JP4905675B2 - 車両前部の車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両前部からの衝突荷重を緩和するための車両前部の車体構造に関する。

衝突時の衝撃を緩和して乗員や歩行者を保護するための車両の構造が知られている。車両の前部の構造は、他の車両等と衝突した時における衝撃を緩和する構造が採られており、例えば、サイドメンバは先端側から順次後方に潰されるように構成されている。また、衝突時の被害性を低減するために、車両前面に正面からの入力を受ける面積を確保する構造が採られている（例えば、特許文献１参照）。

即ち、サイドフレームの前端同士をバンパーリンフォース（フロントエンドクロスメンバ）で接続し、バンパーリンフォースの端部をサイドフレームの外側に延設した構造が採用されている。サイドフレームの外側に延設した部位のバンパーリンフォースが正面からの入力を受ける面積部材として機能し、エンジン等の構造物が存在しない車両の外側部分の位置でも対向車両の構造部材からの入力を受けることができ、車室への対向車両の構造部材の侵入が抑制される。

特開２００５−２３１４３６号公報

しかし、従来の車両前部の車体構造では、バンパーリンフォースの外側の部位が対向車両の構造部材を受ける面積部材として機能しているが、衝突時における相手車両の種類はＲＶ、ＳＵＶ、セダン、軽等様々であり、例えば、相手車両のサイドメンバの幅方向の位置や高さ位置は様々である。このため、相手車両の車種に拘わらず対向車両の構造部材を受ける面積部材としてバンパーリンフォースを機能させるためには、エンジン等の構造物が存在しない両端部の幅を上下方向で広げたバンパーリンフォースを備える必要がある。または、上下方向の幅が広いバンパーリンフォースを車幅の全長に備える必要がある。特に、サイドフレームとホイールとの間の部位は構造物が存在しないため、正面からの入力を受ける面積部材を確保する必要性が高い。

しかし、両端部の幅を上下方向で広げたバンパーリンフォースを用いた場合、形状が複雑となり材料歩留まりが悪くコスト高に繋がってしまう。また、上下方向の幅が広いバンパーリンフォースを車幅の全長に備えた場合、エンジン等の構造物が存在する部位の幅も広くなって重量増になってしまう。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、バンパーリンフォースを大型化することなく正面からの入力に対する面積を的確に確保することができる車両前部の車体構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の車両前部の車体構造は、車両の車室前部の左右に位置して上下方向に延設される一対のフロントピラーに基端が接合されて車両前方に延設される左右一対のアッパーフレームと、同アッパーフレームより下方でかつ前記フロントピラーより車幅方向内側に配置されて前記車室の前方に延設される一対のサイドメンバと、前記一対のサイドメンバの前端部同士を連結するフロントエンドクロスメンバとを備える車両前部の車体構造において、前記サイドメンバよりも車幅方向外側に配置されて前記アッパーフレームの前端部から連続的に車幅方向内方斜め前方へ延びて前記サイドメンバ前端面に接合されるとともに前記フロントエンドクロスメンバと連結され、車幅方向外側に向かうに従って上方に位置されるよう延設された連結ブレースを設け、前記連結ブレースには、車両上下方向に延設された左右一対のラジエータサポートの下端部が接続され、同左右一対のラジエータサポートは、前方視で略ハの字状に形成されて上下方向略中央部付近で車幅方向に延びるクロス部材によって連結されていることを特徴とする。

請求項１に係る本発明では、車幅方向外側において、アッパーフレームの前端部から連続的に車幅方向内方斜め前方へ延びてサイドメンバ前端面に接合されるとともにフロントエンドクロスメンバと連結され車幅方向外側に向かうに従って上方に位置されるよう延設された（つまり、一端がサイドメンバの前端に接合され、他端がアッパーフレームの前端に接合された）連結ブレースが設けられているので、フロントエンドクロスメンバの形状を変更することなく、連結ブレースにより正面からの入力に対する面積を的確に確保することができる。また、連結ブレースは、車両外側に向かうに従って上方に位置するよう延設されているので、車両衝突時において、対向車両の構造部材等からの入力を広範囲に亘って受けることができ、簡単な構造で、車室への対向車両の構造部材の侵入を効率良く抑制することができる。また、連結ブレースで受けた正面からの入力をサイドメンバ及びアッパーフレームで連続して分散することができる。
また、前方視で略ハの字状に形成されて上下方向略中央部付近で車幅方向に延びるクロス部材によって連結された左右一対のラジエータサポートを、連結ブレースに接続させることにより、連結ブレースを強固に支持することができる。

そして、請求項２に係る本発明の車両前部の車体構造は、請求項１に記載の車両前部の車体構造において、サスペンション部材を支持するストラットハウスから前方に延ばされ、前記サイドメンバと前記アッパーフレームとに接合されて、前記サイドメンバと前記アッパーフレーム間を塞ぐ板状のフェンダーシールドを備えるとともに、前記フェンダーシールドの前部を前記連結ブレースに接合させて、前記サイドメンバと前記アッパーフレームと前記連結ブレースと前記ストラットハウスとで前記フェンダーシールドの周囲を囲むように構成したことを特徴とする。

請求項２に係る本発明では、サイドメンバとアッパーフレームと連結ブレースとストラットハウスで囲まれる部位にフェンダーシールドが備えられ、フェンダーシールドが周囲を囲む部材に接合されているので、前記部位での変形を抑制することができ、アッパーフレームが途中で折れ曲がることを抑制するなど、衝突時の荷重を効率良く吸収することができる。

また、請求項３に係る本発明の車両前部の車体構造は、請求項１もしくは請求項２に記載の車両前部の車体構造において、前記連結ブレースは、サイドメンバ前端側よりもアッパーフレーム前端側の幅が狭くなるよう形成されていることを特徴とする。

請求項３に係る本発明では、連結ブレースのアッパーフレーム側の幅を狭くしたので、車幅方向外側に配置されるタイヤとの干渉を回避することができ、正面からの入力に対する面積を的確に設定することができる。

本発明の車両前部の車体構造は、バンパーリンフォースを大型化することなく、簡単な構造で正面からの入力に対する面積を的確に確保して、車両の衝突安全性を向上させることができる。

図１には本発明の一実施形態例に係る車両前部の車体構造を表す斜視状況、図２には図１の分解状況、図３には車両前部の側面視、図４には車両前部の正面視、図５には車両前部の要部平面視、図６には図３中のＡ−Ａ線断面矢視、図７には図４中のＢ−Ｂ線断面矢視、図８には図５中のＣ−Ｃ線断面矢視を示してある。

図１、図２に示すように、車両の車室Ｓ前部の左右両側部には、車両の上下方向に延設された一対のフロントピラー３が備えられ、フロントピラー３には、車両の前方に延びる左右一対のアッパーフレーム６の基端が接合されている。左右のフロントピラー３同士は、車幅方向に延びるカウルトップパネル９で連結されており、カウルトップパネル９の下方には、車室Ｓと車室前方の領域（フードルーム）とを仕切るダッシュパネル１０が配置されている。ダッシュパネル１０の左右前方には、サスペンション装置を支持する筒型のストラットハウス１６が設けられ、アッパーフレーム６に接合されている。

また、フロントピラー３より車幅方向内側でかつアッパーフレーム６より下方の位置には、車両前後方向に延設される左右一対のフロントフロアサイドメンバ（サイドメンバ）１が配置されており、サイドメンバ１は、車室Ｓの下方からダッシュパネル１０に沿って車両前方へ延ばされている。そして、アッパーフレーム６の前端部は、連結ブレース７を介してサイドメンバ１の前端部に連結されており、サイドメンバ１の前端部同士はフロントエンドクロスメンバ２で連結されている。

なお、ここで言う車室前方の領域（フードルーム）とは、フードによって上方を覆われた車両前部の領域で、エンジンが前部に置かれる車両の場合、一般的にエンジンルームと呼ばれている部分を指す。

図１、図２に示すように、フロントピラー３は、上方側が車両の斜め上後方に傾斜されて図示しないルーフピラーに繋がり、下方側が下端部でサイドメンバ１と平行に配されて車両の後方に延びるサイドシル４に繋がっている。そして、サイドシル４（フロントピラー３の下端部）とサイドメンバ１との間には、補強部材としての補強ブレース８（図２参照）が設けられており、サイドシル４とサイドメンバ１とを連結している。

図３に示すように、フロントピラー３の略中央部位には、車両前方側に突出された接合突出部５が一体に設けられており、この接合突出部５にアッパーフレーム６の基端が重ねられて接合されている。

アッパーフレーム６は、下縁部が湾曲形状に形成されてアッパーフレーム６の下縁部とフロントピラー３の前縁部とが連続するように構成されている。

一方、アッパーフレーム６の前端面には、サイドメンバ１の前端面に接合される連結ブレース７が接合されて、アッパーフレーム６とサイドメンバ１とを連結している。そして、連結ブレース７下縁部とアッパーフレーム６下縁部とフロントピラー３前縁部とが車両横方向から見て連続したアーチ状となるように構成されている。すなわち衝突等において車両前部に入力された衝撃荷重が連結ブレース７を介して、アッパーフレーム６へ伝達され、さらにフロントピラー３へと伝達される構造となっている。

図４、図５に示すように、連結ブレース７は、アッパーフレーム６前端部から連続的に車幅方向内方斜め前方へ延びてアッパーフレーム６の前端面よりも車両前方で、かつ車幅方向内側に位置するサイドメンバ１の前端面に接合されており、連結ブレース７は、車両正面から見て車幅方向外側に向うに従って上方に位置する構成とされている。つまり、連結ブレース７は、サイドメンバ１よりも車幅方向外側の位置において、車幅方向外側に向かって上方に傾斜され、サイドメンバ１の前端部の正面とアッパーフレーム６の前端部の正面とに亘って延設されている。

また、連結ブレース７は、サイドメンバ１前端側よりもアッパーフレーム６の前端側（車幅方向外方）の幅が狭くなるよう形成されており、車両の外側に配置されるタイヤとの干渉を回避した構造となっている。

図７に示すように、連結ブレース７は、アウターパネル７ａとインナーパネル７ｂによって閉断面に構成されており、連結ブレース７のインナーパネル７ｂがサイドメンバ１前端部の前面を塞ぐように溶接により接合されている。そして、連結ブレース７のアウターパネル７ａの前面にフロントエンドクロスメンバ２が結合されている。

フロントエンドクロスメンバ２は、サイドメンバ１の前端面に接合された連結ブレース７にボルト１５（図４参照）により結合され、左右に配置される連結ブレース７同士を連結するとともに、左右一対のサイドメンバ１の前端部同士を連結している。フロントエンドクロスメンバ２はバンパーの補強・取付け具としても使用される。

図１、図２、図３、図６に示すように、アッパーフレーム６には、車両上方に延設される延設部１１が形成されている。この延設部１１には、フードの前縁を支持するアッパーバー１２の端部が接合されており、延設部１１によってアッパーバー１２を支持している。そして、アッパーバー１２にフードの上方からの過剰な入力（例えば、歩行者の衝突等によるフードからの過剰な入力）があった際には、延設部１１が変形して過剰な入力を有効に吸収するように構成されている。アッパーバー１２はフードルーム（車室前方の領域）の前部で車幅方向に配置される構造部材で、フードのロック部材やフードとの金属緩衝を抑制するゴム部材等が設置されている。

図１〜図４に示すように、フードルームの前部には、ラジエータ等を支持するための左右一対のラジエータサポート１３が、アッパーバー１２と連結ブレース７とに亘り設けられている。一対のラジエータサポート１３は、車両上下方向に延設された部材であり、上端部がアッパーバー１２にそれぞれ結合され、下端部が連結ブレース７のサイドメンバ１とアッパーフレーム６との間に位置する部位にそれぞれ接合されている。そして、ラジエータサポート１３は、上方側に対して下方側が車幅方向外側に広がるよう配置されており、一対のラジエータサポート１３を車両前方から見ると略ハの字形状（図４参照）となっている。また、左右のラジエータサポート１３同士は、上下方向略中央部付近で車幅方向に延びるクロス部材によって連結されている。またラジエータサポート１３には図示しないランプ類等の機器が保持される。

図１、図２、図５に示すように、ストラットハウス１６の前方のサイドメンバ１とアッパーフレーム６及び連結ブレース７で囲まれる部位には板状の部材であるフェンダーシールド１４が設けられている。フェンダーシールド１４は、車両後方側がストラットハウス１６に連続するように接合されて車両前方に延設され、サイドメンバ１とアッパーフレーム６間を塞ぐように同サイドメンバ１とアッパーフレーム６に車幅方向左右両側部を接合されている。そして、フェンダーシールド１４の前方側は、連結ブレース７に接合されており、周囲を接合されている。ストラットハウス１６は、後部がダッシュパネル１０の縦壁に接合されている。

尚、図５は車両右前部の要部平面を示しているが、図５に示すようにストラットハウス１６の前部のサイドメンバ１、アッパーフレーム６、連結ブレース７とで囲まれる部位は、フェンダーシールド１４によって塞がれた状態となっている。

一般に、タイヤからの泥や異物がフードルーム内に侵入することを防止するためにフェンダー内に樹脂製の泥除け部材が備えられるが、本実施形態例では、フェンダーシールド１４が泥や異物の侵入を防止する機能を果たすので、泥除け部材を省略、もしくは小さくすることができる。そして、サイドメンバ１とアッパーフレーム６とを直接接続する連結ブレース７を備えていることにより、フェンダーシールド１４の四方は、サイドメンバ１、アッパーフレーム６、連結ブレース７、ストラットハウス１６にそれぞれ接合されて、周囲が構造物に囲われた構造とされている。サイドメンバ１とアッパーフレーム６及び連結ブレース７で囲まれる部位にフェンダーシールド１４が接合されているので、サイドメンバ１とアッパーフレーム６で囲まれる領域の変形を抑制することができる構成となっている。

図５、図８に示すように、フェンダーシールド１４には車幅方向に延びる長尺凸部７１が形成され、図６に示すように、長尺凸部７１の下面側にはハット型断面の補強材７２が接合されている。そして、長尺凸部７１の下面と補強材７２とでフェンダーシールド１４に閉断面部が形成され、閉断面部で剛性が確保された部位に、例えば、エアバック用の衝突センサ等が取り付けられる。

上述したように本発明における車両前部の車体構造では、サイドメンバ１よりも車幅方向外側にサイドメンバ１の前端とアッパーフレーム６の前端とを連結する連結ブレース７を、車幅方向外側に向って上方に傾斜されるよう延設させているので、フロントエンドクロスメンバ２の上下方向の幅を広くして車幅方向に延ばしたり、車幅方向の外側に幅広部を設けることなく、連結ブレース７により正面からの入力に対する面積を的確に確保することができ、広範囲に亘って衝突等による荷重を受けることができる。

しかも、連結ブレース７の長手方向中央部位に、ラジエータサポート１３を連結させることで連結ブレース７をより強固としているので、衝突時などにおいて、正面から入力される衝突荷重を確実に受けてサイドメンバ１及びアッパーフレーム６に分散させることができる。

このため、不必要に構造部材を大型化して重量の増加を招くことがない上、衝突時における相手車両の種類がＲＶ、ＳＵＶ、セダン、軽等様々であっても、相手車両のサイドメンバ等の構造部材の幅方向の位置や高さ位置に幅広く対応して受けることができる。

さらに、ストラットハウス１６前方のサイドメンバ１とアッパーフレーム６間をフェンダーシールド１４で塞ぐとともに、連結ブレース７と接合して、ストラットハウス１６で囲まれた部位を塞ぎ、変形を抑制する構造としているので、アッパーフレーム６が前端側から順に潰れずに変形したり、途中で折れたりするような現象を抑制することができ、効率良く衝突荷重を吸収することができる。

従って、本発明の車両前部の車体構造によれば、フロントエンドクロスメンバ（バンパーリンフォース）を大型化することなく正面からの入力に対する面積を的確に確保して、相手車両の構造物等の車室側への侵入を防ぐとともに効率良く衝突荷重を吸収し、乗員の安全性を向上させることができる。

本発明は、車両前部からの衝突荷重を緩和するための車両前部の車体構造の産業分野で利用することができる。

本発明の一実施形態例に係る車両前部の車体構造を表す斜視図である。 車両前部（図１）の分解斜視図である。 車両前部の側面図である。 車両前部の正面図である。 車両前部の要部平面図である。 図３中のＡ−Ａ線断面矢視図である。 図４中のＢ−Ｂ線断面矢視図である。 図５中のＣ−Ｃ線断面矢視図である。

符号の説明

１ フロントフロアサイドメンバ（サイドメンバ）
２ フロントエンドクロスメンバ
３ フロントピラー
４ サイドシル
５ 接合突出部
６ アッパーフレーム
７ 連結ブレース
８ 補強ブレース
９ カウルトップパネル
１０ ダッシュパネル
１１ 延設部
１２ アッパーバー
１３ ラジエータサポート
１４ フェンダーシールド
１５ ボルト
１６ ストラットハウス

Claims (3)

1. 車両の車室前部の左右に位置して上下方向に延設される一対のフロントピラーに基端が接合されて車両前方に延設される左右一対のアッパーフレームと、同アッパーフレームより下方でかつ前記フロントピラーより車幅方向内側に配置されて前記車室の前方に延設される一対のサイドメンバと、前記一対のサイドメンバの前端部同士を連結するフロントエンドクロスメンバとを備える車両前部の車体構造において、
   前記サイドメンバよりも車幅方向外側に配置されて前記アッパーフレームの前端部から連続的に車幅方向内方斜め前方へ延びて前記サイドメンバ前端面に接合されるとともに前記フロントエンドクロスメンバと連結され、車幅方向外側に向かうに従って上方に位置されるよう延設された連結ブレースを設け、
   前記連結ブレースには、車両上下方向に延設された左右一対のラジエータサポートの下端部が接続され、同左右一対のラジエータサポートは、前方視で略ハの字状に形成されて上下方向略中央部付近で車幅方向に延びるクロス部材によって連結されている
   ことを特徴とする車両前部の車体構造。
2. 請求項１に記載の車両前部の車体構造において、
   サスペンション部材を支持するストラットハウスから前方に延ばされ、前記サイドメンバと前記アッパーフレームとに接合されて、前記サイドメンバと前記アッパーフレーム間を塞ぐ板状のフェンダーシールドを備えるとともに、前記フェンダーシールドの前部を前記連結ブレースに接合させて、前記サイドメンバと前記アッパーフレームと前記連結ブレースと前記ストラットハウスとで前記フェンダーシールドの周囲を囲むように構成したことを特徴とする車両前部の車体構造。
3. 請求項１もしくは請求項２に記載の車両前部の車体構造において、
   前記連結ブレースは、サイドメンバ前端側よりもアッパーフレーム前端側の幅が狭くなるよう形成されていることを特徴とする車両前部の車体構造。

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