JP4133723B2 - 自動車の前部車体構造 - Google Patents

Description

本発明は自動車の前部車体構造に係り、特に、フロントサイドフレームとアッパメンバーとの間の空間に前輪用のホイールハウスを設け、これらフロントサイドフレーム、アッパメンバーおよびホイールハウスで仕切る空間をエンジンルームとした自動車の前部車体構造に関する。

自動車の前部車体構造のなかには、フロントサイドフレームおよびアッパメンバーに亘って支持ブラケットを取り付け、この支持ブラケットでエンジンやトランスミッションを支持するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
特開平６−１９１４３７号公報（図２）

特許文献１を以下の図面に基づいて説明する。
図８は従来の基本構成を説明する図である。
自動車の前部車体構造１００は、車体の前後方向に延びるフロントサイドフレーム１０１を備え、このフロントサイドフレーム１０１の外側で且つ上方にアッパメンバー１０２を備え、フロントサイドフレーム１０１とアッパメンバー１０２との間の空間１０３に前輪用のホイールハウス１０４を備え、このホイールハウス１０４の前方位置に、フロントサイドフレーム１０１およびアッパメンバー１０２に亘って連結部材１０５を備える。

フロントサイドフレーム１０１、アッパメンバー１０２やホイールハウス１０４などでエンジンルーム１０６を形成し、このエンジンルーム１０６にエンジンおよびトランスミッション（図示せず）を配置し、エンジンおよびトランスミッションを連結部材１０５で支える。

ここで、連結部材１０５は、底部１０６と、この底部１０６の両側辺から立ち上げた一対の側片１０７，１０７とで断面略コ字形に形成したものである。
この連結部材１０５の上端部１０５ａをアッパメンバー１０２に取り付け、連結部材１０５の下端部１０５ｂをフロントサイドフレーム１０１に取り付ける。
この状態において、連結部材１０５の開口１０８が上向きになる。

上向きの開口１０８から連結部材１０５の両側片１０７，１０７間に、エンジンおよびトランスミッションの取付部材（図示せず）を差し込み、差し込んだ取付部材を両側片１０７，１０７の取付孔１０９，１０９を用いてボルト止めする。
これにより、エンジンおよびトランスミッションを取付部材を介して連結部材１０５に取り付ける。

ここで、従来の連結部材１０５では、両側片１０７，１０７が矢印の方向に変形する虞がある。両側片１０７，１０７の変形を防止する方法として、両側片１０７，１０７を新たな部材で補強することが考えられる。
しかし、補強部材を新たに設けることは構成が複雑になり好ましくない。そこで、簡素な構成で連結部材１０５の剛性を高める技術の実用化が望まれていた。

本発明は、簡単な構成で連結部材の剛性を高めることができる自動車の前部車体構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車体の前部に車体前後方向に向けてフロントサイドフレームを設け、このフロントサイドフレームの外側にアッパメンバーを設け、フロントサイドフレームおよびアッパメンバーでエンジンルームの骨格を形成し、アッパメンバーとフロントサイドフレームの間の空間に前輪用のホイールハウスを設け、これらフロントサイドフレーム、アッパメンバーおよびホイールハウスで仕切る空間をエンジンルームとした自動車の前部車体構造において、前記フロントサイドフレームとアッパメンバーとを連結部材で連結するとともに、この連結部材を前記ホイールハウスのエンジンルームに臨む面に沿わせた自動車の前部車体構造であって、前記連結部材を、前記アッパメンバーに取り付けられた上側連結部材と、前記フロントサイドフレームに取り付けられた下側連結部材とに２分割し、前記下側連結部材を前記フロントサイドフレームに取り付けた状態で、前記下側連結部材に取付孔を形成し、前記取付孔および前記フロントサイドフレームに形成された取付孔に、エンジン又はトランスミッションを支えるラバーマウンティング部材を取り付けたことを特徴とする。

フロントサイドフレームとアッパメンバーとを連結部材で連結する。この連結部材を、ホイールハウスのエンジンルームに臨む面に沿わせることで、連結部材をホイールハウスに接合する。
連結部材をホイールハウスに接合することで、ホイールハウスを連結部材の補強部材として兼用する。
これにより、新たな補強部材を用いることなく、連結部材の剛性を高めることができる。
さらに、フロントサイドフレームに取り付けた下側連結部材に取付孔を形成することで、フロントサイドフレームに形成した取付孔に対する組付公差を抑えることができる。
よって、フロントサイドフレームの取付孔と下側連結部材の取付孔とのピッチ（間隔）精度や、各取付孔の位置精度をより高めることが可能である。
これにより、ラバーマウンティング部材を取り付ける際に、ラバーマウンティング部材を各下取付孔に手間をかけないで簡単に合わせることが可能になる。

請求項２に係る発明は、前記上側連結部材および前記下側連結部材を、それぞれ、前記ホイールハウスに対して一定間隔をおいて沿わせた稜線部およびこの稜線部の両側から突出した一対の側片で断面略コ字形に形成し、前記一対の側片を前記ホイールハウスに接合することで、前記上側連結部材および前記ホイールハウスで閉断面を構成するとともに、前記下側連結部材および前記ホイールハウスで閉断面を構成し、前記上側連結部材および前記下側連結部材の剛性を高めることで、前記アッパメンバーの上下方向の変位を阻止することを特徴とする。

上側連結部材および下側連結部材をそれぞれ断面略コ字形に形成し、上側連結部材を構成する一対の側片をホイールハウスに接合し、下側連結部材を構成する一対の側片をホイールハウスに接合することで、上側連結部材およびホイールハウスで閉断面を形成するとともに、上側連結部材およびホイールハウスで閉断面を形成した。そして、上側連結部材に前記下側連結部材を連結した。
このように、上側連結部材およびホイールハウスで閉断面を形成するとともに、上側連結部材およびホイールハウスで閉断面を形成することで、新たな補強部材を用いることなく、上側連結部材および下側連結部材の剛性を高め、アッパメンバーの上下方向の変位を阻止できる。
さらに、剛性の高い下側連結部材にラバーマウンティング部材を介してエンジン又はトランスミッションを取り付けた。よって、エンジン又はトランスミッションをより好適に支えることができる。

請求項１に係る発明では、連結部材をホイールハウスに接合してホイールハウスを連結部材の補強部材として兼用することで、簡素な構成で連結部材の剛性を高めることができるという利点がある。

請求項２に係る発明では、請求項１と同様に、新たな補強部材を用いることなく、上側連結部材および下側連結部材の剛性を高めることで、簡素な構成で車体剛性を高めることができるという利点がある。
さらに、剛性を高めた下側連結部材に、ラバーマウンティング部材を介してエンジン又はトランスミッションを取り付けることで、エンジン又はトランスミッションをより好適に支えることができるという利点がある。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」は運転者から見た方向に従う。また、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る自動車の前部車体構造の斜視図である。
自動車の前部車体構造１０は、車体前部の左右側に左右のフロントサイドフレーム１１，１２を備え、左右のフロントサイドフレーム１１，１２の外側で且つ上方にそれぞれ左右のアッパメンバー１３，１４を設け、左右のフロントサイドフレーム１１，１２および左右のアッパメンバー１３とで、エンジンルーム１５の骨格を形成し、左アッパメンバー（アッパメンバー）１３と左フロントサイドフレーム（フロントサイドフレーム）１１の間の空間１６に左前輪用の左ホイールハウス（前輪用のホイールハウス）１８を設け、これら左フロントサイドフレーム１１、左アッパメンバー１３および左ホイールハウス１８で仕切る空間をエンジンルーム１５としたものである。

さらに、自動車の前部車体構造１０は、左フロントサイドフレーム１１と左アッパメンバー１３とを連結部材２０で連結するとともに、この連結部材２０を左ホイールハウス１８のエンジンルーム１５に臨む面１９に沿わせたものである。
エンジンルーム１５にエンジン２２およびトランスミッション２３を一体にしたエンジン／トランスミッションユニット２１を横向きに配置し、エンジン／トランスミッションユニット２１をラバーマウンティング部材２５を介して連結部材２０に取り付ける。

図２は本発明に係る自動車の前部車体構造の要部を示す斜視図である。
左ホイールハウス１８のうちの、ダンパベース２７の前部２８に連結部材２０を沿わせるとともに、連結部材２０をダンパベース２７の前部２８に、一例としてスポット溶接で接合する。
ダンパーベース２７は、フロントサスペンション用のダンパー（図示せず）を取り付けるための部位である。

連結部材２０は、左アッパメンバー１３に上端部３３を取り付け、左ホイールハウス１３の途中まで緩やかな下り勾配で延びた上側連結部材３１と、この上側連結部材３１に連結し、左フロントサイドフレーム１１まで略鉛直に延びた下側連結部材３２とからなる部材である。
下側連結部材３２にラバーマウンティング部材２５および取付部材２６を介してエンジン／トランスミッションユニット２１を取り付ける。

図３は本発明に係る自動車の前部車体構造を構成する連結部材を示す斜視図である。
上側連結部材３１の上端部３３を、左アッパメンバー１３に取り付け、左ホイールハウスの途中の部位１８ａまで緩やかな下り勾配で延ばし、この上側連結３１の下端部３４に下側連結部材３２の上端部３５に取り付け、下側連結３２の下端部３６を左フロントサイドフレーム１１の上部１１ａ（下端部３６の一部を、左フロントサイドフレーム１１の内壁部１１ｂ）に接合する。

図４（ａ）は図３の４ａ−４ａ線断面図、図４（ｂ）は図３の４ｂ−４ｂ線断面図である。
（ａ）に示すように、上側連結部材３１を、左ホイールハウス１８に対して所定間隔をおいて沿わせた稜線部３８およびこの稜線部３８の両側から左ホイールハウス１８に向けて突出した一対の側片３９，３９で断面略コ字形に形成する。
一対の側片３９，３９の接合部３９ａ，３９ａを、ホイールハウス１８のエンジンルームに臨む面１９に接合することで、上側連結部材３１および左ホイールハウス１８で閉断面を構成する。

（ｂ）に示すように、下側連結部材３２を、左ホイールハウス１８に対して所定間隔をおいて沿わせた稜線部４３およびこの稜線部４３の両側から左ホイールハウス１８に向けて突出した一対の側片４４，４４で断面略コ字形に形成する。
一対の側片４４，４４の接合部４４ａ，４４ａを、左ホイールハウス１８のエンジンルームに臨む面１９に接合することで、下側連結部材３２および左ホイールハウス１８で閉断面を構成する。

（ａ）、（ｂ）で説明したように、上側連結部材３１および下側連結部材３２からなる連結部材２０（図３参照）を断面略コ字形に形成し、連結部材２０を構成する一対の側片３９，３９，４４，４４を左ホイールハウス１８のエンジンルームに臨む面１９に接合することで、連結部材２０および左ホイールハウス１８で閉断面を形成する。
このように、連結部材２０および左ホイールハウス１８で閉断面を形成することで、新たな補強部材を用いることなく、連結部材２０の剛性を高めることができる。

すなわち、上側連結部材３１および下側連結部材３２からなる連結部材２０（図３参照）を、左ホイールハウス１８のエンジンルームに臨む面１９に沿わせて接合することで、左ホイールハウス１８を連結部材２０の補強部材として兼用する。
これにより、新たな補強部材を用いることなく、連結部材２０の剛性を高めることができる

図３に戻って、上側連結３１の下端部３４に下フランジ４６を形成し、下側連結部材３２の上端部３５に上フランジ４７を形成する。
さらに、下側連結部材３２の上端部３５のうち、稜線部４３にＬ形ブラケット５１の鉛直片５２を取り付け、Ｌ形ブラケット５１の水平片５３を水平に延ばす。
この下側連結部材３２の上フランジ４７に上側連結部材３１の下フランジ４６を突き合わせ、上側連結部材３１の下端部３４のうちの、稜線部３８をＬ形ブラケット５１の水平片５３に載せ、水平片５３に稜線部３８をボルト５４で取り付ける。

下側連結部材３２の下端部３６を左フロントサイドフレーム１１に取り付け、下側連結部材３２を上方に鉛直に立ち上げることで、下側連結部材３２の稜線部４３を鉛直に配置する。この稜線部４３の上端部４３ａに上取付孔５６を形成する。
上取付孔５６は、ラバーマウンティング部材２５の上側取付ブラケット５８を取り付けるための孔である。
左フロントサイドフレーム１１の内壁部１１ｂに一対の下取付孔５９，５９を形成する。一対の下取付孔５９，５９は、ラバーマウンティング部材２５の一対の下側取付ブラケット６１，６１を取り付けるための孔である。

左フロントサイドフレーム１１に一対の下取付孔５９，５９を形成し、左フロントサイドフレーム１１に取り付けた下側連結部材３２に上取付孔５６を形成することで、一対の下取付孔５９，５９に対する上取付孔５６の組付公差を抑える。
よって、一対の下取付孔５９，５９と上取付孔５６とのピッチ（間隔）精度や、一対の下取付孔５９，５９および上取付孔５６の位置精度をより高めることが可能である。

これにより、ラバーマウンティング部材２５を取り付ける際に、上側取付ブラケット５８の取付孔６３および一対の下側取付ブラケット６１，６１の取付孔６４，６４を、下側連結部材３２の上取付孔５６および左フロントサイドフレーム１１の一対の下取付孔５９に手間をかけないで簡単に合わせることが可能になる。

ラバーマウンティング部材２５は、枠体６６に上側取付ブラケット５８および一対の下側取付ブラケット６１，６１を設ける。枠体６６内にラバー部材６７を設け、このラバー部材６７に取付部材６８をボルト６９で取り付ける。
取付部材６８をボルト７１…、ナット７２…で、エンジン／トランスミッションユニット２１に取り付ける。

図５は本発明に係る自動車の前部車体構造を示す断面図である。
左アッパメンバー１３の内壁部１３ａに左ホイールハウス１８の上端部７４を接合し、左ホイールハウス１８の下端部７５を左フロントサイドフレーム１１の上端部１１ａに接合する。

上側連結部材３１の上端部３３を、左ホイールハウス１８の上端部７４を介して左アッパメンバー１３の内壁部１３ａに接合する。上側連結部材３１の下端部３４を、下側連結部材３２を介して左フロントサイドフレーム１１の上部１１ａに連結する。
加えて、上側連結部材３１の側片３９、３９（図４（ａ）も参照）の端部を、左ホイールハウス１８のエンジンルームに臨む面１９に、一例としてスポット溶接で接合する。

下側連結部材３２の下端部３６を左フロントサイドフレーム１１に取り付け、下側連結部材３２を上方に鉛直に立ち上げる。
加えて、下側連結部材３２の側片４４、４４（図４（ｂ）も参照）の端部を、左ホイールハウス１８のエンジンルームに臨む面１９に、一例としてスポット溶接で接合する。

このように、上側連結部材３１の下端部３４を下側連結部材３２を介して左フロントサイドフレーム１１の上部１１ａに連結し、且つ上側連結部材３１および下側連結部材３２を左ホイールハウス１８に接合することで、左フロントサイドフレーム１１、左アッパメンバー１３、左ホイールハウス１８などで構成した自動車の前部車体構造１０の剛性を高めることが可能になる。

さらに、左フロントサイドフレーム１１の上部１１ａに下側連結部材３２の下端部３６を接合することで、左フロントサイドフレーム１１と下側連結部材３２とを一体に構成する。
この状態で、左フロントサイドフレーム１１に、ラバーマウンティング部材２５の一対の下側取付ブラケット６１，６１（図３も参照）をボルト７７，７７、ナット７８，７８で取り付けるとともに、下側連結部材３２に、ラバーマウンティング部材２５の上側取付ブラケット５８をボルト７７、ナット７８で取り付ける。

このように、左フロントサイドフレーム１１および下側連結部材３２を一体構造にし、一体構造にした左フロントサイドフレーム１１および下側連結部材３２に、ラバーマウンティング部材２５を取り付けることで、ラバーマウンティング部材２５の取付剛性を高める。

加えて、図４（ａ），（ｂ）に示すように、上側連結部材３１および下側連結部材３２からなる連結部材２０（図３参照）を左ホイールハウス１８のエンジンルームに臨む面１９に接合することで、連結部材２０および左ホイールハウス１８で閉断面を形成する。
連結部材２０および左ホイールハウス１８で閉断面を形成することで、新たな補強部材を用いることなく、連結部材２０の剛性を高める。
この剛性の高い連結部材２０（具体的には、下側連結部材３２）に、エンジン／トランスミッションユニット２１のトランスミッション２３を取り付けることで、エンジン／トランスミッションユニット２１をより好適に支える。

次に、自動車の前部車体構造１０を組み付ける工程を図６に基づいて説明する。
図６は本発明に係る自動車の前部車体構造を組み付ける工程を説明する図である。
左フロントサイドフレーム１１の上部１１ａに下側連結部材３２の下端部３６を、一例としてスポット溶接で接合し、左フロントサイドフレーム１１と下側連結部材３２とを一体の構造とする。
下側連結部材３２を構成する稜線部４３の上端部４３ａに、Ｌ形ブラケット５１の鉛直片５２を取り付け、Ｌ形ブラケット５１の水平片５３を水平に延ばす。

一方、左アッパメンバー１３の内壁部１３ａに、左ホイールハウス１８の上端部７４および上側連結部材３１の上端部３３を、一例としてスポット溶接で接合する。
加えて、上側連結部材３１の側片３９、３９（図４（ａ）も参照）の端部を、左ホイールハウス１８のエンジンルームに臨む面１９に、一例としてスポット溶接で接合する。
これにより、左アッパメンバー１３、左ホイールハウス１８および上側連結部材３１を一体に構成する。

上側連結部材３１の下端部３４のうちの、稜線部３８を、Ｌ形ブラケット５１の水平片５３に載せるとともに、上側連結部材３１の下フランジ４６を下側連結部材３２の上フランジ４７に載せる。
このとき、左ホイールハウス１８の下端部７５を左フロントサイドフレーム１１の上部１１ａに当接する。

上側連結部材３１の稜線部３８をＬ形ブラケット５１の水平片５３にボルト５４、ナット７９で固定する。
上側連結部材３１の下フランジ４６と下側連結部材３２の上フランジ４７とを、一例としてスポット溶接で接合する。さらに、左ホイールハウス１８の下端部７５と左フロントサイドフレーム１１の上端１１ａとを、一例としてスポット溶接で接合する。
加えて、下側連結部材３２の側片４４、４４（図４（ｂ）も参照）の端部を、左ホイールハウス１８のエンジンルームに臨む面１９に、一例としてスポット溶接で接合する。

この状態において、左フロントサイドフレーム１１に、ラバーマウンティング部材２５の一対の下側取付ブラケット６１，６１（図３も参照）を、ボルト７７，７７、ナット７８，７８で取り付けるとともに、下側連結部材３２に、ラバーマウンティング部材２５の上側取付ブラケット５８をボルト７７、ナット７８で取り付ける。

次に、自動車の前部車体構造１０の作用を図７に基づいて説明する。
図７は本発明に係る自動車の前部車体構造の前端部に荷重がかかった例を説明する図である。
自動車の前部車体構造１０の左フロントサイドフレーム１１の前端部１１ｃに、荷重Ｆ１が矢印の如くかかった場合、左アッパメンバー１３に矢印の如く荷重Ｆ２が伝わる。
左アッパメンバー１３の後端部は、左フロントピラー（図示せず）に連結しているので、左アッパメンバー１３に矢印の如く荷重Ｆ２が伝わると、左アッパメンバー１３が上下方向に折れ曲がるように変形しようとする。

そこで、上側連結部材３１の上端部３３を左アッパメンバー１３に接合し、上側連結部材３１を下側連結部材３２を介して左フロントサイドフレーム１１の上部１１ａに連結した。加えて、上側連結部材３１および下側連結部材３２を、左ホイールハウス１８に接合した。
上側連結部材３１および下側連結部材３２を左ホイールハウス１８に接合することで、上側連結部材３１と左ホイールハウス１８とで閉断面を形成し（図４（ａ）参照）、且つ下側連結部材３２と左ホイールハウス１８とで閉断面を形成する（図４（ｂ）参照）。

これにより、上側連結部材３１および下側連結部材３２の剛性、すなわち連結部材２０の剛性を高めて左アッパメンバー１３を強固に支える。
よって、左アッパメンバー１３に矢印の如く荷重Ｆ２が伝わった場合でも、上側連結部材３１および下側連結部材３２で、左アッパメンバー１３が上下方向に変形することを阻止できる。

なお、前記実施の形態では、上側連結部材３１および下側連結部材３２をそれぞれ断面コ字形に形成した例について説明したが、上側連結部材３１および下側連結部材３２の形状は断面コ字形に限らないで、その他の形状にすることも可能である。
要は、上側連結部材３１および下側連結部材３２をそれぞれ左ホイールハウスと一体にすることで閉断面を形成するように構成すれば同様の効果を得ることができる。

また、前記実施の形態では、左フロントサイドフレーム、左アッパメンバー、左ホイールハウスの構成に本発明を適用した例について説明したが、この発明を、右フロントサイドフレーム、右アッパメンバー、右ホイールハウスの構成に適用することも可能である。

さらに、前記実施の形態では、下側連結部材３２に、ラバーマウンティング部材２５を介してエンジン／トランスミッションユニット２１のトランスミッション２３を取り付ける例について説明したが、下側連結部材３２に、エンジン／トランスミッションユニット２１のエンジン２２を取り付けることも可能である。

本発明の自動車の前部車体構造は、フロントサイドフレームとアッパメンバーとの間の空間に前輪用のホイールハウスを設け、これらフロントサイドフレーム、アッパメンバーおよびホイールハウスで仕切る空間をエンジンルームとした自動車に好適である。

本発明に係る自動車の前部車体構造の斜視図である。 本発明に係る自動車の前部車体構造の要部を示す斜視図である。 本発明に係る自動車の前部車体構造を構成する連結部材を示す斜視図である。 図４（ａ）は図３の４ａ−４ａ線断面図、図４（ｂ）は図３の４ｂ−４ｂ線断面図である。 本発明に係る自動車の前部車体構造を示す断面図である。 本発明に係る自動車の前部車体構造を組み付ける工程を説明する図である。 本発明に係る自動車の前部車体構造の前端部に荷重がかかった例を説明する図である。 従来の基本構成を説明する図である。

符号の説明

１０…自動車の前部車体構造、１１…左フロントサイドフレーム（フロントサイドフレーム）、１３…左アッパメンバー（アッパメンバー）、１５…エンジンルーム、１６…左アッパメンバーと左フロントサイドフレームの間の空間、１８…左ホイールハウス（ホイールハウス）、１９…エンジンルームに臨む面、２０…連結部材、２１…エンジン／トランスミッションユニット、２２…エンジン、２３…トランスミッション、２５…ラバーマウンティング部材、３１…上側連結部材、３２…下側連結部材、３８，４３…稜線部、３９，４４…側片、５６…上取付孔、５９…下取付孔。

Claims (2)

1. 車体の前部に車体前後方向に向けてフロントサイドフレームを設け、このフロントサイドフレームの外側にアッパメンバーを設け、フロントサイドフレームおよびアッパメンバーでエンジンルームの骨格を形成し、アッパメンバーとフロントサイドフレームの間の空間に前輪用のホイールハウスを設け、これらフロントサイドフレーム、アッパメンバーおよびホイールハウスで仕切る空間をエンジンルームとした自動車の前部車体構造において、
   前記フロントサイドフレームとアッパメンバーとを連結部材で連結するとともに、この連結部材を前記ホイールハウスのエンジンルームに臨む面に沿わせた自動車の前部車体構造であって、
   前記連結部材を、前記アッパメンバーに取り付けられた上側連結部材と、前記フロントサイドフレームに取り付けられた下側連結部材とに２分割し、
   前記下側連結部材を前記フロントサイドフレームに取り付けた状態で、前記下側連結部材に取付孔を形成し、
   前記取付孔および前記フロントサイドフレームに形成された取付孔に、エンジン又はトランスミッションを支えるラバーマウンティング部材を取り付けたことを特徴とする自動車の前部車体構造。
2. 前記上側連結部材および前記下側連結部材を、それぞれ、前記ホイールハウスに対して一定間隔をおいて沿わせた稜線部およびこの稜線部の両側から突出した一対の側片で断面略コ字形に形成し、前記一対の側片を前記ホイールハウスに接合することで、前記上側連結部材および前記ホイールハウスで閉断面を構成するとともに、前記下側連結部材および前記ホイールハウスで閉断面を構成し、
   前記上側連結部材および前記下側連結部材の剛性を高めることで、前記アッパメンバーの上下方向の変位を阻止することを特徴とする請求項１記載の自動車の前部車体構造。

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