JP2004256059A - フロントボディ構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フロントボディ1の構造は、サイドメンバ2とクロスメンバ3を備える。1対のサイドメンバ2の前端部2aとクロスメンバ3の両端とが接合される。サイドメンバ2の下壁24は、クロスメンバ3の頂壁33と接合され、サイドメンバ2の内側壁25は、クロスメンバ3の頂壁33に取付けられたガセット4と接合される。ガセット4は、頂壁33から内側壁25へと湾曲して内側壁25の上端を超えて上方に延びる。クロスメンバ3の両端は、サイドメンバ2の前端部2aに取付けられる前端外側壁7に接合される。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、サイドメンバとクロスメンバとを有する車両のフロントボディ構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車のフロントボディ構造は、車体の両側に前後方向に沿って配置されるサイドメンバと、車体の幅方向に沿って配置されてサイドメンバの前端部をつなぐクロスメンバとを備えている。サイドメンバとクロスメンバは、それぞれ断面が中空の四角形状であって、サイドメンバの下面とクロスメンバの上面とを合わせるように結合されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
サイドメンバは、断面中空四角形状をしており、前端が上壁と内側壁を残して開口している。クロスメンバは、断面が逆U字状のメンバ本体とこのメンバ本体の下部開口を閉じる閉鎖プレート(底板)からなる。クロスメンバの両端の上面は、サイドメンバの下方に開口する部分の後側に寄せて内側壁と溶接されている。サイドメンバとクロスメンバの結合部には、ガセットプレートが取付けられている。ガセットプレートは、下縁部がクロスメンバの上部にスポット溶接され、外側縁部がサイドメンバの内側壁と上壁にスポット溶接されている。サイドメンバの前端に残る前方及びクロスメンバによって塞がれない下方の開口部は、閉鎖プレートで塞がれている。閉鎖プレートは、閉鎖壁(前側壁)上縁、前側壁内側縁、延長部(底壁)後縁、底壁内側縁にそれぞれ溶接フランジを有している。底壁後縁の溶接フランジは、クロスメンバの前側壁にスポット溶接され、その他の溶接フランジは、サイドメンバにそれぞれ重なる部分にスポット溶接される。
【0004】
サイドメンバの外方向に開口する部分は、エクステンションパネルで塞がれている。エクステンションパネルは、上縁、前縁、後縁で車体の幅方向外向きに折り返された上縁フランジ、前縁フランジ、後縁フランジを有している。上縁フランジは、サイドメンバの上面の外側縁部とスポット溶接されている。前縁フランジは、サイドメンバの前端を塞ぐ閉鎖プレートの前側壁の外側縁部とスポット溶接されている。後縁フランジは、サイドメンバの外側壁前端で車体の幅方向外向きに折り曲げられたフランジとスポット溶接されている。また、クロスメンバの両端に設けられたフランジは、各サイドメンバのエクステンションパネルにスポット溶接されている。
【0005】
【特許文献1】
実公平6−26468号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述の構造の場合、クロスメンバがサイドメンバの下側から取付けられることに対し、ガセットプレートの外側縁部の上端がサイドメンバの上壁の上から被さるように取付けられる。したがって、サイドメンバとクロスメンバを溶接した後でガセットプレートをスポット溶接で取付けるか、サイドメンバにガセットプレートをスポット溶接で取付けた後でサイドメンバとクロスメンバを溶接するか、或いは、ガセットプレートをスポット溶接で取付けたクロスメンバをサイドメンバの前方から挿入してサイドメンバとクロスメンバを溶接するといった手順で組立てなければならない。
【0007】
しかしながら、クロスメンバとガセットプレートとの接合部は、クロスメンバの両端外側に面した開口部から離れているため、サイドメンバとクロスメンバとを合わせた状態でスポット溶接することは、困難である。また、クロスメンバにガセットプレートを予めスポット溶接したものは、組立ラインにおいてサイドメンバとクロスメンバとを合わせる位置決め装置に複雑な動きが要求される。
【0008】
サイドメンバにクロスメンバのメンバ本体を溶接してからガセットプレートを取付けた後、閉鎖プレートを本体メンバの下面に取付ける手順で組立てることで、クロスメンバとガセットプレートとの接合部へのアクセスを容易にすることが可能であるが、各部材を順番に組み付けていかなければならないため、工程を短縮することができない。
【0009】
そこで、本発明は、結合部の剛性が高く、組立工程を短縮できるフロントボディ構造を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るフロントボディ構造は、車両の進行方向を基準に前後方向と左右幅方向とが設定され、車両前部の両側に前後方向に沿って配置される1対のサイドメンバと、幅方向に沿って配置されて前記サイドメンバの前端部に両端部が接合されるクロスメンバとを備える。サイドメンバは、上壁と、下壁と、他方のサイドメンバに面した内側壁と、前後方向に沿って前記下壁よりも後退した位置に前縁が設けられた外側壁とをそれぞれ有している。クロスメンバは、それぞれのサイドメンバの下壁に両端部で接合される頂壁と、方向の前側壁及び後側壁と、底壁とを有している。内側壁と頂壁は、頂壁から内側壁へ湾曲して内側壁の上端を超えて上方に延びるガセットで結合される。幅方向に開口するサイドメンバの前端部の外側及びクロスメンバの両端は、上壁及び下壁の幅方向外側縁と、前側壁、後側壁、底壁の幅方向外側縁とに接合される前端外側壁で塞がれる。
【0011】
また、クロスメンバの取付け位置を仕様に応じて変更できるようにするために、サイドメンバの前端部に、幅方向の断面形状が一定に続く部分を前後方向に沿ってクロスメンバとの接合部よりも長く設ける。また、組立工程を短縮するために、クロスメンバにガセットを接合した後で、クロスメンバとサイドメンバとを接合する。また、エンジンフードの高さが異なる車種にも対応できるように、内側壁とガセットとの間に挿入され、内側壁の状端部を肥えて上方に延びるヘッドランプサポートを設ける。また、フロントボディの剛性を高めるために、左右のサイドメンバのそれぞれに取付けられたヘッドランプサポートの上端の間にフロントエンドアッパバーを掛け渡す。また、サイドメンバとクロスメンバの接合強度を高めるために、クロスメンバの両端縁から前方、後方、下方にそれぞれ延びる前方フランジ、後方フランジ、下方フランジを前端外側壁の内側面に、前端外側壁の上縁から外方向に延びる上部フランジを上壁の幅方向外側縁に、外側壁の後側縁から外方向に延びる後部フランジを外側壁の前縁から外方向に延びる前部フランジに、下壁の幅方向外側縁から下方に延びる下部フランジを前端外側壁の内側面に、それぞれ接合する。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態に係るフロントボディ1の構造を図1から図7を参照して説明する。自動車の進行方向を基準に、前方向(前側)、後方向(後側)、左右幅方向、車両の中心から幅方向に広がる方向に外方向(外側)、車両の幅方向に沿って車両の中心に向かう方向に内方向(内側)をそれぞれ設定する。図1に示すフロントボディ1は、自動車の強度を担う構造部材として、サイドメンバ2と、クロスメンバ3と、ガセット4と、ヘッドランプサポート5と、フロントエンドアッパバー6とを備える。
【0013】
図2に示すように、サイドメンバ2は、フロントボディ1の前後方向に沿って左右両側に配置されており、左右対称に造られている。各サイドメンバ2は、インナ21とアウタ22を組合せて構成されている。インナ21は、上壁23と下壁24と内側壁25とを備え、アウタ22は、外側壁26を備える。アウタ22の前縁は、インナ21の前縁よりも後退した位置に設けられ、この結果、図3に示すようにサイドメンバ2の前端部2aは、外側が開口した状態となる。
【0014】
上壁23の外側縁及び外側壁26の上縁には、上部フランジ23a,26aが形成され、下壁24の外側縁及び外側壁22の下縁には、下部フランジ24a,26bが形成されている。上部フランジ23a,26aは、前端から後端までの途中で向きが変向され、前端から途中までが外側に延びており、途中から後端までが上方に延びている。下部フランジ24a,26bは、下方に延びている。インナ21とアウタ22は、上部フランジ23a,26a及び下部フランジ24a,26bが合わされて、スポット溶接Xされる。
【0015】
また、アウタ22の前縁よりも前方の開口した部分を塞ぐように、前端外側壁7が取付けられる。前端外側壁7の後側縁、上縁、及び前側縁には、外側に向かって延びる後部フランジ7a、上部フランジ7b、及び前端フランジ7cが設けられている。後部フランジ7aは、外側壁26の前縁に設けられる前部フランジ26cとスポット溶接Xされ、上部フランジ7bは、上壁23の外側縁に設けられた上部フランジ23aとスポット溶接Xされる。また、前端外側壁7は、下壁24の下部フランジ24aとスポット溶接Xされるとともに、下壁24を超えて下方に延びている。なお、サイドメンバ2の内部には、リインフォース部材が取付けられる。前部フランジ7cは、車両衝突時の荷重の入力を受け止め易くして、サイドメンバ2での衝撃吸収を確実にするために設けられている。
【0016】
クロスメンバ3は、フロントボディ1の前寄りに位置し、幅方向に沿って配置されている。クロスメンバ3は、アッパ31とロア32を組合せて構成されている。アッパ31は、頂壁33と前側壁34と後側壁35を備え、ロア32は、底壁36を備える。前側壁34と後側壁35の下縁と、底壁36の前縁及び後縁には、下方に延びるフランジ34a,35a,36a,36bが設けられている。前側壁34のフランジ34aと底壁36のフランジ36a、後側壁35のフランジ35aと底壁36のフランジ36bは、互いにスポット溶接Xされる。頂壁33の両端部33aは、サイドメンバ2の前端部2aの下壁24にスポット溶接Xされている。
【0017】
また、前側壁34の両端には、前方に延びる前方フランジ34bが設けられ、後側壁35の両端には、後方に延びる後方フランジ35bが設けられ、底壁36の両端には、下方に延びる下方フランジ36cが設けられている。前方フランジ34b、後方フランジ35b、下方フランジは36c、前端外側壁7とスポット溶接Xされる。
【0018】
クロスメンバ3は、両端から下方に向かって滑らかに湾曲した後、再び内側に向かって滑らかに湾曲している。図7に示すようにロア32の下方に向かう曲りから内側に向かう曲りへの変曲部32aには、ロア32の底壁36と前縁及び後縁から延びるフランジ36a,36bとにシッピングプレート8がスポット溶接Xされる。シッピングプレート8は、ロア32から下方に向かって延びている。
【0019】
ガセット4は、クロスメンバ3とサイドメンバ2の接合部にまたがって取付けられる。ガセット4は、図7に示すようにクロスメンバ3に対し、アッパ31の両端から下方に向かう曲りの途中において、頂壁33と前側壁34と後側壁35に基端4aがスポット溶接Xされ、サイドメンバ2に対し、内側壁25にフランジ4bがスポット溶接Xされる。また、ガセット4は、内側壁25の上端を超えて上方に延びている。
【0020】
ヘッドランプサポート5は、内側壁25とガセット4との間に挿入された状態でスポット溶接Xされるとともに、上壁23よりも上方に延びている。また、上壁23に対してリブ5aが設けられており、脚部に設けられたフランジ5bが上壁23にスポット溶接Xされる。
【0021】
フロントエンドアッパバー6は、左右のヘッドランプサポート5の上端に掛け渡され、固定される。
【0022】
次に、上述のフロントボディ1の組立順序について説明する。サイドメンバ2のインナ21は、リインフォース部材が取付けられた後で図3に示すようにアウタ22がスポット溶接Xされる。また、ヘッドランプサポート5が、インナ21の前端部2aにスポット溶接Xされる。なお、ヘッドランプサポート5とアウタ22とは、どちらを先にインナ21に取付けても良い。サイドメンバ2のインナ21とアウタ22及びヘッドランプサポート5が組合されたものをサイドメンバアッセンブリとする。
【0023】
図4に示すようにガセット4は、クロスメンバ3のアッパ31に取付けられる。シッピングプレート8は、ロア32の底壁36とスポット溶接Xされる。ガセット4とシッピングプレート8が取付けられた後、クロスメンバ3のアッパ31とロア32は、スポット溶接Xされる。クロスメンバ3のアッパ31とロア32、ガセット4、シッピングプレート8が組合されたものをクロスメンバアッセンブリとする。
【0024】
左右のサイドメンバアッセンブリを所定の間隔で配置した状態で、クロスメンバアッセンブリを下から持ち上げて組合せ、図5に示すように頂壁33と下壁24、及びガセット4とヘッドランプサポート5と内側壁25の重なり部をそれぞれスポット溶接Xする。
【0025】
前端外側壁7は、例えば次の順番でスポット溶接Xする。後部フランジ7aが、図6に示すように外側壁26の前縁に設けられた前部フランジ26cとスポット溶接Xされた後、上部フランジ7bが、上壁23の外側縁に設けられた上部フランジ23aとスポット溶接Xされる。最後に、クロスメンバ3の前方フランジ34b、後方フランジ35b、下方フランジ36c、及び、サイドメンバ2の下壁24の下部フランジ24aが、前端外側壁7とスポット溶接Xされる。
【0026】
なお、サイドメンバ2の前端の開口には、図1に示すようにフランジ9が別途取付けられ、このフランジ9にバンパステイ10が取付けられる。
【0027】
以上のように構成されたフロントボディ1は、サイドメンバ2とクロスメンバ3を接合する前に、ヘッドランプサポート5がサイドメンバ2に取付けられ、ガセット4及びシッピングプレート8がクロスメンバ3に取付けられている。そして、ガセット4は、サイドメンバ2の内側壁25の上端を超えて上方に延びているので、クロスメンバ3をサイドメンバ2の下方から持ち上げて組合せることができる。したがって、組立ラインにおいて、サイドメンバアッセンブリを前方に搬送し、クロスメンバアッセンブリを下方向から合わせることができるので、位置決め装置の動作が簡単である。また、クロスメンバ3のアッパ31およびロア32、ガセット4、シッピングプレート8を組立てたクロスメンバアッセンブリをサイドメンバアッセンブリに取付けるので、サイドメンバ2の組立ラインと別ラインでクロスメンバアッセンブリ組立てることができる。したがって、組立効率が良く、生産コストを抑えることができる。
【0028】
また、インナ21の上壁23と内側壁25と下壁24の材料が前端まで繋がっている。したがって、前方への衝突やオフセット衝突を想定した場合、前方向に対する挫屈強度が高い。また、幅方向からの衝突を想定した場合、クロスメンバ3の部材がサイドメンバ2の前端外側壁7まで繋がっているので、挫屈強度が高い。
【0029】
クロスメンバ3の取付け部について、サイドメンバ2の前端部2aの幅方向の断面形状を前後方向に沿って一定にすることで、フロントオーバーハング長さを容易に調節することができる。つまり、異なるサイズのエンジンに対して容易にフロントボディ1の寸法を調節することができる。
【0030】
ヘッドランプサポート5は、サイドメンバ2に別部品として取付けられるので、仕様に応じて、異なる大きさ(高さ)のヘッドランプサポート5を選択して取付けることができる。
【0031】
シッピングプレート8は、図7に示すようにロア32が下方に向かう曲がりから内側に向かう曲がりへの変曲部に取付けられているで、シッピングプレート8に作用する力をクロスメンバ3からサイドメンバ2に伝えて分散することができる。また、シッピングプレート8の形状は左右対称であり、生産コストを下げることができる。
【0032】
サイドメンバ2とクロスメンバ3との接合は、下壁24と頂壁33、クロスメンバ端部(前側壁34、後側壁35、底壁36)と前端外側壁7、アッパ31とガセット4、ガセット4と内側壁25の複数箇所で接合され、スポット溶接X点数が多いので、接合強度が高い。
【0033】
なお、本実施形態において、接合は、スポット溶接で行なっているが、YAGレーザを用いてタック溶接を行なっても良い。
【0034】
【発明の効果】
本発明に係るフロントボディ構造によれば、サイドメンバの上壁と内側壁と下壁の材料が前端まで繋がっているとともに、クロスメンバの材料がサイドメンバの外側壁まで繋がっている。そして、サイドメンバとクロスメンバの接合部は、下壁と頂壁が接合されているとともに、ガセットがサイドメンバの内側壁とクロスメンバの頂壁、前側壁、後側壁に接合されており、互いに交差する複数の面で構成されている。したがって、結合部の剛性が高い。
【0035】
また、サイドメンバにヘッドランプサポートを取付け、クロスメンバにガセットとシッピングプレートとを取付けた状態で、サイドメンバとクロスメンバを接合することができる。つまり、複数の部品を組立てたユニット同士を組合せることができるので、各ユニットを別々平行して組立てることで、組立工程を短縮できる。そして、サイドメンバアッセンブリに対してクロスメンバアッセンブリを下から組合せることができるので、生産ラインにおいて単純な機構でサイドメンバアッセンブリにクロスメンバアッセンブリを組付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施形態のフロントボディ構造を示す斜視図。
【図2】図1のフロントボディを示す分解斜視図。
【図3】図2のサイドメンバとヘッドランプサポートを組立てたサイドメンバアッセンブリを示す斜視図。
【図4】図2のクロスメンバとガセットとシッピングプレートとを組合せてクロスメンバアッセンブリにする状態を示す斜視図。
【図5】図3のサイドメンバアッセンブリに図4のクロスメンバアッセンブリの接合箇所を示す斜視図。
【図6】図5の状態にさらに前端外側壁を取付けた状態を示す斜視図。
【図7】図6中のF7−F7に沿ってサイドメンバとクロスメンバの接合部を示す断面図。
【符号の説明】
1…フロントボディ、2…サイドメンバ、3…クロスメンバ、4…ガセット、5…ヘッドランプサポート、6…フロントエンドアッパバー、7…前端外側壁、7a…後部フランジ、7b…上部フランジ、8…シッピングプレート、21…インナ、22…アウタ、23…上壁、23a…上部フランジ(上側縁)、24…下壁、24…下部フランジ、25…内側壁、26…外側壁、31…アッパ、32…ロア、33…頂壁、34…前側壁、34a…前方フランジ、35…後側壁、35…後方フランジ、36…底壁、36c…下方フランジ。
Claims (6)
- 車両前部の両側に車体の前後方向に沿って配置される1対のサイドメンバと、車体の幅方向に沿って配置されて前記サイドメンバの前端部に両端部が接合されるクロスメンバとを備え、
前記サイドメンバは、上壁と、下壁と、他方のサイドメンバに面した内側壁と、前後方向に沿って前記下壁よりも後退した位置に前縁が設けられた外側壁とをそれぞれ有し、
前記クロスメンバは、それぞれの前記サイドメンバの前記下壁に両端部で接合される頂壁と、前後方向の前側壁及び後側壁と、底壁とを有し、
前記内側壁と前記頂壁は、前記頂壁から前記内側壁へ湾曲して前記内側壁の上端を超えて上方に延びるガセットで結合され、
幅方向に開口する前記サイドメンバの前端部の外側及び前記クロスメンバの両端は、前記上壁及び下壁の幅方向外側縁と、前記前側壁、後側壁、底壁の幅方向外側縁とに接合される前端外側壁で塞がれることを特徴とするフロントボディ構造。 - 前記サイドメンバの前端部は、幅方向の断面形状が一定に続く部分が、前後方向に沿って前記クロスメンバとの接合部よりも長く設けられていることを特徴とする請求項1に記載のフロントボディ構造。
- 前記クロスメンバと前記ガセットとを接合した後で、前記サイドメンバと前記クロスメンバとを接合することを特徴とする請求項1に記載のフロントボディ構造。
- 前記内側壁と前記ガセットとの間に挿入されるとともに前記上壁よりも上方に延びるヘッドランプサポートを備えることを特徴とする請求項1に記載のフロントボディ構造。
- 左右の前記サイドメンバのそれぞれに取付けられた前記ヘッドランプサポートの上端の間に掛け渡されるフロントエンドアッパバーを備えることを特徴とする請求項4に記載のフロントボディ構造。
- 前記クロスメンバの両端縁から前方、後方、下方にそれぞれ延びる前方フランジ、後方フランジ、下方フランジを前記前端外側壁の内側面に、前記前端外側壁の上縁から外方向に延びる上部フランジを前記上壁の幅方向外側縁に、前端外側壁の後側縁から外方向に延びる後部フランジを前記外側壁の前縁から外方向に延びる前部フランジに、前記下壁の幅方向外側縁から下方に延びる下部フランジを前記前端外側壁の内側面に、それぞれ接合することを特徴とする請求項1に記載のフロントボディ構造。
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