(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前部の車幅方向両側に車体前後方向に延在し、その後方部分にダッシュパネルに沿って下方に傾斜する傾斜部分を設けた閉断面構造のフロントサイドメンバを備えた車体前部構造において、
傾斜部分の閉断面内の上壁側に、傾斜部分の下端部から上端部に向かって前方からの荷重入力に対して断面変形を抑制する上方リブを一体に形成するとともに、
傾斜部分の閉断面内の下壁側に、傾斜部分の下端部から上端部に向かって前方からの荷重入力に対して断面変形を促進する下方リブを一体に形成して、上記傾斜部分の上壁側の剛性を下壁側よりも大きくしたことを特徴とする車体前部構造。
【請求項２】
フロントサイドメンバを軽合金の鋳物で形成したことを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
【請求項３】
傾斜部分の少なくとも上端部に、下壁の両側稜線部に脆弱部を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の車体前部構造。
【請求項４】
フロントサイドメンバは、上壁および両側壁上部によって断面逆Ｕ字状に形成した上方メンバと、下壁および両側壁下部によって断面Ｕ字状に形成した下方メンバと、を互いに結合して構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の車体前部構造。
【請求項５】
傾斜部分の下端部の上壁から垂設した第１リブ状突起と、傾斜部分の下端部の下壁から立設して上記第１リブ状突起の前面に当接する第２リブ状突起と、によって下壁側が上壁側に対して相対的に後方移動するのを阻止する下壁後退阻止手段を構成したことを特徴とする請求項３〜４のいずれか１つに記載の車体前部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体前部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に車体のフロントコンパートメントは、その車幅方向両側に車体前後方向に延在するフロントサイドメンバを備えており、このフロントサイドメンバの後端部は、フロアパネルのトンネル部両側で車体前後方向に延在するフロントサイドメンバエクステンションとして連続するようになっており、フロントサイドメンバとフロントサイドメンバエクステンションとの連設部分には、ダッシュパネルに沿って後方に向けて下側に傾斜する傾斜部分が形成されている。
【０００３】
このため、車体前方から衝突荷重がフロントサイドメンバの前端に入力した場合に、傾斜部分が後方に変形してダッシュパネルがキャビン内に大きく後退することがないように、従来ではフロントサイドメンバの後部上面と傾斜部分とを滑らかな湾曲面によって繋ぐレインフォースを設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−９５２６０号公報（第２，３頁、第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の車体前部構造にあっては、フロントサイドメンバの後部上面をレインフォースで補強する構造となっているため、車体前方からの荷重入力時にフロントサイドメンバの後部の変形が抑制され、フロントサイドメンバのダッシュパネル前方での変形量が少なくなり、前方からの荷重がそのままダッシュパネルに入力されて、かえってダッシュパネルの変形量が大きくなる可能性がある。
【０００６】
このため、キャビンの変形を抑制するために、ダッシュパネルに他の補強手段を講ずる必要があり、質量増加やコストアップを伴ってしまうことになる。
【０００７】
そこで、本発明は前方からの入力荷重に対してフロントサイドメンバの傾斜部分で荷重エネルギーを効率良く吸収しつつ、傾斜部分の変形量を抑制してキャビン後退量を抑えることができる車体前部構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の車体前部構造にあっては、車体前部の車幅方向両側に車体前後方向に延在し、その後方部分にダッシュパネルに沿って下方に傾斜する傾斜部分を設けた閉断面構造のフロントサイドメンバを備えていて、上記傾斜部分の閉断面内の上壁側に、傾斜部分の下端部から上端部に向かって前方からの荷重入力に対して断面変形を抑制する上方リブを一体に形成するとともに、傾斜部分の閉断面内の下壁側に、傾斜部分の下端部から上端部に向かって前方からの荷重入力に対して断面変形を促進する下方リブを一体に形成して、上記傾斜部分の上壁側の剛性を下壁側よりも大きくしたことを特徴としている。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば、車両前方からの衝突荷重がフロントサイドメンバに入力した場合に、この荷重はフロントサイドメンバの先端から軸方向に伝達して傾斜部分に入力するが、このとき、この傾斜部分は上壁側の剛性が下壁側よりも大きくなっているため、まず、下壁側が上壁側に先行して変形して荷重エネルギーを吸収することができる。
【００１０】
そして、下壁側が変形する間、剛性の大きな上壁側によって傾斜部分の変形を抑制できるため、この傾斜部分に沿ったダッシュパネルの後退を抑制し、ひいては、キャビン変形を少なくすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００１２】
図１〜図１０は本発明にかかる車体前部構造の一実施形態を示し、図１はフロントサイドメンバおよびフロアメンバの側面図、図２はフロントサイドメンバの傾斜部分からフロアメンバに至る部分の分解斜視図、図３は上方メンバの傾斜部分の下端部を下方から見た斜視図、図４は下方メンバの傾斜部分の下端部を上方から見た斜視図、図５は図１中Ａ−Ａ線に沿った拡大断面図、図６は図１中Ｂ−Ｂ線に沿った拡大断面図、図７は図１中Ｃ−Ｃ線に沿った拡大断面図、図８は図１中Ｄ−Ｄ線に沿った拡大断面図、図９はフロントサイドメンバの傾斜部分の変形状態を示す図５に対応した拡大断面図、図１０はフロントサイドメンバおよびフロアメンバの変形状態を示す側面図である。
【００１３】
本実施形態の車体前部構造は、図１に示すように車体前部に配置されるフロントサイドメンバ１を備え、このフロントサイドメンバ１の車体後方がフロア後方にフロアメンバ２として延在するようになっており、これらフロントサイドメンバ１およびフロアメンバ２は、上壁３および下壁４と、これら上，下壁３，４の両側間を連結する両側壁５，５と、によって断面矩形状の閉断面構造として形成してある。
【００１４】
フロントサイドメンバ１は、フロントコンパートメントの車幅方向両側に１対設けられ、それぞれが車体前後方向（図１中左右方向）に略平行に延在しており、その後方部分には図外のダッシュパネルに沿って下方に傾斜する傾斜部分６を設けてあり、この傾斜部分６の後端に上記フロアメンバ２が一体に連続して連結される。
【００１５】
ここで、本実施形態では、上記フロントサイドメンバ１は、その傾斜部分６の上壁３側の剛性を下壁４側よりも大きくしている。
【００１６】
上記フロントサイドメンバ１は、図２に示すように上壁３および両側壁上部５ａによって断面逆Ｕ字状に形成した上方メンバ７と、下壁４および両側壁下部５ｂによって断面Ｕ字状に形成した下方メンバ８とを、それぞれの側壁上部５ａと側壁下部５ｂとを溶接Ｍによって互いに結合することにより構成してある。
【００１７】
図２に示すように上方メンバ７の傾斜部分６の下端部分には、車体後方に向かってフロアメンバ２の断面逆Ｕ字状となるフロアメンバ上部２ａが延設されるとともに、上記下端部分から車幅方向内方に向かって断面逆Ｕ字状のクロスメンバ上部９ａが形成され、かつ、車幅方向外方に向かって車体後方に傾斜するように断面逆Ｕ字状のアウトリガー上部１０ａが形成される。
【００１８】
一方、下方メンバ８の傾斜部分６の下端部分には、上記フロアメンバ上部２ａ、上記クロスメンバ上部９ａおよび上記アウトリガー上部１０ａを結合する下部プレート１１を形成してあり、この下部プレート１１にフロアメンバ上部２ａの前部、クロスメンバ上部９ａおよびアウトリガー上部１０ａのそれぞれの下方開放端をスポット溶接等により結合することにより、フロアメンバ２の前部、クロスメンバ９およびアウトリガー１０を閉断面構造として形成するようになっている。
【００１９】
尚、閉断面構造となった上記クロスメンバ９の車体内方端は図外のフロアパネル中央部に形成したトンネル部の側面に結合するとともに、閉断面構造となったアウトリガー１０の車体外方端は図外のサイドシルの前端部に結合される。
【００２０】
前記フロントサイドメンバ１を形成する上部メンバ７および下部メンバ８は、フロアメンバ上部２ａ、クロスメンバ上部９ａ、アウトリガー上部１０ａおよび下部プレート１１を含めてアルミ合金の鋳物で形成している。
【００２１】
ここで、上記傾斜部分６の上壁３の剛性を下壁４よりも大きくするために、この傾斜部分６の上壁３に、傾斜部分６の下端部（後端部）から上端部（前端部）に向かって前方からの荷重入力に対して断面変形を抑制する上壁変形制御手段としての上方リブ１２を設けるとともに、傾斜部分６の下壁４に、傾斜部分６の下端部（後端部）から上端部（前端部）に向かって前方からの荷重入力に対して断面変形を促進する下壁変形制御手段としての下方リブ１３を設けてある。
【００２２】
上方リブ１２および下方リブ１３は傾斜部分６の閉断面内に設けられ、上方リブ１２は、フロントサイドメンバ１の前端から傾斜部分６の下端部に亘って、上方メンバ７の両側壁上部５ａの内側間に交差させて上壁３内面から一体に複数突設して形成するとともに、下方リブ１３は、フロントサイドメンバ１の前端から傾斜部分６の下端部に亘って、下壁４の内面中央部からフロントサイドメンバ１の長さ方向に沿って一体に突設して形成してある。
【００２３】
上方リブ１２は、傾斜部分６の上端部および下端部でそれぞれ突出量を異ならせ、上端部では図５に示すように突出量ｄ１を最も少なくして、下方リブ１３との間にクリアランスδ１を設けるとともに、図６に示すように下端部の屈曲部の突出量ｄ２は上端部の突出量ｄ１よりも大きくして、下方リブ１３との間にクリアランスδ２を設け、かつ、図７に示すように下端部の屈曲部後方の突出量ｄ３は中間部の突出量ｄ２よりも更に大きくして、下方リブ１３との間にクリアランスδ３を設けてあり、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３の関係となっている。
【００２４】
上端部のクリアランスδ１は、前方からの入力荷重により下方メンバ８の断面変形が可能なように大きく設定し、下端部のクリアランスδ２およびクリアランスδ３は、上記入力荷重によっても下方メンバ８の断面変形を抑制できるように最小としてある。
【００２５】
また、傾斜部分６の少なくとも上端部には、図５に示すように下壁４の両側稜線部４ａ，４ｂに脆弱部としてのノッチ１４を形成してある。
【００２６】
ところで、フロアメンバ２にあっても、図２に示すようにフロアメンバ上部２ａの上壁３の内面中央部からフロアメンバ２の長さ方向に沿ってフロアメンバ上方リブ１５を突設してある。
【００２７】
一方、図２に示すように下部プレート１１の上面中央部にフロアメンバ２の下部を構成する補強メンバ１６を結合し、図８に示すようにこの補強メンバ１６の上面両側部に上記フロアメンバ上部２ａの下端開放部両側を溶接Ｍにより結合してある。
【００２８】
補強メンバ１６はアルミ合金の押出し材で形成され、図８に示すように矩形状の閉断面構造となった外殻１６ａと、この外殻１６ａの上，下壁間を連結する中央リブ１６ｂとで構成される。
【００２９】
そして、上記フロアメンバ２の後端部は、図１に示すように図外の左右サイドシル間に跨って配設したセカンドクロスメンバ１７に結合してあり、前記上方リブ１５は図８に示すようにフロアメンバ２の中間部分において突出量ｄ４を最小として、補強メンバ１６の上面との間に大きなクリアランスδ４を設けるとともに、セカンドクロスメンバ１７近傍では突出量を最大として補強メンバ１６の上面との間のクリアランスを最小としてある。
【００３０】
また、傾斜部分６の下端部に、下壁４側が上壁３側に対して相対的に後方移動するのを阻止する下壁後退阻止手段１８を設けてある。
【００３１】
下壁後退阻止手段１８は、図３に示すように傾斜部分６の下端部の上壁３から垂設した第１リブ状突起１９と、図４に示すように傾斜部分６の下端部の下壁４から立設して上記第１リブ状突起１９の前面に当接する第２リブ状突起２０と、によって構成してある。
【００３２】
上記第１リブ状突起１９の車体後方面には上記フロアメンバ上方リブ１５が連結しており、かつ、第２リブ状突起２０の車体後方両側には下部プレート１１の上面から突設したＸ字状リブ２１が連結している。
【００３３】
以上の構成により本実施形態の車体前部構造にあっては、図１０に示すように車体前方から衝突荷重Ｆがフロントサイドメンバ１に入力した場合に、この荷重Ｆはフロントサイドメンバ１の先端から軸方向に伝達して傾斜部分６に入力することになる。
【００３４】
すると、傾斜部分６では下端部を中心とするモーメントＭによって上端部を後方に変形させようとするが、上方メンバ７に上方リブ１２を設けるとともに、下方メンバ８に下方リブ１３を設け、かつ、傾斜部分６の下端部に下壁後退阻止手段１８を設けてあって、傾斜部分６の上壁３側の剛性を下壁４側よりも大きくしてあるため、下壁４側が上壁３側に先行して変形して荷重エネルギーを先ず下壁４側、つまり下方メンバ８側で吸収することができる。
【００３５】
即ち、前記荷重Ｆにより下方メンバ８が上方メンバ７に先行して変形する際に、下壁後退阻止手段１８の第２リブ突起２０が第１リブ突起１９に係止されて下壁４が上壁３に対して相対的に後方移動するのを阻止し、図９に示すように傾斜部分６の上端部に位置する下方リブ１３が、クリアランスδ１を潰して上方リブ１２に当接するまでフロントサイドメンバ１が断面変形して荷重Ｆのエネルギーを吸収する。
【００３６】
また、このときの傾斜部分６の上端部の断面変形は、図９に示すように下壁４の両側稜線部４ａ，４ｂに形成したノッチ１４が脆弱部分となって断面変形を助長でき、更に、上方メンバ７と下方メンバ８とを結合する溶接Ｍ部分による熱影響部分によって断面変形を助長できる。
【００３７】
一方、図６，図７に示すように傾斜部分６の下端部では、下方リブ１３と上方リブ１２との間のクリアランスδ２，δ３が最小となっているため、フロントサイドメンバ１の断面変形は最小限に抑制される。
【００３８】
従って、フロントサイドメンバ１の傾斜部分６では、その上端部で下方メンバ８が大きく断面変形して荷重エネルギーを吸収する一方、下端部で断面変形を抑制できるため、図１０中破線に示す非衝突状態（通常時）から実線に示す本実施形態の衝突状態で傾斜部分６の変形量、つまり傾斜部分６の下端部を中心とする上端部の後方移動量を小さくすることができる。尚、図１０中、２点鎖線は従来のフロントサイドメンバの変形状態を示す。
【００３９】
このため、本実施形態のフロントサイドメンバ１では、衝突により下壁４側が変形する間、剛性が大きくなった上壁３側によって傾斜部分６の変形を抑制できるため、この傾斜部分６に沿ったダッシュパネルの後退を抑制し、ひいては、キャビン変形を少なくすることができる。
【００４０】
また、傾斜部分６の後方に延在するフロアメンバ２では、中間部分において上方リブ１５と補強メンバ１６の上面との間に大きなクリアランスδ４を設け、セカンドクロスメンバ１７近傍ではクリアランスを最小としたので、衝突によるモーメントＭによってフロアメンバ２の中間部分で大きく断面変形して、その前方部分を下方に曲げ変形することによりエネルギーを更に吸収して、キャビンへの影響を低減することができる。
【００４１】
従って、本実施形態では傾斜部分６の上端部の断面変形と、フロアメンバ２の中間部分での断面変形と、によって効果的にエネルギー吸収して、傾斜部分６の下端部を中心とした上端部の後退移動を最小限に抑制できるため、補強部材などの追加を要することなくダッシュパネルの後退を効果的に減少し、かつ、軽量化を図ることができる。
【００４２】
ところで、本実施形態の車体前部構造では上記作用効果に加えて、傾斜部分６の上壁３側に、傾斜部分６の下端部から上端部に向かって前方からの荷重入力に対して断面変形を抑制する上方リブ１２を設けるとともに、傾斜部分６の下壁４側に、傾斜部分６の下端部から上端部に向かって前方からの荷重入力に対して断面変形を促進する下方リブ１３を設けたので、これら上方リブ１２と下方リブ１３との間のクリアランスδ１，δ２，δ３を調整することにより、傾斜部分６の断面変形量を制御してダッシュパネルの後退を効率良く抑制することができる。
【００４３】
また、傾斜部分６の下端部に、下壁４側が上壁３側に対して相対的に後方移動するのを阻止する下壁後退阻止手段１８を設けたので、上壁３側に先行して下壁４側が変形する際に、この下壁４側の上壁３側に対する後方移動を阻止できるので、下壁４側の変形を確実に行うことができる。
【００４４】
更に、フロントサイドメンバ１をアルミ合金の鋳物で形成したので、フロントサイドメンバ１の更なる軽量化を達成できる。
【００４５】
更にまた、上壁変形制御手段としての上記上方リブ１２および下壁変形制御手段としての下方リブ１３は、傾斜部分６の閉断面内に一体に形成したので、部品点数の増加を避けて車体組立時の作業性を向上することができる。
【００４６】
また、傾斜部分６の少なくとも上端部に、下壁４の両側稜線部４ａ，４ｂにノッチ１４を形成したので、このノッチ１４が脆弱部分となって傾斜部分６の上端部の断面変形を助長して、衝突エネルギーの吸収量を高めることができる。
【００４７】
更に、フロントサイドメンバ１を断面逆Ｕ字状の上方メンバ７と断面Ｕ字状の下方メンバ８とを結合して構成したので、これら上方メンバ７と下方メンバ８との相対変形を容易にして、下方メンバ８をより優先的に断面変形させることが可能となり、ひいては傾斜部分６の後方移動を抑制してダッシュパネルの後退を抑えることができる。
【００４８】
また、上方メンバ７と下方メンバ８の結合を溶接Ｍによって行うことにより、この溶接Ｍによる熱影響により脆弱部分とすることができるため、フロントサイドメンバ１の断面変形を更に増長することができる。
【００４９】
更にまた、下壁後退阻止手段１８は、傾斜部分６の下端部の上壁３から垂設した第１リブ状突起１９と、傾斜部分６の下端部の下壁４から立設して上記第１リブ状突起１９の前面に当接する第２リブ状突起２０と、によって構成したので、簡単な構造にして下壁４の後方移動を効率良く阻止できるため、傾斜部分６の下端部の変形を少なくしてダッシュパネルの後退をより確実に抑制することができる。
【００５０】
ところで、本発明の車体前部構造は上記実施形態に例をとって説明したが、この実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるフロントサイドメンバおよびフロアメンバの側面図。
【図２】本発明の一実施形態におけるフロントサイドメンバの傾斜部分からフロアメンバに至る部分の分解斜視図。
【図３】本発明の一実施形態における上方メンバの傾斜部分の下端部を下方から見た斜視図。
【図４】本発明の一実施形態における下方メンバの傾斜部分の下端部を上方から見た斜視図。
【図５】図１中Ａ−Ａ線に沿った拡大断面図。
【図６】図１中Ｂ−Ｂ線に沿った拡大断面図。
【図７】図１中Ｃ−Ｃ線に沿った拡大断面図。
【図８】図１中Ｄ−Ｄ線に沿った拡大断面図。
【図９】本発明の一実施形態におけるフロントサイドメンバの傾斜部分の変形状態を示す拡大断面図。
【図１０】本発明の一実施形態におけるフロントサイドメンバおよびフロアメンバの変形状態を示す側面図。
【符号の説明】
１  フロントサイドメンバ
２  フロアメンバ
３  上壁
４  下壁
４ａ，４ｂ  稜線部
５  側壁
５ａ  側壁上部
５ｂ  側壁下部
６  傾斜部分
７  上方メンバ
８  下方メンバ
１２  上方リブ（上壁変形制御手段）
１３  下方リブ（下壁変形制御手段）
１４  ノッチ（脆弱部）
１８  下壁後退阻止手段
１９  第１リブ状突起
２０  第２リブ状突起
【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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【図９】
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【図１０】
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