JP4803380B2 - 車両前部の車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両前部にラジエータサポートを備えた車両前部の車体構造に関する。

従来、一般的な車両においては、車両前部に他の車両等と衝突した時の衝撃を緩和して乗員を保護するための車体構造が採られており、例えば、車室前方に延設されるサイドメンバは、先端側から順次後方側に潰れて衝撃を吸収するように構成されている。

一方、車両の前部には、通常、ラジエータ等の機器を装着するためのラジエータサポートが設けられている。ラジエータサポートは、フードを支えるアッパーバーとサイドメンバとにわたり車両の上下方向に延びて設けられる構造が従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。即ち、エンジンルームのフードの前縁を支持するアッパーバーに２本の長尺状のラジエータサポートの上端が接合され、サイドメンバの前端部近傍の側面にラジエータサポートがそれぞれ接合されている。

アッパーバーとサイドメンバとにわたり２本のラジエータサポートが接合されることにより、ラジエータ等の機器の重量をアッパーバー及びサイドメンバで支えて、確実に固定するよう構成されている。

特開２００５−１１９５３７号公報

しかしながら、従来の車両前部の車体構造では、ラジエータサポートがサイドメンバの側面に接合されているので、接合部においてサイドメンバの強度が部分的に増加してしまう。そのため、サイドメンバのラジエータサポートとの接合部の周辺では剛性が過剰となるため、車両衝突時において接合部周辺だけサイドメンバが破壊されずに残ってしまう虞がある。サイドメンバに潰れ残りが発生すると、その分、衝突エネルギーの吸収効率が悪くなるので、車室の変形量が増すなど車室側に悪影響を及ぼす虞がある。

この問題を解決するには、衝突エネルギーを十分に吸収できるよう車室前方におけるサイドメンバの長さを延ばす必要があるが、そうすると車両が大きくなってしまったり、車室空間を犠牲にしなければならなくなり、デザイン的にも制約を受けてしまう虞がある。特に、車両の大きさに制限のある軽自動車等の場合、非常に大きく影響を受けるため問題である。

また、衝突時のエネルギー吸収には、サイドメンバの先端から順次破壊されていくことが乗員に対する衝撃を低くする観点から望ましいが、特許文献１の構造のようにサイドメンバ先端部にラジエータサポートが接合されていると、接合部が破壊の妨げとなってサイドメンバが先端部から破壊されずに後方側が先に破壊されてしまいサイドメンバが軸方向にスムーズに潰されずにサイドメンバ後方側（車室側近辺）から折れてしまうなど、十分に衝突エネルギーを吸収することができなくなってしまう虞があった。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、ラジエータサポートによって、サイドメンバの破壊が妨げられることなく効率良く確実に衝突エネルギーを吸収して安全性を維持することができる車両前部の車体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に係る本発明の車両前部の車体構造は、車両の車室前部の左右に位置して上下方向に延設される一対のフロントピラーに基端が接合されて車両前方に延設される左右一対のアッパーフレームと、前記フロントピラーより車幅方向内側で、かつ前記アッパーフレームよりも下方に配置されて前記車室の前方に延設される左右一対のサイドメンバと、車両前部で車幅方向に配置されフードの前縁を支持するアッパーバーと、車両前部に設けられラジエータを支持するラジエータサポートとを備える車両前部の車体構造において、前記アッパーフレームの前端部から連続的に車幅方向内方斜め前方へ延びて前記アッパーフレームの前端面よりも車両前方に位置するサイドメンバの前端面に接合され、前記サイドメンバの前端面と前記アッパーフレームの前端面とを連結する連結部材を設け、前記ラジエータサポートの上端を前記アッパーバーに接合するとともに下端を前記連結部材の前記アッパーフレームと前記サイドメンバとの間に位置する部位に接合し、同ラジエータサポートを前記アッパーバーと前記連結部材との間にわたって配置したことを特徴とする。

請求項１に係る本発明では、サイドメンバの前端面とアッパーフレームの前端面とを連結する連結部材を設けて、ラジエータサポートの下端を連結部に接合したので、衝突時においてラジエータサポートがサイドメンバの破壊を妨げることがなくなり、衝突エネルギーの吸収が前端から後方側までスムーズに行われ衝撃吸収性能を十分に発揮することができる。よって、潰れ残り等を考慮してサイドメンバを延ばす必要がなくなるので、車両が大きくなったり、車室空間が狭くなるなどの問題がなくなり、逆に車両をよりコンパクトにしたり、車室空間を広くすることが可能となる。
また、ラジエータサポートがアッパーバーと連結部材との間にわたって配置されるので、ラジエータサポートが強固となり、ラジエータをより確実に支持することができる。

そして、請求項２に係る本発明の車両前部の車体構造は、請求項１に記載の車両前部の車体構造において、前記連結部材は、車両前方からの正面視で車幅方向外側に向かうに従って上方に傾斜して配されていることを特徴とする。

請求項２に係る本発明では、連結部材を車幅方向外側に上方に傾斜するように配置したので、サイドメンバに入力した衝突エネルギーを効率良くアッパーフレーム側に分散させることができる。また連結部材によって車両正面から受ける面積を多く確保することができ、オフセット衝突等においては、相手構造物の進入を効率良く防ぐことができる。

また、請求項３に係る本発明の車両前部の車体構造は、請求項１もしくは請求項２に記載の車両前部の車体構造において、ラジエータサポートは、上部に対して下部が車幅方向の外側に配される形状であることを特徴とする。

請求項３に係る本発明では、ラジエータサポートは上部に対して下部が車幅方向の外側に配されるので、トラスの一部を構成する骨組み形状となってラジエータ等の支持剛性が確保される。

また、請求項４に係る本発明の車両前部の車体構造は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両前部の車体構造において、前記ラジエータが枠材で保持され、同枠材が前記サイドメンバの上面に載置されると共に前記枠材の上部が前記ラジエータサポートに取り付けられることを特徴とする。

請求項４に係る本発明では、ラジエータの枠材が上部をラジエータサポートに支持されて、サイドメンバの上面に載置されるので、ラジエータによってサイドメンバの破壊を妨げることなくラジエータを安定して保持することができる。

本発明の車両前部の車体構造は、ラジエータサポートによって、サイドメンバの破壊が妨げられることなく効率良く確実に衝突エネルギーを吸収して安全性を維持することができる。

図１には本発明の一実施形態例に係る車両前部の車体構造を表す斜視状況、図２には図１の分解状況、図３には図１の側面視状況、図４には図１の正面視状況、図５には図１の平面視状況、図６には図４中のＡ−Ａ線断面矢視、図７にはラジエータの取付き状態を表す斜視状況、図８にはラジエータが取付けられた状態の正面視状況、図９にはラジエータの取付き状態を表す概略側面視状況を示してある。

図１、図２に示すように、車両の車室Ｓ前部の左右両側部には、車両の上下方向に延設された一対のフロントピラー３が備えられ、フロントピラー３には、車両の前方に延びる左右一対のアッパーフレーム６の基端が接合されている。左右のフロントピラー３同士は、車幅方向に延びるカウルトップパネル９で連結されており、カウルトップパネル９の下方には、車室Ｓと車室前方の領域（フードルーム）とを仕切るダッシュパネル１０が配置されている。ダッシュパネル１０の左右前方には、サスペンション装置を支持する筒型のストラットハウス１６が設けられ、アッパーフレーム６に接合されている。

また、フロントピラー３より車幅方向内側でかつアッパーフレーム６より下方の位置には、車両前後方向に延設される左右一対のフロントフロアサイドメンバ（サイドメンバ）１が配置されており、サイドメンバ１は、車室Ｓの下方からダッシュパネル１０に沿って車両前方へ延ばされている。そして、アッパーフレーム６の前端部は、連結ブレース７を介してサイドメンバ１の前端部に連結されており、サイドメンバ１の前端部同士はフロントエンドクロスメンバ２で連結されている。

尚、ここで言う車室前方の領域（フードルーム）とは、フードによって上方を覆われた車両前部の領域で、エンジンが前部に置かれる車両の場合、一般的にエンジンルームと呼ばれている部分を指す。

図１、図２に示すように、フロントピラー３は、上方側が車両の斜め上後方に傾斜されて図示しないルーフピラーに繋がり、下方側が下端部でサイドメンバ１と平行に配されて車両後方に延びるサイドシル４に繋がっている。そして、サイドシル４の前端部（フロントピラー３の下端部）とサイドメンバ１との間には、補強部材としての補強ブレース８が設けられており、サイドシル４とサイドメンバ１とを連結している。

図３に示すように、フロントピラー３の略中央部位には、車両前方側に突出された接合突出部５が一体に設けられており、この接合突出部５にアッパーフレーム６の基端が重ねられて接合されている。

アッパーフレーム６の基端側は、その下縁部の形状が車両後方に向かうに従って下向きに湾曲するよう形成されている。また、フロントピラー３の前縁部から連続する接合突出部５の下縁部が、アッパーフレーム６下縁部の湾曲に沿った湾曲状に形成されており、アッパーフレーム６がフロントピラー３に接合された状態でアッパーフレーム６の下縁部とフロントピラー３の前縁部とが連続する形状に構成されている。

また、アッパーフレーム６基端側の上縁部は、略水平な形状とされており、アッパーフレーム６に伝わった荷重がフロントピラー３の下方側に導かれる形状とされている。

一方、アッパーフレーム６の前端側は、下向きに湾曲するよう形成されており、そのアッパーフレーム６の前端面には、サイドメンバ１の前端面に接合される連結ブレース７が接合されている。そして、連結ブレース７下縁部とアッパーフレーム６の下縁部とフロントピラー３の前縁部とが車両横方向から見て連続したアーチ状となるように構成されている。

連結ブレース７は、アッパーフレーム６の前端部とサイドメンバ１の前端部とを連結する連結部材であり、図３〜図５に示すように、アッパーフレーム６の前端部から連続的に車幅方向内方斜め前方へ延びてアッパーフレーム６の前端面よりも車両前方に位置するサイドメンバ１の前端面に接合されており、連結ブレース７は、車両正面から見て車幅方向外側に向かって上方に傾斜するよう配置されている。つまり、サイドメンバ１の前端部の正面とアッパーフレーム６の前端部の正面とにわたり連結ブレース７が接合されている。

図６に示すように、連結ブレース７は、アウターパネル７ａとインナーパネル７ｂによって閉断面に構成されており、連結ブレース７のインナーパネル７ｂがサイドメンバ１の前端部の前面を塞ぐように溶接により接合されている。そして、連結ブレース７のアウターパネル７ａの前面にフロントエンドクロスメンバ２が結合されている。

フロントエンドクロスメンバ２は、サイドメンバ１の前端面に接合された連結ブレース７にボルト１５（図４参照）により結合され、左右に配置される連結ブレース７同士を連結するとともに、左右一対のサイドメンバ１の前端部同士を連結している。フロントエンドクロスメンバ２はバンパーの補強・取付け具としても使用される。

図１、図３、図４に示すように、アッパーフレーム６には、車両上方に延設される延設部１１が形成されている。延設部１１には、フードの前縁を支持するアッパーバー１２の端部が接合されており、この延設部１１でアッパーバー１２を支持している。アッパーバー１２はフードルーム（車室前方の領域）の前部で車幅方向に配置される構造部材で、フードのロック部材やフードとの金属緩衝を抑制するゴム部材等が設置されている。

図１〜図４に示すように、フードルームの前部には、ラジエータ等を支持するための左右一対のラジエータサポート１３が、アッパーバー１２と連結ブレース７とに亘り設けられている。ラジエータサポート１３は、車両上下方向に延設された部材であり、上端部がアッパーバー１２の下面にボルトにより結合（図示無し）され、下端部が連結ブレース７のサイドメンバ１とアッパーフレーム６との間に位置する部位に接合されている。そして、ラジエータサポート１３は、上方側に対して下方側が車幅方向外側に広がるよう配置され、一対のラジエータサポート１３を車両前方から見ると略ハの字形状（図４参照）となっている。また、左右のラジエータサポート１３同士は、上下方向略中央部付近で車幅方向に延びるクロス部材によって連結されている。また、ラジエータサポート１３にはランプ等の機器が保持される。

図７〜図９に示すように、ラジエータ３１は図示しないエアコンのコンデンサやラジエータファンとともに枠材としての枠部材３２に一体で保持されて車両前部（フードルーム前部）に配置されている。枠部材３２の側部上側には取付腕３３が設けられると共に、枠部材３２の側部下側には取付足３４が設けられており、取付腕３３はラジエータサポート１３に取り付けられ、取付足３４はサイドメンバ１の上面に載置されている。

詳しくは、枠部材３２の取付腕３３にはボルト取付穴８１が設けられ、ボルト取付穴８１を介して図示しないボルトにより取付腕３３がラジエータサポート１３に取り付けられる。また、枠部材３２の取付足３４の下側には嵌合ピン８２が設けられており、サイドメンバ１の上面には嵌合ピン８２が嵌合する嵌合穴８３が設けられている。そして、枠部材３２の取付足３４の嵌合ピン８２を嵌合穴８３に嵌合させることにより、サイドメンバ１の上面に取付足３４が載置される。

即ち、ラジエータ３１は、両側部をサイドメンバ１の上面に載置した状態で上方側をラジエータサポート１３により支持させることで、車両前部に設置されている。また、図９に示すように、取付足３４は、ラジエータ３１に対して傾斜して設けられ、嵌合ピン８２がサイドメンバ１の嵌合穴８３に略垂直に嵌合されることで、ラジエータ３１は下側が車両後方側に傾斜した状態で支持される。

尚、枠部材３２の取付足３４の嵌合ピン８２は、衝突等の衝撃により折れる程度の強度であり、サイドメンバ１の破壊（潰れ）を邪魔するものではない。

図１、図２、図５に示すように、ストラットハウス１６前方のサイドメンバ１とアッパーフレーム６及び連結ブレース７で囲まれる部位にはフェンダーシールド１４が設けられている。フェンダーシールド１４は、車両後方側がストラットハウス１６に連続するように接合されるとともに、サイドメンバ１とアッパーフレーム６及び連結ブレース７に他の３方が接合されている。ストラットハウス１６は後部がダッシュパネル１０の縦壁に接合されている。

上記構成のように本発明の車両前部の車体構造では、連結ブレース７がサイドメンバ１の前端面とアッパーフレーム６の前端面とにわたり接続され、ラジエータサポート１３の下端が連結ブレース７に接合されている（図３〜図６参照）ので、衝突時においてラジエータサポート１３がサイドメンバ１の破壊を妨げることがなくなり、衝突エネルギーの吸収が前端から後方側までスムーズに行われ衝撃吸収性能を十分に発揮することができる。そして、連結ブレース７がサイドメンバ１前端の前面に接合されているので、サイドメンバ１の破壊を邪魔せず、閉断面部分で衝突エネルギー吸収の役割を兼用することができる。

また、連結ブレース７を車幅方向外側上方に傾斜するように配置したので、サイドメンバ１に入力した衝突エネルギーを効率良くアッパーフレーム６側に分散させることができると共に、連結ブレース７によって車両正面から受ける面積を多く確保することができ、オフセット衝突等において相手構造物の進入を効率良く防ぐことができ、特に車両との衝突の場合、相手車両の大きさや重量に拘わらず衝突時に車室側への相手車両の構造物（サイドメンバ等）の進入を最小限に抑制することができる。

また、ラジエータサポート１３は、その上端がフードの前縁を支持するアッパーバー１２に接合されてアッパーバー１２と連結ブレース７との間にわたって配置され、さらに、下方側が車幅方向外側に広がる略ハの字形状とされている（図４参照）ので、一対のラジエータサポート１３によりトラスの一部を構成する骨組み形状となり、ラジエータサポート１３が強固となる。よって、ラジエータ３１等の支持剛性が確保され、ラジエータ３１（図７〜図９参照）をより確実に支持することができる。

また、ラジエータ３１を枠部材で保持し、枠部材３２をサイドメンバ１の上面に載置するとともに、上部をラジエータサポート１３に結合させて支持するようにしたので、ラジエータ３１によってサイドメンバ１の破壊を妨げることなくラジエータ３１を安定して保持（設置）することができる。

また、ストラットハウス１６前方のサイドメンバ１とアッパーフレーム６及び連結ブレース７で囲まれる部位にフェンダーシールド１４が接合されているので、これら４部材で囲まれる領域の変形を抑制することができる。従って、車両衝突時において、アッパーフレーム６が途中で折れ曲がることを防止して前端から後端まで順次破壊させることができるので、効率よく衝突エネルギーを吸収することができる。

更に、上述した作用効果に加えて本発明の車両前部の車体構造では、車室前方領域のフードの前縁を支持するアッパーバー１２の端部がアッパーフレーム６の延設部１１に接合されているので、フードの上方からアッパーバー１２に過剰な入力（例えば、歩行者の衝突等によるフードからの過剰な入力）があった際には延設部１１が変形して過剰な入力を吸収することができる。

また、フロントエンドクロスメンバ２がボルト１５で結合されているので、メンテナンス時等にフロントエンドクロスメンバ２を容易に取り外すことができる。

上述のように、本発明の車両前部の車体構造によれば、ラジエータの支持剛性を確保しつつ、衝突エネルギーの吸収効率を高めることができるので、サイドメンバの側部にラジエータサポートが接合された従来構造に比べ、ラジエータの支持が確実で、かつ衝突エネルギーの吸収効率の高い構造を得ることができる。

従って、サイドメンメンバの車両前後方向の長さを長くすることなく車室の変形量を改善することができる。また逆に、サイドメンバの車両前後方向の長さを短縮しても、車室の変形量を維持することができる。

要するに、衝突時においてラジエータサポート１３がサイドメンバ１の破壊を妨げることがないので、潰れ残り等を考慮してサイドメンバ１を延ばす必要がなくなり、車両が大きくなったり、車室空間が狭くなるなどの問題を解消できる上、車両をよりコンパクトにしたり、車室空間を広くすることが可能となる。

つまり、本発明の車両前部の車体構造は、ラジエータサポートによって、サイドメンバの破壊が妨げられることなく効率良く確実に衝突エネルギーを吸収して安全性を維持することができるものである。

本発明は、車両前部にラジエータサポートを備えた車両前部の車体構造の産業分野で利用することができる。

本発明の一実施形態例に係る車両前部の車体構造を表す斜視図である。 車両前部（図１）の分解斜視図である。 車両前部（図１）の側面図である。 車両前部（図１）の正面図である。 車両前部（図１）の平面図である。 図４中のＡ−Ａ線断面矢視図である。 ラジエータの取付き状態を表す斜視図である。 ラジエータが取付けられた状態の正面図である。 ラジエータの取付き状態を表す概略側面図である。

符号の説明

１ フロントフロアサイドメンバ（サイドメンバ）
２ フロントエンドクロスメンバ
３ フロントピラー
４ サイドシル
５ 接合突出部
６ アッパーフレーム
７ 連結ブレース
８ 補強ブレース
９ カウルトップパネル
１０ ダッシュパネル
１１ 延設部
１２ アッパーバー
１３ ラジエータサポート
１４ フェンダーシールド
１５ ボルト
１６ ストラットハウス
３１ ラジエータ
３２ 枠部材
３３ 取付腕
３４ 取付足
８１ 取付穴
８２ 嵌合ピン
８３ 嵌合穴

Claims (4)

1. 車両の車室前部の左右に位置して上下方向に延設される一対のフロントピラーに基端が接合されて車両前方に延設される左右一対のアッパーフレームと、前記フロントピラーより車幅方向内側で、かつ前記アッパーフレームよりも下方に配置されて前記車室の前方に延設される左右一対のサイドメンバと、車両前部で車幅方向に配置されフードの前縁を支持するアッパーバーと、車両前部に設けられラジエータを支持するラジエータサポートとを備える車両前部の車体構造において、
   前記アッパーフレームの前端部から連続的に車幅方向内方斜め前方へ延びて前記アッパーフレームの前端面よりも車両前方に位置するサイドメンバの前端面に接合され、前記サイドメンバの前端面と前記アッパーフレームの前端面とを連結する連結部材を設け、
   前記ラジエータサポートの上端を前記アッパーバーに接合するとともに下端を前記連結部材の前記アッパーフレームと前記サイドメンバとの間に位置する部位に接合し、同ラジエータサポートを前記アッパーバーと前記連結部材との間にわたって配置した
   ことを特徴とする車両前部の車体構造。
2. 請求項１に記載の車両前部の車体構造において、
   前記連結部材は、車両前方からの正面視で車幅方向外側に向かうに従って上方に傾斜して配されている
   ことを特徴とする車両前部の車体構造。
3. 請求項１もしくは請求項２に記載の車両前部の車体構造において、
   ラジエータサポートは、上部に対して下部が車幅方向の外側に配される形状である
   ことを特徴とする車両前部の車体構造。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両前部の車体構造において、
   前記ラジエータが枠材で保持され、
   同枠材が前記サイドメンバの上面に載置されると共に前記枠材の上部が前記ラジエータサポートに取り付けられる
   ことを特徴とする車両前部の車体構造。

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