JP6942430B2 - 車両前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車などの車両前部構造に関する。

この種の車両前部構造の具体例として、特許文献１に記載の構造がある。
同文献に記載の構造においては、車両骨格部材として、左右一対のフロントサイドメンバを備えており、これら一対のフロントサイドメンバは、車両前部の左右両側部に位置して車両前後方向に延びている。各フロントサイドメンバの車両前後方向途中位置には、後下がり状の傾斜部（同文献のキックアップ部）が設けられている。各フロントサイドメンバのうち、傾斜部よりも車両前方側のフロント部は、エンジンルームの側部に位置しており、また傾斜部よりも車両後方側のエクステンション部は、車室のフロア部の下側に位置している。
ここで、前記フロント部は、中空断面形状であり、かつその後部には後端開口部が設けられた部材を用いて構成されている。フロント部に傾斜部を連設するための手段としては、フロント部の後端開口部の周縁下部に、傾斜部の前端部を重ね合わせた上で、この重ね合わせ部を溶接する手段が採用されている。

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように改善すべき余地があった。

すなわち、車両が前突を生じた場合には、フロントサイドメンバにその車両前方側から衝突荷重が入力するため、フロントサイドメンバには、衝突荷重に対する十分な強度が求められる。フロントサイドメンバの傾斜部は、フロント部に対して屈曲した状態に接続されており、この接続部分近辺は剛性断点となり易いため、この部分の強度を十分に確保する必要がある。
ところが、既述したように、前記従来技術のフロントサイドメンバにおいては、フロント部の後端開口部の周縁下部に、傾斜部の前端部が重ね合わされて溶接されているに過ぎない。このため、フロント部のうち、前記溶接箇所よりも車両前方側の部分の強度に不足を生じ易くなり、フロント部の両側壁部が変形する断面崩れが発生する虞がある。これでは、車両の前突に対する十分な強度を確保することが困難となる他、フロントサイドメンバの荷重伝達性も悪くなり、優れた衝突エネルギー吸収性能は得られなくなる。
このような不具合を解消する手段としては、フロント部と傾斜部との接続部周辺を厚肉にしたり、あるいは補強部材を用いて補強するといったことが考えられる。ただし、このような手段を採用したのでは、製造コストの上昇や、車両重量の増加を招いてしまう。

特開２００９−２２７１２０号公報 特開平７−１８７００２号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、製造コストの上昇や、車両重量の増加などを抑制しつつ、車両の前突に対するフロントサイドメンバの強度を効果的に高めることが可能な車両前部構造を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明により提供される車両前部構造は、車両前部の車幅方向外方寄りの位置に設けられて車両前後方向に延びるフロントサイドメンバを備えており、このフロントサイドメンバは、フロント部の後端部に、後下がり状の傾斜部の前端部が接続されており、前記フロント部は、車幅方向に離間して相互に対向する左右一対の側壁部、これらを繋ぐ下壁部、および後端開口部を有している、車両前部構造であって、前記傾斜部の前端部は、この前端部の先端下部が、前記後端開口部の下縁部よりも前記後端開口部の奥部に位置するように、前記後端開口部から前記フロント部の後端部内に差し込まれた差し込み部として構成され、前記差し込み部の下面部の車両後方寄りの一部分は、前記後端開口部の下縁部に部分的に当接して溶接された固定部とされ、かつ前記下面部のうち、前記固定部よりも車両前方側の部位は、前記フロント部の前記下壁部からその上方に離間するように前記下壁部よりも高い配置にあり、前記フロント部の前記一対の側壁部の少なくとも一方には、この側壁部の一部が前記フロント部の内側方向に突出するビード部が設けられ、前記差し込み部は、前記固定部よりも車両前方側の部位が、前記ビード部に当接して溶接されるようにして、前記フロント部の前記一対の側壁部の相互間に挟まれた状態で前記一対の側壁部と溶接されていることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
第１に、フロントサイドメンバのフロント部の後端部は、傾斜部の差し込み部によって一対の側壁部が効果的に補強され、これら一対の側壁部が車幅方向に変形することが抑制された構成となっている。したがって、車両の前突が発生し、フロントサイドメンバにその車両前方側から衝突荷重が入力した際に、フロント部の後端部において断面崩れが容易に発生しないようにし、フロントサイドメンバがフロント部と傾斜部との接続箇所近辺において大きく屈曲変形しないようにすることが可能となる。その結果、車両前部の耐衝撃性能を高めることができ、またフロントサイドメンバの荷重伝達性をよくし、車両の前突に対する衝撃吸収性能も優れたものとすることができる。
第２に、フロントサイドメンバの前記したような強度向上は、傾斜部の差し込み部を利用して行なわれており、特別な補強部材を別途用いる必要はない。また、フロントサイドメンバの全体または特定の部位の厚みを大きくするといった必要もない。したがって、生産性がよく、製造コストの上昇を抑制し得るとともに、車両重量の増加も適切に抑制することが可能である。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

本発明に係る車両前部構造の一例を示す概略要部側面図である。 図１の概略底面図である。 （ａ）は、図１に示す車両前部構造のフロントサイドメンバを示す要部側面断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIIIb−IIIb断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のIIIc−IIIc断面図であり、（ｄ）は、（ａ）のIIId−IIId断面図である。 （ａ）は、本発明の他の例を示す要部断面図であり、（ｂ）は、車両前部構造の他の例を示す要部断面図である。 本発明の他の例を示す要部側面断面図である。 （ａ）は、本発明の他の例を示す要部側面断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のVIb−VIb断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１および図２に示す車両前部構造Ａは、左右一対のフロントサイドメンバＳを備えている。これら一対のフロントサイドメンバＳは、車体骨格部材であり、車両１の前部の車幅方向両外側寄りに位置し、かつ車両前後方向に延びている。

各フロントサイドメンバＳは、フロント部２、傾斜部３、およびエクステンション部４を有している。
フロント部２は、エンジンや変速機などの不図示のパワープラントが配設されるエンジンルーム１０の車幅方向両側に位置して車両前後方向に略直線状かつ略水平に延びる部分である。このフロント部２は、図３（ｂ）に示すように、横向き姿勢の断面ハット状部材２０の一対のフランジ部２０ａに、側壁部２０ｃを構成するプレート材が溶接されることにより形成された閉断面形状（中空状部材）である。

傾斜部３は、後下がり状に形成されており、かつこの後端部に、略水平状のエクステンション部４が一体的に繋がっている。これら傾斜部３およびエクステンション部４は、たとえば図３（ｃ）に示すように、側壁部３３ｂ，３３ｃおよび下壁部３４を有する上面開口状の断面ハット状部材３０を用いて構成されており、かつ車両１のダッシュパネル１１の下面部、またはフロア部１２（フロアパネル）の下面部に一対のフランジ部３０ａが当接するように配され、かつそれら下面部と溶接されている。
図示説明は省略するが、フロントサイドメンバＳには、前輪１９を懸架するフロントサスペンションの構成部材としてのサスペンションメンバ（サブフレームとも称される）が取付けられ、かつこのサスペンションメンバは、傾斜部３の下方およびその近辺に配されている。

フロント部２と傾斜部３との接続部の構造は、次のようになっている。
図３（ａ）において、フロント部２には、後端開口部２２、傾斜壁部２３、およびビード部２４が設けられている。傾斜壁部２３は、フロント部２の下壁部２５のうち、後端開口部２２の下縁部に相当する部分であり、後下がり状の湾曲または屈曲した部分である。ビード部２４は、フロント部２の左右一対の側壁部２０ｂ，２０ｃの後端部寄りの領域に位置して車両前後方向に延びており、本実施形態では、上下２条のビード部２４（２４ａ，２４ｂ）が設けられ、かつこれらは縦状ビード部２４ｃを介して繋がっている。ビード部２４は、フロント部２の一対の側壁部２０ｂ，２０ｃのそれぞれの一部が、フロント部２の内側方向に部分的に突出するようにプレス加工が施された部位である。

傾斜部３の前端部は、フロント部２の後端開口部２２にその車両後方側から差し込まれた差し込み部３３として構成されている。ただし、この差し込み部３３は、その先端下部３３ａが、後端開口部２２の下縁部である傾斜壁部２３よりも後端開口部２２の奥部（車両前方側）に位置し、かつフロント部２の下壁部２５よりも適当な寸法ｈだけ高い配置となるように後端開口部２２に差し込まれている（図３（ａ）の要部拡大図を参照）。好ましくは、側面視において、差し込み部３３の先端下部３３ａの近傍部分は、ビード部２４の稜線Ｌｃと一致した構成とされている（同図では、差し込み部３３の前面の延長線Ｌａと、下面の延長線Ｌｂとの交点Ｐがビード部２４の稜線Ｌｃと略一致した配置となっている）。

差し込み部３３は、前記した態様でフロント部２の後端部に差し込まれていることにより、図３（ｄ）に示すように、この差し込み部３３における左右一対の側壁部３３ｂ，３３ｃが、フロント部２の左右複数のビード部２４に対面接触した状態でこれらビード部２４の相互間に挟まれている。ビード部２４と差し込み部３３とは、スポット溶接などの溶接部Ｗａを介して接合されている。また、同図（ａ）に示すように、差し込み部３３にお
ける下壁部３４は、フロント部２の傾斜壁部２３に当接し、かつ溶接部Ｗｂを介して接合されている。

図２に示すように、フロントサイドメンバＳは、底面視において、車両後方側ほど車幅方向内方側に位置するように傾斜した内入り傾斜部Ｓａが設けられた構成とされている。この内入り傾斜部Ｓａは、たとえばフロント部２の後端部近傍領域から傾斜部３の前部寄り領域までの範囲であり、この内入り傾斜部Ｓａが設けられていることにより、一対のフロントサイドメンバＳの相互間隔は、エンジンルーム１０に対応する位置では広く、かつフロア部１２の下面側においては狭くなっている。図２において、符号１８は、ロッカであり、符号１７は、ロッカ１８とフロントサイドメンバＳとを連結するトルクボックスである。

次に、前記した車両前部構造Ａの作用について説明する。

まず、既述したように、フロントサイドメンバＳのフロント部２の後端開口部２２には、傾斜部３の差し込み部３３が深く差し込まれ、かつこの差し込み部３３における側壁部３３ｂ，３３ｃが、フロント部２の後端部における側壁部２０ｂ，２０ｃによって挟み付けられた状態で溶接されている。このため、フロント部２の後端部は、差し込み部３３によって効果的に補強され、車幅方向などへの変形を生じ難い部位となっている。とくに、フロント部２の後端部には、ビード部２４が設けられて、このビード部２４が差し込み部３３と溶接されているため、フロント部２の後端部の補強効果はより優れたものとなる。

このため、車両１の前突が発生し、フロントサイドメンバＳに対してその車両前方側から図１および図３（ａ）に示す衝突荷重Ｆが入力した際に、フロント部２の後端部において断面崩れが容易に発生しないようにすることができる。本実施形態とは異なり、フロント部２の後端部の強度が低い場合には、フロント部２の一対の側壁部２０ｂ，２０ｃが、図３（ｄ）の仮想線で示すように大きく湾曲する断面崩れを生じる虞があるが、本実施形態においては、そのような虞をなくすことが可能である。その結果、車両１の前部の耐衝撃（耐荷重）性能を高めることができる。また、フロントサイドメンバＳの荷重伝達性をよくし、車両１の前突に対する衝撃吸収性能も優れたものとすることができる。本実施形態においては、差し込み部３３の先端下部３３ａ近辺が、側面視において、ビード部２４の剛性が高い稜線Ｌｃと一致する配置とされているため、荷重伝達性を一層よくすることが可能である。

フロントサイドメンバＳのフロント部２の後端部についての前記した強度向上は、傾斜部３の差し込み部３３を利用して行なわれており、専用の補強部材を別途用いたり、部分的な厚肉化を図るといった必要はない。したがって、車両１の生産性がよく、製造コストの上昇を抑制し、また車両重量の増加も適切に抑制することができる。

図４〜図６（図４（ｂ）は除く）は、本発明の他の実施形態を示している。これらの図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付すこととし、重複説明は省略する。

図４（ａ）に示す実施形態においては、フロント部２の一対の側壁部２０ｂ，２０ｃのうち、一方のみにビード部２４が設けられており、他方には、ビード部２４が設けられることなく、差し込み部３３における側壁部３３ｂ，３３ｃが溶接部Ｗａを介して側壁部２０ｂ，２０ｃに接合されている。
同図（ｂ）に示す実施形態においては、フロント部２の一対の側壁部２０ｂ，２０ｃのいずれにもビード部２４は設けられていない状態で、これらが差し込み部３３における側壁部３３ｂ，３３ｃに溶接部Ｗａを介して接合されている。

本発明においては、フロント部２の強度を効率よく高める観点からすると、側壁部２０ｂ，２０ｃの双方にビード部２４を設けることが好ましいものの、図４に示したように、ビード部２４を、側壁部２０ｂ，２０ｃの一方のみに設けた構成とすることができる。

図５に示す実施形態においては、傾斜部３の差し込み部３３の先端部に、略水平状の延設部３３Ａが適当な長さＬで延設されている。
本実施形態によれば、フロント部２の後端部の広い範囲をより適切に補強することが可能となる。

図６に示す実施形態においては、傾斜部３の差し込み部３３の下壁部３４に、下向き突出状のビード部３４ａが設けられており、このビード部３４ａが、傾斜壁部２３に当接し、かつ溶接部Ｗｂを介して接合されている。
このような構成によれば、傾斜壁部２３が湾曲した形状であっても、ビード部３４ａをこれに対応した形状とすることにより、傾斜壁部２３にビード部３４ａを適切に対面接触させることができ、これらの間に隙間が生じないようにして溶接部Ｗｂを設けることが簡易に達成可能である。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る車両前部構造の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。
上述の実施形態においては、フロントサイドメンバのフロント部および傾斜部が、ともに断面ハット状部材を用いて構成されているが、これに限定されず、それとは相違する部材を用いて構成することが可能である。

Ａ 車両前部構造
Ｓ フロントサイドメンバ
Ｗａ，Ｗｂ 溶接部
１ 車両
２ フロント部（フロントサイドメンバの）
２０ｂ，２０ｃ 側壁部（フロント部の）
２２ 後端開口部
２３ 傾斜壁部
２４ ビード部
２５ 下壁部
３ 傾斜部（フロントサイドメンバの）
３３ 差し込み部
３３ａ 先端下部（差し込み部の）
３３ｂ，３３ｃ 側壁部

Claims (1)

1. 車両前部の車幅方向外方寄りの位置に設けられて車両前後方向に延びるフロントサイドメンバを備えており、
   このフロントサイドメンバは、フロント部の後端部に、後下がり状の傾斜部の前端部が接続されており、
   前記フロント部は、車幅方向に離間して相互に対向する左右一対の側壁部、これらを繋ぐ下壁部、および後端開口部を有している、車両前部構造であって、
   前記傾斜部の前端部は、この前端部の先端下部が、前記後端開口部の下縁部よりも前記後端開口部の奥部に位置するように、前記後端開口部から前記フロント部の後端部内に差し込まれた差し込み部として構成され、
   前記差し込み部の下面部の車両後方寄りの一部分は、前記後端開口部の下縁部に部分的に当接して溶接された固定部とされ、かつ前記下面部のうち、前記固定部よりも車両前方側の部位は、前記フロント部の前記下壁部からその上方に離間するように前記下壁部よりも高い配置にあり、
   前記フロント部の前記一対の側壁部の少なくとも一方には、この側壁部の一部が前記フロント部の内側方向に突出するビード部が設けられ、
   前記差し込み部は、前記固定部よりも車両前方側の部位が、前記ビード部に当接して溶接されるようにして、前記フロント部の前記一対の側壁部の相互間に挟まれた状態で前記一対の側壁部と溶接されていることを特徴とする、車両前部構造。

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