JP2010105537A

JP2010105537A - 車体前部構造

Info

Publication number: JP2010105537A
Application number: JP2008279651A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Yamada; 孝行山田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-10-30
Filing date: 2008-10-30
Publication date: 2010-05-13

Abstract

【課題】フロントサイドフレームの剛性向上及び軽量化を図り、フロントサイドフレームの脆弱部でのエネルギー吸収を高めた車体前部構造を提供する。
【解決手段】車体前部構造１１は車両１２の正面から車室１３に向かって左右にフロントサイドフレーム１５を延ばし、且つ、車室１３のフロアー２４にフロントサイドフレーム１５のサイドフレームリヤエンド３１のフロアー取付け部３２を接合した。フロントサイドフレーム１５に設けられた干渉防止の脆弱部に前取付部３６を取付け、後取付部３７をフロアー取付け部３２に取付けたロッド部材４１と、前取付部３６を脆弱部に固定するとともに、脆弱部のうち車両１２の正面からの入力で圧縮変形する部位４３に配置される補強部を有する取付ブラケット４５と、を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の正面から車室まで延びる左右のフロントサイドフレームを備えた車体前部構造に関するものである。

車体前部構造では、フロントサイドフレームには、操舵系部品やエンジン、トランスミッションなどのパワープラント部品の配置により、干渉を防止する屈曲及び断面変化が脆弱部となって存在した。脆弱部は正面衝突などの入力をフロントサイドフレームが受けた際に、折れ変化が発生するため、補強のための部品を貼り付けて板厚を厚くしていた。
また、車体前部構造では、正面衝突の対策として、フロントサイドフレームとフロントピラーの下部との間にブラケットを介してクロス部材を架け渡すことで、フロントピラーに衝突荷重を分散させているものがある（例えば、特許文献１参照。）。
さらに、既に説明した技術を組み合わせ、例えば、フロントサイドフレームの脆弱部に貼り付けたブラケットにクロス部材のような長尺部材をフロントピラーの下部や車室に架け渡すことで、衝突荷重を分散させることも可能である。
特開２００５−１７０３２１号公報（第１２頁、図３）

しかし、特許文献１の車体構造や上記例のような長尺部材を車室側に架け渡す構造をフロントサイドフレームの脆弱部に採用した場合、脆弱部に特許文献１のブラケットを設け、ブラケットに長尺部材（ロッド部材）の端を取付けると、脆弱部との接合強度を高め難く、結果的に、フロントサイドフレームからの衝撃の伝達は減少し、フロントサイドフレームを補強する効果は小さいという問題がある。
また、脆弱部に補強のための部品を貼り付けて板厚を厚くしていたため、重量が増加するという問題がある。

本発明は、フロントサイドフレームの脆弱部とロッド部材との取付け剛性を確保し、且つ、フロントサイドフレームの脆弱部の補強を同時に達成することができ、フロントサイドフレームの剛性向上及び軽量化を図り、フロントサイドフレームの脆弱部でのエネルギー吸収を高めた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、車両の正面から車室に向かって左右にフロントサイドフレームを延ばし、且つ、車室のフロアーにフロントサイドフレームのサイドフレームリヤエンドのフロアー取付け部を接合した車体前部構造において、フロントサイドフレームに設けられた、他部品との干渉防止の脆弱部に一方である前取付部を取付け、他方である後取付部をフロアー取付け部に取付けたロッド部材と、前取付部を脆弱部に固定するとともに、脆弱部のうち車両の正面からの入力で圧縮変形する部位に配置される補強部を有する取付ブラケットと、を備えていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、フロントサイドフレームは、前取付部をアウタパネルに取付け、アウタパネルが車両前方から後方へ向け垂直面から傾斜面へ角度を変えていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、車体前部構造は、フロントサイドフレームに設けられた、干渉防止の脆弱部に前取付部を取付け、後取付部をフロントサイドフレームのフロアー取付け部に取付けたロッド部材と、前取付部を脆弱部に固定するとともに、脆弱部のうち車両の正面からの入力で圧縮変形する部位に配置される補強部を有する取付ブラケットと、を備えているので、フロントサイドフレームの脆弱部とロッド部材との取付け剛性を確保し、且つ、フロントサイドフレームの脆弱部の補強を同時に達成することができ、結果的に、フロントサイドフレームの剛性向上及び軽量化を図ることができる。

また、取付ブラケットは、脆弱部のうち車両の正面からの入力で圧縮変形する部位に補強部を配置しているので、入力で同時に圧縮変形して、エネルギーを吸収することができる。つまり、脆弱部は効果的に荷重を発生させるエネルギーを吸収することができる。

請求項２に係る発明では、フロントサイドフレームは、前取付部をアウタパネルに取付け、アウタパネルが車両前方から後方へ向け垂直面から傾斜面へ角度を変えているので、平面視で、ロッド部材を直線状に配置することができ、ロッド部材は入力（荷重）を効果的に後取付部に伝達することができる。

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。
図１は、本発明の車体前部構造の斜視図である。
車体前部構造１１は、車両１２の車室１３の前に設けられ、エンジン（図に示していない）などの部品を支持し、且つ車両１２の正面からの入力を左右のフロントサイドフレーム１５で荷重を発生させるエネルギーを吸収する。左右のフロントサイドフレーム１５に設けた左右の補強機構１６を備える。

車両１２は、車体２１に含まれる車体前部構造１１のエンジンルーム２２にエンジンが横置き（Ｘ軸方向）に配置されるＦＦで、エンジンからの駆動力をトランスミッション（図に示していない）を介して前輪（図に示していない）に伝える。２４はフロアー（フロアボデー）、２５はダッシュボードパネル、２６はフロントピラー、２７はフロントピラー２６下部である。

車体前部構造１１は、車両１２の正面から車室１３に向かって左右にフロントサイドフレーム１５を延ばし、且つ、車室１３のフロアー２４にフロントサイドフレーム１５のサイドフレームリヤエンド３１のフロアー取付け部３２を接合し、フロントサイドフレーム１５に設けられた、他部品（エンジン、トランスミッションなど）との干渉防止の脆弱部３４に一方である前取付部３６を取付け、他方である後取付部３７をフロアー取付け部３２に取付けたロッド部材４１と、前取付部３６を脆弱部３４のうち車両１２の正面からの入力で圧縮変形する部位４３に取付ける取付ブラケット４５と、を備えている。
なお、フロントサイドフレーム１５は車両１２の車幅の中心軸線Ｃを対象基準線として、左右がほぼ対称である。

図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の車体前部構造の側面及び平面を示す図である。（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。図１を併用して説明する。
フロントサイドフレーム１５は、車両１２の正面に位置する先端部４７から順に設けた先端部４７に連続するサイドフレームフロント部５１、転舵逃げ部５２、サイドフレームミッド部５３、トランスミッション逃げ部５４、サイドフレームリヤエンド３１（サイドフレームリヤエンド部）、サイドフレームリヤエンド３１のフロアー取付け部３２とからなる。

また、フロントサイドフレーム１５は、車両１２の外側（矢印ａ１の方向）に向いているアウタパネル５６と、アウタパネル５６に接合して車両１２の内側（矢印ａ２の方向）に向いているインナパネル５７と、からなり、アウタパネル５６とインナパネル５７とが接合して閉断面（中空）を形成し、中空内に補強機構１６の取付ブラケット４５が配置され、アウタパネル５６に補強機構１６のロッド部材４１が取付けられている。
フロントサイドフレーム１５の幅は、Ｘ軸方向で、条件によって部位毎に変わっている。Ｗはサイドフレームフロント部５１の幅である。

図３は、図２（ａ）の３−３線断面図である。図１、図２を併用して説明する。
アウタパネル５６は、長尺な板状で、上部にはスポット溶接するために重ねる第１上フランジ部６１が設けられ、下部にスポット溶接するために重ねる第１下フランジ部６２が設けられている。

さらに、フロントサイドフレーム１５は、前取付部３６をアウタパネル５６に取付け、アウタパネル５６が車両１２前方から後方へ向け垂直面６４から傾斜面６５（図４参照）へ角度を変えている。具体的には、第１上フランジ部６１を除いて、転舵逃げ部５２からトランスミッション逃げ部５４までの間では、角度αだけ車両１２の内側（矢印ａ２の方向）に傾斜している。

インナパネル５７は、断面略溝形で、溝形の本体部６７に連ねて第１上フランジ部６１に重ねる第２上フランジ部７１が設けられ、本体部６７に連ねて第１下フランジ部６２に重ねる第２下フランジ部７２が設けられ、インナパネル５７とアウタパネル５６との間に補強機構１６の取付ブラケット４５を配置している。

転舵逃げ部５２は、第１の脆弱部であり、前輪との干渉防止のために、フロントサイドフレーム１５の幅を最小とした部位である。そして、ロッド部材４１の前取付部３６が取付ブラケット４５及び第１締結機構７４で一体的に固定されている。

図４は、図２（ａ）の４−４線断面図である。図３を併用して説明する。
トランスミッション逃げ部５４は、第２の脆弱部であり、トランスミッションとの干渉防止のために、フロントサイドフレーム１５の幅を最小（転舵逃げ部５２とほぼ一致）とした部位である。そして、ロッド部材４１の前取付部３６が取付ブラケット４５及び第１締結機構７４で一体的に固定されている。

第１締結機構７４は、フロントサイドフレーム１５内に内ナット７６が配置されて取付ブラケット４５に固定され、インナパネル５７の第２下フランジ部７２に外ナット７７が固定され、ロッド部材４１を中央で押圧するクランプ部材８１が形成され、クランプ部材８１の孔を通して内ナット７６、外ナット７７にそれぞれねじ込むボルト８２が設けられている。

次に、前述した補強機構１６を図２で説明する。
補強機構１６は、ロッド部材４１と、ロッド部材４１を取り付けるために用いた取付ブラケット４５と、からなる。
ロッド部材４１は、例えば丸棒を用い、一方である前取付部３６が転舵逃げ部５２からトランスミッション逃げ部５４に達す長さで一直線に設けられ、前取付部３６に連ねて中央部８４、中央部８４に連なる他方である後取付部３７がサイドフレームリヤエンド３１（サイドフレームリヤエンド部）の下端角部８５に達する長さで、平面視（図２（ｂ）の視点）で、一直線に延びて、下端角部８５に第２締結機構８６で固定されている。
なお、丸棒を用いたが、形状は任意であり、例えば、断面三角形、多角形、管でもよく、断面Ｌ形でも可能である。

図５は、本発明の車体前部構造が備える取付ブラケットの斜視図である。図２〜図４を併用して説明する。
取付ブラケット４５は、転舵逃げ部５２（第１の脆弱部）を補強する第１ブラケット本体９１と、トランスミッション逃げ部５４（第２の脆弱部）を補強する第２ブラケット本体９２と、これらの第１ブラケット本体９１と第２ブラケット本体９２を一体に結合している結合部９３と、からなる。

第１ブラケット本体９１は、車両１２の正面からの入力で圧縮されるアウタパネル５６の裏面９５に沿って一体的に重ねて取付けられる第１補強本体９７が形成されている。具体的には、アウタパネル５６の裏面９５に締結される第１内締結部１０１が形成され、第１内締結部１０１に連ねて第１補強本体９７が形成され、第１補強本体９７に連ねて第１下フランジ部６２と第２下フランジ部７２との間に重ねられる第１外締結部１０２が形成されている。

第２ブラケット本体９２は、車両１２の正面からの入力で圧縮されるインナパネル５７の裏面１０４に沿って一体的に重ねて取付けられる第２補強本体１０５が形成されている。具体的には、アウタパネル５６の裏面９５に締結される第２内締結部１０６が形成され、第２内締結部１０６に連ねて第２補強本体１０５が形成され、第２補強本体１０５に連ねて第１下フランジ部６２と第２下フランジ部７２との間に重ねられる第２外締結部１０７が形成されている。

次に、本発明の車体前部構造１１の作用を説明する。
車体前部構造１１では、図１、図２に示したように、車両１２の正面からフロントサイドフレーム１５に入力（荷重）が矢印ａ４のように加わると、入力（荷重）はロッド部材４１にも矢印ａ５のように伝わり、さらにロッド部材４１からフロアー取付け部３２に矢印ａ６のように伝わる。従って、フロントサイドフレーム１５の剛性を高めることができる。同時に第１の脆弱部（転舵逃げ部５２）及び第２の脆弱部（トランスミッション逃げ部５４）の剛性を高めることができる。

また、車体前部構造１１では、車両１２の正面からフロントサイドフレーム１５に入力されると、図２〜図４に示すように、入力（荷重）は第１の脆弱部（転舵逃げ部５２）及び第２の脆弱部（トランスミッション逃げ部５４）から取付ブラケット４５に伝わり分散するので、第１の脆弱部（転舵逃げ部５２）及び第２の脆弱部（トランスミッション逃げ部５４）の剛性を高めることができる。
つまり、フロントサイドフレーム１５の第１の脆弱部並びに第２の脆弱部とロッド部材４１との取付け剛性を確保することができ、且つ、フロントサイドフレーム１５の第１の脆弱部並びに第２の脆弱部の補強を同時に達成することができる。

さらに、車体前部構造１１は、ロッド部材４１を取付けるアウタパネル５６が車両１２前方から後方へ向け垂直面６４から傾斜面６５へ角度を変えているので、平面視において、ロッド部材４１を直線状に配置することができ、ロッド部材４１は入力（荷重）を前取付部３６から後取付部３７に効果的に伝えることができる。

図６は、本発明の車体前部構造のエネルギーを吸収する機構を説明する図である。図１〜図５を併用して説明する。

車体前部構造１１では、車両１２の正面から入力が矢印ａ４のように加わると、第１の脆弱部（転舵逃げ部５２）及び第２の脆弱部（トランスミッション逃げ部５４）が変形してくの字に折れ曲がることで、荷重を発生させるエネルギーを吸収する。その際、第１の脆弱部並びに第２の脆弱部がくの字に折れ曲がるときに圧縮変形する側に重ねた取付ブラケット４５（第１補強本体９７、第２補強本体１０５）が同時に圧縮変形することで、荷重を発生させるエネルギーを吸収する。従って、フロントサイドフレーム１５の第１の脆弱部並びに第２の脆弱部でのエネルギー吸収を高めることができる。

図７は、本発明の車体前部構造の変位と車両の正面に加わる荷重（入力）の関係を示したグラフである。横軸をフロントサイドフレーム１５の変位量とし、縦軸を入力（荷重）としたものである。
破線は、比較例であり、ロッド部材４１及び取付ブラケット４５を取付けていないフロントサイドフレーム１５である。
実線は、実施例である。

比較例は、フロントサイドフレーム１５の脆弱部を変形させてくの字に折り曲げる入力（荷重）は、最大Ｆ１である。
実施例は、フロントサイドフレーム１５の脆弱部を変形させてくの字に折り曲げる入力（荷重）は、最大Ｆ２であり、最大荷重を上昇させることができる。また、折れ後の荷重低下を抑えることができる。従って、エネルギー吸収を高めることができる。

尚、本発明のフロントサイドフレーム１５は、実施の形態ではアウタパネル５６を板状に、インナパネル５７を断面略溝形に形成したが、逆に形成することも可能であり、その場合図３、図４に示した状態も逆の状態とする。図３の転舵逃げ部５２では、車両１２の外側の略溝形のアウタパネル５６に取付ブラケット４５を重ねる。
車両１２の正面からの荷重は、オフセットによる荷重を含む。

本発明の車体前部構造１１は、フロントサイドフレーム１５に干渉防止の逃げを設ける必要がある車体前部構造１１に好適である。

本発明の車体前部構造の斜視図である。本発明の車体前部構造の側面及び平面を示す図である。図２（ａ）の３−３線断面図である。図２（ａ）の４−４線断面図である。本発明の車体前部構造が備える取付ブラケットの斜視図である。本発明の車体前部構造のエネルギーを吸収する機構を説明する図である。本発明の車体前部構造の変位と車両の正面に加わる荷重（入力）の関係を示したグラフである。

符号の説明

１１…車体前部構造、１２…車両、１３…車室、１５…フロントサイドフレーム、２４…フロアー、３１…サイドフレームリヤエンド、３２…フロアー取付け部、３６…前取付部、３７…後取付部、４１…ロッド部材、４３…圧縮変形する部位、４５…取付ブラケット、５２…第１の脆弱部（転舵逃げ部）、５４…第２の脆弱部（トランスミッション逃げ部）、５６…アウタパネル、６４…垂直面、６５…傾斜面、９７…第１補強本体、１０５…第２補強本体。

Claims

車両の正面から車室に向かって左右にフロントサイドフレームを延ばし、且つ、前記車室のフロアーに前記フロントサイドフレームのサイドフレームリヤエンドのフロアー取付け部を接合した車体前部構造において、
前記フロントサイドフレームに設けられた、他部品との干渉防止の脆弱部に一方である前取付部を取付け、他方である後取付部を前記フロアー取付け部に取付けたロッド部材と、前記前取付部を前記脆弱部に固定するとともに、前記脆弱部のうち車両の正面からの入力で圧縮変形する部位に配置される補強部を有する取付ブラケットと、を備えていることを特徴とする車体前部構造。
前記フロントサイドフレームは、前記前取付部をアウタパネルに取付け、該アウタパネルが車両前方から後方へ向け垂直面から傾斜面へ角度を変えていることを特徴とする請求項１記載の車体前部構造。