JP5737097B2 - 車両の前部車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の前部車体構造に関し、詳しくはアッパーフレームとカウルトップバネルの結合構造に関する。

カウルトップと車両サイドに位置するフロントピラーは、車幅方向に延在するカウルトップパネルで、その下端がそれぞれ連結されることでフロントピラーの間に装着されるフロントガラスの下端を保持している。また、フロントピラーとカウルトップパネルとの結合部近傍には、車両前後方向に延びるアッパーフレームの一端が接合されている。アッパーフレームとカウルトップパネルの間には、両者を結合するためのブラケットと、フェンダーパネルを装着するためのブラケットの二つのブラケットを用いて結合している。このような構成の車両の前部車体構造としては、特許文献１が挙げられる。

特開２０１０−２３６６３号公報

従来のように、アッパーフレームとカウルトップパネルを結合するためのブラケットと、フェンダーパネルを装着するためのブラケットとの二つのブラケットを用いる構成であると、作業工数を要するため改善の余地がある。また、カウルトップパネルには、車幅方向の撓みは抑えつつも剛性の確保が必要あるため、一般にカウルトップパネルに隔壁を設けて強度アップを図っている。しかし、隔壁による強度アップはカウルトップパネルの車両上下方向への撓みを規制する方向に作用するため、歩行者保護の観点からはカウルトップパネルの車両上下方向への撓みはできるだけ規制したくない要望がある。
本発明は、部品点数を減らして作業工数を低減しつつも、カウルトップパネルの取付け剛性と歩行者保護を図れる、新たな車両の前部車体構造を提供することを、その目的とする。

本発明に係る車両の前部車体構造は、車両前後方向に延びていて、一端が車幅方向に位置する一対のフロントピラーの下部に結合されたアッパーフレームと、一対のフロントピラーの下部にその両端が結合されたカウルトップパネルと、アッパーフレームとカウルトップパネルとの間に配置され、同アッパーフレームとカウルトップパネルとを接合する第１支持部と、アッパーフレームよりも車両外側に配置されるフェンダーパネルが装着される第２支持部とが一体的に設けられた連結部材を備え、連結部材は、アッパーフレームの上部に位置する車幅方向に幅を有する上面よりも上方に離間して位置していることを特徴としている。
本発明に係る車両の前部車体構造において、第１支持部は、車両前後方向と車両内側に向かって屈曲形成されていて、この屈曲部を境にして、車両前後方向に延びる部位がアッパーフレームとの接合面を構成し、車両幅方向に延びる部位がカウルトップパネルとの接合面を構成していて、各接合面がそれぞれアッパーフレームとカウルトップパネルに溶接により結合されていることを特徴としている。

本発明によれば、フェンダーパネルが装着される第２支持部を有する連結部材に、アッパーフレームとカウルトップパネルとを接合する第１支持部を一体的に形成すると、従来のようにカウルトップパネルに隔壁を設けて強度アップを図らなくても、連結部材によって、カウルトップパネルとアッパーフレームとが連結されるので、部品点数を削減して作業工数を低減しつつも、従来のように隔壁を設けることなくカウルトップパネルの車幅方向への強度を確保できるため、歩行者との接触時にカウルトップパネルの車両上下方向へ撓みを確保でき、歩行者保護と車両の剛性確保の両立を図ることができる。

本発明に係る車両の前部車体構造の一形態を示す斜視図。 アッパーフレームとサスペンションサポートパネルとの結合状態を車両前方から見た断面図。 アッパーフレームの構成を示す分解斜視図である。 アッパーフレームとカウルトップパネルの結合部の構成を示す側面図。 アッパーフレームの隔壁がある部分を車両前方から見た断面図。 カウルトップパネルの構成を示す分割斜視図である。 連結部材の構成を示す拡大図。 アッパーフレームとカウルトップパネルの結合分部の構成を示す拡大斜視図。 連結部材とカウルトップパネルとの連結部の概略を示す正面図。

以下、図面を用いて本発明に係る実施形態について説明する。図１に示す車両の前部車体構造は、キャビン１の前方にエンジンルーム２が配置されている。エンジルーム２を含む車両前部は、両矢印ｂで示す車幅方向に位置する左右のフロントサイドメンバ３，４と、フロントサイドメンバ３，４の前端間に掛け渡されたフロントエンドクロスメンバ５と、フロントサイドメンバ３，４にそれぞれ接合されたサスペンションサポートパネル６，７と、車幅方向ｂに位置しキャビン側を構成するフロントピラー８，９に一端１０ａ，１１ａが固定されたアッパーフレーム１０，１１と、フロントピラー８，９の下部８ａ、９ａにその両端２０ａ、２０ｂが結合されたカウルトップパネル２０と、アッパーフレーム１０とカウルトップパネル２０の一端２０aおよびアッパーフレーム１１とカウルトップパネル２０の他端２０ｂとをそれぞれ接合する連結部材３０，３１と、アッパーフレーム１０，１１の外側から装着されるフェンダーパネル３２，３３を備えている。アッパーフレーム１０，１１の他端１０ｂ、１１ｂには、車両前部構成部となるフロントエンドアッパバー１２の両端から延びるヘッドランプブラケット１４，１５が連結されている。

これらサスペンションサポートパネル６，７、フロントピラー８，９およびアッパーフレーム１０，１１、連結部材３０，３１、フェンダーパネル３２，３３は、車両の左右に設けられている以外は、それぞれ同一構成であるので、以下、車両の左側の構成を代表して説明する。

サスペンションサポートパネル７は、図２に示すように、ストラット方式のフロントサスペンション１６から車体への入力部となるストラット１７の上部１７ａが図示しないボルトで固定されていて、ストラットハウスを構成している。

アッパーフレーム１１は、図１、図３に示すように両矢印ａで示す車両前後方向に延びていて、図２に示すように、サスペンションサポートパネル７に接合されて固定されたインナパネル１１０と、インナパネル１１０と重合して接合されるアウタパネル１１１とを備えている。インナパネル１１０とアウタパネル１１１は、上下に接合フランジ１１０ａ，１１０ｂと接合フランジ１１１ａ，１１１ｂがそれぞれ形成されていて、接合フランジ１１０ａと接合フランジ１１１ａおよび接合フランジ１１０ｂと接合フランジ１１１ｂを接合させてスポット溶接することで、一体化されて閉断面構造を成している。

インナパネル１１０は、接合フランジ１１０ａと接合フランジ１１０ｂの間に位置する側面１１０ｃがサスペンションサポートパネル７の側面７ａに接合されて溶接などによって固定されることで、サスペンションサポートパネル７に装着されて一体化されている。一般にサスペンションサポートパネル７は、走行中にストラット１７から両矢印ｃで示す車両上下方向への荷重が入力されるため、その剛性はアッパーフレーム１１よりも強く形成されており、この剛性のあるサスペンションサポートパネル７にインナパネル１１０が固定されることで、その取付け剛性は高められる。

本形態に係るアウタパネル１１１は、図３，図４に示すように、車両前後方向ａにおいて二分割されていて、当該分割部１２０が、インナパネル１１０とアウタパネル１１１の間に配置された第１の隔壁１３０に締結部材となる複数のボルト１３５で上下方向に締結固定されている。インナパネル１１０とアウタパネル１１１の間には、図３に示すように、第１の隔壁１３０よりも車両前方側に第２の隔壁１４０が配置されている。

第１の隔壁１３０および第２の隔壁１４０は、正面形状がインナパネル１１０とアウタパネル１１１と接合して形成されるアッパーフレーム１１の正面から見た断面形状と類似形状に形成されていて、その一側面１３０ａ、１４０ａがインナパネル１１０に側面１１０ｃに、例えば溶接などによって固定されて装着されている。図５は第１の隔壁１３０とアッパーフレーム１１との接合箇所を示す。

図３，図４に示すように、分割されたアウタパネル１１１のうち、車両前方側に位置するものを前アウタパネル１１１Ａ、車両後方側に位置するものを後アウタパネル１１１Ｂと称する。本形態において、前アウタパネル１１１Ａの中央１１１Ａａは、図４に示すように第２の隔壁１４０に締結部材となるボルト１３６で締結されて固定されている。前アウタパネル１１１Ａはボルト１３６締結ではなく、第２の隔壁１４０に溶接して固定してもよい。後アウタパネル１１１Ｂは、図４に示すように、その後端１１１Ｂｂがフロントピラー９の下端９ａに接合されて上下方向にスポット溶接されることで固定されている。後アウタパネル１１１Ｂの前端１１１Ｂａは前アウタパネル１１１Ａの後端１１１Ａｂと接合され第１の隔壁１３０に複数のボルト１３５で上下方向に共締めされて固定されている。

本形態では、アッパーフレーム１１の内部に二つの隔壁となる第１の隔壁１３０と第２の隔壁１４０を備えているので、第１および第２の隔壁１３０，１４０を、インナパネル１１０を介して同インナパネル１１０よりも車両内側に位置するサスペンションサポートパネル７の側面７ａに接合しているが、アッパーフレーム１１の全長が短い場合には、第１の隔壁１３０のみをアッパーフレーム１１内に配置する形態も想定される。この場合には、第１の隔壁１３０と対向する部分でアウタパネル１１１を分割し、当該分割部１２０を第１の隔壁１３０にボルト１３５で締結して固定すればよい。

本形態において、アウタパネル１１１は、分割構造のため、前アウタパネル１１１Ａと後アウタパネル１１１Ｂの板厚を互いに異なる板厚に設定している。本形態では、フロントサスペンション１６からの車両上下方向ｃへの荷重がかかるフロントピラー９との接合部となる後端１１１Ｂｂを備える後アウタパネル１１１Ｂの板厚ｔ１を、前アウタパネル１１１Ａの板厚ｔ２よりも厚く設定している。これは負荷の掛かる部分を備える後アウタパネル１１１Ｂに剛性を与えるためある。

このような車両の前部車体構造によると、一端１０ａがフロントピラー９に接合され、インナパネル１１０とアウタパネル１１１を備えた閉断面構造のアッパーフレーム１１において、アウタパネル１１１を車両前後方向ａにおいて分割し、その分割部１２０をインナパネル１１０とアウタパネル１１１の間に配置された第１の隔壁１３０に、複数のボルト１３５で締結固定するので、分割部１２０の固定が溶接固定に対して耐久強度が増す。このため、アッパーフレーム１１とフロントピラー９の接合部をスポット溶接にすることができ、アッパーフレーム１１の取付け剛性を確保しながら位置精度などの品質維持の安定化を図ることができる。

アウタパネル１１１を車両前後方向ａで前アウタパネル１１１Ａと後アウタパネル１１１Ｂとに分割したので、車両前方側に位置する前アウタパネル１１１Ａをサスペンションサポートパネル７に接合されたインナパネル１１０に接合された第２の隔壁１４０に予めボルト１３６で締結して固定し、車両後方側に位置する後アウタパネル１１１Ｂの後端１１１Ｂｂをフロントピラー９に予め接合することができる。このため、サスペンションサポートパネル７やインナパネル１１０を有するエンジンルーム２を構成する車両前部構造体を、フロントピラー９を有するキャビン１側と接合する際に、アウタパネル１１１の分割部１２０を、車両前部構造体に一体化されている第１の壁部１３０にボルト１３５で締結固定することで、アッパーフレーム１１を構成することができ、製造ラインにおける作業工数を低減して組付け時間の短縮を図ることができる。また、アウタパネル１１１の分割部１２０の固定構造をボルト締結とすることで、アッパーフレーム１１の取付け剛性を高めることができるので、フロントピラー９との接合構造をアーク溶接ではなく、スポット溶接とすることができ、この点からも作業時間の短縮を図ることができる。

アウタパネル１１１を分割構造としたので、前アウタパネル１１１Ａの板厚ｔ２と後アウタパネル１１１Ｂの板厚ｔ１を個別に設定することができる。このため、本形態では、フロントサスペンション１６からの入力荷重による負荷の掛かるフロントピラー９との接合部を有する後アウタパネル１１１Ｂの板厚ｔ１を、前アウタパネル１１１Ａの板厚ｔ２よりも厚くすることができるので、アウタパネル１１１を分割しないものに比べて、負荷の掛かる接合部を有する後アウタパネル１１１Ｂの強度を高めつつも、重量軽減を図ることができる。

なお、車体右側に位置するアッパーフレーム１０の構造もアッパーフレーム１１と同一構成とされているので、アッパーフレーム１０側でもアッパーフレーム１１側と同様な作用効果を得ることができる。

カウルトップパネル２０は、図６に示すように、カウルトップアッパー２０１と、カウルトップロア２０２と、カウルトップフロント２０３、カウルトップサイド２０４，２０５の５つの部材で構成されている。カウルトップアッパー２０１、カウルトップロア２０２およびウルトップフロント２０３は、それぞれ車幅方向ｂに長く形成された板金製である。カウルトップアッパー２０１は、断面コ字型であって、カウルトップロア２０２の上部２０２ｃに被せられて溶接などによって結合される。カウルトップフロント２０３は、カウルトップロア２０２よりも車両前方に配置され、カウルトップサイド２０４，２０５を介してカウルトップロア２０２の両端２０２ａ、２０２ｂと接合されて連結される。このように構成によってカウルトップパネル２０は、車幅方向ｂに長い箱形形状に形成される。

連結部材３１は、図７に示すように、アッパーフレーム１１とカウルトップパネル３０とを接合する第１支持部３１０と、アッパーフレーム１１よりも車両外側に配置されるフェンダーパネル３３が装着される第２支持部３１１とを備えている。

連結部材３１は、図８に示すようにアッパーフレーム１１とカウルトップパネル２０の他端２０ｂとの間に配置され、第１支持部３１０によってアッパーフレーム１１とカウルトップパネル２０の他端２０ｂとを連結している。第１支持部３１０は、図８に示すように車両平面視において車両前後方向と車両内側に向かって屈曲形成されていて、この屈曲部３１０ａを境にして、車両前後方向ａに延びる部位がアッパーフレーム１１との接合面３１０ｂを構成し、車幅方向ｂに延びる部位がカウルトップパネル２０の他端２０ｂとの接合面３１０ｃを構成している。接合面３１０ｂは、図４に示すように、アッパーフレーム１１のアウタパネル１１１の上部に形成された取付けフランジ１１１ｅにスポット溶接により結合されている。接合面３１０ｃは、図９に示すように、カウルトップパネル２０のカウルトップパネルアッパー２０１に溶接されて結合されている。図中黒丸は溶接部分を示す。

第２支持部３１１は、図７に示すように、第１支持部３１０から車両上方に向かって延びていて、その先端３１１ａが車両内側に向かって屈曲されている。より詳細に説明すると、第２支持部３１１は、アッパーフレーム１１との接合面３１０ｂから車両上方に延びていて、車両内側に屈曲された先端３１１ａにフェンダーパネル３３を装着するための取付穴３１５が形成されている。この先端３１１ａには、取付穴３１５と位置合わせされてナット３１６が固定されている。フェンダーパネル３３は、その一部が先端３１１ａに重ね合わされ、ボルトなどの締結部材３１７を取付穴３１５に挿入してナット３１６に締め込むことで、連結部材３１に装着される。

このような車両の前部車体構造によると、フェンダーパネル３３が装着される第２支持部３１１を有する連結部材３１に、アッパーフレーム１１とカウルトップパネル２０の端部となる他端２０ｂとを接合する第１支持部３１０を一体的に形成していたので、従来のようにカウルトップパネル２０に隔壁を設けて強度アップを図らなくても、連結部材３１によって、カウルトップパネル２０とアッパーフレーム１１とが連結される。このため、部品点数を削減して作業工数を低減しながらも、隔壁を設けることなくカウルトップパネル２０の車幅方向への強度を確保でき、歩行者との接触時にカウルトップパネル２０の車両上下方向ｃへ撓みを確保でき、歩行者保護と車両の剛性確保の両立を図ることができる。

なお、車体右側に位置する連結部材３０の構造も連結部材３１と同一構成とされているので、連結部材３０側でも連結部材３１側と同様な作用効果を得ることができる。

８，９ フロントピラー
８ａ，９ａ フロントピラー
１０，１１ アッパーフレーム
１０ａ，１１ａ アッパーフレーム一端
２０ カウルトップパネル
２０ａ，２０ｂ カウルトップパネルの両端
３０，３１ 連結部材
３２，３３ フェンダーパネル
３１０ 第１支持部
３１０ａ 屈曲部
３１０ｂ アッパーフレームとの接合面
３１０ｃ カウルトップパネルとの接合面
３１１ 第２支持部
ａ 車両前後方向
ｂ 車幅方向

Claims (2)

1. 車両前後方向に延びていて、一端が車幅方向に位置する一対のフロントピラーの下部に結合されたアッパーフレームと、
   前記一対のフロントピラーの下部にその両端が結合されたカウルトップパネルと、
   前記アッパーフレームと前記カウルトップパネルとの間に配置され、同アッパーフレームとカウルトップパネルとを接合する第１支持部と、前記アッパーフレームよりも車両外側に配置されるフェンダーパネルが装着される第２支持部とが一体的に設けられた連結部材を備え、
   前記連結部材は、前記アッパーフレームの上部に位置する車幅方向に幅を有する上面よりも上方に離間して位置していることを特徴とする車両の前部車体構造。
2. 請求項１記載の車両の前部車体構造において、
   前記第１支持部は、車両平面視において車両前後方向と車両内側に向かって屈曲形成されていて、この屈曲部を境にして、車両前後方向に延びる部位が前記アッパーフレームとの接合面を構成し、車両幅方向に延びる部位が前記カウルトップパネルとの接合面を構成していて、各接合面がそれぞれ前記アッパーフレームと前記カウルトップパネルに溶接により結合されていることを特徴とする車両の前部車体構造。

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