JP2007283875A - 車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】フロントサイドメンバの薄板化を図りながら、座屈モードをコントロールすることができる車体前部構造を得る。
【解決手段】車体前後方向に対して斜めに接合される薄鋼板部２２と厚鋼板部２６との斜め接合構造３２によって、フロントサイドメンバ前部２０が前突荷重Ｆを受けた状態では、フロントサイドメンバ後部２４の内側稜線２７への入力荷重をフロントサイドメンバ後部２４の外側稜線２８への入力荷重に比べて大きくしているので、フロントサイドメンバ後部２４に折れビードを設定しなくても、フロントサイドメンバ後部２４の外側稜線２８側を座屈させる前に、内側稜線２７側を座屈させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、フロントサイドメンバが差厚鋼板構造を備えた車体前部構造に関する。

車体前部においては、前突時（前面衝突時）にフロントサイドメンバを前方から軸圧縮変形させるために、フロントサイドメンバを差厚鋼板構造にしてフロントサイドメンバ後部の板厚をフロントサイドメンバ前部の板厚に比べて厚くしている場合がある（例えば、非特許文献１参照）。このような差厚鋼板構造では、座屈モードをコントロールするために、フロントサイドメンバ後部において、例えば、車幅方向内側の稜線に折れビードを設定したものがある。

しかし、この従来の車体前部構造では、折れビードの設定によって衝突荷重に対する曲げ耐力を下げているので、フロントサイドメンバの薄板化が難しい。
発明協会公開技報、公技番号９３−３２８６６

本発明は、上記事実を考慮して、フロントサイドメンバの薄板化を図りながら、座屈モードをコントロールすることができる車体前部構造を提供することを課題とする。

請求項１に記載する本発明の車体前部構造は、車体の前端側に車幅方向に延在するフロントバンパリインフォースと、前記フロントバンパリインフォースの車体後方側の両サイドに車体前後方向に沿って配設された薄鋼板部を備える左右一対のフロントサイドメンバ前部と、前記フロントサイドメンバ前部の車体後方側に車体前後方向に沿って配設され、前記薄鋼板部の後端部と接合されて前記薄鋼板部に比べて板厚が厚い厚鋼板部を備える左右一対のフロントサイドメンバ後部と、前記フロントサイドメンバ前部が前突荷重を受けた状態では、車両正面視における前記フロントサイドメンバ後部の一方の片側となる第１稜線への入力荷重を他方の片側となる第２稜線への入力荷重に比べて大きくする荷重制御手段と、を有することを特徴とする。

請求項１に記載する本発明の車体前部構造によれば、フロントサイドメンバ後部の厚鋼板部の板厚がフロントサイドメンバ前部の薄鋼板部の板厚に比べて厚いので、前突時にフロントバンパリインフォースを介してフロントサイドメンバ前部に所定値以上の荷重が入力されると、フロントサイドメンバ後部よりも先にフロントサイドメンバ前部が軸圧縮変形して衝突エネルギーを吸収する。ここで、フロントサイドメンバ前部が前突荷重を受けた場合、荷重制御手段が車両正面視におけるフロントサイドメンバ後部の一方の片側となる第１稜線への入力荷重を他方の片側となる第２稜線への入力荷重に比べて大きくするので、フロントサイドメンバ前部を介したフロントサイドメンバ後部の一方の片側となる第１稜線への入力荷重と他方の片側となる第２稜線への入力荷重との大小関係をコントロールすることができる。これによって、折れビードを設定しなくても、フロントサイドメンバ後部の他方の片側となる第２稜線側を座屈させる前に、一方の片側となる第１稜線側を座屈させることができる。

請求項２に記載する本発明の車体前部構造は、請求項１記載の構成において、前記薄鋼板部の前記後端部と前記厚鋼板部の前端部との接合部は、車両正面視における一方側の接合位置に比べて他方側の接合位置が車体前後方向の後方側とされることを特徴とする。

請求項２に記載する本発明の車体前部構造によれば、薄鋼板部の後端部と厚鋼板部の前端部との接合部は、車両正面視における一方側の接合位置に比べて他方側の接合位置が車体前後方向の後方側となっているので、前突時に車両正面視におけるフロントサイドメンバ前部の一方側が潰れきって衝突エネルギーを吸収できない状態になっても、フロントサイドメンバ前部の他方側には潰れ残り代があり、この潰れ残り代の分だけ衝突エネルギーを吸収することができる。これによって、車両正面視におけるフロントサイドメンバ後部の一方の片側となる第１稜線への入力荷重を他方の片側となる第２稜線への入力荷重に比べて大きくすることができる。

請求項３に記載する本発明の車体前部構造は、請求項２記載の構成において、前記薄鋼板部の前記後端部と前記厚鋼板部の前記前端部とが溶接により接合され、前記接合部が車体前後方向に対して斜めの接合ラインを形成することを特徴とする。

請求項３に記載する本発明の車体前部構造によれば、接合部が車体前後方向に対して斜めの接合ラインを形成するように薄鋼板部の後端部と厚鋼板部の前端部とが溶接により接合されるので、接合が容易であり、容易な加工によって、前突時におけるフロントサイドメンバ後部の一方の片側となる第１稜線への入力荷重と他方の片側となる第２稜線への入力荷重との大小関係をコントロールすることができる。

請求項４に記載する本発明の車体前部構造は、請求項１から３のいずれか一項に記載の構成において、前記第１稜線が前記フロントサイドメンバ後部の車幅方向内側の稜線とされ、前記第２稜線が前記フロントサイドメンバ後部の車幅方向外側の稜線とされることを特徴とする。

請求項４に記載する本発明の車体前部構造によれば、第１稜線がフロントサイドメンバ後部の車幅方向内側の稜線であり、第２稜線がフロントサイドメンバ後部の車幅方向外側の稜線であるので、フロントサイドメンバ前部を介したフロントサイドメンバ後部の車幅方向内側の稜線への入力荷重と車幅方向外側の稜線への入力荷重との大小関係をコントロールすることができる。これによって、折れビードを設定しなくても、フロントサイドメンバ後部の車幅方向外側の稜線側を座屈させる前に、車幅方向内側の稜線側を座屈させることができる。

以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載の車体前部構造によれば、前突時にフロントサイドメンバ前部を介したフロントサイドメンバ後部の一方の片側となる第１稜線への入力荷重と他方の片側となる第２稜線への入力荷重との大小関係をコントロールすることで、折れビードを不要にしてフロントサイドメンバの薄板化を図りながら、座屈モードをコントロールすることができるという優れた効果を有する。

請求項２に記載の車体前部構造によれば、折れビードを不要にしてフロントサイドメンバの薄板化を図りながら、座屈モードを容易にコントロールすることができるという優れた効果を有する。

請求項３に記載の車体前部構造によれば、容易な加工によって、折れビードを不要にしてフロントサイドメンバの薄板化を図りながら、座屈モードをコントロールすることができるという優れた効果を有する。

請求項４に記載の車体前部構造によれば、折れビードを不要にしてフロントサイドメンバの薄板化を図りながら、前突時にフロントサイドメンバを確実に車幅方向外側へ座屈させることができるという優れた効果を有する。

本発明における車体前部構造の実施形態を図面に基づき説明する。なお、図中の矢印ＵＰは車体の上方向、矢印ＦＲは車体の前方向、矢印Ｗは車幅方向、矢印ＯＵＴは車幅方向外側をそれぞれ示す。

（実施形態の構成）
図１の車体前部に示されるように、車体１０の前端側には、フロントバンパリインフォース１２が車幅方向（矢印Ｗ方向）に延在しており、このフロントバンパリインフォース１２は、閉断面構造又は開断面構造とされている。フロントバンパリインフォース１２の車体後方側の両サイドには、車体前後方向に沿って骨格部材である左右一対のフロントサイドメンバ１４が配設されている。

フロントサイドメンバ１４は、図２及び図３に示されるように、断面略コ字形状とされた屈曲板状のフロントサイドメンバインナ１６と、フロントサイドメンバインナ１６の開口部分を閉止する断面略Ｌ字形状とされた屈曲板状のフロントサイドメンバアウタ１８と、の２構成部品によって閉断面構造（箱型断面構造）に構成されている。

フロントサイドメンバインナ１６は、互いに対向する一対の壁部１６Ａ、１６Ｂを備えており、一方の壁部１６Ａの先端側がフランジ状に折り返されて第１合わせ部１６Ｃとされている。フロントサイドメンバインナ１６の他方の壁部１６Ｂは、一方の壁部１６Ａに比べて底部１６Ｄからの延出量が大きく、その先端部が第２合わせ部１６Ｅとされている。フロントサイドメンバアウタ１８は、一般面を形成する帯板状部１８Ａと、帯板状部１８Ａから略直角に折り返された折返部１８Ｂとを備えており、図２に示されるように、帯板状部１８Ａの端部とフロントサイドメンバインナ１６の第１合わせ部１６Ｃとがスポット溶接され、折返部１８Ｂとフロントサイドメンバインナ１６の第２合わせ部１６Ｅとがスポット溶接されている。すなわち、フロントサイドメンバインナ１６とフロントサイドメンバアウタ１８とは、スポット溶接により接合されている。

フロントサイドメンバインナ１６は、差厚鋼板（テーラードブランク材）により形成されており、車体前方側に配設される薄鋼板部２２と、薄鋼板部２２の車体後方側に配設される厚鋼板部２６とを含んで構成されている。薄鋼板部２２と厚鋼板部２６とは、本実施形態では、同種類の材料で形成されているが、厚鋼板部２６の板厚は、薄鋼板部２２の板厚に比べて厚く、厚鋼板部２６の軸圧縮荷重に対する耐力（強度）は、薄鋼板部２２の軸圧縮荷重に対する耐力（強度）に比べて高い。薄鋼板部２２の後端部２２Ａと厚鋼板部２６の前端部２６Ａとは、レーザ溶接等により接合されている。フロントサイドメンバインナ１６は、薄鋼板部２２と厚鋼板部２６とを備えた差厚鋼板をプレス成形により折り曲げて形成されている。

このように構成されるフロントサイドメンバ１４は、図１に示されるように、車体前方側が薄鋼板部２２を備えたフロントサイドメンバ前部２０とされ、フロントサイドメンバ前部２０の車体後方側が厚鋼板部２６を備えたフロントサイドメンバ後部２４とされている。すなわち、左右一対のフロントサイドメンバ前部２０は、フロントバンパリインフォース１２の車体後方側の両サイドに車体前後方向に沿って配設された薄鋼板部２２を備えており、左右一対のフロントサイドメンバ後部２４は、フロントサイドメンバ前部２０の車体後方側に車体前後方向に沿って配設され、薄鋼板部２２の後端部２２Ａと接合された厚鋼板部２６を備えている。

薄鋼板部２２の後端部２２Ａと厚鋼板部２６の前端部２６Ａとの接合部３０は、車両正面視における一方側とされる車幅方向内側の接合位置Ｐに比べて、車両正面視における他方側とされる車幅方向外側の接合位置Ｑが、車体前後方向の後方側（矢印ＦＲ方向の反対方向側）とされており、車体前後方向に対して平面視で斜め直線状の接合ライン（差厚ライン）を形成している。

車体前後方向に対して斜めに接合される薄鋼板部２２と厚鋼板部２６との斜め接合構造３２は、本実施形態における荷重制御手段とされており、図２に示されるフロントサイドメンバ前部２０が前突荷重を受けた状態では、車両正面視におけるフロントサイドメンバ後部２４の一方の片側となる第１稜線（車幅方向内側の稜線）としての内側稜線２７への入力荷重を、フロントサイドメンバ後部２４の他方の片側となる第２稜線（車幅方向外側の稜線）としての外側稜線２８への入力荷重に比べて大きくしている。

なお、本実施形態では、フロントサイドメンバ後部２４における内側稜線２７及び外側稜線２８は、衝突荷重に対する耐力が同等となっている。

（実施形態の作用・効果）
次に、上記実施形態の作用並びに効果を説明する。

図１に示されるフロントサイドメンバ後部２４の厚鋼板部２６の板厚がフロントサイドメンバ前部２０の薄鋼板部２２の板厚に比べて厚いので、前突時に衝突体３４からフロントバンパリインフォース１２を介してフロントサイドメンバ前部２０に所定値以上の前突荷重Ｆが入力されると、フロントサイドメンバ後部２４よりも先にフロントサイドメンバ前部２０が蛇腹状に軸圧縮変形して衝突エネルギーを吸収する。

ここで、薄鋼板部２２の後端部２２Ａと厚鋼板部２６の前端部２６Ａとの接合部３０は、車幅方向内側（車両正面視における一方側）の接合位置Ｐに比べて車幅方向外側（他方側）の接合位置Ｑが車体前後方向の後方側となっているので、図４に示されるように、前突時にフロントサイドメンバ前部２０の車幅方向内側（一方側）が潰れきって、すなわち、潰れ部分が接合部３０の車幅方向内側部分（接合位置Ｐ）に達して衝突エネルギーを吸収できない状態になっても、フロントサイドメンバ前部２０の車幅方向外側（他方側）には潰れ残り代２１があり、この潰れ残り代２１の分だけ衝突エネルギーを吸収することができる。このような斜め接合構造３２によって、フロントサイドメンバ後部２４の車幅方向内側（一方の片側）となる内側稜線２７への入力荷重Ｆ１を、車幅方向外側（他方の片側）となる外側稜線２８への入力荷重Ｆ２に比べて大きな荷重にすることができる。これにより、従来構造のような折れビードを設定しなくても、フロントサイドメンバ後部２４の車幅方向外側（他方の片側）となる外側稜線２８側を座屈させる前に、車幅方向内側（一方の片側）となる内側稜線２７側を座屈させることができる（座屈タイミングのコントロール）。

その結果として、フロントサイドメンバ１４の薄板化（軽量化）を図りながら、前突時にフロントサイドメンバ１４を確実に車幅方向外側へ（外凸折れモードで）座屈させること、すなわち、座屈モードを容易にコントロールすることができる。なお、前突時にフロントサイドメンバ１４を車幅方向外側へ座屈させることで、例えば、トーボード部のキャビンへの侵入を抑制することができる。

ここで、フロントサイドメンバ１４の薄板化について補足すると、従来構造のようなフロントサイドメンバ後部に折れビードを設定して衝突荷重に対する曲げ耐力を下げている場合には、折れビードを設定していない部分にある程度の板厚が必要となり、折れビードを設定していない部分の耐力を１００％使うことなく曲げ変形させることになる。換言すれば、フロントサイドメンバ後部が衝突荷重に対する所定の曲げ耐力を得るのに必要な板厚は、折れビードを設定した場合に比べて折れビードを設定しない場合のほうが薄くできる。本実施形態では、フロントサイドメンバ後部２４に折れビードを設定しておらず、フロントサイドメンバ後部２４の部材の耐力を１００％使っているので、従来構造に比べてフロントサイドメンバ後部２４を薄板化（軽量化）することが可能となる。

また、接合部３０が車体前後方向に対して斜めの接合ラインを形成するように薄鋼板部２２の後端部２２Ａと厚鋼板部２６の前端部２６Ａとが溶接により接合される構成となっているので、溶接の際にはレーザ溶接機を移動しやすく、接合が容易であり、低コストかつ容易な加工によって、座屈モードをコントロールすることができる。

（実施形態の補足説明）
なお、上記実施形態では、フロントサイドメンバ前部２０が前突荷重Ｆを受けた状態では、フロントサイドメンバ後部２４の車幅方向内側の内側稜線２７への入力荷重Ｆ１を車幅方向外側の外側稜線２８への入力荷重Ｆ２に比べて大きくしているが、例えば、フロントサイドメンバ前部が前突荷重を受けた状態で、フロントサイドメンバ後部の車体下方側の下側稜線（車両正面視における一方の片側となる第１稜線）への入力荷重を、車体上方側の上側稜線（車両正面視における他方の片側となる第２稜線）への入力荷重に比べて大きくなるように設定してもよい。この場合、例えば、薄鋼板部の後端部と厚鋼板部の前端部との接合部は、車体下方側（車両正面視における一方側）の接合位置に比べて車体上方側（他方側）の接合位置が車体前後方向の後方側とされてもよい。

また、上記実施形態では、荷重制御手段が斜め接合構造３２とされ、薄鋼板部２２の後端部２２Ａと厚鋼板部２６の前端部２６Ａとの接合部３０は、車幅方向内側（車両正面視における一方側）の接合位置Ｐに比べて車幅方向外側（他方側）の接合位置Ｑが車体前後方向の後方側とされているが、例えば、薄鋼板部の後端部と厚鋼板部の前端部との接合部を車両正面視における一方側と他方側とで車体前後方向の同じ位置にすると共に、フロントサイドメンバ前部の衝突荷重に対する耐力を車両正面視における他方の片側に比べて一方の片側において低くなるように設定してもよく、このような構造を他の荷重制御手段として適用してもよい。

また、上記実施形態では、接合部３０が車体前後方向に対して斜め直線状の接合ラインを形成しているが、接合部は、例えば、車体前後方向に対して斜め円弧状の接合ラインを形成してもよく、また、階段状の接合ラインを形成してもよい。

さらに、上記実施形態では、薄鋼板部２２と厚鋼板部２６とが、同種類の材料で形成されているが、例えば、薄鋼板部に普通鋼板を適用し、厚鋼板部に高張力鋼板を適用する等のように、異種類の材料を薄鋼板部と厚鋼板部とにそれぞれに適用してもよい。

さらにまた、上記実施形態では、フロントサイドメンバアウタ１８が全長に亘って等しい板厚とされているが、例えば、フロントサイドメンバアウタにもフロントサイドメンバインナと同様に差厚鋼板を適用し、フロントサイドメンバ前部にフロントサイドメンバアウタの薄鋼板部を配置し、フロントサイドメンバ後部にフロントサイドメンバアウタの厚鋼板部を配置してもよい。

なお、上記実施形態では、薄鋼板部２２の後端部２２Ａと厚鋼板部２６の前端部２６Ａとが溶接により接合されているが、薄鋼板部２２の後端部２２Ａと厚鋼板部２６の前端部２６Ａとは他の接合手段によって接合されてもよい。

本発明の実施形態に係る車体前部構造を示す平面図である。 本発明の実施形態におけるフロントサイドメンバの要部を示す斜視図である。 本発明の実施形態におけるフロントサイドメンバの要部を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態におけるフロントサイドメンバ前部が軸圧縮変形した状態を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 車体
１２ フロントバンパリインフォース
２０ フロントサイドメンバ前部
２２ 薄鋼板部
２２Ａ 後端部
２４ フロントサイドメンバ後部
２６ 厚鋼板部
２６Ａ 前端部
２７ 内側稜線（第１稜線）
２８ 外側稜線（第２稜線）
３０ 接合部
３２ 斜め接合構造（荷重制御手段）
ＯＵＴ 車幅方向外側
Ｐ 車幅方向内側の接合位置（一方側の接合位置）
Ｑ 車幅方向外側の接合位置（他方側の接合位置）
Ｗ 車幅方向

Claims (4)

1. 車体の前端側に車幅方向に延在するフロントバンパリインフォースと、
   前記フロントバンパリインフォースの車体後方側の両サイドに車体前後方向に沿って配設された薄鋼板部を備える左右一対のフロントサイドメンバ前部と、
   前記フロントサイドメンバ前部の車体後方側に車体前後方向に沿って配設され、前記薄鋼板部の後端部と接合されて前記薄鋼板部に比べて板厚が厚い厚鋼板部を備える左右一対のフロントサイドメンバ後部と、
   前記フロントサイドメンバ前部が前突荷重を受けた状態では、車両正面視における前記フロントサイドメンバ後部の一方の片側となる第１稜線への入力荷重を他方の片側となる第２稜線への入力荷重に比べて大きくする荷重制御手段と、
   を有することを特徴とする車体前部構造。
2. 前記薄鋼板部の前記後端部と前記厚鋼板部の前端部との接合部は、車両正面視における一方側の接合位置に比べて他方側の接合位置が車体前後方向の後方側とされることを特徴とする請求項１記載の車体前部構造。
3. 前記薄鋼板部の前記後端部と前記厚鋼板部の前記前端部とが溶接により接合され、前記接合部が車体前後方向に対して斜めの接合ラインを形成することを特徴とする請求項２記載の車体前部構造。
4. 前記第１稜線が前記フロントサイドメンバ後部の車幅方向内側の稜線とされ、前記第２稜線が前記フロントサイドメンバ後部の車幅方向外側の稜線とされることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車体前部構造。

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