JP2019018821A

JP2019018821A - 車体前部構造

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Publication number: JP2019018821A
Application number: JP2017141618A
Authority: JP
Inventors: 隆行関矢; Takayuki Sekiya; 輝芳賀; Akira Haga; 勝哉藤森; katsuya Fujimori; 知央渡部; Tomoo Watabe
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2019-02-07
Anticipated expiration: 2037-07-21
Also published as: US20190023324A1; DE102018211959A1; US10668956B2; CN109278868A; CN109278868B; JP6584457B2

Abstract

【課題】非衝突側のサイドシルに対しても衝突荷重を伝達して衝突荷重の伝達効率を向上させること。
【解決手段】車両前後方向に沿って延びる左右一対のフロントサイドフレーム１４、１４と、車幅方向に沿って延在し、左右一対のフロントサイドフレーム間を懸架するクロスメンバ１８とを備え、各フロントサイドフレーム１４は、車両前後方向の後部で車幅方向内側に向けて屈曲するサイドフレーム屈曲部１４ｂを有し、クロスメンバ１８の車幅方向に沿った少なくとも一方の端部１８ａは、サイドフレーム屈曲部１４ｂに連結されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、自動車等の車両の車体前部構造に関する。

例えば、特許文献１には、車両前方から入力された衝突荷重を左右のサイドシルに伝達するためにクロスメンバを設けた車両前部構造が開示されている。

特許文献１に開示された車両前部構造では、クロスメンバがフロントサイドフレームの屈曲部の後方部位に連結されている。すなわち、クロスメンバの両端部は、屈曲部の曲がり切った後方部位に連結されている。

特許第５７３８１６３号公報

ところで、左右一対のフロントサイドフレームのうち、片側の一方のフロントサイドフレームに対して衝突荷重（例えば、オフセット衝突荷重）が入力される場合がある。

このような場合、特許文献１に開示された車両前部構造では、クロスメンバがフロントサイドフレームの屈曲部の後方部位に連結されているため、非衝突側のサイドシルに対して衝突荷重が伝達されにくくなっている。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、非衝突側のサイドシルに対しても衝突荷重を伝達して衝突荷重の伝達効率を向上させることが可能な車体前部構造を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、車両前後方向に沿って延びる左右一対のフロントサイドフレームと、車幅方向に沿って延在し、前記左右一対のフロントサイドフレーム間を懸架するクロスメンバと、を備え、前記フロントサイドフレームは、車両前後方向の後部で車幅方向内側に向けて屈曲するサイドフレーム屈曲部を有し、前記クロスメンバの車幅方向に沿った少なくとも一方の端部は、前記サイドフレーム屈曲部に連結されていることを特徴とする。

本発明では、非衝突側のサイドシルに対しても衝突荷重を伝達して衝突荷重の伝達効率を向上させることが可能な車体前部構造を得ることができる。

本発明の実施形態に係る車両前部構造が適用された車両を下方からみた一部省略底面図である。図１に示すクロスメンバ及びその近傍部分の拡大底面図である。図２に示すクロスメンバ及びその近傍部分を上方からみた平面図である。クロスメンバ固定部を示す斜視説明図である。クロスメンバの車幅方向に沿った端部及びその近傍部分を示す斜視説明図である。フロアパネルの下面にバッテリが配置された状態を示す底面図である。車両前方から入力されたオフセット荷重がクロスメンバに沿って伝達される状態を示す底面図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図中において、「前後」は、車両前後方向、「左右」は、車幅方向（左右方向）、「上下」は、鉛直上下方向をそれぞれ示している。

図１に示されるように、本発明の実施形態に係る車体前部構造が適用された車両１０は、モノコックボディからなる車体１２を有する。この車体１２は、車両１０の車幅方向の中心を通って車両前後方向に沿って延在する図示しない中心線に対して、左右対称に配置されている。なお、本実施形態では、車両１０として電気自動車（Electric Vehicle）に適用した場合を例示しているが、これに限定されるものではなく、例えば、プラグインハイブリッド自動車（Plug-in Hybrid Vehicle）にも適用することができる。

車体１２は、左右一対のフロントサイドフレーム１４、１４と、左右一対のサイドシル１６、１６と、クロスメンバ１８と、フロアパネル２０とを備えて構成されている。

左右一対のフロントサイドフレーム１４、１４は、車体前部の左右両側に位置し、車両前後方向に沿って延在している。左右一対のフロントサイドフレーム１４、１４は、左右一対の直線部１４ａ、１４ａと、左右一対のサイドフレーム屈曲部１４ｂ、１４ｂと、左右一対の車両後方連結部１４ｃ、１４ｃとを有する。

左右一対の直線部１４ａ、１４ａは、各フロントサイドフレーム１４の前側に位置し、略平行に延在している。各直線部１４ａの前方端部には、車幅方向に沿って延在するバンパビーム２２が架け渡されている。

左右一対のサイドフレーム屈曲部１４ｂ、１４ｂは、各直線部１４ａの車両後方端部に連続し、各フロントサイドフレーム１４の車両前後方向の後部で車幅方向内側に向けて屈曲している（図１、図２参照）。換言すると、左右一対のサイドフレーム屈曲部１４ｂは、車両後方側から底面視して略逆ハの字状を呈して対向し、互いに近接するように車幅方向の内側に向かって傾斜している。

各サイドフレーム屈曲部１４ｂは、車幅方向外側に位置する外側屈曲点Ｐ１を有する。この外側屈曲点Ｐ１は、クロスメンバ１８の車幅方向外側の車両前方端部２４と車幅方向で対峙している。また、各サイドフレーム屈曲部１４ｂは、車幅方向内側に位置する内側屈曲点Ｐ２を有する。この内側屈曲点Ｐ２は、クロスメンバ１８の車幅方向に位置している。

左右一対の車両後方連結部１４ｃ、１４ｃは、後記する左右一対のアウトリガー２６、２６に連結（接合）されている。

図１に示されるように、各フロントサイドフレーム１４の中間部で車幅方向外側には、左右一対のダンパベース２８、２８と、左右一対のダンパハウジング３０、３０とが、それぞれ配置されている。各ダンパベース２８は、図示しないダンパの上端を支持する支持孔２９が形成されている。また、このダンパベース２８と各フロントサイドフレーム１４との間には、ダンパハウジング３０が配置されている。ダンパハウジング３０は、前ダンパハウジング３０ａ及び後ダンパハウジング３０ｂからなる２つの部材で構成され、ダンパベース２８及びフロントサイドフレーム１４の両者にそれぞれ接合されている。

図１に示されるように、クロスメンバ１８は、車幅方向に沿って直線状に延在し、左右一対のフロントサイドフレーム１４、１４間を懸架している。クロスメンバ１８の車幅方向に沿った両端部１８ａ、１８ａは、サイドフレーム屈曲部１４ｂ、１４ｂにそれぞれ連結されている。

なお、本実施形態では、車幅方向に沿ったクロスメンバ１８の両端部１８ａ、１８ａがそれぞれ各サイドフレーム屈曲部１４ｂに連結されているが、これに限定されるものではなく、少なくともいずれか一方の端部１８ａがサイドフレーム屈曲部１４ｂに連結されていればよい。

図２に示されるように、クロスメンバ１８の車両前方端部１８ｂは、中央部３２と、クロスメンバ屈曲部３４と、クロスメンバ固定部３６とを有する。中央部３２は、クロスメンバ１８の車幅方向の中央に位置し、車幅方向に沿って直線状に延びている。クロスメンバ屈曲部３４は、中央部３２の外側に位置し、平面視して中央部３２からフロントサイドフレーム１４に近づくにつれて車両前方に向けて屈曲している。

クロスメンバ固定部３６は、車幅方向に沿ったクロスメンバ１８の両端部１８ａ、１８ａにそれぞれ設けられている。図４に示されるように、このクロスメンバ固定部３６は、一組の接合フランジ部３６ａ、３６ｂを介して、フロントサイドフレーム１４の車両後方端部の内側部分と、アウトリガー２６の車両前方端部の内側部分との両方にそれぞれ接合（固定）されている。

なお、クロスメンバ１８の車両後方端部１８ｃは、中央部３２、及び、クロスメンバ固定部３６の全てにわたってフラットな平坦面で形成されている。

車幅方向の両側には、左右一対のアウトリガー２６、２６と、左右一対のサイドシル１６、１６とがそれぞれ配置されている。各アウトリガー２６は、底面視して略直角三角形状を呈し、各フロントサイドフレーム１４の車両後方端部に連結されている。また、各アウトリガー２６の直角に対する斜辺３８は、直線状に延在している。各サイドシル１６は、車幅方向外側で、斜辺３８に対向する各アウトリガー２６の車両前後方向に沿った辺部４０に連結されている。

各フロントサイドフレーム１４及び各アウトリガー２６は、各フロントサイドフレーム１４の後方端部と各アウトリガー２６の車両前方端部とが連結された固定部４２を備えている。クロスメンバ１８の車幅方向に沿った両端部１８ａ、１８ａは、この固定部４２に対して固定されている。

左右一対のサイドシル１６、１６は、車幅方向の両側にそれぞれ配置され、車両前後方向に沿って延在している。各サイドシル１６は、フロアパネル２０の前端（フロア前端）からフロアパネル２０の後端（フロア後端）まで延在している。

各サイドシル１６は、サイドシルインナと、サイドシルアウタと、サイドシルスチフナとが一体的に結合されて構成されている。サイドシルインナは、断面ハット形状を有し、車幅方向内側に配置されている。サイドシルアウタは、断面ハット形状を有し、車幅方向外側に配置されている。サイドシルスチフナは、サイドシルインナとサイドシルアウタとの間に配置されている。サイドシルスチフナの下端は、サイドシルインナの下端と、サイドシルアウタの下端とによって両側から挟持した状態で一体的に結合されている。

フロアパネル２０は、左右一対のサイドシル１６、１６間に張設された平板状の部材によって構成されている。フロアパネル２０は、車両後方に向かって延在する略平坦面で構成され、例えば、従来技術の特許文献１に開示されているセンタトンネルやセンタトンネルクロスメンバ等が設けられていない。

フロアパネル２０は、略平坦な一般部４４と、***部４６と、段差部４８（図３参照）とを有する。***部４６は、上方に向かって***し、クロスメンバ１８から車両後方に向かって延在している。段差部４８は、***部４６よりも車両前方に位置し、この***部４６よりも上下方向の高さが低くなっている。また、底面視して、段差部４８の下面には、クロスメンバ１８が、車幅方向に沿って配置されている（図３参照）。

図６に示されるように、底面視してフロアパネル２０の下面には、バッテリ５０が配置されている。各アウトリガー２６は、バッテリ５０の車両前方端部側の車幅方向の両側にそれぞれ配置されている。

図６に示されるように、バッテリ５０は、底面視して略矩形状を呈するバッテリケース５２と、バッテリケース５２内に収納された複数のバッテリパック５４とを備えている。バッテリケース５２は、ボルト締結された固定板５５を介してサイドシル１６に固定されている。

バッテリケース５２の車幅方向外側に位置する車両前方端部には、底面視してサイドシル１６に向かって接近するように傾斜する傾斜面５６が設けられている。また、アウトリガー２６の車幅方向の内壁には、底面視してサイドシル１６に向かって接近するように傾斜する傾斜面５８が設けられている。

バッテリケース５２の傾斜面５６と、アウトリガー２６の傾斜面５８とは、互いに対向して略平行に配置されている。換言すると、バッテリケース５２の傾斜面５６と、アウトリガー２６の傾斜面５８とを、クリアランスを介して略平行に対向させることで、アウトリガー２６とバッテリケース５２とを互いの傾斜面５６、５８で合わせて配置することができる。

バッテリケース５２内には、複数のバッテリパック５４を仕切る複数の骨部材が配置されている。複数の骨部材は、センタ骨部材６０ａと、前部骨部材６０ｂと、後部骨部材６０ｃと、クロス骨部材６０ｄとから構成されている。センタ骨部材６０ａは、配管用であり、車幅方向の中央に配置されて車両前後方向に沿って延在している。前部骨部材６０ｂは、バッテリケース５２の車両前部に前後方向に沿って略平行に配置されている。後部骨部材６０ｃは、バッテリケース５２の車両後部に前後方向に沿って略平行に配置されている。クロス骨部材６０ｄは、車幅方向に沿って略平行に複数配置されている。

本実施形態に係る車両前部構造が適用された車両１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

本実施形態では、左右一対のフロントサイドフレーム１４、１４のサイドフレーム屈曲部１４ｂ、１４ｂに対してクロスメンバ１８の両端部１８ａ、１８ａがそれぞれ連結されている。これにより、本実施形態では、図７に示されるように、例えば、片側の一方のフロントサイドフレーム１４に対して衝突荷重（例えば、オフセット衝突荷重Ｆ）が入力された場合、衝突側の一方のサイドシル１６に対して衝突荷重Ｆ１を伝達すると共に、クロスメンバ１８を経由して非衝突側の他方のサイドシル１６に対しても衝突荷重Ｆ２を伝達することができる。

換言すると、例えば、フロントサイドフレーム１４のサイドフレーム屈曲部１４ｂよりも車両後方部位でクロスメンバ１８を連結した場合と比較して、フロントサイドフレーム１４のサイドフレーム屈曲部１４ｂに対してクロスメンバ１８を連結することで、クロスメンバ１８を介して伝達される衝突荷重の伝達量を増大させることができる。この結果、非衝突側のサイドシル１６に対する衝突荷重の伝達効率を向上させることができる。

また、本実施形態では、車両前方から入力された衝突荷重が左右両側のサイドシル１６、１６に対して伝達された場合、左右一対のフロントサイドフレーム１４、１４が車幅方向内側に倒れ込むことをクロスメンバ１８によって防止することができる。

本実施形態では、クロスメンバ１８の車両前方端部１８ｂに、中央部３２から車両前方に向けて屈曲するクロスメンバ屈曲部３４を設けている。これにより、本実施形態では、衝突側のフロントサイドフレーム１４から入力された衝突荷重を、クロスメンバ屈曲部３４を経由して非衝突側のサイドシル１６に対して効率的に伝達することができる。

本実施形態では、クロスメンバ１８の車幅方向に沿った両端部１８ａ、１８ａを、フロントサイドフレーム１４とアウトリガー２６との固定部４２に固定している。換言すると、クロスメンバ１８の車幅方向に沿った両端部１８ａ、１８ａが、フロントサイドフレーム１４とアウトリガー２６との両者にそれぞれ連結されている。これにより、本実施形態では、フロントサイドフレーム１４とアウトリガー２６とを固定する固定部４２の強度・剛性を向上させることができ、車両前方から入力された衝突荷重を、クロスメンバ１８を経由して非衝突側のサイドシル１６に対して効率的に伝達することができる。

本実施形態において、フロアパネル２０は、***部４６よりも車両前方に位置してこの***部４６よりも上下方向の高さが低い段差部４８を有している。また、本実施形態では、クロスメンバ１８が、底面視して段差部４８の下面に車幅方向に沿って配置されている。本実施形態によれば、フロアパネル２０の車両前方は、***部４６よりも高さが低い段差部４８となっているため、車両前方から衝突荷重が入力された際、フロアパネル２０自体によってサイドシル１６に対して衝突荷重を伝達することができる。

また、本実施形態によれば、フロアパネル２０の段差部４８に対してクロスメンバ１８を配置することで、クロスメンバ１８の上下方向の変位を抑制することができ、非衝突側のフロントサイドフレーム１４への荷重伝達効率を向上させることができる。

本実施形態では、アウトリガー２６が、バッテリ５０の車両前方端部側の車幅方向外側に配置されている。これにより、本実施形態では、バッテリ５０の車両前方端部側の車幅方向にアウトリガー２６を配置することができ、バッテリ５０の容量を大きくすることができる。

また、本実施形態では、フロアパネル２０の下面にバッテリ５０を配置することにより、車両後方に車体フレームを配置することができない場合であっても、アウトリガー２６をバッテリ５０の幅方向まで延出することで、サイドシル１６への荷重伝達効率を向上させることができる。

本実施形態において、各サイドフレーム屈曲部１４ｂは、車幅方向外側に位置する外側屈曲点Ｐ１を有し、この外側屈曲点Ｐ１は、クロスメンバ１８の車幅方向外側の車両前方端部と車幅方向で対峙するように配置されている。これにより、本実施形態では、衝突側のフロントサイドフレーム１４から入力された衝突荷重を、外側屈曲点Ｐ１と対峙するクロスメンバ１８の車幅方向外側の車両前方端部を介して、クロスメンバ１８に対してより一層円滑に伝達することができる。

本実施形態において、サイドフレーム屈曲部１４ｂは、車幅方向内側に位置する内側屈曲点Ｐ２を有し、この内側屈曲点Ｐ２は、クロスメンバ１８の車幅方向に位置している。これにより、本実施形態では、衝突側のフロントサイドフレーム１４から入力された衝突荷重を、内側屈曲点Ｐ２と車幅方向に位置するクロスメンバ１８を介して、より一層円滑に伝達することができる。

本実施形態では、クロスメンバ１８が、車幅方向に沿って略直線状に延在している。これにより、本実施形態では、衝突側のフロントサイドフレーム１４から入力された衝突荷重を、略直線状に延在するクロスメンバ１８を介して非衝突側のサイドシル１６に対してより一層効率的に伝達することができる。

本実施形態では、アウトリガー２６が、底面視して略直角三角形状を呈し、直角に対する斜辺３８が直線状に延在している。これにより、本実施形態では、衝突側のフロントサイドフレーム１４から入力された衝突荷重を、クロスメンバ１８及びアウトリガーの斜辺３８を介して非衝突側のサイドシル１６に対してより一層効率的に伝達することができる。

本実施形態において、バッテリケース５２の車幅方向外側に位置する車両前方端部には、底面視してサイドシル１６に向かって接近するように傾斜する傾斜面５６を有している。また、アウトリガー２６の車幅方向の内壁には、底面視してサイドシル１６に向かって接近するように傾斜する傾斜面５８を有している。

本実施形態では、バッテリケース５２の傾斜面５６と、アウトリガー２６の傾斜面５８とを、互いに対向して略平行に配置することで、バッテリケース５２の傾斜面５６に沿って複数のバッテリパック５４を配置することができる。これにより、本実施形態では、バッテリ５０全体の容量を増大させることができる。また、底面視して略直角三角形状を呈するアウトリガー２６の傾斜面５８（斜辺）を大きくとることができ、衝撃荷重に対する剛性・強度を向上させることができる。

１０車両
１４フロントサイドフレーム
１４ｂサイドフレーム屈曲部
１６サイドシル
１８クロスメンバ
１８ａ（クロスメンバの車幅方向の）端部
１８ｂ（クロスメンバの）車両前方端部
１８ｃ（クロスメンバの）車両後方端部
２０フロアパネル
２６アウトリガー
３２中央部
３４クロスメンバ屈曲部
３８斜辺
４２固定部
４６ ***部
４８段差部
５０バッテリ
５２バッテリケース
５６（バッテリケースの）傾斜面
５８（アウトリガーの）傾斜面
Ｐ１外側屈曲点
Ｐ２内側屈曲点

Claims

車両前後方向に沿って延びる左右一対のフロントサイドフレームと、
車幅方向に沿って延在し、前記左右一対のフロントサイドフレーム間を懸架するクロスメンバと、
を備え、
前記フロントサイドフレームは、車両前後方向の後部で車幅方向内側に向けて屈曲するサイドフレーム屈曲部を有し、
前記クロスメンバの車幅方向に沿った少なくとも一方の端部は、前記サイドフレーム屈曲部に連結されてい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において、
前記クロスメンバの車両前方端部は、
車幅方向に沿って直線状に延びる中央部と、
平面視して前記中央部から車両前方に向けて屈曲するクロスメンバ屈曲部と、
を有することを特徴とする車体前部構造。
請求項１又は請求項２記載の車体前部構造において、
前記各フロントサイドフレームの車両後方端部に連結される左右一対のアウトリガーと、
車幅方向外側で前記各アウトリガーに連結される左右一対のサイドシルと、
を備え、
前記クロスメンバは、前記各フロントサイドフレームと前記各アウトリガーとの固定部に対して固定されることを特徴とする車体前部構造。
請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の車体前部構造において、
上方に向かって***する***部を有するフロアパネルを備え、
前記フロアパネルは、前記***部よりも車両前方に位置して前記***部よりも高さが低い段差部を有し、
前記クロスメンバは、底面視して前記段差部の下面に車幅方向に沿って配置されていることを特徴とする車体前部構造。
請求項４記載の車体前部構造において、
底面視して前記フロアパネルの下面に配置されたバッテリを有し、
前記アウトリガーは、前記バッテリの車両前方端部側の車幅方向外側に配置されていることを特徴とする車体前部構造。
請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の車体前部構造において、
前記各サイドフレーム屈曲部は、車幅方向外側に位置する外側屈曲点を有し、
前記外側屈曲点は、前記クロスメンバの車幅方向外側の車両前方端部と車幅方向で対峙していることを特徴とする車体前部構造。
請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の車体前部構造において、
前記各サイドフレーム屈曲部は、車幅方向内側に位置する内側屈曲点を有し、
前記内側屈曲点は、前記クロスメンバの車幅方向に位置していることを特徴とする車体前部構造。
請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の車体前部構造において、
前記クロスメンバは、車幅方向に沿って略直線状に延在していることを特徴とする車体前部構造。
請求項３乃至請求項８のいずれか１項記載の車体前部構造において、
前記アウトリガーは、底面視して略直角三角形状を呈し、直角に対する斜辺が直線状に延在していることを特徴とする車体前部構造。
請求項５記載の車体前部構造において、
前記バッテリは、バッテリケースを備え、
前記バッテリケースの車幅方向外側に位置する車両前方端部には、底面視して前記サイドシルに向かって接近するように傾斜する傾斜面を有し、
前記アウトリガーの車幅方向の内壁には、底面視して前記サイドシルに向かって接近するように傾斜する傾斜面を有し、
前記バッテリケースの前記傾斜面と、前記アウトリガーの前記傾斜面とは、互いに対向して略平行に配置されていることを特徴とする車体前部構造。