JP7449173B2 - 車両用前方構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両用前方構造に関し、より詳しくは、衝突荷重を均一に分配することによって衝突安全性を改善することができる車両用前方構造に関する。

車両前方構造は、車両の幅方向に沿って離隔された一対のフロントサイドメンバーを含み、フェンダエプロン（ｆｅｎｄｅｒ ａｐｒｏｎ）、ショックアブソーバーの上端が取り付けられるサスペンションハウジングなどがフロントサイドメンバーに連結される。一対のフロントサイドメンバーは車両の長手方向に沿って延長され、一対のフロントサイドメンバーは、正面衝突が発生するとき、その衝突荷重に直接的に影響を受ける構成である。電気自動車は、フロアの下に高電圧バッテリーが搭載され、その定速距離を２００マイルまで延ばすためにバッテリーの容量を増大する必要がある。バッテリーの容量増大により、バッテリーの体積が既存に比べておおよそ１．５倍以上に増加するので、衝突性能及び車体の剛性などを確保するための構造的改善が求められる。

本発明の目的は、前記の点を考慮してなされたもので、衝突荷重を均一に分配することによって衝突安全性を改善することができる車両用前方構造を提供することにある。

本発明による車両用前方構造は、フロントサイドメンバー及びフェンダエプロンアッパーメンバーの間に配置されているサスペンションハウジングと、車両の長手方向に沿って延長され、前記サスペンションハウジングに結合されている第１補強メンバーと、前記第１補強メンバーに付着され、前記フェンダエプロンアッパーメンバー及び前記フロントサイドメンバーを連結する第１連結部と、を含むことを特徴とする。

前記第１補強メンバーは、前記サスペンションハウジングに向かって開放されているキャビティと、前記第１補強メンバーの上側縁部に沿って延長されている上側フランジと、前記第１補強メンバーの下側縁部に沿って延長されている下側フランジとを含んでなり、前記上側フランジ及び下側フランジが前記サスペンションハウジングに結合されることによって前記キャビティは密閉されることを特徴とする。

前記第１連結部は、前記第１補強メンバーの前方端から前記フェンダエプロンアッパーメンバー及び前記フロントサイドメンバーに向かって延長されることを特徴とする。

前記第１連結部の上端が前記フェンダエプロンアッパーメンバーに結合され、前記第１連結部の下端が前記フロントサイドメンバーに結合されることを特徴とする。

前記第１連結部の軸線は、前記第１補強メンバーの軸線に対して直交することを特徴とする。

前記第１補強メンバーの中間から前記フロントサイドメンバーに向かって延長されている第２連結部を含むことを特徴とする。

前記第２連結部の上端が第１補強メンバーに連結され、前記第２連結部の下端が前記フロントサイドメンバーに結合されることを特徴とする。

前記サスペンションハウジングに結合されるサポートブラケットをさらに含み、前記第２連結部は、前記サポートブラケットの長手方向に沿って整列されることを特徴とする。

前記第２連結部の上端が前記サポートブラケットの下端に結合され、前記第２連結部の下端が前記フロントサイドメンバーに結合されることを特徴とする。

前記サスペンションハウジングの後方に配置されているダッシュパネルと、前記サスペンションハウジング及び前記ダッシュパネルの間に介在されている第２補強メンバーとをさらに含むことを特徴とする。

前記第２補強メンバーは、前記第１補強メンバーの後方端に連結され、前記第２補強メンバーは、前記フェンダエプロンアッパーメンバー及び前記ダッシュパネルの間に介在されることを特徴とする。

前記第２補強メンバーの上端は、前記フェンダエプロンアッパーメンバーに結合されることを特徴とする。

前記フロントサイドメンバーの後方端に連結されているエクステンションをさらに含み、前記第２補強メンバーの下端は前記エクステンションに結合されることを特徴とする。

本発明によれば、第１補強メンバーがサスペンションハウジングに結合されることによってサスペンションハウジングの剛性を補強することができ、衝突荷重に対する抵抗性を高めることができる。また、第１補強メンバーが車両の長手方向に沿って延長されることによって車体の捩り剛性を強化することができる。本発明によれば、第１補強メンバーがフェンダエプロンアッパーメンバー及びフロントサイドメンバーの間で車両の長手方向に沿って延長されることによって複数のロードパスを具現することができ、これを通じて衝突荷重を均一に分配することができる。本発明によれば、第２補強メンバーが複数のロードパスを通じて伝えられた荷重に抵抗することができ、そのため、ダッシュパネルの変形が最少化できるので、乗客室がより安定的に保護される。

本発明の実施形態に係る車両用前方構造を示す斜視図である。 図１のＡ－Ａ線に沿った断面図である。 図２に対する変形実施例を示す断面図である。 本発明の車両用前方構造の左側を下から眺めた斜視図である。 本発明の車両用前方構造の左側を上から眺めた平面図である。 図５のＢ－Ｂ線に沿った断面図である。

以下、本発明の実施形態を図によって詳しく説明する。各図の構成要素に参照符号は、同一の構成要素に対しては同一の符号を有する。第１、第２、Ａ、Ｂ、（ａ）、（ｂ）などの用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものである。

図１に示す通り、本発明の実施形態に係る車両用前方構造１０は、フロントサイドメンバー１１及びフェンダエプロンアッパーメンバー１２の間に配置されているサスペンションハウジング１３と、サスペンションハウジング１３に結合されている第１補強メンバー２１とを含むことができる。各フロントサイドメンバー１１は車両の長手方向に沿って延長されてよく、一対のフロントサイドメンバー１１が車両の幅方向に沿って互いに離隔されてよい。各フェンダエプロンアッパーメンバー１２は車両の長手方向に沿って延長されてよく、各フェンダエプロンアッパーメンバー１２は車両の前方に向かって曲がっていてよい。一対のフェンダエプロンアッパーメンバー１２は、車両の幅方向に沿って互いに離隔されてよい。一対のフェンダエプロンアッパーメンバー１２は、一対のフロントサイドメンバー１１より車両の外側に向かって位置してよい。各フェンダエプロンアッパーメンバー１２の前方端は、該当するフロントサイドメンバー１１の前方端に連結されてよい。

図１に示す通り、各フェンダエプロンアッパーメンバー１２は第１ロードパス（Ｌ１）を限定することができ、各フロントサイドメンバー１１は第２ロードパス（Ｌ２）を限定することができる。一対のフロントサイドメンバー１１及び一対のフェンダエプロンアッパーメンバー１２は、車両のフロントコンパートメント（ｆｒｏｎｔ ｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔ）の左右両側を限定するようになっていてよい。フロントコンパートメントは、内燃機関、電気モーターなどのような原動機（ｐｒｉｍｅ ｍｏｖｅｒ）、熱交換機などを収容するようになっていてよい。

図４及び図５に示す通り、ダッシュパネル１９が一対のフェンダエプロンアッパーメンバー１２の後方側に配置されてよく、ダッシュパネル１９はフロントコンパートメント及び乗客室を区切ることができる。図４及び図５に示す通り、エクステンション（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）１４が各フロントサイドメンバー１１の後方端に連結されてよく、エクステンション１４は、溶接などによってダッシュパネル１９の下部に付着されてよい。一例によれば、エクステンション１４及びフロントサイドメンバー１１は個別的な部品に製造され、エクステンション１４がフロントサイドメンバー１１の後方端に締め具、溶接などによって結合されてよい。他の例によれば、エクステンション１４はフロントサイドメンバー１１に一体に連結されてよく、よって、エクステンション１４及びフロントサイドメンバー１１は単一体（ｕｎｉｔａｒｙ ｏｎｅ－ｐｉｅｃｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を形成することができる。

エクステンション１４は、各フロントサイドメンバー１１の後方端からフロントピラー１８及びサイドシル（図示省略）に向かって延長されてよい。特に、エクステンション１４は、各フロントサイドメンバー１１の後方端からフロントピラー１８に向かって曲がっていてよい。

図６に示す通り、エクステンション１４は、サイドアウターメンバー１５及びサイドローワーメンバー１６を含んでよく、サイドアウターメンバー１５は、車両の上部を向く上部壁１５ａ、及び車両の外部空間を向く室外側壁１５ｂを有してよく、サイドローワーメンバー１６は、車両の下部を向く下部壁１６ａ、及び車両の内部空間を向く室内側壁１６ｂを有してよい。サイドアウターメンバー１５は、室外側壁１５ｂの下端から垂直下向きに延長された第１フランジ１５ｃを有してよく、サイドローワーメンバー１６は、下部壁１６ａから垂直下向きに延長された第２フランジ１６ｃを有してよい。サイドアウターメンバー１５の第１フランジ１５ｃ及びサイドローワーメンバー１６の第２フランジ１６ｃが締め具、溶接などによって結合されてよい。

フェンダエプロンアッパーメンバー１２の後方端及びエクステンション１４の後方端がフロントピラー１８に結合されてよい。サスペンションハウジング１３は、各フロントサイドメンバー１１及びそれに対応するフェンダエプロンアッパーメンバー１２の間に配置されてよい。一対のサスペンションハウジング１３は、車両の幅方向に沿って互いに離隔されてよい。ショックアブソーバーの上端がサスペンションハウジング１３に取り付けられてよい。サスペンションハウジング１３は、サスペンションハウジング１３の上側縁部に沿って延長された上側フランジ１３ａ、及びサスペンションハウジング１３の下側縁部に沿って延長された下側フランジ１３ｂを有してよい。上側フランジ１３ａは、締め具、溶接などによってフェンダエプロンアッパーメンバー１２に結合されてよく、下側フランジ１３ｂは、締め具、溶接などによってフロントサイドメンバー１１に結合されてよい。

図２及び図３に示す通り、サスペンションハウジング１３は、車両の内部空間を向く室内側面１３ｃ、及び車両の室外空間を向く室外側面１３ｄを有してよい。具体的に、室内側面１３ｃは、車両のフロントコンパートメントを向いてよく、室外側面１３ｄは、車両のホイールハウスを向いてよい。

図１に示す通り、第１補強メンバー２１は車両の長手方向に沿って延長されてよく、第１補強メンバー２１は、車両の前方を向く前方端３１及び車両の後方を向く後方端３２を有してよい。第１補強メンバー２１は、フェンダエプロンアッパーメンバー１２及びフロントサイドメンバー１１の間に位置することにより、第１補強メンバー２１はフェンダエプロンアッパーメンバー１２及びフロントサイドメンバー１１の間で第３ロードパス（Ｌ３）を限定することができる。

これにより車両用前方構造１０は複数のロードパス（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）を有することができるので、衝突荷重を均一に分配することができる。図２及び図３に示す通り、第１補強メンバー２１は、サスペンションハウジング１３に締め具、溶接などによって結合されてよい。第１補強メンバー２１は、『Ｃ』字形の断面を有してよい。第１補強メンバー２１は、サスペンションハウジング１３に向かって開放されたキャビティ２１ａと、第１補強メンバー２１の上側縁部に沿って延長された上側フランジ２１ｂと、第１補強メンバー２１の下側縁部に沿って延長された下側フランジ２１ｃとを有してよい。第１補強メンバー２１の上側フランジ２１ｂ及び下側フランジ２１ｃがサスペンションハウジング１３に締め具、溶接などによって結合されることにより、キャビティ２１ａは密閉され得る。すなわち、第１補強メンバー２１及びサスペンションハウジング１３は、閉鎖型の断面を形成することができる。

このように、サスペンションハウジング１３に結合された第１補強メンバー２１が閉鎖型の断面を形成することによってサスペンションハウジング１３の剛性を補強することができ、衝突荷重に対する抵抗性を高めることができる。また、車両の長手方向に沿って延長された第１補強メンバー２１がサスペンションハウジング１３に結合されることにより、車体の捩り剛性を強化することができる。

一実施形態によれば、第１補強メンバー２１は、図２に示す通り、サスペンションハウジング１３の室内側面１３ｃに結合されてよい。他の実施形態によれば、第１補強メンバー２１は、図３に示す通り、サスペンションハウジング１３の室外側面１３ｄに結合されてよい。

図１に示す通り、本発明の実施形態に係る車両用前方構造１０は、第１補強メンバー２１に付着された第１連結部４１を含むことができる。第１連結部４１は、第１補強メンバー２１の前方端３１からフロントサイドメンバー１１及びフェンダエプロンアッパーメンバー１２に向かって延長されてよい。特に、第１連結部４１の軸線は、第１補強メンバー２１の軸線に対して直交する。第１連結部４１の上端が締め具、溶接などによってフェンダエプロンアッパーメンバー１２に結合され、第１連結部４１の下端が締め具、溶接などによってフロントサイドメンバー１１に結合されることにより、第１連結部４１は、フロントサイドメンバー１１及びそれに対応するフェンダエプロンアッパーメンバー１２を連結することができる。

図１に示す通り、本発明の実施形態に係る車両用前方構造１０は、第１補強メンバー２１の中間に付着された第２連結部４２を含むことができる。第２連結部４２は、第１補強メンバー２１の中間からフロントサイドメンバー１１に向かって延長されてよい。特に、第２連結部４２の軸線は、第１補強メンバー２１の軸線に対して直交する。第２連結部４２の上端が第１補強メンバー２１の中間に一体に連結されてよく、第２連結部４２の下端がフロントサイドメンバー１１に結合されることにより、第２連結部４２は、第１補強メンバー２１及びフロントサイドメンバー１１を連結することができる。

図１に示す通り、サスペンションハウジング１３の剛性を補強するためのサポートブラケット４３が、締め具、溶接などによってサスペンションハウジング１３の室内側面１３ｃに結合されてよい。第２連結部４２は、サポートブラケット４３の長手方向に沿って一列に配置されてよい。すなわち、第２連結部４２の軸線は、サポートブラケット４３の軸線に一列に整列されてよい。第２連結部４２の上端が締め具、溶接などによってサポートブラケット４３の下端に結合されてよく、第２連結部４２の下端が締め具、溶接などによってフロントサイドメンバー１１に結合されてよい。

これにより、サスペンションハウジング１３に印加される荷重が第２連結部４２及びサポートブラケット４３を通じて分配され得る。このように、サポートブラケット４３の下端が第２連結部４２の上端に結合されることにより、サポートブラケット４３に作用する荷重が第２連結部４２及び第１補強メンバー２１を通じて分配でき、サポートブラケット４３に作用するモーメントが減少するので、耐久性及び剛性などが増大できる。

一実施形態によれば、第１連結部４１は、第１補強メンバー２１の前方端３１に一体に連結されてよく、第２連結部４２は、第１補強メンバー２１の中間部に一体に連結されてよい。よって、第１補強メンバー２１、第１連結部４１、及び第２連結部４２は、単一体（ｕｎｉｔａｒｙ ｏｎｅ－ｐｉｅｃｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を形成することができる。

図１に示す通り、本発明の実施形態に係る車両用前方構造１０は、第１補強メンバー２１の後方端に連結された第２補強メンバー２２をさらに含むことができる。第２補強メンバー２２は、サスペンションハウジング１３の後方に配置されてよい。図４及び図５に示す通り、第２補強メンバー２２は、サスペンションハウジング１３及びダッシュパネル１９の間に介在されてよい。第２補強メンバー２２の前方面がサスペンションハウジング１３の後方縁部に溶接などによって結合されてよく、第２補強メンバー２２の後方面がダッシュパネル１９の前面に溶接などによって結合されてよい。

図４に示す通り、第２補強メンバー２２の上端２２ａは、フロントピラー１８の上端に隣接してよい。図６に示す通り、第２補強メンバー２２の上端２２ａは、溶接などによってフェンダエプロンアッパーメンバー１２に結合されてよい。

図６に示す通り、第２補強メンバー２２の下端２２ｂは溶接などによってエクステンション１４に結合されてよく、第２補強メンバー２２の下端２２ｂは、エクステンション１４のサイドアウターメンバー１５の上部壁１５ａの開口１５ｄを通じてエクステンション１４の内部に挿入されてよい。第２補強メンバー２２の下端２２ｂは、サイドアウターメンバー１５の室外側壁１５ｂ、並びにサイドローワーメンバー１６の室内側壁１６ｂ及び下部壁１６ａに溶接などによって結合されてよい。

図１に示す通り、本発明の実施形態に係る車両用前方構造１０は、複数のロードパス（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）を有することができる。複数のロードパス（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）は、フェンダエプロンアッパーメンバー１２によって限定された第１ロードパス（Ｌ１）と、フロントサイドメンバー１１によって限定された第２ロードパス（Ｌ２）と、第１補強メンバー２１によって限定された第３ロードパス（Ｌ３）からなり得る。車両の衝突時に発生した衝突荷重が、第１ロードパス（Ｌ１）、第２ロードパス（Ｌ２）、第３ロードパス（Ｌ３）を通じて伝えられてよい。

第１ロードパス（Ｌ１）及び第２ロードパス（Ｌ２）を通じて伝えられる荷重が第１連結部４１を通じて第３ロードパス（Ｌ３）に伝えられることにより衝突荷重が分配でき、特に第１連結部４１がフェンダエプロンアッパーメンバー１２及びフロントサイドメンバー１１を連結することにより、フェンダエプロンアッパーメンバー１２及びフロントサイドメンバー１１は荷重によって隔てられることが防止できる。また、第２補強メンバー２２が第１ロードパス（Ｌ１）、第２ロードパス（Ｌ２）、及び第３ロードパス（Ｌ３）に伝えられた荷重に抵抗することができ、よって、ダッシュパネル１９の変形が最少化できるので、乗客室がより安定的に保護される。

以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に示したもので、この実施形態によって限定されるものではない。

１１ フロントサイドメンバー
１２ フェンダエプロンアッパーメンバー
１３ サスペンションハウジング
１３ａ 上側フランジ
１３ｂ 下側フランジ
１３ｃ 室内側面
１３ｄ 室外側面
１４ エクステンション
１５ サイドアウターメンバー
１５ａ 上部壁
１５ｂ 室外側壁
１５ｃ 第１フランジ
１５ｄ 開口
１６ サイドローワーメンバー
１６ａ 下部壁
１６ｂ 室内側壁
１６ｃ 第２フランジ
１８ フロントピラー
１９ ダッシュパネル
２１ 第１補強メンバー
２１ａ キャビティ
２１ｂ 上側フランジ
２１ｃ 下側フランジ
２２ 第２補強メンバー
２２ａ 上端
２２ｂ 下端
３１ 前方端
３２ 後方端
４１ 第１連結部
４２ 第２連結部
Ｌ１ 第１ロードパス
Ｌ２ 第２ロードパス

Claims (10)

1. フロントサイドメンバー及びフェンダエプロンアッパーメンバーの間に配置されているサスペンションハウジングと、
   車両の長手方向に沿って延長され、前記サスペンションハウジングに結合されている第１補強メンバーと、
   前記第１補強メンバーに付着され、前記フェンダエプロンアッパーメンバー及び前記フロントサイドメンバーを連結する第１連結部と、を含み、
   前記第１補強メンバーの中間から前記フロントサイドメンバーに向かって延長されている第２連結部を含み、
   前記第２連結部の上端が第１補強メンバーに連結され、前記第２連結部の下端が前記フロントサイドメンバーに結合され、
   前記サスペンションハウジングに結合されるサポートブラケットをさらに含み、前記第２連結部は、前記サポートブラケットの長手方向に沿って整列されることを特徴とする車両用前方構造。
2. 前記第１補強メンバーは、前記サスペンションハウジングに向かって開放されているキャビティと、前記第１補強メンバーの上側縁部に沿って延長されている上側フランジと、前記第１補強メンバーの下側縁部に沿って延長されている下側フランジとを含んでなり、
   前記上側フランジ及び下側フランジが前記サスペンションハウジングに結合されることによって前記キャビティは密閉されることを特徴とする請求項１に記載の車両用前方構造。
3. 前記第１連結部は、前記第１補強メンバーの前方端から前記フェンダエプロンアッパーメンバー及び前記フロントサイドメンバーに向かって延長されることを特徴とする請求項１に記載の車両用前方構造。
4. 前記第１連結部の上端が前記フェンダエプロンアッパーメンバーに結合され、前記第１連結部の下端が前記フロントサイドメンバーに結合されることを特徴とする請求項３に記載の車両用前方構造。
5. 前記第１連結部の軸線は、前記第１補強メンバーの軸線に対して直交することを特徴とする請求項１に記載の車両用前方構造。
6. 前記第２連結部の上端が前記サポートブラケットの下端に結合され、前記第２連結部の下端が前記フロントサイドメンバーに結合されることを特徴とする請求項１に記載の車両用前方構造。
7. 前記サスペンションハウジングの後方に配置されているダッシュパネルと、
   前記サスペンションハウジング及び前記ダッシュパネルの間に介在されている第２補強メンバーと、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用前方構造。
8. 前記第２補強メンバーは、前記第１補強メンバーの後方端に連結され、前記第２補強メンバーは、前記フェンダエプロンアッパーメンバー及び前記ダッシュパネルの間に介在されることを特徴とする請求項７に記載の車両用前方構造。
9. 前記第２補強メンバーの上端は、前記フェンダエプロンアッパーメンバーに結合されることを特徴とする請求項７に記載の車両用前方構造。
10. 前記フロントサイドメンバーの後方端に連結されているエクステンションをさらに含み、
    前記第２補強メンバーの下端は前記エクステンションに結合されることを特徴とする請求項７に記載の車両用前方構造。
    

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