JP5440318B2

JP5440318B2 - 車体前部構造

Info

Publication number: JP5440318B2
Application number: JP2010073733A
Authority: JP
Inventors: 健雄森
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2030-03-26
Also published as: JP2011207241A

Description

本発明は、車体前部構造に関する。

一般的な車体前部構造として、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された車体前部構造では、車体前後方向に延在するサイドメンバを配置すると共にこの下側にサブフレームを配置し、サイドメンバの水平部に対してサブフレームを略平行に配置すると共に、サブフレームの前端部を連結体を介して水平部の前端部に連結し、サブフレームの後端部を傾斜部に連結し、サイドメンバの上面の連結体の直後に第１折曲り溝を設け、サイドメンバの下面の水平部と傾斜部との間に第２折曲り溝を設け、サブフレームの上面の中間位置に第３折曲げ溝を設けている。

従って、前面衝突時にサイドメンバ及びサブフレームが折曲り変形することで、衝突荷重を上方向と下方向の分力に分散して確実に吸収できる。

特開２００５−２９７８３０号公報

上述した従来の車体前部構造では、サイドメンバやサイドメンバなどの複数の部材に、複数の折曲り溝をそれぞれ形成することで、平行四辺形が形成されるように変形させている。そのため、複数の部材の適正な印位置に折曲り溝をそれぞれ形成する必要があり、加工が面倒なものとなると共に、加工コストが増加してしまうという問題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、前方衝突荷重を効率的に吸収可能であると共に部品コストの増加を抑制可能とする車体前部構造を提供することを目的とする。

本発明の車体前部構造は、車体前部の左右両側に配設されて車体前後方向に延在する直線部の前部に前方衝突における衝突荷重により圧縮変形するクラッシュ部が形成されたサイドメンバと、前記左右のサイドメンバの下方に所定距離をあけてそれぞれ配置されて前部の強度より後部の強度が低い複数の脆弱部を有するロアメンバと、前記左右のサイドメンバの前部と前記左右のロアメンバの前部を連結する前部連結部材と、前記左右のサイドメンバの後部と前記左右のロアメンバの後部を連結する後部連結部材と、を備え、前記複数の脆弱部は、前部から後部にかけて徐々に強度が低下して、前方衝突における衝突荷重により後方側の脆弱部から順に上方側と下方側へと交互に折れ曲がることを特徴とする。

上記車体前部構造にて、前記複数の脆弱部は、前記ロアメンバにおける前記後部連結部材との連結部側に設けられることが好ましい。

上記車体前部構造にて、前記脆弱部が、ホットプレスにより形成された折曲り点であることが好ましい。

本発明に係る車体前部構造は、左右のサイドメンバの下方でこのサイドメンバの前部及び後部に連結されるロアメンバに、前部の強度より後部の強度が低い複数の脆弱部を設けるので、複数の脆弱部により前方衝突荷重を効率的に吸収することができると共に部品コストの増加を抑制することができるという効果を奏する。

本発明に係る車体前部構造は、左右のサイドメンバの下方でこのサイドメンバの前部及び後部に連結されるロアメンバを、ホットプレスにより前部の強度より後部の強度が低くなる複数の折曲り点と共に形成するので、ロアメンバに一体に形成された複数の脆弱点により前方衝突荷重を効率的に吸収することができると共に部品コストの増加を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の一実施形態に係る車体前部構造を表す車体前部の側面図である。図２は、本実施形態の車体前部構造におけるロアメンバを表す概略図である。図３は、本実施形態の車体前部構造における前方衝突時の作用を表す概略図である。図４は、本実施形態の車体前部構造における前方衝突時の作用を表す概略図である。

以下に、本発明に係る車体前部構造の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

〔実施形態〕
図１は、本発明の一実施形態に係る車体前部構造を表す車体前部の側面図、図２は、本実施形態の車体前部構造におけるロアメンバを表す概略図、図３は、本実施形態の車体前部構造における前方衝突時の作用を表す概略図、図４は、本実施形態の車体前部構造における前方衝突時の作用を表す概略図である。

本実施形態の車体前部構造において、図１に示すように、車体１０は、前部における左右の両側に、一対のフロントサイドメンバ１１が車体前後方向に沿って延在するように配設されている。このフロントサイドメンバ１１は、車体前後方向に沿って直線状に延びる直線部１１ａと、この直線部１１ａの後端部から斜め下方へ屈曲するように延びる屈曲部１１ｂから構成されている。そして、この屈曲部１１ｂは、エンジンルームとキャビンとを隔成する図示しないダッシュパネルの下端側に連結されている。なお、このフロントサイドメンバ１１は、フロントサイドメンバアウタパネルとフロントサイドメンバインナパネルとを結合させることにより略筒形状をなす閉断面構造に形成されている。

左右のフロントサイドメンバ１１は、前端部同士がフロントバンパリインフォース１２により連結されている。このフロントバンパリインフォース１２は、車体左右方向（車幅方向）に沿って延在するように配設された長尺状の部材であり、左右端部が、左右のフロントサイドメンバ１１の前端部を相互に連結するように結合されている。そして、フロントサイドメンバ１１は、直線部１１ａの前部に複数のビードが形成されることでクラッシュ部１１ｃ，１１ｄが形成されている。

これにより、車体１０が前面衝突したときに、フロントバンパに入力された荷重が、フロントバンパリインフォース１２を介して左右のフロントサイドメンバ１１におけるクラッシュ部１１ｃ，１１ｄに効率良く伝達されることで、このクラッシュ部１１ｃ，１１ｄが押し潰されて圧縮変形可能となっている。

また、左右のフロントサイドメンバ１１は、直線部１１ａの前部に車体上下方向に沿った前部連結部材１３の上端部が連結されている。そして、この前部連結部材１３は、下端部同士がフロントロアクロス１４により連結されている。このフロントロアクロス１４は、車体左右方向に沿って延在するように配設された長尺状の部材であり、左右端部が、左右の前部連結部材１３の下端部を相互に連結するように結合されている。この場合、フロントサイドメンバ１１は、前部連結部材１３との連結部の前後に上述したクラッシュ部１１ｃ，１１ｄが形成されている。

更に、左右のフロントサイドメンバ１１は、屈曲部１１ｂの下部に車体左右方向に沿った後部連結部材としてのフロントサスペンションメンバ１５の端部が連結されている。このフロントサスペンションメンバ１５は、図示しないサスペンション装置が組み付けられる部材であり、車体左右方向に延在した一方の端部にて、前端部１５ａがフロントサイドメンバ１１における直線部１１ａと屈曲部１１ｂとの間に連結され、後端部１５ｂがフロントサイドメンバ１１における屈曲部１１ｂ後部に連結されている。

車体１０は、前部における左右の両側に、上述した左右のフロントサイドメンバ１１の下方に所定距離をもって一対のロアメンバ１６が車両前後方向に沿って延在するように配設されている。このロアメンバ１６は、略筒形状をなす閉断面構造に形成され、前端部がフロントロアクロス１４の下部に連結され、後端部がフロントサスペンションメンバ１５の前端部１５ａに連結されている。

このロアメンバ１６は、図１及び図２に示すように、後部に複数（本実施例では、４つ）の脆弱部２１，２２，２３，２４が設けられている。この脆弱部２１，２２，２３，２４は、ロアメンバ１６における車体前部側の強度より、車体後部側の強度が低く設定されており、前部側から後部側にかけて徐々に強度が低下するように設定されている。即ち、ロアメンバ１６における各脆弱部２１，２２，２３，２４の強度をＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４とすると、Ｆ１＞Ｆ２＞Ｆ３＞Ｆ４となるように設定されている。この場合、各脆弱部２１，２２，２３，２４は、ロアメンバ１６における後部、つまり、フロントサスペンションメンバ１５の前端部１５ａの連結部側に設けられている。

そして、ロアメンバ１６は、ホットプレスにより製造されてなるものであり、強度が低くなる複数の折曲り点（本実施例では、４つ）を形成するために、この折曲り点における焼入れ温度を異ならせることで、上述した脆弱部２１，２２，２３，２４を形成するホットプレス材として構成されている。

即ち、ホットプレスとは、材料を約９００℃に加熱した後に、水冷のプレス型で成形する手法で成形性と強度を同時に確保するものであり、この手法を用いて製造された超高張力鋼板をホットスタンプ材と呼ぶ。本実施例では、ロアメンバ１６における４つの折曲り点の焼入れ温度を、車体前部側より車体後部側ほど低く設定することで、強度の異なる４つの脆弱部２１，２２，２３，２４を形成している。

従って、車体１０が前方衝突すると、まず、図３に示すように、衝突荷重がフロントバンパに入力し、フロントバンパリインフォース１２を介して左右のフロントサイドメンバ１１に作用する。すると、この左右のフロントサイドメンバ１１は、各クラッシュ部１１ｃ，１１ｄが押し潰されて圧縮変形すると共に、ロアメンバ１６は、脆弱部２４，２３が順に折れ曲がって座屈することで、衝突荷重のエネルギを吸収する。その後、図４に示すように、衝突荷重により左右のフロントサイドメンバ１１は、各クラッシュ部１１ｃ，１１ｄが更に押し潰されて圧縮変形すると共に、ロアメンバ１６は、脆弱部２２，２１が順に折れ曲がることで、衝突荷重のエネルギを吸収する。

このとき、前方衝突における衝突荷重により、ロアメンバ１６は、車体後部の強度が低い後方側の脆弱部２４、脆弱部２３、脆弱部２２、脆弱部２１の順で、上方側と下方側へと交互に折れ曲がる。即ち、このロアメンバ１６が安定して折れ曲がることで、周囲の構成部材に接触することなく、衝突エネルギが適正に吸収される。この場合、前方衝突に車体１０の前部を構成するフロントサイドメンバ１１及びロアメンバ１６は、順次、変形量を増大させながら変形が進行するため、衝突荷重を維持しながら変形することで、衝突エネルギの吸収効率が向上する。

このように本実施形態の車体前部構造にあっては、車体１０の前部の左右両側に車体前後方向にフロントサイドメンバ１１を配置すると共に、左右のフロントサイドメンバ１１の下方に所定距離をあけてロアメンバ１６を配置し、フロントサイドメンバ１１の前部とロアメンバ１６の前部を前部連結部材１３及びフロントロアクロス１４により連結し、フロントサイドメンバ１１の後部とロアメンバ１６の後部をフロントサスペンションメンバ１５により連結して構成し、ロアメンバ１６に、前部の強度より後部の強度が低い４つの脆弱部２１，２２，２３，２４を設けている。

従って、フロントサイドメンバ１１の下方に前部及び後部で連結されるロアメンバ１６を配置し、前部の強度より後部の強度が低い４つの脆弱部２１，２２，２３，２４を設けることで、前方衝突時にこの脆弱部２１，２２，２３，２４が強度の低い順に折れ曲がり、衝突荷重を効率的に吸収することができる。この場合、ロアメンバ１６に容易に脆弱部２１，２２，２３，２４を設けることで、部品コストの増加や製造コストの増加を抑制することができる。

また、本実施形態の車体前部構造では、各脆弱部２１，２２，２３，２４を前部から後部にかけて徐々に強度が低下するように設定している。従って、衝突荷重により、ロアメンバ１６は、脆弱部２４、脆弱部２３、脆弱部２２、脆弱部２１の順に安定して折れ曲がることとなり、衝突エネルギを適正に吸収し、且つ、変形量を増大させながら変形が進行するため、衝突荷重を維持しながら変形して衝突エネルギの吸収効率を向上することができる。

また、本実施形態の車体前部構造では、４つの脆弱部２１，２２，２３，２４を、ロアメンバ１６におけるフロントサスペンションメンバ１５との連結部側に設けている。従って、衝突荷重により、ロアメンバ１６は、脆弱部２１，２２，２３，２４がある後端部側から順次変形することとなり、このロアメンバ１６を安定して変形させることで、周囲の部材を変形させずに効率的に衝突荷重のエネルギを吸収することができる。

また、本実施形態の車体前部構造にあっては、ロアメンバ１６をホットプレスにより、焼入れ温度を異ならせることで４つの強度が異なる脆弱部２１，２２，２３，２４を形成し、強度が低くなる４つの折曲り点を形成している。従って、ロアメンバ１６に一体に形成された複数の脆弱点（脆弱部２１，２２，２３，２４）により、前方衝突荷重を効率的に吸収することができる。また、ロアメンバ１６をホットプレスにより製造して脆弱部２１，２２，２３，２４を一体的に設けることで、別途ロアメンバ１６に対する加工を不要とし、部品コストの増加や製造コストの増加を抑制することができる。

なお、上述した実施形態では、ロアメンバ１６をホットプレスにより強度が異なる４つの脆弱部２１，２２，２３，２４を設けたが、この構成に限定されるものではない。例えば、ビード、切欠、薄肉、凹凸などを設けることで、強度が異なる４つの脆弱部を設けてもよい。

以上のように、本発明に係る車体前部構造は、ロアメンバに前部の強度より後部の強度が低い複数の脆弱部を設けることで、前方衝突荷重を効率的に吸収可能であると共に部品コストの増加を抑制可能とするものであり、いずれの車体前部構造に有用である。

１１フロントサイドメンバ
１２フロントバンパリインフォース
１３前部連結部材
１４フロントロアクロス
１５フロントサスペンションメンバ（後部連結部材）
１６ロアメンバ
２１，２２，２３，２４脆弱部（折れ曲がり点）

Claims

車体前部の左右両側に配設されて車体前後方向に延在する直線部の前部に前方衝突における衝突荷重により圧縮変形するクラッシュ部が形成されたサイドメンバと、
前記左右のサイドメンバの下方に所定距離をあけてそれぞれ配置されて前部の強度より後部の強度が低い複数の脆弱部を有するロアメンバと、
前記左右のサイドメンバの前部と前記左右のロアメンバの前部を連結する前部連結部材と、
前記左右のサイドメンバの後部と前記左右のロアメンバの後部を連結する後部連結部材と、を備え、
前記複数の脆弱部は、前部から後部にかけて徐々に強度が低下して、前方衝突における衝突荷重により後方側の脆弱部から順に上方側と下方側へと交互に折れ曲がることを特徴とする車体前部構造。
前記複数の脆弱部は、前記ロアメンバにおける前記後部連結部材との連結部側に設けられることを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
前記脆弱部が、ホットプレスにより形成された折曲り点であ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。