JP5024085B2 - 車両の前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の前部構造に関する。特に、フロントサイドフレームにエンジンマウントを締結固定する構造に関する。

車両の前突対策として、特許文献１には、フロントサイドフレームの閉断面の長手方向中央に凹部を設けるように成形して稜線を増加させることにより、フロントサイドフレームの衝撃吸収量を向上する技術が提案されている。また、特許文献２には、半円筒形状で凹状にエンボシングされた折曲部に嵌入してパイプナットが溶着された補強ブラケットをフロントサイドフレームのインナパネルに溶着した構造が提案されている。また、特許文献３には、前突時に後方に潰れる部分を拡大したフロントサイドフレームの閉断面側に、エンジンマウントを締結固定するボルトに螺合するナット部を結合した構造が提案されている。
特開２００６−２０７７２６号公報 特許第３３５８１２９号 特開２００６−２１９０６８号公報

ここで、フロントサイドフレームは、前突時に後方に潰れることにより衝撃を吸収する機能を有しており、この前後方向の潰れ代を大きくできれば衝撃吸収能力も向上する。

しかしながら、特許文献２及び３のように、エンジンマウントを締結固定するボルトを螺合させるナット部をフロントサイドフレームに鉛直方向に支持するためには、フロントサイドフレームの前後方向にブラケットが必要となり、このブラケットの前後の幅分だけ剛性が高くなってフロントサイドフレームの潰れ代が狭まってしまう。

従って、本発明の目的は、エンジンマウントを確実にフロントサイドフレームに固定しながら、フロントサイドフレームの潰れ代をより大きく確保することにある。

本発明においては、車両の前後方向に延び、上面部、第１の側面部、前記第１の側面部より車幅方向外方側に配される第２の側面部、及び下面部によって形成された閉断面を有するフロントサイドフレームと、鉛直方向に延びるボルトと前記ボルトに螺合するナット部とにより、前記フロントサイドフレームの前記上面部に締結固定されたエンジンマウントと、を備えた車両の前部構造であって、前記フロントサイドフレームは、前記車両の前後方向に延び、前記第１及び第２の側面部の内の少なくとも一方の側面部における鉛直方向の中間部位が前記閉断面を狭める方向に絞られた絞り部を有しており、前記ナット部は、前記絞り部の内壁に結合されたことを特徴とする車両の前部構造が提供される。

本発明によれば、前記ナット部が前記絞り部の内壁に結合されたため、前記エンジンマウントを確実に前記フロントサイドフレームに固定することができる。また、ブラケットを用いた場合と比べて、ブラケットの前後方向の長さの分だけ前記フロントサイドフレームの潰れ代を大きく確保することができる。

また、本発明においては、前記ナット部は、その内周面にネジ部が形成された中空円筒状の部材であり、その上端部にはフランジ部が形成され、該フランジ部が前記フロントサイドフレームの前記上面部の内壁に結合された構成であってもよい。この構成によれば、前記ナット部が前記第１及び第２の側面部と前記上面部との３箇所で結合されるため、前記ナット部の前記フロントサイドフレームに対する結合力を高めることができる。

また、本発明においては、前記絞り部は、前記閉断面側から見て前記車両の前後方向に延びる稜線を形成する構成であってもよい。この構成によれば、前記フロントサイドフレームの衝撃吸収能力を増大することができる。

また、本発明においては、前記フロントサイドフレームは、前記インナパネル及び前記アウタパネルの鉛直方向上方側及び下方側の各端部に形成された前記車両の前後方向に延びるフランジ部を互いに接合して、前記閉断面を形成しており、前記インナパネルが、前記上面部、前記第１の側面部、及び前記下面部を形成し、前記アウタパネルが、前記第２の側面部を形成する構成であってもよい。この構成によれば、前記エンジンマウントを前記フロントサイドフレームに容易に固定することができる。

本発明によれば、エンジンマウントを確実にフロントサイドフレームに固定しながら、フロントサイドフレームの潰れ代をより大きく確保することができる。

以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で以下の実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係る車両の前部構造１００を示す斜視図である。また、図２は、車両の前部構造１００の上面図であり、図３は、車両の前部構造１００の下面図であり、図４は、図２のＣ−Ｃ線に沿った概略断面図である。

車両の前部には、車両の前端部からダッシュパネル１までの間に、車両の前後方向に延びるフロントサイドフレーム１１、１２が車幅方向にずれて２つ配設される。

フロントサイドフレーム１１、１２は、エンジン２ａやトランスミッション２ｂ等から構成されるエンジンユニット２をエンジンマウント２１、２２を介して支持する。このため、フロントサイドフレーム１１、１２には、高張力鋼板等を用いた高強度部材が用いられる。また、左右の駆動輪に連結されるドライブシャフト間には、左右の駆動輪の回転数差を制御するディファレンシャルギヤユニット３が配設される。

エンジンマウント２１は、フロントサイドフレーム１１に固定され、エンジンユニット２のうち、エンジン２ａの一部を支持する。また、エンジンマウント２１は、サスタワー７の前方に接合されるフェンダーエプロン８にもその一部が固定されている。一方、エンジンマウント２２は、フロントサイドフレーム１２に固定され、エンジンユニット２のうち、トランスミッション２ｂの一部を支持する。エンジンマウント２１、２２は、ゴム等の弾性部材によって、エンジンユニット２から発生する振動が車体に直接伝達されることが防止されている。なお、エンジンマウント２１、２２をフロントサイドフレーム１１、１２に固定する構造については後述する。

フロントサイドフレーム１１、１２の下方には、サスペンション４からの荷重を支持するサブフレーム３０が配設される。サブフレーム３０は、フロントサイドフレーム１１、１２に沿って、車両の前後方向に延びるフレーム部材３１、３２と、車幅方向に延び、フレーム部材３１、３２の前端部３１ａ、３２ａを連結するフレーム部材３３と、車幅方向に延び、フレーム部材３１、３２の後端部３１ｂ、３２ｂを連結するフレーム部材３４とによって、矩形状の枠体を構成している。

フレーム部材３１の前端部３１ａは、不図示のボルト及びナット部によって、フロントサイドフレーム１１に下方から、車両の前突時に脱落不可能に、締結固定される。フレーム部材３１の後端部３１ｂは、補強ブラケット３１ｃと共にフロアパネル９に締結固定される。

フレーム部材３１は、前端部３１ａと後端部３１ｂとの中間部近傍において、鉛直方向上方に延びて、フレーム部材３１をフロントサイドフレーム１１、１２に取り付ける取付部３１ｄを有する。取付部３１ｄは、ボルト３６及びナット部３７によって、フロントサイドフレーム１１に、車両の前突時に脱落可能に、ブラケット３５と共に締結固定される。

ボルト３６は、フロントサイドフレーム１１の上面部１１ｃ（図６参照）から鉛直方向に延びて、フロントサイドフレーム１１、１２の下面部１１ｆ（図６参照）を貫通する。ナット部３７は、フロントサイドフレーム１１、１２の下面部１１ｆの鉛直方向下方からボルト３６に螺合する。なお、サブフレーム３０のフレーム部材３２をフロントサイドフレーム１２に締結する構造についても同様に説明することができる。

また、サブフレーム３０には、フレーム部材３１、３２に支持されたサスペンション４と、フレーム部材３４に配設され、エンジン２ａの一部を下方から支持するエンジンマウント２３とが固定されている。サスペンション４は、タイヤを確実に地面に接触させるスプリング４ａと、スプリング４ａの振動を減衰させるダンパ４ｂと、車輪の可動範囲を制限するアーム４ｃとを有する。また、サブフレーム３０には、フレーム部材３１、３２の前端部３１ａ、３２ａに固定され、車両の前部衝突時の衝撃を吸収するクラッシュカン５、５’と、クラッシュカン５、５’の間に車幅方向に架け渡されたクロスビーム６とが設けられる。

クラッシュカン５、５’は、車両が低速で前部衝突した際に、その衝撃が車体に及んで、車体が変形することを防止して、修理費用を低減させるために設けられる。一方、車両が中、高速で前部衝突した際には、クラッシュカン５、５’でその衝撃を吸収するだけでなく、フロントサイドフレーム１１、１２を蛇腹状に潰すことによって、衝突時の衝撃を吸収する。このため、車両が高速になるにつれて、衝突時の衝撃が大きくなるため、フロントサイドフレーム１１、１２の潰れ代を大きく確保する必要がある。

図５は、従来のエンジンマウント２１の固定構造を示す拡大斜視図であり、図６は、図４のＤ−Ｄ線に沿った概略断面図である。なお、本発明の実施形態と共通する図５に示す従来例の構成については、共通の符号を付して説明する。ここでは、フロントサイドフレーム１１にエンジンマウント２１を固定する構造について説明するが、フロントサイドフレーム１２にエンジンマウント２２を固定する構造についても同様に説明することができる。

フロントサイドフレーム１１は、図６で示すように、車両の前後方向に延びており、上面部１１ｃ、側面部１１ｄ、側面部１１ｄに対面し、側面部１１ｄより車幅方向外方側に配される側面部１１ｅ、及び上面部１１ｃに対面し、上面部１１ｃより上下方向下方側に配される下面部１１ｆによって形成された閉断面Ｓを有する。

従来のフロントサイドフレーム１１は、図５で示すように、ナット部４２が閉断面Ｓ側から溶接等で固定されたブラケットＢをフロントサイドフレーム１１のインナパネル１１ａに閉断面Ｓ側から溶接等で接合した後に、インナパネル１１ａとアウタパネル１１ｂとを接合して形成される（特許第３３５８１２９号参照）。そして、ブラケットＢの上方にエンジンマウント２１を配設して、ボルト４１をナット部４２に締結固定する。

この場合には、ブラケットＢの幅Ｌの距離の間において、フロントサイドフレーム１１の強度が高まることになるため、フロントサイドフレーム１１の強度分布が急激に変化することになる。従って、フロントサイドフレーム１１が蛇腹状に潰れずに屈曲して、前突時の衝撃を吸収しきれない可能性がある。そこで、本発明では、ブラケットＢを用いないでナット部４２をフロントサイドフレーム１１に固定すべく、次のような構成とした
フロントサイドフレーム１１は、図６で示すように、インナパネル１１ａ及びアウタパネル１１ｂの鉛直方向上方側の端部に形成された車両の前後方向に延びるフランジ部１１ｉ、１１ｉ’を互いに接合し、また、インナパネル１１ａ及びアウタパネル１１ｂの鉛直方向下方側の端部に形成された車両の前後方向に延びるフランジ部１１ｊ、１１ｊ’を互いに接合することにより、閉断面Ｓを形成している。

インナパネル１１ａは、車幅方向外方に開放部分を有する断面略コの字状であり、フロントサイドフレーム１１の上面部１１ｃ、側面部１１ｄ、及び下面部１１ｆを形成する。一方、アウタパネル１１ｂは、インナパネル１１ａの開放部分を閉塞するようにインナパネル１１ａに溶接等で接合され、フロントサイドフレーム１１の側面部１１ｅを形成する。

フロントサイドフレーム１１は、車両の前後方向に延び、側面部１１ｄにおける鉛直方向の中間部位が閉断面Ｓを狭める方向に絞られた絞り部１１ｇを有する。同様に、フロントサイドフレーム１１は、車両の前後方向に延び、側面部１１ｅにおける鉛直方向の中間部位が閉断面Ｓを狭める方向に絞られた絞り部１１ｈを有する。絞り部１１ｇ、１１ｈは、閉断面Ｓ側から見て膨出する形状であり、車両の前後方向に延びる稜線を形成している。

また、絞り部１１ｇ、１１ｈは、フロントサイドフレーム１１のインナパネル１１ａ及びアウタパネル１１ｂをプレス成形する際に同時に加工される形状であるため、加工硬化によって、側面部１１ｄ、１１ｅの板剛性を向上させることができる。一方、絞り部１１ｇ、１１ｈの前端部１１ｋ及び後端部１１ｌ（図４参照）の形状を緩やかにすることで、フロントサイドフレーム１１の強度分布の変化を緩やかにすることができる。これにより、フロントサイドフレーム１１が屈曲することなく、フロントサイドフレーム１１を確実に蛇腹状に潰すことができる。

エンジンマウント２１は、鉛直方向に延びるボルト４１とボルト４１に螺合するナット部４２とにより、フロントサイドフレーム１１の上面部１１ｃに締結固定される。ナット部４２は、その内周面に雌ネジ部４２ａが形成された中空円筒状の部材である。また、ナット部４２の上端部には、フランジ部４２ｂが形成される。

フランジ部４２ｂは、インナパネル１１ａの上面部１１ｃの内壁に溶接等で接合される。また、ナット部４２は、フロントサイドフレーム１１のインナパネル１１ａとアウタパネル１１ｂとを接合した後に、絞り部１１ｇ、１１ｈの内壁に溶接等により接合される。

以上述べた通り、本実施形態によれば、従来必要であったブラケットＢを用いることなく、ナット部４２をフロントサイドフレーム１１、１２に固定することができるため、フロントサイドフレーム１１、１２の潰れ代を拡大することができる。

また、フロントサイドフレーム１１、１２の側面部に絞り部を設け、この絞り部にナット部４２を固定したため、ナット部４２の取付強度を向上することができる。これにより、ナット部４２がフロントサイドフレーム１１、１２のインナパネル１１ａ、１２ａから剥離してしまうことを抑制することができる。さらに、ブラケットＢを廃止し、部品数を削減したことにより、車体の軽量化及び組立工数の削減を図ることができる。さらに、ブラケットＢに設けられるネジ孔の位置やフランジの角度等の精度管理が必要なくなるため、生産性を向上させることができる。

なお、フロントサイドフレーム１１、１２は、本実施形態では、車両の前後方向に延び、側面部１１ｄ、１１ｅにおける鉛直方向の中間部位が閉断面Ｓを狭める方向に絞られた絞り部１１ｇ、１１ｈを有する構成としたが、エンジンマウント２１、２２を支持するために必要な強度に応じて設定すればよいため、側面部１１ｄ、１１ｅのいずれか一方に絞り部を有する構成であってもよい。

また、絞り部１１ｇ、１１ｈは、本実施形態では、エンジンマウント２１、２２の締結部近傍のみに形成されるものとしたが、フロントサイドフレーム１１、１２の前後方向全域にわたって形成されていてもよい。この場合には、エンジンマウント２１、２２だけでなく、サブフレーム３０等をフロントサイドフレーム１１、１２に締結する場合にも同様の効果を得ることができる。また、絞り部１１ｇ、１１ｈをフロントサイドフレーム１１、１２の前後方向全域にわたって設けることによって、より広い範囲で稜線部が延在することになる。このため、フロントサイドフレーム１１、１２の前後方向の圧縮エネルギを増大させることができる。

本発明の一実施形態に係る車両の前部構造１００を示す斜視図である。 車両の前部構造１００の上面図である。 車両の前部構造１００の下面図である。 図２のＣ−Ｃ線に沿った概略断面図である。 従来の車両の前部構造を示す拡大斜視図である。 図４のＤ−Ｄ線に沿った概略断面図である。

符号の説明

Ｂ ブラケット
Ｓ 閉断面
１１、１２ フロントサイドフレーム
１１ａ インナパネル
１１ｂ アウタパネル
１１ｃ 上面部
１１ｄ、１１ｅ 側面部
１１ｆ 下面部
１１ｇ、１１ｈ 絞り部
２１、２２、２３ エンジンマウント
３０ サブフレーム
４１ ボルト
４２ ナット部
１００ 車両の前部構造

Claims (4)

1. 車両の前後方向に延び、上面部、第１の側面部、前記第１の側面部より車幅方向外方側に配される第２の側面部、及び下面部によって形成された閉断面を有するフロントサイドフレームと、
   鉛直方向に延びるボルトと前記ボルトに螺合するナット部とにより、前記フロントサイドフレームの前記上面部に締結固定されたエンジンマウントと、
   を備えた車両の前部構造であって、
   前記フロントサイドフレームは、前記車両の前後方向に延び、前記第１及び第２の側面部の内の少なくとも一方の側面部における鉛直方向の中間部位が前記閉断面を狭める方向に絞られた絞り部を有しており、
   前記ナット部は、前記絞り部の内壁に結合されたことを特徴とする車両の前部構造。
2. 前記ナット部は、その内周面に前記ボルトに螺合されるネジ部が形成された中空円筒状の部材であり、その上端部にはフランジ部が形成され、該フランジ部が前記フロントサイドフレームの前記上面部の内壁に結合されたことを特徴とする請求項１に記載の車両の前部構造。
3. 前記絞り部は、前記閉断面側から見て前記車両の前後方向に延びる稜線を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の前部構造。
4. 前記フロントサイドフレームは、インナパネル及びアウタパネルの鉛直方向上方側及び下方側の各端部に形成された前記車両の前後方向に延びるフランジ部を互いに接合して、前記閉断面を形成しており、
   前記インナパネルが、前記上面部、前記第１の側面部、及び前記下面部を形成し、前記アウタパネルが、前記第２の側面部を形成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両の前部構造。

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