JP2010105537A - 車体前部構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】フロントサイドフレームの剛性向上及び軽量化を図り、フロントサイドフレームの脆弱部でのエネルギー吸収を高めた車体前部構造を提供する。
【解決手段】車体前部構造11は車両12の正面から車室13に向かって左右にフロントサイドフレーム15を延ばし、且つ、車室13のフロアー24にフロントサイドフレーム15のサイドフレームリヤエンド31のフロアー取付け部32を接合した。フロントサイドフレーム15に設けられた干渉防止の脆弱部に前取付部36を取付け、後取付部37をフロアー取付け部32に取付けたロッド部材41と、前取付部36を脆弱部に固定するとともに、脆弱部のうち車両12の正面からの入力で圧縮変形する部位43に配置される補強部を有する取付ブラケット45と、を備えている。
【選択図】図2
【解決手段】車体前部構造11は車両12の正面から車室13に向かって左右にフロントサイドフレーム15を延ばし、且つ、車室13のフロアー24にフロントサイドフレーム15のサイドフレームリヤエンド31のフロアー取付け部32を接合した。フロントサイドフレーム15に設けられた干渉防止の脆弱部に前取付部36を取付け、後取付部37をフロアー取付け部32に取付けたロッド部材41と、前取付部36を脆弱部に固定するとともに、脆弱部のうち車両12の正面からの入力で圧縮変形する部位43に配置される補強部を有する取付ブラケット45と、を備えている。
【選択図】図2
Description
本発明は、車両の正面から車室まで延びる左右のフロントサイドフレームを備えた車体前部構造に関するものである。
車体前部構造では、フロントサイドフレームには、操舵系部品やエンジン、トランスミッションなどのパワープラント部品の配置により、干渉を防止する屈曲及び断面変化が脆弱部となって存在した。脆弱部は正面衝突などの入力をフロントサイドフレームが受けた際に、折れ変化が発生するため、補強のための部品を貼り付けて板厚を厚くしていた。
また、車体前部構造では、正面衝突の対策として、フロントサイドフレームとフロントピラーの下部との間にブラケットを介してクロス部材を架け渡すことで、フロントピラーに衝突荷重を分散させているものがある(例えば、特許文献1参照。)。
さらに、既に説明した技術を組み合わせ、例えば、フロントサイドフレームの脆弱部に貼り付けたブラケットにクロス部材のような長尺部材をフロントピラーの下部や車室に架け渡すことで、衝突荷重を分散させることも可能である。
特開2005−170321号公報(第12頁、図3)
また、車体前部構造では、正面衝突の対策として、フロントサイドフレームとフロントピラーの下部との間にブラケットを介してクロス部材を架け渡すことで、フロントピラーに衝突荷重を分散させているものがある(例えば、特許文献1参照。)。
さらに、既に説明した技術を組み合わせ、例えば、フロントサイドフレームの脆弱部に貼り付けたブラケットにクロス部材のような長尺部材をフロントピラーの下部や車室に架け渡すことで、衝突荷重を分散させることも可能である。
しかし、特許文献1の車体構造や上記例のような長尺部材を車室側に架け渡す構造をフロントサイドフレームの脆弱部に採用した場合、脆弱部に特許文献1のブラケットを設け、ブラケットに長尺部材(ロッド部材)の端を取付けると、脆弱部との接合強度を高め難く、結果的に、フロントサイドフレームからの衝撃の伝達は減少し、フロントサイドフレームを補強する効果は小さいという問題がある。
また、脆弱部に補強のための部品を貼り付けて板厚を厚くしていたため、重量が増加するという問題がある。
また、脆弱部に補強のための部品を貼り付けて板厚を厚くしていたため、重量が増加するという問題がある。
本発明は、フロントサイドフレームの脆弱部とロッド部材との取付け剛性を確保し、且つ、フロントサイドフレームの脆弱部の補強を同時に達成することができ、フロントサイドフレームの剛性向上及び軽量化を図り、フロントサイドフレームの脆弱部でのエネルギー吸収を高めた車体前部構造を提供することを課題とする。
請求項1に係る発明は、車両の正面から車室に向かって左右にフロントサイドフレームを延ばし、且つ、車室のフロアーにフロントサイドフレームのサイドフレームリヤエンドのフロアー取付け部を接合した車体前部構造において、フロントサイドフレームに設けられた、他部品との干渉防止の脆弱部に一方である前取付部を取付け、他方である後取付部をフロアー取付け部に取付けたロッド部材と、前取付部を脆弱部に固定するとともに、脆弱部のうち車両の正面からの入力で圧縮変形する部位に配置される補強部を有する取付ブラケットと、を備えていることを特徴とする。
請求項2に係る発明は、フロントサイドフレームは、前取付部をアウタパネルに取付け、アウタパネルが車両前方から後方へ向け垂直面から傾斜面へ角度を変えていることを特徴とする。
請求項1に係る発明では、車体前部構造は、フロントサイドフレームに設けられた、干渉防止の脆弱部に前取付部を取付け、後取付部をフロントサイドフレームのフロアー取付け部に取付けたロッド部材と、前取付部を脆弱部に固定するとともに、脆弱部のうち車両の正面からの入力で圧縮変形する部位に配置される補強部を有する取付ブラケットと、を備えているので、フロントサイドフレームの脆弱部とロッド部材との取付け剛性を確保し、且つ、フロントサイドフレームの脆弱部の補強を同時に達成することができ、結果的に、フロントサイドフレームの剛性向上及び軽量化を図ることができる。
また、取付ブラケットは、脆弱部のうち車両の正面からの入力で圧縮変形する部位に補強部を配置しているので、入力で同時に圧縮変形して、エネルギーを吸収することができる。つまり、脆弱部は効果的に荷重を発生させるエネルギーを吸収することができる。
請求項2に係る発明では、フロントサイドフレームは、前取付部をアウタパネルに取付け、アウタパネルが車両前方から後方へ向け垂直面から傾斜面へ角度を変えているので、平面視で、ロッド部材を直線状に配置することができ、ロッド部材は入力(荷重)を効果的に後取付部に伝達することができる。
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図1は、本発明の車体前部構造の斜視図である。
車体前部構造11は、車両12の車室13の前に設けられ、エンジン(図に示していない)などの部品を支持し、且つ車両12の正面からの入力を左右のフロントサイドフレーム15で荷重を発生させるエネルギーを吸収する。左右のフロントサイドフレーム15に設けた左右の補強機構16を備える。
図1は、本発明の車体前部構造の斜視図である。
車体前部構造11は、車両12の車室13の前に設けられ、エンジン(図に示していない)などの部品を支持し、且つ車両12の正面からの入力を左右のフロントサイドフレーム15で荷重を発生させるエネルギーを吸収する。左右のフロントサイドフレーム15に設けた左右の補強機構16を備える。
車両12は、車体21に含まれる車体前部構造11のエンジンルーム22にエンジンが横置き(X軸方向)に配置されるFFで、エンジンからの駆動力をトランスミッション(図に示していない)を介して前輪(図に示していない)に伝える。24はフロアー(フロアボデー)、25はダッシュボードパネル、26はフロントピラー、27はフロントピラー26下部である。
車体前部構造11は、車両12の正面から車室13に向かって左右にフロントサイドフレーム15を延ばし、且つ、車室13のフロアー24にフロントサイドフレーム15のサイドフレームリヤエンド31のフロアー取付け部32を接合し、フロントサイドフレーム15に設けられた、他部品(エンジン、トランスミッションなど)との干渉防止の脆弱部34に一方である前取付部36を取付け、他方である後取付部37をフロアー取付け部32に取付けたロッド部材41と、前取付部36を脆弱部34のうち車両12の正面からの入力で圧縮変形する部位43に取付ける取付ブラケット45と、を備えている。
なお、フロントサイドフレーム15は車両12の車幅の中心軸線Cを対象基準線として、左右がほぼ対称である。
なお、フロントサイドフレーム15は車両12の車幅の中心軸線Cを対象基準線として、左右がほぼ対称である。
図2(a)、(b)は、本発明の車体前部構造の側面及び平面を示す図である。(a)は側面図、(b)は平面図である。図1を併用して説明する。
フロントサイドフレーム15は、車両12の正面に位置する先端部47から順に設けた先端部47に連続するサイドフレームフロント部51、転舵逃げ部52、サイドフレームミッド部53、トランスミッション逃げ部54、サイドフレームリヤエンド31(サイドフレームリヤエンド部)、サイドフレームリヤエンド31のフロアー取付け部32とからなる。
フロントサイドフレーム15は、車両12の正面に位置する先端部47から順に設けた先端部47に連続するサイドフレームフロント部51、転舵逃げ部52、サイドフレームミッド部53、トランスミッション逃げ部54、サイドフレームリヤエンド31(サイドフレームリヤエンド部)、サイドフレームリヤエンド31のフロアー取付け部32とからなる。
また、フロントサイドフレーム15は、車両12の外側(矢印a1の方向)に向いているアウタパネル56と、アウタパネル56に接合して車両12の内側(矢印a2の方向)に向いているインナパネル57と、からなり、アウタパネル56とインナパネル57とが接合して閉断面(中空)を形成し、中空内に補強機構16の取付ブラケット45が配置され、アウタパネル56に補強機構16のロッド部材41が取付けられている。
フロントサイドフレーム15の幅は、X軸方向で、条件によって部位毎に変わっている。Wはサイドフレームフロント部51の幅である。
フロントサイドフレーム15の幅は、X軸方向で、条件によって部位毎に変わっている。Wはサイドフレームフロント部51の幅である。
図3は、図2(a)の3−3線断面図である。図1、図2を併用して説明する。
アウタパネル56は、長尺な板状で、上部にはスポット溶接するために重ねる第1上フランジ部61が設けられ、下部にスポット溶接するために重ねる第1下フランジ部62が設けられている。
アウタパネル56は、長尺な板状で、上部にはスポット溶接するために重ねる第1上フランジ部61が設けられ、下部にスポット溶接するために重ねる第1下フランジ部62が設けられている。
さらに、フロントサイドフレーム15は、前取付部36をアウタパネル56に取付け、アウタパネル56が車両12前方から後方へ向け垂直面64から傾斜面65(図4参照)へ角度を変えている。具体的には、第1上フランジ部61を除いて、転舵逃げ部52からトランスミッション逃げ部54までの間では、角度αだけ車両12の内側(矢印a2の方向)に傾斜している。
インナパネル57は、断面略溝形で、溝形の本体部67に連ねて第1上フランジ部61に重ねる第2上フランジ部71が設けられ、本体部67に連ねて第1下フランジ部62に重ねる第2下フランジ部72が設けられ、インナパネル57とアウタパネル56との間に補強機構16の取付ブラケット45を配置している。
転舵逃げ部52は、第1の脆弱部であり、前輪との干渉防止のために、フロントサイドフレーム15の幅を最小とした部位である。そして、ロッド部材41の前取付部36が取付ブラケット45及び第1締結機構74で一体的に固定されている。
図4は、図2(a)の4−4線断面図である。図3を併用して説明する。
トランスミッション逃げ部54は、第2の脆弱部であり、トランスミッションとの干渉防止のために、フロントサイドフレーム15の幅を最小(転舵逃げ部52とほぼ一致)とした部位である。そして、ロッド部材41の前取付部36が取付ブラケット45及び第1締結機構74で一体的に固定されている。
トランスミッション逃げ部54は、第2の脆弱部であり、トランスミッションとの干渉防止のために、フロントサイドフレーム15の幅を最小(転舵逃げ部52とほぼ一致)とした部位である。そして、ロッド部材41の前取付部36が取付ブラケット45及び第1締結機構74で一体的に固定されている。
第1締結機構74は、フロントサイドフレーム15内に内ナット76が配置されて取付ブラケット45に固定され、インナパネル57の第2下フランジ部72に外ナット77が固定され、ロッド部材41を中央で押圧するクランプ部材81が形成され、クランプ部材81の孔を通して内ナット76、外ナット77にそれぞれねじ込むボルト82が設けられている。
次に、前述した補強機構16を図2で説明する。
補強機構16は、ロッド部材41と、ロッド部材41を取り付けるために用いた取付ブラケット45と、からなる。
ロッド部材41は、例えば丸棒を用い、一方である前取付部36が転舵逃げ部52からトランスミッション逃げ部54に達す長さで一直線に設けられ、前取付部36に連ねて中央部84、中央部84に連なる他方である後取付部37がサイドフレームリヤエンド31(サイドフレームリヤエンド部)の下端角部85に達する長さで、平面視(図2(b)の視点)で、一直線に延びて、下端角部85に第2締結機構86で固定されている。
なお、丸棒を用いたが、形状は任意であり、例えば、断面三角形、多角形、管でもよく、断面L形でも可能である。
補強機構16は、ロッド部材41と、ロッド部材41を取り付けるために用いた取付ブラケット45と、からなる。
ロッド部材41は、例えば丸棒を用い、一方である前取付部36が転舵逃げ部52からトランスミッション逃げ部54に達す長さで一直線に設けられ、前取付部36に連ねて中央部84、中央部84に連なる他方である後取付部37がサイドフレームリヤエンド31(サイドフレームリヤエンド部)の下端角部85に達する長さで、平面視(図2(b)の視点)で、一直線に延びて、下端角部85に第2締結機構86で固定されている。
なお、丸棒を用いたが、形状は任意であり、例えば、断面三角形、多角形、管でもよく、断面L形でも可能である。
図5は、本発明の車体前部構造が備える取付ブラケットの斜視図である。図2〜図4を併用して説明する。
取付ブラケット45は、転舵逃げ部52(第1の脆弱部)を補強する第1ブラケット本体91と、トランスミッション逃げ部54(第2の脆弱部)を補強する第2ブラケット本体92と、これらの第1ブラケット本体91と第2ブラケット本体92を一体に結合している結合部93と、からなる。
取付ブラケット45は、転舵逃げ部52(第1の脆弱部)を補強する第1ブラケット本体91と、トランスミッション逃げ部54(第2の脆弱部)を補強する第2ブラケット本体92と、これらの第1ブラケット本体91と第2ブラケット本体92を一体に結合している結合部93と、からなる。
第1ブラケット本体91は、車両12の正面からの入力で圧縮されるアウタパネル56の裏面95に沿って一体的に重ねて取付けられる第1補強本体97が形成されている。具体的には、アウタパネル56の裏面95に締結される第1内締結部101が形成され、第1内締結部101に連ねて第1補強本体97が形成され、第1補強本体97に連ねて第1下フランジ部62と第2下フランジ部72との間に重ねられる第1外締結部102が形成されている。
第2ブラケット本体92は、車両12の正面からの入力で圧縮されるインナパネル57の裏面104に沿って一体的に重ねて取付けられる第2補強本体105が形成されている。具体的には、アウタパネル56の裏面95に締結される第2内締結部106が形成され、第2内締結部106に連ねて第2補強本体105が形成され、第2補強本体105に連ねて第1下フランジ部62と第2下フランジ部72との間に重ねられる第2外締結部107が形成されている。
次に、本発明の車体前部構造11の作用を説明する。
車体前部構造11では、図1、図2に示したように、車両12の正面からフロントサイドフレーム15に入力(荷重)が矢印a4のように加わると、入力(荷重)はロッド部材41にも矢印a5のように伝わり、さらにロッド部材41からフロアー取付け部32に矢印a6のように伝わる。従って、フロントサイドフレーム15の剛性を高めることができる。同時に第1の脆弱部(転舵逃げ部52)及び第2の脆弱部(トランスミッション逃げ部54)の剛性を高めることができる。
車体前部構造11では、図1、図2に示したように、車両12の正面からフロントサイドフレーム15に入力(荷重)が矢印a4のように加わると、入力(荷重)はロッド部材41にも矢印a5のように伝わり、さらにロッド部材41からフロアー取付け部32に矢印a6のように伝わる。従って、フロントサイドフレーム15の剛性を高めることができる。同時に第1の脆弱部(転舵逃げ部52)及び第2の脆弱部(トランスミッション逃げ部54)の剛性を高めることができる。
また、車体前部構造11では、車両12の正面からフロントサイドフレーム15に入力されると、図2〜図4に示すように、入力(荷重)は第1の脆弱部(転舵逃げ部52)及び第2の脆弱部(トランスミッション逃げ部54)から取付ブラケット45に伝わり分散するので、第1の脆弱部(転舵逃げ部52)及び第2の脆弱部(トランスミッション逃げ部54)の剛性を高めることができる。
つまり、フロントサイドフレーム15の第1の脆弱部並びに第2の脆弱部とロッド部材41との取付け剛性を確保することができ、且つ、フロントサイドフレーム15の第1の脆弱部並びに第2の脆弱部の補強を同時に達成することができる。
つまり、フロントサイドフレーム15の第1の脆弱部並びに第2の脆弱部とロッド部材41との取付け剛性を確保することができ、且つ、フロントサイドフレーム15の第1の脆弱部並びに第2の脆弱部の補強を同時に達成することができる。
さらに、車体前部構造11は、ロッド部材41を取付けるアウタパネル56が車両12前方から後方へ向け垂直面64から傾斜面65へ角度を変えているので、平面視において、ロッド部材41を直線状に配置することができ、ロッド部材41は入力(荷重)を前取付部36から後取付部37に効果的に伝えることができる。
図6は、本発明の車体前部構造のエネルギーを吸収する機構を説明する図である。図1〜図5を併用して説明する。
車体前部構造11では、車両12の正面から入力が矢印a4のように加わると、第1の脆弱部(転舵逃げ部52)及び第2の脆弱部(トランスミッション逃げ部54)が変形してくの字に折れ曲がることで、荷重を発生させるエネルギーを吸収する。その際、第1の脆弱部並びに第2の脆弱部がくの字に折れ曲がるときに圧縮変形する側に重ねた取付ブラケット45(第1補強本体97、第2補強本体105)が同時に圧縮変形することで、荷重を発生させるエネルギーを吸収する。従って、フロントサイドフレーム15の第1の脆弱部並びに第2の脆弱部でのエネルギー吸収を高めることができる。
図7は、本発明の車体前部構造の変位と車両の正面に加わる荷重(入力)の関係を示したグラフである。横軸をフロントサイドフレーム15の変位量とし、縦軸を入力(荷重)としたものである。
破線は、比較例であり、ロッド部材41及び取付ブラケット45を取付けていないフロントサイドフレーム15である。
実線は、実施例である。
破線は、比較例であり、ロッド部材41及び取付ブラケット45を取付けていないフロントサイドフレーム15である。
実線は、実施例である。
比較例は、フロントサイドフレーム15の脆弱部を変形させてくの字に折り曲げる入力(荷重)は、最大F1である。
実施例は、フロントサイドフレーム15の脆弱部を変形させてくの字に折り曲げる入力(荷重)は、最大F2であり、最大荷重を上昇させることができる。また、折れ後の荷重低下を抑えることができる。従って、エネルギー吸収を高めることができる。
実施例は、フロントサイドフレーム15の脆弱部を変形させてくの字に折り曲げる入力(荷重)は、最大F2であり、最大荷重を上昇させることができる。また、折れ後の荷重低下を抑えることができる。従って、エネルギー吸収を高めることができる。
尚、本発明のフロントサイドフレーム15は、実施の形態ではアウタパネル56を板状に、インナパネル57を断面略溝形に形成したが、逆に形成することも可能であり、その場合図3、図4に示した状態も逆の状態とする。図3の転舵逃げ部52では、車両12の外側の略溝形のアウタパネル56に取付ブラケット45を重ねる。
車両12の正面からの荷重は、オフセットによる荷重を含む。
車両12の正面からの荷重は、オフセットによる荷重を含む。
本発明の車体前部構造11は、フロントサイドフレーム15に干渉防止の逃げを設ける必要がある車体前部構造11に好適である。
11…車体前部構造、12…車両、13…車室、15…フロントサイドフレーム、24…フロアー、31…サイドフレームリヤエンド、32…フロアー取付け部、36…前取付部、37…後取付部、41…ロッド部材、43…圧縮変形する部位、45…取付ブラケット、52…第1の脆弱部(転舵逃げ部)、54…第2の脆弱部(トランスミッション逃げ部)、56…アウタパネル、64…垂直面、65…傾斜面、97…第1補強本体、105…第2補強本体。
Claims (2)
- 車両の正面から車室に向かって左右にフロントサイドフレームを延ばし、且つ、前記車室のフロアーに前記フロントサイドフレームのサイドフレームリヤエンドのフロアー取付け部を接合した車体前部構造において、
前記フロントサイドフレームに設けられた、他部品との干渉防止の脆弱部に一方である前取付部を取付け、他方である後取付部を前記フロアー取付け部に取付けたロッド部材と、前記前取付部を前記脆弱部に固定するとともに、前記脆弱部のうち車両の正面からの入力で圧縮変形する部位に配置される補強部を有する取付ブラケットと、を備えていることを特徴とする車体前部構造。 - 前記フロントサイドフレームは、前記前取付部をアウタパネルに取付け、該アウタパネルが車両前方から後方へ向け垂直面から傾斜面へ角度を変えていることを特徴とする請求項1記載の車体前部構造。
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