JP4019647B2 - 車体構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フロントボディの骨格を成すフロントサイドメンバをそなえた、車体構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１０に示すように、自動車の車体１のフロントサイド部には、車長方向に延びるフロントサイドメンバ１１がそなえられている。このフロントサイドメンバ１１は、フロントボディの骨格を成し、一般に、前端側でフロントバンパ等を支持し、中間部でサスペンションの入力を受け止めるようになっており、前部はエンジンルーム２の側部に位置し、後部はダッシュパネル（ダッシュボード）２１下部からフロントフロア２２前部の下面へ延びている。
【０００３】
図１１は従来のフロントサイドメンバ（車体左側のもの）の一例を示す斜視図である。図１１に示すように、フロントサイドメンバ１１は、サイドメンバフロント１２とサイドメンバリヤ１３とが結合部１４で結合した構造になっている。このうち、サイドメンバフロント１２は、一般に矩形閉断面を有するように構成されている。また、サイドメンバリヤ１３は、ダッシュパネル２１及びフロントフロア２２と協働して一般に矩形閉断面を成すように構成されている。なお、符号１３Ａはサイドメンバリヤ１３をダッシュパネル２１，フロントフロア２２の各下面に結合するフランジ部である。
【０００４】
サイドメンバフロント１２においてサスペンションの入力を受け止める箇所には、サスペンションの入力に対抗し得る剛性を確保するために、斜線を付して示すようにリンフォース３１が装着されている。
また、ダッシュパネル２１下部に結合されるサイドメンバリヤ１３は、衝突時の入力によるダッシュパネル２１下部の変形を抑制する必要があり、十分な剛性を確保する必要がある。このような剛性を高めるには、サイドメンバリヤ１３の断面を大型化（特に、ダッシュパネル２１に結合される部分の大型化）することが有効である。ところが、サイドメンバリヤ１３自体の断面を単純に大きくすることは加工上の困難が伴うことから、現状では、図１２に示すように、サイドメンバリヤ１３の内部にリンフォース３２を追加して剛性を確保している。
【０００５】
つまり、サイドメンバリヤ１３は、ダッシュパネル２１の下面（車室外側の面）に結合するために、通常は図１２に示すように上方（ダッシュパネル２１側）に開口した略ハット型断面を有するように構成され、上部開口側のフランジ部１３Ａをダッシュパネル２１の下面に結合される。
このような略ハット型断面を有する補強部材は、板金部材をいわゆる絞り加工することによって形成されるが、絞り加工ではその深さＤ（図１３参照）を大きくするほど（一般には、幅Ｗに対する深さＤの比、即ち、Ｄ／Ｗを大きくするほど）加工が困難になる。特に、素材の板金の板厚が大きいほどその深さＤの大きい加工（深絞り）は困難になる。サイドメンバリヤ１３の場合、強度及び剛性を確保する必要から素材の板金の板厚が厚い上に、配置上その幅Ｗは制限されるので、深さＤが制限されることになる。
【０００６】
そこで、図１２に示すように、サイドメンバリヤ１３の内部にリンフォース３２を追加して剛性を確保しているのである。
したがって、サイドメンバリヤ１３のダッシュパネル２１のへの断面の大きさ（即ち、サイドメンバリヤ１３の高さ）Ｈは、その深さＤに応じて制限されることになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ダッシュパネル２１の変形を抑制するためには、サイドメンバリヤ１３の高さＨを大きくすることが最も効率的である。
サイドメンバリヤ１３の下方にはホイールハウスが存在するものの図１１に二点差線で示す程度のスペースはあり、サイドメンバリヤ１３やサイドメンバフロント１２後部を下方へ延長して高さＨを大きくすることがスペース上は可能である。
【０００８】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、フロントサイドメンバを高さ方向に大きくしてフロントサイドメンバを効率よく剛性増強することによってダッシュパネルの変形を確実に抑制できるようにした、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】
このため、本発明の車体構造では、車体前部のエンジンルーム側部に前後方向に延びるように配設され、後部がダッシュパネルに沿ってフロア部の下面へと延設されたフロントサイドメンバを有し、該フロントサイドメンバの該ダッシュパネルに沿う部分が、略ハット型断面を有する複数の補強部材（フロントサイドメンバの構成部材）を階層状に重合することで、該フロントサイドメンバ部分の高さが増大するようにしている。
【００１０】
すなわち、略ハット型断面を有する補強部材は、板金部材を絞り加工することにより容易に成形することができるが、絞り加工の場合、略ハット型断面の高さに相当する絞り深さが制限され、特に、フロントサイドメンバには板厚が厚く剛性の高い板金素材が用いられるため、略ハット型断面を有する部材の絞り深さ（即ち、該ダッシュパネルに結合される部分の高さ）を大きくすることができない。これに対して、本車体構造では、略ハット型断面を有する複数の補強部材を該ダッシュパネルに階層状に重合しているので、該フロントサイドメンバ部分の高さは、階層状に重合された複数の補強部材の各高さに応じて（各補強部材間の結合しろがあるので各補強部材の高さの合計からこの結合しろ分を除く）増大されることになる。
【００１１】
また、本発明の車体構造では、該エンジンルーム側部に配置されるフロント部材と、該ダッシュパネル及び該フロア部に沿って配置されるリヤ部材とが結合されて該フロントサイドメンバが構成される。このうち、該リヤ部材は、該フロントサイドメンバの該ダッシュパネルに沿う部分に相当し、上記の略ハット型断面を有する複数の補強部材を階層状に重合することで、該リヤ部材の高さが増大する。また、該フロント部材は、該車体の外方側に配置されるアウタ部材と、該車体の内方側に配置されるインナ部材とからなり、該フロント部材の該アウタ部材及び該インナ部材の各幅方向は、該フロントサイドメンバが該ダッシュパネルを支持する部位の幅に相当する。ここでは、該リヤ部材の該高さの増大に応じて、該フロント部材の該アウタ部材及び該インナ部材の各幅が増大されているので、該フロント部材と該リヤ部材とが滑らかに結合するようになる。これによって、該フロントサイドメンバの剛性・強度が向上する。
該リヤ部材は、該ダッシュパネル及び該フロア部の下面に結合していることが好ましい。
また、該フロント部材の後端部と、複数の該補強部材を階層状に重合された該リヤ部材の前端部とが、結合部で結合された構造になっていることが好ましい。
また、該補強部材は、それぞれ板金部材を絞り加工することによって略ハット型断面を有するように成形されていることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明すると、図１〜図９は本発明の一実施形態としての車体構造を示すものである。
本車体構造では、自動車の車体１のフロントサイド部に装備されたフロントサイドメンバ１１に特徴を有している。図１０に示すように、フロントサイドメンバ１１は、自動車の車体１前部のエンジンルーム２側部に前後方向に延びるように配設されて、前端でフロントバンパを支持し、中間部でサスペンションの入力を受け止めるようになっており、後部はダッシュパネル（ダッシュボード）２１下部からフロントフロア２２前部の下面へと延設されている。
【００１３】
本フロントサイドメンバ１１は、図１（ａ）の斜視図及び図２の側面図に示すように、サイドメンバフロント（フロント部材）４２とサイドメンバリヤ（リヤ部材）４３とが結合部（図２中に示す斜線部）４４で結合した構造になっており、サイドメンバフロント４２及びサイドメンバリヤ４３とも、一般に矩形閉断面を有するように構成されている点は従来例と同様である。また、サイドメンバリヤ４３は従来例のサイドメンバリヤ１３と同様にダッシュパネル２１，フロントフロア２２の各下面に結合し、サイドメンバフロント４２の中間部は、従来例のサイドメンバフロント１２と同様にサスペンションの入力を受け止めるようになっている。
【００１４】
本フロントサイドメンバ１１は、そのサイドメンバリヤ４３と、サイドメンバリヤ４３に結合するサイドメンバフロント４２の後部に特徴があり、サイドメンバリヤ４３は、図１（ｂ）に示すように、略ハット型断面を有する複数（ここでは２枚）の補強部材４３ａ，４３ｂをダッシュパネル２１の（上下方向或いは車体後方に傾斜した上下方向）に階層状に重合されることで、高さＨが増大された構造になっている。なお、部材４３ａ，４３ｂは、サイドメンバリヤ４３を構成する部材であるが、ダッシュパネル２１やフロントフロア２２を補強する点から補強部材と称する。
【００１５】
各補強部材４３ａ，４３ｂは板金部材を絞り加工することによって成形されており、その深さＤ１，Ｄ２を大きくするほど（一般には、幅Ｗに対する深さＤ１，Ｄ２の比Ｄ１／Ｗ，Ｄ２／Ｗを大きくするほど）加工が困難になり、素材の板金の板厚が大きいほどその深さＤの大きい加工（深絞り）は困難になる。サイドメンバリヤ４３の場合、素材の板金の板厚も大きい上に配置上その幅Ｗは制限されるので、各補強部材４３ａ，４３ｂの深さＤ１，Ｄ２が制限され、各補強部材４３ａ，４３ｂの高さＨ１，Ｈ２（Ｈ１≒Ｄ１，Ｈ２≒Ｄ２）も制限されることになる。
【００１６】
しかし、本サイドメンバリヤ４３では、各補強部材４３ａ，４３ｂがダッシュパネル２１のに階層状に重合されているので、高さＨは、各補強部材４３ａ，４３ｂの高さＨ１，Ｈ２の和から両者の重なり代Ｌを除いた大きさ（＝Ｈ１＋Ｈ２−Ｌ）となり、個々の補強部材４３ａ，４３ｂの高さＨ１，Ｈ２に対して増大されている。
【００１７】
なお、各補強部材４３ａ，４３ｂはその重合部分４３ｃにおいて例えばスポット溶接等によって固着されている。また、これらの各補強部材４３ａ，４３ｂが結合してなるサイドメンバリヤ４３は、補強部材４３ａに形成されたフランジ部４３ｄをダッシュパネル２１の裏面に例えばスポット溶接等によって固着される。この結果、本サイドメンバリヤ４３は、図１（ｂ）に示すように、上下２つの閉断面を有し、しかも、上下方向中間部に補強部材４３ａの底部４３ｆが位置しているおり、単に断面が上下に拡張されるだけではなく、内部に補強材が内蔵された構造になっている。
【００１８】
また、各補強部材４３ａ，４３ｂは、実際には図１（ａ），図２〜図４に示すように複雑な曲面形状に形成されるが、各補強部材４３ａ，４３ｂをダッシュパネル２１の上下方向或いは車体後方に傾斜した上下方向に階層状に重合することで、図１（ａ），図２，図５に示すように、サイドメンバリヤ４３の下部４３ｅをホイールハウスに近づけるように延設している。
【００１９】
さらに、サイドメンバリヤ４３の前端部では、上部の補強部材４３ａはその底部４３ｆを含めて全体が上方に屈曲し、下部の補強部材４３ｂはその底部が上方に屈曲して端壁部４３ｇを形成し補強部材４３ａの底部４３ｆと重合して結合しており、サイドメンバリヤ４３の前端部は、これらの底部４３ｆと端壁部４３ｇとから構成されており、サイドメンバリヤ４３の前端部の高さ（上下方向高さ）Ｈｆはより一層拡大されている。
【００２０】
一方、サイドメンバフロント４２は、図１（ａ），図６に示すように、車体の内方側（エンジンルーム２側）に配置されるインナ部材４２ａと、車体の外方側（車外側）に配置されるアウタ部材４２ｂとが例えばスポット溶接等によって固着されてなり、各部材４２ａ，４２ｂの幅Ｗ１の方向が高さＨの方向に相当する。
【００２１】
このサイドメンバフロント４２の後端部がサイドメンバリヤ４３の前端部と滑らかに結合するように、サイドメンバフロント４２の後端部におけるインナ部材４２ａ及びアウタ部材４２ｂの各幅Ｗ１は、サイドメンバリヤ４３の前端部の高さ（上下方向高さ）Ｈｆと同様な大きさに拡幅されており、サイドメンバフロント４２の後端部下部も、ホイールハウスに近づくように延設されている。
【００２２】
本発明の一実施形態としての車体構造は、上述のように構成されているので、ダッシュパネル２１の下部に結合されるサイドメンバリヤ４３及びサイドメンバリヤ４３の前端に結合されるサイドメンバフロント４２の後端部が、ダッシュパネル２１の支持方向（上下方向或いは車体後方に傾斜した上下方向）に拡大されて、ダッシュパネル２１の支持剛性が最も効率よく増強される。
【００２３】
つまり、ダッシュパネル２１の下部に結合されるサイドメンバリヤ４３の支持方向高さＨが拡大されるとともに、サイドメンバリヤ４３の前端に結合されるサイドメンバフロント４２の後端部の支持方向高さ（インナ部材４２ａ，アウタ部材４２ｂの幅Ｗ１）が拡大されるため、ダッシュパネル２１の支持剛性が極めて効率よく増強される。
【００２４】
このため、車体の衝突時に、ダッシュパネル２１下部に変形を招くような力が加わった場合にも、サイドメンバリヤ４３及びサイドメンバフロント４２の高い支持剛性によって、ダッシュパネル２１下部の変形をより確実に抑制することができるようになる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に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種々変形して実施することができる。
【００２５】
例えば、図７に示すように、サイドメンバフロント５２を、一組の略ハット型部材（略ハット型断面を有する部材）５２ａ，５２ｂと、これらの略ハット型部材５２ａ，５２ｂの下方にＬ字型部材（Ｌ字型断面を有する部材）５２ｃ，５２ｄを結合した構成にしてもよい。この場合、略ハット型部材５２ａとＬ字型部材５２ｃとが結合されてインナ部材を構成し、略ハット型部材５２ｂとＬ字型部材５２ｄとが結合されてアウタ部材を構成する。
【００２６】
また、図８に示すように、サイドメンバリヤ５３を、上下一組の略ハット型部材（略ハット型断面を有する部材）５３ａ，５３ｂを結合した構成にして、下方の略ハット型部材５３ｂの上端を内側に折り曲げて、この折ったフランジ部５３ｃ，５３ｃを、上方の略ハット型部材５３ａの底部５３ｆに結合した構成としてもよい。
【００２７】
さらに、図９に示すように、サイドメンバリヤ６３を、上下一組のコ字型部材（コ字型断面を有する部材）６３ａ，６３ｂを結合したものに、この外方からコ字型部材６３ａ，６３ｂを包むように、左右一組の略ハット型部材（略ハット型断面を有する部材）６３ｃ、６３ｄを結合した構成にしてもよい。なお、このような構成は、上記の実施形態において、サイドメンバリヤ４３の前端部とサイドメンバフロント４２の後端部との結合部に用いられており、かかる構造によって、剛性が大幅に増強されている。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の本発明の車体構造によれば、略ハット型断面を有する複数の補強部材を該ダッシュパネルに階層状に重合しているので、該フロントサイドメンバ部分の高さは、階層状に重合する複数の補強部材の各高さに応じて（各補強部材間の結合しろがあるので各補強部材の高さの合計からこの結合しろ分を除く）増大されることになるので、各補強部材を加工するのに、加工方法に起因してその高さ（深さ）が制限されてしまうものの加工自体は容易で加工性の良い絞り加工を適用しながら、該フロントサイドメンバ部分の高さを増大することができる。したがって、部品製造コスト等の高騰を抑えながらながら、該フロントサイドメンバ部分の該ダッシュパネルの高さを増大して、該ダッシュパネルの支持剛性を効率よく高めることができるようになる。
【００２９】
このフロントサイドメンバの剛性向上によって、衝突時の入力に対してダッシュパネルの変形をよる確実に抑制することができるようになる。
請求項２記載の本発明の車体構造によれば、該リヤ部材の高さの増大に応じて、該フロント部材の該アウタ部材及び該インナ部材の各幅が増大されているので、該フロント部材と該リヤ部材とが滑らかに結合するようになり、該フロント部材と該リヤ部材との結合部分を中心に該フロントサイドメンバの剛性・強度が向上する。したがって、リンフォース等を追加することなく、このフロントサイドメンバの剛性を向上でき、衝突時の入力に対してダッシュパネルの変形をよる確実に抑制するることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての車体構造にかかる構成図であり、（ａ）はそのフロントサイドメンバ要部を示す斜視図、（ｂ）はそのフロントサイドメンバリヤを示す模式的な横断面図［（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図］である。
【図２】本発明の一実施形態としての車体構造にかかるフロントサイドメンバ要部を示す側面図である。
【図３】本発明の一実施形態としての車体構造にかかるフロントサイドメンバリヤを示す模式的な分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態としての車体構造にかかるフロントサイドメンバリヤを示す模式的な組立斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態としての車体構造にかかるフロントサイドメンバリヤを示す模式的な側面図である。
【図６】本発明の一実施形態としての車体構造にかかるフロントサイドメンバフロントを示す模式的な横断面図［図１（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図］である。
【図７】本発明の一実施形態としての車体構造にかかるフロントサイドメンバフロントの変形例を示す模式的な横断面図（図６に対応する図）である。
【図８】本発明の一実施形態としての車体構造にかかるフロントサイドメンバリヤの第１変形例を示す模式的な横断面図［図１（ｂ）に対応する図］である。
【図９】本発明の一実施形態としての車体構造にかかるフロントサイドメンバリヤの第２変形例を示す模式的な横断面図［図１（ｂ）に対応する図］である。
【図１０】一般的な車体構造を示す模式的な斜視図である。
【図１１】従来の車体構造にかかるフロントサイドメンバ要部を示す斜視図である。
【図１２】従来の車体構造にかかるフロントサイドメンバリヤを示す模式的な横断面図（図１１のＣ−Ｃ矢視断面図）である。
【図１３】従来の車体構造にかかるフロントサイドメンバリヤの構成部材を示す模式的な横断面図である。
【符号の説明】
１ 車体
２ エンジンルーム
２１ ダッシュパネル
２２ フロア部
１１ フロントサイドメンバ
４２ フロントサイドメンバ１１のフロント部材（サイドメンバフロント）
４２ａ，５２ａ，５２ｃ サイドメンバフロント４２のインナ部材
４２ｂ，５２ｂ，５２ｄ サイドメンバフロント４２のアウタ部材
４３ フロントサイドメンバ１１のリヤ部材（サイドメンバリヤ）
４３ａ，４３ｂ，５３ａ，５３ｂ，６３ａ，６３ｂ 補強部材

Claims (4)

1. 車体前部のエンジンルーム側部に前後方向に延びるように配設され、後部がダッシュパネルに沿ってフロア部の下面へと延設されたフロントサイドメンバを有する車体構造において、
   該フロントサイドメンバは、該エンジンルーム側部に配置されるフロント部材と、該ダッシュパネル及び該フロア部に沿って配置されるリヤ部材とが結合されて構成され、
   該リヤ部材が、略ハット型断面を有する複数の補強部材を階層状に重合することで、該リヤ部材の高さが増大するように設けられるとともに、
   該フロント部材が、該車体の外方側に配置されるアウタ部材と、該車体の内方側に配置されるインナ部材とからなり、該フロント部材と該リヤ部材とが滑らかに結合するように、該リヤ部材の該高さの増大に応じて、該フロント部材の該アウタ部材及び該インナ部材の各幅が増大されている
   ことを特徴とする、車体構造。
2. 該リヤ部材は、該ダッシュパネル及び該フロア部の下面に結合している
   ことを特徴とする、請求項１記載の車体構造。
3. 該フロント部材の後端部と、複数の該補強部材を階層状に重合された該リヤ部材の前端部とが、結合部で結合された構造になっている
   ことを特徴とする、請求項１又は２記載の車体構造。
4. 該補強部材は、それぞれ板金部材を絞り加工することによって略ハット型断面を有するように成形されている
   ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の車体構造。

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