JP2015067066A - エプロン構造 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンマウントブラケットが取り付けられたエプロンとサイドメンバとの結合部位に発生する応力を低減させる。
【解決手段】フロントフェンダーエプロン５０は、ビード７０を変形起点としてビード７０の上側部分が車両幅方向内側に傾くように変形するので、その分打点６０の上側部分（打点６０とビード７０との間の部位）の傾きが低減する（角度変化（α２）が小さい）。したがって、打点６０における変形（角度変化量）が低減し、打点６０に発生する応力が低減する。よって、打点６０に過大な応力が発生し、打点６０に亀裂が発生することが抑制される。
【選択図】図２

Description

本発明は、エプロン構造に関する。

特許文献１には、フロントサイドメンバとエプロンアッパメンバとを連結するスプリングサポートの車両上側部と、フロントサイドメンバの角部とを、ボディ側ブラケットで連結するとともに、ボディ側ブラケットにエンジンマウントを設けてエンジン側ブラケットを連結し、エンジンを支持するエンジン支持構造が開示されている（特許文献１参照）。

上記先行技術のように、エンジンマウントブラケットがサイドメンバとエプロンとに取り付けられた構成では、車両の走行中にエンジンマウントブラケットに入力される荷重によって、エプロンとサイドメンバとの結合部位が変形する。そして、エプロンとサイドメンバとの結合部位が過大に変形すると、結合部位に過大な応力が発生する怖れがあった。よって、この点おいて改善の余地があった。

特開２００７−２９０４１４号公報

本発明は、上記事実を鑑み、エンジンマウントブラケットが取り付けられたエプロンとサイドメンバとの結合部位に発生する応力を低減させるエプロン構造を提供することが目的である。

請求項１の発明は、車両前後方向に延在しエンジンマウントブラケットの下端部が取り付けられたサイドメンバの車両上下方向上側に配置され、前記サイドメンバに結合されると共に前記エンジンマウントブラケットの上端部が取り付けられたエプロンと、前記エプロンにおける前記サイドメンバとの結合部位と前記エンジンマウントブラケットの前記上端部との取付部位との間に設けられた変形起点部と、を備える。

請求項１に記載の発明によれば、サイドメンバとの結合部位とエンジンマウントブラケットの上端部との取付部位との間に設けられた変形起点部が起点となってエプロンが変形することで、結合部位の変形量が低減する。よって、エンジンマウントブラケットが取り付けられたエプロンとサイドメンバとの結合部位に発生する応力が低減する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構造において、前記変形起点部は、前記結合部位と前記取付部位とを結ぶ仮想線に交差するように前記エプロンに形成されたビード及びスリットの少なくとも一方である。

請求項２に記載の発明によれば、結合部位と取付部位とを結ぶ仮想線に交差するようにビード及びスリット少なくとも一方をエプロンに形成することで、コストの上昇を抑制しつつ、エンジンマウントブラケットが取り付けられたエプロンとサイドメンバとの結合部位に発生する応力が低減する。

請求項１に記載の発明によれば、エプロンに変形起点部が形成されていない構造と比較し、エンジンマウントブラケットが取り付けられたエプロンとサイドメンバとの結合部位に発生する応力を低減させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、コストの上昇を抑制しつつ、エンジンマウントブラケットが取り付けられたエプロンとサイドメンバとの結合部位に発生する応力を低減させることができる。

本発明の第一実施形態に係るエプロン構造が適用されたフロントフェンダーエプロンを備える車両の前部を示す斜視図である。 エンジンマウントブラケットを取り付ける前の状態のフロントフェンダーエプロンを車両幅方向内側から見た側面図である。 図２の３−３線に沿った断面図である。 本発明の第二実施形態に係るエプロン構造が適用されたフロントフェンダーエプロンを備える車両の前部を示し、エンジンマウントブラケットを取り付ける前の状態のエプロンを車両幅方向内側から見た図２に対応する側面図である。 図４の５−５線に沿った図３に対応する断面図である。 第一実施形態に係るエプロン構造が適用されたフロントフェンダーエプロンの変形状態を本発明が適用されていないフロントフェンダーエプロンの変形状態と比較して説明する説明図である。 （Ａ）は第一実施形態に係るエプロン構造が適用されたフロントフェンダーエプロンの応力分布図であり、（Ｂ）は本発明が適用されていないフロントフェンダーエプロンの応力分布図である。

＜第一実施形態＞
図１〜図３、図６、図７を用いて、本発明の第一実施形態に係るエプロン構造について説明する。なお、車両前後方向前方側を矢印ＦＲで示し、車両幅方向外側を矢印ＯＵＴで示し、車両上下方向上側を矢印ＵＰで示す。

図１に示すように、車両１２の前部には、図示していないエンジンを収容するエンジンルーム１４が設けられている。また、車両１２の前部における車両幅方向両端下部には、車両前後方向に延在する左右一対のフロントサイドメンバ２０が設けられている。

図３に示すように、フロントサイドメンバ２０は、車両幅方向外側が開口した断面ハット形状のサイドメンバインナ２２のフランジ部２２Ａとプレート状のサイドメンバアウタ２４とが結合されることによって閉断面構造が構成されている。また、サイドメンバインナ２２には、サイドメンバエクステンション２６が結合されている。

図２に示すように、サイドメンバインナ２２の上壁部２２Ｂには、後述するエンジンマウントブラケット４０（図１参照）を取り付けるための前側取付孔３２と後側取付孔３４とが、車両前後方向に間隔をあけて形成されている。

図１〜図３に示すように、フロントサイドメンバ２０の車両幅方向外側を構成するサイドメンバアウタ２４の上端部２４Ａには、本発明の第一実施形態に係るエプロン構造１０が適用されたパネル状のフロントフェンダーエプロン５０の下端部５０Ａが結合されている。フロントフェンダーエプロン５０はエンジンルーム１４の側壁の一部を構成し、フロントタイヤが収容されているホイールハウスホイールの形状に沿って形成されている。

図２に示すように、フロントフェンダーエプロン５０には、後述するエンジンマウントブラケット４０（図１参照）を取り付けるための取付部位の一例としての上側取付孔３６が形成されている。

なお、本実施形態においては、フロントサイドメンバ２０を構成するサイドメンバインナ２２とサイドメンバアウタ２４（図３参照）との結合、及びフロントサイドメンバ２０を構成するサイドメンバインナ２２とフロントフェンダーエプロン５０との結合は、それぞれスポット溶接によって結合されている。また、図２中の○（丸）印が、スポット溶接の打点を示している。

図１に示すように、フロントサイドメンバ２０の車両上下方向上側には、エンジンマウントブラケット４０が配置されている。エンジンマウントブラケット４０は、車両幅方向内側から見た外形形状が略三角形状とされ、下端部の車両前方側端部に前側取付部４２が形成され、下端部の車両後方側端部に後側取付部４４が形成され、上端部に上側取付部４６が形成されている。

そして、前側取付部４２及び後側取付部４４がフロントサイドメンバ２０のサイドメンバインナ２２の上壁部２２Ｂの前側取付孔３２及び後側取付孔３４（図２参照）に取り付けられ、上側取付部４６がフロントフェンダーエプロン５０の上側取付孔３６（図２参照）に、取り付けられている。なお、それぞれ図示していないボルト及びナットによって固定されている。

また、エンジンマウントブラケット４０には、車両上下方向に貫通する筒状の支持部４８が形成され、この支持部４８に図示していないエンジンが取り付けられ支持されている。

図１に示すエンジンマウントブラケット４０の車両幅方向外側（裏側）に位置するフロントフェンダーエプロン５０の一般面には、図２及び図３に示すように、車両幅方向内側に凸となったビード７０が、車両前後方向に沿って形成されている。

図２に示すように、ビード７０は、エンジンマウントブラケット４０の上側取付部４６（図１参照）が取り付けられる上側取付孔３６と、フロントサイドメンバ２０のサイドメンバアウタ２４の上端部２４Ａとフロントフェンダーエプロン５０の下端部５０Ａ（図３参照）とがスポット溶接された結合部位の一例としての打点６０と、の間に、これら上側取付孔３６と打点６０とを結ぶ仮想線Ｋ１に交差するように形成されている。また、ビード７０の車両前後方向の範囲Ｌは、打点６０の径（車両前後方向の幅）よりも広くなるように形成されている。

なお、打点６０は、フロントサイドメンバ２０のサイドメンバアウタ２４とフロントフェンダーエプロン５０の下端部５０Ａとがスポット溶接された複数の打点のうち、後述するビード７０が形成されていない比較例のフロントフェンダーエプロン５１（図６、図７（Ｂ）を参照）において、最も大きく変形する打点であり、また、最も大きな応力が発生する打点である。

具体的には、打点６０はエンジンマウントブラケット４０の上側取付部４６（図１参照）が取り付けられる上側取付孔３６と、エンジンマウントブラケット４０の後側取付部４４（図１参照）が取り付けられる後側取付孔３４と、を結ぶ仮想線Ｋ２に最も近く、且つ最も車両上下方向の上方に位置する打点である。

（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

図１に示すように、車両１２の急発進及び急制動によって、図示してないエンジンを支持するエンジンマウントブラケット４０に車両前後方向の荷重Ｆ１が入力される。これにより、フロントサイドメンバ２０に取り付けられたエンジンマウントブラケット４０の下端部の後側取付部４４に車両上下方向上向きの反力Ｆ２が発生する。

この反力Ｆ２によってエンジンマウントブラケット４０の上側取付部４６が取り付けられた上側取付孔３６が車両前後方向の下方側に変位し、これによりフロントフェンダーエプロン５０が車両幅方向内側に傾くように変形する。

ここで、図６には、本実施形態のエプロン構造１０が適用されたフロントフェンダーエプロン５０が変形した状態と、ビード７０が形成されていない比較例のフロントフェンダーエプロン５１（図７（Ｂ）参照）が変形した状態と、がそれぞれ模式的に図示されている。なお、比較例のフロントフェンダーエプロン５１は、ビード７０が形成されていないこと以外は、本実施形態のフロントフェンダーエプロン５０と同様の構造である（図７（Ａ）と図７（Ｂ）とを比較参照）。

ビード７０が形成されていない比較例のフロントフェンダーエプロン５１（図７（Ｂ）参照）は、打点６０の上側部分５１Ｂが車両幅方向内側に大きく傾くように変形する（角度変化（α１）が大きい）。

これに対して、本実施形態のフロントフェンダーエプロン５０は、ビード７０を変形起点としてビード７０の上側部分５０Ｃが車両幅方向内側に傾くように変形するので、その分打点６０の上側部分５０Ｂ（打点６０とビード７０との間の部位）の傾きが低減する（角度変化（α２）が小さい）。したがって、打点６０の変形（角度変化量）が低減し、打点６０に発生する応力が低減する。よって、打点６０に過大な応力が発生し、打点６０に亀裂が発生することが抑制される。

また、図７には、本実施形態のフロントフェンダーエプロン５０（図７（Ａ））と、ビード７０が形成されていない比較例のフロントフェンダーエプロン５１（図７（Ｂ））と、におけるコンピューター解析による応力分布が示されている。なお、ドットが密である（濃い）ほど、応力が大きいことを表している。

この図７をみると判るように、図７（Ｂ）に示す比較例のフロントフェンダーエプロン５１は、打点６０に高い応力が発生している（図中のＧ部を参照）。これに対して、図７（Ａ）に示す本実施形態のフロントフェンダーエプロン５０は、打点６０に発生する応力が低減している。なお、計算上は、応力が約２０％低減し、耐久強度が約１．９倍に延長される。

また、図５に示すように、フロントフェンダーエプロン５０は車両幅方向内側に倒れるように変形する。よって、本実施形態のように、ビード７０を車両幅方向内側に凸とすることで、反対側（車両幅方向外側）に凸とする場合と比較し、ビード７０を変形起点としてフロントフェンダーエプロン５０が車両幅方向内側により倒れるように変形する。

なお、ビード７０は低コストで形成することができ、またビード７０を形成してもフロントフェンダーエプロン５０の重量は増加しない。よって、ビード７０を形成することで、低コストで重量を増加させることなく、打点６０に発生する応力を低減させることができる。

また、フロントフェンダーエプロン５０は、ビード７０を変形起点に局所的に変形するので、変形によるフロントフェンダーエプロン５０全体の剛性低下は小さい。また、エンジンマウントブラケット４０が取り付けられている上側取付孔３６の近傍の変形量が低減し、ＮＶ性能（ノイズ・アンド・バイブレーション性能）が向上する

（その他）
なお、本実施形態では、フロントフェンダーエプロン５０には車両幅方向内側に凸となるビード７０が一つ形成されていたが、これに限定されない。複数のビードが形成されていてもよい。また、車両幅方向外側に凸となるビードが形成されていてもよい。また、車両幅方向内側に凸となるビード７０と車両幅方向外側に凸となるビードとを近接して形成し、断面が波形状（Ｓ字形状）になるように形成してもよい。

＜第二実施形態＞
図４及び図５を用いて、本発明の第二実施形態に係るエプロン構造について説明する。なお、第一実施形態と同一の部材には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図４及び図５に示すように、本実施形態のエプロン構造８０では、エンジンマウントブラケット４０（図１参照）の車両幅方向外側（裏側）に位置するフロントフェンダーエプロン５０の一般面に、スリット（長穴）８２が車両前後方向に沿って形成されている。

図４に示すように、スリット８２は、エンジンマウントブラケット４０の上側取付部４６（図１参照）が取り付けられる上側取付孔３６と、フロントサイドメンバ２０のサイドメンバアウタ２４の上端部２４Ａとフロントフェンダーエプロン５０の下端部５０Ａ（図４参照）とがスポット溶接された打点６０と、の間に、これら上側取付孔３６と打点６０とを結ぶ仮想線Ｋ１に交差するように形成されている。また、スリット８２の車両前後方向の範囲Ｌは、打点６０の径（車両前後方向の幅）よりも広くなるように形成されている。

図３及び図４に示すように、スリット８２はバーリング加工され、外縁部には車両幅方向内側に立ち上がるバーリング（フランジ）８４が形成されている。

（作用及び効果）
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

本実施形態のエプロン構造８０では、フロントフェンダーエプロン５０は、スリット８２を変形起点としてスリット８２の上側部分５０Ｃ（図６参照）が車両幅方向内側に傾くように変形するので、その分打点６０の上側部分５０Ｂ（打点６０とスリット８２との間の部位）（図６参照）の傾きが低減する（角度変化が小さい）。したがって、打点６０の変形（角度変化量）が低減し、打点６０に発生する応力が低減する。よって、打点６０に過大な応力が発生し、打点６０に亀裂が発生することが抑制される。

なお、スリット８２は低コストで形成することができ、またスリット８２を形成してもフロントフェンダーエプロン５０の重量は増加しない。よって、スリット８２を形成することで、低コストで重量を増加させることなく、打点６０に発生する応力を低減させることができる。

また、フロントフェンダーエプロン５０は、スリット８２を変形起点に局所的に変形するので、変形によるフロントフェンダーエプロン５０全体の剛性低下は小さい。また、エンジンマウントブラケット４０が取り付けられている上側取付孔３６の近傍の変形量が低減し、ＮＶ性能（ノイズ・アンド・バイブレーション性能）が向上する。

なお、フロントフェンダーエプロン５０がスリット８２を変形起点として変形すると、スリット８２の外縁部に応力が集中する。しかし、スリット８２の外縁部はバーリング８４によって補強されているので、応力が集中することよるスリット８２を起点する亀裂の発生が抑制されている。

（その他）
なお、本実施形態では、フロントフェンダーエプロン５０には、外縁部に車両幅方向内側に立ち上がるバーリング８４が形成されたスリット８２が一つ形成されていたが、これに限定されない。複数のスリットが形成されていてもよい。また、バーリング８４は車両幅方向外側に立ち上がっていてもよい。

また、本実施形態では、バーリング８４は、スリット８２の外縁部の全周に亘って形成されていたが、これに限定されない。スリット８２の外縁部の一部にのみバーリングが形成されていてもよい。例えば、スリット８２の外縁部における応力が集中する部位、例えば、スリット８２の長手方向の両端部にのみバーリングを形成してもよい。また、応力が集中してもスリット８２を起点する亀裂が発生しない場合は、バーリング８４が形成されていなくてもよい。

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、第一実施形態のビード７０と第二実施形態のスリット８２との両方をフロントフェンダーエプロンに形成してもよい。

また、上記実施形態では、ビード７０及びスリット８２は、車両前後方向に沿って略水平に形成されているが、これに限定されない。ビード７０及びスリット８２は、仮想線Ｋ１に交差するように形成されていれば、水平に対して角度を持って形成されていてもよい。

また、上記実施形態では、変形起点部は、ビード又はスリットであったが、これに限定されるものではない。変形の起点となってエプロンが変形することでエプロンとサイドメンバとが結合された結合部位の変形が低減し発生する応力が低減されるように構成された変形起点部であればよい。

また、上記実施形態では、車両前部にエンジンが配置された車両に本発明を適用したが、これに限定されない。車両前後方向中心部にエンジンが配置された車両（所謂ミッドシップ）や車両後部にエンジンが配置された車両にも本発明を適用することができる。

なお、上述の複数の実施形態は、適宜、組み合わされて実施可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

１０ エプロン構造
２０ サイドメンバ
３６ 上側取付孔（取付部位）
４０ エンジンマウントブラケット
５０ エプロン
６０ 打点（結合部位）
７０ ビード（変形起点部）
８０ エプロン構造
８２ スリット（変形起点部）
Ｋ１ 仮想線

Claims (2)

1. 車両前後方向に延在しエンジンマウントブラケットの下端部が取り付けられたサイドメンバの車両上下方向上側に配置され、前記サイドメンバに結合されると共に前記エンジンマウントブラケットの上端部が取り付けられたエプロンと、
   前記エプロンにおける前記サイドメンバとの結合部位と前記エンジンマウントブラケットの前記上端部との取付部位との間に設けられた変形起点部と、
   を備えるエプロン構造。
2. 前記変形起点部は、前記結合部位と前記取付部位とを結ぶ仮想線に交差するように前記エプロンに形成されたビード及びスリットの少なくとも一方である請求項１に記載のエプロン構造。

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