JP4601604B2 - 車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体構造に関し、特に車体前方の衝突荷重吸収の構造に関する。

特許文献１には、フロントサイドメンバに対して上方にバンパビームをオフセットすると共に、下方にフロントサイドメンバの前端を連結するサイドメンバ連結部材をオフセットして配置し、バンパビームとサイドメンバ連結部材とを共通の連結部材を介してフロントサイドメンバに連結した車体構造が提案されている。

特開２００４−３３０９４８

車体前方にエンジンを備える車両の場合、エンジンへより多くの冷却風を供給するためには、車体前方に大きな開口を設けることが考えられる。これを実現するためには、特許文献１のようにフロントサイドメンバの前端に連結される部材を上下にオフセットすることが考えられるが、より開口を大きく取ろうとすると、上下へのオフセット量が大きくなる。このように上下のオフセット量が大きくなると、上方に配置する部材の位置が上昇することになるので、衝突時の歩行者保護をどのようにするかという新たな課題が生じてしまう。また、開口をバンパビームで構成しようとした場合、フロントサイドメンバとバンパビームとのオフセット量が大きくなるので、前方からの衝突荷重に対する吸収性能という点では、フロントサイドメンバとバンパビームとが正対するものよりも不利な場合も想定されるので、衝突荷重に対する吸収性能も考慮しなくてはならない。

本発明は、冷却性能を確保しながらも歩行者保護と衝突荷重の吸収に有効な車体構造を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、車体前後方向に延び車幅方向に配置された一対のフロントサイドメンバと、車幅方向に延びていてその両端が各フロントサイドメンバの前端とそれぞれ正対して各フロントサイドメンバの前端に連結されたロア部材と同ロア部材よりも上方に位置しロア部材の両端の上部に連結されたアッパ部材とで開口部を形成するバンパビームとを有し、アッパ部材の強度が、ロア部材の強度よりも弱く形成されているとともに、アッパ部材は、車幅方向に延びていてロア部材よりも上方に位置する連結ビームと、この連結ビームの両端に連結された両端部とで構成されると共に、車体上下方向における、連結ビームとフロントサイドメンバの前端との上下距離が、ロア部材の車幅方向に延びる部位とフロントサイドメンバの前端との上下距離よりも長く形成されるべく、連結ビームと両端部の連結箇所の位置がロア部材の両端とフロントサイドメンバの前端との連結箇所よりも車体上方に位置した門型となっていることを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１記載の車体構造において、アッパ部材は開断面形状を成し、その断面開口側が車体後方に面し、ロア部材は閉断面形状を成していることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１または２記載の車体構造において、各フロントサイドメンバの前端面にそれぞれ形成された開口部を外側から覆うように、前端にそれぞれ連結されたバルクヘッド部材を有し、このバルクヘッド部材を介してロア部材の両端をフロントサイドメンバの前端に連結したことを特徴としている。

本発明によれば、各フロントサイドメンバの各前端に連結されたロア部材と、ロア部材よりも上方に位置し、前端に連結されたアッパ部材とで開口部を形成するバンパビームとを備えているので、開口部から走行風を取り入れ易くなり、冷却性能を確保でき、アッパ部材の強度がロア部材の強度よりも弱く形成されているので、歩行者と衝突した場合、足元に位置するロア部材よりもアッパ部材が変形するので、車体下方への巻き込みを防止しながらも衝撃を吸収することができ、歩行者保護を図ることができる。

本発明によれば、車体の高さ方向において、ロア部材の車幅方向に延びる部位と前端との距離がアッパ部材の車幅方向に延びる部位と該前端との距離よりも短いため、アッパ部材はより変形し易く、また変形量も大きく取れ、ロア部材は前方からの衝突荷重をフロントサイドメンバに効果的に伝達することができ、衝突荷重を吸収することができる。

本発明によれば、アッパ部材は開断面形状を成し、その断面開口側が車体後方に面し、前記ロア部材は閉断面形状を成しているため、簡単な構造でアッパ部材の強度をロア部材の強度よりも弱くできる。

本発明によれば、各フロントサイドメンバの前端面にそれぞれ形成された開口部を外側から覆うようにフロントサイドメンバの前端に連結したバルクヘッド部材を介してロア部材の両端をフロントサイドメンバの前端に連結したので、衝突荷重がロア部材を介してフロントサイドメンバに伝達された際に、バルクヘッド部材がフロントサイドメンバの前端部を押すことになる。このため、バルクヘッド部材が開口部内に押し込まれることがなく、衝撃荷重が効率よくフロントサイドメンバに伝達され、同メンバを確実に変形させることができるようになり、開口部を有するパンパビームの構成であっても衝突荷重をより吸収するとこができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１に示す符号１で示す車両は、矢印ＦＲで示す車体前後方向に延び、矢印Ｗで示す車幅方向に配置された一対のフロントサイドメンバ２，３と、フロントサイドメンバ２，３の前端２ａ，３ａにその両端４ａ，４ｂが連結されたバンパビーム４と、フロントサイドメンバ２，３にその両端が連結されたフロントクロスメンバ６を備えている。符号５で示す空間は、フロントサイドメンバ２，３とバンパビーム４とフロントクロスメンバ６で覆われたエンジンルームを示す。

バンパビーム４は、図２に示すように、前端２ａ，３ａに、その両端４２ａ,４２ｂが連結されたロア部材４２と、前端２ａ，３ａよりも上方に位置する部位となる連結ビーム４１cを有し、前端２ａ，３ａに両端４１ａ,４１ｂが連結されたアッパ部材４１とを有している。アッパ部材４１およびロア部材４２は、プレス品であって、互いに類似する正面形状が門型であり、双方を組み合わせることで、バンパビーム４の中央に、車両前後方向ＦＲに貫通する長方形の開口部７を形成している。

アッパ部材４１は、図３に示すように、断面コの字の開断面形状を成し、その断面開口側が車体後方に面し、ロア部材４２は、２つの板状部材を組み合わせて閉断面形状を成している。アッパ部材４１には、ロア部材４２に用いる板材よりも薄い板材が用いられている。すなわち、アッパ部材４１の強度は、ロア部材４２の強度よりも板厚と断面形状により弱く形成されている。アッパ部材４１とロア部材４２の強度の関係は、板厚または断面形状の何れか一方で、アッパ部材強度＜ロア部材強度となるように構成してもよい。

図４，図５に示すように、フロントサイドメンバ２，３は、その内部が車体前後方向ＦＲに長い中空形状であって、前端面２ｂ，３ｂに開口部２ｃ，３ｃが形成されている。前端２ａ，３ａには、開口部２ｃ，３ｃを外側から覆うようにキャップ形状のバルクヘッド部材１０，１１が車体正面側から装着され、スポット溶接によって固定される。バルクヘッド部材１０，１１の正面１０ａ，１１ａには上下に間隔を空けてボルト挿入孔１３，１４が、バルクヘッド部材１０，１１のフランジ部１０ｂ，１１ｂにはボルト挿入孔１５，１６がそれぞれ形成されていて、ロア部材４２の両端４２ａ，４２ｂの取付部を構成している。ボルト挿入孔１３，１４およびボルト挿入孔１５，１６の内部には、図示しないナットが固定されている。また、ロア部材４２の両端４２ａ，４２ｂには、バルクヘッド部材１０，１１への接合時にボルト挿入孔１３，１４とボルト挿入孔１５，１６と対向するように、ボルト挿入孔１７，１８とボルト挿入孔１９，２０が形成されていて、ボルト８，９が挿通可能とされている。すなわち、図６に示すように、ロア部材４２は、両端４２ａ，４２ｂがバルクヘッド部材１０，１１にボルト８，９によって締結固定されることで、前端２ａ，３ａと略正対するように連結される。

アッパ部材４１は、図７に示すように、両端４１ａ，４１ｂの下部４１ａ１，４１ｂ１をロア部材４２の両端４２ａ，４２ｂの上部４２ａ１，４２ｂ１に接合し、バルクヘッド部材１０，１１とアッパ部材４１の両端４１ａ，４１ｂとにスポット溶接で固定されることで両端２ａ、３ａに結合される。

本形態では、ロア部材４２をフロントサイドメンバ２，３の前端２ａ，３ａに固定した後に、アッパ部材４１をロア部材４２に固定するようにしたが、両者を予め接合してバンパビーム４を形成し、その状態で前端２ａ，３ａにバルクヘッド部材１０，１１を介してロア部材４２の両端４２ａ，４２ｂを接合して固定するようにしてもよい。

本形態によると、フロントサイドメンバ２，３の前端２ａ，３ａと略正対するようにロア部材４２の両端４２ａ，４２ｂを連結し、アッパ部材４１の両端４１ａ，４１ｂを、両端４１ａ，４１ｂをつなぐ連結ビーム４１ｃが前端２ａ，３ａよりも上方に位置するように前端２ａ，３ａに連結、つまり、車体の高さ方向において、ロア部材の車幅方向に延びる部位とフロントサイドメンバ２，３の前端２ａ，３ａとの距離がアッパ部材４１の連結ビーム４１ｃとフロントサイドメンバ２，３の前端２ａ，３ａとの距離より短く設定されて開口部７を形成するバンパビーム４を備えているので、図３に示すように、開口部７から走行風をエンジンルーム５に取り入れ易くなり、冷却性能を確保できる。

ロア部材４２の両端４２ａ，４２ｂがフロントサイドメンバの前端２ａ，３ａと略正対するので、図７に符号Ｐで示す前方からの衝突荷重をフロントサイドメンバ２，３に効果的に伝達することができ、衝突荷重Ｐを吸収することができる。さらに、アッパ部材４１の強度をロア部材４２の強度よりも弱く形成し、フロントサイドメンバ２，３の前端２ａ，３ａからの距離を長くしたので、歩行者と衝突した場合、足元に位置するロア部材４２よりもアッパ部材４１が変形し易く、変形量も大きくとれることになる。このため、車体下方への巻き込みを防止しながら、衝撃を吸収することができ、歩行者保護を図ることができる。

フロントサイドメンバ２，３の前端面２ｂ，３ｂにそれぞれ形成された開口部２ｃ，３ｃを外側から覆うように前端２ａ，３ａに連結したバルクヘッド部材１０，１１を介してロア部材４２の両端４２ａ，４２ｂをフロントサイドメンバの前端２ａ，３ａに連結したので、衝突荷重Ｐがロア部材４２を介してフロントサイドメンバ２，３に伝達された際に、バルクヘッド部材１０，１１が図５に示すようにフロントサイドメンバの前端部２ｂ，３ｂを押すことになる。このため、バルクヘッド部材１０，１１が開口部２ｃ，３ｃ内に押し込まれることがなく、衝撃荷重Ｐが効率よくフロントサイドメンバ２，３に伝達され、と同メンバを確実に変形させることができるようになり、開口部２ｃ，３ｃを有する構成であっても衝突荷重Ｐをより吸収するとこができる。

本発明の一形態である車体構造を備えた車両の前部分を示す斜視図である。 本発明の特徴的部分となるバンパビームの構成を示す拡大斜視図である。 バンパビームの断面構成を説明する断面図である。 本発明にかかる車体構造の特徴部分の構成要素を側面視した分解図である。 フロントサイドメンバの前端に連結されたばバルクヘッド部材の拡大斜視図である。 フロントサイドメンバの前端とバンパビームのロア部材との連結状態を示す側面図である。 フロントサイドメンバの前端とバンパビームとの連結状態を示す側面図である。

符号の説明

２，３ 一対のフロントサイドメンバ
２ａ，３ａ 各フロントサイドメンバの前端
２ｂ，３ｂ フロントサイドメンバの前端面
２ｃ，３ｃ 開口部
４ バンパビーム
７ 開口部
１０，１１ バルクヘッド部材
４１ アッパ部材
４１ｃ 上方に位置する部位
４２ ロア部材
４２ａ，４２ｂ ロア部材の両端
ＦＲ 車体前後方向
Ｗ 車幅方向

Claims (3)

1. 車体前後方向に延び車幅方向に配置された一対のフロントサイドメンバと、
   車幅方向に延びていてその両端が各フロントサイドメンバの前端とそれぞれ正対して各フロントサイドメンバの前端に連結されたロア部材と同ロア部材よりも上方に位置し前記ロア部材の両端の上部に連結されたアッパ部材とで開口部を形成するバンパビームとを有し、
   前記アッパ部材の強度が、前記ロア部材の強度よりも弱く形成されているとともに、
   前記アッパ部材は、車幅方向に延びていて前記ロア部材よりも上方に位置する連結ビームと、この連結ビームの両端に連結された両端部とで構成されると共に、車体上下方向における、前記連結ビームと前記フロントサイドメンバの前端との上下距離が、前記ロア部材の車幅方向に延びる部位と前記フロントサイドメンバの前端との上下距離よりも長く形成されるべく、前記連結ビームと前記両端部の連結箇所の位置が前記ロア部材の両端と前記フロントサイドメンバの前端との連結箇所よりも車体上方に位置した門型となっていることを特徴とする車体構造。
2. 前記アッパ部材は開断面形状を成し、その断面開口側が車体後方に面し、前記ロア部材は閉断面形状を成していることを特徴とする請求項１記載の車体構造。
3. 各フロントサイドメンバの前端面にそれぞれ形成された開口部を外側から覆うように、前記フロントサイドメンバの前端にそれぞれ連結されたバルクヘッド部材を有し、
   前記バルクヘッド部材を介して前記ロア部材の両端部を前記フロントサイドメンバの前端に連結したことを特徴とする請求項１または２記載の車体構造。

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