JP6094364B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の前面衝突時に前輪が受ける衝突荷重を車体後方に伝達する車体前部構造に関する。

車両の衝突時に、前輪タイヤをサイドフレームの外側に設けたタイヤストッパに当接させて、前輪タイヤの乗員空間への侵入を低減する車体前部構造が知られている（下記特許文献１参照）。

特許第３７００３６０号公報

しかしながら、上記した従来の車体前部構造では、前輪タイヤがタイヤストッパに当接することで、該タイヤストッパが取り付けられているサイドフレームが破損してしまい、車体後方への荷重伝達が充分ではなく、改善が望まれている。

そこで、本発明は、車両の前面衝突時での車体後方への荷重伝達を充分なものとすることを目的としている。

本発明は、荷重受部材が、サイドメンバの車幅方向外側に連結されるとともに、第１のピラーと第１のピラーより車体後方に位置する第２のピラーとの少なくともいずれか一方の下端に連結され、この荷重受部材に、車両の前面衝突時に前輪が後退して干渉することを特徴とする。その際、前輪を支持するサスペンションアームの後端を車体に取り付けるアーム取付部材が、荷重受部材に設けられている。

本発明によれば、サイドメンバに連結され、車両の前面衝突時に前輪が後退して干渉する荷重受部材が、第１のピラーと第２のピラーとの少なくともいずれか一方に連結されているので、衝突時の荷重は、サイドメンバから第１のピラーと第２のピラーとの少なくともいずれか一方を経て車体後方へ効率よく伝達され、車両の前面衝突時での車体後方への荷重伝達が充分なものとなる。その際、アーム取付部材を荷重受部材に一体化することで、荷重受部材の剛性が高まり、荷重伝達を効率よく行うことができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る車体前部構造を示す平面図である。 図２は、図１に対応するタイヤストッパの内部構造を示す平面図である。 図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した状態のタイヤストッパ周辺の斜視図である。 図４は、図２のタイヤストッパ周辺の斜視図である。 図５は、図１のタイヤストッパ周辺の斜視図である。 図６は、図５に対し車体後方側から見たタイヤストッパ周辺の斜視図である。 図７は、図４に対しリーディングアームを取り付けた状態を示す斜視図である。 図８は、図１の車体前部構造を備えるフレーム付き車両の簡略化した側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係わる車体前部構造の平面図であり、図１中の矢印ＦＲで示す方向が車両前方である。図１中で上下方向に対応する車幅方向両側（外側）には、左右一対のサイドメンバ１が車体前後方向に延設されている。サイドメンバ１は、車体前方側が左右一対のもの同士の間隔が狭く、車体後方にいくにつれて間隔が徐々に広くなるよう湾曲している。

すなわち、左右一対のサイドメンバ１は、互いの間隔が狭い前部１ａと、互いの間隔が広い後部１ｂと、これら前部１ａと後部１ｂとの間にあって車体前後方向に対して傾斜している傾斜部１ｃとを備えている。上記左右一対のサイドメンバ１の後部１ｂと傾斜部１ｃとの境界部付近相互は、中央クロスメンバ３により互いに連結し、中央クロスメンバ３の後方の後部１ｂ相互は後部クロスメンバ５により互いに連結している。

また、上記左右一対のサイドメンバ１の前部１ａと傾斜部１ｃとの境界部位付近相互間には、前部クロスメンバ７を連結し、前部クロスメンバ７は、サイドメンバ１近傍から後方に延びる連結部材９の後端を中央クロスメンバ３に連結している。連結部材９は、車体後方側端部が車体前方側端部よりも車幅方向内側となるよう車体前後方向に対して傾斜している。

上記したサイドメンバ１及び３つのクロスメンバ３，５，７などは車体底部に位置して車体の骨格部材となるフレームを構成しており、このフレーム上に車室の外郭を構成する車室構成部材となるキャビン（ボディ）１０が取り付けられる。すなわち、本実施形態の車両はフレーム付き車両である。なお、図１中で二点鎖線の楕円で示す領域Ａが車室を含む乗員空間に大略対応しており、その前方の領域Ｂはエンジンルームとなる。

車体後方側の後部クロスメンバ５に対応する位置のサイドメンバ１の外側には、上記したキャビン１０を取り付けるための後部取付部材となるキャビン取付ブラケット１１が、車幅方向外側に突出するようにして設けている。キャビン１０をサイドメンバ１などのフレームに取り付ける際には、上記キャビン取付ブラケット１１のほかに別のキャビン取付ブラケットを車体前後方向に沿って複数（ここではキャビン取付ブラケット１１を含み前後方向に３個所、左右を合わせると全部で６個所）設けてある。

そして、本実施形態では、サイドメンバ１の前部１ａから傾斜部１ｃを経て後部１ｂにわたり、その車幅方向外側に荷重受部材としてのタイヤストッパ１３を取り付けている。タイヤストッパ１３の車体前方には前輪タイヤ１５が位置している。タイヤストッパ１３の車体前方側の車幅方向外側に、上記した複数のキャビン取付ブラケットのうちの一つの取付部材となるキャビン取付ブラケット１７を一体的に接合固定している。このキャビン取付ブラケット１７のさらに車体前方のサイドメンバ１に残りの一つのキャビン取付ブラケット６９（図８）を設けている。

タイヤストッパ１３は、図３に示すように、サイドメンバ１側に後述するリーディングアーム取付ブラケット１９を内包している。リーディングアーム取付ブラケット１９は、車幅方向外側の外側面部１９ａと、外側面部１９ａの上端から車幅方向内側に向けて屈曲して延びる上面部１９ｂと、外側面部１９ａの下端から車幅方向内側に向けて屈曲して延びる下面部１９ｃと、を有して全体として車幅方向内側が開口する断面Ｕ字形状となっている。

リーディングアーム取付ブラケット１９の上面部１９ｂは、途中で上方に向けて屈曲しており、車幅方向内側の先端をサイドメンバ１の上面に接合固定している。リーディングアーム取付ブラケット１９の下面部１９ｃの車幅方向内側の先端は、サイドメンバ１の下面に接合固定している。すなわち、リーディングアーム取付ブラケット１９はサイドメンバ１に対し車幅方向外側から上下に挟み込むようにして取り付けている。

タイヤストッパ１３は、車幅方向外側の外側面部１３ａと、外側面部１３ａの上端から車幅方向内側に向けて屈曲して延びる上面部１３ｂと、外側面部１３ａの下端から車幅方向内側に向けて屈曲して延びる下面部１３ｃと、を有して全体として車幅方向内側が開口する断面Ｕ字形状となっている。

タイヤストッパ１３の上面部１３ｂは、リーディングアーム取付ブラケット１９に対応する部位付近が上方に向けて屈曲しており、車幅方向内側の先端を、サイドメンバ１の上面に、リーディングアーム取付ブラケット１９の上面部１９ｂを介して接合固定している。タイヤストッパ１３の下面部１３ｃの車幅方向内側の先端も、サイドメンバ１の下面にリーディングアーム取付ブラケット１９の下面部１９ｃを介して接合固定している。

したがって、リーディングアーム取付ブラケット１９は、Ｕ字形状の開口側でサイドメンバ１を上下から挟み込むようにしてサイドメンバ１に接合固定し、さらにこのリーディングアーム取付ブラケット１９を覆うようにしてタイヤストッパ１３を、そのＵ字形状の開口側でサイドメンバ１を上下から挟み込むようにしてサイドメンバ１に接合固定している。その際、リーディングアーム取付ブラケット１９とサイドメンバ１との間には内側断面閉空間２３が形成され、リーディングアーム取付ブラケット１９とタイヤストッパ１３との間には外側断面閉空間２５が形成される。

リーディングアーム取付ブラケット１９及びタイヤストッパ１３の車体前方側の上部は、車幅方向外側が車幅方向内側よりも車体前方位置となるよう傾斜する傾斜面２７が形成されている。この傾斜面２７に整合するようにしてリーディングアーム取付ブラケット１９及びタイヤストッパ１３の前端部には補強部材２９を接合固定している。補強部材２９は、タイヤストッパ１３よりも車体上方に突出している。また、補強部材２９の車体前方側の端部は、タイヤストッパ１３の下部側の車体前方側の端部とほぼ同一面を形成しており、この同一面となっている端部に、平板状の端板３１を接合固定している。端板３１は、車体前後方向に対してほぼ直角な面で構成してあり、該端板３１の車体前方に前輪タイヤ１５が位置している。

タイヤストッパ１３の車体前方側は、図２，図４に示すように、リーディングアーム取付ブラケット１９よりも車体前方に突出しており、該突出部位の車幅方向内側に内側板３２を車体前後方向に延設している。リーディングアーム取付ブラケット１９における外側面部１９ａの下部側の車体前方側の突出部１９ｆは、内側板３２の車幅方向内側の面に重なるように前方に突出している。上記した外側断面閉空間２５の車体前方側で内側板３２の車幅方向外側には、車幅方向に延びる仕切板３３，３５をリブとして設けて前方閉空間３７及び後方閉空間３９を形成し、剛性を高めている。

また、前方閉空間３７の車幅方向外側には、前方外側閉空間４１が形成されている。前方外側閉空間４１は、車体前方側の前記した端板３１と、後方側の後板４３と、車幅方向外側及び下部を覆う外板４５と、図３に示すキャビン取付ブラケット１７とによって囲まれている。平面視でほぼ正方形状の上記前方外側閉空間４１内には、その車幅方向外側前方の角部付近と、車幅方向内側後方の角部付近とを連結するように補強板４７を斜めに収容固定して剛性を高めている。

キャビン取付ブラケット１７は、キャビン１０の車体前後方向の中間部分を固定支持するもので、図５、図６に示すように、車幅方向内側にて車体前後方向に延びる内側縁部１７ａを、サイドメンバ１の車幅方向外側の上端角部に接合固定している。キャビン取付ブラケット１７の内側縁部１７ａは、互いにほぼ直角をなす上面１７ａ１と側面１７ａ２とを有し、上面１７ａ１をサイドメンバ１の上面に、側面１７ａ２をサイドメンバ１の外側面にそれぞれ接合固定している。

キャビン取付ブラケット１７の内側縁部１７ａより外側の主体部１７ｂは、水平面とほぼ平行な平板形状となっている。主体部１７ｂの車体後方側の後方縁部１７ｃは、車幅方向外側が車幅方向内側よりも車体前方となるよう傾斜し、かつ内側にやや凹となる曲面形状となっている。後方縁部１７ｃより車体前方側の外側縁部１７ｄは、内側縁部１７ａとほぼ平行に車体前後方向に延設され、その前端は主体部１７ｂの車幅方向外側の一部とともに端板３１に接合固定している。主体部１７ｂの車体前後方向ほぼ中央には、キャビン１０を取り付けるための取付孔１７ｅを設けている。

リーディングアーム取付ブラケット１９は、サスペンションアームとしての車体前後方向に延びるリーディングアーム４９（図７）の車体後方側の端部を取り付けるアーム取付部材を構成している。このリーディングアーム取付ブラケット１９は、車体前方側の端部に、上方に向けて屈曲する矩形板状の取付部１９ｄを備えるとともに、取付部１９ｄの中心部に位置して円形の取付孔を有するボス部１９ｅを備えている。取付部１９ｄは、リーディングアーム取付ブラケット１９内の内側断面閉空間２３の車体前方側を閉塞するようにして取り付けている。

図７に示すように、リーディングアーム４９の後端を、サイドメンバ１と内側板３２との間の空間を通して、リーディングアーム取付ブラケット１９のボス部１９ｅの取付孔に挿入し、該挿入部の前後にブッシュ５３などを介装してナット５５を締結する。ナット５５を締結する際には、タイヤストッパ１３の車幅方向外側から図示しない工具を利用して行う。

その際、図３に示すように、タイヤストッパ１３の外側面部１３ａ及び、リーディングアーム取付ブラケット１９の外側面部１９ａに、作業穴となる矩形状の開口部１３ａ１及び開口部１９ａ１をそれぞれ形成している。これら開口部１３ａ１，１９ａ１は、車幅方向に沿って互いに整合する位置にあり、かつリーディングアーム４９の後端のナット締結部位が車幅方向外側から臨む（見える）位置となっている。このため、開口部１３ａ１，１９ａ１から工具を挿入して図７に示すナット５５を締結することができる。

また、タイヤストッパ１３の外側部に接合固定しているキャビン取付ブラケット１７は、上記した開口部１３ａ１，１９ａ１の車体後方側の端部に対応する位置まで、車体後方側を延長形成している。すなわち、キャビン取付ブラケット１７の後方縁部１７ｃを備える車体後方側は、開口部１３ａ１，１９ａ１の車体前後方向の全長にわたり、開口部１３ａ１の上部を覆うようにタイヤストッパ１３に接合固定している。

図８は、上記した車体前部構造を備えるフレーム付き車両の簡略化した側面図であり、キャビン１０の車体前方に、エンジンルームとなる領域Ｂを覆うボンネット５７が設けられ、キャビン１０の車体後方に、荷台５９が設けられている。荷台５９の下方には後輪タイヤ６１が位置している。キャビン１０の底部にはフロアパネル６３が設けられ、フロアパネル６３上に座席６５を配置している。

キャビン１０と、ボンネット５７を支持するフェンダ部６７とは一体化しており、このフェンダ部６７を含むキャビン１０は、前述したキャビン取付ブラケット１１，１７及び、車体前方側のキャビン取付ブラケット６９を介してサイドメンバ１に連結される。このうち車体前後方向中央に位置するキャビン取付ブラケット１７は、図１に示すようにタイヤストッパ１３に接合固定している。キャビン１０は、これら三つのキャビン取付ブラケット１１，１７，６９上にブッシュ７１，７３，７５を介して固定される。

上記したキャビン１０は、車体前方側にフロントピラー７７を備え、車体後方側にリアピラー７９備えている。フロントピラー７７は、その下端部７７ａがキャビン取付ブラケット１７及びタイヤストッパ１３を介してサイドメンバ１に連結されている。リアピラー７９は、その下端部７９ａがキャビン取付ブラケット１１を介してサイドメンバ１に連結されている。したがって、フロントピラー７７は、サイドメンバ１に下端部が連結されて上下方向に延設される第１のピラーを構成し、リアピラー７９は、フロントピラー７７よりも車体後方に位置し、サイドメンバ１に下端部が連結されて上下方向に延設される第２のピラーを構成している。

次に、上記したような車体前部構造を備える車両が、他の自動車などの障害物に前方から衝突したときの衝撃荷重の伝達経路について説明する。衝突によって例えば車幅方向左側（図１中で下部側）の前輪タイヤ１５が車体後方の矢印Ｃで示す方向に移動すると、該前輪タイヤ１５はタイヤストッパ１３に干渉する。以後の説明では、車体左側が衝突する場合について説明するが、車体右側が衝突する場合についても、以下に説明する同様の作用効果が得られる。

このときタイヤストッパ１３は、端板３１が前輪タイヤ１５の当接を受けて後方に衝突荷重を伝達する。タイヤストッパ１３が受けた衝突荷重Ｆ１は、サイドメンバ１に伝達され、障害物からサイドメンバ１が受ける衝突荷重Ｆ２とともに、中央クロスメンバ３に伝達される。また、このとき、サイドメンバ１が受ける荷重は前部クロスメンバ７及びその連結部材９を介して中央クロスメンバ３に衝突荷重Ｆ３として伝達される。中央クロスメンバ３に伝達された衝突荷重Ｆ３は、衝突した側と反対の非衝突側である車幅方向右側に伝達される。

この際、本実施形態では、図８に示すフロントピラー７７の下端部７７ａを、タイヤストッパ１３に設けているキャビン取付ブラケット１７に固定している。このため、タイヤストッパ１３が受けた衝突荷重は、キャビン取付ブラケット１７からフロントピラー７７にも伝達されて衝撃吸収する。

したがって本実施形態では、車両が車幅方向一方側のサイドメンバ１付近にて衝突荷重を受けたときには、衝突側と反対の非衝突側に荷重伝達するとともに、フロントピラー７７にも荷重伝達し、車体全体で衝突荷重を分散して受けることになる。その結果、車体後方への荷重伝達が充分なものとなる。車体全体で衝突荷重を受けることで、サイドメンバ１の破損を抑制しつつキャビン１０の変形を小さく抑えることができる。

また、本実施形態では、前輪タイヤ１５から受ける荷重を車体における車幅方向の非衝突側に伝達する荷重伝達部材が、タイヤストッパ１３に設けられている。この荷重伝達部材は、図４に示す前方閉空間３７及び後方閉空間３９を形成する仕切板３３，３５や、前方外側閉空間４１を形成する補強板４７などに相当する。荷重伝達部材としては、このほかに、タイヤストッパ１３に設けられたものではないが、リーディングアーム取付ブラケット１９も含む。

この場合、前輪タイヤ１５が図１の破線のように傾いた状態でタイヤストッパ１３に矢印Ｄ方向に向けて衝突すると、その衝突荷重Ｆ１１は、上記した荷重伝達部材を介してサイドメンバ１及び前部クロスメンバ７の連結部材９を経て中央クロスメンバ３に伝達される。これにより、車幅方向一方側のサイドメンバ１付近で受けた衝突荷重を車幅方向の反対側の非衝突側に効率よく伝達することができる。

また、本実施形態は、前輪を支持するリーディングアーム４９の後端を車体に取り付けるリーディングアーム取付ブラケット１９が、タイヤストッパ１３に設けられている。この場合、リーディングアーム取付ブラケット１９をタイヤストッパ１３に内包するように一体化することで、タイヤストッパ１３の剛性が高まり、荷重伝達を効率よく行うことができる。

また、本実施形態は、サイドメンバ１に車室の外殻を構成するキャビン１０を取り付けるためのキャビン取付ブラケット１７が、タイヤストッパ１３に設けられている。この場合、キャビン取付ブラケット１７をタイヤストッパ１３に接合固定して一体化することで、タイヤストッパ１３の剛性が高まり、荷重伝達を効率よく行うことができる。

また、本実施形態は、前輪を支持するリーディングアーム４９の後端をリーディングアーム取付ブラケット１９に取り付けるための作業穴となる開口部１３ａ１がタイヤストッパ１３に設けられ、該開口部１３ａ１が設けられた位置のタイヤストッパ１３にキャビン取付ブラケット１７が設けられている。

この場合、開口部１３ａ１を設けることによってタイヤストッパ１３の剛性が低下するが、剛性低下する部位にキャビン取付ブラケット１７を接合固定することで、剛性低下を抑えることができる。

上記した本実施形態の変形例として、タイヤストッパ１３が後部取付部材となるキャビン取付ブラケット１１に連結されるように構成することもできる。この場合、図１に二点鎖線で示すように、タイヤストッパ１３の車体後方側部分に車幅方向外側に膨出する膨出部１３ｄを一体的に延長形成する。膨出部１３ｄは、キャビン取付ブラケット１１の下部を覆うようにして形成してキャビン取付ブラケット１１の下部及びサイドメンバ１に連結する。これにより、タイヤストッパ１３が受ける衝突荷重を、サイドメンバ１により効率よく伝達することができる。また、この場合には、タイヤストッパ１３が受ける衝突荷重が、キャビン取付ブラケット１１を介してリアピラー７９にも伝達されるので、車体全体への荷重分散効果がより一層高まる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は本発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎず、本発明は当該実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的範囲は、上記実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。例えば、上記した実施形態では、車両の前面衝突について説明したが、側面衝突の場合であっても、本発明を適用することができる。

すなわち、側面衝突の場合には、タイヤストッパ１３が側方から受ける衝突荷重を、サイドメンバ１の破損を抑制しつつサイドメンバ１から中央クロスメンバ３を経て非衝突側のサイドメンバ１に伝達することができる。その際、衝突荷重はキャビン取付ブラケット１７を介してフロントピラー７７にも伝達される。

１ サイドメンバ
１０ キャビン （車室構成部材）
１１ キャビン取付ブラケット（車室構成部材を取り付けるための後部取付部材）
１３ タイヤストッパ（荷重受部材）
１５ 前輪タイヤ（前輪）
１７ キャビン取付ブラケット（車室構成部材を取り付けるための取付部材）
１３ａ１ タイヤストッパの開口部（作業穴）
１９ リーディングアーム取付ブラケット（アーム取付部材）
３３，３５ 仕切板（荷重伝達部材）
４７ 補強板（荷重伝達部材）
４９ リーディングアーム（サスペンションアーム）
７７ フロントピラー（第１のピラー）
７９ リアピラー（第２のピラー）

Claims (5)

1. 車幅方向外側にて車体前後方向に延設されるサイドメンバと、
   前記サイドメンバに下端部が連結されて上下方向に延設される第１のピラーと、
   前記第１のピラーよりも車体後方に位置し、前記サイドメンバに下端部が連結されて上下方向に延設される第２のピラーと、
   前記サイドメンバの車幅方向外側に連結されるとともに、前記第１のピラーと前記第２のピラーとの少なくともいずれか一方の下端部に連結されて、車両の前面衝突時に前輪が後退して干渉する荷重受部材と、を有し、
   前記前輪を支持するサスペンションアームの後端を車体に取り付けるアーム取付部材が、前記荷重受部材に設けられていることを特徴とする車体前部構造。
2. 前記前輪から受ける荷重を車体における車幅方向の非衝突側に伝達する荷重伝達部材が、前記荷重受部材に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
3. 前記サイドメンバに車室の外殻を構成する車室構成部材を取り付けるための取付部材が、前記荷重受部材に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の車体前部構造。
4. 前記サスペンションアームの後端を前記アーム取付部材に取り付けるための作業穴が前記荷重受部材に設けられ、前記作業穴が設けられた位置の前記荷重受部材に前記取付部材が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の車体前部構造。
5. 前記第２のピラーの下端部が、前記サイドメンバに車室の外殻を構成する車室構成部材を取り付けるための後部取付部材近傍に連結され、この後部取付部材に前記荷重受部材が連結されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の車体前部構造。

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