JP2013060087A - 車両の前部車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】アッパーフレームの取付け剛性を確保しながら位置精度などの品質維持の安定化を図れる車両の前部車体構造を提供する。
【解決手段】車両前後方向ａに延びていて、一端１０ａがフロントピラー９に接合されたアッパーフレーム１１を備えた車両の前部車体構造は、アッパーフレーム１１が、インナパネル１１０とこれと重合して接合されるアウタパネ１１１とを有し、アウタパネル１１１を車両前後方向において分割して、当該分割部１２０を、インナパネル１１０とアウタパネル１１１の間に配置され、一方側がインナパネルに接合された第１の隔壁１３０に締結部材１３５で締結固定した。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両の前部車体構造に関し、詳しくはアッパーフレームの接合構造に関する。

車両の前部車体構造は、キャビン前方にエンジンルームが配置されているものが多い。エンジルームを含む車両前部は、車幅方向に位置する左右のフロントサイドメンバと、フロントサイドメンバ間に掛け渡された複数のクロスメンバと、フロントサイドメンバに接合されたサスペンションサポートパネルと、キャビン側を構成するフロントピラーに一端が固定されたアッパーフレームを備えている。左右のサスペンションサポートパネルには、ストラット方式のフロントサスペンションから車体への入力部となるストラット上部がボルトで固定されていて、ストラットハウスを構成している。
車幅方向に位置する左右のアッパーフレームは、車両前後方向に延びていて、それぞれストラットハウスに接合されて固定されたインナパネルと、これと重合して接合されたアウタパネルとで閉断面構造とされている。各アッパーフレームは、アウタパネルの一端が各フロントピラーにアーク溶接されていて、取付け剛性が確保されているとともに、アウタパネルの他端側が車両前方に位置するラジエータブラケットなどと接続されている。このようなアッパーフレームの接合構造としては、特許文献１が挙げられる。

特開２００１−３９３３８号公報

従来のアッパーフレームは、一端側がフロントピラーにアーク溶接されているため、剛性は得られるものの、位置精度などの品質維持が難しい。また、アッパーフレームのアーク溶接箇所は、フロントサスペンションから車体への入力部となるストラットハウスよりも車両後方側に位置し、アッパーフレーム自体もストラットハウスに連結されているため、フロントサスペンションからの車両上下方向への荷重を受ける。このため、アッパーフレームの車両上下方向への荷重に対する剛性が弱いと、操縦性に影響が出てしまうことがあり、アッパーフレームの剛性確保は車両の走行フィーリングを高めるためには必要とされている。
本発明は、アッパーフレームの取付け剛性を確保しながら位置精度などの品質維持の安定化を図れる車両の前部車体構造を提供することを、その目的とする。

本発明に係る車両の前部車体構造は、車両前後方向に延びていて、一端が車幅方向に位置するフロントピラーに接合され、他端が車両前部構成部に接合されたアッパーフレームを備え、アッパーフレームは、インナパネルと、これと重合して接合されるアウタパネルとを有し、アウタパネルは、車両前後方向において分割されていて、当該分割部が、インナパネルとアウタパネルの間に配置され、一方側がインナパネルに接合された第１の隔壁に締結部材で締結固定されていることを特徴としている。
本発明に係る車両の前部車体構造において、第１の隔壁よりも車両前方側に、その一方側がインナパネルに接合された第２の隔壁を有し、分割されたアウタパネルのうち、車両前方側に位置する前アウタパネルは第２の隔壁に固定され、前アウタパネルよりも車両後方側に位置する後アウタパネルは、その後端がフロントピラーに接合され、その前端が前アウタパネルの後端と接合されて第１の隔壁に締結部材で締結固定されていることを特徴としている。
本発明に係る車両の前部車体構造において、第１の隔壁または第２の隔壁の少なくとも何れか一方は、インナパネルを介して同インナパネルよりも車両内側に位置し、サスペンションの入力部が装着されるサスペンションサポートパネルに接合されていることを特徴としている。
本発明に係る車両の前部車体構造において、後アウタパネルは、前アウタパネルよりもその厚さが厚く設定されていることを特徴としている。

本発明によれば、一端が車幅方向に位置するフロントピラーに接合され、インナパネルとアウタパネルを備えたアッパーフレームにおいて、アウタパネルを車両前後方向において分割し、その分割部を、インナパネルとアウタパネルの間にインナパネルに接合されて配置された第１の隔壁に締結部材で締結固定するので、分割部の固定が溶接固定に対して耐久強度が増すため、アッパーフレームとフロントピラーの接合をスポット溶接にすることができ、アッパーフレームの取付け剛性を確保しながら位置精度などの品質維持の安定化を図れる。

本発明に係る車両の前部車体構造の一形態を示す斜視図。 アッパーフレームとサスペンションサポートパネルとの結合状態を車両前方から見た断面図。 アッパーフレームの構成を示す分解斜視図である。 本発明の特徴部分となるアッパーフレームの構成を示す側面図。 アッパーフレームの隔壁がある部分を車両前方から見た断面図。 アッパーフレームの隔壁がある部分を車両上方から見た断面図。

以下、図面を用いて本発明に係る実施形態について説明する。図１に示す車両の前部車体構造は、キャビン１の前方にエンジンルーム２が配置されている。エンジンルーム２を含む車両前部は、両矢印で示す車幅方向ｂに位置する左右のフロントサイドメンバ３，４と、フロントサイドメンバ３，４の前端間に掛け渡されたフロントエンドクロスメンバ５と、フロントサイドメンバ３，４にそれぞれ接合されたサスペンションサポートパネル６，７と、車幅方向ｂに位置しキャビン側を構成するフロントピラー８，９に一端１０ａ，１１ａが固定され、他端１０ｂ、１１ｂが車両前部構成部となるラジエータマウントブラケット１２，１３から延びるヘッドランプブラケット１４，１５に連結されたアッパーフレーム１０，１１を備えている。

これらサスペンションサポートパネル６，７、フロントピラー８，９およびアッパーフレーム１０，１１は、車両の左右に設けられている以外は、それぞれ同一構成であるので、以下、車両の左側の構成を代表して説明する。

サスペンションサポートパネル７には、図２に示すように、ストラット方式のフロントサスペンション１６から車体への入力部となるストラット１７の上部１７ａが装着されるストラット取付部７ｂが形成されている。ストラット取付部７ｂの周囲には、取付けボルト１８を挿入する複数のボルト取付穴７ｃが形成されている。なお、図２ではボルト取付穴７ｃは１つだけ表示している。ストラット取付部７ｂには、ボルト取付穴７ｃにベルト１８によってストラット１７の上部１７ａが固定されている。つまり、サスペンションサポートパネル７はストラットハウスを構成している。

アッパーフレーム１１は、図１，図３に示すように両矢印ａで示す車両前後方向に断面積が大きくなるように延びていて、図２に示すように、サスペンションサポートパネル７に接合されて固定されたインナパネル１１０と、インナパネル１１０と重合して接合されるアウタパネル１１１とを備えている。インナパネル１１０とアウタパネル１１１は、上下に接合フランジ１１０ａ，１１０ｂと接合フランジ１１１ａ，１１１ｂがそれぞれ形成されていて、接合フランジ１１０ａと接合フランジ１１１ａおよび接合フランジ１１０ｂと接合フランジ１１１ｂを接合させてスポット溶接することで、一体化されて閉断面構造を成している。

インナパネル１１０は、接合フランジ１１０ａと接合フランジ１１０ｂの間に位置する側面１１０ｃがサスペンションサポートパネル７の側面７ａに接合されて溶接などによって固定されることで、サスペンションサポートパネル７に装着されて一体化されている。一般にサスペンションサポートパネル７は、走行中にストラット１７から両矢印ｃで示す車両上下方向への荷重が入力されるため、その剛性はアッパーフレーム１１よりも強く形成されている。インナパネル１１０は、この剛性のあるサスペンションサポートパネル７に固定されることで、その取付け剛性が高められている。

本形態に係るアウタパネル１１１は、図３，図４に示すように、車両前後方向ａにおいて二分割されていて、当該分割部１２０が、インナパネル１１０とアウタパネル１１１の間に配置された第１の隔壁１３０に締結部材となる複数のボルト１３５で上下方向に締結固定されている。インナパネル１１０とアウタパネル１１１の間には、図３に示すように、第１の隔壁１３０よりも車両前方側に第２の隔壁１４０が配置されている。

第１の隔壁１３０および第２の隔壁１４０は、正面形状がインナパネル１１０とアウタパネル１１１と接合して形成されるアッパーフレーム１１の正面から見た断面形状と類似形状に形成されていて、その一側面１３０ａ、１４０ａがインナパネル１１０に側面１１０ｃに、例えば溶接などによって固定されて装着されている。第１の隔壁１３０と第２の隔壁１４０は、図６に示すように、サスペンションサポートパネル７に形成されたストラット取付部７ｂ、好ましくは車両前後方向ａに位置するボルト取付穴７ｃを車両前後方向ａから挟む位置に配置されている。図５及び図６に示す黒丸は第１の隔壁１３０とアッパーフレーム１１、第２の隔壁１４０とアッパーフレーム１１との接合箇所を示す。

図３，図４に示すように、分割されたアウタパネル１１１のうち、車両前方側に位置するものを前アウタパネル１１１Ａ、車両後方側に位置するものを後アウタパネル１１１Ｂと称する。本形態において、前アウタパネル１１１Ａの中央１１１Ａａは、図４に示すように第２の隔壁１４０に締結部材となるボルト１３６で締結されて固定されている。前アウタパネル１１１Ａはボルト１３６締結ではなく、第２の隔壁１４０に溶接して固定してもよい。後アウタパネル１１１Ｂは、図４に示すように、その後端１１１Ｂｂがフロントピラー９の下端９ａに接合されて上下方向にスポット溶接されることで固定されている。後アウタパネル１１１Ｂの前端１１１Ｂａは前アウタパネル１１１Ａの後端１１１Ａｂを車幅方向外側から接合し、第１の隔壁１３０に複数のボルト１３５で共締めされて固定されている。

本形態では、アッパーフレーム１１の内部に二つの隔壁となる第１の隔壁１３０と第２の隔壁１４０を備えているので、第１および第２の隔壁１３０，１４０を、インナパネル１１０を介して同インナパネル１１０よりも車両内側に位置するサスペンションサポートパネル７の側面７ａに接合しているが、アッパーフレーム１１の全長が短い場合には、第１の隔壁１３０のみをアッパーフレーム１１内に配置する形態も想定される。この場合には、第１の隔壁１３０と対向する部分でアウタパネル１１１を分割し、当該分割部１２０を第１の隔壁１３０にボルト１３５で締結して固定すればよい。

本形態において、アウタパネル１１１は、分割構造のため、前アウタパネル１１１Ａと後アウタパネル１１１Ｂの板厚を互いに異なる板厚に設定している。本形態では、フロントサスペンション１６からの車両上下方向ｃへの荷重がかかるフロントピラー９との接合部となる後端１１１Ｂｂを備える後アウタパネル１１１Ｂの板厚ｔ１を、前アウタパネル１１１Ａの板厚ｔ２よりも厚く設定している。これは負荷の掛かる部分を備える後アウタパネル１１１Ｂに剛性を与えるためある。

このような車両の前部車体構造によると、一端１０ａがフロントピラー９に接合され、インナパネル１１０とアウタパネル１１１を備えた閉断面構造のアッパーフレーム１１において、アウタパネル１１１を車両前後方向ａにおいて分割し、その分割部１２０をインナパネル１１０とアウタパネル１１１の間に配置された第１の隔壁１３０に、複数のボルト１３５で締結固定するので、分割部１２０の固定が溶接固定に対して耐久強度が増す。このため、アッパーフレーム１１とフロントピラー９の接合部をスポット溶接にすることができ、アッパーフレーム１１の取付け剛性を確保しながら位置精度などの品質維持の安定化を図ることができる。

アウタパネル１１１を車両前後方向ａで前アウタパネル１１１Ａと後アウタパネル１１１Ｂとに分割したので、車両前方側に位置する前アウタパネル１１１Ａをサスペンションサポートパネル７に接合されたインナパネル１１０に接合された第２の隔壁１４０に予めボルト１３６で締結して固定し、車両後方側に位置する後アウタパネル１１１Ｂの後端１１１Ｂｂをフロントピラー９に予め接合することができる。このため、サスペンションサポートパネル７やインナパネル１１０を有するエンジンルーム２を構成する車両前部構造体を、フロントピラー９を有するキャビン１側と接合する際に、アウタパネル１１１の分割部１２０を、車両前部構造体に一体化されている第１の壁部１３０にボルト１３５で締結固定することで、アッパーフレーム１１を構成することができ、製造ラインにおける作業工数を低減して組付け時間の短縮を図ることができる。また、アウタパネル１１１の分割部１２０の固定構造をボルト締結とすることで、アッパーフレーム１１の取付け剛性を高めることができるので、フロントピラー９との接合構造をアーク溶接ではなく、スポット溶接とすることができ、この点からも作業時間の短縮を図ることができる。

アウタパネル１１１を分割構造としたので、前アウタパネル１１１Ａの板厚ｔ２と後アウタパネル１１１Ｂの板厚ｔ１を個別に設定することができる。このため、本形態では、フロントサスペンション１６からの入力荷重による負荷の掛かるフロントピラー９との接合部を有する後アウタパネル１１１Ｂの板厚ｔ１を、前アウタパネル１１１Ａの板厚ｔ２よりも厚くすることができるので、アウタパネル１１１を分割しないものに比べて、負荷の掛かる接合部を有する後アウタパネル１１１Ｂの強度を高めつつも、重量軽減を図ることができる。

なお、車体右側に位置するアッパーフレーム１０の構造もアッパーフレーム１１と同一構成とされているので、アッパーフレーム１０側でもアッパーフレーム１１側と同様な左右効果を得ることができる。

６，７ サスペンションサポートパネル
８，９ フロントピラー
１０，１１ アッパーフレーム
１０ａ，１１ａ アッパーフレームの一端
１１０ インナパネル
１１１ アウタパネル
１１１Ａ 前アウタパネル
１１１Ａｂ 前アウタパネルの後端
１１１Ｂ 後アウタパネル
１１１Ｂａ 後アウタパネルの前端
１１１Ｂｂ 後アウタパネルの後端
１２０ 分割部
１３０ 第１の隔壁
１３５ 締結部材
１４０ 第２の隔壁
ａ 車両前後方向
ｂ 車幅方向
ｔ１ 後アウタパネルの板厚
ｔ２ 前アウタパネルの板厚

Claims (4)

1. 車両前後方向に延びていて、一端が車幅方向に位置するフロントピラーに接合され、他端が車両前部構成部に接合されたアッパーフレームを備えた車両の前部車体構造において、
   前記アッパーフレームは、インナパネルと、これと重合して接合されるアウタパネルとを有し、
   前記アウタパネルは、車両前後方向において分割されていて、当該分割部が、前記インナパネルと前記アウタパネルの間に配置され、一方側が前記インナパネルに接合された第１の隔壁に締結部材で締結固定されていることを特徴とする車両の前部車体構造。
2. 請求項１記載の車両の前部車体構造において、
   前記第１の隔壁よりも車両前方側に、その一方側が前記インナパネルに接合された第２の隔壁を有し、
   前記分割されたアウタパネルのうち、
   車両前方側に位置する前アウタパネルは前記第２の隔壁に固定され、
   前アウタパネルよりも車両後方側に位置する後アウタパネルは、その後端が前記フロントピラーに接合され、その前端が前記前アウタパネルの後端と接合され前記第１の隔壁に前記締結部材で締結固定されていることを特徴とする車両の前部車体構造。
3. 請求項１または２記載の車両の前部車体構造において、
   前記第１の隔壁または第２の隔壁の少なくとも何れか一方は、前記インナパネルを介して、同インナパネルよりも車両内側に位置し、サスペンションが装着されるサスペンションサポートパネルに接合されていることを特徴とする車両の前部車体構造。
4. 請求項２または３記載の車両の前部車体構造において、
   前記後アウタパネルは、前記前アウタパネルよりも、その厚さが厚く設定されていることを特徴とする車両の前部車体構造。

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