JP4534991B2 - Body front structure - Google Patents
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Description
本発明は、車体前部構造に関する。 The present invention relates to a vehicle body front structure.
車体前部構造では、衝撃を効果的に吸収可能な各種の構造が提案されている。たとえば特許文献1には、車体前方からの荷重の分力を補助部材を介してフロントサイドメンバに下方への引き込み荷重として作用させることで、フロントサイドメンバへの車体上方への折れ曲がりを抑制するようにした車体構造が記載されている。 As the vehicle body front structure, various structures that can effectively absorb impacts have been proposed. For example, in Patent Document 1, a component of a load from the front of the vehicle body is applied to the front side member as a downward pulling load via an auxiliary member so as to suppress bending of the front side member to the upper side of the vehicle body. The body structure made is described.
このように、車体前方からの荷重に対し、サイドメンバに下方への分力を効果的に作用させて、サイドメンバの折れモードを制御することが望まれている。
本発明は上記事実を考慮し、車体前方からの荷重に対し、サイドメンバに下方への分力を効果的に作用させて、サイドメンバの折れモードを制御できる車体前部構造を得ることを課題とする。 In view of the above facts, the present invention has an object to obtain a vehicle body front structure capable of controlling a folding mode of a side member by effectively applying a downward component force to the side member with respect to a load from the front of the vehicle body. And
請求項1に記載の発明では、車両前後方向に延在するサイドメンバと、前記サイドメンバから下方に立設された第1立設部材と、前記第1立設部材に連結されたサスペンションメンバと、前記サスペンションメンバから前上方に向かって傾斜するよう車両前後方向に延在されたアンダメンバと、前記サスペンションメンバと前記アンダメンバとを、アンダメンバの上部が下部よりも相対的にサスペンションメンバに接近する方向へ変形容易となるように連結する連結手段と、を有し、前記アンダメンバの車両前後方向での前部領域、中央部領域及び後部領域のそれぞれの座屈強度が、後部領域において前部領域よりも高く、中央部領域において後部領域よりもさらに高くなるように設定されていることを特徴とする。 In the first aspect of the present invention, a side member extending in the vehicle front-rear direction, a first standing member standing downward from the side member, and a suspension member connected to the first standing member, The under member extending in the vehicle front-rear direction so as to incline forward and upward from the suspension member, and the suspension member and the under member are arranged such that the upper portion of the under member is closer to the suspension member than the lower portion. Connecting means for connecting so as to be easily deformed, and the buckling strength of the front region, the central region, and the rear region of the under member in the vehicle front-rear direction is greater than the front region in the rear region. It is characterized by being set to be higher and higher in the central region than in the rear region .
このように、サスペンションメンバとアンダメンバとを連結手段で連結し、アンダメンバの上部が下部よりも相対的にサスペンションメンバに接近する方向へ変形容易となるようにすることで、この車体前部構造に前方から作用した荷重(衝撃)により、アンダメンバの上部が下部よりも相対的に連結手段の上部が下部よりも変形して車体後方側へと変位しやすくなる。そして、サスペンションメンバから前上方に向かって傾斜するよう車両前後方向に延在されたアンダメンバの傾斜角をさらに増大させることができるので、アンダメンバから連結手段、サスペンションメンバ、第1立設部材を経て、サイドメンバに下方へ引き込む分力を作用させることができる。すなわち、本発明では、車体前方からの荷重に対し、サイドメンバに下方への分力を効果的に作用させて、サイドメンバの折れモードを制御できる。
しかも、アンダメンバの座屈強度は、後部領域において前部領域よりも高く、中央部領域において後部領域よりもさらに高くなるように設定されている。したがって、この車体前部構造に前方から作用した荷重(衝撃)により、アンダメンバは前部領域、後部領域、中央部領域の順で変形してエネルギー吸収できる共に、アンダメンバの後部が下方に移動するような変形(いわゆる「下凸折れ」)が発生しやすくなる。そして、アンダメンバの中央部よりも先に後部が変位してアンダメンバの前上方に向かう傾斜角を増大させた後に、この荷重を連結手段に伝達することが可能となる。
In this way, the suspension member and the under member are connected by the connecting means so that the upper part of the under member can be easily deformed in a direction closer to the suspension member than the lower part. Due to the load (impact) applied from above , the upper part of the under member is deformed relative to the lower part relative to the lower part , and the upper part of the connecting means is deformed more easily than the lower part, and is easily displaced toward the rear side of the vehicle. And since the inclination angle of the under member extended in the vehicle longitudinal direction so as to incline toward the front upper direction from the suspension member can be further increased, from the under member through the connecting means, the suspension member, the first standing member, A component force that pulls downward can be applied to the side member. That is, in the present invention, the side member folding mode can be controlled by effectively applying a downward component force to the side member with respect to the load from the front of the vehicle body.
In addition, the buckling strength of the under member is set to be higher in the rear region than in the front region, and higher in the central region than in the rear region . Therefore, the under member can be deformed in the order of the front region, the rear region, and the central region by the load (impact) applied to the front structure of the vehicle body from the front to absorb energy, and the rear portion of the under member moves downward. Deformation (so-called “downward convex folding”) is likely to occur. Then, after the rear portion is displaced before the center portion of the under member and the inclination angle toward the front upper side of the under member is increased, this load can be transmitted to the connecting means.
なお、ここでいう「変形」には、上記したように、アンダメンバの傾斜角をさらに増大させるような変形であり、実質的に、連結手段の上部において、下部よりもアンダメンバがサスペンションメンバに相対的に接近するような変形をすべて含む。 The “deformation” referred to here is a modification that further increases the inclination angle of the under member as described above, and the under member is substantially relative to the suspension member at the upper part of the connecting means rather than at the lower part. All deformations that approach
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記連結手段が、前記上部において前記サスペンションメンバと前記アンダメンバとの間に車両前後方向の間隙を構成すると共に前記下部において前記サスペンションメンバと前記アンダメンバとを結合する結合部材、を有することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the connecting means forms a vehicle front-rear direction gap between the suspension member and the under member at the upper portion, and the suspension at the lower portion. It has a coupling member which couples a member and the under member.
すなわち、サスペンションメンバとアンダメンバとの間において、その上部には車両前後方向の間隙を構成し、下部ではこれらを結合するように結合部材を設けるだけの簡単な構造で、連結手段を実現できる。 That is, between the suspension member and the under member, a connecting means can be realized with a simple structure in which a gap in the vehicle front-rear direction is formed at the upper part and a connecting member is provided at the lower part to connect them.
請求項3に記載の発明では、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記第1立設部材よりも車両前方側において前記サイドメンバから下方に立設され、前記アンダメンバの前部が連結された第2立設部材、を有することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the front member is erected downward from the side member on the vehicle front side relative to the first erected member, and the front portion of the under member is It has the 2nd standing member connected, It is characterized by the above-mentioned.
すなわち、このような第2立設部材を設けることで、アンダメンバは、第1立設部材よりも車両前方側において、その上下移動が制限される。したがって、前方から荷重が作用したときに、アンダメンバは前方側で上下に移動しづらくなり、前方からの荷重を連結手段により効果的に伝達可能となる。 That is, by providing such a second upright member, the under member is restricted from moving up and down on the vehicle front side of the first upright member. Therefore, when a load is applied from the front, the under member is difficult to move up and down on the front side, and the load from the front can be effectively transmitted by the connecting means.
本発明は上記構成としたので、車体前方からの荷重に対し、サイドメンバに下方への分力を効果的に作用させて、サイドメンバの折れモードを制御できる。 Since the present invention is configured as described above, the side member folding mode can be controlled by effectively applying a downward component force to the side member with respect to the load from the front of the vehicle body.
図1には、本発明の第1実施形態に係る車体前部構造12の全体構成が示されている。また、図2には、この車体前部構造12が部分的に拡大して示されている。なお、各図面において、車両前方を矢印FRで、車両上方を矢印UPでそれぞれ示す。また、以下において、車両前方を単に「前方」、車両後方を単に「後方」と適宜省略する。
FIG. 1 shows an overall configuration of a vehicle
車体前部構造12は、車体の前部において、車両前後方向に延在する一対のフロントサイドメンバ14を有している。フロントサイドメンバ14は、車幅方向に所定間隔で配置されている。フロントサイドメンバ14は、車両前方側において略水平に延在された前部14Aと、この前部14Aから連続して後下方へと斜めに傾斜された中間傾斜部14B、及び中間傾斜部14Bから連側して後方へと略水平に延在された後部14Cと、で構成されている。そして、車両前方側から所定値以上の大きな外力(荷重)が作用すると、図42に二点鎖線で示すように変形して、エネルギー吸収する作用を有している。
The vehicle body
フロントサイドメンバ14の前部14Aの、中間傾斜部14Bとの境界近傍からは、下方に向けて膨出された膨出部14Dが形成されており、この膨出部14Dに、第1連結部材16の上端が取り付けられている。第1連結部材16は、膨出部14Dから下方へと立設されている。
From the vicinity of the boundary between the
第1連結部材16の下端には、サスペンションメンバ18が取り付けられている。サイドメンバは、車体の図示しないサスペンションに対応した構造とされており、サスペンションの一部を支持している。
A
フロントサイドメンバ14の前部14Aの前端部分には、第2連結部材20の上端が取り付けられている。第2連結部材20は、フロントサイドメンバ14の前部14Aから下方へと立設された立設部20Aと、この立設部20Aの下端に配設されたクロスメンバ20Bとで構成されている。
The upper end of the second connecting
フロントサイドメンバ14の前部14Aの下方には、第2連結部材20とサスペンションメンバ18との間に掛け渡されたアンダメンバ22が配置されており、このアンダメンバ22の前部が第2連結部材20に、後部がサスペンションメンバ18に連結されている。したがって、第2連結部材20とサスペンションメンバ18とアンダメンバ22によって連結されていることになる。アンダメンバ22は、図3から分かるように、サスペンションメンバ18側、すなわち後方から前方へ向かうにしたがって上方に傾斜するように配置されている。ここでは、水平面LSに対するアンダメンバ22の傾斜角をθとしている。
Under the
図4に詳細に示すように、本実施形態のアンダメンバ22は、2つのアンダメンバ構成部材24、26によって構成されている。一方のアンダメンバ構成部材24は、断面略L字状に形成されており、他方のアンダメンバ構成部材26は、アンダメンバ構成部材24とで車幅方向の断面が略四角形の閉断面を構成するように断面略逆L字状に形成されると共に、その端部からフランジ片26A、26Bが延出されている。これに対し、アンダメンバ構成部材24においては、2つのアンダメンバ構成部材24、26の組み付け状態でフランジ片26A、26Bと接触する部分が接合部位24A、24Bとされている。接合部位24A、24Bとフランジ片26A、26Bとにおいて、たとえば溶接等により2つのアンダメンバ構成部材24、26が接合されることで、全体として断面四角筒状のアンダメンバ22が構成される。
As shown in detail in FIG. 4, the under
図5に示すように、アンダメンバ22の後端はサスペンションメンバ18と車両前後方向に対向しており、その下部22Lからは、1又は複数のボルト挿通孔が形成された取付片28とされている。一方、サスペンションメンバ18の前端からは、下方に向けて延出され、さらに前方に向けて屈曲されると共に、ボルト挿通孔が形成された延出片32が設けられている。これらのボルト挿通孔にブラケット30を介してボルト36を挿通しナット38を締結することで、アンダメンバ22の後端は、下部22Lにおいてサスペンションメンバ18に連結される。これに対し、アンダメンバ22の後端の上部22Uは下部22Lと異なり、ボルト36等によって固定されることなく、延出片32との間に間隙40が構成されている。
As shown in FIG. 5, the rear end of the under
図6に示すように、アンダメンバ22の前端の下部22Tからは、前方に向けて延出されると共にボルト挿通孔が1又は複数(本実施形態では車幅方向に2つ)形成された連結片42が形成されている。一方、第2連結部材20の下部にもボルト挿通孔が形成されている。これらのボルト挿通孔には、ボルト48が挿通されており、このボルト48にナット50が締結されて、アンダメンバ22の前端が第2連結部材20に連結されている。
As shown in FIG. 6, a connecting
図1、図3及び図4に示すように、アンダメンバ22には、その延在方向、すなわち車両前後方向に沿って3つの領域(前部領域22A、中央部領域22B、後部領域22C)が設定されている。そして、これらの各領域の座屈強度に関し、
前部領域22A<後部領域22C<中央部領域22B (1)
が成り立つように、それぞれの座屈強度が設定されている。前部領域22Aに関しては、前部領域22Aが座屈するよりも先にこの荷重が後方へ伝達されて間隙40が解消されるように座屈強度が高く設定されている。したがって、前方からの荷重が作用すると、アンダメンバ22は、この荷重をまず後方へ伝達して間隙40を解消させた後、前部領域22A、後部領域22C、中央部領域22Bの順で変形する。もちろん、荷重の大きさによっては、中央部領域22Bや後部領域22Cが変形しない場合もある。
As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the under
Each buckling strength is set so as to hold. With respect to the
なお、アンダメンバ22に、このように座屈強度が異なる3つの領域を設定する具体的構成は特に限定されない。本実施形態では、図4に示すように、前部領域22Aに対応する部分の接合部位24A及びフランジ片26Aに切欠52を形成して、この前部領域22Aの座屈強度を低下させている。さらに、後部領域22Cに対応する部分では、アンダメンバ構成部材24の上面部に穴部54を形成し、この後部領域22Cの座屈強度を、前部領域22Aと中央部領域22Bの間に設定している。
In addition, the specific structure which sets three area | regions where buckling strength differs in this way to the under
次に、本実施形態の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
通常状態、すなわち車両前方から外力(衝撃)が作用していないときには、図1及び図3に示すように(図2にも実線で示す)、アンダメンバ22は変形しておらず、フロントサイドメンバ14も変形していない。また、図5に実線で示すようにアンダメンバ22は後方へ移動しておらず、アンダメンバ22とサスペンションメンバ18の間の間隙40も維持されている。
When an external force (impact) is not applied from the front of the vehicle, as shown in FIGS. 1 and 3 (shown by a solid line in FIG. 2), the under
車両前方から荷重が作用し、荷重の一部がアンダメンバ22に入力されると、アンダメンバ22は、この荷重を後方へと伝達する。これにより、アンダメンバ22が後方へ移動して延出片32を変形させ、図5に二点鎖線で示すように間隙40が解消される。そして、図2に二点鎖線で示すように、アンダメンバ22の前上方への傾斜角θが大きくなる。ついで、アンダメンバ22は、上記(1)のように座屈強度が設定されているので、まず前部領域22Aが変形し、次に、後部領域22Cが変形して、エネルギー吸収する。このとき、既にアンダメンバ22の傾斜角θが増大しているので、アンダメンバ22の後部が下方に移動するような変形(いわゆる「下凸折れ」)が発生しやすくなる。
When a load acts from the front of the vehicle and a part of the load is input to the under
一方、フロントサイドメンバ14においても、前方からの荷重の一部によって、図2に二点鎖線で示すように変形し、エネルギー吸収する。このとき、フロントサイドメンバ14の前部14Aの後端部分、特に、膨出部14Dが形成された部位には、上方へ向かう力F1が作用する。これに対し、アンダメンバ22では、上記したように傾斜角θが増大した状態となっているため、アンダメンバ22のサスペンションメンバ18との連結部分に下方への成分を持つ力F2が生じる。そしてこの力F2が、サスペンションメンバ18を介して、フロントサイドメンバ14の膨出部14Dが形成された部位に作用する。この下方への力F2は、前述の力F1とは反対の成分を有しているので、フロントサイドメンバ14では、図2に二点鎖線で示すように、前部14Aの後端部分近傍の上方への変位が抑制され、この部位において下方に沈み込むように変形する。すなわち、本実施形態では、フロントサイドメンバ14に本来的に作用する力F1に対し、これを相殺する力F2を作用させることで、フロントサイドメンバ14の折れモードを制御することができる。
On the other hand, the
特に、本実施形態では、フロントサイドメンバ14の前端から下方に立設した第2連結部材20に、アンダメンバ22の前部を連結している。このため、アンダメンバ22は荷重作用時にその前部において上下方向には変位しづらくなり、前方からの荷重を後方へ効果的に伝達できる。
In particular, in the present embodiment, the front portion of the under
なお、フロントサイドメンバ14の中間傾斜部14Bの後方には、図1及び図2に示すようにトーボード56が配置されることがある。本実施形態では、図2から分かるようにフロントサイドメンバ14の変形時に中間傾斜部14Bが下方側、すなわちトーボード56から離間する方向へ変位するので、トーボード56を不用意に後方へ移動させてしまうことを抑制できる。もちろん、トーボード56以外の部材が配置されている構成でも、この部材を不用意に後方へ移動させてしまうことを抑制できる。
Note that a
また、本実施形態では、上記したフロントサイドメンバ14及びアンダメンバ22の構造により、フロントサイドメンバ14及びサスペンションメンバ18の振動が抑制されるので、結果的に、車体前部構造12全体として、ノイズやバイブレーションを低減させることが可能になる。たとえば、車室内に発生するこもり音を低減させることも可能になる。
Further, in this embodiment, the vibration of the
なお、アンダメンバ22の座屈強度を上記式(1)を満たすように設定する具体的構成は上記のものに特に限定されず、たとえば、以下に示す各実施形態の構成を採用可能である。以下において、第1実施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
In addition, the specific structure which sets the buckling strength of the under
図7(A)に示す第2実施形態のアンダメンバ62では、図7(B)及び(C)を比較しても分かるように、略四角筒状の断面形状の大きさを変化させ、強度を低下させたい箇所では断面力が小さくなるようにすることで、
前部領域62A<後部領域62C<中央部領域62B
となる座屈強度が得られるようにしている。特に、断面形状は連続的に変化させることが可能であるので、座屈強度も連続的に変化させることができる。
In the under
The buckling strength to be obtained is obtained. In particular, since the cross-sectional shape can be continuously changed, the buckling strength can also be continuously changed.
図8に示す第3実施形態のアンダメンバ72では、その内部(第1実施形態として図4に示したアンダメンバ構成部材24、26の内側)に補強部材74を配設しているが、求める座屈強度に対応させて、この補強部材74の配設の有無を調整している。すなわち、前部領域22Aでは、その前半分程度の部分72Dで補強部材74が実質的に配設されないようにし、後部領域22Cでは、車両前後方向の一部に補強部材74が配設されない箇所72Eを設定している。中央部領域22Bでは、車両前後方向の全域で補強部材74が配設されるようにしている。そしてこれにより、
前部領域72A<後部領域72C<中央部領域72B
を満たす座屈強度を得ている。
In the under
The buckling strength that satisfies the above is obtained.
図9に示す第4実施形態のアンダメンバ82では、前部領域22Aについては第3実施形態と同様に、補強部材74を配設しない部分82Dを設定している。後部領域22Cについては補強部材74を全域にわたって配置しているが、切欠84を形成して座屈強度を中央部領域22Bよりは低く、且つ前部領域22Aよりは高くなるようにしている。そしてこれにより、
前部領域82A<後部領域82C<中央部領域82B
を満たす座屈強度を得ている。
In the under
The buckling strength that satisfies the above is obtained.
また、上記各実施形態において、本発明の結合部材(連結手段)としては、アンダメンバとサスペンションメンバとの連結部分の上部に間隙を構成しているものを挙げたが、この間隙に代えて、たとえば下部よりも変形容易となるように上部においても連結する(間隙を設けない)構成でもよい。ただし、上記各実施形態のように上部に間隙を設けると、上部を連結した構成と比較して、アンダメンバの傾斜角θが増大するように変位するときの抵抗が小さくなるので、好ましい。 Further, in each of the above embodiments, as the coupling member (coupling means) of the present invention, an example in which a gap is formed at the upper part of the coupling portion between the under member and the suspension member is described. A structure in which the upper part is connected (no gap is provided) so as to be easier to deform than the lower part may be used. However, it is preferable to provide a gap in the upper portion as in each of the embodiments described above, because resistance when the undermember is displaced so as to increase the inclination angle θ is smaller than in the configuration in which the upper portions are connected.
また、アンダメンバの後端とサスペンションメンバとが必ずしも対向していなくても、これらの連結部分において上部が下部よりも相対的に変形容易とされていればよい。 Further, even if the rear end of the under member and the suspension member do not necessarily face each other, it is only necessary that the upper portion of these connecting portions is relatively easily deformable than the lower portion.
12 車体前部構造
14 フロントサイドメンバ
14A 前部
14B 中間傾斜部
14C 後部
14D 膨出部
16 第1連結部材(第1立設部材)
18 サスペンションメンバ
20 第2連結部材(第2立設部材)
22 アンダメンバ
22A 前部領域
22B 中央部領域
22C 後部領域
24 アンダメンバ構成部材
24A 接合部位
26 アンダメンバ構成部材
26A フランジ片
28 取付片
30 ブラケット
32 延出片
36 ボルト(連結手段、結合部材)
38 ナット(連結手段、結合部材)
40 間隙
42 連結片
48 ボルト
50 ナット
52 切欠
54 穴部
56 トーボード
62 アンダメンバ
62A 前部領域
62B 中央部領域
62C 後部領域
72 アンダメンバ
72A 前部領域
72B 中央部領域
72C 後部領域
74 補強部材
82 アンダメンバ
82A 前部領域
82B 中央部領域
82C 後部領域
84 切欠
LS 水平面
θ 傾斜角
12 Car
18
22 under
38 Nut (connecting means, connecting member)
40
Claims (3)
前記サイドメンバから下方に立設された第1立設部材と、
前記第1立設部材に連結されたサスペンションメンバと、
前記サスペンションメンバから前上方に向かって傾斜するよう車両前後方向に延在されたアンダメンバと、
前記サスペンションメンバと前記アンダメンバとを、アンダメンバの上部が下部よりも相対的にサスペンションメンバに接近する方向へ変形容易となるように連結する連結手段と、
を有し、
前記アンダメンバの車両前後方向での前部領域、中央部領域及び後部領域のそれぞれの座屈強度が、後部領域において前部領域よりも高く、中央部領域において後部領域よりもさらに高くなるように設定されていることを特徴とする車体前部構造。 A side member extending in the longitudinal direction of the vehicle,
A first standing member standing downward from the side member;
A suspension member coupled to the first standing member;
An under member extending in the vehicle front-rear direction so as to incline forward and upward from the suspension member;
Coupling means for coupling the suspension member and the under member so that the upper part of the under member is easily deformed in a direction closer to the suspension member than the lower part ;
Have
The buckling strength of the front region, the central region, and the rear region of the under member in the vehicle front-rear direction is set to be higher in the rear region than in the front region, and higher in the central region than in the rear region. The vehicle body front structure characterized by being made.
前記上部において前記サスペンションメンバと前記アンダメンバとの間に車両前後方向の間隙を構成すると共に前記下部において前記サスペンションメンバと前記アンダメンバとを結合する結合部材、
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。 The connecting means is
A coupling member that forms a vehicle front-rear direction gap between the suspension member and the under member in the upper part and couples the suspension member and the under member in the lower part;
The vehicle body front part structure according to claim 1, comprising:
を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車体前部構造。 A second standing member that is erected downward from the side member on the vehicle front side relative to the first standing member, and a front portion of the under member is connected;
The vehicle body front part structure according to claim 1 or 2, characterized by comprising:
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