JP2019006250A - 車体前部の構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ダッシュパネルの上部のカウルトップ部材の変形の容易性を確保して歩行者の保護性能を損なうことなくダッシュパネル周りの剛性を向上させる。【解決手段】カウルトップ部材５の下部のカウルトッププレート１６の両端部と、ダッシュクロスメンバ７の両端部を、一対のブレース材１１で連結し、ダッシュパネル６の中央寄りの位置でカウルトッププレート１６とダッシュクロスメンバ７とを一対の縦方向連結部材３１で連結し、車幅方向に面が形成される枠状の構造体をダッシュパネル６に重ねて配し、ダッシュパネル６周りの剛性を向上させる。【選択図】図１

Description

本発明は、車体前部の構造に関する。

車両の車室前部には、フロントガラスの下縁を支持するカウルトップ部材が車幅方向に延びて設けられている。カウルトップ部材は、その両端が左右両側のピラーから前方に延びるアッパーフレームの基端部に結合されており、下部に車室と車室前方の領域とを仕切るダッシュパネルが設けられている。カウルトップ部材は、上方に開いた凹状の断面に形成され、歩行者等が衝突した際に下方へ変形して衝撃を吸収できるよう比較的変形し易い構造とされている。

一方、アッパーフレームには、カウルトップ部材の他、サスペンションを支持するストラット支持部（ストラットタワー）が支持（結合）されているため、アッパーフレームの基端部、すなわちアッパーフレームとピラーとの結合部には、サスペンションの上下動による入力があり応力が集中しやすい部位となっている。

左右のストラット支持部の位置がサスペンションからの入力により相対的にずれると、操縦安定性が低下するため、アッパーフレーム（サスペンション支持部）間の剛性を向上させることが有効である。しかしながら、単純にカウルトップ部材を補強して剛性を向上させると歩行者保護の性能に悪影響を及ぼしてしまう虞があり、歩行者保護との両立が難しかった。

また、左右ストラット支持部間での相対変位を抑えるために、左右のストラット支持部に亘り艤装品であるタワーバーを接続したものや、ストラット支持部とダッシュパネルとを連結したものもあるが、コストやレイアウトの面で不利であった（例えば、特許文献１）。

特許第５３５８２５７号公報

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、ダッシュパネルの上部のカウルトップ部材の変形の容易性を確保した状態で、ダッシュパネル周りの剛性を向上させることができる車体前部の構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の車体前部の構造は、車両の車幅方向両外側のピラーから車両前方へ延設される一対のアッパーフレームと、上方に開放された断面凹状に形成されて車幅方向に延びて配され、前記車両のフロントガラスの下縁を支持するカウルトップ本体と、カウルトップ本体の下面との間に車幅方向に延びる閉断面を構成するカウルトッププレートとを有して構成され、両端が前記アッパーフレームの基端部に結合されるカウルトップ部材と、前記カウルトッププレートに結合されて下方に配され、車室と車室前方の領域とを仕切るダッシュパネルと、前記ダッシュパネルの下縁で車幅方向に延設されて前記ダッシュパネルとの間に閉断面を形成するダッシュクロスメンバと、前記アッパーフレームの基端部の側壁に沿って閉断面を形成するよう上下方向に延びて配され、上部が前記カウルトッププレートの端部に結合され、下部が前記ダッシュクロスメンバの端部に結合される一対のブレース材と、ダッシュパネルの車幅方向の中央寄りの位置で上下方向に延びて配され、前記カウルトップ部材と前記ダッシュクロスメンバとを連結する一対の縦方向連結部材と、を備えたことを特徴とする。

請求項１に係る本発明では、カウルトップ部材の下部のカウルトッププレートの両端部と、ダッシュクロスメンバの両端部を、一対のブレース材で連結し、ダッシュパネルの中央寄りの位置でカウルトッププレートとダッシュクロスメンバとを一対の縦方向連結部材で連結したので、車幅方向に面が形成される枠状の構造体がダッシュパネルに重ねて配されるので、ダッシュパネル６周りの剛性を向上させることができる。

また、カウルトップ部材のカウルトップ本体が上方に開放した凹状に形成されてカウルトップ部材の上部が変形しやすい構成とされているので、ダッシュパネルの上部のカウルトップ部材の変形の容易性を確保した状態で、ダッシュパネル周りの剛性を向上させることが可能となる。

このため、歩行者保護性能を犠牲にすることなく、左右のストラットタワーを支持するアッパーフレーム間の剛性を向上させることができるので、左右のアッパーフレームおよびストラットタワーの倒れ（変位）が抑制され、走行安定性を向上させることができる。

そして、請求項２に係る本発明の車体前部の構造は、請求項１に記載の車体前部の構造において、前記ダッシュパネルの左右前方で前記アッパーフレームに接合されて設けられ、サスペンション装置のショックアブソーバを支える左右一対のストラット支持部と、一端が前記縦方向連結部材に連結され、他端が前記ストラット支持部の前記車両の後側の縦壁に連結される一対の補強部材と、を備えたことを特徴とする。

請求項２に係る本発明では、ストラットタワーをカウルトッププレート、ダッシュクロスメンバ、一対のブレース材、一対の縦方向連結部材で補強したダッシュパネルで支持することができるので、ストラットタワー自体の剛性が向上されると共に、左右のストラットタワーのピッチ間剛性および上下、前後方向での捩れに対する剛性が向上され、ストラットタワーの倒れ（変位）を効率よく抑制することができるので、走行安定性をより一層向上させることができる。また、車両前方から入力された荷重をダッシュパネル側へ分散させることができる。

また、請求項３に係る本発明の車体前部の構造は、請求項２に記載の車体前部の構造において、前記車両のフロアの車幅方向中央部において、上方に突出して車両前後方向に延びるトンネル状に形成されたバックボーンを備え、前記ダッシュクロスメンバは、前記バックボーンのトンネル形状に対応した湾曲部を有し、前記縦方向連結部材の下端は、前記湾曲部の立ち上がり部に接続されていることを特徴とする。

請求項３に係る本発明では、車両前方から入力された荷重を車両前後方向に延びるバックボーンの縦壁部に沿って車両の後方に効率よく分散させることが可能となる。これにより、車室の前方の領域（例えば、エンジンの後方）でのエネルギー吸収効率を高めることができる。

また、請求項４に係る本発明の車体前部の構成は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車体前部の構造において、前記ピラーの下部と前記アッパーフレームに亘り掛け渡される掛け渡し部材とを備え、前記掛け渡し部材の前記ピラー側の端部が、前記ダッシュクロスメンバの端部と前記ピラーとの結合部に結合されていることを特徴とする。

請求項４に係る本発明では、ブレース材の端部が結合されるダッシュクロスメンバの端部とピラーとの結合部がピラーの下部とアッパーフレームとの間で筋交いの役割を果たす掛け渡し部材によって補強されるので、ダッシュパネル周りの車体の剛性をより確実に向上させることができる。

本発明の車体前部の構造は、ダッシュパネルの上部のカウルトップ部材の変形の容易性を確保した状態で、ダッシュパネル周りの剛性を向上させることが可能になる。

本発明の一実施例に係る車体前部の構造を説明する斜視図である。 図１の平面図である。 車体前部の構造を外側から見た外観図である。 図１中のIV−IV線矢視図である。 構成部品の分解斜視図である。 衝撃の入力の流れを説明する車両下側から見た外観図である。

図１には本発明の一実施例に係る車体前部の構造を説明するためにエンジンルームを前方側から見た状況、図２には図１の平面視の状況、図３にはエンジンルームを斜め前方の下側から見た外観、図４にはカウルトップ部の断面状況である図１中のIV−IV線の状況、図５には本発明の一実施例に係る車体前部の構造の構成部品を分解して表した状況を示してある。

主に、図１から図３に示すように、車体の下部の車幅方向の左右両側には車体の前後方向に延びるサイドメンバ１が左右一対で配されている。また、サイドメンバ１の車幅方向の両外側には、左右一対のフロントピラー２から車体の前方に延びるアッパーフレーム３が左右一対で配されている。

サイドメンバ１の先端同士はフロントエンドクロスメンバ２１で連結され、アッパーフレーム３の前端は、連結部材２２を介して互いに連結されると共に、サイドメンバ１側に連結されている。

フロントピラー２のアッパーフレーム３の基端部が結合されている部位同士は、フロントガラスの下縁を支持するカウルトップ部材５により連結されている。即ち、カウルトップ部材５は、車両のフロントガラスの下縁で車幅方向に延びて配され、左右両端がフロントピラー２のアッパーフレーム３の基端部が結合されている部位、本実施形態では、アッパーフレーム３の基端部に結合されている。

カウルトップ部材５の下方には、車室と車室の前方の領域（車室前方：例えば、エンジンルーム）を仕切るダッシュパネル６が配され、ダッシュパネル６の下縁には、車幅方向に延びて、ダッシュパネル６との間に閉断面を構成するダッシュクロスメンバ７が設けられている。ダッシュクロスメンバ７の両端側は、サイドメンバ１の上部に結合されると共に、ダッシュクロスメンバ７の両端部はフロントピラー２の下部に結合されている。

ダッシュパネル６の下部（ダッシュクロスメンバ７の下部）は、車室のフロア２４に連結されている。フロア２４の幅方向中央部には、上方に突き出して車両前後方向に延設されるトンネル状に形成されたバックボーン２５が設けられている。バックボーン２５は壁面が車両前後方向に延びて配されている。そして、ダッシュクロスメンバ７は、バックボーン２５の形状に合わせて、車幅方向の中央部が、立上がり部７ａを起点として上方に凹んだ形状（上方に突出した形状）とされている。

左右のアッパーフレーム３の基端部とカウルトップ部材５の結合部（カウルトップ部材５の端部）の下部には、補強のためのブレース材１１がそれぞれ配されている。ブレース材１１は、断面コ字型で開口が車幅方向外側（アッパーフレーム３側）を向いた状態で上下方向に延びて配され、アッパーフレーム３の内側壁であるインナパネルに接合されてインナパネルとの間に閉断面を形成するよう上下方向に延びている。

ブレース材１１は、上端部がカウルトップ部材５の端部に結合されており、下部がフロントピラー２の下部に結合されるダッシュクロスメンバ７の端部に結合されている。つまり、ブレース材１１は、アッパーフレーム３のインナパネルに沿って上下方向に延び、カウルトップ部材５の両端部とダッシュクロスメンバ７の両端部を連結している。

主に、図３に示すように、フロントピラー２の下部とアッパーフレーム３の下面とに亘り掛け渡し部材９が配され、掛け渡し部材９の端部が、フロントピラー２のダッシュクロスメンバ７の両端部が結合される部位とアッパーフレーム３の下面にそれぞれ接合されている。つまりアッパーフレーム３を下方から支持するように掛け渡し部材９がフロントピラー２とアッパーフレーム３の間に掛け渡されて筋交いの役割を果たすとともに、ダッシュクロスメンバ７の両端部のフロントピラー２との結合部を補強している。これにより、アッパーフレーム３の周囲の剛性を高めることができる。

一方、カウルトップ部材５は、断面コ字型のカウルトップアッパー１３、及び、カウルトップロア１４からなるカウルトップ本体１５と、カウルトップ本体１５の下面に設けられるカウルトッププレート１６とを備えている。

主に、図１、図２、図４、図５に示すように、カウルトップアッパー１３は、フロントガラスの下縁に沿って車幅方向に延設されてフロントガラスの下縁を支持する。カウルトップロア１４は、カウルトップアッパー１３の下方で上方に開いた凹状の断面に形成され、後壁部１４ａの端部がカウルトップアッパー１３の後端部１３ａと結合され、前部側がカウルトップアッパー１３より前方に延びて前壁部１４ｂを形成している。

これらカウルトップアッパー１３及びカウルトップロア１４によって、カウルトップ本体１５は、断面が上方に開放された凹状に構成され、前部側が比較的変形し易い構成とされている。なお本実施形態では、カウルトップアッパー１３の前端部１３ｂがカウルトップロア１４の後壁部に結合されて閉断面を形成することでカウルトップアッパー１３（カウルトップ本体１５）の剛性を確保している。

カウルトッププレート１６は、カウルトップ本体１５の下面、即ち、カウルトップロア１４の下面に車幅方向に沿って延びて配され、カウルトップロア１４の下面との間に車幅方向に延びる閉断面を形成する断面ハット型に形成されている。カウルトッププレート１６は、カウルトップアッパー１３よりも前方側で、カウルトップロア１４の下面に沿って車幅方向に延びる閉断面を形成している。

カウルトッププレート１６の前端縁１６ａは、カウルトップロア１４の前壁部１４ｂよりも上方側かつ前方へ延設されている。このカウルトッププレート１６により、カウルトップロア１４（カウルトップ本体１５）の下面を車幅方向に亘って補強して剛性を向上している。

尚、カウルトップ本体１５の上部（凹状の断面の上部）は、図示しないデッキガーニッシュで覆われており、デッキガーニッシュには、外気を取り入れる空気取り入れ口が形成されている。また、カウルトップ本体１５の断面内には、ワイパーの駆動機構等が配されている。

カウルトップ部材５を、カウルトップアッパー１３、及び、カウルトップロア１４からなる断面凹状のカウルトップ本体１５と、カウルトップ本体１５（カウルトップロア１４）の下面に車幅方向に沿って延びて配されて閉断面を形成するカウルトッププレート１６とで構成し、カウルトッププレート１６の前端縁１６ａを上側に延在させることにより、ダッシュパネル６の上部の部位であるカウルトップ部材５に歩行者保護のための衝撃吸収エリアを確保しつつカウルトップ部材５（カウルトップ本体１５）の剛性を向上させることができる。

カウルトッププレート１６の後面には、ダッシュパネル６の上端部が結合され、ダッシュパネル６の上端部は、カウルトップアッパー１３よりも前側に配置されている。また、カウルトッププレート１６の車幅方向両端部には、ブレース材１１の上端部が連結されている。つまり、カウルトッププレート１６の両端部とダッシュクロスメンバ７の両端部との間をブレース材１１で上下に連結している。

これにより、カウルトッププレート１６、一対のブレース材１１、ダッシュクロスメンバ７により車幅方向に面が形成されるダッシュパネル６の外周に枠状の構造体を配した状態とすることで、ダッシュパネル６周りを補強している。

また、ダッシュパネル６の車両前側で、カウルトップ部材５（カウルトッププレート１６の下面）とダッシュクロスメンバ７の立上がり部７ａ（湾曲部）との間には、上下方向に一対で延びる縦方向連結部材３１がそれぞれ備えられている。即ち、ダッシュパネル６の中央寄りの部分でカウルトップ部材５とダッシュクロスメンバ７とを一対の縦方向連結部材３１で連結することで、ダッシュパネル６の周囲に構成される枠状の構造体を補強するとともに、ダッシュパネル６の中央部分における剛性を向上させている。

また、ダッシュパネル６の左右前方には、サスペンション装置のショックアブソーバ（ストラット）を支持するストラット支持部としてのストラットタワー８が左右一対で設けられている。ストラットタワー８は、ストラットの上端が支持される上壁面部８ａと、上壁面部８ａの内側及び前後面を形成する縦壁面部８ｂとにより構成されている（主に図５参照）。

ストラットタワー８は、ダッシュパネル６に対して前後方向に間隔を設けた位置で、サイドメンバ１とアッパーフレーム３との間に配され、車体の幅方向外側の上壁面部８ａの縁がアッパーフレーム３に接合され、車体の幅方向内側の縦壁面部８ｂの下縁がサイドメンバ１に接合されている。

ストラットタワー８の縦壁面部８ｂの車室側の面と、縦方向連結部材３１との間は、湾曲した形状の補強部材３２で連結されている。即ち、補強部材３２は、一端が縦方向連結部材３１に連結され、他端がストラットタワー８の車両の後方側の面に連結される一対の部材とされている。

つまり、ストラットタワー８が、カウルトッププレート１６、一対のブレース材１１、ダッシュクロスメンバ７、一対の縦方向連結部材３１からなる枠状の構造体で補強されたダッシュパネル６に支持されている。これによりストラットタワー８の変位（倒れ）が抑制されている。

上記で説明したように、本発明の車体前部の構造では、上方に開放される凹状のカウルトップ部材５の下部にカウルトップロア１４との間で閉断面を形成するのカウルトッププレート１６を設け、カウルトッププレート１６の両端部とダッシュクロスメンバ７の両端部とを一対のブレース材１１で連結するとともに、カウルトッププレート１６とダッシュクロスメンバ７の中央部（バックボーン２５）付近を一対の縦方向連結部材３１で連結している。

このため、カウルトップ部材５のカウルトッププレート１６、一対のブレース材１１、ダッシュクロスメンバ７、一対の縦方向連結部材３１により、車幅方向に面が形成される枠状の構造体がダッシュパネル６に重ねて配されて、ダッシュパネル６周りの剛性が向上される。

また、カウルトップ本体１５が上方に開放した凹状とされ、カウルトッププレート１６の前端縁１６ａを上方に延在させて変形し易い構成とすることにより、ダッシュパネル６の上部の部位であるカウルトップ部材５の上部に歩行者保護のための衝撃吸収エリアを確保することができる。

このため、ダッシュパネル６の上部のカウルトップ部材５の変形の容易性を確保して歩行者保護性能を損なうことなく、カウルトップ部材５下部の剛性を高めてダッシュパネル６周りの車両の剛性を高くすることができる。したがって、左右のストラットタワー８を支持するアッパーフレーム３間の剛性が向上されるので、左右のアッパーフレーム３およびストラットタワー８の倒れ（変位）が抑制され、走行安定性を向上させることができる。

更に、ストラットタワー８の縦壁面部８ｂの車室側の面と縦方向連結部材３１とを補強部材３２で連結することで、左右のストラットタワー８をダッシュパネル６を補強する縦方向連結部材３１を含む枠状の構造体で支持した構成としたので、ストラットタワー８自体の剛性が向上されると共に、左右のストラットタワー８のピッチ間剛性および上下、前後方向での捩れに対する剛性が向上される。

そのため、ストラットタワー８の倒れ（変位）を効率よく抑制して走行安定性をより一層向上させることができるする。更に、補強部材３２、及び、縦方向連結部材３１を介してストラットタワー８車両の前方から入力される荷重をダッシュクロスメンバ７に的確に分散させることができる。

また、縦方向連結部材３１の下端は、ダッシュクロスメンバ７のバックボーン２５のトンネル形状に対応した湾曲部（立上がり部７ａ）に接続されているので、ダッシュクロスメンバ７でも比較的剛性が高い部位（絞り加工された部位）に縦方向連結部材３１の下端を接続することができる。したがって、ストラットタワー８に入力した荷重を、ダッシュクロスメンバ７から車両前後方向に延びる壁部を有するバックボーン２５に効率よく伝達することができる。

例えば、本実施形態のようにストラットタワー８がダッシュパネル６から間隔を設けて配置される場合、衝突荷重が前方から入力されるとサイドメンバ１がダッシュパネル６の前方で上下方向に折れてしまう可能性があるが、補強部材３２が、ストラットタワー８と縦方向連結部材３１の間に連結されているので、補強部材３２が突っ張りとなりサイドメンバ１の上下方向への変位を抑制してサイドメンバ１が上下に折れるのを防止することができる。

また、図６に示すように、前面衝突等により車体の前方から荷重の入力があると（矢印［１］）、荷重はサイドメンバ１に伝わり後方に分散される。サイドメンバ１に入力された荷重は、ストラットタワー８から補強部材３２を介してダッシュクロスメンバ７に伝わり、バックボーン２５に分散することができる（矢印［２］）。したがって、車両前方からサイドメンバ１に入力された荷重を車両前後方向に延びるバックボーン２５の縦壁部に沿って車両の後方に効率よく分散させることが可能となる。これにより、車室の前方の領域（例えば、エンジンの後方）でのエネルギー吸収効率を高めることができる。

本発明は、車体前部の構造の産業分野で利用することができる。

１ サイドメンバ
２ フロントピラー
３ アッパーフレーム
５ カウルトップ部材
６ ダッシュパネル
７ ダッシュクロスメンバ
８ ストラットタワー
９ 掛け渡し部材
１１ ブレース材
１３ カウルトップアッパー
１４ カウルトップロア
１５ カウルトップ本体
１６ カウルトッププレート
２１ フロントエンドクロスメンバ
２２ 連結部材
２４ フロア
２５ バックボーン
３１ 縦方向連結部材
３２ 補強部材

Claims (4)

1. 車両の車幅方向両外側のピラーから車両前方へ延設される一対のアッパーフレームと、
   上方に開放された断面凹状に形成されて車幅方向に延びて配され、前記車両のフロントガラスの下縁を支持するカウルトップ本体と、カウルトップ本体の下面との間に車幅方向に延びる閉断面を構成するカウルトッププレートとを有して構成され、両端が前記アッパーフレームの基端部に結合されるカウルトップ部材と、
   前記カウルトッププレートに結合されて下方に配され、車室と車室前方の領域とを仕切るダッシュパネルと、
   前記ダッシュパネルの下縁で車幅方向に延設されて前記ダッシュパネルとの間に閉断面を形成するダッシュクロスメンバと、
   前記アッパーフレームの基端部の側壁に沿って閉断面を形成するよう上下方向に延びて配され、上部が前記カウルトッププレートの端部に結合され、下部が前記ダッシュクロスメンバの端部に結合される一対のブレース材と、
   前記ダッシュパネルの車幅方向の中央寄りの位置で上下方向に延びて配され、前記カウルトップ部材と前記ダッシュクロスメンバとを連結する一対の縦方向連結部材と、を備えた
   ことを特徴とする車体前部の構造。
2. 請求項１に記載の車体前部の構造において、
   前記ダッシュパネルの左右前方で前記アッパーフレームに接合されて設けられ、サスペンション装置のショックアブソーバを支える左右一対のストラット支持部と、
   一端が前記縦方向連結部材に連結され、他端が前記ストラット支持部の前記車両の後側の縦壁に連結される一対の補強部材と、を備えた
   ことを特徴とする車体前部の構造。
3. 請求項２に記載の車体前部の構造において、
   前記車両のフロアの車幅方向中央部において、上方に突出して車両前後方向に延びるトンネル状に形成されたバックボーンを備え、
   前記ダッシュクロスメンバは、前記バックボーンのトンネル形状に対応した湾曲部を有し、
   前記縦方向連結部材の下端は、前記湾曲部の立ち上がり部に接続されている
   ことを特徴とする車体前部の構造。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車体前部の構造において、
   前記ピラーの下部と前記アッパーフレームに亘り掛け渡される掛け渡し部材とを備え、
   前記掛け渡し部材の前記ピラー側の端部が、前記ダッシュクロスメンバの端部と前記ピラーとの結合部に結合されている
   ことを特徴とする車体前部の構造。
   
   

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