JP2015116980A

JP2015116980A - 車両前部構造

Info

Publication number: JP2015116980A
Application number: JP2013262939A
Authority: JP
Inventors: 豪林; Takeshi Hayashi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2015-06-25
Anticipated expiration: 2033-12-19
Also published as: US20150175215A1; KR20150072340A; KR101647564B1; JP5888316B2; US9221497B2

Abstract

【課題】前輪に入力された衝突荷重を車体のフロアに支持させることができる車両前部構造を得る。
【解決手段】車両の前部１０には、フロントサイドメンバ１２と、アッパメンバ１４と、サスペンションタワー１６と、が設けられている。また、サスペンションタワー１６には、アッパメンバ１４に接合される第１接合部Ａ１と、フロントサイドメンバ１２に接合される第２接合部Ｂ１と、第２接合部Ｂ１よりも車両前方側に配置されていると共にフロントサイドメンバ１２に接合される第３接合部Ｃ１と、が設けられている。第２接合部Ｂ１は、アッパメンバ１４と第１接合部Ａ１との接合強度よりも低い接合強度でフロントサイドメンバ１２に接合されている。また、第３接合部Ｃ１は、フロントサイドメンバ１２と第２接合部Ｂ１との接合強度よりも低い接合強度でフロントサイドメンバ１２に接合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両前部構造に関する。

下記特許文献１には、車両前部におけるクラッシュストロークを確保することによって前面衝突による衝突エネルギーの吸収性能を確保した車両前部構造が開示されている。この文献に記載された技術によれば、前面衝突による衝突荷重がフロントタイヤに伝達された際にタイロッドを折り曲げて前輪を回動させることによって、前輪がサイドシルに当接することを抑制している。前輪がサイドシルに当接しなくなる、或いは、前輪がサイドシルに当接するまでの距離を長くすることによってクラッシュストロークを確保している。また、下記特許文献１に記載された車両前部構造では、タイロッド屈曲部材を車体側に設けて、タイロッドがタイロッド屈曲部材に当接することによって当該タイロッドを屈曲させている。

特開平５−８５４１４号公報

上記特許文献１に記載された車両前部構造は、車両の前部におけるクラッシュストロークを確保することができるという観点では有用な技術ではあるが、前輪に入力された衝突荷重をロッカに支持させるという観点では改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、前輪に入力された衝突荷重をロッカに支持させることができる車両前部構造を得ることが目的である。

請求項１記載の車両前部構造は、車両前部において車両前後方向に延びるフロントサイドメンバと、前記フロントサイドメンバの車幅方向外側に配置され車両前後方向に延びるアッパメンバと、前記フロントサイドメンバと前記アッパメンバとの間に架け渡されており、車両のフロアの側部に配置され車両前後方向に延びるロッカの車両前方側に配置された前輪を支持するアームが取付けられる被取付部と、前記アッパメンバに接合される第１接合部と、前記アッパメンバと前記第１接合部との接合強度よりも低い接合強度で前記フロントサイドメンバに接合される第２接合部と、前記第２接合部よりも車両前方側に配置されていると共に前記フロントサイドメンバと前記第２接合部との接合強度よりも低い接合強度で前記フロントサイドメンバに接合される第３接合部と、を有するサスペンションタワーと、を備えている。

請求項１記載の車両前部構造によれば、前面衝突による荷重が前輪に入力されると、当該荷重はアームを介してサスペンションタワーに伝達される。また、サスペンションタワーに伝達された荷重が所定値を超えると、先ずサスペンションタワーの第３接合部がフロントサイドメンバから剥がれる又は変形する。すると、前輪が車両平面視で一方側に回動する、即ち、前輪の前端が車幅方向外側に移動するように回動する。次いで、サスペンションタワーの第２接合部がフロントサイドメンバから剥がれる又は変形する。すると、前輪が車両平面視で他方側に回動する、即ち、前輪の後端が車幅方向外側に移動するように回動する。これにより、サスペンションタワーの第３接合部がフロントサイドメンバから剥がれる又は変形することによって生じる前輪の回動角度の変化を、サスペンションタワーの第２接合部がフロントサイドメンバから剥がれる又は変形することによって生じる前輪の回動角度の変化によってキャンセルすることができる。これにより、衝突荷重が入力されることによって車両後方側に移動する前輪をロッカの前端に当接させることができる。

請求項２記載の車両前部構造は、車両前部において車両前後方向に延びるフロントサイドメンバと、前記フロントサイドメンバの車幅方向外側に配置され車両前後方向に延びるアッパメンバと、前記フロントサイドメンバと前記アッパメンバとの間に架け渡されており、車両のフロアの側部に配置され車両前後方向に延びるロッカの車両前方側に配置された前輪を支持するアームが取付けられる被取付部と、前記アッパメンバに接合される第１接合部と、前記フロントサイドメンバに接合される第２接合部と、前記第２接合部よりも車両前方側に配置されていると共に前記フロントサイドメンバに接合される第３接合部と、を有するサスペンションタワーと、を備え、前記サスペンションタワーにおける前記第１接合部側の剛性が、前記サスペンションタワーにおける前記第２接合部側の剛性よりも高く設定されており、前記サスペンションタワーにおける前記第２接合部側の剛性が、前記サスペンションタワーにおける前記第３接合部側の剛性よりも高く設定されている。

請求項２記載の車両前部構造によれば、前面衝突による荷重が前輪に入力されると、当該荷重はアームを介してサスペンションタワーに伝達される。また、サスペンションタワーに伝達された荷重が所定値を超えると、先ずサスペンションタワーの第３接合部側の部位が変形する。すると、前輪が車両平面視で一方側に回動する、即ち、前輪の前端が車幅方向外側に移動するように回動する。次いで、サスペンションタワーの第２接合部側の部位が変形する。すると、前輪が車両平面視で他方側に回動する、即ち、前輪の後端が車幅方向外側に移動するように回動する。これにより、サスペンションタワーの第３接合部側の部位が変形することによって生じる前輪の回動角度の変化を、サスペンションタワーの第２接合部側の部位が変形することによって生じる前輪の回動角度の変化によってキャンセルすることができる。これにより、衝突荷重が入力されることによって車両後方側に移動する前輪をロッカの前端に当接させることができる。

請求項３記載の車両前部構造は、請求項１又は請求項２記載の車両前部構造において、前記第１接合部、前記第２接合部及び前記第３接合部の接合強度が、溶接打点の数によって調整されている。

請求項４記載の車両前部構造は、請求項１又は請求項２記載の車両前部構造において、前記第１接合部、前記第２接合部及び前記第３接合部の接合強度が、レーザー溶接が施される範囲によって調整されている。

請求項３又は請求項４記載の車両前部構造によれば、第１接合部、第２接合部及び第３接合部の接合強度を容易に調整することができる。

請求項１及び請求項２記載の車両前部構造は、前輪に入力された衝突荷重をロッカに支持させることができる、という優れた効果を有する。

第１実施形態に係る車両の前部の車幅方向一方側を示す平面図である。第１実施形態に係る車両の前部の車幅方向一方側をエンジンルーム内から見た側面図である。第２実施形態に係る車両の前部の車幅方向一方側を示す図１に対応する平面図である。

（第１実施形態）
図１及び図２を用いて、本発明の第１実施形態に係る車両前部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。また、以下の説明で、単に前後、上下の方向を示す場合は、車両前後方向の前後、車両上下方向の上下を示すものとする。

図１及び図２に示されるように、本実施形態の車両前部構造が適用された車両の前部１０には、車幅方向に間隔を空けて配置された一対のフロントサイドメンバ１２と、フロントサイドメンバの車幅方向外側に配置されたアッパメンバ１４と、フロントサイドメンバ１２とアッパメンバ１４との間に架け渡されたサスペンションタワー１６と、が設けられている。また、車両の前部１０には、左右一対の前輪１８が設けられており、この前輪１８は、車体のフロアの両側部に配置され車両前後方向に延びるロッカ２０の車両前方側に配置されている。

（フロントサイドメンバ１２）
フロントサイドメンバ１２は、左右の前輪１８の間に配置され車両前後方向に延びると共に車両平面視での断面が矩形状に形成されている。具体的には、フロントサイドメンバ１２におけるエンジンルームＥ内に配置されている部位は、車両上下方向を板厚方向として車両前後方向に延在する頂壁部２２と、頂壁部２２の車幅方向の両端から車両下方側に向けてそれぞれ伸びる側壁部２４，２６と、側壁部２４の下端と側壁部２６の下端とを車幅方向に繋ぐ底壁部２８と、を備えている。

（アッパメンバ１４）
アッパメンバ１４は、車両前後方向に延びると共に車両正面視での断面が矩形状に形成されており、このアッパメンバ１４は、車両側面視でフロントサイドメンバ１２の上方側に配置されていると共に後端部がフロントピラー１５に接合された第１延在部３０と、第１延在部３０の前端から車両下方側に傾斜して延びると共に前端部がガセット３４を介してフロントサイドメンバ１２の前端部に接合された第２延在部３２と、を有して構成されている。第１延在部３０は、車両上下方向を板厚方向として車両前後方向に延在する頂壁部３６と、頂壁部３６の車幅方向の両端から車両下方側に向けてそれぞれ伸びる側壁部３８，４０と、側壁部３８の下端と側壁部４０の下端とを車幅方向に繋ぐ底壁部４２と、を有して構成されている。

（サスペンションタワー１６）
サスペンションタワー１６は、鋼板材にプレス加工等が施されることによって形成されており、このサスペンションタワー１６は、エンジンルームＥ側に向けて凸状に形成されている。具体的には、サスペンションタワー１６は、図示しないコイルオーバの一部を構成するショックアブソーバの上端部が固定されるコイルオーバ支持部４４を備えている。また、サスペンションタワー１６におけるコイルオーバ支持部４４の前方側及び後方側には、それぞれアームとしてのアッパアーム４６が取付けられる被取付部としての前側被取付部４８及び後側被取付部５０がそれぞれ設けられている。前輪１８が図示しないハブ、ナックルアーム、ロアアーム及びアッパアーム４６等を介して車体に支持されるようになっている。

また、サスペンションタワー１６は、アッパメンバ１４の第１延在部３０の頂壁部３６に接合される第１フランジ部５２と、フロントサイドメンバ１２の側壁部２４に接合される第２フランジ部５４と、フロントサイドメンバ１２の頂壁部２２に接合される第３フランジ部５６と、フロントサイドメンバ１２の側壁部２４に接合されると共に第２フランジ部５４及び第３フランジ部５６よりも車両前方側に配置された第４フランジ部５８と、を備えている。

ここで、第１フランジ部５２を第１接合部Ａ１、第２フランジ部５４及び第３フランジ部５６の車両後方側の部位５６Ａを第２接合部Ｂ１、第３フランジ部５６の車両前方側の部位５６Ｂ及び第４フランジ部５８を第３接合部Ｃ１とすると、第２接合部Ｂ１は、アッパメンバ１４と第１接合部Ａ１との接合強度よりも低い接合強度でフロントサイドメンバ１２に接合されている。また、第３接合部Ｃ１は、フロントサイドメンバ１２と第２接合部Ｂ１との接合強度よりも低い接合強度でフロントサイドメンバ１２に接合されている。なお、第１接合部Ａ１、第２接合部Ｂ１及び第３接合部Ｃ１のアッパメンバ１４又はフロントサイドメンバ１２への接合強度は、レーザー溶接の範囲やスポット溶接の打点間隔、リベットの間隔等によって調整されている。

（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

本実施形態の車両前部構造によれば、前面衝突による荷重が前輪１８に入力されると、当該荷重はアッパアーム４６を介してサスペンションタワー１６に伝達される。また、サスペンションタワー１６に伝達された荷重が所定値を超えると、先ずサスペンションタワー１６の第３接合部Ｃ１がフロントサイドメンバ１２から剥がれる又は変形する。すると、前輪１８が車両平面視で一方側に回動する、即ち、前輪１８の前端が車幅方向外側に移動するように回動する。次いで、サスペンションタワー１６の第２接合部Ｂ１がフロントサイドメンバ１２から剥がれる又は変形する。すると、前輪１８が車両平面視で他方側に回動する、即ち、前輪１８の後端が車幅方向外側に移動するように回動する。これにより、サスペンションタワー１６の第３接合部Ｃ１がフロントサイドメンバ１２から剥がれる又は変形することによって生じる前輪１８の回動角度の変化を、サスペンションタワー１６の第２接合部Ｂ１がフロントサイドメンバ１２から剥がれる又は変形することによって生じる前輪の回動角度の変化によってキャンセルすることができる。これにより、衝突荷重が入力されることによって車両後方側に移動する前輪１８をロッカ２０の前端に当接させることができる。すなわち、本実施形態では、前輪１８に入力された衝突荷重を車体のフロアに支持させることができる。

（第２実施形態）
図３を用いて、本発明の第２実施形態に係る車両前部構造について説明する。なお、第１実施形態と同一部材及び同一の機能を有する部分については第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

図３に示されるように、本実施形態の車両前部構造は、サスペンションタワー１６における第１接合部Ａ１側の剛性（二点鎖線Ａ２で囲まれた部位の剛性）が、サスペンションタワー１６における第２接合部Ｂ１側の剛性（二点鎖線Ｂ２で囲まれた部位の剛性）よりも高く設定されていると共に、サスペンションタワー１６における第２接合部Ｂ１側の剛性が、サスペンションタワー１６における第３接合部Ｃ１側の剛性（二点鎖線Ｃ２で囲まれた部位の剛性）よりも高く設定されていることに特徴がある。なお、サスペンションタワー１６の各部の剛性は、ビードや肉抜孔等が当該サスペンションタワー１６に形成されることによって調整されている。

本実施形態の車両前部構成によれば、サスペンションタワー１６に伝達された前面衝突による荷重が所定値を超えると、先ずサスペンションタワー１６の第３接合部Ｃ１側の部位が変形する。すると、前輪１８が車両平面視で一方側に回動する。次いで、サスペンションタワー１６の第２接合部Ｂ１側の部位が変形する。すると、前輪１８が車両平面視で他方側に回動する。これにより、サスペンションタワー１６の第３接合部Ｃ１側の部位が変形することによって生じる前輪の回動角度の変化を、サスペンションタワー１６の第２接合部Ｂ１側の部位が変形することによって生じる前輪の回動角度の変化によってキャンセルすることができる。これにより、衝突荷重が入力されることによって車両後方側に移動する前輪１８をロッカ２０の前端に当接させることができる。すなわち、本実施形態では、前輪１８に入力された衝突荷重を車体のフロアに支持させることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０車両の前部
１２フロントサイドメンバ
１４アッパメンバ
１６サスペンションタワー
１８前輪
２０ロッカ
４６アッパアーム（アーム）
４８前側被取付部（被取付部）
５０後側被取付部（被取付部）
Ａ１第１接合部
Ｂ１第２接合部
Ｃ１第３接合部

Claims

車両前部において車両前後方向に延びるフロントサイドメンバと、
前記フロントサイドメンバの車幅方向外側に配置され車両前後方向に延びるアッパメンバと、
前記フロントサイドメンバと前記アッパメンバとの間に架け渡されており、車両のフロアの側部に配置され車両前後方向に延びるロッカの車両前方側に配置された前輪を支持するアームが取付けられる被取付部と、前記アッパメンバに接合される第１接合部と、前記アッパメンバと前記第１接合部との接合強度よりも低い接合強度で前記フロントサイドメンバに接合される第２接合部と、前記第２接合部よりも車両前方側に配置されていると共に前記フロントサイドメンバと前記第２接合部との接合強度よりも低い接合強度で前記フロントサイドメンバに接合される第３接合部と、を有するサスペンションタワーと、
を備えた車両前部構造。
車両前部において車両前後方向に延びるフロントサイドメンバと、
前記フロントサイドメンバの車幅方向外側に配置され車両前後方向に延びるアッパメンバと、
前記フロントサイドメンバと前記アッパメンバとの間に架け渡されており、車両のフロアの側部に配置され車両前後方向に延びるロッカの車両前方側に配置された前輪を支持するアームが取付けられる被取付部と、前記アッパメンバに接合される第１接合部と、前記フロントサイドメンバに接合される第２接合部と、前記第２接合部よりも車両前方側に配置されていると共に前記フロントサイドメンバに接合される第３接合部と、を有するサスペンションタワーと、
を備え、
前記サスペンションタワーにおける前記第１接合部側の剛性が、前記サスペンションタワーにおける前記第２接合部側の剛性よりも高く設定されており、
前記サスペンションタワーにおける前記第２接合部側の剛性が、前記サスペンションタワーにおける前記第３接合部側の剛性よりも高く設定されている車両前部構造。
前記第１接合部、前記第２接合部及び前記第３接合部の接合強度が、溶接打点の数によって調整されている請求項１又は請求項２記載の車両前部構造。
前記第１接合部、前記第２接合部及び前記第３接合部の接合強度が、レーザー溶接が施される範囲によって調整されている請求項１又は請求項２記載の車両前部構造。