(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車幅方向中央部にトンネル部を備えると共に、車幅方向側部にサイドシル部を備えて車体前後方向に押出成形したフロアパネルと、
車幅方向中央部に前記トンネル部に嵌合するトンネル嵌合部を切欠形成して、前記フロアパネルと前後方向に突き合わせて結合したクロスメンバと、
クロスメンバの両側部に前後方向に突出して結合されたサイドメンバと、を備えた自動車の車体構造において、
前記クロスメンバとフロアパネルのトンネル部の上面とに亘って、車両の前後方向衝突時にサイドメンバからクロスメンバに作用する衝突入力を、フロアパネルに車室側から車外側へ向けてほぼ面直方向に伝達させる入力伝達手段を設けたことを特徴とする自動車の車体構造。
【請求項２】
入力伝達手段を、フロアパネルのトンネル部の上面とサイドシル部の側面に連結した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】
入力伝達手段の剛性を、フロアパネルの該入力伝達手段を連結した部分の曲げ剛性よりも高く設定したことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動車の車体構造。
【請求項４】
フロアパネルの入力伝達手段との連結部分に、該フロアパネルの変形のトリガーとなる変形促進部を設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の自動車の車体構造。
【請求項５】
変形促進部を、フロアパネルに設けた脆弱部で構成したことを特徴とする請求項４に記載の自動車の車体構造。
【請求項６】
フロアパネルに凹部を設けて脆弱部を構成したことを特徴とする請求項５に記載の自動車の車体構造。
【請求項７】
フロアパネルに小孔を設けて脆弱部を構成したことを特徴とする請求項５に記載の自動車の車体構造。
【請求項８】
フロアパネルにパネル剛性の変化を持たせて脆弱部を構成したことを特徴とする請求項５に記載の自動車の車体構造。
【請求項９】
フロアパネルを内壁と外壁およびこれら内，外壁間に介在させた前後方向に延びる複数のリブ壁とを備えた閉断面構造に形成して、入力伝達手段を前記内壁に連結したことを特徴とする請求項１〜８の何れか１つに記載の自動車の車体構造。
【請求項１０】
フロア一般部を内壁と外壁およびこれら内，外壁間に介在させた前後方向に延びる複数のリブ壁を備えた閉断面構造に形成すると共に、トンネル部を単壁構造として、入力伝達手段を該トンネル部の上面に連結したことを特徴とする請求項１〜８の何れか１つに記載の自動車の車体構造。
【請求項１１】
入力伝達手段を、車両の前後方向衝突時にサイドメンバからクロスメンバに作用する衝突入力で回転変位してフロアパネルへ入力伝達可能に、これらクロスメンバとフロアパネルとに跨って連結した補強メンバで構成したことを特徴とする請求項１〜１０の何れか１つに記載の自動車の車体構造。
【請求項１２】
フロアパネルに、補強メンバの回転変位を規制する回転規制手段を設けたことを特徴とする請求項１１に記載の自動車の車体構造。
【請求項１３】
フロアパネルを、内壁と外壁およびこれら内，外壁間に介在させた前後方向に延びる複数のリブ壁とを備えた閉断面構造に形成する一方、入力伝達手段を、車両の前後方向衝突時にサイドメンバからクロスメンバに作用する衝突入力で回転変位してフロアパネルへ入力伝達可能に、これらクロスメンバとフロアパネルの内壁とに跨って連結した補強メンバで構成し、かつ、該フロアパネルの内壁に対して外壁の板厚を厚く設定して、該外壁により前記補強メンバの回転変位を規制するようにしたことを特徴とする請求項１〜８の何れか１つに記載の自動車の車体構造。
【請求項１４】
クロスメンバを、内壁と外壁およびこれら内，外壁間に介在させた車幅方向に延びる複数のリブ壁とを備えた閉断面構造に車幅方向に押出成形したことを特徴とする請求項１〜１３の何れか１つに記載の自動車の車体構造。
【請求項１５】
クロスメンバが、前傾したトーボード部と該トーボード部からほぼ垂直に立上がる縦壁部とを備えたダッシュクロスメンバであって、フロアパネルのトンネル部およびサイドシル部の各前端を該トーボード部に連接結合する一方、フロアパネルのフロア一般部を、トーボード部の傾斜下縁よりも後方にオフセットした位置で該トーボード部に連接結合し、入力伝達手段をフロアパネルの前記フロア一般部よりも前方に突出している部分に連結したことを特徴とする請求項１４に記載の自動車の車体構造。
【請求項１６】
フロア一般部の前端と、トーボード部の傾斜下縁とのオフセット量を車体重量が重くなるほど短く設定したことを特徴とする請求項１５に記載の自動車の車体構造。
【請求項１７】
入力伝達手段をトンネル部のフロア一般部よりも前方に突出した部分の上面に連結すると共に、該連結部分の近傍に上端をステアリングメンバに結合したインストステイの下端を連結したことを特徴とする請求項１５，１６に記載の自動車の車体構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車の車体構造、とりわけ、アルミ合金等の軽量金属材料により前後方向に押出成形したフロアパネルとその前後端部に結合されるクロスメンバとの結合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の前面衝突時にフロントサイドメンバに作用する衝突初期入力の分散対策として、例えば特開平１０−２０３４２２号公報に示されているように、フロントサイドメンバの後部にエクステンションメンバを配設したモノコック車体構造が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の車体構造はダッシュパネルが板材で構成されているため、フロントサイドメンバから伝達される衝突入力をダッシュパネルのみで保持することができず、主としてフロアパネルとの下面に延設したエクステンションメンバに沿ってフロア前後方向に荷重を伝達する構造としてある。
【０００４】
つまり、フロントサイドメンバからの入力をダッシュパネルで広い範囲に分散することが困難な構造であるがゆえに、衝突入力に対してエクステンションメンバを通過する荷重が支配的となり、エクステンションメンバに集中する荷重によって発生する歪みを緩和するために該エクステンションメンバおよびその配設部周りの補強が必要となり、重量が増加して要望されている車体の軽量化に逆行してしまう。
【０００５】
一方、車体の軽量化と剛性確保の両立を狙ってフロアパネルをアルミ合金等の軽量金属材料によって車体前後方向に閉断面構造に押出成形したものが知られている。
【０００６】
このようなフロアパネルにその断面に対して垂直な方向、即ち、軸方向に荷重を伝達するとフロア変形荷重はその断面が大きいために極めて大きくなり、フロアパネルに面直方向（曲げ方向）に荷重をかけた際の変形荷重に対して数倍から数十倍に達してしまう。
【０００７】
その結果、衝突時の車体発生反力が大きくなりがちとなってこれを適当な低い値にコントロールするのが困難となる問題が生じる。
【０００８】
即ち、衝突時の車体発生反力を低くするために例えば押出材の閉断面積を小さくすると、本来押出材からなるフロアパネルが持つメリットである高い剛性や、フロアパネルへのクロスメンバ付設廃止といった効果を減じてしまう問題を生じる。
【０００９】
そこで、本発明は押出材からなるフロアパネルの剛性確保と、前後方向衝突時における車体発生反力の低下とを両立させることができる自動車の車体構造を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にあっては、車幅方向中央部にトンネル部を備えると共に、車幅方向側部にサイドシル部を備えた車体前後方向に押出成形したフロアパネルと、
車幅方向中央部に前記トンネル部に嵌合するトンネル嵌合部を切欠形成して、前記フロアパネルと前後方向に突き合わせて結合したクロスメンバと、
クロスメンバの両側部に前後方向に突出して結合されたサイドメンバと、を備えた自動車の車体構造において、
前記クロスメンバとフロアパネルのトンネル部の上面とに亘って、車両の前後方向衝突時にサイドメンバからクロスメンバに作用する衝突入力を、フロアパネルに車室側から車外側へ向けてほぼ面直方向に伝達させる入力伝達手段を設けたことを特徴としている。
【００１２】
請求項２の発明にあっては、請求項１に記載の入力伝達手段を、フロアパネルのトンネル部の上面とサイドシル部の側面に連結したことを特徴としている。
【００１３】
請求項３の発明にあっては、請求項１又は２に記載の入力伝達手段の剛性を、フロアパネルの該入力伝達手段を連結した部分の曲げ剛性よりも高く設定したことを特徴としている。
【００１４】
請求項４の発明にあっては、請求項１〜３に記載のフロアパネルの入力伝達手段との連結部分に、該フロアパネルの変形のトリガーとなる変形促進部を設けたことを特徴としている。
【００１５】
請求項５の発明にあっては、請求項４に記載の変形促進部を、フロアパネルに設けた脆弱部で構成したことを特徴としている。
【００１６】
請求項６の発明にあっては、請求項５に記載のフロアパネルに凹部を設けて脆弱部を構成したことを特徴としている。
【００１７】
請求項７の発明にあっては、請求項５に記載のフロアパネルに小孔を設けて脆弱部を構成したことを特徴としている。
【００１８】
請求項８の発明にあっては、請求項５に記載のフロアパネルにパネル剛性の変化を持たせて脆弱部を構成したことを特徴としている。
【００１９】
請求項９の発明にあっては、請求項１〜８に記載のフロアパネルを内壁と外壁およびこれら内，外壁間に介在させた前後方向に延びる複数のリブ壁とを備えた閉断面構造に形成して、入力伝達手段を前記内壁に連結したことを特徴としている。
請求項１０の発明にあっては、請求項１〜８に記載のフロアパネルのフロア一般部を内壁と外壁およびこれら内，外壁間に介在させた前後方向に延びる複数のリブ壁とを備えた閉断面構造に形成すると共に、トンネル部を単壁構造として、入力伝達手段をトンネル部の上面に連結したことを特徴としている。
【００２０】
請求項１１の発明にあっては、請求項１〜１０に記載の入力伝達手段を、車両の前後方向衝突時にサイドメンバからクロスメンバに作用する衝突入力で回転変位してフロアパネルへ入力伝達可能に、これらクロスメンバとフロアパネルとに跨って連結した補強メンバで構成したことを特徴としている。
【００２１】
請求項１２の発明にあっては、請求項１１に記載のフロアパネルに、補強メンバの回転変位を規制する回転規制手段を設けたことを特徴としている。
【００２２】
請求項１３の発明にあっては、請求項１〜９に記載のフロアパネルを、内壁と外壁およびこれら内，外壁間に介在させた前後方向に延びる複数のリブ壁とを備えた閉断面構造に形成する一方、入力伝達手段を、車両の前後方向衝突時にサイドメンバからクロスメンバに作用する衝突入力で回転変位してフロアパネルへ入力伝達可能に、これらクロスメンバとフロアパネルの内壁とに跨って連結した補強メンバで構成し、かつ、該フロアパネルの内壁に対して外壁の板厚を厚く設定して、該外壁により前記補強メンバの回転変位を規制するようにしたことを特徴としている。
【００２３】
請求項１４の発明にあっては、請求項１〜１３に記載のクロスメンバを、内壁と外壁およびこれら内，外壁間に介在させた車幅方向に延びる複数のリブ壁とを備えた閉断面構造に車幅方向に押出成形したことを特徴としている。
【００２４】
請求項１５の発明にあっては、請求項１４に記載のクロスメンバが、前傾したトーボード部と該トーボード部からほぼ垂直に立上がる縦壁部とを備えたダッシュクロスメンバであって、フロアパネルのトンネル部およびサイドシル部の各前端を該トーボード部に連接結合する一方、フロアパネルのフロア一般部を、トーボード部の傾斜下縁よりも後方にオフセットした位置で該トーボード部に連接結合し、入力伝達手段をフロアパネルの前記フロア一般部よりも前方に突出している部分に連結したことを特徴としている。
【００２５】
請求項１６の発明にあっては、請求項１５に記載のフロア一般部の前端と、トーボード部の傾斜下縁とのオフセット量を車体重量が重くなるほど短く設定したことを特徴としている。
【００２６】
請求項１７の発明にあっては、請求項１５，１６に記載の入力伝達手段をトンネル部のフロア一般部よりも前方に突出した部分の上面に連結すると共に、該連結部分の近傍に上端をステアリングメンバに結合したインストステイの下端を連結したことを特徴としている。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、車両の前後方向衝突時にサイドメンバからクロスメンバに作用する衝突入力は、入力伝達手段によってフロアパネルに車室側から車外側へ向けてほぼ面直方向に曲げ荷重として作用して該フロアパネルが車外側へ曲げ方向に座屈変形する。
【００２９】
この結果、サイドメンバの軸方向の潰れ変形によるエネルギー吸収とフロアパネルの曲げ方向の座屈変形によるエネルギー吸収とによって衝突エネルギー吸収量を拡大できると共に、フロアパネルの断面積を小さくしなくても該フロアパネルの曲げ方向の座屈変形によって車体発生反力を低くすることができるから、押出材からなるフロアパネル本来の利点を損なうことなく車体発生反力の低下を実現することができる。
【００３０】
特に、フロアパネルのほぼ面直方向の衝突入力作用点が、該フロアパネルの車幅方向中央部の前後方向骨格部であるトンネル部の上面に設定されるから、該トンネル部から曲げ方向の座屈変形を開始させてフロアパネルの曲げ方向の座屈変形をスムーズに行わせることができて、車体発生反力の低下を効果的に行わせることができる。
【００３１】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、フロアパネルのほぼ面直方向の衝突入力作用点が、該フロアパネルの車幅方向中央部の前後方向骨格部であるトンネル部の上面と、フロアパネルの車幅方向側部の前後方向骨格部であるサイドシル部の側面とに設定されるから、これらトンネル部およびサイドシル部から曲げ方向の座屈変形を開始させてフロアパネルの曲げ方向の座屈変形をスムーズに行わせることができて、車体発生反力の低下をより一層効果的に行わせることができる。
【００３２】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の発明の効果に加えて、入力伝達手段の剛性がフロアパネルの剛性入力作用点部分の曲げ剛性よりも高いため、入力伝達手段の変形を抑えてフロアパネルへの入力伝達を確実に行わせることができる。
【００３３】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の発明の効果に加えて、入力伝達手段から衝突入力が作用すると、フロアパネルは該入力伝達手段との連結部分に設けた変形促進部が座屈変形のトリガーとなって該フロアパネルの曲げ方向の座屈変形を、設定した部分で速やかに、かつ、整然と行わせることができる。
【００３４】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４の発明の効果に加えて、変形促進部はフロアパネルに脆弱部を設定することで容易に構成することができる。
【００３５】
請求項６，７，８に記載の発明によれば、何れも請求項５の発明の効果に加えて、脆弱部はフロアパネルに凹部又は小孔を形成するといった簡単な加工手段によって、あるいはパネル剛性に変化を持たせるといった簡単な設計によって容易に構成できて、コスト的に有利に得ることができる。
【００３６】
請求項９に記載の発明によれば、請求項１〜８の発明の効果に加えて、フロアパネルをフロア剛性上およびフロア面形状的に、剛性が高くかつフラット面の理想的な閉断面構造とすることができると共に、入力伝達手段から伝達される衝突入力でフロアパネルをその内壁から座屈変形を開始させて外壁に変形を波及させることによって、閉断面構造であってもスムーズな曲げ方向の座屈変形を行わせて、フロア剛性の確保と車体発生反力の低下とを両立させることができる。
請求項１０に記載の発明によれば、請求項１〜８の発明の効果に加えて、フロア一般部をフロア剛性上およびフロア面形状的に、剛性が高くかつフラット面の理想的な閉断面構造とすることができると共に、トンネル部を単壁構造としてあるため、該トンネル部への各種機能部品の搭載に際して、ボルト・ナット等の止着部品の設置を容易に行えて、前記機能部品の搭載作業性を向上することができる。
【００３７】
請求項１１に記載の発明によれば、請求項１〜１０の発明の効果に加えて、車両の前後方向衝突時にサイドメンバからクロスメンバに衝突入力が作用して、該クロスメンバが車室側へ後退変形すると、これと一体的に補強メンバが回転変位して直ちにフロアパネルへほぼ面直方向へ入力伝達を行わせて該フロアパネルを曲げ方向に座屈変形させることができる。
【００３８】
この結果、クロスメンバの車両衝突方向前方に存在する各種の車載機能部品がクロスメンバに干渉する前にフロアパネルを曲げ方向に座屈変形させることができると共に、該車載機能部品のクロスメンバへの干渉後にフロアパネルに前後方向（軸方向）に荷重が作用しても、該フロアパネルの曲げ方向の座屈変形によって急激な圧潰荷重の立上がりを抑制し、車体発生反力のピーク値を低めながら衝突エネルギーを効率良く吸収することができる。
【００３９】
請求項１２に記載の発明によれば、請求項１１の発明の効果に加えて、補強メンバの回転変位量を回転規制手段によって、フロアパネルを適度に低い車体発生反力で変形させて安定してエネルギー吸収するためのきっかけを作るための必要最小限の回転に規制することが可能となり、従って、クロスメンバの車室内への侵入を必要最小限にとどめることが可能となる。
【００４０】
請求項１３に記載の発明によれば、請求項１１の発明と同様の効果が得られる他、補強メンバの回転変位量をフロアパネルの板厚の厚い外壁の回転規制作用によって、フロアパネルを適度に低い車体発生反力で曲げ方向に座屈変形させて安定してエネルギー吸収するためのきっかけを作るための必要最小限の回転に規制することが可能となり、従って、クロスメンバの車室内への侵入を必要最小限にとどめることが可能となる。
【００４１】
請求項１４に記載の発明によれば、請求項１〜１３の発明の効果に加えて、車両の前後方向衝突時にサイドメンバからの車体前後方向の衝突入力を、剛性の高いクロスメンバで受け止めて該クロスメンバを介して広い範囲に荷重を分散負担させることができて、衝突入力がフロアパネルに前後方向に作用するのを抑制して車体発生反力を低下させることができる。
【００４２】
請求項１５に記載の発明によれば、請求項１４の発明の効果に加えて、フロアパネルの入力伝達手段が連結されてフロア一般部よりも前方に突出している部分は、他の部分に較べて曲げ剛性が低くなることから、入力伝達手段を介してほぼ面直方向に作用する衝突入力が適度に低い段階で曲げ方向に座屈変形させることができ、従って、車体発生反力を更に低めることができる。
【００４３】
また、車両の前面衝突時にはサイドメンバからの衝突入力によってダッシュクロスメンバのトーボード部の傾斜下縁の曲折部が曲げモーメント最大位置となるが、フロア一般部はこのトーボード部の傾斜下縁よりも後方にオフセットした位置で該トーボード部に連接結合して、前記曲げモーメント最大位置に対して押出方向が直交した断面急変部（継目部分）を分離することができ、ダッシュクロスメンバとフロアパネルとの結合部に極端な応力集中部分を生じることがなく、従って、ダッシュクロスメンバの車室側への後退変形による車室内への侵入を可及的に小さく抑制することができる。
【００４４】
請求項１６に記載の発明によれば、請求項１５の発明の効果に加えて、フロア一般部の前端とトーボード部の傾斜下縁のオフセット量を調整することでフロア一般部よりも前方に突出した部分の曲げ剛性を調整して、キャビン強度を車体重量に応じてコントロールすることができる。
【００４５】
即ち、一般に車体重量の大きい車両ほどキャビンに求められる強度は大きくなるが、前記オフセット量を車体重量が重くなるほど短く設定することによって、前記フロア全体の曲げ剛性を高めて要求される高いキャビン強度を得ることができる。
【００４６】
請求項１７に記載の発明によれば、請求項１５，１６の発明の効果に加えて、車両の前面衝突時におけるサイドメンバ、ダッシュクロスメンバからの入力が、入力伝達手段によりトンネル部上面にほぼ面直方向に下向きに変換され、これによりトンネル部が下向きに座屈変形するのに伴ってインストステイのトンネル部側の連結部分が下方に引き込まれる動きに連動して、ステアリングメンバを車室下方に引き込む。
【００４７】
この結果、ステアリングコラムがフロントコンパートメントにおけるエンジン等の搭載機能部品に押されて車室上方へ突出する挙動を抑制することができて、乗員とステアリングリムとの２次衝突を抑制することが可能となる。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００５０】
図１〜４において、１は平坦なフロア一般部１Ａと、車幅方向中央部のトンネル部１Ｂと、車幅方向側部のサイドシル部１Ｃとを備えたフロアパネルを示し、この実施形態では前記各部１Ａ，１Ｂ，１Ｃを一体としてアルミ合金等の軽量金属材料により内壁２と外壁３とを有する閉断面構造に車体前後方向に押出成形してあり、これら内，外壁２，３間には前後方向に延びる複数のリブ壁４を介在させて剛性を高めてある。
【００５１】
５はフロアパネル１の前端部に結合されるクロスメンバとしてのダッシュクロスメンバを示し、該ダッシュクロスメンバ５は通常のプレス成形したダッシュロアパネルと同様に、傾斜したトーボード部５Ａと該トーボード部５Ａからほぼ垂直に立上がる縦壁部５Ｂとを備え、フロアパネル１と同様の軽量金属材料により内壁６と外壁７とを有する閉断面構造に車幅方向に押出成形してあって、これら内，外壁６，７間に車幅方向に延びる複数のリブ壁８を介在させて剛性を高めてある。
【００５２】
ダッシュクロスメンバ５のトーボード部５Ａのほぼ中央部には、前記トンネル部１Ｂに嵌合するトンネル嵌合部５Ｃを切欠形成してある。
【００５３】
ダッシュクロスメンバ５の外面側には、縦壁部５Ｂからトーボード部５Ａに廻り込んでダッシュレインフォース部材９を接合配置してあり、該ダッシュレインフォース部材９の車幅方向両側部に前方に向けて延設したアーム部９Ａに、サイドメンバとしてのフロントサイドメンバ１０を嵌合して接合固定してある。
【００５４】
これら左右のフロントサイドメンバ１０，１０の前端部はファーストクロスメンバ１１およびバンパーアーマチュア１２により連結してあり、これらフロントサイドメンバ１０、ファーストクロスメンバ１１、バンパーアーマチュア１２等によってフロントコンパートメントＦ・Ｃの骨格を構成している。
【００５５】
前記フロアパネル１とダッシュクロスメンバ５は、それらを前後方向に突き合わせた状態で、具体的にはトンネル部１Ｂの前端部にトンネル嵌合部５Ｃを嵌合し、サイドシル部１Ｃの前端末をトーボード部５Ａに突き合わせた状態でそれらの継目部分をレーザー溶接，ミグ溶接等により溶接して結合するが、フロア一般部１Ａとトーボード部５Ａとの結合位置は、前記トンネル部１Ｂおよびサイドシル部１Ｃとトーボード部５Ａとの結合位置よりも、フロアパネル１の前後方向中央側（後方）にオフセットした位置に設定してある。
【００５６】
この実施形態にあっては、フロア一般部１Ａの前端部にトンネル部１Ｂの下縁からサイドシル部１Ｃの内側下縁に亘って平面略矩形状に切欠部１Ｄを形成する一方、トーボード部５Ａの傾斜下縁から後方に向けて前記切欠部１Ｄに嵌合する平面略矩形状の平坦な連接部５Ｄを上，下壁６，７とそれらを継ぐ複数のリブ壁８とからなる閉断面構造で延設し、これら切欠部１Ｄと連接部５Ｄとを嵌合してそれらの継目部分を同様に溶接して結合して、フロア一般部１Ａと整合した平坦なフロア面を構成してある。
【００５７】
前記サイドシル部１Ｃの前端部分は連接部５Ｄの側部上に重合して前端をトーボード部５Ａに突き合わせて結合するようにしているため、該サイドシル部１Ｃの前端部の連接部５Ｄ上に重合する部分は、該連接部５Ｄの板厚（高さ）相当分で切削加工してある。
【００５８】
図４中、１３はフロアパネル１の後端に連接結合したクロスメンバとしてのリヤシートクロスメンバ、１４は該リヤシートクロスメンバ１３に連接結合したリヤフロアパネル、１５はフロントピラー、１６はセンターピラー、１７はリヤピラー、１８はルーフパネル、１９はリヤフェンダ、２０はフロントコンパートメントＦ・Ｃの主要骨格部を兼ねたストラットハウジングを示す。
【００５９】
ここで、前記ダッシュクロスメンバ５とフロアパネル１との間に亘って、車両の前面衝突時にフロントサイドメンバ１０からダッシュクロスメンバ５に作用する衝突入力を、フロアパネル１に車室側から車外側へ向けてほぼ面直方向に伝達させる入力伝達手段２１を設けてある。
【００６０】
この実施形態では前記入力伝達手段２１を、車幅方向中央部と、車幅方向側部とに配設してあり、車幅方向中央部にあっては入力伝達手段２１を前記トンネル部１Ｂのフロア一般部１Ａよりも前方に突出した前端部分の上面（内壁２）に連結してあり、車幅方向側部にあっては入力伝達手段２１を前記サイドシル部１Ｃのフロア一般部１Ａよりも突出した前端部分の側面（内壁２）に連結してあって、これら入力伝達手段２１，２１はそれらを連結したトンネル部１Ｂおよびサイドシル部１Ｃの前記前端部分の曲げ剛性よりも剛性を高く設定してある。
【００６１】
２２，２６は前記入力伝達手段２１を構成する補強メンバで、車幅方向中央部の補強メンバ２２はダッシュクロスメンバ５とトンネル部１Ｂとにブリッジ状に跨って連結され、車両の前面衝突時にフロントサイドメンバ１０からダッシュクロスメンバ５に作用する衝突入力で後方に回転変位して、該フロントサイドメンバ１０の軸線方向に働く荷重をトンネル部１Ｂの上面に下向きに方向変換して伝達可能としてある。
【００６２】
この補強メンバ２２はダッシュクロスメンバ５の内壁６と、トンネル部５Ｂの上面側の内壁２にそれぞれ溶接等により接合されるブラケット部２３，２４と、車幅方向両側部に膨出成形した一対の補強ビード部２５とを備えている。
【００６３】
車幅方向側部の補強メンバ２６は、本実施形態ではダッシュクロスメンバ５の側部とフロントピラー１５とに亘る領域に接合配置されるダッシュサイドメンバ２７の下側部に一体成形してある。
【００６４】
具体的には、前記補強メンバ２６は図５，６に示すようにダッシュクロスメンバ５とフロントピラー１５の下端部およびサイドシル部１Ｃの前端部とに跨るように車室側に向けて膨出成形されていて、前記ダッシュクロスメンバ５、フロントピラー１５およびサイドシル部１Ｃとが集合する隅部に接合されて該隅部に跨り、ダッシュクロスメンバ５からサイドシル部１Ｃの前端部分に向けて斜状に延びる閉断面部２８を構成するようにしている。
【００６５】
ダッシュサイドパネル２７のダッシュクロスメンバ５に沿うフロントパネル２７Ａと、フロントピラー１５に沿うサイドパネル２７Ｂとでなす隅角部には、平面略三角形状の複数のリブ２９を上下方向に多段状に設けて、車両の前面衝突によりフロントサイドメンバ１０からダッシュクロスメンバ５に衝突入力が作用することにより、ダッシュサイドパネル２７が前記上下方向に多段配置したリブ２９のフロントピラー１５側の端点を結んでできた直線Ｏをほぼ回転軸線として回転変位し易いようにしてある。
【００６６】
トンネル部１Ｂの前記補強メンバ２２との連結部分、およびサイドシル部１Ｃの前記補強メンバ２６との連結部分には、それぞれこれらトンネル部１Ｂ、サイドシル部１Ｃの変形のトリガーとなる変形促進部３０と、補強メンバ２２，２６の回転変位を規制する回転規制手段３２とを設けてある。
【００６７】
図７〜９にトンネル部１Ｂにおける変形促進部３０と、回転規制手段３２とを代表してその具体例を示している。
【００６８】
この変形促進部３０はトンネル部１Ｂの上面に脆弱部３１を設けて構成することができ、この脆弱部３１はトンネル部３１における内壁２の板厚を薄く、そして、外壁３の板厚を厚く設定してこれら内，外壁２，３でパネル剛性に変化を持たせるだけでもよいが、図７，８に示すように内壁２に複数個の小孔３１ａを設ける他、図９に示すように内壁２に凹部３１ｂを設けて脆弱部３１とすることができる。
【００６９】
また、前述のようにトンネル部１Ｂはその内壁２に対して外壁３の板厚を厚く設定してあるから、この板厚の厚い外壁３自体を回転規制手段３２として、車両の前面衝突時に補強メンバ２２の回転変位により内壁２が下方に変形して外壁３に底付きすると、この外壁３によって補強メンバ２２の回転変位を規制するようにしている。
【００７０】
図３において３３は左右のフロントピラー１５，１５に跨って結合されて、図外のステアリングコラムを指示するステアリングメンバ、３４は上端をステアリングメンバ３３に結合し、下端をトンネル部１Ｂに連結して図外のインストルメントパネルロアを支持するインストステイを示し、本実施形態では該インストステイ３４の下端を前記トンネル部１Ｂの補強メンバ２２を連結した部分の近傍に連結してある。
【００７１】
以上の実施形態の構造によれば、車両の前面衝突によりフロントサイドメンバ１０に軸線方向に衝突入力が作用すると、この衝突入力はダッシュクロスメンバ５に作用すると共に、入力伝達手段２１を構成する補強メンバ２２，２６によってフロアパネル１のトンネル部１Ｂの上面およびサイドシル部１Ｃの側面に、車室側から車外側へ向けてほぼ面直方向に曲げ荷重として作用してこれらトンネル部１Ｂ、サイドシル部１Ｃを車外側へ曲げ方向に座屈変形させてフロアパネル１の車外側への曲げ方向の座屈変形を誘発させる。
【００７２】
この結果、フロントサイドメンバ１の軸方向の潰れ変形によるエネルギー吸収だけでなくフロアパネル１の曲げ方向の座屈変形によるエネルギー吸収も行なうことが出来衝突エネルギー吸収量を拡大できる。特に本発明ではフロア面直方向の荷重によりフロアに確実に座屈変形が発生し、この部分を起点として確実に座屈変形を発生させる事が出来る。又、フロアパネル１の閉断面積を小さくしなくても該フロアパネル１の曲げ方向の座屈変形によって車体発生反力を低くすることができるから、押出材からなるフロアパネル本来の利点を損なうことなく車体発生反力の低下を実現することができる。
【００７３】
図１０は前記トンネル部１Ｂにおける曲げ方向の座屈変形の態様を模式的に示しており、同図の（Ａ）は車両が衝突物４０と前面衝突した際のフロントサイドメンバ１０、ダッシュクロスメンバ５、補強メンバ２２への入力状況を示し、フロントサイドメンバ１０に衝突入力Ｆが軸線方向に作用すると、ダッシュクロスメンバ５の支持反力によって該フロントサイドメンバ１０は同図の（Ｂ）に示すように前端側から軸方向に潰れ変形すると共に、ダッシュクロスメンバ５の車室側への後退変形に伴ってこれと一体的に補強メンバ２２が後方へ回転変位して前記衝突入力Ｆを直ちにトンネル部１Ｂの上面へほぼ面直方向に下向きに伝達させる。
【００７４】
ここで、ダッシュクロスメンバ５は前述のように閉断面構造に車幅方向に押出成形してあるため剛性が高く、フロントサイドメンバ１０の前端側からの潰れ変形を整然と良好に行わせると共に、ダッシュクロスメンバ１０からフロントピラー１５等へ広い範囲に荷重を分散負担させて、衝突入力がフロアパネル１に前後方向に作用するのを抑制する。
【００７５】
また、補強メンバ２２はトンネル部１Ｂの該補強メンバ２２を連結した部分における曲げ剛性よりも剛性を高く設定してあるため、フロントサイドメンバ１０からの衝突入力を確実に方向変換してトンネル１Ｂに伝達させることができる。
【００７６】
一方、前述のようにトンネル部１Ｂの上面にほぼ面直方向に衝突入力Ｆが方向変換されて伝達されると、該上面における内壁２から座屈変形を開始させて外壁３に変形を波及させ、トンネル部１Ｂを下方へ曲げ方向に座屈変形させるが、前記内壁２の補強メンバ２２との連結部近傍には変形促進部３０を設けてあるため、この変形促進部３０が変形のトリガーとなって該変形促進部３０を設定した部分でトンネル部１Ｂの座屈変形を、エンジン４１等の搭載機能部品がダッシュクロスメンバ５に干渉する以前に速やかに、かつ、整然と行わせることができる。
【００７７】
また、前記トンネル部１Ｂの座屈変形初期において、前述のように内壁２が座屈変形を開始して板厚の厚い外壁３に底付きすると、該外壁３の回転規制作用によって補強メンバ２２の回転変位を規制するため、この補強メンバ２２の回転変位量を、トンネル部１Ｂを適度に低い車体発生反力で変形させて安定してエネルギー吸収するためのきっかけを作るための必要最小限の回転に規制することができ、従って、ダッシュクロスメンバ５の車室内への侵入を必要最小限にとどめることができる。
【００７８】
そして、フロントサイドメンバ１０の軸方向の潰れ変形が進行して、同図の（Ｃ）に示すようにエンジン４１等の搭載機能部品がダッシュクロスメンバ５に干渉すると、衝突物４０からの入力Ｆはエンジン４１等からダッシュクロスメンバ５へ通過する経路が最短となるため、直接エンジン４１等からダッシュクロスメンバ５への荷重の伝達が支配的となり、該ダッシュクロスメンバ５からフロアパネル１に前後方向入力として伝達されるが、この時フロアパネル１は既に曲げ方向に座屈変形しているため急激な圧潰荷重の立上がりが抑制され、車体発生反力のピーク値を低めながら衝突エネルギーを効率良く吸収することができる。
【００８０】
また、車幅方向側部にあっては、図５，６に示すようにフロントサイドメンバ１０からダッシュクロスメンバ５に衝突入力Ｆが作用することにより、該ダッシュクロスメンバ５が車室側へ後退変位するのに伴ってダッシュサイドパネル２７が回転軸線Ｏ周りに回転変位して補強メンバ２６の側方への回転変位を促し、該補強メンバ２６の回転変位によってフロントサイドメンバ１０に軸方向に作用する衝突入力Ｆをサイドシル部１Ｃの側面（内壁２）にほぼ面直方向に方向変換して車外側への曲げ荷重として伝達する。
【００８１】
これにより、内壁２から座屈変形を開始させてサイドシル部１Ｃを側方へ曲げ方向に座屈変形させる。
【００８２】
図１１のａ線は本実施形態における車体発生反力（キャビンＧ）特性を、ｂ線は前記入力伝達手段２１を設けなかった場合の構造の車体発生反力特性を示している。
【００８３】
同図において（Ａ）の領域は前記図１０の（Ａ）に対応したフロントサイドメンバ１０の前端部の潰れ変形時における車体発生反力を、（Ｂ）の領域は図１０の（Ｂ）に対応したダッシュクロスメンバ５の後退変形時における車体発生反力を、（Ｃ）の領域は図１０の（Ｃ）に対応したエンジン４１とダッシュクロスメンバ５との干渉時における車体発生反力を示しており、同図中のＰ１はフロアパネル１の座屈タイミングを、Ｐ２，Ｐ３はエンジン４１とダッシュクロスメンバ５との干渉タイミングを示している。
【００８４】
この特性図から明らかなように、（Ａ）領域のフロントサイドメンバ１０の前端部が潰れ変形しているときには本実施形態と入力伝達手段が無い構造との差異は殆どないが、（Ｂ）領域において本実施形態でフロアパネル１が座屈変形した以降は入力伝達手段が無い構造と較べて車体発生反力が低減し、（Ｃ）領域における平均車体発生反力（平均キャビンＧ）をＧbからＧaへと低下できることがわかる。
【００８５】
また、特に本実施形態ではフロアパネル１のフロア一般部１Ａとダッシュクロスメンバ５のトーボード部５Ａとの結合位置は、トンネル部１Ｂおよびサイドシル部１Ｃとトーボード部５Ａとの結合位置よりも後方にオフセットした位置に設定して、補強メンバ２２，２６をトンネル部１Ｂ、サイドシル部１Ｃの前記フロア一般部１Ａよりも前方に突出した各前端部分に連結してあるため、これらトンネル部１Ｂおよびサイドシル部１Ｃのフロア一般部１Ａよりも前方に突出した前端部分は他の部分に較べて曲げ剛性が低くなることから、補強メンバ２２，２６を介してほぼ面直方向に作用する衝突入力が適度に低い段階で曲げ変形させることができ、従って、車体発生反力を更に高めることができる。
【００８６】
これを図１２〜１４により前記トンネル部１Ｂ周りにおける曲げ剛性の変化状況を例に採って具体的に説明する。
【００８７】
図１２，１３に示すようにダッシュクロスメンバ５のトーボード部５Ａから後方へ延設した連接部５Ｄは、フロアパネル１のフロア一般部１Ａの切欠部１Ｄに嵌合して接合されて該フロア一般部１Ａと整合して平坦なフロア面を構成しており、押出方向が直交したフロアパネル１とダッシュクロスメンバ５とが分割線Ｃ・Ｌを境にして前後方向に入り組んでいる。
【００８８】
フロアパネル１は閉断面構造に前後方向に押出成形してあるため、上下方向荷重に対する曲げ強度は大きく、他方ダッシュクロスメンバ５は閉断面構造に車幅方向に押出成形してあるため、トーボード部５Ａ，連接部５Ｄの上下方向荷重に対する曲げ強度は前記フロアパネル１よりも小さい。
【００８９】
これを単純なはりモデルにおきかえると図１４に示すように、フロアパネル１のフロア一般部１Ａよりも前方の部分でははりが細く曲げ剛性が低いことが解る。
【００９０】
従って、補強メンバ２２を介してトンネル部１Ｂの前端部分の上面にほぼ面直方向に衝突入力が作用した場合に、該衝突入力が適度に低い段階でフロアパネル１を下向きに曲げ方向に座屈変形させることができて、車体発生反力の低下を実現することができる。
【００９１】
また、前記フロア一般部１Ａの前端とトーボード部５Ａの傾斜下縁とのオフセット量Ｌを調整することで、フロアパネル１のフロア一般部１Ａよりも前方に突出した部分の曲げ剛性を調整して、キャビン強度を車体重量に応じてコントロールすることができる。
【００９２】
これは、一般に車体重量の大きい車両ほどキャビンに求められる強度は大きくなるが、前記オフセット量Ｌを車体重量が重くなるほど短く設定して、例えば図１５，１６に示すようにオフセット量を前記ＬからＬaへと短く設定することによって、図１７のはりモデルに示すようにはりの太さを大きくしてフロア全体の曲げ剛性を高めて要求される高いキャビン強度を得ることができる。
【００９３】
一方、本実施形態にあっては前述のように、インストステイ３４の下端をトンネル部１Ｂの補強メンバ２２を連結した部分の近傍に連結してあるため、図１８，１９に示すように、車両の前面衝突時にフロントサイドメンバ１０、ダッシュクロスメンバ５からの入力が、補強メンバ２２によりトンネル部１Ｂの上面にほぼ面直方向に下向きに変換され、これによりトンネル部１Ｂが下向きに座屈変形するのに伴ってインストステイ３４のトンネル部１Ｂ側の連結部分が下方に引き込まれる動きに連動して、ステアリングメンバ３３を車室下方に引き込む。
【００９４】
この結果、ステアリングコラム３５がエンジン４１等に押されて車室上方へ突出する挙動を抑制することができて、乗員とステアリングリム３６との２次衝突を抑制することができる。
【００９５】
なお、図１８，１９中、３７はステアリングラック、３８はステアリングコラムブラケットを示す。
【００９６】
前記実施形態にあっては、補強メンバ２２の下端を連結するトンネル部１Ｂを、内，外壁２，３とリブ４とで閉断面構造としているが、該トンネル部１Ｂを単壁構造として本願発明を適用して前述と同様の効果を得ることができる。
【００９７】
トンネル部１Ｂを単壁構造とした場合、該トンネル部１Ｂへの各種機能部品の搭載に際して、ボルト・ナット等の止着部品の設置を容易に行えて、前記機能部品の搭載作業性を向上することができる。
【００９８】
また、フロア一般部１Ａとトンネル部１Ｂおよびサイドシル部１Ｃとを、閉断面構造に一体に車体前後方向に押出成形しているが、これらは分割して単独に押出成形して、車幅方向に結合したフロア構成とすることもできる。
【００９９】
なお、フロアパネル１は前記閉断面構造に限らず、車幅方向に凹凸が連続した開断面形状にして車体前後方向に押出成形してもよい。
【０１００】
また、前記実施形態ではクロスメンバとしてダッシュクロスメンバ５を例示したが、フロアパネル１の後端に結合されるリヤシートクロスメンバ１３との結合部に適用して前述と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示す斜視図。
【図２】  同実施形態の分解斜視図。
【図３】  同実施形態の組付状態を車室側から見た斜視図。
【図４】  同実施形態のフロントコンパートメント側から見た車体全体の外観斜視図。
【図５】  同実施形態の車幅方向側部の補強メンバ配設状態を示す斜視図。
【図６】  図５のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図７】  トンネル部における補強メンバ配設状態を示す斜視図。
【図８】  図７のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図９】  脆弱部の異なる例を示す図８と同様の断面図。
【図１０】  本発明の第１実施形態の車両前面衝突時におけるトンネル部周りの変形態様を段階を追って模式的に示す側面説明図。
【図１１】  車両前面衝突時における車体発生反力を説明する特性図。
【図１２】  本発明の第１実施形態のダッシュクロスメンバとトンネル部周りとの配置関係を示す略示的平面説明図。
【図１３】  図１２の側面説明図。
【図１４】  図１２，１３の構造をはりモデルとして示した説明図。
【図１５】  本発明の第１実施形態のダッシュクロスメンバとトンネル部周りとの配置関係の異なる例を示す略示的説明図。
【図１６】  図１５の側面説明図。
【図１７】  図１５，１６の構造をはりモデルとして示した説明図。
【図１８】  本発明の第１実施形態のトンネル部における補強メンバとインストステイとの配置関係を模式的に示す側面説明図。
【図１９】  図１８の車両前面衝突時における変形状態を模式的に示す側面説明図。
【符号の説明】
１  フロアパネル
１Ａ  フロア一般部
１Ｂ  トンネル部
１Ｃ  サイドシル部
２  内壁
３  外壁
４  リブ
５  ダッシュクロスメンバ（クロスメンバ）
５Ａ  トーボード部
５Ｂ  縦壁部
５Ｃ  トンネル嵌合部
６  内壁
７  外壁
８  リブ
１０  フロントサイドメンバ（サイドメンバ）
２１  入力伝達手段
２２，２６  補強メンバ
３０  変形促進部
３１  脆弱部
３１ａ  小孔
３１ｂ  凹部
３２  回転規制手段
３３  ステアリングメンバ
３４  インストステイ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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