JP5556479B2

JP5556479B2 - 車両前部構造

Info

Publication number: JP5556479B2
Application number: JP2010170366A
Authority: JP
Inventors: 裕次藤墳
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2030-07-29
Also published as: JP2012030640A

Description

本発明は、車両前部構造に関する。

下記特許文献１には、車両側面視にて、車両前後方向に配置されるフェンダエプロンアッパパネルと、車両幅方向及び車両前後方向に配置されるフェンダエプロンインナパネルと、車両前後方向に配置されるフロントサイドメンバとに結合されることにより、閉断面を形成する断面ハット状の補強メンバを備えた車両の前方サイド部構造が開示されている。

特開２００４−３１４９３２号公報

しかしながら、上記特許文献１による場合、車両前部で車両前後方向に補強メンバの閉断面を形成するためのスペースが必要となり、ヘッドランプの意匠や設置スペースの点で制約となると共に、質量の増加や溶接打点の増加につながる。

また、ヘッドランプの設置スペースを確保するために補強メンバを車両側面視にて開き断面にすると、剛性が不十分となるおそれがある。

本発明は上記事実を考慮し、ヘッドランプ等の設置スペースを確保し、剛性を向上することができる車両前部構造を得ることが目的である。

請求項１の発明に係る車両前部構造は、車両前後方向に沿って配置される車体骨格部材と、前記車体骨格部材の車両幅方向外側上方に設けられ、車両前後方向に沿って配置されるアッパメンバと、車両前方側で前記アッパメンバの車両前端部と前記車体骨格部材とを、車両後方側が開き断面で結合する車両前方側の面を備えた板状の補強部材と、前記補強部材の車両幅方向の中間部と前記車体骨格部材とを前記補強部材と交差する方向に連結する連結部材と、を有し、前記連結部材は、前記補強部材の前記車両前方側の面を形成する縦壁部に接合される壁部と、前記車体骨格部材の上面部に固定される取付部と、を備えるものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の車両前部構造において、前記連結部材は、車両搭載部品を取り付けるための取付ブラケットを含んで構成される１又は２以上の部品であるものである。

請求項３の発明は、請求項２に記載の車両前部構造において、前記車両搭載部品は、弾性体を介して前記取付ブラケットに結合されているものである。

請求項１記載の本発明によれば、車両前後方向に沿って配置される車体骨格部材と、車体骨格部材の車両幅方向外側上方に配置されるアッパメンバの車両前端部とが板状の補強部材で結合されている。補強部材は、アッパメンバの車両前端部と車体骨格部材とを、車両後方側が開き断面で結合する車両前方側の面を備えている。さらに、補強部材の車両幅方向の中間部と車体骨格部材とが補強部材と交差する方向に連結部材で連結されている。その際、連結部材の壁部が、補強部材の車両前方側の面を形成する縦壁部に接合されており、連結部材の取付部が、車体骨格部材の上面部に固定されている。すなわち、補強部材を車両前方側の面を備えた板状とし、車両後方側が開き断面とされた補強部材でアッパメンバの車両前端部と車体骨格部材とを結合することにより、補強部材の車両前後方向の寸法が小さくなり、車両前部にヘッドランプ等の設置スペースを確保することができる。また、補強部材の車両幅方向の中間部と車体骨格部材とを連結部材で連結することにより、車両の上下入力等に対する補強部材の変形を抑制し、車両前部の剛性を向上させることができる。

請求項２記載の本発明によれば、連結部材を車両前部に元々設置される車両搭載部品の取付ブラケットを含んで構成される１又は２以上の部品とし、補強部材の車両幅方向の中間部と車体骨格部材とを連結することで、部品点数の増加を抑制して効率的に車両前部の剛性を向上させることができる。

請求項３記載の本発明によれば、車両搭載部品を弾性体を介して取付ブラケットに結合することで、車両搭載部品をマスダンパ及びダイナミックダンパとして車体の振動を減衰させることができ、ＮＶ（ノイズ・アンド・バイブレーション）性能を向上させることができる。

以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る車両前部構造は、ヘッドランプ等の設置スペースを確保し、剛性を向上させることができるという優れた効果を有する。

請求項２記載の本発明に係る車両前部構造は、部品点数の増加を抑制して効率的に車両前部の剛性を向上させることができるという優れた効果を有する。

請求項３記載の本発明に係る車両前部構造は、ＮＶ性能を向上させることができるという優れた効果を有する。

一実施形態に係る車両前部構造の全体構成を示す斜視図である。一実施形態に係る車両前部構造の全体構成を示す平面図である。図２中の３−３線に沿った縦断面図である。（Ａ）は車両前部構造に用いられる車両搭載部品を取付ブラケットに取り付けた状態を示す斜視図であり、（Ｂ）は車両搭載部品をゴムマウントを介して取り付ける部位の分解斜視図である。（Ａ）は第１の比較例に係る車両前部構造の全体構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は車両前部構造に用いられる補強部材を示す縦断面図である。第１の比較例に係る車両前部構造が適用された車両前部を示す側面図である。（Ａ）は第２の比較例に係る車両前部構造の全体構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は車両前部構造に用いられる補強部材を示す縦断面図である。（Ａ）は第２の比較例に係る車両前部構造に車両上方向の入力が加わったときの変形状態を示す斜視図であり、（Ｂ）はその変形状態を示す正面図である。（Ａ）は第２の比較例に係る車両前部構造に車両下方向の入力が加わったときの変形状態を示す斜視図であり、（Ｂ）はその変形状態を示す正面図である。

以下、図１〜図４を用いて、本発明に係る車両前部構造の一実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。

図１には、本実施形態に係る車両前部構造の全体構成が斜視図にて示されており、図２には、この車両前部構造の全体構成が平面図にて示されている。なお、図１及び図２は、車両幅方向の一端側が示されており、車両幅方向の他端側は一端側と左右対称であるので、図示を省略している。これらの図に示されるように、車両前部１０の車両幅方向における両サイドには、車両前後方向に沿って延在する車体骨格部材としてのフロントサイドメンバ１２が設けられている。フロントサイドメンバ１２はエンジンルーム１４内の下部に配設されており、閉断面構造とされている。エンジンルーム１４の車両後方側には、車両幅方向及び車両上下方向に沿ってダッシュパネル１６が設けられている。フロントサイドメンバ１２の車両幅方向外側の斜め上方には、車両前後方向に沿って延在するアッパメンバ（エプロンアッパメンバ）１８が設けられている。フロントサイドメンバ１２の前端部１２Ａは、アッパメンバ１８の前端部１８Ａよりも車両前方に延びている。

エンジンルーム１４内におけるアッパメンバ１８とフロントサイドメンバ１２との間には、エプロンフロントパネル２０が架け渡されている。エプロンフロントパネル２０の車両幅方向外側には、車両上下方向に沿って側壁部２０Ａが設けられており、側壁部２０Ａはアッパメンバ１８の車両幅方向内側の側壁部１８Ｂに接合されている。また、エプロンフロントパネル２０の車両幅方向内側の壁部は、フロントサイドメンバ１２の車両幅方向外側の壁部に接合されている。

エプロンフロントパネル２０には、アッパメンバ１８より車両幅方向内側の部位を車両上方側に略湾曲面状に膨出したフロントホイールハウス２２が形成されており、フロントホイールハウス２２の頂部にはサスペンションタワー２４が設けられている。

アッパメンバ１８の車両前後方向の中間部から後方側は閉断面構造とされており、アッパメンバ１８の前端部１８Ａは、上面部１８Ｃと側壁部１８Ｂとを備えた逆Ｌ字状とされている。エプロンフロントパネル２０の下部には、アッパメンバ１８の前端部１８Ａとフロントサイドメンバ１２とを繋ぐ補強部材としてのブレース２６が配設されている。図１に示されるように、ブレース２６は、エプロンフロントパネル２０の下部の形状に沿って延在されており、車両前面視にて略Ｌ字状の面で構成された縦壁部２６Ａを備えている。

図３に示されるように、ブレース２６は、板状部材からなり、車両側面視にて車両前方側の面を形成する上記縦壁部２６Ａと、縦壁部２６Ａの上縁部を車両後方側に屈曲されたフランジ部２６Ｂと、を備えている。フランジ部２６Ｂは、エプロンフロントパネル２０の下面に面接触状態で配置されており、複数のスポット溶接により接合されている（図１参照）。また、図１に示されるように、ブレース２６には、エプロンフロントパネル２０の側壁部２０Ａの車両幅方向外側と、アッパメンバ１８の上面部１８Ｃの下側と、フロントサイドメンバ１２の車両幅方向外側に面接触される位置に、ブレース２６の縁部を車両後方側に屈曲されたフランジ部２６Ｂが形成されている。そして、ブレース２６のフランジ部２６Ｂと、エプロンフロントパネル２０の側壁部２０Ａ、アッパメンバ１８の上面部１８Ｃ、フロントサイドメンバ１２の側壁とが面接触状態で配置されて複数のスポット溶接により接合されている。すなわち、図３に示されるように、車両側面視にてブレース２６は、縦壁部２６Ａの車両後方側が開き断面となるように、エプロンフロントパネル２０、アッパメンバ１８の上面部１８Ｃ、フロントサイドメンバ１２に結合されている。

図１及び図２に示されるように、ブレース２６の縦壁部２６Ａの車両幅方向外側端部にはフェンダブラケット６０が取り付けられている。フェンダブラケット６０は車両幅方向に沿って配設された板状部材で構成されており、車両幅方向の内側端部６０Ａが、ブレース２６の縦壁部２６Ａに溶接又はボルト等の締結具によって固定されている。フェンダブラケット６０の車両幅方向の外側端部には、車両前方側に折り曲げられた折曲部６０Ｂが形成されており、この折曲部６０Ｂには、車両前部１０の側面を構成するフェンダパネル（図示省略）が取り付けられている。

ブレース２６の車両後方側には、ブレース２６の車両幅方向の中間部と、フロントサイドメンバ１２におけるブレース２６より車両後方側の部位とを連結する連結部材としてのブラケット３０及び取付ブラケット３２が設けられている。本実施形態では、「連結部材」はブラケット３０及び取付ブラケット３２の２部品で構成されている。取付ブラケット３２は、車両搭載部品４０をフロントサイドメンバ１２及びエプロンフロントパネル２０に取り付けるための部材である。車両搭載部品４０としては、元々車両に搭載されているＨＶ（ハイブリット）ウォーターポンプやＡＢＳ（アンチロックブレーキ）アクチュエータなどが用いられるが、本実施形態では、ＨＶウォーターポンプが用いられている。車両前部１０に元々設定のある車両搭載部品４０の取付ブラケット３２を「連結部材」として用いることで、部品点数の増加を抑制することができる。

図１〜図３に示されるように、ブラケット３０は、エプロンフロントパネル２０の車両下方側に配置されており、取付ブラケット３２は、エプロンフロントパネル２０の車両上方側に配置されている。図３に示されるように、ブラケット３０は、板状部材の車両前後方向の中間部を２箇所で屈曲させたものであり、車両側面視にて前端部に形成された縦壁部３０Ａと、縦壁部３０Ａの上端から車両後方側に上り勾配となるように形成された傾斜部３０Ｂと、傾斜部３０Ｂの後端から車両後方側に屈曲された上壁部３０Ｃと、を備えている。

ブラケット３０の縦壁部３０Ａは、ブレース２６の縦壁部２６Ａの後面に面接触状態で配置されてスポット溶接により接合されている。ブラケット３０の上壁部３０Ｃは、エプロンフロントパネル２０の下面に面接触状態で配置され、さらにエプロンフロントパネル２０の上面に取付ブラケット３２の取付部３２Ｂが面接触状態で配置され、エプロンフロントパネル２０を介してブラケット３０の上壁部３０Ｃと取付ブラケット３２の取付部３２Ｂとがボルト３４とナット３６とで締結固定されている。ブラケット３０は、その長手方向の中心線がブレース２６の縦壁部２６Ａに対して略直交方向となるように縦壁部２６Ａに接合されている。

図１及び図２に示されるように、取付ブラケット３２は、車両平面視にて略三角形状に形成されており、その長手方向の中心線がブレース２６の縦壁部２６Ａの面方向に対して交差する方向に配置されると共に、フロントサイドメンバ１２の軸方向に対して交差する方向に配置されている。取付ブラケット３２は、車両前面視にて略断面ハット状に形成されており、車両上方側に突出するように配置されている。より具体的には、取付ブラケット３２は、中間部が車両上方に突出して形成された平面状の上面部３２Ａと、上面部３２Ａの車両幅方向外側における略三角形の頂部に形成された上記取付部３２Ｂと、取付部３２Ｂと対向する一辺側に形成されてフロントサイドメンバ１２の上面部１２Ｂに取り付けられる取付部３２Ｃと、を備えている。

取付ブラケット３２の取付部３２Ｃは、フロントサイドメンバ１２の上面部１２Ｂに面接触状態で配置されており、車両前後方向の２箇所でボルト３８とナット（図示省略）により上面部１２Ｂに締結固定されている。取付ブラケット３２とブラケット３０の２部品によって、ブレース２６の縦壁部２６Ａの車両幅方向の中間部とフロントサイドメンバ１２のブレース２６より車両後方側の上面部１２Ｂとを車両平面視にて略斜め方向（縦壁部２６Ａと交差する方向）に連結している。車両側面視にてアッパメンバ１８の前端部１８Ａとフロントサイドメンバ１２とを繋ぐブレース２６を開き断面とすることにより、ブレース２６の車両前後方向の断面寸法が小さくなる。これによって、車両前部１０にヘッドランプ等の設置スペースを確保しつつ、ブレース２６の車両幅方向の中間部とフロントサイドメンバ１２の上面部１２Ｂをブラケット３０と取付ブラケット３２の２部品によって連結することにより、車両前部１０の剛性を向上させるようになっている。

図４（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、取付ブラケット３２の上面部３２Ａには、車両搭載部品４０が弾性体としてのゴムマウント４２を介して結合されている。車両搭載部品４０を構成する本体部４０Ａの下部には、車両平面視にて本体部４０Ａの周囲の三箇所に半径方向外側に延びた取付部４０Ｂが形成されている。取付部４０Ｂと取付ブラケット３２の上面部３２Ａとの間には、ゴムマウント４２が介在された状態で車両搭載部品４０がボルト４４とナット４６により上面部３２Ａに取り付けられている。車両搭載部品４０がゴムマウント４２を介して取付ブラケット３２の上面部３２Ａに取り付けられていることにより、車両搭載部品４０をマスダンパ及びダイナミックダンパとして振動を減衰させるようになっている。

次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

図１等に示されるように、アッパメンバ１８の前端部１８Ａとフロントサイドメンバ１２とを車両側面視にて開き断面で結合するブレース２６が設けられており、ブレース２６（縦壁部２６Ａ）の車両前後方向の断面寸法が小さくなる。このため、車両前部１０にヘッドランプ等の設置スペースを確保することができる。また、ブレース２６の縦壁部２６Ａの車両幅方向中間部とフロントサイドメンバ１２のブレース２６より車両後方側の上面部１２Ｂとをブラケット３０及び車両搭載部品４０の取付ブラケット３２によって連結することにより、車両の上下入力等に対するブレース２６の変形を抑制し、車両前部１０の剛性を向上させることができる。

また、取付ブラケット３２として、元々設定のある車両搭載部品４０の取付ブラケットを用いてブレース２６の縦壁部２６Ａの車両幅方向中間部とフロントサイドメンバ１２の上面部１２Ｂとを連結することで、部品点数の増加を抑制して効率的に車両前部１０の剛性を向上させることができる。

さらに、車両搭載部品４０がゴムマウント４２を介して取付ブラケット３２の上面部３２Ａに取り付けられていることで、車両搭載部品４０をマスダンパ及びダイナミックダンパとして振動を減衰させることができ、ＮＶ性能を向上させることができる。

一方、図５には、第１の比較例の車両前部１００が示されている。車両前部１００には、アッパメンバ１８の前端部１８Ａとフロントサイドメンバ１２とを繋ぐ補強部材１０２が設けられており、車両側面視にて補強部材１０２は断面ハット状に形成されている。補強部材１０２の前後一対のフランジ部１０２Ａが、エプロンフロントパネル２０の下面と側壁部２０Ａ、アッパメンバ１８の側壁部１８Ｂと上面部１８Ｃ、及びフロントサイドメンバ１２の側壁部に複数のスポット溶接により接合されることで、閉断面構造に形成されている。

第１の比較例の車両前部１００では、車両側面視にて補強部材１０２が閉断面構造とされ、溶接打点も多いため、耐久強度を有している。さらに、補強部材１０２がアッパメンバ１８の変位を抑制し、剛性が高いという利点があるが、溶接打点が多いこと等によりコストが上昇し、質量が大きくなる。また、図６に示されるように、補強部材１０２の前後一対のフランジ部１０２Ａをエプロンフロントパネル２０等に接合するため、補強部材１０２の車両前後方向の断面寸法が大きくなる。このため、車両前部１００でフロントタイヤ１０６と補強部材１０２との隙を確保すると、ヘッドランプ１０４の設置スペースが少なくなり、補強部材１０２とヘッドランプ１０４とが干渉しないようにするための設計上の制約が大きくなる。さらに、補強部材１０２の変形は小さいが、振動が減衰しにくい。

図７には、第２の比較例の車両前部１２０が示されている。車両前部１２０には、アッパメンバ１８の前端部１８Ａとフロントサイドメンバ１２とを繋ぐ板状の縦壁部２６Ａを備えたブレース２６が設けられているが、本実施形態のようなブレース２６の縦壁部２６Ａの車両幅方向中間部とフロントサイドメンバ１２とを連結する連結部材は設けられていない。

第２の比較例の車両前部１２０では、車両側面視にてブレース２６の縦壁部２６Ａが開き断面とされており、縦壁部２６Ａの車両前後方向の断面寸法が小さく、第１の比較例に比べてヘッドランプ１０４（図６参照）のスペースが増加する。また、ブレース２６の溶接打点が少なく、ブレース２６の質量が小さくなり、低コスト化が可能となる。しかし、図８に示されるように、車両上方向に入力が加わったときにブレース２６が伸びる方向に変形し、耐久後に切れやすくなる。また、図９に示されるように、車両下方向に入力が加わったときにブレース２６が折れ変形しやすい。また、ブレース２６の変位が大きくなることで、ＮＶ性能が低下する。なお、図８及び図９では、ブレース２６の変形状態を分りやすくするため、実際の変形より大きく模式的に示している。

これに対して、本実施形態の車両前部１０では、ブラケット３０と車両搭載部品４０の取付ブラケット３２によって車両の上下入力に対するブレース２６の変形が抑制されるので、耐久強度が向上する。また、フェンダブラケット６０による車両前後方向の入力に対しても、ブラケット３０と車両搭載部品４０の取付ブラケット３２によって、ブレース２６の変形を抑制することができる。また、ブラケット３０と車両搭載部品４０の取付ブラケット３２でブレース２６の縦壁部２６Ａの車両幅方向中間部とフロントサイドメンバ１２の上面部１２Ｂとが連結されることで、車両前部１０の剛性が高くなる。さらに、ブレース２６の溶接打点が少なく、ブレース２６の質量が小さく、ブラケット３０及び取付ブラケット３２が小さいため、質量の増加を抑制できると共に、コストの上昇を抑制できる。

また、本実施形態の車両前部１０は、車両搭載部品４０がゴムマウント４２を介して取付ブラケット３２の上面部３２Ａに取り付けられていることで、車両搭載部品４０をマスダンパ及びダイナミックダンパとして振動を減衰させ、ＮＶ性能を向上させることができる。

なお、上記実施形態では、ブレース２６の縦壁部２６Ａの車両幅方向中間部とフロントサイドメンバ１２におけるブレース２６より車両後方側の上面部１２Ｂとをブラケット３０と取付ブラケット３２の２部品で連結したが、これに限定されず、例えば、１部品からなる連結部材で連結してもよい。その際、連結部材は、ブレース２６の車両幅方向中間部とフロントサイドメンバ１２におけるブレース２６より車両後方側の上面部１２Ｂとをブレース２６の面方向に対して交差する方向に連結することが好ましい。また、連結部材は、エプロンフロントパネル２０の車両上方側に配置される構成でも、エプロンフロントパネル２０の車両下方側に配置される構成でもよい。

また、上記実施形態では、連結部材として、車両搭載部品４０の取付ブラケット３２を用いたが、これに限定されず、専用の連結部材を用いてもよい。

また、上記実施形態では、ブレース２６は、車両後方側に屈曲させたフランジ部２６Ｂを備えているが、これに限定されず、例えば、車両前方側に屈曲させたフランジ部をエプロンフロントパネル２０に接合する構成でもよい。

また、上記実施形態では、車両搭載部品４０はゴムマウント４２を介して取付ブラケット３２に取り付けられているが、ゴムマウント４２に代えて、発泡樹脂、ばね部材などの弾性体を用いてもよい。

１２フロントサイドメンバ（車体骨格部材）
１８アッパメンバ
１８Ａ前端部
２６ブレース（補強部材）
２６Ａ縦壁部（車両前方側の面）
３０ブラケット（連結部材）
３２取付ブラケット（連結部材）
４０車両搭載部品
４２ゴムマウント（弾性体）

Claims

車両前後方向に沿って配置される車体骨格部材と、
前記車体骨格部材の車両幅方向外側上方に設けられ、車両前後方向に沿って配置されるアッパメンバと、
車両前方側で前記アッパメンバの車両前端部と前記車体骨格部材とを、車両後方側が開き断面で結合する車両前方側の面を備えた板状の補強部材と、
前記補強部材の車両幅方向の中間部と前記車体骨格部材とを前記補強部材と交差する方向に連結する連結部材と、
を有し、
前記連結部材は、前記補強部材の前記車両前方側の面を形成する縦壁部に接合される壁部と、前記車体骨格部材の上面部に固定される取付部と、を備える車両前部構造。
前記連結部材は、車両搭載部品を取り付けるための取付ブラケットを含んで構成される１又は２以上の部品である請求項１に記載の車両前部構造。
前記車両搭載部品は、弾性体を介して前記取付ブラケットに結合されている請求項２に記載の車両前部構造。