JP2010111169A - 車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】フロントピラーの車幅方向内側から入力される荷重に対する強度を向上できる車体前部構造の提供を課題とする。
【解決手段】フロントサスペンションタワー１６とカウル１８との間を連結する第１補強部材３０と、フロントピラー２０の内部に車体前後方向に沿って設けられ、フロントピラー２０の内壁２４と外壁２２とを連結する上下一対の補強板４４、４６を有する第２補強部材４０と、車体前後方向及び車幅方向に対して斜めに配置され、一端部５６が第１補強部材３０に連結され、他端部５８が第２補強部材４０に連結された第３補強部材５０と、第３補強部材５０の他端部５８が連結される連結部Ｃ付近における第２補強部材４０の上下一対の補強板４４、４６間にフロントピラー２０の車幅方向に沿って設けられ、フロントピラー２０の内壁２４と外壁２２とを連結する補強板６４、６６を有する第４補強部材６０と、を備えた車体前部構造１０とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両の車体前部構造に関する。

車両の前面衝突時に、ダッシュパネルの車室内への移動（車室の変形）を抑制するために、ダッシュパネルとフロントピラーとの間に斜めに補強部材を配置した構成は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。この場合、フロントピラーには、車幅方向内側から荷重が入力される。
特開２００３−１６５４６４号公報

しかしながら、この特許文献１に記載されているフロントピラーは、車幅方向内側から入力される荷重に対して補強することについては記載されていなかった。つまり、フロントピラーにおいて、車幅方向内側から入力される荷重に対して強度を向上させることについては、未だ改善の余地がある。

そこで、本発明は、上記事情に鑑み、フロントピラーの車幅方向内側から入力される荷重に対する強度を向上させることができる車体前部構造を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車体前部構造は、フロントサスペンションタワーとカウルとの間を連結する第１補強部材と、フロントピラーの内部に車体前後方向に沿って設けられ、該フロントピラーの内壁と外壁とを連結する上下一対の補強板を有する第２補強部材と、車体前後方向及び車幅方向に対して斜めに配置され、一端部が前記第１補強部材に前記カウルを介して連結され、他端部が前記第２補強部材に前記フロントピラーを介して連結された第３補強部材と、前記第３補強部材の他端部が連結される連結部付近における前記第２補強部材の上下一対の補強板間に前記フロントピラーの車幅方向に沿って設けられ、該フロントピラーの内壁と外壁とを連結する補強板を有する第４補強部材と、を備えたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、前面衝突時の荷重は、第１補強部材から第３補強部材を介してフロントピラーの車幅方向内側（内壁側）へ伝達される。ここで、そのフロントピラーの内部には、フロントピラーの内壁と外壁とを連結する上下一対の補強板を有する第２補強部材が設けられ、更に、その上下一対の補強板間には、フロントピラーの内壁と外壁とを連結する補強板を有する第４補強部材が設けられている。

したがって、フロントピラーに対して車幅方向内側から入力される荷重を、その第４補強部材及び第４補強部材によって補強された（変形が抑制された）第２補強部材により、効率よく受け止めることができる。つまり、これにより、フロントピラーの車幅方向内側から入力される荷重に対する強度を向上させることができる。

また、請求項２に記載の車体前部構造は、請求項１に記載の車体前部構造において、前記第４補強部材の補強板が、車体前後方向に対向する一対で設けられていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、第４補強部材の補強板が、車体前後方向に対向する一対で設けられているので、フロントピラーに対して車幅方向内側から入力される荷重を、その一対の補強板により、効率よく受け止めることができる。

また、請求項３に記載の車体前部構造は、請求項２に記載の車体前部構造において、前記第４補強部材の一対の補強板間に、前記連結部が配置されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、第４補強部材の一対の補強板間に、第３補強部材の他端部が連結される連結部が配置されているので、フロントピラーに対して車幅方向内側から入力される荷重を、その一対の補強板により、効率よく受け止めることができる。

以上のように、本発明によれば、フロントピラーの車幅方向内側から入力される荷重に対する強度を向上させることができる車体前部構造を提供することができる。

以下、本発明の最良な実施の形態について、図面に示す実施例を基に詳細に説明する。図１は本実施形態に係る車体前部構造１０を示す概略斜視図であり、図２は同じく概略側面図、図３は同じく概略平面図である。そして、図４は本実施形態に係る車体前部構造１０を示す一部拡大概略平面図であり、図５は同じく一部分解概略斜視図である。

なお、各図において適宜示される矢印ＦＲは車体前方向を示し、矢印ＵＰは車体上方向を示し、矢印ＩＮは車幅方向内側を示す。また、本実施形態に係る車体前部構造１０は、左右対称であるため、図１〜図５においては、右側の車体前部構造１０についてのみ示す。

図１〜図５で示すように、自動車等の車両１２において、車体前部側には、左右一対のエプロンアッパメンバ１４が車体前後方向に沿って（車体前後方向に延在するように）配設されており、その車幅方向内側には、左右一対のフロントサスペンションタワー１６が隣接して配設されている。

そして、各フロントサスペンションタワー１６の車体後方側には、車幅方向に沿って（車幅方向に延在するように）カウル１８が配設されている。カウル１８は、開口部を車体上方側に向けた略「コ」字状の断面形状とされており、その車幅方向両端部には、その略「コ」字状の断面を閉塞するようにカウルサイドパネル１８Ｂが設けられている。

このカウルサイドパネル１８Ｂは、後述するフロントピラー２０の車体前方側に隣接して配設されており、エプロンアッパメンバ１４の車体後方側に隣接して配設されている。つまり、エプロンアッパメンバ１４とカウルサイドパネル１８Ｂとフロントピラー２０は連接して配置される構成になっている。また、カウル１８の車体後方側の縦壁部がカウルトップパネル１８Ａとされており、図示しないダッシュパネルの上部が連結されるようになっている。

また、車両１２の車幅方向両側部には、略車体上下方向に延在する左右一対のフロントピラー２０が配設されている。各フロントピラー２０は、車幅方向外側（車室外側）に配置された外壁としてのピラーアウタパネル２２（サイメンアウタ）と、車幅方向内側（車室内側）に配置された内壁としてのピラーインナパネル２４と、を含んで構成されている。

ピラーアウタパネル２２は、車幅方向内側が開放された断面略ハット状に形成され、ピラーインナパネル２４は、車幅方向外側が開放された断面略ハット状に形成されている。そして、そのピラーアウタパネル２２とピラーインナパネル２４は、それぞれの周縁部に形成されているフランジ部２２Ａ、２４Ａ同士が接合されることで、閉断面構造を形成するようになっている。

また、フロントサスペンションタワー１６の外面と、カウル１８のカウルトップパネル１８Ａの内面とが、開口部を車体下方側に向けた略「コ」字状の断面形状とされた第１補強部材としてのフロントリインフォースメント３０によって連結されている。すなわち、フロントリインフォースメント３０の頂壁部３２の車体前後方向両端部にはフランジ部３２Ａが形成されており、フロントリインフォースメント３０の車幅方向を向く側壁部３４の車体前後方向両端部にはフランジ部３４Ａがそれぞれ形成されている。

そして、車体前方側のフランジ部３２Ａ、３４Ａが、フロントサスペンションタワー１６の外面にスポット溶接等の接合手段によって接合（連結）され、車体後方側のフランジ部３２Ａ、３４Ａが、カウル１８のカウルトップパネル１８Ａの内面にボルト・ナット等の接合手段３８（図４参照）によって接合（連結）されている。

また、フロントリインフォースメント３０とほぼ同じ高さ位置にある、フロントピラー２０におけるベルトライン部２０Ａの内部には、開口部を車幅方向外側に向けた断面略ハット状の第２補強部材としてのメインバルクヘッド４０が車体前後方向に沿って（車体前後方向に延在するように）配設されている。

すなわち、このメインバルクヘッド４０は、長手方向（車体前後方向）の長さが、閉断面構造を形成するフロントピラー２０のベルトライン部２０Ａにおける内部の車体前後方向の長さとほぼ同じ長さとされた連結板４２と、連結板４２の車体上下方向両端部からそれぞれ車幅方向外側へ向けて一体に延設された一対の補強板４４、４６とを有している。

この上下一対の補強板４４、４６の車幅方向の長さは、フロントピラー２０のベルトライン部２０Ａにおける内部の車幅方向の長さとほぼ同じ長さとされている。そして、この連結板４２と補強板４４、４６との境界部分（連設部分）が、メインバルクヘッド４０において強度効率の良い稜線４８となっている。

また、各補強板４４、４６の車幅方向外側端部には、それぞれ車体上下方向に屈曲されたフランジ部４４Ａ、４６Ａが形成されており、それら各フランジ部４４Ａ、４６Ａが、ピラーアウタパネル２２の内面にスポット溶接等の接合手段によって接合（連結）され、連結板４２が、ピラーインナパネル２４の内面に接合手段によって接合（連結）されている。

また、フロントリインフォースメント３０とメインバルクヘッド４０（フロントピラー２０のベルトライン部２０Ａ）との間には、断面略ハット状とされた第３補強部材としてのサイドリインフォースメント５０が開口部を略車幅方向外側に向けて（頂壁部５２を略車幅方向内側に向けて）配設されている。

すなわち、このサイドリインフォースメント５０は、平面視において、車体前後方向及び車幅方向に対して斜めに配置されており、その車体前方側端部（以下「前端部」という）５６は、カウル１８のカウルトップパネル１８Ａの外面に沿うように頂壁部５２側へ屈曲され、その車体後方側端部（以下「後端部」という）５８も、フロントピラー２０のピラーインナパネル２４の外面に沿うように頂壁部５２側へ屈曲されている。

そして、このサイドリインフォースメント５０の車体上下方向を向く側壁部５４には、それぞれ車体上下方向へ向かうフランジ部５４Ａが一体に形成されており、各フランジ部５４Ａが、カウル１８のカウルトップパネル１８Ａの外面側と、フロントピラー２０のベルトライン部２０Ａにおけるピラーインナパネル２４の外面側に、それぞれボルト・ナット等の接合手段３８、５５（図４参照）によって接合（連結）されるようになっている。

つまり、サイドリインフォースメント５０の一端部である前端部５６が、カウル１８のカウルトップパネル１８Ａを介して、フロントリインフォースメント３０の車体後方側端部３６に接合手段３８によって連結され、サイドリインフォースメント５０の他端部である後端部５８が、ピラーインナパネル２４を介して、フロントピラー２０のベルトライン部２０Ａに内設されたメインバルクヘッド４０（連結板４２）に接合手段５５によって連結されている。そして、その接合手段５５が配置されている部位が連結部Ｃ（図４参照）とされている。

また、メインバルクヘッド４０の内部、即ち上下一対の補強板４４、４６間で、かつ接合手段５５が配置されている連結部Ｃ付近には、開口部を車幅方向内側に向けた断面略ハット状の第４補強部材としてのサブバルクヘッド６０が車幅方向に沿って（車幅方向に延在するように）配設されている。

このサブバルクヘッド６０は、図６で示すように、車体上下方向の長さが、メインバルクヘッド４０の上下一対の補強板４４、４６の間隔とほぼ同じ長さとされた連結板６２と、連結板６２の車体前後方向両端部からそれぞれ車幅方向内側へ向けて一体に延設された一対の補強板６４、６６とを有している。

つまり、この一対の補強板６４、６６は、車体前後方向に対向して配置され、その車幅方向の長さは、閉断面構造を形成するフロントピラー２０のベルトライン部２０Ａにおける内部の車幅方向の長さとほぼ同じ長さとされている。なお、連結板６２の車体前後方向の長さは、サイドリインフォースメント５０の後端部５８における車体前後方向の長さとほぼ同じか、それより少し短い程度の長さでよい。

すなわち、サイドリインフォースメント５０の後端部５８は、ピラーインナパネル２４を介して、サブバルクヘッド６０の各補強板６４、６６の間におけるメインバルクヘッド４０の連結板４２に接合手段５５によって接合（連結）されている。つまり、一対の補強板６４、６６間に連結部Ｃが配置される構成になっている。したがって、連結板６２の車体前後方向の長さは、その連結部Ｃ（接合手段５５）を補強板６４、６６の間に配置可能となる程度の長さであればよい。

また、各補強板６４、６６の車幅方向内側端部には、それぞれ車体前後方向に屈曲されたフランジ部６４Ａ、６６Ａが形成されており、それら各フランジ部６４Ａ、６６Ａが、メインバルクヘッド４０の連結板４２の内面にスポット溶接等の接合手段によって接合（連結）されている。

そして、各補強板６４、６６の車体上下方向両端部にも、それぞれ車体前後方向に屈曲されたフランジ部６４Ｂ、６６Ｂが形成されており、それら各フランジ部６４Ｂ、６６Ｂが、メインバルクヘッド４０の補強板４４、４６の内面に、それぞれスポット溶接等の接合手段によって接合（連結）されている。

また、連結板６２の略中央部には、重量を軽減するための貫通孔６２Ａが形成されている。この貫通孔６２Ａの形状は、図示の円形状に限定されるものではなく、例えば矩形状等に形成されていてもよい。そして、この連結板６２はピラーアウタパネル２２に連結されている。つまり、ここで言う「連結」とは荷重を伝達可能な構成であることを含み、単に接触している場合も含む。

また、連結板６２と補強板６４、６６との境界部分（連設部分）である各稜線６８には、凹状のビード部７０がそれぞれ所定間隔を隔てて複数（図示のものは２個ずつ）形成されている。このビード部７０により、サブバルクヘッド６０における稜線６８の強度、即ち連結板６２に対する補強板６４、６６の曲げ強度を向上させられる構成である。

また、サイドリインフォースメント５０の後端部５８よりも車体後方側の左右のフロントピラー２０のピラーインナパネル２４間には、インストルメントパネルリインフォースメント（以下「インパネリインフォースメント」という）２６が車幅方向に架設されている。すなわち、各ピラーインナパネル２４の外面には円筒状の取付部２８が設けられ、各取付部２８内にインパネリインフォースメント２６の車幅方向両端部がそれぞれ嵌挿されている。

以上のような構成とされた車体前部構造１０において、次にその作用について説明する。車両１２が前面衝突したときには、エプロンアッパメンバ１４やカウルサイドパネル１８Ｂからフロントピラー２０に荷重（衝突荷重）が入力される。このとき、フロントピラー２０のベルトライン部２０Ａの内部には、メインバルクヘッド４０が配置されて、そのベルトライン部２０Ａが補強されている。すなわち、そのメインバルクヘッド４０には車体前後方向に延在する稜線４８が形成されている。

したがって、エプロンアッパメンバ１４やカウルサイドパネル１８Ｂから入力された荷重を、フロントピラー２０のベルトライン部２０Ａ（メインバルクヘッド４０の稜線４８）で効率よく受け止めることができる。よって、前面衝突時において、フロントサスペンションタワー１６やカウル１８（カウルトップパネル１８Ａ）の後退（車体後方側への移動）による車室の変形を抑制することができる。

また、車両１２の前面衝突時、エプロンアッパメンバ１４からフロントサスペンションタワー１６へも荷重が入力される。このとき、フロントサスペンションタワー１６とカウル１８のカウルトップパネル１８Ａとの間には、車体前後方向に延在するフロントリインフォースメント３０が架設され、更にカウル１８のカウルトップパネル１８Ａとフロントピラー２０のベルトライン部２０Ａにおけるピラーインナパネル２４との間には、車体前後方向及び車幅方向に対して斜めに延在するサイドリインフォースメント５０が架設されている。

したがって、その荷重は、フロントサスペンションタワー１６からフロントリインフォースメント３０を介してサイドリインフォースメント５０に伝達され、そのサイドリインフォースメント５０からフロントピラー２０のベルトライン部２０Ａに車幅方向内側（ピラーインナパネル２４側）から伝達される。ここで、そのサイドリインフォースメント５０が接合（連結）されているフロントピラー２０のベルトライン部２０Ａの内部には、メインバルクヘッド４０が配置されている。

そして、そのメインバルクヘッド４０の内部、即ち上下一対の補強板４４、４６間で、かつサイドリインフォースメント５０の後端部５８が連結されている連結部Ｃ付近には、サブバルクヘッド６０が配置されている。つまり、サブバルクヘッド６０の一対の補強板６４、６６間におけるメインバルクヘッド４０（連結板４２）に、サイドリインフォースメント５０の後端部５８が、ピラーインナパネル２４を介して、接合手段５５により接合（連結）されている。

したがって、サイドリインフォースメント５０に伝達され、フロントピラー２０のベルトライン部２０Ａに車幅方向内側から入力される荷重は、そのベルトライン部２０Ａに設けられたメインバルクヘッド４０内のサブバルクヘッド６０（補強板６４、６６）によって効率よく受け止められる。また、これにより、メインバルクヘッド４０の車幅方向内側からの荷重による稜線４８の変形が抑制されるため、その荷重をメインバルクヘッド４０でも受け止めることが可能となる。

また、メインバルクヘッド４０の稜線４８の変形が抑制されるため、上記したようなエプロンアッパメンバ１４やカウルサイドパネル１８Ｂからフロントピラー２０に入力される荷重を、そのメインバルクヘッド４０で更に効率よく受け止めることが可能となる。つまり、このようなサブバルクヘッド６０をメインバルクヘッド４０内に設けると、フロントピラー２０の剛性を高める（特に車幅方向内側から入力される荷重に対する強度を向上させる）ことができる。

したがって、前面衝突時において、フロントサスペンションタワー１６やカウル１８（カウルトップパネル１８Ａ）の後退（車体後方側への移動）による車室の変形を、サブバルクヘッド６０がメインバルクヘッド４０の内部に設けられていない構成と比べて、より確実に抑制することができる。また、これにより、メインバルクヘッド４０の板厚を薄肉化することが可能となるので、車両１２全体の軽量化が図れる利点もある。

また、このようなサブバルクヘッド６０をメインバルクヘッド４０内に設けることにより、側面衝突時に車幅方向外側から入力された荷重（衝突荷重）によるフロントピラー２０の車幅方向内側への変形（車室の変形）も、サブバルクヘッド６０がメインバルクヘッド４０の内部に設けられていない構成と比べて、より確実に抑制することができる。

また、このサブバルクヘッド６０は、インパネリインフォースメント２６をピラーインナパネル２４間に取り付けるための取付部２８の近くに配置されている。そのため、側面衝突時の荷重を、サブバルクヘッド６０からインパネリインフォースメント２６へ早期に伝達することができる。したがって、側面衝突時において、より一層車室の変形を抑制することができる。つまり、本実施形態に係る車体前部構造１０は、車両１２の前面衝突時及び側面衝突時において、車室内の空間を確保するのに有効な構造となっている。

なお、サブバルクヘッド６０の形状は、図６で示す形状に限定されるものではない。例えば図７で示すように、ビード部７０の他に、凹状で、かつ直線状のビード部７２を補強板６４、６６に複数本（図示のものは４本）車体上下方向に所定間隔を隔てて（等間隔に）形成する構成としてもよいし、例えば図８で示すように、そのビード部７２を連結板６２及び補強板６４、６６に跨るようにして（連続して）複数本（図示のものは４本）車体上下方向に所定間隔を隔てて（等間隔に）形成する構成としてもよい。

また、例えば図９で示すように、所定の大きさとされた略矩形凹状のビード部７４を補強板６４、６６の略中央部にそれぞれ１個ずつ形成する構成としてもよいし、例えば図１０で示すように、凹状ではなく、凸状で、かつ直線状のビード部７６を補強板６４、６６に複数本（図示のものは４本）車体上下方向に所定間隔を隔てて（等間隔に）形成する構成としてもよい。また、図示しないが、図８、図９で示したビード部７２、７４を凸状に形成してもよい。

更に、ビード部７０を設けずに、ビード部７２、７４、７６の何れかを設ける構成としてもよいし、ビード部７２、７４、７６を適宜組み合わせて設ける構成としてもよい。何れにしても、サブバルクヘッド６０の少なくとも補強板６４、６６に形成される各ビード部７０、７２、７４、７６は、連結板６２に対する補強板６４、６６の曲げ強度を向上させられる形状であればよく、図示のようなビード部７０、７２、７４、７６を設けることにより、補強板６４、６６の強度を向上させることができる。

以上、本実施形態に係る車体前部構造１０について、図面に示す実施例を基に詳細に説明したが、本実施形態に係る車体前部構造１０は、図示の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜設計変更可能なものである。例えば、メインバルクヘッド４０の各フランジ部４４Ａ、４６Ａの形状は、フロントピラー２０の内部の形状に合わせて適宜変更して構わないし、サブバルクヘッド６０の各フランジ部６４Ａ、６４Ｂ、６６Ａ、６６Ｂの形状も、それに合わせて適宜変更して構わない。

本実施形態に係る車体前部構造を示す概略斜視図 本実施形態に係る車体前部構造を示す概略側面図 本実施形態に係る車体前部構造を示す概略平面図 本実施形態に係る車体前部構造を示す一部拡大概略平面図 本実施形態に係る車体前部構造を示す一部分解概略斜視図 車体前部構造を構成する第４補強部材の概略斜視図 車体前部構造を構成する別の第４補強部材の概略斜視図 車体前部構造を構成する別の第４補強部材の概略斜視図 車体前部構造を構成する別の第４補強部材の概略斜視図 車体前部構造を構成する別の第４補強部材の概略斜視図

符号の説明

１０ 車体前部構造
１２ 車両
１４ エプロンアッパメンバ
１６ フロントサスペンションタワー
１８ カウル
１８Ａ カウルトップパネル
１８Ｂ カウルサイドパネル
２０ フロントピラー
２０Ａ ベルトライン部
２２ ピラーアウタパネル（外壁）
２４ ピラーインナパネル（内壁）
２６ インパネリインフォースメント
３０ フロントリインフォースメント（第１補強部材）
４０ メインバルクヘッド（第２補強部材）
４２ 連結板
４４ 補強板
４６ 補強板
５０ サイドリインフォースメント（第３補強部材）
５６ 前端部（一端部）
５８ 後端部（他端部）
６０ サブバルクヘッド（第４補強部材）
６２ 連結板
６４ 補強板
６６ 補強板
７０〜７６ ビード部
Ｃ 連結部

Claims (3)

1. フロントサスペンションタワーとカウルとの間を連結する第１補強部材と、
   フロントピラーの内部に車体前後方向に沿って設けられ、該フロントピラーの内壁と外壁とを連結する上下一対の補強板を有する第２補強部材と、
   車体前後方向及び車幅方向に対して斜めに配置され、一端部が前記第１補強部材に前記カウルを介して連結され、他端部が前記第２補強部材に前記フロントピラーを介して連結された第３補強部材と、
   前記第３補強部材の他端部が連結される連結部付近における前記第２補強部材の上下一対の補強板間に前記フロントピラーの車幅方向に沿って設けられ、該フロントピラーの内壁と外壁とを連結する補強板を有する第４補強部材と、
   を備えたことを特徴とする車体前部構造。
2. 前記第４補強部材の補強板は、車体前後方向に対向する一対で設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
3. 前記第４補強部材の一対の補強板間に、前記連結部が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の車体前部構造。

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