JP2017170955A - 車体前部構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車体前部構造1は、車両の前後方向に延設されるフロントサイドフレーム2と、フロントサイドフレーム2の前端部に取り付けられフロントバルクヘッド3の縦枠部50と、を備え、フロントサイドフレーム2は、当該フロントサイドフレーム2の前端部となる軸圧壊許容部10と、軸圧壊許容部10の後端部に取り付けられる折曲変形許容部20と、を備え、縦枠部50は、軸圧壊許容部10の車幅方向内側に取り付けられているとともに、内壁部51、前壁部52及び後壁部を備えて軸圧壊許容部10の内壁部へ向かって開放された開放断面構造を呈し、内壁部51には、孔部51b,51dが形成されている
【選択図】 図4
Description
また、フロントバルクヘッドが軸圧壊許容部の車幅方向内側に設けられているので、車体の前後方向の小型化を実現することができる。
また、縦枠部のフロントサイドフレームよりも下方が閉断面構造を呈するので、軸圧壊許容部の軸圧壊を阻害することなく、フロントバルクヘッドが接地した際の接地荷重に対する剛性を向上することができる。
また、車体前部構造は、前延長部及び後延長部を備えるので、接地荷重を縦枠部の前壁部及び後壁部からフロントサイドフレームへ好適に伝達することができる。
また、後締結部及び前締結部によってフロントバルクヘッドとフロントサイドフレームとがボルト締結されているので、車両が水平面と傾斜面との間の屈曲路面を走行する場合にフロントバルクヘッドの下端部が路面に接地しても、フロントバルクヘッドが前方に倒れることを抑制することができる。
図1から図3に示すように、本発明の実施形態に係る車両の車体前部構造1は、左右一対のフロントサイドフレーム2,2と、左右一対のフロントサイドフレーム2,2の前端部に取り付けられているフロントバルクヘッド3と、左右一対のフロントサイドフレーム2,2の前端部間に架設されているバンパビーム4と、バンパビーム4の前面に取り付けられている衝撃吸収部材5と、を備える。
左右一対のフロントサイドフレーム(フロントサイドメンバともいう)2,2は、それぞれ前後方向に延設されている金属製の構造部材である。フロントサイドフレーム2,2は、例えば断面コ字形状を呈する圧延鋼板を組み合わせることによって中空構造に形成されている。
軸圧壊許容部10は、フロントサイドフレーム2の前部を構成する部材であって、材料、厚み等の選択によって折曲変形許容部20よりも脆弱に構成されている部材である。
車両の前突時において、軸圧壊許容部10は、前突荷重F1によって当該軸圧壊許容部10の軸方向に圧壊する。
折曲変形許容部20は、フロントサイドフレーム2の中央部及び後部を構成する部材であって、材料、厚み等の選択によって軸圧壊許容部10よりも高剛性に構成されている部材である。
折曲変形許容部20の後部の外壁部には、ダンパハウジング6が溶接等によって接合されている(図3参照)。
かかるダンパハウジング6は、平面視で車幅方向外側に開口を有する略U字形状を呈しており、その内部には、車両の前輪が懸架されるダンパが収容されている。
車両の前突時において、折曲変形許容部20は、当該折曲変形許容部20の屈曲形状、ダンパハウジング6等といった他部材との組付の影響等によって、前突荷重F1によって平面視で蛇腹状、すなわち、山と谷とが交互に現れるように折曲変形する(図3の太点線を参照)。
フランジ部材30は、軸圧壊許容部10の前端部に取り付けられている金属製部材である。
フランジ部材30は、外壁部、上壁部及び下壁部によって正面視コ字形状を呈する基部31と、基部31の前端部から当該矩形筒部31の外方(上方、車幅方向外方、下方)に延設されるフランジ部32と、を一体的に備える。基部31は、別部材を介した溶接等によって軸圧壊許容部10の前端部に接合されている。
フランジ部32の上部は、上側のナット付前フランジ部33を構成している。上側のナット付前フランジ部33には、ボルトB挿通用の孔部33aが形成されているとともに、当該孔部33aの後側にナットNが取り付けられている。
フランジ部32の下部は、下側のナット付前フランジ部34を構成している。下側のナット付前フランジ部34には、ボルトB挿通用の孔部34aが形成されているとともに、当該孔部34aの後側にナットNが取り付けられている。
また、フランジ部32の中間部には、ボルトB挿通用の孔部32aが形成されているとともに、当該孔部32aの後側にナットNが取り付けられている。
ナット付後ブラケット部材40は、軸圧壊許容部10のフランジ部材30のフランジ部32よりも後方となる部位に取り付けられている金属製部材である。
図6及び図7に示すように、ナット付後ブラケット部材41は、軸圧壊許容部10の上壁部又は下壁部に取り付けられる基端部41と、基端部41の前端部から上下方向の一方に延設されている取付部42と、基端部41及び取付部42の車幅方向一端部から後方に延設されている側壁部43と、を一体的に備える金属製部材である。
取付部42には、ボルトB挿通用の孔部42aが形成されているとともに、当該孔部42aの後側にナットNが取り付けられている。
側壁部43は、基端部41と取付部42との間の屈曲部を跨いで設けられており、側面視でL字形状を呈する。
図2に示すように、フロントバルクヘッド3は、正面視で矩形枠形状を呈する金属製の構造部材である。
フロントバルクヘッド3は、左右一対の縦枠部50,50と、左右一対の縦枠部50,50間に架設されている上下一対の横枠部60,60と、を備える。
上側の横枠部60は、縦枠部50,50の上端部間に架設されており、下側の横枠部60は、縦枠部50,50の下端部間に架設されている。本実施形態において、上側の横枠部60は、閉断面構造を呈しており、下側の横枠部60は、開放断面形状を呈している。
図4に示すように、縦枠部50は、内壁部51と、前壁部52と、後壁部53と、外壁部54と、を備える。
内壁部51、前壁部52及び後壁部53は、縦枠部50の上下方向全体にわたって設けられており、外壁部54は、縦枠部50のうち、フロントサイドフレーム2よりも下方に設けられている。
すなわち、縦枠部50は、フロントサイドフレーム2よりも下方においては、内壁部51、前壁部52、後壁部53及び外壁部54によって閉断面形状を呈している。
また、縦枠部50は、フロントサイドフレーム2と同じ高さ及びそれよりも上方においては、内壁部51、前壁部52及び外壁部54によって開放断面形状を呈している。
前延長部55は、前壁部52と一体に形成されており、後延長部56は、後壁部53又は外壁部54に溶接等によって接合された別部材によって形成されている。
上側の前延長部55には、孔部33aに対応する位置にボルトB挿通用の孔部55aが形成されている。下側の前延長部55には、孔部34aに対応する位置にボルトB挿通用の孔部55aが形成されている。
上側の後延長部56には、上側のナット付後ブラケット部材40の孔部42aに対応する位置にボルトB挿通用の孔部56aが形成されている。下側の後延長部56には、下側のナット付後ブラケット部材40の孔部42aに対応する位置にボルトB挿通用の孔部56aが形成されている。
内壁部51において、前後一対のビード部51a,51a間は、前後一対のビード部51a,51a外よりも車幅方向外方に位置する。
内壁部51の前後一対のビード部51a,51a間には、縦長形状を呈する複数の孔部(開口部)51b,51bが形成されている。
一つの孔部51bは、フロントサイドフレーム2の軸圧壊許容部10と同じ高さに形成されている。
換言すると、前側のビード部51aは、前壁部52と凹部51cの前側の上下方向に延びる稜線との間に構成されており、後側のビード部51aは、後壁部53と凹部51cの後側の上下方向に延びる稜線との間に構成されている。
孔部51dは、位置決め用の丸孔であり、車両の前突時には、孔部51bと同様に前後方向に潰れるように変形する。
外壁部54において、前後一対のビード部54a,54a間となる凹部は、前後一対のビード部54a,54aよりも車幅方向内方に位置する。
換言すると、前側のビード部54aは、前側のフランジ部57(後記する)と凹部の前側の上下方向に延びる稜線との間に構成されており、後側のビード部54aは、後側のフランジ部57と凹部の後側の上下方向に延びる稜線との間に構成されている。
内壁部51、前壁部52、後壁部53及び前延長部55は、車幅方向外側に開口を有する本体部材50Aによって構成されており、外壁部54は、蓋部材50Bによって構成されている。
図8に示すように、蓋部材50Bは、外壁部54の前後端部のそれぞれから車幅方向外方へ延設されているフランジ部57,57を備えている。
前側のフランジ部57は、前壁部52の後側に配置されて当該前壁部52と溶接等によって接合されている。
後側のフランジ部57は、後壁部53の前側に配置されて当該後壁部53と溶接等によって接合されている。
図1に示すように、車体前部構造1は、左右一対の脆弱部70,70を備える。
脆弱部70は、縦枠部50の下端部に取り付けられている金属製部材である。
脆弱部70は、材料、厚み等の選択によって縦枠部50よりも脆弱に構成されている部材である。
本実施形態において、脆弱部70は、金属製薄板を折曲加工することによって略筐体形状とし、当該略筐体形状を呈する部材を溶接等によって縦枠部50の下端部(前壁部52、後壁部53等)に接合することによって構成されている。
車両のフロントバルクヘッド3接地時において、脆弱部70は、接地荷重F2によって潰れるように圧壊する。
図1に示すように、バンパビーム4は、左右一対のフロントサイドフレーム2,2と同じ高さにおいて、左右一対の縦枠部50,50間に架設されている金属製部材である。また、衝撃吸収部材5は、バンパビーム4の前面に取り付けられており、車両の前突時に積極的に変形して衝撃を吸収することによって衝突物を保護するための金属製又は樹脂製部材である。
固定部材80は、縦枠部50の前壁部52に溶接等によって接合される基部81と、基部81にボルト締結される平板部82と、を備える。
バンパビーム4の左端部は固定部材80の平板部82にボルト締結されている。
バンパビーム4には、孔部55a,33aに対応する位置、及び、孔部55a,34aに対応する位置に、それぞれボルトB挿通用の孔部4a,4aが形成されている。
また、バンパビーム4には、孔部32aに対応する位置にボルトB挿通用の孔部4bが形成されている。
プレート90は、右側の縦枠部50の前壁部52とバンパビーム4の右端部との間に設けられている薄板であり、車両の前部における牽引用のフック(いわゆるアイボルト)を取り付けるためのものである。右側の縦枠部50の前壁部52及びプレート90には、それぞれボルトB挿通用の孔部52a,90aが形成されており、前壁部52及びプレート90は、かかる孔部52a,90aにおいて前方からボルト締結されている。また、バンパビーム4とプレート90とは、溶接等によって接合されている。また、バンパビーム4及び衝撃吸収部材5には、孔部52a,90aの前方に位置する部位に開口4c,5aがそれぞれ形成されている。
図10に示すように、車体前部構造1は、上下一対の前締結部A1,A1と、上下一対の後締結部A2,A2と、締結部A3と、を備える。
図10(a)に示すように、上側の前締結部A1は、バンパビーム4と、フロントバルクヘッド3の縦枠部50の上側の前延長部55と、フロントサイドフレーム2の上側のナット付前フランジ部33と、を前側から順に重ね合わせ、これらの孔部4a,55a,33aにおいて前方からボルト締結することによって構成されている。
下側の前締結部A1は、バンパビーム4と、フロントバルクヘッド3の縦枠部50の下側の前延長部55と、フロントサイドフレーム2の下側のナット付前フランジ部34と、を前側から順に重ね合わせ、これらの孔部4a,55a,34aにおいて前方からボルト締結することによって構成されている。
本実施形態において、前締結部A1とは、ボルト締結されたバンパビーム4、前延長部55及びナット付前フランジ部33の全てが重なって互いに当接している領域のことをいう。
なお、前締結部A1をフロントサイドフレーム2と縦枠部50との締結部であるとした場合には、ボルト締結された前延長部55及びナット付前フランジ部33,34が重なって互いに当接している領域が、前締結部A1であるといえる。
特に、上側の前締結部A1に関しては、ボルトBが2本使用されており、前記した定義に該当する前締結部A1の車幅方向外側において、ボルト締結された前延長部55及びナット付前フランジ部33が重なって互いに当接している領域も、前締結部A1であるといえる。
図10(b)に示すように、上側の後締結部A2は、フロントバルクヘッド3の縦枠部50の上側の後延長部56と、フロントサイドフレーム2の上側のナット付後ブラケット部材40と、を前後に重ね合わせ、これらの孔部56a,42aにおいて前方からボルト締結することによって構成されている。
下側の後締結部A2は、フロントバルクヘッド3の縦枠部50の下側の後延長部56と、フロントサイドフレーム2の下側のナット付後ブラケット部材40と、を前後に重ね合わせ、これらの孔部56a,42aにおいて前方からボルト締結することによって構成されている。
本実施形態において、後締結部A2とは、ボルト締結された後延長部56及びナット付後ブラケット部材40が重なって互いに当接している領域のことをいう。
図10(a)に示すように、締結部A3は、上下一対の前締結部A1,A1間に設けられており、バンパビーム4と、フロントサイドフレーム2のフランジ部32と、を前後に重ね合わせ、これらを前方からボルト締結することによって構成されている。
なお、衝撃吸収部材5には、締結部A3の前方となる部位に、開口5bが形成されている。
すなわち、上側の後締結部A2は、上側の前締結部A1よりも上方に設けられているとともに、下側の後締結部A2は、下側の前締結部A1よりも下方に設けられており、全ての締結部A1,A2が正面視で視認可能となっている。
本発明において、上下一対の前締結部A1,A1と上下一対の後締結部A2,A2は、各締結部A1,A2のボルトB挿通用の孔部が正面視で視認可能で、正面からのボルト締結作業が可能なように上下にオフセットしていればよい。
車両の前突時には、図5に示すように、車体前部構造1に対して後ろ向きの前突荷重F1が作用する。軸圧壊許容部10は、前突荷重F1によって軸圧壊し、残り領域B1の幅まで小さくなる。
これに対し、フロントバルクヘッド3の縦枠部50は、残り領域B1よりも大きい領域B2内に孔部51bが形成されている。かかる縦枠部50は、前突荷重F1によって軸圧壊許容部10の軸圧壊と同時に孔部51b,51dが前後方向に潰れるように変形する、又は、孔部51b,51dにおいて折れ曲がるように変形するとともに、かかる変形と同時又はその後にナット付後フランジ部40の取付部42が後方に倒れるように変形する(図5の二点鎖線を参照)ことによって、残り領域B1内の領域B3まで小さくなる。
また、かかる縦枠部50のかかる幅広の部位には、孔部51b,51dが形成されている。
縦枠部50は、前突荷重F1によって孔部51b,51dが潰れるように変形する、又は、孔部51b,51dにおいて折れ曲がるように変形することによって、前後幅が残り領域B1以下の残り領域B3まで小さくなるように変形する。
軸圧壊許容部10と同じ高さにおいて、縦枠部50の前後方向の幅と孔部51bの前後方向の幅との差は、軸圧壊許容部の残り領域B1の前後幅以下であることが望ましい。
車両が水平面と傾斜面との間の屈曲路面を走行する場合等には、車両のフロントバルクヘッド3が接地することがある。車両のフロントバルクヘッド3の接地時には、図5に示すように、フロントバルクヘッド3の下端部に後ろ斜め上向きの接地荷重F2が作用する。脆弱部70は、かかる接地荷重F2よって潰れるように圧壊する。また、接地荷重F2は、前記した前突荷重F1よりも小さいため、当該接地荷重F2によるナット付後フランジ部40の側壁部43の屈曲変形は抑えられる。したがって、接地荷重F2は、縦枠部50及び下側のナット付後フランジ部40の側壁部43を介してフロントサイドフレーム2へ伝達される。
また、車体前部構造1は、フロントバルクヘッド3の縦枠部50の少なくとも下部が閉断面構造を呈するので、車両が水平面と傾斜面との間の屈曲路面を走行してフロントバルクヘッド3の下端部が路面に接地する場合等の剛性を確保しつつ、縦枠部50の上部を開放断面構造として軽量化することができる。
また、車体前部構造1は、上下一対の後締結部A2,A2及び上下一対の前締結部A1,A1によってフロントバルクヘッド3とフロントサイドフレーム2とがボルト締結されているので、車両が水平面と傾斜面との間の屈曲路面を走行する場合にフロントバルクヘッド3の下端部が路面に接地しても、フロントバルクヘッド3が前方に倒れることを抑制することができる。
また、車体前部構造1は、縦枠部50のフロントサイドフレーム2よりも下方が閉断面構造を呈するので、軸圧壊許容部10の軸圧壊を阻害することなく、フロントバルクヘッド2が接地した際の接地荷重F2に対する剛性を向上することができる。
また、車体前部構造1は、前延長部55及び後延長部56を備えるので、接地荷重F2を縦枠部50の前壁部52及び後壁部53からフロントサイドフレーム2へ好適に伝達することができる。
また、車体前部構造1は、フロントバルクヘッド3が軸圧壊許容部10の車幅方向内側に設けられているので、車体の前後方向の小型化を実現することができる。
2 フロントサイドフレーム
3 フロントバルクヘッド
4 バンパビーム
10 軸圧壊許容部
10a 凹部(脆弱部)
20 折曲変形許容部
30 フランジ部材
40 ナット付後ブラケット部材(後ブラケット部)
41 基部
42 取付部
43 側壁部
50 縦枠部
50A 本体部材
50B 蓋部材
51 内壁部
51a ビード部
51b 孔部
52 前壁部
53 後壁部
54 外壁部
54a ビード部
55 前延長部
56 後延長部
57 フランジ部
60 横枠部
70 脆弱部
80 固定部材
90 プレート
B ボルト
F1 前突荷重
F2 接地荷重
N ナット
Claims (10)
- 車両の前後方向に延設されるフロントサイドフレームと、
前記フロントサイドフレームの前端部に取り付けられフロントバルクヘッドの縦枠部と、
を備える車体前部構造であって、
前記フロントサイドフレームは、当該フロントサイドフレームの前端部となる軸圧壊許容部と、前記軸圧壊許容部の後端部に取り付けられる折曲変形許容部と、を備え、
前記縦枠部は、前記軸圧壊許容部の車幅方向内側に取り付けられているとともに、内壁部、前壁部及び後壁部を備えて前記軸圧壊許容部の内壁部へ向かって開放された開放断面構造を呈し、
前記内壁部には、孔部が形成されている
ことを特徴とする車体前部構造。 - 前記内壁部は、前記孔部の前後の少なくとも一方において上下方向に延設されるビード形状を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の車体前部構造。 - 前記縦枠部と前記フロントサイドフレームとが締結される前締結部と、
前記前締結部よりも後方において、前記縦枠部と前記フロントサイドフレームとが締結される後締結部と、
を備え、
前記縦枠部は、前記フロントサイドフレームよりも下方においては、外壁部を備えて閉断面構造を呈しており、
前記前壁部から車幅方向外方に延設されて前記前締結部の一部を構成する前延長部と、
前記後壁部から車幅方向外方に延設されて前記後締結部の一部を構成する後延長部と、
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。 - 前記前締結部は、
前記前延長部と、
前記フロントサイドフレームの前端部から上下方向のいずれかに延設されており、前記前延長部と締結される前フランジ部と、
を備え、
前記後締結部は、
前記後延長部と、
前記フロントサイドフレームの下壁部から下方に延設されており、前記後延長部と締結される後ブラケット部と、
を備え、
下側の前記後ブラケット部は、前記下壁部に取り付けられる基部と、前記基部の前端部から下方に延設される取付部と、前記基部及び前記取付部から前記基部及び前記取付部間の屈曲部を跨いで前後方向に延設される側壁部と、を備える
ことを特徴とする請求項3に記載の車体前部構造。 - 前記軸圧壊許容部は、前記前締結部と前記後締結部との間に脆弱部を有する
ことを特徴とする請求項3に記載の車体前部構造。 - 前記後締結部は、
前記後延長部と、
前記フロントサイドフレームの上壁部から上方に延設されているか、下壁部から下方に延設されており、前記後延長部と締結される後ブラケット部と、
を備え、
前記後ブラケット部は、前記下壁部に取り付けられる基部と、前記基部の前端部から下方に延設される取付部と、を備え、側面視でL字形状を呈する
ことを特徴とする請求項3に記載の車体前部構造。 - 前記縦枠部の前記孔部は、前記縦枠部において、前記軸圧壊許容部の軸圧壊後の領域よりも大きな前後幅の領域に形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の車体前部構造。 - 前記フロントバルクヘッドは、正面視で矩形枠形状を呈し、
前記縦枠部は、
内壁部、前壁部及び後壁部を構成して車幅方向外側に開口を有する本体部材と、
前記フロントサイドフレームよりも下方において外壁部を構成する蓋部材と、
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。 - 前記前締結部には、バンパビームが締結されており、
前記バンパビームは、前記前締結部とは別の部位において前記縦枠部と固定されている
ことを特徴とする請求項1に記載の車体前部構造。 - 前記縦枠部と前記フロントサイドフレームとが締結される前締結部と、
前記前締結部よりも後方において、前記縦枠部と前記フロントサイドフレームとが締結される後締結部と、
を備え、
前記縦枠部は、少なくとも下部が閉断面構造を呈しており、
前記前締結部と前記後締結部とは、上下方向にオフセットするように配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の車体前部構造。
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