JP4251043B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は車体前部構造に関し、特に、自動車等の車体においてフロントサイドメンバによって衝突荷重を受け持つ車体前部構造に関する。

従来から、自動車等の車体においてフロントサイドメンバによって衝突荷重を受け持つ車体前部構造においては、閉断面構造のフロントサイドメンバのエンジンおよびサスペンション等の支持部に第１のリインフォースメントを設けるとともに、第１のリインフォースメントの前方にこれに一体に結合し、前端がフロントサイドメンバの前端よりも前方に突出し、かつ第１のリインフォースメントよりも板厚の薄い第２のリインフォースメントを延設して、第２のリインフォースメントの前端突出部により衝撃吸収部を形成し、これによりフロントサイドメンバを前方から後方に向けて段階的に剛性が高くした構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、左右一対の金属製フロントサイドメンバ（フロントサイドフレームともいう）を備え、フロントサイドメンバの前後方向の所定部に、初期荷重を高め、かつ低歪みで破断し得る表面処理部を形成した構成（例えば、特許文献２参照）、車両の前面衝突時（前突時）にフロントサイドメンバに衝突荷重が入力すると、接続メンバの第１、第２、第３の閉断面部の配置構成によって該衝突荷重を効率よくフロアメンバに伝達させることができる構成が知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開平９−１８３３８８号公報 特開２００２−１１４１７１号公報 特開２００１−３０９６１号公報

しかしながら、特許文献１では、第１のリインフォースメントと第２のリインフォースメントとが車体前後方向に沿って略水平に結合されている。この結果、前突時の荷重入力図芯から、フロントサイドメンバにおけるキック部の下端部までのモーメント長が長くなり、キック部の下端部に作用するモーメント力が大きくなる。このため、キック部の下端部に変形が発生し、フロントサイドメンバ後方への荷重伝達コントロールが難しい。

請求項１記載の本発明の車両前部構造は、自動車車体の前部の車幅方向両端部に車体前後方向に沿って配設され、車体前後方向に沿って直線的に配設された前部と、該前部の後端に連結され車体前方上側から車体後方下側に向かって傾斜したキック部が形成された後部と、を備えたフロントサイドメンバと、
前記フロントサイドメンバのキック部の下端部に前端部が連結されたフロアアンダリインフォースメントと、
を有し、
前記フロントサイドメンバの後部は、
前記前部の後端に連結された基部と、
該基部の下方側に形成され、該基部の前端位置から垂直下方へ延びる前壁部と、該前壁部から車体後方下側に向かって延設され前記キック部の下端部へ達し、前記フロアアンダリインフォースメントの前端部に連結される閉断面部と、を備えた段差受圧部と、
を有することを特徴とする。

請求項１記載の本発明の車体前部構造は、フロントサイドメンバの前端部から所定距離後方側の部位から垂直下方へ延びる前壁部と、前記前壁部から車体後方下側に向かって延設され前記フロントサイドメンバのキック部の下端部へ達する閉断面部と、を備えた段差受圧部を有することを特徴とする。

従って、前突初期の小さな荷重は、フロントサイドメンバの前部で受ける。また、前突中期以降の大荷重は、フロントサイドメンバの前部の後端に連結された基部と、基部の下方側に形成され、基部の前端位置から垂直下方へ延びる前壁部と、前壁部から車体後方下側に向かって延設されキック部の下端部へ達し、フロアアンダリインフォースメントの前端部に連結される閉断面部と、を備えた段差受圧部と、を有するフロントサイドメンバの後部で受ける。この結果、前突中期以降の大荷重入力図芯から、フロントサイドメンバにおけるキック部の下端部までのモーメント長が短くなり、キック部の下端部に作用するモーメント力が小さくなる。このため、キック部の下端部に変形が発生し難く、フロントサイドメンバ後方への荷重伝達コントロールが容易である。また、衝突エネルギの吸収効率も向上する。

請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の車体前部構造において、ドライブシャフトが無く、前記フロントサイドメンバと前記フロントサイドメンバに連結されたフロントサスペンションメンバとにサスペンションアームを介して連結された車輪を有することを特徴とする。

従って、請求項１に記載の内容に加えて、車輪にはドライブシャフトが無く、フロントサイドメンバと、フロントサイドメンバに連結されたフロントサスペンションメンバとにサスペンションアームを介して連結されているため、ドライブシャフトの上下変動を考慮する必要がない。この結果、段差受圧部の後部において、閉断面部を車体下方へ延設し易い。このため、前突中期以降の大荷重入力図芯から、フロントサイドメンバにおけるキック部の下端部までのモーメント長を大幅に短くでき、キック部の下端部に作用するモーメント力を大幅に小さくできる。

請求項１記載の本発明の車体前部構造は、自動車車体の前部の車幅方向両端部に車体前後方向に沿って配設され、車体前後方向に沿って直線的に配設された前部と、前部の後端に連結され車体前方上側から車体後方下側に向かって傾斜したキック部が形成された後部と、を備えたフロントサイドメンバと、フロントサイドメンバのキック部の下端部に前端部が連結されたフロアアンダリインフォースメントと、を有し、フロントサイドメンバの後部は、前部の後端に連結された基部と、基部の下方側に形成され、基部の前端位置から垂直下方へ延びる前壁部と、前壁部から車体後方下側に向かって延設されキック部の下端部へ達し、フロアアンダリインフォースメントの前端部に連結される閉断面部と、を備えた段差受圧部と、を有するため、前突時のフロントサイドメンバ後方への荷重伝達コントロールが容易であるという優れた効果を有する。

請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の車体前部構造において、ドライブシャフトが無く、フロントサイドメンバとフロントサイドメンバに連結されたフロントサスペンションメンバとにサスペンションアームを介して連結された車輪を有するため、請求項１に記載の効果に加えて、キック部の下端部に作用するモーメント力を大幅に小さくできるという優れた効果を有する。

本発明における車体前部構造の一実施形態を図１及び図２に従って説明する。

なお、図中矢印ＵＰは車体上方方向を示し、図中矢印ＦＲは車体前方方向を示している。

図２に示される如く、本実施形態の自動車車体１０の前部には、車幅方向両端部に車体前後方向に沿ってフロントサイドメンバ１２が配設されている。左右のフロントサイドメンバ１２の前端部１２Ａには、フロントバンパリインフォースメント１４が架設されており、車体１０が前突（前面衝突）した場合には、フロントバンパリインフォースメント１４に入力する衝突荷重を左右のフロントサイドメンバ１２で受けるようになっている。

フロントサイドメンバ１２の前部１２Ｂは、車体前後方向に沿って直線的に配設されており、車体前後方向から見た断面形状が矩形の閉断面構造となっている。また、フロントサイドメンバ１２の前部１２Ｂはアルミの押出し材で、フロントサイドメンバ１２の後部１２Ｃはアルミの鋳物で構成されており、互いに連結されている。

図１に示される如く、フロントサイドメンバ１２の後部１２Ｃは、前部１２Ｂの後方に車体後方へ向かって連結された基部２０と、基部２０の下方側に形成された段差受圧部２２とで構成されている。

フロントサイドメンバ１２の後部１２Ｃにおける後部は、車体前方上側から車体後方下側に向かって傾斜したキック部１２Ｄとなっており、キック部１２Ｄの下端部１２Ｅには、フロアアンダリインフォースメント２６の前端部２６Ａに連結されている。

一方、段差受圧部２２の前壁部２２Ａは、フロントサイドメンバ１２の前端部１２Ａから所定距離後方側の部位である基部２０の前端位置から垂直下方へ延びており、この前壁部２２Ａの車体後方側には、前壁部２２Ａとキック部１２Ｄの下端部１２Ｅとを連結する閉断面部２２Ｂが形成されている。

従って、前突初期の小荷重Ｆ１の入力図芯Ｋ１から、フロントサイドメンバ１２におけるキック部１２Ｄの下端部１２Ｅの図芯Ｐまでのモーメント長Ｌ１に比べ、前突中期以降の大荷重Ｆ２の入力図芯Ｋ２から、フロントサイドメンバ１２におけるキック部１２Ｄの下端部１２Ｅの図芯Ｐまでのモーメント長Ｌ２が小さくなる（Ｌ１＞Ｌ２）。

図２に示される如く、フロントサイドメンバ１２の後部１２Ｃにおける段差受圧部２２の前端下部２２Ｃと、キック部１２Ｄの下端部１２Ｅとには、サスペンションメンバ３０が連結されており、フロントサイドメンバ１２の後部１２Ｃの基部２０とサスペンションメンバ３０には、サスペンションアーム３２、３４を介して、ホイールインモータ３６を備えドライブシャフトが無い車輪３８が取付けられている。

また、左右のフロントサイドメンバ１２のキック部１２Ｄには、ダッシュクロスロア４０の車幅方向外側端部４０Ａが結合されており、ダッシュクロスロア４０は車幅方向に延びる閉断面部を有するアルミの押出し材で構成されている。

次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態では、図１に示される如く、衝突体Ｓに車体１０が前突した場合には、フロントバンパリインフォースメント１４に入力する衝突荷重を左右のフロントサイドメンバ１２で受ける。この際、前突初期の小さな荷重（図１の矢印Ｆ１）は、フロントサイドメンバ１２の前端部１２Ａと段差受圧部２２との間となるフロントサイドメンバ１２の前部１２Ｂで受ける。

また、前突中期以降の大荷重（図１の矢印Ｆ２）は、基部２０と、基部２０の下方側に形成され、基部２０の前端位置となるフロントサイドメンバ１２の前端部１２Ａから所定距離後方側の部位から垂直下方へ延びる前壁部２２Ａと、前壁部２２Ａから車体後方下側に向かって延設されフロントサイドメンバ１２のキック部１２Ｄの下端部１２Ｅへ達する閉断面部２２Ｂと、を備えた段差受圧部２２と、を有する後部１２Ｃで受ける。

この結果、前突初期の小荷重Ｆ１の入力図芯Ｋ１から、フロントサイドメンバ１２におけるキック部１２Ｄの下端部１２Ｅの図芯Ｐまでのモーメント長Ｌ１に比べ、前突中期以降の大荷重Ｆ２の入力図芯Ｋ２から、フロントサイドメンバ１２におけるキック部１２Ｄの下端部１２Ｅの図芯Ｐまでのモーメント長Ｌ２が小さくなる（Ｌ１＞Ｌ２）。

このため、大荷重Ｆ２に対して、キック部１２Ｄの下端部１２Ｅに作用するモーメント力Ｍが小さくなるので、キック部１２Ｄの下端部１２Ｅに変形が発生し難く、フロントサイドメンバ後方への荷重伝達コントロールが容易になる。また、衝突エネルギの吸収効率も向上する。

また、本実施形態では、フロントサイドメンバ１２の後部１２Ｃの基部２０とサスペンションメンバ３０に、サスペンションアーム３２、３４を介して、ホイールインモータ３６を備えドライブシャフトが無い車輪３８が取付けられている。この結果、ドライブシャフトの上下変動を考慮する必要がない。このため、前突中期以降の大荷重Ｆ２の入力図芯Ｋ２から、フロントサイドメンバ１２におけるキック部１２Ｄの下端部１２Ｅの図芯Ｐまでのモーメント長Ｌ２を大幅に短くでき、キック部１２Ｄの下端部１２Ｅに作用するモーメント力Ｍを大幅に小さくできる。

以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、フロントサイドメンバ１２の後部１２Ｃの基部２０とサスペンションメンバ３０とに、サスペンションアーム３２、３４を介して、ホイールインモータ３６を備えドライブシャフトが無い車輪３８が取付けたが、これに代えて、フロントサイドメンバ１２の後部１２Ｃの基部２０とサスペンションメンバ３０とに、サスペンションアーム３２、３４を介して、ドライブシャフトを有する車輪を付けた構成としても良い。

また、上記実施形態では、フロントサイドメンバ１２の前部１２Ｂをアルミの押出し材で、フロントサイドメンバ１２の後部１２Ｃをアルミの鋳物で構成したが、フロントサイドメンバ１２の構成は、これに限定されず、フロントサイドメンバ１２の前部１２Ｂと後部１２Ｃとを一体としても良い。また、フロントサイドメンバ１２はアルミ以外の金属等の他の材料で構成しても良い。

図２の１−１線に沿った拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係る車体前部構造を適用した車体を示す車体斜め後方から見た斜視図である。

符号の説明

１０ 自動車車体
１２ フロントサイドメンバ
１２Ａ フロントサイドメンバの前端部
１２Ｂ フロントサイドメンバの前部
１２Ｃ フロントサイドメンバの後部
１２Ｄ フロントサイドメンバのキック部
１２Ｅ フロントサイドメンバのキック部の下端部
２０ フロントサイドメンバの後部の基部
２２ フロントサイドメンバの段差受圧部
２２Ａ 段差受圧部の前壁部
２２Ｂ 段差受圧部の閉断面部
３０ サスペンションメンバ
３２ サスペンションアーム
３６ ホイールインモータ
３８ 車輪

Claims (2)

1. 自動車車体の前部の車幅方向両端部に車体前後方向に沿って配設され、車体前後方向に沿って直線的に配設された前部と、該前部の後端に連結され車体前方上側から車体後方下側に向かって傾斜したキック部が形成された後部と、を備えたフロントサイドメンバと、
   前記フロントサイドメンバのキック部の下端部に前端部が連結されたフロアアンダリインフォースメントと、
   を有し、
   前記フロントサイドメンバの後部は、
   前記前部の後端に連結された基部と、
   該基部の下方側に形成され、該基部の前端位置から垂直下方へ延びる前壁部と、該前壁部から車体後方下側に向かって延設され前記キック部の下端部へ達し、前記フロアアンダリインフォースメントの前端部に連結される閉断面部と、を備えた段差受圧部と、
   を有することを特徴とする車体前部構造。
2. ドライブシャフトが無く、前記フロントサイドメンバと前記フロントサイドメンバに連結されたフロントサスペンションメンバとにサスペンションアームを介して連結された車輪を有することを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。

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