JP2020117012A - 車両前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の前突時の衝撃吸収性能などを優れたものとし、フロア部の接合部の剥離なども適切に防止または抑制可能な車両前部構造を提供する。【解決手段】車両前部構造Ａは、フロントサイドメンバ３の内入り傾斜部３３よりも車両後方側の位置において、フロントサイドメンバ３またはその上側のアッパメンバ３Ａと、フロアトンネル部１２とを車幅方向に橋渡し接続するクロスメンバ６を、備えており、このクロスメンバ６の少なくとも一部は、ダッシュパネル１１ａの後端部とフロントフロアパネル１１ｂの前端部との接合部１７に重ねられて接合されている。【選択図】 図４

Description

本発明は、自動車などの車両前部構造に関する。

車両前部構造の一例として、特許文献１に記載のものがある。
同文献に記載の車両前部構造は、車体前部の骨格部材として、左右一対のフロントサイドメンバを備えている。これら一対のフロントサイドメンバは、車幅方向に間隔を隔てて車両の下部に配置され、かつ車両前後方向に延びており、これらフロントサイドメンバの下側には、フロントサスペンションのサスペンションメンバが取付けられている。一方、前記一対のフロントサイドメンバの上側には、フロア部が接合されるが、このフロア部は、ダッシュパネルの後端部とフロントフロアパネルの前端部とを接合して構成され、かつこのフロア部のうち、車幅方向略中央部には、車両前後方向に延びるフロアトンネル部が設けられている。このフロアトンネル部の基部を補強するための補強部材（インナトルクメンバ）の前部は、インナトルクボックスを介してフロントサイドメンバに連結されている。このような構成によれば、インナトルクボックスの存在により、車体強度が高められる。

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき余地があった。

第１に、一対のフロントサイドメンバのうち、サスペンションメンバの取付け箇所周辺部は、車両後方側ほど車幅方向相互間隔が狭くなる内入り傾斜部とされているが、このような構成によれば、車両が前突を生じて、フロントサイドメンバにその車両前方側から衝突荷重が入力した際に、曲げモーメントなどを生じ易くなり、フロントサイドメンバのうち、内入り傾斜部の車両後方側近傍部分が車幅方向内方側に変形または変位し易くなる。このような現象は、内入り傾斜部の内入り幅（車幅方向の幅）が大きいほど顕著となるが、このような現象を生じたのでは、フロントサイドメンバの荷重伝達性が損なわれて、優れた衝撃吸収性能を得る上で不利となる。また、車両の前突時における耐衝撃性（耐荷重性）をよくする上でも不利となる。
第２に、車両の前突時には、車両前方から衝突荷重を直接的に受けるフロントサイドメンバと、前記衝突荷重を間接的に受けるフロアトンネル部との間には、車両後方側への変位または変形に大きな差を生じ、前記両者間に車両前後方向における位置ずれを生じ易い。このことに起因し、ダッシュパネルとフロントフロアパネルとの接合状態が解除され、フロア部の剥がれなどを生じる虞もある。

特開２００５−１６２１４４号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、簡易な構成により、車両の前突時の衝撃吸収性能ならびに耐衝撃性を優れたものとし、フロア部のダッシュパネルとフロントフロアパネルとの接合部に剥離を生じるといった不具合も適切に防止または抑制することが可能な車両前部構造を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明により提供される車両前部構造は、車幅方向に間隔を隔てて車両前部の下部に位置し、かつ車両前後方向に延びており、フロントサスペンションのサスペンションメンバの取付け箇所周辺部が、車両後方側ほど車幅方向相互間隔が狭くなる内入り傾斜部とされている左右一対のフロントサイドメンバと、これら一対のフロントサイドメンバの上側に配設され、かつダッシュパネルの後端部にフロントフロアパネルの前端部が接合された構成のフロア部と、前記一対のフロントサイドメンバよりも車幅方向内方側に位置して車両前後方向に延びるフロアトンネル部と、を備えている、車両前部構造であって、前記内入り傾斜部よりも車両後方側の位置において、前記各フロントサイドメンバまたはその上側に前記フロア部を挟んで接合されたアッパメンバと、前記フロアトンネル部とを車幅方向に橋渡し接続するクロスメンバを、さらに備えており、このクロスメンバの少なくとも一部は、前記ダッシュパネルの後端部と前記フロントフロアパネルの前端部との接合部に重ねられて接合されていることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
第１に、フロントサイドメンバまたはその上側のアッパメンバとフロアトンネル部とは、クロスメンバによって車幅方向に橋渡し接続されているため、車両の前突時において、内入り傾斜部の車両後方側の部分が車幅方向に大きく変形または変位することを効果的に防止することが可能である。その結果、フロントサイドメンバの荷重伝達性をよくし、車両の衝撃吸収性能を良好とすることができるとともに、車体強度をアップし、耐衝撃性能を高めることができる。
第２に、クロスメンバは、車両の前突時において、フロントサイドメンバとフロアトンネル部とが車両前後方向に大きく位置ずれすることを防止する効果を発揮する。これに加え、クロスメンバは、ダッシュパネルの後端部とフロントフロアパネルの前端部との接合部に重ねられて接合されており、ダッシュパネルとフロントフロアパネルとの接合を強固なものとする。このため、車両の前突時において、フロントサイドメンバとフロアトンネル部との位置ずれに起因して、ダッシュパネルとフロントフロアパネルとの接合部に剥離を生じる不具合を適切に防止または抑制することができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

（ａ）は、本発明に係る車両前部構造の一例を示す要部側面図であり、（ｂ）は、（ａ）の要部拡大側面断面図である。 図１の要部底面図である。 図２の要部拡大図である。 （ａ）は、図２のIVa−IVa断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の矢視IVbの要部概略平面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のIVc−IVc要部断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図４に示す車両前部構造Ａは、車両１の前部の下部に配設された左右一対のフロントサイドメンバ３（図２では、網点模様を付している）、前輪１９を懸架するフロントサスペンションのサスペンションメンバ４（サブフレームとも称される）、フロア部１１、フロアトンネル部１２、アッパメンバ３Ａ、ならびにクロスメンバ６を具備している。

一対のフロントサイドメンバ３は、車幅方向に間隔を隔てた配置とされ、かつ車両１の
前部において車両前後方向に一連に延びている。図４（ａ）に示すように、各フロントサイドメンバ３は、たとえば断面ハット状などの部材を用いて構成されており、車両１のフロア部１１が設けられている箇所においては、このフロア部１１の下面部に溶接されている。

図２に示すように、一対のフロントサイドメンバ３は、フロント部３２、内入り傾斜部３３（同図の符号Ｓａで示す範囲）、および後側延設部３４が一連に繋がった構成とされている。
車両１の前部には、エンジンや変速機などから構成されたパワープラント２が内部に配されているエンジンルーム１０が設けられており、一対のフロントサイドメンバ３のフロント部３２は、エンジンルーム１０の両側に位置して車両前後方向に略直線状に延びている。
内入り傾斜部３３は、フロント部３２の後部に屈曲部Ｂ１を介して繋がった部分であって、一対のフロントサイドメンバ３のうち、サスペンションメンバ４の取付け箇所周辺部が、車両後方側ほど車幅方向相互間隔が狭くなるように、底面視（平面視も含む、以下同様）において傾斜した部分である。フロントサイドメンバ３に対するサスペンションメンバ４の具体的な取付け構造については後述する。
後側延設部３４は、内入り傾斜部３３の後部に屈曲部Ｂ２を介して繋がった部分であり、車幅方向においてフロアトンネル部１２とロッカ１５との相互間に位置してフロア部１１の下面部に接合され、車両前後方向に延びている（図４（ａ）も参照）。

フロア部１１は、ダッシュパネル１１ａの後端部と、フロントフロアパネル１１ｂの前端部とが接合部１７を介して接合された構成である。この接合は、たとえばスポット溶接により図られているが、後述するように、この接合部１７には、クロスメンバ６がさらに溶接される。図４（ａ）に示すように、フロア部１１の車幅方向両端部は、左右一対のロッカ１５に接合（溶接）されている。

アッパメンバ３Ａは、フロア部１１の上面部に溶接されて車両前後方向に延びる部材であり、たとえば断面ハット状である。このアッパメンバ３Ａは、図４（ｂ）に示すように、フロア部１１上のうち、フロントサイドメンバ３の後側延設部３４の上側に重なった配置に設けられている。このアッパメンバ３Ａの後端部は、追加のクロスメンバ６ａに溶接されている。この追加のクロスメンバ６ａは、クロスメンバ６とは異なり、本発明でいうクロスメンバに相当するものではなく、クロスメンバ６よりも車両後方側に配されて、ロッカ１５とフロアトンネル部１２とを車幅方向において橋渡し接続するものである。

クロスメンバ６は、たとえば断面ハット状部材を用いて構成されており、フロアトンネル部１２とアッパメンバ３Ａとを車幅方向において橋渡し接続するように設けられている。より具体的には、フロアトンネル部１２の基部下面側には、インナトルクメンバ１２ａが車両前後方向に延びて溶接されており、かつこのインナトルクメンバ１２ａの前端部には、底面視において湾曲してフロントサイドメンバ３の後側延設部３４の前端部付近に一端が溶接された曲げ部１２ｂ（インナトルクボックス部に相当）が設けられている。クロスメンバ６は、その曲げ部１２ｂよりも車両後方側の位置において、車幅方向に延び、かつその両端部が、フロアトンネル部１２とアッパメンバ３Ａとに溶接されている。

図４（ｃ）によく表れているように、クロスメンバ６の一対のフランジ部６１，６２は、フロア部１１に溶接部Ｗａ，Ｗｂを介して溶接されている。ただし、フランジ部６１は、ダッシュパネル１１ａとフロントフロアパネル１１ｂとの接合部１７上に重ねられた上で、この接合部１７に溶接部Ｗａを介して接合されている。溶接部Ｗａは、好ましくは、フランジ部６１、フロントフロアパネル１１ｂの前端部、およびダッシュパネル１１ａの後端部を同時に溶接するスポット溶接などである。

サスペンションメンバ４は、前輪１９を支持するロアアーム７の基端部を回転可能に支持する部材である。フロントサイドメンバ３の内入り傾斜部３３の周辺部は、図１に示すように、車両側面視において後下がり状に傾斜した上下傾斜部３０として形成されており、その下方にサスペンションメンバ４が配されている。サスペンションメンバ４およびフロントサイドメンバ３には、サスペンションメンバ４の車幅方向両端部の前部および後部をフロントサイドメンバ３に取付けるための前側取付け部９Ａおよび後側取付け部９Ｂ，９Ｂ’が設けられている。

前側取付け部９Ａは、サスペンションメンバ４の前部寄り領域の上面部に起立して設けられた前側ブラケット部４１の上部が、支持部材３９を介してフロントサイドメンバ３に固定された部位である。フロントサイドメンバ３内には、支持部材３９の取付け強度を高めるためのリインフォース３９ａが適宜設けられている。
後側取付け部９Ｂは、上下傾斜部３０の下面側に溶接された台座部３８に、サスペンションメンバ４の後部が、ボルト９０を用いて締結された部位である。後側取付け部９Ｂ’は、サスペンションメンバ４の後部に固定されたステー４２が、上下傾斜部３０の台座部３８よりも下側の部分にボルト９１を用いて締結された部位である。

ロアアーム７は、その先端部に前輪１９が支持され、前輪１９とサスペンションメンバ４との相対的な上下動を可能とするように、その基端部は、サスペンションメンバ４に対して回転可能に連結されている。より具体的には、ロアアーム７の基端部は、前部および後部に分岐しており、かつ前側回転支持部８Ａおよび後側回転支持部８Ｂを介してサスペンションメンバ４に取付けられている。前側回転支持部８Ａは、中心軸が略水平方向に延びる姿勢のゴムブッシュ８１を用いて構成されており、後側回転支持部８Ｂは、中心軸が上下高さ方向に延びる起立姿勢のゴムブッシュ８２を用いて構成されている。ゴムブッシュ８２、ステー４２、サスペンションメンバ４、および台座部３８は、ボルト９０を用いて共締めされている。

図３によく表れているように、ロアアーム７の後側回転支持部８Ｂの中心Ｐ２は、前側回転支持部８Ａの中心Ｐ１よりも車幅方向内方側に適当な寸法Ｌ１だけオフセットされている。このような構成によれば、そうでない構成と比較して、操安性をよくすることが可能である。また、前記した中心Ｐ２は、フロントサイドメンバ３の直下に位置している。このため、構成の簡素化を図りつつ、後側回転支持部８Ｂおよびその周辺部の建付け剛性を高め、操安性をより向上させることが可能である。
前記した構成に対応し、後側取付け部９Ｂ，９Ｂ’は、前側取付け部９Ａよりも車幅方向内方側に適当な寸法Ｌ２だけオフセットされている。内入り傾斜部３３は、サスペンションメンバ４の前側取付け部９Ａよりも後側取付け部９Ｂ，９Ｂ’を車幅方向内方側に配置させ、かつロアアーム７の後側回転支持部８Ｂの中心Ｐ２を、前側回転支持部８Ａの中心Ｐ１よりも車幅方向内方側に適当な寸法Ｌ１だけオフセットするのに適する。

図２に示すように、フロントサイドメンバ３の後側取付け部９Ｂ，９Ｂ’付近とロッカ１５の前端部とは、トルクボックス１４（アウタトルクボックス）を介して相互に連結されている。このことにより、車体の捩じり剛性が高められる他、後側取付け部９Ｂ，９Ｂ’付近の剛性を効果的に高め、サスペンションメンバ４の支持状態を安定させることが可能である。

次に、前記した車両前部構造Ａの作用について説明する。

まず、アッパメンバ３Ａとフロアトンネル部１２とは、クロスメンバ６によって車幅方向に橋渡し接続されているが、アッパメンバ３Ａは、フロントサイドメンバ３の内入り傾
斜部３３の後端に繋がった後側延設部３４上に重ねられて接合された部位である。このため、車両１の前突が発生して、車両前方側から衝突荷重Ｆ（図２に示す）がフロントサイドメンバ３に入力した際に、内入り傾斜部３３の存在に起因し、後側延設部３４を車幅方向内方に大きく変形させようとする力が発生したとしても、クロスメンバ６の突っ張り力によって、後側延設部３４が車幅方向内方に大きく変形することは適切に防止される。その結果、フロントサイドメンバ３の荷重伝達性をよくし、車両１の衝撃吸収性能を良好とすることができる。また、車両１の車体強度が高くなるため、耐衝撃性能を良好にすることもできる。

また、クロスメンバ６は、車両１の前突時において、アッパメンバ３Ａおよびフロントサイドメンバ３とフロアトンネル部１２とが車両前後方向に大きく位置ずれすることを防止する。さらに、クロスメンバ６は、ダッシュパネル１１ａの後端部とフロントフロアパネル１１ｂの前端部との接合部１７に重ねられてこれらと接合されているため、これら三者の接合強度が高められる。このようなことから、車両１の前突時において、アッパメンバ３Ａおよびフロントサイドメンバ３とフロアトンネル部１２との位置ずれに起因して、ダッシュパネル１１ａとフロントフロアパネル１１ｂとの接合部１７に不当な剥離が生じることを、適切に防止または抑制することも可能となる。

本実施形態の車両前部構造Ａにおいては、ロアアーム７の後側回転支持部８Ｂの中心Ｐ２を、前側回転支持部８Ａの中心Ｐ１よりも車幅方向内方側にオフセットさせているため、そうでない場合と比較すると、内入り傾斜部３３の傾斜角を大きくする必要がある。このため、本来的には、車両１の前突時において後側延設部３４は、より曲げ変形などを生じ易くなり、またフロア部１１の接合部１７における前記した剥離も、より生じ易くなる。これに対し、本実施形態においては、既述したクロスメンバ６を設けた構成により、前記した不具合を適切に解消することが可能である。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る車両前部構造の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。

上述の実施形態においては、クロスメンバ６が、フロア部１１上に配された上で、フロアトンネル部１２とアッパメンバ３Ａとを橋渡し接続した構成とされているが、これに限定されない。本発明においては、クロスメンバ６が、フロア部１１の下面側に配された上で、フロントサイドメンバ３とフロアトンネル部１２（のインナトルクメンバ１２ａ）とを橋渡し接続した構成とすることもできる。
車両１の操安性を良好にする観点からすると、フロントサスペンションのロアアーム７の後側回転支持部８Ｂの中心Ｐ２を、前側回転支持部８Ａの中心Ｐ１よりも車幅方向内方側にオフセットすることが好ましいものの、これとは異なる構成とすることも可能である。
本発明の車両前部構造は、エンジン自動車に限らず、ハイブリッド車や電気自動車にも適用することができることは勿論である。

Ａ 車両前部構造
１ 車両
１１ フロア部
１１ａ ダッシュパネル
１１ｂ フロントフロアパネル
１２ フロアトンネル部
１７ 接合部
３ フロントサイドメンバ
３Ａ アッパメンバ
３３ 内入り傾斜部（フロントサイドメンバの）
４ サスペンションメンバ
６ クロスメンバ

Claims (1)

1. 車幅方向に間隔を隔てて車両前部の下部に位置し、かつ車両前後方向に延びており、フロントサスペンションのサスペンションメンバの取付け箇所周辺部が、車両後方側ほど車幅方向相互間隔が狭くなる内入り傾斜部とされている左右一対のフロントサイドメンバと、
   これら一対のフロントサイドメンバの上側に配設され、かつダッシュパネルの後端部にフロントフロアパネルの前端部が接合された構成のフロア部と、
   前記一対のフロントサイドメンバよりも車幅方向内方側に位置して車両前後方向に延びるフロアトンネル部と、
   を備えている、車両前部構造であって、
   前記内入り傾斜部よりも車両後方側の位置において、前記各フロントサイドメンバまたはその上側に前記フロア部を挟んで接合されたアッパメンバと、前記フロアトンネル部とを車幅方向に橋渡し接続するクロスメンバを、さらに備えており、
   このクロスメンバの少なくとも一部は、前記ダッシュパネルの後端部と前記フロントフロアパネルの前端部との接合部に重ねられて接合されていることを特徴とする、車両前部構造。

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