JP2008126797A - 車両の前部車体構造 - Google Patents

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昇平 松山
Shuji Ichikawa
修司 市川
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Abstract

【課題】車体剛性を低下を招くことなく、ラジエータの冷却効率を高めることができる車両の前部車体構造を提供する。
【解決手段】車体前部に配置されたバルクヘッドを、上部に配置されたバルクヘッドアッパフレーム14と、下部に配置されたバルクヘッドロアフレームと、両側部に配置されたバルクヘッドサイドフレームとを連結して枠状に形成し、冷却用のラジエータ31を前記バルクヘッド後方で左右に配置されたフロントサイドメンバ間に配置し、前記バルクヘッドアッパフレーム14を断面L字形状のフロントプレート19とリヤプレート20とを下縁フランジ23と上縁フランジ26とで接合して閉断面構造に形成し、バルクヘッドアッパフレーム14の前壁22と後壁25に車幅方向に沿って前ビード29、後ビード30を設けると共にラジエータ31の冷却風導入口32,33を開口形成したことを特徴とする。
【選択図】図6

Description

この発明は、車両の前部車体構造に関する。
車両の前部には、その後方に配置されたラジエータを保護する等のためにバルクヘッドを設けたものがある。このバルクヘッドはラジエータの周囲を取り囲むようにしたものであり、ラジエータの前側に配置されている関係で、バルクヘッドの形状等がラジエータの冷却性能に影響を及ぼすものとなる。
つまり、車両の車体前部の剛性を確保するためにバルクヘッドの各部材の断面形状を大きくすると、後方に位置するラジエータに供給される走行風の通過面積が減少するため冷却性能が低下し、逆に、バルクヘッドを構成する部材の断面形状を小さくすると、ラジエータの冷却性能は確保できるがバルクヘッドの強度剛性を確保するために別途補強材等が必要となり、車体重量の増加につながるという問題がある。
そのため、バルクヘッドの上辺部を構成する断面コの字状のバルクヘッドアッパフレームに下側から切り欠き部を設け、ここにレインフォースを取り付けて前後に開放された閉断面のダクト部を設けたものが提案されている。
実開平03−113226号公報
しかしながら、上記従来技術にあっては、ダクト部のみが閉断面構造に形成されているため強度剛性が低いという問題がある、また、閉断面構造のダクト部を形成するために、レインフォースを設ける必要があり部品点数が増加するという問題がある。更に、ラジエータが大型のものである場合には、バルクヘッドの剛性を確保するために、ダクト部を小さくせざるを得ず、したがって、後方に導くための冷却風通路面積が小さくなり、ダクト部の後方に位置するインタークーラの冷却効率が低下するという問題がある。
そこで、この発明は、車体剛性の低下を招くことなく、ラジエータの冷却効率を高めることができる車両の前部車体構造を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1に記載した発明は、車体前部に配置されたバルクヘッド(例えば、実施形態におけるバルクヘッド13)を、上部に配置されたバルクヘッドアッパフレーム(例えば、実施形態におけるバルクヘッドアッパフレーム14)と、下部に配置されたバルクヘッドロアフレーム(例えば、実施形態におけるバルクヘッドロアフレーム15)と、両側部に配置されたバルクヘッドサイドフレーム(例えば、実施形態におけるバルクヘッドサイドフレーム16)とを連結して枠状に形成し、冷却用のラジエータ(例えば、実施形態におけるラジエータ31)を前記バルクヘッド後方で左右に配置されたフロントサイドメンバ(例えば、実施形態におけるフロントサイドメンバ3)間に配置し、前記バルクヘッドアッパフレームを断面L字形状の2枚の鋼板材(例えば、実施形態におけるフロントプレート19とリヤプレート20)を前下方フランジ(例えば、実施形態における下縁フランジ23)と後上方フランジ(例えば、実施形態における上縁フランジ26)とで接合して閉断面構造に形成し、このバルクヘッドアッパフレームの前壁(例えば、実施形態における前壁22)と後壁(例えば、実施形態における後壁25)に車幅方向に沿ってビード(例えば、実施形態における前ビード29,後ビード30)を設けると共にラジエータの冷却風導入口(例えば、実施形態における冷却風導入口32,33)を開口形成したことを特徴とする。
このように構成することで、閉断面構造に形成され、前壁と後壁にビードを設けたバルクヘッドアッパフレームによりバルクヘッドの強度剛性を確保しつつ、バルクヘッドアッパフレームを大きな閉断面構造に形成したとしても、前壁と後壁に開口形成された冷却風導入口により十分に冷却風を後方に位置するラジエータに供給することができる。
請求項2に記載した発明は、前記フロントサイドメンバの外側にバルクヘッドサイドフレームを配置したことを特徴とする。
このように構成することで、より大型のラジエータの配置を確保することが可能となる。
請求項1に記載した発明によれば、閉断面構造に形成され、前壁と後壁にビードを設けたバルクヘッドアッパフレームによりバルクヘッドの強度剛性を確保しつつ、バルクヘッドアッパフレームを大きな閉断面構造に形成したとしても、前壁と後壁に開口形成された冷却風導入口により十分に冷却風を後方に位置するラジエータに供給することができるため、車体前部の強度剛性を確保しつつ、ラジエータの冷却性能を高めることができる効果がある。
請求項2に記載した発明によれば、より大型のラジエータの配置を確保することが可能となるため、冷却効率を高めることができる効果がある。
次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図3はこの発明の実施形態の燃料電池車両の前部を示している。図において1はダッシュパネルを示し、このダッシュパネル1の前側にはパワープラントルーム2が隔成されている。ダッシュパネル1の下縁には図示しないフロアパネルFが接合され、フロアパネルFの下面に前後方向に渡ってフロントサイドメンバ3が接合されている。フロントサイドメンバ3とフロアパネルFとの間に車体前後方向に沿う車体骨格部が形成されている。フロントサイドメンバ3の前端部は、ダッシュパネル1の下縁から上方に立ち上がりパワープラントルーム2の下部を前方に向かって延出している。この延出部4は閉断面構造に形成され車体骨格部としてパワープラントである図示しない燃料電池車両のモータ、高圧電装ユニット等を支持する部材として機能している。
5はフロントピラーを示し、このフロントピラー5の下端にはアーチ状のアッパメンバ6の上端部が溶接接合されている。尚、この溶接にはスポット溶接等様々な溶接形態を採用することができる(以下、同様)。アッパメンバ6はホイールハウスの外枠を構成するものであって、フロントピラー5と共に車体骨格部を構成するものである。このアッパメンバ6の下端部には車幅方向内側に延びてフロントサイドメンバ3の外壁7に溶接接合されるクロスレインフォース8が設けられている。
アッパメンバ6の上壁9の中央部にはパワープラントルーム2内に向かってクッションユニットが取り付けられるダンパハウジング10が溶接接合されていて、ダンパハウジング10の下端フランジ部11がフロントサイドメンバ3の上壁12に溶接接合されている。
13は車体前部に配置されたバルクヘッドを示している。このバルクヘッド13は上部に車幅方向に沿って配置されたバルクヘッドアッパフレーム14と、下部に車幅方向に沿って配置されたバルクヘッドロアフレーム15と、両側部に上下方向に沿って配置されたバルクヘッドサイドフレーム16とを連結して横に長い四角形の枠状に形成されたものである。バルクヘッドアッパフレーム14の両端部とバルクヘッドサイドフレーム16の上端部との接合部には、アッパメンバ6の中途部との間に、ジョイントフレーム17が接続され、バルクヘッドサイドフレーム16の内壁18には前記フロントサイドメンバ3の外壁7が連結固定されている。尚、バルクヘッドアッパフレーム14の中央部はフードロックの取付部として構成されている。
図4〜図6に示すように、バルクヘッドアッパフレーム14は、プレス成形された2枚の断面L字形状の鋼板材を溶接接合して形成されている。具体的には図6に示すように、バルクヘッドアッパフレーム14は前部に位置するフロントプレート19と後部に位置するリヤプレート20とを接合して閉断面構造に形成されている。
フロントプレート19は上壁21と前壁22と前壁22の下縁に前側に延びる下縁フランジ23を備え、リヤプレート20は下壁24と後壁25と後壁25の上縁に後方に延びる上縁フランジ26を備えている。そして、フロントプレート19の上壁21の後縁27にリヤプレート20の上縁フランジ26が溶接接合され、リヤプレート20の下壁24の前縁28にフロントプレート19の下縁フランジ23が溶接接合されている。
バルクヘッドアッパフレーム14の前壁を構成するフロントプレート19の前壁22とリヤプレート20の後壁25には、これらを前後方向で貫通する位置に燃料電池冷却用のラジエータ31の冷却風導入口32,33が各々車幅方向に所定間隔をもって開口形成されている。ここで冷却風導入口32,33は長方形状に形成されたもので、フロントプレート19の前壁22とリヤプレート20の後壁25に各々車幅方向に4箇所形成されている。
そして、これら冷却風導入口32,33の周囲には、フロントプレート19の前壁22に外側から内側に有段成形された断面波形の前ビード29が形成され、リヤプレート20の後壁25にも外側から内側に有段成形された断面波形の後ビード30が形成されている。ここで、前ビード29と後ビード30とは冷却風導入口32,33を補強する機能を有するが、前ビード29と後ビード30のうち主として車幅方向に沿う部分はバルクヘッドアッパフレーム14の曲げ方向での強度を高める部位として機能している。
図2、図3に示すように、バルクヘッドサイドフレーム16及びバルクヘッドロアフレーム15は、ハット型断面形状のアウタパネル34とインナパネル35とを溶接接合して閉断面構造に形成された部材である。アウタパネル34とインナパネル35とはバルクヘッド13の側部から下部にかけてコの字状に連続して形成され、バルクヘッドサイドフレーム16及びバルクヘッドロアフレーム15を構成している。
そして、バルクヘッドサイドフレーム16の上下方向中央部にフロントサイドメンバ3の外壁7の上下フランジ36が接合されていて(図1,4参照)、バルクヘッドサイドフレーム16とバルクヘッドロアフレーム15とのコーナー部に渡る部位にはラジエータ31を固定するためのL字形状の支持ブラケット37がインナパネル35に重合された状態で左右一対取り付けられている。
図5に示すように、ジョイントフレーム17は共に断面L字形のアウタプレート38とインナプレート39とを溶接接合して形成されている。アウタプレート38の縦壁40の下縁フランジ41にインナプレート39の下壁42の外縁43が溶接接合され、アウタプレート38の上壁44の内縁45にインナプレート39の縦壁46の上縁フランジ47が溶接接合されて閉断面構造に形成されている。そして、ジョイントフレーム17のアウタプレート38の後端フランジ48がアッパメンバ6の上壁49に溶接接合され(図2参照)、ジョイントフレーム17の前端部では、アウタプレート38の上壁44の端末がバルクヘッドアッパフレーム14のフロントプレート19の上壁21に溶接接合され、アウタプレート38の縦壁40の前縁はバルクヘッドアッパフレーム14のフロントプレート19の端末フランジ50に溶接接合されている。
ここで、ジョイントフレーム17のアウタプレート38の上壁44とバルクヘッドアッパフレーム14のフロントプレート19の上壁21とはボルト51によっても締め付け固定されている。
図4に示すように、バルクヘッドサイドフレーム16のインナパネル35は上端部で平坦な形状から中央部が内側に膨出するハット型断面形状に形状変化しており、この部分で両側部が、バルクヘッドアッパフレーム14のフロントプレート19の端末フランジ50にジョイントフレーム17のアウタプレート38(縦壁40の前縁)と共に溶接されている(図5参照)。
そして、図1、図6、図7に示すように、このように構成されたバルクヘッド13の後方であって、フロントサイドメンバ3,3間に燃料電池冷却用のラジエータ31が配置され、このラジエータ31が両支持ブラケット37に支持されると共に各フロントサイドメンバ3に支持されている。
上記実施形態によれば、バルクヘッド13の側部を構成するバルクヘッドサイドフレーム16をフロントサイドメンバ3の車幅方向外側に配置することでバルクヘッド13の幅方向の寸法を大きく確保できるため、その後方に配置するラジエータ31の熱交換面積を大きく確保でき、冷却性能を増加することができる。
バルクヘッドアッパフレーム14をフロントプレート19とリヤプレート20により閉断面構造に形成し、バルクヘッドロアフレーム15、バルクヘッドサイドフレーム16もインナプレート39とアウタプレート38により閉断面構造に形成してこれらを連続して形成したため、バルクヘッド13の強度剛性を十分に確保できる。したがって、フードロックの取付部となるバルクヘッドアッパフレーム14の支持剛性も高められる。
とりわけ、バルクヘッドアッパフレーム14とバルクヘッドサイドフレーム16との接合部分に閉断面構造のジョイントフレーム17が互いに重なり合うようにして接合されているためバルクヘッド13の強度剛性はより高いものとできる。
また、フロントプレート19とリヤプレート20により閉断面構造に形成されたバルクヘッドアッパフレーム14の断面形状を大きく確保しても、冷却風導入口32,33を形成してあり、ここからラジエータ31に十分に冷却風を導入することができるため、冷却風の導入に悪影響を与えることはなく、バルクヘッドアッパフレーム14の強度剛性を十分に確保したまま、ラジエータ31の冷却効率を向上させることができる。更に、冷却風導入口32,33の周囲に前後ビード29,30を設け、とりわけ前後ビード29,30の車幅方向に沿う部分がバルクヘッドアッパフレーム14の曲げ方向での剛性を高めることができるため、このバルクヘッドアッパフレーム14の強度剛性を十分に確保できる。その結果、バルクヘッド13の剛性、ひいては車体前部の強度剛性を高めることができる。
また、バルクヘッドアッパフレーム14を構成しているフロントプレート19とリヤプレート20との接合部分においては、前側下部ではリヤプレート20の下壁24の前縁28を含むフロントプレート19の下縁フランジ23との接合部分が前側から導入される冷却風の導風板として機能し、後側上部ではフロントプレート19の上壁21の後縁27を含むリヤプレート20の上縁フランジ26との接合部分がラジエータ31の後方から排出される温風の巻き込み防止板として機能する。よって、ラジエータ31への温風の巻き込みを防止しラジエータ31へ冷却風を効果的に取り入れることで、この点でもラジエータ31の冷却効果を高めることができる。
したがって、車体造形上の理由からエンジンフードを低く抑えなければならないような制約がある場合に、通常ではラジエータの31の上下寸法を小さくしなければならず、冷却性能を確保することが困難であるが、本構造を採用することで、ラジエータ31の冷却面積を大きく取り冷却性能を十分に確保できるので、設計上の自由度を高めることができる。
尚、この発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、前ビード29、後ビード30の断面形状は断面波形に限られるものではない。また、冷却風導入口32,33の周囲に前ビード29、後ビード30を設けた場合について説明したが、各冷却風導入口32,33の形成部位とは別の部位に独立して車幅方向にビードを設けるようにしてもよい。また、ラジエータは燃料電池冷却用に限られず、エンジン、モータ、エアコン、コンデンサの冷却用であってもよい。
この発明の実施形態の全体斜視図である。 この発明の実施形態の要部斜視図である。 この発明の実施形態の側面図である。 この発明の実施形態の要部拡大斜視図である。 図4の要部を別の方向から見た拡大斜視図である。 図1のA−A線に沿う断面図である。 この発明の実施形態の正面図である。
符号の説明
3 フロントサイドメンバ
13 バルクヘッド
14 バルクヘッドアッパフレーム
15 バルクヘッドロアフレーム
16 バルクヘッドサイドフレーム
19 フロントプレート(鋼板材)
20 リヤプレート(鋼板材)
31 ラジエータ
22 前壁
23 下縁フランジ(前下方フランジ)
25 後壁
26 後縁フランジ(後上方フランジ)
29 前ビード
30 後ビード
32,33 冷却風導入口

Claims (2)

  1. 車体前部に配置されたバルクヘッドを、上部に配置されたバルクヘッドアッパフレームと、下部に配置されたバルクヘッドロアフレームと、両側部に配置されたバルクヘッドサイドフレームとを連結して枠状に形成し、冷却用のラジエータを前記バルクヘッド後方で左右に配置されたフロントサイドメンバ間に配置し、前記バルクヘッドアッパフレームを断面L字形状の2枚の鋼板材を前下方フランジと後上方フランジとで接合して閉断面構造に形成し、このバルクヘッドアッパフレームの前壁と後壁に車幅方向に沿ってビードを設けると共にラジエータの冷却風導入口を開口形成したことを特徴とする車両の前部車体構造。
  2. 前記フロントサイドメンバの外側にバルクヘッドサイドフレームを配置したことを特徴とする請求項1記載の車両の前部車体構造。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103612663A (zh) * 2013-11-28 2014-03-05 重庆长安汽车股份有限公司 汽车前上构件总成
JP2015067122A (ja) * 2013-09-30 2015-04-13 富士重工業株式会社 電気駆動機器を備える車両
JP2016052804A (ja) * 2014-09-02 2016-04-14 本田技研工業株式会社 車体前部構造
JP2021008226A (ja) * 2019-07-02 2021-01-28 本田技研工業株式会社 車体構造

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