JP7288000B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、自動車等の車両の車体前部構造に関する。

例えば、特許文献１には、車両前方から車両後方に向かうにつれて車両上方から車両下方へ立ち下がるように傾斜する屈曲部を介して、車両後方端がフロアパネルまで延出するフロントサイドフレームが開示されている。

特開２０１３－１５１２２５号公報

ところで、フロントサイドフレームの車両前部は、フロアパネルよりも上方に位置し、車幅方向外側に向かってオフセット（折曲）するように設けられている。このため、フロントサイドフレームの車両前部には、屈曲部を中心として、車幅方向外側に傾斜する方向に応力が作用する。この応力を抑制するために、さらなる車体精度の向上及び車体剛性の向上がそれぞれ求められている。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、屈曲部を中心として、車幅方向外側に傾斜する方向に作用する応力を抑制することが可能な車体前部構造を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、車両前後方向に延設されたフロントサイドフレームと、パワーユニット室と車室とを仕切るダッシュボードと、フロア面に車両前後方向に沿って設けられ、フロントトンネルサイドフレームとリヤトンネルサイドフレームとから構成されるトンネルサイドフレームと、を備え、前記ダッシュボードの下方に設けられたダッシュボードロアは、車両前方から車両後方に向かって立ち下がる傾斜面を有し、前記傾斜面において、前記フロントサイドフレームは、側面視して、車両後方に向かうほど車両下方に位置するように前記傾斜面に沿って屈曲する屈曲部を有し、前記屈曲部よりも車両前方に位置する前記フロントサイドフレームの車両前方部分は、車両上方且つ車幅方向外側に折れ曲がり、前記屈曲部よりも車両後方に位置する前記フロントサイドフレームの車両後方部分は、前記フロア面に沿って水平且つ車両後方に延出すると共に、前記フロントサイドフレームの車両後方部分の車両後端は、前記フロントトンネルサイドフレームの車両後端よりもさらに車両後方に延出し、前記フロントサイドフレームの車両後方部分の車両後端は、車両後方に向かうほど車幅方向外側に屈曲する車幅方向外側屈曲部を有することを特徴とする。

本発明では、屈曲部を中心として、車幅方向外側に傾斜する方向に作用する応力を抑制することが可能な車体前部構造を得ることができる。

本発明の実施形態に係る車体前部構造が適用された車両の車体前部を車体下方から見た底面図である。 ダッシュボードロアに設けられた傾斜面及びフロントサイドフレームの屈曲部を示す断面図である。 ダッシュボードを車室内側から見た斜視図である。 図１の一部拡大底面図である。 図２のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。 図２のＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、「前後」は、車両前後方向、「左右」は、車幅方向（左右方向）、「上下」は、車両上下方向（鉛直上下方向）を、それぞれ示している。

図１に示されるように、本発明の実施形態に係る車体前部構造が適用された車両の車体前部１０は、車幅方向に沿った左右両側で車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム１２と、各フロントサイドフレーム１２の車幅方向外側に配置されていると共に、上側で車両前後方向に延びる左右一対のアッパメンバ１４と、各フロントサイドフレーム１２よりも車幅方向外側でフロアパネル（フロントフロアパネル）１５の左右両側にそれぞれ配置され、車両前後方向に沿って延びる左右一対のサイドシル１６とを含む。

さらに、車体前部１０は、フロントサイドフレーム１２とアッパメンバ１４との間に掛け渡されたダンパハウジング１８と、このダンパハウジング１８の上端に固定されるダンパベース２０とを備えて構成されている。

図１に示されるように、各ダンパハウジング１８の車両後方には、パワーユニット室２２と車室とを仕切るダッシュボード２４が設けられている。図３に示されるように、このダッシュボード２４は、本体部２６と、この本体部２６の下方に設けられるダッシュボードロア２８と、ダッシュボードロア２８の車室内側に配置され、車幅方向に沿って延出する左右一対のダッシュボードクロスメンバ３０とを備えて構成されている。

ダッシュボードロア２８は、パワーユニット室２２側に臨み、車両前方から車両後方に向かって立ち下がるように傾斜する傾斜面３２を有している（図２参照）。ダッシュボードロア２８の傾斜面３２の車室側には、左右一対のダッシュボードクロスメンバ３０が車幅方向に沿って配置されている（図３参照）。

図２に示されるように、フロントサイドフレーム１２は、ダッシュボードロア２８の傾斜面３２において、側面視して、車両後方に向かうほど車両下方に位置するようにこの傾斜面３２に沿って屈曲する屈曲部３４を有している。

ダッシュボードロア２８の傾斜面３２において、フロントサイドフレーム１２は、上向きに開口する開口部３６を有し、その軸直断面がハット状断面を呈している。図５に示されるように、屈曲部３４よりも車両前方に位置するフロントサイドフレーム１２の前半部分の軸直断面は、上下に縦長の矩形状を呈している。ダッシュボードロア２８の傾斜面３２に沿ったフロントサイドフレーム１２の車両後部において、左右の側壁３８には、それぞれ段差形状を有する段差部４０が設けられている（図５、図６参照）。

屈曲部３４よりも車両前方に位置するフロントサイドフレーム１２の車両前方部分は、車両上方且つ車幅方向外側に折れ曲がる折曲部４２を有している（図１参照）。一方、屈曲部３４よりも車両後方に位置するフロントサイドフレーム１２の車両後方部分は、フロアパネル１５のフロア面に沿って水平且つ車両後方に延出すると共に、後記するフロントトンネルサイドフレーム４４の車両後端４４ａよりもさらに車両後方に延出している（図１参照）。すなわち、フロントサイドフレーム１２の車両後端１２ａは、フロントトンネルサイドフレーム４４の車両後端４４ａよりも車両後方に位置している（図１参照）。

フロントサイドフレーム１２は、底面視して、屈曲部３４を頂点Ｔとするアーチ形状（図１の太線破線参照）で構成されている。

フロントサイドフレーム１２の軸直断面において、その前半部分では、フロントトンネルサイドフレーム４４側で上下に縦長矩形状を呈し（図５参照）、その後半部分では、フロントトンネルサイドフレーム４４から車両後方に向けて左右に横長矩形状に変わるように設けられている（図６参照）。すなわち、フロントサイドフレーム１２は、その前半部分と後半部分とにおいて、そのアスペクト比（横：縦）が変化するように設けられている。

ダッシュボードロア２８の傾斜面３２は、フロントトンネルサイドフレーム４４の車幅方向外側でフロアパネル１５の前端と接合されるフロア接合部４６を有している（図１参照）。また、ダッシュボードロア２８の傾斜面３２は、フロントトンネルサイドフレーム４４の車幅方向内側で後記するトンネル部４８の前端と接合されるトンネル接合部５０を有している（図１参照）。このフロア接合部４６とトンネル接合部５０とは、底面視して、トンネル接合部５０が車両前方に位置し、フロア接合部４６が車両後方に位置して車両前後方向でオフセットして配置されている（図１参照）。

ダッシュボードロア２８の傾斜面３２は、フロントサイドフレーム１２の長手方向に沿ってフロントサイドフレーム１２と連続的に固着されている。例えば、図４において、「×」印は、スポット溶接による接合点を示し、網点部分は、接着剤による接合部分を示している。

図１に示されるように、ダッシュボードロア２８の傾斜面３２は、トンネル部４８を間に挟んで車幅方向両側にそれぞれ配置されている。フロントサイドフレーム１２の車両後端１２ａ及びフロントトンネルサイドフレーム４４の車両後端４４ａは、ダッシュボードロア２８の車両後端２８ａから車両後方に向かってそれぞれ突出（飛び出）している（図１、図３参照）。

左右一対のフロントサイドフレーム１２の間には、ダッシュボードロア２８の下端部と、フロアパネル１５とによって車両前後方向に沿って延びるトンネル部４８が設けられている。このトンネル部４８の車幅方向両側には、フロアパネル１５の底面に車両前後方向に沿って延びる左右一対のトンネルサイドフレーム５２が配置されている。各トンネルサイドフレーム５２は、車両前方のフロントトンネルサイドフレーム４４と、車両後方のリヤトンネルサイドフレーム５４との二部材から構成されている。トンネル部４８の車両前端は、屈曲部３４よりも車両前方に位置している（図１参照）。

フロントサイドフレーム１２の車両後方部分の車両後端１２ａは、車両後方に向かうほど車幅方向外側に屈曲する車幅方向外側屈曲部５６を有している。この車幅方向外側屈曲部５６は、フロントトンネルサイドフレーム４４の車両後端４４ａよりも車両後方に配置されている（図１参照）。なお、フロントサイドフレーム１２の車両後方部分の車両後端１２ａは、フロアフレーム４９の車両前端に連結されている（図１参照）。

屈曲部３４の車両前方には、ダッシュボードクロスメンバ３０及びアウトリガ５８がそれぞれ配置されている。フロントサイドフレーム１２は、ダッシュボードクロスメンバ３０及びアウトリガ５８によってそれぞれ支持されている。

フロントサイドフレーム１２の車幅方向外側には、車両前後方向に沿って延びるサイドシル１６が設けられている。屈曲部３４の車両前方に設けられたダッシュボードロア２８の傾斜面３２には、サイドシル１６の車両前端に接合されるアウトリガ５８が配置されている。フロントサイドフレーム１２を挟んだアウトリガ５８の反対側には、フロントトンネルサイドフレーム４４の車両前端に接合される内フレーム連結部材６０が配置されている。このアウトリガ５８及び内フレーム連結部材６０は、それぞれ車幅方向に沿って配置されている。

本実施形態に係る車体前部構造が適用された車両の車体前部１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

本実施形態において、ダッシュボード２４の下方に設けられたダッシュボードロア２８は、車両前方から車両後方に向かって立ち下がる傾斜面３２を有している。この傾斜面３２において、フロントサイドフレーム１２は、側面視して、車両後方に向かうほど車両下方に位置するように傾斜面３２に沿って屈曲する屈曲部３４を有している。この屈曲部３４よりも車両前方に位置するフロントサイドフレーム１２の車両前方部分は、車両上方且つ車幅方向外側に折れ曲がる折曲部４２を有している。屈曲部３４よりも車両後方に位置するフロントサイドフレーム１２の車両後方部分は、フロアパネル１５のフロア面に沿って水平且つ車両後方に延出している。フロントサイドフレーム１２の車両後方部分の車両後端１２ａは、フロントトンネルサイドフレーム４４の車両後端４４ａよりもさらに車両後方に延出している。

本実施形態では、フロントサイドフレーム１２において、屈曲部３４の車両後方部分の車両後端１２ａを従来と比較してさらに車両後方に延長することで、屈曲部３４を中心にフロントサイドフレーム１２の車両前方部分が車幅方向外側に傾く方向に作用する応力を抑制することができる。これにより、フロントサイドフレーム１２の車両前端の位置精度を向上させることができる。

また、本実施形態では、フロントサイドフレーム１２の車両後方部分の車両後端１２ａを、フロントトンネルサイドフレーム４４の車両後端４４ａよりも車両後方に延長して他のフレームとの接合位置を車両前後方向でオフセットすることで、フロントサイドフレーム１２とフロントトンネルサイドフレーム４４と他のフレームとの接合位置を車両前後方向でずらすことができる。各フレームの接合位置をずらすことで、フロア前後方向における剛性低下部位が減少してフロア剛性を向上させることができる。さらに、本実施形態では、新たな補強材等の追加が不要となるため、製造コストを高騰させることがなく、軽量化を達成することができる。

また、本実施形態において、ダッシュボードロア２８の下端部と、フロアパネル１５とによって車両前後方向に沿って延びるトンネル部４８が設けられている。このトンネル部４８の車両前端は、フロントサイドフレーム１２の屈曲部３４よりも車両前方に位置している。本実施形態では、トンネル部４８の車両前端を屈曲部３４よりも車両前方に配置することで、前突荷重を、フロントサイドフレーム１２及びフロントトンネルサイドフレーム４４と共に、トンネル部４８で受容・吸収することができる。

さらに、本実施形態において、フロントサイドフレーム１２の車両後方部分の車両後端１２ａは、車両後方に向かうほど車幅方向外側に屈曲する車幅方向外側屈曲部５６を有している。本実施形態では、車幅方向外側屈曲部５６を設けることで、フロントトンネルサイドフレーム４４の車両後端４４ａに接続されるリヤトンネルサイドフレーム５４をフロアパネル１５の車両前後方向の中心を通るように配置することができる。これにより、本実施形態では、フロアパネル１５の剛性・強度を向上させることができる。

さらにまた、本実施形態において、この車幅方向外側屈曲部５６は、フロントトンネルサイドフレーム４４の車両後端４４ａよりも車両後方に配置されている。これにより、本実施形態では、フロントトンネルサイドフレーム４４の車両後端４４ａの近傍部位で、フロントサイドフレーム１２の車両後方部分に折れ点が発生することを抑制することができる。

さらにまた、本実施形態において、フロントサイドフレーム１２の車幅方向外側には、車両前後方向に沿って延びるサイドシル１６が設けられている。屈曲部３４の車両前方に設けられたダッシュボードロア２８の傾斜面３２には、サイドシル１６の車両前端に接合されるアウトリガ５８が配置されている。また、フロントサイドフレーム１２を挟んだアウトリガ５８の反対側には、フロントトンネルサイドフレーム４４の車両前端に接合される内フレーム連結部材６０が配置されている。このアウトリガ５８及び内フレーム連結部材６０は、それぞれ車幅方向に沿って配置されている。

本実施形態では、ダッシュボードロア２８の傾斜面３２において、車幅方向にアウトリガ５８と内フレーム連結部材６０とをそれぞれ配置することで、前突荷重に弱い屈曲部３４を補強することができる。この結果、本実施形態では、屈曲部３４の補強によってより大きな前突荷重をフロントサイドフレーム１２で受容・吸収することができる。

さらにまた、本実施形態において、フロントサイドフレーム１２は、底面視して、屈曲部３４を頂点Ｔとするアーチ形状で構成されている。これにより、本実施形態では、フロントサイドフレーム１２の車両前方部分を車幅方向外側に拡開させてパワーユニット室２２を拡大させることができる。また、フロントサイドフレーム１２の車両後方部分も車幅方向外側に拡開させてフロアパネル１５の中央を通すことで、フロアパネル１５の剛性・強度を向上させることができる。

さらにまた、本実施形態において、フロントサイドフレーム１２の軸直断面は、前半部分においてフロントトンネルサイドフレーム４４側で上下に縦長の矩形状を呈し、車両後方に向けて左右に横長の矩形状に変わるように構成されている。本実施形態では、フロントサイドフレーム１２の前半部分の軸直断面がフロントトンネルサイドフレーム４４側で縦長矩形状であるため、アウトリガ５８及び内フレーム連結部材６０の配置が容易となる。また、本実施形態では、フロントサイドフレーム１２の後半部分の軸直断面が横長矩形状となって、所望のフロア下地上高を確保することができる。

さらにまた、本実施形態において、ダッシュボードロア２８の傾斜面３２は、フロントトンネルサイドフレーム４４の車幅方向外側でフロアパネル１５と接合されるフロア接合部４６を有している。フロントトンネルサイドフレーム４４の車幅方向内側でトンネル部４８と接合されるトンネル接合部５０を有している。このフロア接合部４６とトンネル接合部５０とは、トンネル接合部５０が車両前方に位置し、フロア接合部４６が車両後方に位置して車両前後方向でオフセットして配置されている。

本実施形態では、車両前後方向においてフロア剛性の弱部であるフロア接合部４６とトンネル接合部５０とを、車両前後方向でオフセットすることで車体剛性を向上させることができると共に、軽量化を達成することができる。

さらにまた、本実施形態において、ダッシュボードロア２８の傾斜面３２は、フロントサイドフレーム１２の長手方向に沿ってフロントサイドフレーム１２と連続的に固着されている。これにより、本実施形態では、フロントサイドフレーム１２の前突荷重の弱部である折曲部４２を補強することができる。

さらにまた、本実施形態において、ダッシュボードロア２８の傾斜面３２は、トンネル部４８を間に挟んで車幅方向両側にそれぞれ配置されている。フロントサイドフレーム１２の車両後端１２ａ及びフロントトンネルサイドフレーム４４の車両後端４４ａは、ダッシュボードロア２８の車両後端２８ａから車両後方に向かってそれぞれ突出している。これにより、本実施形態では、リヤトンネルサイドフレーム５４を有するフロントフロア組立体を車両上方から搭載することで、組付作業を容易に遂行することができる。

さらにまた、本実施形態では、ダッシュボードロア２８の傾斜面３２の車室側に、ダッシュボードクロスメンバ３０を車幅方向に沿って配置することで、ダッシュボードロア２８の傾斜面３２が補強されて前突性能を向上させることができる。

さらにまた、本実施形態において、屈曲部３４の車両前方にダッシュボードクロスメンバ３０及びアウトリガ５８がそれぞれ配置されている。フロントサイドフレーム１２は、このダッシュボードクロスメンバ３０及びアウトリガ５８によって支持されている。これにより、本実施形態では、車両前方から入力される前突荷重を、ダッシュボードクロスメンバ３０及びアウトリガ５８から車幅方向外側のサイドシル１６へ円滑に伝達することができる。

さらにまた、本実施形態において、フロントサイドフレーム１２は、上向きに開口する開口部３６を有すると共に、軸直断面がハット状断面を呈している。ダッシュボードロア２８の傾斜面３２に沿ったフロントサイドフレーム１２の車両後部において、ハット状断面を構成する左右の側壁３８にそれぞれ段差形状を有する段差部４０が設けられている。本実施形態では、段差部４０の段差形状によって曲げ強度を高めることができ、前突性能を向上させると共に、軽量化を達成することができる。

１０ 車体前部
１２ フロントサイドフレーム
１２ａ （フロントサイドフレームの）車両後端
１５ フロアパネル
１６ サイドシル
２２ パワーユニット室
２４ ダッシュボード
２８ ダッシュボードロア
２８ａ （ダッシュボードロア）の車両後端
３０ ダッシュボードクロスメンバ
３２ 傾斜面
３４ 屈曲部
３６ 開口部
３８ 側壁
４０ 段差部
４４ フロントトンネルサイドフレーム
４４ａ （フロントトンネルサイドフレームの）車両後端
４６ フロア接合部
４８ トンネル部
５０ トンネル接合部
５４ リヤトンネルサイドフレーム
５６ 車幅方向外側接合部
５８ アウトリガ
６０ 内フレーム連結部材
Ｔ 頂点

Claims (12)

1. 車両前後方向に延設されたフロントサイドフレームと、
   パワーユニット室と車室とを仕切るダッシュボードと、
   フロア面に車両前後方向に沿って設けられ、フロントトンネルサイドフレームとリヤトンネルサイドフレームとから構成されるトンネルサイドフレームと、を備え、
   前記ダッシュボードの下方に設けられたダッシュボードロアは、車両前方から車両後方に向かって立ち下がる傾斜面を有し、
   前記傾斜面において、前記フロントサイドフレームは、側面視して、車両後方に向かうほど車両下方に位置するように前記傾斜面に沿って屈曲する屈曲部を有し、
   前記屈曲部よりも車両前方に位置する前記フロントサイドフレームの車両前方部分は、車両上方且つ車幅方向外側に折れ曲がり、
   前記屈曲部よりも車両後方に位置する前記フロントサイドフレームの車両後方部分は、前記フロア面に沿って水平且つ車両後方に延出すると共に、
   前記フロントサイドフレームの車両後方部分の車両後端は、前記フロントトンネルサイドフレームの車両後端よりもさらに車両後方に延出し、
   前記フロントサイドフレームの車両後方部分の車両後端は、車両後方に向かうほど車幅方向外側に屈曲する車幅方向外側屈曲部を有することを特徴とする車体前部構造。
2. 請求項１記載の車体前部構造において、
   前記ダッシュボードロアの下端部と、フロアパネルとによって車両前後方向に沿って延びるトンネル部が設けられ、
   前記トンネル部の車両前端は、前記屈曲部よりも車両前方に位置していることを特徴とする車体前部構造。
3. 請求項１記載の車体前部構造において、
   前記車幅方向外側屈曲部は、前記フロントトンネルサイドフレームの車両後端よりも車両後方に配置されていることを特徴とする車体前部構造。
4. 請求項１記載の車体前部構造において、
   前記フロントサイドフレームの車幅方向外側に、車両前後方向に沿って延びるサイドシルが設けられ、
   前記屈曲部の車両前方に設けられた前記ダッシュボードロアの前記傾斜面に、前記サイドシルの車両前端に接合されるアウトリガを配置し、
   前記フロントサイドフレームを挟んだ前記アウトリガの反対側に、前記フロントトンネルサイドフレームの車両前端に接合される内フレーム連結部材を配置し、
   前記アウトリガ及び内フレーム連結部材は、それぞれ車幅方向に沿って配置されていることを特徴とする車体前部構造。
5. 請求項１記載の車体前部構造において、
   前記フロントサイドフレームは、底面視して、前記屈曲部を頂点とするアーチ形状で構成されていることを特徴とする車体前部構造。
6. 請求項１記載の車体前部構造において、
   前記フロントサイドフレームの軸直断面は、前半部分において前記フロントトンネルサイドフレーム側で上下に縦長矩形状を呈し、車両後方に向けて左右に横長矩形状に変わることを特徴とする車体前部構造。
7. 請求項１記載の車体前部構造において、
   前記ダッシュボードロアの前記傾斜面は、前記フロントトンネルサイドフレームの車幅方向外側でフロアパネルと接合されるフロア接合部を有し、
   前記フロントトンネルサイドフレームの車幅方向内側でトンネル部と接合されるトンネル接合部を有し、
   前記フロア接合部と前記トンネル接合部とは、前記トンネル接合部が車両前方に位置し、前記フロア接合部が車両後方に位置して車両前後方向でオフセットして配置されていることを特徴とする車体前部構造。
8. 請求項１記載の車体前部構造において、
   前記ダッシュボードロアの前記傾斜面は、前記フロントサイドフレームの長手方向に沿って該フロントサイドフレームと連続的に固着されていることを特徴とする車体前部構造。
9. 請求項１記載の車体前部構造において、
   前記ダッシュボードロアの前記傾斜面は、トンネル部を間に挟んで車幅方向両側にそれぞれ配置され、
   前記フロントサイドフレームの車両後端及び前記フロントトンネルサイドフレームの車両後端は、前記ダッシュボードロアの車両後端から車両後方に向かってそれぞれ突出していることを特徴とする車体前部構造。
10. 請求項１記載の車体前部構造において、
    前記ダッシュボードロアの前記傾斜面の車室側には、ダッシュボードクロスメンバが車幅方向に沿って配置されていることを特徴とする車体前部構造。
11. 請求項１記載の車体前部構造において、
    前記屈曲部の車両前方にダッシュボードクロスメンバ及びアウトリガをそれぞれ配置し、
    前記フロントサイドフレームは、前記ダッシュボードクロスメンバ及び前記アウトリガによって支持されていることを特徴とする車体前部構造。
12. 請求項１記載の車体前部構造において、
    前記フロントサイドフレームは、上向きに開口する開口部を有すると共に、軸直断面がハット状断面を呈し、
    前記ダッシュボードロアの前記傾斜面に沿った前記フロントサイドフレームの車両後部において、左右の側壁にそれぞれ段差形状を有する段差部が設けられていることを特徴とする車体前部構造。
    

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