JP5072037B2 - 車両の車体前部における補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、エプロンメンバの突出端部をフロントサイドメンバに結合させる中空閉断面構造の結合体を備えた車両の車体前部における補強構造に関するものである。

上記車両の車体前部構造には、従来、下記特許文献１に示されるものがある。この公報のものによれば、車体前部構造は、車体の前後方向に延び、車体前部の下側部を構成するフロントサイドメンバと、このサイドメンバの後部側から上方に突出するフロントピラーと、このフロントピラーの長手方向の中途部から前方に向かって突出するエプロンメンバと、上下方向に延び、このエプロンメンバの突出端部を上記サイドメンバに結合させる中空閉断面構造の板金製結合体とを備えている。

そして、上記車両が、走行中にその前方の何らかの物体に衝突（前突）したとする。この際、通常、上記サイドメンバの前端部に対し上記物体から衝撃力が与えられ、この衝撃力により、このサイドメンバには、その前端部側が上方に押し上げられるような曲げモーメントが与えられる。そして、このモーメントにより上記サイドメンバは上方に向かって屈曲しようとする。

しかし、上記車体前部構造によれば、上記のようにサイドメンバが屈曲しようとすることは上記結合体が防止する。つまり、この結合体は上記サイドメンバへのモーメントの作用を防止するモーメントキャンセラーとして作用する。このため、前突時、上記サイドメンバは屈曲することなく、その長手方向に座屈させられ、これにより、このサイドメンバはより大きく塑性変形させられる。よって、上記衝撃力に基づくエネルギーは、上記サイドメンバが単に屈曲させられることに比べて、より大きく吸収される。この結果、車体前部に与えられる衝撃力が効果的に緩和される。
特開２００５−３３５６１９号公報

ところで、上記車体前部構造が小型の車両に適用されるものである場合において、この構造の構成部品である上記結合体を同形同大のままで、より大型の車両に適用できるようにし、つまり、異なる車種間で、上記結合体の共用化ができるようにすることが考えられる。しかし、上記車体前部構造を、より大型の車両に適用したとすると、一般に、この大型の車両は質量がより大きいため、前突時の上記モーメントも大きくなりがちである。よって、上記結合体のままではモーメントキャンセラーとしての作用が不十分となって、前突により、サイドメンバは屈曲しがちとなり、その塑性変形が不十分になるおそれがある。

そこで、例えば、大型の車両に適用される上記結合体の板厚をより大きくして、この結合体を補強し、前突時の大きいモーメントに対抗できるようにすることが考えられる。しかし、このようにすると、互いに異種の結合体を各種車両毎に準備する必要が生じるため、各種車両についての全体的な部品管理が煩雑になるおそれがある。

本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、車体前部構造の構成部品を型や質量が相違する各種車両間で共用できるようにして、これら各種車両についての全体的な部品管理が容易にできるようにし、かつ、上記構成部品を適用した車両の前突時に、車体前部に与えられる衝撃力を効果的に緩和できるようにすることである。

請求項１の発明は、車体２の前後方向に延び、車体２前部の下側部を構成するフロントサイドメンバ３と、このサイドメンバ３の後部側から上方に突出するフロントピラー４と、このフロントピラー４の長手方向の中途部から前方に向かって突出するエプロンメンバ５と、上下方向に延び、このエプロンメンバ５の突出端部を上記サイドメンバ３に結合させる中空閉断面構造の板金製結合体６とを備えた車両の車体前部における補強構造において、
上下方向に延び、上記結合体６に固着（Ｓ７〜Ｓ１０）されてこの結合体６を補強する補強材２５を設け、この補強材２５の全体を上記結合体６の内部空間２６に配置したことを特徴とする車両の車体前部における補強構造である。

請求項２の発明は、上記補強材２５を固着した上記結合体６の部分（Ｓ９，Ｓ１０）の近傍外面に、エンジンマウント３１を支持したことを特徴とする請求項１に記載の車両の車体前部における補強構造である。

なお、この項において、上記各用語に付記した符号や図面番号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項や図面の内容に限定解釈するものではない。

本発明による効果は、次の如くである。

請求項１の発明は、車体の前後方向に延び、車体前部の下側部を構成するフロントサイドメンバと、このサイドメンバの後部側から上方に突出するフロントピラーと、このフロントピラーの長手方向の中途部から前方に向かって突出するエプロンメンバと、上下方向に延び、このエプロンメンバの突出端部を上記サイドメンバに結合させる中空閉断面構造の板金製結合体とを備えた車両の車体前部における補強構造において、
上下方向に延び、上記結合体に固着されてこの結合体を補強する補強材を設け、この補強材の全体を上記結合体の内部空間に配置している。

このため、上記車体前部構造の構成部品である結合体に上記補強材を固着させようとするとき、上記結合体の形状や大きさを何ら変更することなく、この結合体に所望形状の上記補強材を固着させることができる。よって、上記結合体は、型や質量が相違する各種車両間で共用できることから、これら各種車両間についての全体的な部品管理がより容易にできる。

そして、上記結合体を大型や質量の大きい車両に適用する場合には、上記のように結合体に補強材を固着させてやればよい。このようにすれば、上記車両の前突時の衝撃力により、上記サイドメンバに与えられる曲げモーメントが、小型や質量の小さい車両の場合に比べて大きいとしても、上記補強材により補強された結合体は上記モーメントに強固に対抗して、上記サイドメンバが屈曲しようとすることを防止する。

このため、前突時、上記サイドメンバは屈曲することなく、その長手方向に座屈させられ、これにより、より大きく塑性変形させられる。よって、上記衝撃力に基づくエネルギーは、上記サイドメンバが単に屈曲させられることに比べて、より大きく吸収され、この結果、車体前部に与えられる衝撃力は効果的に緩和される。

請求項２の発明は、上記補強材を固着した上記結合体の部分の近傍外面に、エンジンマウントを支持している。

このため、上記補強材により補強された結合体の部分にエンジンマウントを介しエンジンが支持されることから、車体に対するエンジンの支持強度が、上記結合体を補強する補強材を利用したことによる簡単な構成によって、向上可能とされる。

本発明の車両の車体前部における補強構造に関し、車体前部構造の構成部品を型や質量が相違する各種車両間で共用できるようにして、これら各種車両についての全体的な部品管理が容易にできるようにし、かつ、上記構成部品を適用した車両の前突時に、上記車体前部に与えられる衝撃力を効果的に緩和できるようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための最良の形態は、次の如くである。

即ち、車両の車体前部における補強構造は、車体の前後方向に延び、車体前部の下側部を構成するフロントサイドメンバと、このサイドメンバの後部側から上方に突出するフロントピラーと、このフロントピラーの長手方向の中途部から前方に向かって突出するエプロンメンバと、上下方向に延び、このエプロンメンバの突出端部を上記サイドメンバに結合させる中空閉断面構造の板金製結合体とを備える。上記結合体に固着されてこの結合体を補強する補強材が設けられ、この補強材の全体が上記結合体の内部空間に配置される。

本発明をより詳細に説明するために、その実施例を添付の図に従って説明する。

図において、符号１は、自動車で例示される車両である。また、矢印Ｆｒは、この車両１の進行方向の前方を示している。また、下記する左右とは、前方に向かっての車体２の幅方向をいうものとする。

上記車体２前部は全体として板金製とされる。この車体２は、前後方向に延びると共にわずかに前上がり姿勢とされ、この車体２前部の下側部を構成するフロントサイドメンバ３と、これら左右サイドメンバ３を互いに結合させる不図示のクロスメンバと、上記サイドメンバ３の後部側から上方に突出するフロントピラー４と、このフロントピラー４の長手方向の中途部から前方に向かって突出するエプロンメンバ５と、上下方向に延び、このエプロンメンバ５の突出端部を上記サイドメンバ３の長手方向の中途部に結合させる結合体６と、これら各部材３〜６に跨って支持されるサスペンションタワー７とを備えている。

上記サイドメンバ３、フロントピラー４、エプロンメンバ５、および結合体６はいずれも中空閉断面構造とされて、それぞれ大きい強度と剛性とが確保され、車体２の骨格部材とされている。上記車体２は、その幅方向の中央部を基準として、ほぼ左右対称形とされている。

上記左右各フロントピラー４の長手方向の中途部には不図示のフロントカウルが架設され、上記左右各フロントピラー４の下部にはダッシュパネルが架設されている。このダッシュパネルよりも前方の車体２の内部がエンジン１０を内有するエンジンルーム１１とされ、上記ダッシュパネルよりも後方の車体２の内部が車室１２とされる。

上記サイドメンバ３は、車体２の幅方向で対面して互いに結合させられるアウタ、インナパネル１５，１６を備えている。このインナパネル１６の長手方向の各部断面は、車体２の外側方に向かって開口する横向きのハット形状をなしている。

上記エプロンメンバ５は、車体２の幅方向で互いに対面して互いに結合させられるアウタ、インナパネル１８，１９と、このインナパネル１９の突出端部から更に前方に突出するよう延設される延長パネル２０とを備えている。この場合、インナパネル１９と延長パネル２０とは互いに一体的に形成してもよい。

上記結合体６は、車体２の幅方向で互いに対面するアウタ、インナパネル２２，２３を備えている。これら両パネル２２，２３の前縁部同士はスポット溶接Ｓ１により結合され、後縁部同士とサスペンションタワー７の前縁部とがスポット溶接Ｓ２により結合されている。また、上記インナパネル２３の長手方向の各部断面はＬ字形状をなし、このインナパネル２３は、その前部を構成し、車体２の幅方向に延びる前部片２３ａと、車体２の幅方向における上記前部片２３ａの内側縁部から後方に向かって一体的に延出する後部片２３ｂとを備えている。

上記エプロンメンバ５のアウタパネル１８の前端部と結合体６のアウタパネル２２の上端部とがスポット溶接Ｓ３により結合され、上記エプロンメンバ５の延長パネル２０と結合体６のアウタパネル２２の上縁部とがスポット溶接Ｓ４により結合されている。一方、上記エプロンメンバ５のアウタパネル１８の前端部と結合体６のインナパネル２３の前部片２３ａ上端の外側縁部とがスポット溶接Ｓ５により結合されている。また、上記エプロンメンバ５の延長パネル２０と、結合体６の後部片２３ｂの後縁部と、サスペンションタワー７の前縁部とがスポット溶接Ｓ６により結合されている。また、上記結合体６の下縁部は上記サイドメンバ３の上縁部に結合されている。

上下方向に延び、上記結合体６にスポット溶接Ｓ７〜Ｓ１０により固着されてこの結合体６を補強する補強材２５が設けられ、この補強材２５は梨地模様で示されている。この補強材２５は、その全体が上記結合体６の内部空間２６に配置されている。上記補強材２５の長手方向の各部断面はＬ字形状をなし、この補強材２５は、その前部を構成し、車体２の幅方向に延びる前部片２５ａと、車体２の幅方向における上記前部片２５ａの内側縁部から後方に向かって一体的に延出する後部片２５ｂとを備えている。

なお、上記結合体６を構成するアウタ、インナパネル２２，２３の互いの対向面の間に、上記補強材２５の一部を差し込み可能とさせる隙間が形成され、もしくは、この隙間の形成が予定されている場合には、この隙間も上記内部空間２６に含まれるものとする。

上記補強材２５の上部では（図３）、この補強材２５の前部片２５ａは上記結合体６のインナパネル２３の前部片２３ａにスポット溶接Ｓ７されている。また、上記補強材２５の後部片２５ｂは上記結合体６のインナパネル２３の後部片２３ｂにスポット溶接Ｓ８されている。上記補強材２５の下部では（図４）、この補強材２５の後部片２５ｂの前、後縁部が上記結合体６のインナパネル２３の後部片２３ｂにスポット溶接Ｓ９，Ｓ１０されている。この場合、上記補強材２５は、上記結合体６を構成する複数（２枚）のパネルれ２２，２３のうち、単一のパネル（インナパネル２３）にのみ固着（Ｓ７〜Ｓ１０）されている。

上記補強材２５の後部片２５ｂの前後方向の中途部が車体２の外側方に向かって膨出し、この補強材２５の後部片２５ｂと結合体６のインナパネル２３とは中空の閉断面構造とされ、大きい強度と剛性とが確保されている。これら結合体６と補強材２５との間の内部空間２８は、上記結合体６の内部空間２６の一部分を形成している。

前記エンジン１０を車体２に弾性的に支持させるエンジンマウント３１が設けられている。このエンジンマウント３１は、上記サイドメンバ３のインナパネル１６の上面に固着されて支持される基台３２と、この基台３２に締結具３３により支持される門型の支持フレーム３４と、この支持フレーム３４に溶接により支持され弾性体３５を内嵌させて保持する円筒形状の支持体３６と、一端部がこの支持体３６に固着され、他端部が上記結合体６のインナパネル２３の後部片２３ｂに締結具３７により固着される補強バー３８とを備えている。そして、上記弾性体３５にブラケット４０を介し上記エンジン１０が締結具４１により弾性的に支持されている。

上記の場合、補強バー３８の他端部は、上記補強材２５を固着した上記結合体６の部分（Ｓ９，Ｓ１０）の近傍外面に固着されている。つまり、上記補強材２５により補強された結合体６の部分に上記補強バー３８を介しエンジンマウント３１の一部が支持されている。具体的には、上記補強材２５を固着した上記結合体６の部分（Ｓ９，Ｓ１０）の間のほぼ中央部、かつ、上記結合体６のインナパネル２３と補強材２５とによる上記閉断面構造部に上記補強バー３８を介しエンジンマウント３１の一部が支持されている。なお、この場合、結合体６のインナパネル２３と補強材２５とを２枚重ねとし、この２枚重ね部に締結具３７により補強バー３８の一端部を固着させてもよい。

上記構成によれば、上下方向に延び、結合体６に固着（Ｓ７〜Ｓ１０）されてこの結合体６を補強する補強材２５を設け、この補強材２５の全体を上記結合体６の内部空間２６に配置している。

このため、上記車体２前部構造の構成部品である結合体６に上記補強材２５を固着させようとするとき、上記結合体６の形状や大きさを何ら変更することなく、この結合体６の内部空間２６を利用して、この結合体６に所望形状の上記補強材２５を固着させることができる。よって、上記結合体６は、型や質量が相違する各種車両間で共用できることから、これら各種車両間についての全体的な部品管理がより容易にできる。

そして、上記結合体６を大型や質量の大きい車両に適用する場合には、上記のように結合体６に補強材２５を固着させてやればよい。このようにすれば、上記車両の前突時の衝撃力により、上記サイドメンバ３に与えられる曲げモーメントが、小型や質量の小さい車両の場合に比べて大きいとしても、上記補強材２５により補強された結合体６は上記モーメントに強固に対抗して、上記サイドメンバ３が屈曲しようとすることを防止する。

このため、前突時、上記サイドメンバ３は屈曲することなく、その長手方向に座屈させられ、これにより、より大きく塑性変形させられる。よって、上記衝撃力に基づくエネルギーは、上記サイドメンバ３が単に屈曲させられることに比べて、より大きく吸収され、この結果、車体２前部に与えられる衝撃力は効果的に緩和される。

また、上記結合体６を構成する複数のパネル２２，２３のうち、単一のパネルにのみ、上記補強材２５を結合している。

このため、上記結合体６に補強材２５を結合させようとする場合、上記結合体６自体の組み付け作業に先立って、まず、上記単一のパネルに補強材２５を結合し、次に、上記各パネル２２，２３を結合させることができる。上記構成によれば、結合体６と補強材２５との組み付け作業の自由度が向上する。

また、前記したように、補強材２５を固着した上記結合体６の部分（Ｓ９，Ｓ１０）の近傍外面に、エンジンマウント３１を支持している。

このため、上記補強材２５により補強された結合体６の部分にエンジンマウント３１を介しエンジン１０が支持されることから、車体２に対するエンジン１０の支持強度が、上記結合体６を補強する補強材２５を利用したことによる簡単な構成によって、向上可能とされる。

なお、以上は図示の例によるが、上記補強材２５を上記結合体６のインナパネル２３の内面に全体的に面接触させて、固着させてもよい。また、上記補強材２５は上記結合体６のアウタパネル２２に固着させてもよく、アウタ、インナパネル２２，２３に跨るよう固着させてもよい。

車体前部の右側部をこの車体の内部側から見た部分側面図である。 図１で示したものの正面部分断面図である。 図１のIII−III線矢視断面図である。 図１のIV−IV線矢視断面図である。 図１で示したものの斜視図であって、弾性体（３５）とブラケット（４０）との展開図である。

符号の説明

１ 車両
２ 車体
３ サイドメンバ
４ フロントピラー
５ エプロンメンバ
６ 結合体
１０ エンジン
１１ エンジンルーム
２２ アウタパネル
２３ インナパネル
２３ａ 前部片
２３ｂ 後部片
２５ 補強材
２５ａ 前部片
２５ｂ 後部片
２６ 内部空間
２８ 内部空間
３１ エンジンマウント
３８ 補強バー

Claims (2)

1. 車体の前後方向に延び、車体前部の下側部を構成するフロントサイドメンバと、このサイドメンバの後部側から上方に突出するフロントピラーと、このフロントピラーの長手方向の中途部から前方に向かって突出するエプロンメンバと、上下方向に延び、このエプロンメンバの突出端部を上記サイドメンバに結合させる中空閉断面構造の板金製結合体とを備えた車両の車体前部における補強構造において、
   上下方向に延び、上記結合体に固着されてこの結合体を補強する補強材を設け、この補強材の全体を上記結合体の内部空間に配置したことを特徴とする車両の車体前部における補強構造。
2. 上記補強材を固着した上記結合体の部分の近傍外面に、エンジンマウントを支持したことを特徴とする請求項１に記載の車両の車体前部における補強構造。

Images