JP6557290B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、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、アッパメンバの前端とフロントサイドメンバの前端とを連結する連結機構を備えた車体前部構造が開示されている。このアッパメンバは、パイプ部材からなり、後フランジを介して後方端部がエプロンアッパメンバに連結されている。

アッパメンバ（パイプ部材）の前方端部は、平面視して、車両前方に向かうにつれて内側斜め方向に略直線状に延びた状態にあり、前側接合部を介して、フロントサイドフレームの車幅方向外側に連結されている。

特許第５９４９９５６号公報（図３参照）

しかしながら、特許文献１に開示された車体前部構造では、パイプ部材の先端が車両前方側に臨む方向に向いている（所謂、横止めで固定されている）ため、パイプ部材の先端を固定するパイプ固定部分だけ車両前部の寸法が伸びることとなり、車両の小型化を阻害するおそれがある。

また、衝突荷重が車両前方から入力された際、変形したパイプ部材をタイヤに当接させることで荷重を伝達するようにした場合、変形したパイプ部材がタイヤの上方に変位してタイヤと当接しないおそれがある。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、車両の小型化を促進すると共に、車両前方から入力される衝突荷重をタイヤに伝達することが可能な車両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、車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームと、前記左右一対のフロントサイドフレームの車幅方向外側で車両前後方向に延びる左右一対のアッパメンバと、前記各アッパメンバの車両前方に位置し、車両前方端部が前記各フロントサイドフレームに連結された左右一対のロアメンバと、前記各フロントサイドフレームの車両前方端部の車幅方向外側に連結されるガセットと、を備え、前記各ロアメンバは、パイプ部材からなり、前記各ロアメンバの車両前方端部は、上下方向に延びており、前記ガセットは、平面視して、車両後方に向かうほど前記各フロントサイドフレームに近づくように傾斜する傾斜部を有し、前記各ロアメンバの車両前方端部は、前記傾斜部の延長線上に位置していることを特徴とする。

本発明では、車両の小型化を促進すると共に、車両前方から入力される衝突荷重をタイヤに伝達することが可能な車両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両の車両前部を示す概略斜視図である。 図１に示す車両前部の平面図である。 左ロアメンバ及び左フロントサイドフレーム等を示す概略斜視図である。 左ロアメンバ及び左フロントサイドフレーム等を示す側面図である。 左ロアメンバの車両前方端部の支持状態を示す斜視図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った横断面図である。

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及び図２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、左右一対のロアメンバ１６、１６と、フロントバルクヘッド１８と、フロントバンパ機構２０と、を備えて構成されている。

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。各フロントサイドフレーム１２の車両後方端部は、図示しないクロスメンバに連結されている。なお、図１において、「ＰＵ」は、例えば、モータやエンジン等の回転駆動源、変速機（トランスミッション）等が一体的に構成されたパワーユニットを示している。

また、各フロントサイドフレーム１２は、インナサイドフレーム１２ａとアウタサイドフレーム１２ｂとを備え、内部に空間部１２ｃを有する断面矩形状の中空部材で構成されている（図３参照）。インナサイドフレーム１２ａは、車幅方向内側に配置され、断面ハット状に形成されている。アウタサイドフレーム１２ｂは、車幅方向外側に配置され、略平板状に形成されている。なお、アウトサイドフレーム１２ｂの車両前方端部は、先端にいくにつれて外側に向かって膨出するように形成されている（図６参照）。インナサイドフレーム１２ａの接合フランジ部とアウタサイドフレーム１２ｂの接合フランジ部とが一体的に接合されて、閉断面を形成している。

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。各アッパメンバ１４の下方には、左右前輪を構成するタイヤＴが配置されている。

各アッパメンバ１４は、アッパメンバ本体２２と、アッパメンバ本体２２に付設されたアッパインナ部材２４とを有する。アッパメンバ本体２２は、車両前後方向に沿って延在する平板状部材からなり、側面視した車両前方側から車両後方側に向かって上下方向に幅広となるように構成されている。

アッパインナ部材２４は、アッパメンバ本体２２の車両前方で車幅方向内側に配置されている。このアッパインナ部材２４は、断面略コ字状からなり、上壁２４ａ、側壁２４ｂ、及び、下壁２４ｃによって構成されている（図３参照）。上壁２４ａ及び下壁２４ｃは、その間に位置する側壁２４ｂを跨いで互いに対向して配置され、アッパメンバ本体２２の車両前方側の上端部及び下端部にそれぞれ接合されている。

図３に示されるように、アッパインナ部材２４の内面とアッパメンバ本体２２の外面とによって、空間部２６が形成されている。この空間部２６内には、各ロアメンバ１６の車両後方端部１６ａを固定する一対のバルクヘッド取付金具（第１バルクヘッド）２８ａ、２８ｂが車両前後方向に所定間隔離間して配置されている。各バルクヘッド取付金具２８ａ（２８ｂ）は、ロアメンバ１６の車両後方端部１６ａを保持する円形状の保持孔３０と、アッパインナ部材２４の内面及びアッパメンバ本体２２の外面に対してそれぞれ接合されるフランジ部３２とを有する。

各ロアメンバ１６は、第１屈曲部４０と、第２屈曲部４２とを有する。図２及び図４に示されるように、第１屈曲部４０は、各アッパメンバ１４に固定された車両後方端部１６ａ側から車幅方向内側の下方に向かって屈曲するように形成されている。図３に示されるように、第２屈曲部４２は、第１屈曲部４０よりも車両前方に位置して下方に向かって屈曲するように形成されている。

各ロアメンバ１６の車両後方端部１６ａから第１屈曲部４０までは、略直線状に形成されている。各ロアメンバ１６の車両前方端部１６ｂから第２屈曲部４２までは、略直線状に形成されている。第２屈曲部４２よりも下方に位置する各ロアメンバ１６の車両前方端部１６ｂは、上下方向に直線状に延びている。第２屈曲部４２は、連結板３６の上端３６ａよりも上方に位置している（図４参照）。

各ロアメンバ１６は、各アッパメンバ１４の車両前方に位置し、中空のパイプ部材で構成されている。ロアメンバ１６の車両前方端部１６ｂは、後記する取付ブラケット３４、及びガセット３８を介して、３点で支持されている。

すなわち、図６、図５に示されるように、ロアメンバ１６の車両前方端部１６ｂは、取付ブラケット３４に設けられた一組の支持壁３７ａ、３７ｂと、ガセット３８に設けられた支持部３９とからなる３点で支持されている。一組の支持壁３７ａ、３７ｂは、取付ブラケット３４に形成されたスリット６２を跨いで配置され、底面部から上方に向かって立設し、車両前方端部１６ｂの外周面の一部を囲繞するように形成されている。支持部３９は、ガセット３８の上端部で車幅方向外側に配置されている。

ロアメンバ１６の車両後方端部１６ａは、前記したように、一対のバルクヘッド取付金具２８ａ、２８ｂを介して、アッパメンバ１４の前部（アッパメンバ本体２２及びアッパインナ部材２４）に連結されている（図４参照）。

図４に示されるように、ガセット３８に近接する各フロントサイドフレーム１２の車両前方端部の空間部１２ｃ内には、車両前後方向に沿って所定間隔離間する一対のバルクヘッド金具（第２バルクヘッド）４４ａ、４４ｂが配置されている。この一対のバルクヘッド金具４４ａ、４４ｂは、フランジ部を介してインナサイドフレーム１２ａの内壁に対して接合されている。

アッパメンバ１４の空間部２６に設けられた一対のバルクヘッド取付金具２８ａ、２８ｂと、フロントサイドフレーム１２の空間部１２ｃ内に設けられた一対のバルクヘッド金具４４ａ、４４ｂとは、上下方向で重畳する位置に配置されている。

各フロントサイドフレーム１２の車両前方端部、及び、車両前方端部の車幅方向に沿った外側には、連結板（連結部材）３６、ガセット３８、及び、取付ブラケット３４がそれぞれ配設されている。

連結板３６は、正面視して略矩形状を呈し、フランジ部を介してフロントサイドフレーム１２の車両前方端部に接合されている。また、連結板３６は、車両前方端部からフロントサイドフレーム１２の軸方向と略直交する車幅方向外側に向かって延びている。連結板３６において、車両前面の車幅方向外側には、後記するフロントバンパ機構２０のエクステンション４８を介してバンパビーム５０が連結されている。また、車両前面の車幅方向内側には、連結体５２が接合されている。連結体５２は、フロントバルクヘッド１８のサイドステイ５６に連結されている。

ガセット３８は、平面視して略三角形状を呈すると共に、断面視してコ字状に形成されている。ガセット３８は、フロントサイドフレーム１２の車両前方端部と連結板３６とが略直交する角部に配置されている。また、ガセット３８は、平面視して、車両後方に向かうほどフロントサイドフレーム１２に近づくように傾斜する傾斜部５８を有する。ガセット３８の車両前方側の前壁は、ボルト及びナットによって連結板３６に締結されている。各ロアメンバ１６の車両前方端部１６ｂは、傾斜部５８の延長線Ｅ上に位置している。

取付ブラケット３４には、ロアメンバ１６の車両前方端部１６ｂの軸方向に沿って延在するスリット６２が形成されている。このスリット６２を介して、ロアメンバ１６の車両前方端部１６ｂの一部が外部に露出している。

また、取付ブラケット３４は、複数のフランジ部を有する。複数のフランジ部は、ボルト及びナット介して連結板３６に締結される締結フランジ部６４と、連結板３６に接合される接合フランジ部６６と、ガセット３８の傾斜部５８に接合される接合フランジ部６８とを有する。締結フランジ部６４の車幅方向内側の一部、及び、ガセット３８の傾斜部５８に接合される接合フランジ部６８は、「フランジ部」として機能するものであり、傾斜部５８の傾斜面に沿って延設されている。

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５６、５６、アッパバルクメンバ７０と、ロアバルクメンバ７２とから構成されている。左右一対のサイドステイ５６、５６は、左右一対のフロントサイドフレーム１２、１２の車両前方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。

アッパバルクメンバ７０は、左右一対のサイドステイ５６、５６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７０は、軸直断面が略矩形状の閉断面で構成されている。ロアバルクメンバ７２は、左右一対のサイドステイ５６、５６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７２は、鉛直上下方向において、アッパバルクメンバ７０の略下方に位置している。

フロントバンパ機構２０は、バンパビーム５０と、左右一対のエクステンション４８、４８とによって構成されている。バンパビーム５０は、各ロアメンバ１６の車両前方端部１６ｂ及び連結板３６よりも車両前方に位置し、車幅方向に沿って延在している。バンパビーム５０の車幅方向両端部で車両後方側には、左右一対のエクステンション４８、４８が連結されている。各エクステンション４８は、左右対称に配置され、前壁、後壁、及び、前壁と後壁とを繋ぐ側壁によって略ボックス形状に構成されている。

図１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７４、７４が設けられている。各ダンパハウジング７４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７６、７６が設けられている。

ダンパハウジング７４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７４は、複数の側部フランジ部を介して、アッパインナ部材２４の下面、フロントサイドフレーム１２（アウタサイドフレーム１２ｂ）の外側側壁、及び、ダッシュボードアッパ７７にそれぞれ固定されている。

図４に示されるように、アッパメンバ１４の空間部２６に設けられた一対のバルクヘッド取付金具２８ａ、２８ｂと、フロントサイドフレーム１２の空間部１２ｃ内に設けられた一対のバルクヘッド金具４４ａ、４４ｂとが上下方向で重畳する位置には、帯状の連結プレート（他の連結部材）７８がダンパハウジング７４の形状に沿って湾曲して設けられている。

この連結プレート７８は、アッパメンバ１４とフロントサイドフレーム１２とを連結するものである。連結プレート７８は、ダンパハウジング７４の車両前方端部に配置され、車幅方向に沿って延在するように形成されている。また、連結プレート７８には、その長手方向に沿って延在する補強ビード８０が設けられている。この補強ビード８０は、ダンパハウジング７４から離間する方向に窪む直線状の凹部によって形成されている。なお、本実施形態では、連結プレート７８をダンパハウジング７４と別体で構成しているが、これに限定されるものではなく、連結プレート７８とダンパハウジング７４と一体的に構成してもよい。

本実施形態に係る車体前部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、第２屈曲部４２よりも下方に位置する各ロアメンバ１６の車両前方端部１６ｂが、上下方向に直線状に延びている（図３、図４参照）。これにより、本実施形態では、車両前部の寸法が伸びることを抑制して、車両の小型化を促進することができる。

また、本実施形態では、車両前方から衝突荷重Ｆ（図２参照）が入力された際、各ロアメンバ１６の車両前方端部１６ｂが上下方向に直線状に延びていることで、バンパビーム５０及びエクステンション４８を介して伝達された衝突荷重Ｆによってロアメンバ１６の車両前方端部１６ｂが車両後方に変位してタイヤＴ（図１参照）に当接する。この結果、本実施形態では、車両前方から入力された衝突荷重ＦをタイヤＴ（図１参照）に伝達することができる。

さらに、本実施形態では、ロアメンバ１６に１屈曲部４０及び第２屈曲部４２を設けることで、ロアメンバ１６を車幅方向の内側に向かって屈曲させることができる。この結果、本実施形態では、車両前部の寸法が伸長することを抑制することができる。

さらにまた、本実施形態では、ロアメンバ１６の第２屈曲部４２から車両前方端部１６ｂまでの寸法を、連結板３６の下端から上端３６ａまでの寸法（連結板３６の高さ寸法）より大きくすることで（図４参照）、車両前方から衝突荷重Ｆが入力された際、ロアメンバ１６が連結板３６と一体的に車両前後方向に折り畳まれるように変形（変位）する。この結果、本実施形態では、衝突荷重Ｆがフロントサイドフレーム１２側へ伝達されることを妨げることがなく、衝突荷重Ｆを円滑に伝達することができる。

さらにまた、本実施形態では、図６に示されるように、ガセット３８の傾斜部５８の延長線Ｅ上にロアメンバ１６を配置してガセット３８の傾斜部５８とロアメンバ１６とを揃えることで、車両前方から入力される衝突荷重Ｆを、ロアメンバ１６を介してフロントサイドフレーム１２に対して効率良く伝達することができる。より好ましくは、ガセット３８の傾斜部５８の延長線Ｅ上にロアメンバ１６の断面円形の中心点Ｏを一致させることで（図６参照）、衝突荷重Ｆにより中空のロアメンバ１６を潰し変形させて衝撃荷重Ｆを吸収することができる。

さらにまた、本実施形態では、取付ブラケット３４の締結フランジ部６４の一部及び接合フランジ部６８をガセット３８の傾斜部５８の延長線Ｅ上に設けることで、車両前方から入力される衝突荷重Ｆをより一層効率良くフロントサイドフレーム１２に伝達することができる。

さらにまた、本実施形態では、図４に示されるように、ロアメンバ１６の空間部２６に設けられた一対のバルクヘッド取付金具２８ａ、２８ｂと、フロントサイドフレーム１２の空間部１２ｃに設けられた一対のバルクヘッド金具４４ａ、４４ｂとを、ダンパハウジング７４の車両前方端部に車幅方向に沿って設けられた連結プレート７８によって繋いでいる。これにより、本実施形態では、アッパメンバ１４とフロントサイドフレーム１２との互いの結合強度を高めることができる。この結果、本実施形態では、車体前部１０の捩れを抑制して車体前部１０の剛性・強度を向上させることができる。

なお、本実施形態では、バルクヘッド取付金具２８ａ、２８ｂ、及び、バルクヘッド金具４４ａ、４４ｂを、それぞれ一対配置しているが、単一のバルクヘッド取付金具及び単一のバルクヘッド金具であってあってもよい。

１０ 車体前部
１２ フロントサイドフレーム
１４ アッパメンバ
１６ ロアメンバ
１６ａ （ロアメンバの）車両後方端部
１６ｂ （ロアメンバの）車両前方端部
２０ フロントバンパ機構
２８ａ、２８ｂ バルクヘッド取付金具（第１バルクヘッド）
３４ 取付ブラケット
３６ 連結板（連結部材）
３８ ガセット
４０ 第１屈曲部
４２ 第２屈曲部
４４ａ、４４ｂ バルクヘッド金具（第２バルクヘッド）
５８ 傾斜部
６４ 締結フランジ部（フランジ部）
６８ 接合フランジ部（フランジ部）
７８ 連結プレート（他の連結部材）

Claims (5)

1. 車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームと、
   前記左右一対のフロントサイドフレームの車幅方向外側で車両前後方向に延びる左右一対のアッパメンバと、
   前記各アッパメンバの車両前方に位置し、車両前方端部が前記各フロントサイドフレームに連結された左右一対のロアメンバと、
   前記各フロントサイドフレームの車両前方端部の車幅方向外側に連結されるガセットと、
   を備え、
   前記各ロアメンバは、パイプ部材からなり、
   前記各ロアメンバの車両前方端部は、上下方向に延びており、
   前記ガセットは、平面視して、車両後方に向かうほど前記各フロントサイドフレームに近づくように傾斜する傾斜部を有し、
   前記各ロアメンバの車両前方端部は、前記傾斜部の延長線上に位置していることを特徴とする車体前部構造。
2. 請求項１記載の車体前部構造において、
   前記各フロントサイドフレームの車両前方端部に設けられ、フロントバンパ機構に連結される連結部材を備え、
   前記各ロアメンバは、前記各ロアメンバの車両後方端部側から車幅方向内側に向かって屈曲する第１屈曲部と、前記第１屈曲部よりも車両前方に位置して下方に向かって屈曲する第２屈曲部とを有し、
   前記第２屈曲部は、前記連結部材よりも上方に位置していることを特徴とする車体前部構造。
3. 請求項１記載の車体前部構造において、
   前記ロアメンバの車両前方端部を、前記フロントサイドフレームに対して取り付ける取付ブラケットを備え、
   前記取付ブラケットは、フランジ部を有し、
   前記フランジ部は、前記傾斜部に沿って延設されていることを特徴とする車体前部構造。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の車体前部構造において、
   前記各ロアメンバの車両後方端部を、前記各アッパメンバに固定する第１バルクヘッドと、
   側面視して前記第１バルクヘッドと上下方向で重畳し、前記各フロントサイドフレーム内に配置された第２バルクヘッドと、
   側面視して前記第１バルクヘッドと前記第２バルクヘッドとが上下方向で重畳する位置に配置された他の連結部材と、
   をさらに備えることを特徴とする車体前部構造。
5. 車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームと、
   前記左右一対のフロントサイドフレームの車幅方向外側で車両前後方向に延びる左右一対のアッパメンバと、
   前記各アッパメンバの車両前方に位置し、車両前方端部が前記各フロントサイドフレームに連結された左右一対のロアメンバと、
   前記各フロントサイドフレームの車両前方端部に設けられ、フロントバンパ機構に連結される連結部材と、
   を備え、
   前記各ロアメンバは、パイプ部材からなり、
   前記各ロアメンバの車両前方端部は、上下方向に延びており、
   前記各ロアメンバは、前記各ロアメンバの車両後方端部側から車幅方向内側に向かって屈曲する第１屈曲部と、前記第１屈曲部よりも車両前方に位置して下方に向かって屈曲する第２屈曲部とを有し、
   前記第２屈曲部は、前記連結部材よりも上方に位置し、
   前記各ロアメンバの車両後方端部を、前記各アッパメンバに固定する第１バルクヘッドと、
   側面視して前記第１バルクヘッドと上下方向で重畳し、前記各フロントサイドフレーム内に配置された第２バルクヘッドと、
   側面視して前記第１バルクヘッドと前記第２バルクヘッドとが上下方向で重畳する位置に配置された他の連結部材と、
   をさらに備えることを特徴とする車体前部構造。

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