JP2010018083A - 車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車体前部の大型化を抑えるとともに、簡単な構造で且つ部品数の低減を図りながらバルクヘッドロアクロスメンバの剛性が高められる車体前部構造を提供する。
【解決手段】車体前部に、フロントバルクヘッドを構成するバルクヘッドロアクロスメンバ３２の端がフロントピラーロアから前方へ延ばされたアッパメンバの前端に取付けられる垂下部４１に結合され、バルクヘッドサイドステイ３１の中間部が車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム１０にそれぞれ結合された車体前部構造において、バルクヘッドロアクロスメンバ３２が、直線状の中央部３２ａと、この中央部３２ａの両端から後方へ折り曲げられた折曲げ部３２ｂ，３２ｂとから構成され、この折曲げ部３２ｂの端部が垂下部４１まで近接するように延長され、ジョイント部材４４を介して垂下部４１に連結され、折曲げ部３２ｂがバルクヘッドサイドステイ３１に連結される。
【選択図】図２

Description

本発明は、車体前部構造の改良に関するものである。

従来の車体前部構造として、フロントバルクヘッドの下部を構成するバルクヘッドロアクロスメンバの両端部が、フロントピラーロアから前方に延びるアッパメンバの前端に取付けられた垂下部に連結されたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−３１４８９９公報

特許文献１の図１を以下の図５で説明し、特許文献の図４を以下の図６で説明する。なお、符号は振り直した。
図５は従来の車体前部構造を示す要部斜視図、図６は従来の車体前部構造を示す要部正面図である。
図５及び図６において、フロントバルクヘッド１００は、フロントアッパクロスメンバ１０１と、フロントロアクロスメンバ１０２と、これらのフロントアッパクロスメンバ１０１及びフロントロアクロスメンバ１０２のそれぞれに掛け渡された左右のサイドステイ１０３，１０３とからなる。

フロントロアクロスメンバ１０２は、その長手方向両端１０５，１０５が接合部材１０６，１０６により、左右の垂下部１０７，１０７の前端１０８，１０８にボルト止めや溶接等で結合されている。

サイドステイ１０３，１０３は、中間部が左右のフロントサイドフレーム１１１，１１１にそれぞれ結合され、下端部が接合部材１０６，１０６に取付けられている。
図中の符号１１２はフロントピラー、１１３はフロントピラー１１２から前方斜め下方に延びるアッパメンバである。

図５に示されるように、接合部材１０６は、垂下部１０７とフロントサイドフレーム１１１とに亘って取付けられるため、垂下部１０７とフロントサイドフレーム１１１とが大きく離れていれば、接合部材１０６が大型になり、重量増を招く。

また、垂下部１０７、フロントサイドフレーム１１１間のバルクヘッドロアクロスメンバ１０２の剛性を高めるために、バルクヘッドロアクロスメンバ１０２の長手方向両端１０５，１０５をそれぞれ２つの接合部材１０６で挟むように構成すれば、部品数が多くなる。

本発明の目的は、車体前部の大型化を抑えるとともに、簡単な構造で且つ部品数の低減を図りながらバルクヘッドロアクロスメンバの剛性が高められる車体前部構造を提供することにある。

請求項１に係る発明は、車体前部に、下部を構成するバルクヘッドロアクロスメンバと、両側部を構成するとともにバルクヘッドロアクロスメンバに下端が取付けられたバルクヘッドサイドステイとを備えるフロントバルクヘッドが設けられ、バルクヘッドロアクロスメンバの両端がフロントピラーロアから前方へ延ばされたアッパメンバの前端に取付けられる垂下部に結合され、バルクヘッドサイドステイの中間部が車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームにそれぞれ結合された車体前部構造において、バルクヘッドロアクロスメンバが、直線状の中央部と、この中央部の両端から後方へ折り曲げられた折曲げ部とから構成され、この折曲げ部の端部が垂下部まで延長され、ジョイント部材を介して垂下部に連結され、折曲げ部がバルクヘッドサイドステイに連結されることを特徴とする。

バルクヘッドロアクロスメンバの両端が垂下部まで延長されることで、バルクヘッドロアクロスメンバの両端を垂下部に連結するジョイント部材が短くなり、軽量になる。
また、折曲げ部がバルクヘッドサイドステイに連結されることで、折曲げ部の剛性が高まる。

請求項２に係る発明は、バルクヘッドサイドステイが、フロントサイドフレームに結合されたアッパサイドステイと、このアッパサイドステイ及び折曲げ部のそれぞれを連結するロアサイドステイとから構成され、ロアサイドステイが、板材をＵ字形状に折り曲げ形成され、パイプ状にされたバルクヘッドロアクロスメンバとの結合側が末広がりに形成されていることを特徴とする。

パイプ状のバルクヘッドロアクロスメンバと、Ｕ字形状に折り曲げられるとともにバルクヘッドロアクロスメンバとの結合側が末広がりに形成されたロアサイドステイとの結合面積が大きくなり、結合強度が高まるとともに、バルクヘッドロアクロスメンバの曲げ剛性が高まる。

請求項３に係る発明は、アッパサイドステイが、フロントサイドフレームとの結合部分で閉断面を形成することを特徴とする。
閉断面構造により、アッパサイドステイの剛性が高まる。あるいは、アッパサイドステイの一定の剛性を確保した場合に、アッパサイドステイを細軸にすることが可能になる。

請求項１に係る発明では、バルクヘッドロアクロスメンバが、直線状の中央部と、この中央部の両端から後方へ折り曲げられた折曲げ部とから構成され、この折曲げ部の端部が垂下部まで延長され、ジョイント部材を介して垂下部に連結され、折曲げ部がバルクヘッドサイドステイに連結されるので、バルクヘッドロアクロスメンバと垂下部とを連結するジョイント部材が小型になり、軽量化を図ることができる。また、折曲げ部がバルクヘッドサイドステイに連結されることで、折曲げ部の剛性を向上させることができる。

請求項２に係る発明では、バルクヘッドサイドステイが、フロントサイドフレームに結合されたアッパサイドステイと、このアッパサイドステイ及び折曲げ部のそれぞれを連結するロアサイドステイとから構成され、ロアサイドステイが、板材をＵ字形状に折り曲げ形成され、パイプ状にされたバルクヘッドロアクロスメンバとの結合側が末広がりに形成されているので、末広がりに形成されたロアサイドステイがバルクヘッドロアクロスメンバに結合されることで、ロアサイドステイと折曲げ部との結合面積を大きくすることができ、簡単な構造で折曲げ部の曲げ剛性を高めることができる。

請求項３に係る発明では、アッパサイドステイが、フロントサイドフレームとの結合部分で閉断面を形成するので、アッパサイドステイとフロントサイドフレームとによる閉断面構造によってアッパサイドステイの剛性を向上させることができ、あるいは、アッパサイドステイを細軸として軽量化を図ることができる。

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、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る車体前部構造を構成するフロントサイドフレームを示す斜視図であり、図中の矢印（ＦＲＯＮＴ）は車体前方を示している。
フロントサイドフレーム１０は、車体前後方向に直線状に延びる前部フレーム１１と、この前部フレーム１１の後端から後方斜め下方に延びる後部フレーム１２とからなり、車体前部に前後方向に延びるように左右一対設けられ、車体前部のフロントホイールハウスの下方に前部フレーム１１が位置し、車室とエンジン室とを隔てるダッシュボードロアの下面に後部フレーム１２が連結される。

前部フレーム１１は、断面がハット形状の主フレーム１５と、この主フレーム１５の開口を塞ぐように主フレーム１５の側部に結合されたバックプレート１６と、このバックプレート１６に取付けられたサイドメンバステイ１７と、これらの主フレーム１５及びバックプレート１６のそれぞれを結合して出来る前端開口を塞ぐキャップ部材１８と、バックプレート１６の後部下部から下方に延びる下方突出部１９とからなる。

バックプレート１６は、フロントサイドフレーム１０の前端側に設けられた前部バックプレート２１と、この前部バックプレート２１の後部に前部が結合された後部バックプレート２２とからなる。

サイドメンバステイ１７は、前部バックプレート２１と後部バックプレート２２との合わせ部に挟まれるように結合されるとともに車体内方に曲げられて延ばされた部材である。

図２は本発明に係るフロントサイドフレームが組み付けられた車体前部構造を示す第１斜視図であり、車体の前方斜め左方から見た図である。
フロントサイドフレーム１０の前部の内側、詳しくは、主フレーム１５に、フロントバルクヘッド（不図示）の側部を構成する上下に延びるバルクヘッドサイドステイ３１の中間部が取付けられ、このバルクヘッドサイドステイ３１の下端部に、フロントバルクヘッドの下部を構成する丸パイプ状のバルクヘッドロアクロスメンバ３２が取付けられている。
上記のフロントバルクヘッドは、図５、図６に示されたフロントバルクヘッド１００に相当するものである。

バルクヘッドサイドステイ３１は、フロントサイドフレーム１０に取付けられたアッパサイドステイ３５と、このアッパサイドステイ３５の下端部及びバルクヘッドロアクロスメンバ３２のそれぞれに渡されたロアサイドステイ３６とからなる。なお、３７はアッパサイドステイ３５の外側部と主フレーム１５の上部とに渡された補強材である。

ロアサイドステイ３６は、プレートがＵ字形状に曲げられた部材であり、下方にいくにつれて２つの側壁３６ａ，３６ａの幅が末広がりに次第に大きくなるように形成されている。

バルクヘッドロアクロスメンバ３２は、真直ぐに形成された中央部３２ａと、この中央部３２ａの端部から後方に折り曲げられた折曲げ部３２ｂ，３２ｂ（一方の符号３２ｂのみ示す。）とからなり、折曲げ部３２ｂがロアサイドステイ３６に取付けられている。

フロントピラーロア（不図示）から前方斜め下方に延びるアッパメンバ（不図示）の前端に垂下部４１が連結され、この垂下部４１の前面４１ａに前部ブラケット４２が取付けられ、サイドメンバステイ１７が前部ブラケット４２に取付けられている。
サイドメンバステイ１７及び前部ブラケット４２は、ステイ４３を構成する部品であり、フロントサイドフレーム１０と垂下部４１とを連結している。

上記のフロントピラーロアは、図５に示されたフロントピラー１１２の下部に相当する部分であり、上記のアッパメンバは、図５、図６に示されたアッパメンバ１１３に相当するものである。

バルクヘッドロアクロスメンバ３２は、垂下部４１の下端部まで近接するように延び、バルクヘッドロアクロスメンバ３２の端部が、ジョイント部材４４を介して垂下部４１の下端部に連結されている。

図３は本発明に係るフロントサイドフレームが組み付けられた車体前部構造を示す第２斜視図であり、車体の後方斜め左方から見た図である。
サイドメンバステイ１７は、バックプレート１６から直角又はほぼ直角に曲げられて車体外側方に向かって延び、前部ブラケット４２に連結されている。

このように、サイドメンバステイ１７は板状であるから、簡単に曲げ角度を設定することができ、また、サイドメンバステイ１７と前部ブラケット４２とは、共に板状であるから、例えば、溶接で簡単に結合することができる。

ロアサイドステイ３６は、側壁３６ａ，３６ａがバルクヘッドロアクロスメンバ３２にバルクヘッドクロスメンバ３２の長手方向に沿うように取付けられているから、バルクヘッドロアクロスメンバ３２との結合面積を大きくすることができ、ロアサイドステイ３６とバルクヘッドクロスメンバ３２との結合強度を高めることができる。

また、上記したように結合面積が大きくなることで、ロアサイドステイ３６によってバルクヘッドクロスメンバ３２の折曲げ部３２ｂの曲げ剛性を高めることができ、例えば、車体前部にオフセット衝突された場合の衝撃吸収エネルギー量を増すことができる。

図４（ａ），（ｂ）は本発明に係るフロントサイドフレームの断面図である。
（ａ）は図１のａ−ａ線断面図であり、前部バックプレート２１の後部に一体に設けられた後部フランジ２１ａと、後部バックプレート２２の前部に一体に設けられた前部フランジ２２ａとの間に、サイドメンバステイ１７の先端部に一体に設けられた先端フランジ１７ａが挟まれて、３枚の後部フランジ２１ａ、前部フランジ２２ａ及び先端フランジ１７ａが共に結合された状態を示している。

サイドメンバステイ１７は、先端フランジ１７ａの後端から折り曲げられて外側方に延び、前部バックプレート２１は、後部フランジ２１ａの後端から折り曲げられて外側方に延びる端部フランジ２１ｂを備え、端部フランジ２１ｂがサイドメンバステイ１７の前面に結合されている。

前部バックプレート２１の板厚をＴ１、後部バックプレート２２の板厚をＴ２とすると、Ｔ１＜Ｔ２の関係がある。即ち、前部バックプレート２１は、板厚Ｔ１を後部バックプレート２２の板厚Ｔ２よりも小さくすることで、例えば、車体前方からフロントサイドメンバ１０の前端に衝突荷重が作用したときに、フロントサイドフレーム１０の前部バックプレート２１の部分（この部分を前部バックプレート構成部４７とする。）で圧潰しやすくなり、衝突エネルギーを吸収しやすくすることができるとともに、フロントサイドフレーム１０の後部バックプレート２２の部分（この部分を後部バックプレート構成部４８とする。）で圧潰しにくくして、衝突の初期では前部バックプレート２１を圧潰させ、その後に、後部バックプレート２２を圧潰させる、というように、フロントサイドフレーム１０の衝突モード（衝突形態）をコントロールしやすくしている。なお、主フレーム１５及びサイドメンバステイ１７の板厚はＴ２である。

主フレーム１５の内側部には、バルクヘッドサイドステイ３１、詳しくは、断面がハット形状のアッパサイドステイ３５が取付けられ、このアッパサイドステイ３５と主フレーム１５とで閉断面が形成されている。
このように閉断面構造とすることで、アッパサイドステイ３５の剛性を高めることができる。

（ｂ）は図１のｂ−ｂ線断面図であり、主フレーム１５は、底壁１５ａと、この底壁１５ａの上端から上方斜め外側方そして外側方に延びる上壁１５ｂと、底壁１５ａの下端から外側方に延びる下壁１５ｃと、上壁１５ｂ及び下壁１５ｃにそれぞれ設けられた上フランジ１５ｄ及び下フランジ１５ｅとからなる断面ハット形状の部材である。

後部バックプレート２２は、上フランジ２２ｄと下フランジ２２ｅとを備え、上フランジ２２ｄが上フランジ１５ｄに接合され、また、下フランジ２２ｅが下フランジ１５ｅに接合されている。

サイドメンバステイ１７は、上フランジ１７ｄを備え、後部バックプレート２２の高さ方向の中間部から上フランジ１７ｄまでに接合されている。

前部バックプレート２１は、上フランジ２１ｄと下フランジ２１ｅとを備え、上フランジ２１ｄが上フランジ１７ｄに接合され、また、下フランジ２１ｅが下フランジ２２ｅに接合されている。

このように、主フレーム１５の開口部がバックプレート１６に塞がれて閉断面を形成している。

主フレーム１５の上壁１５ｂには断面Ｌ字形状の補強部材３７の一辺３７ａが取付けられ、アッパサイドステイ３５の外側面に補強部材３７の他辺３７ｂが取付けられている。

以上の図２、図３に示したように、車体前部に、下部を構成するバルクヘッドロアクロスメンバ３２と、両側部を構成するとともにバルクヘッドロアクロスメンバ３２に下端が取付けられたバルクヘッドサイドステイ３１とを備えるフロントバルクヘッドが設けられ、バルクヘッドロアクロスメンバ３２の両端がフロントピラーロアから前方へ延ばされたアッパメンバの前端に取付けられる垂下部４１に結合され、バルクヘッドサイドステイ３１の中間部が車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム１０にそれぞれ結合された車体前部構造において、バルクヘッドロアクロスメンバ３２が、直線状の中央部３２ａと、この中央部３２ａの両端から後方へ折り曲げられた折曲げ部３２ｂ，３２ｂとから構成され、この折曲げ部３２ｂの端部が垂下部４１まで近接するように延長され、ジョイント部材４４を介して垂下部４１に連結され、折曲げ部３２ｂがバルクヘッドサイドステイ３１に連結されるので、バルクヘッドロアクロスメンバ３２と垂下部４１とを連結するジョイント部材４４が小型になり、軽量化を図ることができる。また、折曲げ部３２ｂがバルクヘッドサイドステイ３１に連結されることで、折曲げ部３２ｂの剛性を向上させることができる。

また、バルクヘッドサイドステイ３１が、フロントサイドフレーム１０に結合されたアッパサイドステイ３５と、このアッパサイドステイ３５及び折曲げ部３２ｂのそれぞれを連結するロアサイドステイ３６とから構成され、ロアサイドステイ３６が、板材をＵ字形状に折り曲げ形成され、パイプ状にされたバルクヘッドロアクロスメンバ３２との結合側が末広がりに形成されているので、末広がりに形成されたロアサイドステイ３６がバルクヘッドロアクロスメンバ３２に結合されることで、ロアサイドステイ３６と折曲げ部３２ｂとの結合面積を大きくすることができ、簡単な構造で折曲げ部３２ｂの曲げ剛性を高めることができる。

バルクヘッドロアクロスメンバ３２は、パイプ状（丸パイプ状）に形成されて、折曲げ部の端部が垂下部４１まで延ばされるため、折曲げ部３２ｂ自体の剛性が高くなり、補強部材を必要としない。このような折曲げ部３２ｂに更に、ロアサイドステイ３６を結合することで、より一層折曲げ部３２ｂの剛性を高めることができる。

更に、図２、図４（ａ）に示したように、アッパサイドステイ３５が、フロントサイドフレーム１０との結合部分で閉断面を形成するので、アッパサイドステイ３５とフロントサイドフレーム１０とによる閉断面構造によってアッパサイドステイ３５の剛性を向上させることができ、あるいは、アッパサイドステイ３５を細軸として軽量化を図ることができる。

本発明の車体前部構造は、自動車に好適である。

本発明に係る車体前部構造を構成するフロントサイドフレームを示す斜視図である。 本発明に係るフロントサイドフレームが組み付けられた車体前部構造を示す第１斜視図である。 本発明に係るフロントサイドフレームが組み付けられた車体前部構造を示す第２斜視図である。 本発明に係るフロントサイドフレームの断面図である。 従来の車体前部構造を示す要部斜視図である。 従来の車体前部構造を示す要部正面図である。

符号の説明

１０…フロントサイドフレーム、３１…バルクヘッドサイドステイ、３２…バルクヘッドロアクロスメンバ、３２ａ…中央部、３２ｂ…折曲げ部、３５…アッパサイドステイ、３６…ロアサイドステイ、４１…垂下部、４４…ジョイント部材。

Claims (3)

1. 車体前部に、下部を構成するバルクヘッドロアクロスメンバと、両側部を構成するとともに前記バルクヘッドロアクロスメンバに下端が取付けられたバルクヘッドサイドステイとを備えるフロントバルクヘッドが設けられ、前記バルクヘッドロアクロスメンバの両端がフロントピラーロアから前方へ延ばされたアッパメンバの前端に取付けられる垂下部に結合され、前記バルクヘッドサイドステイの中間部が車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームにそれぞれ結合された車体前部構造において、
   前記バルクヘッドロアクロスメンバが、直線状の中央部と、この中央部の両端から後方へ折り曲げられた折曲げ部とから構成され、この折曲げ部の端部が前記垂下部まで延長され、ジョイント部材を介して前記垂下部に連結され、前記折曲げ部が前記バルクヘッドサイドステイに連結されることを特徴とする車体前部構造。
2. 前記バルクヘッドサイドステイが、前記フロントサイドフレームに結合されたアッパサイドステイと、このアッパサイドステイ及び前記折曲げ部のそれぞれを連結するロアサイドステイとから構成され、
   前記ロアサイドステイは、板材をＵ字形状に折り曲げ形成され、パイプ状にされた前記バルクヘッドロアクロスメンバとの結合側が末広がりに形成されていることを特徴とする請求項１記載の車体前部構造。
3. 前記アッパサイドステイは、前記フロントサイドフレームとの結合部分で閉断面を形成することを特徴とする請求項２記載の車体前部構造。

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