JP3828329B2 - 自動車の車体構造 - Google Patents
自動車の車体構造 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3828329B2 JP3828329B2 JP2000040986A JP2000040986A JP3828329B2 JP 3828329 B2 JP3828329 B2 JP 3828329B2 JP 2000040986 A JP2000040986 A JP 2000040986A JP 2000040986 A JP2000040986 A JP 2000040986A JP 3828329 B2 JP3828329 B2 JP 3828329B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- floor panel
- vehicle
- wall
- body structure
- vehicle body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
- B62D25/20—Floors or bottom sub-units
- B62D25/2009—Floors or bottom sub-units in connection with other superstructure subunits
- B62D25/2045—Floors or bottom sub-units in connection with other superstructure subunits the subunits being fire walls
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
- B62D21/15—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
- B62D21/152—Front or rear frames
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D25/00—Superstructure or monocoque structure sub-units; Parts or details thereof not otherwise provided for
- B62D25/08—Front or rear portions
- B62D25/14—Dashboards as superstructure sub-units
- B62D25/145—Dashboards as superstructure sub-units having a crossbeam incorporated therein
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Body Structure For Vehicles (AREA)
Description
【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
【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
Claims (17)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000040986A JP3828329B2 (ja) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | 自動車の車体構造 |
US09/666,476 US6688676B1 (en) | 2000-02-18 | 2000-09-20 | Vehicle structure with load transmission elements |
DE60044288T DE60044288D1 (de) | 2000-02-18 | 2000-09-22 | Fahrzeugstruktur mit kraftübertragenden Elementen |
EP00308308A EP1125829B1 (en) | 2000-02-18 | 2000-09-22 | Vehicle structure with load transmission elements |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000040986A JP3828329B2 (ja) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | 自動車の車体構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001225766A JP2001225766A (ja) | 2001-08-21 |
JP3828329B2 true JP3828329B2 (ja) | 2006-10-04 |
Family
ID=18564283
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000040986A Expired - Lifetime JP3828329B2 (ja) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | 自動車の車体構造 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6688676B1 (ja) |
EP (1) | EP1125829B1 (ja) |
JP (1) | JP3828329B2 (ja) |
DE (1) | DE60044288D1 (ja) |
Families Citing this family (45)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3303853B2 (ja) * | 1999-07-15 | 2002-07-22 | 日産自動車株式会社 | 車体構造 |
ITTO20010024A1 (it) | 2001-01-16 | 2002-07-16 | Fiat Auto Spa | Autoveicolo a struttura modulare, e procedimento per il suo assemblaggio. |
JP4536994B2 (ja) * | 2002-07-10 | 2010-09-01 | 富士重工業株式会社 | 自動車車両 |
KR20060009097A (ko) * | 2004-07-20 | 2006-01-31 | 현대자동차주식회사 | 카울 크로스 멤버의 하단 지지 구조 |
JP4635576B2 (ja) * | 2004-11-18 | 2011-02-23 | マツダ株式会社 | 車両用のトーボード補強構造 |
JP4655654B2 (ja) * | 2005-02-04 | 2011-03-23 | 日産自動車株式会社 | 車体下部構造 |
JP4828987B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2011-11-30 | 本田技研工業株式会社 | シート型車両の車体カバー構造 |
JP5190216B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2013-04-24 | 三菱自動車工業株式会社 | 車体フレーム構造 |
EP1980437B1 (en) * | 2007-04-13 | 2011-12-21 | Mazda Motor Corporation | Front structure of vehicle |
JP5149059B2 (ja) * | 2008-04-09 | 2013-02-20 | 富士重工業株式会社 | 車体前部構造 |
DE102008020527A1 (de) * | 2008-04-24 | 2009-10-29 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | Rahmenstruktur für ein Kraftfahrzeug |
JP5417878B2 (ja) * | 2008-05-09 | 2014-02-19 | 日産自動車株式会社 | 自動車車体の後部構造 |
DE102008036870A1 (de) * | 2008-08-07 | 2010-02-11 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Fahrzeugaufbau |
JP2010228712A (ja) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | Isuzu Motors Co (Thailand) Ltd | 車体の前部構造 |
DE102009039807A1 (de) * | 2009-09-02 | 2011-03-03 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | Frontstruktur eines Kraftfahrzeugs |
DE102009049113A1 (de) * | 2009-10-12 | 2011-04-14 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | Fahrzeugkarosserie mit Verstärkungsprofilen |
DE102010002269A1 (de) * | 2010-02-24 | 2011-08-25 | Robert Bosch GmbH, 70469 | Fahrzeug mit deformierbarer Fahrgastzelle |
JP2012076600A (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-19 | Suzuki Motor Corp | 車両のフロア骨格構造 |
DE102010053464A1 (de) * | 2010-12-03 | 2012-06-06 | GM Global Technology Operations LLC | Rahmenstruktur für ein Kraftfahrzeug, hintere Rahmenstruktur und Fahrzeugkarosserie |
KR101140293B1 (ko) * | 2011-07-29 | 2012-05-02 | 대원강업주식회사 | 고장력 강관을 이용한 차체 프레임 |
DE102011089153A1 (de) * | 2011-12-20 | 2013-06-20 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Aufbau für einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen, sowie Verfahren zum Herstellen eines solchen Aufbaus |
JP5077972B1 (ja) * | 2012-04-06 | 2012-11-21 | グリーンロードモータース株式会社 | 自動車用メインフレームおよびそれを用いた自動車 |
EP2860086A4 (en) * | 2012-06-08 | 2016-01-20 | Honda Motor Co Ltd | FIBER REINFORCED PLASTIC CABIN FOR ONE VEHICLE |
JP5955122B2 (ja) * | 2012-06-20 | 2016-07-20 | 本田技研工業株式会社 | 自動車のfrp製キャビン |
US8870267B2 (en) * | 2012-06-27 | 2014-10-28 | Nissan North America, Inc. | Vehicle cabin body structure |
CN103832487B (zh) * | 2012-11-21 | 2017-02-08 | 上汽通用五菱汽车股份有限公司 | 一种前侧围外板与前轮罩搭接结构 |
JP6146661B2 (ja) * | 2013-05-17 | 2017-06-14 | スズキ株式会社 | ステアリングサポートメンバーの構造 |
US9248860B2 (en) * | 2013-07-22 | 2016-02-02 | GM Global Technology Operations LLC | Center tunnel integrated truss architecture |
CN105593108B (zh) * | 2013-10-04 | 2017-10-27 | 本田技研工业株式会社 | 车辆前部构造 |
CN103786795B (zh) * | 2014-02-12 | 2016-05-25 | 浙江吉利控股集团有限公司 | 一种乘用车前围加强结构 |
US9909613B2 (en) | 2014-04-15 | 2018-03-06 | Roller Bearing Company Of America, Inc. | Compression rod having a buckling initiating feature |
FR3029883B1 (fr) * | 2014-12-12 | 2018-07-13 | Psa Automobiles Sa. | Vehicule automobile avec cloison d’impact dans le tunnel central. |
WO2016148057A1 (ja) * | 2015-03-17 | 2016-09-22 | 本田技研工業株式会社 | 車体構造 |
JP2017036019A (ja) * | 2015-08-14 | 2017-02-16 | 本田技研工業株式会社 | 車体構造 |
ITUA20164332A1 (it) * | 2016-06-13 | 2017-12-13 | Claudio Buccini | Dispositivo per il montaggio di sedili per autoveicoli |
CN106314565A (zh) * | 2016-09-20 | 2017-01-11 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种汽车前挡板 |
JP6547772B2 (ja) * | 2017-01-24 | 2019-07-24 | トヨタ自動車株式会社 | 車両フロア構造 |
KR102354133B1 (ko) | 2017-07-12 | 2022-01-24 | 현대자동차주식회사 | 차량용 대쉬 패널 지지 구조체 |
JP7052628B2 (ja) | 2018-08-07 | 2022-04-12 | トヨタ自動車株式会社 | 車両前部構造 |
JP7044009B2 (ja) * | 2018-08-10 | 2022-03-30 | トヨタ自動車株式会社 | 車体構造 |
KR101987116B1 (ko) * | 2018-10-31 | 2019-06-10 | 동해금속(주) | 차량용 대쉬패널 모듈 |
KR102552505B1 (ko) * | 2018-11-13 | 2023-07-06 | 현대자동차주식회사 | 차량용 하중분배구조 |
US11180196B2 (en) * | 2019-01-14 | 2021-11-23 | Fca Us Llc | Structural joining part for sorb impact events |
JP7248609B2 (ja) | 2020-02-05 | 2023-03-29 | トヨタ自動車株式会社 | 車両構造 |
DE102021111248A1 (de) * | 2021-04-30 | 2022-11-03 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Kraftwagenkarosserie für einen elektrisch antreibbaren Kraftwagen |
Family Cites Families (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3765715A (en) * | 1970-12-03 | 1973-10-16 | Fiat Spa | Reinforcing structural element for vehicle body |
GB1451675A (en) * | 1973-06-12 | 1976-10-06 | Nissan Motor | Vehicle body construction |
DE2527385C3 (de) * | 1975-06-19 | 1982-10-07 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart | Bodengruppe für selbsttragende Karosserien von Kraftfahrzeugen |
SE438297B (sv) * | 1977-06-03 | 1985-04-15 | Daimler Benz Ag | Till torpedveggen pa ett sjelvberande motorfordonskarosseri under nedatbockning anslutande lengsgaende frambalk |
JPS5880377A (ja) | 1981-11-06 | 1983-05-14 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 乾式コ−クス消火設備におけるコ−クス装入装置 |
JPS58128970A (ja) * | 1982-01-27 | 1983-08-01 | Mazda Motor Corp | 自動車の車体構造 |
JPS6045179A (ja) | 1983-08-10 | 1985-03-11 | 株式会社日立製作所 | 梱包装置 |
JPH0423116Y2 (ja) * | 1987-08-11 | 1992-05-28 | ||
JPH0788904B2 (ja) | 1987-09-29 | 1995-09-27 | キョ―ラク株式会社 | カバーブーツ |
JPH01158283A (ja) | 1987-12-11 | 1989-06-21 | Aisan Ind Co Ltd | スロットルバルブ開度センサ |
JPH01170078A (ja) | 1987-12-25 | 1989-07-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 超電導体層を有する半導体基板 |
JPH01254476A (ja) | 1988-04-04 | 1989-10-11 | Mazda Motor Corp | 自動車の下部車体構造 |
ES2064123T3 (es) * | 1990-12-20 | 1995-01-16 | Audi Ag | Estructura sustentante de una carroceria de automovil particular. |
EP0512576B1 (en) * | 1991-05-10 | 1995-08-09 | Mazda Motor Corporation | Vehicle assembling method and vehicle body structure |
JPH04334669A (ja) | 1991-05-10 | 1992-11-20 | Mazda Motor Corp | 自動車の車体組立方法及び車体構造 |
JPH05262263A (ja) | 1992-03-18 | 1993-10-12 | Suzuki Motor Corp | 自動車の前部車体構造 |
JP2946927B2 (ja) | 1992-03-25 | 1999-09-13 | トヨタ自動車株式会社 | 車体の床部構造 |
DE4313562A1 (de) | 1993-04-26 | 1994-10-27 | Opel Adam Ag | Karosserie für Kraftfahrzeuge |
DE4335501C2 (de) | 1993-10-19 | 1995-07-27 | Vaw Ver Aluminium Werke Ag | Kraftfahrzeug-Bodengruppe |
JPH07137660A (ja) | 1993-11-19 | 1995-05-30 | Toyota Motor Corp | 車体前部構造 |
JPH07144611A (ja) | 1993-11-22 | 1995-06-06 | Suzuki Motor Corp | 車両の盗難防止装置 |
US5611593A (en) * | 1994-03-16 | 1997-03-18 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Automotive floor panel assembly |
DE4422498C1 (de) | 1994-06-28 | 1995-10-19 | Porsche Ag | Aufbaustruktur eines Personenkraftwagens |
US5580620A (en) * | 1994-09-02 | 1996-12-03 | 21St Century Ltd. | Multiple void layer synthetic resin panels |
JP3357201B2 (ja) * | 1994-10-19 | 2002-12-16 | 本田技研工業株式会社 | 自動車の車体前部構造 |
JP3329098B2 (ja) | 1994-11-04 | 2002-09-30 | 日産自動車株式会社 | 自動車の車体フロア構造 |
JP3532678B2 (ja) | 1995-10-03 | 2004-05-31 | 本田技研工業株式会社 | エンジンルームと車室間の隔壁 |
CN1083783C (zh) | 1996-02-09 | 2002-05-01 | 丰田自动车株式会社 | 车体前部构造以及由车体前部构造吸收冲击的方法 |
JP3528408B2 (ja) | 1996-03-19 | 2004-05-17 | トヨタ自動車株式会社 | 車両の車体構造 |
DE19630645A1 (de) * | 1996-07-30 | 1998-02-05 | Porsche Ag | Mitteltunnel für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug |
JPH10203422A (ja) | 1997-01-21 | 1998-08-04 | Nissan Motor Co Ltd | フロントサイドメンバ後部構造 |
AU6446898A (en) | 1997-03-04 | 1998-09-22 | Alumax Inc. | Controlled deformability of aluminum, or other metal structure |
DE19724557B4 (de) | 1997-06-11 | 2004-09-16 | Adam Opel Ag | Selbsttragende Fahrzeugkarosserie |
JP3311665B2 (ja) | 1997-12-25 | 2002-08-05 | ダイハツ工業株式会社 | 自動車の車体トンネル補強構造 |
-
2000
- 2000-02-18 JP JP2000040986A patent/JP3828329B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2000-09-20 US US09/666,476 patent/US6688676B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-09-22 EP EP00308308A patent/EP1125829B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-09-22 DE DE60044288T patent/DE60044288D1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1125829A3 (en) | 2002-05-15 |
EP1125829A2 (en) | 2001-08-22 |
DE60044288D1 (de) | 2010-06-10 |
JP2001225766A (ja) | 2001-08-21 |
EP1125829B1 (en) | 2010-04-28 |
US6688676B1 (en) | 2004-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3828329B2 (ja) | 自動車の車体構造 | |
JPH0750301Y2 (ja) | 自動車の前部車体構造 | |
EP2076421B1 (en) | Vehicle front structure | |
JP3591448B2 (ja) | 自動車の車体前部構造 | |
WO2013172126A1 (ja) | 自動車の車体フレーム構造 | |
US20040195862A1 (en) | Front body structure for vehicle | |
JP2003127893A (ja) | 車体前部構造 | |
JP2003226266A (ja) | 車体前部構造 | |
JP2002154458A (ja) | 車体前部構造 | |
JP2000108938A (ja) | 自動車の前部車体構造 | |
JP2008189137A (ja) | 車体構造 | |
JP3112978B2 (ja) | 自動車の後部車体構造 | |
JP5104272B2 (ja) | 自動車の前部車体構造 | |
JP4923004B2 (ja) | 自動車の車体前部構造 | |
JP3613175B2 (ja) | 車体前部構造 | |
JP3311797B2 (ja) | 自動車の下部車体構造 | |
JP3632654B2 (ja) | 車体前部構造 | |
JP3460311B2 (ja) | 自動車の前部車体構造 | |
JP2023013303A (ja) | 車体前部構造 | |
JP4123012B2 (ja) | 車体前部構造 | |
JP2003182628A (ja) | 車体前部構造 | |
JP3234171B2 (ja) | 車体の後部骨格構造 | |
CN114056436B (zh) | 车辆的前部车身结构 | |
JP2002316666A (ja) | 車体前部構造 | |
JPH05294257A (ja) | 自動車の前部車体構造 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060512 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060706 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100714 Year of fee payment: 4 |