JP2017218120A - 車両の車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両衝突時において、サイドメンバを所望の変形モードで変形させる。
【解決手段】サイドメンバ２には、サイドメンバ２をサイドメンバ前側領域２Ｆとサイドメンバ後側領域２Ｒとに前後に区画する易屈曲部１９が形成される。ファーストクロスメンバ２の後方で且つ易屈曲部１９の前方でサイドメンバ前側領域２Ｆの車幅方向内側にはストッパ面２６が配置され、ストッパ面２６は前後方向と交叉した姿勢で車体フレーム１に対して固定される。易屈曲部１９は、サイドメンバ２に前後方向の押圧荷重が入力したときに、サイドメンバ後側領域２Ｒをサイドメンバ前側領域２Ｆに対して車幅方向内側へ移動させるように屈曲し易い。ストッパ面２６は、易屈曲部１９で曲折して車幅方向内側へ移動するサイドメンバ後側領域２Ｒと当接し、サイドメンバ後側領域２Ｒの前方への移動を抑制する。
【選択図】図２

Description

本発明は、 車両の車体前部構造に関する。

特許文献１には、車幅方向両側に配置されて前後方向に延びる一対のサイドメンバの前端部同士を、車幅方向に延びるクロスメンバが連結する車体の前部構造が記載されている。

特開２００８−１３２８３１号公報

特許文献１の構造において、車両が前面衝突し、サイドメンバの前端に後方への荷重が入力した場合、サイドメンバの圧潰によって衝突エネルギを効率良く吸収することが好ましい。

しかし、車両の衝突態様は多様であるため、前面衝突時にサイドメンバが車幅方向内側へ曲折変形する場合があり、車幅方向内側へのサイドメンバの変形量（移動量）が増大すると、サイドメンバが好適な変形モードで圧潰せず、衝突エネルギを効率良く吸収できずに、衝撃エネルギの吸収量が低下する可能性が生じる。

そこで、本発明は、サイドメンバを所望の変形モードで変形させて、衝撃エネルギを効率良く吸収することが可能な車体前部構造の提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明の第１の態様は、車体フレームが、車幅方向の両側で前後方向に延びる左右のサイドメンバと、車幅方向に延びて左右のサイドメンバの前端部を連結するクロスメンバとを有する車両の車体前部構造であって、易屈曲部と、ストッパ面とを備える。易屈曲部は、クロスメンバの後方でサイドメンバに形成され、サイドメンバをサイドメンバ前側領域とサイドメンバ後側領域とに前後に区画する。ストッパ面は、クロスメンバの後方で且つ易屈曲部の前方でサイドメンバ前側領域の車幅方向内側に配置され、前後方向と交叉した姿勢で車体フレームに対して固定される。

易屈曲部は、サイドメンバに前後方向の押圧荷重が入力したときに、サイドメンバ後側領域をサイドメンバ前側領域に対して車幅方向内側へ移動させるように屈曲し易い。ストッパ面は、易屈曲部で曲折して車幅方向内側へ移動するサイドメンバ後側領域と当接し、サイドメンバ後側領域の前方への移動を抑制する。

上記構成では、車両衝突時にサイドメンバに前後方向の押圧荷重が入力すると、サイドメンバは、サイドメンバ後側領域が車幅方向内側に移動するように易屈曲部で曲折し易く、サイドメンバ後側領域が車幅方向内側に移動すると、ストッパ面がサイドメンバ後側領域に当接してサイドメンバ後側領域の前方への移動を抑制する。このため、ストッパ面に当接した後のサイドメンバ後方領域でも曲折変形が発生し易くなり、車体フレームの変形による衝撃エネルギの吸収量が増大する。従って、サイドメンバを所望の変形モードで変形させて、衝撃エネルギを効率良く吸収することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様の車体前部構造であって、クロスメンバとサイドメンバとの連結部に固定されて連結部を補強するガセットを備える。ストッパ面は、ガセットの後端に固定されるストッパ板の後面である。

上記構成では、クロスメンバとサイドメンバとの連結部を補強するガセットの後端にストッパ板を固定し、サイドメンバ後側領域がストッパ板の後面（ストッパ面）に後方から当接するので、ストッパ面の前方への移動をガセットによって確実に抑制することができる。

本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様の車体前部構想であって、ストッパ面から易屈曲部までの前後方向の距離は、サイドメンバ前側領域の車幅方向内端からストッパ面の車幅方向内端までの車幅方向の距離よりも短い。

上記構成では、ストッパ面から易屈曲部までの前後方向の距離が、サイドメンバ前側領域の車幅方向内端からストッパ面の車幅方向内端までの車幅方向の距離よりも短いので、易屈曲部の屈曲角度（易屈曲部でのサイドメンバの曲折角度）が比較的小さい段階でサイドメンバ後側領域がストッパ面に当接する。従って、サイドメンバ後方領域を早い段階から所望の変形モードで変形させることができる。

本発明によれば、車両衝突時において、サイドメンバを所望の変形モードで変形させて、衝撃エネルギを効率良く吸収することができる。

本発明の一実施形態に係る車体前部構造を上方から視た平面図である。 図１の車体フレームの右前角部を斜め上後方から視た斜視図である。 図１の要部拡大図である。 図３のIV−IV矢視断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る車体前部構造について、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、前後方向とは車両の進行方向の前後方向であり、左右方向とは車両前方を向いた状態での左右方向である。また、図中矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＩＮは車幅方向内側を、矢印ＵＰは車両上方をそれぞれ示す。

図１〜図４に示すように、車両の車体フレーム１は、前後方向へ延びる左右１対のサイドメンバ２と、車幅方向へ延びて左右のサイドメンバ２の前端部を連結するファーストクロスメンバ３とを有する。なお、車体フレーム１には、ファーストクロスメンバ３以外にも車幅方向に延びて左右のサイドメンバ２を連結する複数のクロスメンバ（例えば、ファーストクロスメンバ３の後方のセカンドクロスメンバや左右のサイドメンバ２の後端部を連結するエンドクロスメンバ等）を備えているが、以下ではファーストクロスメンバ３以外のクロスメンバの図示及び説明を省略する。また、左右のサイドメンバ２は左右略対称に構成されるため、以下の説明ではその一方（右側）について主に説明し、他方（左側）の説明を適宜省略する。

車体フレーム１の前端の左右の隅部にはキャブマウント取付部１０が設けられ、キャブ（図示省略）の前側をチルト自在に支持する左右のキャブマウント（図示省略）がキャブマウント取付部１０にそれぞれ固定される。

サイドメンバ２の少なくとも前端側領域は、車幅方向外側のサイドメンバアウタ４と車幅方向内側のサイドメンバインナ５とから構成される。サイドメンバアウタ４と車幅方向内側のサイドメンバインナ５とは、何れも金属板を所定形状に曲折することによって形成され、一体化されてサイドメンバ２を形成する。

サイドメンバアウタ４は、平板状のサイドアウタ側面部１３の上端及び下端から平板状のサイドアウタ上面部１１及びサイドアウタ下面部（図示省略）が車幅方向内側に曲折して延びるＵ状断面であり、車幅方向内側に開口する。サイドメンバインナ５は、平板状のサイドインナ側面部１６の上端及び下端から平板状のサイドインナ上面部１４及びサイドインナ下面部１５が車幅方向外側に曲折して延びるＵ状断面であり、車幅方向外側に開口する。サイドメンバアウタ４とサイドメンバインナ５とは、サイドアウタ上面部１１とサイドインナ上面部１４とが上下に重なって接合され、サイドアウタ下面部とサイドインナ下面部１５とが上下に重なって接合されることによって一体化され、前方に開口して内側に閉空間を区画する矩形筒状となる。係る状態で、サイドアウタ上面部１１とサイドインナ上面部１４とはサイドメンバ上板部６を形成し、サイドアウタ下面部とサイドインナ下面部１５とはサイドメンバ下板部７を形成し、サイドアウタ側面部１３はサイドメンバ外側板部８を形成し、サイドインナ側面部１６はサイドメンバ内側板部９を形成する。

ファーストクロスメンバ３は、平板状のクロスメンバ前板部３３の上端及び下端から平板状のクロスメンバ上板部３１及びクロスメンバ下板部３２が後方に曲折して延びるＵ状断面であり、後方に開口する。クロスメンバ上板部３１の車幅方向外側の端部は、サイドメンバ上板部６に上方から重なって接合され、クロスメンバ下板部３２の車幅方向外側の端部は、サイドメンバ下板部７に下方から重なって接合される。

車体フレーム１の前左端と前右端とには、車体フレーム１（特にサイドメンバ２とファーストクロスメンバ３との連結部）を補強するための金属製の左右１対のガセット２０がそれぞれ固定される。ガセット２０は、平板状のガセット側板部２３の上端及び下端から平板状のガセット上板部２１及びガセット下板部２２が車幅方向内側に曲折して延びるＵ状断面であり、車幅方向内側に開口する。

ガセット２０は、クロスメンバ上板部３１とクロスメンバ下板部３２との間に後方から挿入され、ガセット上板部２１は、クロスメンバ上板部３１に下方から重なって面接触した状態でクロスメンバ上板部３１に結合され、ガセット下板部２２は、クロスメンバ下板部３２に上方から重なって面接触した状態でクロスメンバ下板部３２に結合され、ガセット側板部２３は、サイドメンバ内側板部９に車幅方向内側から重なって面接触する。なお、ガセット側板部２３は、サイドメンバ内側板部９に結合されてもよい。

クロスメンバ上板部３１のうちガセット上板部２１と重なる領域はキャブマウント取付部１０を構成し、ガセット上板部２１とガセット下板部２２との間には、キャブマウント取付部１０を下方から支持するための支柱体（本実施形態では２本の支柱体）２４が挿入されている。支柱体２４は上下方向に起立する筒形状であり、その上端及び下端がガセット上板部２１の下面及びガセット下板部２２の上面にそれぞれ接合される。

ガセット２０の後端部はファーストクロスメンバ３の後端縁よりも後方に延長され、ガセット２０の後端縁（ガセット上板部２１、ガセット下板部２２及びガセット側板部２３の後端縁）には、ガセット２０の後端開口を塞ぐように金属製の矩形板状のストッパ板２５が固着される。ストッパ板２５の後面は、前後方向と交叉した姿勢（本実施形態では略直交した姿勢）で車体フレーム１に対して固定されるストッパ面２６を構成する。ストッパ面２６の上端縁は、サイドメンバ２の上端（サイドメンバ上板部２１の上面）よりも高く、ストッパ面２６の下端縁は、サイドメンバ２の下端（サイドメンバ下板部２２の下面）よりも低い。

サイドメンバ内側板部９には、車幅方向外側に凹むＵ状断面のビード形状であるインナ溝状凹部（易屈曲部）１７が上下方向に直線状に延びるように形成され、サイドメンバ外側板部８には、車幅方向内側に凹むＵ状断面のビード形状であるアウタ溝状凹部（易屈曲部）１８が上下方向に直線状に延びるように形成される。インナ溝状凹部１７及びアウタ溝状凹部１８は、ファーストクロスメンバ３及びストッパ板２５の後方で、且つセカンドクロスメンバ（図示省略）の前方に配置され、インナ溝状凹部１７は、アウタ溝状凹部１８よりも前方に配置される。

インナ溝状凹部１７及びアウタ溝状凹部１８は、サイドメンバ２をサイドメンバ前側領域２Ｆとサイドメンバ後側領域２Ｒとに前後に区画し、ストッパ面２６は、ファーストクロスメンバ３の後方で且つインナ溝状凹部１７の前方で、サイドメンバ前側領域２Ｆの車幅方向内側に配置される。インナ溝状凹部１７及びアウタ溝状凹部１８は、サイドメンバ２に前後方向の押圧荷重が入力したときに、サイドメンバ後側領域２Ｒをサイドメンバ前側領域２Ｆに対して車幅方向内側へ移動させるように屈曲し易い易屈曲部１９を構成する。

ストッパ面２６は、易屈曲部１９（インナ溝状凹部１７及びアウタ溝状凹部１８）で曲折して車幅方向内側へ移動するサイドメンバ後側領域２Ｒのサイドメンバ内側板部９（サイドインナ側面部１６）と当接し、サイドメンバ後側領域２Ｒの前方への移動を抑制する。また、ストッパ面２６からインナ溝状凹部１７までの前後方向の距離Ｌ１は、サイドメンバ前側領域２Ｆの車幅方向内端（サイドインナ側面部１６の表面）からストッパ面２６の車幅方向内端までの車幅方向の距離Ｌ２よりも短く設定されている（図３参照）。

本実施形態によれば、車両前突時などの車両衝突時にサイドメンバ２に前後方向の押圧荷重が入力すると、サイドメンバ２は、サイドメンバ後側領域２Ｒが車幅方向内側に移動するように易屈曲部１９で曲折し易く、易屈曲部１９の曲折によってサイドメンバ後側領域２Ｒが車幅方向内側に移動すると、ストッパ面２６がサイドメンバ後側領域２Ｒに当接してサイドメンバ後側領域２Ｒの前方への移動を抑制する。このため、ストッパ面２６に当接した後のサイドメンバ後方領域２Ｒでも曲折変形が発生し易くなり、車体フレーム１の変形による衝撃エネルギの吸収量が増大する。従って、サイドメンバ２を所望の変形モードで変形させて、衝撃エネルギを効率良く吸収することができる。

また、ファーストクロスメンバ３とサイドメンバ２との連結部を補強するガセット２０の後端にストッパ板２５を固定し、サイドメンバ後側領域２Ｒがストッパ板２５の後面（ストッパ面２６）に後方から当接するので、ストッパ面２６の前方への移動をガセット２０によって確実に抑制することができる。

また、ストッパ面２６からインナ溝状凹部１７までの前後方向の距離Ｌ１が、サイドメンバ前側領域２Ｆの車幅方向内端からストッパ面２６の車幅方向内端までの車幅方向の距離Ｌ２よりも短いので、インナ溝状凹部１７の屈曲角度（インナ溝状凹部１７部でのサイドメンバ２の曲折角度）が比較的小さい段階でサイドメンバ後側領域２Ｒがストッパ面２６に当接する。従って、サイドメンバ後方領域２Ｒを早い段階から所望の変形モードで変形させることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

例えば、易屈曲部の形状は溝状凹部に限定されず、例えば直線状の薄肉部など他の形状であってもよい。また、ストッパ板２５をガセット２０に固定せずに他の部材に固定してもよく、他の部材の後面をストッパ面としてもよい。

本発明の車体前部構造は、サイドメンバの前端部がクロスメンバによって連結される車体フレームを備えた車両に広く適用することができる。

１ 車体フレーム
２ サイドメンバ
２Ｆ サイドメンバ前側領域
２Ｒ サイドメンバ後側領域
３ ファーストクロスメンバ（クロスメンバ）
４ サイドメンバアウタ
５ サイドメンバインナ
６ サイドメンバ上板部
７ サイドメンバ下板部
８ サイドメンバ外側板部
９ サイドメンバ内側板部
１１ サイドアウタ上面部
１３ サイドアウタ側面部
１４ サイドインナ上面部
１５ サイドインナ下面部
１６ サイドインナ側面部
１７ インナ溝状凹部
１８ アウタ溝状凹部
１９ 易屈曲部
２０ ガセット
２１ ガセット上板部
２２ ガセット下板部
２３ ガセット側板部
２５ ストッパ板
２６ ストッパ面

Claims (3)

1. 車体フレームが、車幅方向の両側で前後方向に延びる左右のサイドメンバと、車幅方向に延びて左右のサイドメンバの前端部を連結するクロスメンバと、を有する車両の車体前部構造であって、
   前記クロスメンバの後方で前記サイドメンバに形成され、前記サイドメンバをサイドメンバ前側領域とサイドメンバ後側領域とに前後に区画する易屈曲部と、
   前記クロスメンバの後方で且つ前記易屈曲部の前方で前記サイドメンバ前側領域の車幅方向内側に配置され、前後方向と交叉した姿勢で前記車体フレームに対して固定されるストッパ面と、を備え、
   前記易屈曲部は、前記サイドメンバに前後方向の押圧荷重が入力したときに、前記サイドメンバ後側領域を前記サイドメンバ前側領域に対して車幅方向内側へ移動させるように屈曲し易く、
   前記ストッパ面は、前記易屈曲部で曲折して車幅方向内側へ移動する前記サイドメンバ後側領域と当接し、該サイドメンバ後側領域の前方への移動を抑制する
   ことを特徴とする車両の車体前部構造。
2. 請求項１に記載の車体前部構造であって、
   前記クロスメンバと前記サイドメンバとの連結部に固定されて該連結部を補強するガセットを備え、
   前記ストッパ面は、前記ガセットの後端に固定されるストッパ板の後面である
   ことを特徴とする車両の車体前部構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車体前部構造であって、
   前記ストッパ面から前記易屈曲部までの前後方向の距離は、前記サイドメンバ前側領域の車幅方向内端から前記ストッパ面の車幅方向内端までの車幅方向の距離よりも短い
   ことを特徴とする車両の車体前部構造。

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