(57)【要約】【課題】フロントサイドフレームとロアメンバとの連結構造の性能が溶接性能の影響を受けることがなく、上下オフセットのフルラップ衝突やナローオフセット衝突でも、衝突荷重の伝達、反力発生がフロントサイドフレームとロアメンバとの双方で的確に行われるようにして衝突性能の更なる向上を図ること。【解決手段】フロントサイドフレーム１８の側面部にはロアメンバ１６の側に突出した第１の連結用突出部３４を一体成形し、ロアメンバの側面部にはフロントサイドフレーム１８の側に突出した第１の連結用突出部３６を一体成形し、第１の連結用突出部３４と前記第２の連結用突出部３６とを互いに嵌合させて結合する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前後方向に延在する左右のフロントサイドフレームと、前記フロントサイドフレームより車幅方向外側にあって上端をフロントピラーに接合され当該接合部より車体前下方に延在する左右のロアメンバと、左右同士の前記フロントサイドフレームと前記ロアメンバとを連結する連結構造とを含む自動車の車体前部構造であって、
前記ロアメンバは車体側面より見て前記フロントサイドフレームを上下に横切って延在し、前記フロントサイドフレームと前記ロアメンバとは、横切り部位において車幅方向に相対向する側面部を有し、
前記フロントサイドフレームの前記側面部には前記ロアメンバの側に突出した第１の連結用突出部が一体成形され、前記ロアメンバの前記側面部には前記フロントサイドフレームの側に突出して前記第１の連結用突出部と重なり合う第２の連結用突出部が一体成形され、
前記第１の連結用突出部と前記第２の連結用突出部とは互い重なり合う部分において結合されている車体前部構造。
【請求項２】
前記第１の連結用突出部と前記第２の連結用突出部とは筒状をしていて互いに入れ筒式に嵌合している請求項１に記載の車体前部構造。
【請求項３】
前記第１の連結用突出部と前記第２の連結用突出部とは円筒状をしていて互いに入れ筒式に嵌合している請求項１に記載の車体前部構造。
【請求項４】
前記第１の連結用突出部と前記第２の連結用突出部とのうち、互いの嵌合部において外側に位置するものに溶接用開口が貫通形成され、前記溶接用開口において前記第１の連結用突出部と前記第２の連結用突出部とが溶接によって結合されている請求項２または３に記載の車体前部構造。
【請求項５】
前記第１の連結用突出部と前記第２の連結用突出部とのうち、互いの嵌合部において外側に位置するものの突出先端側が筒横断面の１／２のみの半筒形状に形成されている請求項２から４の何れか一項に記載の車体前部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車体前部構造に関し、更に詳細にはフロントサイドフレームとロアメンバとが連結構造によって連結された型式の車体前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車体前部構造として、車体前後方向に延在する左右のフロントサイドフレームと、前記フロントサイドフレームより車幅方向外側にあって上端をフロントピラーに接続され当該接続部より車体前下方に延在する左右のロアメンバとを有し、左右同士のフロントサイドフレームとロアメンバとが連結部材によって互いに連結されたものが知られている（例えば、特許文献１〜３）。
【０００３】
連結部材は、フルラップ衝突やオフセット衝突によりフロントサイドフレームとロアメンバとの一方に入力された衝突荷重を他方に伝達し、衝突荷重の伝達、反力発生をフロントサイドフレームとロアメンバとの双方で行われるようにし、衝突性能の向上を図るものである。
【０００４】
連結部材は、板状のもの、溝形断面形状のもの、丸形パイプによるものなど種々あり、何れも、フロントサイドフレーム及びロアメンバとは別部品により構成され、溶接によってフロントサイドフレームとロアメンバとに接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５９９３２７号公報
【特許文献２】特許第４０９１４９９号公報
【特許文献３】特開２０１０−１８０８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の車体前部構造では、連結部材はフロントサイドフレーム及びロアメンバとは別部品により構成され、連結部材とフロントサイドフレーム及びロアメンバとの接合が溶接であるため、車体構成のための部品点数の増加を招くこと以外に、連結部材によるフロントサイドフレームとロアメンバとの連結構造の性能（機械的強度）が溶接性能の影響を受け、連結部材とフロントサイドフレーム及びロアメンバとの接合部の引張方向及び剪断方向の結合強度を高めることに限界がある。
【０００７】
このため、フロントサイドフレームの車体前側に取り付けられるフロントバンバビームの高さ違いの上下オフセットのフルラップ衝突や、フロントサイドフレームより車幅方向外側に衝突するナローオフセット衝突に対して更なる衝突性能の向上を図ることが難しい。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、連結部材によるフロントサイドフレームとロアメンバとの連結構造の性能が溶接性能の影響を受けることがなく、上下オフセットのフルラップ衝突やナローオフセット衝突でも、衝突荷重の伝達、反力発生がフロントサイドフレームとロアメンバとの双方で的確に行われるようにして衝突性能の更なる向上を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による自動車の車体前部構造は、車体前後方向に延在する左右のフロントサイドフレーム（１８）と、前記フロントサイドフレーム（１８）より車幅方向外側にあって上端をフロントピラー（１０）に接合され当該接合部より車体前下方に延在する左右のロアメンバ（１６）と、左右同士の前記フロントサイドフレーム（１８）と前記ロアメンバ（１６）とを連結する連結構造とを含む自動車の車体前部構造であって、前記ロアメンバ（１６）は車体側面より見て前記フロントサイドフレーム（１８）を上下に横切って延在し、前記フロントサイドフレーム（１８）と前記ロアメンバ（１６）とは、横切り部位において車幅方向に相対向する側面部を有し、前記フロントサイドフレーム（１８）の前記側面部には前記ロアメンバの側に突出した第１の連結用突出部（３４）が一体成形され、前記ロアメンバ（１６）の前記側面部には前記フロントサイドフレーム（１８）の側に突出して前記第１の連結用突出部（３４）と重なり合う第２の連結用突出部（３６）が一体成形され、前記第１の連結用突出部（３４）と前記第２の連結用突出部（３６）とは互い重なり合う部分において結合されている。
【００１０】
この構成によれば、第１の連結用突出部（３４）はフロントサイドフレーム（１８）に、第２の連結用突出部（３６）はロアメンバ（１６）にそれぞれ一体成形され、溶接による一体化ではないので、第１の連結用突出部（３４）とフロントサイドフレーム（１８）との結合部および第２の連結用突出部（３６）とロアメンバ（１６）との結合部は、溶接性能の影響を受けることがなく、引張方向及び剪断方向の結合強度が高いものになる。
【００１１】
本発明による自動車の車体前部構造は、好ましくは、前記第１の連結用突出部と前記第２の連結用突出部とは筒状、更に好ましくは円筒状をしていて互いに入れ筒式に嵌合している。
【００１２】
この構成によれば、第１の連結用突出部（３４）と第２の連結用突出部（３６）との双方が閉じ断面形状をなし、高い曲げ剛性を得ることができる。特に、第１の連結用突出部（３４）及び第２の連結用突出部（３６）が円筒状であることが絞り加工性について好ましい。
【００１３】
本発明による自動車の車体前部構造は、好ましくは、前記第１の連結用突出部（３４）と前記第２の連結用突出部（３６）とのうち、互いの嵌合部において外側に位置するものに溶接用開口（３８）が貫通形成され、前記溶接用開口（３８）において前記第１の連結用突出部（３６）と前記第２の連結用突出部（３８）とが溶接によって結合されている。
【００１４】
この構成によれば、溶接された第１の連結用突出部（３４）と第２の連結用突出部（３６）によって剛固な二重構造体が得られる。
【００１５】
本発明による自動車の車体前部構造は、好ましくは、前記第１の連結用突出部（３４）と前記第２の連結用突出部（３６）とのうち、互いの嵌合部において外側に位置するものの突出先端側が筒横断面の１／２のみの半筒形状に形成されている。
【００１６】
この構成によれば、半筒形状部分（４０）に相手側の第２の連結用突出部（３６）を載せてセットできるので、組立作業性が向上する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による自動車の車体前部構造によれば、第１の連結用突出部はフロントサイドフレームに、第２の連結用突出部はロアメンバにそれぞれ一体成形され、溶接による一体化ではないので、第１の連結用突出部とフロントサイドフレームとの結合部および第２の連結用突出部とロアメンバとの結合部は、溶接性能の影響を受けることがなく、引張方向及び剪断方向の結合強度が高いものになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による自動車の車体前部構造の一つの実施形態を示す車体前部の斜視図。
【図２】本実施形態による車体前部構造の要部の分解斜視図。
【図３】本実施形態による車体前部構造の要部の斜視図。
【図４】本実施形態による車体前部構造の要部の平面図。
【図５】図４の線Ｖ−Ｖに沿った断面図。
【図６】衝突時の衝突荷重の伝達経路を示す平面図。
【図７】衝突時の衝突荷重の伝達経路を示す平面図。
【図８】衝突時の衝突荷重の伝達経路を示す平面図。
【図９】本発明による自動車の車体前部構造の他の実施形態の要部を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明による自動車の車体前部構造の実施形態を、図１〜図５を参照して説明する。なお、車体前部構造は概ね左右対称であり、クロスメンバ等を除く他の車体構成部材は、特にことわりがない限り、左右一対に存在する。
【００２０】
図１に示されているように、自動車の車体前部は、左右のフロントピラー部１０と、フロントピラー部１０の上端に接合して車体前後方向に延在する左右のルーフサイドレール部１２と、フロントピラー部１０の下端に接合して車体前後方向に延在する左右のサイドシル部１４と、上端をフロントピラー部１０の上下中間部に接合され当該接合より車体前下方に延在する左右のロアメンバ１６と、車体前後方向に延在する左右のフロントサイドフレーム１８を有する。これらはすべて箱形の閉断面形状に構成されている。
【００２１】
左右のルーフサイドレール部１２には車幅方向に延在するフロントルーフメンバ２０の左右の端部が接合されている。左右のフロントピラー部１０の上下中間部には車幅方向に延在するダッシュボードアッパメンバ２２の左右の端部が接合されている。フロントルーフメンバ２０と左右のルーフサイドレール部１２とダッシュボードアッパメンバ２２とによりフロントウィンドの開口が画定される。
【００２２】
フロントサイドフレーム１８は、車体下部メンバであり、ダッシュボードアッパメンバ２２の下部に設けられているダッシュボードロアメンバ２４の下方を潜って後端を図示省略の左右のフロアフレームの前端に接合され、前端に左右のバンパビームエクステンション部材２６を取り付けられている。左右のバンパビームエクステンション部材２６には車幅方向に延在するバンパビーム２８の左右の端部が接合されている。
【００２３】
バンパビームエクステンション部材２６は前部衝突時のクラッシュメンバであり、フロントサイドフレーム１８やバンパビーム２８より低剛性、低強度で、所定値以上の前部衝突荷重を受けると圧縮変形（圧壊）するものである。
【００２４】
ロアメンバ１６はフロントサイドフレーム１８より車幅方向外側にあってフロントタイハウスやサイドフェンダの骨格をなすものである。ロアメンバ１６は、フロントピラー部１０に接合されるものと、これより車体前方且つ下方に延在するものとの接合体により構成されることがあり、前者をアッパメンバ、後者をロアメンバと呼ばれることがあるが、本明細書では、その全体を総括してロアメンバと呼ぶ。ロアメンバ１６の車幅方向内側には左右のフロントダンパハウジング３０が接合されている。
【００２５】
ロアメンバ１６は車体側面より見てフロントサイドフレーム１８の前端近傍を上下に横切って延在している。これにより、ロアメンバ１６の下端（先端）はフロントサイドフレーム１８の前端側の配置位置より下方に位置している。左右のロアメンバ１６の下端には車幅方向に延在するフロントバルクヘッドロアクロスメンバ３２の左右の端部が接合されている。
【００２６】
本実施形態による車体前部構造の要部を、図２〜図５を参照して説明する。
【００２７】
ロアメンバ１６とフロントサイドフレーム１８は、各々、略コ字断面（溝形断面）のチャンネル部材１６Ａ、１８Ａと、チャンネル部材１６Ａ、１８Ａの溝開口を閉じるようにチャンネル部材１６Ａ、１８Ａに接合された平板状のプレート部材１６Ｂ、１８Ｂとによって閉断面形状をなしている。
【００２８】
ロアメンバ１６のプレート部材１６Ｂは車幅方向内側にあり、フロントサイドフレーム１８のプレート部材１８Ｂは車幅方向外側にあり、ロアメンバ１６がフロントサイドフレーム１８を上下に横切る横切り部位においては、これらプレート部材１６Ｂ、１８Ｂが車幅方向に所定間隔をおいて平行に相対向する側面部をなしている。
【００２９】
プレート部材１８Ｂがプレート部材１６Ｂに対向する部分には、プレート部材１６Ｂに向けて突出した円筒状の第１の連結用突出部３４が絞り加工によって一体成形されている。プレート部材１６Ｂがプレート部材１８Ｂに対向する部分には、プレート部材１８Ｂに向けて突出した円筒状の第２の連結用突出部３６が絞り加工によって一体成形されている。  第２の連結用突出部３６の外径は、第１の連結用突出部３４の外径に等しいか、それより少し小さい。第１の連結用突出部３４及び第２の連結用突出部３６の軸長は、ロアメンバ１６とフロントサイドフレーム１８との車幅方向の離間寸法、つまりプレート部材１６Ｂとプレート部材１８Ｂとの間の車幅方向寸法に等しい。この寸法設定により、第２の連結用突出部３６が第１の連結用突出部３４内に互いの全軸長に亘って入れ筒式に嵌合する。この嵌合は第１の連結用突出部３４と第２の連結用突出部３６とが径方向に密着した嵌合で、径方向間隙がないことが好ましい。
【００３０】
これにより、第１の連結用突出部３４と第２の連結用突出部３６とは全周に亘って且つロアメンバ１６とフロントサイドフレーム１８との車幅方向の離間距離の全長に互いの径方向に重なり合っている。
【００３１】
第１の連結用突出部３４には軸線方向に長い長孔状の溶接用開口３８が複数個貫通形成されている。ロアメンバ１６とフロントサイドフレーム１８とは、溶接用開口３８の開口端面と第２の連結用突出部３６の外周面とにおいてＭＩＧ溶接等によってすみ肉溶接されており、このすみ肉溶接部Ｗ（図５参照）により第１の連結用突出部３４と第２の連結用突出部３６とが結合されている。溶接用開口３８の個数は、第１の連結用突出部３４と第２の連結用突出部３６との必要な結合強度に応じて適正値になるように設定されればよい。  このように、第１の連結用突出部３４と第２の連結用突出部３６とが溶接されることにより、剛固な二重構造体が得られる。
【００３２】
上述の連結構造によれば、個別の連結部材を別途必要とすることなく、フロントサイドフレーム１８とロアメンバ１６とが第１の連結用突出部３４と第２の連結用突出部３６とによって剛固に連結される。第１の連結用突出部３４はフロントサイドフレーム１８に、第２の連結用突出部３６はロアメンバ１６にそれぞれ一体成形され、溶接による一体化ではないので、第１の連結用突出部３４とフロントサイドフレーム１８との結合部および第２の連結用突出部３６とロアメンバ１６との結合部は、溶接性能の影響を受けることなく、つまり個体差を生じることなく引張方向（曲げ方向）及び剪断方向の結合強度が高いものになる。
【００３３】
これにより、第１の連結用突出部３４と第２の連結用突出部３６との嵌合構造によるフロントサイドフレーム１８とロアメンバ１６との間の衝突荷重の伝達が良好に行われ、上下オフセットのフルラップ衝突やナローオフセット衝突でも、車体後方への衝突荷重の伝達、反力発生がフロントサイドフレーム１８とロアメンバ１６との双方で的確に行われるようになる。これにより前部衝突性能が向上する。
【００３４】
図６は、バンパビームの地上高が自車と同一の相手車両との衝突によって衝突荷重Ｆ１がバンパビーム２８に入力された状態を示している。バンパビーム２８に衝突荷重Ｆ１が入力されると、バンパビームエクステンション部材２６が潰れ、フロントサイドフレーム１８の前端に入力された衝突荷重はフロントサイドフレーム１８を変形させつつ車体後方へ後退させる。
【００３５】
この際、第１の連結用突出部３４及び第２の連結用突出部３６がフロントサイドフレーム１８及びロアメンバ１６との一体成形されているから、第１の連結用突出部３４や第２の連結用突出部３６がフロントサイドフレーム１８やロアメンバ１６から剥離することがなく、フロントサイドフレーム１８の変形に従って、第１の連結用突出部３４及び第２の連結用突出部３６が引張荷重を受けつつ、第１の連結用突出部３４及び第２の連結用突出部３６を荷重伝達経路としてロアメンバ１６が追従する。これにより、衝突荷重Ｆ１に対してフロントサイドフレーム１８とロアメンバ１６との両部材によって全体として十分な反力を発生できる。
【００３６】
図７は、バンパビームの地上高が自車より高い相手車両との衝突によって衝突荷重Ｆ２がロアメンバ１６に入力された状態を示している。ロアメンバ１６に衝突荷重Ｆ２が入力されると、第１の連結用突出部３４と第２の連結用突出部３６とに引張荷重が作用する。
【００３７】
この際、第１の連結用突出部３４及び第２の連結用突出部３６がフロントサイドフレーム１８及びロアメンバ１６との一体成形されているから、第１の連結用突出部３４や第２の連結用突出部３６がフロントサイドフレーム１８やロアメンバ１６から剥離することがなく、フロントサイドフレーム１８とロアメンバ１６との連結状態が維持され、ロアメンバ１６の変形にフロントサイドフレーム１８が追従する。これにより、衝突荷重Ｆ２に対してもフロントサイドフレーム１８とロアメンバ１６との両部材によって全体として十分な反力を発生できる。この動作はナローオフセット衝突時も同様である。
【００３８】
図８は、路上のポール等に自車の第１の連結用突出部３４と第２の連結用突出部３６とによるフロントサイドフレーム１８とロアメンバ１６との連結部が衝突し、当該連結部に衝突荷重Ｆ３に入力された状態を示している。この際、第１の連結用突出部３４及び第２の連結用突出部３６がフロントサイドフレーム１８及びロアメンバ１６との一体成形されているから、第１の連結用突出部３４や第２の連結用突出部３６がフロントサイドフレーム１８やロアメンバ１６から剥離することがなく、第１の連結用突出部３４及び第２の連結用突出部３６の変形にフロントサイドフレーム１８とロアメンバ１６とが追従する。これにより、衝突荷重Ｆ３に対してもフロントサイドフレーム１８とロアメンバ１６との両部材によって全体として十分な反力を発生できる。この動作はナローオフセット衝突時も同様である。
【００３９】
本実施形態では、第１の連結用突出部３４と第２の連結用突出部３６とが円筒体であることにより、第１の連結用突出部３４と第２の連結用突出部３６との双方が閉じ断面形状をなし、高い曲げ剛性（強度）を得ることができる。このことにより、第１の連結用突出部３４及び第２の連結用突出部３６の肉厚を薄くでき、軽量化を図ることができる。また、第１の連結用突出部３４及び第２の連結用突出部３６は、円筒体であって、しかもプレート部材１８Ｂ、１６Ｂに一体成形されていることが絞り加工性の面で好ましい。
【００４０】
なお、図５に示されているように、第２の連結用突出部３６の軸長が第１の連結用突出部３４の軸長よりプレート部材１６Ｂの板厚分長く、第２の連結用突出部３６がプレート部材１６Ｂの板厚部分を貫通していることが、第１の連結用突出部３４と第２の連結用突出部３６とによるロアメンバ１６とフロントサイドフレーム１８との連結構造の剪断方向強度を高めるうえで、より好ましい。
【００４１】
本発明による自動車の車体前部構造の他の実施形態を、図９を参照して説明する。なお、図９において、図３に対応する部分は、図３に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００４２】
本実施形態では、第１の連結用突出部３４の突出先端側が筒横断面の１／２のみの半筒形状に形成されている。この半筒部４０は下側半分にあり、上半分が開放部４２になっている。この開放部４２は、第１の連結用突出部３４の絞り加工後の切り欠き加工により形成されても、第１の連結用突出部３４の絞り加工によって形成されてもよい。
【００４３】
この実施形態では、組立時に、開放部４２より第２の連結用突出部３６の先端側を半筒部４０上に載せ、その状態で第２の連結用突出部３６を所定位置まで第１の連結用突出部３４内に挿入することができるので、組立作業性が向上する。また、この場合、半筒部４０の縁部も第２の連結用突出部３６にすみ肉溶接することができる。
【００４４】
以上、本発明を、その好適形態実施例について説明したが、当業者であれば容易に理解できるように、本発明はこのような実施例により限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、第１の連結用突出部３４及び第２の連結用突出部３６は楕円筒体や多角形筒体によって構成されていてもよい。第１の連結用突出部３４と第２の連結用突出部３６との結合は、溶接によらずにボルト等の締結具によって行われてもよい。また、第２の連結用突出部３６の内径が第１の連結用突出部３４の外径に等しいそれより少し大きく、第２の連結用突出部３６内に第１の連結用突出部３４が嵌合する構造でもよい。第１の連結用突出部３４及び第２の連結用突出部３６はチャンネル部材１８Ａ、１６Ａに一体形成されていてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態に示した構成要素は必ずしも全てが必須なものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である
【符号の説明】
【００４６】
１０    フロントピラー部
１６    ロアメンバ
１８    フロントサイドフレーム
２６    バンパビームエクステンション部材
２８    バンパビーム
３０    フロントダンパハウジング
３４    第１の連結用突出部
３６    第２の連結用突出部
３８    溶接用開口
４０    半筒部
４２    開放部
【図１】
2013216288.tif 000003
【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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