JP2017171222A - 車体前部構造及び自動車車両 - Google Patents

Abstract

【課題】スモールオーバーラップ衝突時におけるエネルギ吸収効率をさらに向上させることのできる車体前部構造及びこれを備えた自動車車両を提供する。【解決手段】サイドフレーム１０の前端側の車幅方向外側に配置され、前方へ向かって車幅方向外側寄りに斜めに延びるガセット５０と、を備えた車体前部構造において、ガセット５０は、後端側がサイドフレーム１０に固定され、前端側がサイドフレーム１０と車幅方向に間隔をおいて配置され、少なくとも後端側にガセット５０の延在方向に対して後方へ向かって車幅方向外寄りに傾斜して延びるフレーム用荷重伝達部５１を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、サイドフレームの前端側の車幅方向外側に配置され前方へ向かって車幅方向外側寄りに斜めに延びる荷重伝達部材を備えた車体前部構造とこれを備えた自動車車両に関する。

自動車車両の車体構造において、車両が障害物に対して部分的に衝突するオフセット衝突に対する安全性の向上が求められている。特に、近年ではオフセット衝突のうち、車両の車幅方向における端部にのみ障害物が衝突するいわゆるスモールオーバーラップの衝突に対する性能向上が求められている。

スモールオーバーラップの衝突に対する性能向上を図った車体構造として、サイドフレームの前端側の車幅方向外側に配置され前方へ向かって車幅方向外側寄りに斜めに延びる荷重伝達部材を備え、荷重伝達部材がサイドフレームにパワーユニットの前後方向中央部よりも後方に固定されるものが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。これら車体前部構造によれば、荷重伝達部材における前端から後方への荷重入力により、サイドフレームにおける荷重伝達部材の固定箇所近傍の領域を、パワーユニットに近接する方向へ変位させている。これにより、スモールオーバーラップ衝突時に、サイドフレームを屈曲変形させて、パワーユニットを車幅方向内側に押すことができる。この結果、サイドフレームを屈曲変形させることによって衝突エネルギを吸収させつつ、重量物のパワーユニットを衝突対象物と反対側へ押して車両の進行方向を衝突対象物を回避する方向に変えさせることができる。

特開２０１３−２０３３２０号公報 特開２０１２−２１４２１１号公報

そして、特許文献１及び２に記載の車体前部構造において、スモールオーバーラップ衝突時におけるエネルギ吸収効率のさらなる向上が求められている。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、スモールオーバーラップ衝突時におけるエネルギ吸収効率をさらに向上させることのできる車体前部構造及びこれを備えた自動車車両を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明によれば、前後方向へ延びる左右一対のサイドフレームと、前記サイドフレームの前端側の車幅方向外側に配置され、前方へ向かって車幅方向外側寄りに斜めに延びる荷重伝達部材と、を備え、前記荷重伝達部材は、後端側が前記サイドフレームに固定され、前端側が前記サイドフレームと車幅方向に間隔をおいて配置され、前記荷重伝達部材は、少なくとも後端側に、前記荷重伝達部材の延在方向に対して後方へ向かって車幅方向外寄りに傾斜して延びるフレーム用荷重伝達部を有する車体前部構造が提供される。

この車体前部構造によれば、フレーム用荷重伝達部がサイドフレームの延在方向寄りに延びているので、荷重伝達部材が前端から後方への荷重入力により移動された際に、フレーム用荷重伝達部からサイドフレームに的確に荷重を伝達することができる。これにより、スモールオーバーラップ衝突時に、サイドフレームの後部におけるエネルギ吸収量を向上させることができる。

上記車体前部構造において、前記フレーム用荷重伝達部は、前記荷重伝達部材が前端から後方への荷重入力により移動された際に、前記サイドフレームの車幅方向外側の稜線部と接続されて当該稜線部とともに略前後方向へ延びるフレーム用荷重伝達経路を形成することが好ましい。

この車体前部構造によれば、荷重伝達部材が前端から後方への荷重入力により移動された際に、フレーム用荷重伝達部がサイドフレームの稜線部とともにフレーム用荷重伝達経路を形成するので、荷重伝達部材に加わる荷重をサイドフレームの後部に効率良く伝達することができる。

上記車体前部構造において、前記フレーム用荷重伝達部は、前記荷重伝達部材の車幅方向外側の稜線部を含んでもよい。

この車体前部構造によれば、荷重伝達部材が前端から後方への荷重入力により移動された際に、荷重伝達部材の稜線部とサイドフレームの稜線部とが接続されてフレーム用荷重伝達経路を形成する。

上記車体前部構造において、前記荷重伝達部材は、後端側の車幅方向寸法が、前記サイドフレームと同じ若しくは大きくすることができる。

この車体前部構造によれば、荷重伝達部材の後端側の車幅方向寸法がサイドフレームと同じ若しくは大きいので、荷重伝達部材が前端から後方への荷重入力により移動された際に、サイドフレームに荷重を伝達しやすい。

上記車体前部構造において、前記荷重伝達部材は、正面視にて閉断面を有し、後端が閉塞されることができる。

この車体前部構造によれば、スモールオーバーラップ衝突時に荷重伝達部材の後端側の断面を比較的維持された状態とし、荷重伝達部材が前端から後方への荷重入力により移動された際に、フレーム用荷重伝達経路をなす荷重伝達部材とサイドフレームの稜線部の接続を安定的に行うことができる。

上記車体前部構造において、前記各サイドフレームを接続し左右方向へ延びるクロスメンバを備え、前記クロスメンバは、前記各サイドフレームにおける前記荷重伝達部材の固定部の後方に配置されてもよい。

この車体前部構造によれば、荷重伝達部材が前端から後方への荷重入力により移動された際に、荷重伝達部材からクロスメンバにも荷重を伝達することができる。

上記車体前部構造において、前記サイドフレームは、前記荷重伝達部材の固定部から前記クロスメンバの接続部の前方を補強する補強部を有してもよい。

この車体前部構造によれば、サイドフレームにおける固定部近傍から後方を補強することにより、荷重伝達部材が前端から後方への荷重入力により移動された際に、クロスメンバに的確に荷重を伝達することができる。

また、本発明によれば、上記車体前部構造と、前記各サイドフレームの車幅方向内側に配置されるパワーユニットと、を備え、前記荷重伝達部材は、前記サイドフレームに、前記パワーユニットの前後方向中央部よりも後方に固定される自動車車両が提供される。

この自動車車両によれば、スモールオーバーラップ衝突時に、サイドフレームの後部におけるエネルギ吸収量を向上させることができることに加え、重量物のパワーユニットを車幅方向内側に押して車両の進行方向を衝突対象物を回避する方向へ変えさせることができる。

本発明によれば、スモールオーバーラップ衝突時におけるエネルギ吸収効率をさらに向上させることができる。

本発明の一実施形態を示す車体前部構造の概略底面図である。 （ａ）がガセットの断面図、（ｂ）がガセットの斜視図である。 スモールオーバーラップ衝突時における車体前部構造の挙動を示す説明図である。 スモールオーバーラップ衝突時における車体前部構造の挙動を示す説明図である。 変形例を示すものであり、（ａ）がガセットの断面図、（ｂ）がガセットの斜視図である。 変形例を示すものであり、（ａ）がガセットの断面図、（ｂ）がガセットの斜視図である。

図１から図４は本発明の一実施形態を示すものであり、図１は本発明の車体前部構造の概略底面図、図２（ａ）はガセットの断面図、図２（ｂ）はガセットの斜視図、図３及び図４はスモールオーバーラップ衝突時における車体前部構造の挙動を示す説明図である。

図１に示すように、自動車車両１は、例えば鋼板をプレス成型したパネル状の部材を集成し、スポット溶接等で接合して構成された車体を有している。車体は車両前側にて前後方向へ延びる左右一対のサイドフレーム１０と、各サイドフレーム１０の前端を接続し左右方向へ延びるラジコアサポート２０と、ラジコアサポート２０の前方に配置され左右方向へ延びるバンパビーム３０と、各サイドフレーム１０における前後所定位置の下部に接続され左右方向へ延びるクロスメンバ４０と、各サイドフレーム１０の前端側の車幅方向外側に配置される左右一対のガセット５０と、を備えている。クロスメンバ４０にはブッシュ、ブラケット等を介してサスペンションのアームが取り付けられる。クロスメンバ４０は、各サイドフレーム１０におけるガセット５０の固定部の後方に配置される。また、自動車車両１は、各サイドフレーム１０の車幅方向内側に配置されたパワーユニットとしてのエンジン２と、エンジン２の後部に連結されたトランスミッション３と、を有する。

荷重伝達部材としてのガセット５０は、前方へ向かって車幅方向外側寄りに斜めに延びる。ガセット５０は、後端側がサイドフレーム１０に固定され、前端側がサイドフレーム１０と車幅方向に間隔をおいて配置される。また、ガセット５０の前端は、サイドフレーム１０の前方にて車幅方向外側へ延びるバンパビーム３０と前後に間隔をおいて配置される。尚、バンパビーム３０は、ステーを介してサイドフレーム１０の前端に支持されている。ガセット５０の前端側は、サイドフレーム１０から車幅方向外側へ延びる支持部材６０により支持される。一方、ガセット５０の後端側は、サイドフレーム１０の車幅方向外側の側面にボルトにより固定される。ガセット５０は、後端側に、ガセット５０の延在方向に対して後方へ向かって車幅方向外寄りに傾斜して延びるフレーム用荷重伝達部５１を有する。

図２に示すように、ガセット５０は、車幅方向内側のインナパネル５０ａと、車幅方向外側のアウタパネル５０ｂと、を有し、インナパネル５０ａ及びアウタパネル５０ｂにより正面視矩形状の閉断面が形成される。本実施形態においては、インナパネル５０ａがガセット５０の上面、左右内面、下面をなし、アウタパネル５０ｂがガセット５０の左右外面をなす。インナパネル５０ａとアウタパネル５０ｂは、ガセット５０の上面及び下面と連続的に形成され車幅方向外側へ延びるフランジ部により接合されている。本実施形態においては、フランジ部が形成されているものの、ガセット５０の車幅方向外側の稜線部５２は、実質的にガセット５０の左右外面がなしている。

また、ガセット５０は、閉断面を前端で閉塞する前側パネル５０ｃと、閉断面を後端で閉塞する後側パネル５０ｄと、を有する。前側パネル５０ｃは、ガセット５０の前面をなす前面部５０ｃ１と、サイドフレーム１０側の支持部材６０と接続される接続部５０ｃ２と、を有する。後側パネル５０ｄは、ガセット５０の後面をなす後面部５０ｄ１と、後面部５０ｄ１の左右内側から後方へ延びインナパネル５１と重ねられる延長部５０ｄ２と、を有する。ガセット５０における延長部５０ｄ２とインナパネル５１が重ねられた部分には、ボルトを挿通する挿通孔５３が形成される。

ガセット５０は後方へ向かって上下方向に狭まるとともに車幅方向に拡がるよう形成され、後端側の車幅方向寸法がサイドフレーム１０より大きくなっている。ガセット５０の車幅方向外側の稜線部５２は、前側がガセット５０の延在方向へ延び、後端側がガセット５０の延在方向に対して後方へ向かって車幅方向外寄りに傾斜して延びている。本実施形態においては、稜線部５２の後端側が、フレーム用荷重伝達部５１をなしている。

一方、ガセット５０の車幅方向内側の稜線部５４は、前側がガセット５０の延在方向へ延び、後端側がサイドフレーム１０の左右外面に沿って延びている。前述の延長部５０ｄ２とインナパネル５１が重ねられた部分は稜線部５４の後端に位置し、ボルトによりサイドフレーム１０に固定される。

サイドフレーム１０は、車幅方向内側のインナパネルと、車幅方向外側のアウタパネルと、を有し、正面視矩形状の閉断面が形成される。図１に示すように、サイドフレーム１０の左右外面におけるガセット５０の固定部分には、閉断面内側に補強パネル１１が重ねて設けられる。補強部としての補強パネル１１は、サイドフレーム１０におけるガセット５０の固定部からクロスメンバ４０の接続部の前方まで延びる。さらに、補強パネル１１の内側には、補強パネル１１に重ねられる台座面１２ａと、台座面１２ａの前端から車幅方向内側へ延びてサイドフレーム１０の閉断面を実質的に仕切る第１仕切部１２ｂと、台座面１２ｂの後端から車幅方向内側へ延びてサイドフレーム１０の閉断面を実質的に仕切る第２仕切部１２ｃと、を有するセパレータ１２が設けられる。図示しないボルトは、サイドフレーム１０の左右外面と、補強パネル１１と、セパレータ１２の台座面１２ｂを挿通する。

以上のように構成された自動車車両１のスモールオーバーラップ衝突時における挙動を図３及び図４を参照して説明する。
図３に示すように、スモールオーバーラップ衝突に際しては、サイドフレーム１０の車幅方向外側に後方への荷重が入力される。まず、バンパビーム３０の車幅方向外側が後方へ移動し、次いでガセット５０に前端から後方への荷重が入力される。そして、ガセット５０は、後端側が車幅方向内側に倒れつつバンパビーム３０とともに後方へ移動される。

ガセット５０が所定量だけ後方へ移動されると、サイドフレーム１０におけるガセット５０の固定部近傍が屈曲して、サイドフレーム１０によりエンジン２が車幅方向内側へ押される。ここで、サイドフレーム１０におけるガセット５０の固定部には閉断面を仕切るセパレータ１２が設けられていることから、当該固定部近傍は比較的強固であり、サイドフレーム１０からエンジン２へ荷重を的確に伝達することができる。

図４に示すように、さらにガセット５０が後方へ移動されると、ガセット５０の車幅方向外側の稜線部５２がサイドフレーム１０の車幅方向外側の稜線部と接続されて、サイドフレーム１０の稜線部とともにフレーム用荷重伝達経路９０を形成する。これにより、ガセット５０に加わる荷重がサイドフレーム１０の後部に効率良く伝達され、サイドフレーム１０の後部を変形させてエネルギを吸収することができる。このとき、ガセット５０の後面が閉塞されていることから、ガセット５０の後端側の断面を比較的維持された状態とし、ガセット５０とサイドフレーム１０の稜線部の接続を安定的に行うことができる。また、ガセット５０の後端側の車幅方向寸法がサイドフレーム１０より大きいので、ガセット５０からサイドフレーム１０に荷重を伝達しやすい。

さらに、クロスメンバ４０がサイドフレーム１０におけるガセット５０の固定部の後方に配置されているので、ガセット５０からクロスメンバ４０にも荷重を伝達することができる。本実施形態においては、補強パネル１１によりサイドフレーム１０におけるガセット５０の固定部からクロスメンバ４０の接続部の前方が補強されているので、クロスメンバ４０に的確に荷重を伝達することができる。

このように、本実施形態の自動車車両１によれば、スモールオーバーラップ衝突時におけるエネルギ吸収効率を向上させることができる。

尚、前記実施形態においては、ガセット５０のインナパネル５０ａとアウタパネル５０ｂを接合するフランジ部が稜線部５２から車幅方向外側へ延びるものを示したが、例えば図５に示すように、インナパネル１５０ａとアウタパネル１５０ｂがガセット１５０の車幅方向中央側で接合されるようにしてもよい。この場合、車幅方向外側の稜線部１５２はガセット１５０の左右外面となる。図５においても、ガセット１５０における車幅方向外側の稜線部１５２の後端側が、ガセット１５０の延在方向に対して後方へ向かって車幅方向外側に傾斜し、フレーム用荷重伝達部１５１をなしている。また、図５のガセット１５０は、後側パネル１５０ｄが、ガセット１５０の後面をなす後面部１５０ｄ１と、後面部５０１ｄ１の左右内側から後方へ延びインナパネル１５０ａと重ねられる延長部１５０ｄ２と、を有するとともに、後面部５０１ｄ１の左右内側から後方へ延びアウタパネル１５０ｂと重ねられる補強部１５０ｄ３を有している。

また、前記実施形態においては、ガセット５０の後端が閉塞されたものを示したが、例えば図６に示すように、ガセット２５０の後端が閉塞されていないものであってもよい。また、前記実施形態においては、ガセット５０が矩形状の閉断面を有するものを示したが、閉断面の形状はこれに限定されるものではなく、例えば、図６に示すように車幅方向外側に凹部２５９が形成された閉断面とすることもできる。

また、前記実施形態においては、ガセット５０の車幅方向外側の稜線部５２の後端側のみが延在方向に対して後方へ向かって車幅方向外側寄りに傾斜するものを示したが、例えば図６に示すように、ガセット２５０の稜線部２５２の全てが延在方向に対して後方へ向かって車幅方向外側寄りに傾斜していてもよい。すわなち、荷重伝達部材の少なくとも後端側がフレーム用荷重伝達部をなしていればよい。図６のガセット２５０は、延在方向へ同一閉断面で延びインナパネル２５０ａ及びアウタパネル２５０ｂからなるガセット本体と、ガセット本体の外側に後方へ向かって車幅方向外側へ拡がるよう形成された拡張パネル２５０ｃと、を有する。このガセット２５０では、拡張パネル２５０ｂの車幅方向外側の稜線部２５２がフレーム用荷重伝達部２５１をなしている。

また、前記実施形態においては、ガセット５０の稜線部５２がフレーム用荷重伝達部５１をなすものを示したが、例えばガセットの内部に強度部材を設けてこれをフレーム用荷重伝達部とすることもできる。また、ガセット５０の後端側の車幅方向寸法がサイドフレーム１０より大きいものを示したが、サイドフレーム１０と同じ寸法であっても同様の作用効果を得ることができるし、仮に車幅方向寸法が小さくともフレーム用荷重伝達部を備えていればガセット５０からサイドフレーム１０への荷重伝達は可能である。

また、前記実施形態においては、パワーユニットとしてエンジン２を有する自動車車両１を示したが、パワーユニットはモータ等であってもよいことは勿論である。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

１ 自動車車両
２ エンジン
１０ サイドフレーム
１１ 補強パネル
４０ クロスメンバ
５０ ガセット
５１ フレーム用荷重伝達部
５２ 稜線部
１５０ ガセット
１５１ フレーム用荷重伝達部
１５２ 稜線部
２５０ ガセット
２５１ フレーム用荷重伝達部
２５２ 稜線部

Claims (8)

1. 前後方向へ延びる左右一対のサイドフレームと、
   前記サイドフレームの前端側の車幅方向外側に配置され、前方へ向かって車幅方向外側寄りに斜めに延びる荷重伝達部材と、を備え、
   前記荷重伝達部材は、後端側が前記サイドフレームに固定され、前端側が前記サイドフレームと車幅方向に間隔をおいて配置され、
   前記荷重伝達部材は、少なくとも後端側に、前記荷重伝達部材の延在方向に対して後方へ向かって車幅方向外寄りに傾斜して延びるフレーム用荷重伝達部を有する車体前部構造。
2. 前記フレーム用荷重伝達部は、前記荷重伝達部材が前端から後方への荷重入力により移動された際に、前記サイドフレームの車幅方向外側の稜線部と接続されて当該稜線部とともに略前後方向へ延びるフレーム用荷重伝達経路を形成する請求項１に記載の車体前部構造。
3. 前記フレーム用荷重伝達部は、前記荷重伝達部材の車幅方向外側の稜線部を含む請求項２に記載の車体前部構造。
4. 前記荷重伝達部材は、後端側の車幅方向寸法が、前記サイドフレームと同じ若しくは大きい請求項３に記載の車体前部構造。
5. 前記荷重伝達部材は、正面視にて閉断面を有し、後端が閉塞される請求項３または４に記載の車体前部構造。
6. 前記各サイドフレームを接続し左右方向へ延びるクロスメンバを備え、
   前記クロスメンバは、前記各サイドフレームにおける前記荷重伝達部材の固定部の後方に配置される請求項３から５のいずれか１項に記載の車体前部構造。
7. 前記サイドフレームは、前記荷重伝達部材の固定部から前記クロスメンバの接続部の前方を補強する補強部を有する請求項６に記載の車体前部構造。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の車体前部構造と、
   前記各サイドフレームの車幅方向内側に配置されるパワーユニットと、を備え、
   前記荷重伝達部材は、前記サイドフレームに、前記パワーユニットの前後方向中央部よりも後方に固定される自動車車両。

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