JP2017081239A - 車両前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成でオフセット衝突時に効率的な衝撃吸収が可能な車両前部構造を提供する。【解決手段】本発明にかかる車両前部構造１００は、車両前部に配置され車幅方向に延びるバンパメンバ１０４を備える車両前部構造において、バンパメンバの両端部１０６、１０８の後側にそれぞれ配置され車両前後方向に延びる一対のエプロンサイドメンバ１１０、１１２と、バンパメンバの両端部の前側にそれぞれ配置された一対のバンパメンバアブソーバ１３４、１３６とを備え、バンパメンバアブソーバは、車両前側から見て、エプロンサイドメンバの車幅方向外側の外側面１３８、１４０を跨ぐ位置に配置されていることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、車両前部に配置され車幅方向に延びるバンパメンバを備える車両前部構造に関するものである。

自動車などの車両前部構造は、例えば車両前後方向に延びる左右のサイドメンバと、フロントクロスメンバと、衝撃吸収部材であるクラッシュボックスとを備えている（例えば特許文献１）。

フロントクロスメンバは、車両前部に配置され車幅方向に延びる部材であり、左右のサイドメンバの前端を連結している。クラッシュボックスは、フロントクロスメンバの両端部の前側に配置されている。特許文献１では、車両前面からの衝撃を受けてクラッシュボックスが前方から後方に順次潰れ変形することで衝撃を吸収する、としている。

特開２００９−７３３０９号公報

しかしクラッシュボックスを用いた車体前部構造では、車両前面の左右いずれかに衝撃力が集中するオフセット衝突時において、十分な衝撃吸収性能を確保するためには、クラッシュボックスの構造が複雑化し重量や製造コストが増加するという問題があった。

本発明は、このような課題に鑑み、簡素な構成でオフセット衝突時に効率的な衝撃吸収が可能な車両前部構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかる車両前部構造の代表的な構成は、車両前部に配置され車幅方向に延びるバンパメンバを備える車両前部構造において、バンパメンバの両端部の後側にそれぞれ配置され車両前後方向に延びる一対のサイドメンバと、バンパメンバの両端部の前側にそれぞれ配置された一対のアブソーバとを備え、アブソーバは、車両前側から見て、サイドメンバの車幅方向外側の外側面を跨ぐ位置に配置されていることを特徴とする。

上記構成では、車両前面の左右いずれかに衝撃力が集中するオフセット衝突時に、バンパメンバが屈曲し、一対のサイドメンバを内側に引き込むように荷重がかかる。そこで、サイドメンバの車幅方向外側の外側面を跨ぐ位置にアブソーバを配置することで、アブソーバを介してサイドメンバの外側面に荷重を伝達できる。つまり、上記構成によれば、バンパメンバの屈曲に伴いサイドメンバを内側に引き込む荷重に加え、アブソーバを介してサイドメンバを外側に曲げるように作用する荷重を伝達できる。したがって、上記構成によれば、アブソーバを所定の位置に配置するという簡素な構成で、サイドメンバがオフセット衝突時に内側または外側に曲がり難くなり、車両後側に向かって座屈し、効率的な衝撃吸収が可能となる。

上記のアブソーバの車幅方向における中央は、サイドメンバの外側面よりも車幅方向外側に位置するとよい。これにより、オフセット衝突時にアブソーバが受けた荷重は、その大部分がサイドメンバの外側面よりも車幅方向車外側から、サイドメンバの外側面に伝達される。よって、サイドメンバを外側に曲げるように作用する荷重を、サイドメンバにより確実に伝達できる。

上記のアブソーバは、車両前方に最も張り出している板状の前部と、前部の上下縁からそれぞれ車両後側に延びて前部とバンパメンバとをつなぐ板状の２つの脚部とを有し、２つの脚部の車内側の縁は、車両後側にゆくほど車内側に位置するよう傾斜しているとよい。これにより、オフセット衝突時にアブソーバの前部が荷重を受けた際、アブソーバは、２つの脚部の車内側の縁が突っ張り車内側に倒れ難くなる。このため、サイドメンバの外側面に荷重を確実に伝達できる。

上記のアブソーバの前部は、車幅方向の長さが車両上下方向の長さよりも短い縦長形状を有するとよい。ここで、アブソーバの車外側に存在する他の部材とアブソーバとの間のスペースが狭い場合を想定する。このような場合であっても、アブソーバの前部が縦長形状であれば、前部の面積を確保しつつ、車両前側から見てサイドメンバの外側面を車幅方向に跨ぐ位置にアブソーバを配置できる。また、アブソーバの前部の面積を確保できるため、衝突時に歩行者脚部に局所的な負荷がかからず、歩行者脚部保護性能を確保できる。

上記のサイドメンバの外側面は、周辺よりも剛性の低い脆弱部を有するとよい。これにより、オフセット衝突時にアブソーバを介してサイドメンバの外側面に荷重が伝達されると、サイドメンバの外側面が周辺に比べ屈曲し易くなる。よって、サイドメンバは、車両後側に向かって確実に座屈し、効率的な衝撃吸収を可能とする。

本発明によれば、簡素な構成でオフセット衝突時に効率的な衝撃吸収が可能な車両前部構造を提供することができる。

本実施形態における車両前部構造の車体骨格を示す図である。 図１の車両前部構造のＡ矢視図である。 図１の車両前部構造のＢ矢視図である。 図１の車両前部構造のＣ矢視図である。 図２の車両前部構造のオフセット衝突時での挙動を示す図である。 図３の車両前部構造のインパクタを衝突させた際の挙動を示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施形態における車両前部構造の車体骨格を示す図である。以下、各図に示す矢印Ｘ、Ｙは車両前方、車幅方向外側をそれぞれ示している。図１に示すように、車両前部構造１００の車体骨格は、複数の車体構造部材が接合されることにより形成されている。なお、以下に詳述する車両前部構造１００の骨格については、理解を容易にするための例示にすぎず、これに限定するものではない。

車両前部構造１００において、車幅方向の上方の骨格はフードロックメンバ１０２によって構成され、かかるフードロックメンバ１０２の下方には、車両前部に位置し車幅方向に延びるバンパメンバ１０４が配置されている。

バンパメンバ１０４の両端部１０６、１０８の後側には、車両前後方向に延びる一対のエプロンサイドメンバ１１０、１１２が配置されている。フードロックメンバ１０２の車幅方向の両端１１４、１１６と一対のエプロンサイドメンバ１１０、１１２とは、車両上下方向に延びる一対のランプサポートブレース１１８、１２０によって接合されている。

バンパメンバ１０４の下方には、車幅方向の下方の骨格として車幅方向に延びるロアクロスメンバ１２２が配置されている。ロアクロスメンバ１２２の車幅方向の両端１２４、１２６とバンパメンバ１０４の車幅方向の両端部１０６、１０８とは、車両上下方向に延びる一対のラジエータサポートブレース１２８、１３０によって接合されている。また、ロアクロスメンバ１２２の前面には、車幅方向に延びるロアアブソーバ１３２が配置されている。

車両前部構造１００はさらに、一対のバンパメンバアブソーバ１３４、１３６を備える。一対のバンパメンバアブソーバ１３４、１３６は、バンパメンバ１０４の両端部１０６、１０８の前側にそれぞれ配置されている。これらの部材により、車両前部構造１００の骨格が形成される。

ここで車両前部構造１００では、車両前面の左右いずれかに衝撃力が集中するオフセット衝突時に、バンパメンバ１０４が屈曲し、一対のエプロンサイドメンバ１１０、１１２を内側に引き込むように荷重がかかる。そこで、本実施形態では、車両前側から見て、一対のエプロンサイドメンバ１１０、１１２の車幅方向外側の外側面１３８、１４０を跨ぐ位置に一対のバンパメンバアブソーバ１３４、１３６を配置する構成を採用し（図２参照）、一対のエプロンサイドメンバ１１０、１１２の外側面１３８、１４０に荷重を伝達できるようにした。

図２は、図１の車両前部構造１００のＡ矢視図である。図３は、図１の車両前部構造１００のＢ矢視図である。図４は、図１の車両前部構造１００のＣ矢視図である。以下では、一対のバンパメンバアブソーバ１３４、１３６のうち、車両右側に配置されたバンパメンバアブソーバ１３４について説明するが、車両左側に配置されたバンパメンバアブソーバ１３６も同様の構成を有する。なお各図は、図１に点線で囲んだ領域Ｄを主に示している。ただし、図２では、ロアクロスメンバ１２２およびロアアブソーバ１３２を省略して示している。

図２に示すようにバンパメンバアブソーバ１３４は、エプロンサイドメンバ１１０の図中点線Ｅで示す車幅方向外側の外側面１３８を跨ぐ位置に配置されている。さらに、バンパメンバアブソーバ１３４の車幅方向における中央１４２は、エプロンサイドメンバ１１０の外側面１３８よりも車幅方向外側に位置している。

バンパメンバアブソーバ１３４は、板状部材であって、図３に示すように車両前方に最も張り出している板状の前部１４４と、板状の２つの脚部１４６、１４８とを有する。２つの脚部１４６、１４８は、前部１４４の上下縁からそれぞれ車両後側に延びて前部１４４とバンパメンバ１０４とをつないでいる。なお一例として、本実施形態のバンパメンバアブソーバ１３４は、板厚を１．８ｍｍ、前部１４４の車両上下方向の長さＬａを４０ｍｍ、２つの脚部１４６、１４８の車両前後方向の長さＬｂを３６ｍｍ程度とした。

さらに図３に示すように、エプロンサイドメンバ１１０の外側面１３８は、周辺よりも剛性の低い脆弱部１５０を有する。脆弱部１５０は、複数の孔部１５２と、車両前方から受ける荷重の伝達方向に直交するように車両上下方向に延びる複数のビード１５４とを含む。

バンパメンバアブソーバ１３４の前部１４４は、図４に示すように、車幅方向の長さが車両上下方向の長さよりも短い縦長形状を有する。また２つの脚部１４６、１４８の車内側の縁１５６、１５８は、図２に示すように、車両後側にゆくほど車内側に位置するよう傾斜している。なお一例として、２つの脚部１４６、１４８の車内側の縁１５６、１５８は、車両前後方向に対して１５度以上、車幅方向外側に傾斜している。

図５は、図２の車両前部構造１００のオフセット衝突時での挙動を示す図である。まず、車両前部構造１００において、図５（ａ）に示すオフセット衝突時の瞬間「０ｍｓｅｃ」（ｍｓｅｃはミリ秒を意味する）から図５（ｂ）に示す「１０ｍｓｅｃ」経過した場合について説明する。この場合、車両前部構造１００では、バンパメンバ１０４の屈曲に伴いエプロンサイドメンバ１１０を内側に引き込む荷重Ｆに加え、バンパメンバアブソーバ１３４を介してエプロンサイドメンバ１１０の外側にも荷重Ｇが伝達される。

その結果、図５（ｂ）に示すようにエプロンサイドメンバ１１０は、その外側面１３８が領域Ｈのように変形する。さらにオフセット衝突時から「２０ｍｓｅｃ」経過すると、エプロンサイドメンバ１１０は、図５（ｃ）の領域Ｉに示すように車両後側に向かって座屈する。

したがって車両前部構造１００によれば、バンパメンバアブソーバ１３４をエプロンサイドメンバ１１０の外側面１３８を跨ぐ位置に配置するという簡素な構成で、エプロンサイドメンバ１１０がオフセット衝突時に内側または外側に曲がり難くなり、車両後側に向かって座屈し、効率的な衝撃吸収が可能となる。

また、バンパメンバアブソーバ１３４の車幅方向における中央１４２は、エプロンサイドメンバ１１０の外側面１３８よりも車幅方向外側に位置している。このため、オフセット衝突時にバンパメンバアブソーバ１３４が受けた荷重は、その大部分がエプロンサイドメンバ１１０の外側面１３８よりも車幅方向車外側から、エプロンサイドメンバ１１０の外側面１３８に伝達される。よって、車両前部構造１００によれば、エプロンサイドメンバ１１０を外側に曲げるように作用する荷重を、エプロンサイドメンバ１１０により確実に伝達できる。

また、バンパメンバアブソーバ１３４の２つの脚部１４６、１４８の車内側の縁１５６、１５８は、車両後側にゆくほど車内側に位置するよう傾斜している。このため、オフセット衝突時にバンパメンバアブソーバ１３４の前部１４４が荷重を受けた際、バンパメンバアブソーバ１３４は、２つの脚部１４６、１４８の車内側の縁１５６、１５８が突っ張り車内側に倒れ難くなり、エプロンサイドメンバ１１０の外側面１３８に荷重を確実に伝達できる。

また、サイドメンバの外側面１３８は脆弱部１５０を有する。このため、オフセット衝突時にバンパメンバアブソーバ１３４を介してエプロンサイドメンバ１１０の外側面１３８に荷重が伝達されると、エプロンサイドメンバ１１０の外側面１３８は、その周辺に比べ屈曲し易くなる。よって、エプロンサイドメンバ１１０は、車両後側に向かって確実に座屈し、効率的な衝撃吸収を可能とする。

さらにバンパメンバアブソーバ１３４の前部１４４は、車幅方向の長さが車両上下方向の長さよりも短い縦長形状を有している。ここで、車両前部構造１００において、バンパメンバアブソーバ１３４の車外側に存在するフェンダーパネル（不図示）などの他の部材とバンパメンバアブソーバ１３４との間のスペースが狭い場合を想定する。このような場合であっても、バンパメンバアブソーバ１３４の前部１４４が縦長形状であれば、前部１４４の面積を確保しつつ、車両前側から見てエプロンサイドメンバ１１０の外側面１３８を車幅方向に跨ぐ位置にバンパメンバアブソーバ１３４を配置できる。

そしてバンパメンバアブソーバ１３４の前部１４４の面積を確保できるため、オフセット衝突時に歩行者脚部に局所的な負荷がかからず、歩行者脚部保護性能を確保できる。以下、車両前部構造１００に対する歩行者脚部保護性能試験について説明する。

図６は、図３の車両前部構造１００のインパクタ１６０を衝突させた際の挙動を示す図である。ここでインパクタ１６０は、歩行者脚部を模したものであり、上肢部１６２、膝部１６４および下肢部１６６を含んで構成されていて、各部にセンサー（不図示）が取付けられている。

歩行者脚部保護性能試験では、インパクタ１６０を車両前方から車両前部構造１００に衝突させ、インパクタ１６０のセンサーの計測値に基づき、脛骨（Ｔｉｂｉａ）曲げモーメントによる脛骨の傷害値、膝部の後十字靱帯（ＰＣＬ）および前十字靱帯（ＡＣＬ）の伸び量による膝部のせん断の傷害値を検証する。なお本実施形態では、車両前部構造１００のバンパメンバアブソーバ１３４の前部１４４とロアアブソーバ１３２の前端１６８との車両前後方向の寸法差Ｌｃを４０ｍｍ以下としている。

まず、車両前部構造１００において、図６（ａ）に示す歩行者脚部保護性能試験の開始の瞬間「０ｍｓｅｃ」から図６（ｂ）に示す「２０ｍｓｅｃ」経過した場合について説明する。この場合、図６（ａ）の矢印Ｊに示すように、インパクタ１６０の下肢部１６６がロアアブソーバ１３２の前端１６８に向かって移動し、ロアアブソーバ１３２の前端１６８に衝突する。しかし上記の寸法差Ｌｃが４０ｍｍ以下であるため、ロアアブソーバ１３２が下肢部１６６を跳ね上げる反発力は小さい（図６（ｂ）の矢印Ｋ参照）。

一方、インパクタ１６０の上肢部１６２は、下肢部１６６がロアアブソーバ１３２の前端１６８に衝突しても反発力が小さいため、図６（ｂ）の矢印Ｌに示すように車両後方かつ車両下方に向かって迅速に移動する。仮に、ロアアブソーバ１３２が下肢部１６６を跳ね上げる前に、上肢部１６２が矢印Ｌに沿って迅速に移動してしまうと、膝部の後十字靱帯（ＰＣＬ）および前十字靱帯（ＡＣＬ）が伸びて、膝部のせん断の傷害値が悪化してしまう。

そこで本実施形態では、上記したようにバンパメンバアブソーバ１３４の板厚を１．８ｍｍとすることで、インパクタ１６０の下肢部１６６がバンパメンバアブソーバ１３４に向かって移動し（図６（ｂ）の矢印Ｍ参照）、衝突しても潰れないようにした。その結果、図６（ｃ）に示すように歩行者脚部保護性能試験の開始から「４０ｍｓｅｃ」経過したとき、インパクタ１６０は、ロアアブソーバ１３２に加えバンパメンバアブソーバ１３４によっても下肢部１６６が跳ね上げられ（図中、矢印Ｋ、Ｎ参照）、矢印Ｌに沿って迅速に移動する上肢部１６２に対して下肢部１６６の姿勢を保つことができた。これにより、本実施形態によれば、膝部のせん断の傷害値の悪化を抑制できた。

またバンパメンバアブソーバ１３４が潰れない状況であっても、前部１４４の車両上下方向の長さＬａが４０ｍｍ以上の縦長形状とすることで、インパクタ１６０の下肢部１６６を広範囲で受け止めて、脛骨の傷害値を抑えることができる。なお２つの脚部１４６、１４８の車両前後方向の長さＬｂは、前部１４４の車両上下方向の長さＬａの９０％程度（３６ｍｍ程度）とすれば、インパクタ１６０からの荷重を受けて多少変形し衝突エネルギーを吸収することも可能となる。

このように本実施形態によれば、オフセット衝突時に、一対のエプロンサイドメンバ１１０、１１２を車両後側に向かって確実に座屈させ、効率的な衝撃吸収を可能とするだけでなく、歩行者脚部保護性能も確保できる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、車両前部に配置され車幅方向に延びるバンパメンバを備える車両前部構造に利用することができる。

１００…車両前部構造、１０２…フードロックメンバ、１０４…バンパメンバ、１０６、１０８…バンパメンバの両端部、１１０、１１２…エプロンサイドメンバ、１１４、１１６…フードロックメンバの両端、１１８、１２０…ランプサポートメンバ、１２２…ロアクロスメンバ、１２４、１２６…ロアクロスメンバの両端、１２８、１３０…ラジエータサポートブレース、１３２…ロアアブソーバ、１３４、１３６…バンパメンバアブソーバ、１３８、１４０…エプロンサイドメンバの外側面、１４２…バンパメンバアブソーバの中央、１４４…前部、１４６、１４８…脚部、１５０…脆弱部、１５２…孔部、１５４…ビード、１５６、１５８…脚部の車内側の縁、１６０…インパクタ、１６２…上肢部、１６４…膝部、１６６…下肢部、１６８…ロアアブソーバの前端

Claims (5)

1. 車両前部に配置され車幅方向に延びるバンパメンバを備える車両前部構造において、
   前記バンパメンバの両端部の後側にそれぞれ配置され車両前後方向に延びる一対のサイドメンバと、
   前記バンパメンバの両端部の前側にそれぞれ配置された一対のアブソーバとを備え、
   前記アブソーバは、車両前側から見て、前記サイドメンバの車幅方向外側の外側面を跨ぐ位置に配置されていることを特徴とする車両前部構造。
2. 前記アブソーバの車幅方向における中央は、前記サイドメンバの外側面よりも車幅方向外側に位置することを特徴とする請求項１に記載の車両前部構造。
3. 前記アブソーバは、車両前方に最も張り出している板状の前部と、該前部の上下縁からそれぞれ車両後側に延びて該前部と前記バンパメンバとをつなぐ板状の２つの脚部とを有し、
   前記２つの脚部の車内側の縁は、車両後側にゆくほど車内側に位置するよう傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載の車両前部構造。
4. 前記アブソーバの前部は、車幅方向の長さが車両上下方向の長さよりも短い縦長形状を有することを特徴とする請求項３に記載の車両前部構造。
5. 前記サイドメンバの外側面は、周辺よりも剛性の低い脆弱部を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両前部構造。

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