(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維強化樹脂でバスタブ状に形成したキャビン（１１）のダッシュパネルロア（１２）の前面に、前後方向に延びる左右一対の金属製のフロントサイドフレーム（１３）の後端を固定した自動車の車体構造であって、
前記ダッシュパネルロア（１２）は、略鉛直方向に起立する鉛直壁部（１２ａ）と、前記鉛直壁部（１２ａ）の下端から後下方に延びてフロアパネル（１４）の前端に連なる傾斜壁部（１２ｂ）と、前記鉛直壁部（１２ａ）および前記傾斜壁部（１２ｂ）の車幅方向外端を後方に窪ませた左右一対のホイールアーチ部（１２ｃ）とを備え、
前記フロントサイドフレーム（１３）は、側面視で前記傾斜壁部（１２ｂ）の前端に滑らかに連続する横板部（１３ｄ，１３ｅ）と、平面視で前記ホイールアーチ部（１２ｃ）の前端に滑らかに連続する外側縦板部（１３ｂ）とを備え、
前記フロントサイドフレーム（１３）の前部（１３Ｆ）は前後方向に延びる中央縦板部（１３ａ）を備えるとともに、前記フロントサイドフレーム（１３）の後部（１３Ｒ）は、前記中央縦板部（１３ａ）の後端から車幅方向外側に分岐する前記外側縦板部（１３ｂ）と、前記中央縦板部（１３ａ）の後端から車幅方向内側に分岐する内側縦板部（１３ｃ）とを備え、前記横板部（１３ｄ，１３ｅ）は上側横板部（１３ｄ）および下側横板部（１３ｅ）からなり、前記上側横板部（１３ｄ）は、前記前部（１３Ｆ）において前記中央縦板部（１３ａ）の上端に沿って延びるとともに、前記後部（１３Ｒ）において前記外側縦板部（１３ｂ）および前記内側縦板部（１３ｃ）の外側面に沿って前上方から後下方に延び、前記下側横板部（１３ｅ）は、前記前部（１３Ｆ）および前記後部（１３Ｒ）において前記中央縦板部（１３ａ）、前記外側縦板部（１３ｂ）および前記内側縦板部（１３ｃ）の下端に沿って延びることを特徴とする自動車の車体構造。
【請求項２】
前記上側横板部（１３ｄ）は前記傾斜壁部（１２ｂ）の前端に向けて後下方に湾曲することを特徴とする、請求項１に記載の自動車の車体構造。
【請求項３】
前記外側縦板部（１３ｂ）の後端に設けた外側接合フランジ（１３ｇ）と、前記下側横板部（１３ｅ）の後端に設けた下側接合フランジ（１３ｉ）とを、前記ホイールアーチ部（１２ｃ）および前記傾斜壁部（１２ｂ）の内部に埋設したナット部材（１８）にボルト（１９，２１）で締結したことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の自動車の車体構造。
【請求項４】
前記外側縦板部（１３ｂ）の板厚（ｔ１）を前記内側縦板部（１３ｃ）の板厚（ｔ２）よりも大きくしたことを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の自動車の車体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化樹脂でバスタブ状に形成したキャビンのダッシュパネルロアの前面に、前後方向に延びる左右一対の金属製のフロントサイドフレームの後端を固定した自動車の車体構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
フロントサイドフレームとダッシュパネルロアとの間に配置されたエネルギー吸収部材が，上下方向に開放するハニカム部材の上下面にそれぞれ脆性板を接着して構成されており、フロントサイドフレームに所定値以上の衝突荷重が入力したときに、脆性板の破壊がトリガーとなってハニカム部材が圧壊することで衝突エネルギーを吸収するものが、下記特許文献１により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−８３７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来のものは、エネルギー吸収部材がダッシュパネルロアの鉛直な壁面に取り付けられており、衝突荷重がフロントサイドフレームからエネルギー吸収部材を介してダッシュパネルロアの鉛直な壁面に伝達されるため、エネルギー吸収部材を確実に圧壊してエネルギー吸収効果を発揮させるためにはダッシュパネルロアに充分な強度を持たせることが必要となり、ダッシュパネルロアの重量が増加する問題がある。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ダッシュパネルロアの重量増加を最小限に抑えながら、フロントサイドフレームから入力する衝突荷重を確実に支持できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、繊維強化樹脂でバスタブ状に形成したキャビンのダッシュパネルロアの前面に、前後方向に延びる左右一対の金属製のフロントサイドフレームの後端を固定した自動車の車体構造であって、前記ダッシュパネルロアは、略鉛直方向に起立する鉛直壁部と、前記鉛直壁部の下端から後下方に延びてフロアパネルの前端に連なる傾斜壁部と、前記鉛直壁部および前記傾斜壁部の車幅方向外端を後方に窪ませた左右一対のホイールアーチ部とを備え、前記フロントサイドフレームは、側面視で前記傾斜壁部の前端に滑らかに連続する横板部と、平面視で前記ホイールアーチ部の前端に滑らかに連続する外側縦板部とを備え、前記フロントサイドフレームの前部は前後方向に延びる中央縦板部を備えるとともに、前記フロントサイドフレームの後部は、前記中央縦板部の後端から車幅方向外側に分岐する前記外側縦板部と、前記中央縦板部の後端から車幅方向内側に分岐する内側縦板部とを備え、前記横板部は上側横板部および下側横板部からなり、前記上側横板部は、前記前部において前記中央縦板部の上端に沿って延びるとともに、前記後部において前記外側縦板部および前記内側縦板部の外側面に沿って前上方から後下方に延び、前記下側横板部は、前記前部および前記後部において前記中央縦板部、前記外側縦板部および前記内側縦板部の下端に沿って延びることを特徴とする自動車の車体構造が提案される。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記上側横板部は前記傾斜壁部の前端に向けて後下方に湾曲することを特徴とする自動車の車体構造が提案される。
【０００８】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記外側縦板部の後端に設けた外側接合フランジと、前記下側横板部の後端に設けた下側接合フランジとを、前記ホイールアーチ部および前記傾斜壁部の内部に埋設したナット部材にボルトで締結したことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。
【０００９】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記外側縦板部の板厚を前記内側縦板部の板厚よりも大きくしたことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。
【００１０】
尚、実施の形態の上側横板部１３ｄおよび下側横板部１３ｅは本発明の横板部に対応する。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の構成によれば、繊維強化樹脂でバスタブ状に形成したキャビンのダッシュパネルロアの前面に、前後方向に延びる左右一対の金属製のフロントサイドフレームの後端が固定される。ダッシュパネルロアは、略鉛直方向に起立する鉛直壁部と、鉛直壁部の下端から後下方に延びてフロアパネルの前端に連なる傾斜壁部と、鉛直壁部および傾斜壁部の車幅方向外端を後方に窪ませた左右一対のホイールアーチ部とを備える。フロントサイドフレームは、側面視で傾斜壁部の前端に滑らかに連続する横板部と、平面視でホイールアーチ部の前端に滑らかに連続する外側縦板部とを備えるので、前面衝突によりフロントサイドフレームに入力した衝突荷重が、その横板部および外側縦板部を介して高強度の傾斜壁部およびホイールアーチ部に効率的に伝達されることで、ダッシュパネルロアの板厚を減少させてキャビンの軽量化を図りながら、前面衝突の衝突荷重に対する強度を確保することができる。
【００１２】
しかも、フロントサイドフレームの前部は前後方向に延びる中央縦板部を備えるとともに、フロントサイドフレームの後部は、中央縦板部の後端から車幅方向外側に分岐する外側縦板部と、中央縦板部の後端から車幅方向内側に分岐する内側縦板部とを備え、横板部は上側横板部および下側横板部からなり、上側横板部は、前部において中央縦板部の上端に沿って延びるとともに、後部において外側縦板部および内側縦板部の外側面に沿って前上方から後下方に延び、下側横板部は、前部および後部において中央縦板部、外側縦板部および内側縦板部の下端に沿って延びるので、複数の横板部および複数の縦板部の組み合わせによりフロントサイドフレームの剛性を高め、衝突荷重をフロントサイドフレームからダッシュパネルロアに効率的に伝達することができる。
【００１３】
また請求項２の構成によれば、上側横板部は傾斜壁部の前端に向けて後下方に湾曲するので、側面視で上側横板部および下側横板部の両方の後端をホイールアーチ部の前端に滑らかに接続することができる。
【００１４】
また請求項３の構成によれば、外側縦板部の後端に設けた外側接合フランと、下側横板部の後端に設けた下側接合フランジとを、ホイールアーチ部および傾斜壁部の内部に埋設したナット部材にボルトで締結したので、フロントサイドフレームからの衝突荷重をホイールアーチ部および傾斜壁部に効率的に伝達することができる。
【００１５】
また請求項４の構成によれば、外側縦板部の板厚を内側縦板部の板厚よりも大きくしたので、フロントサイドフレームからの衝突荷重をダッシュパネルロアの鉛直壁部よりも高強度のホイールアーチ部に多く伝達し、フロントサイドフレームの車幅方向内側への倒れを防止して衝突エネルギーの吸収効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】自動車の車体前部の平面図。
【図２】図１の２方向矢視図。
【図３】図１の３−３線断面図。
【図４】図２の４Ａ−４Ａ線、４Ｂ−４Ｂ線および４Ｃ−４Ｃ線断面図。
【図５】図２の５−５線断面図。
【図６】図１の６方向矢視図。
【図７】図６に対応する分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図１〜図７に基づいて本発明の実施の形態を説明する。尚、本明細書において前後方向、左右方向（車幅方向）および上下方向とは、運転席に着座した乗員を基準として定義される。
【００１８】
図１および図２に示すように、繊維強化樹脂でバスタブ状に一体成形された自動車のキャビン１１の前部に設けられたダッシュパネルロア１２は、略鉛直に起立して車幅方向に延びる鉛直壁部１２ａと、鉛直壁部１２ａの下端から後下方に斜めに延びて略水平なフロアパネル１４の前端に接続する傾斜壁部１２ｂと、鉛直壁部１２ａおよび傾斜壁部１２ｂの車幅方向両端部を後方かつ車幅方向内側に窪ませた左右一対のホイールアーチ部１２ｃ，１２ｃとを備える。
【００１９】
アルミニウム合金の鋳造部材である左右一対のフロントサイドフレーム１３，１３は前後方向に沿って配置され、その後端がダッシュパネルロア１２の鉛直壁部１２ａの車幅方向両側における傾斜壁部１２ｂおよびホイールアーチ部１２ｃ，１２ｃに隣接する位置に固定される。左右一対のフロントサイドフレーム１３，１３は車体中心面を挟んで面対称な部材であるため、その一方を代表として形状を説明する。
【００２０】
図２、図４および図６に示すように、フロントサイドフレーム１３は一体に連続する前部１３Ｆおよび後部１３Ｒからなる（図２参照）。フロントサイドフレーム１３の前部１３Ｆは、横断面において鉛直方向に配置された中央縦板部１３ａと、横断面において水平方向に配置されて中央縦板部１３ａの上端に沿って延びる上側横板部１３ｄと、横断面において水平方向に配置されて中央縦板部１３ａの下端に沿って延びる下側横板部１３ｅとを備える。
【００２１】
フロントサイドフレーム１３の後部１３Ｒは、中央縦板部１３ａの後端から車幅方向外側に湾曲する外側縦板部１３ｂと、中央縦板部１３ａの後端から車幅方向内側に湾曲する内側縦板部１３ｃとを備える。つまり中央縦板部１３ａ、外側縦板部１３ｂおよび内側縦板部１３ｃは平面視でＹ字状に形成される。
【００２２】
前部１３Ｆから後部１３Ｒに跨がって延びる上側横板部１３ｄは、前部１３Ｆでは水平方向後方に延びているが、後部１３Ｒでは外側縦板部１３ｂの車幅方向外面および内側縦板部１３ｃの車幅方向内面に沿って前上方から後下方に弧状に湾曲する。また前部１３Ｆから後部１３Ｒに跨がって延びる下側横板部１３ｅは、前部１３Ｆでは水平方向後方に延びているが、後部１３Ｒでは外側縦板部１３ｂおよび内側縦板部１３ｃの下端に沿って前上方から後下方に弧状に湾曲する。従って、上側横板部１３ｄおよび下側横板部１３ｅは後部１３Ｒの後端で上下に重なり合うように集合する。
【００２３】
Ｉ字状の横断面を有する前部１３Ｆの前端には、バンパービームエクステンションあるいはバンパービームに接続する平板状の前側接合フランジ１３ｆが形成される。またＵ字状の横断面を有する後部１３Ｒの後端には、外側縦板部１３ｂの後端を斜め後方に延長した外側接合フランジ１３ｇと、内側縦板部１３ｃの後端を車幅方向内側に折り曲げた内側接合フランジ１３ｈと、下側横板部１３ｅの後端を斜め下方に延長した下側接合フランジ１３ｉとが形成される。外側接合フランジ１３ｇ、内側接合フランジ１３ｈおよび下側接合フランジ１３ｉは、後部１３Ｒの後端を取り囲むようにＵ字状に連続する。
【００２４】
外側縦板部１３ｂおよび内側縦板部１３ｃの板厚には差があり、外側縦板部１３ｂの板厚ｔ１は内側縦板部１３ｃの板厚ｔ２よりも大きくなっている（図４（Ｂ）および図４（Ｃ）参照）。
【００２５】
図３および図５に示すように、キャビン１１のダッシュパネルロア１２は、車体外側に位置するアウタースキン１５と車体内側に位置するインナースキン１６とを、波板状のコア材１７を挟んで接合して構成される。ダッシュパネルロア１２の鉛直壁部１２ａの車幅方向外端には、傾斜壁部１２ｂおよびホイールアーチ部１２ｃに跨がる金属製のナット部材１８が埋設される。
【００２６】
フロントサイドフレーム１３の外側接合フランジ１３ｇは３本のボルト１９…でナット部材１８に締結され、フロントサイドフレーム１３の内側接合フランジ１３ｈは３本のボルト２０…でナット部材１８に締結され、フロントサイドフレーム１３の下側接合フランジ１３ｉは３本のボルト２１…でナット部材１８に締結される。
【００２７】
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。
【００２８】
前面衝突時の衝突荷重がフロントサイドフレーム１３の前端に入力すると、その衝突荷重はフロントサイドフレーム１３からキャビン１１のダッシュパネルロア１２に伝達され、そこからフロアパネル１４やサイドシルに分散されて吸収される。このとき、衝突荷重の入力方向に対して直交するダッシュパネルロア１２の鉛直壁部１２ａは比較的に強度が低く、衝突荷重の入力方向に対して傾斜する傾斜壁部１２ｂやホイールアーチ部１２ｃは比較的に強度が高いため、傾斜壁部１２ｂおよびホイールアーチ部１２ｃに衝突荷重を多めに配分することで、鉛直壁部１２ａの後方への倒れを防止して衝突エネルギーの吸収性能を高めることができる。
【００２９】
本実施の形態によれば、フロントサイドフレーム１３が、横断面において鉛直方向に延びる中央縦板部１３ａ、外側縦板部１３ｂおよび内側縦板部１３ｃと、横断面において水平方向に延びる上側横板部１３ｄおよび下側横板部１３ｅとを組み合わせて構成されるため、衝突荷重に対するフロントサイドフレーム１３の曲げ剛性を高めて折れ曲がりを防止することができる。
【００３０】
またフロントサイドフレーム１３の後部１３Ｒの上側横板部１３ｄおよび下側横板部１３ｅは、外側縦板部１３ｂの車幅方向外面および内側縦板部１３ｃの車幅方向内面に沿って前上部から後下部に向かって傾斜して延び、側面視でダッシュパネルロア１２の傾斜壁部１２ｂに急激に折れ曲がることなく滑らかに連続している（図３参照）。またフロントサイドフレーム１３の後部１３Ｒにおいて中央縦板部１３ａの後端から二股に分岐する外側縦板部１３ｂおよび内側縦板部１３ｃのうち、外側縦板部１３ｂは車幅方向外側に向かって湾曲し、平面視でダッシュパネルロア１２のホイールアーチ部１２ｃに急激に折れ曲がることなく滑らかに連続している（図５参照）。
【００３１】
ダッシュパネルロア１２の鉛直壁部１２ａは衝突荷重の入力方向に対して直交しているために後方に倒れ易くなるが、傾斜壁部１２ｂおよびホイールアーチ部１２ｃは衝突荷重の入力方向に対して傾斜しているため、衝突荷重に対する強度が鉛直壁部１２ａよりも高くなって変形し難くなる。
【００３２】
本実施の形態によれば、上側横板部１３ｄおよび下側横板部１３ｅが側面視でダッシュパネルロア１２の傾斜壁部１２ｂに滑らかに連続し、かつ外側縦板部１３ｂはダッシュパネルロア１２のホイールアーチ部１２ｃに滑らかに連続するため、衝突荷重を面内荷重としてフロントサイドフレーム１３から高強度の傾斜壁部１２ｂおよびホイールアーチ部１２ｃに効率的に伝達することができる。これにより、ダッシュパネルロア１２の板厚を増加させることなく、衝突荷重をダッシュパネルロア１２の各部に効率的に配分して変形を防止し、衝突エネルギーの吸収効果を高めることができる。
【００３３】
特に、強度の高いホイールアーチ部１２ｃに接続されるフロントサイドフレーム１３の外側縦板部１３ｂの肉厚ｔ１を大きくし、強度の低い鉛直壁部１２ａに接続されるフロントサイドフレーム１３の内側縦板部１３ｃの肉厚ｔ２を小さくしたので（図５参照）、高強度のホイールアーチ部１２ｃに大きな荷重を配分して低強度の鉛直壁部１２ａに小さい荷重を配分することが可能となり、衝突荷重によるフロントサイドフレーム１３の車幅方向内側への傾きを防止して衝突エネルギーの吸収効果を更に高めることができる。
【００３４】
また外側縦板部１３ｂの後端に設けた外側接合フランジ１３ｇと、下側横板部１３ｅの後端に設けた下側接合フランジ１３ｉとを、ダッシュパネルロア１２のホイールアーチ部１２ｃおよび傾斜壁部１２ｂに埋設したナット部材１８にボルト１９…，２１…で締結したので、ダッシュパネルロア１２の局所的な破壊を防止しながらフロントサイドフレーム１３からの衝突荷重をホイールアーチ部１２ｃおよび傾斜壁部１２ｂに効率的に伝達することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３６】
例えば、フロントサイドフレーム１３はアルミニウム合金製に限定されず、鉄製であっても良い。
【符号の説明】
【００３７】
１１        キャビン
１２        ダッシュパネルロア
１２ａ      鉛直壁部
１２ｂ      傾斜壁部
１２ｃ      ホイールアーチ部
１３        フロントサイドフレーム
１３Ｆ      前部
１３Ｒ      後部
１３ａ      中央縦板部
１３ｂ      外側縦板部
１３ｃ      内側縦板部
１３ｄ      上側横板部（横板部）
１３ｅ      下側横板部（横板部）
１３ｇ      外側接合フランジ
１３ｉ      下側接合フランジ
１４        フロアパネル
１８        ナット部材
１９        ボルト
２１        ボルト
ｔ１        外側縦板部の板厚
ｔ２        内側縦板部の板厚
【図１】
0006020932.tif 000002
【図２】
0006020932.tif 000003
【図３】
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【図４】
0006020932.tif 000005
【図５】
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【図６】
0006020932.tif 000007
【図７】
0006020932.tif 000008