JP4724162B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、自動車等の車両における車体の前部構造に関する。

例えば、特許文献１には、ラジエータを保持するラジエータ保持部と、前記ラジエータ保持部を車体前部に締結するための車体締結部とを有するシュラウド（ｓｈｒｏｕｄ）を備えた自動車の車体前部構造が開示されている。なお、前記シュラウドとは、ラジエータコアとラジエータの冷却ファン等を覆うカバー部材をいう。

前記ラジエータ保持部は、相互に対向して車幅方向（左右方向）に延在する上壁部及び下壁部と、相互に対向して上下方向に延在する左側壁部及び右側壁部とによって矩形状の枠体に形成されている。前記左右側壁部の中間部位には、前方に向かって突出する左右２つの突起部がそれぞれ設けられている。また、前記上壁部の車幅方向中央部には、前方に向かって突出するボンネットラッチ収容部が設けられている。

この場合、特許文献１では、略ハの字状に配置された２つのシャフトからなり前記ボンネットラッチ収容部と前記各突起部とをそれぞれ懸架する上側橋渡し部材が設けられていると共に、略逆ハの字状に配置された２つのシャフトからなり前記各突起部と前記下壁部とをそれぞれ懸架する下側橋渡し部材が設けられている。
特開２００２−２４０７４４号公報（段落００２２、００２９、００３３、図１）

しかしながら、前記特許文献１に開示された車体前部構造では、シュラウドのラジエータ保持部に対して上側橋渡し部材及び下側橋渡し部材をそれぞれ菱形形状に懸架することにより、ラジエータ保持部の剛性を向上させることが可能なように見受けられるが、例えば、前方衝突の際にフロントバンパから伝達された衝撃荷重によって左右のフロントサイドフレームが相互に離間する方向に拡開することを防止することができない。

すなわち、図６に示されるように、左右のフロントサイドフレーム１１２ａ、１１２ｂの内側の中間部位に他の部位と比較して剛性が低い脆弱部１１２ｃ、１１２ｃを有する車体１１０において、前記車体１１０の前部が前方衝突した場合、フロントバンパ１３０が衝撃荷重で押圧されて圧壊することにより、左右のフロントサイドフレーム１１２ａ、１１２ｂに対し前記脆弱部１１２ｃ、１１２ｃを起点として左右外側方向（矢印Ａ方向）に広がるように押圧する力が作用する。
脆弱部１１２ｃは、高速度での衝突時にフロントサイドフレームを変形させて衝撃を軽減させるために設けられるものである。そのため、比較的弱い衝撃力によって、前記脆弱部１１２ｃを起点として前記左右のフロントサイドフレーム１１２ａ、１１２ｂの一端部が相互に離間する方向に変形してしまうとキャビンに対して悪影響を及ぼすという問題がある。

この点に関し、特許文献１では、前方衝突時において、仮にシュラウドが破損した場合であっても、前記ラジエータ保持部に保持されたラジエータの損傷を回避することを目的とし、ラジエータ保持部と車体締結部とを切り離すために、略菱形状に懸架された前記上側橋渡し部材及び下側橋渡し部材が設けられている。従って、前記特許文献１では、左右のフロントサイドフレームの一端部が離間するように押圧される力を吸収又は緩衝する点については、何ら開示乃至示唆されていない。

本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであり、前方衝突の際、左右に配置されたフロントサイドフレームが左右外側方向に拡開するのを防止してボデイ剛性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、本発明は、車体の前後方向に沿って延在し且つ車幅方向の左右両側にそれぞれ配設され、軸方向に沿った中間部位に脆弱部が設けられた一対のフロントサイドフレームと、前記フロントサイドフレームの前端部側面に連結され、略矩形状の枠体からなるバルクヘッド連結体と、前記フロントサイドフレームの前端部に前方に向かって突出するように連結され、取付ブラケットが設けられたバンパイクステンションメンバと、前記バンパイクステンションメンバに連結され、車幅方向に沿って延在するバンパビームと、正面視して略ハの字状に配置され、前記バルクヘッド連結体の上辺中央部と前記バンパイクステンションメンバの取付ブラケットとを懸架する一対のバルクヘッドフロントステイと、を備え、前記バルクヘッド連結体は、車幅方向に沿って略水平に延在し、一対のアッパサイドフレームの間に介装されるバルクヘッドアッパセンタフレームと、前記バルクヘッドアッパセンタフレームの軸方向に沿った両端部に連結されて下方側に向かって延在し、且つ前記フロントサイドフレームの外側面に連結される一対のバルクヘッドサイドステイと、前記一対のバルクヘッドサイドステイの下端部同士をそれぞれ懸架するバルクヘッドロアクロスメンバとを有し、前記取付ブラケットは、前記フロントサイドフレームの前端部の外側面に連結され、断面略Ｌ字状に屈曲するフランジ部と、前記バルクヘッドフロントステイの下端部を締結する連結部とを有し、前記バルクヘッドフロントステイの前記バンパイクステンションメンバ側の端部は、ボルト及びナットからなる締結体を介して、前記バンパイクステンションメンバに接合された前記取付ブラケットの連結部と、前記フロントサイドフレームの前端部に接合された断面Ｌ字状の連結プレートとの両方に締結されることを特徴とする。

本発明によれば、バルクヘッドフロントステイのバンパイクステンションメンバ側の端部は、ボルト及びナットからなる締結体を介して、バンパイクステンションメンバに接合された取付ブラケットの連結部と、フロントサイドフレームの前端部に接合された断面Ｌ字状の連結プレートとの両方に締結されている。このため、車両が前方衝突した場合、バンパビームから入力され、一対のフロントサイドフレームの前端部に対して左右外側方向に拡開しようとする力が付与されると、前記力は、連結プレート及び取付ブラケットの連結部を経由し、さらに、一対のバルクヘッドフロントステイを通じてバルクヘッドアッパセンタフレームに伝達され、このバルクヘッドアッパセンタフレームの中央部を下方側に向かって引張する力が働く。このバルクヘッドアッパセンタフレームを下方側に引張する力は、バルクヘッドアッパセンタフレームの両端部を支持する左右のバルクヘッドサイドステイで受容されて好適に吸収される。そのため、フロントサイドフレームの前端部を左右外側方向に拡開しようとする力が分散・吸収されるので、低速度での衝突や衝突の比較的早い段階で、フロントサイドフレームが左右外側方向に変形してしまうことが防止される。これにより、衝突時の荷重がフロントサイドフレームに効率よく伝達され、衝突性能が向上する。

この場合、正面視して略ハの字状に配置された一対のバルクヘッドフロントステイがいわゆる筋交いとして機能するので、一対のフロントサイドフレームの前端部を左右外側方向に拡開しようとする力が好適に分散・吸収されることとなる。

また、前記バルクヘッドフロントステイの両端部の間には、幅狭に形成された幅狭部が設けられ、前記幅狭部には、軸方向に沿って延在するビード部が形成される構造とするのが好ましい。

かかる構造によれば、バルクヘッドフロントステイの両端部の間に、幅狭に形成された幅狭部が設けられているので、ラジエータへの冷却風の吸入抵抗を抑制することができる。また、幅狭部には、軸方向に沿って延在するビード部が形成されているので、必要な剛性を保つことができる。つまり、ラジエータの冷却性能を低下させることなく、ボデイ（バルクヘッド連結体）の剛性を向上させることができる。

本発明によれば、前方衝突の際、左右に配置されたフロントサイドフレームが左右外側方向に拡開するのを防止してボデイ剛性を向上させることができる。

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。図１は、本発明の実施形態に係る車体の前部構造が適用された車両のボデイの一部省略斜視図であり、図２は、図１からフロントバンパビームを取り外した状態の一部省略正面図である。図３は、図２のＩ−Ｉ線断面図である。図４（ａ）は、バルクヘッドフロントステイの斜視図であり、図４（ｂ）は（ａ）のII−II線断面図である。図５は、前方衝突時における車体の平面図であり、（ａ）は衝突直前、（ｂ）は衝突直後の状態を示している。
なお、以下に記載される前後方向及び左右方向は、図１に示された方向に従うものとする。

図１及び図２に示すように、例えば、自動車等の車両のボデイ１０の前部は、車幅方向（左右方向）の左右両側にそれぞれ配設され、ボデイ１０の前後方向に沿って延在する一対のフロントサイドフレーム１２ａ、１２ｂと、フロントサイドフレーム１２ａ、１２ｂの前端部外側面に連結され、複数の部材によって略矩形状の枠体（格子）からなるバルクヘッド連結体１４と、一端部がバルクヘッド連結体１４の上部側の左右角部にそれぞれ連結され、他端部が図示しないアッパメンバの前端部に接続される一対のアッパサイドフレーム１６ａ、１６ｂとを備える。なお、一対のフロントサイドフレーム１２ａ、１２ｂの中間部位の内壁には、それぞれ、他の部位と比較して剛性が低く設定された脆弱部１３（図５参照）が相互に対向して設けられる。

バルクヘッド連結体１４は、左右方向に沿って略水平に延在し、一対のアッパサイドフレーム１６ａ、１６ｂの間に介装されるバルクヘッドアッパセンタフレーム１８と、バルクヘッドアッパセンタフレーム１８の軸方向に沿った両端部に連結されて下方側に向かって延在し、且つフロントサイドフレーム１２ａ、１２ｂの外側面に連結される一対のバルクヘッドサイドステイ２２ａ、２２ｂと、一対のバルクヘッドサイドステイ２２ａ、２２ｂの下端部同士をそれぞれ懸架するバルクヘッドロアクロスメンバ２４とを有する。

ボデイ１０の前後方向に沿って延在する一対のフロントサイドフレーム１２ａ、１２ｂの前端部には、それぞれ、バンパイクステンションメンバ２６ａ、２６ｂが前方に向かって突出するように連結される。バンパイクステンションメンバ２６ａ、２６ｂは、折曲する支持部２８（図３参照）を介してフロントバンパビーム３０の湾曲部３０ｂ、３０ｂの内壁に連結される。なお、フロントバンパビーム３０は、略中央の直線状部３０ａと、この直線状部３０ａの両端部から後方側に向かって所定角度だけ湾曲する湾曲部３０ｂ、３０ｂとから構成される。

図３に示すように、バンパイクステンションメンバ２６ａ（２６ｂ）は、短尺な角筒状本体３２と、この角筒状本体３２の端部に連結される取付ブラケット３４とから構成される。取付ブラケット３４は、フロントサイドフレーム１２ａ（１２ｂ）の前端部の外側面に連結され断面略Ｌ字状に屈曲するフランジ部３６と、後記するバルクヘッドフロントステイ３８ａ（３８ｂ）の下端部を締結する連結部４０とを有する。

図１、図２に示すように、バルクヘッドアッパセンタフレーム１８の略中央部には、下方側に向かって突出する平板状の凸部４２が一体的に設けられる。バルクヘッドアッパセンタフレーム１８の凸部４２には、前方から見て略ハの字状に配置された一対のバルクヘッドフロントステイ３８ａ、３８ｂの一端部がボルト４４及びナット４６（図３参照）によって強固に締結される。また、バルクヘッドフロントステイ３８ａ、３８ｂの下方側の他端部は、取付ブラケット３４の連結部４０に対しボルト４４及びナット４６（図３参照）からなる締結体によって強固に締結される。

この場合、図３に示されるように、バルクヘッドフロントステイ３８ａ、３８ｂの他端部は、ボルト４４及びナット４６からなる締結体を介して、バンパイクステンションメンバ２６ａ、２６ｂに接合された取付ブラケット３４の平板状の連結部４０と、フロントサイドフレーム１２ａ、１２ｂの前端部に接合された断面Ｌ字状の連結プレート４８との両方に締結される。

従って、一対のバルクヘッドフロントステイ３８ａ、３８ｂは、それぞれ、バルクヘッドアッパセンタフレーム１８の略中央部と、一対のフロントサイドフレーム１２ａ、１２ｂの前端部とをそれぞれ懸架するように設けられる。換言すると、一対のバルクヘッドフロントステイ３８ａ、３８ｂは、フロントサイドフレーム１２ａ、１２ｂの軸線と交差（略直交）する平面に沿って上方から下方にハの字状に拡開するように配設される。

各バルクヘッドフロントステイ３８ａ、３８ｂは、図４（ａ）に示されるように、軸方向に沿った両端部が平板状に形成された第１締結部５０ａ及び第２締結部５０ｂと、前記第１締結部５０ａと前記第２締結部５０ｂとの間に設けられ、前記第１締結部５０ａ及び前記第２締結部５０ｂの幅方向の寸法と比較して幅狭に形成された幅狭部５２とから構成される。

幅狭部５２には、図４（ｂ）に示されるように、軸方向と直交する幅方向の中央部が断面円弧状に突出して形成されたビード部５４と、このビード部５４に連続する幅方向の両側縁部が湾曲する一対の円弧状屈曲部５６ａ、５６ｂとが設けられる。ビード部５４及び一対の円弧状屈曲部５６ａ、５６ｂは、それぞれ、バルクヘッドフロントステイ３８ａ、３８ｂの軸方向に沿って延在するように形成される。

本実施形態に係る車体の前部構造が適用された車両のボデイ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。

図５に示すように、ボデイ１０の前部が前方衝突した場合、フロントバンパビーム３０の直線状部３０ａが衝撃荷重で後方に向かって押圧されることにより、フロントバンパビーム３０の両側の湾曲部３０ｂ、３０ｂが変形して直線状部３０ａと湾曲部３０ｂ、３０ｂとが略直線状（略同軸状）に延在した状態となる。

この場合、フロントバンパビーム３０の両側の湾曲部３０ｂ、３０ｂには、それぞれ、バンパイクステンションメンバ２６ａ、２６ｂを介して、左右一対のフロントサイドフレーム１２ａ、１２ｂの前端部が連結されている。従って、左右一対のフロントサイドフレーム１２ａ、１２ｂの前端部には、フロントサイドフレーム１２ａ、１２ｂの中間部位に設けられた脆弱部１３、１３を起点として、一対のフロントサイドフレーム１２ａ、１２ｂを左右外側方向（矢印Ａ方向）に広げるように押圧する力が作用する。

しかしながら、本実施形態では、バルクヘッドアッパセンタフレーム１８の略中央部と一対のフロントサイドフレーム１２ａ、１２ｂの前端部とをそれぞれ懸架する一対のバルクヘッドフロントステイ３８ａ、３８ｂによって、フロントサイドフレーム１２ａ、１２ｂの前端部が左右外側方向に広がろうとする力が好適に吸収（緩衝）され、フロントサイドフレーム１２ａ、１２ｂの前端部が拡開することが阻止される。

すなわち、一対のフロントサイドフレーム１２ａ、１２ｂの前端部に対して左右外側方向に拡開しようとする力が付与されると、前記力は、一対のバルクヘッドフロントステイ３８ａ、３８ｂを通じてバルクヘッドアッパセンタフレーム１８に伝達され（矢印Ｂ方向）、バルクヘッドアッパセンタフレーム１８の中央部を下方側に向かって引張する力が働く。このバルクヘッドアッパセンタフレーム１８を下方側に引張する力は、バルクヘッドアッパセンタフレーム１８の両端部を支持する左右のバルクヘッドサイドステイ２２ａ、２２ｂで受容されて好適に吸収される。

このように、本実施形態では、脆弱部１３、１３を起点として左右一対のフロントサイドフレーム１２ａ、１２ｂの前端部が相互に離間する方向に変形させようとする力が、一対のバルクヘッドフロントステイ３８ａ、３８ｂを通じてバルクヘッドアッパセンタフレーム１８の略中央部に伝達され、終局的には、バルクヘッドアッパセンタフレーム１８を支持する左右のバルクヘッドサイドステイ２２ａ、２２ｂによって好適に緩衝される。

従って、本実施形態では、バルクヘッドアッパセンタフレーム１８の略中央部と一対のフロントサイドフレーム１２ａ、１２ｂの前端部とをそれぞれ懸架する一対のバルクヘッドフロントステイ３８ａ、３８ｂを設けることによって、低速度での衝突や衝突の比較的早い段階で、一対のフロントサイドフレーム１２ａ、１２ｂの前端部が左右外側方向に沿って拡開することが防止され、車体のボデイ１０（バルクヘッド連結体１４）の剛性を向上させてキャビンに対して悪影響を及ぼすことを好適に阻止することができる。

また、本実施形態では、バンパイクステンションメンバ２６ａ、２６ｂの取付ブラケット３４に、フロントサイドフレーム１２ａ、１２ｂの外側面に連結されるフランジ部３６を設けることにより、フロントサイドフレーム１２ａ、１２ｂの前端部が左右外側方向に向かって拡開されることをより一層好適に阻止することができる。

さらに、本実施形態では、一対のバルクヘッドフロントステイ３８ａ、３８ｂの略中央部に幅狭な幅狭部５２を設け、幅狭部５２に断面円弧状に突起するビード部５４及び円弧状屈曲部５６ａ、５６ｂをそれぞれ形成することにより、バルクヘッドフロントステイ３８ａ、３８ｂ自体の強度を向上させると共に、図示しない冷却ファンの吸入による冷却エアの吸入抵抗を抑制して、十分な冷却性能を確保することができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照し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、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

本実施形態では、一対のフロントサイドフレーム１２ａ、１２ｂの中間部位の内壁に脆弱部１３を相互に対向して設けたが、例えば、一対のフロントサイドフレーム１２ａ、１２ｂの中間部位の外壁に脆弱部を設けるようにしてもよい。

本発明の実施形態に係る車体の前部構造が適用された車両のボデイの一部省略斜視図である。 図１からフロントバンパビームを取り外した状態の一部省略正面図である。 図２のＩ−Ｉ線断面図である。 （ａ）は、バルクヘッドフロントステイの斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のII−II線断面図である。 前方衝突時における車体の平面図であり、（ａ）は衝突直前、（ｂ）は衝突直後の状態を示している。 前方衝突時における従来の車体の平面図であり、（ａ）は衝突直前、（ｂ）は衝突直後の状態を示している。

符号の説明

１０ ボデイ
１２ａ、１２ｂ フロントサイドフレーム
１３ 脆弱部
１４ バルクヘッド連結体
１６ａ、１６ｂ アッパサイドフレーム
１８ バルクヘッドアッパセンタフレーム
２２ａ、２２ｂ バルクヘッドサイドステイ
２４ バルクヘッドロアクロスメンバ
２６ａ、２６ｂ バンパイクステンションメンバ
２８ 支持部
３０ フロントバンパビーム
３２ 角筒状本体
３４ 取付ブラケット
３６ フランジ部
３８ａ、３８ｂ バルクヘッドフロントステイ
５２ 幅狭部
５４ ビード部

Claims (2)

1. 車体の前後方向に沿って延在し且つ車幅方向の左右両側にそれぞれ配設され、軸方向に沿った中間部位に脆弱部が設けられた一対のフロントサイドフレームと、
   前記フロントサイドフレームの前端部側面に連結され、略矩形状の枠体からなるバルクヘッド連結体と、
   前記フロントサイドフレームの前端部に前方に向かって突出するように連結され、取付ブラケットが設けられたバンパイクステンションメンバと、
   前記バンパイクステンションメンバに連結され、車幅方向に沿って延在するバンパビームと、
   正面視して略ハの字状に配置され、前記バルクヘッド連結体の上辺中央部と前記バンパイクステンションメンバの取付ブラケットとを懸架する一対のバルクヘッドフロントステイと、
   を備え、
   前記バルクヘッド連結体は、車幅方向に沿って略水平に延在し、一対のアッパサイドフレームの間に介装されるバルクヘッドアッパセンタフレームと、前記バルクヘッドアッパセンタフレームの軸方向に沿った両端部に連結されて下方側に向かって延在し、且つ前記フロントサイドフレームの外側面に連結される一対のバルクヘッドサイドステイと、前記一対のバルクヘッドサイドステイの下端部同士をそれぞれ懸架するバルクヘッドロアクロスメンバとを有し、
   前記取付ブラケットは、前記フロントサイドフレームの前端部の外側面に連結され、断面略Ｌ字状に屈曲するフランジ部と、前記バルクヘッドフロントステイの下端部を締結する連結部とを有し、
   前記バルクヘッドフロントステイの前記バンパイクステンションメンバ側の端部は、ボルト及びナットからなる締結体を介して、前記バンパイクステンションメンバに接合された前記取付ブラケットの連結部と、前記フロントサイドフレームの前端部に接合された断面Ｌ字状の連結プレートとの両方に締結されることを特徴とする車体前部構造。
2. 請求項１記載の車体前部構造において、
   前記バルクヘッドフロントステイの両端部の間には、幅狭に形成された幅狭部が設けられ、前記幅狭部には、軸方向に沿って延在するビード部が形成されることを特徴とする車体前部構造。

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