JP4144376B2

JP4144376B2 - フロントボディ構造

Info

Publication number: JP4144376B2
Application number: JP2003051215A
Authority: JP
Inventors: 達三富田; 盛芳馬見塚
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2023-02-27
Also published as: CN1524749A; JP2004256059A; CN1272208C; TWI240689B; TW200424079A; KR20060027381A; KR20040077468A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サイドメンバとクロスメンバとを有する車両のフロントボディ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のフロントボディ構造は、車体の両側に前後方向に沿って配置されるサイドメンバと、車体の幅方向に沿って配置されてサイドメンバの前端部をつなぐクロスメンバとを備えている。サイドメンバとクロスメンバは、それぞれ断面が中空の四角形状であって、サイドメンバの下面とクロスメンバの上面とを合わせるように結合されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
サイドメンバは、断面中空四角形状をしており、前端が上壁と内側壁を残して開口している。クロスメンバは、断面が逆Ｕ字状のメンバ本体とこのメンバ本体の下部開口を閉じる閉鎖プレート（底板）からなる。クロスメンバの両端の上面は、サイドメンバの下方に開口する部分の後側に寄せて内側壁と溶接されている。サイドメンバとクロスメンバの結合部には、ガセットプレートが取付けられている。ガセットプレートは、下縁部がクロスメンバの上部にスポット溶接され、外側縁部がサイドメンバの内側壁と上壁にスポット溶接されている。サイドメンバの前端に残る前方及びクロスメンバによって塞がれない下方の開口部は、閉鎖プレートで塞がれている。閉鎖プレートは、閉鎖壁（前側壁）上縁、前側壁内側縁、延長部（底壁）後縁、底壁内側縁にそれぞれ溶接フランジを有している。底壁後縁の溶接フランジは、クロスメンバの前側壁にスポット溶接され、その他の溶接フランジは、サイドメンバにそれぞれ重なる部分にスポット溶接される。
【０００４】
サイドメンバの外方向に開口する部分は、エクステンションパネルで塞がれている。エクステンションパネルは、上縁、前縁、後縁で車体の幅方向外向きに折り返された上縁フランジ、前縁フランジ、後縁フランジを有している。上縁フランジは、サイドメンバの上面の外側縁部とスポット溶接されている。前縁フランジは、サイドメンバの前端を塞ぐ閉鎖プレートの前側壁の外側縁部とスポット溶接されている。後縁フランジは、サイドメンバの外側壁前端で車体の幅方向外向きに折り曲げられたフランジとスポット溶接されている。また、クロスメンバの両端に設けられたフランジは、各サイドメンバのエクステンションパネルにスポット溶接されている。
【０００５】
【特許文献１】
実公平６−２６４６８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の構造の場合、クロスメンバがサイドメンバの下側から取付けられることに対し、ガセットプレートの外側縁部の上端がサイドメンバの上壁の上から被さるように取付けられる。したがって、サイドメンバとクロスメンバを溶接した後でガセットプレートをスポット溶接で取付けるか、サイドメンバにガセットプレートをスポット溶接で取付けた後でサイドメンバとクロスメンバを溶接するか、或いは、ガセットプレートをスポット溶接で取付けたクロスメンバをサイドメンバの前方から挿入してサイドメンバとクロスメンバを溶接するといった手順で組立てなければならない。
【０００７】
しかしながら、クロスメンバとガセットプレートとの接合部は、クロスメンバの両端外側に面した開口部から離れているため、サイドメンバとクロスメンバとを合わせた状態でスポット溶接することは、困難である。また、クロスメンバにガセットプレートを予めスポット溶接したものは、組立ラインにおいてサイドメンバとクロスメンバとを合わせる位置決め装置に複雑な動きが要求される。
【０００８】
サイドメンバにクロスメンバのメンバ本体を溶接してからガセットプレートを取付けた後、閉鎖プレートをメンバ本体の下面に取付ける手順で組立てることで、クロスメンバとガセットプレートとの接合部へのアクセスを容易にすることが可能であるが、各部材を順番に組み付けていかなければならないため、工程を短縮することができない。
【０００９】
そこで、本発明は、結合部の剛性が高く、組立工程を短縮できるフロントボディ構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るフロントボディ構造は、車両の進行方向を基準に前後方向と左右幅方向とが設定され、車両前部の両側に車体の前後方向に沿って配置される１対のサイドメンバと、車体の幅方向に沿って配置されて前記サイドメンバの前端部に両端部が接合されるクロスメンバとを備える。
前記サイドメンバは、上壁と、下壁と、他方のサイドメンバに面した内側壁と、前後方向に沿って前記下壁よりも後退した位置に前縁が設けられた外側壁とをそれぞれ有している。クロスメンバは、それぞれのサイドメンバの下壁に両端部で接合される頂壁と、前後方向の前側壁及び後側壁と、底壁とを有している。内側壁と頂壁は、頂壁から内側壁へ湾曲して内側壁の上端を超えて上方に延びるガセットで結合される。幅方向に開口するサイドメンバの前端部の外側及び前記クロスメンバの両端は、上壁及び下壁の幅方向外側縁と、前側壁、後側壁、底壁の幅方向外側縁とに接合される前端外側壁で塞がれる。さらに、エンジンフードの高さが異なる車種にも対応できるように、前記内側壁と前記ガセットとの間に、前記上壁よりも上方に延びるヘッドランプサポートが挿入されている。
【００１１】
また、クロスメンバの取付け位置を仕様に応じて変更できるようにするために、サイドメンバの前端部に、幅方向の断面形状が一定に続く部分を前後方向に沿ってクロスメンバとの接合部よりも長く設ける。また、組立工程を短縮するために、クロスメンバにガセットを接合した後で、クロスメンバとサイドメンバとを接合する。また、フロントボディの剛性を高めるために、左右のサイドメンバのそれぞれに取付けられたヘッドランプサポートの上端の間にフロントエンドアッパバーを掛け渡す。また、サイドメンバとクロスメンバの接合強度を高めるために、クロスメンバの両端縁から前方、後方、下方にそれぞれ延びる前方フランジ、後方フランジ、下方フランジを前端外側壁の内側面に、前端外側壁の上縁から外方向に延びる上部フランジを上壁の幅方向外側縁に、前端外側壁の後側縁から外方向に延びる後部フランジを外側壁の前縁から外方向に延びる前部フランジに、下壁の幅方向外側縁から下方に延びる下部フランジを前端外側壁の内側面に、それぞれ接合する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態に係るフロントボディ１の構造を図１から図７を参照して説明する。自動車の進行方向を基準に、前方向（前側）、後方向（後側）、左右幅方向、車両の中心から幅方向に広がる方向に外方向（外側）、車両の幅方向に沿って車両の中心に向かう方向に内方向（内側）をそれぞれ設定する。図１に示すフロントボディ１は、自動車の強度を担う構造部材として、サイドメンバ２と、クロスメンバ３と、ガセット４と、ヘッドランプサポート５と、フロントエンドアッパバー６とを備える。
【００１３】
図２に示すように、サイドメンバ２は、フロントボディ１の前後方向に沿って左右両側に配置されており、左右対称に造られている。各サイドメンバ２は、インナ２１とアウタ２２を組合せて構成されている。インナ２１は、上壁２３と下壁２４と内側壁２５とを備え、アウタ２２は、外側壁２６を備える。アウタ２２の前縁は、インナ２１の前縁よりも後退した位置に設けられ、この結果、図３に示すようにサイドメンバ２の前端部２ａは、外側が開口した状態となる。
【００１４】
上壁２３の外側縁及び外側壁２６の上縁には、上部フランジ２３ａ，２６ａが形成され、下壁２４の外側縁及び外側壁２２の下縁には、下部フランジ２４ａ，２６ｂが形成されている。上部フランジ２３ａ，２６ａは、前端から後端までの途中で向きが変向され、前端から途中までが外側に延びており、途中から後端までが上方に延びている。下部フランジ２４ａ，２６ｂは、下方に延びている。インナ２１とアウタ２２は、上部フランジ２３ａ，２６ａ及び下部フランジ２４ａ，２６ｂが合わされて、スポット溶接Ｘされる。
【００１５】
また、アウタ２２の前縁よりも前方の開口した部分を塞ぐように、前端外側壁７が取付けられる。前端外側壁７の後側縁、上縁、及び前側縁には、外側に向かって延びる後部フランジ７ａ、上部フランジ７ｂ、及び前端フランジ７ｃが設けられている。後部フランジ７ａは、外側壁２６の前縁に設けられる前部フランジ２６ｃとスポット溶接Ｘされ、上部フランジ７ｂは、上壁２３の外側縁に設けられた上部フランジ２３ａとスポット溶接Ｘされる。また、前端外側壁７は、下壁２４の下部フランジ２４ａとスポット溶接Ｘされるとともに、下壁２４を超えて下方に延びている。なお、サイドメンバ２の内部には、リインフォース部材が取付けられる。前部フランジ７ｃは、車両衝突時の荷重の入力を受け止め易くして、サイドメンバ２での衝撃吸収を確実にするために設けられている。
【００１６】
クロスメンバ３は、フロントボディ１の前寄りに位置し、幅方向に沿って配置されている。クロスメンバ３は、アッパ３１とロア３２を組合せて構成されている。アッパ３１は、頂壁３３と前側壁３４と後側壁３５を備え、ロア３２は、底壁３６を備える。前側壁３４と後側壁３５の下縁と、底壁３６の前縁及び後縁には、下方に延びるフランジ３４ａ，３５ａ，３６ａ，３６ｂが設けられている。前側壁３４のフランジ３４ａと底壁３６のフランジ３６ａ、後側壁３５のフランジ３５ａと底壁３６のフランジ３６ｂは、互いにスポット溶接Ｘされる。頂壁３３の両端部３３ａは、サイドメンバ２の前端部２ａの下壁２４にスポット溶接Ｘされている。
【００１７】
また、前側壁３４の両端には、前方に延びる前方フランジ３４ｂが設けられ、後側壁３５の両端には、後方に延びる後方フランジ３５ｂが設けられ、底壁３６の両端には、下方に延びる下方フランジ３６ｃが設けられている。前方フランジ３４ｂ、後方フランジ３５ｂ、下方フランジは３６ｃ、前端外側壁７とスポット溶接Ｘされる。
【００１８】
クロスメンバ３は、両端から下方に向かって滑らかに湾曲した後、再び内側に向かって滑らかに湾曲している。図７に示すようにロア３２の下方に向かう曲りから内側に向かう曲りへの変曲部３２ａには、ロア３２の底壁３６と前縁及び後縁から延びるフランジ３６ａ，３６ｂとにシッピングプレート８がスポット溶接Ｘされる。シッピングプレート８は、ロア３２から下方に向かって延びている。
【００１９】
ガセット４は、クロスメンバ３とサイドメンバ２の接合部にまたがって取付けられる。ガセット４は、図７に示すようにクロスメンバ３に対し、アッパ３１の両端から下方に向かう曲りの途中において、頂壁３３と前側壁３４と後側壁３５に基端４ａがスポット溶接Ｘされ、サイドメンバ２に対し、内側壁２５にフランジ４ｂがスポット溶接Ｘされる。また、ガセット４は、内側壁２５の上端を超えて上方に延びている。
【００２０】
ヘッドランプサポート５は、内側壁２５とガセット４との間に挿入された状態でスポット溶接Ｘされるとともに、上壁２３よりも上方に延びている。また、上壁２３に対してリブ５ａが設けられており、脚部に設けられたフランジ５ｂが上壁２３にスポット溶接Ｘされる。
【００２１】
フロントエンドアッパバー６は、左右のヘッドランプサポート５の上端に掛け渡され、固定される。
【００２２】
次に、上述のフロントボディ１の組立順序について説明する。サイドメンバ２のインナ２１は、リインフォース部材が取付けられた後で図３に示すようにアウタ２２がスポット溶接Ｘされる。また、ヘッドランプサポート５が、インナ２１の前端部２ａにスポット溶接Ｘされる。なお、ヘッドランプサポート５とアウタ２２とは、どちらを先にインナ２１に取付けても良い。サイドメンバ２のインナ２１とアウタ２２及びヘッドランプサポート５が組合されたものをサイドメンバアッセンブリとする。
【００２３】
図４に示すようにガセット４は、クロスメンバ３のアッパ３１に取付けられる。シッピングプレート８は、ロア３２の底壁３６とスポット溶接Ｘされる。ガセット４とシッピングプレート８が取付けられた後、クロスメンバ３のアッパ３１とロア３２は、スポット溶接Ｘされる。クロスメンバ３のアッパ３１とロア３２、ガセット４、シッピングプレート８が組合されたものをクロスメンバアッセンブリとする。
【００２４】
左右のサイドメンバアッセンブリを所定の間隔で配置した状態で、クロスメンバアッセンブリを下から持ち上げて組合せ、図５に示すように頂壁３３と下壁２４、及びガセット４とヘッドランプサポート５と内側壁２５の重なり部をそれぞれスポット溶接Ｘする。
【００２５】
前端外側壁７は、例えば次の順番でスポット溶接Ｘする。後部フランジ７ａが、図６に示すように外側壁２６の前縁に設けられた前部フランジ２６ｃとスポット溶接Ｘされた後、上部フランジ７ｂが、上壁２３の外側縁に設けられた上部フランジ２３ａとスポット溶接Ｘされる。最後に、クロスメンバ３の前方フランジ３４ｂ、後方フランジ３５ｂ、下方フランジ３６ｃ、及び、サイドメンバ２の下壁２４の下部フランジ２４ａが、前端外側壁７とスポット溶接Ｘされる。
【００２６】
なお、サイドメンバ２の前端の開口には、図１に示すようにフランジ９が別途取付けられ、このフランジ９にバンパステイ１０が取付けられる。
【００２７】
以上のように構成されたフロントボディ１は、サイドメンバ２とクロスメンバ３を接合する前に、ヘッドランプサポート５がサイドメンバ２に取付けられ、ガセット４及びシッピングプレート８がクロスメンバ３に取付けられている。そして、ガセット４は、サイドメンバ２の内側壁２５の上端を超えて上方に延びているので、クロスメンバ３をサイドメンバ２の下方から持ち上げて組合せることができる。したがって、組立ラインにおいて、サイドメンバアッセンブリを前方に搬送し、クロスメンバアッセンブリを下方向から合わせることができるので、位置決め装置の動作が簡単である。また、クロスメンバ３のアッパ３１およびロア３２、ガセット４、シッピングプレート８を組立てたクロスメンバアッセンブリをサイドメンバアッセンブリに取付けるので、サイドメンバ２の組立ラインと別ラインでクロスメンバアッセンブリ組立てることができる。したがって、組立効率が良く、生産コストを抑えることができる。
【００２８】
また、インナ２１の上壁２３と内側壁２５と下壁２４の材料が前端まで繋がっている。したがって、前方への衝突やオフセット衝突を想定した場合、前方向に対する挫屈強度が高い。また、幅方向からの衝突を想定した場合、クロスメンバ３の部材がサイドメンバ２の前端外側壁７まで繋がっているので、挫屈強度が高い。
【００２９】
クロスメンバ３の取付け部について、サイドメンバ２の前端部２ａの幅方向の断面形状を前後方向に沿って一定にすることで、フロントオーバーハング長さを容易に調節することができる。つまり、異なるサイズのエンジンに対して容易にフロントボディ１の寸法を調節することができる。
【００３０】
ヘッドランプサポート５は、サイドメンバ２に別部品として取付けられるので、仕様に応じて、異なる大きさ（高さ）のヘッドランプサポート５を選択して取付けることができる。
【００３１】
シッピングプレート８は、図７に示すようにロア３２が下方に向かう曲がりから内側に向かう曲がりへの変曲部に取付けられているで、シッピングプレート８に作用する力をクロスメンバ３からサイドメンバ２に伝えて分散することができる。また、シッピングプレート８の形状は左右対称であり、生産コストを下げることができる。
【００３２】
サイドメンバ２とクロスメンバ３との接合は、下壁２４と頂壁３３、クロスメンバ端部（前側壁３４、後側壁３５、底壁３６）と前端外側壁７、アッパ３１とガセット４、ガセット４と内側壁２５の複数箇所で接合され、スポット溶接Ｘ点数が多いので、接合強度が高い。
【００３３】
なお、本実施形態において、接合は、スポット溶接で行なっているが、ＹＡＧレーザを用いてタック溶接を行なっても良い。
【００３４】
【発明の効果】
本発明に係るフロントボディ構造によれば、サイドメンバの上壁と内側壁と下壁の材料が前端まで繋がっているとともに、クロスメンバの材料がサイドメンバの外側壁まで繋がっている。そして、サイドメンバとクロスメンバの接合部は、下壁と頂壁が接合されているとともに、ガセットがサイドメンバの内側壁とクロスメンバの頂壁、前側壁、後側壁に接合されており、互いに交差する複数の面で構成されている。したがって、結合部の剛性が高い。
【００３５】
また、サイドメンバにヘッドランプサポートを取付け、クロスメンバにガセットを取付けた状態で、サイドメンバとクロスメンバを接合することができる。つまり、複数の部品を組立てたアッセンブリ同士を組合せることができるので、各アッセンブリを別々に平行して組立てることで、組立工程を短縮できる。そして、サイドメンバアッセンブリに対してクロスメンバアッセンブリを下から組合せることができるので、生産ラインにおいて単純な機構でサイドメンバアッセンブリにクロスメンバアッセンブリを組付けることができる。
さらに、ヘッドランプサポートは、サイドメンバに別部品として取付けられるので、異なる大きさ（高さ）のヘッドランプサポートを選択することで、例えばエンジンフードの高さが異なる車種にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態のフロントボディ構造を示す斜視図。
【図２】図１のフロントボディを示す分解斜視図。
【図３】図２のサイドメンバとヘッドランプサポートを組立てたサイドメンバアッセンブリを示す斜視図。
【図４】図２のクロスメンバとガセットとシッピングプレートとを組合せてクロスメンバアッセンブリにする状態を示す斜視図。
【図５】図３のサイドメンバアッセンブリに図４のクロスメンバアッセンブリの接合箇所を示す斜視図。
【図６】図５の状態にさらに前端外側壁を取付けた状態を示す斜視図。
【図７】図６中のＦ７-Ｆ７に沿ってサイドメンバとクロスメンバの接合部を示す断面図。
【符号の説明】
１…フロントボディ、２…サイドメンバ、３…クロスメンバ、４…ガセット、５…ヘッドランプサポート、６…フロントエンドアッパバー、７…前端外側壁、７ａ…後部フランジ、７ｂ…上部フランジ、８…シッピングプレート、２１…インナ、２２…アウタ、２３…上壁、２３ａ…上部フランジ（上側縁）、２４…下壁、２４…下部フランジ、２５…内側壁、２６…外側壁、３１…アッパ、３２…ロア、３３…頂壁、３４…前側壁、３４ａ…前方フランジ、３５…後側壁、３５…後方フランジ、３６…底壁、３６ｃ…下方フランジ。

Claims

車両前部の両側に車体の前後方向に沿って配置される１対のサイドメンバと、車体の幅方向に沿って配置されて前記サイドメンバの前端部に両端部が接合されるクロスメンバとを備え、
前記サイドメンバは、上壁と、下壁と、他方のサイドメンバに面した内側壁と、前後方向に沿って前記下壁よりも後退した位置に前縁が設けられた外側壁とをそれぞれ有し、
前記クロスメンバは、それぞれの前記サイドメンバの前記下壁に両端部で接合される頂壁と、前後方向の前側壁及び後側壁と、底壁とを有し、
前記内側壁と前記頂壁は、前記頂壁から前記内側壁へ湾曲して前記内側壁の上端を超えて上方に延びるガセットで結合され、
幅方向に開口する前記サイドメンバの前端部の外側及び前記クロスメンバの両端は、前記上壁及び下壁の幅方向外側縁と、前記前側壁、後側壁、底壁の幅方向外側縁とに接合される前端外側壁で塞がれるとともに、
前記内側壁と前記ガセットとの間に、前記上壁よりも上方に延びるヘッドランプサポートが挿入されていることを特徴とするフロントボディ構造。
前記サイドメンバの前端部は、幅方向の断面形状が一定に続く部分が、前後方向に沿って前記クロスメンバとの接合部よりも長く設けられていることを特徴とする請求項１に記載のフロントボディ構造。
前記クロスメンバと前記ガセットとを接合した後で、前記サイドメンバと前記クロスメンバとを接合することを特徴とする請求項１に記載のフロントボディ構造。
左右の前記サイドメンバのそれぞれに取付けられた前記ヘッドランプサポートの上端の間に掛け渡されるフロントエンドアッパバーを備えることを特徴とする請求項１に記載のフロントボディ構造。
前記クロスメンバの両端縁から前方、後方、下方にそれぞれ延びる前方フランジ、後方フランジ、下方フランジを前記前端外側壁の内側面に、前記前端外側壁の上縁から外方向に延びる上部フランジを前記上壁の幅方向外側縁に、前記前端外側壁の後側縁から外方向に延びる後部フランジを前記外側壁の前縁から外方向に延びる前部フランジに、前記下壁の幅方向外側縁から下方に延びる下部フランジを前記前端外側壁の内側面に、それぞれ接合することを特徴とする請求項１に記載のフロントボディ構造。