JP6557291B2 - 車体前部構造 - Google Patents

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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、左右一対のフロントサイドフレームの上フランジ部及び下フランジ部に対して、ガセット(第1突設部)を固定した車体前部構造が開示されている。
このガセットは、バンパビームから入力された衝撃荷重を吸収する左右一対のクラッシュカンの車両後方位置に配置されている。
特許第5953887号公報
ところで、特許文献1に開示された車体前部構造では、ガセットが、フロントサイドフレームの車幅方向外側に向かって延出するように固定(外側に横向きに固定)されている。
このため、例えば、車両前方から衝突荷重が入力された際、フロントサイドフレームの上フランジ部及び下フランジ部に伝達される衝突荷重によって、ガセットがフロントサイドフレームから剥離するおそれがある。
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、車両前方から衝突荷重が入力された際、フロントサイドフレームからガセット部材が剥離することを抑制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、車両前後方向に延在し、内側のインナ部材と外側のアウタ部材とによって構成された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両前方端部の車幅方向外側に配置され、平面視して、車両後方に向かうにつれて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するガセット部材と、を備え、前記アウタ部材の車両前方端部は、車幅方向外側に向かって拡幅する拡幅部を有し、前記ガセット部材は、前記拡幅部と上下方向で固定される固定部を有し、前記各フロントサイドフレームの車両前方端部は、フロントバンパ機構に連結される連結部材を有し、前記連結部材は、前記各フロントサイドフレームの内部に延出するフランジ部を有し、前記フランジ部は、前記アウタ部材及び前記インナ部材のそれぞれ両方に上下方向で固定され、前記フランジ部は、車幅方向両側にそれぞれ配置された一組の車幅方向フランジ部を有し、前記一組の車幅方向フランジ部は、前記インナ部材側に配置された車幅方向内側フランジ部と、前記アウタ部材側に配置された車幅方向外側フランジ部とから構成され、前記車幅方向外側フランジ部の上下方向の高さ寸法(H3)は、前記車幅方向内側フランジ部の上下方向の高さ寸法(H4)よりも長い(H3>H4)ことを特徴とする。
本発明では、車両前方から衝突荷重が入力された際、フロントサイドフレームからガセット部材が剥離することを抑制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。 (a)は、図1に示す左フロントサイドフレームの車両前方端部を示す斜視図、(b)は、(a)に示す左フロントサイドフレームの車幅方向外側に対してガセット及び取付ブラケットを付設した状態を示す斜視図である。 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。 ガセットの延設部を示す斜視図である。 連結板を車両後方側(裏面側)から見た一部省略斜視図である。 図6のIX−IX線に沿った端面図である。 図6のX−X線に沿った端面図である。
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在している。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。
図3(a)及び図3(b)に示されるように、各フロントサイドフレーム12は、インナサイドフレーム(インナ部材)12aとアウタサイドフレーム(アウタ部材)12bとを備えて構成されている。インナサイドフレーム12aとアウタサイドフレーム12bとは、各上部フランジ11a、11b同士及び各下部フランジ11c、11d同士がそれぞれ一体的に接合されている。各フロントサイドフレーム12は、断面矩形状の中空部材で構成され、その内部には閉断面の空間部12cを有している(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、後記する拡幅部13を除いて略平板状に形成されている。
図3(a)に示されるように、アウタサイドフレーム12bの車両前方端部には、先端にいくにつれて車幅方向外側に向かって拡幅する拡幅部13が設けられている。この拡幅部13は、アウタサイドフレーム12bの平板状の他の部分と異なって断面ハット状を呈する。
図3(a)、図9に示されるように、拡幅部13は、上壁13aと、下壁13bと、上壁13aと下壁13bとを結合する縦壁13cと、上壁13aに連続する上部フランジ11bと、下壁13bに連続する下部フランジ11dとを有する。また、図9に示されるように、拡幅部13の上下方向の高さ寸法H1は、インナサイドフレーム12aの上下方向の高さ寸法H2と同じになっている(H1=H2)。
図2に示されるように、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。
図4に示されるように、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4参照)。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4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5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4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10、図6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5参照)。
図5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。
図6に示されるように、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(ガセット部材)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する。正面視して連結板36の中央から車幅方向内側に偏位した部位には、矩形状の開口41が形成されている。この開口41の四囲には、フランジ部が設けられている。フランジ部は、折曲されて連結板36の車両後方面からフロントサイドフレーム12の車両前方端部の内部に向かって延出している(図4参照)。
図8及び図9に示されるように、このフランジ部は、開口41内で上下方向に対向して配置された上フランジ部43a及び下フランジ部43bを有する。上下フランジ部43a、43bは、連結板36を、インナサイドフレーム12a及びアウタサイドフレーム12bのそれぞれ両方に上下方向で固定(接合)している。換言すると、上下フランジ部43a、43bは、インナサイドフレーム12aに対する上下接合面B1と、アウタサイドフレーム12b(拡幅部13)に対する上下接合面B2とを合わせた両方の上下接合面(B1+B2)で、各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(図9参照)。
図8及び図9に示されるように、さらに、フランジ部は、開口41内の車幅方向両側にそれぞれ配置された一組の車幅方向フランジ部45を有する。この一組の車幅方向フランジ部45は、車幅方向内側フランジ部45aと車幅方向外側フランジ部45bとから構成されている。車幅方向内側フランジ部45aは、インナサイドフレーム12aの側壁の内側に接合されている。車幅方向外側フランジ部45bは、拡幅部13の縦壁13cの内側に接合されている。車幅方向外側フランジ部45bの上下方向の高さ寸法H3は、車幅方向内側フランジ部45aの上下方向の高さ寸法H4よりも長くなっている(H3>H4)。
図1及び図2に示されるように、さらに、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。さらにまた、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、縦断面視してコ字状に形成されている。このガセット38は、平面視して略三角形を呈する上壁57a及び下壁57bと、傾斜部58と、固定部59と、延設部61と、車両後方接合部63とを有する。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。
図6に示されるように、傾斜部58は、平面視して、車両後方に向かうにつれてフロントサイドフレーム12に近づくように傾斜する側壁によって形成されている。換言すると、傾斜部58は、各ロアメンバ16の車両前方端部16bに近接する部位がフロントサイドフレーム12から最も離間し、この部位から車両後方に向かうにつれてフロントサイドフレーム12に近づく傾斜面で構成されている。なお、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(図10参照)。
固定部59は、ガセット38を、アウタサイドフレーム12bの車両前方端部に対して上下方向で固定するものである。この固定部59は、図9に示されるように、ガセット38側の上壁57a及び下壁57bの各車幅方向内側端部57cと、アウタサイドフレーム12bの拡幅部13の上壁13a及び下壁13bとが上下方向で重畳する部分によって構成されている。すなわち、ガセット38の上壁57a及び下壁57bの各車幅方向内側端部57cは、アウタサイドフレーム12bの拡幅部13の上壁13a及び下壁13bに対してそれぞれ接合されることで、固定部59が構成されている。なお、固定部59による固定は、ガセット38を上下方向で固定するものであればよく、溶接や締結等の他の固定手段であってもよい。
図7に示されるように、延設部61は、固定部59から車両前方の連結板36に向かって延出するように構成されている。延設部61の車両前方端部は、上方に向かって折曲する上フランジ65a(図6参照)と、下方に向かって折曲する下フランジ65b(図7参照)とを有する。ガセット38は、延設部61に設けられた上下フランジ65a、65bを介して、連結板36に対してボルト67a及びナット67bにより車両前後方向で締結(固定)されている。
図6及び図7に示されるように、車両後方接合部63は、側面視してコ字状を呈するコ字状フランジからなる。このコ字状フランジは、車両前後方向において傾斜部58の後方端部に連続し、アウタサイドフレーム12bの外側側壁に対して接合されている。
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、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64と、連結板36に接合される接合フランジ66と、ガセット38の傾斜部58に接合される接合フランジ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、傾斜部58の傾斜面に沿って延設されている。
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5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が上下方向で重畳するように配置されている。この上下方向で重畳する位置には、帯状の連結プレート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。
本実施形態において、アウタサイドフレーム12bの車両前方端部は、車幅方向外側に向かって拡幅する拡幅部13を有し、また、ガセット38は、拡幅部13と上下方向で固定される固定部59を有している(図9参照)。本実施形態では、フロントサイドフレーム12に対しガセット38を上下方向で固定することで、固定部59をせん断荷重に対して強くすることができる。これにより、本実施形態では、車両前方から衝突荷重F(ナローオフセット衝突荷重を含む)がフロントサイドフレーム12の車両前方端部に入力された際(図2参照)、ガセット38がフロントサイドフレーム12から剥離することを抑制することができる。
また、本実施形態では、アウタサイドフレーム12bの車両前方端部に拡幅部13を設けることで、アウタサイドフレーム12b自体によって、フロントサイドフレーム12の車両後方側に衝突荷重を伝達することができる。
さらに、本実施形態では、拡幅部13の上下方向の高さ寸法(H1)と、インナサイドフレーム12aの上下方向の高さ寸法(H2)とが同じになっている(H1=H2)。本実施形態では、アウタサイドフレーム12b(拡幅部13)の高さ方向を、インナサイドフレーム12aと略同等位置に揃えることで、インナサイドフレーム12aに対応させてアウタサイドフレーム12b(拡幅部13)及びガセット38の形状を大きくすることができ、フロントサイドフレーム12の車両後方側への荷重伝達量を増大させることができる。
さらにまた、本実施形態では、連結板36の上下フランジ部43a、43bにより、インナサイドフレーム12aに対する上下接合面B1と、アウタサイドフレーム12b(拡幅部13)に対する上下接合面B2とを合わせた両方の上下接合面(B1+B2)で、各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(図9参照)。これにより、本実施形態では、アウタサイドフレーム12bとインナサイドフレーム12aとの剥離を抑制し、車両前方から入力される衝突荷重をフロントサイドフレーム12全体で効率的に吸収することができる。
さらにまた、本実施形態では、拡幅部13を介してアウタサイドフレーム12bを車幅方向の寸法を拡幅させることで、連結板36の上下フランジ部43a、43bをフロントサイドフレーム12の車両前方端部に対して容易に接合(固定)することができる。
さらにまた、本実施形態では、連結板36の車幅方向両側に車幅方向フランジ部45(車幅方向内側フランジ部45a及び車幅方向外側フランジ部45b)を備えることで、車両前方から衝突荷重が入力された際、車幅方向両側の車幅方向フランジ部45を介して、フロントサイドフレーム12に容易に衝突荷重を伝達させることができる。
さらにまた、本実施形態では、車幅方向外側フランジ部45bの上下方向の高さ寸法H3が、車幅方向内側フランジ部45aの上下方向の高さ寸法H4よりも長くなっている(H3>H4)。これにより、本実施形態では、例えば、図2に示されるように、バンパビーム50を介して車両前方斜め方向から入力されるナローオフセット荷重Fn(車幅方向外側の衝突荷重)に対する剛性・強度を向上させることができる。
さらにまた、本実施形態では、ガセット38から車両前方に延びる延設部61を連結板36に対して車両前後方向で締結(固定)している。これにより、本実施形態では、車両前方から衝突荷重が入力された際、ガセット38によって衝突荷重を受容することができる。さらに、ガセット38で受容した衝突荷重を、ガセット38からフロントサイドフレーム12へ伝達することができる。
さらにまた、延設部61を介してガセット38及び連結板36を車両前後方向で締結するボルト67a及びナット67bは、連結板36の車両前面に付設されるエクステンション48(車両後方の後壁)と共締めされるため、これら三者間の結合強度を向上させることができる。
10 車体前部
12 フロントサイドフレーム
12a インナサイドフレーム(インナ部材)
12b アウタサイドフレーム(アウタ部材)
13 拡幅部
20 フロントバンパ機構
36 連結板(連結部材)
38 ガセット(ガセット部材)
43a 上フランジ部(フランジ部)
43b 下フランジ部(フランジ部)
45 車幅方向フランジ部
45a 車幅方向内側フランジ部(フランジ部)
45b 車幅方向外側フランジ部(フランジ部)
58 傾斜部
59 固定部
61 延設部
H1 拡幅部の上下方向の高さ寸法
H2 インナサイドフレームの上下方向の高さ寸法
H3 車幅方向外側フランジ部の上下方向の高さ寸法
H4 車幅方向内側フランジ部の上下方向の高さ寸法

Claims (3)

  1. 車両前後方向に延在し、内側のインナ部材と外側のアウタ部材とによって構成された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両前方端部の車幅方向外側に配置され、平面視して、車両後方に向かうにつれて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するガセット部材と、
    を備え、
    前記アウタ部材の車両前方端部は、車幅方向外側に向かって拡幅する拡幅部を有し、
    前記ガセット部材は、前記拡幅部と上下方向で固定される固定部を有し、
    前記各フロントサイドフレームの車両前方端部は、フロントバンパ機構に連結される連結部材を有し、
    前記連結部材は、前記各フロントサイドフレームの内部に延出するフランジ部を有し、
    前記フランジ部は、前記アウタ部材及び前記インナ部材のそれぞれ両方に上下方向で固定され、
    前記フランジ部は、車幅方向両側にそれぞれ配置された一組の車幅方向フランジ部を有し、
    前記一組の車幅方向フランジ部は、前記インナ部材側に配置された車幅方向内側フランジ部と、前記アウタ部材側に配置された車幅方向外側フランジ部とから構成され、
    前記車幅方向外側フランジ部の上下方向の高さ寸法(H3)は、前記車幅方向内側フランジ部の上下方向の高さ寸法(H4)よりも長い(H3>H4)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、
    前記拡幅部の上下方向の高さ寸法(H1)は、前記インナ部材の上下方向の高さ寸法(H2)と同じ(H1=H2)であることを特徴とする車体前部構造。
  3. 請求項又は請求項記載の車体前部構造において、
    前記ガセット部材は、前記固定部から前記連結部材に向かって延出する延設部を有し、
    前記延設部は、前記連結部材に対して車両前後方向で固定されていることを特徴とする車体前部構造。
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