JP5317792B2 - 自動車の前部車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両前後方向に延びる左，右のサイドメンバと、該サイドメンバのキック部に配設された補強部材とを備えた自動車の前部車体構造に関する。

自動車の前部車体構造では、フロントメンバ部と、該フロントメンバ部に続いて後斜め下方に延びるキック部と、該キック部に続いて車両後方に延びるリヤメンバ部とを有する構造が一般的である。車両衝突時に、前記左，右のサイドメンバのキック部が折れ変形するのを防止する構造として、例えば、特許文献１，２には、キック部の上面部に沿って断面ハット形状の補強部材を結合することにより、該キック部を補強した構造が提案されている。

特許第３３５７２０１号 特開平９−１７５４３７号公報

ところで、前記特許文献では、何れもキック部にハット形状の補強部材を配置する構造であることから、補強部材を含むキック部全体の断面高さが、該補強部材の前部，後部の断面高さより大幅に高くなる。このため車両衝突時に断面高さの小さい部分、特にキック部のリヤメンバ部との境界部が局部的に変形するおそれがある。

このような変形を防止するには、新たな補強部材をサイドメンバ内に設ける必要があり、部品点数及び車体重量が増えるという問題が生じる。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、部品点数及び車体重量を増やすことなく、キック部の剛性を高めることができ、またサイドメンバ全体の
断面高さの変化のない自動車の前部車体構造を提供することを課題としている。

請求項１の発明は、車両前後方向に延びるフロントメンバ部と、該フロントメンバ部に続いて後斜め下方に延びるキック部と、該キック部に続いて車両後方に延びるリヤメンバ部とを有する左，右のサイドメンバと、該サイドメンバ上に配設されたフロアパネルと、該フロアパネルを挟んで前記左，右のサイドメンバの前記キック部の上面部に配設された補強部材とを備えた自動車の前部車体構造であって、
前記キック部の、少なくとも前記リヤメンバ部との境界部の上面部には、該上面部に沿うように、かつ前記境界部が最も大きく凹むように凹部が形成され、前記補強部材は、前記凹部を覆うように前記キック部に結合され、かつ前記キック部からリヤメンバ部までの断面高さが略一定となるように形成され、さらに前記サイドメンバより強度の高い材料，もしくは板厚の大きい材料の少なくとも一方により構成され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に記載の自動車の前部車体構造において、前記左，右のリヤメンバ部の上面には、車幅方向に延びるクロスメンバが配設されており、前記補強部材の後端部は、前記クロスメンバの近傍に位置しているか、又は該クロスメンバの前部に重なるように延びていることを特徴としている。

請求項１の発明に係る前部車体構造によれば、キック部の少なくともリヤメンバ部との境界部の上面部に凹部を形成し、補強部材を、凹部を覆うようにキック部に結合したので、断面高さを同じに維持しながら、車両衝突時の荷重に対するキック部の剛性を高めることができ、車両衝突時のキック部の折れ変形を防止できる。

また本発明では、前記補強部材を、キック部からリヤメンバ部までの断面高さが略一定となるように形成したので、補強部材を配置したことにより断面高さの変化が生じることはなく、断面高さの差による局部的な変形を防止できる。これにより、新たな補強部材の追加による部品点数及び車体重量を増やすことなく、衝突荷重を効率よく吸収することができる。

請求項２の発明では、補強部材の後端部をクロスメンバの近傍に位置させるか、又は該クロスメンバの前部に重なるように配置したので、衝突荷重を補強部材からクロスメンバに効率良く伝達させることができる。

また補強部材の後端位置をクロスメンバまでとしたので、クロスメンバの後側部分のフロア形状をフラットにすることができ、嵩上げ部材を不要にできる。例えば、補強部材をクロスメンバより車両後方まで延長した場合には、該補強部材の延長部分によりフロアに上突部が形成されることとなり、嵩上げ部材によりフロア面を延長部分まで嵩上げする必要がある。

本発明の実施例１による自動車の前部車体の斜視図である。 前記前部車体の分解斜視図である。 前記前部車体の側面図である。 前記前部車体の断面図（図１のIV-IV線断面図）である。 衝突荷重と補強部材の高さとの関係を示す特性図である。

図１ないし図５は、本発明の実施例１による自動車の前部車体構造を説明するための図である。なお、本実施例で前後，左右という場合は、車両の前進方向に向かって見た場合の前後，左右を意味する。

図において、１は自動車の前部車体を示しており、これは車両前後方向に延びる左，右のサイドメンバ２，２と、該左，右のサイドメンバ２の上面に配置されたフロアパネル３と、該フロアパネル３の左，右縁部に屈曲形成されたフランジ部３ａ，３ａに結合された車両前後方向に延びるロッカパネル４，４とを備えている。

前記フロアパネル３の車幅方向中央部には、トンネル部３ｂが上方に膨出形成されており、該トンネル部３ｂの前部にはシフトレバー取付け孔３ｃが形成されている。

前記フロアパネル３の前縁部３ｄには、エンジン室Ａと車室Ｂとを画成するダッシュパネル５が該前縁部３ｄから上方に延びるように結合されている。

前記左，右のサイドメンバ２は、車両前後方向に延びるフロントメンバ部２ａと、該フロントメンバ部２ａに続いて後斜め下方に延びるキック部２ｂと、該キック部２ｂに続いて車両後方に延びるリヤメンバ部２ｃとを有する。

前記フロントメンバ部２ａは、車幅方向外側に開口する横断面ハット形状を有し、不図示のエンジンユニットを懸架支持している。

前記キック部２ｂ及びリヤメンバ部２ｃは、上方に開口する横断面ハット形状を有し、該キック部２ｂ及びリヤメンバ部２ｂの左，右フランジ部２ｄ，２ｄの上面に前記フロアパネル３及びダッシュパネル５が溶接により結合されている。このダッシュパネル５は、前記キック部２ｂの上面部２ｅに沿って上方に延びている。

前記フロアパネル３の上面には、車幅方向に延びる左，右のクロスメンバ８，８が配設されている。この左，右のクロスメンバ８は、左，右のサイドメンバ２のリヤメンバ部２ｃの前後方向中途部に配置され、不図示のフロントシートが取り付けられる。

前記左，右のクロスメンバ８は、下方に開口する横断面ハット形状を有し、前，後フランジ部８ａ，８ａがフロアパネル３に溶接により結合され、内，外フランジ部８ｂ，８ｃがそれぞれトンネル部３ｂ及びロッカパネル４に溶接により結合されている。

そして前記左，右のキック部２ｂの上面部２ｅには補強部材１０が配設されており、詳細には以下の構造を有する。

前記補強部材１０は、サイドメンバ２より強度の高い材料，もしくはサイドメンバ２より板厚の大きい材料により構成されている。

前記左，右のキック部２ｂの上面部２ｅからリヤメンバ部２ｃの上面部には、凹部２ｆが、前記キック部２ｂ及びリヤメンバ部２ｃに沿うように、かつ凹状をなすように形成されている。

前記凹部２ｆは、前記上面部２ｅの、前記キック部２ｂの前後方向中途部からリヤメンバ部２ｃの、前後方向中途部まで延びており、前記キック部２ｂとリヤメンバ部２ｃとの境界部２ｇが最も大きく凹設され、該境界部２ｇから前側及び後側にいくほど徐々に小さく凹設されている。

前記フロアパネル３には、前記凹部２ｆに対応したフロア凹部３ｆが形成されており、前記ダンシュパネル５には、前記凹部２ｆに対応したダッシュ凹部（不図示）が形成されている。

前記補強部材１０は、前記凹部２ｆに沿って延びる上壁部１０ａと、該上壁部１０ａの左，右側縁から下方に屈曲して延びる左，右側壁部１０ｂ，１０ｂと、該左，右側壁部１０ｂの下縁にて車幅方向外側に屈曲された左，右の補強フランジ部１０ｃ，１０ｃとを有する断面ハット形状のものである。また前記上壁部１０ａには、これに沿って延びる補強ビード１０ｄが凹設されている。

前記補強部材１０は、フロア凹部３ｆからダッシュ凹部内に渡るように配置され、前記凹部２ｆを上方から覆っている。これにより補強部材１０は、フロアパネル３及びダッシュパネル５の一般面と略面一となっている。

前記補強部材１０の前端部１０ｆは、キック部２ｂの上面部２ｅの前後方向中央部に位置し、後端部１０ｅは、前記クロスメンバ８の前フランジ部８ａの近傍に位置している。

前記補強部材１０の左，右の補強フランジ部１０ａ，１０ａは、前記フロア凹部３ｆ及びダッシュ凹部とともに、前記凹部２ｆの左，右フランジ部２ｄに重ね合わせて溶接により一体に結合されている。

前記補強部材１０は、前記キック部２ｂからリヤメンバ部２ｃまでの、補強部材１０を含む全体の断面高さｈが略一定となるように形成されている。即ち、キック部２ｂからリヤメンバ部２ｃまでの補強部材１０を含む横断面積が略一定となっている。

前記補強部材１０は、前記境界部２ｇに対応する部分の高さｈ′が最も高く、ここから前側及び後側にいくほど高さが徐々に低くなっている。これにより車両側方から見ると、補強部材１０の上壁面１０ａは、サイドメンバ２の一般面と略連続面をなしており、前端部１０ｆ及び後端部１０ｅがサイドメンバ２の一般面に滑らかに繋がっている。

ここで、図４，図５に示すように、補強部材１０の高さｈ１の、凹部２ｆと補強部材１０の高さの和（ｈ１＋ｈ２）に対する比率α＝ｈ１／（ｈ１＋ｈ２）が大きくなるにつれて耐荷重Ｆが大きくなっている。本実施形態では、前記境界部２ｇにおける比率αが０．２より大きくなるように、凹部２ｆひいては補強部材１０の大きさが設定されている。

本実施例によれば、左，右サイドメンバ２の上面部２ｅの、キック部２ｂからリヤメンバ部２ｃに渡る部分に凹部２ｆを形成し、該凹部２ｆを覆うように補強部材１０を配置し、結合したので、キック部２ｂの曲げ剛性を高めることができ、車両衝突時の荷重を車両後方に伝達でき、従って車両衝突時にキック部２ｂが折れ変形するのを防止できる。

即ち、衝突荷重によってキック部２ｂには、境界部２ｇ付近を中心（中心軸は車幅方向）とする曲げモーメントと前後方向の軸力がかかり、特にキック部２ｂの上面への荷重が大きくなる。このため、境界部２ｇ部分を強度の高い補強部材１０により補強することにより、折れ変形を防止することが可能となる。

本実施例では、前記補強部材１０を、キック部２ｂからリヤメンバ部２ｃまでの断面高さｈが略一定となるように形成したので、補強部材１０を配置したことによる断面高さｈの変化を回避でき、サイドメンバ２の局部的な変形を防止できる。これにより、新たな補強部材の追加による部品点数及び車体重量を増やすことなく、衝突荷重を効率よく吸収することができる。

本実施例では、前記補強部材１０の後端部１０ｅをクロスメンバ８の近傍に位置させたので、衝突荷重を補強部材１０からクロスメンバ８に効率良く伝達することができる。

また前記補強部材１０をクロスメンバ８の直前まで延長したので、クロスメンバ８より後方のフロア形状をフラットにすることができ、嵩上げ部材を不要にできる。即ち、補強部材をクロスメンバより後方まで延長した場合には、該補強部材の延長部分によりフロアに突部が形成されることとなり、フロア面に嵩上げ部材を載置して延長部分とを面一する必要があり、部品点数が増えるとともに、乗員の足の載置位置が高くなるという問題がある。

なお、前記実施例では、補強部材の後端部をクロスメンバの前フランジ部の近傍に位置させたが、本発明は、後端部をクロスメンバの前部に重なるように延長させてもよい。

１ 前部車体
２ サイドメンバ
２ａ フロントメンバ部
２ｂ キック部
２ｃ リヤメンバ部
２ｅ 上斜面
２ｆ 凹部
８ クロスメンバ
１０ 補強部材
ｈ 断面高さ

Claims (2)

1. 車両前後方向に延びるフロントメンバ部と、該フロントメンバ部に続いて後斜め下方に延びるキック部と、該キック部に続いて車両後方に延びるリヤメンバ部とを有する左，右のサイドメンバと、該サイドメンバ上に配設されたフロアパネルと、該フロアパネルを挟んで前記左，右のサイドメンバの前記キック部の上面部に配設された補強部材とを備えた自動車の前部車体構造であって、
   前記キック部の、少なくとも前記リヤメンバ部との境界部の上面部には、該上面部に沿うように、かつ前記境界部が最も大きく凹むように凹部が形成され、
   前記補強部材は、前記凹部を覆うように前記キック部に結合され、かつ前記キック部からリヤメンバ部までの断面高さが略一定となるように形成され、さらに前記サイドメンバより強度の高い材料，もしくは板厚の大きい材料の少なくとも一方により構成されている
   ことを特徴とする自動車の前部車体構造。
2. 請求項１に記載の自動車の前部車体構造において、
   前記左，右のリヤメンバ部の上面には、車幅方向に延びるクロスメンバが配設されており、
   前記補強部材の後端部は、前記クロスメンバの近傍に位置しているか、又は該クロスメンバの前部に重なるように延びていることを特徴とする自動車の前部車体構造。

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