JP5702161B2 - 自動車の前部車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両衝突時の入力をサイドメンバからエプロンメンバを介してフロントピラーに伝達するようにした自動車の前部車体構造に関する。

自動車においては、車両衝突時のエネルギー吸収機能を高めることにより、車室への影響を回避する構造を採用している。例えば、特許文献１，２には、サイドメンバとエプロンメンバとを剛性部材により結合し、衝突時の入力をサイドメンバ，剛性部材を介してエプロンメンバからフロントピラーに分散させて伝達するようにしたエネルギー吸収構造が開示されている。

特開２００６−２１３２４５号公報 特開２００５−３３５６１９号公報

ところで、前記従来構造では、車両衝突時の入力によりエプロンメンバのカウル結合部が座屈変形し易いという懸念がある。このような座屈変形を抑制するには、エプロンメンバの板厚を大きくしたり、剛性，強度の高い鋼板に変更したりして補強することが考えられる。しかしながら、このようにすると、エプロンメンバ全体がフロントピラー結合部を起点に車内側に大きく倒れてしまうおそれがあり、衝突荷重をフロントピラーに効果的に伝達できなくなる。特に、エプロンメンバのフロントピラー結合部には、車体の組付け上の都合から上面視で隙間が生じることから、この隙間に起因してエプロンメンバが根元から車内側に倒れ易くなっている。また前記エプロンメンバの板厚を大きくしたり、高強度鋼板に変更したりすると車体重量及びコストアップを招くという問題が生じる。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、車体重量，コストアップの問題を招くことなく、エプロンメンバの根元からの倒れ込みを防止して車両衝突時の荷重をフロントピラーに確実に伝達できる自動車の前部車体構造を提供することを課題としている。

車両前後方向に延びるサイドメンバと、該サイドメンバの上方に配設されたエプロンメンバと、該エプロンメンバの後端部に接続された車両上下方向に延びるフロントピラーと、前記エプロンメンバと前記サイドメンバとに架け渡して接続された結合部材と、前記エプロンメンバに接続されたストラットタワーとを備えた自動車の前部車体構造であって、
前記エプロンメンバは、車幅方向内側に位置するインナメンバと車幅方向外側に位置するアウタメンバとで閉断面をなし、車両前後方向に延びるように結合した構造を有し、
前記インナメンバの前記ストラットタワーの上面より上方部位及び前記アウタメンバの前記ストラットタワーの上面より下方部位には、それぞれ車両前方からの入力により折れ変形を誘発する剛性断点部が上下方向に離れるように設けられ、
該上，下の剛性断点部は、前記ストラットタワーの軸芯を通る中心線と前記フロントピラーの前端との間に位置するように、かつ該上，下の剛性断点部を結ぶ直線が前記中心線に対して後下方に傾斜するように配置されている
ことを特徴としている。

本発明に係る前部車体構造によれば、エプロンメンバの内側壁部に、ストラットタワーの中心線とフロントピラーの前端との間に位置するよう剛性断点部を設けたので、車両衝突時の入力によりエプロンメンバには剛性断点部を起点にして車内側への折れ変形が誘発されることとなり、エプロンメンバの折れ変形をコントロールすることが可能となる。これによりエプロンメンバの座屈変形を抑制できるとともに、フロントピラー結合部からの倒れ込みを抑制でき、衝突荷重をフロントピラーに効率よく伝達することができ、ひいては車室への影響を回避できる。

本発明では、エプロンメンバに剛性断点部を設けるだけの構造であるので、前述の板厚をアップしたり、材質を変更したりする場合のような車体重量，コストアップを招くことはない。

また、剛性断点部をストラットタワーの上面を跨いだエプロンメンバの上側及び下側に設けたので、剛性，強度の高いストラットタワーの変形が容易となり、エプロンメンバの座屈変形及び倒れ込みをより確実に抑制することができる。

本発明の実施例１による自動車の前部車体の側面図である。 前記前部車体の平面図である。 前記前部車体の断面図（図１のIII-III線断面図）である。 前記前部車体のエプロンメンバの分解斜視図である。 前記エプロンメンバの折れ変形を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図５は、本発明の実施例１による自動車の前部車体を説明するための図である。

図において、１は自動車の前部車体を示している。この前部車体１は、車両前後方向に延びる左，右のサイドメンバ２，２と、該左，右のサイドメンバ２の車幅方向外側の上方に配設された略中空形状をなすエプロンメンバ３，３と、該左，右のエプロンメンバ３の後端部３ａに接続された車両上下方向に延びるフロントピラー４，４と、前記左，右のエプロンメンバ３と前記サイドメンバ２とに架け渡して接続された結合部材５，５と、前記左，右のエプロンメンバ３の内側に配設されたストラットタワー６，６とを備えている。

また前記前部車体１は、該前部車体１をエンジン室Ａと車室Ｂとに画成するダッシュパネル（図示せず）及び前記左，右のエプロンメンバ３，３を結合するように延びるカウルパネル７とを備えている。このカウルパネル７は、車幅方向に延びる前壁７ａと後壁７ｂとを底壁７ｃにより一体に結合した上方に開口する断面大略ハット形状のものであり、前壁７ａ，後壁７ｂの左，右フランジ部７ｄが前記左，右のエプロンメンバ３に結合されている。

前記カウルパネル７は、これの前壁７ａ，底壁７ｃ部分が前記左，右のストラットタワー６の後側上方を覆うように配設されている。これによりエンジン室Ａの前後長を縮小することにより、車室Ｂの拡大を図っている。

前記左，右のサイドメンバ２は、前後方向に延びるフロント部２ａと、該フロント部２ａに続いて斜め下方に延びるキック部２ｂと、該キック部２ｂに続いて後方に延びるリヤ部２ｃとを有する。前記左，右のフロント部２ａ間にエンジンユニット（不図示）が搭載されており、前記左，右のキック部２ｂ及びリヤ部２ｃの上面にフロアパネル（不図示）が配設されている。

前記フロントピラー４は、断面略ハット形状のピラーアウタ１４と、略平板形状のピラーインナ１５との間に断面略ハット形状のピラーリインホース１６を配設し、これらを一体的に結合することにより上下方向に延びる閉断面を形成した構造を有する。

前記結合部材５は、上下方向に延びる閉断面構造を有し、これの上端部５ａが前記エプロンメンバ３の前端部３ｂに結合され、下端部５ｂが前記サイドメンバ２のフロント部２ａに結合されている。

これにより車両衝突時の荷重は、サイドメンバ２から結合部材５を介してエプロンメンバ３に分散されて伝達され、該エプロンメンバ３からフロントピラー４に伝達される。

前記ストラットタワー６は、不図示の前輪懸架装置のショックアブソーバを支持する支持孔６ｃが形成された上壁部６ａと、該上壁部６ａから下方に大略スカート形状をなすよう延びるストラット本体６ｂとを有する。このストラットタワー６の上端部は前記エプロンメンバ３に結合されており、下端部は前記サイドメンバ２に結合されている。

前記エプロンメンバ３は、車幅方向内側に位置する内側壁部と外側に位置する外側壁部とを有する大略中空角筒形状のものであり、詳細には、アウタメンバ１０とインナメンバ１１とを閉断面をなすよう結合した構造を有する。

前記アウタメンバ１０は、上フランジ部１０ａと、該上フランジ部１０ａに続いて下方に屈曲して延びる外側壁１０ｂと、該外側壁１０ｂの下端から車内側に屈曲して延びる下側壁１０ｃと、該下側壁１０ｃの内端から下方に屈曲して延びる下フランジ部１０ｄとを有する。

前記インナメンバ１１は、前記上フランジ部１０ａに溶接により結合された外フランジ部１１ａと、該外フランジ部１１ａに続いて車内側に延びる上側壁１１ｂと、該上側壁１１ｂの内端から下方に屈曲して延びる内側壁１１ｃとを有し、該内側壁１１ｃに続いて下方に延びる下フランジ部１１ｄが前記下フランジ部１０ｄに溶接により結合されている。

前記エプロンメンバ３の内側壁部は、インナメンバ１１の内側壁１１ｃ，下フランジ部１１ｄ及びアウタメンバ１０の下フランジ部１０ｄを含み、前記外側壁部は、アウタメンバ１０の上フランジ部１０ａ，外側壁１０ｂ及びインナメンバ１１の外フランジ部１１ａを含む。

前記アウタメンバ１０は、外側壁１０ｂに続いて後方に延びる延長部１０ｅを有し、該延長部１０ｅは前記フロントピラー４のピラーアウタ１４に溶接により結合されている。

また前記インナメンバ１１は、内側壁１１ｃに続いて後方に突出する後フランジ部１１ｅを有し、該後フランジ部１１ｅは前記ピラーインナ１５とカウルパネル７のフランジ部７ｄとの結合部に重ね合わせて溶接により一体に結合されている。

前記左，右のエプロンメンバ３は、車両上方から見たとき、後端部３ａに対して前端部３ｂが車内側に偏位するよう若干湾曲形成されている。また前記左，右の結合部材５は、上方から見たとき、エプロンメンバ３の前端部３ｂからサイドメンバ２に向かって車内方に湾曲形成されている。

前記左，右のエプロンメンバ３の内側壁部には、車両前方からの入力により折れ変形を誘発する剛性断点部ａ，ｂが設けられている。

この各剛性断点部ａ，ｂは、前記ストラットタワー６の支持孔６ｃの軸芯を通る中心線Ｃと前記フロントピラー４の前端との間に位置するように配置されている。より詳細には、ストラットタワー６の中心線Ｃとカウルパネル７の前壁７ａとの間に位置するように配置されている。

前記各剛性断点部ａ，ｂは、前記エプロンメンバ３のストラットタワー６の上面６ｄを跨いだ上側及び下側に設けられており、詳細には以下の構造を有する。

前記ストラットタワー６の上面６ｄより上側に設けられた剛性断点部ａは、前記インナメンバ１１の内側壁１１ｃに車内側に膨出するよう形成されたビード１１ｆの前縁により形成されている。

このビード１１ｆは、上下方向に延びる縦ビード部１１ｆ′と、該縦ビード部１１ｆ′に続いて後方に延びる上下一対の横ビード部１１ｆ′′，１１ｆ′′とを有し、前記縦ビード部１１ｆ′の前縁が剛性断点部ａとなっている。

前記ビード１１ｆは、車両側方から見ると、前記カウルパネル７の前壁７ａと後壁７ｂとに前後方向に架け渡すように配置され、かつ後端が前記フロントピラー４の前縁４′近傍に位置するよう配置されている。これによりエプロンメンバ３のカウルパネル７との結合剛性を高めることができ、カウルパネル７の座屈変形が抑制されており、かつフロントピラー４への入力伝達を高めている。

前記ストラットタワー６の上面６ｄより下側に設けられた剛性断点部ｂは、前記アウタメンバ１０の下フランジ１０ｄに続いて下方に突出形成されたひれ状の突出部１０ｆの前縁により形成されている。

この突出部１０ｆは、車両側方から見ると、ストラット本体６ｂにより覆われており、前記縦ビード部１１ｆ′の下方に位置するよう配置されている。

そして各剛性断点部ａ，ｂは、車両側方から見ると、該断点部ａ，ｂ同士を結ぶ線が中心線Ｃに対して後下方に傾斜し、かつ大略直線上に位置するよう配置されている。

本実施例によれば、エプロンメンバ３の内側壁部を形成する内側壁１１ｃ及び下フランジ部１０ｄにそれぞれビード１１ｆ，突出部１０ｆを形成して剛性断点部ａ，ｂを設け、この剛性断点部ａ，ｂをストラットタワー６の中心線Ｃとフロントピラー４の前端との間に配置したので、車両衝突時の入力によりエプロンメンバ３には剛性断点部ａ，ｂを起点とした車内側への折れ変形が誘発されることとなり、エプロンメンバ３の折れ変形をコントロールすることが可能となる。これにより、エプロンメンバ３のカウルパネル７結合部分における座屈変形を抑制できるとともに、フロントピラー結合部である後端部３ａからの倒れ込みを抑制でき、衝突荷重をフロントピラー４に効率よく伝達することができ、ひいては車室への影響を回避できる。

ここで、エプロンメンバ３のフロントピラー結合部には、車体の組み付け上の都合から隙間が生じ、これが起因してエプロンメンバが根元から大きく倒れる易くなっている。本実施例では、エプロンメンバ３がこれの中途部に設定した剛性断点部ａ，ｂで折れ変形することから、前記根元での変形量を小さくできる。即ち、図５に示すように、エプロンメンバ３がこれの中途部３′と根元３′′とで車内側に２段階に折れ変形し、中途部３′の変形が根元３′′の変形を抑制するように作用する。その結果、車室への影響をより確実に抑制できる。

本実施例の剛性断点部ａ，ｂは、前記エプロンメンバ３にビード１１ｆ，突出部１０ｅを形成するだけの構造であるので、従来のようなエプロンメンバの板厚をアップしたり、高剛性の材質に変更したりする場合のような車体重量，コストアップを招くことはなく、軽量化，低コスト化に貢献できる。

本実施例では、前記剛性断点部ａ，ｂを、ストラットタワー６の上面６ｄを跨いだエプロンメンバ３の上側及び下側に設けたので、強度，剛性の高いストラットタワー６の変形が容易となり、エプロンメンバ３の座屈変形及び倒れ込みをより確実に抑制することができる。

特に小型車の場合には、車室の拡大を図る観点から、カウルパネル７をストラットタワー６の上方に張り出すように配置する場合がある。このトラットタワーの上壁部は、前輪を介して伝わる路面振動に対する剛性を確保するために板厚が大きいため、入力により座屈しにくい。一方、カウルパネルは、荷重伝達を効果的行うためにもできるだけ断面形状を潰したくない。

本実施例では、各剛性断点部ａ，ｂを板厚の大きい上壁部６ａを上，下に跨ぐように配置したので、ストラットタワー６，特にストラット本体６ｂの折れ変形が容易となり、狭いエンジン室でのレイアウトであっても大きなエネルギー吸収効果を得ることができる。

なお、前記実施例では、剛性断点部ａ，ｂを、エプロンメンバ３にビード１１ｆ及び突出部１０ｆを形成することにより構成したが、本発明の構成断点部は、エプロンメンバの剛性を中途部で変化させることにあるから、例えば脆弱部等により形成することも可能である。

１ 前部車体
２ サイドメンバ
３ エプロンメンバ
３ａ 後端部
４ フロントピラー
４′ 前端
５ 結合部材
６ ストラットタワー
６ｄ 上面
１０ｂ 外側壁（エプロンメンバの外側壁部）
１０ｄ 下フランジ部（エプロンメンバの内側壁部）
１１ｃ 内側壁（エプロンメンバの内側壁部）
ａ，ｂ 剛性断点部

Claims (1)

1. 車両前後方向に延びるサイドメンバと、該サイドメンバの上方に配設されたエプロンメンバと、該エプロンメンバの後端部に接続された車両上下方向に延びるフロントピラーと、前記エプロンメンバと前記サイドメンバとに架け渡して接続された結合部材と、前記エプロンメンバに接続されたストラットタワーとを備えた自動車の前部車体構造であって、
   前記エプロンメンバは、車幅方向内側に位置するインナメンバと車幅方向外側に位置するアウタメンバとで閉断面をなし、車両前後方向に延びるように結合した構造を有し、
   前記インナメンバの前記ストラットタワーの上面より上方部位及び前記アウタメンバの前記ストラットタワーの上面より下方部位には、それぞれ車両前方からの入力により折れ変形を誘発する剛性断点部が上下方向に離れるように設けられ、
   該上，下の剛性断点部は、前記ストラットタワーの軸芯を通る中心線と前記フロントピラーの前端との間に位置するように配置されている
   ことを特徴とする自動車の前部車体構造。

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