JP2016037074A - 車両前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】オフセット量が少ない衝突の際の、フロントサイドメンバの変形を安定させる。
【解決手段】フロントサイドメンバ１２に車幅方向外側へ張り出した荷重受け部材２４を設け、さらに当該荷重受け部材２４の車両前方側には突出部材２６が設けられている。このため、フロントサイドメンバ１２の車幅方向外側に衝突荷重が加わった際も、衝突荷重は荷重受け部材２４を介してフロントサイドメンバ１２へ伝達される。また、突出部材２６によって、荷重受け部材２４に加わるモーメントが大きくなり、フロントサイドメンバ１２に伝わる荷重が大きくなるので、フロントサイドメンバ１２を安定して変形させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両前部構造に関する。

従来、車両前方からの衝突の際には、車両前部で車両前後方向に延在する左右一対のフロントサイドメンバ及び、その前端に設けられたクラッシュボックスが車両前後方向に圧縮、又は変形することで衝突荷重を吸収する技術が知られている。

しかしながら、衝突物が車幅方向にオフセットして車両前部と衝突することがある。特に車幅方向のラップ量が少ない衝突（微小ラップ衝突）が生じた場合、上述した構成では主にフロントサイドメンバの車幅方向外側に荷重が入力されるため、車両前部で十分に衝突荷重を吸収することができないという問題がある。

この問題に対して、下記の特許文献１には、フロントサイドメンバから車幅方向外側に突出して車両前方からの衝突荷重を受ける部材が配置された構成が開示されている。そのため、ラップ量の小さい衝突が生じた際にも前方からの衝突荷重をフロントサイドメンバに伝え、又はフロントサイドメンバを変形させることで衝突荷重を吸収することができる。なお、フロントサイドメンバの車幅方向外側に設けられた部材で衝突荷重を受ける構造に関しては、下記の特許文献１〜３に記載されたものがある。

特開２０１３−２１２７５７号公報 特開２０１０−１３２１２２号公報 特開２００６−１３７３７３号公報

特に上記特許文献１、２は何れも、オフセット衝突の際に車両前部に加わる衝突荷重を、フロントサイドメンバの車幅方向外側に取り付けられた部材からフロントサイドメンバへ伝達し、フロントサイドメンバを変形させることで衝突荷重を吸収している。

しかしながら、オフセット衝突した際の衝突エネルギを効率的に吸収するため、より安定的にフロントサイドメンバを変形させるには更なる改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、オフセット衝突した際に車両前方から加わる衝突エネルギをより効率的に吸収することができる車両前部構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の車両前部構造は、車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバと、フロントサイドメンバから車幅方向外側に張り出され、車幅方向外側の側面が車両後方側に向かって車幅方向内側に傾斜した荷重受け部材と、荷重受け部材の車両前側に設けられ、車両正面視で少なくとも一部が荷重受け部材と重なる位置に車両後端部が固定され、車両前方側へ突出すると共に車両前端部が自由端とされた突出部材と、を備えている。

請求項１に記載の車両前部構造では、フロントサイドメンバの車幅方向外側に荷重受け部材が設けられ、当該荷重受け部材の前面には車両前方側へ突出した突出部材が配置されている。そのため、オフセット量の小さい衝突（微小ラップ衝突）が起こった際、より早い段階でフロントサイドメンバを変形させて衝突荷重が吸収される。

請求項２に記載の車両前部構造は、請求項１又に記載の発明において、突出部材の前端部は、荷重受け部材の前壁の車幅方向中心より車幅方向外側に配置されている。

請求項２に記載の車両前部構造では、突出部材からの荷重は、荷重受け部材の前壁の車幅方向中心より車幅方向外側で荷重受け部材の前壁に伝達されるので、フロントサイドメンバを車両内側に向けて内折れ変形させる方向のモーメントが大きくなる。

請求項３に記載の車両前部構造は、請求項１又請求項２に記載の発明において、突出部材の車両前側面の少なくとも一部は、車幅方向に傾斜して車幅方向中心側を向いている。

請求項３に記載の車両前部構造では、突出部材の前面が車両中心側を向いている。そのため、車両前方から加わる荷重を車両後方側へ向けて荷重受け部材へ伝達することができ、フロントサイドメンバを車両内側に向けて内折れ変形させる方向のモーメントが大きくなる。

請求項４に記載の車両前部構造は、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の発明において、フロントサイドメンバの車両前側に配置され、突出部材の前端部より車両前方側へ延出された衝撃吸収部材と、衝撃吸収部材の前端側に接続され車幅方向に延在するバンパリインフォースメントと、を備え、突出部材とバンパリインフォースメントとは車両前後方向に離間して配置される。

請求項４に記載の車両前部構造では、フロントサイドメンバの車両前側には衝撃吸収部材が配置され、突出部材の前端より車両前方に延出している。つまり、バンパリインフォースメントと突出部材は車両前後方向に離間しているので、バンパリインフォースメントが突出部材に当接するまでは衝撃吸収部材が圧縮変形される。これにより、フロントサイドメンバの前方で衝突初期のエネルギが衝撃吸収部材によって吸収される。そのため、特にラップ量が大きい衝突に対して効果的である。

請求項５に記載の車両前部構造は、請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の発明において、突出部材とフロントサイドメンバとは車幅方向に離間して配置される。

請求項５に記載の車両前部構造では、突出部材がフロントサイドメンバと車幅方向に離間しているため、フロントサイドメンバへの入力モーメントを大きくすることができ、フロントサイドメンバを効率的に変形させることができる。

請求項６に記載の車両前部構造は、請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の発明において、フロントサイドメンバの前端と荷重受け部材の前端を接続し、車幅方向に延在する荷重伝達部材を有し、突出部は荷重伝達部材の車両前側面に取り付けられている。

請求項６に記載の車両前部構造では、フロントサイドメンバの前端と荷重受け部材の前端が荷重伝達部材によって接続されているので、オフセット衝突が起こった際にフロントサイドメンバの外側に加わる荷重をフロントサイドメンバの前端にも伝達される。

以上説明したように、請求項１に記載の車両前部構造によれば、オフセット衝突の際の衝撃吸収性能を向上させることができるという優れた効果を有する。

請求項２に記載の車両前部構造によれば、フロントサイドメンバを安定的に変形させることができるという優れた効果を有する。

請求項３に記載の車両前部構造によれば、フロントサイドメンバを安定的に変形させることができるという優れた効果を有する。

請求項４に記載の車両前部構造によればラップ量の異なる衝突形態の衝撃吸収を両立させることができるという優れた効果を有する。

請求項５に記載の車両前部構造によれば、衝突初期のエネルギを吸収することができるという優れた効果を有する。

請求項６に記載の車両前部構造によれば、オフセット衝突の際の荷重をフロントサイドメンバに効率的に伝えることができるという優れた効果を有する。

本発明の実施形態に係る車両前部構造の平面図である。 図１に示す車両前部構造においてオフセット衝突が生じた際の変形を示す平面図である。 本発明の別の実施形態に係る車両前部構造の平面図である。

以下、図１、２を用いて本発明の実施形態に係る車両前部構造について説明する。図１、２は何れも車両左側の前部構造を示すが、本実施形態では図示しない車両右側も同様の構造とされている。なお、各図において適宜示される矢印ＦＲは車両前側を示しており、矢印ＩＮは車両内側を示している。

図１に示されるように、車両骨格部材である左右一対のフロントサイドメンバ１２は、車体前部の車幅方向両側において車両前後方向に延在されている。なお、フロントサイドメンバ１２は車両後方側で図示しないフロアメンバと接続されている。

左右のフロントサイドメンバ１２の間にはエンジンコンパートメント２０が設けられ、エンジンコンパートメント２０の内部にはパワーユニット２２が配置されている。ここで、パワーユニット２２は車両側面視でフロントサイドメンバ１２と車両上下方向に重なる位置に配置され、フロントサイドメンバ１２と隣接している。なお、パワーユニット２２とは例えば、エンジン、トランスミッション、トルクコンバータなど、ハイブリット車両や電気自動車においてはモーターなどの重量物かつ剛体である。

また、フロントサイドメンバ１２の前端には、荷重伝達部材としてのプレート部材１６が例えば溶接により固定され、フロントサイドメンバ１２の車幅方向外側へ延出している。さらにプレート部材１６の車両前側面には、衝撃吸収部材１４が例えばボルト締結によりプレート部材１６と接続されている。

ここで、衝撃吸収部材１４の車両前方側には車幅方向に延在するバンパリインフォースメント（以下「バンパＲＦ」と称する）１８が配置されており、左右の衝撃吸収部材１４の前端とそれぞれ接続されている。

さらに、フロントサイドメンバ１２の前端部の車幅方向外側には車両平面視で略三角形状の荷重受け部材２４が配置されており、荷重受け部材２４は外壁２４Ａと前壁２４Ｂと内壁２４Ｃを備えている。前壁２４Ｂは荷重受け部材２４の車両前部を構成して車幅方向に延在し、内壁２４Ｃは荷重受け部材２４の車幅方向内側部を構成して車両前後方向に延在している。外壁２４Ａは車幅方向外側の側面であり、前壁２４Ｂの車幅方向外側端部と内壁２４Ｃの車両後側端部を接続し、車両後方側に向かって車幅方向内側へ傾斜している。なお、外壁２４Ａには平面視でその長手方向に沿って略車両前後方向にビード（図示せず）が設けられ、車両前後方向の荷重に対する強度を高めている。

また、荷重受け部材２４は当該荷重受け部材２４の内壁２４Ｃとフロントサイドメンバ１２の車幅方向外側面とが、図示しない固定手段によって車両前後方向に複数箇所で固定されることでフロントサイドメンバ１２に取り付けられている。ここで、荷重受け部材２４の内壁２４Ｃの車両後端部は、車両側面視でパワーユニット２２と重なる位置に配置されている。さらに、荷重受け部材２４の車両前方側にはフロントサイドメンバ１２の前端からプレート部材１６が延出されており、当該プレート部材１６の車両後側面は荷重受け部材２４の前壁２４Ｂとも固定されている。つまり、フロントサイドメンバ１２の前端と荷重受け部材２４の前端が車両前後方向で一致している。

さらに、荷重受け部材２４の前壁２４Ｂが接続されたプレート部材１６の前面にはフロントサイドメンバ１２から車幅方向外側へ離間した位置に突出部材２６が例えば溶接によって取り付けられている。ここで、突出部材２６の車両前側面２６Ａの一部は車幅方向に傾斜して車幅方向中央側を向いている。また、突出部材２６の前端部２６Ｂは自由端とされている。また、突出部材２６の前端部２６Ｂは、荷重受け部材２４の前壁２４Ｂの車幅方向中央より車幅方向外側に配置されている。

なお、本実施形態においてバンパＲＦ１８の両端は車両正面視で荷重受け部材２４より車幅方向外側へ延出している。つまり、バンパＲＦ１８の両端側は荷重受け部材２４の車両前側に配置される突出部材２６とも車両正面視で重なっている。

ここで、突出部材２６は、広義には荷重受け部材２４又はプレート部材１６に突出部材２６に相当する凸部が一体に形成された構成を含む「荷重入力部材」として把握される要素である。つまり、突出部材２６はプレート部材１６の前面にプレート部材１６と一体に成形されていてもよい。また、プレート部材１６を備えない場合、荷重受け部材２４の前壁２４Ｂに荷重受け部材２４と一体に成形されていてもよい。

次に、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。

上記のように構成された車両前部構造１０を備えた車両の前部に車両前方側から車幅方向にオフセットして衝突体７０が衝突した場合について、図２を用いて説明する。なお衝突体７０とは、例えば対向車両や電柱などである。

衝突体７０は始めにバンパＲＦ１８と衝突し、衝突荷重はバンパＲＦ１８を介して車両後方へ伝達される。伝達された荷重はバンパＲＦ１８の車両後方に配置された衝撃吸収部材１４に伝わり、衝撃吸収部材１４が車両前後方向に圧縮変形することで衝突荷重を吸収する。

衝撃吸収部材１４を圧縮させて衝撃を吸収しながら、バンパＲＦ１８がさらに車両後方側へ移動すると、バンパＲＦ１８は車両後方側に離間して配置されていた突出部材２６と当接する。

ここで、バンパＲＦ１８から突出部材２６に加えられた衝突荷重はプレート部材１６に伝達される。プレート部材１６に伝達された衝突荷重はさらにプレート部材１６の車両後方側に位置する荷重受け部材２４に伝達される。なお、衝突荷重の一部はプレート部材１６を介してフロントサイドメンバ１２の前端にも伝達される。

突出部材２６から荷重受け部材２４に伝達された荷重はフロントサイドメンバ１２に伝えられ、車両後方へ伝達される。この際、荷重受け部材２４の後端部からはフロントサイドメンバ１２に曲げモーメントが入力される。そのため、フロントサイドメンバ１２は荷重受け部材２４の後端部と接する位置で車両内側に屈曲される。

ここで、荷重受け部材２４の後端部の車両内側にはパワーユニット２２が配置されているため、屈曲したフロントサイドメンバ１２がパワーユニット２２に当接することでパワーユニット２２へも衝突荷重を伝達することができるので、車両前部において効率的に衝突荷重を吸収することができる。

また、突出部材２６はフロントサイドメンバ１２から車幅方向外側に離間した位置に配置されている。そのため、フロントサイドメンバ１２の屈曲する位置（荷重受け部材２４の後端部）に対する車両前後方向のモーメントアーム長を長くすることができる。つまり、フロントサイドメンバ１２に作用するモーメントを大きくすることができ、フロントサイドメンバ１２を容易に屈曲させることができる。

さらに、荷重受け部材２４に取り付けられたプレート部材１６の前面に突出部材２６が配置されることで、衝突形態に関わらず同じ位置から荷重受け部材２４へ衝突荷重を伝達することができる。つまり、バンパＲＦ１８に車両後方側へ突出する部材を設けた場合と比較してより安定して荷重受け部材２４へ衝突荷重を伝達することができる。

また、突出部材２６の車両前側面２６Ａは車幅方向に傾斜して車幅方向中央側を向いている。つまり、車両前方に向かって車幅方向外側に傾斜している。この傾斜によって、バンパＲＦ１８からの荷重は荷重受け部材２４へ車幅方向外側に傾いて伝達される。これにより、フロントサイドメンバ１２に作用するモーメントを大きくすることができる。

なお、フロントサイドメンバ１２に作用するモーメントを大きくするには、突出部材２６の車両前側面２６Ａと荷重受け部材２４の外壁２４Ａを平行とすることが好ましい。さらに、荷重受け部材２４の前壁２４Ｂの車幅外側端部に突出部材２６からの荷重を入力させることでモーメントアーム長を長くすることができ、フロントサイドメンバ１２に作用させるモーメントをより大きくすることができる。このため、本実施形態では突出部材２６と荷重受け部材２４の車両外側端部の位置が一致するように配置されている。

また、本実施形態では、バンパＲＦ１８と突出部材２６とは車両前後方向に離間して配置されている。そのため、軽衝突の際には衝撃吸収部材１４で衝突荷重が吸収され、突出部材２６へは荷重が伝達されない。つまり、軽衝突の際には荷重受け部材２４によってフロントサイドメンバ１２が変形されることがないため、修理に要する費用を低減することができる。

さらに、バンパＲＦ１８と突出部材２６が離間して配置されることで、車両前面の車幅方向全体にラップした衝突（フルラップ衝突）が生じた際も、左右の衝撃吸収部材１４が車両前後方向に圧縮変形して衝突初期の衝撃を吸収することができる。つまり、フルラップ衝突とオフセット衝突の異なる衝突形態に対する衝撃吸収を両立させることができる。

ここで、図３を用いて本発明の別の実施形態を示す。なお、前述した実施形態と同一の構成部分については同一番号を付してその説明を省略する。

図３に示す実施形態における突出部材３６は、車幅方向に延在して車幅方向内側の端部３６Ｃがフロントサイドメンバ１２の前端に接続されている点で上述した実施形態と相違している。具体的には、突出部材３６はフロントサイドメンバ１２の前端に固定される板状の基部３６Ａと、当該基部３６Ａの車幅方向外側に一体に形成され、前述した突出部材２６と同様の形状とされた突出部３６Ｂとによって構成されている。なお、突出部３６Ｂは突出部材２６と同様に前壁３６Ｂ１（前壁２６Ａに相当）及び前端部３６Ｂ２（前端部２６Ｂに相当）を備えている。このように、フロントサイドメンバ１２の前端に突出部材３６の一部を接続することで、突出部３６Ｂが前述した突出部材２６と同一の機能を果たし、かつ衝突荷重の一部をフロントサイドメンバ１２の前端に伝達することができる。

なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更をすることが可能であることは勿論である。

また、各実施形態において突出部材２６の車両前側面２６Ａは車幅方向に傾斜して車幅方向中央側を向いていたが、これに限られない。例えば、車両前後方向に角度を有して傾斜していてもよく、車両前後方向と車幅方向の何れにも角度を有して傾斜していてもよい。また、突出部材２６は車両前側面２６Ａが車両前後方向と車幅方向の何れの方向にも傾斜せずに車両前方側へ突出していてもよい。

さらに、各実施形態において、突出部材２６の車両前側面２６Ａは一定の変化率で傾斜していたが、車両前側面２６Ａの一部が車両前方側に凸となるように異なる変化率で傾斜されていてもよい。

また、図１〜図３では車両左側の前部構造を示し、車両右側も同様の構成とされていたが、車両右側は異なる構造とされていてもよい。例えば、荷重受け部材２４は左右で異なる形状とされていてもよい。

さらに、荷重受け部材２４の前端は、フロントサイドメンバ１２の前端と一致する構成に限らず、荷重受け部材２４の前端がフロントサイドメンバ１２の前端より車両後方側に配置されていてもよい。その場合、プレート部材１６は車両前後方向に屈曲した形状とされていてもよい。

１０ 車両前部構造
１２ フロントサイドメンバ
１４ 衝撃吸収部材
１６ プレート部材（荷重伝達部材）
１８ バンパリインフォースメント
２２ パワーユニット
２４ 荷重受け部材
２４Ｂ 前壁
２６ 突出部材
２６Ｂ 前端部
３６ 突出部材

Claims (6)

1. 車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバと、
   前記フロントサイドメンバから車幅方向外側に張り出され、車幅方向外側の側面が車両後方側に向かって車幅方向内側に傾斜した荷重受け部材と、
   前記荷重受け部材の車両前側に設けられ、車両正面視で少なくとも一部が前記荷重受け部材と重なる位置に後端部が固定され、車両前方側へ突出すると共に前端部が自由端とされた突出部材と、
   を備えた車両前部構造。
2. 前記突出部材の前記前端部は、前記荷重受け部材の前壁の車幅方向中心より車幅方向外側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両前部構造。
3. 前記突出部材の車両前側面の少なくとも一部は、車幅方向に傾斜して車幅方向中央側を向いていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両前部構造。
4. 前記フロントサイドメンバの車両前側に配置され、前記突出部材の前端部より車両前方側へ延出された衝撃吸収部材と、
   前記衝撃吸収部材の前端側に接続され車幅方向に延在するバンパリインフォースメントと、を備え、
   前記突出部材と前記バンパリインフォースメントとは車両前後方向に離間して配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の車両前部構造。
5. 前記突出部材の前記前端部と前記フロントサイドメンバとは車幅方向に離間して配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の車両前部構造。
6. 前記フロントサイドメンバの前端と前記荷重受け部材の前端を接続し、車幅方向に延在する荷重伝達部材を有し、前記突出部材は前記荷重伝達部材の車両前側面に取り付けられることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の車両前部構造。

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