JP4966944B2 - 車体前部構造 - Google Patents
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Description
内外側のエクステンション部材のそれぞれの前端部に取付孔が形成され、取付孔に挿入したボルトでバンパービームが取り付けられている。
そして、伝えられた衝撃荷重をフロントサイドフレームやアッパメンバーで支えることができる。
そして、2枚の上折曲部位が溶接された上接合部、2枚の下折曲部位が溶接された下接合部および締結部材を、バンパービームに車体前方側から作用した衝撃荷重の荷重伝達ライン上に配置した。
内外側のエクステンション部材に伝えられた衝撃荷重は、上折曲部位や下折曲部位の接合部を経てフロントサイドフレームに伝えられる。
このように、バンパービームに作用した衝撃荷重を、締結部材、上折曲部位の上接合部や下折曲部位の下接合部を経てフロントサイドフレームに伝えることで、衝撃荷重をフロントサイドフレームに効率よく伝えることができる。
さらに、請求項1に係る発明では、取付プレートを車幅方向中心に向けて車体前方に傾斜するように前傾させることにより、取付プレートの内側端部を車体前方に配置した。よって、取付プレートの内側端部に設けられるフロントバルクヘッドを車体前方側に移動させて設けることができる。
これにより、フロントバルクヘッドに支持されるラジエータなどの冷却部材を車体前方側に移動させて設けることができる。
したがって、車体全長をコンパクトに抑えた車両において、エンジンルームを車体前方に向けて大きく確保することができ、大型エンジンの搭載を可能にできる。
よって、一方のプレート側にオフセットされて(偏って)衝撃荷重が伝えられても、エクステンション部材を全域に渡って均等に変形させる(潰す)ことができる。
これにより、エクステンション部材による衝撃荷重の吸収量を十分に確保することができる。
また、一方のプレートと比して板厚寸法の小さな他方のプレートをアッパメンバー側に設けた。
また、フロントサイドフレームに比して剛性の低いアッパメンバーに、他方のプレートを経て比較的小さな衝撃荷重を伝えることができる。
これにより、エクステンション部材を全域に渡って均等に変形させる(潰す)ことができ、エクステンション部材による衝撃荷重の吸収量を十分に確保することができる。
よって、左右のフロントサイドフレームの一方に伝えられた衝撃荷重を、動力源を経て他方のフロントサイドフレームに分散させることができる。
これにより、一方のフロントサイドフレームに伝えられた衝撃荷重を一層良好に支えることができる。
車体前部構造10は、車体前部の左右側に左右のフロントサイドフレーム(フロントサイドフレーム)11,12を備え、左フロントサイドフレーム11の車体幅方向外側に左アッパメンバー(アッパメンバー)13を備え、右フロントサイドフレーム12の車体幅方向外側に右アッパメンバー(アッパメンバー)14を備え、左フロントサイドフレーム11の前端部11aおよび左アッパメンバー13の前端部13aに左衝撃吸収ユニット16を備え、右フロントサイドフレーム12の前端部12aおよび右アッパメンバー14の前端部14aに右衝撃吸収ユニット17を備え、左右の衝撃吸収ユニット16,17にバンパービーム18を架け渡した自動車の構造である。
動力源22は、一例として、エンジンおよびトランスミッションが一体に組み合わされてユニット化され、エンジンが右フロントサイドフレーム12(図1参照)側に配置され、トランスミッションが左フロントサイドフレーム11側に配置されている。
この動力源22は、トランスミッションが左マウント部材23で左フロントサイドフレーム11に取り付けられ、エンジンが右マウント部材(図示せず)で右フロントサイドフレーム12に取り付けられている。
左アッパメンバー13は、左フロントサイドフレーム11の外側に設けられるとともに、車体後方に向けて上り勾配に延出され、後端部15bが左フロントピラー28(図1参照)に連結されている。
左フロントサイドフレーム11と左アッパメンバー13との間に、左前輪(図示せず)を覆う左ホイールハウス32が設けられている。
また、左右の衝撃吸収ユニット16,17は左右対称の部材であり、以下左衝撃吸収ユニット16について説明して右衝撃吸収ユニット17の説明を省略する。
左衝撃吸収ユニット16は、左フロントサイドフレーム11の前端部11aおよび左アッパメンバー13の前端部13aに渡って設けられた支持プレート34と、支持プレート34に設けられた取付プレート35と、取付プレート35に設けられた内側エクステンション部材(エクステンション部材)41および外側エクステンション部材(エクステンション部材)42とを備えている。
すなわち、支持プレート34は、左フロントサイドフレーム11の前端部11aおよび左アッパメンバー13の前端部13aに渡って設けられている。
内側支持部45は、支持プレート34の中央部34aから車幅方向中心に向けて車体前方に傾斜するように前傾されている。
具体的には、内側支持部45は、車幅方向直線48に対して傾斜角θ1で傾斜するように前傾されている。
加えて、内側支持部45は、内側端部45aが車幅方向直線48に対して略平行に張り出されている。
取付プレート35は、支持プレート34と略同じ外形(すなわち、略矩形状)に形成されたプレートである。
この取付プレート35は、内側支持部45の前面に設けられた内側取付部51と、外側支持部46の前面に設けられた外側取付部52とを備えている。
内側取付部51は、内側支持部45と同様に、取付プレート35の中央部35aから車幅方向中心に向けて車体前方に傾斜するように前傾されている。
具体的には、内側取付部51は、車幅方向直線48に対して傾斜角θ1で傾斜するように前傾されている。
加えて、内側取付部51は、内側端部51aに設けられた段差部53と、段差部53に設けられた挟持片54とを有する。
挟持片54は、段差部53の前辺から内側支持部45の内側端部45aに対して略平行に、車体幅方向中心に向けて張り出されている。
よって、挟持片54と内側端部45aとの間に、後述する後フランジ106の取付片107を挟持する間隙を確保することができる。
なお、挟持片54と内側端部45aとの間に後フランジ106の取付片107を挟持する理由については後で詳しく説明する。
取付プレート35に内側エクステンション部材41および外側エクステンション部材42がそれぞれ設けられている。
内側エクステンション部材41は、上壁62・下壁63・内側壁64・外側壁65で略矩形状の筒状に形成された内側筒体(筒体)61と、内側筒体61の前端部61aを塞ぐ内側前蓋部(前蓋部)67とを備えている。
内側壁64は車体幅方向中心側に設けられた壁部である。
外側壁65は車体幅方向外側(すなわち、外側エクステンション部材42側)に設けられた壁部である。
内側プレート111は、断面略コ字状に折り曲げられることで内側壁64、上折曲部位113および下折曲部位114(図7参照)を有する。
外側プレート112は、断面略コ字状に折り曲げられることで外側壁65、上折曲部位115および下折曲部位116(図7参照)を有する。
また、内側プレート111の下折曲部位114および外側プレート112の下折曲部位116が重ね合わされ、それぞれの下折曲部位114,116が下接合部118でスポット溶接されることで内側筒体61の下壁63が形成されている。
また、下折曲部位114,116同士を重ねて接合することで下壁63の剛性は一枚のプレートで形成したものと比較して剛性が高い。
内ビード121は、内側壁64の高さ方向の中央において車体前後方向に平行に延出された凹部(溝部)である。
内ビード121は、車体前方に向けてビード深さ寸法が徐々に小さくなるように、内ビード121の溝底部が上り勾配に形成されている。
外ビード122は、内ビード121と同様に、外側壁65の高さ方向の中央において車体前後方向に平行に延出された凹部(溝部)である。
外ビード122は、車体前方に向けてビード深さ寸法が徐々に小さくなるように、外ビード122の溝底部が上り勾配に形成されている。
これにより、内側壁64、外側壁65、上壁62、下壁63の4壁の剛性をそれぞれ合わせることができ、内側筒体61(すなわち、内側エクステンション部材41)の変形量(潰し量)を均等に確保して、衝撃荷重を良好に吸収することができる。
上壁固定フラップ71は、上フラップ接合部124,124において上壁62にスポット溶接されることで上壁62に固定されている。
下壁固定フラップ72は、下フラップ接合部125,125において下壁63にスポット溶接されることで下壁63に固定されている。
外側壁固定フラップ74は、前壁68の外側端部68dから車体後方に向けて外側壁65に沿って張り出され、外側壁65に溶接で固定されている。
これにより、内側前蓋部67が内側筒体61の前端部61aに溶接で固定されている。
この状態において、内側前蓋部67の前壁68は、車幅方向中心に向けて車体前方に傾斜するように前傾されている(図5参照)。
なお、各固定フラップ71〜74のフラップ端縁71a〜74aを取付プレート35に対して同じ距離だけ離間させた理由については後述する。
この外側エクステンション部材42は、内側エクステンション部材41の内側筒体61と同様に、上壁82・下壁83・内側壁84・外側壁85で略矩形状の筒状に形成された外側筒体(筒体)81と、外側筒体81の前端部81aを塞ぐ外側前蓋部87とを備えている。
内側壁84は車体幅方向中心側(すなわち、内側エクステンション部材41側)に設けられた壁部である。
外側壁85は車体幅方向外側に設けられた壁部である。
内側プレート131は、断面略コ字状に折り曲げられることで内側壁84、上折曲部位133および下折曲部位134を有する。
外側プレート132は、断面略コ字状に折り曲げられることで外側壁85、上折曲部位135および下折曲部位136を有する。
また、内側プレート131の下折曲部位134および外側プレート132の下折曲部位136が重ね合わされ、それぞれの下折曲部位134,136が下接合部138(1箇所のみ図示する)でスポット溶接されることで内側筒体81の下壁83が形成されている。
上壁固定フラップ91は、上フラップ接合部144,144において上壁82にスポット溶接されることで上壁82に固定されている。
下壁固定フラップ92は、下フラップ接合部145,145において下壁83にスポット溶接されることで下壁83に固定されている。
外側壁固定フラップ94は、前壁88の外側端部88dから車体後方に向けて外側壁85に沿って張り出され、外側壁85に溶接で固定されている。
これにより、外側前蓋部87が外側筒体81の前端部81aに溶接で固定されている。
内側エクステンション部材41は、前壁68にバンパービーム18の左端部18aが上下のボルト(締結部材)76で締結されている。
なお、内側エクステンション部材41の前壁68にバンパービーム18の左端部18aを上下のボルト76で締結する構成については後で詳しく説明する。
内側荷重伝達ライン151は、バンパービーム18に車体前方側から衝撃荷重F1が作用した場合、衝撃荷重F1の一部が伝達されるラインである。
内側エクステンション部材41に伝えられた衝撃荷重は、内側荷重伝達ライン151上の上フラップ接合部124、下フラップ接合部125、上接合部117,117、下接合部118,118を経て左フロントサイドフレーム11に伝えられる。
また、内側荷重伝達ライン151をオフセットした側の内側プレート111の板厚寸法T1(図7も参照)が、外側プレート112の板厚寸法T2(図7も参照)に比して大きく設定されている。
これにより、内側プレート111側にオフセットされて(偏って)衝撃荷重が伝えられても、内側エクステンション部材41を全域に渡って均等に変形させる(潰す)ことができる。
したがって、内側エクステンション部材41による衝撃荷重の吸収量を十分に確保することができる。
よって、左フロントサイドフレーム11は、左アッパメンバー13に比して大きな衝撃荷重を支えることができる。
そこで、板厚寸法T1が大きな内側プレート111を左フロントサイドフレーム11側に設け、板厚寸法T2が小さい外側プレート112を左アッパメンバー13側に設けた。
一方、外側プレート112を経て左アッパメンバー13に比較的小さな衝撃荷重を伝えることができる。
これにより、内側エクステンション部材41による衝撃荷重の吸収量を十分に確保することができる。
なお、外側エクステンション部材42の前壁88にバンパービーム18の左端部18aを上下のボルト76で締結する構成については後で詳しく説明する。
外側荷重伝達ライン154は、バンパービーム18に車体前方側から衝撃荷重F1が作用した場合、衝撃荷重F1の一部が伝達されるラインである。
外側エクステンション部材42に伝えられた衝撃荷重は、外側荷重伝達ライン154上の上フラップ接合部144、下フラップ接合部145、上接合部137,137、下接合部138,138を経て左アッパメンバー13に伝えられる。
また、外側荷重伝達ライン154をオフセットした側の内側プレート131の板厚寸法T3(図7も参照)が、外側プレート132の板厚寸法T4(図7も参照)に比して大きく設定されている。
これにより、内側プレート131側にオフセットされて(偏って)衝撃荷重が伝えられても、外側エクステンション部材42を全域に渡って均等に変形させる(潰す)ことができる。
したがって、外側エクステンション部材42による衝撃荷重の吸収量を十分に確保することができる。
よって、左フロントサイドフレーム11は、左アッパメンバー13に比して大きな衝撃荷重を支えることができる。
そこで、板厚寸法T3が大きな内側プレート131を左フロントサイドフレーム11側に設け、板厚寸法T4が小さい外側プレート132を左アッパメンバー13側に設けた。
一方、外側プレート132を経て左アッパメンバー13に比較的小さな衝撃荷重を伝えることができる。
これにより、外側エクステンション部材42による衝撃荷重の吸収量を十分に確保することができる。
よって、内側エクステンション部材41は、内側前蓋部67の前壁68が、前壁68の外側端部68dから内側端部68cまで車幅方向中心に向けて車体前方に傾斜するように前傾されている。
具体的には、前壁68は、車幅方向直線48に対して傾斜角θ2で傾斜するように前傾されている。
よって、内側前蓋部67の前壁68は、内側取付部51に対して略平行に配置されている。
上下の取付孔77にボルト76がそれぞれ挿入され、挿入したボルト76がナット78にそれぞれねじ結合されることで、内側前蓋部67にバンパービーム18の左端部18aがボルト止めされている。
前壁68および内側取付部51を略平行に配置することで、内側エクステンション部材41の内側壁64や外側壁65が内側取付部51から略同じ量だけ突出されている。
フラップ端縁71a〜74aを取付プレート35に対して同じ距離S2だけ離間した理由は次の通りである。
このため、各固定フラップ71〜74が重ね合わされていない部位を、衝撃荷重で均等に変形させる(潰す)ように構成することが好ましい。
これにより、内側エクステンション部材41に衝撃荷重が作用した場合に、内側エクステンション部材41の内側筒体61を全域に渡って均等に変形させる(潰す)ことができ、衝撃荷重を良好に吸収することができる。
具体的には、前壁88は、車幅方向直線48に対して傾斜角θ3で傾斜するように前傾されている。
この前壁88には、上下のボルト76が挿通可能な上下の取付孔96(図8参照)が形成されている。
具体的には、フロントバルクヘッド24は、左右のフロントサイドフレーム11,12の前端部11a,12a(右フレーム12、前端部12aは図1参照)間で、かつ、前端部11a,12aに対して車体前方側に配置され、エンジンルーム21の前部を仕切る部材である。
後フランジ106は、取付プレート35の段差部53に向けて張り出された取付片107を有し、取付片107に取付孔108を有している。
すなわち、取付片107は、内側取付部51の挟持片54と内側支持部45の内側端部45aとの間に挟み込まれた状態でボルト109で取り付けられている。
よって、支持プレート34および取付プレート35に後フランジ106が設けられている。
なお、左右のステイ部103,104は左右対称の部材であり、以下左ステイ部103について説明して右ステイ部104の説明を省略する。
よって、内側取付部51の挟持片54と内側支持部45の内側端部45aとの間に挟み込まれた後フランジ106の取付片107を車体前方側に移動させて設けることができる。
したがって、車体全長をコンパクトに抑えた車両において、エンジンルーム21を車体前方に向けて大きく確保することができ、エンジンルーム21に大型の動力源22を搭載することができる。
これにより、車体全長をコンパクトに抑えた車両において、エンジンルーム21を車体前方に向けてさらに大きく確保することができる。
これにより、左フロントサイドフレーム11に伝えられた衝撃荷重を一層良好に支えることができる。
図10(a),(b)は本発明に係る車体前部構造に相手車両がオフセット衝突した例を説明する図である。
(a)において、相手車両160が車体前部構造10に対して左側にずれてオフセット衝突する。
オフセット衝突により生じた衝撃荷重F1は、バンパービーム18の左端部18aを経て左衝撃吸収ユニット16に伝わる。
また、衝撃荷重F1の残りの衝撃荷重F3が、外側エクステンション部材42に矢印の如く伝わる。
よって、バンパービーム18に作用した衝撃荷重F1の一部は、上下のボルト76を経て内側エクステンション部材41に衝撃荷重F2として伝えられ、上フラップ接合部124、下フラップ接合部125、上接合部117,117、下接合部118,118を経て左フロントサイドフレーム11に効率よく伝えられる。
よって、衝撃荷重F1の残りの衝撃荷重F3は、上下のボルト76を経て外側エクステンション部材42に伝えられ、上フラップ接合部144、下フラップ接合部145、上接合部137,137、下接合部138,138を経て左アッパメンバー13に効率よく伝えられる。
また、内側荷重伝達ライン151をオフセットした側の内側プレート111は、図9に示すように、外側プレート112の板厚寸法に比して大きく設定されている。
これにより、内側エクステンション部材41による衝撃荷重F2の吸収量を十分に確保することができる。
よって、左フロントサイドフレーム11側に設けられた内側プレート111(板厚寸法が大きいプレート)に比較的大きな衝撃荷重が伝えられる。
これにより、内側エクステンション部材41を全域に渡って均等に変形させる(潰す)ことができ、内側エクステンション部材41による衝撃荷重の吸収量を一層良好に確保することができる。
また、外側荷重伝達ライン154をオフセットした側の内側プレート131は、図9に示すように、外側プレート132の板厚寸法に比して大きく設定されている。
これにより、外側エクステンション部材42による衝撃荷重F3の吸収量を十分に確保することができる。
よって、左フロントサイドフレーム11側に設けられた内側プレート131(板厚寸法が大きいプレート)に比較的大きな衝撃荷重が伝えられる。
これにより、外側エクステンション部材42を全域に渡って均等に変形させる(潰す)ことができ、外側エクステンション部材42による衝撃荷重の吸収量を一層良好に確保することができる。
内側エクステンション部材41で衝撃荷重F2の一部が吸収された後、衝撃荷重F2の残りの衝撃荷重F4が左フロントサイドフレーム11に矢印の如く伝わる。
伝えられた衝撃荷重F4は左フロントサイドフレーム11で支えられる。
また、左アッパメンバー13に伝えられた衝撃荷重F6は左アッパメンバー13で支えられる。
これにより、相手車両160がオフセット衝突した場合に発生する衝撃荷重F1を車体前部構造10で良好に支えることができる。
これにより、左フロントサイドフレーム11に伝えられた衝撃荷重F4,F5を一層良好に支えることができる。
また、外側エクステンション部材42も同様に、外側プレート132側にオフセットさせることも可能である。
Claims (4)
- 車体前後方向に向けてフロントサイドフレームが延出され、前記フロントサイドフレームの前端部に取付プレートが設けられ、該取付プレートから車体前方に向けてエクステンション部材が突出され、前記エクステンション部材の前端部にバンパービームが締結部材で締結された車体前部構造において、
前記取付プレートを、車幅方向中心に向けて車体前方に傾斜するように前傾させることにより、前記取付プレートのうち車体幅方向中心側の内側端部を車体幅方向外側の外側端部より車体前方に配置し、
前記エクステンション部材の前壁を、車幅方向中心に向けて車体前方に傾斜するように前傾させ、
前記エクステンション部材は、
断面略コ字状に折り曲げられることで上下の折曲部位を有する内側プレートと、
断面略コ字状に折り曲げられることで上下の折曲部位を有する外側プレートと、を備え、
前記内側プレートおよび前記外側プレートの各上折曲部位が重ね合わされて溶接されることで前記エクステンション部材の上壁が形成され、
前記内側プレートおよび前記外側プレートの各下折曲部位が重ね合わされて溶接されることで前記エクステンション部材の下壁が形成され、
前記上折曲部位が溶接された上接合部、前記下折曲部位が溶接された下接合部および前記締結部材が、前記バンパービームに車体前方側から作用した衝撃荷重の荷重伝達ライン上に配置されたことを特徴とする車体前部構造。 - 前記荷重伝達ラインは、
前記エクステンション部材の車幅方向中心に対して内側プレートおよび外側プレートの一方側にオフセットされ、
前記荷重伝達ラインをオフセットした側の一方のプレートの板厚寸法が、他方のプレートの板厚寸法に比して大きく設定されたことを特徴とする請求項1記載の車体前部構造。 - 前記フロントサイドフレームの外側にアッパメンバーが車体後方に向けて上り勾配に延出され、
前記一方のプレートを前記内側プレートとすることで、前記一方のプレートが前記フロントサイドフレーム側に設けられ、
前記他方のプレートを前記外側プレートとすることで、前記他方のプレートが前記アッパメンバー側に設けられたことを特徴とする請求項2記載の車体前部構造。 - 前記フロントサイドフレームが車体幅方向の左右側に備えられ、
前記左右のフロントサイドフレーム間の空間に動力源が配置され、
前記動力源が前記左右のフロントサイドフレームに設けられたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の車体前部構造。
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