JP2015150985A - 車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】微小ラップ衝突時に、フロントサイドメンバを安定して車幅方向内側へ折り曲げられる車体前部構造を得る。【解決手段】車体前部に車体前後方向に沿って配置されたフロントサイドメンバ１２と、フロントサイドメンバ１２の外側壁１２Ａにそれぞれ独立して、かつ車体上下方向に並んで設けられ、外側壁１２Ａよりも車幅方向外側へ突出する複数の突出部材２８と、を備えた車体前部構造１０とする。【選択図】図１

Description

本発明は、車体前部構造に関する。

フロントサイドメンバの側部に突設部を設け、フロントサイドメンバよりも車幅方向外側で前面衝突（微小ラップ衝突）したときに、その突設部により、フロントサイドメンバを車幅方向内側へ折り曲げて、衝突荷重を吸収するようにした車体前部構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−２２８９０７号公報

ところで、フロントサイドメンバよりも車幅方向外側で前面衝突（微小ラップ衝突）した場合には、車両の変形を抑制するために、その車両に対して横力（車幅方向で衝突側とは反対側へ向かう力）を効率よく発生させることが望まれる。そのためには、フロントサイドメンバが安定して車幅方向内側へ折り曲げられることが望まれ、それを実現するための構造には、改善の余地がある。

そこで、本発明は、微小ラップ衝突時に、フロントサイドメンバを安定して車幅方向内側へ折り曲げられる車体前部構造を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車体前部構造は、車体前部に車体前後方向に沿って配置されたフロントサイドメンバと、前記フロントサイドメンバの外側壁にそれぞれ独立して、かつ車体上下方向に並んで設けられ、該外側壁よりも車幅方向外側へ突出する複数の突出部材と、を備えている。

請求項１に記載の発明によれば、フロントサイドメンバの外側壁よりも車幅方向外側へ突出する複数の突出部材が、その外側壁にそれぞれ独立して、かつ車体上下方向に並んで設けられている。したがって、フロントサイドメンバよりも車幅方向外側でバリアに衝突する微小ラップ衝突時には、車両の前進に伴い、各突出部材が、それぞれ独立してバリアに衝突する。

つまり、フロントサイドメンバには、各突出部材からそれぞれ衝突荷重が伝達される。よって、フロントサイドメンバは、安定して車幅方向内側へ折り曲げられる。そして、これにより、微小ラップ衝突時に入力された衝突荷重の一部が、各突出部材からフロントサイドメンバを介してパワーユニットへ伝達されるので、車両に対して横力が効率よく発生される。

また、請求項２に記載の車体前部構造は、請求項１に記載の車体前部構造であって、前記複数の突出部材の間に隙間が形成されている。

請求項２に記載の発明によれば、複数の突出部材の間に隙間が形成されている。したがって、複数の突出部材が、それぞれ独立してバリアに衝突したときに、各突出部材が互いに干渉するのが抑制又は防止される。よって、フロントサイドメンバは、効率よく安定して車幅方向内側へ折り曲げられる。

また、請求項３に記載の車体前部構造は、請求項１又は請求項２に記載の車体前部構造であって、前記複数の突出部材は、それぞれ前記外側壁にボルト締結されている。

請求項３に記載の発明によれば、複数の突出部材が、それぞれフロントサイドメンバの外側壁にボルト締結されている。したがって、微小ラップ衝突時に入力された衝突荷重の一部は、各突出部材からそれぞれフロントサイドメンバへ効率よく伝達される。よって、フロントサイドメンバは、更に効率よく安定して車幅方向内側へ折り曲げられる。

また、請求項４に記載の車体前部構造は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車体前部構造であって、前記複数の突出部材の前端部は、平面視で車幅方向外側後方へ傾斜する傾斜壁を有している。

請求項４に記載の発明によれば、複数の突出部材の前端部が、平面視で車幅方向外側後方へ傾斜する傾斜壁とされている。したがって、微小ラップ衝突時に入力された衝突荷重の一部は、各突出部材からそれぞれフロントサイドメンバへ更に効率よく伝達される。よって、フロントサイドメンバは、更に効率よく安定して車幅方向内側へ折り曲げられる。

また、請求項５に記載の車体前部構造は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車体前部構造であって、前記複数の突出部材の後端部は、平面視で前記フロントサイドメンバの車幅方向内側に配置されたパワーユニットの車体前方側端部よりも車体後方側に配置されている。

請求項５に記載の発明によれば、複数の突出部材の後端部が、平面視でフロントサイドメンバの車幅方向内側に配置されたパワーユニットの車体前方側端部よりも車体後方側に配置されている。したがって、微小ラップ衝突時に入力された衝突荷重の一部は、各突出部材からフロントサイドメンバを介してパワーユニットへ効率よく伝達される。

以上、説明したように、請求項１に係る発明によれば、微小ラップ衝突時に、フロントサイドメンバを安定して車幅方向内側へ折り曲げることができる。

請求項２に係る発明によれば、微小ラップ衝突時に、フロントサイドメンバを効率よく安定して車幅方向内側へ折り曲げることができる。

請求項３に係る発明によれば、微小ラップ衝突時に、フロントサイドメンバを更に効率よく安定して車幅方向内側へ折り曲げることができる。

請求項４に係る発明によれば、微小ラップ衝突時に、フロントサイドメンバを更に効率よく安定して車幅方向内側へ折り曲げることができる。

請求項５に係る発明によれば、微小ラップ衝突時に、入力された衝突荷重の一部を突出部材からフロントサイドメンバを介してパワーユニットへ効率よく伝達することができる。

本実施形態に係る車体前部構造の要部を示す斜視図である。 本実施形態に係る車体前部構造の突出部材の分解斜視図である。 図１のＸ−Ｘ線矢視断面図である。 本実施形態に係る車体前部構造の微小ラップ衝突前の状態を示す平面図である。 本実施形態に係る車体前部構造の微小ラップ衝突後の状態を示す平面図である。 本実施形態に係る車体前部構造の微小ラップ衝突後で図５よりも前進した状態を示す平面図である。 本実施形態に係る車体前部構造の微小ラップ衝突後で図６よりも前進した状態を示す平面図である。 本実施形態に係る車体前部構造の微小ラップ衝突後で図７よりも前進した状態を示す平面図である。 本実施形態に係る車体前部構造の微小ラップ衝突後で図８よりも前進した状態を示す平面図である。 本実施形態に係る車体前部構造の微小ラップ衝突後で図９よりも前進した状態を示す平面図である。 比較例に係る車体前部構造の要部を示す図３に相当する断面図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＬＨを車体左方向とする。また、以下の説明で、特記することなく上下、前後、左右の方向を記載した場合は、車体上下方向の上下、車体前後方向の前後、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。更に、各図は車体の左側を示しているが、車体の右側も左右対称で同一であるため、車体の右側についての説明は適宜省略する。

図１、図４に示されるように、車体前部における車幅方向外側には、矩形閉断面形状とされて車体前後方向に延在するフロントサイドメンバ１２が左右一対で配置されている。車体前部構造１０を構成する各フロントサイドメンバ１２の車体前方側には、略矩形閉断面形状とされて車幅方向に延在するフロントバンパリインフォースメント１４が、クラッシュボックス１３を介して設けられている。

すなわち、図４に示されるように、各フロントサイドメンバ１２とフロントバンパリインフォースメント１４との間には、矩形閉断面形状のクラッシュボックス１３が、各フロントサイドメンバ１２と同軸的に設けられている。なお、フロントバンパリインフォースメント１４の車幅方向両端部１４Ａは、左右のフロントサイドメンバ１２よりも、それぞれ車幅方向外側へ延在されている。

また、図４に示されるように、左右のフロントサイドメンバ１２間には、エンジン及びトランスミッションを含んで構成され、少なくとも前輪２４を駆動するパワーユニット２０が配設されている。そして、このパワーユニット２０は、左右のフロントサイドメンバ１２に、それぞれブラケット１６を介して設けられたエンジンマウント１８によって支持されている。

また、図４に示される平面視で、フロントサイドメンバ１２よりも車幅方向外側で、かつ前輪２４の車体後方側には、車体前後方向に延在するロッカ２６が配設されている。ロッカ２６は、断面略ハット型形状とされたインナパネル（図示省略）のフランジ部と、断面略ハット型形状とされたアウタパネル（図示省略）のフランジ部と、がスポット溶接等によって接合されることで、閉断面形状に形成されている。

また、図１〜図４に示されるように、各フロントサイドメンバ１２の車幅方向外側の壁部である外側壁１２Ａには、その外側壁１２Ａよりも車幅方向外側へ突出する複数（本実施形態では２個）の突出部材２８が、車体上下方向に並んで、かつ車体上下方向に所定の隙間Ｓを有して設けられている。

詳細に説明すると、車体前部構造１０を構成する突出部材２８は、金属（又は樹脂でもよい）で成形されており、外側壁１２Ａの上部側にボルト締結される上部突出部材３０と、外側壁１２Ａの下部側にボルト締結される下部突出部材４０の２個で構成されている。そして、上部突出部材３０と下部突出部材４０との間には、隙間Ｓ（図３参照）が形成されている。

上部突出部材３０及び下部突出部材４０は、それぞれブロック状に形成されており、各前壁（前端部）は、平面視で車幅方向外側後方へ向かって斜めに（車体前後方向及び車幅方向に対して斜めに）形成された傾斜壁３２、４２とされている。そして、上部突出部材３０及び下部突出部材４０の後壁３４、４４の車幅方向内側には、車体後方側へ張り出す矩形平板状の張出部（後端部）３６、４６が一体に形成されている。

各張出部３６、４６は、上部突出部材３０及び下部突出部材４０がフロントサイドメンバ１２の外側壁１２Ａに締結固定されたときに、平面視で、パワーユニット２０の車体前方側端部（以下「前端部」という）２２よりも車体後方側で、かつパワーユニット２０の車体前後方向略中央部（エンジンマウント１８）よりも車体前方側における外側壁１２Ａの外側に配置されるようになっている（図４参照）。

そして、上部突出部材３０及び下部突出部材４０の各張出部３６、４６の所定位置には、それぞれボルト５０の軸部５４を挿通させるための貫通孔３６Ａ、４６Ａが形成されている。また、上部突出部材３０及び下部突出部材４０の各傾斜壁３２、４２と各側壁３８、４８との境界部分には、それぞれボルト５０（頭部５２及び軸部５４）を挿通させるための開口部３７、４７が形成されており、開口部３７、４７内の車幅方向内側端部は、中央にボルト５０の軸部５４を挿通させるための貫通孔（図示省略）が形成された円環部（図示省略）によって一体に閉塞されている。

また、フロントサイドメンバ１２の外側壁１２Ａの所定位置には、上部突出部材３０の貫通孔３６Ａ及び図示しない貫通孔と、下部突出部材４０の貫通孔４６Ａ及び図示しない貫通孔と、それぞれ連通してボルト５０の軸部５４を挿通させるための複数（計４個）の貫通孔１２Ｂが形成されており、外側壁１２Ａの内面には、各貫通孔１２Ｂと同軸的に連通するウエルドナット５６（図３参照）が固着されている。

したがって、上部突出部材３０は、貫通孔３６Ａ及び図示しない貫通孔と、上部側の各貫通孔１２Ｂにボルト５０の軸部５４が挿通され、その軸部５４がウエルドナット５６に螺合されることにより、外側壁１２Ａに締結固定される。そして、下部突出部材４０は、貫通孔４６Ａ及び図示しない貫通孔と、下部側の各貫通孔１２Ｂにボルト５０の軸部５４が挿通され、その軸部５４がウエルドナット５６に螺合されることにより、外側壁１２Ａに締結固定される。

つまり、上部突出部材３０及び下部突出部材４０は、それぞれ独立して（直接相互に応力が伝達されることなく）外側壁１２Ａにボルト締結されるようになっている。なお、上部突出部材３０及び下部突出部材４０は、両者の間に隙間Ｓが形成されるように、外側壁１２Ａにボルト締結されるようになっており、上部突出部材３０のボルト締結部及び下部突出部材４０のボルト締結部は、それぞれ上部突出部材３０及び下部突出部材４０の車体上下方向中央部に設けられている（図３参照）。

また、上部突出部材３０及び下部突出部材４０の厚さ（車体上下方向の長さ）は、それぞれフロントサイドメンバ１２における外側壁１２Ａの幅（車体上下方向の長さ）の半分以下とされている。すなわち、上部突出部材３０の厚さと下部突出部材４０の厚さと隙間Ｓとの合計が、外側壁１２Ａの幅とほぼ同一とされている。

換言すれば、車体前後方向から見た正面視及び車幅方向から見た側面視で、上部突出部材３０が、フロントサイドメンバ１２の上壁（上面）から車体上方側へ突出しない構成になっており、下部突出部材４０が、フロントサイドメンバ１２の下壁（下面）から車体下方側へ突出しない構成になっている（図３参照）。

これにより、微小ラップ衝突時に、上部突出部材３０及び下部突出部材４０からフロントサイドメンバ１２へ伝達される荷重の分散が低減される構成になっている。つまり、微小ラップ衝突時に、上部突出部材３０及び下部突出部材４０からフロントサイドメンバ１２へ効率よく荷重が伝達され、フロントサイドメンバ１２が安定して車幅方向内側へ折れ曲がるようになっている。

以上のような構成とされた本実施形態に係る車体前部構造１０において、次にその作用について説明する。

図４、図５に示されるように、例えば車両の左側のフロントサイドメンバ１２よりも車幅方向外側、即ちフロントバンパリインフォースメント１４の左端部１４ＡがバリアＷに衝突する微小ラップ衝突が発生すると、まずフロントバンパリインフォースメント１４に接続されているクラッシュボックス１３が潰れ変形（軸方向に圧壊）して、その衝突荷重の一部を吸収する。

そして、図６に示されるように、車両の前進に伴い、左側のフロントサイドメンバ１２がクラッシュボックス１３の変形に続いて塑性変形しつつ車幅方向内側へ移動することにより、外側壁１２Ａに突設された突出部材２８、即ち上部突出部材３０及び下部突出部材４０の傾斜壁３２、４２がバリアＷに衝突する。そして更に、図７に示されるように、車両が前進すると、上部突出部材３０及び下部突出部材４０の傾斜壁３２、４２が、バリアＷによって相対的に車体後方側へ押圧される。

ここで、先に図１１に示される比較例に係る車体前部構造について説明する。図１１に示されるように、この比較例に係る突出部材５８は、複数に分割されていない。すなわち、この突出部材５８の厚さ（車体上下方向の長さ）は、フロントサイドメンバ１２の外側壁１２Ａの幅（車体上下方向の長さ）とほぼ同一とされている。

したがって、微小ラップ衝突時に、突出部材５８がバリアＷに衝突すると、その突出部材５８の下部側が、車幅方向内側下方へ向かうように（捩れるように）変形されることがあり、上部側のボルト締結部に車幅方向外側へ向かう反力Ｆが生じることがある。このような反力Ｆが生じると、フロントサイドメンバ１２を安定して車幅方向内側へ折り曲げることが阻害され、突出部材５８からフロントサイドメンバ１２を介してパワーユニット２０へ衝突荷重を効率よく伝達することが阻害されるおそれがある。

これに対し、本実施形態に係る突出部材２８は、上部突出部材３０と下部突出部材４０とに分割され、かつ上部突出部材３０と下部突出部材４０との間には、隙間Ｓが形成されているため（上部突出部材３０と下部突出部材４０とが独立してボルト締結されているため）、上部突出部材３０及び下部突出部材４０がバリアＷに衝突したときには、それぞれ互いに干渉するのが抑制又は防止されつつ、車幅方向内側へ向かって変形する。

つまり、上部突出部材３０及び下部突出部材４０がバリアＷに衝突しても、下部突出部材４０には、車幅方向内側下方へ向かうような変形が生じることがなく、かつ上部突出部材３０のボルト締結部には、上記したような車幅方向外側へ向かう反力Ｆが生じることがない。

また、上部突出部材３０及び下部突出部材４０の前壁は、平面視で、それぞれ車幅方向外側後方へ傾斜する傾斜壁３２、４２とされている。したがって、図８に示されるように、各傾斜壁３２、４２がバリアＷに衝突することにより、上部突出部材３０及び下部突出部材４０には、車幅方向内側（本実施形態の場合は右側）へ向かう分力が効率よく得られる。

よって、上部突出部材３０及び下部突出部材４０の各張出部３６、４６は、平面視で、車体後方内側へ向けて回動するように相対的に押し込まれ、フロントサイドメンバ１２の一部を車幅方向内側へ向けて効率よく押圧する。これにより、フロントサイドメンバ１２の車幅方向内側への折れ曲がり変形が効果的に促進され、フロントサイドメンバ１２は、上部突出部材３０及び下部突出部材４０（突出部材２８）により、効率よく安定して車幅方向内側へ折り曲げられる。

また、上部突出部材３０及び下部突出部材４０の各張出部３６、４６は、平面視で、パワーユニット２０の前端部２２よりも車体後方側に配置されている。したがって、上部突出部材３０及び下部突出部材４０によって折り曲げられたフロントサイドメンバ１２により、パワーユニット２０の側部２１が車幅方向内側へ向けて押圧される。これにより、上部突出部材３０及び下部突出部材４０に入力された衝突荷重が、フロントサイドメンバ１２を介してパワーユニット２０へ効率よく伝達される。

すなわち、微小ラップ衝突によってバリアＷから受けた衝突荷重を反衝突側（本実施形態の場合は右側）へ安定して伝達することができ、車両に対して横力（車幅方向で衝突側とは反対側へ向かう力）を効率よく発生させることができる。よって、微小ラップ衝突時において、車室（乗員空間）をバリアＷから遠ざけることができ、その車室（乗員空間）の変形を抑制又は防止することができる。

また、更に車両が前進すると、図９に示されるように、前輪２４がバリアＷに衝突し、ロッカ２６が前輪２４に衝突する。つまり、バリアＷとロッカ２６との間に前輪２４が挟まれる。このとき、フロントサイドメンバ１２には、上記したように車幅方向内側へ向かう荷重が入力されているため、前輪２４には、その後端部が車幅方向内側へ引っ張られるような力が加えられる。

よって、前輪２４には、その前端部が車幅方向外側へ押されるような力が加えられ、図１０に示されるように、前輪２４は、バリアＷとロッカ２６との間から車幅方向外側へ抜け出される。これにより、ロッカ２６の軸方向（車体前後方向）の塑性変形を抑制することができ、車室（乗員空間）の変形を更に抑制又は防止することができる。

なお、本実施形態に係る突出部材２８は、上部突出部材３０と下部突出部材４０とに分割されているので、バリアＷの高さが低くても、フロントサイドメンバ１２を車幅方向内側へ安定して折り曲げることができる。例えば、バリアＷの高さが、正面視及び側面視で、隙間Ｓに達する程度の高さしかない場合でも、少なくとも下部突出部材４０には、バリアＷが衝突するので、下部突出部材４０によってフロントサイドメンバ１２の一部を車幅方向内側へ向けて押圧することができる。

詳細に説明すると、例えば比較例に係る突出部材５８では、その下部側のみにバリアＷが衝突するので、突出部材５８は、車幅方向内側下方へ向かうように変形されてしまい、上部側のボルト締結部に車幅方向外側へ向かう大きな反力Ｆが生じてしまう。しかしながら、本実施形態に係る突出部材２８は、上下に分割され（上部突出部材３０と下部突出部材４０とに独立され）、それぞれが外側壁１２Ａにボルト締結されているため、このような場合でも、フロントサイドメンバ１２を車幅方向内側へ効率よく安定して折り曲げることができる。

以上、本実施形態に係る車体前部構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車体前部構造１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、突出部材２８は、図示の２個（上部突出部材３０及び下部突出部材４０）に分割されて設けられる構成に限定されるものではなく、３個以上に分割されて設けられる構成とされていてもよい。

また、上部突出部材３０と下部突出部材４０とは、直接相互に応力が伝達されない程度に、それぞれ独立して設けられていればよく、直接相互に応力が伝達されない程度であれば、例えば鎖や紐などで互いに結合されていてもよい。つまり、本発明における「独立」には、上部突出部材３０と下部突出部材４０とが直接相互に応力が伝達されない程度で結合されているものも含まれる。

また、上部突出部材３０の厚さが下部突出部材４０の厚さよりも小さくされているが、これに限定されるものではなく、例えば上部突出部材３０の厚さと下部突出部材４０の厚さとが同一とされていてもよい。また、上部突出部材３０の前壁及び下部突出部材４０の前壁が、それぞれ傾斜壁３２、４２とされているが、これに限定されるものでもない。つまり、上部突出部材３０及び下部突出部材４０（突出部材２８）の形状は、図示の形状に限定されるものではない。

また、フロントサイドメンバ１２の外側壁１２Ａに対する突出部材２８（上部突出部材３０及び下部突出部材４０）の固定手段は、ボルト５０及びウエルドナット５６に限定されるものではなく、例えば接着剤やリベットなどによって固定するようにしてもよいし、ボルト５０及びウエルドナット５６と接着剤とを併用して固定するようにしてもよい。

更に、パワーユニット２０に車幅方向外側から荷重を効率よく伝達できる構成であれば、上部突出部材３０及び下部突出部材４０の各張出部３６、４６を、平面視でパワーユニット２０の前端部２２よりも車体後方側に位置させなくてもよい。また、本実施形態に係る車体前部構造１０は、左右対称に構成されているとして説明をしたが、左右対称に構成されていなくてもよい。

１０ 車体前部構造
１２ フロントサイドメンバ
１２Ａ 外側壁
２０ パワーユニット
２２ 前端部（車体前方側端部）
２８ 突出部材
３０ 上部突出部材
３２ 傾斜壁
４０ 下部突出部材
４２ 傾斜壁
５０ ボルト
Ｓ 隙間

Claims (5)

1. 車体前部に車体前後方向に沿って配置されたフロントサイドメンバと、
   前記フロントサイドメンバの外側壁にそれぞれ独立して、かつ車体上下方向に並んで設けられ、該外側壁よりも車幅方向外側へ突出する複数の突出部材と、
   を備えた車体前部構造。
2. 前記複数の突出部材の間に隙間が形成されている請求項１に記載の車体前部構造。
3. 前記複数の突出部材は、それぞれ前記外側壁にボルト締結されている請求項１又は請求項２に記載の車体前部構造。
4. 前記複数の突出部材の前端部は、平面視で車幅方向外側後方へ傾斜する傾斜壁を有する請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車体前部構造。
5. 前記複数の突出部材の後端部は、平面視で前記フロントサイドメンバの車幅方向内側に配置されたパワーユニットの車体前方側端部よりも車体後方側に配置されている請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の車体前部構造。

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