JP3575141B2

JP3575141B2 - Strength member structure of vehicle body

Info

Publication number: JP3575141B2
Application number: JP29752395A
Authority: JP
Inventors: 裕一北川
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2015-10-20
Also published as: JPH09109928A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の前部に設けられたエンジンルームと車室との間を仕切るダッシュパネル上に配設されたクロスフレームの強度を確保するための強度部材構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来における車体の強度部材構造としては、例えば図１５乃至図１７に示すようなものが知られている（実開昭６０ー１１２７４を参照）。一般に車両の前部に設けられたエンジンルームＡとその後方に設けられた車室Ｃとはダッシュパネル１によって仕切られており、ダッシュパネル１の両側からは車両前方に向かってサイドフレーム２が延びている。またダッシュパネル１の外側の端部はフロントピラー６に接合されている他、サイドフレーム２とフロントピラー６を連結するアウトリガー７がダッシュパネル１上に設置されている。さらにエンジンルームＡ側においてダッシュパネル１上には車幅方向に延びるクロスフレーム３が設置されており、その一端３ａはサイドフレーム２の付け根部分の側面２ａに接合され、クロスフレーム３の他端３ｂはダッシュパネル１の中央付近に形成されたフロアトンネル４の補強材５に接合されている。
【０００３】
このような構成からなる強度部材構造にあっては、車両の前面衝突時には軸方向の衝撃荷重がサイドフレーム２に入力し、その衝撃荷重の一部がサイドフレーム２の付け根部に接合されたアウトリガー７によりフロントピラー６に伝達され、残りがサイドフレーム２の反対側の付け根部に接合されたクロスフレーム３によりフロアトンネル４の補強材５に伝達される構造となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１７及び図１８は前面衝突時における衝撃荷重の伝達の様子を示したものであるが、車両前方から矢印（イ）方向に入力した衝撃荷重は、サイドフレーム２の付け根部分でクロスフレーム３を矢印（ロ）方向へ曲げるように作用する。クロスフレーム３は曲げ荷重を受けながらフロアトンネル４の補強材５に荷重を伝達し、クロスフレーム３への荷重が曲げ最大強度に達した時点でクロスフレーム３が折れ曲がる。アウトリガー７は車両外側で部品類の少ない場所に設置されているのに対して、クロスフレーム３はエンジンＢのすぐ後方に設置されるためにスペースの制約などで大きな断面積を確保することが難しく、通常はアウトリガー７より曲げ強度が低くなっている。
【０００５】
ところで、図１６に示したように、従来の強度部材構造ではクロスフレーム３の一端３ａがサイドフレーム２の付け根の側面２ａに接合されていたため、クロスフレーム３はサイドフレーム２からの荷重を一端３ａの断面で直角方向に受けることになる。このとき、クロスフレーム３の他端３ｂはフロアトンネル４の補強材５に接合されており、またクロスフレーム３はエンジンルームＡ側に配設されているため、矢印（ロ）方向から荷重を受けると図１８に示したように、クロスフレーム３は補強材５に接合されている他端３ｂを固定端として一端３ａ側が車体後方に湾曲し、クロスフレーム３側には引張力、ダッシュパネル１側には圧縮力が作用することになる。この場合に、クロスフレーム３はフランジ３ｄがダッシュパネル１にスポット溶接されているため、圧縮力を受けるとスポット溶接の打点間で鋲間座屈が生じる方向にパネルが変形するといった可能性があった。そして、万一鋲間座屈が生じるとクロスフレーム３の曲げ強度が低下するため、スポット打点を増したりしなければならずコストが増加する可能性があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたものであり、クロスフレームを車室側からダッシュパネルに接合すると共に、クロスフレームの一端をサイドフレームの付け根部の裏側に、他端をフロアトンネルの補強材に連結することにより、クロスフレームの曲げ強度を高めて車両前方からの衝撃荷重を効率的に車体の骨格部材に伝達させることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明に係る車体の強度部材構造は、エンジンルームと車室とを仕切るダッシュパネルと、ダッシュパネルから車両の前方に延びるサイドフレームと、ダッシュパネル上で車幅方向に配設されたクロスフレームと、車両の中央部分に形成されたフロアトンネルと、このフロアトンネルの面上に設置された補強材とを備え、前記クロスフレームは車室側からダッシュパネルに接合されると共に、クロスフレームの一端がサイドフレームの付け根部の裏側に、クロスフレームの他端がフロアトンネルの補強材にそれぞれ連結されていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に基づいて本発明に係る車体の強度部材構造を詳細に説明する。図１乃至図３は本発明に係る強度部材構造の第１実施例を示したものである。この実施例において、エンジンルームＡと車室Ｃとはダッシュパネル１によって仕切られ、ダッシュパネル１の両側から車両前方に向かってサイドフレーム２が延びている。またダッシュパネル１は車両の中央部付近においてフロアトンネル４を形成しており、フロアトンネル４の上面には補強材５が設置されている。更にダッシュパネル１の外側の端部はフロントピラー６に接合されており、サイドフレーム２とフロントピラー６を連結するアウトリガー７がダッシュパネル１上に設置されている。
【０００９】
この実施例において、ダッシュパネル１の車室Ｃ側に沿って車幅方向に延びるクロスフレーム８が配設されている。クロスフレーム８の上下縁には長手方向に沿ってフランジ部８ｄが形成されており、図４（ａ）に示したようにフランジ部８ｄがダッシュパネル１に対して略一定間隔毎にスポット溶接されている。さらにクロスフレーム８は、外側の一端８ａがサイドフレーム２の付け根部の裏側２ｂに連結され、内側の他端８ｂが前述のフロアトンネル４の補強材５に連結されている。
【００１０】
図３及び図４は上述した車体の強度部材構造において、前面衝突時における衝撃荷重の伝達の様子を示したものである。車両前方から矢印（イ）方向に入力した衝撃荷重はサイドフレーム２を伝達したのち、サイドフレーム２の付け根部においてクロスフレーム８を矢印（ロ）方向に曲げるように作用する。クロスフレーム８は曲げ荷重を受けながらフロアトンネル４の補強材５に荷重を伝達する。この場合に本実施例ではクロスフレーム８の一端８ａがサイドフレーム２の付け根部の裏側２ｂに接合されているため、図３の矢印（ロ）に示すようにクロスフレーム８はサイドフレーム２からの荷重をサイドフレーム２の断面幅分の面圧で受ける。また、この実施例ではクロスフレーム８がダッシュパネル１から車室Ｃ側に突出しているため、矢印（ロ）方向から荷重を受けた時には、図４（ｂ）に示すようにクロスフレーム８側には圧縮力が、ダッシュパネル１側には引張力がそれぞれ作用することになる。これはクロスフレーム８の他端８ｂがフロアトンネル４の補強材５に接合されているために、矢印（ロ）の方向から荷重を受けたときに、クロスフレーム８は補強材５に接合されている他端８ｂを固定端として一端８ａ側が車体後方に湾曲するからである。その結果、ダッシュパネル１とスポット溶接されているクロスフレーム８のフランジ部８ｄも引張力を受けるため、スポット溶接の打点間で鋲間座屈が生じることがない。したがって、従来のような鋲間座屈による原因でクロスフレーム８の曲げ強度が低下してしまうといったことがないので、サイドフレーム２から伝達された衝撃荷重をフロアトンネル４の補強材５に確実に伝達できることになる。
【００１１】
なお、この実施例ではクロスフレーム８が車室Ｃ側に突出していることから、エンジンＢの後端とダッシュパネル１との間の距離を大きくとることができる。その結果、車両の前面衝突などでエンジンＢが車室Ｃ側に後退した場合でもダッシュパネル１に接触しにくくなる。また、この実施例ではクロスフレーム８が車室Ｃ側でエアコンなどの艤装品が格納される空間内に配設されるために、従来のものに比べてクロスフレーム８の断面形状を大きくできる。
【００１２】
図５及び図６は、クロスフレーム８の一端の位置の違いによる曲げ強度の差異を示したものである。図５（ａ）は上記実施例の構造を示しており、クロスフレーム８の一端８ａがサイドフレーム２の付け根部の裏側２ｂに接合されている。正面衝突の直後では前方からの衝突荷重は主としてサイドフレーム２に伝達されるため、フロアトンネル４はほとんど変形しない。更に、フロアトンネル４上には補強材５が設置されているため、クロスフレーム８は補強材５に接合されている他端８ｂを固定端とする片持ち梁と見做すことができる。このような条件下において、サイドフレーム２からクロスフレーム８の一端８ａに矢印（ロ）の方向の衝撃荷重が加わると、図５（ｂ）に示したようにクロスフレーム８は車室Ｃ側に湾曲する。このときクロスフレーム８側には全体に圧縮力が作用し、ダッシュパネル１側には全体に引張力が作用する。即ち、クロスフレーム８の全体に亘って図４に示したような荷重状態が生じる。
【００１３】
一方、図６（ａ）は従来のクロスフレームを単に延長したものであり、その一端９ａは車両外側にあるフロントピラー６に接合されている。この場合、クロスフレーム９はフロントピラー６に接合された一端９ａと補強材５に接合された他端９ｂを固定端とする両持ち梁となるため、一般的には上記の片持ち梁より高い曲げ強度を得られることが予想される。しかし、クロスフレーム９を長くすると、サイドフレーム２の後端部２ｂがクロスフレーム９の略中央に位置するため、サイドフレーム２から矢印（ロ）の方向に衝撃荷重が加わった時にクロスフレーム９は両端を節として中央が湾曲するような曲げ変形を生じてしまう。そして、図６（ｂ）に示したように、このような曲げ変形ではクロスフレーム９の中央部分はエンジンルームＡ側に曲率の中心を持つように湾曲し、クロスフレーム９の両固定端に近い部分は車室Ｃ側に曲率の中心を持つように湾曲する。エンジンルームＡ側に曲率の中心をもつような湾曲ではクロスフレーム９側に引張力が作用し、ダッシュパネル１側には圧縮力が作用するため、サイドフレーム２の後端付近で上述したような鋲間座屈が生じ易くなる。従って、クロスフレーム９をフロントピラー６と補強材５の両方に連結するように設置したとしても高い曲げ強度は期待できないことになる。
【００１４】
図７は本発明に係る強度部材構造の第２実施例を示したものである。この実施例ではダッシュパネル１が車両中央付近において鞍型のフロアトンネル４を形成しているが、先の実施例と異なってフロアトンネル４に稜線部４ａが形成されており、これによってフロアトンネル４の剛性を高めている。先の実施例と同様、ダッシュパネル１の外側の端部はフロントピラー６に接合されており、サイドフレーム２とフロントピラー６を連結するアウトリガー７がダッシュパネル１上に設置されている。そして、ダッシュパネル１の車室Ｃ側には車幅方向に沿ってクロスフレーム８が設置されており、上下のフランジ部８ｄがダッシュパネル１にスポット溶接されている。またクロスフレーム８の一端は左右のサイドフレーム２の付け根部の裏側２ｂに接合されており、クロスフレーム８の他端はフロアトンネル４の稜線部４ａ上で該フロアトンネル４の補強材５に接合されている。
【００１５】
図８は上記第２実施例における車両衝突時の衝撃荷重の伝達の様子を示している。図８（ａ）に示したように、車両前方から矢印（イ）の方向に入力した衝撃荷重はサイドフレーム２を伝達し、付け根部においてクロスフレーム８を矢印（ロ）の方向に曲げるように作用する。クロスフレーム８は曲げ荷重を受けながらフロアトンネル４の稜線部４ａに荷重を伝達するが、稜線部４ａは剛性が高いため、クロスフレーム８はフロアトンネル４に接合された他端８ｂを固定端とする片持ち梁となる。その結果、図８（ｂ）に示したように、クロスフレーム８の一端８ａに矢印（ロ）方向の衝撃荷重が加わると、クロスフレーム８は車室Ｃ側に湾曲し、先の実施例と同様クロスフレーム８側には圧縮力が作用し、ダッシュパネル１側には引張力が作用するため、クロスフレーム８のフランジ部８ｄに鋲間座屈が生じることがなく高い曲げ強度を保つことができる。
【００１６】
図９は本発明に係る強度部材構造の第３実施例を示したものである。先の実施例と同様、ダッシュパネル１から車両前方に向かってサイドフレーム２が延びている。また、ダッシュパネル１は車両中央付近においてフロアトンネル４を形成しており、その上面にフロアトンネル４の補強材５が設置されている。ダッシュパネル１の外側の端部はフロントピラー６に接合されており、サイドフレーム２とフロントピラー６を連結するアウトリガー７がダッシュパネル１上に設置されている。ダッシュパネル１の車室Ｃ側には車幅方向にクロスフレーム８が設置されており、上下のフランジ部８ｄがスポット溶接されている。クロスフレーム８の一端８ａはサイドフレーム２の付け根部分の裏側２ｂに接合され、また他端８ｂはフロアトンネル４の補強材５に接合されている。この実施例ではクロスフレーム８の断面幅はサイドフレーム２に接合された一端８ａからフロアトンネル４の補強材５に接合された端部８ｂに向かって徐々に細くなっている。
【００１７】
図１０は上記第３実施例における衝撃荷重の伝達の様子を示したものである。車両前方からサイドフレーム２に入力した衝撃荷重は、サイドフレーム２の付け根部においてクロスフレーム８を矢印（ロ）の方向に曲げるように作用する。クロスフレーム８は曲げ荷重を受けながらフロアトンネル４の補強材５に荷重を伝達する。衝撃荷重が最大曲げ荷重に達するとクロスフレーム８に折れ変形を生じて荷重が低下していくが、図１０（ａ）に示したように、クロスフレーム８が同一の断面幅の場合には負荷が掛かるクロスフレーム８の一端８ａの付近で局部的な変形が生じるため荷重の低下が著しい。本実施例では図１０（ｂ）に示したようにクロスフレーム８の断面幅がフロアトンネル４の補強材５に向かって徐々に細くなっているため、最大曲げ強度も同様に一端８ａから他端８ｂに向かって徐々に弱くなっている。したがって、衝撃荷重が最大曲げ荷重に達したときの局部的な変形は負荷端であるクロスフレーム８の一端８ａ付近よりも固定端である他端８ｂ付近で生じ易くなる。その結果、クロスフレーム８が負荷端の８ａ付近でなく固定端の８ｂ付近で折れ曲がることにより、衝撃荷重は８ａから８ｂまでの範囲で吸収されることになり、折れ変形を生じた後の荷重の低下が少なくなるといった効果がある。
【００１８】
図１１は本発明に係る強度部材構造の第４実施例を示したものである。この実施例ではダッシュパネル１の車室Ｃ側に配設されたクロスフレーム８がサイドフレーム２と直交する方向ではなく、車両の後方に向かって斜めに配設されており、フロアトンネル４の補強材５に接合された他端８ｂの位置がサイドフレーム２に接合された一端８ａよりも後方側に位置する点を除いて、先の実施例と同様の構造からなるので、他の部位については詳細な説明を省略する。
【００１９】
図１２は上記第４実施例における衝撃荷重の伝達の様子を示したものである。車両前方からサイドフレーム２に入力した衝撃荷重は、サイドフレーム２の付け根部においてクロスフレーム８を矢印（ロ）の方向に曲げるように作用するが、クロスフレーム８は一端８ａから他端８ｂに向かって斜めに配設されているため、矢印（ロ）方向に作用する力はクロスフレーム８を曲げようとする分力Ｆ１と軸方向の分力Ｆ２とに分解される。クロスフレーム８の曲げ強度は軸方向の強度に比べて低いため、やがてクロスフレーム８が折れ変形を生じることは第１実施例の場合と同様であるが、本実施例ではサイドフレーム２からの衝撃荷重の一部がクロスフレーム８を軸方向に圧縮するのに消費されるため、結果的にクロスフレーム８の最大曲げ強度が高くなる。また、荷重の伝達方向が衝撃荷重の入力方向と直角でないため、サイドフレーム２からの衝撃荷重をフロアトンネル４の補強材５に伝達し易い構造となっている。
【００２０】
図１３及び図１４は本発明に係る強度部材構造の第５実施例を示したものである。この実施例においてもダッシュパネル１の車室Ｃ側にクロスフレーム８が配設されるが、ダッシュパネル１はクロスフレーム８と向かい合う部分に断面コ字状の凹溝部１ａをエンジンルームＡ側に突出形成している。したがって、この実施例ではクロスフレーム８のフランジ部８ｄを上記ダッシュパネル１の凹溝部１ａの両端に位置合わせしたのち、フランジ部８ｄを一定間隔毎に塗布された接着剤１０によって接合されている他は、先の実施例と同様の構造からなる。
【００２１】
したがって、図１４（ａ）に示したように、サイドフレーム２から入力した衝撃荷重は、クロスフレーム８を矢印（ロ）の方向に曲げるように作用する。するとクロスフレーム８には圧縮力が、またフランジ部側８ｄに引張力がそれぞれ作用する。また、本実施例ではダッシュパネル１側にも凹溝部１ａが形成されているが、この凹溝部１ａには引張力が作用し、ダッシュパネル１自体には圧縮力が作用する。それ故、ダッシュパネル１とクロスフレーム８が接着されているフランジ部８ｄでは、図１４（ｂ）に示したように、ダッシュパネル１には圧縮力が作用してフランジ部８ｄ側には引張力が作用するので、接着剤１０の塗布部分にはせん断力が働くことになる。そして、塗布部でのせん断方向の強度は剥離方向の強度に比べてはるかに大きいので、クロスフレーム８として高い曲げ強度が得られると共に、大きな衝撃荷重が加わった場合には接着剤１０が延びて破断に至るまでにエネルギが吸収されるという効果がある。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る車体の強度部材構造によれば、クロスフレームを車室側からダッシュパネルに接合し、且つクロスフレームの両端部をサイドフレームの付け根部の裏側とフロアトンネルの補強材にそれぞれ連結するように構成したから、車両前方からの衝撃荷重に対してクロスフレームが片持ち梁として作用し、車室側に配設したクロスフレームには略均一な圧縮力が、またダッシュパネルには略均一な引張力が働くため、ダッシュパネルとクロスフレームとの接合部には鋲間座屈が生ずることがなく、結果的にクロスフレームの最大曲げ強度を高くでき、サイドフレームからの衝撃荷重を効率的にフロアトンネルに伝達することができるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車体の強度部材構造の第１実施例を示すエンジンルーム側からの斜視図である。
【図２】本発明に係る車体の強度部材構造の第１実施例を示す車室側からの斜視図である。
【図３】上記第１実施例の強度部材構造の衝撃荷重の伝達を示す説明図である。
【図４】上記第１実施例において衝撃荷重を受けたクロスフレームの変形状態を示す斜視図である。
【図５】上記第１実施例においてクロスフレームに掛かる負荷を示す説明図である。
【図６】クロスフレームの両端を連結した時の負荷を示す説明図である。
【図７】本発明に係る車体の強度部材構造の第２実施例を示す車室側からの斜視図である。
【図８】上記第２実施例においてクロスフレームに掛かる負荷を示す説明図である。
【図９】本発明に係る車体の強度部材構造の第３実施例を示す平面図である。
【図１０】上記第３実施例においてクロスフレームに掛かる負荷を示す説明図である。
【図１１】本発明に係る車体の強度部材構造の第４実施例を示す平面図である。
【図１２】上記第４実施例においてクロスフレームに加わる荷重の分散を示す説明図である。
【図１３】本発明に係る車体の強度部材構造の第５実施例を示す縦断面図である。
【図１４】上記第５実施例においてクロスフレームに掛かる負荷を示す説明図である。
【図１５】車体の強度部材構造を示す車両の平面図である。
【図１６】従来における車体の強度部材構造の一例を示すエンジンルーム側からの斜視図である。
【図１７】上記従来の強度部材構造における衝撃荷重の伝達を示す説明図である。
【図１８】衝撃荷重を受けた時のクロスフレームの変形を示す斜視図である。
【符号の説明】
Ａエンジンルーム
Ｃ車室
１ダッシュパネル
２サイドフレーム
２ｂ付け根部の裏側
４フロアトンネル
４ａ稜線部
５補強材
８クロスフレーム
８ａクロスフレームの一端
８ｂクロスフレームの他端
８ｄクロスフレームのフランジ部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a strength member structure for securing the strength of a cross frame provided on a dash panel that separates an engine room and a vehicle room provided at a front portion of a vehicle.
[0002]
[Prior art]
As a conventional strength member structure of a vehicle body, for example, one shown in FIGS. 15 to 17 is known (see Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 60-11274). In general, an engine room A provided at the front of the vehicle and a cabin C provided at the rear thereof are separated by a dash panel 1, and side frames 2 extend from both sides of the dash panel 1 toward the front of the vehicle. ing. The outer end of the dash panel 1 is joined to the front pillar 6, and an outrigger 7 for connecting the side frame 2 and the front pillar 6 is installed on the dash panel 1. Further, a cross frame 3 extending in the vehicle width direction is installed on the dash panel 1 on the engine room A side, and one end 3a of the cross frame 3 is joined to the side surface 2a of the base portion of the side frame 2 and the other end 3b of the cross frame 3 Are joined to a reinforcing member 5 of a floor tunnel 4 formed near the center of the dash panel 1.
[0003]
In the strength member structure having such a configuration, in the event of a frontal collision of the vehicle, an axial impact load is input to the side frame 2, and a part of the impact load is joined to the base of the side frame 2. The transmission is transmitted to the front pillars 6 by the front frame 7, and the rest is transmitted to the reinforcing members 5 of the floor tunnel 4 by the cross frame 3 joined to the base at the opposite side of the side frame 2.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
FIGS. 17 and 18 show the state of transmission of the impact load at the time of a frontal collision. The impact load input in the direction of the arrow (a) from the front of the vehicle causes the cross frame 3 at the base of the side frame 2. It acts to bend in the direction of the arrow (b). The cross frame 3 transmits the load to the reinforcing member 5 of the floor tunnel 4 while receiving the bending load, and when the load on the cross frame 3 reaches the maximum bending strength, the cross frame 3 is bent. The outrigger 7 is installed on the outside of the vehicle in a place with few parts, whereas the cross frame 3 is installed immediately behind the engine B, so it is difficult to secure a large cross-sectional area due to space restrictions and the like. Usually, the flexural strength is lower than that of the outrigger 7.
[0005]
By the way, as shown in FIG. 16, in the conventional strength member structure, one end 3a of the cross frame 3 is joined to the side surface 2a of the base of the side frame 2, so that the cross frame 3 applies the load from the side frame 2 to one end 3a. At a right angle in the cross-section. At this time, the other end 3b of the cross frame 3 is joined to the reinforcing material 5 of the floor tunnel 4, and the cross frame 3 is disposed on the engine room A side, so that it receives a load in the direction of the arrow (b). As shown in FIG. 18, the cross frame 3 has the other end 3b joined to the reinforcing member 5 as a fixed end, and the one end 3a is curved rearward of the vehicle body, the cross frame 3 side has a tensile force, and the dash panel 1 side. Is subjected to a compressive force. In this case, since the flange 3d of the cross frame 3 is spot-welded to the dash panel 1, there is a possibility that the panel may be deformed in a direction in which buckling between tacks occurs between the spots of spot welding when subjected to a compressive force. Was. If the buckling occurs between the tacks, the bending strength of the cross frame 3 is reduced, so that the number of spots must be increased and the cost may increase.
[0006]
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and a cross frame is joined to a dash panel from a vehicle compartment side, and one end of the cross frame is attached to the back side of the base of the side frame, and the other end. Is connected to the reinforcing material of the floor tunnel, thereby increasing the bending strength of the cross frame and efficiently transmitting the impact load from the front of the vehicle to the frame member of the vehicle body.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
That is, the strength member structure of the vehicle body according to the present invention includes a dash panel that separates an engine room and a vehicle compartment, a side frame extending from the dash panel to the front of the vehicle, and a cross disposed on the dash panel in a vehicle width direction. A frame, a floor tunnel formed in a central portion of the vehicle, and a reinforcing member installed on a surface of the floor tunnel, wherein the cross frame is joined to a dash panel from the passenger compartment side, and One end is connected to the back side of the root of the side frame, and the other end of the cross frame is connected to the reinforcing material of the floor tunnel.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a strength member structure of a vehicle body according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 3 show a first embodiment of the strength member structure according to the present invention. In this embodiment, an engine room A and a vehicle compartment C are separated by a dash panel 1, and side frames 2 extend from both sides of the dash panel 1 toward the front of the vehicle. The dash panel 1 forms a floor tunnel 4 near the center of the vehicle, and a reinforcing member 5 is installed on the upper surface of the floor tunnel 4. Further, an outer end of the dash panel 1 is joined to the front pillar 6, and an outrigger 7 for connecting the side frame 2 and the front pillar 6 is installed on the dash panel 1.
[0009]
In this embodiment, a cross frame 8 that extends in the vehicle width direction along the vehicle compartment C side of the dash panel 1 is provided. Flanges 8d are formed on the upper and lower edges of the cross frame 8 along the longitudinal direction, and the flanges 8d are spot-welded to the dash panel 1 at substantially constant intervals as shown in FIG. ing. Further, the cross frame 8 has one end 8a on the outside connected to the back side 2b of the base of the side frame 2 and the other end 8b on the inside connected to the reinforcing material 5 of the floor tunnel 4 described above.
[0010]
3 and 4 show how an impact load is transmitted during a frontal collision in the above-described strength member structure of the vehicle body. The impact load input in the direction of arrow (a) from the front of the vehicle transmits the side frame 2 and acts to bend the cross frame 8 in the direction of arrow (b) at the base of the side frame 2. The cross frame 8 transmits a load to the reinforcement 5 of the floor tunnel 4 while receiving a bending load. In this case, in this embodiment, since one end 8a of the cross frame 8 is joined to the back side 2b of the base of the side frame 2, the cross frame 8 is separated from the side frame 2 as shown by an arrow (b) in FIG. The load is received by the surface pressure corresponding to the cross-sectional width of the side frame 2. Further, in this embodiment, since the cross frame 8 protrudes from the dash panel 1 to the vehicle compartment C side, when a load is received from the direction of the arrow (b), as shown in FIG. Means a compressive force, and a tensile force acts on the dash panel 1 side. This is because the other end 8b of the cross frame 8 is joined to the reinforcing member 5 of the floor tunnel 4, so that when receiving a load in the direction of the arrow (b), the cross frame 8 is joined to the reinforcing member 5. This is because the other end 8b is a fixed end and the one end 8a side is curved rearward of the vehicle body. As a result, the flange portion 8d of the cross frame 8 spot-welded to the dash panel 1 also receives a tensile force, so that buckling between tacks does not occur between the spot welding spots. Therefore, since the bending strength of the cross frame 8 does not decrease due to the conventional buckling between the tacks, the impact load transmitted from the side frame 2 is reliably applied to the reinforcing member 5 of the floor tunnel 4. Will be able to communicate.
[0011]
In this embodiment, since the cross frame 8 protrudes toward the cabin C, the distance between the rear end of the engine B and the dash panel 1 can be increased. As a result, even when the engine B retreats toward the vehicle compartment C due to a frontal collision of the vehicle or the like, contact with the dash panel 1 becomes difficult. Further, in this embodiment, since the cross frame 8 is disposed in the space where the fittings such as the air conditioner are stored on the vehicle cabin C side, the cross-sectional shape of the cross frame 8 can be made larger than that of the conventional one.
[0012]
FIGS. 5 and 6 show the difference in bending strength due to the difference in the position of one end of the cross frame 8. FIG. 5A shows the structure of the above embodiment, in which one end 8 a of the cross frame 8 is joined to the back side 2 b of the base of the side frame 2. Immediately after a head-on collision, a collision load from the front is mainly transmitted to the side frame 2, and the floor tunnel 4 hardly deforms. Further, since the reinforcing member 5 is provided on the floor tunnel 4, the cross frame 8 can be regarded as a cantilever having the other end 8b joined to the reinforcing member 5 as a fixed end. Under such conditions, when an impact load in the direction of the arrow (b) is applied from the side frame 2 to one end 8a of the cross frame 8, the cross frame 8 moves to the vehicle compartment C side as shown in FIG. Bend. At this time, a compressive force acts on the cross frame 8 side as a whole, and a tensile force acts on the dash panel 1 side as a whole. That is, a load state as shown in FIG. 4 occurs over the entire cross frame 8.
[0013]
On the other hand, FIG. 6 (a) is a simple extension of the conventional cross frame, and one end 9a of the cross frame is joined to the front pillar 6 on the outside of the vehicle. In this case, since the cross frame 9 is a doubly supported beam having one end 9a joined to the front pillar 6 and the other end 9b joined to the reinforcing member 5 as a fixed end, it is generally higher than the above-mentioned cantilever. It is expected that bending strength can be obtained. However, when the cross frame 9 is lengthened, the rear end portion 2b of the side frame 2 is located substantially at the center of the cross frame 9, so that when an impact load is applied from the side frame 2 in the direction of arrow (b), the cross frame 9 Bending deformation occurs such that the center is curved with both ends as nodes. Then, as shown in FIG. 6B, in such a bending deformation, the central portion of the cross frame 9 is curved so as to have a center of curvature on the engine room A side, and is close to both fixed ends of the cross frame 9. The portion is curved so as to have a center of curvature on the passenger compartment C side. In a curve having a center of curvature on the engine room A side, a tensile force acts on the cross frame 9 side, and a compressive force acts on the dash panel 1 side. Buckling between tacks is likely to occur. Therefore, even if the cross frame 9 is installed so as to be connected to both the front pillar 6 and the reinforcing member 5, a high bending strength cannot be expected.
[0014]
FIG. 7 shows a second embodiment of the strength member structure according to the present invention. In this embodiment, the dash panel 1 forms a saddle-shaped floor tunnel 4 near the center of the vehicle. However, unlike the previous embodiment, a ridge portion 4a is formed in the floor tunnel 4, whereby the floor tunnel 4 is formed. To increase the rigidity. As in the previous embodiment, the outer end of the dash panel 1 is joined to the front pillar 6, and an outrigger 7 connecting the side frame 2 and the front pillar 6 is installed on the dash panel 1. A cross frame 8 is provided along the vehicle width direction on the dash panel 1 side of the cabin C, and upper and lower flange portions 8d are spot-welded to the dash panel 1. The one end of the cross frame 8 is bonded to the back side 2b of the base of the left and right side frames 2, the other end of the cross frame 8 in the reinforcing member 5 of the floor tunnel 4 on ridge portion 4a of the floor tunnel 4 Are joined.
[0015]
FIG. 8 shows how an impact load is transmitted during a vehicle collision in the second embodiment. As shown in FIG. 8A, the impact load input in the direction of arrow (a) from the front of the vehicle transmits the side frame 2, and the cross frame 8 is bent at the base in the direction of arrow (b). Works. The cross frame 8 transmits the load to the ridge 4a of the floor tunnel 4 while receiving a bending load. However, since the ridge 4a has high rigidity, the cross frame 8 has the other end 8b joined to the floor tunnel 4 as a fixed end. It becomes a cantilever. As a result, as shown in FIG. 8B, when an impact load in the direction of the arrow (b) is applied to one end 8a of the cross frame 8, the cross frame 8 bends toward the vehicle compartment C, and Similarly, since a compressive force acts on the cross frame 8 side and a tensile force acts on the dash panel 1 side, the buckling between the tacks does not occur on the flange portion 8d of the cross frame 8 and a high bending strength can be maintained. it can.
[0016]
FIG. 9 shows a third embodiment of the strength member structure according to the present invention. As in the previous embodiment, the side frame 2 extends from the dash panel 1 toward the front of the vehicle. The dash panel 1 forms a floor tunnel 4 near the center of the vehicle, and a reinforcing material 5 for the floor tunnel 4 is installed on the upper surface thereof. An outer end of the dash panel 1 is joined to the front pillar 6, and an outrigger 7 connecting the side frame 2 and the front pillar 6 is installed on the dash panel 1. A cross frame 8 is installed on the vehicle compartment C side of the dash panel 1 in the vehicle width direction, and upper and lower flange portions 8d are spot-welded. One end 8 a of the cross frame 8 is joined to the back side 2 b of the base of the side frame 2, and the other end 8 b is joined to the reinforcing material 5 of the floor tunnel 4. In this embodiment, the cross-sectional width of the cross frame 8 gradually decreases from one end 8a joined to the side frame 2 to an end 8b joined to the reinforcing member 5 of the floor tunnel 4.
[0017]
FIG. 10 shows how the impact load is transmitted in the third embodiment. The impact load input to the side frame 2 from the front of the vehicle acts to bend the cross frame 8 in the direction of the arrow (b) at the base of the side frame 2. The cross frame 8 transmits a load to the reinforcement 5 of the floor tunnel 4 while receiving a bending load. When the impact load reaches the maximum bending load, the cross frame 8 is bent and deformed, and the load decreases. As shown in FIG. 10A, when the cross frame 8 has the same sectional width, the load is reduced. Is locally deformed in the vicinity of one end 8a of the cross frame 8 on which the load is applied, so that the load is significantly reduced. In this embodiment, as shown in FIG. 10 (b), the cross-sectional width of the cross frame 8 gradually decreases toward the reinforcing material 5 of the floor tunnel 4, so that the maximum bending strength is similarly changed from one end 8a to the other end. It gradually weakens toward 8b. Therefore, local deformation when the impact load reaches the maximum bending load is more likely to occur near the other end 8b as the fixed end than near the one end 8a of the cross frame 8 as the load end. As a result, since the cross frame 8 bends near the fixed end 8b instead of near the load end 8a, the impact load is absorbed in a range from 8a to 8b, and the load after the bending deformation is generated. This has the effect of reducing the decrease.
[0018]
FIG. 11 shows a fourth embodiment of the strength member structure according to the present invention. In this embodiment, the cross frame 8 disposed on the vehicle compartment C side of the dash panel 1 is disposed obliquely toward the rear of the vehicle, not in a direction orthogonal to the side frame 2, so that the floor tunnel 4 is reinforced. Except that the position of the other end 8b joined to the material 5 is located behind the one end 8a joined to the side frame 2, the structure is the same as that of the previous embodiment. Detailed description is omitted.
[0019]
FIG. 12 shows how the impact load is transmitted in the fourth embodiment. The impact load input to the side frame 2 from the front of the vehicle acts to bend the cross frame 8 in the direction of the arrow (b) at the base of the side frame 2, but the cross frame 8 moves from one end 8a to the other end 8b. As a result, the force acting in the direction of the arrow (b) is decomposed into a component force F1 for bending the cross frame 8 and a component force F2 in the axial direction. Since the bending strength of the cross frame 8 is lower than the strength in the axial direction, the cross frame 8 is likely to be bent and deformed in the same manner as in the first embodiment. Since a part of the load is consumed to compress the cross frame 8 in the axial direction, the maximum bending strength of the cross frame 8 is increased as a result. In addition, since the direction in which the load is transmitted is not perpendicular to the direction in which the impact load is input, the structure is such that the impact load from the side frame 2 is easily transmitted to the reinforcing member 5 of the floor tunnel 4.
[0020]
13 and 14 show a fifth embodiment of the strength member structure according to the present invention. In this embodiment as well, the cross frame 8 is disposed on the vehicle compartment C side of the dash panel 1, and the dash panel 1 has a concave groove portion 1 a having a U-shaped cross section protruding toward the engine room A at a portion facing the cross frame 8. Has formed. Therefore, in this embodiment, after the flange portion 8d of the cross frame 8 is aligned with both ends of the concave groove portion 1a of the dash panel 1, the flange portion 8d is joined by the adhesive 10 applied at regular intervals. Has the same structure as the previous embodiment.
[0021]
Therefore, as shown in FIG. 14A, the impact load input from the side frame 2 acts to bend the cross frame 8 in the direction of the arrow (b). Then, a compressive force acts on the cross frame 8 and a tensile force acts on the flange portion side 8d. Further, in this embodiment, the concave groove portion 1a is also formed on the dash panel 1 side, but a tensile force acts on the concave groove portion 1a and a compressive force acts on the dash panel 1 itself. Therefore, in the flange portion 8d where the dash panel 1 and the cross frame 8 are bonded, as shown in FIG. 14B, a compressive force acts on the dash panel 1 and a tensile force acts on the flange portion 8d side. Therefore, a shearing force acts on a portion where the adhesive 10 is applied. Since the strength in the shearing direction at the application portion is much higher than the strength in the peeling direction, the high bending strength can be obtained as the cross frame 8 and the adhesive 10 extends when a large impact load is applied. There is an effect that energy is absorbed before the fracture occurs.
[0022]
【The invention's effect】
As described above, according to the strength member structure of the vehicle body according to the present invention, the cross frame is joined to the dash panel from the passenger compartment side, and both ends of the cross frame are connected to the back side of the base of the side frame and the floor tunnel. The cross frame acts as a cantilever against impact load from the front of the vehicle, and the cross frame arranged on the vehicle cabin side has a substantially uniform compressive force. Since a substantially uniform tensile force acts on the dash panel, buckling between the tacks does not occur at the joint between the dash panel and the cross frame, and as a result, the maximum bending strength of the cross frame can be increased, and from the side frame The impact load can be efficiently transmitted to the floor tunnel.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view from the engine room side showing a first embodiment of a strength member structure of a vehicle body according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a first embodiment of a strength member structure of a vehicle body according to the present invention, as viewed from a passenger compartment side.
FIG. 3 is an explanatory view showing transmission of an impact load of the strength member structure of the first embodiment.
FIG. 4 is a perspective view showing a deformed state of a cross frame subjected to an impact load in the first embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a load applied to a cross frame in the first embodiment.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a load when both ends of a cross frame are connected.
FIG. 7 is a perspective view showing a second embodiment of the strength member structure of the vehicle body according to the present invention, as viewed from the passenger compartment side.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a load applied to a cross frame in the second embodiment.
FIG. 9 is a plan view showing a third embodiment of the strength member structure of the vehicle body according to the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a load applied to a cross frame in the third embodiment.
FIG. 11 is a plan view showing a fourth embodiment of the vehicle body strength member structure according to the present invention.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing dispersion of a load applied to a cross frame in the fourth embodiment.
FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing a fifth embodiment of the strength member structure of the vehicle body according to the present invention.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a load applied to a cross frame in the fifth embodiment.
FIG. 15 is a plan view of the vehicle, showing a strength member structure of the vehicle body.
FIG. 16 is a perspective view from the engine room side showing an example of a conventional strength member structure of a vehicle body.
FIG. 17 is an explanatory view showing transmission of an impact load in the conventional strength member structure.
FIG. 18 is a perspective view showing deformation of the cross frame when receiving an impact load.
[Explanation of symbols]
A engine room C cabin 1 dash panel 2 side frame 2b back side of base 4 floor tunnel 4a ridge 5 reinforcing member 8 cross frame 8a one end 8b of cross frame 8b other end 8d of cross frame 8d flange of cross frame

Claims

A dash panel separating an engine room and a vehicle compartment at the front of the vehicle, a side frame extending from the dash panel toward the front of the vehicle, a cross frame disposed on the dash panel in a vehicle width direction, and a front of the vehicle compartment A floor tunnel formed on the floor surface of the vehicle, and a reinforcing member installed on the surface of the floor tunnel. The cross frame is joined to the dash panel from the passenger compartment side, and one end of the cross frame is connected to the side frame. A strength member structure for a vehicle body, characterized in that the other end of the cross frame is connected to the reinforcing material of the floor tunnel on the back side of the base portion of the vehicle body.

The strength member structure for a vehicle body according to claim 1, wherein one end of the cross frame is connected to a back side of a root portion of the side frame, and the other end is connected to a reinforcing material of the floor tunnel by spot welding.

2. The cross frame according to claim 1, wherein one end of the cross frame is connected to the back side of the base of the side frame, and the other end of the cross frame is joined to the reinforcing material of the floor tunnel on the ridge of the floor tunnel. The strength member structure of the vehicle body described in the above.

2. The strength member structure for a vehicle body according to claim 1, wherein a cross-sectional width of the cross frame is gradually reduced from one end connected to the side frame to the other end connected to the reinforcing member of the floor tunnel. .

The cross frame is installed diagonally rearward from the rear end of the side frame toward the passenger compartment, and the position of the other end connected to the reinforcing material of the floor tunnel is behind the position of one end connected to the side frame. The strength member structure for a vehicle body according to claim 1, wherein the strength member structure is provided on a side.

2. The cross frame is joined to the dash panel by an adhesive intermittently applied, and a dash panel protruding toward the engine room is formed in the dash panel facing the cross frame. The strength member structure of the vehicle body described in the above.