JP5115639B2 - 車体前部の組付構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の車体前部の組付構造に関する。より詳しくは、左右のサイドメンバの下部同士を橋渡しする連結部材の取付剛性を効率的に向上させるようにした組付構造に関する。

一般に、車体の前方には基本骨格となる左右一対のサイドメンバが配設され、これら左右のサイドメンバの下部同士をラジエータサポートロア等の連結部材で橋渡ししている。この連結部材には、所定の固定用部材を用いてラジエータ等が固定されている（例えば、特許文献１参照）。

実開平２−１０７５７５号公報

しかしながら、前記従来の車体前部の組付構造においては、サイドメンバの下面に連結部材の上面を取り付けているため、この取付部分及び連結部材の剛性が低下するおそれがあった。このため、連結部材の板厚を厚くしたり、連結部材を閉断面構造に形成したりする対策が必要となり、車体重量の増加やコストアップを招いていた。

そこで、本発明は、前述の事情に鑑みてなされたもので、連結部材とサイドメンバとの取付部分及び連結部材の剛性を向上させるようにした車体前部の組付構造を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明は、車体の前方に配設された左右一対のサイドメンバの下部に係合部を設ける一方、車幅方向に延びる連結部材の左右両側に被係合部を設け、前記サイドメンバの係合部に連結部材の被係合部を係合させて組み付けることにより、左右のサイドメンバの下部同士を連結部材で橋渡しする車体前部の組付構造において、前記サイドメンバの前端は屈曲して下方に延設されており、この延設した下端部が前記係合部に構成され、該係合部を、下端面に形成した底壁部と、該底壁部の前端から上方向に延設した縦壁部とから構成し、前記連結部材を、前後方向に延びて前記底壁部に係合する上面部と、該上面部の前端から屈曲して上方に延びて前記縦壁部に係合する側面部とから断面Ｌ字状に形成すると共に、前記連結部材を、車幅方向中央部が左右両側部よりも車両前方側に位置するように形成し、前記連結部材における側面部の下端を前記底壁部よりも下方に突出させた凸部を形成すると共に、前記上面部の後端を下方に向けて屈曲させたフランジ部を形成したことを特徴とする。

本発明によれば、サイドメンバと連結部材との取付部分及び連結部材自体の剛性を向上させることができ、効率的に車体重量の低減及びコスト低減を図ることができる。

本発明の第１実施形態における車体前部の斜視図である。 図１における連結部材とサイドメンバとの組付部分を拡大した斜視図である。 図２を車幅方向外側から見た側面図である。 第１実施形態による連結部材を両端固定梁に近似した場合の曲げモーメントを示し、本図のうち、（ａ）は連結部材の車幅方向中央部に荷重が入力される状態を示し、（ｂ）はこの場合における曲げモーメント図（Ｂ．Ｍ．Ｄ．）である。 比較例による連結部材を両端支持梁に近似した場合の曲げモーメントを示し、本図のうち、（ａ）は連結部材の車幅方向中央部に荷重が入力される状態を示し、（ｂ）はこの場合における曲げモーメント図（Ｂ．Ｍ．Ｄ．）である。 第１の実施形態による連結部材と比較例による連結部材とに振動を与えた場合における、周波数とイナータンスとの関係を示すグラフである。 第２の実施形態による車体前部を示す斜視図である。 第２の実施形態におけるサイドメンバと連結部材との分解斜視図である。 図８のＡ−Ａ線によるサイドメンバと連結部材の断面図であり、（ａ）は目標係合位置へ誘導される前の状態を示し、（ｂ）は目標係合位置へ誘導された後の状態を示す。 第３の実施形態におけるサイドメンバと連結部材との分解斜視図である。 図４のＢ−Ｂ線によるサイドメンバと連結部材の断面図であり、（ａ）は目標係合位置へ誘導される前の状態を示し、（ｂ）は目標係合位置へ誘導された後の状態を示す。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
［第１の実施形態］
まず、図１を用いて、本発明の第１の実施形態による車体前部の組付構造の概要を説明する。

本実施形態に係る車体前部は、車体の前方に配設された左右一対のサイドメンバ１，１と、該サイドメンバ１の車幅方向両側（左右両側）の下部に係合して、左右のサイドメンバ１の下部同士を橋渡しするように車幅方向に延設された連結部材２と、左右のサイドメンバ１の上部同士を橋渡しするラジエータ支持部材３と、車室内とエンジンルーム内とを隔てるダッシュパネル４と、ラジエータ支持部材３とダッシュパネル４とを連結させるように車体前後方向に沿って配設された左右一対のフードリッジ５，５とから構成されている。

サイドメンバ１の前端は、屈曲して下方に延びており、サイドメンバ１と連結部材２とは、サイドメンバ１の下部に設けた係合部６と連結部材２の左右両側に設けた被係合部７とを係合させることによって組み付けることができる。また、連結部材２は、車幅方向中央部が車幅方向（左右方向）の両端部２ｂよりも車両前方側に位置するように湾曲して形成されており、車幅方向両端部２ｂがサイドメンバ１の下部に締結されている。

次に、図２と図３を用いて、第１実施形態におけるサイドメンバと連結部材との組付構造について説明する。

サイドメンバ１の前端の下部には、係合部６が設けられており、該係合部６は、サイドメンバ１の下端面に形成された底壁部８と、該底壁部８の前端から上方に向けて延設された縦壁部９とから構成されている。即ち、縦壁部９は、サイドメンバ前端の下端部の前面となっている。

そして、図２，３に示すように、連結部材２は断面略Ｌ字状に屈曲して形成された板状部材である。被係合部７は、サイドメンバ１の底壁部８に取り付けられる上面部１０と、該上面部１０の前端から屈曲して上方に延び、前記縦壁部９に取り付けられる側面部１１とから構成されている。

そして、連結部材２の上面部１０はサイドメンバ１の底壁部８に下側から、ボルト及びナットからなる締結手段１２を介して締結されている。一方、連結部材２の側面部１１もサイドメンバ１の縦壁部９に前側から、ボルト及びナットからなる締結手段１２を介して締結されている。

本実施形態による車体前部の組付手順を簡単に説明する。

まず、サイドメンバ１、ラジエータ支持部材３、ダッシュパネル４及びフードリッジ５を組付ける。こののち、連結部材２を下方から上昇させ、サイドメンバ１の下部に設けられた係合部６に、連結部材２の左右両側に設けられた被係合部７を係合、具体的にはボルト締結させることによって、連結部材２をサイドメンバ１に組み付ける。

次いで、本実施形態による連結部材に荷重が入力された場合における連結部材の変形挙動を説明する。

図４は、第１実施形態による連結部材を両端固定梁に近似した場合の曲げモーメントを示し、本図のうち、（ａ）は連結部材の車幅方向中央部に荷重Ｐが入力される状態を示し、（ｂ）はこの場合における曲げモーメント図（Ｂ．Ｍ．Ｄ．）である。また、図５は、従来の締結方法で締結した比較例による連結部材を両端支持梁に近似した場合の曲げモーメントを示し、本図のうち、（ａ）は連結部材の車幅方向中央部に荷重Ｐが入力される状態を示し、（ｂ）はこの場合における曲げモーメント図（Ｂ．Ｍ．Ｄ．）である。

本発明の第１の実施形態による連結部材２の組付構造は、連結部材２の左右両端部２ｂ，２ｂがサイドメンバ１の底壁部８と縦壁部９とに強固に締結されているため、図４に示すように、両端が壁に埋め込まれた両端固定梁とほぼ同様に考えることができる。

この場合は、図４（ａ）に示すように梁の長手方向中央部に荷重Pが入力されると、（ｂ）に示すように、中央部にはＰｌ／８という曲げモーメントが作用し、両端の曲げモーメントは、−Ｐｌ／８である。

一方、従来技術で説明した比較例に係る連結部材は、サイドメンバの下端面のみに締結されているため、図５（ａ）に示すような両端支持梁とほぼ同様に考えることができる。この場合は、図５（ａ）に示すように、梁の長手方向中央部に荷重Pが入力されると、（ｂ）に示すように、中央部にはＰｌ／４という曲げモーメントが作用し、両端の曲げモーメントは０となる。

また、曲げ応力σは、曲げモーメントを断面係数Ｚで割った値であるため、図４と図５を比較すると、本実施形態の方が、中央部における曲げ応力が１／２に低減され、線形域内では比較例よりも２倍の耐力を得ることができる。

図６は、第１の実施形態による連結部材と比較例による連結部材とに振動を与えた場合における、周波数とイナータンスとの関係を示すグラフである。

破線は、従来技術に対応する比較例におけるイナータンスを示し、実線は、本実施形態によるイナータンスを示している。全ての周波数において、本実施形態によるイナータンスが比較例よりも低いことが判る。

以下に、本実施形態による作用効果を説明する。

（１）前記サイドメンバ１の係合部６を、該サイドメンバ１の下端面に形成した底壁部８と、該底壁部８の前端から上方に延設した縦壁部９とから構成し、前記連結部材２の被係合部７を、前記底壁部８に係合する上面部１０と、前記縦壁部９に係合する側面部１１とから構成している。

このように、サイドメンバ１における底壁部８と縦壁部９との二面に連結部材２を係合させたため、連結部材２の取付剛性及び連結部材自体の剛性を大幅に向上させることができる。従って、連結部材２の重量を軽減させて車体重量も低減させると共に、コスト低減を図ることができる。

（２）前記連結部材２の側面部１１を、サイドメンバ１の縦壁部９の前側に係合させているため、連結部材２に前方から荷重が入力された場合に、この荷重に対して高い剛性を保持することができる。

（３）前記連結部材２を、車幅方向中央部２ａが左右両側部２ｂよりも車両前方側に位置するように形成しているため、車体前部のエンジンルームの容積を大きく設定することができる。

（４）前記連結部材２を、前後方向に延びる上面部１０と該上面部１０の前端から屈曲して上方に延びる側面部１１とから断面略Ｌ字状に形成しているため、連結部材２の成形が容易になり、製造工数を低減することができる。

［第２の実施形態］
次に、図７〜図９を用いて、第２実施形態におけるサイドメンバと連結部材との組付構造について説明する。ただし、第１実施形態と同一構成部分に同符号を付して重複する説明を省略して述べる。

サイドメンバ１０１の係合部１０６は、サイドメンバ１０１の下端面に形成された底壁部１０８と、該底壁部１０８の前端から下方に延設した縦壁部１０９とから構成される。底壁部１０８には、略中央部に締結孔１１４が形成されており、底壁部上面１０８ａの前記締結孔１１４に対応する位置にナット１１５が溶接されている。また、縦壁部１０９には、略中央部に締結孔１１９が形成されている。

一方、連結部材１０２の被係合部１０７は、底壁部下面１０８ｂと当接し係合する上面部１１０と、縦壁部１０９の内側面である縦壁部内面１０９ａと当接し係合する側面部１１１とから構成される。側面部１１１には、縦壁部１０９に設けられた締結孔１１９に対応する位置に締結孔１２０が形成されており、該締結孔１２０に対応する位置にナット１２１が溶接されている。また、上面部１１０には、底壁部１０８の締結孔１１４に対応する位置に締結孔１１６が形成されている。

つまり、サイドメンバ１０１の底壁部下面１０８ｂと連結部材１０２の上面部１１０とを当接させ、底壁部１０８に設けられた締結孔１１４と上面部１１０に設けられた締結孔１１６とをナット１１５とボルト１１８とで締結すると共に、サイドメンバ１０１の縦壁部内面１０９ａと連結部材１０２の側面部外面１１１ａとを当接させ、縦壁部１０９に設けられた締結孔１１９と側面部１１１に設けられた締結孔１２０とをナット１２１とボルト１２２とで締結することによって、サイドメンバ１０１と連結部材１０２とを組み付ける。また、連結部材１０２の下面の締結孔１１６に対応する位置に、作業孔１１７を設け、締結孔１１４と締結孔１１６との締結作業が下方側から行えるように構成した。

連結部材１０２の上面部１１０には、サイドメンバ１０１の底壁部１０８に向かって延設され、底壁部１０８に向かうにつれて先細りする形状の突出部（ガイド部）１１２が設けられており、サイドメンバ１０１の底壁部１０８には、突出部１１２と対応した位置に、突出部１１２が挿入自在の係合孔（被ガイド部）１１３が設けられている。具体的には、突出部１１２は、上面部１１０の車幅方向端部を車幅方向に延長して、上方に向けて折り曲げることにより形成したものである。車体の側方から見て略扇型を形成していて、扇型の曲率部１１２ａを側面部１１１とは反対側の車両後方側に形成している。

かかる構成によって、図９（ａ）に示すように、組付作業者が連結部材１０２を下方から上昇させて、既に所定高さに配置されているサイドメンバ１０１の係合部１０６に連結部材１０２の被係合部１０７を係合させる。このとき、連結部材１０２の上面部１１０に設けられた突出部１１２の曲率部１１２ａが、サイドメンバ１０１の底壁部１０８に設けられた係合孔１１３の係合孔縁部１１３ａと当接する。そうすると、連結部材１０２の曲率部１１２ａが係合孔縁部１１３ａに当接しながらスライドすることによって、目標係合位置へ誘導されて、図９（ｂ）に示す位置まで移動する。

以下、第２実施形態の効果について説明する。

（１）前記連結部材１０２の上面部１１０にガイド部となる突出部１１２を設け、サイドメンバ１０１には、突出部１１２によってガイドされる被ガイド部となる係合孔１１３を形成し、前記連結部材１０２を上昇させて、前記サイドメンバ１０１の係合部１０６に連結部材１０２の被係合部１０７を係合させるとき、突出部１１２と係合孔１１３とが当接して連結部材１０２を目標係合位置へ誘導し、連結部材１０２の上面部１１０をサイドメンバ１０１の底壁部１０８に係合させると共に、前記側面部１１１を縦壁部１０９に係合させるように構成している。

従って、組付作業者が連結部材１０２を上昇させて底壁部１０８と上面部１１０とを近づけていくと、それに伴って側面部１１１と縦壁部１０９とが近づいていき、連結部材１０２を目標固定位置に自動的に位置決めすることができるため、組付作業者の連結部材１０２の位置を合わせる作業が軽減され、連結部材１０２をサイドメンバ１０１に効率的に組み付けることができる。

（２）前記ガイド部を、被ガイド部に向かうにつれて先細りする形状の突出部１１２とし、被ガイド部を、この突出部１１２が挿入可能な係合孔１１３としているため、簡単な構造でガイド部と被ガイド部を形成することができる。

［第３の実施形態］
次に、図１０を用いて、第３実施形態におけるサイドメンバと連結部材との組付構造について説明する。ただし、第１実施形態及び第２実施形態と同一構成部分には同符号を付して重複する説明を省略して述べる。

連結部材２０２の上面部２１０においては、側面部２１１側の前端２２４ａを最も高く形成し、側面部２１１の反対側の後端２２４ｂを最も低く形成した連結部材側傾斜面（ガイド部）２２４が設けられている。そして、サイドメンバ２０１の底壁部２０８には、連結部材側傾斜面２２４と対応する位置に、前端２２３ａを最も高く形成し、縦壁部２０９の反対側の後端２２３ｂを最も低く形成したサイドメンバ側傾斜面２２３（被ガイド部）が設けられている。このように、連結部材側傾斜面２２４及びサイドメンバ側傾斜面２２３は共に、後方斜め下方に向けて略同一の傾斜角度で傾斜している。

かかる構成によって、図１１（ａ）に示すように、組付作業者が、連結部材２０２を下方より上昇させて、既に所定高さに配置されているサイドメンバ２０１の係合部２０６に連結部材２０２の被係合部２０７を係合させるとき、連結部材２０２の上面部２１０に設けられた連結部材側傾斜面２２４がサイドメンバ２０１の底壁部２０８に設けられたサイドメンバ側傾斜面２２３と当接する。そして、連結部材２０２を更に上昇させていくと、連結部材側傾斜面２２４がサイドメンバ側傾斜面２２３に当接しながら前方斜め上方に向けてスライドすることによって、目標係合位置へ誘導されて、図１１（ｂ）に示す状態となる。

以下、第３実施形態の効果について説明する。

前記ガイド部を、前記サイドメンバ２０１の底壁部２０８に設けられたサイドメンバ側傾斜面２２３とし、前記被ガイド部を、前記連結部材２０２の上面部２１０に設けられて、前記サイドメンバ側傾斜面２２３に当接される連結部材側傾斜面２２４としている。

従って、連結部材２０２を上昇させて、サイドメンバ２０１の係合部２０６に連結部材２０２の被係合部２０７を係合させるとき、連結部材側傾斜面（ガイド部）２２４とサイドメンバ側傾斜面２２３（被ガイド部）とが当接して、連結部材２０２を目標係合位置へ誘導し、連結部材２０２の上面部２１０をサイドメンバ２０１の底壁部２０８に係合させると共に、側面部２１１を縦壁部２０９に係合させるように構成している。これによって、組付作業者が連結部材２０２を上昇させて底壁部２０８と上面部２１０とを近づけていくと、それに伴って側面部２１１と縦壁部２０９とが近づいていき、連結部材２０２を目標固定位置に自動的に位置決めすることができるため、組付作業者の連結部材２０２の位置を合わせる作業が軽減され、連結部材２０２をサイドメンバ２０１に効率的に組み付けることができる。

１，１０１，２０１…サイドメンバ
２，１０２，２０２…連結部材
２ａ…車幅方向中央部
２ｂ…左右両側部
６，１０６，２０６…係合部
７，１０７，２０７…被係合部
８，１０８，２０８…底壁部
９，１０９，２０９…縦壁部
１０，１１０，２１０…上面部
１１，１１１，２１１…側面部
１１２…突出部（ガイド部）
１１３…係合孔（被ガイド部）
２２３…サイドメンバ側傾斜面（ガイド部）
２２４…連結部材側傾斜面（被ガイド部）

Claims (2)

1. 車体の前方に配設された左右一対のサイドメンバの下部に係合部を設ける一方、車幅方向に延びる連結部材の左右両側に被係合部を設け、前記サイドメンバの係合部に連結部材の被係合部を係合させて組み付けることにより、左右のサイドメンバの下部同士を連結部材で橋渡しする車体前部の組付構造において、
   前記サイドメンバの前端は屈曲して下方に延設されており、この延設した下端部が前記係合部に構成され、該係合部を、下端面に形成した底壁部と、該底壁部の前端から上方向に延設した縦壁部とから構成し、
   前記連結部材を、前後方向に延びて前記底壁部に係合する上面部と、該上面部の前端から屈曲して上方に延びて前記縦壁部に係合する側面部とから断面Ｌ字状に形成すると共に、
   前記連結部材を、車幅方向中央部が左右両側部よりも車両前方側に位置するように形成し、
   前記連結部材における側面部の下端を前記底壁部よりも下方に突出させた凸部を形成すると共に、前記上面部の後端を下方に向けて屈曲させたフランジ部を形成したことを特徴とする車体前部の組付構造。
2. 前記連結部材の側面部を、サイドメンバの縦壁部の前側に係合させたことを特徴とする請求項１に記載の車体前部の組付構造。