JP2013209033A - 車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単かつ軽量な構造によってストラット上部の支持剛性を向上した車体前部構造を提供する。
【解決手段】車体前部構造を、ストラット式フロントサスペンションのストラット上部が取り付けられるストラット支持部４０と、キャビンの前端部かつ側端部において上下方向に配置されるフロントピラー５０と、ストラット支持部とフロントピラーの前面部とを連結するとともに、水平面にほぼ沿って配置されたパネル状に形成された水平補剛部材６０とを備える構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車両の車体前部構造に関し、特には簡単かつ軽量な構造によってストラット上部の支持剛性を向上したものに関する。

乗用車等の自動車のフロントサスペンションとして用いられるマクファーソンストラット式サスペンションは、車輪を回転可能に支持するハブベアリングハウジングの下端部を、車体に揺動可能に取り付けられたロワアームで支持するとともに、ハブベアリングハウジングの上端部を、ショックアブソーバ（ダンパ）とスプリングをアッシー化したストラットによって支持している。
ストラットの上部は、車体のエンジンルーム側部上方に設けられたストラット支持部に取付けられる。

このようなストラットを有する車両においては、ストラット支持部の車体剛性を向上することが走行性能改善のため強く要望されている。
ストラット支持部の剛性向上に関する従来技術として、例えば特許文献１には、ストラット支持部を構成するパネルを、ホイルハウスパネルに沿って延び、フロントピラー及びサイドシルに連結されるとともに、車幅方向に面したパネル状に形成されたサイドメンバに結合することが記載されている。

特開２００７− ５０８１７号公報

しかし、上述した特許文献１に記載された技術においては、ストラット支持部に入力される車幅方向の力は、サイドメンバに対して曲げ方向の入力として伝達されるため、サイドメンバの曲がりによって力が逃げ、効果的な荷重伝達を行うことが困難である。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、簡単かつ軽量な構造によってストラット上部の支持剛性を向上した車体前部構造を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、ストラット式フロントサスペンションのストラット上部が取り付けられるストラット支持部と、キャビンの前端部かつ側端部において上下方向に配置されるフロントピラーと、前記ストラット支持部と前記フロントピラーの前面部とを連結するとともに、水平面にほぼ沿って配置されたパネル状に形成された水平補剛部材と、前記フロントピラー内における前記水平補剛部材との結合部近傍に設けられたフロントピラー内補剛部材とを備えることを特徴とする車体前部構造である。
これによれば、ストラット支持部に入力された荷重を、水平補剛部材を介してせん断方向の力としてフロントピラーに伝達することが可能となり、キャビン部分に対するストラット支持部の変位、変形を抑制し、車体剛性を向上して操縦安定性、乗り心地等を改善することができる。
また、水平伝達部材の後端部をフロントピラーにおけるフロントピラー内補剛部材が設けられた箇所に接続することによって、水平補剛部材からの入力によってフロントピラーの断面が変形することを防止できる。

請求項２に係る発明は、前記フロントピラーにおける前記水平補剛部材よりも上方の部分と前記ストラット支持部とを連結し、前記水平補剛部材に対して傾斜して配置された斜行補剛部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造である。
これによれば、斜行補剛部材が水平補剛部材と協働してトラス状の強固な構造体を形成することによって、車体剛性をより向上することができる。
また、乗用車派生車種のＳＵＶ車のように、フロントピラーのうちフロントウインドウガラスに隣接する部分の下端部とストラット支持部とが高さ方向に離間している場合であっても、これらの間の剛性を効果的に向上することができる。

請求項３に係る発明は、左右の前記フロントピラー間をエンジンルームの上端部近傍で連結するバルクヘッドを備え、前記バルクヘッドは、底面部の前端部から上方へ延びた前壁部と、前記底面部の後端部から上方へ延びた後壁部と、前記前壁部の上端部と前記後壁部の上端部とを連結する連結部材を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車体前部構造である。
これによれば、上方が開いたバルクヘッドを部分的に閉断面化することによって、バルクヘッド上部が開く方向や捩れる方向の車体変形を抑制し、車体剛性をより高めることができる。

請求項４に係る発明は、前記バルクヘッドの一部に、該バルクヘッドを車幅方向に区画するセパレータを設けたことを特徴とする請求項３に記載の車体前部構造である。
これによれば、バルクヘッドの剛性をさらに高めて、車体剛性をよりいっそう向上できる。

請求項５に係る発明は、前記バルクヘッドの前記前壁部に、車幅方向にほぼ沿って延びた閉断面部を形成したことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の車体前部構造である。
これによれば、上述したようにバルクヘッド自体を閉断面化することが、他部品の艤装などの関係上困難な場合であっても、前壁部の剛性を高めることによって、バルクヘッドの変形を抑制し車体剛性を向上することができる。

請求項６に係る発明は、前記水平補剛部材の前記フロントピラー側の端部は、前記フロントピラーの外表面部に固定されるとともに、車両前方側へほぼ水平に突き出した突出面部を有するブラケットの前記突出面部に溶接されることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の車体前部構造である。
これによれば、ブラケットはフロントピラーの外表面部に取り付けられるので、フロントピラーの表面に開口などを形成することによる漏水等の懸念がない。
また、ブラケットの固定は、フロントピラーを構成する各パネルを溶接して閉断面とする前に溶接等によって行なうことができる。
また、水平補剛部材からブラケットへの荷重伝達は、両者の溶接箇所にせん断方向の荷重として入力されるため、引張方向やピール方向の荷重に対して溶接箇所の強度確保が容易である。

以上説明したように、本発明によれば、簡単かつ軽量な構造によってストラット上部の支持剛性を向上した車体前部構造を提供することができる。

本発明を適用した車体前部構造の実施例の斜視図である。 図１の車体前部構造の拡大斜視図である。 図１の車体前部構造を上方から見た平面図である。 図３のIV−IV部矢視断面図である。 図４のＶ−Ｖ部矢視断面図である。 図３のVI−VI部矢視断面図である。

本発明は、簡単かつ軽量な構造によってストラット上部の支持剛性を向上した車体前部構造を提供する課題を、ストラット支持部とフロントピラー前面との間を、水平方向にほぼ沿って配置されたパネル状の水平補剛部材によって連結することによって解決した。

以下、本発明を適用した車体前部構造の実施例について説明する。
実施例の車体前部構造は、例えば、ＳＵＶ型乗用車等の自動車に用いられるものである。
車体１は、トーボード１０、バルクヘッド２０、サイドアッパフレーム３０、ストラット支持部４０、フロントピラー５０、水平補剛部材６０、ブラケット７０、斜行補剛部材８０、ヒンジブラケット９０、サイドガセット１００、バルクヘッドセパレータ１１０、バルクヘッドダブラ１２０、フロントフード１３０、フロントフェンダ１４０等を有して構成されている。
なお、図２、図３では、斜行補剛部材８０、ヒンジブラケット９０、サイドガセット１００等の図示を省略している。
また、フロントフード１３０、フロントフェンダ１４０は、図４にのみ図示している。

図１等に示すトーボード１０は、乗員等を収容するキャビンの前端部に設けられ、エンジンルームと車室とを区画する隔壁である。
トーボード１０の下端部は、図示しないフロアパネルと連続して形成されている。
トーボード１０の上端部は、図６に示すように、バルクヘッド２０の底面部２１に接続されている。
トーボード１０の左右側端部は、フロントピラー５０に接続されている。

バルクヘッド２０は、トーボード１０の上部に設けられ、車幅方向に沿って配置された構造部材である。
図６に示すように、バルクヘッド２０は、底面部２１の前端部、後端部から、前壁部２２、後壁部２３をそれぞれ上方へ立ち上げて、上方が開口するように形成されている。
このバルクヘッド２０の内部には、例えばワイパ装置、ウォッシャ装置等が収容される。
後壁部２３の上端部には、バルクヘッド２０の上方へひさし状に張り出した張出部２４が接続されている。
また、バルクヘッド２０の車幅方向における両端部には、図５に示すように、バルクヘッド２０の端部を実質的に閉塞する側面部２５が設けられている。

サイドアッパフレーム３０は、バルクヘッド２０の左右両端部から、車両前方側に突き出して配置された梁状の構造部材である。
サイドアッパフレーム３０は、フロントフード１３０の側端部に沿って配置されている。
図４、図５に示すように、サイドアッパフレーム３０は、前後方向から見た断面が実質的に矩形状となる閉断面に形成されている。
また、サイドアッパフレーム３０の内部における斜行補剛部材８０との結合部近傍の領域には、サイドアッパフレーム３０の内部を前後方向に区画するセパレータ（隔壁）３１が設けられている。

ストラット支持部４０は、マクファーソンストラット式の前輪用サスペンション装置におけるストラットの上端部（ストラットアッパマウント）が取り付けられるものである。
ストラットは、ショックアブソーバ（ダンパ）とスプリングをアセンブリ化したものであって、下端部は前輪を回転可能に支持するハブベアリングハウジングの上端部に固定されている。
ストラット支持部４０は、下方に開いたカップ状に形成されるとともに、ストラットの上端部はその上端面に締結される。
ストラット支持部４０の後面部は、図６に示すように、トーボード１０の前面にスポット溶接等によって固定される。
ストラット支持部４０の車幅方向外側の端部は、サイドアッパフレーム３０の上面部、及び、水平補剛部材６０の車幅方向内側における前端部（張出部６１）にスポット溶接等によって固定される。

フロントピラー（Ａピラー）５０は、キャビン前部における側端部に設けられ、上下方向に延びて配置された柱状の構造部材である。
フロントピラー５０の上部５１は、図示しないフロントウインドウガラスの側端部に沿って配置され、上端部が車両後方側となるように後傾して配置されている。
フロントピラー５０の下部５２は、上部５１の下端部から下方へ、鉛直方向にほぼ沿って配置されている。
フロントピラー５０の上部５１と下部５２との間に設けられる屈曲部５３は、ストラット支持部４０よりも高い位置に配置されている。

フロントピラー５０の下部５２には、図示しないフロントドアを開閉可能に支持するヒンジが取り付けられる上側ヒンジ取付部５４、下側ヒンジ取付部５５が設けられている。
図５に示すように、フロントピラー５０は、アウタパネル５０１、インナパネル５０２、リンホースメント５０３，５０４等を有して構成されている。
アウタパネル５０１は、フロントピラー５０の車幅方向外側の外表面部を構成するパネルである。
インナパネル５０２は、フロントピラー５０の車幅方向内側の外表面部を構成するパネルである。
アウタパネル５０１及びインナパネル５０２は、いわゆるモナカ状に構成され、前後に設けられた溶接しろを相互にスポット溶接等で接合することによって、図５に示すように閉断面を形成するようになっている。

アウタパネル５０１及びインナパネル５０２の前方側の溶接箇所は、フロントピラー５０の前端部における車幅方向内側の端部に配置されている。
また、アウタパネル５０１及びインナパネル５０２の後方側の溶接箇所は、フロントピラー５０の後端部に設けられ、車両後方側へ突出した突出部の突端部に配置されている。
また、アウタパネル５０１とインナパネル５０２との車両前方側の溶接箇所は、バルクヘッド３０の後壁部２３の車幅方向外側の端部、及び、側面部２５にも接合されている。

リンホースメント５０３は、アウタパネル５０１の内面に沿って、車両後方側の溶接部から、フロントピラー５０の前面側にかけて配置された補剛用のパネルである。
リンホースメント５０４は、リンホースメント５０３の内面に沿って、フロントピラー５０の車幅方向外側の部分に配置された補剛用のパネルである。
これらのリンホースメント５０３，５０４は、上側ヒンジ取付部５４、下側ヒンジ取付部５５の周囲において、フロントピラー５０の剛性を向上し、断面拘束を強化するために設けられている。
なお、これらのリンホースメントの構成、配置は一例であって、フロントピラー内部の補剛は、他の構造によって行なっても良い。

水平補剛部材６０は、サイドアッパフレーム３０の上面部における後部を構成する板金製のパネルであって、実質的にほぼ平板状に形成され、水平方向にほぼ沿って配置されている。
水平補剛部材６０は、サイドアッパフレーム３０の他部や、バルクヘッド２０の側面部２５、サイドガセット１００等を構成するパネルに対して、板厚が大きく設定されている。
水平補剛部材６０は、ストラット支持部４０の車幅方向外側の端部と、フロントピラー５０の前面部とを連結するものである。
図２、図３等に示すように、水平補剛部材６０は、その前端部における車幅方向内側の領域に形成された張出部６１を、ストラット支持部４０の上面部と隣接して配置され、これらはスポット溶接等によって接合されている。
水平補剛部材６０の後端部は、後述するブラケット７０の突出面部７２の上面部と当接した状態で、スポット溶接等によって固定されている。

ブラケット７０は、フロントピラー５０の上側ヒンジ取付部５４近傍の前面部にスポット溶接等によって取り付けられ、水平補剛部材６０が固定される基部となる部材である。
ブラケット７０は、図４に示すように、ピラー固定部７１、突出面部７２を有して構成されている。
ピラー固定部７１は、平板状に形成されるとともに、フロントピラー５０のアウタパネル５０１及びリンホースメント５０３にスポット溶接等によって固定される面部である。
この溶接は、アウタパネル５０１を他のパネル類と接合して閉断面化する前に行なわれる。
突出面部７２は、ピラー固定部７１の上端部から車両前方側へ突き出した平板状の部分であって、実質的に水平に配置されている。
水平補剛部材６０の後端部は、この突出面部７２の上面に載せられた状態で、突出面部７２とスポット溶接等によって固定される。

斜行補剛部材８０は、前端部が水平補剛部材６０の前端部近傍でストラット支持部４０の車幅方向外側の端部に結合され、後端部がフロントピラー５０の屈曲部５３に結合された車体構造部材である。
斜行補剛部材８０は、車両前後方向から見た断面形状が下方が開いたハット形に形成された梁状の部材であって、前下がりとなる方向に傾斜して配置されている。
この斜行補剛部材８０の傾斜は、フロントピラー５０の上部５１の傾斜と実質的に同等となっている。

ヒンジブラケット９０は、フロントフード１３０を開閉可能に支持する図示しないヒンジが取り付けられる基部となる部分であって、斜行補剛部材８０の前後方向における中間部の上面から突出して設けられている。

サイドガセット１００は、斜行補剛部材８０及び水平補剛部材６０の車幅方向外側の端部とフロントピラー５０の車幅方向外側かつ前側のコーナ部とを結合するパネル状の部材である。

バルクヘッドセパレータ１１０は、バルクヘッド２０の前壁部２２、後壁部２３の間を連結してバルクヘッド２０内を車幅方向に仕切る２枚の仕切り板の上部を、ほぼ水平に配置された上面部によって連結することによって、車両前後方向から見て下方が開いた門形あるいはコの字状に形成された部材である。
バルクヘッドセパレータ１１０の上面部は、前壁部２２と後壁部２３の上端部間を連結する連結部材として機能する。
バルクヘッドセパレータ１１０は、上述した構成によって、バルクヘッド２０の一部を、閉断面かつボックス状として剛性を向上し、特にバルクヘッド２０が開く方向、捩れる方向の変形を抑制する。
バルクヘッドセパレータ１１０は、例えば、車幅方向における中央部に設けられている。

バルクヘッドダブラ１２０は、上述したようなセパレータの適用が困難な箇所においてバルクヘッド２０の変形を抑制するため、前壁部２２の一部に閉断面を形成する板金パネル状の部材である。
図６に示すように、バルクヘッドダブラ１２０は、その主要部分が前壁部２２の後方側に、前壁部２２とは間隔を隔てて対向して配置されるとともに、その上端部と下端部において前壁部２２とスポット溶接等によって接合されることによって、前壁部２２に閉断面を形成するものである。

フロントフード１３０（図４参照）は、エンジンルーム上部に設けられる外装部材であって、開閉式のリッドとして形成されている。
フロントフード１３０は、その後端部をヒンジブラケット９０の上部に固定される図示しないヒンジに締結されている。

フロントフェンダ１４０（図４参照）は、フロントフード１３０よりも側方に設けられる外装部材であって、ホイールハウスの周囲、サイドアッパフレーム３０、フロントピラー５０の下部等を覆うように形成された板金製のパネルである。

以上説明した実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ストラット支持部４０に入力された車幅方向及び車両前後方向の荷重を、水平補剛部材６０を介してせん断方向の力としてフロントピラー５０に伝達することが可能となり、キャビン部分に対するストラット支持部４０の変位、変形を抑制し、車体剛性を向上して操縦安定性、乗り心地等を改善することができる。
また、水平伝達部材６０の後端部をフロントピラー５０におけるリンホースメント５０３，５０４が設けられた箇所に接続することによって、水平補剛部材６０からの入力によってフロントピラー５０の断面が変形し、力が逃げることを防止できる。
（２）斜行補剛部材８０を設けたことによって、乗用車派生車種のＳＵＶ車のように、フロントピラー５０の屈曲部５３とストラット支持部４０とが高さ方向に離間している場合であっても、これらの間の剛性を効果的に向上することができる。
（３）バルクヘッドセパレータ１１０によって、バルクヘッド２０を部分的に閉断面化、ボックス構造化することによって、バルクヘッド２０の上部が開く方向や捩れる方向の車体変形を抑制し、車体剛性をより高めることができる。
（４）バルクヘッド２０自体を閉断面化することが、他部品の艤装などの関係上困難な場合箇所にはバルクヘッドダブラ１２０を設け、前壁部２２を閉断面化して剛性を高めることによって、バルクヘッド２０の変形を抑制し車体剛性を向上することができる。
（５）フロントピラー５０に水平補剛部材６０を取り付けるブラケット７０は、フロントピラー５０の外表面部に取り付けられるので、フロントピラー５０のアウタパネル５０１等に開口などを形成することによる漏水等の懸念がない。
また、ブラケット７０の固定は、フロントピラー５０を構成する各パネル５０１〜５０４を溶接して閉断面とする前に溶接等によって行なうことができる。
また、水平補剛部材６０からブラケット７０への荷重伝達は、両者の溶接箇所にせん断方向の荷重として入力されるため、引張方向やピール方向の荷重に対して溶接箇所の強度確保が容易である。
（６）サイドアッパフレーム３０内における斜行補剛部材８０との結合部近傍にセパレータ３１を設けることによって、サイドアッパフレーム３０の局所的剛性を高め、各補剛部材の効果を促進することができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
車体前部構造を構成する各部材の形状、構造、配置、板組み、接合手法等は、上述した実施例に限定されることなく、適宜変更することができる。
例えば、水平補剛部材及び斜行補剛部材に加えて、他の補剛部材を付加する構成としてもよい。
また、フロントピラーの屈曲部がストラット支持部に対して高さの差が少ない箇所に存在する場合には、斜行補剛部材は省略することもできる。

１ 車体 １０ トーボード
２０ バルクヘッド ２１ 底面部
２２ 前壁部 ２３ 後壁部
２４ 張出部 ２５ 側面部
３０ サイドアッパフレーム ３１ セパレータ
４０ ストラット支持部 ５０ フロントピラー（Ａピラー）
５１ 上部 ５２ 下部
５３ 屈曲部 ５４ 上側ヒンジ取付部
５５ 下側ヒンジ取付部 ５０１ アウタパネル
５０２ インナパネル ５０３ リンホースメント
５０４ リンホースメント
６０ 水平補剛部材 ６１ 張出部
７０ ブラケット ７１ ピラー固定部
７２ 突出面部 ８０ 斜行補剛部材
９０ ヒンジブラケット １００ サイドガセット
１１０ バルクヘッドセパレータ １２０ バルクヘッドダブラ
１３０ フロントフード １４０ フロントフェンダ

Claims (6)

1. ストラット式フロントサスペンションのストラット上部が取り付けられるストラット支持部と、
   キャビンの前端部かつ側端部において上下方向に配置されるフロントピラーと、
   前記ストラット支持部と前記フロントピラーの前面部とを連結するとともに、水平面にほぼ沿って配置されたパネル状に形成された水平補剛部材と、
   前記フロントピラー内における前記水平補剛部材との結合部近傍に設けられたフロントピラー内補剛部材と
   を備えることを特徴とする車体前部構造。
2. 前記フロントピラーにおける前記水平補剛部材よりも上方の部分と前記ストラット支持部とを連結し、前記水平補剛部材に対して傾斜して配置された斜行補剛部材を備えること
   を特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
3. 左右の前記フロントピラー間をエンジンルームの上端部近傍で連結するバルクヘッドを備え、
   前記バルクヘッドは、底面部の前端部から上方へ延びた前壁部と、前記底面部の後端部から上方へ延びた後壁部と、前記前壁部の上端部と前記後壁部の上端部とを連結する連結部材を有すること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車体前部構造。
4. 前記バルクヘッドの一部に、該バルクヘッドを車幅方向に区画するセパレータを設けたこと
   を特徴とする請求項３に記載の車体前部構造。
5. 前記バルクヘッドの前記前壁部に、車幅方向にほぼ沿って延びた閉断面部を形成したこと
   を特徴とする請求項３又は請求項４に記載の車体前部構造。
6. 前記水平補剛部材の前記フロントピラー側の端部は、前記フロントピラーの外表面部に固定されるとともに、車両前方側へほぼ水平に突き出した突出面部を有するブラケットの前記突出面部に溶接されること
   を特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の車体前部構造。

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