(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の両側部に車体前後方向に沿って配設された左右のサイドメンバと、該サイドメンバの間に形成されたエンジンルームの下部に配設されて該左右のサイドメンバにそれぞれ連結する左右のアーム部を有するシャシクロスメンバとを有する車体構造であって、
前記アーム部の上部に形成したボルト貫通孔と、
該ボルト貫通孔を外部に開口させるように車両前方側に形成した切欠部と、
前記ボルト貫通孔に挿通したボルトと、
該ボルトに螺合して該ボルトとともに、前記アーム部の上部を前記サイドメンバに締結するナットと、
前記ボルト貫通孔内に装着されて前記ボルトが挿通され、前記アーム部に対して所定以上の車両後方側への荷重が作用したときに変形あるいは破断することにより、前記ボルトが前記切欠部を通って前記ボルト貫通孔から抜け出て前記アーム部を前記サイドメンバから分離する制御リングとを具えたことを特徴とする車体構造。
【請求項２】
請求項１に記載の車体構造において、
前記制御リングはスリットを有しており、前記アーム部に対して所定以上の車両後方側への荷重が作用したときに前記スリットを起点として変形あるいは破断することを特徴とする車体構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、左右のサイドメンバがエンジンルームの下部に位置するシャシクロスメンバによって連結されてエンジンルームを構成する車両前部における車体構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７に従来の車体構造を表す車体前部の側面視を示す。
【０００３】
従来の車体構造において、図７に示すように、車体の左右側部には前後方向に沿ってフロントサイドメンバ001が配設され、各前端部がフロントバンパリンホース002に連結されている。一方、この各フロントサイドメンバ001の後端部は外側に湾曲して左右のサイドシル003及び図示しないフロントフロアサイドメンバの前端部に連結されている。また、シャシクロスメンバ004が左右のフロントサイドメンバ001に交差するようにその下方に配設され、左右の前端部がアーム部005を介してフロントサイドメンバ001に連結され、後端部がフロントサイドメンバ001の後端部あるいはフロントフロアサイドメンバの前端部に連結されている。そして、左右のフロントサイドメンバ001、フロントバンパリンホース002、シャシクロスメンバ004に囲まれるエンジンルームにパワープラント006が配設されており、左右に延びたドライブシャフト007に図示しない前輪が装着されている。
【０００４】
従って、車体の前方衝突時には、フロントバンパリンホース002から各フロントサイドメンバ001への入力荷重がサイドシル003及びフロントフロアサイドメンバに伝達され、このフロントサイドメンバ001のみ座屈することで、入力荷重を吸収して客室008の変形を防止している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の車体構造にあっては、閉断面形状をなすフロントサイドメンバ001が荷重入力方向に座屈することで、その衝撃を十分に吸収して受け止めるようにしている。この場合、図７に示すように、フロントサイドメンバ001がＬ1，Ｌ2の範囲で座屈するように設定されている、実際には、図８に示すように、車体の前方衝突時に、フロントサイドメンバ001がＬ1の範囲で座屈するものの、このときにパワープラント006が後退し、ドライブシャフト007がシャシクロスメンバ004のアーム部005に衝突してしまい、フロントサイドメンバ001はＬ2の範囲で座屈することができずに、フロントフロアメンバが図示しないリヤバンパリンホースまでのＬ3の範囲で座屈してしまい、客室008を変形させてしまう虞がある。
【０００６】
このような問題を解決するものとして、例えば、特開平７−６１２４３号公報に開示されたものがある。この公報に開示された「自動車の前部構造」は、サスペンションクロスメンバの前端部の取付部に、前方からの荷重に対して後方に折れ曲がる脆弱部を設けることで、衝突時に前方からの荷重でサスペンションクロスメンバが折れ曲がって前端部が確実に後退し、このサスペンションクロスメンバが衝撃吸収の邪魔にならないようにしており、この脆弱部として、サスペンションクロスメンバの取付部に長孔を設け、ボルトがこの長孔を貫通してフロントサイドフレームに固定したものが開示されている。
【０００７】
この従来技術では、ボルトがこの長孔を貫通してサスペンションクロスメンバの取付部をフロントサイドフレームに固定し、衝突時に前方からの荷重で取付部が長孔を介してボルトから抜け出てサスペンションクロスメンバがの前端部が後退するようになっており、フロントサイドフレームに対するサスペンションクロスメンバ（取付部）の固定力はボルトによる締結力である。ところが、サスペンションクロスメンバは左右の車輪を安定して支持するためのものであり、その固定力は、車輪の支持剛性と衝突時における抜け強度とを考慮して設定する必要があるが、その設定は非常に困難であってバラツキも大きい。そして、サスペンションクロスメンバの固定力が低い場合には、走行時における車輪の支持剛性が低下して走行安定性が不十分になってしまうという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような問題を解決するものであって、車体の走行安定性を確保する一方で、前方衝突時に部材を適正に変形させて入力荷重を確実に吸収することで客室の変形を阻止して安全性の向上を図った車体構造を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項１の発明の車体構造は、車両の両側部に車体前後方向に沿って配設された左右のサイドメンバと、該サイドメンバの間に形成されたエンジンルームの下部に配設されて該左右のサイドメンバにそれぞれ連結する左右のアーム部を有するシャシクロスメンバとを有する車体構造であって、前記アーム部の上部に形成したボルト貫通孔と、該ボルト貫通孔を外部に開口させるように車両前方側に形成した切欠部と、前記ボルト貫通孔に挿通したボルトと、該ボルトに螺合して該ボルトとともに、前記アーム部の上部を前記サイドメンバに締結するナットと、前記ボルト貫通孔内に装着されて前記ボルトが挿通され、前記アーム部に対して所定以上の車両後方側への荷重が作用したときに変形あるいは破断することにより、前記ボルトが前記切欠部を通って前記ボルト貫通孔から抜け出て前記アーム部を前記サイドメンバから分離する制御リングとを具えたことを特徴とする。
また、請求項２の車体構造は、請求項１に記載の車体構造において、前記制御リングはスリットを有しており、前記アーム部に対して所定以上の車両後方側への荷重が作用したときに前記スリットを起点として変形あるいは破断することを特徴とする。
【００１０】
従って、車両の前方衝突時に、サイドメンバへ荷重が入力して前部が座屈し、続いて、パワープラント等が後退してアーム部に衝突して所定以上の荷重が作用すると、制御部材である制御リングにより締結部材であるボルトに対して切欠部が分離してアーム部が後退するため、シャシクロスメンバが邪魔にならずにサイドメンバの後部が座屈することとなり、サイドメンバが適正に座屈して入力荷重を吸収することで、確実に客室の変形を防止できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１２】
図１に本発明の一実施形態に係る車体構造を表す車体前部の側面視、図２に本実施形態の車体構造を表す車体前部の平面視、図３にシャシクロスメンバの固定されたアーム部の斜視、図４にアーム部とフロントサイドメンバとの取付部の断面、図５に図４のＶ−Ｖ断面、図６に本実施形態の車体構造における前方衝突時の部材の変形状態を表す車体前部の側面を示す。
【００１３】
本実施形態の車体構造において、図１及び図２に示すように、左右一対のフロントサイドメンバ１１は閉断面形状をなし、車体の側部に前後方向に沿って配設されており、各前端部がフロントバンパリンホース１２に接合されている。そして、この各フロントサイドメンバ１１の後端部は閉断面形状のままで外側に湾曲し、左右のサイドシル１３に接合されており、このサイドシル１３の後端部は図示しないリヤバンパリンホースに接合されている。また、コ字断面形状をなす左右のフロントフロアサイドメンバ１４はサイドシル１３の内側に配設され、前端部がフロントサイドメンバ１１に接合され、後端部がリヤバンパリンホースに接合されている。更に、左右のフロントサイドメンバ１１の後端部同志がダッシュクロスメンバ１５によって連結されている。
【００１４】
また、左右のフロントサイドメンバ１１の後部に交差するようにその下方にはシャシクロスメンバ１６が配設され、左右の前端部が一体に形成されたアーム部１７を介してフロントサイドメンバ１１に連結され、後端部が直接フロントサイドメンバ１１に連結されている。そして、左右のフロントサイドメンバ１１、フロントバンパリンホース１２、ダッシュクロスメンバ１５等に囲まれるようにエンジンルーム１８が形成され、このエンジンルーム１８にエンジンやトランスミッション等からなるパワープラント１９が配設されている。そして、このパワープラント１９から左右に延びたドライブシャフト２０には前輪２１が装着されている。なお、このシャシクロスメンバ１６は、図示しないが左右のサスペンションやパワープラント１９等を支持するためのものである。
【００１５】
このような車体前部構造では、車両の前方衝突時に、その入力荷重によりフロントサイドメンバ１１がＬ1，Ｌ2の範囲で座屈すると共に、その衝撃を確実に吸収して受け止め、サイドシル１３が図示しないリヤバンパリンホースまでのＬ3の範囲で座屈するせずに客室２２の変形を防止している。ところが、この場合、フロントサイドメンバ１１の後部がＬ2の範囲で適正に座屈させるためには、ドライブシャフト２０とシャシクロスメンバ１６との干渉を防止する必要がある。
【００１６】
そこで、本実施形態では、左右のシャシクロスメンバ１６の各アーム部１７の上端部とフロントサイドメンバ１１との連結部を分離可能に連結すると共に、制御部材によりアーム部に対して衝突等により所定以上の荷重が作用したときに両者が分離するようにしている。
【００１７】
即ち、アーム部１７は、図３に示すように、略Ｚ型形状をなし、下端部がシャシクロスメンバ１６の端部に溶接により固定されており、上端部にはボルト貫通孔２３が穿設されると共に、このボルト貫通孔２３を外部に開口させるように車両前方側に切欠部２４が形成されている。この場合、ボルト貫通孔２３の径は後述する締結部材としてのボルト２５が十分に挿通可能な径であり、切欠部２４の長さはこのボルト２５の径よりもやや大きく設定されている。そして、このボルト貫通孔２３内には制御部材としての制御リング２６が装着されており、この制御リング２６はアルミ材により形成されてスリット２７を有し、このスリット２７はボルト２５の径より小さいものとなっている。一方、図４に示すように、フロントサイドメンバ１１の下部には一体に取付膨出部２８が溶接により固定されており、この取付膨出部２８の所定の位置に貫通孔２９が形成されると共に、ナット３０が溶接により固定されている。
【００１８】
そして、図４及び図５に示すように、アーム部１７のボルト貫通孔２３に制御リング２６を装着した状態で、下方よりボルト２５を制御リング２６内に挿通し、取付膨出部２８に固定されたナット３０に螺合することで、アーム部１７の上端部が取付膨出部２８に固定され、シャシクロスメンバ１６がフロントサイドメンバ１１に固定されている。
【００１９】
従って、図６に示すように、車両の前方衝突時に、フロントバンパリンホース１２から左右のフロントサイドメンバ１１へ荷重が入力して前部が座屈し、続いて、パワープラント１９が後退してドライブシャフト２０がアーム部１７に衝突する。このとき、アーム部１７に所定以上の荷重が作用すると、図５に示すように、フロントサイドメンバ１１に固定されているボルト２５に対してアーム部１７が後退（図５にて右方に移動）しようとするため、制御リング２６がスリット２７を起点として変形あるいは破断し、ボルト２５から切欠部２４を通してボルト貫通孔２３が抜け出てアーム部１７が分離して後退する。そのため、パワープラント１９はシャシクロスメンバ１６に邪魔されずに更に後退することで、フロントサイドメンバ１１の後部が座屈することとなる。このようにフロントサイドメンバ１１が適正に座屈して入力荷重を吸収することで、サイドシル１３及びフロントフロアサイドメンバ１４の座屈が阻止され、確実に客室２２の変形を防止できる。
【００２０】
また、制御リング２６が変形あるいは破断し、ボルト２５に対してアーム部１７が分離して後退するときの荷重設定は、車両の前方衝突荷重に応じて予め試験等により設定しておけばよいものであり、容易に設定できる。そのため、ボルト２５に締結力は従来どおりでよくバラツキが少なく、確実にシャシクロスメンバ１６を車体に固定することができ、車両の十分な走行安定性も確保できる。
【００２１】
なお、上述の実施形態では、制御部材をスリット２７を有する制御リングをアルミ材により形成して構成したが、材料はこれに限るものではなく、ステンレス製でもよく、また、スリット２７はなくてもよい。更に、ボルト貫通孔２３に連通する切欠部２４の長さをボルト２５の径よりもやや小さく設定することで制御部材を構成し、アーム部１７に所定以上の荷重が作用したときに、この切欠部２４が開いてボルト２５から抜け出るようにしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように、請求項１の発明の車体構造によれば、車両の両側部に車体前後方向に沿って配設された左右のサイドメンバと、該サイドメンバの間に形成されたエンジンルームの下部に配設されて該左右のサイドメンバにそれぞれ連結する左右のアーム部を有するシャシクロスメンバとを有する車体構造であって、前記アーム部の上部に形成したボルト貫通孔と、該ボルト貫通孔を外部に開口させるように車両前方側に形成した切欠部と、前記ボルト貫通孔に挿通したボルトと、該ボルトに螺合して該ボルトとともに、前記アーム部の上部を前記サイドメンバに締結するナットと、前記ボルト貫通孔内に装着されて前記ボルトが挿通され、前記アーム部に対して所定以上の車両後方側への荷重が作用したときに変形あるいは破断することにより、前記ボルトが前記切欠部を通って前記ボルト貫通孔から抜け出て前記アーム部を前記サイドメンバから分離する制御リングとを具えたことを特徴とするため、車両の前方衝突時に、サイドメンバへ荷重が入力して前部が座屈し、パワープラントが後退してアーム部に衝突して所定以上の荷重が作用すると、制御部材としての制御リングにより締結部材としてのボルトに対して切欠部が分離してアーム部が後退するため、シャシクロスメンバが邪魔にならずにサイドメンバの後部が座屈することとなり、サイドメンバが適正に座屈して入力荷重を吸収することで、確実に客室の変形を防止することができる一方で、車体の走行安定性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車体構造を表す車体前部の側面図である。
【図２】本実施形態の車体構造を表す車体前部の平面図である。
【図３】シャシクロスメンバの固定されたアーム部の斜視図である。
【図４】アーム部とフロントサイドメンバとの取付部の断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】本実施形態の車体構造における前方衝突時の部材の変形状態を表す車体前部の側面図である。
【図７】従来の車体構造を表す車体前部の側面図である。
【図８】従来の車体構造における前方衝突時の部材の変形状態を表す車体前部の側面図である。
【符号の説明】
１１  フロントサイドメンバ
１３  サイドシル
１６  シャシクロスメンバ
１７  アーム部
１９  パワープラント
２０  ドライブシャフト
２２  客室
２３  ボルト貫通孔
２４  切欠部
２５  ボルト（締結部材）
２６  制御リング（制御部材）
３０  ナット
【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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