JP2024044682A - 車両前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレースと車体との連結部の応力の集中を抑制しつつ、車体剛性を確保し操縦安定性を向上させる車両前部構造を実現する。【解決手段】車両前部構造は、車両前後方向に延在する左右フロントサイドメンバ２０，２０と、前記左右フロントサイドメンバ２０，２０の下方に設けられ、車両左右方向に延在し、左右両側で左右フロントサスペンションをそれぞれ支持するフロントサスペンションメンバ３０と、前方左右二箇所の前方連結部４２，４２が前記フロントサスペンションメンバ３０の後部にそれぞれ連結され、後方左右二箇所の後方連結部４４，４４が前記左右フロントサイドメンバ２０，２０にそれぞれ連結されるブレース４０と、を備え、前記ブレース４０は、開口部４６を有する略四角形の枠形状を有し、前記ブレース４０において、前記前方連結部４２から前記後方連結部４４に延びる、車両前後方向に延在する部分４８は、車両幅方向内側に湾曲している。【選択図】図１

Description

本発明は、車両前部構造に関するものである。

車体の剛性を向上させ、車の乗り心地や操縦安定性を向上させるための構造が提案されている。例えば、車両前部構造においては、車体の剛性を高めるために、フロントサスペンションメンバと車体とを連結する補強部材として、ブレースを設ける構造が知られている。

特許文献１には、フロントサブフレーム後部にトラス構造のブレースを設けることで、車体の剛性を向上させるフロントサブフレーム構造が開示されている。

特許第６２３７７４８号

ところで、フロントサスペンションメンバと車体とを連結するブレースを設けた車両前部構造において、荷重が入力された場合、ブレースと車体との連結部に当該入力された荷重が集中することがある。例えば、急発進や急制動による車両前後方向の荷重が入力された場合、荷重がフロントサスペンションメンバからブレース、さらにはブレースと車体との連結部に伝わり、当該連結部で高い応力が発生する。その結果、当該連結部の疲労強度が低下する。

そこで、本明細書では、ブレースと車体との連結部での入力荷重による応力の集中を抑制しつつ、車体の剛性を確保し操縦安定性を向上させる車両前部構造を開示する。

本明細書で開示する車両前部構造は、車両の前部の右側および左側に配置され、前記車両の前後方向に延在する左右フロントサイドメンバと、前記左右フロントサイドメンバの下方に設けられ、前記車両の左右方向に延在し、左右両側において左右フロントサスペンションをそれぞれ支持するフロントサスペンションメンバと、前方の左右二箇所の前方連結部が前記フロントサスペンションメンバの後部にそれぞれ連結され、後方の左右二箇所の後方連結部が前記左右フロントサイドメンバにそれぞれ連結されるブレースを備え、前記ブレースは、前記車両の上下方向に貫通する開口部を中央に有する略四角形の枠形状を有し、前記ブレースにおいて、前記前方連結部から前記後方連結部に延びる、前記車両の前後方向に延在する部分は、前記車両の幅方向内側に湾曲している、ことを特徴とする。

本明細書で開示の車両前部構造によれば、フロントサスペンションメンバと車体を連結する補強部材としてのブレースを設けることで、車体の剛性を向上させ操縦安定性を向上させることができる。また、ブレースの形状を中央に開口部を有する略四角形の枠形状とすることで、車両前後方向の荷重が入力されたときに、ブレースの形状が変形しフロントサスペンションメンバと車体との連結部に伝達される荷重が低減される。その結果、当該連結部に応力が集中することを防ぐことができる。

車両前部構造の概略底面図である。 荷重入力時のブレースの変形を表す側面図である。 車両前部構造の概略底面図であり、排気管とブレースの位置が近い場合を示した図である。

以下、図面を参照して車両前部構造について説明する。なお、各図において、「Ｆｒ」、「Ｕｐ」、および、「Ｗ」は、それぞれ、車両前方、上方、および、車幅方向を示している。また、車幅方向の左右は、車両前方を見た場合の左右とする。

図１は、車両前部構造の概略底面図である。車両前部構造は、車体１０の下部において、左右フロントサイドメンバ２０と、フロントサスペンションメンバ３０と、ブレース４０を備える。なお、本明細書で開示する車両前部構造は、車体フレームの例として左右フロントサイドメンバ２０を用いて説明するが、これに限らず、その他の車体骨格部材も含まれる。

左右フロントサイドメンバ２０は、車両の前部の右側および左側に配置される車体１０の骨格を構成する部材の一つであり、車両の前後方向に延在する。左右フロントサイドメンバ２０の車両下方側には、フロントサスペンションメンバ３０が配置されている。フロントサスペンションメンバ３０は、車両の左右方向に延在し、左右両側において左右フロントサスペンション（図示せず）をそれぞれ支持する。

ブレース４０は、フロントサスペンションメンバ３０と左右フロントサイドメンバ２０とを連結する補強部材である。図１に示すように、ブレース４０は、左右の前方連結部４２と、左右の後方連結部４４と、開口部４６と、曲面部４８とを備える。左右の前方連結部４２は、ブレース４０の車両前方の左右二箇所にそれぞれ設けられている。左右の前方連結部４２は、フロントサスペンションメンバ３０の後部に、溶接またはボルトなどにより、それぞれ連結される。左右の後方連結部４４は、ブレース４０の車両後方の左右二箇所にそれぞれ設けられている。左右の後方連結部４４は、左右フロントサイドメンバ２０に、溶接またはボルトなどにより、それぞれ連結される。開口部４６は、ブレース４０の中央において、車両上下方向に貫通するように設けられている。開口部４６の形状は、略四角形である。したがって、ブレース４０の形状は、開口部４６を中央に有する略四角形の枠型である。曲面部４８は、ブレース４０の車幅方向外側で車両前後方向に延びるように、左右それぞれに設けられている。より具体的には、右側の曲面部４８は、右の前方連結部４２から右の後方連結部４４に延びる部分であり、左側の曲面部４８は、左の前方連結部４２から左の後方連結部４４に延びる部分である。曲面部４８は、それぞれ車幅方向内側に凹むように湾曲した形状である。

次に、図２を用いて、荷重入力時におけるブレース４０について説明する。図２は、荷重入力時のブレース４０の変形を表す側面図である。図２では、車両前方から荷重が入力された時のブレース４０の変形状態を実線で示している。なお、図２の破線で示した形状は、荷重が入力されていない状態、すなわち、変形する前のブレース４０の形状を示したものである。

図２の実線で示すように、車両前方から荷重が車体１０に入力された場合、当該荷重がブレース４０に伝わる。そして、ブレース４０は、車両下方に向けて膨らむように撓み変形する。より詳しくは、ブレース４０において、撓んで変形する部分は、開口部４６の車幅方向外側の部分、言い換えると、曲面部４８の車幅方向内側に湾曲した部分である。これは、ブレース４０の中央に開口部４６を設けてブレース４０を枠型の形状にしたこと、および、ブレース４０に曲面部４８を設けたこと、による。すなわち、開口部や曲面部を有さないブレースに比べて、本明細書で開示するブレース４０は、前後方向の荷重の入力時に、変形し易くなっている。特に、曲面部４８は、車幅方向内側に向けて湾曲しているため、車両前後方向に力が加わった場合に曲面部４８が変形し、後方連結部４４の負荷を軽減することができる。

例えば、ブレースを本例のような形状としない場合、急発進や急制動による車両前後方向の荷重入力時に、荷重が左右の後方連結部４４に伝わり、後方連結部４４では高い応力が発生する。そして、後方連結部４４に繰り返し応力が発生すると、後方連結部４４の強度が低くなる。しかし、本明細書で開示するブレース４０は、前後方向の荷重の入力時に、変形し易くなっているため、左右の後方連結部４４に伝わる荷重が抑制され、左右の後方連結部４４での応力集中を防ぐことができる。

ここで、例えば、ブレース４０を車両上下方向において（すなわち、板厚方向において）薄型として変形し易くする構成も考えられる。しかし、ブレース４０を薄型にすると強度が低下してしまう。一方、本明細書で開示するブレース４０は、開口部４６を中央に有する略四角形の枠形状とすることで、さらには、曲面部４８を設けることで、板厚を確保しても変形し易くなっている。さらに、ブレース４０の板厚を確保できることにより、縁石に乗り上げるなど路面と干渉した際に発生する車両上下方向の荷重入力時のブレース４０への影響を抑制できる。その結果、ブレース４０の車両上下方向への変形を防ぐことができる。

また、ブレース４０は、開口部４６を中央に有する略四角形の枠形状とすることで、車両左右方向の荷重入力時の剛性を確保できる。荷重が左右方向に入力された場合に、ブレース４０は略四角形であるため、すなわち、車幅方向にもブレース４０の一部が存在するため、ブレース４０の剛性を確保でき、ひいては、車体１０の剛性を確保することができる。

上述したように、ブレース４０は、中央に開口部４６を設けて枠型の形状にしたこと、および、曲面部４８を設けたことにより、車両前後方向の荷重の入力時の後方連結部４４での応力集中を防ぎ、かつ、車両左右方向の荷重入力時のブレース４０の剛性を確保することができる。すなわち、後方連結部４４での入力荷重による応力の集中を抑制しつつ、車体１０の剛性を確保し操縦安定性を向上させることができる。

次に、図３を用いて、排気管とブレースの位置が近い場合のブレースの形状について説明する。図３は、車両前部構造の概略底面図であり、排気管とブレースの位置が近い場合を示した図である。図３に示すブレース４０は、図１に示すブレース４０に対応するため、同一の構成には同じ参照符号を付してその説明を省略する。

図３に示すように、ブレース４０は、車両前後方向の前部がＵ字形の形状となるブレース前端部５０を有する。すなわち、ブレース４０の前部は、その中央部が車両後方に向かってＵ字形に凹んだ形状となっている。より詳しく説明すると、図３に示すブレース４０においては、左右の前方連結部４２は、フロントサスペンションメンバ３０の後部に、それぞれ連結される。一方、右の前方連結部４２と左の前方連結部４２を繋ぐ部分であるブレース前端部５０は、Ｕ字形であるため、その略中央および周辺部は、フロントサスペンションメンバ３０の後部とは干渉しないこととなる。

また、図３に示す車両前部構造においては、車体１０の下部において、排気管６０と、ブラケット７０をさらに備える。本例においては、ブレース４０は、排気管６０と近い位置に配置されている。ここで、近い位置とは、排気管６０からの熱がブレース４０に直接伝わる位置である。ブラケット７０は、排気管６０を支持する部材であり、フロントサスペンションメンバ３０の後部の略中央に連結されている。図３に示すように、ブラケット７０は、フロントサスペンションメンバ３０の下方、かつ、ブレース４０の上方に配置される。また、ブラケット７０は、ブレース前端部５０の略中央を車両前後方向に延びるように配置される。

排気管６０の変位を抑えてＮＶＨ特性を向上させるために、排気管６０を支持する部材としてブラケット７０を設けることが望ましい。ここで、図３に示す車両前部構造においては、ブレース４０に前端がＵ字形に凹んだブレース前端部５０を設けることで、ブレース前端部５０とブラケット７０との干渉を回避できる。また、排気管６０とブレース４０の位置が近い場合、ブレース４０に排気管６０からの熱害の影響を受けることがあるが、本明細書で開示するブレース４０においては、中央に開口部４６が設けられた形状であるため、排気管６０からの熱害を防ぐことができる。

上述したように、図３に示す車両前部構造においては、Ｕ字形のブレース前端部５０における後方に凹んだ部分は、フロントサスペンションメンバ３０とは干渉しない。また、図３に示すブレース４０は、中央に開口部４６を設ける構造とすることで、本例のように排気管６０とブレース４０の位置が近い構造であっても、ブレース４０への熱害による影響を抑制できる。

なお、これまでの説明は一例であり、車両前部構造は、少なくとも、ブレース４０が開口部４６を有する略四角形の枠形状を有し、前方連結部４２から後方連結部４４に延びて（すなわち、車両前後方向に延びて）車両幅方向内側に湾曲する曲面部４８を有していればよい。したがって、その他の車両前部構造の構成は、適宜、変更されてもよい。例えば、本明細書で開示するブレース４０には、フロントサスペンションメンバ３０の後部に連結される左右の前方連結部４２を設けたが、前方連結部は左右二箇所に限定されるものではない。

１０ 車体、２０ フロントサイドメンバ、３０ フロントサスペンションメンバ、４０ ブレース、４２ 前方連結部、４４ 後方連結部、４６ 開口部、４８ 曲面部。

Claims (1)

1. 車両の前部の右側および左側に配置され、前記車両の前後方向に延在する左右フロントサイドメンバと、
   前記左右フロントサイドメンバの下方に設けられ、前記車両の左右方向に延在し、左右両側において左右フロントサスペンションをそれぞれ支持するフロントサスペンションメンバと、
   前方の左右二箇所の前方連結部が前記フロントサスペンションメンバの後部にそれぞれ連結され、後方の左右二箇所の後方連結部が前記左右フロントサイドメンバにそれぞれ連結されるブレースと、
   を備え、
   前記ブレースは、前記車両の上下方向に貫通する開口部を中央に有する略四角形の枠形状を有し、
   前記ブレースにおいて、前記前方連結部から前記後方連結部に延びる、前記車両の前後方向に延在する部分は、前記車両の幅方向内側に湾曲している、
   ことを特徴とする車両前部構造。
   

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