JPWO2015001973A1

JPWO2015001973A1 - 車体前部構造

Info

Publication number: JPWO2015001973A1
Application number: JP2015525138A
Authority: JP
Inventors: 陽大東; 知幸金田; 幸生森田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2014-06-19
Publication date: 2017-02-23
Anticipated expiration: 2034-06-19
Also published as: CN105517882A; EP3018041B1; WO2015001973A1; RU2615237C1; MX2015017584A; EP3018041A1; JP6041054B2; CN105517882B; BR112015032835A2; US9643659B2; BR112015032835B1; EP3018041A4; US20170001669A1; MY161701A; MX345882B

Abstract

フロアトンネル（４）を有した車両（１）の車体前部構造において、車両外側からフロアトンネル先端部の先端稜線部に沿って先端稜線部の車両上端から車両前後方向に設けられた各フロアトンネルメンバー（７）の付け根部（７ａ）までの全体を、Ｕ字型メンバー（８）で覆う構造とした。更に、このＵ字型メンバー（８）と車両前後方向に設けられた一対のフロントサイドメンバー（１４）とを、一対のダッシュロアクロスメンバー（１５）で連結させた。

Description

本発明は、車体前部構造に関する。

例えば、特許文献１は、衝突性能、特に前面衝突性能向上を目的に設定したフロアクロスメンバーについて言及している。かかる特許文献１では、ダッシュパネルとフロア結合部を、フロアクロスメンバーによって車室内側から覆う形状を取り、サイドシル間を連続で結ぶように構成している。

したがって、特許文献１の構造によれば、前面衝突時のキャビンの車体変形を抑えるために充分な車体剛性を確保することができ、またサイドシル部までを使った広範囲での衝突エネルギー吸収が可能である。

米国特許第２００５−０１４０１７９Ａ１号明細書

ところで、車体構造において、ダッシュパネル〜フロアトンネル周辺構造は衝突、音振、操縦安定性能に各々影響する重要な構造部位の一つである。特に音振性能を向上（車室内騒音レベル低減）させる場合、ダッシュパネルとフロアトンネルとの結合剛性が重要となる。音振性能、特にロードノイズ、エンジンこもり音などの１００〜２００Ｈｚの周波数領域では、フロアトンネル先端部が横方向へ倒れる変形（以下、ひしゃげ変形という）が発生する。その結果、このひしゃげ変形によりフロントフロアが上下に振動するモードが励起され、車室内空気の体積変化が起こり、車室内騒音レベルが増大する問題が発生する。

特許文献１の構造では、フロアトンネル側面部とフロアクロスメンバー間のスペースが小さく、ひしゃげ変形を抑制するだけの十分な断面が十分確保されていない。そのため、ひしゃげ変形を抑制するフロアトンネル側面部の剛性が充分ではなく、また、フロアクロスメンバーの骨格構造は、ひしゃげ変形時にフロアトンネルメンバーに働く力を分散させることができない。その結果、特許文献１の構造では車体変形が生じて車室内騒音レベルが増大する。

そこで、本発明は、車体変形を抑制して音振性能を改善できる車体前部構造を提供するものである。

本発明の車体前部構造では、車両の床下に車室内へ突出するフロアトンネルが車両前後方向に形成されており、フロアトンネルの車両前方であるフロアトンネル先端部を、車両外側から先端稜線部に沿って車両上端から車両前後方向に設けられた各フロアトンネルメンバーの付け根部までの全体を覆う第１車体前部補強メンバーを有することを特徴としている。

図１は、本実施形態の車体前部構造のうち、車両外側から見た前部および下部の構造を示す斜視図である。図２は、本実施形態の車体前部構造の、車室内の構造を示す斜視図である。図３は、第１車体前部補強メンバーの拡大斜視図である。図４は、第１車体前部補強メンバーがフロアトンネル先端部に対して取り付けられた部位を拡大して示す斜視図である。図５は、第１車体前部補強メンバーの各部位がフロアトンネル先端部に対して取り付けられる部位を示す拡大斜視図である。図６は、第２車体前部補強メンバーの拡大斜視図である。図７は、第２車体前部補強メンバーが室内に設けられた車室内床面上メンバーと連結されたことを示す斜視図である。図８は、第３車体前部補強メンバーの拡大斜視図である。図９は、第４車体前部補強メンバーの拡大斜視図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、車両外側から見た車体前部構造のうち、車両外側から見た前部および下部の構造を示す斜視図（車両の前下方の位置より車両下部を仰ぎ見る場合の斜視図）である。図２は、車体前部構造の、車室内の構造を示す斜視図（車両側面の位置から、車室内部を覗き見る場合の斜視図）である。なお、図１、図２において、矢印ＦＲは車両前方、矢印ＲＲは車両後方、矢印Ｈは車両高さ、矢印Ｗは車幅の方向をそれぞれ示す。

車体１の床下２には、車室３内へ突出するようにフロアトンネル４が形成されている。フロアトンネル４は、ダッシュパネル５とフロアパネル６の交差する部位から車両後方ＲＲへ車両前後方向に沿って、車幅方向Ｗの中央部に、連続して形成されている。ダッシュパネル５とフロアパネル６の交差する部位には先端稜線部１ａがあり、先端稜線部１ａによってダッシュパネル５とフロアパネル６は連結している。この車体１には、フロアトンネル４の先端部位における強度を補強するための４つの補強メンバー（第１〜４車体前部補強メンバー）が設けられており、これら４つの補強メンバーは車体前部構造の一部を構成している。

先ず、車体前部構造を構成する第１車体前部補強メンバーであるＵ字型メンバー８は、図１に示すように、フロアトンネル４の車両前方ＦＲ方向のフロアトンネル先端部に対して車両外側から取り付けられる。Ｕ字型メンバー８は、先端稜線部１ａを車両外側から覆うように取り付けられる。Ｕ字型メンバー８は、先端稜線部１ａの車両上端側の端部から、車両前後方向に設けられた一対のフロアトンネルメンバー７の付け根部７ａに至るまでの、先端稜線部１ａの全体を覆う。一対のフロアトンネルメンバー７は、フロアトンネル４とフロアパネル６を連結している。

図３に示すように、Ｕ字型メンバー８の全体形状は、車両下方に開口する逆Ｕ字形状となっており、Ｕ字型メンバー８は、Ｕ字部８ａ、一対の延在部８ｂ、一対のフロアトンネルメンバー結合部８ｃとを有している。Ｕ字部８ａはフロアトンネル４のＵ字形状に合わせて形成されており、一対の延在部８ｂは、Ｕ字部８ａの先端、すなわちＵ字部８ａの車両上端側の端部から、一対のフロアトンネルメンバー７へと延びている。各々の延在部８ｂの先端にフロアトンネルメンバー結合部８ｃが設けられている。Ｕ字部８ａ、一対の延在部８ｂ、一対のフロアトンネルメンバー結合部８ｃは、鋼板をプレス成形することにより一体形成され、Ｕ字型メンバー８を一体的に構成している。

図３に示すように、Ｕ字型メンバー８の車体１への結合部は、外周部、内周部、端部の３ヶ所から構成されている。

Ｕ字型メンバー８には、Ｕ字部８ａ、一対の延在部８ｂ、一対のフロアトンネルメンバー結合部８ｃに渡って連続するフランジ部９が一体形成されている。フランジ部９は、Ｕ字型メンバー８の車体１への結合部の外周部に対応している。図４及び図５に示すように、Ｕ字型メンバー８の外周部は、ダッシュパネル５、フロアトンネル先端パネル１０、フランジ部９の３つを重ねて結合する部位と、フロントフロアパネル１１、フランジ部９の２つを重ねて結合する部位とに分かれている。

またＵ字型メンバー８には、フロアトンネル４の先端側面部１２に沿う形状とされた折り曲げ部１３が一体形成されている。折り曲げ部１３は、Ｕ字型メンバー８の車体１への結合部の内周部に対応している。折り曲げ部１３が、前述のフロアトンネル４の先端側面部１２にスポット溶接されて結合されている。

またＵ字型メンバー８には、一対のフロアトンネルメンバー結合部８ｃが一体形成されている。一対のフロアトンネルメンバー結合部８ｃは、Ｕ字型メンバー８の車体１への結合部の端部に対応している。フロアトンネルメンバー７の先端である付け根部７ａに、フロアトンネルメンバー結合部８ｃがスポット溶接されて結合されている。このフロアトンネルメンバー結合部８ｃは、フロアトンネルメンバー７の付け根部７ａを覆うようにして結合されている。

このようにして車体１に結合されたＵ字型メンバー８は、フロアトンネル先端部の形状に合わせて先端稜線部１ａを覆うと共に、Ｕ字型メンバー８は、フロアトンネルメンバー７に直接連結された構造となっている。

第２車体前部補強メンバーである一対のダッシュロアクロスメンバー１５は、図１、図６及び図７に示すように、Ｕ字型メンバー８と、車両前後方向に設けられた一対のフロントサイドメンバー１４の下端付け根部１４ａとを連結している。さらに一対のダッシュロアクロスメンバー１５は、ダッシュパネル５にも固定されている。

ダッシュロアクロスメンバー１５は、その外周全体にフランジ部１６が形成されており、ダッシュロアクロスメンバー１５は、そのフランジ部１６がスポット溶接されることにより、Ｕ字型メンバー８、フロントサイドメンバー１４の下端付け根部１４ａ、およびダッシュパネル５に結合されている。すなわち、ダッシュロアクロスメンバー１５のフランジ部１６を介して、ダッシュロアクロスメンバー１５は車体１と結合している。

平面視で長方形状をなすダッシュロアクロスメンバー１５の一端部１５ａ（フロアトンネル４に近いほうの側に位置する、フランジ部１６の端部）は、Ｕ字型メンバー８の延在部８ｂにスポット溶接されて結合されている。また、ダッシュロアクロスメンバー１５の他端部１５ｂ（フロアトンネル４から遠い側に位置する、フランジ部１６の端部）は、フロントサイドメンバー１４の付け根部１４ａにスポット溶接されて結合されている。このダッシュロアクロスメンバー１５の他端部１５ｂは、図６および図７に示すように、フロントサイドメンバー１４の付け根部１４ａと一致して設けられる車室内床面上メンバー１７とも結合されている。そして、ダッシュロアクロスメンバー１５のフランジ部１６のうち、一端部１５ａおよび他端部１５ｂを除く部位は、ダッシュパネル５にスポット溶接されて結合されている。

第３車体前部補強メンバーである一対の上部ダッシュクロスメンバー１９は、図２及び図８に示すように、一対のフロントサイドメンバー１４の下端付け根部１４ａの近傍と一対のダッシュサイドパネル１８までを連続で連結する。

上部ダッシュクロスメンバー１９は、断面形状を略台形状とした本体部２０と、その本体部２０の外周に形成されるフランジ部２１とを有している。平面視で長方形状をなす上部ダッシュクロスメンバー１９の一端部１９ａ（フロアトンネル４に近いほうの側に位置する、フランジ部２１の端部）は、フロントサイドメンバー１４の下端付け根部１４ａの近傍でダッシュパネル５にスポット溶接されて結合されている。また、上部ダッシュクロスメンバー１９の他端部１９ｂ（フロアトンネル４から遠い側に位置する、フランジ部２１の端部）は、ダッシュサイドパネル１８にスポット溶接されて結合されている。そして、上部ダッシュクロスメンバー１９のフランジ部２１のうち、一端部１９ａおよび他端部１９ｂを除く部位は、ホイールハウスパネル２２にスポット溶接されて結合されている。

なお、上部ダッシュクロスメンバー１９を車両外側に設けて、この上部ダッシュクロスメンバー１９の一端部１９ａをダッシュロアクロスメンバー１５に結合させてもよい。

第４車体前部補強メンバーである一対の下部ダッシュクロスメンバー２５は、図２及び図９に示すように、一対のフロントサイドメンバー１４の下端付け根部１４ａと一対のサイドシル２３の車両先端部２３ａまでを連続で連結する。

下部ダッシュクロスメンバー２５は、平面視で長方形状をなす本体部２６と、その本体部２６の外周に形成されるフランジ部２７とを有している。この下部ダッシュクロスメンバー２５の一端部２５ａ（フロアトンネル４に近いほうの側に位置する、フランジ部２７の端部）は、フロントサイドメンバー１４の下端付け根部１４ａと一致して設けられる車室内床面上メンバー１７の先端部１７ａにスポット溶接されて結合されている。また、下部ダッシュクロスメンバー２５の他端部２５ｂ（フロアトンネル４から遠い側に位置する、フランジ部２７の端部）は、サイドシル２３の車両先端部２３ａにスポット溶接されて結合されている。そして、下部ダッシュクロスメンバー２５のフランジ部２７のうち、一端部２５ａおよび他端部２５ｂを除く部位は、ホイールハウスパネル２２にスポット溶接されて結合されている。

なお、下部ダッシュクロスメンバー２５を車両外側に設けて、この下部ダッシュクロスメンバー２５の一端部２５ａをダッシュロアクロスメンバー１５に結合させてもよい。

前述した第１〜４車体前部補強メンバーを備えた車体前部構造の車両外側では、Ｕ字型メンバー８がフロアトンネル先端部全体を覆ってフロアトンネルメンバー７に結合され、そのＵ字型メンバー８とフロントサイドメンバー１４の付け根部１４ａにダッシュロアクロスメンバー１５が結合された構造とされている。このため、Ｕ字型メンバー８がフロアトンネルメンバー７である骨格部材と結合し、ダッシュロアクロスメンバー１５がフロントサイドメンバー１４である骨格部材と結合した構造となっている。

また、第１〜４車体前部補強メンバーを備えた車体前部構造の車室内側では、上部ダッシュクロスメンバー１９がフロントサイドメンバー１４である骨格部材と結合されると共にダッシュサイドパネル１８に結合され、下部ダッシュクロスメンバー２５が車室内床面上メンバー１７及びサイドシル２３である骨格部材に結合した構造となっている。

本実施形態の車体前部構造によれば、第１車体前部補強メンバーであるＵ字型メンバー８がフロアトンネル先端部全体を直接覆っているため、このフロアトンネル４の先端部における強度を向上させることができる。その結果、車体変形を抑制することができ、音振性能を改善できる。

すなわち、本実施形態の車体前部構造によれば、第１車体前部補強メンバーがフロアトンネル先端部の剛性を高めるため、フロアトンネル先端部のひしゃげ変形によるせん断、捻り応力を直接的に抑制することができる。その結果、車体変形が抑制されて音振性能が改善される。

また、Ｕ字型メンバー８がフロアトンネルメンバー７である骨格部材に結合されているので、このフロアトンネルメンバー７を骨格構造の一部として使用でき、車体１に入力される外力をフロアトンネルメンバー７へ応力分散させることができる。これにより、ロードノイズやエンジンこもり音等の１００〜２００Ｈｚの周波数領域でフロアトンネル先端部が横方向へ倒れるひしゃげ変形を生じさせる、せん断応力や捩れ入力は、Ｕ字型メンバー８を通じてフロアトンネルメンバー７に分散することとなり、その結果、フロアトンネル先端部に生じるひしゃげ変形を抑えることができる。

また、本実施形態の車体前部構造によれば、第２車体前部補強メンバーであるダッシュロアクロスメンバー１５がフロントサイドメンバー１４である骨格部材に結合されているので、このフロントサイドメンバー１４を骨格構造の一部として使用でき、フロアトンネル４に生じる外力をフロントサイドメンバー１４へ応力分散させることができる。また、ダッシュロアクロスメンバー１５がＵ字型メンバー８と結合されているので、これらダッシュロアクロスメンバー１５とＵ字型メンバー８によって、フロアトンネル先端部の強度が向上する。また、ダッシュロアクロスメンバー１５が車室内床面上メンバー１７を介して下部ダッシュクロスメンバー２５と結合しているので、それらのメンバーへ応力分散させることができる。

また、本実施形態の車体前部構造によれば、第３車体前部補強メンバーである上部ダッシュクロスメンバー１９がフロントサイドメンバー１４の下端付け根部１４ａの近傍に連結されているので、このフロントサイドメンバー１４を骨格構造の一部として使用でき、車体に入力される外力をフロントサイドメンバー１４へ応力分散させることができる。また、上部ダッシュクロスメンバー１９がダッシュサイドパネル１８に連結されているので、このダッシュサイドパネル１８へフロアトンネル４に生じる外力を分散させることができる。

また、本実施形態の車体前部構造によれば、第４車体前部補強メンバーである下部ダッシュクロスメンバー２５がフロントサイドメンバー１４の下端付け根部１４ａに結合されているので、このフロントサイドメンバー１４を骨格構造の一部として使用でき、フロアトンネル４に生じる外力をフロントサイドメンバー１４へ応力分散させることができる。また、下部ダッシュクロスメンバー２５がサイドシル２３と結合されているので、この下部ダッシュクロスメンバー２５を介してサイドシル２３にフロアトンネル４で生じた外力を分散させることができる。

また、下部ダッシュクロスメンバー２５がフロントサイドメンバー１４の下端付け根部１４ａと一致して設けられる車室内床面上メンバー１７と連結されているので、この車室内床面上メンバー１７を骨格構造の一部として使用でき、フロアトンネル４に生じる外力を車室内床面上メンバー１７へ応力分散させることができる。

前述した応力分散により、車体１に入力される外力は、車体を構成する骨格構造の全体に分散することになり、特定部分に入力された外力が集中することがない。特に、フロアトンネル４に生じる力が分散し、フロアトンネル先端部およびフロアトンネル４が横方向へ倒れるようなひしゃげ変形を抑制することができる。車室内空気の体積変化を伴う骨格構造の変形モードが抑えられるため、車室内騒音レベルの増大を効果的に抑えることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は本発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎず、本発明は当該実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的範囲は、上記実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。

本出願は、２０１３年７月２日に出願された日本国特許願第２０１３−１３８６１３号に基づく優先権を主張しており、この出願の全内容が参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、フロアトンネルを有する車両に利用できる。

１車両
２床下
４フロアトンネル
５ダッシュパネル
６フロアパネル
７フロアトンネルメンバー
８Ｕ字型メンバー（第１車体前部補強メンバー）
１４フロントサイドメンバー
１５ダッシュロアクロスメンバー（第２車体前部補強メンバー）
１７車室内床面上メンバー
１８ダッシュサイドパネル
１９上部ダッシュクロスメンバー（第３車体前部補強メンバー）
２２ホイールハウスパネル
２３サイドシル
２５下部ダッシュクロスメンバー（第４車体前部補強メンバー）

Claims

車両の床下に車室内へ突出するフロアトンネルが車両前後方向に形成されており、
前記フロアトンネルの車両前方であるフロアトンネル先端部を、車両外側から先端稜線部に沿って車両上端から車両前後方向に設けられた各フロアトンネルメンバーの付け根部までの全体を覆う第１車体前部補強メンバーを有する
ことを特徴とする車体前部構造。
請求項１記載の車体前部構造であって、
前記第１車体前部補強メンバーは、前記フロアトンネルメンバーに結合されていること
を特徴とする車体前部構造。
請求項１または請求項２記載の車体前部構造であって、
前記第１車体前部補強メンバーと、車両前後方向に設けられた各フロントサイドメンバーの下端付け根部とを連結してダッシュパネルに固定される第２車体前部補強メンバーを有すること
を特徴とする車体前部構造。
請求項３に記載の車体前部構造であって、
前記各フロントサイドメンバーの下端付け根部近傍とダッシュサイドパネル部までを連続で連結する第３車体前部補強メンバーを有すること
を特徴とする車体前部構造。
請求項３または請求項４記載の車体前部構造であって、
前記各フロントサイドメンバーの下端付け根部とサイドシルの車両先端部までを連続で連結する第４車体前部補強メンバーを有すること
を特徴とする車体前部構造。
請求項３または請求項４記載の車体前部構造であって、
前記各フロントサイドメンバーの下端付け根部と一致して設けられる車室内床面上メンバーとサイドシルの車両先端部までを連続で連結する第４車体前部補強メンバーを有すること
を特徴とする車体前部構造。