JP2022090868A - 車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】前突等による衝撃荷重による衝撃エネルギを効率よく吸収する。【解決手段】エプロンサイドフレームは、後側サイドフレーム１Ｂと、該後側サイドフレーム１Ｂの前部に接合され、前部から前方に延びる前側サイドフレーム１Ａと、を有し、後側サイドフレーム１Ｂは、上後側メンバ３０と下後側メンバ４０とを有し、上後側メンバ３０及び下後側メンバ４０により、第１の閉断面構造ＳＲが形成され、前側サイドフレーム１Ａは、上前側メンバ１０と下前側メンバ２０とを有し、上前側メンバ１０及び下前側メンバ２０により、第２の閉断面構造ＳＦが形成される。【選択図】図６

Description

本発明は、車体前部構造に関する。

車両の車両前後方向の前側部分における車体側部には、ダッシュパネルの車幅方向外側部から車両前方に延びる側部フレームが設けられてる。該側部フレームは、例えば、特許文献１に開示されているように、アッパメンバとロアメンバとを有する構造が知られている。この例では、アッパメンバとロアメンバとの接続部には、前上方に向けて屈曲する屈曲部が形成され、屈曲部の前方には、前記ロアメンバの閉断面部を隔てるバルクヘッドが設けられている。

上記ように構成することで、車両衝突時、例えば車両前方側から物体等が衝突するような正面衝突（以下、前突）時において、側部フレームを変形させることにより、前突等による衝撃荷重を吸収しようとしている。この例では、上記のように構成することにより、当該変形形状を安定化させようとしている。

特開２０１９－１４３４２号公報

上記例のような構造では、側部フレームの前部に、前突等による衝撃荷重が作用したときに、屈曲部に設けられている脆弱部を変形の起点として、屈曲部で変形させ、衝撃荷重を吸収しようとしている。ところが、屈曲部における脆弱部を起点として変形するとき、剛性が高い構造と、屈曲部との位置関係から、意図する方向に変形しない場合が生じる可能性がある。この場合、意図する部分で衝撃荷重による衝撃エネルギを効果的に吸収できない可能性がある。そのため、上記例のような構造では、前突等による衝撃荷重を効果的に吸収する上で、改善の余地があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、前突等による衝撃荷重による衝撃エネルギを効率よく吸収することができる車体前部構造を提供することである。

上記目的を達成するための本発明に係る車体前部構造は、車体側部に設けられたエプロンサイドフレームを有している。当該車体前部構造において、前記エプロンサイドフレームは、車体前部に設けられたダッシュパネルの車幅方向外側部の上部から車両前方に延びる後側サイドフレームと、該後側サイドフレームの前部に接合され、該前部から車両前方に延びる前側サイドフレームと、を有し、前記後側サイドフレームは、上後側メンバと、該上後側メンバの下部に接合されている下後側メンバと、を有し、前記上後側メンバ及び下後側メンバにより、第１の閉断面構造が形成され、前記前側サイドフレームは、上前側メンバと、該上前側メンバの下部に接合されている下前側メンバと、を有し、前記上前側メンバ及び下前側メンバにより、第２の閉断面構造が形成され、前記後側サイドフレームの前部と前記前側サイドフレームの後部とは、傾斜面で接合されている。

本発明によれば、前突等による衝撃荷重による衝撃エネルギを効率よく吸収することができる。

本発明に係る車体前部構造の斜視図である。 図１の上前側メンバを取り外した状態を示す斜視図である。 図１の前側サイドフレームと後側サイドフレームとの接続部周辺を拡大して示す拡大斜視図である。 図２の前側サイドフレームと後側サイドフレームとの接続部周辺を拡大して示す拡大斜視図である。 図３のＡ―Ａ断面を示す斜視図である。 図３のＢ―Ｂ断面を示す斜視図である。 図３のＣ―Ｃ断面を示す斜視図である。 図１のエプロンサイドフレーム及びその周辺の平面図である。 図８のエプロンサイドフレームを拡大して示す拡大平面図である。 図１の車体前部構造を車幅方向外側から見た側面図である。

以下、本発明に係る車体前部構造の一実施形態について、図面（図１～図１０）を参照しながら説明する。なお、図において、矢印Ｆｒ方向は車両前後方向における前方を示す。実施形態の説明における「前部（前端）及び後部（後端）」は、車両前後方向における前部及び後部に対応する。また、矢印Ｌ、Ｒ方向は、車幅方向における左側、右側を示している。また、本実施形態の説明における「左右」は、車両室内の乗員が車両前方を向いたときの左右に対応している。

本実施形態の車体前部構造は、図１～図１０に示すように、車体側部に設けられているエプロンサイドフレーム１を有している構造である。図１及び図２に示すように、エプロンサイドフレーム１は、車両前後方向に延びる部材で、ダッシュパネル５３の車両前方側に配置されている。ダッシュパネル５３は、例えばエンジンまたは電動モータ等の駆動装置が配置されるエンジンやモータが配置されるパワーユニットルーム等と、車両室内とを仕切るパネル材であり、車幅方向に延びている。

本実施形態の車体前部構造は、図１、図２及び図１０に示すように、ダッシュサイドパネル５５と、ストラットタワー５０と、エプロンサイドパネル５７とを有している。

ダッシュサイドパネル５５は、ダッシュパネル５３の車幅方向外側部に設けられ、車幅方向を臨む面を有し、車両前後方向に延びている。ストラットタワー５０は、ダッシュパネル５３の前面のうちの車幅方向外側部に設けられ、ダッシュサイドパネル５５の車幅方向内側に配置される。ストラットタワー５０は、ストラット式のサスペンション装置（図示せず）の車両上下方向に延びるストラット（図示せず）の上部を取り付けるための車体側の構造体であり、ストラットタワー５０の前部には、車両前方を臨み、車両上下方向に延びる前壁５１が設けられている。

エプロンサイドパネル５７は、ダッシュサイドパネル５５及びストラットタワー５０の車両前方側に配置されるパネル材で、エプロンサイドパネル５７の上部は、エプロンサイドフレーム１に接合されている。また、図１０等に示すように、エプロンサイドパネル５７は、フロントサイドメンバ６１に接合されている。

また、本実施形態の構造は、フロントサイドメンバ６１と、フロントエンド横枠部材６３と、フロントバンパクロスメンバ６５と、を有している。フロントサイドメンバ６１は、車体骨格を構成する剛性の高い部材で、パワーユニットルーム内の車幅方向外側部の下部に車両前後方向に延びている。フロントエンド横枠部材６３は、車両上下方向に互いに間隔を空けて配置される横部材と、２つの横部材の車幅方向端を結ぶように車両上下方向に延びている縦部材と、を有して上側の横部材には、フロントサイドメンバ６１の前部が接合されている。また、縦部材と上側の横部材とにより形成される角部には、エプロンサイドフレーム１の前部が接合されている。フロントバンパクロスメンバ６５は、フロントバンパを支持するための部品であって、車幅方向に延びている。フロントバンパクロスメンバ６５の車幅方向外側部は、上記の角部付近に接合されている。

本実施形態のエプロンサイドフレーム１の構造について説明する。図１及び図２に示すように、エプロンサイドフレーム１は、後側サイドフレーム１Ｂと、前側サイドフレーム１Ａと、を有している。

後側サイドフレーム１Ｂは、ダッシュパネル５３の車幅方向外側部の上部から車両前方に延びている。この例の後側サイドフレーム１Ｂは、車両前後方向で、後側サイドフレーム１Ｂの後端よりも前端がやや車両下方に位置するように傾斜している。また、後側サイドフレーム１Ｂは、図２～図７に示すように、上後側メンバ３０と、下後側メンバ４０と、を有しており、これらは互いに接合さている。

上後側メンバ３０は、図３～図７に示すように、車両上方を臨む上面部３１と、車幅方向内側を臨む内側面部３５と、を有している。上後側メンバ３０の上面部３１は、ダッシュサイドパネル５５から車両前方に延びている。上面部３１の前部には、後部傾斜面３１ａが設けられている。後部傾斜面３１ａは、上面部３１に連続し、車両前方に向かうに従い車両下方に傾斜している。上後側メンバ３０の内側面部３５は、上面部３１の車幅方向内側端から車両下方に突出し、上面部３１の端に沿って車両前後方向に延びている。内側面部３５において、後部傾斜面３１ａに対応する内側面部３５の車両上下方向の長さは、後部傾斜面３１ａに対応するように車両前方に向かうに従い徐々に小さくなる。また、この例の上後側メンバ３０は、Ｌ字状の横断面形状を有している。前部傾斜面３１ａの内側は、エプロンサイドパネル５７の上部に接合されている。

下後側メンバ４０は、車両下方を臨む下面部４１と、車幅方向外側を臨む外側面部４５と、内側フランジ４２と、外側フランジ４６とを有している。下後側メンバ４０の下面部４１は、ダッシュサイドパネル５５の車幅方向外側から車両前方に延びており、上後側メンバ３０の上面部３１の車両下方側に間隔を空けて配置されている。

下後側メンバ４０の内側フランジ４２は、下後側メンバ４０の下面部４１の車幅方向内側端から車両下方に突出し、下面部４１の車幅方向端に沿って車両前後方向に延びている。内側フランジ４２は、上後側メンバ３０の内側面部３５の下部にスポット溶接等により接合されている。

下後側メンバ４０の外側面部４５は、下面部４１の車幅方向外側端から車両上方に延び、下面部４１の車幅方向外側端に沿って車両前後方向に延びている。外側フランジ４６は、下後側メンバ４０の外側面部４５の上端から車幅方向外側に突出し、外側面部４５の上端に沿って車両前後方向に延びている。外側フランジ４６は、上後側メンバ３０の上面部３１の車幅方向外側部にスポット溶接等により接合されている。下後側メンバ４０の内側フランジ４２及び外側フランジ４６が、上後側メンバ３０に接合されることにより、後側サイドフレーム１Ｂには、図５及び図６に示すように、車両前後方向視で略四角形状の後側閉断面構造ＳＲが構成される。

前側サイドフレーム１Ａは、図３、図４、図６及び図７に示すように、後側サイドフレーム１Ｂの前部に接合され、該前部から車両前方に延びている。この例では、前側サイドフレーム１Ａは、車両前方に向かうに従い車両下方にやや湾曲しながら傾斜している。前側サイドフレーム１Ａの傾斜は、後側サイドフレーム１Ｂの傾斜に対して急傾斜である。また、前側サイドフレーム１Ａは、上前側メンバ１０と、下前側メンバ２０と、を有しており、これらは互いに接合さている。

上前側メンバ１０は、車両上方を臨む上面部１１と、車幅方向外側を臨む外側面部１５と、外側フランジ１６と、を有している。上前側メンバ１０の上面部１１は、上後側メンバ３０の上面部３１に繋がるように、車両後方に延びている。この例では、上前側メンバ１０の上面部１１の後端は、後部傾斜面３１ａの後端よりも車両後方に位置している。上前側メンバ１０の上面部３１には、延長部１７が設けられ、該延長部１７は、上後側メンバ３０の上面部１１に、下前側メンバ２０の後述する延長部２７を介して接合されている。延長部１７については、後で説明する。

上前側メンバ１０の外側面部１５は、上面部１１の車幅方向外側端から車両下方に突出し、上面部１１の端に沿って車両前後方向に延び、下後側メンバ４０の外側面部４５に繋がるように、車両後方に延びている。この例の外側面部１５の後端は、延長部１７の前端の位置に対応する。また、外側面部１５の下端は、後部傾斜部に対応するように傾斜している。

上前側メンバ１０の外側フランジ１６は、外側面部１５の下端から車幅方向外側に突出し、外側面部１５の下端に沿って車両前後方向に延びている。また、外側フランジ１６の後部は、後部傾斜面３１ａに対応するように傾斜し、後部傾斜面３１ａにスポット溶接等により接合されている。

下前側メンバ２０は、図４及び図７に示すように、車両下方を臨む下面部２１と、車幅方向内側を臨む内側面部２５と、内側フランジ２６と、を有している。下前側メンバ２０の下面部２１は、上前側メンバ１０の上面部１１の車両下方側に間隔を空けて配置され、車両下方視で、下後側メンバ４０下面部４１に繋がっている。この例の下面部２１の後部には、前部傾斜面２１ａが設けられている（図４）。前部傾斜面２１ａは、車両前方に向かうに従い車両下方に傾斜している。

前部傾斜面２１ａの車両後方側には、上前側メンバ１０と同様に、延長部２７が設けられている。該延長部２７は、前部傾斜面２１ａの後端から車両後方に延びており、後上側メンバ３０の上面部３１の前部にスポット溶接等により直接的に接合されている。前部傾斜面２１ａの前端は、下前側メンバ２０の下面部２１の後部に接続されている。

また、下前側メンバ２０の下面部２１の車幅方向外側部には、上前側メンバ１０の外側フランジ１６が、スポット溶接等により接合されている。

また、下前側メンバ２０の内側面部２５は、下前側メンバ２０の下面部２１の車幅方向内側端から車両上方に延び、上後側メンバ３０の内側面部３５に繋がるように、車両前後方向に延びている。内側フランジ２６は、下前側メンバ２０の内側面部２５の上端から車幅方向内側に突出し、該上端に沿って車両前後方向に延びている。当該内側フランジ２６は、上前側メンバ１０の上面部１１の車幅方向内側部にスポット溶接等により接合されている。内側フランジ２６及び外側フランジ１５が、図６及び図７に示すように、上記のように接合されることにより、前側サイドフレーム１Ａには、車両前後方向視で略四角形状の前側閉断面構造ＳＦが構成される。

車体が、例えば、前突等による衝撃荷重を受けて、前側サイドフレーム１Ａに当該衝撃荷重が入力されるとき、衝撃荷重は、前側サイドフレーム１Ａの前部傾斜面２１ａに伝達され、その後、後側サイドフレーム１Ｂの上後側メンバ３０に伝達される。このとき、後側サイドフレーム１Ｂの上後側メンバ３０が、衝撃荷重に抗するように突っ張ることにより、前側サイドフレーム１Ａが車両下方に湾曲または屈曲するように変形する。これにより、前突による衝撃荷重の衝撃エネルギが吸収され、当該衝撃荷重が、例えばダッシュパネル５３よりも車両後方側に伝達されることが抑制される。

また、本実施形態では、上記したように、上後側メンバ３０の前部に後部傾斜面３１ａが形成され、下前側メンバ２０の後部には、前部傾斜面２１ａが形成され、後部傾斜面３１ａ及び前部傾斜面２１ａは、互いにスポット溶接等により接合されている。これにより、後部傾斜面３１ａ及び前部傾斜面２１ａが接合部となり、該接合部は、車両前方側からの衝撃荷重により、接合部にせん断方向の応力が発生することになり、その結果、上記した湾曲または屈曲の変形を促進させることが可能である。

また、本実施形態では、下前側メンバ２０と上後側メンバ３０とは、スポット溶接等により溶接されている。この例では、後部傾斜面３１ａと前部傾斜面２１ａが溶接され、さらに、下前側メンバ２０の延長部２７が、上後側メンバ３０の上面部３１に溶接されている。さらに、この例では、下前側メンバ２０の延長部２７、上前側メンバ１０の延長部１７及び上後側メンバ３０の上面部３１は、３枚重なった状態で溶接されている。このように構成することで、３枚で溶接される部位の剛性が向上する。上後側メンバ３０の例えば後部傾斜面３１ａの形状に沿って荷重が入力されるので、３枚重ねの部位より車両前方側に位置する部分において、上記した湾曲または屈曲の変形をさせやすくなる。

また、本実施形態では、後部傾斜面３１ａは、図４に示すように、車両前方に向かうに従い車両下方に傾斜している。このように傾斜方向を設定することにより、車両前側の下方からの荷重が効率よく車両後方に伝達され、当該荷重伝達が、上記した湾曲または屈曲の変形に有利に作用する。

また、本実施形態では、図４及び図８～図１０に示すように、例えば後部傾斜面３１ａの前端は、ストラットタワー５０よりも車両前方側に配置されている。本実施形態では、後側サイドフレーム１Ｂの剛性は、後側閉断面構造ＳＲを構成する部分の板厚等を調整すること等により、前側サイドフレーム１Ａの剛性よりも高く設定されている。また、ストラットタワー５０は、後側サイドフレーム１Ｂよりも高い剛性を有している。このため、前側サイドフレーム１Ａに衝撃荷重が入力されたとき、後部傾斜面３１ａの前端付近を上記湾曲等の変形の起点として、変形を起こしやすくすることが可能である。

また、本実施形態では、後部傾斜面３１ａの後端は、車両前後方向で、ストラットタワー５０の前壁５１に対応するように配置されているため、後側サイドフレーム１Ｂで荷重を効果的に受けることができ、上記の変形を進みやすくすることができる。

また、後側サイドフレーム１Ｂの上後側メンバ３０または下後側メンバ４０は、前側サイドフレーム１Ａの下前側メンバ２０を介して、フロントサイドメンバ６１に接合されている。これにより、簡素な構造で車体の剛性を確保している。また、後部傾斜面３１ａと前部傾斜面２１ａとの溶接ポイントは、傾斜面の外側及び内側のそれぞれにおいて、車両前後方向に間隔を空けて設けられている。これにより、溶接ポイントでの荷重の作用を内外（左右）でバランスさせ、荷重を効果的に伝達することができる。

本実施形態の説明は、本発明を説明するための例示であって、特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。

本実施形態では、後側傾斜面は車両上方を臨むように構成されているが、これに限らない。車幅方向外側または内側を臨むように構成してもよい。さらに、当該傾斜面は、下方を向くように設定してもよい。

また、本実施形態の車体骨格の構成に対して、前側サイドフレーム１Ａ及びフロントエンド横枠部材６３がなくても、車体骨格は成立する。この場合、例えば、エプロンサイドパネル５７の上部を、上後側メンバ３０の上面部３１、後部傾斜面３１ａ、及び内側面部３５に接合すればよい。このような車体骨格では、エプロンサイドパネル５７の上部から後部傾斜面３１ａに衝撃荷重が伝達されるとき、後側サイドフレーム１Ｂの上後側メンバ３０が衝撃荷重に抗するように突っ張ることにより、エプロンサイドパネル５７を変形させることができる。

また、前側サイドフレーム１Ａ及びフロントエンド横枠部材６３を有しない本実施形態とは別の車体骨格に、前側サイドフレーム１Ａ及びフロントエンド横枠部材６３を追加することにより、本実施形態の車体前部構造及びその効果を得ることができる。そのため、本実施形態の車体前部構造は、前側サイドフレーム１Ａ及びフロントエンド横枠部材６３の有無による機種の作り分けが容易である。

１ エプロンサイドフレーム
１Ａ 前側サイドフレーム
１Ｂ 後側サイドフレーム
１０ 上前側メンバ
１１ 上面部
１５ 外側面部
１６ 外側フランジ
１７ 延長部
２０ 下前側メンバ
２１ 下面部
２１ａ 前部傾斜面
２５ 内側面部
２６ 内側フランジ
２７ 延長部
３０ 上後側メンバ
３１ 上面部
３１ａ 後部傾斜面
３５ 内側面部
４０ 下後側メンバ
４１ 下面部
４２ 内側フランジ
４５ 外側面部
４６ 外側フランジ
５０ ストラットタワー
５１ 前壁
５３ ダッシュパネル
５５ ダッシュサイドパネル
５７ エプロンサイドパネル
６１ フロントサイドメンバ
６３ フロントエンド横枠部材
６５ フロントバンパクロスメンバ
ＳＦ 前側閉断面構造（第２の閉断面構造）
ＳＲ 後側閉断面構造（第１の閉断面構造）

Claims (6)

1. 車体側部に設けられたエプロンサイドフレームを有する車体前部構造において、
   前記エプロンサイドフレームは、車体前部に設けられたダッシュパネルの車幅方向外側部の上部から車両前方に延びる後側サイドフレームと、該後側サイドフレームの前部に接合され、該前部から車両前方に延びる前側サイドフレームと、を有し、
   前記後側サイドフレームは、上後側メンバと、該上後側メンバの下部に接合されている下後側メンバと、を有し、前記上後側メンバ及び下後側メンバにより、第１の閉断面構造が形成され、
   前記前側サイドフレームは、上前側メンバと、該上前側メンバの下部に接合されている下前側メンバと、を有し、前記上前側メンバ及び下前側メンバにより、第２の閉断面構造が形成され、
   前記後側サイドフレームの前部と前記前側サイドフレームの後部とは、傾斜面で接合されていることを特徴とする、車体前部構造。
2. 前記傾斜面は、前記上後側メンバの前部に形成された後部傾斜面と、下前側メンバの後部に形成された後部傾斜面とを含み、前記後部傾斜面及び前記前部傾斜面は、互いに接合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。
3. 前記下前側メンバと前記上後側メンバとは、溶接により接合されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車体前部構造。
4. 前記後部傾斜面は、車両前方に向かうに従い車両下方に傾斜していることを特徴とする、請求項２に記載の車体前部構造。
5. 前記後部傾斜面の前端は、車体側部に設けられているストラットタワーよりも車両前方側に配置されていることを特徴とする、請求項２に記載の車体前部構造。
6. 前記後部傾斜面の後端は、車両前後方向で、前記ストラットタワーの前壁に対応するように配置されていることを特徴とする、請求項５に記載の車体前部構造。
   
   

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