JP6738757B2

JP6738757B2 - 車両前部構造

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Publication number: JP6738757B2
Application number: JP2017064980A
Authority: JP
Inventors: 吉田　正敏; 正敏吉田; 山崎　忠; 忠山崎; 量太郎平田
Original assignee: Mazda Motor Corp; Kobe Steel Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp; Kobe Steel Ltd
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2020-08-12
Anticipated expiration: 2037-03-29
Also published as: DE112018001712T5; CN110446650A; US20200023907A1; US10994786B2; JP2018167644A; CN110446650B; WO2018180382A1

Description

本発明は、車両用のカウルメンバを含む車両前部構造に関するものである。

従来、自動車等の車両において、フロントガラスの前方でかつフードの下方に設けられたカウルメンバを備えるものが知られている。このカウルメンバには、車両の上方からフロントガラスとフードとの隙間を通じてフード下に浸入した雨水等をエンジンルームに浸入させずに車両の外部に排出する機能が求められる。このため、カウルメンバは、上方に開口するとともに車幅方向に延びる形状に設定されることが多い。また、カウルメンバには、車両の走行時における車体本体の剛性（ねじり剛性や曲げ剛性）を向上させる機能も求められる。具体的に、車体本体のうち車幅方向の両側に設けられた各サスペンション及びこれらサスペンションを支持する一対のサスペンション支持部には、車両の左右のタイヤから上下方向の荷重が入力されるので、通常、カウルメンバは、一対のサスペンション支持部に接続される。これにより、車体本体の剛性が向上する。

例えば、特許文献１には、車体本体に設けられた一対のサスペンションタワー（サスペンション支持部）と、一対のサスペンションタワーに接続されたフロントカウルメンバと、を備える車両前部構造が開示されている。フロントカウルメンバは、各サスペンションタワーに接続される前フランジ部と、前フランジ部の後端部から下方に延びる縦壁部と、縦壁部の下端部から後方に延びる後方フランジ部と、を有している。縦壁部及び後方フランジ部は、上方に開口するとともに車幅方向に延びる形状を有している。つまり、縦壁部及び後方フランジ部は、前フランジ部の後方において雨水等を車両の外部に排出する排水部としての機能を有している。車幅方向における前方フランジ部の各端部には、ボルト孔が設けられており、前方フランジ部は、ボルトによりサスペンションタワーの後部に接続される。このフロントカウルメンバでは、前方フランジ部の厚みは、排水部（縦壁部及び後方フランジ部）の厚みよりも大きく設定されている。このため、特許文献１に記載のフロントカウルメンバでは、前方フランジ部の厚みと排水部の厚みとが互いに同じに設定される場合に比べてフロントカウルメンバ全体としての重量が軽減されつつ、各サスペンションタワーに入力される上下方向の荷重に対する車体本体の剛性が確保されている。

特開２０１３−１６６４２４号公報

特許文献１に記載されるようなカウルメンバは、車体本体の剛性の確保のために各サスペンション支持部に接続され、また、このカウルメンバの排水部は、カウルメンバのうち各サスペンション支持部に接続される部位の後方でかつフロントガラスの前方に設けられる必要があるので、車両の前後方向について車体本体に対する各サスペンション支持部の配置に制約がある。換言すれば、車両の前後方向についての各サスペンション支持部とフロントガラスとの隙間を小さくすることに制約がある。

本発明の目的は、車体本体の剛性を確保しつつ、車両の前後方向について車体本体に対する各サスペンション支持部の配置の制約を緩和することが可能な車両前部構造を提供することである。

前記課題を解決するための手段として、本発明は、車体本体と、前記車体本体の車幅方向に間隔を置いて設けられており、それぞれがサスペンションを支持する一対のサスペンション支持部と、前記一対のサスペンション支持部に接続されたカウルメンバと、を備え、前記カウルメンバは、単一のアルミニウム合金の押出形材からなり、前記一対のサスペンション支持部間において車幅方向に連続的に延びる形状を有するとともに、車幅方向について前記一対のサスペンション支持部の内側部同士を連結する内側部連結部と、車両の前後方向について前記内側部連結部の後方に設けられており、車幅方向について車両の側部に向けて排水する排水部と、を有し、前記内側部連結部の厚みは、前記排水部の厚みよりも大きい、車両前部構造を提供する。

本車両前部構造では、カウルメンバの内側部連結部（排水部の厚みよりも大きな厚みを有する部位）が、一対のサスペンション支持部間において当該一対のサスペンション支持部の内側部同士（各サスペンション支持部の後部よりも前方に位置する部位同士）を連結している。このため、車体本体の剛性を確保しながら、車両の前後方向についてサスペンション支持部からカウルメンバの後端部までの距離を短縮すること（車体本体に対する各サスペンション支持部の配置の制約を緩和すること）が可能となる。さらに、内側部連結部は、サスペンション支持部の内側部同士を連結するので、従来のようにカウルメンバが一対のサスペンション支持部の後部同士を連結する場合に比べ、カウルメンバのうち相対的に大きな厚みを有する部位の車幅方向の寸法が短縮される。よって、カウルメンバの軽量化が可能となる。

この場合において、前記カウルメンバは、車幅方向における前記内側部連結部の各端部から車両の前後方向の後方にかつ車幅方向の外側に向かって張り出す形状を有するとともに、それぞれが前記一対のサスペンション支持部の後部に接続された一対の張出部をさらに有し、前記一対の張出部の厚みは、前記内側部連結部の厚みよりも小さいことが好ましい。

このようにすれば、カウルメンバの重量の著しい増大を回避しつつ、カウルメンバの各サスペンション支持部への接続強度ないし車体本体の剛性を高めることが可能となる。

また、前記車両前部構造において、前記排水部は、前記車体本体に接続される後部被接続部を有し、前記後部被接続部の厚みは、前記排水部のうち当該後部被接続部以外の部位の厚みよりも大きいことが好ましい。

このようにすれば、カウルメンバの重量の著しい増大を回避しつつ、カウルメンバの車体本体への接続強度を高めることが可能となる。

また、前記車両前部構造において、前記排水部の厚みは、前記一対の張出部の厚みよりも小さいことが好ましい。

このようにすれば、重量をかけることなく、カウルメンバの各サスペンション支持部に対する接続強度を保持しつつ各サスペンション支持部の変形を抑制することが可能となる。

以上のように、本発明によれば、車体本体の剛性を確保しつつ、車両の前後方向について車体本体に対する各サスペンション支持部の配置の制約を緩和することが可能な車両前部構造を提供することができる。

本発明の一実施形態の車両前部構造を含む車両の骨格の概略図である。図１に示されるカウルメンバ及びサスペンション支持部の斜視図である。図１に示されるカウルメンバの平面図である。図３のＩＶ−ＩＶ線での断面及びその周辺を示す図である。図３のＶ−Ｖ線での断面及びその周辺を示す図である。図３のＶＩ−ＶＩ線での断面及びその周辺を示す図である。

本発明の一実施形態の車両前部構造について、図１〜図６を参照しながら説明する。

図１に示されるように、本車両前部構造は、車体本体１０と、それぞれがサスペンション（図示略）を支持する一対のサスペンション支持部（サスペンションタワー）２０と、カウルメンバ３０と、を備えている。

一対のサスペンション支持部２０は、車体本体１０の車室部分の前方でかつ互いに車幅方向に離間した位置に設けられている。具体的に、一対のサスペンション支持部２０は、車幅方向について車体本体１０の右側の側部に設けられたサスペンションを支持する右サスペンション支持部２０Ｒと、車幅方向について車体本体１０の左側の側部に設けられたサスペンションを支持する左サスペンション支持部２０Ｌと、を有している。図１に示されるように、各サスペンション支持部２０Ｒ，２０Ｌは、車幅方向について車体本体１０のフェンダー１１の内側に配置されている。車両の走行時には、各サスペンション支持部２０Ｒ，２０Ｌには、タイヤから上下方向の荷重が入力される。なお、図２では、右サスペンション支持部２０Ｒの図示は、省略されている。

カウルメンバ３０は、一対のサスペンション支持部２０に接続されている。このカウルメンバ３０は、直接一対のサスペンション支持部２０に接続されてもよいし、ブラケットを介して一対のサスペンション支持部２０に接続されてもよい。カウルメンバ３０は、フード１５（図４を参照）とフロントガラスＧ（図４を参照）との隙間から流下した雨水等をエンジンルームに浸入させずに車幅方向の外側（フェンダー１１側）に向けて排水する機能と、車体本体１０の剛性（ねじり剛性や曲げ剛性等）を向上させる機能と、を有している。カウルメンバ３０は、各サスペンション支持部２０Ｒ、２０Ｌを介して加わる荷重に対して塑性変形しない程度の強度が必要であり、５０００系、６０００系及び７０００系のいずれかのアルミニウム合金からなることが好ましい。カウルメンバ３０は、特に、押出性、耐食性、耐応力腐食割れ性の観点で優れる６０００系のアルミニウム合金からなることがさらに好ましい。本実施形態では、カウルメンバ３０は、内側部連結部３２と、一対の張出部３４と、排水部３６と、を有している。

内側部連結部３２は、一対のサスペンション支持部２０間において車幅方向に連続的に延びる形状を有するとともに、車幅方向についての各サスペンション支持部２０Ｒ，２０Ｌの内側の端部（以下、「内側部」という。）２１同士を連結する。具体的に、車幅方向についての内側部連結部３２の右側の端部３２Ｒは、右サスペンション支持部２０Ｒの内側部２１に接続され、車幅方向についての内側部連結部３２の左側の端部３２Ｌは、左サスペンション支持部２０Ｌの内側部２１に接続される。本実施形態では、内側部連結部３２の各端部３２Ｒ，３２Ｌには、ボルト等の結合具を挿通させるための孔３２ｈが設けられており、内側部連結部３２は、前記結合具により各サスペンション支持部２０Ｒ，２０Ｌの内側部２１に接続される。内側部連結部３２は、車幅方向と平行に直線状に形成されてもよいし、車両の前方に向かって僅かに凸となるように湾曲する形状に形成されてもよい。ただし、内側部連結部３２は、車幅方向と平行に直線状に形成されることがより好ましい。このようにすれば、各サスペンション支持部２０Ｒ，２０Ｌから内側部連結部３２への荷重伝達効率が高くなるので、部品剛性が高まる。

一対の張出部３４は、車幅方向における内側部連結部３２の各端部３２Ｒ，３２Ｌから車両の前後方向の後方にかつ車幅方向の外側に向かって張り出す形状を有する。具体的に、一対の張出部３４は、内側部連結部３２の右側の端部３２Ｒから右後方に張り出す右張出部３４Ｒと、内側部連結部３２の左側の端部３２Ｌから左後方に張り出す左張出部３４Ｌと、を有する。車幅方向における右張出部３４Ｒの外側（図３の右側）の端部は、右サスペンション支持部２０Ｒの後部２２に接続され、車幅方向における左張出部３４Ｌの外側（図３の左側）の端部は、左サスペンション支持部２０Ｌの後部２２に接続される。本実施形態では、各張出部３４Ｒ，３４Ｌの外側の端部には、ボルト等の結合具を挿通させるための孔３４ｈが設けられており、各張出部３４Ｒ，３４Ｌは、前記結合具により各サスペンション支持部２０Ｒ，２０Ｌの後部２２に接続される。図５に示されるように、一対の張出部３４の厚みｔ２は、内側部連結部３２の厚みｔ１よりも小さい。

排水部３６は、車両の前後方向について内側部連結部３２の後方に設けられている。排水部３６は、車幅方向について車両の側部（フェンダー１１）に向けて雨水等を排水する。排水部３６は、縦壁３６ａと、底部３６ｂと、を有する。

縦壁３６ａは、内側部連結部３２の中央部３２Ｃ（内側部連結部３２のうち当該内側部連結部３２の両端部３２Ｒ，３２Ｌを除く部位）の後側の縁部３２ｒ（図２及び図４を参照）及び各張出部３４Ｒ，３４Ｌの後側の縁部３４ｒ（図２、図５及び図６を参照）から下方に向かって延びる形状を有する。底部３６ｂは、縦壁３６ａの下端部から後方に延びるとともに、下向きに凸となる形状を有する。つまり、排水部３６は、上方に開口するとともに車幅方向に延びる形状を有する。図２及び図３に示されるように、排水部３６は、車幅方向における当該排水部３６の中央部が車幅方向について一対の張出部３４と重なるように車両の前方に向かって凸となるように湾曲する形状を有している。図１及び図４等に示されるように、底部３６ｂの後部は、車体本体１０に接続される。すなわち、底部３６ｂの後部は、「後部被接続部」を構成する。本実施形態では、後部被接続部には、ボルト等の結合具を挿通させるための孔３６ｈが設けられており、後部被接続部は、前記結合具により車体本体１０（例えばカウルパネル１２）に接続される。図４及び図５に示されるように、排水部３６の厚みｔ３は、内側部連結部３２の厚みｔ１よりも小さい。本実施形態では、排水部３６の厚みｔ３は、一対の張出部３４の厚みｔ２と同じに設定されている。ただし、排水部３６の厚みｔ３は、一対の張出部３４の厚みｔ２よりも小さく設定されてもよい。

本実施形態では、カウルメンバ３０は、アルミニウム合金の押出成形により得られた押出形材がプレス成形（ドロー成形）された後、トリム加工及び穴開け加工されることにより製造される。トリム加工では、プレス成形後の押出形材のうち内側部連結部３２の各端部３２Ｒ，３２Ｌの外側に位置しかつ各張出部３４Ｒ，３４Ｌの前側に位置する部位等が切除される。穴開け加工では、各孔３２ｈ，３４ｈ，３６ｈが形成される。

以上に説明したように、本実施形態の車両前部構造では、カウルメンバ３０の内側部連結部３２（排水部３６の厚みよりも大きな厚みを有する部位）は、一対のサスペンション支持部２０間において当該一対のサスペンション支持部２０の内側部２１同士（各サスペンション支持部２０Ｒ，２０Ｌの後部２２よりも前方に位置する部位同士）を連結している。このため、車体本体１０の剛性を確保しながら、車両の前後方向について各サスペンション支持部２０Ｒ，２０Ｌからカウルメンバ３０の後端部までの距離を短縮すること（車体本体１０に対する各サスペンション支持部２０Ｒ，２０Ｌの配置の制約を緩和すること）が可能となる。

また、本実施形態では、内側部連結部３２の厚みよりも小さな厚みを有する一対の張出部３４が各サスペンション支持部２０Ｒ，２０Ｌの後部２２に接続されている。

このため、カウルメンバ３０の重量の著しい増大が回避されつつ、カウルメンバ３０の各サスペンション支持部２０Ｒ，２０Ｌへの接続強度ないし車体本体１０の剛性が高まる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、後部被接続部の厚みは、排水部３６のうち当該後部被接続部以外の部位の厚みｔ３よりも大きく設定されてもよい。このようにすれば、カウルメンバ３０の重量の著しい増大を回避しつつ、カウルメンバ３０の車体本体１０への接続強度を高めることが可能となる。また、この態様では、カウルメンバ３０のうち前方に位置する内側部連結部３２の厚みｔ１と後方に位置する後部被接続部の厚みとが相対的に大きくなるので、つまり、車両の前後方向への曲げ変形に対して中立軸から遠い部位の厚みが大きくなるので、カウルメンバ３０の曲げ剛性が効果的に向上する。

また、カウルメンバ３０は、内側部連結部３２の前側の縁部から前方に向かって張り出すフランジ部を有していてもよい。この場合、フランジ部の厚みは、内側部連結部３２の厚みよりも小さく設定されることが好ましい。

また、排水部３６は、当該排水部３６の中央部が車幅方向について内側部連結部３２の各端部３２Ｒ，３２Ｌ間に位置するように前方に凸となる形状に形成されてもよい。この場合、排水部３６のうち各端部３２Ｒ，３２Ｌ間に位置する部位の厚みは、内側部連結部３２の厚みｔ１と同じに設定される。

１０車体本体
２０一対のサスペンション支持部
２０Ｒ右サスペンション支持部
２０Ｌ左サスペンション支持部
２１内側部
２２後部
３０カウルメンバ
３２内側部連結部
３４一対の張出部
３４Ｒ右張出部
３４Ｌ左張出部
３６排水部
３６ａ縦壁
３６ｂ底部

Claims

車体本体と、
前記車体本体の車幅方向に間隔を置いて設けられており、それぞれがサスペンションを支持する一対のサスペンション支持部と、
前記一対のサスペンション支持部に接続されたカウルメンバと、を備え、
前記カウルメンバは、
単一のアルミニウム合金の押出形材からなり、
前記一対のサスペンション支持部間において車幅方向に連続的に延びる形状を有するとともに、車幅方向について前記一対のサスペンション支持部の内側部同士を連結する内側部連結部と、
車両の前後方向について前記内側部連結部の後方に設けられており、車幅方向について車両の側部に向けて排水する排水部と、
車幅方向における前記内側部連結部の各端部から車両の前後方向の後方にかつ車幅方向の外側に向かって張り出す形状を有するとともに、それぞれが前記一対のサスペンション支持部の後部に接続された一対の張出部と、を有し、
前記内側部連結部の厚みは、前記排水部の厚みよりも大きく、
前記一対の張出部の厚みは、前記内側部連結部の厚みよりも小さい、車両前部構造。
請求項１に記載の車両前部構造において、
前記排水部は、前記車体本体に接続される後部被接続部を有し、
前記後部被接続部の厚みは、前記排水部のうち当該後部被接続部以外の部位の厚みよりも大きい、車両前部構造。
請求項１又は２に記載の車両前部構造において、
前記排水部の厚みは、前記一対の張出部の厚みよりも小さい、車両前部構造。
請求項１又は２に記載の車両前部構造において、
前記排水部は、前記内側部連結部の中央部の後側の縁部及び両張出部の後側の縁部から下方に向かって延びる縦壁と、前記縦壁の下端部から後方に延びる底部と、を有し、
前記排水部の前記縦壁の厚みは、前記一対の張出部の厚みと等しい、又は前記一対の張出部の厚みよりも小さい、車両前部構造。