(57)【要約】【課題】フロントサイドメンバの剛性を強化することなく、前面衝突時にフロントサイドメンバの曲げ変形を防ぐ自動車の車体前部構造を提供すること。【解決手段】エンジンルームＥの左右両側のフロントサイドメンバ１の前端でフロントバンパ６を支持せしめ、両フロントサイドメンバの前後中間の下面でフロントタイヤ３を支持するフロントサスペンションクロスメンバ２が固定された自動車の車体前部構造において、両フロントサイドメンバ１の前端に、上方へ起立する高剛性の起立部材４を立設して、車両の前面衝突時にフロントサイドメンバ１が相手部体に突っ込んだときに相手部体に衝突したフロントタイヤ３側からフロントサイドメンバ１に作用する曲げモーメントと起立部材４からフロントサイドメンバ１に作用する曲げモーメントを相殺にさせるようにした。【選択図】        図１
2009107590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンルームの左右両側に前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバを備え、両フロントサイドメンバの前端で車幅方向に延びるフロントバンパを支持せしめ、両フロントサイドメンバの前後中間の下面でフロントタイヤを支持するフロントサスペンションクロスメンバが固定された自動車の車体前部構造において、
上記両フロントサイドメンバの前端に、上方へ起立する高剛性の起立部材を立設して、車両の前面衝突時にその衝突荷重をフロントサイドメンバとともに上記起立部材で受けるようになした自動車の車体前部構造。
【請求項２】
上記起立部材を閉断面の柱状に形成した請求項１に記載の自動車の車体前部構造。
【請求項３】
上記起立部材はその下端を上記フロントサイドメンバの前端上面に結合するとともに、上端を、上記フロントサイドメンバの前端の上方位置で車幅方向に設置されたラジエータサポートアッパに結合せしめた請求項1に記載の自動車の車体前部構造。
【請求項４】
上記起立部材を、セミボンネットタイプのワゴン車の、前後方向に直線状に設置されたフロントサイドメンバの前端に立設した請求項１または２に記載の自動車の車体前部構造。
【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、特に左右のフロントサイドメンバの前端付近の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６に示すように、自動車の車体前部においては、エンジンルームＥの左右両側で前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバ1は、前後中間位置の下方に複数のブラケット２０，２０を介して車幅方向にフロントサスペンションメンバ２が設置され、フロントサスペンションメンバ２に左右のフロントタイヤ３が組付けられている。
【０００３】
また両フロントサイドメンバ１は前端で車幅方向に延びるバンパリィンフォースメント５を支持し、これにフロントバンパ６が組付けられ、車両の前面衝突にフロントバンパ６およびバンパリィンフォースメント５を介してフロントサイドメンバ１で衝突荷重を受け止め、エンジンルームＥの後方への変形を抑える構造とされている。一般にフロントサイドメンバ１は図５に示すように閉断面構造をなし、底面から左右の側面にかけて補強板１０を設けて２重構造とし、衝突荷重に対する剛性が強化されている。
【０００４】
セダン等の乗用車では、下記特許文献１に記載されたように、フロントサイドメンバの前端部上面を前下がりの傾斜面とし、該傾斜面にバンパステイを固定し、バンパリィンフォースメント（バンパアーマチュア）およびフロントバンパ(バンパフィニッシャ)を組付けて、前面衝突時にフロントサイドメンバ前端部が上方へ浮き上がるように曲げ変形するのを抑えることが提案されている。また特許文献２では、フロントタイヤの前方位置でフロントサイドメンバの前端部の外側に、前面を前下がりの傾斜面としたブロック状の荷重伝達手段を設け、前面衝突時に衝突荷重をフロントサイドメンバと平行に上記荷重伝達手段、フロントタイヤおよびフロントタイヤ後方のロッカーへと伝達せしめてフロントサイドメンバの負担を軽減するとともに、荷重伝達手段に前下がり傾斜前面を設けたことで車体前部の浮き上がりを抑えてフロントサイドメンバ前部の上方への曲げ変形を抑えることが提案されている。
【特許文献１】実公平７−１９９１８号公報
【特許文献２】特開２００５−６７３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで図６に示すようなセミボンネットタイプのワゴン車では、セダン等の乗用車に比べてエンジンルームＥの前後長が短い分、フロントサイドメンバ１の剛性が特に要求される。
そこで車両同士のオフセット前面衝突を想定してワゴン車を所定の速度でバリヤ(ハニカム構造体)９に衝突させる衝突実験を行なった結果、図６に示すように剛性の高いフロントサイドメンバ１がバリヤ９の上下中間位置を大きく潰してバリヤ９内に突っ込み、フロントサイドメンバ１の上方位置ではバリヤ９が車両前面内へ突っ込んで潰れ残り、またフロントサイドメンバ１の下方位置でもバリヤ９は潰れ残った。
更に潰れ残ったバリヤ９の下部がフロントタイヤ３に当り、この時フロントサイドメンバ１にはその前後中間位置にこれを上方へ凸状に押し曲げようとする上凸曲げモーメント(図示白矢印)Ｍ１が発生することが判った。これは、フロントタイヤ３はその支軸３０がフロントサイドメンバ１よりも低い位置で支持されているので、フロントタイヤ３からサスペンションメンバ２を介してフロントサイドメンバ１に上記上凸曲げモーメントＭ１が作用するものと認めた。
【０００６】
そこで本発明は、上記の知見に基き、車両の前面衝突時にフロントサイドメンバの前後中間位置に発生する上向きの曲げモーメント(上凸曲げモーメント)を低下させることで、フロントサイドメンバ自体に補強を加えることなく、衝突に対するフロントサイドメンバの剛性が確保し得る車体前部構造を提供することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明はエンジンルームの左右両側に前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバを備え、両フロントサイドメンバの前端で車幅方向に延びるフロントバンパを支持せしめ、両フロントサイドメンバの前後中間の下面でフロントタイヤを支持するフロントサスペンションクロスメンバが固定された自動車の車体前部構造において、上記両フロントサイドメンバの前端に、上方へ起立する高剛性の起立部材を立設する（請求項１）。
車両の前面衝突時、フロントサイドメンバとともにその前端に立設した起立部材にも衝突荷重が作用する。この時、フロントサイドメンバにはフロントタイヤ側から上方へ凸向きの曲げモーメントが作用するが、フロントサイドメンバの上側では起立部材が衝突相手側からの反力を受けることでフロントサイドメンバにはその中間部を下方へ押し下げようとする下凸向きの曲げモーメントが作用し、上記上凸向きの曲げモーメントがキャンセルされて減少しフロントサイドメンバの変形が防止される。
【０００８】
上記起立部材を閉断面の柱状に形成した（請求項２）。
【０００９】
上記起立部材はその下端を上記フロントサイドメンバの前端上面に結合するとともに、上端を、上記フロントサイドメンバの前端の上方位置で車幅方向に設置されたラジエータサポートアッパに結合せしめる（請求項３）。
起立部材を安定に設置できる。
【００１０】
上記起立部材を、セミボンネットタイプのワゴン車の、前後方向に直線状に設置されたフロントサイドメンバの前端に立設した（請求項４）。
本発明はセミボンネットタイプのワゴン車に特に好適に適用され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明を適用したセミボンネットタイプのワゴン車の車体前部の要部側面図を示し、図２は上記ワゴン車の要部前面図を示す。エンジンルームＥにはその左右両側に、骨格部材として前後方向に延びる一対のフロントサイドメンバ１が設けてある。各フロントサイドメンバ１は、上方に向けて開口する断面ほぼコ字形のロアパネルと、該ロアパネルの上部開口を塞ぐアッパパネルとで閉断面構造をなす。またフロントサイドメンバ１はその内部の底面から左右の側面に沿って補強板１０を重ねて２重構造として補強してある(図５参照)。
【００１２】
図１、図２に示すように、左右の両フロントサイドメンバ１にはそれぞれ、前後中間の下面に下方へ突出する複数のブラケット２０，２０が設けてあり、ブラケット２０，２０には車幅方向にフロントサスペンションメンバ(以下、「サスペンションメンバ」と言う)２が支持せしめてある。
そして、サスペンションメンバ２には左右の両側に、フロントサイドメンバ１よりも低い位置に車軸３０を配して左右のフロントタイヤ３を支持せしめてある。
【００１３】
両フロントサイドメンバ１の前端には車幅方向にのびるバンパリィンフォースメント５の左右両側が結合してあり、バンパリィンフォースメント５にはこれを覆うように合成樹脂製のフロントバンパ６が取付けてある。
【００１４】
両フロントサイドメンバ１の前端上面には、これらから上方へ起立する高剛性の起立部材４が設けてある。図３に示すように、各起立部材４は、断面ほぼハット形の前面パネル４１と、その後方に向けた開口を塞ぐ平板状の後面パネル４２とで閉断面を構造をなす。起立部材４の横幅はフロントサイドメンバ１の上面の横幅に合わせてある。
そして起立部材４はほぼ垂直の起立姿勢で下端がフロントサイドメンバ１の前端上面に溶接結合してある。
【００１５】
またエンジンルームＥには他の骨格部材として、エンジンルームＥの側壁上縁に沿って前後方向に上下に幅広の閉断面をなすエプロンアッパメンバ７が設けてある。エプロンアッパメンバ７は後端がエンジンルームＥの側壁後縁に沿うフロントピラーＰの上下中間位置に結合してあり、これから前方へ延設してある。
【００１６】
またエプロンアッパメンバ７の前方にはエプロンアッパメンバ７の上面を前方へ延長するようにラジエータサポートサイド８０が連結してある。そしてエンジンルームＥの前面部の上縁には、左右のラジエータサポートサイド８０の前端間を車幅方向に架けわたしてラジエータＲの上縁を支持するラジエータサポートアッパ８が設けてある。なお、ラジエータサポートアッパ８およびラジエータサポートサイド８０は断面ハット形の金属板で構成してある。
【００１７】
このように構成した車体前部構造のワゴン車により、先の述べた衝突実験におけると同じバリヤ９で衝突実験を行なった。
結果は、図４に示すようにフロントサイドメンバ１のバリヤ９への突っ込み量は減少し、バリヤ９の上部の潰れ量は増加し、その分、エンジンルームの前面部の後方への変形量は減少した。起立部材４は若干後方へ傾斜した。
衝突時におけるフロントサイドメンバ１に発生する曲げモーメントを上記測定した結果、上凸曲げモーメントは起立部材４を設けない車両に比べると各３分の１に減少したことがわかった。これは起立部材４に作用するバリヤ９の反力によりフロントサイドメンバ１に上記上凸曲げモーメントＭ１とは逆の下凸向きの下凸曲げモーメントＭ２が作用し、これにより上凸曲げモーメントＭ１がキャンセルされたことによるものと認められる。
【００１８】
以上の結果から明らかなように、本発明によればセミボンネットタイプのワゴン車において車両の前面衝突時、フロントサイドメンバ１に発生する曲げモーメント（上凸曲げモーメントＭ１）が減少するから、フロントサイドメンバ１を更に大型にしたり、また補強部材を加えることなく、前面衝突時におけるフロントサイドメンバ１の変形を防止し得ることは勿論、フロントサイドメンバ１として従来構造よりも引張強度が低い鋼板を用いることも可能となり、コストを低減することができる。
そして、フロントサイドメンバ１の変形を防止するとともに、起立部材４により前面衝突時におけるエンジンルームＥの潰れ変形を軽減し、キャビンの変形を少なくして乗員の安全性向上に貢献する。
また起立部材４はその上端がラジエータサポートアッパ８に結合され、車両衝突時にラジエータサポートアッパ８が変形することで若干後傾姿勢となり、これにより車体前部の衝撃を緩和することができる。
【００１９】
上述の実施形態では、起立部材４を閉断面の中空の柱状に形成したが、これに限らず、中実の柱状部材で構成してもよい。しかしながら重量の面で中空閉断面構造の起立部材４のほうが都合がよい。なお、起立部材４はフロントサイドメンバ１と同一部材で形成することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明を適用したワゴン車等の車体前部構造を示す要部側面図である。
【図２】上記車体前部構造の要部正面図である。
【図３】本発明に用いる起立部材の横断面図である。
【図４】本発明を適用した車両の衝突試験の結果を示すフロントサイドメンバまわりの要部側面図である。
【図５】車両のフロントサイドメンバの縦断面図である。
【図６】従来のワゴン車等の車体前部構造を示す要部側面図である。
【図７】従来の車両の衝突試験の結果を示すフロントサイドメンバまわりの要部側面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  フロントサイドメンバ
２  フロントサスペンションメンバ
３  フロントタイヤ
３０  車軸
４  起立部材
５  バンパリィンフォースメント
６  フロントバンパ
８  ラジエータサポートアッパ
９  バリヤ
Ｅ  エンジンルーム
【図１】
2009107590.tif 000003
【図２】
2009107590.tif 000004
【図３】
2009107590.tif 000005
【図４】
2009107590.tif 000006
【図５】
2009107590.tif 000007
【図６】
2009107590.tif 000008
【図７】
2009107590.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成20年10月27日(2008.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
エンジンルームの下方の左右両側に前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバを備え、両フロントサイドメンバの前端で車幅方向に延びるフロントバンパを支持せしめ、両フロントサイドメンバの前後中間の下面でフロントタイヤを支持するフロントサスペンションクロスメンバが固定された自動車の車体前部構造において、
上記両フロントサイドメンバの前端に、上方へ起立する高剛性の起立部材を立設して、車両の前面衝突時にその衝突荷重をフロントサイドメンバとともに上記起立部材で受けるようになした自動車の車体前部構造。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
図６に示すように、自動車の車体前部においては、エンジンルームＥの下方の左右両側で前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバ1は、前後中間位置の下方に複数のブラケット２０，２０を介して車幅方向にフロントサスペンションメンバ２が設置され、フロントサスペンションメンバ２に左右のフロントタイヤ３が組付けられている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
ところで図６に示すようなセミボンネットタイプのワゴン車では、セダン等の乗用車に比べてエンジンルームＥの前後長が短い分、フロントサイドメンバ１の剛性が特に要求される。
そこで車両同士のオフセット前面衝突を想定してワゴン車を所定の速度でバリヤ(ハニカム構造体)９に衝突させる衝突実験を行なった結果、図７に示すように剛性の高いフロントサイドメンバ１がバリヤ９の上下中間位置を大きく潰してバリヤ９内に突っ込み、フロントサイドメンバ１の上方位置ではバリヤ９が車両前面内へ突っ込んで潰れ残り、またフロントサイドメンバ１の下方位置でもバリヤ９は潰れ残った。
更に潰れ残ったバリヤ９の下部がフロントタイヤ３に当り、この時フロントサイドメンバ１にはその前後中間位置にこれを上方へ凸状に押し曲げようとする上凸曲げモーメント(図示白矢印)Ｍ１が発生することが判った。これは、フロントタイヤ３はその支軸３０がフロントサイドメンバ１よりも低い位置で支持されているので、フロントタイヤ３からサスペンションメンバ２を介してフロントサイドメンバ１に上記上凸曲げモーメントＭ１が作用するものと認めた。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明はエンジンルームの下方の左右両側に前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバを備え、両フロントサイドメンバの前端で車幅方向に延びるフロントバンパを支持せしめ、両フロントサイドメンバの前後中間の下面でフロントタイヤを支持するフロントサスペンションクロスメンバが固定された自動車の車体前部構造において、上記両フロントサイドメンバの前端に、上方へ起立する高剛性の起立部材を立設する（請求項１）。
車両の前面衝突時、フロントサイドメンバとともにその前端に立設した起立部材にも衝突荷重が作用する。この時、フロントサイドメンバにはフロントタイヤ側から上方へ凸向きの曲げモーメントが作用するが、フロントサイドメンバの上側では起立部材が衝突相手側からの反力を受けることでフロントサイドメンバにはその中間部を下方へ押し下げようとする下凸向きの曲げモーメントが作用し、上記上凸向きの曲げモーメントがキャンセルされて減少しフロントサイドメンバの変形が防止される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
図１は本発明を適用したセミボンネットタイプのワゴン車の車体前部の要部側面図を示し、図２は上記ワゴン車の要部前面図を示す。エンジンルームＥの下方にはその左右両側に、骨格部材として前後方向に延びる一対のフロントサイドメンバ１が設けてある。各フロントサイドメンバ１は、上方に向けて開口する断面ほぼコ字形のロアパネルと、該ロアパネルの上部開口を塞ぐアッパパネルとで閉断面構造をなす。またフロントサイドメンバ１はその内部の底面から左右の側面に沿って補強板１０を重ねて２重構造として補強してある(図５参照)。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
このように構成した車体前部構造のワゴン車により、先の述べた衝突実験におけると同じバリヤ９で衝突実験を行なった。
結果は、図４に示すようにフロントサイドメンバ１のバリヤ９への突っ込み量は減少し、バリヤ９の上部の潰れ量は増加し、その分、エンジンルームの前面部の後方への変形量は減少した。起立部材４は若干後方へ傾斜した。
衝突時におけるフロントサイドメンバ１に発生する曲げモーメントを測定した結果、上凸曲げモーメントは起立部材４を設けない車両に比べると約３分の１に減少したことがわかった。これは起立部材４に作用するバリヤ９の反力によりフロントサイドメンバ１に上記上凸曲げモーメントＭ１とは逆に下向きに押し曲げようとする下凸向きの下凸曲げモーメントＭ２が作用し、これにより上凸曲げモーメントＭ１がキャンセルされたことによるものと認められる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2009107590.tif 000010