JP2019064361A - 車両前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】微小ラップ衝突時においてキャビン空間を確保する。【解決手段】車両前部構造は、前端がＦｒサイドメンバ１６Ａ，１６Ｂよりも車幅方向外側に張り出すように形成されたＦｒサスペンションメンバ１０と、Ｆｒサスペンションメンバ１０の前端かつ車幅方向端部に設けられ更に車幅方向外側に張り出されたエクステンション１２Ａ，１２Ｂとを備える。エクステンション１２Ａ，１２Ｂの前端には、車両前方を向き、車幅方向外端まで車幅方向に沿って延設された前壁２６が設けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、微小ラップ衝突時の衝撃吸収構造を備えた、車両前部構造に関する。

車両の前方衝突の際に、キャビン（車室）よりも前方のエンジンルーム（車両前部構造）にて衝撃を吸収し、キャビン空間を確保する技術が従来から知られている。例えば前方衝突の態様として、車体前面全体が障害物（バリア）に衝突するフルラップ衝突や、車体前面の左半分または右半分がバリアに衝突するオフセット衝突等が挙げられる。このような衝突態様の場合、エンジンルーム内にて車両前後方向に延設された骨格部材であるフロントサイドメンバが、主に衝撃を吸収したり、他部材へ衝突荷重を分散する役割を担う。

また、前方衝突の更なる態様として、微小ラップ（スモールオーバーラップ）衝突が知られている。この衝突態様では、オフセット衝突の更に半分の幅、例えば車両左側端から車幅の１／４程度の幅のバリアに車両が衝突する。このとき、フロントサイドメンバがバリアよりも車幅方向内側に配置されている場合があり、フロントサイドメンバよりも車幅方向外側に張り出す骨格部材が衝撃を吸収する役割を担う。

例えば前端がフロントサイドメンバよりも車幅方向外側に張り出すように形成されたフロントサスペンションメンバ（以下適宜Ｆｒサスペンションメンバと記載する）や、これより前方に設けられ、車両の全幅に亘って設けられたフロントバンパリーンフォース（以下適宜ＦｒバンパＲ／Ｆと記載する）が、微小ラップ衝突時に主に衝突荷重を受ける。

衝突荷重を受ける過程で図６に例示するように、ＦｒバンパＲ／Ｆ１００やＦｒサスペンションメンバ１０２の前端が曲げ変形され、これらの骨格部材が衝突荷重を十分に吸収する前にバリア１０４にすり抜けられるおそれがある。そこで例えば特許文献１では、図７に示すように、Ｆｒサスペンションメンバ１０２の前端かつ側端に、車幅方向外側に張り出すスペーサ１０６（エクステンション）を設けている。

このスペーサ１０６の車幅方向外側の側壁部１０８は、車両後方側かつ車幅方向外側に向けて斜めに延設されたスロープ形状となっている。このような斜め構造を持つことで、バリア１０４と側壁部１０８とが衝突した際に、車両を横方向に付勢する力（以下適宜横力と記載する）が発生し、これにより車両をバリア１０４から離間させるように幅方向（横方向）に飛ばすことができる。

特開２０１５−３６２８１号公報

ところで、車両に横力を発生させた際に、図８に示すように、車両は前方の推進力Ｆ１と横力Ｆ２との合成ベクトルＦ３に沿って移動する。つまり車両１１０がバリア１０４から幅方向に完全に離間するまで、バリア１０４は合成ベクトルＦ３に沿って車両１１０に進入し続ける。

ここで、スペーサ１０６のバリア１０４との当接面を斜めにするなど、衝突荷重をいわば受け流す構造とすると、衝撃吸収が不十分となり、減速量を稼ぐのが困難となる。車両の減速が不十分である、つまり、推進力Ｆ１が大きいままであると、その分、車両１１０がバリア１０４から幅方向に完全に離間するまでの過程で、バリア１０４の車両１１０への進入量が増えてしまう（深く進入する）。このように、従来構造は衝突時のキャビン空間を確保する観点から改善の余地がある。

本発明は車両前部構造に関する。当該車両前部構造は、前端がＦｒサイドメンバよりも車幅方向外側に張り出すように形成されたＦｒサスペンションメンバと、Ｆｒサスペンションメンバの前端かつ車幅方向端部に設けられ更に車幅方向外側に張り出された拡張部材と、を備える。拡張部材の前端には、車両前方を向き、車幅方向外端まで車幅方向に沿って延設された前壁面が設けられる。

本発明によれば、拡張部材の前壁面が車幅方向外端まで車両幅方向に沿って延設されるので、微小ラップ衝突時には拡張部材は正面からバリアを受け止める。これによって車両が減速される。さらに衝突が進むとＦｒサスペンションメンバの前端が車両後方に曲げ変形させられる。この曲げに伴い、拡張部材の前壁面は、車両幅方向に沿った向きから斜め後ろを向くようになる。バリアとの当接面である前壁面が斜めになることで、車両に対する横力が発生する。このように、車両を一旦減速させた後に横力を発生させるので、横力発生以降のバリアの進入量を従来よりも軽減可能となる。

本実施形態に係る車両前部構造を例示する斜視図である。 本実施形態に係る車両前部構造を例示する平面図である。 本実施形態に係る拡張部材を例示する斜視図である。 本実施形態に係る車両前部構造に対する、微小ラップ衝突時の初期プロセスを例示する平面図である。 本実施形態に係る車両前部構造に対する微小ラップ衝突がさらに進んだときの様子を例示する平面図である。 従来の微小ラップ衝突時のバリアのすり抜けについて説明する図である。 従来の車両前部構造を例示する平面図である。 従来の車両前部構造を例示する平面図であって、微小ラップ衝突時の車両の移動量を説明する図である。

図１には、本実施形態に係る車両前部構造の斜視図が例示されている。また図２には、同構造にＦｒバンパＲ／Ｆ２２が取り付けられたときの平面図が例示されている。

なお、図１〜図５において、車両前後方向を記号ＦＲで表される軸で示し、車幅方向（車両幅方向）を記号ＬＷで表される軸で示し、鉛直方向を記号ＵＰで表される軸で示す。記号ＦＲはＦｒｏｎｔの略であり、前後方向軸ＦＲは車両前方を正方向とする。記号ＬＷはＬｅｆｔ Ｗｉｄｔｈの略であり、幅方向軸ＬＷは左幅方向を正方向とする。また高さ軸ＵＰは上方向を正方向とする。

図１に示されているように、これらＦＲ軸、ＬＷ軸、ＵＰ軸は互いに直交する。以下、本実施形態に係る車両前部構造を説明する際には、これら３軸を基準に適宜説明する。例えば「前端」は任意の部材のＦＲ軸正方向側の端部を指し、「後端」は任意の部材のＦＲ軸負方向側の端部を指す。「幅内側」はＬＷ軸に沿って相対的に車両の幅方向内側を指すものとし、「幅外側」はＬＷ軸に沿って相対的に車両の幅方向外側を指すものとする。さらに「上側」は相対的にＵＰ軸の正方向側を指し、「下側」は相対的にＵＰ軸の負方向側を指す。

本実施形態に係る車両前部構造は、Ｆｒサスペンションメンバ１０及びエクステンション１２Ａ，１２Ｂ（拡張部材）を備える。Ｆｒサスペンションメンバ１０は、略井桁状の骨格部材であり、図示しないサスペンションを支持する。

Ｆｒサスペンションメンバ１０は、図示しないサスペンションを支持する骨格部材である。Ｆｒサスペンションメンバ１０は、例えば車両略前後方向に延設されるサイドレール１０Ａ，１０Ｂ、及び車幅方向に延設されるフロントクロス１０Ｃ、センタークロス１０Ｄ、及びリアクロス１０Ｅを備える。これらの部材は例えばいずれも閉断面構造であって、上部体と下部体とを重ね合わせることで形成される。また、これらの部材の少なくとも一部は、例えば高張力鋼板から構成される。さらにＦｒサスペンションメンバ１０は、その前端の両側に、ブラケット２０Ａ，２０Ｂを備える。

フロントクロス１０Ｃ、センタークロス１０Ｄ、及びリアクロス１０Ｅは、順に車両前方から後方に配置される。具体的には、サイドレール１０Ａ，１０Ｂの前端にフロントクロス１０Ｃが設けられ、後端にリアクロス１０Ｅが設けられ、その中間位置にセンタークロス１０Ｄが設けられる。これらの部材は車幅方向に延設され、主に図示しないホイールやサスペンションから入力される幅方向の荷重に抗する。

サイドレール１０Ａ，１０Ｂは略車両前後方向に延設される。図１の斜視図に示されているように、後部は下方に湾曲される。また図２の平面図で示されているように、サイドレール１０Ａ，１０Ｂは後方から前方に向かって車幅方向外側に開くように構成される。

サイドレール１０Ａ，１０Ｂの前端には、貫通孔１４が形成されている。この貫通孔１４には、図示しない支持部材が挿入固定される。この支持部材は鉛直方向に延びて、その上端が、Ｆｒサスペンションメンバ１０の上部に配置されたＦｒサイドメンバ１６Ａ，１６Ｂ（図２にて破線で示す）に固定される。図示されているように、貫通孔１４よりも車幅方向外側に、Ｆｒサスペンションメンバ１０の構成部材であるブラケット２０Ａ，２０Ｂが設けられる。言い換えると、Ｆｒサスペンションメンバ１０の前端は、Ｆｒサイドメンバ１６Ａ，１６Ｂよりも車幅方向外側に張り出される。

ブラケット２０Ａ，２０Ｂは、サイドレール１０Ａ，１０Ｂの前端かつ車幅方向外側に固定される。ブラケット２０Ａ，２０Ｂには、その前端に、クラッシュボックス１８Ａ，１８Ｂが接続される。

クラッシュボックス１８Ａ，１８Ｂは車両前後方向に延設され、Ｆｒサスペンションメンバ１０とＦｒバンパＲ／Ｆ２２とを接続する。クラッシュボックス１８Ａ，１８Ｂには複数のクラッシュビード２４が形成されている。前方衝突時には、このクラッシュビード２４を起点としてクラッシュボックス１８Ａ，１８Ｂが圧壊変形される。

Ｆｒサスペンションメンバ１０の前端かつ車幅方向端部には、エクステンション１２Ａ，１２Ｂ（拡張部材）が設けられる。具体的には、Ｆｒサスペンションメンバ１０の前端かつ車幅方向両端に設けられたブラケット２０Ａ，２０Ｂの両端から、更に車幅方向外側に張り出すようにして、エクステンション１２Ａ，１２Ｂが設けられる。エクステンション１２Ａ，１２Ｂは、例えば溶融亜鉛めっき鋼板等の鋼板材料から構成される。

図３には、エクステンション１２Ａの拡大斜視図が、角度を変えて示されている。なお、もう一方のエクステンション１２Ｂは、エクステンション１２Ａと左右対称である点を除き、エクステンション１２Ａと同様の構造を備える。

エクステンション１２Ａは、前壁２６、上壁２８、下壁３０、内側壁３２、及び外側壁３４を備える略筐体部材である。例えば平板をプレス加工することでエクステンション１２Ａが形成される。内側壁３２はブラケット２０Ａの外側壁と当接し、ボルト留め等により締結される。

上壁２８及び下壁３０は、内側壁３２よりも車幅内側に突き出るような庇部分が設けられており、これがブラケット２０Ａの上壁と下壁とに重なる。重複部分はスポット溶接等により接合される。

また、図１に示されるように、上壁２８及び下壁３０は、車幅方向外側に向かうほど、その後端が車両前方に寄せられる、先細り形状に構成される。これにより、エクステンション１２Ａの後方に配置されたホイールやタイヤ（図示せず）との干渉が抑制される。

図３に示されているように、本実施形態に係るエクステンション１２Ａ（，１２Ｂ）の前壁２６は、エクステンション１２ＡがＦｒサスペンションメンバ１０に取り付けられたときに前端となる。さらに前壁２６の、車両前方を向く表面（前壁面）は、車幅方向外端まで車幅方向に沿って延設される。例えば図３に例示されるように、前壁面は、幅方向軸ＬＷと平行に延設される。

次に、図４、図５を用いて、本実施形態に係る車両前部構造の、微小ラップ衝突時における挙動を説明する。図４には、衝突初期の車両前部構造が例示され、図５には、衝突後期の車両前部構造が例示される。なお、図４、図５では、車両の幅方向半分のみを示す。

図４に例示されるように、微小ラップ衝突時、バリア３６がＦｒバンパＲ／Ｆ２２の幅外側端部に衝突する。ＦｒバンパＲ／Ｆ２２の幅外側端部は後方に押されながら曲げ変形される。またその際にクラッシュボックス１８Ａが圧壊変形される。この曲げ変形と圧壊変形により衝突荷重が吸収される。

またエクステンション１２Ａの前壁２６表面（前壁面）はバリア３６と正対しており、ＦｒバンパＲ／Ｆ２２を挟んでバリア３６による衝撃を正面から受ける。この過程で車両が減速される。

図５に示すように、バリア３６の車両への進入が進むと、ＦｒバンパＲ／Ｆ２２の曲げ変形が進行してバリア３６がこれをすり抜ける。この場合においても、エクステンション１２Ａはバリア３６を受け止める。この際に、エクステンション１２Ａを力点としてＦｒサスペンションメンバ１０のフロントクロス１０Ｃやサイドレール１０Ａが曲げ変形される。この曲げ変形に伴い、エクステンション１２Ａの前壁２６の角度が変化する。具体的には図５に示されるように前壁２６が幅方向外側に行くほど車両後方に向かうような、斜め後方の配向となる。

このとき、バリア３６に対して斜めに前壁２６が当たることで、車両には横力Ｆが発生する。このように本実施形態では、衝突初期においてはバリア３６を正面から受け止めることで車両の減速を図り、然る後に前壁２６（前壁面）の傾き変形を経て車両に横力を発生させる。その結果、横力発生後のバリア３６の進入量を抑制可能となり、キャビン空間が確保される。

１０ サスペンションメンバ、１０Ａ，１０Ｂ サイドレール、１０Ｃ フロントクロス、１０Ｄ センタークロス、１０Ｅ リアクロス、１２Ａ，１２Ｂ エクステンション（拡張部材）、１４ 貫通孔、１６Ａ，１６Ｂ Ｆｒサイドメンバ、１８Ａ，１８Ｂ クラッシュボックス、２０Ａ，２０Ｂ ブラケット、２４ クラッシュビード、２６ 前壁、２８ 上壁、３０ 下壁、３２ 内側壁、３４ 外側壁、３６ バリア。

Claims (1)

1. 前端がＦｒサイドメンバよりも車幅方向外側に張り出すように形成されたＦｒサスペンションメンバと、
   前記Ｆｒサスペンションメンバの前端かつ車幅方向端部に設けられ、更に車幅方向外側に張り出された拡張部材と、
   を備え、
   前記拡張部材の前端には、車両前方を向き、車幅方向外端まで車幅方向に沿って延設された前壁面が設けられた、
   車両前部構造。