JP2009101731A - 車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車体の前面衝突の際の衝撃を十分かつ確実に吸収することができる車体前部構造を提供する。
【解決手段】車体の前面衝突の際、その衝突荷重がフロントバンパーリインホースメント２に入力されると、前後方向の曲げ強度が増大しているフロントバンパーリインホースメント２からクラッシュボックス３，３の前端部に衝突荷重が十分かつ確実に伝達されると共に、フロントバンパーリインホースメント２からフロントバンパサポート４，４を介してクラッシュボックス３，３の前後方向中間部に衝突荷重が十分かつ確実に伝達される。その結果、クラッシュボックス３，３は、前後長が半減している強度の低い後半部から安定した状態で十分かつ確実に軸方向に圧潰を開始し、その後、前半部も十分かつ確実に軸方向に圧潰する。こうして前面衝突の際の衝撃がクラッシュボックス３，３によって十分かつ確実に吸収される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車体の左右のフロントサイドメンバの前端部にフロントバンパーリインホースメントの左右の端部を固定するための車体前部構造に関するものである。

自動車車体の前面衝突時の衝撃を吸収して緩和するため、車体のフロントバンパーリインホースメントの左右の端部は、一般に、衝撃吸収体を介して左右のフロントサイドメンバの前端部に固定されている。

この種の車体前部構造として、例えば特許文献１には、サイドメンバ（フロントサイドメンバ）１０の前端にリヤ側取付板１８を介してバンパステー１２の筒状本体（衝撃吸収体）１６の後端部が固定され、筒状本体（衝撃吸収体）１６の前端部にフロント側取付板２０を介してバンパーレインフォースフロントバンパーリインホースメント）１４の左右の端部が固定された構造が開示されている。

ここで、フロント側取付板２０には、バンパーレインフォース（フロントバンパーリインホースメント）１４の曲折端部１４−２側に延びた延長部分から車幅方向内側に向けて斜め後方に延出するストラット２８が形成されており、このストラット２８の後端部が筒状本体（衝撃吸収体）１６の後端部に溶接されている。
特開２００３−４８４９８号公報（段落００２１、段落００２３、図１）

ところで、特許文献１に記載された車体前部構造では、バンパーレインフォース１４の曲折端部１４−２側に車体の前面衝突荷重が入力された場合、その衝突荷重がストラット２８を介してバンパステー１２の筒状本体１６の後端部に伝達されるため、衝撃吸収体である筒状本体１６の圧潰が不十分となって前面衝突の衝撃が十分に吸収されない虞がある。

一方、筒状本体１６の前後長が断面幅に対して長い場合には、車体の前面衝突荷重がバンパーレインフォース１４から筒状本体１６の前端部に伝達された際に、筒状本体１６に横曲げが発生することがあり、衝撃吸収体である筒状本体１６に潰れ残りが生じて前面衝突の衝撃が十分に吸収されない虞がある。

そこで、本発明は、車体の前面衝突の際の衝撃を十分かつ確実に吸収することができる車体前部構造を提供することを課題とする。

本発明に係る車体前部構造は、車体の左右のフロントサイドメンバの前端部にフロントバンパーリインホースメントの左右の端部を固定するための車体前部構造であって、フロントバンパーリインホースメントの左右の端部に前端部が固定され、後端部が左右のフロントサイドメンバの前端部に固定される左右の衝撃吸収体と、衝撃吸収体の前後方向中間部の外周に後端部が位置し、前端部がフロントバンパーリインホースメントの左右の端部に固定される左右のフロントバンパサポートとを備えており、フロントバンパサポートは、後端部から前端部に向けて少なくとも車幅方向内側に幅が広がる形状に設定されていることを特徴とする。

ここで、フロントバンパーリインホースメントの左右の端部には、少なくとも車幅方向内側に幅が広がったフロントバンパサポートの前端部が固定されており、左右のフロントバンパサポートによるフロントバンパーリインホースメントの支持点間距離が短くなっている。その結果、車体の前面衝突荷重によりフロントバンパーリインホースメントに作用する曲げモーメントが低下し、その分、フロントバンパーリインホースメントの前後方向の曲げ強度が増大する。

一方、衝撃吸収体の前後方向中間部にはフロントバンパサポートの後端部が固定されているため、衝撃吸収体の座屈強度は、フロントバンパサポートによって補剛されている前半部の強度に較べて後半部の強度が低くなっている。そして、衝撃吸収体の前後長は、実質上、強度の低い後半部の前後長に半減している。

従って、本発明に係る車体前部構造では、車体の前面衝突の際、その衝突荷重がフロントバンパーリインホースメントに入力されると、前後方向の曲げ強度が増大しているフロントバンパーリインホースメントから衝撃吸収体の前端部に衝突荷重が十分かつ確実に伝達されると共に、フロントバンパーリインホースメントからフロントバンパサポートを介して衝撃吸収体の前後方向中間部に衝突荷重が十分かつ確実に伝達される。その結果、衝撃吸収体は、前後長が半減している強度の低い後半部から安定した状態で十分かつ確実に軸方向に圧潰を開始し、その後、前半部も十分かつ確実に軸方向に圧潰する。こうして車体の前面衝突の際の衝撃が衝撃吸収体によって十分かつ確実に吸収される。

本発明の車体前部構造において、衝撃吸収体が角筒状に形成されている場合、フロントバンパサポートは角型中空のラッパ状に形成するのが好ましい。

本発明に係る車体前部構造によれば、車体の前面衝突の際、その衝突荷重がフロントバンパーリインホースメントから衝撃吸収体の前端部に十分かつ確実に伝達されると共に、フロントバンパーリインホースメントからフロントバンパサポートを介して衝撃吸収体の前後方向中間部に十分かつ確実に伝達される。そして、衝撃吸収体の後半部が安定した状態で十分かつ確実に軸方向に圧潰を開始し、その後、衝撃吸収体の前半部も十分かつ確実に軸方向に圧潰するため、車体の前面衝突の際の衝撃を衝撃吸収体の十分かつ確実な圧潰によって十分かつ確実に吸収することができ、その衝撃を十分かつ確実に緩和することができる。

以下、図面を参照して本発明に係る車体前部構造の最良の実施形態を説明する。参照する図面において、図１は一実施形態に係る車体前部構造を模式的に示す平面図、図２は図１に示した右側の車体前部構造の部分拡大斜視図である。

一実施形態に係る車体前部構造は、例えば図１に示すような左右一対のフロントサイドメンバ１，１の前端部に、フロントバンパーリインホースメント２の左右の端部を固定するための構造であって、左右一対のクラッシュボックス３，３および左右一対のフロントバンパサポート４，４を備えている。

フロントサイドメンバ１，１は、車体の前後方向に沿って延設されており、その前端部には接続フランジ１Ａ，１Ａが固定されている。一方、フロントバンパーリインホースメント２は、左右の端部が車体の後方側へ若干湾曲したラウンドコーナ２Ａ，２Ａとなっており、このラウンドコーナ２Ａ，２Ａの後面側には接続台部２Ｂ，２Ｂが形成されている。

クラッシュボックス３，３は、車体の前面衝突時の衝突エネルギを吸収して衝撃を緩和する衝撃吸収体を構成するものであり、軸方向に座屈変形可能な例えば角筒状に形成されている。このクラッシュボックス３，３は、車体の前後方向に軸方向を沿わせた状態で、前端部に形成された接続フランジ３Ａ，３Ａがフロントバンパーリインホースメント２のラウンドコーナ２Ａ，２Ａの後面側の接続台部２Ｂ，２Ｂに固定され、後端部に形成された接続フランジ３Ｂ，３Ｂがフロントサイドメンバー３，３の前端部の接続フランジ１Ａ，１Ａに固定されている。

クラッシュボックス３が前面衝突荷重の入力により確実に座屈変形して圧潰できるように、クラッシュボックス３の周面には、座屈変形を誘発するノッチ３Ｃや窪み３Ｄが形成されている（図２参照）。

ここで、図１に示したフロントバンパサポート４，４は、左右対称に構成されているため、両者を代表して右側のフロントバンパサポート４について説明する。このフロントバンパサポート４は、図２に拡大して示すように、鋼板の曲げ加工によって角型中空のラッパ状に形成されている。

すなわち、フロントバンパサポート４は、フロントバンパーリインホースメント２側の前端部の左右幅が後端部の左右幅より広く、中間部の左右幅が後端部から前端部に向けて増大する角型中空のラッパ状に形成されており、その前端部は、車幅方向外側よりも内側に大きく張り出している。そして、このフロントバンパサポート４の前端部には、上下一対の接合片４Ａ，４Ａが折り曲げ加工されている。

このようなフロントバンパサポート４は、クラッシュボックス３に外装された状態で、その前端部の上下一対の接合片４Ａ，４Ａがフロントバンパーリインホースメント２のラウンドコーナ２Ａの上面および下面にスポット溶接されて固定されている。そして、フロントバンパサポート４の後端部は、クラッシュボックス３の前後方向中央部の外周に嵌合してスポット溶接により固定されている。

以上のように構成された一実施形態の車体前部構造では、車体の前面衝突の際、図１に白抜き矢印で示すような衝突荷重がフロントバンパーリインホースメント２に入力されると、フロントバンパーリインホースメント２から衝撃吸収体であるクラッシュボックス３，３の前端部に衝突荷重が伝達されると共に、フロントバンパーリインホースメント２からフロントバンパサポート４，４を介してクラッシュボックス３，３の前後方向中央部に衝突荷重が伝達される。

ここで、フロントバンパサポート４，４の前端部が車幅方向内側に大きく張り出しているため、このフロントバンパサポート４，４によるフロントバンパーリインホースメント２の支持点間距離は短くなっている。このため、車体の前面衝突荷重が入力された際にフロントバンパサポート４，４を支持点としてフロントバンパーリインホースメント２に作用する曲げモーメントは低下することとなり、その分、フロントバンパーリインホースメント２の前後方向の曲げ強度が増大することとなる。

一方、クラッシュボックス３，３の前後方向中央部にはフロントバンパサポート４，４の後端部が固定されているため、クラッシュボックス３，３の座屈強度は、フロントバンパサポート４，４によって補剛されている前半部に較べて後半部の方が低くなっている。そして、このクラッシュボックス３，３の前後長は、実質上、強度の低い後半部の前後長に半減している。

従って、一実施形態の車体前部構造では、車体の前面衝突の際、その衝突荷重がフロントバンパーリインホースメント２に入力されると、前後方向の曲げ強度が増大しているフロントバンパーリインホースメント２からクラッシュボックス３，３の前端部に衝突荷重が十分かつ確実に伝達されると共に、フロントバンパーリインホースメント２からフロントバンパサポート４，４を介してクラッシュボックス３，３の前後方向中央部に衝突荷重が十分かつ確実に伝達される。

その結果、クラッシュボックス３，３は、前後長が半減している強度の低い後半部から安定した状態で十分かつ確実に軸方向に圧潰を開始し、その後、前半部も十分かつ確実に軸方向に圧潰する。その際、クラッシュボックス３，３は、座屈変形を誘発するノッチ３Ｃや窪み３Ｄを起点として圧潰する。こうして車体の前面衝突の際の衝撃がクラッシュボックス３，３によって十分かつ確実に吸収される。

ここで、図１に示した車体前部構造における前面衝突時を想定したシミュレーションの結果を図３〜図５のグラフに示す。図３のグラフは、フロントバンパーリインホースメント２の反力（曲げ強度）の時間的変化を従来例と比較して示しており、実線グラフで示すように、前面衝突の発生時から３０ｍｓが経過するまでの間、フロントバンパーリインホースメント２の反力（曲げ強度）は、点線グラフで示す従来例に比較して増大している。

また、図４のグラフは、クラッシュボックス３，３に入力される荷重の時間的変化を従来例と比較して示しており、実線グラフで示すように、前面衝突の発生時から３０ｍｓが経過するまでの間、クラッシュボックス３，３に入力される荷重は、点線グラフで示す従来例に比較して増大している。

さらに、図５のグラフは、クラッシュボックス３，３によるエネルギ吸収量の時間的変化を従来例と比較して示しており、実線グラフで示すように、前面衝突の発生時から５０ｍｓが経過するまでの間、クラッシュボックス３，３によるエネルギ吸収量は、点線グラフで示す従来例に比較して倍増している。

従って、一実施形態の車体前部構造によれば、車体の前面衝突の際の衝突荷重をフロントバンパーリインホースメント２からフロントバンパサポート４，４およびクラッシュボックス３，３に十分かつ確実に伝達することができる。そして、クラッシュボックス３，３の十分かつ確実な圧潰によって、車体の前面衝突の際の衝撃を十分かつ確実に吸収することができ、その衝撃を十分かつ確実に緩和することができる。

本発明に係る車体前部構造は、前述した一実施形態に限定されるものではない。例えば、図１に示したフロントバンパーリインホースメント２の後面側の接続台部２Ｂ，２Ｂは省略し、クラッシュボックス３，３の前端部の接続フランジ３Ａ，３Ａをフロントバンパーリインホースメント２の後面に直接固定してもよい。

また、クラッシュボックス３，３は、その前後方向中間部の外周にフロントバンパサポート４，４の後端部が固定されるものである限り、その形状および構造は、適宜変更することができる。

さらに、フロントバンパサポート４，４の形状は、後端部から前端部に向けて少なくとも車幅方向内側に幅が広がる形状である限り、楕円形断面のラッパ状など、適宜変更することができる。

本発明の一実施形態に係る車体前部構造を模式的に示す平面図である。 図１に示した右側の車体前部構造の部分拡大斜視図である。 図１に示した車体前部構造における前面衝突時を想定したシミュレーションの結果を示すグラフであり、フロントバンパーリインホースメントの反力（曲げ強度）の時間的変化を従来例と比較して示すグラフである。 同シミュレーションの結果を示すグラフであり、クラッシュボックスに入力される荷重の時間的変化を従来例と比較して示すグラフである。 同シミュレーションの結果を示すグラフであり、クラッシュボックスによるエネルギ吸収量の時間的変化を従来例と比較して示すグラフである。

符号の説明

１…フロントサイドメンバ、１Ａ…接続フランジ、２…フロントバンパーリインホースメント、２Ａ…ラウンドコーナ、２Ｂ…接続台部、３…クラッシュボックス、３Ａ…接続フランジ、３Ｂ…接続フランジ、３Ｃ…ノッチ、３Ｄ…窪み、４…フロントバンパサポート、４Ａ…接合片。

Claims (2)

1. 車体の左右のフロントサイドメンバの前端部にフロントバンパーリインホースメントの左右の端部を固定するための車体前部構造であって、
   前記フロントバンパーリインホースメントの左右の端部に前端部が固定され、後端部が前記左右のフロントサイドメンバの前端部に固定される左右の衝撃吸収体と、
   前記衝撃吸収体の前後方向中間部の外周に後端部が位置し、前端部が前記フロントバンパーリインホースメントの左右の端部に固定される左右のフロントバンパサポートとを備えており、
   前記フロントバンパサポートは、後端部から前端部に向けて少なくとも車幅方向内側に幅が広がる形状に設定されていることを特徴とする車体前部構造。
2. 前記衝撃吸収体が角筒状に形成され、前記フロントバンパサポートが角型中空のラッパ状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。

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