JP5170556B2 - 車両の車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、左右一対のサイドメンバに支持される一方、前車輪を懸架するサスペンションメンバを備えた車両の車体前部構造に関するものである。

上記車両の車体前部構造には、従来、下記特許文献１に示されるものがある。この公報のものによれば、車両の車体前部構造は、車体の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバと、これら各サイドメンバに支持される一方、前車輪を懸架して平面視で矩形枠形状をなすサスペンションメンバと、上記各サイドメンバとサスペンションメンバとの間に介設される弾性部材とを備えている。

そして、車両の走行時には、通常、走行面から前車輪を介しサスペンションメンバに衝撃力が繰り返し与えられるが、この衝撃力は、上記弾性部材によって緩和されるようになっている。
特開平１１−１７１０４６号公報

ところで、上記したように、車両の走行時、走行面からサスペンションメンバに与えられる衝撃力は弾性部材により緩和される。しかし、この衝撃力により、上記した平面視で矩形枠形状のサスペンションメンバは、その前端部が後端部側に対し車体の幅方向の一方向に変位した平行四辺形状となる弾性変形と、他方向に変位した平行四辺形状となる弾性変形とを交互に繰り返し、このようにして、上記サスペンションメンバの前端部が車体の幅方向で振動しがちとなる。

ここで、車両１の車速の増速に応じて、上記衝撃力によるサスペンションメンバの振動の周波数（Ｈｚ）が増加する場合、この周波数は、いずれ、必然的にこのサスペンションメンバの固有振動の周波数に合致して共振現象が生じる。この場合、上記衝撃力による仕事は上記サスペンションメンバにエネルギとして蓄えられ、これに基づきサスペンションメンバの前端部は大きい振動レベル（ｄＢ）で振動しがちとなる。この結果、この振動に連動する車体の構成部材であるダッシュパネルなどのパネルにより、車体内部の車室に大きい音圧レベル（ｄＢ）の異音が発生して、車両への乗り心地が低下させられるおそれを生じる。

そこで、上記サスペンションメンバの質量を増加させたり、ばね定数を小さくさせたりすることにより、このサスペンションメンバの固有振動の周波数を小さくし、これにより、車両の車速に応じて上記衝撃力によるサスペンションメンバの振動の周波数が大きくなる手前で、上記共振現象の発生を済ませるようにすることが考えられる。このようにすれば、上記衝撃力によりサスペンションメンバの振動の周波数が大きくなる過程において、このサスペンションメンバの前端部における振動レベルが共振現象により顕著に大きくなる、という不都合の発生が抑制されると考えられる。

しかし、上記サスペンションメンバは、前車輪を懸架する上で、所定の強度、剛性や大きさが要求されると共に、他の車両構成部品との関連で、デザイン上の制約も課されるものである。このため、上記のように、サスペンションメンバの固有振動の周波数を小さくさせようとする場合に、このサスペンションメンバの質量を増加させたり、ばね定数を小さくさせたりする、ということは容易にできることではない。

本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、左右一対のサイドメンバに支持される一方、前車輪を懸架するサスペンションメンバを備えた車両の車体前部構造において、車両走行時の衝撃力によりサスペンションメンバの振動の周波数が大きくなる過程において、このサスペンションメンバの前端部における振動レベルが共振現象により顕著に大きくなるという不都合の発生を抑制して、車室に大きい音圧レベルの異音が発生しないようにすることである。

また、本発明の他の目的は、上記目的が簡単な構成で、達成できるようにすることである。

請求項１の発明は、車体２の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ３，３と、これら各サイドメンバ３，３に支持される一方、前車輪８を懸架して平面視（図３）で矩形枠形状をなすサスペンションメンバ９とを備えた車両の車体前部構造において、
上記サスペンションメンバ９の前端部に沿って車体２の幅方向に延び、上記各サイドメンバ３側に固着される樹脂製の連結体３６を設け、上記サスペンションメンバ９の前端部における上記幅方向の各端部を含む各部分から前方に突出し、その後端部が上記サスペンションメンバ９の前端部に剛結状に固着されるブラケット板３７を設け、これら各ブラケット板３７の前端部に上記連結体３６を剛結状に固着し、上記各ブラケット板３７同士を上記幅方向で互いに離間させたことを特徴とする車両の車体前部構造である。

請求項２の発明は、車体２の幅方向に延び、上記各サイドメンバ３の前端部側に架設されるバンパ３０により上記連結体３６を構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両の車体前部構造である。

なお、この項において、上記各用語に付記した符号や図面番号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項や図面の内容に限定解釈するものではない。

本発明による効果は、次の如くである。

請求項１の発明は、車体の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバと、これら各サイドメンバに支持される一方、前車輪を懸架して平面視で矩形枠形状をなすサスペンションメンバとを備えた車両の車体前部構造において、
上記サスペンションメンバの前端部に沿って車体の幅方向に延び、上記各サイドメンバ側に固着される樹脂製の連結体を設け、上記サスペンションメンバの前端部における上記幅方向の各端部を含む各部分から前方に突出し、その後端部が上記サスペンションメンバの前端部に剛結状に固着されるブラケット板を設け、これら各ブラケット板の前端部に上記連結体を剛結状に固着し、上記各ブラケット板同士を上記幅方向で互いに離間させている。

このため、車両の走行時、走行面から前車輪を介しサスペンションメンバに衝撃力が繰り返し与えられるとき、この衝撃力に基づくエネルギは、この衝撃力により連結体が振動することにより減衰させられることから、上記衝撃力によるサスペンションメンバの前端部の振動レベルは、特に周波数が大きくなる場合に、小さく抑制される。

よって、車両の車速に応じて上記衝撃力によるサスペンションメンバの振動の周波数が大きくなる過程において、このサスペンションメンバの前端部における振動レベルが共振現象により顕著に大きくなる、という不都合の発生が抑制される。この結果、この振動に連動する車体の構成部材であるダッシュパネルなどのパネルにより、車室に大きい音圧レベルの異音が発生するということが防止される。

請求項２の発明は、車体の幅方向に延び、上記各サイドメンバの前端部側に架設されるバンパにより上記連結体を構成している。

このため、上記連結体にバンパが利用されたことから、その分、上記した異音の発生防止は簡単な構成で達成される。

本発明の車両の車体前部構造に関し、左右一対のサイドメンバに支持される一方、前車輪を懸架するサスペンションメンバを備えた車両の車体前部構造において、車両走行時の衝撃力によりサスペンションメンバの振動の周波数が大きくなる過程において、このサスペンションメンバの前端部における振動レベルが共振現象により顕著に大きくなるという不都合の発生を抑制して、車室に大きい音圧レベルの異音が発生しないようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための最良の形態は、次の如くである。

即ち、車両の車体前部構造は、車体の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバと、これら各サイドメンバに支持される一方、前車輪を懸架して平面視で矩形枠形状をなすサスペンションメンバとを備える。上記サスペンションメンバの前端部に沿って車体の幅方向に延び、上記各サイドメンバ側に固着される樹脂製の連結体が設けられる。また、上記サスペンションメンバの前端部における上記幅方向の各端部を含む各部分から前方に突出し、その後端部が上記サスペンションメンバの前端部に剛結状に固着されるブラケット板が設けられ、これら各ブラケット板の前端部に上記連結体が剛結状に固着される。上記各ブラケット板同士は上記幅方向で互いに離間させられている。

本発明をより詳細に説明するために、その実施例を添付の図に従って説明する。

図１〜４において、符号１は自動車で例示される車両である。また、矢印Ｆｒは、この車両１の進行方向の前方を示している。

上記車両１の車体２前部は、この車体２の前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバ３，３と、これら左右サイドメンバ３，３の前端部同士を結合させる前クロスメンバ４と、上記左右サイドメンバ３，３の後端部同士を互いに結合させる後クロスメンバ５と、上記各サイドメンバ３，３にそれぞれ左右一対の前、後ブラケット６，７により支持される一方、左右一対の前車輪８，８を懸架するサスペンションメンバ９とを備えている。上記車体２前部は、上記各前車輪８により走行面１０上に支持されている。

上記フロントサイドメンバ３、各クロスメンバ４，５、およびサスペンションメンバ９はいずれも板金製とされ、車体２の骨格部材を構成している。上記各サイドメンバ３は、その前部を構成して前後方向にほぼ水平に延びる水平メンバ１３と、この水平メンバ１３の後端部から後下方に向かって延びる傾斜メンバ１４とを備えている。上記各前サイドメンバ３の傾斜メンバ１４の後端部から更に後方に延びる後サイドメンバ１５が設けられている。そして、上記各フロントサイドメンバ３の後方域の車体２内部に、この車体２の構成部品であるダッシュパネル１６を介して車室１７が形成されている。

上記前クロスメンバ４はラジエータサポートといわれるもので、この前クロスメンバ４は、車体２の幅方向に延び、上下に離れて配置される上、下サポートメンバ１９，２０と、上下方向に延び、これら上、下サポートメンバ１９，２０の各端部同士を結合する左右一対の側部サポートメンバ２１，２１と、上下方向に延び、上記上、下サポートメンバ１９，２０の各長手方向の中途部同士を結合するセンターサポートメンバ２２とを備えている。

上記下サポートメンバ２０の長手方向の各部断面はハット形状をなして十分な強度と剛性とを有している。上記前クロスメンバ４は正面視で矩形枠形状をなし、この前クロスメンバ４の各側部サポートメンバ２１の長手方向の中途部と、上記各サイドメンバ３の前端部とが互いに結合されている。

上記サスペンションメンバ９は、車体２の前後方向に延びこの車体２の幅方向で離れて配置される左右一対の側部サスメンバ２５，２５と、車体２の幅方向に延びて上記左右側部サスメンバ２５，２５の前端部同士を結合する前サスメンバ２６と、車体２の幅方向に延びて上記左右側部サスメンバ２５，２５の後端部同士を結合する後サスメンバ２７とを備えている。上記サスペンションメンバ９は、その各メンバ２５〜２７の各部断面がそれぞれ中空の閉断面構造とされ、車体２の平面視で、全体的に矩形枠形状とされている。

上記サスペンションメンバ９における各側部サスメンバ２５の前端部と前サスメンバ２６の各端部との前結合部が前記前ブラケット６によりサイドメンバ３の水平メンバ１３に結合されて支持されている。また、上記サスペンションメンバ９における各側部サスメンバ２５の後端部と後サスメンバ２７の各端部との後結合部が前記後ブラケット７により上記サイドメンバ３の傾斜メンバ１４に結合されている。この場合、上記サイドメンバ３の水平メンバ１３と上記サスペンションメンバ９の上記前結合部との離間距離よりも、上記サイドメンバ３の傾斜メンバ１４と上記サスペンションメンバ９の上記後結合部との距離の方が小さい。これにより、上記サスペンションメンバ９の前端部よりも後端部側の方がより強固に各サイドメンバ３に支持されている。

上記車体２前部は、樹脂製のフロントバンパ３０を備えている。このバンパ３０は、上記前クロスメンバ４の下部を車体２の幅方向の全体にわたり、その前方から覆っている。このバンパ３０は、その前面部を構成するバンパ本体３１と、このバンパ本体３１の長手方向の全体にわたり、このバンパ本体３１の下部後面に沿って延びると共にこの下部後面に固着され、このバンパ本体３１の下部を補強するバンパ補強体３２とを備えている。また、このバンパ補強体３２は、上記前クロスメンバ４の下サポートメンバ２０の下面に対し車体２の幅方向で複数の締結具３３により固着されている。これにより、上記バンパ補強体３２は、上記前クロスメンバ４を介し左右各サイドメンバ３，３に固着されて支持されている。

ここで、車両１が、その前進走行中に歩行者に接触して、この車両１の下側に歩行者の脚が巻き込まれようとしたとする。この場合、上記したように、バンパ本体３１の下部はその長手方向の全体にわたり上記バンパ補強体３２により補強されている。このため、上記バンパ本体３１は上記歩行者からの外力により大きく変形するということが防止されて、この歩行者からの外力に強固に対抗する。よって、上記した車両１の下側への歩行者の脚の巻き込みが防止される。つまり、上記バンパ３０がバンパ補強体３２を備えたことにより、いわゆる脚払い性能が向上させられている。

上記サスペンションメンバ９の前端部を構成する前サスメンバ２６の前方近傍で、この前サスメンバ２６に沿って車体２の幅方向に延び、この幅方向における上記サスペンションメンバ９の各端部および中途部にそれぞれ固着される樹脂製の連結体３６が設けられている。この連結体３６は上記バンパ３０のバンパ補強体３２により構成されている。上記連結体３６（バンパ補強体３２）は、車体２の幅方向で、上記サスペンションメンバ９の前サスメンバ２６よりも長く延びている。

上記したサスペンションメンバ９の前端部に対する連結体３６（バンパ補強体３２）の各固着は、これら９，３６に架設される金属製のブラケット板３７と、このブラケット板３７の前、後端部を上記サスペンションメンバ９の前端部および上記連結体３６の後端部にそれぞれ複数の締結具３８により締結させる締結具３８とにより達成され、上記各固着はそれぞれ剛結状になされている。

上記連結体３６（バンパ補強体３２）は、その樹脂材が塩化ビニル、ＡＢＳ、ポリプロピレンなどであって、有機高分子物のままの素材で形成されている。また、上記連結体３６（バンパ補強体３２）の引張弾性率（ＭＰａ）は２×１０^３〜５×１０^４程度であって、ゴム材の例えば２０〜３０に比べてかなり大きい値とされ、一方、繊維強化樹脂のそれに比べれば、小さい値とされている。

上記構成によれば、サスペンションメンバ９の前端部に沿って車体２の幅方向に延び、上記各サイドメンバ３側に固着される一方、上記幅方向における上記サスペンションメンバ９の各端部にそれぞれ固着される樹脂製の連結体３６を設けている。

このため、車両１の走行時、走行面１０から前車輪８を介しサスペンションメンバ９に衝撃力が繰り返し与えられるとき、この衝撃力に基づくエネルギは、この衝撃力により連結体３６が振動することにより減衰させられることから、上記衝撃力によるサスペンションメンバ９の前端部の振動レベルは、特に周波数が大きくなる場合に、小さく抑制される。

よって、車両１の車速に応じて上記衝撃力によるサスペンションメンバ９の振動の周波数が大きくなる過程において、このサスペンションメンバ９の前端部における振動レベルが共振現象により顕著に大きくなる、という不都合の発生が抑制される。この結果、この振動に連動する車体２の構成部材である前記ダッシュパネル１６などのパネルにより、車室１７に大きい音圧レベルの異音が発生するということが防止される。

また、前記したように、車体２の幅方向に延び、上記各サイドメンバ３の前端部側に架設されるバンパ３０により上記連結体３６を構成している。

このため、上記連結体３６にバンパ３０が利用されたことから、その分、上記した異音の発生防止は簡単な構成で達成される。

図５は、上記構成による実験結果を示すグラフ図である。

図５（ａ）は、上記サスペンションメンバ９の前端部での車体２の幅方向における周波数（Ｈｚ）と振動レベル（ｄＢ）との関係を示している。これらの各値は、上記サスペンションメンバ９の前端部における車体２の幅方向の各端部にそれぞれ取り付けた一対の加速度センサによるものである。

図５（ａ）中、一点鎖線は、上記サスペンションメンバ９にバンパ３０を固着させなかった従来の技術の場合のものであり、実線は、上記サスペンションメンバ９にバンパ３０のバンパ補強体３２を上記実施例のように固着させた場合のものである。そして、このようにサスペンションメンバ９にバンパ３０のバンパ補強体３２を固着させた場合には、特に周波数が大きい１５０〜２００の範囲で振動レベルが４〜７ｄＢ程度、顕著に低下することがわかる。

図５（ｂ）は、上記車室１７における音の周波数（Ｈｚ）と音圧レベル（ｄＢ）との関係を示している。これらの各値は、車室１７の運転席に設置したマイクロフォンによるものである。

図５（ｂ）中、一点鎖線は、上記サスペンションメンバ９にバンパ３０を固着させなかった従来の技術の場合のものであり、実線は、上記サスペンションメンバ９にバンパ３０のバンパ補強体３２を上記実施例のように固着させた場合のものである。そして、このようにサスペンションメンバ９にバンパ３０のバンパ補強体３２を固着させた場合には、特に周波数が大きい１４０〜１７０の範囲で音圧レベルが６〜２０ｄＢ程度、顕著に低下することがわかる。

なお、以上は図示の例によるが、車体２の幅方向で複数設けたブラケット板３７のうち、中間のブラケット板３７はなくてもよい。また、これらブラケット板３７の大きさ、形状、配置や、締結具３８の数を種々選択することにより、上記各周波数と振動レベルおよび音圧レベルとの関係を所望状態に調整できる。また、上記連結体３６は、上記バンパ３０のバンパ本体３１とバンパ補強体３２とを共に利用してもよく、バンパ３０とは別途に設けてもよい。

車体前部の斜視図である。 車体前部の側面図である。 車体前部の平面図である。 図３のIV−IV線矢視拡大断面図である。 実験結果を示すグラフ図である。

１ 車両
２ 車体
３ サイドメンバ
４ 前クロスメンバ
５ 後クロスメンバ
８ 前車輪
９ サスペンションメンバ
１０ 走行面
１６ ダッシュパネル
１７ 車室
３０ バンパ
３１ バンパ本体
３２ バンパ補強体
３３ 締結具
３６ 連結体
３７ ブラケット板

Claims (2)

1. 車体の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバと、これら各サイドメンバに支持される一方、前車輪を懸架して平面視で矩形枠形状をなすサスペンションメンバとを備えた車両の車体前部構造において、
   上記サスペンションメンバの前端部に沿って車体の幅方向に延び、上記各サイドメンバ側に固着される樹脂製の連結体を設け、上記サスペンションメンバの前端部における上記幅方向の各端部を含む各部分から前方に突出し、その後端部が上記サスペンションメンバの前端部に剛結状に固着されるブラケット板を設け、これら各ブラケット板の前端部に上記連結体を剛結状に固着し、上記各ブラケット板同士を上記幅方向で互いに離間させたことを特徴とする車両の車体前部構造。
2. 車体の幅方向に延び、上記各サイドメンバの前端部側に架設されるバンパにより上記連結体を構成したことを特徴とする請求項１に記載の車両の車体前部構造。

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