JP4394032B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は自動車の車体前部構造に関する。

自動車の車体前部構造の主構成部品である左右一対のフロントフレーム（フロントサイドフレーム）は、旋回時における前輪の動きを許容するためと、大きなエンジンを載せても旋回半径を十分得られるようにするために、後方に向かうに連れて内側方向に湾曲するフロントフレームが最近良く使用される。

即ち、図１の平面図に示すように、左右一対のフロントフレーム２は車体の後方に向かうに連れて内側方向に湾曲しており、後方端部でフロアフレーム４に一体的に結合されている。

６はフロントコンパートメント７と車室とを分離するダッシュボードであり、フロントコンパートメント７のエンジン・トランスミッション搭載スペース８にエンジン及びトランスミッションが搭載される。

フロントフレーム２が後方に行くに連れて内側方向に湾曲しているため、車両旋回時において前輪の動きがフロントフレーム２に干渉することはなく、良好な旋回性能を発揮することができる。また、大きなエンジンを搭載しても、旋回半径を十分得ることができる。

図２を参照して、このように内側に湾曲するフロントフレーム２の構造について説明する。図２（Ａ）がフロントフレーム２の平面図、図２（Ｂ）が図２（Ａ）の２Ｂ−２Ｂ線断面図である。

フロントフレーム２は車体の後方に向かうに連れて内側方向に湾曲するフロントフレーム本体２ａと、フロントフレーム本体２ａにスポット溶接された閉鎖断面形成用のプレート２ｂとから構成される。図２（Ａ）に示すように、フロントフレーム２は内側方向に距離Ｌ１湾曲している。

このようなフロントフレームは車両の前面衝突入力に対して軸圧潰変形してエネルギーを吸収する主要なエネルギー吸収部材を成しており、従来からフロントフレーム回りの種々の構造が提案されている。
特開２００３−１１８６４０号公報 特許第３６１０９３８号公報 特開２００２−３１６６６６号公報 特許第２９５８０９１号公報

図２に示した従来のフロントフレーム２では、車体の後方に向かうに従いフロントフレーム２が内側方向に湾曲しているので、フロントフレーム本体２ａに十分な板厚が必要であるとともに、矢印１２で示す前方衝突入力があったとき、フロントフレーム２に曲げモーメント１４が作用し、前方衝突の衝撃力は矢印１６のように湾曲した稜線に沿って伝達され、前方衝突時にフロントフレーム２が変形しやすいという問題がある。

引用文献１乃至引用文献３は車両前後方向に延びる直線状のフロントフレームを開示しており、湾曲したフロントフレームについての上述した問題点はこれらの特許文献では何ら認識されていない。

特許文献４は、フロントフレームの変形が衝撃吸収能力を低減するので、フロントフレームの変形防止を主眼とした発明であり、この特許文献にも湾曲したフロントフレームについての上述した問題点は何ら認識されていない。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フロントフレーム湾曲部に発生する曲げモーメントを低減し、前方衝突入力を軸荷重で受けることが可能な車体前部構造を提供することである。

本発明によると、左右一対のフロントフレームを有する車体前部構造であって、前記フロントフレームの各々は、長手方向の全長にわたり直線状の第１稜線を上下に備え、開口を画成する外側エッジ（２２ｃ）が後方に行くに従い内側方向のテーパ形状に加工されている軸荷重受け部材（２２）と、前記軸荷重受け部材に溶接され、前記第１稜線の前後方向の概略中央部分から分岐し後方に向かうに連れて内側方向に湾曲する第２稜線を上下に備えるモーメント受け部材（２４）と、該モーメント受け部材（２４）と反対側で軸荷重受け部材（２２）に溶接されて前記開口を塞ぎ閉鎖断面を形成する閉鎖断面形成用プレート（２６）と、から構成され、後方に向かうに連れて内側方向へ湾曲し、上側の前記第２稜線と向かい合う前記モーメント受け部材（２４）の上面部分は、長手方向全体にわたり前記軸荷重受け部材（２２）と上下に重なり、前記軸荷重受け部材（２２）の前記開口が画成された部分の上面の幅は、後方に向かうに従い狭くなり、前記モーメント受け部材（２４）の上面の幅は後方に向かうに連れて広くなり、前記モーメント受け部材（２４）と前記軸荷重受け部材（２２）とを合わせた上面の左右の幅が、前記モーメント受け部材（２４）の先端から後方に向かって略一定である車体前部構造が提供される。

フロントフレームのモーメント受け部材が軸荷重受け部材に溶接されて、第２稜線が後方に向かうに連れて内側方向に湾曲するので、旋回時に前輪の動きを邪魔することなく許容し、大きなエンジンを搭載しても旋回半径を十分得ることができる。

また、フロントフレームを軸荷重受け部材と、これに溶接されたモーメントを受け部材とから構成したため、前方衝突時に軸荷重受け部材で主にその衝撃力を受けることができるため、フロントフレームが変形し難くなり、衝突時の衝撃を十分吸収可能である。

以下、図３乃至図５を参照して、本発明実施形態の車体前部構造について説明する。

図３（Ａ）は本発明実施形態のフロントフレーム２０の斜視図、図３（Ｂ）はその分解斜視図である。図４（Ａ）は本発明実施形態のフロントフレームの平面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の４Ｂ−４Ｂ線断面図、図５は図４（Ａ）の分解平面図である。

本実施形態のフロントフレーム２０は長手方向の全長にわたり直線状の稜線（第１稜線）２２ａ、２２ｂを有する軸荷重受け部材２２と、軸荷重受け部材２２に溶接され、軸荷重受け部材２２の稜線２２ａ，２２ｂの前後方向の概略中央部分から分岐し、後方に向かうに連れて内側方向に湾曲する稜線（第２稜線）２４ａ，２４ｂを有するモーメント受け部材２４と、モーメント受け部材２４と反対側で軸荷重受け部材２２に溶接されて閉鎖断面を形成する閉鎖断面形成用プレート２６とから構成される。

フロントフレーム２０は図４（Ｂ）に示すような断面形状を有しており、軸荷重受け部材２２にモーメント受け部材２４が複数箇所でスポット溶接され、更に閉鎖断面形成用プレート２６がモーメント受け部材２４の反対側で軸荷重受け部材２２に複数箇所でスポット溶接されて、閉鎖断面を形成する。

図５から明らかなように、軸荷重受け部材２２の内側の稜線２２ａ，２２ｂは長手方向（前後方向）の全長にわたり概略直線状に伸長しており、軸荷重受け部材２２の開口を画成する外側エッジ２２ｃは後方に行くに従いテーパ形状に加工されている。

モーメント受け部材２４の稜線２４ａ，２４ｂは後方に向かうに従い内側方向に湾曲しているため、各部材２２，２４，２６をスポット溶接してフロントフレーム２０に組み上げた場合、図４（Ａ）に示すようにフロントフレーム２０は距離Ｌにだけ内側方向に湾曲する。

従って、前方衝突入力２８は直線状の矢印３０及び３２で示すように主に軸荷重受け部材２２の稜線２２ａ，２２ｂで軸荷重として受け、フロントフレーム２０が湾曲していることにより発生する曲げモーメント３６は、矢印３４で示すように軸荷重受け部材２２にスポット溶接されたモーメント受け部材２４の稜線２４ａ，２４ｂで受ける。

その結果、前面衝突時に軸荷重受け部材２２に曲げモーメントが作用することはなく、前方衝突時にフロントフレーム２０は変形し難くなり、衝撃を十分吸収可能である。

従来の車体前部構造の概略を示す底面図である。 図２（Ａ）は従来のフロントフレームの平面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の２Ｂ−２Ｂ線断面図である。 図３（Ａ）は本発明実施形態のフロントフレームの斜視図、図３（Ｂ）はその分解斜視図である。 図４（Ａ）は本発明実施形態のフロントフレームの平面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の４Ｂ−４Ｂ線断面図である。 本発明実施形態のフロントフレームの分解平面図である。

符号の説明

２０ フロントフレーム
２２ 軸荷重受け部材
２２ａ，２２ｂ 稜線（第１稜線）
２４ モーメント受け部材
２４ａ，２４ｂ 稜線（第２稜線）
２６ 閉鎖断面形成用プレート
２８ 衝突入力

Claims (1)

1. 左右一対のフロントフレームを有する車体前部構造であって、
   前記フロントフレームの各々は、
   長手方向の全長にわたり直線状の第１稜線を上下に備え、開口を画成する外側エッジ（２２ｃ）が後方に行くに従い内側方向のテーパ形状に加工されている軸荷重受け部材（２２）と、
   前記軸荷重受け部材に溶接され、前記第１稜線の前後方向の概略中央部分から分岐し後方に向かうに連れて内側方向に湾曲する第２稜線を上下に備えるモーメント受け部材（２４）と、
   該モーメント受け部材（２４）と反対側で軸荷重受け部材（２２）に溶接されて前記開口を塞ぎ閉鎖断面を形成する閉鎖断面形成用プレート（２６）と、
   から構成され、後方に向かうに連れて内側方向へ湾曲し、
   上側の前記第２稜線と向かい合う前記モーメント受け部材（２４）の上面部分は、長手方向全体にわたり前記軸荷重受け部材（２２）と上下に重なり、
   前記軸荷重受け部材（２２）の前記開口が画成された部分の上面の幅は、後方に向かうに従い狭くなり、
   前記モーメント受け部材（２４）の上面の幅は、後方に向かうに連れて広くなり、
   前記モーメント受け部材（２４）と前記軸荷重受け部材（２２）とを合わせた上面の左右の幅が前記モーメント受け部材（２４）の先端から後方に向かって略一定である車体前部構造。

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