JP6535366B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両の車体前部構造に関する。

例えば、特許文献１には、フロントバルクヘッドのサイドステイ及びロアバルクメンバと、アッパメンバと、連結部材とによって、正面視して矩形状に形成された枠体が開示されている。この矩形状の枠体の内部には、例えば、フォグランプ等のライトを収納するための空間部が形成されている。

特許第５４７０３４０号公報

ところで、枠体の空間部内にさらに他の部品を追加して空間部内のスペースを拡張する場合には、例えば、アッパメンバを車幅方向の外側に湾曲させることが考えられる。しかしながら、単純にアッパメンバを外側に湾曲させた場合、例えば、前面衝突荷重がアッパメンバに対して入力されるとアッパメンバが外側に変形乃至折曲し、前面衝突荷重を効率よく吸収することができない、という不具合がある。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、矩形状の枠体内の空間部のスペースを従来と比較して拡張した場合であっても、荷重を吸収することが可能な車体前部構造を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、車両前後方向に沿って延びる左右一対のフロントサイドフレームと、前記各フロントサイドフレームの車幅方向の外側にそれぞれ配置され、車両前後方向に沿って延びる左右一対のアッパメンバと、を備え、前記各アッパメンバは、車幅方向の外側に向けて傾斜する車両前方側の先端部と、車幅方向の内側に設けられた脆弱部とを有し、前記各フロントサイドフレームと前記各アッパメンバの前記先端部とを連結させる左右一対の連結部材と、ダンパを固定するためのダンパハウジングと、をさらに備え、前記脆弱部は、前記ダンパハウジングと前記連結部材との間に設けられていることを特徴とする。
さらに、本発明は、車両前後方向に沿って延びる左右一対のフロントサイドフレームと、前記各フロントサイドフレームの車幅方向の外側にそれぞれ配置され、車両前後方向に沿って延びる左右一対のアッパメンバと、を備え、前記各アッパメンバは、車幅方向の外側に向けて傾斜する車両前方側の先端部と、車幅方向の内側に設けられた脆弱部とを有し、前記各アッパメンバの上部には、アウタ部材に連結される前側インナ部材と後側インナ部材とを有し、前記前側インナ部材と前記後側インナ部材とは、ウォータータンクを保持するブラケットによって連結されていることを特徴とする。

本発明では、矩形状の枠体内の空間部のスペースを従来と比較して拡張した場合であっても、荷重を吸収することが可能な車体前部構造を得ることができる。

本発明の実施形態に係る車体前部構造が適用された車体前部の部分構成正面図である。 （ａ）は、図１に示す車体前部右側を含む部分構成斜視図、（ｂ）は、（ａ）に示すＡ部の部分拡大図である。 図１に示す車体前部右側の部分拡大正面図である。 前側インナ部材と後側インナ部材の連結部位からブラケットを取り外した状態を示す部分拡大斜視図である。 前側インナ部材と後側インナ部材の連結部位にブラケットを取り付けた状態を示す部分拡大斜視図である。 右アッパメンバのアッパメンバ下部の側面図である。 図６に示すアッパメンバ下部の透過側面図である。 （ａ）は、連結部材の平面図、（ｂ）は、連結部材の底面図である。 （ａ）は、連結部材を構成する前側部材の平面図、（ｂ）は、後側部材の平面図である。 連結部材を構成する前側部材と後側部材とが車両前後方向に沿って接続される状態を示す分解側面図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、各図中において、「前後」は、車両前後方向、「左右」は、車幅方向（左右方向）、「上下」は、鉛直上下方向をそれぞれ示している。

本発明の実施形態に係る車体前部構造が適用された車両は、モノコックボディからなる車体を有する。この車体は、車両の車幅方向の中心を通って車両前後方向に沿って延在する図示しない中心線に対して、左右対称に配置されている。

図１に示されるように、車体前部１０は、左右一対のフロントサイドフレーム１２、１２と、左右一対のアッパメンバと１４、１４、左右一対の連結部材１６、１６と、フロントバルクヘッド１８と、ダンパハウジング１００及びダンパベース１０２（図２（ａ）参照）と、を備えて構成されている。

図２（ａ）に示されるように、各フロントサイドフレーム１２の車両後方端部の上方には、図示しないダンパを収納する左右一対のダンパハウジング１００、１００が設けられている。各ダンパハウジング１００の上部には、図示しないダンパを支持する左右一対のダンパベース１０２、１０２が設けられている。なお、図２（ａ）では、右ダンパハウジング１００及び右ダンパベース１０２のみを図示し、左ダンパハウジング１００及び左ダンパベース１０２の図示を省略している。

ダンパハウジング１００は、車幅方向に沿って各アッパメンバ１４と各フロントサイドフレーム１２との間に配置されている。このダンパハウジング１００は、複数の側部フランジ部１０３（図２（ａ）中では、アッパメンバ１４に接合される側部フランジ部１０３のみを図示している）を介して、アッパメンバ１４の内側側壁及びフロントサイドフレーム１２の外側側壁にそれぞれ固定されている。ダンパハウジング１００及びダンパベース１０２は、アッパメンバ１４よりも剛性強度が高い部材で形成されている。

図１に示されるように、左右一対のフロントサイドフレーム１２、１２は、車幅方向に沿った左右両側にそれぞれ配置され、車両前後方向に沿って延びている。なお、各フロントサイドフレーム１２の車両後方端部は、それぞれ２つに分岐して図示しないクロスメンバにそれぞれ連結されている。

左右一対のアッパメンバ１４、１４は、左右一対のフロントサイドフレーム１２、１２の車幅方向外側にそれぞれ配置され、車両前後方向に沿って延びている。各アッパメンバ１４の車両後方端部は、図示しない左右一対のフロントピラーに連結されている。

図２（ａ）に示されるように、各アッパメンバ１４は、アッパメンバ上部１４ａと、アッパメンバ下部（車両前方側の先端部）１４ｂとから構成されている。アッパメンバ上部１４ａは、図示しないフロントピラーから車両前方に向けて下り勾配で延出している。アッパメンバ下部１４ｂは、アッパメンバ上部１４ａから車両下方に向けて下り勾配で上下方向に沿って延出している。

アッパメンバ上部１４ａよりも車両前方側に位置するアッパメンバ下部１４ｂは、車幅方向の外側に向けて傾斜している。すなわち、図３に示されるように、アッパメンバ下部１４ｂの車幅方向に沿った外縁１０４及び内縁１０６の両方は、それぞれ、その先端にいくほど鉛直線Ｖで示される仮想の外縁及び仮想の内縁に対する離間距離（偏位量）が大きくなり、外側に向けて傾斜している。なお、アッパメンバ下部１４ｂの外縁１０４及び内縁１０６の外側への傾斜量は、それぞれ同じであってもよいし、又は、それぞれ異なるように設定されてもよい。

図２（ａ）に示されるように、各アッパメンバ１４（アッパメンバ下部１４ｂ）は、車幅方向の内側に設けられた脆弱部１１２を有する。この脆弱部１１２は、切欠部１１４によって構成されている。

切欠部１１４は、アッパメンバ上部１４ａに接続されるアッパメンバ下部１４ｂにおいて、アッパメンバインナ１０８の内側フランジ１１６の角部を、略Ｌ字状に切り欠いて形成されている（図２（ｂ）参照）。アッパメンバインナ１０８の内側フランジ１１６を切り欠くことで、アッパメンバアウタ（アウタ部材）１１０の内側フランジ１１８が露出している。なお、本実施形態では、脆弱部１１２として、切欠部１１４を例示しているがこれに限定されるものではなく、他の構造で代替してもよい。

本実施形態では、脆弱部１１２である切欠部１１４を、アッパメンバ１４の車幅方向の内側でダンパハウジング１００に近接する部位に配置しているが、これに限定されるものではない。脆弱部１１２である切欠部１１４は、アッパメンバ１４の車幅方向の内側で、且つ、連結部材１６とダンパハウジング１００との間の部位であれば、いずれに配置されてもよい。

各アッパメンバ１４は、アッパメンバインナ１０８とアッパメンバアウタ１１０とが閉断面を有してフランジ同士が一体的に接合されている。図４に示されるように、車両後方に位置するアッパメンバ上部１４ａは、車両前方側の前側インナ部材１０８ａと、車両後方側の後側インナ部材１０８ｂとを有する。なお、図４は、図５に示す前側インナ部材１０８ａと後側インナ部材１０８ｂの連結部位からブラケット１２６を取り外した状態を示している。

図４に示されるように、右アッパメンバ１４において、前側インナ部材１０８ａの車両後方の上端部には、略矩形状の外側切り欠き１２０が形成されている。後側インナ部材１０８ｂの車両前方の上端部には、略矩形状の外側切り欠き１２２が形成されている。前側インナ部材１０８ａの外側切り欠き１２０と、後側インナ部材１０８ｂの外側切り欠き１２２とによって、略矩形状の隙間１２４が形成されている。なお、前側インナ部材１０８ａ及び後側インナ部材１０８ｂの外側に配置されたアウタ部材１１０は、連続して形成されている。

この隙間１２４は、前側インナ部材１０８ａと後側インナ部材１０８ｂとを互いに連結するブラケット１２６によって接合（被覆）されている。換言すると、前側インナ部材１０８ａと後側インナ部材１０８ｂとの連結部位に隙間１２４が設けられている。

図５に示されるように、このブラケット１２６は、パッチ状のブラケット本体１２８と、ブラケット本体１２８の上部に設けられボルト取付孔１３０が形成された支持部１３２とを有する。このブラケット１２６は、ウォータータンク１３４（図２（ａ）参照）を保持するものであり、支持部１３２には、図示しないボルトを介してウォータータンク１３４が取り付けられる。

アッパメンバアウタ１１０、前側インナ部材１０８ａ、及び、ブラケット１２６は、それぞれ、スポット溶接等によって三者が一体的に接合されている。また、アッパメンバアウタ１１０、後側インナ部材１０８ｂ、及び、ブラケット１２６は、それぞれ、スポット溶接等によって三者が一体的に接合されている。

図６に示されるように、右アッパメンバ１４のアッパメンバ下部１４ｂの車幅方向の外側には、他の脆弱部１４０が設けられている。この他の脆弱部１４０は、所定間隔離間して配置された第１ビード１４２と第２ビード１４４とによって構成されている。第１ビード１４２は、車両前方に位置し側面視して略円弧状の凹部によって構成されている。第２ビード１４４は、第１ビード１４２よりも車両後方に位置し側面視して略円弧状の凹部によって構成されている。図７の透過側面図に示されるように、第１ビード１４２は、連結部材１６の車幅方向の外側に位置している。また、第１ビード１４２は、上下方向に延在するアッパメンバ下部１４ｂに沿って、上下方向に延在している。第１ビード１４２及び第２ビード１４４を、右アッパメンバ１４のアッパメンバ下部１４ｂの車幅方向の外側に設けることで、車幅方向（左右方向）の荷重に対して強く、車両前後方向の荷重に対して弱くなっている。さらに、アッパメンバ上部１４ａは、上下のメンバが分割構成された二股形状からなり、その内側がダンパハウジング１００に接合されているため、車両前後方向の荷重を図示しないフロントピラー側に効率良く伝達させることができる。

図１に戻り、フロントバルクヘッド１８は、車両前方端部に配置されている。このフロントバルクヘッド１８は、左右一対のサイドステイ３４、３４と、アッパバルクメンバ３６と、ロアバルクメンバ３８とから構成されている。左右一対のサイドステイ３４、３４は、左右一対のフロントサイドフレーム１２、１２の前端部の近傍部位にそれぞれ鉛直上下方向に沿って略平行に配置されている。

また、車両前方には、正面視して略矩形状の枠体１４６が配置されている。この枠体１４６は、上側に位置して車幅方向に沿って延在する連結部材１６と、下側に位置して車幅方向に沿って延在するロアバルクメンバ３８の車幅方向端部と、車幅方向の外側に位置して鉛直上下方向に沿って延在するアッパメンバ１４と、車幅方向の内側に位置して鉛直上下方向に沿って延在するサイドステイ３４とによって構成されている。枠体１４６で囲繞された内部には、空間部１４８が形成されている。この空間部１４８には、例えば、フォグランプ等のライト類や、センサ等が収納される。

アッパバルクメンバ３６は、左右一対のサイドステイ３４、３４の上端部の間に車幅方向に沿って架け渡されている。アッパバルクメンバ３６は、軸直断面が略コ字状の開断面で構成されている。開断面の開口は、下を向いている。なお、開断面で形成された空間部内には、例えば、図示しないフードの開閉状態を検知するフード開閉センサと電気的に接続されるハーネスや、図示しないフードロックを取り付けるためのブラケット等が収納されている。

ロアバルクメンバ３８は、左右一対のアッパメンバ下部１４ｂ、１４ｂの下端部同士の間に車幅方向に沿って架け渡されている。ロアバルクメンバ３８は、鉛直上下方向において、アッパバルクメンバ３６の略下方に位置している。また、ロアバルクメンバ３８は、サイドステイ３４よりも車幅方向の両側にそれぞれ延出して、アッパメンバ下部１４、１４に結合されている。

図１に示されるように、左連結部材１６は、左アッパメンバ１４と左フロントサイドフレーム１２との間に配置されている。右連結部材１６は、右アッパメンバ１４と右フロントサイドフレーム１２との間に配置されている。各連結部材１６は、左右一対のアッパメンバ１４、１４と、左右一対のフロントサイドフレーム１２、１２とを車幅方向に沿って相互に連結するものである。各連結部材１６は、アッパメンバ１４よりも剛性強度が高い部材で形成されている。

図８（ａ）、図８（ｂ）、図９（ａ）、図９（ｂ）及び図１０に示されるように、各連結部材１６は、車両前方に位置する前側部材１６ａと、車両後方に位置する後側部材１６ｂとによって構成されている。前側部材１６ａと後側部材１６ｂとは、例えば、図示しない溶接手段等によって一体的に接合（結合）されている。前側部材１６ａの強度は、後側部材１６ｂの強度よりも高くなっている。

また、各連結部材１６は、前側部材１６ａと後側部材１６ｂとのそれぞれ上下面同士が、車両前後方向で固定されている。すなわち、前側部材１６ａの上部フランジ部２４と後側部材１６ｂの上部フランジ部３０同士、及び、前側部材１６ａの下部フランジ部２６と後側部材１６ｂの下部フランジ部３２同士をそれぞれ車両前後方向から接続した状態で、例えば、図示しない溶接手段等によって一体的に接合されている（図８参照）。なお、図８（ａ）、図８（ｂ）において、「×」印は、前側部材１６ａと後側部材１６ｂとの接合部位を示している。

前側部材１６ａは、その長手方向と直交する断面がハット状に形成されている（図１０参照）。また、図９（ａ）に示されるように、前側部材１６ａは、前面部２０と、上面部２１と、側方フランジ部２２ａ、２２ｂと、上部フランジ部２４と、下部フランジ部２６（図８参照）、下面部２９（図１０参照）とから構成されている。

前面部２０は、車両前方側から正面視して略矩形状に形成され、略鉛直面で車幅方向に沿って延在している。一方の側方フランジ部２２ａは、前面部２０の車幅方向外側に位置してアッパメンバ１４（アッパメンバ下部１４ｂ）に３点で連結（接合）されている。他方の側方フランジ部２２ｂは、前面部２０の車幅方向内側に位置しフロントサイドフレーム１２に対して３点で連結（接合）されている。上面部２１と下面部２９とは、略鉛直上下方向で対向している。

図１０に示されるように、上部フランジ部２４は、上面部２１の車両後方に右上がり勾配で折曲して形成されている。下部フランジ部２６は、下面部２９の車両後方に左下がり勾配で折曲して形成されている。上面部２１には、車両前後方向に沿って延在する複数のスリット２７が並設されている。

図９（ｂ）、図１０に示されるように、後側部材１６ｂは、前側部材１６ａの前面部２０と対向する略矩形状の前面部２８と、前面部２８の上部に形成され、前側部材１６ａの上部フランジ部２４と３点で接合される上部フランジ部３０と、前側部材１６ａの下部フランジ部２６と３点（図８（ａ）、図８（ｂ）参照）で接合される下部フランジ部３２とを有する。なお、図１０に示されるように、前側部材１６ａの上面部２１は、下面部２９よりも車両後方に延出して長くなっている。これにより、前側部材１６ａの車両前方に臨む前面部２０に対して、後側部材１６ｂの車両後方に臨む前面部２８が右上がりに傾斜した状態で結合されている。

本実施形態に係る車体前部構造が適用された車体前部１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

本実施形態では、アッパメンバ１４のアッパメンバ下部１４ｂ（外縁１０４、内縁１０６）を車幅方向の外側へ向けて傾斜させることで、矩形状の枠体１４６の空間部１４８内の収納スペースが増大する。これにより、例えば、センサ等の部品を枠体の空間部１４８内に追加収納することができる。

また、本実施形態では、アッパメンバ１４の車幅方向の内側で、連結部材１６とダンパハウジング１００との間の部位に脆弱部１１２を設けている。これにより、本実施形態では、アッパメンバ１４の先端部であるアッパメンバ下部１４ｂが車幅方向の外側に傾斜している場合であっても、アッパメンバ１４に対して入力された衝突荷重を脆弱部１１２で吸収してアッパメンバ１４が外側に曲がることを抑制することができる。換言すると、アッパメンバ１４に対して衝突荷重が入力された際、アッパメンバ１４は、脆弱部１１２を有する車幅方向の内側に向かって変形し易くなり、アッパメンバ１４の外側への変形が抑制される。

本実施形態では、アッパメンバ１４の車幅方向に沿った内側で、且つ、アッパメンバ１４よりも剛性強度が高いダンパハウジング１００と連結部材１６との間に脆弱部１１２（切欠部１１４）を設けている。これにより、本実施形態では、剛性強度がダンパハウジング１００や連結部材１６よりも低い脆弱部１１２には、より一層大きな強度差を発生させることができる。この結果、本実施形態では、脆弱部１１２を介してアッパメンバ１４が車幅方向の外側に曲がる（変形する）ことを抑制することができる。

本実施形態では、アッパメンバ１４の先端部であるアッパメンバ下部１４ｂに他の脆弱部１４０からなる第１ビード１４２を設けている。これにより、本実施形態では、アッパメンバ１４に対して衝突荷重が入力された際、第１ビード１４２を起点としてアッパメンバ１４を車両後方に向かって早期に曲げることができる。また、第１ビード１４２をアッパメンバ１４の車幅方向に沿った外側に設けることで、アッパメンバ１４が車幅方向の外側に向かって変形することを抑制することができる。

本実施形態では、前側インナ部材１０８ａと後側インナ部材１０８ｂとが隙間１２４を被覆するブラケット１２６で強固に連結（接合）されている。これにより、本実施形態では、アッパメンバ１４に対してオフセット荷重が入力された際、アッパメンバアウタ１１０から前側インナ部材１０８ａ及び後側インナ部材１０８ｂが共に剥離することを抑制することができる。また、このブラケット１２６は、ウォータータンク保持用のブラケットと共用することができ、部品点数を削減することができる。

本実施形態では、前側インナ部材１０８ａの外側切り欠き１２０と後側インナ部材１０８ｂの外側切り欠き１２２とによって前側インナ部材１０８ａと後側インナ部材１０８ｂとの間に隙間１２４を形成している。この隙間１２４により、本実施形態では、アッパメンバ１４の大型化を防止することができる。また、隙間１２４を設けたことによる剛性強度の低下をブラケット１２６によって抑制することができる。さらに、本実施形態では、比較的剛性強度が高いダンパハウジング１００の上方部位にブラケット１２６を配置することで、オフセット荷重が入力された際のブラケット１２６の損傷乃至変形を抑制することができる。

１０ 車体前部
１２ フロントサイドフレーム
１４ アッパメンバ
１４ｂ アッパメンバ下部（先端部）
１６ 連結部材
１００ ダンパハウジング
１０８ａ 前側インナ部材
１０８ｂ 後側インナ部材
１１０ アッパメンバアウタ（アウタ部材）
１１２ 脆弱部
１２４ 隙間
１２６ ブラケット
１３４ ウォータータンク
１４０ 他の脆弱部
１４６ 枠体

Claims (5)

1. 車両前後方向に沿って延びる左右一対のフロントサイドフレームと、
   前記各フロントサイドフレームの車幅方向の外側にそれぞれ配置され、車両前後方向に沿って延びる左右一対のアッパメンバと、
   を備え、
   前記各アッパメンバは、車幅方向の外側に向けて傾斜する車両前方側の先端部と、車幅方向の内側に設けられた脆弱部とを有し、
   前記各フロントサイドフレームと前記各アッパメンバの前記先端部とを連結させる左右一対の連結部材と、
   ダンパを固定するためのダンパハウジングと、
   をさらに備え、
   前記脆弱部は、前記ダンパハウジングと前記連結部材との間に設けられていることを特徴とする車両前部構造。
2. 請求項１記載の車両前部構造において、
   前記各アッパメンバの前記先端部には、他の脆弱部が設けられ、
   前記他の脆弱部は、前記連結部材の車幅方向の外側に位置していることを特徴とする車両前部構造。
3. 請求項１又は請求項２記載の車両前部構造において、
   前記各アッパメンバの上部には、アウタ部材に連結される前側インナ部材と後側インナ部材とを有し、
   前記前側インナ部材と前記後側インナ部材とは、ウォータータンクを保持するブラケットによって連結されていることを特徴とする車両前部構造。
4. 請求項３記載の車両前部構造において、
   前記ブラケットは、前記ダンパハウジングの上方位置に配置され、
   前記前側インナ部材及び前記後側インナ部材に対して前記ブラケットが連結される連結部位には、前記前側インナ部材と前記後側インナ部材との間で隙間が設けられていることを特徴とする車両前部構造。
5. 車両前後方向に沿って延びる左右一対のフロントサイドフレームと、
   前記各フロントサイドフレームの車幅方向の外側にそれぞれ配置され、車両前後方向に沿って延びる左右一対のアッパメンバと、
   を備え、
   前記各アッパメンバは、車幅方向の外側に向けて傾斜する車両前方側の先端部と、車幅方向の内側に設けられた脆弱部とを有し、
   前記各アッパメンバの上部には、アウタ部材に連結される前側インナ部材と後側インナ部材とを有し、
   前記前側インナ部材と前記後側インナ部材とは、ウォータータンクを保持するブラケットによって連結されていることを特徴とする車両前部構造。

Images