JP2018199430A - 車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】荷重が入力された際にロアバルクメンバを潰し易くすることで、歩行者保護を向上させることにある。【解決手段】車両前後方向に沿って延びる左右一対のフロントサイドフレーム１２と、車両前後方向に沿って延びる左右一対のアッパメンバ１４と、左右一対のフロントサイドフレーム１２にそれぞれ取り付けられ、車幅方向に沿って延びるフロントバルクヘッド１８と、各アッパメンバ１４とフロントバルクヘッド１８との間に設けられる左右一対の連結部材１６とを備え、フロントバルクヘッド１８は、下方に配置されたロアバルクメンバ３８を含み、ロアバルクメンバ３８は、車両前後方向において連結部材１６よりも車両前方に位置して車幅方向に延びる脆弱部４４を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、自動車等の車両の車体前部構造に関する。

例えば、特許文献１には、フロントバルクヘッドから車幅方向外側に延びるロアバルクメンバに対し車両前方から入力された荷重を、ロードパス部材（アンダロードパス）を介してサブフレームへ伝達する構造が開示されている。

特許文献１では、車両前方からの入力荷重をより多数の経路に分散させることで、過大な入力荷重を吸収することができる、としている。

特許第５４７０３４０号公報

ところで、歩行者保護の観点から、被衝突要素への入力をできるだけ減少させるためには、荷重が入力されるロアバルクメンバをなるべく潰し易くして、ロアバルクメンバに対する入力荷重をできるだけ吸収することが必要となる。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、荷重が入力された際にロアバルクメンバを潰し易くすることで、歩行者保護を向上させることが可能な車体前部構造を提供することを目的とする。
また、本発明は、車両前方からの過大な入力荷重を好適に吸収することが可能な車体前部構造を提供することを他の目的とする。
さらに、本発明は、車両前方からの過大な入力荷重の吸収と、歩行者保護の向上との両者を調和させることが可能な車体前部構造を提供することを他の目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、車両前後方向に沿って延びる左右一対のフロントサイドフレームと、前記各フロントサイドフレームの車幅方向の外側にそれぞれ配置され、車両前後方向に沿って延びる左右一対のアッパメンバと、前記左右一対のフロントサイドフレームにそれぞれ取り付けられ、車幅方向に沿って延びるフロントバルクヘッドと、前記各アッパメンバと前記フロントバルクヘッドとの間に設けられる左右一対の連結部材と、を備え、前記フロントバルクヘッドは、下方に配置されたロアバルクメンバを含み、前記ロアバルクメンバは、車両前後方向において前記連結部材よりも車両前方に位置して車幅方向に延びる脆弱部を有することを特徴とする。

本発明では、ロアバルクメンバに対する入力荷重を吸収することで、歩行者保護をより一層向上させることが可能な車体前部構造を得ることができる。また、本発明では、車両前方からの過大な入力荷重を好適に吸収することが可能な車体前部構造を得ることができる。さらに、本発明では、車両前方からの過大な入力荷重の吸収と、歩行者保護の向上との両者を調和させることが可能な車体前部構造を得ることができる。

本発明の実施形態に係る車両前部構造が適用された車体前部の概略構成正面図である。 図１に示す車体前部左側の斜視図である。 図２に示す車体前部左側の平面図である。 図２に示す車体前部左側の底面図である。 外側部材の平面図である。 （ａ）は、連結部材の平面図、（ｂ）は、連結部材の底面図である。 （ａ）は、連結部材を構成する前側部材の平面図、（ｂ）は、後側部材の平面図である。 連結部材を構成する前側部材と後側部材とが車両前後方向に沿って接続される状態を示す分解側面図である。 アッパバルクメンバの開断面を示す斜視図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、各図中において、「前後」は、車両前後方向、「左右」は、車幅方向（左右方向）、「上下」は、鉛直上下方向をそれぞれ示している。

図１に示されるように、本発明の実施形態に係る車体前部構造が適用された車両は、モノコックボディからなる車体を有する。この車体は、車両の車幅方向の中心を通って車両前後方向に沿って延在する図示しない中心線に対して、左右対称に配置されている。

車体前部１０は、左右一対のフロントサイドフレーム１２、１２と、左右一対のアッパメンバ１４、１４と、左右一対の連結部材１６、１６と、フロントバルクヘッド１８とを備えて構成されている。

左右一対のフロントサイドフレーム１２、１２は、車幅方向に沿った左右両側にそれぞれ配置され、車両前後方向に沿って延びている。なお、各フロントサイドフレーム１２の車両後方端部は、それぞれ２つに分岐して図示しないクロスメンバにそれぞれ連結されている。

左右一対のアッパメンバ１４、１４は、左右一対のフロントサイドフレーム１２、１２の車幅方向外側にそれぞれ配置され、車両前後方向に沿って延びている。各アッパメンバ１４の車両後方端部は、図示しない左右一対のフロントピラーに連結されている。

図２に示されるように、各アッパメンバ１４は、アッパメンバ上部１４ａと、アッパメンバ下部１４ｂとから構成されている。アッパメンバ上部１４ａは、図示しないフロントピラーから車両前方に向けて下り勾配で延出している。アッパメンバ下部１４ｂは、アッパメンバ上部１４ａから車両下方に向けて下り勾配で略円弧状に延出している。

図１に示されるように、左連結部材１６は、左アッパメンバ１４と左フロントサイドフレーム１２との間に配置されている。右連結部材１６は、右アッパメンバ１４と右フロントサイドフレーム１２との間に配置されている。各連結部材１６は、左右一対のアッパメンバ１４、１４と、左右一対のフロントサイドフレーム１２、１２とを車幅方向に沿って相互に連結するものである。

フロントバルクヘッド１８は、車両前方端部に配置され、正面視して略矩形状の枠体を含んで構成されている。このフロントバルクヘッド１８は、左右一対のサイドステイ３４、３４と、アッパバルクメンバ３６と、ロアバルクメンバ３８とから構成されている。左右一対のサイドステイ３４、３４は、左右一対のフロントサイドフレーム１２、１２の前端部の近傍部位にそれぞれ鉛直上下方向に沿って略平行に配置されている。

アッパバルクメンバ３６は、左右一対のサイドステイ３４、３４の上端部の間に車幅方向に沿って架け渡されている。アッパバルクメンバ３６は、軸直断面が略コ字状の開断面３６ａで構成されている（図９参照）。開断面３６ａで形成された空間部内には、例えば、図示しないフードの開閉状態を検知するフード開閉センサと電気的に接続されるハーネス４０や、図示しないフードロックを取り付けるためのブラケット４２等が収納されている。

ロアバルクメンバ３８は、左右一対のアッパメンバ下部１４ｂ、１４ｂの下端部同士の間に車幅方向に沿って架け渡されている。ロアバルクメンバ３８は、鉛直上下方向において、アッパバルクメンバ３６の略下方に位置している。

図１に示されるように、ロアバルクメンバ３８は、左右一対のフロントサイドフレーム１２、１２間に配置された内側構造部３８ａと、内側構造部３８ａの車幅方向外側と左右一対のアッパメンバ１４、１４との間に配置された一対の外側構造部３８ｂ、３８ｂとを有する。

図２及び図３に示されるように、内側構造部３８ａは、左右一対のフロントサイドフレーム１２、１２間に架け渡された長尺なレール状の内側部材５０と、フロントサイドフレーム１２の先端部に配置され、内側部材５０に接合されて閉断面を形成する先端部材５１とを有する。先端部材５１は、ロアバルクメンバ３８の車幅方向の内側に配置され、内側部材５０と重畳している。

外側構造部３８ｂ、３８ｂは、左右一対の外側部材５２、５２と、左右一対のカバー部材５３、５３と、左右一対の中間部材５５、５５とを有する（図３、図４参照）。左右一対の外側部材５２、５２は、内側部材５０の車幅方向外側の両方にそれぞれ配置されている。各カバー部材５３は、車両前後方向の前面を形成する前壁と、車幅方向外面を形成する側壁と、底面を形成する底壁とを有する。各中間部材５５は、底面を形成する底壁を有する。内側構造部３８ａの車幅方向外側の前端部５０ａと、各外側構造部３８ｂの車幅方向内側の前端部５２ａとの間には、クリアランス５４が設けられている。

ロアバルクメンバ３８には、車両前後方向において、連結部材１６の車両前方端面よりも車両前方の位置で車幅方向に沿って延びる脆弱部４４が配置されている。この脆弱部４４は、内側構造部３８ａに形成された第１ビード部４５ａと、外側構造部３８ｂに形成された第２ビード部４５ｂとによって構成されている。

第１ビード部４５ａは、車幅方向に沿って延在する直線状の段差からなるビード４６ａによって構成されている。このビード４６ａは、内側部材５０の車幅方向端部及び先端部材５１にそれぞれ重ね合わされた同じ位置にそれぞれ形成されている。

第２ビード部４５ｂは、鉛直下方向に向かって窪む溝によって直線状に形成されたビード４６ｂによって構成されている。このビード４６ｂは、後記する外側部材５２に車幅方向に沿って形成されている（図５参照）。このビード４６ｂの延在方向には、表裏両面で貫通する２つ孔部４８ａ、４８ｂが形成されている。

図５に示されるように、２つの孔部４８ａ、４８ｂのうち、車幅方向外側の一方の孔部４８ａは、ビード４６ｂの軸線と略直交し、直線状のビード４６ｂを分断するように延在している。車幅方向内側の他方の孔部４８ｂは、長孔で形成されている。この長孔は、ビード４６ｂの車幅方向端部と連続し、ビード４６ｂの車幅方向端部から上方に向かって立ち上がるように傾斜している。

図３に示されるように、このクリアランス５４は、平面視して車両前方から車両後方に向けて略Ｖ字状に窪む凹部からなる。この凹部は、内側部材５０の前端部５０ａに形成された斜辺部５６と、外側部材５２の前端部５２ａに形成された斜辺部５８とが車両後方側で交差して形成されている。

なお、図４に示される底面図では、カバー部材５３の傾斜面部６０と内側部材５０の斜辺部５６とによってクリアランス５４が形成されている。 また、図４において、カバー部材５３の傾斜面部６０が底面部６２から傾斜する起点６４の位置は、鉛直上下方向において、外側部材５２に形成されたビード４６ｂの位置と等しくなっている。これにより、外側部材５２及びカバー部材５３に荷重が入力された際、ビード４６ｂの変形とカバー部材５３の傾斜面部６０の起点６４からの変形を同時に行うことができる。

内側構造部３８ａ及び外側構造部３８ｂは、それぞれ図示しないカラー、ボルト及びサイドステイ３４を介して、フロントサイドフレーム１２に締結固定されている。また、各カバー部材５３の車幅外方端部は、アッパメンバ１４の外側フランジに対して接合され、車幅内方端部は、内側部材５０の車幅方向端部に対して接合されている。各中間部材５５の車幅外方端部は、アッパメンバ１４の内側フランジに対して接合され（図２参照）、車幅内方端部は、内側部材５０の車幅方向端部に対して接合されている。さらに、外側部材５２とカバー部材５３とは、鉛直上下方向において閉断面を形成するように互いに接合されている。

図６（ａ）、図６（ｂ）、図７（ａ）、図７（ｂ）及び図８に示されるように、各連結部材１６は、車両前方に位置する前側部材１６ａと、車両後方に位置する後側部材１６ｂとによって構成されている。前側部材１６ａと後側部材１６ｂとは、例えば、図示しない溶接手段等によって一体的に接合（結合）されている。前側部材１６ａの強度は、後側部材１６ｂの強度よりも高くなっている。強度の点については、後記で詳細に説明する。

また、各連結部材１６は、前側部材１６ａと後側部材１６ｂとのそれぞれ上下面同士が、車両前後方向で固定されている。すなわち、前側部材１６ａの上部フランジ部２４と後側部材１６ｂの上部フランジ部３０同士、及び、前側部材１６ａの下部フランジ部２６と後側部材１６ｂの下部フランジ部３２同士をそれぞれ車両前後方向から接続した状態で、例えば、図示しない溶接手段等によって一体的に接合されている（図８参照）。なお、図６（ａ）、図６（ｂ）において、「×」印は、前側部材１６ａと後側部材１６ｂとの接合部位を示している。

前側部材１６ａは、その長手方向と直交する断面がハット状に形成されている（図８参照）。また、図７に示されるように、前側部材１６ａは、前面部２０と、上面部２１と、側方フランジ部２２ａ、２２ｂと、上部フランジ部２４と、下部フランジ部２６（図８参照）、下面部２９（図８参照）とから構成されている。

前面部２０は、車両前方側から正面視して略矩形状に形成され、略鉛直面で車幅方向に沿って延在している。一方の側方フランジ部２２ａは、前面部２０の車幅方向外側に位置してアッパメンバ１４（アッパメンバ下部１４ｂ）に３点で連結（接合）されている（図２参照）。他方の側方フランジ部２２ｂは、前面部２０の車幅方向内側に位置しフロントサイドフレーム１２に対して３点で連結（接合）されている（図２参照）。上面部２１と下面部２９とは、略鉛直上下方向で対向している。

図８に示されるように、上部フランジ部２４は、上面部２１の車両後方に右上がり勾配で折曲して形成されている。下部フランジ部２６は、下面部２９の車両後方に左下がり勾配で折曲して形成されている。上面部２１には、車両前後方向に沿って延在する複数のスリット２７が並設されている。

図７（ｂ）、図８に示されるように、後側部材１６ｂは、前側部材１６ａの前面部２０と対向する略矩形状の前面部２８と、前面部２８の上部に形成され、前側部材１６ａの上部フランジ部２４と３点で接合される上部フランジ部３０と、前側部材１６ａの下部フランジ部２６と３点（図６（ａ）、図６（ｂ）参照）で接合される下部フランジ部３２とを有する。なお、図８に示されるように、前側部材１６ａの上面部２１は、下面部２９よりも車両後方に延出して長くなっている。これにより、前側部材１６ａの車両前方に臨む前面部２０に対して、後側部材１６ｂの車両後方に臨む前面部２８が右上がりに傾斜した状態で結合されている。

本実施形態に係る車体前部構造が適用された車両は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

本実施形態では、ロアバルクメンバ３８が脆弱部４４を有し、この脆弱部４４は、車両前後方向において、連結部材１６の車両前方端面よりも車両前方に位置して車幅方向に延びている。本実施形態では、連結部材１６の車両前方位置に脆弱部４４を設けることで、ロアバルクメンバ３８に対する入力荷重により脆弱部４４が容易に撓み変形して、歩行者保護を向上させることができる。

また、本実施形態では、アッパメンバ１４とフロントバルクヘッド１８との間に配置された連結部材１６によって、過大な荷重（例えば、前突荷重）を好適に吸収することができる。この結果、本実施形態では、ロアバルクメンバ３８に対して脆弱部４４を設けた場合であっても、過大な荷重の吸収と歩行者保護とを両立させることができる。

さらに、本実施形態では、脆弱部４４を車幅方向に沿って設けることで、前面衝突の際にロアバルクメンバ３８を車両後方に向かって折り畳める変位が可能となり、十分な衝突ストロークを確保することができる。

さらにまた、本実施形態では、脆弱部４４をビード４６ａ。４６ｂで構成することで、ロアバルクメンバ３８の剛性・強度の低下を抑制することができる。また、本実施形態では、ビード４６ｂの延在方向に孔部４８ａ、４８ｂを設けることで、荷重が入力されたときにロアバルクメンバ３８がより潰れやすくなり、歩行者保護をより一層向上させることができる。

さらにまた、本実施形態では、ロアバルクメンバ３８の内側部材５０と外側部材５２との間にクリアランス５４を設けることで、荷重が入力されたときにロアバルクメンバ３８がクリアランス５４を起点として潰れやすくなり、歩行者保護をより一層向上させることができる。なお、クリアランス５４の分だけ軽量化を達成することができる。

さらにまた、本実施形態では、連結部材１６の前側部材１６ａを断面ハット状とすることで、前側部材１６ａの成形性を向上させることができる。また、前側部材１６ａの強度を後側部材１６ｂの強度よりも高めることで、過大な荷重を前側部材１６ａで確実に受容することができる。

さらにまた、本実施形態では、前側部材１６ａと後側部材１６ｂとのそれぞれ上部フランジ部２４、３０同士及び下部フランジ部２６、３２同士が、車両前後方向で固定されていることで（図８参照）、連結部材１６に対して伝達される衝突荷重を効率良く吸収することができる。

１０ 車体前部
１２ フロントサイドフレーム
１４ アッパメンバ
１６ 連結部材
１６ａ 前側部材
１６ｂ 後側部材
１８ フロントバルクヘッド
３８ ロアバルクメンバ
３８ａ 内側構造部
３８ｂ 外側構造部
４４ 脆弱部
４６ａ、４６ｂ ビード
４８ａ、４８ｂ 孔部
５０ 内側部材
５２ 外側部材
５４ クリアランス

Claims (5)

1. 車両前後方向に沿って延びる左右一対のフロントサイドフレームと、
   前記各フロントサイドフレームの車幅方向の外側にそれぞれ配置され、車両前後方向に沿って延びる左右一対のアッパメンバと、
   前記左右一対のフロントサイドフレームにそれぞれ取り付けられ、車幅方向に沿って延びるフロントバルクヘッドと、
   前記各アッパメンバと前記フロントバルクヘッドとの間に設けられる左右一対の連結部材と、
   を備え、
   前記フロントバルクヘッドは、下方に配置されたロアバルクメンバを含み、
   前記ロアバルクメンバは、車両前後方向において前記連結部材よりも車両前方に位置して車幅方向に延びる脆弱部を有することを特徴とする車両前部構造。
2. 請求項１記載の車両前部構造において、
   前記脆弱部は、ビードからなり、
   前記ビードの延在方向には、孔部が形成されていることを特徴とする車両前部構造。
3. 請求項１又は請求項２記載の車両前部構造において、
   前記ロアバルクメンバは、車幅方向の内側に配置された内側構造部と、前記内側構造部の車幅方向外側に配置された左右一対の外側構造部とを有し、
   前記内側構造部の車幅方向外側の前端部と、前記各外側構造部の車幅方向内側の前端部との間には、クリアランスが設けられていることを特徴とする車両前部構造。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の車両前部構造において、
   前記連結部材は、車両前方に位置する前側部材と、車両後方に位置する後側部材とを有し、
   前記前側部材は、ハット断面に形成され、
   前記前側部材の強度は、前記後側部材の強度よりも高いことを特徴とする車両前部構造。
5. 請求項４記載の車両前部構造において、
   前記連結部材は、前記前側部材と前記後側部材とのそれぞれ上下面同士が、車両前後方向で固定されていることを特徴とする車両前部構造。

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