JP5205905B2 - 自動車の前部車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の車体前部におけるホイールハウス周辺の構造に関し、自動車の車体構造の技術分野に属する。

自動車の車体前部には、ホイールハウスの側方を通過して車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームが設けられている。そして、このフロントサイドフレームの前端部に車両前方から衝撃荷重が入力されたときに、この衝撃荷重を車体後部にも分散可能なように、フロントサイドフレームの後端部をフロアフレームの前端部に接続する場合があるが、一般にフロアフレームの方がフロントサイドフレームよりも低い位置に配設されるので、フロントサイドフレームの後部側を下方に湾曲させてフロアフレームの前端部に接続することとなる。

しかし、このように構成した場合、衝撃荷重がフロントサイドフレームの前端部に入力されたときに、湾曲部に折れが生じる虞があるので、これを防止するため、例えば特許文献１には、フロントサイドフレームにおけるサスペンションタワー部（ホイールハウスにおけるサスペンションが収容される部分）の側方部分に一端が接続され、他端側がサスペンションタワーを構成するパネルのエンジンルーム側の面に沿って後ろ上りに延びて、サスペンションタワー後方の車体部材に接続される補助フレームを設けたものが開示されている。

特開２００３−１８２６３３号公報

ところで、ホイールハウスの後方には、例えばブレーキのマスタシリンダ等の装置がダッシュパネルから該ホイールハウス側に突出して配設される場合があり、この場合、設置スペースの不足により特許文献１に記載のような補助フレームを設けるのが困難な場合がある。

そこで、本発明は、ホイールハウスの後方に十分なスペースを確保できない場合でも、補助フレームを配設可能な自動車の前部車体構造を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、ホイールハウスの車幅方向内端側に接して車体前後方向に延び、かつ後部側が下方に湾曲して、後端部がフロアフレームに接続されるフロントサイドフレームと、該フロントサイドフレームのホイールハウス側方部分に前端部が接続され、後ろ上りに延びて、後端部がホイールハウス後方の車体部材に接続される補助フレームとが備えられた自動車の前部車体構造であって、前記車体部材はダッシュパネルであり、該ダッシュパネルの左右にヒンジピラーが設けられていると共に、ダッシュパネルの後面に、車幅方向に延びて前記左右のヒンジピラーを連結するダッシュクロスメンバが備えられ、該ダッシュクロスメンバと前記ダッシュパネルの後面とで閉断面構造を構成しており、かつ、前記補助フレームは、前側部材と後側部材とに分割されていると共に、前側部材は、ホイールハウスを形成するパネルのエンジンルーム側の面に設けられ、後側部材は、前端部が前側部材の後端部に重なるように前記パネルの反エンジンルーム側の面に設けられており、該補助フレームの後側部材の後部が、該後側部材の後端部のフランジ部と、前記ダッシュパネルと、前記ダッシュクロスメンバのフランジ部とをボルト及びナットによって共締めすることにより、前記ダッシュパネルを介して前記ダッシュクロスメンバに連結されていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の自動車の前部車体構造において、前記補助フレームの後側部材は、後部がホイールハウスの上部に設けられたサスペンション支持部にまで拡張していることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、前記請求項２に記載の自動車の前部車体構造において、前記ダッシュパネルと前記サスペンション支持部とを車体前後方向に連結する連結部材が備えられており、該連結部材と、前記補助フレームの後側部材の後部側とで、ダッシュパネルからサスペンション支持部に渡る閉断面構造が構成されていることを特徴とする。

次に、本発明の効果について説明する。

まず、請求項１に記載の発明によれば、補助フレームは、前側部材と後側部材とに分割されていると共に、前側部材は、ホイールハウスを形成するパネルのエンジンルーム側の面に設けられ、後側部材は、前端部が前側部材の後端部に重なるように前記パネルの反エンジンルーム側の面に設けられているから、補助フレームの後半部分がホイールハウスのエンジンルーム側に突出しない。したがって、補助フレームを設けたとしても、該補助フレームと、ホイールハウスの後方に配設される例えばブレーキ装置のマスタシリンダ等との干渉を回避することができる。そして、補助フレームによりフロントサイドフレームの折れ変形を良好に抑制することができる。

また、この発明によれば、ダッシュパネルの左右にヒンジピラーが設けられていると共に、車幅方向に延びて左右のヒンジピラーを連結し、ダッシュパネルの後面とで閉断面構造を構成するダッシュクロスメンバが備えられており、前記補助フレームの後側部材の後部が、該ダッシュクロスメンバにダッシュパネルを介して連結されているから、フロントサイドフレームから補助フレームに作用する荷重を、ダッシュクロスメンバを介してヒンジピラーにも分散させることができる。したがって、衝撃荷重がより大きな場合でもフロントサイドフレームの折れ変形を良好に抑制することができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、前記補助フレームの後側部材は、後部がホイールハウスの上部に設けられたサスペンション支持部にまで拡張しているから、フロントサイドフレームから補助フレームに作用する衝撃荷重を、ダッシュパネルとサスペンション支持部とに分散させることができる。したがって、衝撃荷重がより大きな場合でもフロントサイドフレームの折れ変形を良好に抑制することができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、ダッシュパネルとサスペンション支持部とを車体前後方向に連結する連結部材が備えられており、該連結部材と、前記補助フレームの後側部材の後部側とで、ダッシュパネルからサスペンション支持部に渡る閉断面構造が構成されているから、ダッシュパネルとホイールハウスのサスペンション支持部との間の剛性が向上することとなる。

以下、本発明の実施の形態に係る自動車の前部車体構造について説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る自動車１においては、ダッシュパネル２の左右両端部にはそれぞれ、上下方向に延び、フロントドアが枢支されるヒンジピラー３（一方のみ図示されている）が設けられている。

左右のヒンジピラー３の上端部側からはそれぞれ前方にエプロンレインフォースメント４，４が延びている。

エプロンレインフォースメント４，４に対して平面視でほぼ平行に、かつ車幅方向内方に離間した位置で、フロントサイドフレーム５，５が車体前後方向に延びている。各フロントサイドフレーム５は、断面ハット状の外側部材と内側部材とで車体前後方向に延びる閉断面構造を形成している。

車幅方向でエプロンレインフォースメント４とフロントサイドフレーム５との間には、前輪用のホイールハウス６が設けられている。

フロントサイドフレーム５及びエプロンレーフォースメント４の前端部には、これらに跨ってプレート７が取り付けられ、左右のプレート７，７間には、前後方向の衝撃荷重が入力されたときに圧縮変形するクラッシュボックス８，８を介して、バンパレインフォースメント９が取り付けられている。

ダッシュパネル２の下部は、後方へ湾曲して、下端部がフロアパネル１０の前端部に接合されている。ダッシュパネル２の下部及びフロアパネル１０には、車幅方向ほぼ中央において前後方向に延び、かつ上方へ膨出するトンネル部１１が設けられている。

フロントサイドフレーム５の後部側は、ホイールハウス６の側方において下方に湾曲し、後端部が、フロアパネル１０の下面側で車体前後方向に延びるフロアフレーム１２の前端部に接続されている。フロアフレーム１２は、フロアパネル１０とで車体前後方向に延びる閉断面を形成している。

ダッシュパネル２の前面（エンジンルーム１３側の面）には、左右のフロントサイドフレーム５，５間においてトンネル部１１の前端部に沿うように延びて、図２に示すように、ダッシュパネル２とで閉断面構造を構成する断面ハット状のロアダッシュクロスメンバ１４が設けられている。

図２、図３に示すように、ダッシュパネル２の後面（車室１５側の面）の上部には、車幅方向に延びる断面ハット状のアッパダッシュクロスメンバ１６が設けられている。このアッパダッシュクロスメンバ１６は、該メンバ１６とほぼ同一断面形状のガセット１７を介してヒンジピラー３の内面を構成するインナパネル１８に左右の端部が連結されている（請求項１におけるダッシュクロスメンバは、アッパダッシュクロスメンバ１６とガセット１７とで構成される）。詳しくは、ガセット１７は、上下のフランジ１７ａ，１７ａの後端部側がボルト及びナットＢ１，Ｂ１によりインナパネル１８に締結され、フランジ１７ａの前端部側がアッパダッシュクロスメンバ１６の端部のフランジ部１６ａと、ダッシュパネル２と、後述する補助フレーム３０の後側部材３２の後端部のフランジ３２ｇと共に、ボルト及びナットＢ２により共締めされている。そして、これにより、ダッシュパネル２とアッパダッシュクロスメンバ１６とガセット１７とで左右のヒンジピラー３，３間において車幅方向に延びる閉断面構造Ｘが形成されている。

図１、図２に示すように、ホイールハウス６は、車幅方向外端部がエプロンレインフォースメント４に接合されると共に車幅方向内端部がフロントサイドフレーム５に接合されたホイールハウスインナパネル１９の後部側をアーチ状に上方に膨出させることにより形成されており、上部には、サスペンションダンパやコイルバネ等が収容されるサスペンションタワー部６ａ（１９ａ）が、ホイールハウスインナパネル１９をタワー状に上方及び車幅方向内方に突出させることにより形成されている。そして、図４に示すように、ホイールハウスインナパネル１９におけるサスペンションタワー部６ａ部分の反エンジンルーム１３側の面には、サスペンションのアッパーアーム支持用のサスペンション支持部材２１，２２が取り付けられている。

図５に示すように、ダッシュパネル２と、サスペンションダンパ等の上端部が固定されるサスペンションタワー部６ａのトップ部６ａ′（サスペンション支持部）とを、アッパダッシュクロスメンバ１６の高さ位置において、車体前後方向に連結する第１連結パネル４１が設けられている。この第１連結パネル４１におけるサスペンションタワー部６ａよりも後方の部分は、ほぼ水平な横面部４１ａで構成され、後端部に設けられたフランジ４１ｂが、ダッシュパネル２にアッパダッシュクロスメンバ１６の下側のフランジ１６ａに重ねて接合されている。

また、図２、図５に示すように、ダッシュパネル２とサスペンションタワー部６ａのトップ部６ａ′の間には、第１連結パネル４１よりも上方において、左右のエプロンレインフォースメント４，４及びヒンジピラー３，３を車幅方向に連結するカウル部５０が設けられている。

カウル部５０は、左右の端部が前方に延びてサスペンションタワー部６ａのトップ部６ａ′に接合されるカウルフロントパネル５１と、ダッシュパネル２の上方に設けられたダッシュアッパパネル５２と、該ダッシュアッパパネル５２に後部が接合され、フロントガラス５３の前端部を支持するカウルパネル５４とで構成されている。

そして、図５に示すように、カウルフロントパネル５１の端部とダッシュアッパパネル５２の端部との間には、これらを前後に連結する第２連結パネル４２が設けられている。第２連結パネル４２は、エプロンレインフォースメント４側の端部が該レインフォースメント４に接合されている。なお、この第２連結パネル４２は、ワイパー取付用として設けられているが、前後方向の補強部材としての機能も有している。

ところで、フロントサイドフレーム５は、前述したように後部側が下方に湾曲しているが、衝撃荷重がフロントサイドフレーム５の前端部に入力されたときにこの湾曲部に折れが生じるのを防止する必要がある。

そこで、本実施の形態においては、図２に示すように、フロントサイドフレーム５におけるホイールハウス６のサスペンションタワー部６ａの側方部分に前端部が接続され、後ろ上りに延びて、後端部がダッシュパネル２（車体部材）におけるホイールハウス６の後方部分に接続される補助フレーム３０が備えられている。

その場合に、本実施の形態に係る車両においては、図２、図３に示すように、ダッシュパネル２の前面には、運転席の前方でかつホイールハウス６の後方において、ブレーキ装置のマスタシリンダ６０が取り付けられるが、取付状態においてはマスタシリンダ６０の前部がホイールハウス６のサスペンションタワー部６ａに近接する。したがって、補助フレーム３０の全てをホイールハウスインナパネル１９のエンジンルーム１３側の面に設けるのは、スペース上、困難となっている。

そこで、本実施の形態においては、補助フレーム３０を、前側部材３１と後側部材３２とに分割すると共に、前側部材３１を、ホイールハウスインナパネル１９のエンジンルーム１３側の面に設け、後側部材３２を、前記パネル１９の反エンジンルーム１３側の面に設けている

この構造について詳しく説明すると、前側部材３１は、ホイールハウスインナパネル１９のエンジンルーム１３側の面に沿って、マスタシリンダ６０の前端に対して所定量離間した位置まで、後ろ上りに延びている。また、前側部材３１は、両側部にフランジ部３１ａ，３１ａを有する断面ハット状の形状とされているが、前端部及び下端部においては突出部がなくされて、フランジ部３１ｂ，３１ｃとされている。そして、前端部（下端部）のフランジ部３１ｂがフロントサイドフレーム５の内側部材の上面５ａ及び側面５ｂに接合され、側部のフランジ部３１ａ，３１ａがフロントサイドフレーム５の内側部材の上部フランジ部５ｃ及びホイールハウスインナパネル１９の外側縦面部１９ｂに接合され、後端部（上端部）のフランジ部３１ｃが同縦面部１９ｂに接合されている。

これに対し、後側部材３２は、図４にも示すように、ホイールハウスインナパネル１９の反エンジンルーム１３側の面に沿って、概ね後ろ上りに延びて、後端部がダッシュパネル２におけるホイールハウス６の後方部分に接続されている。

より詳しく説明すると、後側部材３２は、ホイールハウスインナパネル１９の外側縦面部１９ｂの上端から車幅方向外側に斜めに延びる傾斜面部１９ｃの下面側に設けられる前部３２ａと、それよりも後方側の後部３２ｂとで構成されており、前部３２ａは、両側部にフランジ部３２ｈ，３２ｈが設けられた断面ハット状の形状とされており、これらのフランジ部３２ｈ，３２ｈがホイールハウスインナパネル１９の内側傾斜面部１９ｃに接合されている。

また、図６に示すように、後側部材３２は、前端部が前側部材３１の後端部（上端部）に重なるように設けられている。これは、前側部材３１と後側部材３２との連結部の強度を十分に確保することを目的としている。

一方、図２、図４、図５からわかるように、後側部材３２の後部３２ｂは、前述のように後端部がダッシュパネル２におけるホイールハウス６の後方部分に接続される一方で、サスペンションタワー部６ａのトップ部６ａ’近傍にまで延びる拡張部３２ｃを有している。そして、後部３２ｂは、前部の断面ハット形状に連続するように形成された下面部３２ｄ、側面部３２ｅ、及び前面部３２ｆと、これらの面部３２ｄ，３２ｅ，３２ｆの周縁に設けられたフランジ部３２ｇとを有しており、このフランジ部３２ｇが、ホイールハウスインナパネル１９の外側縦面部１９ｄ、ダッシュパネル２、第１連結パネル４１、ホイールハウスインナパネル１９におけるサスペンションタワー部６ａのトップ部６ａ’部分にまたがって接合されている。そして、これにより、図５に示すように、第１連結パネル４１と、補助フレーム３０の後側部材３２の後部３２ｂとで、ダッシュパネル２からサスペンションタワー部６ａのトップ部６ａ’部分に渡る閉断面構造Ｙが形成されている。

また、補助フレーム３０の後側部材３２の後部３２ｂのフランジ部３２ｇのうちダッシュパネル２に取り付けられる後端部部分は、ダッシュパネル２と、アッパダッシュクロスメンバ１６及びガセット１７のフランジ部１６ａ，１７ａと共にボルト及びナットＢ２により共締めされている。そして、これにより、後側部材３２は、ダッシュパネル２を介してアッパダッシュクロスメンバ１６に連結されている。

次に、本実施の形態に作用について説明する。

すなわち、自動車に前突等が生じて、バンパレインフォースメント９に前方から衝撃荷重が入力されると、クラッシュボックス８が圧縮変形しつつ、フロントサイドフレーム５，５に衝撃荷重が入力される。

その場合に、フロントサイドフレーム５は、後端部がフロアフレーム１２に接続されているので、車体後部にも衝撃荷重が分散されることとなる。

また、本実施の形態においては、フロントサイドフレーム５におけるホイールハウス６側方の部分に前端部が接続され、後ろ上りに延びて、後端部がダッシュパネル２におけるホイールハウス６後方の部分に接続される補助フレーム３０が設けられているから、補助フレーム３０を介して、ダッシュパネル２にも衝撃荷重が分散されることとなる。したがって、フロントサイドフレーム５に衝撃荷重が入力されたときにおける該フレーム５，５の折れ変形が、良好に抑制されることとなる。

そして、さらに、補助フレーム３０の後側部材３２の後部３２ｂが、ダッシュパネル２を介してアッパダッシュクロスメンバ１６に連結されているから、フロントサイドフレーム５から補助フレーム３０に入力された衝撃荷重が、アッパダッシュクロスメンバ１６を介してヒンジピラー３にも分散されることとなる。したがって、衝撃荷重がより大きな場合でもフロントサイドフレーム５の折れ変形が良好に抑制されることとなる。

また、補助フレーム３０の後側部材３２は、後部３２ｂがホイールハウス６のサスペンションタワー６ａのトップ部６ａ′（サスペンション支持部）にまで拡張しているから、フロントサイドフレーム５から補助フレーム３０に入力された衝撃荷重が、ダッシュパネル２とサスペンションタワー６ａのトップ部６ａ′とに分散されることとなる。したがって、衝撃荷重がより大きな場合でもフロントサイドフレーム５の折れ変形が良好に抑制されることとなる。

また、ダッシュパネル２とサスペンションタワー６ａのトップ部６ａ′とを車体前後方向に連結する第１連結パネル４１（連結部材）が備えられており、該第１連結パネル４１と、補助フレーム３０の後側部材３２の後部３２ｂとで、ダッシュパネル２からサスペンションタワー６ａのトップ部６ａ′に渡る閉断面構造Ｙが構成されているから、ダッシュパネル２とサスペンションタワー６ａのトップ部６ａ′との間の剛性が向上することとなる。したがって、この間の車体が前後に圧縮されにくくなり、その結果、この下方に位置するフロントサイドフレーム５の湾曲部が前後に圧縮されにくくなり、折れ変形が生じにくくなる。

なお、フロントサイドフレーム５は、後部側がロアダッシュクロスメンバ１４を介して、他方のフロントサイドフレーム５にも連結されているので、いずれか一方のフロントサイドフレーム５に相対的に強く衝撃荷重が入力された場合でも、他方のフロントサイドフレーム５側へも分散されるので、これによっても、フロントサイドフレーム５の折れ変形が生じにくくなる。

そして、特に、本実施の形態においては、補助フレーム３０は、前側部材３１と後側部材３２とに分割されていると共に、前側部材３１は、ホイールハウスインナパネル１９（ホイールハウスを形成するパネル）のエンジンルーム１３側の面に設けられ、後側部材３２は、前端部が前側部材３１の後端部に重なるように前記パネル１９の反エンジンルーム１３側の面に設けられているから、補助フレーム３０の後半部分がホイールハウス６のエンジンルーム１３側に突出しない。したがって、補助フレーム３０を設けたとしても、ホイールハウス６の後方に配設されるブレーキ装置のマスタシリンタ６０等の機器との干渉も回避されることとなる。

本発明は、自動車の車体前部におけるホイールハウス周辺の構造に広く適用することができる。

本発明の実施の形態に係る自動車の前部車体構造を示す前方斜視図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 図３の矢印Ｃ方向でかつ斜め下方からの斜視図である。 図３のＤ−Ｄ断面図である。 図２のＥ−Ｅ断面図である。

符号の説明

１ 自動車
２ ダッシュパネル（車体部材）
３ ヒンジピラー
５ フロントサイドフレーム
６ ホイールハウス
６ａ サスペンションタワー部
６ａ′ トップ部（サスペンション支持部）
１２ フロアフレーム
１６ アッパダッシュクロスメンバ（ダッシュクロスメンバ）
１７ ガセット（ダッシュクロスメンバ）
１９ ホイールハウスインナパネル（ホイールハウスを形成するパネル）
３０ 補助フレーム
３１ 前側部材
３２ 後側部材
３２ａ 前部
３２ｂ 後部
３２ｃ 拡張部
４１ 第１連結パネル（連結部材）
Ｘ 閉断面構造（ダッシュパネルとダッシュクロスメンバとで形成される閉断面構造）
Ｙ 閉断面構造（連結部材と補強フレームとで形成される閉断面構造）

Claims (3)

1. ホイールハウスの車幅方向内端側に接して車体前後方向に延び、かつ後部側が下方に湾曲して、後端部がフロアフレームに接続されるフロントサイドフレームと、該フロントサイドフレームのホイールハウス側方部分に前端部が接続され、後ろ上りに延びて、後端部がホイールハウス後方の車体部材に接続される補助フレームとが備えられた自動車の前部車体構造であって、
   前記車体部材はダッシュパネルであり、
   該ダッシュパネルの左右にヒンジピラーが設けられていると共に、
   ダッシュパネルの後面に、車幅方向に延びて前記左右のヒンジピラーを連結するダッシュクロスメンバが備えられ、該ダッシュクロスメンバと前記ダッシュパネルの後面とで閉断面構造を構成しており、かつ、
   前記補助フレームは、前側部材と後側部材とに分割されていると共に、
   前側部材は、ホイールハウスを形成するパネルのエンジンルーム側の面に設けられ、後側部材は、前端部が前側部材の後端部に重なるように前記パネルの反エンジンルーム側の面に設けられており、
   該補助フレームの後側部材の後部が、該後側部材の後端部のフランジ部と、前記ダッシュパネルと、前記ダッシュクロスメンバのフランジ部とをボルト及びナットによって共締めすることにより、前記ダッシュパネルを介して前記ダッシュクロスメンバに連結されていることを特徴とする自動車の前部車体構造。
2. 前記請求項１に記載の自動車の前部車体構造において、
   前記補助フレームの後側部材は、後部がホイールハウスの上部に設けられたサスペンション支持部にまで拡張していることを特徴とする自動車の前部車体構造。
3. 前記請求項２に記載の自動車の前部車体構造において、
   前記ダッシュパネルと前記サスペンション支持部とを車体前後方向に連結する連結部材が備えられており、
   該連結部材と、前記補助フレームの後側部材の後部側とで、ダッシュパネルからサスペンション支持部に渡る閉断面構造が構成されていることを特徴とする自動車の前部車体構造。

Images