(57)【要約】【課題】車両前方からサイドメンバの軸方向に入力された荷重を受けて該サイドメンバを車両外側へ変形させてエンジンコンパートメント内部品との接触を防止する。【解決手段】サイドメンバ１に、車両前方ＦＲから車両後方ＲＲに向けて該サイドメンバ先端部１Ａに入力された荷重Ｆを受けて当該サイドメンバ１を車両外側ＯＵＴへ変形させる傾斜部３を、平面視で車両外側ＯＵＴから車両内側ＩＮに向けて斜め後方へ傾斜するように形成した。傾斜部３は、サイドメンバ１を車幅方向で切った時の縦断面積を、車両前方ＦＲから車両後方ＲＲに向けて増大させるように形成された断面積増大部である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車幅方向両側に車体前後方向に延びる一対のサイドメンバを有した車体前部構造であって、
前記サイドメンバに、車両前方から車両後方に向けて該サイドメンバ先端部に入力された荷重を受けて当該サイドメンバを車両外側へ変形させる傾斜部を、平面視で車両外側から車両内側に向けて斜め後方へ傾斜するように形成した
ことを特徴とする車体前部構造。
【請求項２】
請求項１に記載の車体前部構造であって、
前記傾斜部は、前記サイドメンバを車幅方向で切った時の縦断面積を、車両前方から車両後方に向けて増大させるように形成された断面積増大部である
ことを特徴とする車体前部構造。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車体前部構造であって、
車体を懸架する車体懸架装置を取り付け且つ収容する、エンジンコンパートメントの一部を構成するストラットハウジングを有し、そのストラットハウジングの前側脚部と後側脚部をそれぞれ前記サイドメンバの上面に固定し、
前記前側脚部の車両前方に向く前壁下端縁を、前記傾斜部の車両先端側に向く開始点よりも前方に設けた
ことを特徴とする車体前部構造。
【請求項４】
請求項３に記載の車体前部構造であって、
前記後側脚部の前記サイドメンバへの固定部から当該サイドメンバが車両外側へ向かって折れ曲がる
ことを特徴とする車体前部構造。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の車体前部構造であって、
前記前側脚部と前記後側脚部が前記サイドメンバに固定される部位間に、該サイドメンバの強度を他の部位よりも弱めた脆弱部を設けた
ことを特徴とする車体前部構造。
【請求項６】
請求項３から請求項５の何れか１項に記載の車体前部構造であって、
前記前側脚部の車両後方に向く後壁下端縁を、前記傾斜部の車両後方側に向く終点よりも後方に設けた
ことを特徴とする車体前部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体前部構造に関し、サイドメンバへの入力荷重吸収技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、衝突時に軸圧潰させて衝撃エネルギーを吸収させる第１部材と、断面強度の高い第２部材とを接合して結合したサイドフレームの結合部を、車体内側から車体外側へ向けて斜め後方へ後退させることにより傾斜させた車体フーレム構造が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の技術では、車両前方からサイドフレームの軸方向に入力される荷重を、サイドフレームの車両外側よりも車両内側に先に伝達させ、外側よりも先に内側を変形させるようして、当該サイドフレームに入力される衝撃エネルギーを吸収している。
【特許文献１】特開２００７−１１２２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の技術では、サイドフレームの外側よりも先に内側を変形させるため、サイドフレームがその先端を内側へ傾けるように変形する可能性がある。
【０００５】
サイドフレーム先端が内側へ変形した場合、折れ曲がったサードフレームがエンジンコンパートメント内部品と接触し、その接触した部品によって伝達された荷重がダッシュパネルを変形させ、居室を狭くする虞がある。
【０００６】
そこで、本発明は、車両前方からサイドメンバの軸方向に入力された荷重を受けて該サイドメンバを車両外側へ変形させてエンジンコンパートメント内部品との接触を防止することのできる車体前部構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車体前部構造では、車両前方から車両後方に向けてサイドメンバ先端部に入力された荷重を受けて該サイドメンバを車両外側へ変形させる傾斜部を設ける。前記傾斜部は、平面視で車両外側から車両内側に向けて斜め後方へ傾斜するように形成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の車体前部構造によれば、サイドメンバに設けた傾斜部を、平面視で車両外側から車両内側に向けて斜め後方へ傾斜するように形成したので、車両前方から車両後方に向けてサイドメンバの軸方向に入力される荷重が、該サイドメンバの車両内側よりも先に車両外側に伝達することになり、その荷重を受けて内側よりも外側が先に変形し、当該サイドメンバが車両外側に折れ曲がる。その結果、本発明によれば、サイドメンバが内側に折れ曲がることがないため、エンジンコンパートメント内部品との接触を回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
「車体前部構造の構造説明」
図１は車両左側部分の車体前部構造を示す斜視図、図２は図１の側面図、図３は図１の分解斜視図、図４は図１のＡ−Ａ線位置における拡大断面図、図５（Ａ）は図２のＢ−Ｂ線位置における拡大断面図、図５（Ｂ）は図２のＣ−Ｃ線位置における拡大断面図、図５（Ｃ）は図２のＤ−Ｄ線位置における拡大断面図、図６（Ａ）はサイドメンバの側面図、図６（Ｂ）はサイドメンバの平面図である。
【００１１】
なお、図１中矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＲＲは車両後方を、矢印ＵＰＲは車両上方を、矢印ＯＵＴは車両外側を、矢印ＩＮは車両内側をそれぞれ示す。
【００１２】
本実施形態の車体前部構造では、図１から図３に示すように、車幅方向両側に車体前後方向に延びる一対のサイドメンバ１（図１から図３には左側のサイドメンバのみを示している）を有し、そのサイドメンバ１にエンジンコンパートメントの一部を構成するストラットハウジング２を固定させている。
【００１３】
サイドメンバ１には、図４から図６に示すように、車両前方ＦＲから車両後方ＲＲに向けてサイドメンバ先端部１Ａに入力された荷重を受けて当該サイドメンバ１を車両外側ＯＵＴへ変形させる傾斜部３を設けている。
【００１４】
傾斜部３は、特に図６（Ｂ）に示す如く平面視で車両外側ＯＵＴから車両内側ＩＮに向けて斜め後方へ傾斜するように形成されている。前記傾斜部３は、ストラットハウジング２に形成された前側脚部４と後側脚部５のうち前側脚部４が取り付けられる部位に形成されている。かかる傾斜部３は、前記サイドメンバ１を車幅方向で切った時の断面における面積である縦断面積を、車両前方ＦＲから車両後方ＲＲへ向けて増大させるように形成された断面積増大部とされている。前記縦断面積を別の表現で定義すると、サイドメンバ長手方向（軸方向）と直交する垂直な面の断面積を縦断面積と定義する。
【００１５】
前記サイドメンバ１は、サイドメンバ先端部１Ａから前側脚部４が設けられる第１部位ＭＢ１までが縦断面積を一様とし、その後方の前側脚部４が設けられる第２部位ＭＢ２が縦断面積を増大させた断面積増大部とされ、その後方から後端部までの第３部位ＭＢ３が第１部位ＭＢ１よりも縦断面積を更に大きくした縦断面積一様部とされている。
【００１６】
前記サイドメンバ１の第１部位ＭＢ１は、縦断面形状を矩形状とする四角柱として形成され、サイドメンバ先端部１Ａから前側脚部４が設けられる位置までその断面形状を一様（同一形状）としている。
【００１７】
前記サイドメンバ１の第２部位ＭＢ２は、前記第１部位ＭＢ１の縦断面積を車両上方へ増大させることで縦断面積を増大させている。この第２部位ＭＢ２は、前記した傾斜部３であり、平面視で車両外側ＯＵＴから車両内側ＩＮに向けて斜め後方へ傾斜されている。前記第１部位ＭＢ１の上面１ａから車両上方ＵＰＲへ起立する前記傾斜部３における傾斜面３ａの傾斜開始点Ｋ１は、前記サイドメンバ１の車両外側ＯＵＴの外側面１ｂ上に設けられ、傾斜終了点Ｋ２は、サイドメンバ１の車両内側ＩＮの内側面１ｃ上に設けられている。
【００１８】
前記サイドメンバ１の第３部位ＭＢ３は、前記第２部位ＭＢ２の傾斜終了点Ｋ２における縦断面積と同一の断面積を有した矩形状をなす四角柱とされている。この第３部位ＭＢ３は、第１部位ＭＢ１と同じ四角柱であるが、当該第１部位ＭＢ１の縦断面積よりも大きな断面積とされている。
【００１９】
このように、本実施形態のサイドメンバ１は、第１部位ＭＢ１と第２部位ＭＢ２と第３部位ＭＢ３でその縦断面積が異なっており、前記第２部位ＭＢ２の傾斜部３である断面積増大部においてメンバの剛性差が生じるようになっている。この傾斜部３を設けたことによる作用効果については、後述するものとする。
【００２０】
一方、ストラットハウジング２は、車体を懸架する車体懸架装置を取り付け且つ収容するエンジンコンパートメントの一部を構成するハウジング本体６と、サイドメンバ１への取り付け部位となる前側脚部４及び後側脚部５とを有し、これらが一体的に形成されている。ハウジング本体６には、ショックアブソーバー７にコイル８が装着されたストラット９を取り付けるためのストラット取付け部１０が形成されている。前側脚部４及び後側脚部５は、ハウジング本体６を挟んでその両側に一体化されている。
【００２１】
前側脚部４及び後側脚部５は、何れも同一形状とされ、断面略コ字状をなすと共に全体を略Ｌ字状として形成されている。具体的には、前側脚部４及び後側脚部５は、車両前方ＦＲに向く前壁４Ａ，５Ａと、車両後方ＲＲに向く後壁４Ｂ，５Ｂと、これらの間に設けられる中央壁４Ｃ，５Ｃと、により断面略コ字状に形成されている。
【００２２】
前側脚部４及び後側脚部５の先端には、サイドメンバ１への取付け部位となる脚部固定部１１，１２が形成されている。前側脚部４の脚部固定部１１は、前記サイドメンバ１の第１部位ＢＭ１の上面１ａに取り付けられる前側取付け部１１Ａと、前記サイドメンバ１の第３部位ＢＭ２の上面１ｄに取り付けられる後側取付け部１１Ｂと、サイドメンバ１の内側面１ｃに取り付けられる側面取付け部１１Ｃとからなる。前側脚部４の前側取付け部１１Ａと後側取付け部１１Ｂは、前記傾斜部３を挟んで設けられることから前記傾斜部３の傾斜面３ａの高さ分だけ段差を生じる。
【００２３】
一方、後側脚部５の脚部固定部１２は、何れも前記サイドメンバ１の第３部位ＭＢ３の上面１ｄに取り付けられる前側取付け部１２Ａと後側取付け部１２Ｂと、サイドメンバ１の内側面１ｃに取り付けられる側面取付け部１２Ｃとからなる。後側脚部５の前側取付け部１２Ａと後側取付け部１２Ｂは、共に第３部位ＭＢ３の上面１ｄに取り付けられるため、同一高さ位置とされている。
【００２４】
前記前側脚部４は、図１及び図２に示すように、サイドメンバ１の縦断面積が変化する断面積増大部である傾斜部３に取り付けられる。この時、前側脚部４の車両前方に向く前壁４Ａの前壁下端縁４Ａ１を、図４及び図５（Ｃ）に示す如く前記傾斜部３の車両先端側に向く傾斜開始点Ｋ１よりも前方位置とする。また、前側脚部４の車両後方に向く後壁下端縁４Ｂ１を、同じく図４及び図５（Ｂ）に示すように、前記傾斜部３の車両後方側に向く傾斜終了点Ｋ２よりも後方位置とする。一方、前記後側脚部５は、図１及び図２に示すように、サイドメンバ１の縦断面積が一様な第３部位ＭＢ３に取り付けられる。
【００２５】
なお、ストラットハウジング２には、図１に示すように、エンジンコンパートメントの車体前後方向の骨格部材を構成するレインフォースフードリッジ１３と、車体懸架装置の一部を構成するアッパーリンク１４と、が取り付けられている。アッパーリンク１４は、図１及び図５（Ａ）に示すように、その両端部１４Ａ，１４Ｂをそれぞれ前側脚部４と後側脚部５に固定している。また、図１及び図２には、車両左側のサイドメンバ１及びストラットハウジング２のみを表しているが、車両右側も同一の構造である。
【００２６】
「サイドメンバの変形説明」
図７は車両前方から車両後方へ向けてサイドメンバの軸方向に入力された荷重を受けてサイドメンバが車両外側に折れ曲がる一連の動作を連続して示す動作図である。なお、図７では、アッパーリンク１４の形状を判り易くするためにストラットハウジング２の形状を簡略化して記載してある。
【００２７】
以上のように構成された車体前部構造において、図７（Ａ）に示すように、車両前方ＦＲから車両後方ＲＲに向けてサイドメンバ先端部１Ａにメンバ軸方向へ荷重Ｆが入力した場合、サイドメンバ１の第２部位ＭＢ２及び第３部位ＭＢ３よりも縦断面積が小さい第１部位ＭＢ１は、前記荷重Ｆを受けてサイドメンバ軸方向へ軸圧壊されて図７（Ｂ）に示す如く潰れる。このサイドメンバ１の第１部位ＭＢ１の潰れにより、前記荷重Ｆによるエネルギーが吸収される。
【００２８】
そして、図７（Ｂ）に示すように、前記荷重Ｆによって前輪タイヤ１５が車両後方ＲＲへ押されると、図７（Ｃ）に示す如く前輪タイヤ１５に連結されたアッパーリンク１４が車両後方ＲＲへ引きずられる。また、このアッパーリンク１４に連結されたストラットハウジング２には、前側脚部４の前壁４Ａに車両後方ＲＲへの力Ｆｈが作用する。この前壁４Ａに入力した力Ｆｈは、図４で示した該前壁４Ａの車両後方直後に設けられた前記傾斜部３における傾斜面３ａの傾斜開始点Ｋ１に前記傾斜終了点Ｋ２よりも先に伝わる。
【００２９】
そのため、図７（Ｃ）で示す如く傾斜開始点Ｋ１が設けられるサイドメンバ１の車両外側ＯＵＴに作用する外力Ｆｓと傾斜終了点Ｋ２が設けられるサイドメンバ１の車両内側ＩＮに作用する外力Ｆｉとの間で作用する力のアンバランスが生じ、サイドメンバ１を車両外側ＯＵＴへ折り曲げるモーメントＭｓが発生する。前記サイドメンバ１は、前記モーメントＭｓの作用によって、図７（Ｄ）に示すように後側脚部５のサイドメンバ１に固定された部位から当該サイドメンバ１が車両外側ＯＵＴへ折り曲げられることになる。サイドメンバ１が車両外側ＯＵＴへ折り曲げられることによって、サイドメンバ先端部１Ａに入力された荷重Ｆを吸収することができる。
【００３０】
また、ストラットハウジング２に入力された荷重は、前側脚部４の後壁４Ｂの面を剪断方向に伝わってその着地点であるサイドメンバ１に伝達される。前記前側脚部４の後壁４Ｂのサイドメンバ１に対する固定部位は、第１の部位ＭＢ１及び第２の部位ＭＢ２よりも縦断面積の大きな剛性が高い部位であることから、車両上下方向の上下入力によるサイドメンバ１の上下振動が抑制される。
【００３１】
「作用・効果」
本実施形態によれば、サイドメンバ１に、車両前方ＦＲから車両後方ＯＵＴに向けて該サイドメンバ先端部１Ａに入力された荷重Ｆを受けて当該サイドメンバ１を車両外側ＯＵＴへ変形させる傾斜部３を、平面視で車両外側ＯＵＴから車両内側ＩＮに向けて斜め後方へ傾斜するように形成したので、前記荷重Ｆをサイドメンバ１の車両内側ＩＮよりも車両外側ＯＵＴに先に伝達させることができ、内側よりも先に外側を変形させることで、当該サイドメンバ１を車両外側ＯＵＴへ向けて折り曲げることができる。したがって、サイドメンバ１が車両外側ＯＵＴへ折れ曲がることでエンジンコンパートメント内部品と該サイドメンバ１との接触を回避することができる。
【００３２】
また、本実施形態によれば、サイドメンバ１を車両外側ＯＵＴへ折り曲げることができるため、サイドメンバ先端部１Ａに入力される衝撃吸収のストロークを確保することができる。これにより、サイドメンバ１の車両前後方向長さを短くすることが可能となり、車体造形自由度を高めることができる。
【００３３】
また、本実施形態によれば、断面変化部での剛性差は車体捩り剛性の直線性に悪影響を及ぼすが、断面積増大部が傾斜部３となっていることで、急激な剛性差を緩和することができ、捩り剛性の直線性悪化を防ぐことができる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、傾斜部３を、サイドメンバ１を車幅方向で切った時の縦断面積を車両前方ＦＲから車両後方ＲＲに向けて増大させるように形成した断面積増大部としたので、この断面積増大部の前方では後方に比べて縦断面積が小さいために小荷重を吸収し易くなり、後方では前方に比べて縦断面積が大きいために小荷重では変形し難く、大荷重を吸収し易くなる。従って、傾斜部３を境にしてサイドメンバ前方で小荷重を吸収し、サイドメンバ後方で大荷重を吸収することができる。さらに、前記断面積増大部が傾斜部３であるので、この傾斜部３を境にして前後で剛性差が生じ、サイドメンバ前方が車両外側ＯＵＴへ変形して大荷重をサイドメンバ１の曲げ応力によって吸収することができる。
【００３５】
また、本実施形態によれば、ストラットハウジング２の前側脚部４の車両前方ＦＲに向く前壁４Ａの前壁下端縁４Ａ１を、前記傾斜部３の車両先端側に向く傾斜開始点Ｋ１よりも前方に設けたので、サイドメンバ先端部１Ａに入力された荷重Ｆがストラットハウジング２の前側脚部４に伝達された後、その荷重を傾斜部３の傾斜開始点Ｋ１よりも前方に設けられた前側下端縁４Ａ１からその背後の傾斜部３に伝達して該サイドメンバ１をより車両外側ＯＵＴへと変形させることが可能となる。
【００３６】
また、本実施形態によれば、後側脚部５の前記サイドメンバ１への固定部から当該サイドメンバ１が車両外側ＯＵＴへ向かって折れ曲がるので、エンジンコンパートメント内に配置されるエンジンや電子部品等を折れ曲がったサイドメンバ１で破損させることを回避できる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、前側脚部４の車両後方ＲＲに向く後壁４Ｂの後壁下端縁４Ｂ１を、傾斜部３の車両後方側に向く傾斜終点Ｋ２よりも後方に設けたので、該前側脚部４の後壁４Ｂのサイドメンバ１に対する固定部位が第１の部位ＭＢ１よりも縦断面積の大きな剛性が高い部位となることから、車両上下方向の上下入力によるサイドメンバ１の上下振動を低減することが可能となる。
【００３８】
「その他の実施形態」
図８はその他の実施形態における車体前部構造を示す斜視図である。上述の実施形態において、前側脚部４と後側脚部５がサイドメンバ１に固定される部位間に、サイドメンバ１の強度を他の部位よりも弱めた脆弱部１６を形成するようにしてもよい。脆弱部１６としては、例えば図８に示すように、サイドメンバ１の外側面１ｂに高さ方向に沿ってスリット溝を形成したものとする。脆弱部１６を設けることで、荷重Ｆが掛かったときにその部位から折れ曲がり易くなると共に、サイドメンバ１の折れ曲がりをコントロールすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は車両左側部分の車体前部構造を示す斜視図である。
【図２】図２は図１の側面図である。
【図３】図３は図１の分解斜視図である。
【図４】図４は図１のＡ−Ａ線位置における拡大断面図である。
【図５】図５（Ａ）は図２のＢ−Ｂ線位置における拡大断面図、図５（Ｂ）は図２のＣ−Ｃ線位置における拡大断面図、図５（Ｃ）は図２のＤ−Ｄ線位置における拡大断面図である。
【図６】図６（Ａ）はサイドメンバの側面図、図６（Ｂ）はサイドメンバの平面図である。
【図７】図７は車両前方から車両後方へ向けてサイドメンバの軸方向に入力された荷重を受けてサイドメンバが車両外側に折れ曲がる一連の動作を連続して示す動作図である。
【図８】図８はその他の実施形態における車体前部構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…サイドメンバ
２…ストラットハウジング
３…傾斜部
４…前側脚部
５…後側脚部
１１，１２…脚部固定部
１４…アッパーリンク
１５…前輪タイヤ
１６…脆弱部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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