JP4196180B2 - 車体構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車体構造に係り、詳しくはフロントサイドメンバの後部と側部骨格部材とを連結する連結部材の取付構造に関するものである。
【０００２】
【関連する背景技術】
車両の前突時等にフロントサイドメンバに作用した衝撃力を車体の各部に分散させて衝撃吸収作用を得るべく、種々の車体構造が提案されている。例えば、フロントサイドメンバの衝撃力を車体側部に配置されたＡピラーやサイドシル等からなる側部骨格部材に分散させるために、フロントサイドメンバの後部と側部骨格部材とをダッシュブレースにより連結した車体構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は当該特許文献１に記載された車体構造を示す平断面図であり、この図では車体の左側を示している。車両のエンジンルームＲ１と車室Ｒ２とはダッシュパネル２１により区画され、ダッシュパネル２１の左端は側部骨格部材２２に接合されている。このダッシュパネル２１の前面にフロントサイドメンバ２３の後端が接合されると共に、フロントサイドメンバ２３の後端の一側は、フロア下に固定されたサイドメンバ２４の前端に連結されている。
【０００４】
ダッシュパネル２１の前面には閉断面を形成するようにダッシュクロスメンバ２５が接合され、このダッシュクロスメンバ２５により左右のフロントサイドメンバ２３の後端が連結されている。ダッシュパネル２１の後面には閉断面を形成するようにダッシュブレース２６が接合され、このダッシュブレース２６によりフロントサイドメンバ２３の後端と側部骨格部材２２とが連結されている。
【０００５】
そして、車両の前突時等に前方よりフロントサイドメンバ２３に作用した衝撃力は、サイドメンバ２４側とダッシュクロスメンバ２５側とに伝達されると共に、ダッシュブレース２６を介して側部骨格部材２２側にも伝達される。このように衝撃力を車室Ｒ２側の各部に分散し、各部に生じた反力を利用することでフロントサイドメンバ２３を前端側から変形させて衝撃吸収作用を得ている。
【０００６】
【特許文献１】
特許第３２００８５３号明細書（第１６図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に記載されたように配置状態や形状が設定されたダッシュブレース２６は、図４から明らかなように、フロントサイドメンバ２３の稜線Ｌ２１に対して直接的に連続しない独立した稜線Ｌ２２を形成することになる。周知のように衝撃力の伝達はフロントサイドメンバ２３やダッシュブレース２６に形成された稜線Ｌ２１，Ｌ２２を主体として行われるため、稜線Ｌ２１，Ｌ２２が不連続な場合には、不連続な箇所で変形を生じてしまい、フロントサイドメンバ２３からダッシュブレース２６側、ひいては側部骨格部材２２側に衝撃力が効率良く伝達されず、結果として側部骨格部材２２の反力を利用した十分な衝撃吸収作用を得ることができなかった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、フロントサイドメンバからダッシュブレース側に稜線を連続させて衝撃力を効率良く伝達し、もって、側部骨格部材の反力を有効に利用して、衝撃力に応じた所期のフロントサイドメンバの変形を実現することができる車体構造を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、閉断面構造をなして車体の前後方向に延在し、後部を車体のダッシュパネルに接合されたフロントサイドメンバと、ダッシュパネルに沿って車幅方向に延在し、端部に形成された固定面がフロントサイドメンバの後部に接合されたクロスメンバと、フロントサイドメンバの側部後方に設けられた側部骨格部材と、フロントサイドメンバと側部骨格部材とを連結する連結部材とを有する車体構造において、フロントサイドメンバの後部に少なくとも１つの稜線を含む被連結面を形成し、被連結面に沿うように連結部材の前部を延設すると共に、延設箇所に少なくとも１つの稜線を含む連結面を形成し、連結面をフロントサイドメンバの被連結面に面接触させて接合してクロスメンバの固定面と重複させたものである。
【００１２】
従って、被連結面と連結面とが面接触することにより、被連結面に含まれる稜線は連結面に含まれる稜線と直接的に連続する。このため、車両の衝突時にフロントサイドメンバに作用した衝撃力はこれらの稜線を介して連結部材側、ひいては側部骨格部材側に効率良く伝達され、これにより側部骨格部材の反力を有効に利用して、衝撃力に応じた所期のフロントサイドメンバの変形が実現される。
【００１３】
更に、連結部材の連結面がクロスメンバの固定面と重複しているため、連結部材とクロスメンバとはフロントサイドメンバに対して共通箇所で連結されることになる。従って、フロントサイドメンバからの衝撃力はこの共通の連結箇所を介して連結部材側とクロスメンバ側とに伝達されるため、連結部材側とクロスメンバ側との衝撃力の伝達箇所が異なる場合に比較して、より効率良く衝撃力が伝達される。
【００１４】
又、衝撃力を伝達された連結部材とクロスメンバとは反力を生じるが、これらの反力はフロントサイドメンバ上の共通の連結箇所において所定角度（連結部材とクロスメンバとが交わる角度に相当）で衝突して相互に打ち消し合うため、この連結箇所の変形、ひいてはエンジンルームの変形が抑制される。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１において、連結部材がダッシュパネルに形成された切欠を介して車室内に露出すると共に、切欠を貫通してフロントサイドメンバの後部に連結されたものである。
従って、例えば切欠を設けずに連結部材全体をダッシュパネルで車室内から隠蔽した場合に比較して、ダッシュパネルをより車体外方に位置させることが可能となり、連結部材の設置に起因する車室スペースの縮小が抑制される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した車体構造の一実施形態を説明する。
図１は本実施形態の車体構造を車室内側から見た斜視図、図２は同じく車体構造を示す平断面図、図３は同じく車体構造を示す図１の要部拡大図であり、これらの図では車体の左側を示しているが、右側も左右対称の同一構成である。車体の前部には、車幅方向（以下、車両を基準として左右方向という）に所定間隔をおいて一対のフロントサイドメンバ１が配設され、両フロントサイドメンバ１はアウタパネル２及びインナパネル３を相互に接合した閉断面構造をなして、エンジンルームＲ１の左右両側で前後方向に延在している。インナパネル３の上面３ａと側面３ｂとの間には長手方向全体に亘って斜状の中間面３ｃが形成され、これにより上面３ａと中間面３ｃとの間、及び中間面３ｃと側面３ｂとの間にそれぞれ前後方向に延びる稜線Ｌ１，Ｌ２が形成されている。
【００１７】
左右のフロントサイドメンバ１の後端は、エンジンルームＲ１と車室Ｒ２とを区画するダッシュパネル４まで延びている。フロントサイドメンバ１のインナパネル３の後端には上面３ａ及び側面３ｂに対応してフランジＦ１，Ｆ２が形成され、これらのフランジＦ１，Ｆ２がダッシュパネル４の前面にスポット溶接されている。又、インナパネル３の後端の一側はダッシュパネル４に沿って下方に延設されて、車体のフロア下面に固定されたサイドメンバ５の前端に連結されている。一方、アウタパネル２の後端は、ダッシュパネル４の前面に沿って車体外側へと湾曲するように延設されて前輪のタイヤハウス面を構成し、車体両側に配置されたＡピラーやサイドシルからなる側部骨格部材６の前部に連結されている。
【００１８】
ダッシュパネル４の前面にはダッシュクロスメンバ７が配設され、ダッシュクロスメンバ７は上下両面７ａ，７ｂ及び側面７ｃからなる後方に開口する断面略コ字状をなしている。ダッシュクロスメンバ７は上下両面７ａ，７ｂに形成されたフランジＦ３，Ｆ４をダッシュパネル４の前面にスポット溶接されて、ダッシュパネル４との間に閉断面を形成している。
【００１９】
ダッシュクロスメンバ７の左右両端は、下面７ｂ及び側面７ｃに比較して上面７ａが車体外方に延設されており、この上面７ａの延設箇所がインナパネル３の上面３ａに重ねられてスポット溶接されると共に、ダッシュクロスメンバ７の上側フランジＦ３の左右両端がインナパネル３のフランジＦ１に重ねられてスポット溶接されている。又、ダッシュクロスメンバ７の下面７ｂの左右両端には下方に折曲されたフランジＦ５が形成され、このフランジＦ５はインナパネル３の側面３ｂに重ねられてスポット溶接されている。
【００２０】
ダッシュクロスメンバ７の側面７ｃの左右両端は前方に向けて湾曲形成され、湾曲箇所の前端はフランジＦ６としてインナパネル３の側面３ｂに重ねられてスポット溶接されている。ダッシュクロスメンバ７の左右両端には上面７ａと側面７ｃとの間に略三角状をなす中間面７ｄが形成され、この中間面７ｄは側面７ｃの湾曲形状に倣って前方に向けて湾曲し、湾曲箇所の前端はフランジＦ７としてインナパネル３の中間面３ｃに重ねられてスポット溶接されている。
【００２１】
以上により、ダッシュクロスメンバ７の両端が左右のフロントサイドメンバ１に連結されている。そして、フロントサイドメンバ１の上面３ａと中間面３ｃとの間の稜線Ｌ１は、ダッシュクロスメンバ７の上面３ａと中間面３ｃとの間の稜線Ｌ３と連続し、フロントサイドメンバ１の中間面３ｃと側面３ｂとの間の稜線Ｌ２は、ダッシュクロスメンバ７の中間面７ｄと側面７ｃとの間の稜線Ｌ４と連続し、これらの稜線Ｌ３，Ｌ４はダッシュクロスメンバ７上で略三角状の中間面７ｄに沿って合流して上面７ａと側面７ｃとの間の稜線Ｌ５と連続している。
【００２２】
一方、フロントサイドメンバ１のアウタパネル２の後部には、車室Ｒ２側の面（タイヤハウスの反対面）に沿ってダッシュブレース８（連結部材）が配設されている。ダッシュブレース８は、フロントサイドメンバ１のインナパネル２の後端と側部骨格部材６の前部とを連結するように水平方向に架設され、上下両面８ａ，８ｂ及び側面８ｃからなるアウタパネル２側に開口する断面略コ字状をなしている。ダッシュブレース８の上下に形成されたフランジＦ８，Ｆ９はアウタパネル２に重ねられてスポット溶接され、ダッシュレース８の後部に形成されたフランジＦ１０は側部骨格部材６の前部に重ねられてスポット溶接され、これによりアウタパネル２とダッシュレース８との間に閉断面が形成されている。
【００２３】
図３に示すように、ダッシュブレース８の前部は前方に延設されてフロントサイドメンバ１の閉断面内に挿入されている。上記ダッシュパネル４にはダッシュブレース８に対応して切欠４ａが形成され、この切欠４ａを介してダッシュブレース８が車室Ｒ２内に露出すると共に、切欠４ａを貫通してダッシュブレース８の前部が上記のようにフロントサイドメンバ１内に挿入されている。
【００２４】
フロントサイドメンバ１内において、ダッシュブレース８の上面８ａの前部はインナパネル３の上面３ａに内側から重ねられてスポット溶接されている。又、ダッシュブレース８の側面８ｃの前部はインナパネル３の側面３ｂに沿うように前方に向けて湾曲形成され、湾曲箇所の前端はフランジＦ１１としてインナパネル３の側面３ｂに内側から重ねられてスポット溶接されている。
【００２５】
ダッシュブレース８の前部には上面８ａと側面８ｃとの間に略三角状をなす中間面８ｄが形成され、この中間面８ｄは側面８ｃの湾曲形状に倣って前方に向けて湾曲し、湾曲箇所の前端はフランジＦ１２としてインナパネル３の中間面３ｃに内側から重ねられてスポット溶接されている。
以上により、ダッシュブレース８の前端がフロントサイドメンバ１に連結されている。そして、フロントサイドメンバ１の上面３ａと中間面３ｃとの間の稜線Ｌ１は、ダッシュブレース８の上面８ａと中間面８ｄとの間の稜線Ｌ６と連続し、フロントサイドメンバ１の中間面３ｃと側面３ｂとの間の稜線Ｌ２は、ダッシュブレース８の中間面８ｄと側面８ｃとの間の稜線Ｌ７と連続し、これらの稜線Ｌ６，Ｌ７はダッシュブレース８上で略三角状の中間面８ｄに沿って合流して上面８ａと側面８ｃとの間の稜線Ｌ８と連続している。
【００２６】
即ち、本実施形態では、フロントサイドメンバの上面３ａ、側面３ｂ、中間面３ｃが、稜線Ｌ１，Ｌ２を含む被連結面として機能し、ダッシュブレース８の上面８ａの前部、側面８ｃに形成されたフランジＦ１１、中間面８ｄに形成されたフランジＦ１２が、稜線Ｌ６，Ｌ７を含む連結面として機能している。
そして、インナパネル３を間に挟んだ状態で、ダッシュブレース８の上面８ａの前部はダッシュクロスメンバ７の上面７ａの左右両端と重複し、ダッシュブレース８の側面８ｃのフランジＦ１１はダッシュクロスメンバ７の側面７ｃのフランジＦ６と重複し、ダッシュブレース８の中間面８ｄのフランジＦ１２はダッシュクロスメンバ７の中間面７ｄのフランジＦ７と重複し、それぞれインナパネル３を挟んで同時にスポット溶接されている。
【００２７】
即ち、本実施形態では、ダッシュクロスメンバ７の上面７ａの左右両端、側面７ｃに形成されたフランジＦ６、中間面７ｄに形成されたフランジＦ７が固定面として機能している。
次に、以上のように構成された車体構造による衝撃力の分散状況を詳述するが、これに先立って各部材の配置状態、特にダッシュブレース８の角度設定や乗員の膝Ａとの位置関係について説明する。
【００２８】
まず、ダッシュブレース８に対しては、衝撃力の効率的な伝達の観点から可能な限り車両前後方向に近い角度で配置する要請がある一方、乗員の膝Ａとの干渉を防止するために車室Ｒ２内への突出を極力抑制する要請がある。
図２，３から明らかなように本実施形態では、ダッシュブレース８の前部をフロントサイドメンバ１内に挿入した上で、ダッシュブレース８の上面８ａ、側面８ｃ及び中間面８ｄをインナパネル３の上面３ａ、側面３ｂ及び中間面３ｃにそれぞれ重ねて（面接触させて）接合しているため、図４に示す先行技術のようにフロントサイドメンバ２３の後端にダッシュブレース２６を連結した場合に比較して、ダッシュブレース８の前部がより車両前方に位置している。その結果、先行技術のようにダッシュブレース２６の表面を車体外方に湾曲させることなく、車室Ｒ２の乗員前方のスペースを確保した上で、衝撃力の伝達の点で望ましい角度、例えば前後方向より水平に４５°前後傾斜させた角度にダッシュブレース８を配置できる。
【００２９】
そして、車両の前突時等にはフロントサイドメンバ１に対して前後に圧縮させる方向に衝撃力が作用し、その衝撃力は、フロントサイドメンバ１の後部からフロア下面のサイドメンバ５側とダッシュクロスメンバ７側とに伝達されると共に、ダッシュブレース８を介して側部骨格部材６側にも伝達される。
ここで、上記したフロントサイドメンバ１とダッシュブレース８との連結状態の結果、フロントサイドメンバ１側の稜線Ｌ１，Ｌ２はダッシュブレース８側の稜線Ｌ６〜Ｌ８と直接的に連続しており、フロントサイドメンバ１からの衝撃力は稜線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ６〜Ｌ８を介してダッシュブレース８側、ひいては側部骨格部材６側に効率良く伝達され、これにより側部骨格部材６の反力を有効に利用することができる。よって、例えばフロントサイドメンバ１とダッシュブレース８との結合箇所等の予定外の部位に大きな変形を生じることなく、衝撃力に応じた所期のフロントサイドメンバ１の変形を実現することができる。
【００３０】
その結果、例えば低速衝突時にはフロントサイドメンバ１の先端のみを変形させることで、ボディリペア時の修復範囲を縮小して補修費用を低減でき、高速衝突時にはフロントサイドメンバ１を十分に変形させることで、最大限の衝撃吸収作用をもって車室Ｒ２の変形を確実に抑制することができる。
一方、上記のようにダッシュブレース８の上面８ａの前部及びフランジＦ１１，Ｆ１２とダッシュクロスメンバ７の上面７ａの左右両端及びフランジＦ６，Ｆ７とがそれぞれ重複しているため、ダッシュブレース８とダッシュクロスメンバ７とはフロントサイドメンバ１に対して共通箇所で連結されることになる。従って、フロントサイドメンバ１からの衝撃力は共通の連結箇所（つまり、上記重複部分）を介してダッシュブレース８側とダッシュクロスメンバ７側とに伝達されるため、図４に示した先行技術のようにダッシュブレース２６側とダッシュクロスメンバ２５側との衝撃力の伝達箇所が異なる場合に比較して、より効率良く衝撃力を伝達できる。その結果、ダッシュブレース８を介して側部骨格部材６に生じた反力、及びダッシュクロスメンバ７を介してエンジンルームＲ１に生じた反力を有効に利用して、衝撃吸収作用を一層向上させることができる。
【００３１】
又、図２に矢印で示すようにダッシュブレース８からの反力とダッシュクロスメンバ７からの反力とは、フロントサイドメンバ１上の共通の連結箇所において所定角度（ダッシュブレース８とダッシュクロスメンバ７とが交わる角度に相当）で衝突するため、相互に打ち消し合うことになる。従って、反力による連結箇所の変形、ひいてはエンジンルームＲ１の変形を未然に抑制することができる。
【００３２】
更に、ダッシュブレース８の前部をダッシュパネル４に形成した切欠４ａを貫通してフロントサイドメンバ１側に連結し、ダッシュブレース８自体は切欠４を介して車室Ｒ２内に露出させているため、例えば、切欠４ａを設けずにダッシュブレース８全体をダッシュパネル４で車室Ｒ２内から隠蔽した場合に比較して、図２に破線で示すようにダッシュパネル４は寸法Ｂ分だけ車体外方に位置することになる。従って、この構成により、ダッシュブレース８の設置に起因する車室スペースの縮小を抑制できるという利点も得られる。
【００３３】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、フロントサイドメンバ１に対してダッシュブレース８とダッシュクロスメンバ７とを共通箇所で連結したが、必ずしもこのように構成する必要はなく、双方の部材８，７をフロントサイドメンバ１上の前後方向にずれた位置で連結してもよい。
【００３４】
又、上記実施形態では、ダッシュブレース８の前部をフロントサイドメンバ１内に挿入して、その上面８ａ及びフランジ部Ｆ１１，Ｆ１２をインナパネル３を挟んでダッシュクロスメンバ７の上面７ａ及びフランジＦ６，Ｆ７と重複させたが、逆にダッシュブレース８の前部をフロントサイドメンバの後部に外嵌させて、ダッシュクロスメンバ７側と直接接合してもよい。
【００３５】
更に、上記実施形態では、ダッシュクロスメンバ７及びダッシュブレース８に中間面７ｄ，８ｄを形成することで、それぞれ２本の稜線Ｌ３，Ｌ４，Ｌ６，Ｌ７を介してフロントサイドメンバ側の稜線Ｌ１，Ｌ２と連続させたが、稜線の数はこれに限ることはなく、例えばフロントサイドメンバ１の中間面３ｃを省略して稜線を１本とすると共に、これに対応してダッシュクロスメンバ７及びダッシュブレース８の中間面７ｄ，８ｄも省略して１本の稜線Ｌ５，Ｌ８のままとし、これらの稜線を連続させるように構成してもよい。
【００３６】
一方、上記実施形態では、ダッシュパネル４の切欠４ａを介してダッシュブレース８を車室Ｒ２内に露出させたが、必ずしもダッシュパネル４に切欠４ａを形成する必要はなく、例えば上記したように切欠４ａを設けずにダッシュブレース８全体をダッシュパネル４で車室Ｒ２内から隠蔽してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明の車体構造によれば、フロントサイドメンバからダッシュブレース側に稜線を連続させて衝撃力を効率良く伝達し、もって、側部骨格部材の反力を有効に利用して、衝撃力に応じた所期のフロントサイドメンバの変形を実現でき、しかも、フロントサイドメンバに対してダッシュクロスメンバとダッシュブレースとを共通箇所で連結して衝撃力を効率良く伝達できると共に、反力によるエンジンルームの変形を未然に抑制することができる。
【００３８】
請求項２の発明の車体構造によれば、請求項１に加えて、ダッシュパネルをより車体外方に位置させて、ダッシュブレースの設置に起因する車室スペースの縮小を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の車体構造を車室内側から見た斜視図である。
【図２】同じく車体構造を示す平断面図である。
【図３】同じく車体構造を示す図１の要部拡大図である。
【図４】先行技術の車体構造を示す平断面図である。
【符号の説明】
１ フロントサイドメンバ
３ａ 上面（被連結面）
３ｂ 側面（被連結面）
３ｃ 中間面（被連結面）
４ ダッシュパネル
４ａ 切欠
６ 側部骨格部材
７ ダッシュクロスメンバ
７ａ 上面（固定面）
８ ダッシュブレース（連結部材）
８ａ 上面（連結面）
Ｆ１１，Ｆ１２ フランジ（連結面）
Ｆ６，Ｆ７ フランジ（固定面）
Ｌ１〜Ｌ８ 稜線

Claims (2)

1. 閉断面構造をなして車体の前後方向に延在し、後部を上記車体のダッシュパネルに接合されたフロントサイドメンバと、
   上記ダッシュパネルに沿って車幅方向に延在し、端部に形成された固定面が上記フロントサイドメンバの後部に接合されたクロスメンバと、
   上記フロントサイドメンバの側部後方に設けられた側部骨格部材と、
   上記フロントサイドメンバと上記側部骨格部材とを連結する連結部材とを有する車体構造において、
   上記フロントサイドメンバの後部に少なくとも１つの稜線を含む被連結面を形成し、該被連結面に沿うように上記連結部材の前部を延設すると共に、該延設箇所に少なくとも１つの稜線を含む連結面を形成し、該連結面を上記フロントサイドメンバの被連結面に面接触させて接合して上記クロスメンバの固定面と重複させたことを特徴とする車体構造。
2. 上記連結部材は、上記ダッシュパネルに形成された切欠を介して車室内に露出すると共に、該切欠を貫通して上記フロントサイドメンバの後部に連結されたことを特徴とする請求項１記載の車体構造。

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