JP2008296738A - 車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却系部品の損傷を防止可能で、またバルクヘッドの交換が可能で、さらに車体の溶接ラインにおいてバルクヘッドの溶接が可能で、加えてバルクヘッドの位置精度を容易に確保することができる車体前部構造を提供する。
【解決手段】車体前部構造１０は、バルクヘッド１７の前部が冷却系部品１８を支持する支持枠体３４で形成され、バルクヘッド１７の後部が左右の脆弱部３５，３６で形成されている。また、左右の脆弱部３５，３６の後端部３９，３９にボルト３１・溶接ナット３２で脱着自在に左右の取付ブラケット１４，１５が設けられている。さらに、左右の取付ブラケット１４，１５が左右のフロントサイドフレーム１１，１２の先端部１１ａ，１２ａに溶接されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、バルクヘッドで冷却系部品が支えられ、冷却系部品の前方にバンパービームを備えた車体前部構造に関する。

車体前部構造のなかには、左右のフロントサイドメンバーの前端部にバルクヘッドの後端部がボルト止めされるとともに、左右のクラッシュボックスがそれぞれボルト止めされ、左右のクラッシュボックスの前端部にフロントバンパービームが架け渡されたものがある。

バルクヘッドは、前部にエアコンデンサやラジエータなどの冷却系部品が設けられている。バルクヘッドの左右の側壁は、車体方向中央部が脆弱部に形成されている。
よって、衝突時に左右の側壁の脆弱部が圧縮変形して、エアコンデンサやラジエータなどの冷却系部品を後方にスライド移動させることができる。

冷却系部品が後方にスライド移動することで、フロントバンパービームが冷却系部品に干渉することを防ぐことができる。
フロントバンパービームが冷却系部品に干渉しないので、ラジエータの損傷を阻止できる（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−２６２９４０号公報

しかし、特許文献１の車体前部構造は、左右のフロントサイドメンバーの前端部にバルクヘッドの後端部がボルト止めされている。
ここで、車体の溶接ラインにおいては、溶接ロボットを用いて各構成部材をスポット溶接で組み付けている。

このため、車体の溶接ラインにおいて、作業者が左右のフロントサイドメンバーの前端部にバルクヘッドの後端部をボルトで取り付ける作業をおこなうことはできない。
作業者が左右のフロントサイドメンバーにバルクヘッドをボルト止めするためには、車体の溶接ラインの後工程で、左右のフロントサイドメンバーにバルクヘッドをボルト止めする必要がある。

この場合、車体の殆どの部品を車体の溶接ラインで溶接した後に、作業者が左右のフロントサイドメンバーにバルクヘッドをボルト止めすることになる。
このため、バルクヘッドの組付けに時間がかかり、生産性を確保することが難しい。

また、左右のフロントサイドメンバーの前端部にバルクヘッドの後端部をボルト止めする場合、ボルトの取付孔に製造公差や組付け公差が生じる。
製造公差や組付け公差が生じた取付孔を利用してバルクヘッドを取り付けるため、バルクヘッドの位置精度を確保することが難しい。

本発明は、冷却系部品の損傷を防止可能で、またバルクヘッドの交換が可能で、さらに車体の溶接ラインにおいてバルクヘッドの溶接が可能で、加えてバルクヘッドの位置精度を容易に確保することができる車体前部構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、ラジエータなどの冷却系部品を支持する枠状のバルクヘッドを、左右のフロントサイドフレームの先端部に取り付けた車体前部構造において、前記バルクヘッドの前部が前記冷却系部品を支持する支持部で形成され、前記バルクヘッドの後部が脆弱部で形成され、該脆弱部の後端部に締結部材で脱着自在に取付ブラケットが設けられ、前記取付ブラケットが前記左右のフロントサイドフレームの先端部に溶接されたことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、バルクヘッドの前部を支持部とし、支持部に冷却系部品を支持した。そして、バルクヘッドの後部を脆弱部とし、脆弱部の後端部に取付ブラケットを締結部材で脱着自在に取り付けた。
取付ブラケットを左右のフロントサイドフレームの先端部に溶接した。

よって、脆弱部の後端部に取付ブラケットを取り付けて、バルクヘッドおよび取付ブラケットを一体化することができる。
一体化した取付ブラケットを左右のフロントサイドフレームの先端部に溶接することで、車体の溶接ライン（以下、車体溶接ラインという）においてバルクヘッドの溶接を可能にした。

これにより、車体の殆どの部品を車体の溶接ラインで溶接した後に、作業者がバルクヘッドをボルト止めする必要がないので、生産性を確保することができるという利点がある。

また、取付ブラケットを左右のフロントサイドフレームの先端部に溶接することで、バルクヘッドを左右のフロントサイドフレームの先端部に取り付けることができる。
これにより、ボルト用の取付孔でバルクヘッドの位置決めを規制することがなく、位置精度を容易に確保することができるという利点がある。

さらに、バルクヘッドの前部に冷却系部品を支持し、バルクヘッドの後部を脆弱部とした。よって、車体後向きの衝撃がフロントバンパービームを介してバルクヘッドに作用した場合に、脆弱部を圧縮変形させて冷却系部品を後方にスライド移動させることができる。
これにより、フロントバンパービームが冷却系部品に干渉することを防いで、冷却系部品が損傷することを防止できるという利点がある。

加えて、脆弱部に取付ブラケットを締結部材で脱着自在に取り付けた。よって、脆弱部が圧縮変形した後、締結部材を操作して取付ブラケットからバルクヘッドを容易に取り外すことが可能である。
これにより、圧縮変形したバルクヘッドを容易に交換することができ、修理費用を低減できるという利点がある。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」は作業者から見た方向にしたがい、前側をＦｒ、後側をＲｒ、左側をＬ、右側をＲとして示す。

図１は本発明に係る車体前部構造を示す斜視図である。
車体前部構造１０は、車体前部の左右側にそれぞれ設けられた左右のフロントサイドフレーム１１，１２と、左右のフロントサイドフレーム１１，１２の先端部に取り付けられた左右の取付ブラケット１４，１５（右取付ブラケット１５は図２参照）と、左右の取付ブラケット１４，１５に設けられたバルクヘッド１７と、バルクヘッド１７に設けられた冷却系部品１８とを備える。

さらに、車体前部構造１０は、左右のフロントサイドフレーム１１，１２の先端部１１ａ，１２ａ（１２ａは図２参照）から車体前方に向けて突出させた左右のクラッシュボックス（クラッシュボックス）２１，２２と、左右のクラッシュボックス２１，２２の先端部２１ａ，２２ａに渡って設けられたフロントバンパービーム２４とを備える。

すなわち、車体前部構造１０は、冷却系部品１８を支持する枠状のバルクヘッド１７を、左右のフロントサイドフレーム１１，１２の先端部１１ａ，１２ａに取り付けるものである。

図２は本発明に係る車体前部構造を示す分解斜視図である。
冷却系部品１８は、一例として、エンジンルーム２６に臨む部位に設けられたラジエータと、このラジエータの前方に設けられたコンデンサ（図示せず）とを備える。
前記コンデンサは、例えば、エアコン用の冷媒ガスを冷却して液化するものである。

右フロントサイドフレーム１２は、車体前部の右側に配置され、車体前後方向に延びる部材であり、先端部１２ａにフランジ２７が形成されている。
なお、左フロントサイドフレーム１１は、右フロントサイドフレーム１２と左右対称の部材であり、各構成部材に同じ符号を付して説明を省略する。

右取付ブラケット１５は、右フロントサイドフレーム１２の先端部１２ａで、かつ、エンジンルーム２６側の壁部１２ｂにスポット溶接で取り付けられている。
この右取付ブラケット１５は、バルクヘッド１７にボルト３１，３１・溶接ナット３２，３２（締結部材）で脱着自在に取り付けられている。溶接ナット３２は図３に示す。
右取付ブラケット１５については、図３で詳しく説明する。

なお、左取付ブラケット１４は、右取付ブラケット１５と左右対称の部材であり、各構成部材に同じ符号を付して説明を省略する。

バルクヘッド１７は、前部を構成する支持枠体（支持部）３４と、後部を構成する左右の脆弱部３５，３６とを備える。
支持枠体３４は、車体幅方向に延出された上メンバー４１と、上メンバー４１の下方において車幅方向に延出された下メンバー４２と、上下のメンバー４１，４２の左端部４１ａ，４２ａに連結された左サイドメンバー４３と、上下のメンバー４１，４２の右端部４１ｂ，４２ｂに連結された右サイドメンバー４４とを備える。
支持枠体３４に冷却系部品１８が支持されている。

右サイドメンバー４４は、所謂横断面が断面ロ形に形成された閉断面の部材である。右サイドメンバー４４に右脆弱部（脆弱部）３６が設けられている。
右脆弱部３６は、右サイドメンバー４４の上下方向中央部４４ａから車体後方に向けて膨出された部位である。

なお、左サイドメンバー４３は、右サイドメンバー４４と左右対称の部材であり、各構成部材に同じ符号を付して説明を省略する。
また、左脆弱部（脆弱部）３５は、右脆弱部３６と左右対称の部材であり、各構成部材に同じ符号を付して説明を省略する。

右クラッシュボックス２２は、基端部にフランジ２３が形成されている。フランジ２３は、右フロントサイドフレーム１２のフランジ２７にボルト２８ａ…・ナット２８ｂ…（図３参照）で取り付けられている。
これにより、右クラッシュボックス２２は、右フロントサイドフレーム１２のフランジ２７から車体前方に向けて突出されている。

なお、左クラッシュボックス２１は、右クラッシュボックス２２と左右対称の部材であり、各構成部材に同じ符号を付して説明を省略する。
左右のクラッシュボックス２１，２２は、フロントバンパービーム２４に車体前方側から衝撃が作用した場合に、圧縮変形（潰れる）することにより衝撃を吸収する部材である。

フロントバンパービーム２４は、車幅方向を向いて配置され、左右のクラッシュボックス２１，２２に架け渡されている。
このフロントバンパービーム２４は、冷却系部品１８の車体前方側に配置されている。

図３は本発明に係る車体前部構造の右取付ブラケットおよび右脆弱部を示す断面図である。
右取付ブラケット１５は、略Ｌ字形に形成されたフレーム取付片４６およびバルクヘッド取付片４７と、フレーム取付片４６およびバルクヘッド取付片４７に架け渡された上下の補強部材４８（上側の補強部材４８は図２参照）とを備える。

フレーム取付片４６は、右フロントサイドフレーム１２の先端部１２ａで、かつ、エンジンルーム２６側の壁部１２ｂにスポット溶接で取り付けられた略矩形状のプレートである。
バルクヘッド取付片４７は、上下に取付孔４９（図２も参照）が形成された略矩形状のプレートである。

右脆弱部３６は、右サイドメンバー４４のサイド内側壁部５１から車体後方に向けて張り出された内側壁部３７と、右サイドメンバー４４のサイド外側壁部５２から車体後方に向けて張り出された外側壁部３８と、内側壁部３７の後辺および外側壁部３８の後辺に架け渡された後端部３９とを備える。
右脆弱部３６は、内側壁部３７、外側壁部３８および後端部３９で断面略コ字形に形成されている。

内側壁部３７には、複数の内凹凸部３７ａが連続的に波状に形成されている。複数の内凹凸部３７ａは、図２に示すように、上下方向に延出されている。
外側壁部３８には、内凹凸部３７ａと同様に、複数の外凹凸部３８ａが連続的に波状に形成されている。複数の外凹凸部３８ａは、図２に示すように、上下方向に延出されている。

後端部３９には、バルクヘッド取付片４７の取付孔４９，４９に対向する部位に上下の取付孔５４が形成されている。
後端部３９の内面には、上下の取付孔５４と同軸上に溶接ナット３２，３２が接合されている。

バルクヘッド取付片４７の上下の取付孔４９および後端部３９の上下の取付孔５４にボルト３１がそれぞれ差し込まれ、上下の取付孔５４から突出したねじ部が溶接ナット３２にそれぞれねじ結合されている。
これにより、右脆弱部３６の後端部３９に右取付ブラケット１５がボルト止めされている。

この状態で、バルクヘッド１７の前部に荷重が矢印の如く車体後方に向けて作用すると、内外の凹凸部３７ａ，３８ａが圧縮変形する（潰れる）。
このように、内外の凹凸部３７ａ，３８ａを圧縮変形させる（潰す）ことで、冷却系部品１８を車体後方に向けてスライド移動させることができる。

つぎに、左右のフロントサイドメンバー１１，１２にバルクヘッド１７を組み付ける工程（組付け工程）を図４〜図５に基づいて説明する。
なお、左右のフロントサイドメンバー１１，１２やバルクヘッド１７は左右対称の部材なので、図４〜図５においては右フロントサイドメンバー１２やバルクヘッド１７の右側部のみを説明して、左フロントサイドメンバー１１やバルクヘッド１７の左側部の説明を省略する。

図４（ａ），（ｂ）は本発明に係るバルクヘッドに取付ブラケットを取り付ける例を説明する図である。
（ａ）において、車体溶接ラインから外れたサブラインにおいて、バルクヘッド取付片４７の取付孔４９，４９および後端部３９の取付孔５４，５４に、ボルト３１，３１を矢印Ａの如く差し込む。

（ｂ）において、溶接ナット３２，３２に、ボルト３１，３１のねじ部をねじ結合する。右脆弱部３６の後端部３９に、ボルト３１，３１および溶接ナット３２，３２で右取付ブラケット１５が取り付けられる。
これにより、バルクヘッド１７に右取付ブラケット１５が着脱自在に取り付けられ、バルクヘッド１７および右取付ブラケット１５が一体化される。

バルクヘッド１７および右取付ブラケット１５を一体化した後、バルクヘッド１７に冷却系部品１８を取り付ける。
バルクヘッド１７および右取付ブラケット１５を一体化した状態で、サブラインから車体溶接ラインに搬入する。

図５は本発明に係る取付ブラケットをフロントサイドメンバーに取り付ける例を説明する図である。
車体溶接ラインにおいて、バルクヘッド１７に一体化した右取付ブラケット１５のフレーム取付片４６を、右フロントサイドフレーム１２の先端部１２ａで、かつ、エンジンルーム２６側の壁部１２ｂにスポット溶接で矢印Ｂの如く取り付ける。

ここで、車体溶接ラインから外れたサブラインにおいて、右フロントサイドフレーム１２のフランジ２７に、右クラッシュボックス２２のフランジ２３がボルト２８ａ…・ナット２８ｂ…で取り付けられる。
右フロントサイドフレーム１２に右クラッシュボックス２２が取り付けられた状態で車体溶接ラインに搬入される。
この右フロントサイドフレーム１２の先端部１２ａにバルクヘッド１７が取り付けられる。

このように、バルクヘッド１７に一体化した右取付ブラケット１５を、右フロントサイドフレーム１２にスポット溶接することで、バルクヘッド１７を車体溶接ラインにおいて溶接することができる。
これにより、車体の殆どの部品を車体の溶接ラインで溶接した後に、作業者がバルクヘッド１７をボルト止めする必要がないので、生産性を確保することができる。

また、右取付ブラケット１５を右フロントサイドフレーム１２の先端部１２ａにスポット溶接することで、バルクヘッド１７を位置決めする際に、例えばボルト用の取付孔で規制されることがない。
ボルト用の取付孔でバルクヘッド１７の位置決めが規制されないので、バルクヘッド１７の位置精度を容易に確保することができる。

つぎに、フロントバンパービーム２４に衝撃が作用する例を図６〜図７に基づいて説明する。
なお、左右のフロントサイドメンバー１１，１２やバルクヘッド１７は左右対称の部材なので、図６〜図７においても右側部材のみを説明して左側部材の説明を省略する。

図６（ａ），（ｂ）は本発明に係るフロントバンパービームに衝撃が作用した例を説明する図である。
（ａ）において、軽衝突によりフロントバンパービーム２４に衝撃Ｆ１が矢印の如く作用する。衝撃Ｆ１はフロントバンパービーム２４の右端部２４ａを経て、右クラッシュボックス２２に荷重Ｆ２が矢印の如く伝わる。

（ｂ）において、右クラッシュボックス２２に荷重Ｆ２が伝わることで、右クラッシュボックス２２が圧縮変形する。
右クラッシュボックス２２が圧縮変形することで、フロントバンパービーム２４が車体後方に矢印Ｃの如く移動する。
フロントバンパービーム２４が車体後方に移動することで、フロントバンパービーム２４がバルクヘッド１７の前端部１７ａに当接する。

図７は本発明に係るバルクヘッドに衝撃が作用した例を説明する図である。
フロントバンパービーム２４がバルクヘッド１７の前端部１７ａに当接することで前端部１７ａに荷重Ｆ３が伝わる。荷重Ｆ３が右脆弱部３６に伝わり、右脆弱部３６の内外の凹凸部３７ａ，３８ａが圧縮変形する。
内外の凹凸部３７ａ，３８ａの圧縮変形に合わせて、右クラッシュボックス２２が圧縮変形を継続する。

よって、フロントバンパービーム２４が継続して車体後方に矢印Ｃの如く移動するとともに、バルクヘッド１７の前部（冷却系部品１８を含む）が矢印Ｄの如く車体後方にスライド移動する。
これにより、フロントバンパービーム２４が冷却系部品１８に干渉することを防いで、冷却系部品１８が損傷することを防止できる。

ここで、バルクヘッド１７は、右脆弱部３６がボルト３１，３１・溶接ナット３２，３２で右取付ブラケット１５に脱着自在に取り付けられている。
よって、右脆弱部３６が変形した後、ボルト３１，３１を緩めて、右取付ブラケット１５からバルクヘッド１７を容易に外すことができる。
これにより、圧縮変形したバルクヘッド１７を新たなバルクヘッド１７に容易に交換することができる。

また、圧縮変形した右クラッシュボックス２２は、ボルト２８ａ…を緩めることで右フロントサイドフレーム１２から容易に外すことができる。
これにより、圧縮変形した右クラッシュボックス２２を、新たな右クラッシュボックス２２に容易に交換することができる。

なお、前記実施の形態では、左右の脆弱部３５，３６を内外の凹凸部３７ａ，３８ａで形成することで軽衝突の際に圧縮変形可能とした例について説明したが、これに限らないで、例えば、左右の脆弱部３５，３６を薄板状に形成することや、脆弱な材質を用いることで脆弱化させることも可能である。

また、前記実施の形態では、締結部材としてボルト３１・溶接ナット３２を例示したが、これに限らないで、例えば、リベットなどの締結部材を用いることも可能である。

さらに、前記実施の形態では、右フロントサイドフレーム１２のフランジ２７に右クラッシュボックス２２のフランジ２３をボルト止めした例について説明したが、これに限らないで、右フロントサイドフレーム１２のフランジ２７に右クラッシュボックス２２のフランジ２３を溶接することも可能である。
これにより、右フロントサイドフレーム１２のフランジ２７に右クラッシュボックス２２のフランジ２３を車体溶接ラインで取り付けることが可能になる。

また、前記実施の形態で例示した左右の取付ブラケット１４，１５や左右の左脆弱部３５，３６などの部材は、実施の形態で例示した形状に限定するものではなく適宜変更が可能である。

本発明の車体前部構造は、バルクヘッドで冷却系部品が支えられ、冷却系部品の前方にバンパービームを備えた自動車への適用に好適である。

本発明に係る車体前部構造を示す斜視図である。 本発明に係る車体前部構造を示す分解斜視図である。 本発明に係る車体前部構造の右取付ブラケットおよび右脆弱部を示す断面図である。 本発明に係るバルクヘッドに取付ブラケットを取り付ける例を説明する図である。 本発明に係る取付ブラケットをフロントサイドメンバーに取り付ける例を説明する図である。 本発明に係るフロントバンパービームに衝撃が作用した例を説明する図である。 本発明に係るバルクヘッドに衝撃が作用した例を説明する図である。

符号の説明

１０…車体前部構造、１１…左フロントサイドフレーム、１２…右フロントサイドフレーム、１４…左取付ブラケット（取付ブラケット）、１５…右取付ブラケット（取付ブラケット）、１７…バルクヘッド、１８…冷却系部品、１１ａ…左フロントサイドフレームの先端部、１２ａ…右フロントサイドフレームの先端部、３４…支持枠体（支持部）、３５…左脆弱部（脆弱部）、３６…右脆弱部（脆弱部）、３１…ボルト（締結部材）、３２…溶接ナット（締結部材）。

Claims (1)

1. ラジエータなどの冷却系部品を支持する枠状のバルクヘッドを、左右のフロントサイドフレームの先端部に取り付けた車体前部構造において、
   前記バルクヘッドの前部が前記冷却系部品を支持する支持部で形成され、
   前記バルクヘッドの後部が脆弱部で形成され、
   該脆弱部の後端部に締結部材で脱着自在に取付ブラケットが設けられ、
   前記取付ブラケットが前記左右のフロントサイドフレームの先端部に溶接されたことを特徴とする車体前部構造。

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