JP5200606B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は車体前部構造に関し、特に、自動車等の車両のフロントサスペンションタワーとカウルとを連結する車体前部構造に関する。

近年、車両前突時（車両前面衝突時）に車体前方上部においても衝突荷重を適切に受けることができる車体前部構造を搭載した車両が増加している（特許文献１）。この車体前部構造は、サスペンションタワーとカウルとの間に荷重伝達部材を設けて、サスペンションタワーからの荷重を荷重伝達部材を介してカウルに伝達できるようになっている。
特開２００６−２１３２４４号公報

しかしながら、上記した従来技術では、車両が悪路を走行した場合に、サスペンションタワーの振動が荷重伝達部材を介してカウルに伝達される。この結果、カウルにおける荷重伝達部材との結合部の耐久性能を確保しつつサスペンションタワーからの荷重を荷重伝達部材を介してカウルに伝達するためには、カウルの板厚を厚くしてカウルの強度アップを図る必要があるが、カウルの板厚を厚くするとカウル重量が大幅に増加し、車体重量が増加する。

本発明は、上記事実を考慮して、車体重量の増加を抑止しつつサスペンションタワーに作用する衝突荷重をカウルに伝達できる車体前部構造を得ることを目的とする。

請求項１に記載の本発明の車体前部構造は、サスペンションタワーの車体後方側に車幅方向に沿って配置されたカウルと、前記サスペンションタワーから車体前後方向後方側へ向かって延びると共に前記カウルとの間に車体前後方向に沿った間隔を有する荷重伝達部材と、前記荷重伝達部材と前記カウルとを車体前後方向に沿って連結する連結部材と、を有し、前記連結部材は、先端部近傍において前記カウルに結合され、且つ、根元部が湾曲しているフランジを備え、前記フランジの前記結合部から前記根元部までの部位が前記荷重伝達部材に比べて車体前後方向及び車体上下方向へ変形し易い変形部となっている。

従って、衝突荷重がサスペンションタワーから、車体前後方向後方側へ向かって延びると共にカウルとの間に車体前後方向に沿った間隔を有する荷重伝達部材に伝達された場合には、荷重伝達部材とカウルとを車体前後方向に沿って連結する連結部材に備えられたフランジの変形部が、車体前後方向に圧縮変形する。このため、荷重伝達部材とカウルとの間隔が無くなり、荷重伝達部材の後端部がカウルに当たって、衝突荷重がサスペンションタワーから荷重伝達部材を介してカウルへ伝達される。一方、車両が悪路を走行し、サスペンションタワーが激しく振動した場合には、荷重伝達部材を介して連結部材へ振動が伝達される。この際、荷重伝達部材とカウルとの間に間隔があると共に、連結部材に備えられたフランジの変形部が荷重伝達部材に比べて車体前後方向及び車体上下方向へ変形し易くなっている。このため、荷重伝達部材からの振動が連結部材におけるフランジの変形部の弾性変形によって吸収されることで、連結部材のカウルとの結合部における曲げモーメントが小さくなる。この結果、カウルにおける連結部材との結合部の耐久性能が向上する。よって、カウルの板厚を厚くする必要がなく、車体重量が大幅に増加することがない。

請求項２に記載の本発明は、請求項１記載の車体前部構造において、前記連結部材と前記荷重伝達部材とが同じ材料である。

従って、連結部材と荷重伝達部材とが同じ材料であるため、歩留まりが良くなる。

請求項１に記載の本発明は、車体重量の増加を抑止しつつサスペンションタワーに作用する衝突荷重をカウルに伝達できる。

請求項２に記載の本発明は、歩留まりを良くできる。

本発明における車体前部構造の一実施形態を図１〜図５に従って説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車体前方側を示しており、矢印ＵＰは車体上方側を示しており、矢印ＩＮは車幅方向内側を示している。

図１には本実施形態に係る車体前部構造が車体斜め前方外側から見た斜視図で示されており、図２には本実施形態に係る車体前部構造の要部が車体斜め前方外側から見た分解斜視図で示されている。また、図３には図１の３−３断面線に沿った拡大断面図で示されている。さらに、図４には本実施形態に係る車体前部構造の悪路走行時の状態が図３に対応する断面図で示されており、図５には本実施形態に係る車体前部構造の車両前突時の状態が図３に対応する断面図で示されている。

図１に示すように、本実施形態では、自動車車体１０の前部に形成されたエンジンルーム１２の車幅方向両端上部にエプロンアッパメンバ１４が車体前後方向に沿って配置されている。また、エプロンアッパメンバ１４は、エプロンアッパメンバ１４の上部を構成するエプロンアッパメンバアッパパネル１６と、エプロンアッパメンバ１４の下部を構成するエプロンアッパメンバアンダパネル１８とで構成されており、車両前後方向へ延びる閉断面構造となっている。

エプロンアッパメンバ１４の車体後方側にはフロントピラー（Ａピラー）２０の下部２０Ａが車体上下方向に沿って配置されており、エプロンアッパメンバ１４の後端部１４Ａがフロントピラー２０の下部２０Ａの上端部２０Ｂに結合されている。より具体的に説明すると、エプロンアッパメンバ１４の後端部１４Ａに形成されたフランジ１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄがフロントピラー２０の外壁部にスポット溶接等によって結合されている。

エプロンアッパメンバ１４における後端部１４Ａから車体前方側へ所定距離離間した前後方向中間部１４Ｅにはフロントサスペンションタワー２４の上部２４Ａが固定されている。より具体的に説明すると、フロントサスペンションタワー２４はエプロンアッパメンバ１４の前後方向中間部１４Ｅの車幅方向内側に、車体上下方向に沿って配置されており、フロントサスペンションタワー２４の上部２４Ａの車幅方向外側部２４Ｂが、エプロンアッパメンバ１４の車幅方向内側壁部１４Ｆにスポット溶接等によって結合されている。

フロントサスペンションタワー２４の車体後方側には、フロントサスペンションタワー２４と車体前後方向に所定の間隔を開けてカウル３０が車幅方向に沿って配設されている。また、カウル３０の車体後方側を構成するカウルリヤ３２の車幅方向両端部３２Ａは左右のエプロンアッパメンバ１４にそれぞれ結合されている。なお、カウル３０の車体前方側はカウルフロント３３で構成されている。

図３に示すように、カウルリヤ３２の車幅方向から見た断面形状は、Ｌ字状となっており、底壁部３２Ｂの後端に車体上方へ向かって後壁部３２Ｃが形成されている。また、カウルリヤ３２の後壁部３２Ｃの上端縁部３２Ｄは車体斜め後方上側に向かって傾斜しており、上端縁部３２Ｄの上側面３２Ｅには、フロントウインドシールドガラス３６の下端縁部３６Ａが接着剤３８によって固定されている。

なお、図示を省略したがカウルリヤ３２及びフロントウインドシールドガラス３６の下端縁部３６Ａの車体上方から見た平面形状は、車体前方へ凸部を向けた円弧形状となっている。

図１に示されるように、フロントサスペンションタワー２４の上部２４Ａの車幅方向内側部２４Ｃとカウルリヤ３２の後壁部３２Ｃとの間には、荷重伝達部材４０と連結部材４２とが配置されている。

図２に示すように、荷重伝達部材４０は長手方向を車体前後方向に沿って配置されている。荷重伝達部材４０の長手方向（車体前後方向）から見た断面形状は、上壁部４０Ａ、車幅方向外側壁部４０Ｂ、車幅方向内側壁部４０Ｃを備え車体下方側が開口したコ字状となっている。また、荷重伝達部材４０の後端部４０Ｄにおける上壁部４０Ａには、連結用の貫通孔４４が形成されている。

連結部材４２は長手方向を車体前後方向に沿って配置されており、荷重伝達部材４０に比べて車体前後方向の長さが短くなっている。また、連結部材４２の長手方向（車体前後方向）から見た断面形状は、上壁部４２Ａ、車幅方向外側壁部４２Ｂ、車幅方向内側壁部４２Ｃを備え車体下方側が開口したコ字状となっている。

連結部材４２の車幅方向外側壁部４２Ｂの後端からは車幅方向外側に向かってフランジ４２Ｄが形成されており、連結部材４２の車幅方向内側壁部４２Ｃの後端からは車幅方向内側に向かってフランジ４２Ｅが形成されている。また、連結部材４２の上壁部４２Ａの後端からは車体上側に向かってフランジ４２Ｆが形成されている。

連結部材４２の上壁部４２Ａの前部には、連結用の貫通孔４６が形成されており、上壁部４２Ａの裏面にはナット４８が貫通孔４６と同軸位置に固定されている。

図１に示されるように、荷重伝達部材４０の後端部４０Ｄは、連結部材４２に車体上方側から重合されており、荷重伝達部材４０の後端部４０Ｄのコ字状内側に連結部材４２が挿入されている。また、荷重伝達部材４０の後端部４０Ｄは、連結部材４２にボルト５０とナット４８によって連結されている。

より具体的に説明すると、図３に示すように、ボルト５０が車体上方側から荷重伝達部材４０の連結用の貫通孔４４と連結部材４２の貫通孔４６を貫通し、ナット４８に螺合しており、ボルト５０とナット４８とで、荷重伝達部材４０と連結部材４２とが連結されている。また、荷重伝達部材４０の後端部４０Ｄと、カウルリヤ３２の後壁部３２Ｃに結合された連結部材４２の各フランジ４２Ｄ、４２Ｅ、４２Ｆとの間には車体前後方向に沿った略一定の比較的小さい数ｍｍ程度の間隔（隙間）Ｓ１が形成されている。

荷重伝達部材４０の前端部４０Ｅは、フロントサスペンションタワー２４における車幅方向内側部２４Ｃの後壁部２４Ｄの上部にスポット溶接等によって結合されている。また、荷重伝達部材４０の上下高さＨ１と連結部材４２の上下高さＨ２とは略等しくなっている。なお、荷重伝達部材４０の前端部４０Ｅは、フロントサスペンションタワー２４における車幅方向内側部２４Ｃの後壁部２４Ｄの上部にカウルフロント３３を介して結合された構成としてもよい。

図２に示すように、連結部材４２のフランジ４２Ｄ、４２Ｅ、４２Ｆは、それぞれの先端部Ｓ１近傍においてカウルリヤ３２の後壁部３２Ｃの前面にスポット溶接等によって結合（結合部Ｐ１）されている。また、連結部材４２の各フランジ４２Ｄ、４２Ｅ、４２Ｆは、それぞれの根元部Ｎ１が湾曲している。このため、連結部材４２におけるフランジ４２Ｄ、４２Ｅ、４２Ｆの結合部Ｐ１（結合部Ｐ１は含まない）から根元部Ｎ１（根元部Ｎ１を含む）までの部位が車体前後方向及び車体上下方向へ変形し易い変形部４２Ｇとなっている。

また、連結部材４２の板厚Ｍ２が荷重伝達部材４０の板厚Ｍ１より薄（Ｍ２＜Ｍ１）くなっており、連結部材４２が荷重伝達部材４０に比べて車体前後方向へ圧縮変形（塑性変形）し易くなっている。

従って、車両が悪路を走行し、フロントサスペンションタワー２４の上部２４Ａが上下や前後に強く且つ大きく振動し、図４の矢印Ａ〜Ｄに示すように、フロントサスペンションタワー２４の上部２４Ａが上下方向や前後方向へ変位した場合には、これらの変位は荷重伝達部材４０を介して連結部材４２へ伝達されるが、連結部材４２における変形部４２Ｇが容易に弾性変形するようになっている。この時、荷重伝達部材４０の後端部４０Ｄと、カウルリヤ３２の後壁部３２Ｃに結合された連結部材４２の各フランジ４２Ｄ、４２Ｅ、４２Ｆとの間に形成された、車体前後方向に沿った略一定の間隔（隙間）Ｓ１によって、荷重伝達部材４０の後端部４０Ｄが連結部材４２の各フランジ４２Ｄ、４２Ｅ、４２Ｆ及びカウルリヤ３２の後壁部３２Ｃと干渉しないようになっている。

このため、フロントサスペンションタワー２４の上部２４Ａの上下振動や前後振動が連結部材４２の変形部４２Ｇの変形によって吸収されることで、連結部材４２の後端におけるカウルリヤ３２の後壁部３２Ｃとの結合部に作用する上下方向の曲げモーメントが小さくなるようになっている。

一方、車両前突時にフロントサスペンションタワー２４の上部２４Ａが車体後方へ移動し、図５に示すように、衝突荷重Ｆ１が、フロントサスペンションタワー２４の上部２４Ａから荷重伝達部材４０に伝達された場合には、連結部材４２の変形部４２Ｇが車体前後方向に圧縮変形するようになっている。このため、荷重伝達部材４０と連結部材４２の各フランジ４２Ｄ、４２Ｅ、４２Ｆとの間隔が無くなり、荷重伝達部材４０の後端部が連結部材４２の各フランジ４２Ｄ、４２Ｅ、４２Ｆに同時に当たって、衝突荷重Ｆがフロントサスペンションタワー２４の上部２４Ａから荷重伝達部材４０と、連結部材４２の各フランジ４２Ｄ、４２Ｅ、４２Ｆとを介してカウルリヤ３２の後壁部３２Ｃへ伝達されるようになっている。

なお、図示を省略した車体右側のフロントサスペンションタワー２４とカウルリヤ３２も車体左側と同様に荷重伝達部材４０と連結部材４２とで連結されている。

次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

上記構成の車体前部構造では、フロントサスペンションタワー２４の上部２４Ａの後壁部２４Ｄと、カウルリヤ３２の後壁部３２Ｃとが、車体前後方向に沿って配置された荷重伝達部材４０と連結部材４２とで連結されており、連結部材４２の変形部４２Ｇが荷重伝達部材４０に比べて車体前後方向及び車体上下方向へ変形し易い構造とされている。また、荷重伝達部材４０の後端部４０Ｄと、カウルリヤ３２の後壁部３２Ｃの前面にスポット溶接等によって結合された連結部材４２の各フランジ４２Ｄ、４２Ｅ、４２Ｆと、の間には車体前後方向に沿った一定の間隔（隙間）Ｓ１が形成されている。

従って、車両前突時、フロントサスペンションタワー２４の上部２４Ａが車体後方へ移動した場合には、図５に示すように、衝突荷重Ｆ１が、フロントサスペンションタワー２４の上部２４Ａから荷重伝達部材４０に伝達される。さらに、衝突荷重Ｆ１が、荷重伝達部材４０からボルト５０を介して連結部材４２に伝達されて、連結部材４２の変形部４２Ｇが車体前後方向に圧縮変形する。このため、荷重伝達部材４０と連結部材４２の各フランジ４２Ｄ、４２Ｅ、４２Ｆとの間隔が無くなり、荷重伝達部材４０の後端部が連結部材４２の各フランジ４２Ｄ、４２Ｅ、４２Ｆに同時に当たって、衝突荷重Ｆがフロントサスペンションタワー２４の上部２４Ａから荷重伝達部材４０と、連結部材４２の各フランジ４２Ｄ、４２Ｅ、４２Ｆとを介してカウルリヤ３２の後壁部３２Ｃへ伝達される。この結果、フロントサスペンションタワー２４の車体後方への移動を抑制できる。

一方、車両が悪路を走行し、フロントサスペンションタワー２４の上部２４Ａが上下や前後に強く且つ大きく振動し、図４に矢印Ａ〜Ｄで示すように、フロントサスペンションタワー２４の上部２４Ａが上下方向や前後方向へ変位した場合には、これらの変位は荷重伝達部材４０を介して連結部材４２へ伝達されるが、連結部材４２の変形部４２Ｇが車体前後方向及び車体上下方向へ弾性変形する。

このため、フロントサスペンションタワー２４の上部２４Ａの上下振動や前後振動が連結部材４２の変形部４２Ｇの弾性変形によって吸収されることで、連結部材４２の後端におけるカウルリヤ３２の後壁部３２Ｃとの結合部に作用する上下方向の曲げモーメントが小さくなる。

この結果、本実施形態では、フロントサスペンションタワー２４の上部２４Ａの振動によるカウルリヤ３２における荷重伝達部材４０との結合部の耐久性を向上し、結合部の剥がれや破断を防止できる。このため、カウルリヤ３２の板厚を厚くする必要がない。

従って、本実施形態では、車体重量の増加を抑止しつつサスペンションタワー２４に作用する衝突荷重をカウルに伝達できる。

なお、車両が悪路でない通常の走路を走行する場合には、連結部材４２は弾性変形せず荷重伝達部材４０の振動を抑制できる。

また、本実施形態では、連結部材４２における荷重伝達部材４０との結合部とカウルリヤ３２との結合部との間に設けた変形部４２Ｇによって、連結部材４２を荷重伝達部材４０に比べて車体前後方向及び車体上下方向へ容易に変形させることができる。このため、荷重伝達部材４０の材料と連結部材４２の材料とを剛性の異なる材料とする必要がなく、荷重伝達部材４０と連結部材４２とを同じ材料にできる。この結果、歩留まりが良くなる。

以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。

また、上記実施形態では、組付性を向上するため荷重伝達部材４０と連結部材４２をボルト５０とナット４８とで連結したが、これに代えて、荷重伝達部材４０と連結部材４２との連結は、リベットや溶接等の他の結合構造としてもよい。

また、上記実施形態では、連結部材４２の上壁部４２Ａ、車幅方向外側壁部４２Ｂ、車幅方向内側壁部４２Ｃにそれぞれフランジ４２Ｄ、４２Ｅ、４２Ｆを形成したが、これに代えて、上壁部４２Ａにはフランジを形成せず、車幅方向外側壁部４２Ｂと車幅方向内側壁部４２Ｃとにフランジ４２Ｄ、４２Ｅを形成した構成としてもよい。

また、上記実施形態では、荷重伝達部材４０と連結部材４２とを長手方向（車体前後方向）から見た断面形状が車体下方側が開口したコ字状の板材としたが、これに代えて、荷重伝達部材４０と連結部材４２とを長手方向（車体前後方向）から見た断面形状が車体上方側や車幅方向側の一方が開口したコ字状としてもよい。また、荷重伝達部材４０と連結部材４２とを板材やパイプ材等の他の構成としてもよい。

本発明の一実施形態に係る車体前部構造を示す車体斜め前方外側から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係る車体前部構造の要部を示す車体斜め前方外側から見た分解斜視図で示されている。 図１の３−３断面線に沿った拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係る車体前部構造の悪路走行時の状態を示す図３に対応する断面図でる。 本発明の一実施形態に係る車体前部構造の車両前突時の状態を示す図３に対応する断面図でる。

符号の説明

１０ 自動車車体
１４ エプロンアッパメンバ
２０ フロントピラー
２４ フロントサスペンションタワー
３０ カウル
３２ カウルリヤ
３２Ｃ カウルリヤの後壁部
４０ 荷重伝達部材
４２ 連結部材
４２Ｇ 連結部材の変形部
４８ ナット
５０ ボルト

Claims (2)

1. サスペンションタワーの車体後方側に車幅方向に沿って配置されたカウルと、
   前記サスペンションタワーから車体前後方向後方側へ向かって延びると共に前記カウルとの間に車体前後方向に沿った間隔を有する荷重伝達部材と、
   前記荷重伝達部材と前記カウルとを車体前後方向に沿って連結する連結部材と、
   を有し、前記連結部材は、先端部近傍において前記カウルに結合され、且つ、根元部が湾曲しているフランジを備え、前記フランジの前記結合部から前記根元部までの部位が前記荷重伝達部材に比べて車体前後方向及び車体上下方向へ変形し易い変形部となっていることを特徴とする車体前部構造。
2. 前記連結部材と前記荷重伝達部材とが同じ材料であることを特徴とする請求項１記載の車体前部構造。

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