは不図示のドアアウタに概ね箱状のドアインナを結合した構造となっており、上記ドア本体１０ａ内の上縁部には車両前後方向に延びるベルトラインリインホース２０が配設されている。
【００２９】
上記ロッカパネル１３には前輪１５の上方を覆う円弧状のホイールハウス部１３ａが形成されており、上記ドア本体１０ａの下後半部にはホイールアーチ部１０ｃが切り欠いて形成されている。
【００３０】
上記前フレーム部２ａは、車両前後方向に延びる断面ハット状の左，右のサイドメンバ２１，２１の前端面に車幅方向に延びる断面ハット状のフロントクロスメンバ２２を結合し、左，右のサイドメンバ２１のフロントクロスメンバ２２の後方外側にサスペンションタワー２３，２３を接合した概略構造を有している。上記左，右のサイドメンバ２１は車両後方に延びて上記後フレーム部２ｂを構成している。
【００３１】
上記フロントクロスメンバ２２は車幅方向全長に渡って一体形成されたものであり、これにより車両衝突時の折れ変形を防止している。またフロントクロスメンバ２２の左，右端部２２ａはサイドメンバ２１から車外側に突出しており、該左，右端部２２ａの外端面に上記フロントピラー１１の下端部が結合されている。
【００３２】
上記フロントクロスメンバ２２の前壁部には左，右のサイドメンバ２１と同軸線上をなすように左，右の第１フロントサイドメンバ２４，２４が配設されており、該サイドメンバ２１と第１フロントサイドメンバ２４とは車両前後方向に連続している。
【００３３】
上記左，右の第１フロントサイドメンバ２４は上向きに開口する断面ハット状のもので、該第１フロントサイドメンバ２４の左，右後端縁にはフランジ部２４ａ，２４ａが屈曲形成されており、該各フランジ部２４ａはフロントクロスメンバ２２の前壁に溶接接合されている。
【００３４】
上記左，右の第１フロントサイドメンバ２４は上記サイドメンバ２１とは独立して形成されたものである。この第１フロントサイドメンバ２４には衝撃力を軸方向に圧縮変形して吸収する材質，板厚からなるものが採用され、上記サイドメンバ２１には衝撃力に対する耐力の大きい材質，板厚からなるものが採用されている。
【００３５】
このように左，右のサイドメンバ２１と第１フロントサイドメンバ２４とをフレームクロスメンバ２２を挟んで前後に分割したので、前，後のサイドメンバ２４，２１の材質，板厚を任意に設定することができ、衝突エネルギーの吸収性能を高めつつキャビン３への影響を回避できる。即ち、サイドメンバを前後方向全長に渡って一体形成した場合には、衝突エネルギーを軸方向に圧縮変形して吸収する前側と、車室空間を確保するために変形させたくない後側との耐力差を設けることが困難となる。
【００３６】
上記左，右の第１フロントサイドメンバ１４はフロントクロスメンバ２２から略水平をなすように車両前方に突出している。
【００３７】
上記フロントクロスメンバ２２の左，右端部２２ａにはそれぞれ第２フロントサイドメンバ２５，２５が配設されている。この左，右の第２フロントサイドメンバ２５の左，右後端縁にはフランジ部２５ａ，２５ａが屈曲形成されており、該各フランジ部２５ａはフロントクロスメンバ２２の前壁に溶接接合されている。
【００３８】
上記左，右の第２フロントサイドメンバ２５は第１フロントサイドメンバ２４より車幅方向外側に配置され、かつ該第１フロントサイドメンバ２４と平行をなすように車両前方に突出している。また第１，第２フロントサイドメンバ２４，２５は同じ高さ位置に配置されている。
【００３９】
上記左の第１，第２フロントサイドメンバ２４，２５と右の第１，第２フロントサイドメンバ２４，２５の前端面同士は車幅方向に延びる第１クロスメンバ２６により一体に連結されている。この第１クロスメンバ２６は前方に開口する断面ハット状のクロス本体２６ａに帯状の平板２６ｂを接合して車幅方向に延びる閉断面を形成した構造のものである。
【００４０】
上記左，右のフロントピラー１１は、横断面ハット状のアウタピラー３０と概ね平板状のインナピラー３１との間にアウタピラー３０に概ね沿う形状のピラーリインホース３２を配設して前，後縁部同士を溶接により一体に接合した構造のものであり、これにより上下方向に延びる閉断面が形成されている。
【００４１】
上記左，右のフロントピラー１１は車幅方向に延びる円筒状のピラークロスメンバ３３により連結されており、該ピラークロスメンバ３３はフロントピラー１１の上下方向の略中央部に配設されている。このピラークロスメンバ３３には不図示のステアリングホイール，ブレーキペダル等がブラケットを介して取付けられている。
【００４２】
上記各フロントピラー１１の下部には第３フロントサイドメンバ３５が配設されている。この左，右の第３フロントサイドメンバ３５は、車内側に開口する断面ハット状のものからなり、該第３フロントサイドメンバ３５の後端縁には上，下フランジ部３５ａ，３５ａ及び横フランジ部３５ｂが形成されており、上，下フランジ部３５ａはフロントピラー１１の前壁に、横フランジ部３５ｂは外側壁にそれぞれ溶接により接合されている。
【００４３】
上記左，右の第３フロントサイドメンバ３５は第１，第２フロントサイドメンバ２４，２５より高所で下ヒンジ取付け座１１ｂの上側に配設され、該各サイドメンバ２４，２５と平行をなすように車両前方に突出している。また上記フロントピラー１１内には第３フロントサイドメンバ３５と同じ高さ位置となるようにコ字状のバルクヘッド３６が配設されている。
【００４４】
上記左，右の第３フロントサイドメンバ３５の前端面同士は車幅方向に延びる第２クロスメンバ３７により一体に連結されている。この第２クロスメンバ３７は前方に開口する断面ハット状のクロス本体３７ａに帯状の平板３７ｂを接合して車幅方向に延びる閉断面を形成した構造のものである。
上記第２クロスメンバ３７の縦断面積は、第１クロスメンバ２６の縦断面積より大きく設定されており、該第１，第２クロスメンバ２６，３７の前端面は車両の前後方向に見て略同じ位置となっている。これにより車両衝突時には第１，第２クロメンバ２６，３７に略同時に入力が加わるようになっている（図６参照）。
【００４５】
上記左，右のフロントピラー１１の下端部には第４フロントサイドメンバ３８が配設されている。この第４フロントサイドメンバ３８は第３フロントサイドメンバ３５の下方にて該第３フロントサイドメンバ３５と平行をなすように車両前方に突出している。
【００４６】
上記左，右の第４フロントサイドメンバ３８は車外側に開口する断面ハット状のものからなり、該第４フロントサイドメンバ３８の後端縁には上，下フランジ部３８ａ，３８ａ及び横フランジ部３８ｂが形成されており、上，下フランジ部３８ａはフロントピラーの前壁に、横フランジ部３８ｂは外側壁にそれぞれ溶接により接合されている。
【００４７】
上記第４フロントサイドメンバ３８の上下方向中央に上記ピラーリインホース３２の下端面３２ａが位置しており、これによりフロントピラー１１の第４フロントサイドメンバ３８結合部分には他の部分より剛性の低い低剛性部４０が形成されている。
【００４８】
上記フロントドア１０のドア本体１０ａ内には、第３フロントサイドメンバ３５と略同じ高さに位置するようにドアインパクトビーム４１が配設されている。このドアインパクトビーム４１はベルトラインリインホース２０と平行に車両前後方に延びており、これの前端面はフロントピラー１１のバルクヘッド３６を挟んで第３フロントサイドメンバ３５の後端面に対向しており、後端面はセンタピラー１４に対向している。
【００４９】
次に本実施形態の作用効果について説明する。
【００５０】
本実施形態によれば、キャビン３が搭載された前フレーム部２ａを、左，右のサイドメンバ２１，２１の前端面に結合されたフロントクロスメンバ２２から車両前方に互いに平行に突出する第１，第２フロントサイドメンバ２４，２５と、左，右の第１，第２フロントサイドメンバ２４，２５同士を一体に連結する第１クロスメンバ２６とを備えたものとし、左，右のフロントピラー１１を、該フロントピラー１１から第１，第２フロントサイドメンバ２４，２５と平行に前方に突出する第３フロントサイドメンバ３５と、該左，右の第３フロントサイドメンバ３５同士を連結する第２クロスメンバ３７とを備えたものとしたので、車両衝突時の入力を第１，第２，第３フロントサイドメンバ２４，２５，３５がそれぞれ軸方向に圧縮変形することにより負担することから、車幅方向の曲げ入力をなくすことができ、各サイドメンバ２４，２５，３５の横折れを防止して衝突エネルギーを短いストロークで効率よく吸収することができる。
【００５１】
またフルラップ衝突，あるいはオフセット衝突時の衝突エネルギーを第１，第２クロスメンバ２６，３７を介して左，右の第１〜第３フロントサイドメンバ２４，２５，３５全体で分散させて吸収することができ、衝撃力を概ね面で受けることができ、衝突エネルギーを短いストロークでより確実に吸収することができる。
【００５２】
本実施形態では、第２クロスメンバ３７の縦断面積を第１クロスメンバ２６の縦断面積より大きくしたので、車両衝突時に第２クロスメンバ３７が折れたり，大きく変形したりするのを防止でき、衝突時の慣性力により車体がピッチングを起こして前のめり状態になってもフロントピラー１１の変形を抑制でき、ひいてはキャビン３への影響を防止できる。
【００５３】
また第１クロスメンバ２６自体の断面積を小さくしたので、第１，第２フロントサイドメンバ２４，２５の圧縮変形ストロークを確保でき、衝突エネルギーを効率よく吸収することができる。つまり第１クロスメンバの断面積を大きくすると、第１，第２フロントサイドメンバ２４，２５の圧縮変形ストロークが減少するという問題がある。
【００５４】
本実施形態では、フロントドア１０内に第３フロントサイドメンバ３５と略同じ高さに位置するようにドアインパクトビーム４１を配設し、フロントピラー１１の第３フロントサイドメンバ３５の下方に第４フロントサイドメンバ３８を結合し、フロントピラー１１の第４フロントサイドメンバ３８結合部分に低剛性部４０を形成したので、図４に示すように、車両衝突時に第４フロントサイドメンバ３８が圧縮変形しつつ後方移動し、これに伴ってフロントピラー１１の上部が第３フロントサイドメンバ３５とドアインパクトビーム４１との連結部を支点として前側に倒れ込むこととなり、ピラークロスメンバ３３の後方移動を防止できる。その結果、ピラークロスメンバ３３に支持されたステアリングホイールやブレーキペダル等が後方移動して乗員に干渉するのを防止できる。
【００５５】
なお、上記実施形態では、ドアインパクトビーム４１を車両前後方向に略水平に向けて配置した場合を説明したが、本発明では、図８及び図９に示すように、ドアインパクトビーム４１を車両前面衝突時に概ね水平をなすように後方斜め下方に向けて配置してもよく、このようにしたのが請求項４の発明である。
【００５６】
このようにドアインパクトビーム４１を後方に傾斜させて配置した場合には、衝突時に車体がピッチング状態になっても衝突エネルギーはドアインパクトビーム４１に軸心方向に加わることとなり、該インパクトビーム４１の変形や折れを防止でき、衝突エネルギーを車体後方に確実に伝達できる。
即ち、キャブオーバ型トラック１は、一般にホイールベースが短く，しかも重心高さが高くなる傾向があり、衝突時に車体が大きくピッチングし易い。このようなトラック１においてドアインパクトビーム４１′を概ね水平に向けて配置すると、実際に衝突荷重が加わるときには斜め上向きに傾斜することとなり、インパクトビーム４１′が変形したり，折れたりする懸念がある。また上記ドアインパクトビーム４１′を水平に向けて配置した場合には、該インパクトビーム４１′の荷重を受ける軸線とキャブマウントとの上下方向オフセット量ａが大きくなり、効率が悪化する懸念がある。
【００５７】
そこで、上述のように車両衝突時にドアインパクトビーム４１が地面に対して略平行となるように、該インパクトビーム４１を予め後方に傾斜させて配置したので、実際の衝突時にはドアインパクトビーム４１の軸方向に荷重負荷が加わることとなる。
【００５８】
また上記ドアインパクトビーム４１の後端が低所に位置するので、該インパクトビーム４１の軸線とキャブマウントとの上下方向オフセット量ｂを小さくでき、それだけセンタピラー１４の曲げモーメントを小さくすることができ、センタピラー１４の補強を緩和できる。
【００５９】
図１０及び図１１は、請求項５の発明の一実施形態（第２実施形態）による自動車の車体前部構造を説明するための図である。図中、図４と同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００６０】
本実施形態は、前フレーム部２ａにキャビン３を搭載するとともに、該キャビン３に配設されたフロントドア１０をフロントピラー１１により開閉可能に支持し、該フロントピラー１１の下端部をフロントクロスメンバ２２に結合して構成されており、基本的な構造は上記第１実施形態と同様である。
【００６１】
上記フロントドア１０は、ドアアウタパネル５０にドアインナパネル５１を結合してなるドア本体１０ａ内にウインドガラス５２を昇降可能に支持するウインドレギュレータ装置（不図示）を配設した構造である。上記ドアインナパネル５１は縦壁５１ａに前，後壁（不図示）を折り曲げ形成するとともに、底壁５１ｂを折り曲げ形成した構造である。
【００６２】
また上記ドア本体１０ａの下後半部にはホイールアーチ部１０ｃが切り欠いて形成されており、該ドア本体１０ａの底壁５１ｂは前側に対して後側が高所に位置している。このドア本体１０ａの底壁５１ｂの車内側には前後方向に延びる下向きハット状のフロアサイドメンバ５３が配設され、該フロアサイドメンバ５３はフロアパネル６に接合されている。
【００６３】
上記ドア本体１０ａ内の上縁部にはベルトラインホース２０が配設され、下部にはドアインパクトビーム５５が配設されている。該ドアインパクトビーム５５の前方にはフロントピラー１１内に配設されたバルクヘッド３６及びフロントピラー１１に結合された第３フロントサイドメンバ３５が同じ高さ位置となるように配設されている。
【００６４】
そして上記ドアインパクトビーム５５は、ドアインナパネル５１の縦壁５１ａ内面に沿って上下方向に延びる楕円形状の第１偏平閉断面部５５ａと、後側の底壁５１ｂ上面に沿って車幅方向に延びる楕円形状の第２偏平閉断面部５５ｂと、該第１，第２偏平閉断面部５５，５５ｂ同士を連結する連結ビーム部５０ｃとから構成されている。
【００６５】
この第１，第２偏平閉断面部５５ａ，５５ｂは連結ビーム部５５ｃに溶接により接合されており、該連結ビーム５５ｃは縦壁５１ａ及び底壁５１ｂに沿って折り曲げ形成されており、該縦壁５１ａ及び底壁５１ｂに溶接により接合されている。また上記第２偏平閉断面部５５ｂはフロアサイドメンバ５３と略同じ高さに位置している。
【００６６】
本実施形態によれば、フロントドア１０のドア本体１０ａ内に配設された前後方向に延びるドアインパクトビーム５５を、ドアインナパネル５１の縦壁５１ａに沿って延びる第１偏平閉断面部５５ａと、底壁５１ｂに沿って延びる第２偏平閉断面部５５ｂと、第１，第２偏平閉断面部５５ａ，５５ｂ同士を連結する連結ビーム部５５ｃとから構成したので、衝突エネルギーは第３フロントサイドメンバ３５及びフロントピラー１１のバルクヘッド３６からドアインパクトビーム５５を介して車体後方に伝達されることとなり、ドアインパクトビーム５５の断面崩れを防止でき、キャビン３の変形を防止できる。
【００６７】
またドアインパクトビーム５５を上下方向に延びる楕円状の第１偏平閉断面部５５ａと、車幅方向に延びる楕円状の第２偏平閉断面部５５ａとから構成したので、ドア本体１０ａ内にウンドレギュレータ装置等の機構部品の配置スペースを確保でき、これらの部品との干渉を回避できる。
【００６８】
本実施形態では、上記第２偏平閉断面部５５ａをこれの車内側に配設されたフロアサイドメンバ５３と同じ高さ位置に配設したので、側面衝突時にフロントドア１０が車内側に進入するのを防止でき、乗員への影響を回避できる。
【００６９】
図１２ないし図１５は、請求項６，７の発明の一実施形態（第３実施形態）による自動車の車体前部構造を説明するための図である。
【００７０】
本実施形態は、フロントドア１０を支持する左，右のフロントピラー１１の前側にフロントパネル５を配設し、該フロントピラー１１をハット状のピラーアウタ６０と概ね平板状のピラーインナ６１との間にピラーアウタ６０に概ね沿う形状のピラーリインホース６２を配設し、これらの前縁部１１ｄ及び後縁部１１ｅ同士を溶接により接合して構成されており、基本的な構成は上記第１実施形態と略同様である。
【００７１】
上記ピラーアウタ６０はピラーインナ６１に対して車両後方寄りに位置するように配設されており、該ピラーインナ６１とで上下方向に延びる第１閉断面６３が形成されている。
【００７２】
また上記ピラーインナ６１はピラーアウタ６０から車両前方に延びる延長部６１ａと、該延長部６１ａの前端から車幅方向外側に屈曲して延びる屈曲部６１ｂとを有している。
【００７３】
上記ピラーアウタ６０の車外側壁６０ａと上記ピラーインナ６１の屈曲部６１ｂとはエネルギー吸収メンバ６４により連結されている。このエネルギー吸収メンバ６４は、車内側に開口する概ね箱状のメンバ本体６４ａの前縁部に３つの前フランジ６４ｂ，６４ｃ，６４ｄを、後縁部に後フランジ６４ｅ，６４ｆ，６４ｇを、さらに上下縁部に上，下フランジ６４ｈ，６４ｉをそれぞれ屈曲形成した構造となっている。
【００７４】
上，下の前フランジ６４ｂ，６４ｃはピラーインナ６１の屈曲部６１ｂに溶接により接合され、外側の前フランジ６４ｄは屈曲部６０ｂの外縁部６０ｃとともにフロントパネル５の外縁部５ｃに重ね合わせて溶接により接合されている。
【００７５】
また上，下の後フランジ６４ｅ，６４ｆはピラーアウタ６０の前壁６０ｂに溶接により接合されており、外側の後フランジ６４ｇはピラーアウタ６０の外側壁６０ａに溶接により接合されている。
【００７６】
さらに上フランジ６４ｈはピラーインナ６１の延長部６１ａに溶接により接合されており、下フランジ６４ｉはピラーインナ６１の下縁部６１ｄとともに、フロアパネル６の外縁部６ａに重ね合わせて一体に溶接により接合されている。このエネルギー吸収メンバ６４とピラーインナ６１の延長部６１ａ，屈曲部６１ｂとピラーアウタ６０の前壁６０ｂとで第２閉断面６５が形成されている。
【００７７】
このようにしてフロントピラー１１は、衝突エネルギーを吸収して軸方向に圧縮変形する第２閉断面６５と、該第２閉断面６５の後側にてピラーリインホース６２で補強された座屈変形しない第１閉断面６３とを備えている。
【００７８】
また左，右のフロントピラー１１の第２閉断面６５同士は車幅方向に延びるクロスメンバ６６により連結されており、該クロスメンバ６６に第２，第１閉断面６５，６３を挟んで対向するフロントドア１０内にはドアインパクトビーム４１が配設されている。
【００７９】
本実施形態では、フロントピラー１１のピラーアウタ６０をピラーインナ６１に対して車両後方寄りに配設するとともに該ピラーインナ６１とで第１閉断面６３を形成し、上記ピラーインナ６１をピラーアウタ６０から前方に延びる延長部６１ａと該延長部６１ａから外側に屈曲して延びる屈曲部６１ｂとを有するものとし、該屈曲部６１ｂと上記ピラーアウタ６０の外側壁６０ａとをエネルギー吸収メンバ６４により連結して第２閉断面６５を形成したので、フロントピラー１１の内部に軸方向の圧壊荷重を受ける第２閉断面６５と、ピラーリインホース６２で補強された剛性の高い第１閉断面６３とからなる衝撃吸収部を設けることができ、衝突エネルギーをフロントピラー１１からフロントドア１０のドアインパクトビーム４１を介して車体後方に伝達でき、キャビン３への影響を防止できる。
【００８０】
上記エネルギー吸収メンバ６４の下フランジ６４ｉをピラーインナ６１の下縁部６１ｄとともにフロアパネル６の外縁部６ａに重ね合わせて溶接により接合したので、衝突エネルギーを短いストロークで効率よく吸収することができるとともに、エネルギー吸収メンバ６４をフロアパネル６の補強部材として兼用することができ、部品点数を増やすことなくフロアパネル６の剛性を向上できる。
【００８１】
即ち、図１６に示すように、フロントピラー１１とフロントパネル５′との隙間に衝突エネルギーを吸収するメンバ１１０を別途配設した場合には、該メンバ１１０の圧縮変形による圧壊力がフロントピラー１１のピラーインナ１１１に入力されることとなる。このピラーインナ１１１はピラーアウタ１１２に比べて板厚が薄いことから該ピラーインナ１１１が変形し、車室内に進入するという懸念がある。
【００８２】
またフロントパネル５′は絞り成形することから、絞り深さの制約があり、サイド部Ａの寸法を大きく設定できない。このためメンバ１１０の縮ストロークを十分に確保できないという問題がある。さらにメンバ１１０をフロントピラー１１に結合する構造では、フロントパネル５′とメンバ１１０とが２重構造となり、部品点数及び重量が増えるという問題が生じる。
【００８３】
これに対して本実施形態では、衝突エネルギーがピラーアウタ６０に伝達されることから、フロントピラー１１の変形を防止できる。またフロントパネル５の絞り深さに関係なくエネルギー吸収メンバ６４の前後長さを長くでき、エネルギー吸収量を確保できる。さらにピラーインナ６１に延長部６１ａ，屈曲部６１ｂを一体形成したので、車両外側での２重構造を不要にでき、部品点数及び重量の増を防止できる。さらに車両前側では屈曲部６１ｂとフロントパネル５との２重構造としたので、クロスメンバ６６の取付け部を補強することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１，２，３の発明の第１実施形態によるキャブオーバ型トラックの前フレーム部の斜視図である。
【図２】上記前フレーム部の斜視図である。
【図３】上記トラックの衝突時のピッチング状態を示す側面図である。
【図４】上記衝突時のピッチング状態を示す側面図である。
【図５】上記前フレーム部の平面図である。
【図６】上記前フレーム部のフロントピラーの側面図である。
【図７】上記前フレーム部の正面図である。
【図８】請求項４の発明の一実施形態によるキャブオーバ型トラックのピッチング状態を示す側面図である。
【図９】上記トラックのピッチング状態を示す側面図である。
【図１０】請求項５の発明の第２実施形態によるキャブオーバー型トラックの前フレーム部の側面図である。
【図１１】上記トラックのフロントドアの断面背面図である。
【図１２】請求項６，７の発明の第３実施形態によるキャブオーバー型トラックのフロントピラーの断面平面図（図１５のXII-XII 線断面図) である。
【図１３】車室内から見た上記フロントピラー周りの概略斜視図である。
【図１４】上記フロントピラーの断面背面図である。
【図１５】上記フロントピラーの側面図である。
【図１６】従来の一般的なフロントピラーの図である。
【図１７】従来の一般的な車体フレームの平面図である。
【符号の説明】
１ キャブオーバ型トラック
２ 車体フレーム
２ａ 前フレーム部
６ フロアパネル
１０ フロントドア
１１ フロントピラー
２２ フロントクロスメンバ
２４ 第１フロントサイドメンバ
２５ 第２フロントサイドメンバ
２６ 第１クロスメンバ
３３ ピラークロスメンバ
３５ 第３フロントサイドメンバ
３７ 第２クロスメンバ
３８ 第４フロントサイドメンバ
４０ 低剛性部
４１ ドアインパクトビーム
５５ ドアインパクトビーム
５５ａ 第１偏平閉断面部
５５ｂ 第２偏平閉断面部
５５ｃ 連結ビーム
６０ ピラーアウタ
６１ ピラーインナ
６３ 第１閉断面
６４ エネルギー吸収メンバ
６５ 第２閉断面
Claims (7)
- 車体フレームの前端部を構成する前フレーム部にフロントドアを支持するフロントピラーの下端部を連結してなる自動車の車体前部構造において、上記前フレーム部が、車幅方向に延びるフロントクロスメンバから車体前方に突出する左，右の第１フロントサイドメンバと、該第１フロントサイドメンバの車幅方向外側にて車両前方に突出する左，右の第２フロントサイドメンバと、該左の第１，第２フロントサイドメンバと右の第１，第２フロントサイドメンバの前端面同士を連結する第１クロスメンバとを備えており、さらに上記フロントピラーが、該フロントピラーから車両前方に突出する左，右の第３フロントサイドメンバと、該左，右の第３フロントサイドメンバの前端面同士を連結する第２クロスメンバとを備え、上記第１，第２クロスメンバは、それぞれの前端面の車両前後方向位置が略同じとなるよう配置されていることを特徴とする自動車の車体前部構造。
- 請求項１において、上記第１クロスメンバの断面積より第２クロスメンバの断面積が大きく設定されていることを特徴とする自動車の車体前部構造。
- 請求項１又は２において、上記フロントドア内には上記第３フロントサイドメンバと略同じ高さに位置するドアインパクトビームが車両前後方向に向けて配設され、該ドアインパクトビームの上方には車幅方向に延びて上記左，右のフロントピラー同士を連結するピラークロスメンバが配設されており、さらに上記フロントピラーの第３フロントサイドメンバの下方には、該第３フロントサイドメンバと平行に車両前方に突出する第４フロントサイドメンバが結合され、上記フロントピラーの第４フロントサイドメンバ結合部分には他の部分より剛性の低い低剛性部が設けられていることを特徴とする自動車の車体前部構造。
- 請求項３において、上記ドアインパクトビームが、車両の前面衝突時に概ね水平をなすように車両後方斜め下方に向けて配置されていることを特徴とする自動車の車体前部構造。
- 車体フレームの前端部を構成する前フレーム部にフロントドアを支持するフロントピラーの下端部を連結してなる自動車の車体前部構造において、上記フロントドア内に車両前後方向に延びるドアインパクトビームを配設し、該ドアインパクトビームが、少なくともドアインナパネルの縦壁内面に沿って延びる第１偏平閉断面部と、底壁内面に沿って延びる第２偏平閉断面部と、該第１，第２偏平閉断面部同士を連結する連結ビーム部とを備えていることを特徴とする自動車の車体前部構造。
- 車体フレームの前端部を構成する前フレーム部にフロントドアを支持するフロントピラーの下端部を連結してなる自動車の車体前部構造において、上記フロントピラーのピラーアウタをピラーインナに対して車両後方寄りに配設するとともに、該ピラーインナとで第１閉断面を形成し、上記ピラーアウタの車両外側面と上記ピラーインナの前端部とをエネルギー吸収メンバにより連結して第２閉断面を形成し、上記フロントドア内に車両前後方向に延びるドアインパクトビームを配設し、該ドアインパクトビームを、上記第２閉断面同士を連結するクロスメンバに、上記第１，第２閉断面を挟んで対向させたことを特徴とする自動車の車体前部構造。
- 請求項６において、上記エネルギー吸収メンバの下端部が、上記ピラーインナとともにフロアパネルに重ね合わせて接合されていることを特徴とする自動車の車体前部構造。
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