JP2012166583A - 車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の前面衝突時にエプロンフレームが車幅方向外側へ変形することに起因してダッシュパネルが車室内へ侵入することを抑制できる車体前部構造を提供することを目的とする。
【解決手段】サスペンションタワー９とダッシュパネル２との間には、後部エプロンパネル３６を設け、サスペンションタワー９より後方にてフロントサイドフレーム３１から立設し、サスペンションタワー９の後部または後部エプロンパネル３６に接合されて該後部エプロンパネル３６の上部に至る閉断面３８を形成する縦分岐ブレース３７を備えると共に、該縦分岐ブレース３７とエプロンフレーム３０とを結合する変形抑制部材３９を備えた。
【選択図】図５

Description

この発明は、車両のダッシュパネルの側方から前方に延びる左右一対のフロントサイドフレームと、上記ダッシュパネルの側端部より上下方向に立設した左右一対のヒンジピラーと、該ヒンジピラーから車両前方に延びるエプロンフレームとを備えた車体前部構造に関する。

従来より、燃費向上等のために車両の軽量化を実現することが重要なテーマとなっており、今日まで軽量化に関して様々な研究、開発がなされている。

ここで、車両の軽量化を実現するにあたっては、車体を構成するフレーム等を薄肉化、またはフレームを削減すること等が考えられる。しかしながら、この場合、車体の軽量化を優先するあまりフレームを過剰に薄肉化、削減すると、車両の衝突性能を確保することが困難になるという問題がある。

例えば、車体前部を例に挙げて説明すると、車体前部には、一般的に、ダッシュパネルの側端部より上下方向に立設した左右一対のヒンジピラーから車両前方に延びるエプロンフレームが備えられるが、車両の軽量化を実現しようとすると、車両の前面衝突時にエプロンフレームが車幅方向外側に変形し易くなるという問題があった。

このように、エプロンフレームが車幅方向外側に変形してしまうと、エプロンフレームの後部と結合されたヒンジピラーには、車幅方向外側に向かって大きな荷重が加わり、ヒンジピラーとダッシュパネル側端部との接合部分が剥離する虞がある。こうなってしまうと、ダッシュパネルの側端部がいずれにも支持されず、しかもダッシュパネルに入力される荷重をヒンジピラーに伝達させることができない状態になってしまう。

このため、車両の前面衝突に伴ってエンジンまたはモータ等からなるパワートレインが後退し、その荷重が後方のダッシュパネルに入力されると、ダッシュパネルの後退幅、つまりはその後方に位置する車室への侵入量が大きくなり、衝突性能を確保できなくなるという懸念があった。

ところで、従来、サスペンションタワーより後方にて左右一対のフロントサイドフレームから立設し、サスペンションタワーの後部または後部エプロンパネルに接合されて該後部エプロンパネルの上部に至る閉断面を形成する縦分岐ブレースを備えたものが提案されている（下記特許文献１参照）。

下記特許文献１では、車両が前面衝突した時、フロントサイドフレームに入力された衝突荷重を、縦分岐ブレース及びダッシュパネルの上部を介してヒンジピラーに効率よく伝達させることを可能にしており、上記衝突荷重をヒンジピラーから車両のルーフ部等に伝達して、これを効果的に分散させることにより、車体前部の変形を抑制している。

特開２０１０−８３１８７号公報

しかしながら、上記特許文献１では、あくまでも車両の前面衝突時において、フロントサイドフレームに入力された衝突荷重を車両後方に向かって効率よく伝達、分散させることを目的とするものであり、エプロンフレームが車幅方向外側へ変形することを抑制するものではない。

この発明は、車両の前面衝突時にエプロンフレームが車幅方向外側へ変形することに起因してダッシュパネルが車室内へ侵入することを抑制できる車体前部構造を提供することを目的とする。

この発明の車体前部構造は、車両のダッシュパネルの側方から前方に延びる左右一対のフロントサイドフレームと、上記ダッシュパネルの側端部より上下方向に立設した左右一対のヒンジピラーと、該ヒンジピラーから前方に延びるエプロンフレームと、該エプロンフレームに車幅方向外壁面上部が接合されると共に、上記フロントサイドフレームに車幅方向内壁面下部が接合され、車幅方向内側に膨出したサスペンションタワーとを備えた車体前部構造であって、上記サスペンションタワーと上記ダッシュパネルとの間には、後部エプロンパネルを設け、上記サスペンションタワーより後方にて上記フロントサイドフレームから立設し、上記サスペンションタワーの後部または上記後部エプロンパネルに接合されて該後部エプロンパネルの上部に至る閉断面を形成する縦分岐ブレースを備えると共に、該縦分岐ブレースと上記エプロンフレームとを結合する変形抑制部材を備えたものである。

この構成によれば、変形抑制部材を介してエプロンフレームを縦分岐ブレースに結合することで、車両の前面衝突時に車両前方からエプロンフレームに衝突荷重が入力されたとしても、エプロンフレームが車幅方向外側に変形することを抑制できる。

つまり、この場合、ヒンジピラーとダッシュパネルの側端部との接合部分周辺の剛性を向上させることができ、ヒンジピラーとダッシュパネルとの接合部分が剥離することを防止できる。

このため、車両の前面衝突時に車両前方からダッシュパネルに荷重が入力されたとしても、ダッシュパネルが車室内へ侵入することを抑制できる。

この発明の一実施態様においては、上記変形抑制部材を、上記サスペンションタワーの後端部に結合したものである。

この構成によれば、車両の前面衝突時に車両前方からサスペンションタワーに衝突荷重が入力されたとしても、その衝突荷重を、変形抑制部材を介して縦分岐ブレースとエプロンフレームとに分散して伝達させることができる。この場合、車両後方への衝突荷重の分散を効率よく行うことができるため、サスペンションタワーに加わる衝撃を軽減でき、サスペンションタワーの後退、変形を抑制できる。従って、縦分岐ブレースを経由した衝突荷重の伝達、分散を効率よく行なうことができる。

さらに、車両の前面衝突時には、その衝撃により前輪からフロントサスペンションを介してサスペンションタワーに大きな荷重が入力されることも考えられる。このような場合であっても、サスペンションタワーに入力された荷重を変形抑制部材を介して縦分岐ブレースとエプロンフレームとに分散して伝達させることができるため、同様にサスペンションタワーの後退、変形を抑制することができる。

この発明の一実施態様においては、上記変形抑制部材と、上記縦分岐ブレースと、上記ダッシュパネルと、上記エプロンフレームとにより区画される閉空間を備えたものである。

この構成によれば、サスペンションタワーの後方における車体剛性を向上させることができる。このため、車両前方からの衝突荷重をより効率よく車両後方に伝達、分散させることができる。

この発明の一実施態様においては、上記変形抑制部材を、上下方向に延びる板部材としたものである。

この構成によれば、車両衝突性能を確保しつつ、車両の軽量化を実現できる。

この発明によれば、変形抑制部材を介してエプロンフレームを縦分岐ブレースに結合することで、車両の前面衝突時に車両前方からエプロンフレームに対し衝突荷重が入力されたとしても、エプロンフレームが車幅方向外側に変形することを抑制でき、ヒンジピラーとダッシュパネルの側端部との接合部分周辺の剛性を向上させることができる。このため、車両の前面衝突時に車両前方からダッシュパネルに荷重が入力されたとしても、ダッシュパネルが車室内へ侵入することを抑制できる。

この発明の実施形態に係る車体前部を車幅方向の中間部分から見た側面図。 図１の斜視図。 図１の平面図。 図３のＡ−Ａ線矢視断面図。 図４のＢ−Ｂ線矢視断面図。 車体前部の要部を下方から見た斜視図。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。
図１は、車体前部を車幅方向の中間部分から見た側面図であり、図２、図３は、それぞれ図１の斜視図、平面図である。また、図４は、図３のＡ−Ａ線矢視断面図であり、図５は、図４のＢ−Ｂ線矢視断面図、図６は、車体前部の要部を下方から見た斜視図である。なお、図中において矢印（Ｆ）は車体前方、矢印（Ｒ）は車体後方を示し、矢印（ＩＮ）は車体内方、矢印（ＯＵＴ）は車体外方を示す。

図１、図２に示すように、左右一対のヒンジピラー１、１（但し、図面では車両右側のヒンジピラーのみを示す）を設けている。このヒンジピラー１はヒンジピラーアウタ１ａ（図５参照）とヒンジピラーインナ１ｂ（図５参照）とを接合して、車両の上下方向に延びるピラー閉断面１Ａ（図５参照）を備えた車体剛性部材である。

また、この左右一対の両ヒンジピラー１、１間、詳しくは左右の両ヒンジピラーインナ１ａ、１ａ間にはダッシュパネル２（ダッシュロアパネル２ａ）を接合固定しており、換言すれば、左右一対のヒンジピラー１が、ダッシュパネル２の側端部より上下方向に立設されている。

さらに、車体前部では、このダッシュパネル２でエンジンルームＥＲとその後方の車室３とを前後方向に仕切る一方、ヒンジピラー１の上部には、前部が低く、後部が高くなるようにフロントピラー４を接合固定している。

また、上述のダッシュパネル２のうち、その下部を構成するダッシュロアパネル２ａの下部後端部には、フロアパネル５を接合固定している。このフロアパネル５は後方に向けて略水平に延び、車室３の底面を構成するパネルであって、図２に示すように、このフロアパネル５の車幅方向中央部には、車室３内に突出し、かつ前後方向に延びるトンネル部５ａを一体または一体的に形成している。このトンネル部５ａは車体剛性の中心となるものである。

また、図１に示すように、上述のフロアパネル５の左右両側端部（但し、図面では右側の構成のみを示す）には、車両の前後方向に延びるサイドシル６、６を設けている。このサイドシル６はサイドシルインナとサイドシルアウタとを接合して、車両の前後方向に延びるサイドシル閉断面を備えた車体剛性部材である。

そして、同図に示すように、ヒンジピラー１、フロントピラー４、サイドシル６等で囲繞された前席乗員の昇降口としてのドア開口部７を形成し、このドア開口部７を図示しないフロントドアで開閉すべく構成している。

ところで、図１、図２、図４に示すように、上述のダッシュロアパネル２ａの上端折曲部には、ダッシュアッパパネル２ｂを接合固定し、このダッシュアッパパネル２ｂの上部及び前部にはカウルパネル８を接合固定している。

図１〜図６に示すように、上述のダッシュロアパネル２ａから前方に離間した位置には、図３、図４にて二点鎖線で示す前輪Ｗに対応して車幅方向内側に膨出したサスペンションタワー９（以下単にサスタワー９と略記する）を配設している。

そして、このサスタワー９には、前輪Ｗに対応して、図４にて二点鎖線で示すように、フロントサスペンション１０が配設されている。フロントサスペンション１０は、前輪Ｗを回転自在に支持するホイールサポート１１と、上下に離間して配置されたアッパアーム１２及びロアアーム１３と、緩衝装置１４とを有している。

アッパアーム１２は、その車幅方向内端部が、図示しない車体側のブラケットに支持された車体前後方向に延びる軸部材を中心として回動可能に取付けられている。一方、車幅方向外端部は、ホイールサポート１１に形成された上方延設部１１ａの上端部にボールジョイントを介して取付けられている。

ロアアーム１３は、アッパアーム１２同様、車幅方向内端部が、サスペンション支持フレームとしてのサブフレーム２０に、車体前後方向に延びる軸部材１３Ａを中心として回動可能に取付けられている。一方、車幅方向外端部は、ホイールサポート１１に形成された下方延長部１１ｂの下端部にボールジョイントを介して取付けられている。

緩衝装置１４は、ダンパ１５と、コイルスプリング１６とを有している。ダンパ１５は、上端部がサスタワー９のトップ部９ａに固定され、下端部がロアアーム１３の車幅方向中間部に、車体前後方向に延びる軸部材１５Ａを中心として揺動可能に取付けられている。コイルスプリング１６は、ダンパ１５に伸縮可能に取付けられている。

ところで、上述のサスタワー９の上部車幅方向外側には、図１〜図６に示すように、ヒンジピラー１の上部から前方に延びるエプロンフレーム３０が設けられ、サスタワー９の車幅方向外壁面上部とエプロンフレーム３０とが接合されている。
このエプロンフレーム３０は、図４に示すように、主にエプロンフレームアウタ３０ａと、エプロンフレームインナ３０ｂとを備えており、これらエプロンフレームアウタ３０ａとエプロンフレームインナ３０ｂとの接合により、前後方向に延びる閉断面３０Ａを形成している。

また、上述のサスタワー９のうち、側面部９ｂの車幅方向内壁面下部には、図１〜図６に示すように、ダッシュパネル２の側方から前方に延びるフロントサイドフレーム３１が接合されており、上述したエプロンフレーム３０と略平行に設けられている。
このフロントサイドフレーム３１は、図４、図６に示すように、アウタパネル３１ａと、インナパネル３１ｂとを備え、エンジンルームＥＲの両側部において車両前後方向に延び上述のサスタワー９に接合されると共に、後端部が下方に湾曲してフロアフレーム３２（図１、図２参照）の前部に接続された車体剛性部材である。

また、上述のフロントサイドフレーム３１は、図３のＡ−Ａ断面位置において、図４に示すように、アウタパネル３１ａの上下の接合フランジ３１ａ１、３１ａ２とインナパネル３１ｂの上下の接合フランジ３１ｂ１、３１ｂ２とが互いに接合固定されて、前後方向に延びる閉断面３１Ａを形成している。

さらに、上述のフロントサイドフレーム３１は、ダッシュロアパネル２ａの位置において、図１、図２、図４、図５に示すように、このダッシュロアパネル２ａの下部に接合固定されている。

また、フロントサイドフレーム３１の前端部には、前方からの衝撃荷重によって車両前後方向に圧縮変形するように構成されたクラッシュボックス（図示せず）を取付けるためのプレート３３（図１参照）が取付けられている。そして、このプレート３３には、エプロンフレーム３０及びフロントサイドフレーム３１の前端部に跨るようにして板状の結合部材３４が取付けられている。

また、サスタワー９の前方には、前部エプロンパネル３５が配設される一方、サスタワー９の後方には、このサスタワー９とダッシュパネル２との間に後部エプロンパネル３６が配設され、フロントサイドフレーム３１を構成するアウタパネル３１ａのフランジ３１ａ１の車幅方向外壁面には、上述したサスタワー９、前部エプロンパネル３５、及び後部エプロンパネル３６の下辺部が接合されている。

また、図１〜図６に示すように、サスタワー９より後方にてフロントサイドフレーム３１から立設し、サスタワー９の後部または後部エプロンパネル３６の車幅方向外壁面に接合されて該後部エプロンパネル３６の上部に至る閉断面３８を形成する縦分岐ブレース３７（図４、図５参照）が設けられている。

この縦分岐ブレース３７は、サスタワー９の側面部９ｂの車幅方向外壁面において、断面略ハット状に形成される一方、後部エプロンパネル３６の車幅方向外壁面においては、断面略Ｌ字状に形成されている。

そして、縦分岐ブレース３７は、図１、図２、図４に示すように、フロントサイドフレーム３１に接合される下端フランジ３７ａと、図１、図２、図４、図５に示すように、縦分岐ブレース３７の長手方向中間部の上下に一体形成され、サスタワー９の後部及び後部エプロンパネル３６の車幅方向外壁面に接合される中間上部フランジ３７ｂ及び中間下部フランジ３７ｃと、図５、図６に示すように、ダッシュロアパネル２ａの側端上部に接合される後端フランジ３７ｄと、を備えている。

また、本実施形態では、図１〜図６に示すように、サスタワー９の内部空間において、その後端部に変形抑制部材３９が設けられている。この変形抑制部材３９は、上下方向に延びる板部材であり、サスタワー９の後部内壁面上部に沿って車両上方に延びる上部フランジ３９ａと、縦分岐ブレース３７のハット状断面上部及び中間上部フランジ３７ｂに沿って車幅方向内側に延びる内側フランジ３９ｂと、エプロンフレーム３０のエプロンフレームインナ３０ｂに沿って車幅方向外側かつ車両前方に延びる外側フランジ３９ｃと、を備えている。

そして、変形抑制部材３９では、その上部フランジ３９ａがサスタワー９の後部内壁面上部に接合される他、内側フランジ３９ｂが、縦分岐ブレース３７のハット状断面上部及び中間上部フランジ３７ｂに接合され、外側フランジ３９ｃが、エプロンフレーム３０のエプロンフレームインナ３０ｂに接合されている。これにより、本実施形態では、エプロンフレーム３０と縦分岐ブレース３７とが変形抑制部材３９を介して結合されている。

そして、サスタワー９の後方には、図５、図６に示すように、ダッシュパネル２と、エプロンフレーム３０と、縦分岐ブレース３７と、変形抑制部材３９とにより区画される閉空間４０が形成されている。

また、変形抑制部材３９は、その強度を確保すべく、その中央部に前方へ膨出するリブ３９ｄを有している。

ところで、車両の前面衝突によって車両前方から衝突荷重が入力された時には、その一部がフロントサイドフレーム３１に入力され、車両後方に伝達されることになるが、本実施形態では、上記荷重の一部が、フロントサイドフレーム３１を介して車両後方下部に伝達される一方で、フロントサイドフレーム３１から分岐する縦分岐ブレース３７により、上記荷重の一部は、ダッシュロアパネル２ａの上部に伝達される。

そして、縦分岐ブレース３７を介して伝達された荷重は、ダッシュロアパネル２ａを介して、ヒンジピラー１に伝達され、その上方のフロントピラー４に伝達される。これにより、上記衝突荷重の一部は、ヒンジピラー１及びフロントピラー４等を介して、図示しないルーフパネルやその側方に位置するルーフサイドレールを介してさらに車両後方へと伝達され、分散されることになる。

また、車両の前面衝突によって車両前方から衝突荷重が入力された時には、フロントサイドフレーム３１に衝突荷重が入力されると同時に、エプロンフレーム３０に対しても車両前方から衝突荷重が入力されることになる。この時、エプロンフレーム３０には、これを車幅方向外側に変形させようとする荷重が作用することになるが、本実施形態では、エプロンフレーム３０と縦分岐ブレース３７とを、変形抑制部材３９を介して結合することで、エプロンフレーム３０が車幅方向外側に変形することを抑制している。

このように、エプロンフレーム３０と縦分岐ブレース３７とを、変形抑制部材３９を介して結合し、エプロンフレーム３０の車幅方向外側への変形を抑制することで、ヒンジピラー１とダッシュパネル２の側端部との接合部分周辺の剛性を向上させることができ、ヒンジピラー１とダッシュパネル２との接合部分が剥離することを防止できる。

このため、仮に、車両の前面衝突時にエンジン、モータ等の図示しないパワートレインが後退し、車両前方からダッシュパネル２に荷重が入力されたとしても、ダッシュパネル２が車室３内へ侵入することを抑制でき、車両の衝突性能を確保することができる。

また、変形抑制部材３９をサスタワー９の後端部に結合することにより、車両の前面衝突時に車両前方からサスタワー９に衝突荷重が入力されたとしても、その衝突荷重を、変形抑制部材３９を介して縦分岐ブレース３７とエプロンフレーム３０とに分散して伝達させることができる。この場合、車両後方への衝突荷重の分散を効率よく行うことができるため、サスタワー９に加わる衝撃を軽減でき、サスタワー９の後退、変形を抑制できる。従って、縦分岐ブレース３７を経由した衝突荷重の伝達、分散を効率よく行なうことができる。

さらに、車両の前面衝突時には、その衝撃により前輪Ｗからフロントサスペンション１０を介してサスタワー９（トップ部９ａ）に大きな荷重が入力されることも考えられる。このような場合であっても、サスタワー９に入力された荷重を変形抑制部材３９を介して縦分岐ブレース３７とエプロンフレーム３０とに分散して伝達させることができるため、同様にサスタワー９の後退、変形を抑制することができる。

また、ダッシュパネル２と、エプロンフレーム３０と、縦分岐ブレース３７と、変形抑制部材３９とにより区画される閉空間４０を備えたことで、サスタワー９の後方における車体剛性を向上させることができる。このため、車両前方からの衝突荷重をより効率よく車両後方に伝達、分散させることができる。

また、変形抑制部材３９を板部材で構成したことにより、車両衝突性能を確保しつつ、車両の軽量化を実現できる。

なお、図１〜図６に示す実施形態では、変形抑制部材３９をサスタワー９の後端部に配設することとしたが、これに限らず、変形抑制部材をサスタワー９の前端部に配設してもよい。

１…ヒンジピラー
２…ダッシュパネル
９…サスペンションタワー
３０…エプロンフレーム
３１…フロントサイドフレーム
３６…後部エプロンパネル
３７…縦分岐ブレース
３８…閉断面
３９…変形抑制部材
４０…閉空間

Claims (4)

1. 車両のダッシュパネルの側方から前方に延びる左右一対のフロントサイドフレームと、
   上記ダッシュパネルの側端部より上下方向に立設した左右一対のヒンジピラーと、
   該ヒンジピラーから前方に延びるエプロンフレームと、
   該エプロンフレームに車幅方向外壁面上部が接合されると共に、上記フロントサイドフレームに車幅方向内壁面下部が接合され、車幅方向内側に膨出したサスペンションタワーとを備えた車体前部構造であって、
   上記サスペンションタワーと上記ダッシュパネルとの間には、後部エプロンパネルを設け、
   上記サスペンションタワーより後方にて上記フロントサイドフレームから立設し、上記サスペンションタワーの後部または上記後部エプロンパネルに接合されて該後部エプロンパネルの上部に至る閉断面を形成する縦分岐ブレースを備えると共に、
   該縦分岐ブレースと上記エプロンフレームとを結合する変形抑制部材を備えた
   車体前部構造。
2. 上記変形抑制部材を、上記サスペンションタワーの後端部に結合した
   請求項１記載の車体前部構造。
3. 上記変形抑制部材と、上記縦分岐ブレースと、上記ダッシュパネルと、上記エプロンフレームとにより区画される閉空間を備えた
   請求項１または２記載の車体前部構造。
4. 上記変形抑制部材は、上下方向に延びる板部材である
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の車体前部構造。

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