JP6106006B2

JP6106006B2 - 自動車の前部車体構造

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Publication number: JP6106006B2
Application number: JP2013072929A
Authority: JP
Inventors: 敏行植木
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2033-03-29
Also published as: JP2014196066A

Description

本発明は、自動車の前部車体構造に関し、特にサスペンション取付部を介して入力される振動に対して十分な剛性が確保できる自動車の前部車体構造に関する。

自動車においてサスペンションの支持剛性は操縦安定性及び乗り心地等に大きく影響することから、従来からサスペンション取付部を介して入力される振動に対する十分な車体剛性が要求される。このサスペンション取付部を介して入力される振動に対する剛性を強化して車体剛性を確保する前部車体構造が種々提案されている。この種の前部車体構造の例として特許文献１や特許文献２等がある。

特許文献１の前部車体構造について図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は前部車体構造を車内側から見た要部斜視図であり、図１２は図１１のｆ−ｆ線断面図である。

エンジンルームＥ／Ｇの左右の側壁に設けたストラットタワー１０１と、側壁の上縁に沿って前後方向に延在して後端がフロントピラー１０５に結合する閉断面のアッパフレーム１０６を備え、ストラットタワー１０１のサスペンション取付部となるトップマウント１０２の側縁１０２ａをアッパフレーム１０５に結合した車体前部構造であって、アッパフレーム１０６内を上下に仕切る仕切壁１０７を設けてアッパフレーム１０６を上下二層の閉断面構造とすると共に、アッパフレーム１０６の後端部を縦長形状にしてフロントピラー１０５の前面に結合する。

また、特許文献２の車体構造について図１３を参照して説明する。フロントピラー１１１と、フロントピラー１１１の前端に結合されて前方に延在するアッパフレーム１１２と、車幅方向に延在して左右のフロントピラー１１１とアッパフレーム１１２との結合部に結合されるダッシュボードアッパ１１３とを有し、アッパフレーム１１２と図示しないフロントサイドフレームに接合されたホイールハウスが設けられ、上端部にサスペンション取付部であるトップマウント１１４が設けられる。更にアッパフレーム１１２に結合する前方下部片１１５Ａ及びフロントピラー１１１とダッシュボードアッパ１１３に結合する後方上部片１１５Ｂからなる略Ｌ字板状ダッシュボードサイドメンバ１１５を有し、ダッシュボードサイドメンバ１１５にトップマウント１１４の端縁が結合される。

このようにフロントピラー１１１、アッパフレーム１１２、ダッシュボードアッパ１１３及びトップマウント１１４をダッシュボードサイドメンバ１１５によって連結することで、衝突等によりアッパフレーム１１２に入力された荷重がアッパフレーム１１２及びダッシュボードサイドメンバ１１５を介してフロントピラー１１１及びダッシュボードアッパ１１３等の広範囲に分散伝達される。一方、トップマウント１１４に入力されるサスペンション上下方向の振動がアッパフレーム１１２、フロントピラー１１１及びダッシュボードアッパ１１３等に分散伝達されて、トップマウント１１４に入力される上下方向の振動に対する車体剛性が得られる。

特開２００２−１４５１１９号公報特開２００９−２９２０２号公報

上記特許文献１によると、アッパフレーム１０６を上下二層の閉断面形状に構成し、かつ後端部を縦長形状にしてフロントピラー１０５に結合することでアッパフレーム１０６の剛性及びアッパフレーム１０６とフロントピラー１０５との結合剛性が向上する。

しかし、アッパフレーム１０６が車体前後方向に延在し、かつフロントピラー１０５とアッパフレーム１０６との結合部に対してサスペンションを支持するトップマウント１０２が前方でかつ下方にオフセットしてアッパフレーム１０６に結合することから、サスペンションＳからトップマウント１０２に入力される上下方向の振動荷重が円滑にフロントピラー１０５側に分散伝達されず、サスペンション取付部となるトップマウント１０２に入力される振動に対する車体剛性が十分に確保できないおそれがある。また、アッパフレーム１０６を上下二層の閉断面形状に構成し、かつ後端部を縦長とすることから、アッパフレーム１０６が大型化すると共に構造が複雑になり車体重量が増加してしまうおそれがある。更には、二層の閉断面構造となると、スポット溶接するにあたり作業孔が必要となり、車体剛性が十分に確保できなくなり、またアーク溶接を選択すると生産性が大きく悪化してしまう。

特許文献２によると、サスペンション取付部となるトップマウント１１４とフロントピラー１１１とを連結するダッシュボードサイドメンバ１１５を備えることから、トップマウント１１４にサスペンションから入力される振動がダッシュボードサイドメンバ１１５を介してフロントピラー１１１及びダッシュボードアッパ１１３等に荷重伝達される。しかし、ダッシュボードサイドメンバ１１５がフロントピラー１１１側に結合される後方上部片１１５Ｂとアッパブラケット１１４に結合される前方下部片１１５Ａを有する略Ｌ字状の板部材であり、トップマウント１１４にサスペンションから入力される上下方向の振動をフロントピラー１１１及びダッシュボードアッパ１１３等に伝達する荷重伝達効率が低下して、トップマウント１１４にサスペンションから入力される振動に対する車体剛性が十分に達成されないおそれがある。

また、荷重伝達効率を向上させるためにダッシュボードサイドメンバ１１５を大型或いは板厚を増加させると車体重量の増加を招く要因となる。

従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、サスペンション取付部となるトップマウントを介して入力される振動に対して十分な剛性が確保できる自動車の前部車体構造を提供することにある。

上記目的を達成する請求項１に記載の前部車体構造は、左右のフロントピラーの前側に亘って車幅方向に延在するバルクヘッドと、該バルクヘッドの両端から前方に延在するフロントサイドフレームアッパと、前記バルクヘッドの前方において該バルクヘッド及び前記フロントサイドフレームアッパに結合されてサスペンションを支持するトップマウントと、前記トップマウントに前端が結合すると共に後端が前記トップマウントより上方位置で前記フロントピラーに結合する上面部及び該上面部の側縁に沿って折曲部を介して下方に延在して前記バルクヘッド内を仕切る側面部を備えたバルクヘッドエンドと、を備えた前部車体構造において、前記バルクヘッドエンドを上方から覆うとともに、前記フロントサイドフレームアッパに結合する前端から前記フロントピラーに結合する後端に移行するに従って漸次***し、前記バルクヘッドエンドと結合する結合フランジを有するフレームリンフォースを備え、前記フロントサイドフレームアッパは、前後方向に連続して折曲形成された稜線を備え、前記フロントピラーは、該フロントピラーの延在方向に連続して折曲形成された稜線を備え、前記バルクヘッドエンドは、前記上面部と側面部との間の折曲部に沿って前端部が前記フロントサイドフレームアッパの稜線に連続すると共に後端部が前記フロントピラーの稜線に連続する折曲形成された稜線を備えることを特徴とする。
また、上記目的を達成する請求項２に記載の前部車体構造は、左右のフロントピラーの前側に亘って車幅方向に延在するバルクヘッドと、該バルクヘッドの両端から前方に延在する左右のフロントサイドフレームアッパと、前記バルクヘッドの前方において該バルクヘッド及び前記フロントサイドフレームアッパに結合されてサスペンションを支持するトップマウントと、前記トップマウントに前端が結合すると共に後端が前記トップマウントより上方位置で前記フロントピラーに結合する上面部及び該上面部の側縁に沿って折曲部を介して下方に延在して前記バルクヘッド内を仕切る側面部を備えたバルクヘッドエンドと、を備えた前部車体構造において、前記フロントサイドフレームアッパは、前後方向に連続して折曲形成された稜線を備え、前記フロントピラーは、該フロントピラーの延在方向に連続して折曲形成された稜線を備え、前記バルクヘッドエンドは、前記上面部と側面部との間の折曲部に沿って前端部が前記フロントサイドフレームアッパの稜線に連続すると共に後端部が前記フロントピラーの稜線に連続する折曲形成された稜線を備え、前記バルクヘッドは底面、該底面の前縁及び後縁から上方に折曲形成された前面及び後面を有して車幅方向に連続する断面略Ｕ字状であって、該バルクヘッドの底面に車幅方向に延在する端縁が結合されて該バルクヘッド内に閉断面を形成するバルクヘッドリンフォースを備え、前記バルクヘッドエンドの側面部が前記バルクヘッドの底面と結合する下端結合部を有し、前記バルクヘッドの底面と前記バルクヘッドリンフォースとの結合点及び前記バルクヘッドエンドの下端結合部と前記底面との結合点は略直線上に配置したことを特徴とする。

これによると、フロントサイドフレームアッパに形成された稜線と、バルクヘッドエンドに形成された稜線と、フロントピラーに形成された稜線が連続してフロントサイドアッパからバルクヘッドエンド及びフロントピラーに連続する荷重伝達経路が形成される。これにより、サスペンションからトップマウントに入力される振動の一部は、トップマウントからバルクヘッドを介しバルクヘッドエンドに荷重伝達され、バルクヘッドエンドの稜線に沿ってフロントピラーの稜線に荷重伝達され、フロントピラーの稜線等を介して効率的に車体構造の広範囲に分散伝達される。また、トップマウントにサスペンションから上下入力される振動の一部は、フレームサイドアッパを介して或いは直接バルクヘッドエンドに荷重伝達され、バルクヘッドエンドの稜線に沿ってフロントピラーの稜線に沿って荷重伝達され、フロントピラーの稜線等を介して効率的に車体構造の広範囲に分散伝達されてトップマウントを介して入力される振動に対する十分な剛性を有する前部車体構造が確保できる。また、トップマウントに入力される振動及び荷重をバルクヘッドエンドの稜線及びフロントピラーの稜線によって形成される荷重伝達経路を介して車体構造の広範囲に分散する構成であり、車体構造の複雑化や重量増加等を招くことなく構造の簡素化及び車体重量の軽減が期待できる。
また、請求項２に記載の発明によると、バルクヘッドがバルクヘッドリンフォースによって剛性が確保されると共に、バルクヘッドリンフォースとバルクヘッドの底面との結合点と、バルクヘッドエンドの側面部と底面との結合点が直線状に配置されることで、より確実にバルクヘッド及びバルクヘッドリンフォースから効率的にバルクヘッドエンドに荷重伝達される。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の前部車体構造において、前記バルクヘッドエンドの稜線は、前記前端部から後端部の間で複数に分岐して再度収束することを特徴とする。

これによると、バルクヘッドエンドに荷重伝達経路となる稜線を複数形形成することで、トップマウントからの荷重を効率的にフロントピラーに伝達でき、更にトップマウントを介して入力される振動に対する車体剛性が確保できる。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の前部車体構造において、前記バルクヘッドエンドの側面部に前後方向に延在する補強ビードを形成したことを特徴とする。

これによると、トップマウントからバルクヘッドに入力された荷重をフロントピラーに効率的に分散伝達できる。

本発明によると、フロントサイドフレームアッパに形成された稜線と、バルクヘッドエンドに形成された稜線と、フロントピラーに形成された稜線が連続してフロントサイドフレームアッパからバルクヘッドエンド及びフロントピラーに連続して荷重伝達経路が形成され、サスペンションからトップマウントに上下入力される振動がトップマウントからバルクヘッド及びフロントサイドフレームアッパを介して或いは直接バルクヘッドエンドに荷重伝達され、バルクヘッドエンドの稜線に沿ってフロントピラーの稜線に荷重伝達され、フロントピラーの稜線等を介して効率的に車体構成部材の広範囲に分散伝達され、サスペンション取付部となるトップマウントを介して入力される振動に対して十分な剛性の前部車体構造が確保できる。また、トップマウントに入力される振動及び荷重をバルクヘッドエンドの稜線及びフロントピラーの稜線によって形成される荷重伝達経路を介して車体構造の広範囲に分散する簡単な構成であり、車体構造の複雑化や重量増加等を招くことなく構造の簡素化及び車体重量の軽減が期待できる。

実施の形態に係る自動車の前部車体構造の概略を示すフェンダパネルを省略した車体前部の要部左側斜視図である。図１のａ部拡大図である。図２におけるピラーアウタ、ガセットサイド、パネルサイドリンフォース等を省略した斜視図である。図３のｂ部拡大図である。図３の平面図である。主要構成部材の分解斜視図である。バルクヘッドエンドの拡大斜視図である。図４のフレームサイドアッパアウタ及びフレームサイドガセットを省略したｃ矢視図である。図５のｄ−ｄ線断面図である。図３のｅ−ｅ線断面図である。従来の前部車体構造の概要を示す斜視図である図９のｆ−ｆ線断面図である。従来の前部車体構造の概要を示す図である

以下、本発明による自動車の前部車体構造の実施の形態を図１乃至図１０を参照して説明する。なお、各図において矢印Ｆｒは車体前方を示し、矢印ＯＵＴは車幅方向外方を示す。また、車体構造は左右対称であり、各図において左側が図示される

図１はフェンダパネル等を省略した車体前部の要部左側斜視図、図２は図１のａ部拡大図、図３は図２におけるピラーアウタ、ガセットサイド、パネルサイドリンフォース等を省略した斜視図、図４は図３のｂ部拡大図、図５は図３の平面図、図６は主要構成部材の分解斜視図、図７はバルクヘッドエンドの拡大図である。

図１乃至図４に示すように車体下部はフロア１の両側に沿って前後方向に延在する閉断面形状のサイドシル２が形成され、車体上部は図示しないルーフの両側に沿って前後方向に延在する閉断面形状のサイドレールが形成され、サイドシル２の前端とサイドレールの前端とが上下方向に延在する閉断面形状のフロントピラー１０によって連結される。

左右のフロントピラー１０間に下端がフロア１の前端に連続してエンジンルームＥ／Ｇと車室Ｒと区画するトーボード３が架設される。エンジンルームＥ／Ｇの下部両側に沿って前後方向に延在すると共に後端がトーボード３及びフロア１の下面に沿って延在する左右のフロントサイドフレーム５が配置される。

左右のフロントピラー１０の前側に車幅方向に延在するバルクヘッド２０が配置され、フロントサイドフレーム５の上方にバルクヘッド２０に連結されると共にフレームサイドガセット６０及びバルクヘッドエンド３０等を介してフロントピラー１０に結合されるフロントサイドフレームアッパ４０が配置される。バルクヘッド２０の前方に上下がフロントサイドフレームアッパ４０とフロントサイドフレーム５にそれぞれ結合されたストラットタワー５０が設けられる。

このフレームサイドガセット６０及びバルクヘッドエンド３０の前端が結合するフロントサイドフレームアッパ４０の後端に対し、フレームサイドガセット６０及びバルクヘッドエンド３０の後端上部が結合するフロントピラー１０の結合位置が高く設定され、フロントピラー１０とバルクヘッドエンド３０との結合位置に対してストラットタワー５０のサスペンション取付部となるトップマウント５３が低位置に設定される。

これらフロントピラー１０、バルクヘッド２０、バルクヘッドエンド３０、フロントサイドフレームアッパ４０、ストラットタワー５０、フレームサイドガセット６０等の各構成を説明する。

フロントピラー１０は、サイドシル２に下端が結合して上方に延在し、ほぼバルクヘッド２０の上端の高さ位置から車体後方側に傾斜して上端がサイドレールの前端に連続するピラーインナ１１とピラーアウタ１６によって閉断面形状に形成される。

ピラーインナ１１は、図３にピラーアウタ１６を省略した状態を示すように、サイドシル２の前端から比較的平板状で上方に延在するピラーインナロア１２と、ピラーインナロア１２の上端に下端が結合して上方に連続するピラーインナセンタ１３と、ピラーインナセンタ１３に下端が結合して車体後方に傾斜して上方に延在してルーフサイドレールに連続するピラーインナアッパ１５によって構成される。

ピラーインナセンタ１３は、略上下方向に延在して上端部１３Ａａが車体後方に傾斜する前面１３Ａと、前面１３Ａの外側縁に折曲形成されて剛性に優れた稜線１３ａを介して後方に延在する側面１３Ｂを有し、側面１３Ｂに図４及び図８に示すように後述するバルクヘッドエンド３０の側面３２に形成される補強ビード３４の延在方向に沿った前後方向に延在する補強ビード１４を複数形成してピラーインナセンタ１３における前後方向の剛性を確保している。

ピラーインナセンタ１３の上端に連結されるピラーインナアッパ１５は、前面１５Ａと、前面１５Ａの外側縁に折曲形成されて剛性に優れた稜線１５ａを介して後方に延在する側面１５Ｂを有し、前面１５Ａ、稜線１５ａ、側面１５Ｂの下端がそれぞれピラーインナセンタ１３の前面１３Ａ、稜線１３ａ、側面１３Ｂに連続する。

ピラーアウタ１６は、図２に示すように前面１７Ａ、側面１７Ｂ及び後面１７Ｃを有するコ字状でピラーインナロア１２及びピラーインナセンタ１３と協働して上下方向に連続する閉断面形状を形成する下部１７と、下部１７の上方に連続形成される断面略Ｃ字状でピラーインナアッパ１５と協働して車体後方に傾斜して連続する閉断面形状を形成する上部１８を有する。

次に各主要構成部材の概要を図６等を参照して説明する。

左右のフロントピラー１０の前部に延在するバルクヘッド２０は、図２，図３及び図６に示すと共に図９に断面図を示すように、トーボード３の上端に結合する底面２１、底面２１の前縁及び後縁から上方に折曲形成された前面２２及び後面２３を有して車幅方向に連続する断面略Ｕ字状で、前面２２の端縁に前部結合フランジ２４ａが形成される。また、後面２３の端部に切欠部２３ａが形成される。

バルクヘッド２０内にバルクヘッドリンフォース２５及びバルクヘッドエンド３０が配置される。バルクヘッドリンフォース２５は、バルクヘッド２０の前面２２の端縁に沿って延在する上縁２６ａ及び底面２１に沿って車幅方向外方に移行するに従って前面２２から離れる下縁２６ｂを有する板状でバルクヘッド２０内を車幅方向に連続する断面略三角形状の閉断面形状に区画する隔壁２６と、隔壁２６の上縁２６ａに沿って折曲形成されてバルクヘッド２０の前部結合フランジ２４ａに重合可能な上部結合フランジ２７ａと、隔壁２６の下縁２６ｂに沿って底面２１に車幅方向に移行するに従って前面２２から離反する直線状に重合可能な下部結合フランジ２７ｂと、隔壁２６の外側縁に沿ってバルクヘッドエンド３０の側面部３２に重合可能な外側結合フランジ２７ｃが形成される。なお、バルクエンド３０の詳細については後述する。

フロントサイドフレームアッパ４０はフロントサイドフレームアッパインナ４１とフロントサイドフレームアッパアウタ４５を有する。フロントサイドフレームアッパインナ４１は、前後方向に延在する内側縦面４２と、内側縦面４２の上縁に沿って前後方向に連続して折曲形成された剛性に優れる稜線４３を介して車幅方向外方に延在する上面４４を有する断面略Ｌ字状で前後方向に延在する。上面４４の後端から後方に突出しする内側縦面４２の後端部分にバルクヘッドエンド３０の側面部３２に重合可能な結合部４２ａが形成される。更に、上面４４の端縁に沿って結合フランジ４４ａが形成される。

フロントサイドフレームアッパアウタ４５は、前後方向に延在する外側縦面４６と、外側縦面４６の下縁に沿って車幅方向内方に折曲して前後方向に延在する下面４７を有する断面略Ｌ字状で、外側縦面４６の上縁に沿ってフロントサイドフレームアッパインナ４１の結合フランジ４４ａに重合可能な結合フランジ４６ａが形成される。

ストラットタワー５０は、タワー部５１と、タワー部５１の上端を塞いでサスペンションを支持するサスペンション取付部であるトップマウント５３によって構成される。

タワー部５１は車幅方向内方に膨出する断面円弧状で上下方向に延在する半円筒状であって、両側縁にフロントサイドフレームアッパインナ４１に結合する上部結合フランジ５２ａ、５２ｂが形成され、下縁にサイドフレーム５に結合する下部結合フランジ５２ｃが形成される。タワー部５１の外面に沿って上下方向に延在するサスペンションリンフォース５６が結合される。

タワー部５１の上端を塞ぐトップマウント５３は、中央部にサスペンションの上端を支持するマウント部が装着される取付孔５５を有する皿状であって、外周にタワー部５１の上端外周に嵌合する結合フランジ５４ａ、直線状の稜線５３ａを介して折曲形成されてフロントサイドフレームアッパインナ４１の内側縦面４２に結合する結合フランジ５４ｂ、バルクヘッド２０の前部結合フランジ２４ａ及びバルクヘッドエンド３０の上面３１に重合可能な結合部５４ｃが形成される。このトップマウント５３の結合フランジ５４ａをタワー部５１の上端外周に嵌合及び溶接結してタワー部５１とトップマウント５３を一体化することでストラットタワー５０が形成される。

バルクヘッドエンド３０は、図３及び図７に示すように、前後方向に延在して前端３１ａがバルクヘッド２０の前部結合フランジ２４ａに重合し後端３１ｂがピラーインナセンタ１３の前面１３Ａの上端近傍に重合可能なように前後方向に傾斜して延在する帯状の上面部３１と、上面部３１の外側縁から折曲部を介して下方に延在してバルクヘッド２０内の端部を仕切る側面部３２とを有する。側面部３２の前部にフロントサイドフレームアッパインナ４１の内側縦面４２に形成した結合部４２ａに結合する前部結合部３３ａが形成され、後縁に沿ってピラーインナセンタ１３の側面１３Ｂに結合する後部結合フランジ３３ｂが形成され、先端にバルクヘッド２０の底面２１に結合する下端結合部となる結合フランジ３３ｃ及び３３ｄが形成される。また、後部結合フランジ３３ｂにバルクヘッド２０の後面２３に形成された切欠部２３ａに設けられるブラケット３６が結合される。

上面部３１と側面部３２の間の折曲部にフロントサイドフレームアッパインナ４１の稜線４３の後端とピラーインナセンタ１３の稜線１３ａとを円滑に連結する折曲形成されて剛性に優れた稜線３５が形成される。この稜線３５はフロントサイドフレームアッパインナ４１の稜線４３に連続する前端部３５ａからピラーインナセンタ１３の稜線１３ａに連続する後端部３５ｂとの間で複数、本実施の形態では２本に分岐し再度収束する。複数の稜線３５を形成することでバルクヘッドエンド３０の剛性が向上すると共に、各稜線３５に沿って荷重伝達経路が形成され、前端部３５ａ側から後端部３５ｂ側に荷重伝達する荷重伝達効率が向上する。

更に、側面部３２に稜線３５に沿って前後方向に延在する複数の補強リブ３４が形成される。

更に、バルクヘッド２０の端部を覆うと共にフロントピラー１０とフロントサイドフレームアッパ４０を連結するフレームサイドガセット６０、フレームサイドガゼット６０とバルクヘッド２０を連結するサブガセット６５、フレームリンフォース７０を有する。

フレームサイドガセット６０は、後方に移行する従って下降するアーチ状の下縁、前後方向に延在する上縁、及び上下方向に延在する前縁及び後縁を有する板状の基部６１と、基部６１の下縁に沿って車幅方向内方に折曲する下面６３を有する断面Ｌ字状で前後方向に延在する。基部６１の後縁に沿ってピラーアウタ１６の側面１７Ｂに結合する結合部６２Ａが形成される。基部６１及び下面６３の前端にフロントサイドフレームアッパアウタ４５の外側縦面４６及び下面４７の後端が結合する結合部６２Ｂが形成される。更に基部６１の上縁に沿って上部結合フランジ６２ａが折曲形成される。基部６１に前後方向に延在する補強リブ６４が複数形成される。

また、サブガセット６５は、バルクヘッド２０の底面２１の端部に下方から当接可能な基部６６及び基部６６の端縁に沿って折曲形成された結合フランジ６７を備え、結合フランジ６７によってフレームサイドガセット６０の基部６１に取り付ける。

フレームリンフォース７０は、前端から後端に移行するに従って漸次***する断面コ字状の基部７１を有し、基部７１の内側端縁に沿って折曲形成されてバルクヘッドエンド３０の上面部３１及びバルクヘッド２０の前部結合フランジ２４ａに重合する内側結合フランジ７２ａと、基部７１の外側端縁に沿って折曲形成されフレームサイドガセット６０の上部結合フランジ６２ａに重合する外側結合フランジ７２ｂが形成される。

このように構成される各構成部材の組付及び作用について説明する。

左右のフロントピラー１０の間にフロア１の前端に連続するトーボード３が架設され、エンジンルームＥ／Ｇの下部両側に沿ってフロントサイドフレーム５が配置される。左右のフロントピラー１０の前側に車幅方向に延在するバルクヘッド２０が配置され、フロントサイドフレーム５の上方にフロントサイドフレームアッパ４０が配置される。

フロントサイドフレームアッパ４０は、フロントサイドフレームアッパインナ４１の結合フランジ４２ａとフロントサイドフレームアッパアウタ４５の結合フランジ４６ａをスポット溶接することで、フロントサイドフレームアッパインナ４１の内側縦面４２、上面４４、及びフロントサイドフレームアッパアウタ４５の外側縦面４６、下面４７によって前後方向に延在する矩形断面形状に形成され、図１及び図２に示したようにピラーアウタ１６の側面１７Ｂに結合部６２Ａが結合してフロントピラー１０に設けられたフレームサイドガセット６０の結合部６２Ｂにフロントサイドフレームアッパアウタ４５の外側縦面４６及び下面４７の後端が結合してフロントピラー１０に支持される。

バルクヘッド２０の前部結合フランジ２４ａ及び底面２１にそれぞれバルクヘッドリンフォース２５の上部結合フランジ２７ａ及び下部結合フランジ２７ｂを重ね、隔壁２６によって図９に示すようにバルクヘッド２０内を断面３角形状に区画する。この上部結合フランジ２４ａと上部結合フランジ２７ａ及び下部結合フランジ２７ｂは、図５に示すようにそれぞれスポット点、即ち結合点を仮想線ａ、ｂで示すように直線状に配置する。これにより、バルクヘッド２０の前部が隔壁２６によって車幅方向に連続する断面３角形の閉断面形状に区画されてストラットタワー５０が配置されるバルクヘッド２０の前部における剛性が確保される。

ストラットタワー５０は、そのタワー部５１の下部結合フランジ５２ｃがフロントサイドフレーム５にスポット溶接され、トップマウント５３の結合フランジ５４ｂ及びタワー部５１の上部取付フランジ５２ｂがフロントサイドフレームアッパインナ４１の内側縦面４２にスポット溶接してフロントサイドフレーム５とフロントサイドフレームアッパ４０に架け渡されて取り付けられる。更に、トップマウント５３の後縁に形成された結合部５４ｃがバルクヘッド２０の前部結合フランジ２４ａに下方から当接して、該部を前部取付フランジ２４ａ及びバルクヘッドリンフォース２５の上部結合フランジ２７ａにスポット溶接してバルクヘッド２０に結合する。

一方、フレームサイドガセット６０の基部６１には、サブガセット６５が取り付けられ、その基部６６がバルクヘッド２０の底面２１の端部に下方から当接してバルクヘッド２０を支持する。

バルクヘッドエンド３０は、バルクヘッド２０の端部に上方から側面部３２を挿入し、側面部３２の前部取付部３３ａをフロントサイドフレームアッパインナ４１の内側縦面４２の後端に形成され結合部４２ａに当接し、後部取付フランジ３２ｂをピラーインナセンタ１３の側面１３Ｂに当接し、結合フランジ３２ｃ、３２ｄをバルクヘッド２０の底面２１に当接し、側面部３２をバルクヘッドリンフォース２５の外側結合フランジ２７ｃに当接すると共に、上面部３１の前端３１ａ及び後端３１ｂをそれぞれバルクヘッド２０の前部結合フランジ２７ａ及びピラーインナ１３の前面１３Ａの上端部１３Ａａに載置してバルクヘッドエンド３０を位置決めする。

このバルクヘッドエンド３０が位置めされた状態で、互いに重なる側面部３２の前部取付部３３ａとフロントサイドフレームアッパインナ４１の結合部４２ａとトップマウント５３の結合フランジ５４ｂの３枚をスポット溶接によって共に締結する。後部結合フランジ３３ｂをピラーインナセンタ１３の側面１３Ｂにスポット溶接して締結し、側面部３２をバルクヘッドリンフォース２１の外側結合フランジ２７ｃをスポット溶接し、結合フランジ３３ｃ、３３ｄとバルクヘッド２０の底面２１とサブフレーム６５の基部６６とを共にスポット溶接する。このスポット点はバルクヘッド２０の底面２１にバルクヘッドリンフォース２５の下部結合フランジ２７ｂをスポット溶接する結合点列の仮想線ｂ上に設定される。

上面部３１の前端３１ａと重なるバルクヘッド２０の前部結合フランジ２７ａとトップマウント５３の３枚を共にスポット溶接する。一方、上面部３１の後端３１ｂはピラーインナセンタ１３の前面１３Ａの上端部１３Ａａとスポット溶接する。

これにより、バルクヘッド２０の側部にバルクヘッド２０の底面２１及び前面２２と、バルクヘッドリンフォース２５の隔壁２６及びバルクヘッドエンド３０の側面３２によって車幅方向外方に移行するに従って漸次拡張する断面３角形状に区画されてバルクヘッド２０の剛性が強化される。

この強化されたバルクヘッド２０の前部結合フランジ２４ａとバルクヘッドリンフォース２５の上部結合フランジ２７ａとの結合部にストラットタワー５０のトップマウント５３の結合部５４ｃが共に結合されてトップマウント５３とバルクヘッド２０との結合剛性が確保される。

更に、トップマウント５３の結合部５４ｃとバルクヘッド２０の前部結合フランジ２４ａとバルクヘッドエンド３０の上面部３１の前端部３１ａが共にスポット溶接されてトップマウント５３とバルクヘッドエンド３０が直接結合されて結合剛性を確保する。

タワー部５１の上部結合フランジ５２ｂとフロントサイドフレームアッパインナ４１の内側縦面４２とバルクヘッドエンド３０の側面部３２を共にスポット溶接してトップマウント５３とフロントサイドフレームアッパインナ４１とバルクヘッドエンド３０との結合剛性を確保する。

また、図１０に断面を示すようにトップマウント５３の上部結合フランジ５４ｂがフロントサイドフレームアッパインナ４１の内側縦面４２に結合し、バルクヘッドエンド３０の側面３２と、この側面３２の後端が結合するピラーインナセンタ１３が平面視直線状に連続する。一方、荷重伝達路となるフロントサイドフレームアッパインナ４１の稜線４３の後端と、バルクヘッドエンド３０の稜線３５と、ピラーインナセンタ１３の稜線１３ａと、ピラーインナアッパ１５の稜線１５ａとが滑らかに連続する。

また、これらトップマウント５３の上部結合フランジ５４ｂとフロントサイドフレームアッパインナ４１の内側縦面４２との結合、フロントサイドフレームアッパインナ４１の内側縦面４２とバルクヘッドエンド３０の側面部３２との結合、バルクヘッドエンド３０の側面部３２とピラーインナセンタ１３との結合の各結合は、スポット溶接による結合部に対して剪断荷重が作用するフロントサイドフレームアッパインナ４１の稜線４３、バルクヘッドエンド３０の稜線３５及びピラーインナセンタ１３の稜線１３ａの延在方向と交差する車幅方向から行われ、稜線４３、３５、１３ａ方向の入力荷重に対する結合強度が確保される。

更に、図１及び図２に示すように、フレームリンフォース７０の基部７１により上方からバルクヘッドエンド３０を上方から覆うと共に、内側結合フランジ７２ａをバルクヘッドエンド３０の上面部３１及びバルクヘッドリンフォース２５の上部結合フランジ２７ａ上に重ね、これら内側結合フランジ７２ａとバルクヘッドエンド３０の上面部３１をスポット溶接する。同様に、外側結合フランジ７２ｂをフレームサイドガセット６０の上部結合フランジ６２ａ及びフロントサイドフレームアッパアウタ４５の結合フランジ４６ａに重ね、これら外側結合フランジ７２ｂとフランジサイドガセット６０の上部結合フランジ６２ａ及びフロントサイドフレームアッパアウタ４５の結合フランジ４６ａをスポット溶接する。基部７１の前端をフロントサイドフレームアッパインナ４１の上面４４に結合し、後端をピラーアウタ１６の前面１７Ａに結合する。

このフレームリンフォース７０の配設により、フレームサイドガセット６０の上部結合フランジ６２ａとバルクヘッドエンド３０の上面部３１が互いに結合されて相対移動が拘束されて剛性が確保され、バルクヘッドエンド３０、フロントサイドフレームアッパ４０、ストラットタワー５０等の結合剛性が向上する。

このように構成された前部車体構造によると、フロントサイドフレームアッパインナ４１に折曲形成された稜線４３と、バルクヘッドエンド３０に折曲形成された稜線３５と、ピラーインナセンタ１３の稜線１３ａ及びピラーインナアッパ１５の稜線１５ａとが滑らかに連続してフロントサイドフレームアッパ４０からバルクヘッドエンド３０及びフロントピラー１０に連続して荷重伝達経路が形成される。

一方、バルクヘッド２０の側部が、底面２１及び前面２２と、バルクヘッドリンフォース２５の隔壁２６及びバルクヘッドエンド３０の側面部３２によって断面３角形状に区画されてバルクヘッド２０の剛性が強化され、この強化されたバルクヘッド２０の前部結合フランジ２７ａとバルクヘッドリンフォース２５の上部結合フランジ２７ａとの結合部にストラットタワー５０のトップマウント５３の結合部５４ｃが共に結合されてトップマウント５３とバルクヘッド２０との結合剛性が確保される。

更に、タワー部５１の上部結合フランジ５２ｂとトップマウント５３が稜線４３に近接して剛性が確保されたフロントサイドフレームアッパインナ４１の内側縦面４２と、稜線３５に近接して剛性が確保されたバルクヘッドエンド３０の側面３２が共に結合されてトップマウント５３とフロントサイドフレームアッパインナ４１及びバルクヘッドエンド３０の結合剛性が確保される。

これによりトップマウント５３にサスペンションから上下入力される振動の一部は、トップマウント５３から剛性が確保されたバルクヘッド２０の前部結合フランジ２７ａとバルクヘッドリンフォース２５の上部結合フランジ２７ａとの結合部を介してバルクヘッド２０及びバルクヘッドリンフォース２５からバルクヘッド２０及びバルクヘッドリンフォース２５から効率的にバルクヘッドエンド３０に荷重伝達される。ここで特に、バルクヘッド２０の前部結合フランジ２４ａとバルクヘッドリンフォース２５の上部結合フランジ２７ａとを結合するスポット溶接の打点位置を直線状に配置し、底面２１とバルクヘッドリンフォース２５とを結合するスポット溶接の打点位置、即ち結合点を直線状に配置することでより確実にバルクヘッド２０及びバルクヘッドリンフォース２５から効率的にバルクヘッドエンド３０に荷重伝達され、荷重伝達路となる剛性が確保された複数の稜線３５を介してピラーインナセンタ１３の稜線１３ａ及びピラーインナアッパ１４の稜線１４ａ等を介してフロントピラー１０から効率的に車体構成部材の広範囲に分散伝達される。

一方、トップマウント５３にサスペンションから上下入力される振動の一部は、トップマウント５３が結合されるフロントサイドフレームアッパインナ４１の内側縦面４２及びバルクヘッドエンド３０の側面部３２からバルクヘッドエンド３０の稜線３５に沿って荷重伝達され荷重伝達路となる剛性が確保された稜線３５を介してピラーインナセンタ１３の稜線１３ａ及びピラーインナアッパ１４の稜線１４ａ等を介してフロントピラー１０から効率的に車体構成部材の広範囲に分散伝達される。

また、トップマウント５３にサスペンションから入力される振動等に伴ってフロントサイドフレームアッパ４０及びバルクヘッド２０等からバルクヘッドエンド３０の側面３２に伝達された荷重は、補強リブ３４によって前後方向の剛性が確保された側面３２から補強リブ１４によって剛性が確保されたピラーセンタ１３に荷重伝達され、フロントピラー１０からトーボード、サイドシル、ルーフサイドレール等を介して車体全体に分散伝達され、サスペンション取付部となるトップマウント５３を介して入力される振動に対して十分な前部車体構造が確保できる。

また、衝突等によって前方からフロントサイドフレームアッパ４０に衝撃荷重が入力された際には、フロントサイドフレームアッパ４０の稜線４３に沿って荷重伝達され、フロントサイドフレームアッパ４０からバルクヘッドエンド３０の剛性が確保された稜線３５を介してピラーインナセンタ１３の稜線１３ａ及びピラーインナアッパ１４の稜線１４ａ等を介してフロントピラー１０から効率的に車体構成部材の広範囲に分散伝達され、衝撃荷重を受け止めることができる。

また、トップマウント５３に入力される振動及び荷重をバルクヘッドエンド３０に形成される稜線３５及びフロントピラー１０の稜線１３ａ、１５ａ等によって形成される荷重伝達経路を介してフロントピラー１０から車体構造の広範囲に分散する簡単な構成であり、車体構造の複雑化や重量増加等を招くことなく構造の簡素化及び車体重量の軽減が期待できる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では、ピラーインナ１１をピラーインナロア１２と、ピラーインナセンタ１３、ピラーインナアッパ１５によって構成したがピラーインナ１１を一部部材により構成することもできる。また、バルクヘッド２０とブラケット３６を一体に構成することもできる。

１０フロントピラー
１１ピラーインナ
１２ピラーインナロア
１３ピラーインナセンタ
１３ａ稜線
１５ピラーインナアッパ
１５ａ稜線
１６ピラーアウタ
２０バルクヘッド
２１底面
２２前面
２３後面
２５バルクヘッドリンフォース
３０バルクヘッドエンド
３１上面部
３１ａ前端
３１ｂ後端
３２側面
３４補強リブ
３５稜線
３５ａ前端部
３５ｂ後端部
４０フロントサイドフレームアッパ
４３稜線
５０ストラットタワー
５１タワー部
５３トップマウント（サスペンション取付部）

Claims

左右のフロントピラーの前側に亘って車幅方向に延在するバルクヘッドと、
該バルクヘッドの両端から前方に延在する左右のフロントサイドフレームアッパと、
前記バルクヘッドの前方において該バルクヘッド及び前記フロントサイドフレームアッパに結合されてサスペンションを支持するトップマウントと、
前記トップマウントに前端が結合すると共に後端が前記トップマウントより上方位置で前記フロントピラーに結合する上面部及び該上面部の側縁に沿って折曲部を介して下方に延在して前記バルクヘッド内を仕切る側面部を備えたバルクヘッドエンドと、を備えた前部車体構造において、
前記バルクヘッドエンドを上方から覆うとともに、前記フロントサイドフレームアッパに結合する前端から前記フロントピラーに結合する後端に移行するに従って漸次***し、前記バルクヘッドエンドと結合する結合フランジを有するフレームリンフォースを備え、
前記フロントサイドフレームアッパは、前後方向に連続して折曲形成された稜線を備え、
前記フロントピラーは、該フロントピラーの延在方向に連続して折曲形成された稜線を備え、
前記バルクヘッドエンドは、前記上面部と側面部との間の折曲部に沿って前端部が前記フロントサイドフレームアッパの稜線に連続すると共に後端部が前記フロントピラーの稜線に連続する折曲形成された稜線を備えることを特徴とする前部車体構造。
左右のフロントピラーの前側に亘って車幅方向に延在するバルクヘッドと、
該バルクヘッドの両端から前方に延在する左右のフロントサイドフレームアッパと、
前記バルクヘッドの前方において該バルクヘッド及び前記フロントサイドフレームアッパに結合されてサスペンションを支持するトップマウントと、
前記トップマウントに前端が結合すると共に後端が前記トップマウントより上方位置で前記フロントピラーに結合する上面部及び該上面部の側縁に沿って折曲部を介して下方に延在して前記バルクヘッド内を仕切る側面部を備えたバルクヘッドエンドと、を備えた前部車体構造において、
前記フロントサイドフレームアッパは、前後方向に連続して折曲形成された稜線を備え、
前記フロントピラーは、該フロントピラーの延在方向に連続して折曲形成された稜線を備え、
前記バルクヘッドエンドは、前記上面部と側面部との間の折曲部に沿って前端部が前記フロントサイドフレームアッパの稜線に連続すると共に後端部が前記フロントピラーの稜線に連続する折曲形成された稜線を備え、
前記バルクヘッドは底面、該底面の前縁及び後縁から上方に折曲形成された前面及び後面を有して車幅方向に連続する断面略Ｕ字状であって、
該バルクヘッドの底面に車幅方向に延在する端縁が結合されて該バルクヘッド内に閉断面を形成するバルクヘッドリンフォースを備え、
前記バルクヘッドエンドの側面部が前記バルクヘッドの底面と結合する下端結合部を有し、前記バルクヘッドの底面と前記バルクヘッドリンフォースとの結合点及び前記バルクヘッドエンドの下端結合部と前記底面との結合点は略直線上に配置したことを特徴とする前部車体構造。
前記バルクヘッドエンドの稜線は、前記前端部から後端部の間で複数に分岐して再度収束することを特徴とする請求項１または２に記載の前部車体構造。
前記バルクヘッドエンドの側面部に前後方向に延在する補強ビードを形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の前部車体構造。