JP4326922B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、フロント前部フレームとフロント後部フレームとを接合してフロントフレームを形成する車体前部構造に関する。

一般に、自動車等車両の車体に設けたフロントフレームは、エンジンルームの側壁を構成する左右ホイールエプロンの内側に沿って車体後方向へ延在し、トーボードに沿って下方へ屈曲された後、フロアパネルの底面に沿って後方へ延在されている。

フロントフレームは、例えば特開２００２−１５４４５８号公報に開示されているように、その構造上、歩留まりを良くするために、トーボードに沿って下方へ屈曲される傾斜部付近でフロント前部フレームとフロント後部フレームとに分割されている。

フロント前部フレームは、前方からの衝突荷重に対し、それが軽度であればある程度の耐力を有し、又、過大であれば軸圧壊して衝突荷重を吸収すると共に、フロント後部フレームやフロントピラー等のサイドストラクチャへ衝突荷重を分散し、そこから車体後方へ逃がすことで減衰させるようにしている。

ところで、フロントフレームの、トーボードに沿って下方向へ屈曲する傾斜部付近には、衝撃荷重による応力が集中し易く、当該部位がフロント前部フレームの軸圧壊よりも先に屈曲変形すると、フロント前部フレームの軸圧壊により衝突荷重を効率よく吸収させることが出来なくなる。そのため、応力の集中する部位をリンホース等を用いて補強しているものが多い。
特開２００２−１５４４５８号公報

しかし、フロントフレームの傾斜部付近は、フロント前部フレームとフロント後部フレームとの接合部分であるため、リンホース等で補強することは、構造の複雑化を招き易く実現性に乏しい。

又、傾斜部が形成されている側のフロントフレームの板厚を厚くすることで補剛することも考えられるが、フロントフレームの板厚を厚くすることは車体重量の増加を招くこととなり、重量増により燃費が悪化する等の不都合がある。

本発明は、上記事情に鑑み、フロントフレームの板厚を厚くして補剛する必要が無く、又、リンホース等で補強する必要もなく、軽量且つ簡単な構造で、より大きな衝突荷重を効率よく吸収、及び減衰させることの出来る車体前部構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、車体前部からエンジンルームと車室とを区画するトーボードに沿って下方へ傾斜された後、フロアパネルに沿って車体後方へ延出するフロントフレームが、上記トーボードとの接合部付近でフロント前部フレームとフロント後部フレームとに分割されている車体前部構造において、上記フロント前部フレームの後端において下方に傾斜して形成された傾斜部と上記フロント後部フレームの前端において上方に傾斜して形成された傾斜部を互いに接合し、上記トーボードの室内側上部に断面略ハット形に形成したトーボードクロスメンバを横設し、上記トーボードクロスメンバの上部に形成したフランジを上記トーボードに接合させると共に、上記トーボードクロスメンバの下部に形成したフランジを上記トーボードを挟んで上記フロント後部フレームの上面部に接合させたことを特徴とする。

本発明によれば、フロントフレームの板厚を厚くして補剛する必要が無く、又、リンホース等で補強する必要もなく、軽量且つ簡単な構造で、より大きな衝突荷重を効率よく吸収、及び減衰させることができる等、優れた効果が奏される。

以下、図面に基づいて本発明の一形態を説明する。図１〜図３に本発明の第１形態を示す。図１は車体前部を模式的に示す側面図である。

車体前部１は、トーボード２によってエンジンルーム３と車室４とに区画され、左右一対のフロントフレーム５がエンジンルーム３の前端からトーボード２の前面、すなわちエンジンルーム３側の面、及びフロアパネル６の下面を経て後方へ延設されている。尚、図においては車幅方向左側のフロントフレーム５のみを示し、車幅方向右側のフロントフレームは、左側のフロントフレームと対称に形成されているため説明を省略する。

フロントフレーム５は、エンジンルーム３内の下側部に沿って前部から後方へ延在するフロント前部フレーム７と、このフロント前部フレーム７の後部に接合して車体後方へ延在するフロント後部フレーム８とを有し、このフロント後部フレーム８の後端が車体後部に配設されているリヤフレーム（図示せず）に接合される。

又、図３に示すように、フロント前部フレーム７は、前部フレーム本体９とクロージングプレート１０とで構成されている。前部フレーム本体９は、開口面を車体側方へ指向させる断面略ハット状に形成されている。すなわち、前部フレーム本体９は、側面部１２と、側面部１２の上縁及び下縁から側方へ略直角に各々曲げ形成された上面部１３及び下面部１４と、両面部１３，１４の端縁から上下方向へ各々曲げ形成された上部フランジ１３ａ及び下部フランジ１４ａと、上面部１３の端縁から上方へ曲げ形成された後部フランジ１３ｂとを有している。

又、クロージングプレート１０は、前部フレーム本体９の上部フランジ１３ａと下部フランジ１４ａとに各々接合可能な上縁フランジ１０ａと下縁フランジ１０ｂとを有し、前部フレーム本体９の開口された側面にほぼ沿った形状に形成されている。従って、クロージングプレート１０を前部フレーム本体９の開口面に接合させることで、中空閉断面形状のフロントフレーム５が形成される。

フロント前部フレーム７の後端に、トーボード２の前面に沿って下方へ延在する傾斜部７ａが形成されている。この傾斜部７ａはトーボード２の取付け位置のおおよそ全体をカバーする形状に形成された比較的大きな面積を有しており、この傾斜部７ａの内面に、フロント後部フレーム８の前部に形成した傾斜部８ａが接合されている。

図３に示すように、フロント後部フレーム８は、開口面を車体上方へ指向させる断面略ハット状に形成されている。すなわち、フロント後部フレーム８は、底面部１５と、底面部１５の両側から上方へ略直角に各々曲げ形成された側面部１６，１７と、前端面１８と、両側面部１６，１７の端縁から側方へ各々曲げ形成されたフランジ１６ａ，１７ａと、前端面１８の端縁に曲げ形成されている上面部１９と、上面部１９の端縁から上方へ曲げ形成されているフランジ１９ａとを有している。

又、フロント後部フレーム８の前端に形成した傾斜部８ａは、フロント前部フレーム７に形成されている傾斜部７ａの内周とほぼ同じ形状に形成されていると共に、前端面１８が、フロント前部フレーム７の内部を遮蔽するセパレータとしての機能を有している。

更に、フロント後部フレーム８に形成されているフランジ１６ａ，１７ａが、トーボード２の前面とフロアパネル６の底面とに接合される。

又、図１、図２に示すように、トーボード２の室内側の上部にトーボードクロスメンバ２０が横設されている。トーボードクロスメンバ２０は断面略ハット形に形成されており、その上下に曲げ形成されたフランジ２０ａ，２０ｂがトーボード２に接合されている。尚、フロント後部フレーム８の上面部１９から曲げ形成されているフランジ１９ａがトーボード２を挟んでトーボードクロスメンバ２０の下側のフランジ２０ｂに接合されている。

次に、このように構成された本形態の作用について説明する。先ず、断面略ハット形に形成されている前部フレーム本体９の開口面にクロージングプレート１０を接合し、前部フレーム本体９の上下に曲げ形成されているフランジ１３ａ，１４ａと、クロージングプレート１０の上下に形成されているフランジ１０ａ，１０ｂとをスポット溶接等により接合して、中空閉断面形状のフロント前部フレーム７を形成する。

その結果、フロント前部フレーム７の後部には、前部フレーム本体９の側面部１２、上面部１３、下面部１４とクロージングプレート１０とで、中空閉断面の傾斜部７ａが形成される。

次いで、この傾斜部７ａに対して後方から、フロント後部フレーム８の前部に形成されている傾斜部８ａを装着する。そして、傾斜部８ａの底面部１５、両側面部１６，１７、上面部１９と、フロント前部フレーム７の傾斜部７ａの側面部１２、上面部１３、下面部１４、及びクロージングプレート１０の内面とをスポット溶接等により接合し、フロントフレーム５を形成する。

その結果、両フレーム７，８の傾斜部７ａ，８ａは、その４面のほぼ全体が接合されるため、接合面積を大きく確保することができ、フロント前部フレーム７とフロント後部フレーム８との分割部分を確実に補剛することができる。

そして、このように形成されたフロントフレーム５の両傾斜部７ａ，８ａをトーボード２の前面に当接し、フロント後部フレーム８の傾斜部８ａに形成したフランジ１６ａ，１７ａ，１９ａ、及びフロント前部フレーム７の傾斜部７ａに形成した後部フランジ１３ｂを、トーボード２の前面にスポット溶接等により接合する。更に、フロント後部フレーム８のフランジ１６ａ，１７ａをフロアパネル６にスポット溶接等により接合する。

尚、トーボード２の後面、すなわち車室４側の面にトーボードクロスメンバ２０の上下に曲げ形成したフランジ２０ａ，２０ｂがスポット溶接等により接合されており、フロント後部フレーム８のフランジ１９ａとトーボードクロスメンバ２０の下側のフランジ２０ｂとが、トーボード２を挟んで互いに接合されている。

このように形成されたフロントフレーム５に対して、前方からの衝突荷重が印加されると、この衝突荷重はフロント前部フレーム７の後部に形成した傾斜部７ａ、及びこの傾斜部７ａに接合されているフロント後部フレーム８に形成した傾斜部８ａに伝達される。

フロント前部フレーム７の傾斜部７ａは、トーボード２に沿って屈曲されているため応力が集中し易いが、この傾斜部７ａには、フロント後部フレーム８の前部に形成した傾斜部８ａがほぼ全域に亘って接合されて２枚合わせとなっており、しかも、トーボード２との接合により閉断面が形成されていると共に、フロント後部フレーム８の傾斜部８ａに形成した前端面１８が、フロント前部フレーム７の内部を区画するセパレータとして機能しているため剛性が高く、より大きな衝撃荷重に耐えることができる。

その結果、フロントフレーム５の前端に対し、上下左右の多少ずれた位置から衝撃荷重が印加されて、フロント前部フレーム７に曲げモーメントが発生した場合であっても、フロント前部フレーム７とフロント後部フレーム８との接合部付近が屈曲してしまうことがなく、フロント前部フレーム７の軸圧壊を促進して衝撃荷重を効率よく吸収することができる。

従って、フロント前部フレーム７の板厚を厚くして補剛する必要が無く、又、フロント前部フレーム７をリンホース等で補強する必要もなく、軽量且つ簡単な構造で、より大きな衝突荷重を効率よく吸収、及び減衰させることができる。

一方、フロント前部フレーム７の後部に形成した傾斜部７ａに伝達された衝撃荷重は、この傾斜部７ａに、他方の傾斜部８ａを介して接合されているフロント後部フレーム８側と、トーボード２を介して接合されているトーボードクロスメンバ２０とに分散される。

そして、フロント後部フレーム８側に分散された衝撃荷重はリヤフレーム（図示せず）に伝達されて減衰される。一方、トーボードクロスメンバ２０側に分散された衝撃荷重は、トーボードクロスメンバ２０に接続されている各フレームを介して車体左右方向、及び上方へ分散されて減衰される。

又、図４〜図６に本発明の第２形態を示す。第１形態ではフロント後部フレーム８を一体成形したが、本形態では、フロント後部フレーム２１を軸方向に沿って右側後部フレーム２２と左側後部フレーム２３とに二分割されている。

図４に示すように、分割された各後部フレーム２２，２３は、底面部１５ａ，１５ｂ、前端面１８ａ，１８ｂ、上面部１９ａ，１９ｂ、及びフランジ１９ａ’，１９ｂ’を各々有し、これらをスポット溶接等で接合することで、フロント後部フレーム２１が形成される。

そして、一体化されたフロント後部フレーム２１の前部に形成した傾斜部２１ａを、フロント前部フレーム７の後部に形成した傾斜部７ａに装着し、傾斜部７ａ，２１ａをスポット溶接等で接合する。

ところで、図５に示すように、両傾斜部７ａ，２１ａにおいて、フロント後部フレーム２１を二分割し、且つフロント前部フレーム７を構成する前部フレーム本体９の下面部１４と、クロージングプレート１０に形成した下縁フランジ１０ｂとを接合した場合、例えば、右側後部フレーム２２の底面部１５ａと下縁フランジ１０ｂとを付き合わせることで、当該部位の接合を３枚合わせとすることができ、４枚合わせの場合に比しスポット溶接が容易になる。

この場合、図６に示すように、左側後部フレーム２３の底面部１５ｂに、右側後部フレーム２２（或いは左側後部フレーム２３）の板厚分の段差を形成し、底面部１５ｂの先端側と下縁フランジ１０ｂとを付き合わせると共に、底面部１５ｂの基部側と右側後部フレーム２２の底面部１５ａとを付き合わせることで、接合面を３枚合わせとするようにしても良い。

このように、本形態ではフロント後部フレーム２１を軸方向に沿って二分割したので、各後部フレーム２２，２３は略Ｌ字型断面となり、製造の容易化を実現することができる。

又、図７、図８に本発明の第３形態を示す。第１形態によるフロント後部フレーム８は傾斜部８ａを一体形成としたが、本形態はフロント後部フレーム２５を、後部フレーム本体２６と傾斜部本体２７とに分割したものである。

すなわち、断面ハット状に形成した後部フレーム本体２６は、底面部２８から上方へ略直角に側面部２９，３０が曲げ形成されており、この各側面部２９，３０の端縁から側方へフランジ２９ａ，３０ａが曲げ形成されている。更に、後部フレーム本体２６の、傾斜部本体２７に接合する接合部３１が、傾斜部本体２７の板厚分だけの段差を有して形成されている。

一方、傾斜部本体２７は、フロント前部フレーム７と接合したときに、フロント前部フレーム７の内部を区画するセパレータとして機能する前端面３２を有し、この前端面３２の両側に側面部３４を曲げ形成し、この側面部３４の上縁にフランジ３４ａを曲げ形成する。更に、前端面３２の上端から上面部３３を曲げ形成し、この上面部３３の上縁にフランジ３３ａを曲げ形成する。

そして、傾斜部本体２７の後部に後部フレーム本体２６の接合部３１をスポット溶接等で接合し、傾斜部本体２７のフランジ３３ａと後部フレーム本体２６のフランジ２９ａとを連続させる。更に、傾斜部本体２７をフロント前部フレーム７の傾斜部７ａに装着し、両接合面を接合してフロントフレーム５を形成する。

このように、本形態では、フロント後部フレーム２５を、後部フレーム本体２６と傾斜部本体２７とに分割したので、個々の部品の製造が容易となる。又、傾斜部本体２７をフロント前部フレーム７の傾斜部７ａ内に接合させることで、傾斜部７ａを補剛することができる。

尚、本発明は、上述した各形態に限るものではなく、例えばフロント後部フレームに形成した傾斜部にて、フロント前部フレームに形成した傾斜部を覆い、当該接合面をスポット溶接等により接合するようにしてもよい。

第１形態による車体前部を模式的に示す側面図 同、図１の要部拡大図 同、フロントフレームの分解斜視図 第２形態によるフロントフレームの分解斜視図 同、フロント前部フレームの傾斜部とフロント後部フレームの傾斜部との接合状態を図４のＶ−Ｖ線に沿った状態で示す断面図 同、別の態様による図５相当の断面図 第３形態による図２相当の要部拡大図 同、フロントフレームの分解斜視図

符号の説明

１ 車体前部
２ トーボード
３ エンジンルーム
４ 車室
５ フロントフレーム
６ フロアパネル
７ フロント前部フレーム
７ａ 傾斜部
８，２１，２５ フロント後部フレーム
８ａ，２１ａ 傾斜部
９ 前部フレーム本体
１０ クロージングプレート
２２ 右側後部フレーム
２３ 左側後部フレーム
２６ 後部フレーム本体
２７ 傾斜部本体

代理人 弁理士 伊 藤 進

Claims (2)

1. 車体前部からエンジンルームと車室とを区画するトーボードに沿って下方へ傾斜された後、フロアパネルに沿って車体後方へ延出するフロントフレームが、上記トーボードとの接合部付近でフロント前部フレームとフロント後部フレームとに分割されている車体前部構造において、
   上記フロント前部フレームの後端において下方に傾斜して形成された傾斜部と上記フロント後部フレームの前端において上方に傾斜して形成された傾斜部を互いに接合し、
   上記トーボードの室内側上部に断面略ハット形に形成したトーボードクロスメンバを横設し、
   上記トーボードクロスメンバの上部に形成したフランジを上記トーボードに接合させると共に、上記トーボードクロスメンバの下部に形成したフランジを上記トーボードを挟んで上記フロント後部フレームの上面部に接合させた
   ことを特徴とする車体前部構造。
2. 上記フロント後部フレームは、底面部と、該底面部の両側から上方に曲げ形成した側面部と、上記底面部の車体前方側端部から上方に曲げ形成した前端面を有し、該前端面が、上記フロント前部フレーム内を前後方向に区画するセパレータとして形成され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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