JP2005271734A - 車両前部の衝撃吸収構造 - Google Patents

Abstract

【課題】重量増加を招くことなく、前面衝突時のエネルギー吸収効率を高めることができる車両前部の衝撃吸収構造を得る。
【解決手段】フロントバンパリインフォース１０は、第１及び第２のフロントバンパリインフォース１４、１６によって構成されている。第２のフロントバンパリインフォース１６の長手方向の端部には切欠１８が形成されており、横上フランジ部２０、縦フランジ部２２、横下フランジ部２４が形成されている。この切欠１８内へクラッシュボックス１２の延長部３０が挿入され、前記各フランジ部２０、２２、２４にスポット溶接されている。従って、フロントバンパリインフォース１０の板厚を厚くしなくても前面衝突時の曲げ耐力を確保でき、延長部３０が断面内へ挿入されている分、フロントバンパリインフォース１０の潰れ残りも少なくなるためエネルギー吸収効率が高くなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、フロントバンパリインフォースとフロントサイドメンバとの間にクラッシュボックスを介在させた車両前部の衝撃吸収構造に関する。

従来から、前面衝突時の衝突エネルギーを吸収する目的で、フロントバンパ廻りに種々の工夫が施されている。その代表的なものが、フロントバンパリインフォースと左右のフロントサイドメンバとの間にクラッシュボックスをそれぞれ設定する技術である。

図９及び図１０には、従来の車両前部の衝撃吸収構造の平面図及び側面図が模式的に示されている。以下、これらの図を用いて、従来の車両前部の衝撃吸収構造の問題点について説明する。

図９（Ａ）に示されるように、従来の車両前部の衝撃吸収構造では、車両幅方向を長手方向として配置された長尺状のフロントバンパリインフォース１００の長手方向の両端部と左右両サイドに車両前後方向を長手方向として配置されたフロントサイドメンバ（図示省略）の前端部との間に、所定値以上の衝突荷重が入力されることにより軸圧縮変形する一対のクラッシュボックス１０２が介在されている。

この場合、フロントバンパリインフォース１００の長手方向の中間部に衝突荷重Ｆが入力されたときの曲げ耐力は、図９（Ｂ）に示されるように、ｂ部（クラッシュボックス１０２の前端部の内側角部）でのモーメント変形で決まる。従って、フロントバンパリインフォース１００の曲げ耐力を上げようとすると、（センターラインより左側半分に着目すると）ｂ部からｃ部までの板厚を厚くする必要がある。その結果、車両重量が増加するという問題が生じる。

一方、前記理由から曲げ耐力を上げるべく、図１０（Ａ）に示されるように、ｂ部からｃ部までの板厚を厚くした断面のフロントバンパリインフォース１０４を採用すると、フロントバンパリインフォース１０４の断面剛性が高くなる。このため、図１０（Ｂ）に示されるように、前面衝突時に、クラッシュボックス１０２については予め設定したストロークだけ車両前後方向に軸圧縮変形するが、フロントバンパリインフォース１０４については潰れきらないで残ってしまう（潰れ残り代δ）。従って、衝撃吸収ストロークの無駄が発生するという問題が生じる。
特開平１０−２０３４０３号公報 特開２０００−６２５５１号公報

本発明は上記事実を考慮し、重量増加を招くことなく、前面衝突時のエネルギー吸収効率を高めることができる車両前部の衝撃吸収構造を得ることが目的である。

請求項１記載の本発明に係る車両前部の衝撃吸収構造は、車両の前端部に車両幅方向を長手方向として配置された長尺状のフロントバンパリインフォースと、車両前部の両サイドに車両前後方向を長手方向として配置された左右一対のフロントサイドメンバと、各フロントサイドメンバの前端部とフロントバンパリインフォースの長手方向の端部付近との間に車両前後方向を長手方向として介在されて前面衝突時に所定値以上の衝突荷重が入力されることにより軸圧縮変形して衝突エネルギーを吸収する左右一対のクラッシュボックスと、を含んで構成された車両前部の衝撃吸収構造であって、前記フロントバンパリインフォースは、フロントバンパリインフォースの前部を構成する第１のフロントバンパリインフォースと、この第１のフロントバンパリインフォースに結合されると共にフロントバンパリインフォースの後部を構成しかつ長手方向の端部に形成された開口又は切欠の周縁部に第１のフロントバンパリインフォース側へ折り曲げられた複数のフランジ部を有する第２のフロントバンパリインフォースと、を備えており、前記クラッシュボックスは、第２のフロントバンパリインフォースの開口又は切欠から断面内方へ挿入されて前記複数のフランジ部に結合されるクラッシュボックス延長部を備えている、ことを特徴としている。

請求項２記載の本発明に係る車両前部の衝撃吸収構造は、請求項１記載の発明において、前記複数のフランジ部は、車両幅方向に略水平に配置された横フランジ部と、車両上下方向に略垂直に配置された縦フランジ部と、を含んで構成されている、ことを特徴としている。

請求項１記載の本発明によれば、前面衝突時、その際の衝突荷重は、フロントバンパリインフォースに入力された後、左右一対のクラッシュボックスに入力される。クラッシュボックスに入力された衝突荷重が衝突値以上であると、クラッシュボックスは軸圧縮変形される。これにより、前面衝突時の衝突エネルギーが吸収される。

ここで、本発明では、フロントバンパリインフォースがその前部を構成する第１のフロントバンパリインフォースとその後部を構成する第２のフロントバンパリインフォースとを含んで構成されており、更に第２のフロントバンパリインフォースの長手方向の端部に形成された開口又は切欠からクラッシュボックス延長部が断面内方へ挿入されている。そして、このクラッシュボックス延長部は第２のフロントバンパリインフォースの開口又は切欠の周縁部に折り曲げにより形成された複数のフランジ部に結合されているため、前面衝突時の曲げ荷重に対しては、クラッシュボックス延長部と第２のフロントバンパリインフォースの複数のフランジ部との結合部の全体でこれを受ける。従って、フランジ部の枚数、面積及び配置等を適切に選択すれば、第２のフロントバンパリインフォースの板厚を厚くしなくても、十分な曲げ耐力を確保することができる。

また、クラッシュボックス延長部をフロントバンパリインフォースの断面内方へ挿入させたので、第１のフロントバンパリインフォースに衝突荷重が入力されると、すぐにクラッシュボックス延長部に衝突荷重が伝達されて軸圧縮変形が開始される。従って、フロントバンパリインフォースの潰れ残り（クラッシュストロークの損失）を無くすことができ或いは大幅に削減することができる。よって、前面衝突時のエネルギー吸収効率を高めることができる。

請求項２記載の本発明によれば、複数のフランジ部は、車両幅方向に略水平に配置された横フランジ部と、車両上下方向に略垂直に配置された縦フランジ部と、を含んで構成されているため、フロントバンパリインフォースに入力された曲げ荷重を安定した状態で受け止めることができる。

以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る車両前部の衝撃吸収構造は、フロントバンパリインフォースは、フロントバンパリインフォースの前部を構成する第１のフロントバンパリインフォースと、この第１のフロントバンパリインフォースに結合されると共にフロントバンパリインフォースの後部を構成しかつ長手方向の端部に形成された開口又は切欠の周縁部に第１のフロントバンパリインフォース側へ折り曲げられた複数のフランジ部を有する第２のフロントバンパリインフォースと、を備えており、クラッシュボックスは、第２のフロントバンパリインフォースの開口又は切欠から断面内方へ挿入されて複数のフランジ部に結合されるクラッシュボックス延長部を備えているので、重量増加を招くことなく、前面衝突時のエネルギー吸収効率を高めることができるという優れた効果を有する。

請求項２記載の本発明に係る車両前部の衝撃吸収構造は、請求項１記載の発明において、複数のフランジ部は、車両幅方向に略水平に配置された横フランジ部と、車両上下方向に略垂直に配置された縦フランジ部と、を含んで構成されているため、フロントバンパリインフォースに入力された曲げ荷重を安定した状態で受け止めることができ、その結果、曲げ耐力に対する信頼性を向上させることができるという優れた効果を有する。

以下、図１〜図８を用いて、本発明に係る車両前部の衝撃吸収構造の一実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＩＮは車両幅方向内側を示している。

図１には、本実施形態に係る車両前部の衝撃吸収構造の要部が分解した状態で示されている。また、図２及び図３には、図１に示された要部の組付状態の横断面構造及び縦断面構造がそれぞれ示されている。

これらの図に示されるように、車両の前端部には、長尺状のフロントバンパリインフォース１０が車両幅方向を長手方向として配置されている。なお、フロントバンパリインフォース１０はフロントバンパの一部を構成する部材であり、フロントバンパカバーの内側に配置されている。また、車両前部の両サイドには、各々長尺状に形成された図示しない左右一対のフロントサイドメンバが車両前後方向を長手方向として配置されている。さらに、各フロントサイドメンバの前端部とフロントバンパリインフォース１０の長手方向の端部との間には、前面衝突時に所定値以上の衝突荷重が入力されることにより軸圧縮変形して衝突エネルギーを吸収するクラッシュボックス１２が車両前後方向を長手方向としてそれぞれ介在されている。

上述したフロントバンパリインフォース１０は、フロントバンパリインフォース１０の前部を構成する第１のフロントバンパリインフォース１４と、この第１のフロントバンパリインフォース１４にスポット溶接等によって結合されると共にフロントバンパリインフォース１０の後部を構成する第２のフロントバンパリインフォース１６と、によって構成されている。第１のフロントバンパリインフォース１４は縦断面形状がハット状に形成されており、上縁部及び下縁部に上フランジ部１４Ａ及び下フランジ部１４Ｂを備えている。一方、第２のフロントバンパリインフォース１６は平板状に形成されており、この第２のフロントバンパリインフォース１６の上縁部１６Ａ及び下縁部１６Ｂが第１のフロントバンパリインフォース１４の上フランジ部１４Ａ及び下フランジ部１４Ｂにスポット溶接等により結合されることにより、矩形閉断面構造のフロントバンパリインフォース１０が構成されている。

ここで、第２のフロントバンパリインフォース１６の長手方向の両端部の各中央には、矩形状の切欠１８がそれぞれ形成されている。各切欠１８の上縁部、側縁部、下縁部には、それぞれ折り曲げによる横上フランジ部２０、縦フランジ部２２、横下フランジ部２４が一体に形成されている。これらの横上フランジ部２０、縦フランジ部２２、横下フランジ部２４は、すべて第１のフロントバンパリインフォース１４側へ向けて屈曲されている。

一方、クラッシュボックス１２は、全体としてはボックス状に形成されている。具体的には、図示しないフロントサイドメンバの前端部にボルト及びナットで締結される矩形平板状の取付部２６と、この取付部２６に後端部が溶接された角筒状の本体部２８と、によって構成されている。さらに、本体部２８は、正面視（車両前方側から見て）で外側が開放されたコ字状の本体主部２８Ａと、この本体主部２８Ａの開放側の端部から若干車両幅方向内側に控えた位置に立設された本体縦壁部２８Ｂと、によって構成されている。

上記クラッシュボックス１２の本体部２８は切欠１８内へ挿入可能とされており、本実施形態では切欠１８から断面内方（第１のフロントバンパリインフォース１４の前面側）へ所定量（第１のフロントバンパリインフォース１４に対して所定距離だけ車両後方側へ離間した位置まで）だけ挿入されている。以下、クラッシュボックス１２におけるフロントバンパリインフォース１０内へ挿入される部分を「クラッシュボックス延長部３０」と称す。

クラッシュボックス延長部３０がフロントバンパリインフォース１０の断面内へ挿入された状態では、クラッシュボックス延長部３０の外周面が横上フランジ部２０、縦フランジ部２２、横下フランジ部２４にそれぞれ当接されている。そして、各当接面と横上フランジ部２０、縦フランジ部２２、横下フランジ部２４とがスポット溶接によって溶接されることにより、クラッシュボックス延長部３０が第２のフロントバンパリインフォース１６の長手方向の端部に結合されている。

なお、上記構成のクラッシュボックス１２はアルミニウム合金の一体成形品として構成してもよいし、鋼板をプレス成形して適宜溶接して組み立てるようにしてもよい。

次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

まず、本実施形態に係る車両前部の衝撃吸収構造の組付手順について概説する。

最初に、図４に示されるように、プレス成形等により第２のフロントバンパリインフォース１６の長手方向の端部中央に、矩形状の切欠１８を形成すると共にその周縁部に横上フランジ部２０、縦フランジ部２２、横下フランジ部２４がそれぞれ形成される。

続いて、図５〜図７に示されるように、第２のフロントバンパリインフォース１６の切欠１８内へ予め組み立てられたクラッシュボックス１２のクラッシュボックス延長部３０が挿入される。そして、図６及び図７に示されるように、クラッシュボックス１２の本体主部２８Ａの上面と横上フランジ部２０、本体主部２８Ａの側面と縦フランジ部２２、本体主部２８Ａの下面と横下フランジ部２４とをそれぞれスポット溶接により結合する。これにより、第２のフロントバンパリインフォース１６のサブアッセンブリ３２が構成される。

続いて、図８に示されるように、第１のフロントバンパリインフォース１４に前記サブアッセンブリ３２を被嵌させて、第１のフロントバンパリインフォース１４の上フランジ部１４Ａ及び下フランジ部１４Ｂと第２のフロントバンパリインフォース１６の上縁部１６Ａ及び下縁部１６Ｂとをスポット溶接等により結合する。これにより、フロントバンパリインフォース１０が構成される。その後、クラッシュボックス１２の取付部２６とフロントサイドメンバの前端部とをボルト及びナットで締結する。

上記の如くして構成されたフロントバンパリインフォース１０及びクラッシュボックス１２が組み付けられた車両が前面衝突すると、その際の衝突荷重は、フロントバンパカバーを介してフロントバンパリインフォース１０に入力された後、左右一対のクラッシュボックス１２に入力される。クラッシュボックスに入力された衝突荷重が衝突値以上であると、クラッシュボックス１２は軸圧縮変形される。これにより、前面衝突時の衝突エネルギーが吸収される。

ここで、本実施形態では、フロントバンパリインフォース１０がその前部を構成する第１のフロントバンパリインフォース１４とその後部を構成する第２のフロントバンパリインフォース１６とによって構成されており、更に第２のフロントバンパリインフォース１６の長手方向の端部に形成された切欠１８からクラッシュボックス延長部３０が断面内方へ挿入されている。そして、このクラッシュボックス延長部３０は第２のフロントバンパリインフォース１６の切欠１８の周縁部に折り曲げにより形成された横上フランジ部２０、縦フランジ部２２、横下フランジ部２４の三面に結合されているため、前面衝突時の曲げ荷重に対しては、クラッシュボックス延長部３０と第２のフロントバンパリインフォース１６の横上フランジ部２０、縦フランジ部２２、横下フランジ部２４との結合部（スポット打点）の全体でこれを受ける。従って、第２のフロントバンパリインフォース１６の板厚を厚くしなくても、十分な曲げ耐力を確保することができる。

また、クラッシュボックス延長部３０をフロントバンパリインフォース１０の断面内方へ挿入させたので、第１のフロントバンパリインフォース１４に衝突荷重が入力されると、すぐにクラッシュボックス延長部３０に衝突荷重が伝達されて軸圧縮変形が開始される。従って、フロントバンパリインフォース１０の潰れ残り（クラッシュストロークの損失）を無くすことができ或いは大幅に削減することができる。よって、前面衝突時のエネルギー吸収効率を高めることができる。

さらに、本実施形態に係る車両前部の衝撃吸収構造では、縦横三枚のフランジ部２０、２２、２４を備えているため、フロントバンパリインフォース１０に入力された曲げ荷重を安定した状態で受け止めることができる。その結果、フロントバンパリインフォース１０の曲げ耐力に対する信頼性を向上させることができる。

また、本実施形態に係る車両前部の衝撃吸収構造では、第２のフロントバンパリインフォース１６の長手方向の端部に切欠１８を形成してそこにクラッシュボックス延長部３０を挿入して結合させる構成を採ったので、クラッシュボックス１２及びフロントサイドメンバを含む車両前後方向線を基準としたときのフロントバンパリインフォース１０のオーバーハング量を大幅に減少させることができるというメリットもある。

なお、上述した本実施形態に係る車両前部の衝撃吸収構造では、第２のフロントバンパリインフォース１６の長手方向の端部に切欠１８を形成すると共に切欠１８の周縁部の三辺に折り曲げによる三枚のフランジ部２０、２２、２４を形成してクラッシュボックス延長部３０と結合させる構成を採ったが、これに限らず、長手方向の端部に矩形状の開口を形成すると共に開口の周縁部の四辺すべてに折り曲げによるフランジ部を形成し、これらの四枚のフランジ部とクラッシュボックス延長部３０とを結合させる構成を採ってもよい。

また、上述した本実施形態に係る車両前部の衝撃吸収構造では、クラッシュボックス１２の本体部２８を略四角筒形状に形成したが、これに限らず、正八角形等の角筒形状にしてもよい。

本実施形態に係る車両前部の衝撃吸収構造の要部の分解斜視図である。 図１に示される車両前部の衝撃吸収構造の要部の組付状態の横断面図（図１の２‐２線断面図）である。 図１に示される車両前部の衝撃吸収構造の要部の組付状態の縦断面図（図１の３‐３線断面図）である。 本実施形態に係る車両前部の衝撃吸収構造の組付手順を示す説明図であり、第２のフロントバンパリインフォースを示す斜視図である。 本実施形態に係る車両前部の衝撃吸収構造の組付手順を示す説明図であり、第２のフロントバンパリインフォースにクラッシュボックスが結合された状態を示す斜視図である。 図５の６‐６線に沿って切断した状態を示す横断面図である。 図５の７‐７線に沿って切断した状態を示す縦断面図である。 本実施形態に係る車両前部の衝撃吸収構造の組付手順を示す説明図であり、第２のフロントバンパリインフォースのサブアッセンブリが第１のフロントバンパリインフォースに結合された状態を示す斜視図である。 従来の車両前部の衝撃吸収構造の概略構成を示す衝突前後の平面図である。 従来の車両前部の衝撃吸収構造の概略構成を示す衝突前後の側面図である。

符号の説明

１０ フロントバンパリインフォース
１２ クラッシュボックス
１４ 第１のフロントバンパリインフォース
１６ 第２のフロントバンパリインフォース
１８ 切欠
２０ 横上フランジ部
２２ 縦フランジ部
２４ 横下フランジ部
３０ クラッシュボックス延長部

Claims (2)

1. 車両の前端部に車両幅方向を長手方向として配置された長尺状のフロントバンパリインフォースと、車両前部の両サイドに車両前後方向を長手方向として配置された左右一対のフロントサイドメンバと、各フロントサイドメンバの前端部とフロントバンパリインフォースの長手方向の端部付近との間に車両前後方向を長手方向として介在されて前面衝突時に所定値以上の衝突荷重が入力されることにより軸圧縮変形して衝突エネルギーを吸収する左右一対のクラッシュボックスと、を含んで構成された車両前部の衝撃吸収構造であって、
   前記フロントバンパリインフォースは、フロントバンパリインフォースの前部を構成する第１のフロントバンパリインフォースと、この第１のフロントバンパリインフォースに結合されると共にフロントバンパリインフォースの後部を構成しかつ長手方向の端部に形成された開口又は切欠の周縁部に第１のフロントバンパリインフォース側へ折り曲げられた複数のフランジ部を有する第２のフロントバンパリインフォースと、を備えており、
   前記クラッシュボックスは、第２のフロントバンパリインフォースの開口又は切欠から断面内方へ挿入されて前記複数のフランジ部に結合されるクラッシュボックス延長部を備えている、
   ことを特徴とする車両前部の衝撃吸収構造。
2. 前記複数のフランジ部は、車両幅方向に略水平に配置された横フランジ部と、車両上下方向に略垂直に配置された縦フランジ部と、を含んで構成されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の車両前部の衝撃吸収構造。

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