JP7358532B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の構造に関する。

近年、自然災害を抑制すべく地球環境の改善の観点から、自動車の燃費改善が要求されている。その一方で、車両の衝突安全性の維持または向上が要求されている。これらの要求を満足するために、高強度かつ軽量な車体構造の開発が進められている。車両用構造部材であり、車体の骨格を形成するフレームについても、従来の衝突性能を維持しつつ車体構造の軽量化を図るために、フレームを形成する鋼板の高強度化および薄肉化が進められている。車体前部構造として、特許文献１には、車体前後方向に延びるとともに後方にいくにつれて上方に向かうロアメンバと、当該ロアメンバの後端部に連結されて車体前後方向に延びるアッパメンバと、を備える構造が記載されている。

特開２０１３－１９３５７２号公報

かかる構造において、車両の衝突時には、前突荷重の一部は、ロアメンバからアッパメンバに伝達される。ここで、ロアメンバ及びアッパメンバの連結部位に荷重が局所集中した場合には、当該連結部位で折れが発生するおそれがある。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、ロアメンバ及びアッパメンバの連結部位において前突荷重を好適に受けることが可能な車体前部構造を提供することを課題とする。

前記した課題を解決するために、本発明の車体前部構造は、車体前後方向に延設されるとともに後方にいくにつれて上方に向かうロアメンバと、前記ロアメンバの後端部から車体前後方向に延設されるアッパメンバと、を備え、前記ロアメンバ及び前記アッパメンバは、複数の面で互いに連結されており、前記ロアメンバ及び前記アッパメンバの各面の連結部位は、車体前後方向にオフセットしており、前記連結部位は、車体前方から車体後方へ向かって、車幅方向外側面における前記連結部位、上面における前記連結部位、車幅方向内側面及び下面における前記連結部位の順に設けられていることを特徴とする。

本発明によると、ロアメンバ及びアッパメンバの連結部位において前突荷重を好適に受けることができる。

本発明の実施形態に係る車体前部構造を模式的に示す側面図である。 本発明の実施形態に係る車体前部構造を模式的に示す平面図である。 図１の部分拡大図であり、ロアメンバ及びアッパメンバの連結部位を車幅方向外側から見た一部破断斜視図である。 図１の部分拡大図であり、ロアメンバ及びアッパメンバの連結部位を上側から見た一部破断斜視図である。 図１のＶ－Ｖ線断面図である。

次に、本発明の実施形態について、本発明の車体前部構造を車両の左側に適用した場合を例にとり、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照図面において、「前後」は、車両の進行方向における前後方向を示し、「左右」は、運転席から見た左右方向（車幅方向）をそれぞれ示している。

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る車体前部構造１は、バンパビーム２と、エクステンション３と、ブラケット４と、フロントサイドフレーム５と、ロアメンバ６と、アッパメンバ７と、ダンパベース８と、ダンパハウジング９と、を備える。

＜バンパビーム＞
バンパビーム２は、車両の前端部において車幅方向に延びる金属製の骨格部材である。

＜エクステンション＞
エクステンション３は、バンパビーム２の車幅方向端部から後方に延びる金属製の骨格部材である。エクステンション３は、正面視で略矩形状の閉断面形状を呈し、バンパビーム２に加わった前突荷重を、ブラケット４を介して後方のフロントサイドフレーム５及びロアビーム６へ伝達する。

＜ブラケット＞
ブラケット４は、エクステンション３の後端部と、フロントサイドフレーム５及びロアメンバ６の前端部と、を繋ぐための金属製の板状部材である。

＜フロントサイドフレーム＞
フロントサイドフレーム５は、車両の前部において車体前後方向に延びる金属製の骨格部材である。フロントサイドフレーム５は、正面視で略矩形状の閉断面形状を呈する。フロントサイドフレーム５の後端部は、動力室と車室とを区画するダッシュボード？に連結されている。フロントサイドフレーム５の車幅方向外端部は、車体前方に向かうにつれて車幅方向外側に傾斜している。フロントサイドフレーム５は、フロントサイドフレームインナ１０と、フロントサイドフレームアウタ２０と、延出部ロア（図示せず）と、延出部アッパ４０と、を備える。

≪フロントサイドフレームインナ≫
フロントサイドフレームインナ１０は、内壁部１１と、内壁部１１の下端部から車幅方向外方に延設される下壁部１２と、内壁部１１の上端部から車幅方向外方に延設される上壁部１３と、を一体に備える。また、フロントサイドフレームインナ１０は、下壁部１２の車幅方向外端部から下方に延設される下フランジ部と、上壁部１３の車幅方向外端部から上方に延設される上フランジ部と、を一体に備える。

≪フロントサイドフレームアウタ≫
フロントサイドフレームアウタ２０は、フロントサイドフレーム５の外壁部を構成する。フロントサイドフレームアウタ２０の下端部は、フロントサイドフレームインナ１０の下フランジ部に溶接等によって接合されている。フロントサイドフレームアウタ２０の上端部は、フロントサイドフレームインナ１０の上フランジ部に溶接等によって接合されている。

≪延出部ロア≫
延出部ロアは、フロントサイドフレーム５の車幅方向外壁部及び下壁部のうち、前端部における車幅方向外部を構成する。延出部ロアは、下壁部と、下壁部の後端部から上方に延設される後壁部と、を一体に備える。下壁部の前端部は、ブラケット４に溶接等によって接合されている。

≪延出部アッパ≫
延出部アッパ４０は、フロントサイドフレーム５の上壁部のうち、前端部における車幅方向外部を構成する。延出部アッパ４０は、上壁部４１と、上壁部４１の車幅方向外端部から上方に延設される外フランジ部４２と、上壁部４１の前端部から上方に延設される前フランジ部４３と、上壁部４１の後端部から上方に延設される後フランジ部４４と、を一体に備える。上壁部４１の車幅方向内端部は、フロントサイドフレームインナ１０の上壁部１３の車幅方向外端部に溶接等によって接合されている。外フランジ部４２の後部は、後記するロアメンバフロントインナ５０の内壁部５１に溶接等によって接合されている。外フランジ部４２の前部は、後記するロアメンバフロントアウタ６０の外壁部６１に溶接等によって接合されている。前フランジ部４３は、ブラケット４に溶接等によって接合されている。後フランジ部４４は、延出部ロアの後壁部の上端部に溶接等によって接合されている。

＜ロアメンバ＞
ロアメンバ６は、車両の前部において車体前後方向に延びる金属製の骨格部材である。ロアメンバ６は、フロントサイドフレーム５の車幅方向外側に設けられており、後方にいくにつれて上方に向かうように傾斜している。ロアメンバ６の車幅方向内端部は、車体前方に向かうにつれて車幅方向内側に傾斜せずに車体前後方向に延びている。

ロアメンバ６は、ロアメンバフロント６Ｆと、ロアメンバリア６Ｒと、を組み合わせることによって構成されている。

＜ロアメンバフロント＞
ロアメンバフロント６Ｆは、ロアメンバ６の前部を構成する部位である。ロアメンバフロント６Ｆは、後方にいくにつれて上方に向かうように傾斜している。ロアメンバフロント６Ｆは、ロアメンバフロントインナ５０と、ロアメンバフロントアウタ６０と、を組み合わせることによって構成されている。

≪ロアメンバフロントインナ≫
ロアメンバフロントインナ５０は、内壁部５１と、内壁部５１の下端部から車幅方向外方に延設される下壁部５２と、を一体に備える。下壁部５２は、前方に向かうにつれて幅狭となる形状を呈する。下壁部５２の前端部は、内壁部５１の前端部よりも後方に位置する。下壁部５２の前端部は、延出部ロアの後壁部に溶接等によって接合されている。

≪ロアメンバフロントアウタ≫
ロアメンバフロントアウタ６０は、外壁部６１と、外壁部６１の上端部から車幅方向内方に延設される上壁部６２と、を一体に備える。上壁部６２は、前方に向かうにつれて幅狭となる形状を呈しており、ロアメンバフロントアウタ６０の前端部よりも後方で消失する。外壁部６１の前端部は、内壁部５１の前端部よりも前方に位置し、車幅方向において、エクステンション３の外壁部及びロアメンバフロントインナ５０の内壁部５１と同一位置に配置されている。すなわち、ロアメンバ６の前端部は、エクステンション３の外壁部（車幅方向外端部）と車体前後方向に連続している。

また、ロアメンバフロントアウタ６０は、外壁６１の下端部から車幅方向外方に延設される外フランジ部と、上壁部６２の上端部から上方に延設される上フランジ部と、を一体に備える。外フランジ部は、下壁部５２の車幅方向外端部に溶接等によって接合されている。上フランジ部は、内壁部５１の上端部に溶接等によって接合されている。

＜ロアメンバリア＞
ロアメンバリア６Ｒは、ロアメンバ６の後部を構成する部材である。ロアメンバリア６Ｒは、車体前後方向に延びており、その前部の下端部には、ロアメンバフロントインナ５０の後端部が溶接等によって接合されている。ロアメンバリア６Ｒの前端部は、フロントバルクヘッド（図示せず）に溶接等によって接合されている。ロアメンバリア６Ｒは、ロアメンバリアインナ７０と、ロアメンバリアアウタ８０と、を組み合わせることによって構成されている。

≪ロアメンバリアインナ≫
ロアメンバリアインナ７０は、内壁部７１と、内壁部７１の下端部から車幅方向外方に延設される下壁部７２と、を一体に備える。

下壁部７２には、車体前後方向に延びる稜線Ａ１，Ａ２が形成されている。下壁部７２において、車幅方向内側の稜線Ａ１よりも車幅方向内側となる部位は、車幅方向外側の稜線Ａ２よりも車幅方向外側となる部位よりも高い位置に設定されている。

≪ロアメンバリアアウタ≫
ロアメンバリアアウタ８０は、外壁部８１と、外壁部８１の上端部から車幅方向内方に延設される上壁部８２と、を一体に備える。また、ロアメンバリアアウタ８０は、外壁８１の下端部から車幅方向外方に延設される外フランジ部８３と、上壁部８２の上端部から上方に延設される上フランジ部８４と、を一体に備える。外フランジ部８３は、下壁部７２の車幅方向外端部に溶接等によって接合されている。上フランジ部８４は、内壁部７１の上端部に溶接等によって接合されている。

＜アッパメンバ＞
アッパメンバ７は、車両の前部において車体前後方向に延びる金属製の骨格部材である。アッパメンバ７の前端部には、ロアメンバリア６Ｒの後端部が溶接等によって接合されている。アッパメンバ７の後端部は、フロントピラー（図示せず）に溶接等によって接合されている。アッパメンバ７は、アッパメンバインナ９０と、アッパメンバアウタ１００と、アッパメンバアッパ１１０と、を組み合わせることによって構成されている。

≪アッパメンバインナ≫
アッパメンバインナ９０は、内壁部９１と、内壁部９１の下端部から車幅方向外方に延設される下壁部９２と、を一体に備える。また、アッパメンバインナ９０は、内壁部９１及び下壁部９２の前端部から前方に延設される前フランジ部９３を一体に備える。

下壁部９２には、車体前後方向に延びる稜線Ａ３，Ａ４が形成されている。稜線Ａ３は、稜線Ａ１の延長線上に位置し、稜線Ａ４は、稜線Ａ１の延長線上に位置する。下壁部９２において、車幅方向内側の稜線Ａ３よりも車幅方向内側となる部位は、車幅方向外側の稜線Ａ４よりも車幅方向外側となる部位よりも高い位置に設定されている。前フランジ部９３は、稜線Ａ３よりも車幅方向内側に形成されている。

≪アッパメンバアウタ≫
アッパメンバアウタ１００は、外壁部１０１と、外壁部１０１の下端部から車幅方向外方に延設される下フランジ部１０２と、外壁部１０１の上端部から車幅方向外方に延設される上フランジ部１０３と、を一体に備える。下フランジ部１０２は、下壁部９２の車幅方向外端部に溶接等によって接合されている。

≪アッパメンバアッパ≫
アッパメンバアッパ１１０は、アッパメンバ７の上壁部を構成する。アッパメンバアッパ１１０の車幅方向内端部は、内壁部９１の上端部に溶接等によって接合されている。アッパメンバアッパ１１０の車幅方向外端部は、上フランジ部１０３に溶接等によって接合されている。

＜ダンパベース＞
図１及び図２に示すように、ダンパベース８は、車両の前輪を懸架するダンパを支持する部材である。ダンパベース８は、ロアメンバ６Ｆの後端部及びアッパメンバ７の前端部の車幅方向内側に溶接等によって接合されている。

＜ダンパハウジング＞
ダンパハウジング９は、車両の前輪を懸架するダンパを車幅方向内側から覆う部材である。ダンパハウジング９の上端部は、ダンパベース８の下端部に溶接等によって接合されており、ダンパハウジング９の下端部は、フロントサイドフレーム５に溶接等によって接合されている。

＜ロアメンバリア及びアッパメンバの連結構造＞
図３から図５に示すように、ロアメンバリア６Ｒの外壁部（車幅方向外側面）８１の後端部及びアッパメンバ７の外壁部（車幅方向外側面）１０１の前端部は、連結部位Ｂ１において、ミグ溶接によって互いに接合されている。ここで、ロアメンバリア６Ｒ及びアッパメンバ７の下端部は、側面視で上に凸の円弧形状を呈しており、連結部位Ｂ１は、かかる円弧形状の頂部に位置する。なお、連結部位Ｂ１におけるミグ溶接による接合は、後記する連結部位Ｂ２，Ｂ３におけるスポット溶接による接合の後に実行されることによって、組付誤差を許容する。

ロアメンバリア６Ｒの上壁部（上面）８２の後端部及びアッパメンバ７のアッパメンバアッパ（上壁部、上面））１１０の前端部は、連結部位Ｂ１よりも後方の連結部位Ｂ２において、スポット溶接によって互いに接合されている。連結部位Ｂ２において、スポット溶接の接合点（図のＸ印参照）は、前後２列に配置されている。

ロアメンバリア６Ｒの内壁部（車幅方向内側面）７１及び下壁部（下面）７２の後端部及びアッパメンバ７の内壁部（車幅方向内側面）９１及び下壁部（下面）９２の前端部は、連結部位Ｂ２よりも後方の連結部位Ｂ３において、スポット溶接によって互いに接合されている。連結部位Ｂ３において、スポット溶接の接合点（図のＸ印参照）は、前後２列に配置されている。後列となる第一の接合点Ｃ１は、アッパメンバインナ９０の基部の前端部に形成されており、前列となる第二の接合点Ｃ２は、アッパメンバインナ９０の基部から前方に延設された前フランジ部９３に形成されている。ロアメンバリア６Ｒの内壁部７１及びアッパメンバ７の内壁部９１において、第一の接合点Ｃ１及び第二の接合点Ｃ２は、上下方向に互い違いに設けられている（オフセットしている）。ロアメンバリア６Ｒの下壁部７２及びアッパメンバ７の下壁部９２において、第一の接合点Ｃ１及び第二の接合点Ｃ２は、車幅方向の同一位置に設けられている。

車体前部構造１に前突荷重が作用した場合には、ロアメンバリア６Ｒ及びアッパメンバ７の組立体は、連結部位Ｂ１がある位置において圧潰する。続いて、ロアメンバリア６Ｒ及びアッパメンバ７の組立体は、連結部位Ｂ２がある位置において圧潰する。続いて、ロアメンバリア６Ｒ及びアッパメンバ７の組立体は、連結部位Ｂ３がある位置において圧潰する。すなわち、車体前部構造１は、前突荷重を車体前後方向にずれた複数の位置で受けて徐々に圧潰することによって、ロアメンバリア６Ｒ及びアッパメンバ７の組立体の連結部位における折れを防止し、前突荷重を好適に受けることができる。また、車体前部構造１は、上面の連結部位Ｂ２よりも車体前方に外側面の連結部位Ｂ１が設定されているので、連結部位Ｂ２で前突荷重を先に受ける場合と比較して、連結部位Ｂ２へ伝達される前突荷重を低減し、連結部位Ｂ２における上方への折れを抑制することができる。また、車体前部構造１は、上面の連結部位Ｂ２よりも車体後方に下面の連結部位Ｂ３が設定されているので、後方に行くにつれて下方へ幅広となるアッパメンバ７の下面へ前突荷重をスムーズに伝達することができる。

本発明の実施形態に係る車体前部構造１は、車体前後方向に延設されるとともに後方にいくにつれて上方に向かうロアメンバ６と、前記ロアメンバ６の後端部から車体前後方向に延設されるアッパメンバ７と、を備え、前記ロアメンバ５及び前記アッパメンバ６は、複数の面で互いに連結されており、前記ロアメンバ５及び前記アッパメンバ６の各面の連結部位は、車体前後方向にオフセットしている。
したがって、車体前部構造１は、ロアメンバ６及びアッパメンバ７の連結部位において、前後方向の同一位置に前突荷重が集中することを防止し、折れることなく徐々に圧潰することによって前突荷重を好適に受けることができる。

また、車体前部構造１において、前記連結部位は、車体前方から車体後方へ向かって、車幅方向外側面における前記連結部位Ｂ１、上面における前記連結部位Ｂ２、車幅方向内側面及び下面における前記連結部位Ｂ３の順に設けられている。
したがって、車体前部構造１は、ロアメンバ６及びアッパメンバ７の連結部位において、前後方向にオフセットした３か所で前突荷重を分散して受けるので、折れることなく徐々に圧潰することによって前突荷重を好適に受けることができる。

また、車体前部構造１において、前記連結部位Ｂ１～Ｂ３の少なくとも一つは、車体前後方向の複数の位置において接合されている。
したがって、車体前部構造１は、連結部位を前後方向に広くとることによって、当該連結部位における折れを好適に抑制することができる。

また、車体前部構造１において、上面における前記連結部位Ｂ２は、車体前後方向の複数の位置において接合されている。
したがって、車体前部構造１は、上面の連結部位Ｂ２を前後方向に広くとることによって、当該連結部位を起点とした上下方向の折れを好適に抑制することができる。

また、車体前部構造１は、車幅方向内側面及び下面における前記連結部位Ｂ３において、前記アッパメンバ７は、基部と、当該基部から前方に延設されるフランジ部９３を備え、車幅方向内側面及び下面における前記連結部位Ｂ３は、前記ロアメンバ６及び前記基部が互いに接合される第一の接合点Ｃ１と、前記ロアメンバ６及び前記フランジ部９３が接合される第二の接合点Ｃ２と、を有する。
したがって、車体前部構造１は、後方の連結部位Ｂ３を前後方向に広くとることによって、当該連結部位を起点とした折れを好適に防止することができる。

また、車体前部構造１において、車幅方向内側面における前記第一の接合点Ｃ１及び前記第二の接合点Ｃ２は、互い違いに設けられている
したがって、車体前部構造１は、後方の連結部位Ｂ３を起点とした折れをより好適に抑制することができる。

また、車体前部構造１において、前記ロアメンバ６及び前記アッパメンバ７の下面は、車体前後方向に延びる稜線Ａ１，Ａ３を有し、前記稜線Ａ１，Ａ３よりも車幅方向内側において、下面における前記第一の接合点Ｃ１及び前記第二の接合点Ｃ２は、車幅方向の同一位置に設けられている。
したがって、車体前部構造１は、稜線Ａ１，Ａ３においてロアメンバ６及びアッパメンバ７の間に隙間が発生することを抑制するとともに、稜線Ａ１，Ａ３形状及び接合点によって剛性（連結強度）を確保することができる。

また、車体前部構造１において、車幅方向外側面における前記連結部位Ｂ１は、ミグ溶接によって接合されている
したがって、車体前部構造１は、部品のバラツキ及び組付のバラツキを許容することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、車体前部構造１は、車幅方向内側面の連結部位と下面の連結部位とが前後方向にオフセットしている構成であってもよい。

また、本発明は、ロアメンバフロント６Ｆ及びロアメンバリア６Ｒの連結部位にも適用可能である。この場合、ロアメンバフロント６Ｆがロアメンバであり、ロアメンバリア６Ｒがアッパメンバの前部を構成するアッパメンバフロントであり、アッパメンバ７がアッパメンバの後部を構成するアッパメンバリアであるといえる。この場合には、最も前方で、ロアメンバ（前記したロアメンバフロント６Ｆ）の上壁部とアッパメンバ（前記したロアメンバリア６Ｒ）の下壁部とが連結されている。また、その後方で、ロアメンバ（前記したロアメンバフロント６Ｆ）の外壁部とアッパメンバ（前記したロアメンバリア６Ｒ）の外壁部とが連結されている。また、その後方で、ロアメンバ（前記したロアメンバフロント６Ｆ）の内壁部及び下壁部とアッパメンバ（前記したロアメンバリア６Ｒ）の内壁部及び下壁部とが連結されている。

１ 車体前部構造
２ バンパビーム
３ エクステンション
４ ブラケット
５ フロントサイドフレーム
６ ロアメンバ
６Ｆ ロアメンバフロント
６Ｒ ロアメンバリア
７ アッパメンバ
８ ダンパベース
９ ダンパハウジング
１０ フロントサイドフレームインナ
２０ フロントサイドフレームアウタ
４０ 延出部アッパ
５０ ロアメンバフロントインナ
６０ ロアメンバフロントアウタ
７０ ロアメンバリアインナ
８０ ロアメンバリアアウタ
９０ アッパメンバインナ
１００ アッパメンバアウタ
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４ 稜線
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ 連結部位
Ｃ１ 第一の接合点
Ｃ２ 第二の接合点

Claims (8)

1. 車体前後方向に延設されるとともに後方にいくにつれて上方に向かうロアメンバと、
   前記ロアメンバの後端部から車体前後方向に延設されるアッパメンバと、
   を備え、
   前記ロアメンバ及び前記アッパメンバは、複数の面で互いに連結されており、
   前記ロアメンバ及び前記アッパメンバの各面の連結部位は、車体前後方向にオフセットしており、
   前記連結部位は、車体前方から車体後方へ向かって、車幅方向外側面における前記連結部位、上面における前記連結部位、車幅方向内側面及び下面における前記連結部位の順に設けられている
   ことを特徴とする車体前部構造。
2. 前記連結部位の少なくとも一つは、車体前後方向の複数の位置において接合されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
3. 上面における前記連結部位は、車体前後方向の複数の位置において接合されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の車体前部構造。
4. 車幅方向内側面及び下面における前記連結部位において、前記アッパメンバは、基部と、当該基部から前方に延設されるフランジ部を備え、
   車幅方向内側面及び下面における前記連結部位は、前記ロアメンバ及び前記基部が互いに接合される第一の接合点と、前記ロアメンバ及び前記フランジ部が接合される第二の接合点と、を有する
   ことを特徴とする請求項２に記載の車体前部構造。
5. 車体前後方向に延設されるとともに後方にいくにつれて上方に向かうロアメンバと、
   前記ロアメンバの後端部から車体前後方向に延設されるアッパメンバと、
   を備え、
   前記ロアメンバ及び前記アッパメンバは、複数の面で互いに連結されており、
   前記ロアメンバ及び前記アッパメンバの各面の連結部位は、車体前後方向にオフセットしており、
   前記連結部位の少なくとも一つは、車体前後方向の複数の位置において接合されており、
   車幅方向内側面及び下面における前記連結部位において、前記アッパメンバは、基部と、当該基部から前方に延設されるフランジ部を備え、
   車幅方向内側面及び下面における前記連結部位は、前記ロアメンバ及び前記基部が互いに接合される第一の接合点と、前記ロアメンバ及び前記フランジ部が接合される第二の接合点と、を有する
   ことを特徴とする車体前部構造。
6. 車幅方向内側面における前記第一の接合点及び前記第二の接合点は、互い違いに設けられている
   ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の車体前部構造。
7. 前記ロアメンバ及び前記アッパメンバの下面は、車体前後方向に延びる稜線を有し、
   前記稜線よりも車幅方向内側において、下面における前記第一の接合点及び前記第二の接合点は、車幅方向の同一位置に設けられている
   ことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の車体前部構造。
8. 車幅方向外側面における前記連結部位は、ミグ溶接によって接合されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。

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