(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の車体前後方向に延びる左右一対のサイドフレームの端部に、上記サイドフレームの側面と平行かつ上記サイドフレームの側面に固定される第１面と上記第１面の端部より車体内側に延びる第２面とを備えた内側ブラケットと、上記サイドフレームの側面と平行かつ上記サイドフレームの側面に固定される第３面と上記第３面の端部より車体外側に延びる第４面とを備えた外側ブラケットと、上記サイドフレームの上部を覆う板状のクロージングプレートと、を結合し、上記内側ブラケット及び外側ブラケットの端面に板部材を介してバンパビームを取り付ける自動車の車体構造において、
上記内側ブラケットの上記第１面の上端には、車体前後方向に沿って上記第１面に対して略垂直方向に延びる第５面が備えられ、上記外側ブラケットの上記第３面の上端には、車体前後方向に沿って上記第３面に対して略垂直方向に延びる第６面が備えられ、上記内側ブラケットの上記第２面、上記外側ブラケットの上記第４面及び上記クロージングプレートを覆うように配置された上記板部材に、上記内側ブラケットの上記第５面及び上記クロージングプレートを接合する接合面が一体的に形成されたことを特徴とする自動車の車体構造。
【請求項２】
上記サイドフレームは、上記内側ブラケットの上記第２面及び上記外側ブラケットの上記第４面を接合する上記板部材に一体的に設けられた上記接合面により、上記内側ブラケットの上記第５面、上記クロージングプレート及び上記外側ブラケットの上記第６面のそれぞれが接合されたフロントサイドフレームであることを特徴とする請求項１に記載の自動車の車体構造。
【請求項３】
上記内側ブラケットは絞り成形により形成され、上記第２面と上記第５面はその境界において結合されていることを特徴とする請求項１〜２の何れか一つに記載の自動車の車体構造。
【請求項４】
上記外側ブラケットは絞り成形により形成され、上記第４面と上記第６面はその境界において結合されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の自動車の車体構造。
【請求項５】
上記内側ブラケットと上記外側ブラケットには、合わせて３点以上の上記バンパビームとの結合部位が有り、そのうちの１点又は２点が、ブラケットの端面から略水平向きに突出するウェルディングボルトにより構成され、残りは、ブラケットの端面に形成された挿通孔とともに、背面側に固定されたウェルディングナットにより構成されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一つに記載の自動車の車体構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の車体構造に関し、特に、バンパビームをサイドフレームに取り付けるための構造に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示されるように、自動車の前部の車体構造は、車体の前後方向に延びている左右一対のフロントサイドフレーム１，１の前端部の前面側に、車体の横幅方向に延びているフロントバンパビーム２の両端部をボルト結合するとともに、フロントサイドフレーム１，１の前端部の下面側に溶接結合されたブラケットフロントフレームロア３，３を介して、車体の横幅方向に延びているフロントフレームロア４の側端部を溶接結合することによって、左右のフロントサイドフレーム１，１を連接結合して、車体前部の剛性を確保するようにしたものがある。そして、車体に取り付けられたフロントバンパビーム２の前面側に、フロントバンパ５が取り付けられることとなる。
以下では、フロントバンパビーム２の左右両端部が取り付けられるフロントサイドフレーム１，１は、互いに左右対称構造であるので、車体の右側のフロントサイドフレーム１の前端部についての説明を行う。
【０００３】
従来、フロントバンパビーム２の右端部が取り付けられる車体右側のフロントサイドフレーム１の前端部には、図５に示されるように、フロントサイドフレーム１の断面内の車体内側に内ブラケット６、フロントサイドフレーム１の車体外側に外ブラケット７とがそれぞれ個別に結合されている。
内ブラケット６には、フロントサイドフレーム１と接合される略垂直な接合面６ａの上、下端部に、車体外側に向けて略水平に折り曲げられた接合面６ｂ，６ｃが一体的に形成され、接合面６ａの前端部が車体内側に向けて折り曲げ形成された内向きフランジ６ｄの所定位置には、上下２本のウェルディングボルト８の軸部が車体前方に延びるように取り付けられている。外ブラケット７には、フロントサイドフレーム１と接合される略垂直な接合面７ａの上端部に、車体外側に向けて略水平に折り曲げられた接合面７ｂが一体的に形成され、接合面７ａの前端部が車体外側に向けて折り曲げられて形成された外向きフランジ７ｃの所定位置には、上下２本のウェルディングボルト８の軸部が車体前方に延びるように取り付けられている。
そのような内ブラケット６および外ブラケット７が結合されたフロントサイドフレーム１の前面側に、ウェルディングボルト８の軸部を挿通する挿通孔９ａが設けられた平板形状のプレート９，９が配設されるとともに、内ブラケット６の内向きフランジ６ｄ、外ブラケット７の外向きフランジ７ｃおよびブラケットフロントフレームロア３の一部が前向きに折り曲げられた前向きフランジ３ａに接合した状態で溶接により固定され、その状態の前面側にフロントバンパビーム２の図示しない挿通孔にウェルディングボルト８の軸部を挿入しナット締めすることによってフロントバンパビーム２がフロントサイドフレーム１に取り付けられる。
【０００４】
しかしながら、このような従来の自動車の前部の車体構造では、フロントサイドフレーム１，１とフロントバンパビーム２とはボルト結合によって、また、フロントサイドフレーム１，１とフロントフレームロア４とはブラケットフロントフレームロア３を介して溶接結合（スポット集成）によって互いに結合固定されている。
そのため、フロントサイドフレーム１，１がフロントバンパビーム２を保持する構造としては、充分な強度を備えているものの、車体の前方向に引っ張られる荷重がフロントバンパビーム２にかかった場合には、フロントサイドフレーム１，１に接合された内ブラケット６の内向きフランジ６ｄおよび外ブラケット７の外向きフランジ７ｃが折曲形成されていることによって、車体の前方向に引っ張られる荷重に対する剛性が小さくなるという問題がある。
そして、前方に引っ張られる剛性が小さいことによって、フロントバンパビーム２やフロントバンパ５に対して牽引荷重が負荷された場合の強度としては、不十分であるという問題が発生している。
【０００５】
また、フロントバンパビーム２の両端部とフロントサイドフレーム１，１の前端部とは、両端部合わせて８本のウェルディングボルト８を介して締結固定されるようになっている。そのため、内ブラケット６や外ブラケット７にウェルディングボルト８の取付誤差があると、ウェルディングボルト８の軸部をフロントバンパビーム２の図示しない挿通孔に挿入する作業が困難となってしまう問題もある。
【０００６】
この発明は、上記のような従来の自動車の車体構造が有している問題点を解決するためになされたものであって、車体前後方からの衝撃に対して車体の変形を妨げることがないように、車体のサイドフレームやバンパビームからなる車体構造に大きな変更を加えることなく、バンパビーム取付部の牽引荷重に対する剛性の増加を図るとともに、バンパビームの取り付け作業性の向上を図ることのできる自動車の車体構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために本発明は、自動車の車体前後方向に延びる左右一対のサイドフレームの端部に、上記サイドフレームの側面と平行かつ上記サイドフレームの側面に固定される第１面と上記第１面の端部より車体内側に延びる第２面とを備えた内側ブラケットと、上記サイドフレーム側面と平行かつ上記サイドフレームの側面に固定される第３面と上記第３面の端部より車体外側に延びる第４面とを備えた外側ブラケットとを結合し、上記内側ブラケットおよび外側ブラケットの端面に板部材を介してバンパビームを取り付ける自動車の車体構造において、
上記内側ブラケットの第１面の上端には、車体前後方向に沿って略水平方向に延びる第５面が備えられ、上記外側ブラケットの第３面の上端には、車体前後方向に沿って略水平方向に延びる第６面が備えられ、上記内側ブラケットの第２面と外側ブラケットの第４面とを覆うように接合される上記板部材に、上記内側ブラケットの第５面と上記外側ブラケットの第６面とを接合する結合部が一体的に形成されたことを特徴とする。
【０００８】
上記サイドフレームは、車体前部に配置されたフロントサイドフレームであることを特徴とする。
【０００９】
上記内側ブラケットは絞り成形により形成され、上記第２面と上記第５面はその境界において結合されていることを特徴とする。
【００１０】
上記外側ブラケットは絞り成形により形成され、上記第４面と上記第６面はその境界において結合されていることを特徴とする。
【００１１】
上記内側ブラケットと上記内側ブラケットには、合わせて３点以上のバンパビームとの結合部位が有り、そのうちの１点又は２点が、ブラケットの端面から略水平向きに突出するウェルディングボルトにより構成され、残りは、ブラケットの端面に形成された挿通孔とともに、背面側に固定されたウェルディングナットにより構成されることを特徴とする。
【００１２】
上記ウェルディングボルトは、上記内側ブラケット又は上記外側ブラケットの何れか一方に固定されていることを特徴とする。
【００１３】
上記ウェルディングボルトは、上記内側ブラケットに固定されていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を自動車の前部の車体構造に適用した際の実施の形態について、図１〜図３を用いて説明する。図１は、本発明を適用した自動車の前部車体構造を説明するための分解斜視図、図２は、図１の自動車の前部の車体構造における板組み状態とスポット溶接点とを説明する斜視図、図３（ａ）は、図２中のフロントサイドフレームの車体内側に接合された内側ブラケットの状態を説明するＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）は、図２中のフロントサイドフレームの車体外側に接合された外側ブラケットの状態を説明するＢ−Ｂ矢視断面図である。なお、フロントサイドフレームは、車体の左右側に等しく設けられるために、車体の右側のフロントサイドフレームの前端部における車体構造について説明するとともに、従来例と同様の構成部材については同一の符号を付すものとする。
【００１５】
車体の前後方向に延びているフロントサイドフレーム１の断面は、底面部１Ａ，内、外側壁部１Ｂ，１Ｃおよびクロージングプレート１Ｄにより縦長の矩形状に形成されており、車体外側の外側壁部１Ｃの上端部は、車体外側に向かって略水平方向に折り曲げられたフランジ部１Ｅが形成されていて、フランジ部１Ｅの上面とクロージングプレート１Ｄの下面とが接合した状態で溶接により結合されている。
【００１６】
フロントサイドフレーム１の前端部より所定距離だけセットバックした底面部１Ａの下面には、下方に延びつつ次第に車体内側に向かって湾曲している板形状のブラケットフロントフレームロア３の上端部が溶接結合されるとともに、このブラケットフロントフレームロア３がフロントサイドフレーム１に取付けられた際に、前端側に位置するブラケットフロントフレームロア３の一部が前面側を向くように折り曲げられた前向きフランジ３ａが一体的に形成されている。このブラケットフロントフレームロア３の下端部は、フロントフレームロア４の側端部と所定距離だけラップした状態で溶接により結合されている。
【００１７】
フロントサイドフレーム１の内側壁部１Ｂの前端部における車体内側面には、フロントバンパビーム支持部材としての内側ブラケット１０が結合されるとともに、外側壁部１Ｃの前端部における車体外側面には、外側ブラケット１１が結合される。
【００１８】
内側ブラケット１０には、内側壁部１Ｂに接合される略垂直な接合面１０Ａと、この接合面１０Ａの前端部および上、下端部が連続しつつ一体的に車体内側に向くように絞り成形されている内向きフランジ１０Ｂとが形成されている。内向きフランジ１０Ｂの略垂直なフランジ１０Ｂａの所定位置には、上下２本のウェルディングボルト８の軸部が車体前方向に延びるように取り付けられている。また、内向きフランジ１０Ｂの上部に位置する略水平なフランジ１０Ｂｂの上面には、後述するプレート１３の結合部としての接合面１３Ｃの下面が接合される。
なお、フランジ１０Ｂａに取り付けられるウェルディングボルト８の個数は、上下２点に限られたものではなく、上方、或いは下方の１点のみとしてもよい。
【００１９】
外側ブラケット１１には、外側壁部１Ｃに接合される略垂直な接合面１１Ａと、この接合面１１Ａの前端部および上、下端部が連続しつつ一体的に車体外側に向くように絞り成形されている外向きフランジ１１Ｂとが形成されている。外向きフランジ１１Ｂの略垂直なフランジ１１Ｂａの所定位置には、上下２つの挿通孔１１ｂが設けられているとともに、フランジ１１Ｂａの背面側の所定位置には、上下２つのウェルディングナット１２が結合されている。そして、フランジ１１Ｂａよりも下方に位置する外向きフランジ１１Ｂには、ブラケットフロントフレームロア３の前向きフランジ３ａと略同一垂直面内に位置する略垂直なフランジ１１Ｂｂが形成されている。また、外向きフランジ１１Ｂの上端に位置する略水平なフランジ１１Ｂｃの上面には、フランジ部１Ｅの下面が接合される。
なお、フランジ１１Ｂａの背面側に結合されるウェルディングナット１２の個数は、上下２点に限られたものではなく、上方、或いは下方の１点のみとしてもよい。
【００２０】
内側ブラケット１０および外側ブラケット１１が結合されるフロントサイドフレーム１の前面側には、フロントサイドフレーム１の断面を覆う板状のプレート１３が接合される。このプレート１３には、内側ブラケット１０のフランジ１０Ｂａおよび外側ブラケット１１のフランジ１１Ｂａに接合される略垂直な接合面１３Ａと、接合面１３Ａの下端部が接合面１３Ａよりも車体後方に所定距離だけセットバックされ、ブラケットフロントフレームロア３の前向きフランジ３ａおよび外側ブラケット１１のフランジ１１Ｂｂに接合される略垂直な接合面１３Ｂと、接合面１３Ａの上端が車体後方に向けて略水平に折り曲げられ、内側ブラケット１０のフランジ１０Ｂｂの上面と、クロージングプレート１Ｄの上面およびフランジ部１Ｅに結合される結合部としての接合面１３Ｃとが折り曲げ形成されていて、これらの接合面１３Ａ〜１３Ｃをクロージングプレート１Ｄ，フランジ部１Ｅ，ブラケットフロントフレームロア３，内、外側ブラケット１０，１１の各部材の所定位置に結合することによって、フロントサイドフレーム１の前端部に接合された内側ブラケット１０および外側ブラケット１１の引張り荷重に対する補剛が行われる。
【００２１】
さらに、プレート１３の接合面１３Ａの所定位置には、内向きフランジ１０Ｂに取付けられたウェルディングボルト８の軸部を挿通する２つの挿通孔１３ａおよび外向きフランジ１１の挿通孔１１ｂと連通する２つの挿通孔１３ｂが設けられているとともに、その接合面１３Ａの中央部には、略矩形の開口部１３ｃが設けられている。
【００２２】
次に、フロントサイドフレーム１の前端部における板組み状態とスポット溶接点とを説明する。
プレート１３は、図２に示されるように、フロントサイドフレーム１の前端部に接合された内側ブラケット１０および外側ブラケット１１の前面側に配置されており、内側ブラケット１０のフランジ１０Ｂｂの上面にプレート１３の接合面１３Ｃの車体内側の下面が重なり合った板組み状態のスポット溶接点Ｓ１においてスポット溶接により互いに結合されている（図３（ａ）に図示）。さらに、クロージングプレート１Ｄの中央部の上面にプレート１３の接合面１３Ｃの中央部の下面が重なり合った板組み状態のスポット溶接点Ｓ２、および、外側ブラケット１１のフランジ１１Ｂｃの上面にフロントサイドフレーム１のフランジ部１Ｅを介してプレート１３の接合面１３Ｃの車体外側の下面が重なり合った板組み状態のスポット溶接点Ｓ３（図３（ｂ）に図示）においてそれぞれスポット溶接により互いに結合されている。
【００２３】
さらに、内側ブラケット１０のフランジ１０Ｂａおよび外側ブラケット１１のフランジ１１Ｂａの前面に、プレート１３の接合面１３Ａの背面側を重ね合わせた状態のスポット溶接点Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６においてスポット溶接により互いに結合されている。このスポット溶接点Ｓ４，Ｓ５は、プレート１３の挿通孔１３ａと開口部１３ｃとの間に位置しているとともに、スポット溶接点Ｓ６は、プレート１３の上方の挿通孔１３ｂと開口部１３ｃとの間に位置している。
【００２４】
さらに、ブラケットフロントフレームロア３の前向きフランジ３ａの前面にプレート１３の接合面１３Ｂの車体内側とが重なり合った状態のスポット溶接点Ｓ７においてスポット溶接により互いに結合されるとともに、外側ブラケット１１のフランジ１１Ｂｂの前面にプレート１３の接合面１３Ｂの車体外側とが重なり合った状態のスポット溶接点Ｓ８においてスポット溶接により互いに接合されている。
【００２５】
そして、上記状態のフロントサイドフレーム１の前端部には、フロントバンパビーム２が配置され、フロントバンパービーム２の端部に形成された図示しない挿通孔にウェルディングボルト８の軸部を挿通しナット締めするとともに、他の挿通孔に図示しないボルトの軸部を挿通させて外側ブラケット１１のウェルディングナット１２とボルト締めすることによって、フロントバンパビーム２の一端部が、フロントサイドフレーム１に取り付けられる。
【００２６】
そして、この車体右側のフロントサイドフレーム１と対称形状に構成され、車体左側のフロントサイドフレーム１の前端部も、同様の形態により、対称形状の内側ブラケット１０，外側ブラケット１１，プレート１３などが結合されることによってフロントバンパビーム２の他端部が取り付けられる。
【００２７】
このように、本実施形態によれば、内側ブラケット１０には、内側壁部１Ｂに接合される接合面１０Ａの前端部および上、下端部が連続して一体的に車体内側に向く内向きフランジ１０Ｂが絞り成形によって形成されていることによって、内側ブラケット１０自体の剛性が増加されている。さらに、外側ブラケット１１には、外側壁部１Ｃに接合される接合面１１Ａの前端部および上、下端部が連続して一体的に車体外側に向く外向きフランジ１１Ｂが絞り成形されていることによって、外側ブラケット１１自体の剛性も増加されている。そのことにより、フロントサイドフレーム１の下方側のフレームロア結合に支障を来すことなく、内側ブラケット１０および外側ブラケット１１を結合したフロントサイドフレーム１の前端におけるバンパビーム取付剛性を増加させることができるようになる。
【００２８】
また、内側ブラケット１０に２つのウェルディングボルト８、外側ブラケット１１に２つのウェルディングナット１２などを混在させた結合とすることにより、ウェルディングボルト８の取付点を減少させて、フロントバンパビーム２取付時の作業性を向上させることができる。なお、本実施形態では、内側ブラケット１０にウェルディングボルト８、外側ブラケット１１にウェルディングナット１２を設けるようにしたが、これに限らず、内側ブラケット１０にウェルディングナット１２、外側ブラケット１１にウェルディングボルト８をそれぞれ設けるようにしてもよい。
【００２９】
さらに、フロントサイドフレーム１の前端部に折り曲げ形成されて曲げ剛性が増加されたプレート１３の上端部に設けられた接合面１３Ｃが、内側ブラケット１０，クロージングプレート１Ｄおよびフロントサイドフレーム１のフランジ１Ｂｃを介して外側ブラケット１１と結合されることよって、閉じ系が形成され、これにより、フロントサイドフレーム１の前端部における引張り剛性が増加される。しかも、車体のフロントサイドフレーム１やフロントバンパビーム２からなる車体構造に大きな変更を加えることがなく、内、外側ブラケット１０，１１およびプレート１３自体の剛性増加によるフロントサイドフレーム１の前端部における剛構造範囲の拡大はないので、車体前方からの衝撃に対して車体の変形を妨げることはない。
【００３０】
これらの結果、車両における前方向からの衝突性能に影響を及ぼすことなく、フロントバンパビーム取付部における引張り強度を向上させることができるので、故障した自動車を牽引する際などに使用する牽引フックをフロントバンパビームに付加することができるなどの効果が得られる。
【００３１】
なお、本発明は、フロントバンパをフロントバンパビームを介してフロントサイドフレームの前端に取り付けるようにした自動車の前端の車体構造に限られたものではなく、リヤバンパをリヤバンパビームを介してリヤサイドフレームの後端に取り付けるようにした自動車の後端の車体構造にも、同様の形態により、適用することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の自動車の車体構造によれば、車体のサイドフレームやバンパビームからなる車体構造に大きな変更を加えることなく、バンパビーム取付部の引張り荷重に対する剛性を強固にして、バンパビームの牽引荷重に対する剛性の増加を図るとともに、車体前後方向から入力される衝撃力に対する剛性は増加させずに、前方向からの衝撃に対して車体の変形を妨げることがなく、しかも、バンパビームの取り付け作業性の向上を図ることのできる自動車の車体構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した自動車の前部の車体構造を説明するための分解斜視図である。
【図２】図１の自動車の前部の車体構造における板組み状態とスポット溶接点とを説明する斜視図である。
【図３】（ａ）は、図２中のフロントサイドフレームの車体内側に接合された内ブラケットの状態を説明するＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）は、図２中のフロントサイドフレームの車体外側に接合された外ブラケットの状態を説明するＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】従来の自動車の前部の車体構造を説明する概略図である。
【図５】図４中のフロントバンパビームが取り付けられるフロントサイドフレームの前端部構造を説明する分解斜視図である。
【符号の説明】
１        フロントサイドフレーム
２        フロントバンパビーム
８        ウェルディングボルト
１０      内側ブラケット
１０Ａ    接合面
１０Ｂ    内向きフランジ
１０Ｂａ，１０Ｂｂ  フランジ
１１      外側ブラケット
１１Ａ    接合面
１１Ｂ    外向きフランジ
１１Ｂａ，１１Ｂｂ，１１Ｂｃ  フランジ
１１ｂ    挿通孔
１２      ウェルディングナット
１３      プレート
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ  接合面
１３ａ，１３ｂ  挿通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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