JP4285163B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は車体前部構造に関し、特に、自動車等の車体においてフロントサイドメンバの前後方向中間部にサスペンションタワーが配設された車体前部構造に関する。

従来から、自動車等の車体においてフロントサイドメンバの前後方向中間部にサスペンションタワーが配設された車体前部構造においては、ホイールエプロンリインフォースメントの前端がサスペンションタワーの前方でフロントサイドメンバ（フロントサイドフレームともいう）に結合された構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、ダッシュボードがサスペンションタワーに結合された構成が知られている（例えば、特許文献２参照）。また、フードリッジとストラットハウジングとの間に縦壁を形成し、該縦壁によりフロントサイドメンバの上方移動に伴う入力をフードリッジ等の骨格部材に十分に伝達する構成が知られている（例えば、特許文献３参照）。また、衝突時に減速度の作用方向に沿う圧縮荷重を受ける反力発生メンバを、その長手方向寸法を屈曲変形で収縮させる部分と、屈曲変形の発生を阻止する屈曲変形阻止手段とを有し、屈曲変形阻止手段の強度設定により、前記部分の屈曲変形開始点を設定する構成が知られている（例えば、特許文献４参照）。
特開平２−２４６８７７号公報 実用新案登録第２５５５６４６号公報 特開平１０−２５８７７０号公報 特開２０００−５３０２０号公報

しかしながら、特許文献１では、ホイールエプロンリインフォースメントがフロントサイドメンバに対して車幅方向外側にオフセットしている。この結果、ホイールエプロンリインフォースメントの前端はフロントサイドメンバに対して車体前面視で斜めに結合されている。このため、フロントサイドメンバを真上から支持する場合に比べ、車体前突時のフロントサイドメンバの車体上方への移動を効果的に抑制できない。

本発明は上記事実を考慮し、車体前突時のフロントサイドメンバの車体上方への移動を効果的に抑制できる車体前部構造を提供することが目的である。

請求項１記載の本発明の車体前部構造は、 車体前後方向に沿って延設された左右のフロントサイドメンバと、
該左右のフロントサイドメンバの前後方向中間部に配設されたサスペンションタワーと、
該サスペンションタワーの前方において車幅方向に沿って延設されており、車体前面視で垂直上方から前記左右のフロントサイドメンバにそれぞれ結合され、前記左右のフロントサイドメンバの車体上方への移動を抑制するためのリインフォースメントと、
前記左右のサスペンションタワーの車幅方向外側上部に略車体前後方向に沿って配設されたエプロンアッパメンバと、
を有し、前記リインフォースメントの車幅方向端部は前記エプロンアッパメンバと前記サスペンションタワーの前壁部とに結合されていることを特徴とする。

従って、車体前後方向に沿って延設された左右のフロントサイドメンバの前後方向中間部に配設されたサスペンションタワーの前方において車体前面視で垂直上方から左右のフロントサイドメンバに結合されたリインフォースメントによって、車体前突時に左右のフロントサイドメンバの車体上方への移動を抑制する。この結果、フロントサイドメンバのキック部の下端部に、前突時に発生する上方へのモーメントを打消す方向へ、モーメント長が長く、大きなキャンセルモーメントを発生さることができる。このため、車体前突時のフロントサイドメンバの車体上方への移動を効果的に抑制できる。また、リインフォースメントが車幅方向に沿って延設されており、左右のフロントサイドメンバを互いに結合しているため、オフセット前突時に発生する一方のフロントサイドメンバの上方への移動を、他方のフロントサイドメンバとリインフォースメントとの結合部を基点とするリインフォースメントの引っ張り力によって抑制できる。この結果、オフセット前突時のフロントサイドメンバの車体上方への移動を効果的に抑制できる。また、リインフォースメントを左右のフロントサイドメンバを互いに結合し、車室前方の仕切り板となるダッシュパネルとして使用することで、車室を拡大できる。さらに、リインフォースメントの車幅方向端部がエプロンアッパメンバとサスペンションタワーの前壁部とに結合されているため、リインフォースメントの結合剛性が高くなる。また、サスペンションタワーの剛性も高くなる。

請求項２記載の本発明は請求項１に記載の車体前部構造において、前記リインフォースメントは車体側面視で閉断面構造であることを特徴とする。

従って、請求項１に記載の内容に加えて、リインフォースメントが車体側面視で閉断面構造であるため、リインフォースメントの剛性が高くなる。

請求項３記載の本発明は請求項１または請求項２に記載の車体前部構造において、車室外部品を前記左右のフロントサイドメンバの間に配設し、前記車室外部品の上面を前記の左右のフロントサイドメンバの上面よりも車体上下方向下側にしたことを特徴とする。

従って、請求項１または請求項２に記載の内容に加えて、車室外部品を左右のフロントサイドメンバの間に配設し、車室外部品の上面を左右のフロントサイドメンバの上面よりも車体上下方向下側にしたため、リインフォースメントの車体後方側で左右のフロントサイドメンバの上面よりも車体上下方向上側となる部位を車室として使用できるため、車室を拡大できる。

請求項４記載の本発明は請求項１〜３の何れか１項に記載の車体前部構造において、前記リインフォースメントはダッシュパネルであることを特徴とする。

従って、リインフォースメントが左右のフロントサイドメンバを互いに結合し、車室前方の仕切り板となるダッシュパネルであるため、車室を拡大できる。

請求項１記載の本発明の車体前部構造は、車体前後方向に沿って延設された左右のフロントサイドメンバと、左右のフロントサイドメンバの前後方向中間部に配設されたサスペンションタワーと、サスペンションタワーの前方において車幅方向に沿って延設されており、車体前面視で垂直上方から左右のフロントサイドメンバにそれぞれ結合され、左右のフロントサイドメンバの車体上方への移動を抑制するためのリインフォースメントと、左右のサスペンションタワーの車幅方向外側上部に略車体前後方向に沿って配設されたエプロンアッパメンバと、を有し、リインフォースメントの車幅方向端部はエプロンアッパメンバとサスペンションタワーの前壁部とに結合されているため、車体前突時のフロントサイドメンバの車体上方への移動を効果的に抑制できるという優れた効果を有する。また、オフセット前突時のフロントサイドメンバの車体上方への移動を効果的に抑制できると共に車室を拡大できるという優れた効果を有する。さらに、リインフォースメントの結合剛性高くなると共にサスペンションタワーの剛性も高くなるという優れた効果を有する。

請求項２記載の本発明は請求項１に記載の車体前部構造において、リインフォースメントは車体側面視で閉断面構造であるため、請求項１に記載の効果に加えて、リインフォースメントの剛性が高くなるという優れた効果を有する。

請求項３記載の本発明は請求項１または請求項２に記載の車体前部構造において、車室外部品を左右のフロントサイドメンバの間に配設し、車室外部品の上面を左右のフロントサイドメンバの上面よりも車体上下方向下側にしたため、請求項１または請求項２に記載の効果に加えて、車室を拡大できるという優れた効果を有する。

請求項４記載の本発明は請求項１〜３の何れか１項に記載の車体前部構造において、リインフォースメントはダッシュパネルであるため、請求項１〜３の何れか１項に記載の効果に加えて、車室を拡大できるという優れた効果を有する。

本発明における車体前部構造の一実施形態を図１〜図３に従って説明する。

なお、図中矢印ＵＰは車体上方方向を示し、図中矢印ＦＲは車体前方方向を示し、図中矢印ＩＮは車幅内側方向を示している。

図３に示される如く、本実施形態の自動車車体１０の前部には、車幅方向両端部に車体前後方向に沿ってフロントサイドメンバ１２が配設されている。左右のフロントサイドメンバ１２の前端部１２Ａには、フロントバンパリインフォースメント１４が架設されており、車体１０が前突（前面衝突）した場合には、フロントバンパリインフォースメント１４に入力する衝突荷重を左右のフロントサイドメンバ１２で受けるようになっている。

フロントサイドメンバ１２の前部１２Ｂは、車体前後方向に沿って直線的に配設されており、車体前後方向から見た断面形状が矩形の閉断面構造となっている。また、フロントサイドメンバ１２の前部１２Ｂはアルミの押出し材で、フロントサイドメンバ１２の後部１２Ｃはアルミの鋳物で構成されており、互いに結合されている。

また、フロントサイドメンバ１２の後部１２Ｃは、前部１２Ｂの後方に車体後方へ向かって結合された基部２０と、基部２０の下方側に形成された段差受圧部２２とで構成されている。

フロントサイドメンバ１２の後部１２Ｃにおける後部は、車体前方上側から車体後方下側に向かって傾斜したキック部１２Ｄとなっており、キック部１２Ｄの下端部１２Ｅには、車体骨格部材としてのフロアアンダリインフォースメント２６の前端部２６Ａに結合されている。

また、フロントサイドメンバ１２の後部１２Ｃにおける段差受圧部２２の前端下部２２Ａと、キック部１２Ｄの下端部１２Ｅとには、サスペンションメンバ３０が結合されており、フロントサイドメンバ１２の後部１２Ｃの基部２０とサスペンションメンバ３０には、サスペンションアーム３２、３４を介して、ホイールインモータ３６を備えドライブシャフトが無い車輪３８が取付けられている。

また、左右のフロントサイドメンバ１２のキック部１２Ｄには、ダッシュクロスロア４０の車幅方向外側端部４０Ａが結合されており、ダッシュクロスロア４０は車幅方向に延びる閉断面部を有するアルミの押出し材で構成されている。

図２に示される如く、左右のフロントサイドメンバ１２の前後方向中間部には、それぞれサスペンションタワー４２が配設されており、左右のサスペンションタワー４２の車幅方向外側上部には、エプロンアッパメンバ４４が略車体前後方向に沿って配設されている。

図１に示される如く、エプロンアッパメンバ４４の車体前後方向から見た断面形状は矩形の閉断面構造となっている。

図２に示される如く、左右のエプロンアッパメンバ４４における前端部４４Ａの間には、リインフォースメントとしてのダッシュリインフォースメント４８が車幅方向に沿って配設されており、ダッシュリインフォースメント４８は平面視において車体前方へ膨らんだ円弧状となっている。また、ダッシュリインフォースメント４８の車幅方向端部４８Ａは左右のエプロンアッパメンバ４４における前端部４４Ａの車幅方向内側部に結合されていると共に、ダッシュリインフォースメント４８の車幅方向端部４８Ａは左右のサスペンションタワー４２における前壁部４２Ａに結合されている。

また、ダッシュリインフォースメント４８における車幅方向端部４８Ａの近傍の部位４８Ｂは、車体前面視で垂直上方から、即ち、左右のフロントサイドメンバ１２の真上からフロントサイドメンバ１２に結合されている。

図１に示される如く、ダッシュリインフォースメント４８の車幅方向から見た断面形状（車体側面視形状）は、矩形の閉断面構造となっており、ダッシュリインフォースメント４８の下端には車体後方に向かってフランジ４８Ｃが形成されている。また、ダッシュリインフォースメント４８の上端には車体前方に向かってカウル４８Ｄが形成されている。

図２に示される如く、平面視において左右のフロントサイドメンバ１２の間になる部位には、ポンプ、コンプレッサー等の複数の車室外部品５２が車幅方向に所定の間隔を開けて車体前後方向に沿って配設されている。

図１に示される如く、車室外部品５２の上面５２Ａは、左右のフロントサイドメンバ１２の上面１２Ｆよりも車体上下方向下側に配置されている。

従って、ダッシュリインフォースメント４８の車体後方側で左右のフロントサイドメンバ１２の上面１２Ｆよりも車体上下方向上側となる部位６０を車室６２の一部として使用できるようになっている。

図２に示される如く、ダッシュクロスロア４０の下部における車体後方側の車幅方向中央部にはトンネルリインフォースメント６０が配設されており、ダッシュクロスロア４０の下部の後方側には左右のフロントサイドメンバ１２の後端部１２Ｇを介してフロアアンダリインフォースメント２６とロッカ６２が連結されている。

次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態では、図１に示される如く、衝突体Ｓに車体１０が前突した場合には、フロントバンパリインフォースメント１４に入力する衝突荷重を左右のフロントサイドメンバ１２で受ける。この際、フロントサイドメンバ１２が車体上方へ変形しようとした場合には、フロントサイドメンバ１２の前後方向中間部に配設されたサスペンションタワー４２の前方で、車体前面視で垂直上方からフロントサイドメンバ１２に結合されたダッシュリインフォースメント４８によって、車体上方から車体下方へ向かって押圧力Ｆがフロントサイドメンバ１２に作用する。

この結果、フロントサイドメンバ１２のキック部１２Ｄにおける下端部１２Ｅの図芯Ｐには、前突時に発生する上方へのモーメントＭ１を打消す方向に、サスペンションタワー４２の後方にダッシュリインフォースメント４８を配設した場合に比べてモーメント長Ｌが長い、大きなキャンセルモーメントＭ２を発生さることができる。このため、ダッシュリインフォースメント４８によって、車体前突時のフロントサイドメンバ１２の車体上方への移動を効果的に抑制できる。

また、本実施形態では、ダッシュリインフォースメント４８が車幅方向に沿って延設されており、ダッシュリインフォースメント４８が左右のフロントサイドメンバ１２を互いに結合している。この結果、オフセット前突時に発生する一方のフロントサイドメンバ１２の上方への移動を、他方のフロントサイドメンバ１２とダッシュリインフォースメント４８との結合部を基点Ｐ２（図２参照）とするダッシュリインフォースメント４８の引っ張り力によって抑制できる。このため、オフセット前突時のフロントサイドメンバ１２の車体上方への移動を効果的に抑制できる。

また、本実施形態では、ダッシュリインフォースメント４８が車体側面視で閉断面構造であるため、ダッシュリインフォースメント４８の剛性が高くなり、フロントサイドメンバ１２の車体上方への移動を効果的に抑制できる。

また、本実施形態では、ダッシュリインフォースメント４８の車幅方向端部４８Ａがエプロンアッパメンバ４４の前端部４４Ａとサスペンションタワー４２の前壁部４２Ａとに結合されているため、ダッシュリインフォースメント４８の結合剛性が高くなり、フロントサイドメンバ１２の車体上方への移動を効果的に抑制できる。また、サスペンションタワー４２の剛性も高くなる。

また、本実施形態では、車室外部品５２を左右のフロントサイドメンバ１２の間に配設し、車室外部品５２の上面５２Ａを左右のフロントサイドメンバ１２の上面１２Ｆよりも車体上下方向下側にしたため、ダッシュリインフォースメント４８の車体後方側で左右のフロントサイドメンバ１２の上面１２Ｆよりも車体上下方向上側となる部位６０を車室６２の一部として使用できるため、車室６２を拡大できる。

以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、左右のエプロンアッパメンバ４４における前端部４４Ａの間に、リインフォースメントとしての車体側面視で閉断面構造であるダッシュリインフォースメント４８を配設したが、これに代えて、左右のエプロンアッパメンバ４４における前端部４４Ａの間に、車体側面視で板状とされたダッシュパネルを配設した構成としても良い。

また、上記実施形態では、フロントサイドメンバ１２の後部１２Ｃの基部２０とサスペンションメンバ３０とに、サスペンションアーム３２、３４を介して、ホイールインモータ３６を備えドライブシャフトが無い車輪３８が取付けたが、これに代えて、フロントサイドメンバ１２の後部１２Ｃの基部２０とサスペンションメンバ３０とに、サスペンションアーム３２、３４を介して、ドライブシャフトを有する車輪を付けた構成としても良い。

また、上記実施形態では、フロントサイドメンバ１２の前部１２Ｂをアルミの押出し材で、フロントサイドメンバ１２の後部１２Ｃをアルミの鋳物で構成したが、フロントサイドメンバ１２の構成は、これに限定されず、フロントサイドメンバ１２の前部１２Ｂと後部１２Ｃとを一体としても良い。また、フロントサイドメンバ１２はアルミ以外の金属等の他の材料で構成しても良い。

図２の１−１線に沿った拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係る車体前部構造を適用した車体前部を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る車体前部構造を適用した車体前部を示す車体斜め後方から見た斜視図である。

符号の説明

１０ 自動車車体
１２ フロントサイドメンバ
１２Ｆ フロントサイドメンバの上面
４２ サスペンションタワー
４２Ａ サスペンションタワーの前壁部
４４ エプロンアッパメンバ
４４Ａ エプロンアッパメンバの前端部
４８ ダッシュリインフォースメント（リインフォースメント）
４８Ａ ダッシュリインフォースメントの車幅方向端部
５２ 車室外部品
５２Ａ 車室外部品の上面

Claims (4)

1. 車体前後方向に沿って延設された左右のフロントサイドメンバと、
   該左右のフロントサイドメンバの前後方向中間部に配設されたサスペンションタワーと、
   該サスペンションタワーの前方において車幅方向に沿って延設されており、車体前面視で垂直上方から前記左右のフロントサイドメンバにそれぞれ結合され、前記左右のフロントサイドメンバの車体上方への移動を抑制するためのリインフォースメントと、
   前記左右のサスペンションタワーの車幅方向外側上部に略車体前後方向に沿って配設されたエプロンアッパメンバと、
   を有し、前記リインフォースメントの車幅方向端部は前記エプロンアッパメンバと前記サスペンションタワーの前壁部とに結合されていることを特徴とする車体前部構造。
2. 前記リインフォースメントは車体側面視で閉断面構造であることを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
3. 車室外部品を前記左右のフロントサイドメンバの間に配設し、前記車室外部品の上面を前記左右のフロントサイドメンバの上面よりも車体上下方向下側にしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車体前部構造。
4. 前記リインフォースメントはダッシュパネルであることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車体前部構造。

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