(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体フレームの前部が、その左右各側部を構成して車体の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバと、車体の幅方向に延びてその長手方向の各端部が上記各サイドメンバの前端部に結合させられるクロスメンバと、上下方向に延びて、その各下端部が上記各サイドメンバの前端部に結合させられる左右一対のラジエータサポートとを備えた自動車の車体前部において、
上記ラジエータサポートの側部壁の下端部に、車体の幅方向に膨出し、かつ、上下方向に長く延びるビードを形成し、
上記ビードに、車体の幅方向に貫通する貫通孔を形成し、
上下方向で、上記サイドメンバの前端部の上、下端縁の範囲内に上記ビードの少なくとも一部を位置させた自動車の車体前部における補強構造。
【請求項２】
上記サイドメンバの前端部の側面に、上記ラジエータサポートの下端部の側部壁を接合させた請求項１に記載の自動車の車体前部における補強構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、自動車の車体前部において、車体フレームを構成するサイドメンバ、クロスメンバ、およびラジエータサポートの互いの結合部における補強構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記自動車の車体前部における補強構造には、従来、実開平２‐１０８６６７号公報で示されるものがある。
【０００３】
上記公報のものによれば、車体フレームの前部は、その左右各側部を構成して車体の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバと、車体の幅方向に延びてその長手方向の各端部が上記各サイドメンバの前端部に結合させられるクロスメンバと、上下方向に延びて、その各下端部が上記各サイドメンバの前端部に結合させられる左右一対のラジエータサポートとを備えている。
【０００４】
上記サイドメンバの前端部、クロスメンバの端部、およびラジエータサポートの下端部の互いの結合部は、車体フレームの前端部に位置しており、自動車の衝突時など、その前方から大きな衝撃力が与えられるときには、この衝撃力を他に先立って受ける部分とされている。
【０００５】
そして、上記結合部が衝撃力を与えられたときには、この衝撃力で上記結合部が塑性変形し、もって、上記衝撃力が吸収されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記結合部は、各所からの外力が集中するところであり、このため、これら外力に対抗する上で、上記結合部の強度と剛性とはより向上させることが望まれている。
【０００７】
しかし、上記結合部を単に補強すると、この結合部に前記したように衝撃力が与えられたとき、この結合部の塑性変形が阻害されて、衝撃力の吸収が不十分になるおそれを生じる。
【０００８】
本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、車体フレームにおけるサイドメンバの前端部、クロスメンバの端部、およびラジエータサポートの下端部の互いの結合部の強度と剛性とをより向上させると共に、自動車の衝突時など、上記車体フレームの結合部がその前方から大きい衝撃力を与えられたときには、上記結合部が十分に塑性変形して上記衝撃力が十分に吸収されるようにすることを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の自動車の車体前部における補強構造は、次の如くである。
【００１０】
請求項１の発明は、車体フレーム４の前部が、その左右各側部を構成して車体１の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ９と、車体１の幅方向に延びてその長手方向の各端部が上記各サイドメンバ９の前端部に結合させられるクロスメンバ１１と、上下方向に延びて、その各下端部が上記各サイドメンバ９の前端部に結合させられる左右一対のラジエータサポート１２とを備えた自動車の車体前部において、
【００１１】
上記ラジエータサポート１２の側部壁４５の下端部に、車体１の幅方向に膨出し、かつ、上下方向に長く延びるビード４７を形成し、
【００１２】
上記ビード４７に、車体１の幅方向に貫通する貫通孔を形成し、
【００１３】
上下方向で、上記サイドメンバ９の前端部の上、下端縁の範囲内４９に上記ビード４７の少なくとも一部を位置させたものである。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明に加えて、上記サイドメンバ９の前端部の側面に、上記ラジエータサポート１２の下端部の側部壁４５を接合させたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。
【００１６】
図中符号１は自動車の板金製の車体で、矢印Ｆｒはこの車体１の前方を示し、下記する左右とは、上記前方に向っての車体１の幅方向をいうものとする。
【００１７】
上記車体１は、その下部を構成して、サスペンション２により懸架した前車輪３と後車輪とを介して走行路面上に支持される車体フレーム４と、この車体フレーム４の上側に配設されてこの車体フレーム４に支持される車体本体５とを備え、上記車体フレーム４と車体本体５とは、車体１の幅方向の中心を通る仮想鉛直面６を基準としてほぼ左右対称形とされている。
【００１８】
上記車体フレーム４の前部は、この車体フレーム４の左右各側部を構成し上記各前車輪３をそれぞれ懸架して前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ９と、車体１の幅方向に延びてその各端部が上記各サイドメンバ９の前端部に締結具１０により締結されて結合させられるフロントクロスメンバ１１と、上記車体フレーム４の左右各前側部を構成して上下方向に延びその各下端部が上記各サイドメンバ９の前端部に結合させられる左右一対のラジエータサポート１２と、車体１の幅方向に延びてその各端部が上記ラジエータサポート１２の上端部に結合させられるアッパクロスメンバ１３と、上記クロスメンバ１１とアッパクロスメンバ１３のそれぞれ長手方向の中途部同士を結合させるセンタメンバ１４とを備えている。
【００１９】
前記車体本体５は、上記サイドメンバ９の前部の後側に隣接して上記車体本体５の左右各外側部を構成する左右側壁１８を備え、これら各側壁１８の前部に車体１の幅方向に貫通するドア開口１９が形成されている。
【００２０】
上記側壁１８の前端部である上記ドア開口１９の前部開口縁がフロントピラー２０とされている。このフロントピラー２０は、上下方向に長く延びて十分の強度を有し、このフロントピラー２０の下端部は上記サイドメンバ９の長手方向の中途部に支持されている。
【００２１】
また、上記車体本体５は、車体１の幅方向に延びてその各端部が上記各フロントピラー２０の上下方向の中途部に結合されるフロントカウル２２と、このフロントカウル２２から下方に延出するダッシュパネル２３と、上記左右側壁１８の間で、上記サイドメンバ９上に支持され、その前端部が上記ダッシュパネル２３の延出端部（下端部）に結合されるフロアパネル２４とを備えている。
【００２２】
上記左右側壁１８、フロントカウル２２、ダッシュパネル２３およびフロアパネル２４で囲まれた車体本体５の内部の空間が車室２５とされ、上記ドア開口１９は上記車室２５の内外を連通させている。
【００２３】
また、上記車体本体５は、上記各サイドメンバ９よりも上方、かつ、外側方に位置し、上記フロントカウル２２との結合部の近傍である上記フロントピラー２０の上下方向の中途部から前方に向ってほぼ水平、かつ、直線的に突出する左右一対のエプロンメンバ２８と、車体１の前方に向うに従い内側方に延びて上記各エプロンメンバ２８の突出端部を前記アッパクロスメンバ１３の各端部に結合させる左右一対のアッパサイドメンバ２９と、車体１の各側部で、上記サイドメンバ９とエプロンメンバ２８とに架設されて上記前車輪３をその上方から覆うフロントフェンダエプロン３０とを備え、上記エプロンメンバ２８の後端部は上記フロントピラー２０の中途部とフロントカウル２２の端部とにそれぞれ強固に結合させられている。
【００２４】
上記フロントフェンダエプロン３０の下端縁部は上記サイドメンバ９に結合させられ、上端縁部は上記エプロンメンバ２８に結合させられ、また、後端縁部は上記ダッシュパネル２３に結合させられている。上記各結合はそれぞれ強固になされており、もって、上記のように互いに結合された部材９，２３，２８，３０は互いに補強されてそれぞれ大きい強度を有している。
【００２５】
前記各サスペンション２は、上下方向に長く延びてその長手方向で伸縮自在とされる緩衝器３２を備え、上記車体１の前後方向で、上記緩衝器３２は上記前車輪３の回転中心３３とほぼ同じところに位置させられ、かつ、前車輪３とフロントフェンダエプロン３０とで挟まれた空間に位置させられている。
【００２６】
一方、車体１の前後方向で、上記サスペンション２の緩衝器３２とほぼ同じ位置の上記フロントフェンダエプロン３０の一部分が上方に膨出させられて膨出部３４とされている。この膨出部３４の膨出端部（上端部）に、上記緩衝器３２の上端部を支持させる支持部３５が形成され、上記膨出部３４にその下方から嵌入された上記緩衝器３２の上端部が上記支持部３５に締結などにより支持されている。また、上記緩衝器３２の下端部には上記前車輪３の車軸が支承されて支持されている。
【００２７】
上記の場合、緩衝器３２の軸心３６が上記支持部３５を貫通した部分が上記支持部３５の中心３７とされている。また、上記支持部３５は、上記緩衝器３２を支持するものであることから、上記膨出部３４と共に十分に大きい強度と剛性とが与えられている。
【００２８】
上記ドア開口１９を車体１の外側方から開閉自在に閉じるドア４０が設けられている。このドア４０は、その後部が車体１の外側方に向って往、復回動自在となるようその前端部が上下一対のヒンジ４１，４１によって、上記フロントピラー２０に枢支されている。上記ドア４０の前端縁部は、上記エプロンメンバ２８の後端部の後方近傍、かつ、外側方近傍に位置している。
【００２９】
上記構成において、サイドメンバ９の前端部、クロスメンバ１１の端部、およびラジエータサポート１２の下端部の互いの結合部４３につき、詳しく説明する。
【００３０】
上記ラジエータサポート１２は、車体１の平面視におけるその長手方向の各部断面がほぼＬ字形状とされ、上記ラジエータサポート１２の前端部を構成して車体１の幅方向に延びる前部壁４４と、この前部壁４４の車体１の外側方側の端縁部から車体１の後方に一体的に延出する側部壁４５とを備え、上記ラジエータサポート１２は板金プレス加工により成形されている。
【００３１】
上記ラジエータサポート１２の前部壁４４の下端部は、上記サイドメンバ９の前端部と、クロスメンバ１１の端部との間に挟み付けられて、これら３部材４４，９，１１が上記締結具１０により一体的に共締めされている。
【００３２】
上記ラジエータサポート１２の側部壁４５の下端部は、上記サイドメンバ９の前端部の外側面に直接に接合させられて、スポット溶接Ｓにより強固に結合させられている。
【００３３】
上記サイドメンバ９の外側面に結合させられた上記ラジエータサポート１２の側部壁４５の下端部の前後方向の中途部には、車体１の幅方向で外側方に向って膨出し、かつ、上下方向に長く延びる補強用のビード４７が形成させれている。このビード４７は、このビード４７の下部を構成し、上下方向で上記サイドメンバ９の前端部の上、下端縁の範囲内４９のほぼ全体にわたり位置する本体部５０と、上記ビード４７の上部を構成し、上記本体部５０の上端部から上記サイドメンバ９の前端部よりも上方に一体的に延出する延出部５１とを備え、この延出部５１よりも上記本体部５０の方が前後方向の幅寸法が大きくされている。
【００３４】
上記ビード４７の本体部５０の膨出端部に車体１の幅方向に貫通する貫通孔５３が形成され、この貫通孔５３は上下に長く延び、上記範囲内４９で、上記本体部５０の長手方向のほぼ全体にわたり形成されている。
【００３５】
上記構成によれば、各ラジエータサポート１２の側部壁４５の下端部に、車体１の幅方向に膨出し、かつ、上下方向に長く延びるビード４７を形成してある。
【００３６】
このため、上記車体フレーム４におけるサイドメンバ９の前端部、クロスメンバ１１の端部、およびラジエータサポート１２の下端部の互いの結合部４３の強度と剛性とは上記ビード４７により向上させられる。
【００３７】
よって、上記結合部４３は外力が集中する部分であるが、この横向部材４３はこれら外力に対抗できることとなって、車体フレームの強度上好ましい。
【００３８】
また、上記各ビード４７に、車体１の幅方向に貫通する貫通孔を形成してある。
【００３９】
このため、自動車の衝突時など、上記結合部４３がその前方から大きな衝撃力を与えられたときには、上記貫通孔５３の開口縁の各部には直ちに応力集中が生じて、上記ビード４７は円滑に塑性変形する。
【００４０】
よって、上記結合部４３は、上記ビード４７によって補強されてはいるが、衝撃力を与えられたときには、上記ビード４７に形成された貫通孔５３の存在により、上記ビード４７と共に結合部４３が円滑に塑性変形し、上記衝撃力が十分に吸収される。
【００４１】
また、上下方向で、上記サイドメンバ９の前端部の上、下端縁の範囲内４９に上記ビード４７の少なくとも一部を位置させてある。
【００４２】
ここで、上記サイドメンバ９は前後方向に延びるものであって、上記クロスメンバ１１やラジエータサポート１２に比べて、その前方からの衝撃力に対し、より大きい強度や剛性を有するものである。
【００４３】
そこで、上記結合部４３にその前方から衝撃力が与えられたとき、上記サイドメンバ９が過大な強度等で、この衝撃力に対抗することがないよう上記範囲内４９に貫通孔５３を位置させたのであり、このため、上記サイドメンバ９に衝撃力が与えられたときには、上記貫通孔５３の存在により、上記ビード４７と共に横向部材４３が円滑に塑性変形し、もって、上記衝撃力が十分に吸収される。
【００４４】
また、前記したように、サイドメンバ９の前端部の側面に、上記ラジエータサポート１２の下端部の側部壁４５を接合させた状態で結合させてある。
【００４５】
このため、自動車が通常の走行をするときには、上記サイドメンバ９は前後方向で大きい外力を与えられるが、この際、上記ラジエータサポート１２の下端部において前後方向に延びる側部壁４５が上記外力の一部を効果的に支持することとなり、これは上記結合部４３の強度上好ましい。
【００４６】
【発明の効果】
本発明による効果は、次の如くである。
【００４７】
請求項１の発明は、車体フレームの前部が、その左右各側部を構成して車体の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバと、車体の幅方向に延びてその長手方向の各端部が上記各サイドメンバの前端部に結合させられるクロスメンバと、上下方向に延びて、その各下端部が上記各サイドメンバの前端部に結合させられる左右一対のラジエータサポートとを備えた自動車の車体前部において、
【００４８】
上記ラジエータサポートの側部壁の下端部に、車体の幅方向に膨出し、かつ、上下方向に長く延びるビードを形成してある。
【００４９】
このため、上記車体フレームにおけるサイドメンバの前端部、クロスメンバの端部、およびラジエータサポートの下端部の互いの結合部の強度と剛性とは上記ビードにより向上させられる。
【００５０】
よって、上記結合部は外力が集中する部分であるが、この結合部はこれら外力に対抗できることとなって、車体フレームの強度上好ましい。
【００５１】
また、上記ビードに、車体の幅方向に貫通する貫通孔を形成してある。
【００５２】
このため、自動車の衝突時など、上記結合部がその前方から大きな衝撃力を与えられたときには、上記貫通孔の開口縁の各部には直ちに応力集中が生じて、上記ビードは円滑に塑性変形する。
【００５３】
よって、上記結合部は、上記ビードによって補強されてはいるが、衝撃力を与えられたときには、上記ビードに形成された貫通孔の存在により、上記ビードと共に結合部が円滑に塑性変形し、上記衝撃力が十分に吸収される。
【００５４】
また、上下方向で、上記サイドメンバの前端部の上、下端縁の範囲内に上記ビードの少なくとも一部を位置させてある。
【００５５】
ここで、上記サイドメンバは前後方向に延びるものであって、上記クロスメンバやラジエータサポートに比べて、その前方からの衝撃力に対し、より大きい強度や剛性を有するものである。
【００５６】
そこで、上記結合部にその前方から衝撃力が与えられたとき、上記サイドメンバが過大な強度等で、この衝撃力に対抗することがないよう上記範囲内に貫通孔を位置させたのであり、このため、上記サイドメンバに衝撃力が与えられたときには、上記貫通孔の存在により、上記ビードと共に結合部が円滑に塑性変形し、もって、上記衝撃力が十分に吸収される。
【００５７】
請求項２の発明は、上記サイドメンバの前端部の側面に、上記ラジエータサポートの下端部の側部壁を接合させてある。
【００５８】
このため、自動車が通常の走行をするときには、上記サイドメンバは前後方向で大きい外力を与えられるが、この際、上記ラジエータサポートの下端部において前後方向に延びる側部壁が上記外力の一部を効果的に支持することとなり、これは上記結合部の強度上好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２の部分拡大図である。
【図２】車体前部の側面部分破断図である。
【図３】車体前部の平面部分破断図である。
【図４】車体前部の正面部分破断図である。
【図５】図３の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１      車体
４      車体フレーム
９      サイドメンバ
１０    締結具
１１    クロスメンバ
１２    ラジエータサポート
４４    前部壁
４３    結合部
４５    側部壁
４７    ビード
４９    範囲内
５３    貫通孔
【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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