WO2016120992A1

WO2016120992A1 - 車体構造

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Publication number: WO2016120992A1
Application number: PCT/JP2015/052177
Authority: WO
Inventors: 幸宏濱田; 達三富田; 裕毅米川; 悠記本多; 直也小泉; 愛花山下
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2015-01-27
Filing date: 2015-01-27
Publication date: 2016-08-04
Anticipated expiration: 2017-07-27

Abstract

　ダッシュパネル（１１）の下部傾斜部（１１ａ）の下面に、車両前後方向に延設される補強部材（１７）が結合される。補強部材（１７）の傾斜部（１７ａ）の下面に固定される取付部材（３１）に、フロントサブフレーム（１９）の車両後端部（１９ｂ２）を固定具（３３）により締結固定する。車両が前方から衝撃を受けてフロントサブフレーム（１９）が後退すると、固定具（３３）の上端が傾斜部（１７ａ）に沿って下方に押下げられて、フロントサブフレーム（１９）の車両後端部（１９ｂ２）が車体から離脱する。

Description

車体構造

　本発明は、フロントサブフレームを備える車体構造に関する。

　車両のサスペンション部品などを支持するフロントサブフレームは、車体前後方向に延設されるサイドメンバなどの車体フレームの下部に取り付けられる。特許文献１の車体構造は、車両前方から衝撃荷重を受けたフロントサブフレームが、車体に設けた補強部材に後部が当接して中央部が車両下方にＶ字状に屈曲し、最終的に車体から離脱する。

特開２０１４－１３９０５５号公報

　しかし、上記従来の車体構造は、車両前部に配置されるエンジンの車両前後方向長さが長いなどの要因で、クラッシュストロークを充分確保できない場合に、フロントサブフレームが屈曲せず車体から離脱しないことがある。

　そこで、本発明は、フロントサブフレームが、車両前方から衝撃荷重を受けたときに、車体から容易に離脱できるようにすることを目的としている。

　本発明は、ダッシュパネルの下部傾斜部の下部に、車両上下方向の下部が上部よりも車両後方側となるよう傾斜する傾斜部を有する補強部材が設けられる。補強部材の傾斜部に設けられた取付部材に、フロントサブフレームの車両後端部を固定する固定具を備える。固定具は、フロントサブフレームから上方に突出する上部が補強部材の傾斜部に近接配置されている。

　本発明によれば、フロントサブフレームが車両前方から衝撃荷重を受けたときに、固定具の上部が補強部材の傾斜部に接触し傾斜部に沿ってフロントサブフレームと共に下方に移動する。これにより、フロントサブフレームの車両後部が補強部材から外れて車体から容易に離脱する。

図１は、本発明の一実施形態に係わる車体構造を示す、図２のＡ－Ａ断面図である。図２は、図１の車体構造を備える車体前部を下方から見た底面図である。図３は、図１のＢ－Ｂ断面図である。図４は、図１の要部の拡大した断面図である。図５は、図１の車体構造を備える車両が前方から衝撃を受けたときの作用説明図である。図６は、本発明の他の実施形態を示す、図４に対応する断面図である。

　以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。

　図１及び図２は、本発明の一実施形態に係わる車両前部の車体構造を示す。図中で矢印ＦＲは車体前方、矢印ＬＨは車体左方、矢印ＵＰは車体上方、をそれぞれ示す。

　車体下方から見た図２に示すように、車幅方向両側には車体前後方向に向けて左右一対のサイドメンバ１を延設している。左右のサイドメンバ１の前端部には、バンパステイ３を介して、車幅方向に延設されるバンパレインフォース５を結合している。図１では、バンパステイ３とバンパレインフォース５は省略している。

　図１に示すように、サイドメンバ１は、車体前部のエンジンコンパートメント７内で車体上下方向のほぼ中央に位置するサイドメンバ前部１ａを備える。エンジンコンパートメント７の後方の車室９側のサイドメンバ１は、サイドメンバ前部１ａの後端から下方に屈曲して車体下部に位置するサイドメンバ後部１ｂ（図２参照）を備える。エンジンコンパートメント７と車室９とは、ダッシュパネル１１により仕切られている。

　図１に示すように、ダッシュパネル１１は、下部が後方に向けて湾曲するようにして屈曲する下部傾斜部としての湾曲部１１ａを備え、湾曲部１１ａの後端はフロアパネル１３の前端部に連結される。フロアパネル１３の車幅方向中央には、図２に示すフロアトンネル１５が設けられている。フロアトンネル１５は、フロアパネル１３に対し車室９側に突出した状態で車両前後方向に延設される。フロアトンネル１５の前端部は、図１のＢ－Ｂ断面図である図３に示す湾曲部１１ａの車室９側に突出するトンネル部１１ａｔに接合される。

　トンネル部１１ａｔからフロアトンネル１５の前端部付近にわたり、これらの車幅方向両側の下面には、トンネル部１１ａｔ及びフロアトンネル１５を補強する補強部材となるトンネルメンバ１７を設けている。トンネルメンバ１７は、図３に示すようにトンネル部１１ａｔ及びフロアトンネル１５の車幅方向両端部の下部にて、トンネル部１１ａｔ及びフロアトンネル１５との間で閉断面を形成する。すなわち、トンネルメンバ１７は、底面１７ｂ及び、底面１７ｂの車幅方向両端から上方に向けて立ち上がる左右の側面１７ｃ，１７ｄを備える。側面１７ｃ，１７ｄの上端がトンネル部１１ａｔ及びフロアトンネル１５に接合固定される。

　トンネルメンバ１７は、ダッシュパネル１１の湾曲部１１ａに対応するトンネルメンバ湾曲部１７ａを備えている。トンネルメンバ湾曲部１７ａは、車両上下方向の下部が上部よりも車両後方側となるよう傾斜する傾斜部を構成している。

　サイドメンバ前部１ａの下方にフロントサブフレーム１９が位置している。フロントサブフレーム１９は、車体前部にて車幅方向に延設されるフロント部１９ａと、車体後部に位置するリア部１９ｂと、フロント部１９ａとリア部１９ｂとを車幅方向両端でそれぞれ連結する左右一対のサイド部１９ｃと、を備える。サイド部１９ｃは車体前後方向に延設される。フロントサブフレーム１９の上方領域がエンジンコンパートメント７となる。

　フロント部１９ａは、図示しない冷却系部品などを支持する。フロント部１９ａが支持する冷却系部品は、サイドメンバ前部１ａの前端部に下部が結合する左右一対のサイド部材２１及び、左右一対のサイド部材２１相互を連結する上部部材２３にも支持される。

　リア部１９ｂは、図示しない足回り部品及び操作系部品を支持する。リア部１９ｂは、図２に示すように、車幅方向及び車体前後方向に長く全体としてほぼ矩形状に形成されている。リア部１９ｂの車幅方向両端の車体前端部には、車幅方向外側の斜め前方に突出する突出部１９ｂ１が形成され、突出部１９ｂ１をサイド部１９ｃの後端に連結している。

　次に、フロントサブフレーム１９の車体側への取付構造について説明する。

　左右のサイドメンバ前部１ａの各前端部に、上下方向に延設される前部連結部材２５の上端をそれぞれ連結する。左右の各前部連結部材２５の下端は、フロントサブフレーム１９のフロント部１９ａの車幅方向端部にそれぞれ連結する。すなわち、フロントサブフレーム１９のフロント部１９ａは、図２に示す支持点Ｐにおいて前部連結部材２５によりサイドメンバ前部１ａに支持される。

　左右のサイドメンバ前部１ａの各後端部に、上下方向に延設される中央連結部材２７の上端をそれぞれ連結する。左右の各中央連結部材２７の下端は、フロントサブフレーム１９のリア部１９ｂの突出部１９ｂ１付近にそれぞれ連結する。すなわち、フロントサブフレーム１９のリア部１９ｂの前部は、図２に示す支持点Ｑにおいて中央連結部材２７によりサイドメンバ前部１ａに支持される。

　フロントサブフレーム１９のリア部１９ｂの車両前後方向ほぼ中央は、車幅方向両側にて後部連結部材２９の内側端部をそれぞれ連結する。各後部連結部材２９の車幅方向外側端部は、左右のサイドメンバ後部１ｂにそれぞれ連結する。すなわち、フロントサブフレーム１９のリア部１９ｂの車両前後方向中央は、図２に示す支持点Ｒにおいて後部連結部材２９によりサイドメンバ後部１ｂに支持される。

　図１に示すように、フロントサブフレーム１９のリア部１９ｂの後端部１９ｂ２は、取付部材としてのブラケット３１及び、固定具としてのボルト３３を介してトンネルメンバ１７に連結している。すなわち、フロントサブフレーム１９のリア部１９ｂの後端部１９ｂ２は、図２に示す支持点Ｓにおいてブラケット３１及びボルト３３によりトンネルメンバ１７に支持されている。

　ブラケット３１は、トンネルメンバ湾曲部１７ａの下面に溶接固定されている。ブラケット３１は、図４に拡大して示すように、底面部３１ａと、底面部３１ａの前端から上方に向けて屈曲して上下方向に延設される縦面部３１ｂとを有する。底面部３１ａと縦面部３１ｂの各端部のフランジ３１ａｆ及び３１ｂｆを、トンネルメンバ湾曲部１７ａの下面に接合固定する。

　ブラケット３１は、さらに車幅方向両側部にほぼ三角形状の側面部３１ｃを有する。側面部３１ｃの上端を、図３に示すようにトンネルメンバ湾曲部１７ａの側面１７ｃ，１７ｄの下部に溶接固定する。

　フロントサブフレーム１９のリア部１９ｂの後端部１９ｂ２は、平坦な上面１９ｂ３をブラケット３１の底面部３１ａに当接させて、ボルト３３及びナット３５を用いて締結固定する。ボルト３３は、フロントサブフレーム１９の上下方向に貫通するボルト挿入孔に下方から上方に向けて挿入し、ブラケット３１の底面部３１ａの上に溶接固定しているナット３５に締結する。

　ボルト挿入孔を備える部分のフロントサブフレーム１９内には、円筒形状のカラーもしくは防振ゴムなどからなるスペーサ３６を配置し、スペーサ３６内にボルト３３を挿入している。ボルト３３の先端（上端）は、トンネルメンバ湾曲部１７ａの下面に形成してある凹部としての貫通孔１７ａｈに挿入されて入り込んでいる。

　ボルト３３の先端（上端）は、貫通孔１７ａｈから上方のトンネルメンバ湾曲部１７ａの内部空間３７に僅かに突出し、貫通孔１７ａｈの車両後方側の縁部の車両前方側に、ボルト３３の上部となる先端が位置している。つまり、ボルト３３の先端側部は、貫通孔１７ａｈの車両後方側の縁部に対し、車両前方側の近接した位置にあって離間している。

　トンネルメンバ湾曲部１７ａの内部空間３７は、図４に示す側面視で、ボルト３３を境にして、前方空間３７ａと後方空間３７ｂとを有する。

　フロントサブフレーム１９のリア部１９ｂの後端部１９ｂ２は、上側の角部が、トンネルメンバ湾曲部１７ａに対向し、トンネルメンバ湾曲部１７ａに沿って傾斜する傾斜面１９ｂ４となっている。傾斜面１９ｂ４は、トンネルメンバ湾曲部１７ａに対して離間している。

　次に、作用を説明する。

　図４に対応する図５（ａ）の状態で、車両が前方から後方に向けて受ける衝撃荷重がフロントサブフレーム１９に作用すると、フロントサブフレーム１９は車両後方へ後退移動する。フロントサブフレーム１９の後退移動により、ボルト３３の先端側部が、図５（ｂ）のように貫通孔１７ａｈの車両後方側の縁部に接触する。

　その後、ボルト３３は、上部が貫通孔１７ａｈの縁部に押し付けられることによって、図５（ｃ）のように上部が屈曲するか、あるいは下部が上部よりも車両後方となるよう傾斜した状態となりながら、貫通孔１７ａｈから抜ける。貫通孔１７ａｈから抜けたボルト３３は、トンネルメンバ湾曲部１７ａの下面に沿って下部後方に移動する。

　また、フロントサブフレーム１９の後退移動により、フロントサブフレーム１９の後端部１９ｂ２の傾斜面１９ｂ４が、トンネルメンバ湾曲部１７ａの下面に接触しつつトンネルメンバ湾曲部１７ａに沿って下部後方に移動する。フロントサブフレーム１９の傾斜面１９ｂ４のトンネルメンバ湾曲部１７ａへの接触は、ボルト３３の先端側部が貫通孔１７ａｈの縁部に接触した後になる。

　フロントサブフレーム１９が後退移動するときには、ナット３５が溶接固定されているブラケット３１が変形し、図２に示した各支持点Ｐ，Ｑ，Ｒにおける各支持部も変形する。

　ボルト３３は、先端がトンネルメンバ湾曲部１７ａの下面に接触しながら押し下げられるようにしてフロントサブフレーム１９と共に下部後方に移動する。ボルト３３の上端及びフロントサブフレーム１９の傾斜面１９ｂ４がトンネルメンバ湾曲部１７ａの下面に沿って移動することで、フロントサブフレーム１９の下部後方への移動がより確実となる。

　ボルト３３の先端側部が、貫通孔１７ａｈの車両後方側の縁部に接触して後退するときには、貫通孔１７ａｈが変形する。このときブラケット３１も前述したように変形する。ブラケット３１の変形により、ボルト３３及びナット３５によるフロントサブフレーム１９のブラケット３１に対する締結固定状態が解除され、フロントサブフレーム１９の後端部１９ｂ２がトンネルメンバ１７から外れて車体から離脱する。

　フロントサブフレーム１９の後端部１９ｂ２が車体から離脱することで、フロントサブフレーム１９の車室９側への移動を抑えることができる。

　このように、本実施形態は、フロントサブフレーム１９が車両前方から衝撃荷重を受けたときに、ボルト３３の上部がトンネルメンバ湾曲部１７ａに接触しトンネルメンバ湾曲部１７ａに沿ってフロントサブフレーム１９と共に下方に移動する。

　この場合、サブフレーム１９をＶ字に屈曲させる必要がなく、エンジンの車両前後方向長さが長いなどの要因で、クラッシュストロークを充分確保できない場合でも、フロントサブフレーム１９は、後端部１９ｂ２がトンネルメンバ１７から外れて車体から容易に離脱する。

　本実施形態は、トンネルメンバ湾曲部１７ａに貫通孔１７ａｈが形成され、貫通孔１７ａｈにボルト３３の上部が入り込んでいる。このため、フロントサブフレーム１９が後退したときに、ボルト３３が貫通孔１７ａｈの縁部に接触しながら、貫通孔１７ａｈにガイドされるようにして下方に向けてより確実に移動する。

　貫通孔１７ａｈに代えて凹部や段部としてもよい。しかし、貫通孔１７ａｈとすることで、ボルト３３が貫通孔１７ａｈにガイドされて下方への移動がより確実となり、フロントサブフレーム１９をより確実に下方に移動させることができる。

　本実施形態は、トンネルメンバ湾曲部１７ａに対向するフロントサブフレーム１９の後端部１９ｂ２の上側の角部は、トンネルメンバ湾曲部１７ａに沿って傾斜する傾斜面１９ｂ４を備えている。このため、フロントサブフレーム１９が後退してトンネルメンバ湾曲部１７ａに接触したときに、フロントサブフレーム１９の後端部１９ｂ２を下部後方へより円滑に移動させることができる。

　図６は、本発明の他の実施形態を示している。図６に示す実施形態は、ボルト３３Ａを、フロントサブフレーム１９の上から下方に向けてボルト挿入孔に挿入している。ボルト３３Ａのねじ部先端はフロントサブフレーム１９の下方に突出しており、この突出したねじ部にナット３５Ａを締結する。

　ボルト３３Ａは、頭部３３Ａａをブラケット３１の底面部３１ａの上に溶接固定している。ボルト３３Ａの頭部３３Ａａは、上部に突部３３Ａｂを備え、突部３３Ａｂを、図４のボルト３３の先端と同様に、トンネルメンバ湾曲部１７ａの貫通孔１７ａｈに挿入している。

　したがって、図６の実施形態では、ボルト３３Ａの頭部３３Ａａの突部３３Ａｂが、図４のボルト３３の先端（上端）の代わりとなる。すなわち、車両が前方から衝撃を受け、フロントサブフレーム１９が後退したときには、突部３３Ａｂが貫通孔１７ａｈの車両後方側の縁部に接触しながら下方に移動し、その後トンネルメンバ湾曲部１７ａの下面に沿って下部後方に移動する。

　図６の実施形態においても、フロントサブフレーム１９が後退すると、ブラケット３１が変形してボルト３３Ａ及びナット３５Ａによるフロントサブフレーム１９のブラケット３１に対する締結固定状態が解除される。その後、フロントサブフレーム１９の後端部１９ｂ２がトンネルメンバ１７から外れて車体から容易に離脱する。

　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。

　例えば、上記した各実施形態では、ボルト３３の先端側部、またはボルト３３Ａの突部３３Ａｂの先端側部は、貫通孔１７ａｈの車両後方側の縁部に対して離間しているが、接触していてもよい。

　また、上記した実施形態では、図４に示すように、ボルト３３の先端、またはボルト３３Ａの突部３３Ａｂが、貫通孔１７ａｈに挿入されているが、貫通孔１７ａｈを設けずに、ボルト３３の先端、またはボルト３３Ａの突部３３Ａｂが、トンネルメンバ湾曲部１７ａの下面に近接もしくは接触した状態であってもよい。

　また、フロントサブフレーム１９を車体に取り付けるブラケット３１は、補強部材であるトンネルメンバ１７に取り付ける構成に限定されるものではない。例えば、トンネルメンバ１７に対し車幅方向にずれた位置のダッシュパネル１１の湾曲部１１ａの下面に、傾斜部を備える補強部材を介してブラケット３１を取り付けてもよい。

　車両が前方から衝撃を受けたときのフロントサブフレーム１９の挙動として、例えば車両前後方向の中央付近が上方に向けて逆Ｖ字状に、もしくは下方に向けてＶ字状に屈曲することが考えられる。

　フロントサブフレーム１９が上方に向けて屈曲する場合には、フロントサブフレーム１９のリア部１９ｂが、前方が後方よりも上部となるよう傾斜する。この場合、ボルト３３は上部が下部よりも車両後方となるよう傾斜するので、ボルト３３の上部が、貫通孔１７ａｈの縁部、あるいはトンネルメンバ湾曲部１７ａの下面により早期に接触する。その結果、フロントサブフレーム１９の後端部１９ｂ２をより早期に下部後方に移動させることができる。

　逆に、フロントサブフレーム１９が下方に向けて屈曲する場合には、フロントサブフレーム１９のリア部１９ｂが、後方が前方よりも上部となるよう傾斜する。この場合、フロントサブフレーム１９のリア部１９ｂは車両後方側が前方側よりも上方となるよう傾斜するので、フロントサブフレーム１９の後端部１９ｂ２の傾斜面１９ｂ４がトンネルメンバ湾曲部１７ａの下面により早期に接触する。その結果、フロントサブフレーム１９の後端部１９ｂ２をより早期に下部後方に移動させることができる。

　本発明は、フロントサブフレームを備える車体構造に適用される。

　７　エンジンコンパートメント（フロントサブフレームの上方領域）
　９　車室
　１１　ダッシュパネル
　１１ａ　ダッシュパネルの湾曲部（下部傾斜部）
　１７　トンネルメンバ（補強部材）
　１７ａ　トンネルメンバ湾曲部（補強部材の傾斜部）
　１７ａｈ　トンネルメンバ湾曲部の貫通孔（凹部）
　１９　フロントサブフレーム
　１９ｂ２　フロントサブフレームのリア部の後端部（フロントサブフレームの車両後端部）
　１９ｂ４　フロントサブフレームの後端部の傾斜面
　３１　ブラケット（取付部材）
　３３，３３Ａ　ボルト（固定具）

Claims

　車両のサスペンション部品を支持するフロントサブフレームと、
　前記フロントサブフレームの上方領域と当該上方領域の車両後方に位置する車室とを隔て、下部が後方に向けて屈曲して傾斜する下部傾斜部を備えるダッシュパネルと、
　前記ダッシュパネルの下部傾斜部の下部に、車両上下方向の下部が上部よりも車両後方側となるよう傾斜する傾斜部を備えて前記ダッシュパネルを補強する補強部材と、
　前記補強部材の傾斜部に設けられ、前記フロントサブフレームの車両後端部を取り付けるための取付部材と、
　前記取付部材に前記フロントサブフレームの車両後端部を固定する固定具と、を有し、
　前記固定具は、前記フロントサブフレームから上方に突出する上部が前記補強部材の傾斜部に近接配置されていることを特徴とする車体構造。
　前記補強部材の傾斜部に凹部が形成され、前記凹部に前記固定具の前記上部が入り込んでいることを特徴とする請求項１に記載の車体構造。
　前記凹部は貫通孔であり、前記貫通孔の車両後方側の縁部の車両前方側に、前記固定具の前記上部が位置していることを特徴とする請求項２に記載の車体構造。
　前記補強部材の傾斜部に対向する前記フロントサブフレームの車両後端部の上側の角部は、前記傾斜部に沿って傾斜する傾斜面を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の車体構造。