JP4881936B2 - 車体前部構造 - Google Patents
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さらに、曲げ荷重支えフレーム部が圧縮荷重支えフレーム部の中央部から車体後方に向かうにしたがって車体幅方向中心側に湾曲するように張り出されることで車体幅方向中心に向けて作用する荷重を支えることが可能である。
そして、このフロントサイドフレームは後端部でフロアフレームに結合(連結)されている。
このフロアフレームは、フロントサイドフレームから車体後方に向けて延出され、通常上向きに開口する断面略コ字状に形成されている。
これにより、フロントサイドフレームおよびフロアフレーム間にアダプタを介在させることで、フロントサイドフレームおよびフロアフレームを容易に連結することができる。
これにより、アダプタでフロントサイドフレームを補強するとともにフロアフレームを補強することができ、フロントサイドフレームやフロアフレームの剛性を確保できる。
そこで、請求項1において、フロントサイドフレームおよびフロアフレームをアダプタを介して連結するようにした。
これにより、多種の車体構造に対応させて複数のフロントサイドフレームを用意する必要がなく、部品点数を減らすことができ、かつコストを抑えることができる。
内外の結合部にはフロアフレームの内外の壁部が結合されている。よって、フロアフレームの内外の壁部間の間隔を車体後方へ向けて大きく広げることができる。
内外のフランジ間の間隔は、フロアフレームの内外の壁部と同様に、車体後方へ向けて大きく広げられている。内外のフランジ間の間隔を大きく広げることで、内外のフランジで載置部材を広範囲に渡って支えることができる。
これにより、内外のフランジで載置部材を強固に支えることができ、結合強度(剛性)を高めることができる。
これにより、アダプタの軽量化が図れ、かつ、アダプタを一枚の板材からプレス成形で容易に折り曲げることができる。
車体前部構造10は、車体前後方向に向けて延出された左右のフロントサイドフレーム11と、左右のフロントサイドフレーム11の前端部11aに車体幅方向に架け渡されたバンパビーム12と、左右のフロントサイドフレーム11の後端部11bにそれぞれ設けられた左右のアダプタ(アダプタ)14と、左右のアダプタ14を介して左右のフロントサイドフレーム11の後端部11bにそれぞれ連結された左右のフロアフレーム(フロアフレーム)16と、左右のフロントサイドフレーム11をそれぞれ補強する左右のスチフナ(スチフナ)18と、左右のフロントサイドフレーム11の下方に設けられたサブフレーム21とを備えている。
これにより、サブフレーム取付手段22で左右のフロントサイドフレーム11の下方にサブフレーム21が支持されている。
右フロントサイドフレーム11は、車体前部構造10(図1参照)の骨格を構成する部材で、車体前後方向に延出された圧縮荷重支えフレーム部31と、圧縮荷重支えフレーム部31の車体幅方向外側に設けられたカバーフレーム部(蓋部材)32と、圧縮荷重支えフレーム部31の車体幅方向内側に設けられた曲げ荷重支えフレーム部(荷重支えフレーム部)33とを備えている。
下向き湾曲部位28は、右フロアフレーム16に右アダプタ14を介して後端部11bを連結させるために、右フロアフレーム16に向けて下向きに湾曲形成された部位である。
圧縮荷重支えフレーム部31は、車体前後方向に延出された部材である。
この圧縮荷重支えフレーム部31は、上下の壁部35,36および側壁部37で車体幅方向外方に開口するように断面略コ字状に形成され、上壁部35から上方に向けて上フランジ(上張出片)38が形成され、下壁部36から下方に向けて下フランジ(下張出片)39が形成されている。
圧縮下向き湾曲部位41は、右フロアフレーム16の前端部16aに向けて下向きに湾曲形成された部位である。
圧縮荷重支えフレーム部31に圧縮下向き湾曲部位41を設けることで、圧縮荷重支えフレーム部31の後端部31aを右アダプタ14を介して右フロアフレーム16の前端部16aに連結させることが可能になる。
上稜線部42および下稜線部43は、図4に示すように、車体前後方向に延出されている。よって、車体前方から車体後方に向けて作用する荷重を圧縮荷重支えフレーム部31(主に、上下の稜線部42,43)で支えることができる。
すなわち、圧縮荷重支えフレーム部31は、車体前方から車体後方に向けて作用する荷重を支える軸荷重受け部材である。
このカバーフレーム部32は、圧縮荷重支えフレーム部31の上フランジ38に上辺45が溶接され、圧縮荷重支えフレーム部31の下フランジ39に下辺46が溶接されている。
カバーフレーム部32が圧縮荷重支えフレーム部31に溶接されることで、圧縮荷重支えフレーム部31の開口部44がカバーフレーム部32で塞がれ、カバーフレーム部32および圧縮荷重支えフレーム部31で閉断面が形成されている。
カバー下向き湾曲部位47は、右フロアフレーム16の前端部16aに向けて下向きに湾曲形成された部位である。
カバーフレーム部32にカバー下向き湾曲部位47を設けることで、カバーフレーム部32の後端部32aを右アダプタ14を介して右フロアフレーム16の前端部16aに連結させることが可能になる。
曲げ下向き湾曲部位58は、右フロアフレーム16の前端部16aに向けて下向きに湾曲形成された部位である。
曲げ荷重支えフレーム部33に曲げ下向き湾曲部位58を設けることで、曲げ荷重支えフレーム部33の後端部33aを右アダプタ14を介して右フロアフレーム16の前端部16aに連結させることが可能になる。
この状態で、曲げ荷重支えフレーム部33の開口部59が圧縮荷重支えフレーム部31で塞がれ、圧縮荷重支えフレーム部31および曲げ荷重支えフレーム部33で閉断面が形成されている。
これにより、車体前方において車体幅方向中心20(図2参照)に向けて荷重が発生した際に、荷重により生じる曲げモーメントを曲げ荷重支えフレーム部33(主に、上下の稜線部61,62)で支えることができる。
すなわち、曲げ荷重支えフレーム部33は、曲げモーメントを支えるモーメント受け部材である。
すなわち、右フロアフレーム16は、右フロントサイドフレーム11の後端部11bに右アダプタ14を介して前端部16aが連結されることで、右フロントサイドフレーム11(荷重支えフレーム部)の後端部11bから車体後方に向けて延出されている。
前半部65から車幅方向外方に向けてアウトリガー67が張り出され、後半部66から車幅方向中心に向けてクロスメンバ取付部68aが設けられている。
クロスメンバ取付部68aは、クロスメンバ68(図2参照)が設けられる部位である。
右フロアフレーム16は、内外の壁部71,72および底壁部73で上方に開口するように断面略コ字状に形成され、内壁部71(図3も参照)から車体幅方向中心20(図2参照)に向けて内フランジ(内張出片)74が形成され、外壁部72から車体幅方向外方に向けて外フランジ(外張出片)75が形成されている。
内外のフランジ74,75のうち、右フロアフレーム16の前半部65にダッシュボード81(図1参照)が載置されている。
また、内外のフランジ74,75のうち、右フロアフレーム16の後半部66にフロアパネル82(図1参照)が載置されている。
右アダプタ14は、板状のプレートをプレス成形で折り曲げた連結用の部材である。
この右アダプタ14は、右フロントサイドフレーム(荷重支えフレーム部)11および右フロアフレーム16を仕切る仕切壁84と、仕切壁84に設けられて右フロントサイドフレーム11や右フロアフレーム16に結合された周壁85とを備えている。
仕切壁84は、曲げ荷重支えフレーム部33の上下の壁部51,52および側壁部53と、圧縮荷重支えフレーム部31の側壁部37とで形成された矩形状の空間34(図7参照)を塞ぐように略矩形状に形成されている。
傾斜状の外辺84dは、下辺84bから上辺84aに向けて車体幅方向外方に傾斜角度θ1で傾斜するように形成されている。
上結合部86は、曲げ荷重支えフレーム部33の上壁部51(図7参照)に沿うように略水平に折り曲げられた略三角形状の折曲片である。
この下結合部87は、略矩形状に形成され、外辺87aが車体後方に向けて平面視で略平行に形成され、内辺87bが車体後方に向けて平面視で車体幅方向中心20(図2参照)に向けて傾斜するように形成されている。
内結合部88は、仕切壁84の内辺84cから車体後方に折り曲げられた内結合本体部91と、内結合本体部91の上辺91aから折り曲げられた内側上結合部(上結合部)92と、内結合本体部91の下辺91bから折り曲げられた内側下結合部93と、内結合本体部91の後辺91cから折り曲げられた内側後結合部94とを有する。
内側下結合部93は、下結合部87に沿うように折り曲げられ、下結合部87および曲げ荷重支えフレーム部33の下壁部52に溶接で結合される折曲片である。
この内側後結合部94は、図11に示すように、内結合本体部91の上辺91aから下方に向けて鉛直に形成された内側上折曲片94aと、内側上折曲片94aの下端から車体後方に向けて下り勾配に形成された内側下折曲片94bとを有する。
この外結合部89は、仕切壁84の外辺84dから車体後方に折り曲げられた外結合本体部101と、外結合本体部101の上辺101aから鉛直方向に突出された外側上結合部102と、外結合本体部101の下辺101bから折り曲げられた外側下結合部103と、外結合本体部101の後辺101cから折り曲げられた外側後結合部104とを有する。
外側上結合部102は、上方に向けて略鉛直に突出された突片である。
この外側後結合部104は、車体後方に向けて下り勾配に形成された外側上折曲片104aと、外側上折曲片104aの下端から下方に向けて鉛直に形成された外側下折曲片104bとを有する。
図12に示すように、曲げ荷重支えフレーム部33に備えた上壁部51の後端部51aが、右アダプタ14の上結合部86および内側上結合部92にそれぞれ溶接(結合)されている。
さらに、下壁部52の後端部52aが、下結合部87および外側下結合部103に重ね合わされた状態で溶接(結合)されている。
下結合部87には、右フロアフレーム16に備えた底壁部73の前端部73aが溶接(結合)されている。
さらに、曲げ荷重支えフレーム部33の後横フランジ57が、内側上折曲片94aに車体前方側から重ね合わされた状態で溶接(結合)されている。
さらに、内壁部71の前端部71aのうち、下半部71cが、内結合本体部91および側壁部53の後端部53aに車体幅方向外側から重ね合わされた状態で溶接(結合)されている。
加えて、右フロアフレーム16に備えた内フランジ74の前端部74aが、内側下折曲片94bに車体前方側から重ね合わされた状態で溶接(結合)されている。
さらに、カバーフレーム部32の後端部32a(図7参照)が、外結合本体部101の略後半部位107に車体幅方向外側から重ね合わされた状態で溶接(結合)されている。
右フロアフレーム16に備えた外フランジ75の前端部75aが、外側下折曲片104bに車体幅方向中心20側から重ね合わされた状態で溶接(結合)されている。
また、右アダプタ14の下結合部87に、曲げ荷重支えフレーム部33の下壁部52(具体的には、後端部52a)が溶接で結合されている。
加えて、右アダプタ14の外結合部89に、圧縮荷重支えフレーム部31の側壁部37(具体的には、後端部37a)およびカバーフレーム部32の後端部32a(図7参照)が溶接で結合されている。
また、右アダプタ14の外結合部89に、右フロアフレーム16の外側壁72(具体的には、前端部72a)が溶接で結合されている。
さらに、右アダプタ14の下結合部87に、右フロアフレーム16の底壁部73(具体的には、前端部73a)が溶接で結合されている。
よって、仕切壁84および周壁85で右アダプタ14をボックス状に形成することが可能になり右アダプタ14の剛性を確保することができる。
これにより、右アダプタ14で右フロントサイドフレーム11を補強するとともに右フロアフレーム16を補強することができ、右フロントサイドフレーム11や右フロアフレーム16の剛性を確保できる。
これにより、多種の車体構造に対応させて複数の右フロントサイドフレーム11を用意する必要がなく、部品点数を減らすことができ、かつコストを抑えることができる。
さらに、外結合部89の外結合本体部101は車体後方に向けて折り曲げられている。
よって、右アダプタ14は、図10に示すように、内外の結合部88,89間の間隔が前端部間隔D1から後端部間隔D2になるように、車体前方から車体後方へ向けて徐々に大きくなるように形成されている。
よって、右フロアフレーム16の内外の壁部71,72間の間隔D3(図12参照)を車体後方へ向けて大きく広げることができる。
内外のフランジ74,75間の間隔D4は、右フロアフレーム16の内外の壁部71,72の間隔D3と同様に、車体後方へ向けて大きく広げられている。
これにより、内外のフランジ74,75でダッシュボード81やフロアパネル82を強固に支えることができ、結合強度(剛性)を高めることができる。
よって、上結合部86および内結合部88が交差する凸角部(上内側角部)が除去され、上結合部86および内結合部88が切り離されている。
また、上結合部86および外結合部89が交差する凸角部(上外側角部)が除去され、上結合部86および外結合部89が切り離されている。
加えて、下結合部87および外結合部89が交差する凸角部(下外側角部)が除去され、下結合部87および外結合部89が切り離されている。
さらに、下結合部87および内結合部88間に下内側空間(空間)113(図9参照)を確保でき、下結合部87および外結合部89間に下外側空間(空間)114を確保できる。
右スチフナ18は、曲げ荷重支えフレーム部33の曲げ下向き湾曲部位58を補強するスチフナ本体部19と、スチフナ本体部19に設けられた中央サブフレーム取付部24とを備えている。
湾曲側壁部53bおよび湾曲下壁部52bが交差する部位に凸状の湾曲下稜線部62aが形成されている。
湾曲下稜線部62aは、曲げ荷重支えフレーム部33の下稜線部62の後部に設けられた部位である。
スチフナ本体部19は、湾曲側壁部53bに沿って設けられたスチフナ側部121と、湾曲下壁部52bに沿って設けられたスチフナ下部122とを有する(図14も参照)。
このスチフナ本体部19は、スチフナ側部121およびスチフナ下部122で断面略L字状に形成されている。
よって、湾曲下稜線部62aの剛性(すなわち、曲げ荷重支えフレーム部33の剛性)を高めることができる。
これにより、車体前方において車体幅方向中心20(図2参照)に向けて作用する荷重を、曲げ荷重支えフレーム部33で支えることが可能になり、右フロントサイドフレーム11の剛性を確保することができる。
中央サブフレーム取付部24は、サブフレーム21(図1参照)の中央取付ブラケット29をボルト124およびナット125(締結部材)で支える部材である。
中央サブフレーム取付部24は、カップ状に形成されたカップ本体部127と、カップ本体部127に設けられた接合部128とを有する。
カップ底部132の上面には、取付孔132bと同軸上にナット(締結部材の一方)125が鉛直方向を向いて溶接されている。
カップ側壁134は、上端部134aの前端がスチフナ側部121の後端に設けられ、上端部134aが湾曲側壁部53bに溶接で結合されている。
前接合片141は、曲げ荷重支えフレーム部33の下フランジ55、圧縮荷重支えフレーム部31の下フランジ39およびカバーフレーム部32の下辺46に溶接で結合されている。
さらに、後接合片143は、曲げ荷重支えフレーム部33の湾曲下壁部52bおよび右アダプタ14の下結合部87(図13参照)に溶接で結合されている。
これにより、右フロントサイドフレーム11の後端部11bを右アダプタ14(下結合部87)に強固に結合することが可能になり、右フロントサイドフレーム11の後端部11bの剛性を確保することができる。
右フロントサイドフレーム11の曲げ下向き湾曲部位58にカップ本体部127(中央サブフレーム取付部24)が設けられることで、カップ本体部127の収容空間136が閉塞されている。
これにより、曲げ荷重支えフレーム部33を中央サブフレーム取付部24で補強することができ、曲げ荷重支えフレーム部33の剛性を一層高めることができる。
中央サブフレーム取付部24は、ボルト124およびナット125を介してサブフレーム21(図1参照)の中央取付ブラケット29を懸架する部位である。
よって、中央サブフレーム取付部24には鉛直方向下向きに比較的大きな荷重が作用する。
そこで、図12に示すように、右アダプタ14の下結合部87に、内結合部88の内側下結合部93を溶接で結合するとともに、外結合部89の外側下結合部103を溶接で結合した。
これにより、右アダプタ14の下結合部87の剛性が高められ、下結合部87で中央サブフレーム取付部24の後接合片143を強固に支えることができる。
図16は本発明に係る車体前部構造に車体前方から荷重が作用した例を説明する図である。
車体前方から後方に向けてバンパビーム12(想像線で示す)に荷重F1が作用する。作用した荷重F1でバンパビーム12が実線で示す後方位置Pまで変形する。
よって、バンパビーム12を介して右フロントサイドフレーム11の前端部11aに圧縮荷重F2および曲げ荷重F3が作用する。
曲げ荷重F3は、右フロントサイドフレーム11を車体幅方向中心20側に曲げようとする荷重である。右フロントサイドフレーム11に曲げ荷重F3が作用することで、右フロントサイドフレーム11に曲げモーメントMが発生する。
上稜線部42および下稜線部43は、車体前後方向に延出されているので圧縮荷重F2を良好に支えることができる。
上稜線部61および下稜線部62は、圧縮荷重支えフレーム部31の中央部31cから車体後方に向かうにしたがって車体幅方向中心20側に湾曲状に張り出されている。
よって、荷重支えフレーム部33(主に、上稜線部61、下稜線部62)で曲げモーメントMを良好に支えることができる。
これにより、曲げ荷重支えフレーム部33で曲げモーメントMを一層良好に支えることができる。
Claims (3)
- 車体前後方向に向けて延出された圧縮荷重支えフレーム部と、
前記圧縮荷重支えフレーム部の車体幅方向外側に設けられたカバーフレーム部と、
前記圧縮荷重支えフレーム部の車体幅方向内側に設けられ、前記圧縮荷重支えフレーム部とともに閉断面を形成可能な断面略コ字状の曲げ荷重支えフレーム部と、でフロントサイドフレームが形成された車体前部構造であって、
前記フロントサイドフレームから車体後方に向けて延出され、上下方向のいずれか一方に開口する断面略コ字状に形成されたフロアフレームと、
前記フロントサイドフレームおよび前記フロアフレームを結合するアダプタと、を備え、
前記アダプタは、
前記曲げ荷重支えフレーム部の上下の壁部が結合される上下の結合部と、
前記フロアフレームの内外の壁部が結合される内外の結合部と、
前記フロントサイドフレームおよび前記フロアフレームを仕切る仕切壁と、が設けられ、
前記内外の結合部の外結合部は、
車体前方に位置する略前半部位と、前記略前半部位の車体後方に位置する略後半部位とを有し、
前記略前半部位に対して前記略後半部位が車体幅方向外方に張り出されることにより前記略前半部位および前記略後半部位の境界に段差部が形成され、
前記略前半部位に、前記圧縮荷重支えフレーム部の後端部が車体幅方向外側から重ね合わされた状態で結合され、
前記略後半部位に、前記カバーフレーム部の後端部が車体幅方向外側から重ね合わされた状態で結合されたことを特徴とする車体前部構造。 - 前記アダプタは、
前記内外の結合部間の間隔が車体前方から車体後方へ向けて徐々に大きくなるように形成されたことを特徴とする請求項1記載の車体前部構造。 - 前記アダプタは、
前記上下の結合部および前記内外の結合部のうち、隣接する結合部間に空間が形成されたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の車体前部構造。
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