JP5849881B2

JP5849881B2 - 車体前部構造

Info

Publication number: JP5849881B2
Application number: JP2012159953A
Authority: JP
Inventors: 北方　慎太郎; 慎太郎北方
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-07-18
Filing date: 2012-07-18
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2032-07-18
Also published as: JP2014019307A

Description

本発明は、車体前部構造に関する。

エプロンアッパメンバの車幅方向内側にサスペンションタワーが設けられ、そのサスペンションタワーの車幅方向外側におけるエプロンアッパメンバ内にバルクヘッドが設けられた構造は、従来に提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この構造では、衝突の際、バルクヘッドによりエプロンアッパメンバの車幅方向への変形が防止されることで、エプロンアッパメンバが、サスペンションタワーよりも車体後方側に設けられたビードにより、車幅方向内側へ座屈変形されるようになっている。そして、これにより、車室の変形が防止されるようになっている。

特開平５−１０５１１８号公報

ところで、フロントサイドメンバよりも車幅方向外側がバリアに衝突（微小ラップ衝突）したときには、車室の変形を抑制するため、そのバリアの横を車両がすり抜けられるようにすることが望ましい。つまり、微小ラップ衝突時には、車両に対してバリアから離れる横方向（車幅方向内側）へ衝突荷重の一部を早期に伝達することが望まれる。

特許文献１に記載されている構造では、エプロンアッパメンバが車幅方向内側へ座屈変形することで衝突荷重の一部を車幅方向内側へ伝達するようになっているため、微小ラップ衝突時に、その衝突荷重の一部を車幅方向内側へ早期に伝達することは難しい。このように、微小ラップ衝突時にエプロンアッパメンバに入力された衝突荷重の一部を車幅方向内側へ早期に伝達させる構造には、未だ改善の余地がある。

そこで、本発明は、微小ラップ衝突時にエプロンアッパメンバに入力された衝突荷重の一部を車幅方向内側へ早期に伝達できる車体前部構造を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車体前部構造は、左右一対のフロントサイドメンバの車幅方向外側にそれぞれ車体前後方向に沿って配置された中空状のエプロンアッパメンバと、前記エプロンアッパメンバの車幅方向内側に設けられたサスペンションタワーと、前記エプロンアッパメンバ内において、前記サスペンションタワーの車幅方向外側に車幅方向内側端部が配置されるとともに、前記サスペンションタワーよりも車体前方側に車体前方側端部が配置され、前記エプロンアッパメンバに入力された衝突荷重の一部を前記サスペンションタワーへ伝達する伝達部材と、を備えたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、エプロンアッパメンバ内の伝達部材は、車幅方向内側端部がサスペンションタワーの車幅方向外側に配置され、車体前方側端部がサスペンションタワーよりも車体前方側に配置されている。したがって、フロントサイドメンバよりも車幅方向外側で前面衝突（微小ラップ衝突）したとき、エプロンアッパメンバに入力された衝突荷重の一部は、伝達部材を介してサスペンションタワーへ衝突初期から伝達される。つまり、本発明によれば、微小ラップ衝突時にエプロンアッパメンバに入力された衝突荷重の一部が車幅方向内側へ早期に伝達される。

また、請求項２に記載の車体前部構造は、請求項１に記載の車体前部構造であって、前記伝達部材は、少なくとも車体前部側部分が平面視で車体後方内側に向かって傾斜した傾斜部とされ、少なくとも該傾斜部が前記エプロンアッパメンバの車幅方向内側壁部と車幅方向外側壁部とを連結していることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、伝達部材の少なくとも車体前部側部分が平面視で車体後方内側に向かって傾斜する傾斜部とされ、少なくともその傾斜部がエプロンアッパメンバの車幅方向内側壁部と車幅方向外側壁部とを連結している。したがって、エプロンアッパメンバに入力された衝突荷重の一部は、その傾斜部により、サスペンションタワーへ効率よく伝達される。

また、請求項３に記載の車体前部構造は、請求項２に記載の車体前部構造であって、前記傾斜部の車幅方向内側端部が、前記サスペンションタワーよりも車体前方側に配置されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、傾斜部の車幅方向内側端部が、サスペンションタワーよりも車体前方側に配置されている。したがって、エプロンアッパメンバに入力された衝突荷重の一部は、衝突初期からサスペンションタワーへ効率よく伝達される。

また、請求項４に記載の車体前部構造は、請求項２又は請求項３に記載の車体前部構造であって、平面視で前記傾斜部の車体後方内側に向かう仮想延長線上に前記サスペンションタワーの中心部が配置されていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、平面視で傾斜部の車体後方内側に向かう仮想延長線上にサスペンションタワーの中心部が配置されている。したがって、エプロンアッパメンバに入力された衝突荷重の一部は、衝突初期からサスペンションタワーへ更に効率よく伝達される。

以上、説明したように、請求項１に係る発明によれば、微小ラップ衝突時にエプロンアッパメンバに入力された衝突荷重の一部を車幅方向内側へ早期に伝達することができる。

請求項２に係る発明によれば、エプロンアッパメンバからサスペンションタワーへ衝突荷重の一部を効率よく伝達することができる。

請求項３に係る発明によれば、エプロンアッパメンバからサスペンションタワーへ衝突荷重の一部を衝突初期から効率よく伝達することができる。

請求項４に係る発明によれば、エプロンアッパメンバからサスペンションタワーへ衝突荷重の一部を衝突初期から更に効率よく伝達することができる。

第１実施形態に係る車体前部構造の要部を示す斜視図である。第１実施形態に係る車幅方向左側のバルクヘッドの斜視図である。第１実施形態に係る車体前部構造の微小ラップ衝突前の状態を示す平面図である。第１実施形態に係る車体前部構造の微小ラップ衝突後の状態を示す平面図である。第２実施形態に係る車幅方向左側のバルクヘッドの斜視図である。第２実施形態に係る車体前部構造の微小ラップ衝突前の状態を示す平面図である。第２実施形態に係る車体前部構造の微小ラップ衝突後の状態を示す平面図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＩＮを車幅方向内側、矢印ＬＥを車幅方向左側とする。また、以下の説明で、特記することなく前後、上下、左右の方向を記載した場合は、車体前後方向の前後、車体上下方向の上下、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。更に、各図は車体の左側を示しているが、車体の右側も左右対称で同一であるため、車体の右側についての説明は適宜省略する。

＜第１実施形態の構成＞
まず、第１実施形態について説明する。図１、図３に示されるように、車両１１の車体前部における車幅方向外側には、矩形閉断面形状とされて車体前後方向に延在するフロントサイドメンバ１２が左右一対で配置されている。各フロントサイドメンバ１２の車体後部側には、それぞれ車体後方下側へ向けて傾斜された傾斜部（キック部）１２Ａが形成されており、ダッシュパネル１４が、その傾斜部１２Ａによって支持されている。

ダッシュパネル１４の前面には、車幅方向に延在するカウル１６が設けられており、カウル１６の車幅方向両端部は、それぞれ左右一対のフロントピラー１８に接合されている。そして、各フロントピラー１８の下端部には、車体前後方向に延在する左右一対のロッカ１９の車体前方側端部が、それぞれ接合されている。

各フロントサイドメンバ１２の車体前方側端部間には、車幅方向に延在するフロントバンパリインフォースメント２０が架設されている。そして、フロントバンパリインフォースメント２０の車体後方側におけるフロントサイドメンバ１２間には、ラジエータ２４を支持するラジエータサポート２２が架設されている。

また、各フロントサイドメンバ１２の車幅方向外側には、それぞれ矩形閉断面形状（中空状）とされて車体前後方向に延在するエプロンアッパメンバ２６が左右一対で配置されている。各エプロンアッパメンバ２６は、各フロントピラー１８の車体前方側端部から車体前方側へ向けて延在されており、その長さは、図３に示される平面視で、傾斜部１２Ａを含む車体前部側のフロントサイドメンバ１２の例えば略１／２とされている。

また、各エプロンアッパメンバ２６の車幅方向内側で、かつ各フロントサイドメンバ１２の車幅方向外側には、左右一対のサスペンション（図示省略）をそれぞれ収容するサスペンションタワー（サスペンションマウント部）２８が設けられている。すなわち、各サスペンションタワー２８は、それぞれエプロンアッパメンバ２６とフロントサイドメンバ１２との間を連結するように、それらと一体に形成されている。そして、エプロンアッパメンバ２６内において、サスペンションタワー２８の車幅方向外側には、伝達部材としてのバルクヘッド３０が配置されている。

図２、図３に示されるように、このバルクヘッド３０は、板金のプレス加工により、車幅方向外側が開口した平面視略「Ｗ」字状に形成されている。すなわち、このバルクヘッド３０は、車体前方側に配置される前板３２と、車体後方側に配置される後板３４と、前板３２の車幅方向内側端部３２Ｄと後板３４の車幅方向内側端部３４Ｄとを連結する中板３６と、で主に構成されている。

バルクヘッド３０の車体前部側部分である前板３２は、平面視で車体後方内側に向かって傾斜した傾斜部とされている。前板３２の車幅方向外側端部には、フランジ部３２Ａが車体前方側へ向かって一体に形成されており、そのフランジ部３２Ａがエプロンアッパメンバ２６の車幅方向外側における側壁（壁部）２６Ａの内面にスポット溶接によって接合されるようになっている。

また、前板３２の車体上方側端部及び車体下方側端部には、それぞれフランジ部３２Ｂ、３２Ｃが車体前方側へ向かって一体に形成されている。これら各フランジ部３２Ｂ、３２Ｃが、それぞれエプロンアッパメンバ２６の上壁２６Ｂの内面及び下壁２６Ｃ（図１参照）の内面にスポット溶接によって接合されるようになっている。

更に、バルクヘッド３０の車体前方側端部であるフランジ部３２Ａは、サスペンションタワー２８の車体前方側端部（エプロンアッパメンバ２６との車体前方側における連設部位）２８Ａよりも車体前方側に配置されている。詳細には、前板３２の車幅方向内側端部３２Ｄが、平面視で、サスペンションタワー２８の車体前方側端部２８Ａよりも車体前方側に配置されている。

そして、図３に示されるように、平面視で、前板３２に沿って車体後方内側に延びる仮想延長線Ｋ上に、サスペンションタワー２８の中心部（サスペンションタワー２８に収容されたサスペンションの軸心部）２９が配置されるようになっている。

バルクヘッド３０の車体後部側部分である後板３４は、平面視で車幅方向にほぼ沿って配置されている。そして、後板３４の車幅方向外側端部には、フランジ部３４Ａが車体後方側へ向かって一体に形成されており、そのフランジ部３４Ａがエプロンアッパメンバ２６の側壁２６Ａの内面にスポット溶接によって接合されるようになっている。

また、後板３４の車体上方側端部及び車体下方側端部には、それぞれフランジ部３４Ｂ、３４Ｃが車体後方側へ向かって一体に形成されている。これら各フランジ部３４Ｂ、３４Ｃが、それぞれエプロンアッパメンバ２６の上壁２６Ｂの内面及び下壁２６Ｃ（図１参照）の内面にスポット溶接によって接合されるようになっている。

なお、この後板３４も、平面視で車体後方内側に向かって傾斜した傾斜部とされてもよい。また、この場合、車幅方向に対する後板３４の傾斜角度が、車幅方向に対する前板３２の傾斜角度と同じ角度となるようにしてもよいし、違う角度、例えば車幅方向に対する前板３２の傾斜角度よりも小さい角度となるようにしてもよい。このバルクヘッド３０では、少なくとも前板３２が、平面視で車体後方内側に向かって傾斜した傾斜部とされていればよい。

バルクヘッド３０の車幅方向内側端部である中板３６は、その車体前後方向中央部３６Ａが、車幅方向外側へ矩形状に突出するように屈曲形成されている。そして、中板３６の車体前後方向両端部３６Ｂ、３６Ｃが、それぞれエプロンアッパメンバ２６の車幅方向内側における側壁（壁部）２６Ｄの内面にスポット溶接によって接合されるようになっている。

これにより、前板３２と後板３４とが、それぞれエプロンアッパメンバ２６の側壁２６Ａの内面と側壁２６Ｄの内面とを連結するようになっている。そして、この中板３６が、サスペンションタワー２８の車幅方向外側に配置されるようになっている。なお、中板３６の中央部３６Ａの屈曲深さを深くし、その中央部３６Ａをエプロンアッパメンバ２６の車幅方向外側における側壁２６Ａの内面にスポット溶接によって接合するようにしてもよい。

＜第１実施形態の作用＞
以上のような構成の車体前部構造１０において、次にその作用について説明する。すなわち、図３、図４に示される微小ラップ衝突時に入力される衝突荷重の荷重伝達経路について説明する。

なお、以下において、微小ラップ衝突時に入力される衝突荷重のうち、エプロンアッパメンバ２６に入力される衝突荷重を衝突荷重Ｆとする。そして、その衝突荷重Ｆのうち、バルクヘッド３０を介してサスペンションタワー２８へ伝達される衝突荷重を衝突荷重Ｆｓとする。

図３、図４に示されるように、フロントサイドメンバ１２よりも車幅方向外側、例えばフロントバンパリインフォースメント２０の左端部がバリアＧに衝突する微小ラップ衝突が発生すると、そのフロントバンパリインフォースメント２０の左端部が車体後方側へ向けて変形する。そして、車両１１の前進に伴い、左側のエプロンアッパメンバ２６がバリアＧに衝突する。

ここで、そのエプロンアッパメンバ２６内で、かつサスペンションタワー２８の車幅方向外側には、バルクヘッド３０が設けられている。このバルクヘッド３０は、平面視で車体後方内側へ向けて傾斜された傾斜部としての前板３２を備えており、そのフランジ部３２Ａは、サスペンションタワー２８の車体前方側端部２８Ａよりも車体前方側に配置されている。

詳細には、前板３２の車幅方向内側端部３２Ｄが、サスペンションタワー２８の車体前方側端部２８Ａよりも車体前方側に配置されている。そして、平面視で、その前板３２に沿った仮想延長線Ｋ上にサスペンションタワー２８の中心部２９が配置されている（図３参照）。

したがって、エプロンアッパメンバ２６へ入力された衝突荷重Ｆのうちの一部である衝突荷重Ｆｓは、そのバルクヘッド３０の前板３２を介してサスペンションタワー２８へ衝突初期から効率よく伝達される。つまり、微小ラップ衝突時にエプロンアッパメンバ２６に入力された衝突荷重Ｆの一部である衝突荷重Ｆｓの車幅方向内側（この場合は右方向）への分力Ｆｓｃが、サスペンションタワー２８（更にはフロントサイドメンバ１２）へ衝突初期から効率よく伝達される。

よって、車両１１（サスペンションタワー２８）に対して車幅方向内側（この場合は右方向）へ押圧する横力（衝突荷重Ｆｓの分力Ｆｓｃ）を衝突初期から（早期に）付与することができる。

＜第２実施形態の構成＞
次に、第２実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。図５〜図７に示されるように、この第２実施形態では、伝達部材としてのバルクヘッド４０の形状が、第１実施形態のバルクヘッド３０とは異なっている。

すなわち、このバルクヘッド４０は、板金のプレス加工により、車幅方向外側が開口した平面視略「Ｖ」字状に形成されている。詳細には、このバルクヘッド４０は、車体前方側に配置される前板４２と、車体後方側に配置される後板４４と、前板４２の車幅方向内側端部４２Ｄと後板４４の車幅方向内側端部４４Ｄとを連結する中板４６と、で主に構成されている。

バルクヘッド４０の車体前部側部分である前板４２は、平面視で車体後方内側に向かって傾斜した傾斜部とされている。前板４２の車幅方向外側端部には、フランジ部４２Ａが車体前方側へ向かって一体に形成されており、そのフランジ部４２Ａがエプロンアッパメンバ２６の車幅方向外側における側壁２６Ａの内面にスポット溶接によって接合されるようになっている。

また、前板４２のフランジ部４２Ａを含む車体上方側端部及び車体下方側端部には、それぞれフランジ部４２Ｂ、４２Ｃが車体前方側へ向かって一体に形成されている。これら各フランジ部４２Ｂ、４２Ｃが、それぞれエプロンアッパメンバ２６の上壁２６Ｂの内面及び下壁２６Ｃ（図１参照）の内面にスポット溶接によって接合されるようになっている。

更に、バルクヘッド４０の車体前方側端部であるフランジ部４２Ａは、サスペンションタワー２８の車体前方側端部（エプロンアッパメンバ２６との車体前方側における連設部位）２８Ａよりも車体前方側に配置されている。詳細には、前板４２の車幅方向内側端部４２Ｄが、平面視で、サスペンションタワー２８の車体前方側端部２８Ａよりも車体前方側に配置されている。

そして、図６に示されるように、平面視で、前板４２に沿って車体後方内側に延びる仮想延長線Ｋ上に、サスペンションタワー２８の中心部（サスペンションタワー２８に収容されたサスペンションの軸心部）２９が配置されるようになっている。

バルクヘッド４０の車体後部側部分である後板４４は、平面視で車幅方向にほぼ沿って配置されている。そして、後板４４の車幅方向外側端部には、フランジ部４４Ａ（図６参照）が車体後方側へ向かって一体に形成されており、そのフランジ部４４Ａがエプロンアッパメンバ２６の側壁２６Ａの内面にスポット溶接によって接合されるようになっている。

また、後板４４のフランジ部４４Ａを含む車体上方側端部及び車体下方側端部には、それぞれフランジ部４４Ｂ、４４Ｃが車体後方側へ向かって一体に形成されている。これら各フランジ部４４Ｂ、４４Ｃが、それぞれエプロンアッパメンバ２６の上壁２６Ｂの内面及び下壁２６Ｃ（図１参照）の内面にスポット溶接によって接合されるようになっている。

なお、この後板４４も、平面視で車体後方内側に向かって傾斜した傾斜部とされてもよい。また、この場合、車幅方向に対する後板４４の傾斜角度が、車幅方向に対する前板４２の傾斜角度と同じ角度となるようにしてもよいし、違う角度、例えば車幅方向に対する前板４２の傾斜角度よりも小さい角度となるようにしてもよい。このバルクヘッド４０では、少なくとも前板４２が、平面視で車体後方内側に向かって傾斜した傾斜部とされていればよい。

バルクヘッド４０の車幅方向内側端部である中板４６は、サスペンションタワー２８の車幅方向外側に配置されるようになっており、エプロンアッパメンバ２６の車幅方向内側における側壁２６Ｄの内面にスポット溶接によって接合されるようになっている。つまり、これにより、前板４２と後板４４とが、それぞれエプロンアッパメンバ２６の側壁２６Ａの内面と側壁２６Ｄの内面とを連結するようになっている。

＜第２実施形態の作用＞
以上のような構成の車体前部構造１０において、次にその作用について説明する。すなわち、図６、図７に示される微小ラップ衝突時に入力される衝突荷重の荷重伝達経路について説明する。

なお、上記第１実施形態と同様に、微小ラップ衝突時に入力される衝突荷重のうち、エプロンアッパメンバ２６に入力される衝突荷重を衝突荷重Ｆとする。そして、その衝突荷重Ｆのうち、バルクヘッド４０を介してサスペンションタワー２８へ伝達される衝突荷重を衝突荷重Ｆｓとする。

図６、図７に示されるように、フロントサイドメンバ１２よりも車幅方向外側、例えばフロントバンパリインフォースメント２０の左端部がバリアＧに衝突する微小ラップ衝突が発生すると、そのフロントバンパリインフォースメント２０の左端部が車体後方側へ向けて変形する。そして、車両１１の前進に伴い、左側のエプロンアッパメンバ２６がバリアＧに衝突する。

ここで、そのエプロンアッパメンバ２６内で、かつサスペンションタワー２８の車幅方向外側には、バルクヘッド４０が設けられている。このバルクヘッド４０は、平面視で車体後方内側へ向けて傾斜された傾斜部としての前板４２を備えており、そのフランジ部４２Ａは、サスペンションタワー２８の車体前方側端部２８Ａよりも車体前方側に配置されている。

詳細には、前板４２の車幅方向内側端部４２Ｄが、サスペンションタワー２８の車体前方側端部２８Ａよりも車体前方側に配置されている。そして、平面視で、その前板４２に沿った仮想延長線Ｋ上にサスペンションタワー２８の中心部２９が配置されている（図６参照）。

したがって、エプロンアッパメンバ２６へ入力された衝突荷重Ｆのうちの一部である衝突荷重Ｆｓは、そのバルクヘッド４０の前板４２を介してサスペンションタワー２８へ衝突初期から効率よく伝達される。つまり、微小ラップ衝突時にエプロンアッパメンバ２６に入力された衝突荷重Ｆの一部である衝突荷重Ｆｓの車幅方向内側（この場合は右方向）への分力Ｆｓｃが、サスペンションタワー２８（更にはフロントサイドメンバ１２）へ衝突初期から効率よく伝達される。

＜補足＞
以上、本実施形態に係る車体前部構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車体前部構造１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば伝達部材としてのバルクヘッド３０、４０の形状は、図示のものに限定されるものではなく、他の形状とされていてもよい。但し、傾斜部（前板３２、４２）は備えられている方が望ましい。

また、エプロンアッパメンバ２６内において、少なくともサスペンションタワー２８の車幅方向外側に中板３６、４６が配置され、かつバルクヘッド３０、４０の前板３２、４２におけるフランジ部３２Ａ、４２Ａがサスペンションタワー２８よりも車体前方側に配置されていれば、所望とする作用効果が得られる。

したがって、前板３２、４２の車幅方向内側端部３２Ｄ、４２Ｄがサスペンションタワー２８の車体前方側に配置されていなくてもよいが、配置されている方がより効果的となる。同様に、前板３２、４２に沿った仮想延長線Ｋ上にサスペンションタワー２８の中心部２９が配置されていなくてもよいが、配置されている方がより一層効果的となる。

更に、第１実施形態に係るバルクヘッド３０及び第２実施形態に係るバルクヘッド４０は、それぞれ板金でプレス加工されているが、これに限定されるものではない。各バルクヘッド３０、４０は、例えば樹脂材で成形されたり、鋼管で構成されたりしてもよく、鋳造品であってもよい。また、各バルクヘッド３０、４０は、エプロンアッパメンバ２６内にスポット溶接によって接合されるものに限定されるものではない。

１０車体前部構造
１２フロントサイドメンバ
２６エプロンアッパメンバ
２８サスペンションタワー
２９中心部
３０バルクヘッド（伝達部材）
３２前板（傾斜部）
４０バルクヘッド（伝達部材）
４２前板（傾斜部）
Ｋ仮想延長線

Claims

左右一対のフロントサイドメンバの車幅方向外側にそれぞれ車体前後方向に沿って配置された中空状のエプロンアッパメンバと、
前記エプロンアッパメンバの車幅方向内側に設けられたサスペンションタワーと、
前記エプロンアッパメンバ内において、前記サスペンションタワーの車幅方向外側に車幅方向内側端部が配置されるとともに、前記サスペンションタワーよりも車体前方側に車体前方側端部が配置され、前記エプロンアッパメンバに入力された衝突荷重の一部を前記サスペンションタワーへ伝達する伝達部材と、
を備えたことを特徴とする車体前部構造。
前記伝達部材は、少なくとも車体前部側部分が平面視で車体後方内側に向かって傾斜した傾斜部とされ、少なくとも該傾斜部が前記エプロンアッパメンバの車幅方向内側壁部と車幅方向外側壁部とを連結していることを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
前記傾斜部の車幅方向内側端部が、前記サスペンションタワーよりも車体前方側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の車体前部構造。
平面視で前記傾斜部の車体後方内側に向かう仮想延長線上に前記サスペンションタワーの中心部が配置されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の車体前部構造。