JP2020029208A - 車両前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】前面衝突時にフロントサイドメンバからダッシュクロスメンバに衝突荷重を効果的に伝達することができる車両前部構造を得る。【解決手段】ダッシュクロスメンバ３０の閉断面構造部３０Ｘの第一壁部３６は、車両幅方向外側の部位がフロントサイドメンバ２０の上壁部２２の車両後方側に配置され、前端３６Ｆが上壁部２２の後端２２Ｒの高さ位置に設定されている。閉断面構造部３０Ｘの第二壁部３８は、車両幅方向外側の部位がフロントサイドメンバ２０の隔壁部２８の車両後方側に配置され、前端３８Ｆが隔壁部２８の後端２８Ｒの高さ位置に設定されている。閉断面構造部３０Ｘの第三壁部４０は、車両幅方向外側の部位がフロントサイドメンバ２０の下壁部２４の車両後方側に配置され、前端４０Ｆが下壁部２４の後端２４Ｒの高さ位置に設定されている。【選択図】図３

Description

本発明は、車両前部構造に関する。

車両前部においてフロントサイドメンバの車両後方側にダッシュクロスメンバが設けられた構造が知られている（特許文献１〜特許文献４参照）。例えば、下記特許文献１には、左右一対のフロントサイドメンバの後端側をダッシュクロスメンバで繋いだ構造が開示されている。簡単に説明すると、この先行技術では、フロントサイドメンバの後端側下部が車両下方側へ向けて車両後方側に傾斜して延出しており、その先端部にダッシュクロスメンバが接合されている。

中国特許公開１０６００５０１３号公報 特開２００１−１７１５５６号公報 特開２００３−１９１８６２号公報 特開２００１−０３０９６１号公報

しかしながら、上記先行技術では、フロントサイドメンバにおいて車両前後方向に沿って延びる部位よりも車両下方側にダッシュクロスメンバが配置されているので、前面衝突時にフロントサイドメンバからダッシュクロスメンバに衝突荷重を効果的に伝達することができない。

本発明は、上記事実を考慮して、前面衝突時にフロントサイドメンバからダッシュクロスメンバに衝突荷重を効果的に伝達することができる車両前部構造を得ることが目的である。

請求項１に記載する本発明の車両前部構造は、車体前部の車両幅方向外側に配置され、車両前後方向に沿って延在されたフロントサイドメンバと、前記フロントサイドメンバの車両後方側に隣接して配置され、車両幅方向に沿って延在されたダッシュクロスメンバと、を有し、前記フロントサイドメンバは、上壁部、下壁部及び左右一対の側壁部で形成された角筒部と、前記角筒部の内部空間を車両上下方向に隔てる隔壁部と、を備え、前記ダッシュクロスメンバは、車両幅方向に沿って延在された閉断面構造部を有し、前記閉断面構造部には、車両上下方向に並設されて車両側面視でそれぞれ車両前後方向に沿って延在された第一壁部、第二壁部及び第三壁部が含まれ、前記第一壁部は、車両幅方向外側の部位が前記上壁部の車両後方側に配置されて前端が前記上壁部の後端の高さ位置に設定され、前記第二壁部は、車両幅方向外側の部位が前記隔壁部の車両後方側に配置されて前端が前記隔壁部の後端の高さ位置に設定され、前記第三壁部は、車両幅方向外側の部位が前記下壁部の車両後方側に配置されて前端が前記下壁部の後端の高さ位置に設定されている。

上記構成によれば、車両幅方向に沿って延在されたダッシュクロスメンバは、車両前後方向に沿って延在されたフロントサイドメンバの車両後方側に隣接して配置されている。このため、前面衝突時にフロントサイドメンバに入力された衝突荷重はダッシュクロスメンバに伝達される。

また、ダッシュクロスメンバにおいて車両幅方向に沿って延在された閉断面構造部には、車両上下方向に並設されて車両側面視でそれぞれ車両前後方向に沿って延在された第一壁部、第二壁部及び第三壁部が含まれている。ここで、第一壁部は、車両幅方向外側の部位がフロントサイドメンバの上壁部の車両後方側に配置されて前端がフロントサイドメンバの上壁部の後端の高さ位置に設定されている。このため、前面衝突時の衝突荷重の一部はフロントサイドメンバの上壁部からダッシュクロスメンバの第一壁部に良好に伝達される。また、第二壁部は、車両幅方向外側の部位がフロントサイドメンバの隔壁部の車両後方側に配置されて前端がフロントサイドメンバの隔壁部の後端の高さ位置に設定されている。このため、前面衝突時の衝突荷重の一部はフロントサイドメンバの隔壁部からダッシュクロスメンバの第二壁部に良好に伝達される。さらに、第三壁部は、車両幅方向外側の部位がフロントサイドメンバの下壁部の車両後方側に配置されて前端がフロントサイドメンバの下壁部の後端の高さ位置に設定されている。このため、前面衝突時の衝突荷重の一部はフロントサイドメンバの下壁部からダッシュクロスメンバの第三壁部に良好に伝達される。

請求項２に記載する本発明の車両前部構造は、請求項１記載の構成において、前記フロントサイドメンバよりも車両幅方向内側に配置されかつ少なくとも一部が前記フロントサイドメンバよりも車両下方側に位置するパワーユニットを有し、前記ダッシュクロスメンバは、前記閉断面構造部の車両幅方向中間部に前記パワーユニットと車両前後方向に対向するパワーユニット対向部を備え、前記閉断面構造部において前記パワーユニット対向部を含む範囲は、車両側面視で三角形状の複数の閉断面部の連続体として構成されている。なお、ここでいう「三角形状」とは、厳密な意味での三角形の形状が含まれる他、例えば三角形の角部が面取りされたような形状等のように厳密には三角形とは言えないが全体として見れば実質的に三角形のように見える形状も含まれる。また、「複数の閉断面部の連続体」とは、複数の閉断面部が連続的に形成されたものを指す。

上記構成によれば、ダッシュクロスメンバは、閉断面構造部の車両幅方向中間部にパワーユニットと車両前後方向に対向するパワーユニット対向部を備えている。したがって、前面衝突時に衝突荷重を受けたパワーユニットが車両後方側に移動すると、パワーユニットはダッシュクロスメンバのパワーユニット対向部に当接する。ここで、閉断面構造部においてパワーユニット対向部を含む範囲は、車両側面視で三角形状の複数の閉断面部の連続体として構成されている。このため、車両後方側に移動したパワーユニットがダッシュクロスメンバのパワーユニット対向部に当接しても、ダッシュクロスメンバの変形が抑えられ、パワーユニット及びダッシュクロスメンバの車室側への変位が効果的に抑えられる。

以上説明したように、本発明の車両前部構造によれば、前面衝突時にフロントサイドメンバからダッシュクロスメンバに衝突荷重を効果的に伝達することができるという優れた効果を有する。

本発明の一実施形態に係る車両前部構造を簡略化して示す平面図である。 図１の車両前部構造の骨格部の一部を示す斜視図である。 図１の３−３線に沿って切断した状態を拡大して示す拡大縦断面図である。 図１の４−４線に沿って切断した状態を拡大して示す拡大縦断面図である。

本発明の一実施形態に係る車両前部構造について図１〜図４を用いて説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示し、矢印ＵＰは車両上方側を示し、矢印Ｗは車両幅方向を示している。また、本実施形態の車両としては、一例として電気自動車が適用される。

（実施形態の構成）
図１には、本実施形態に係る車両前部構造が簡略化された平面図で示されている。図１に示されるように、車体前部１０の前端側には、車両幅方向に沿って延在されたバンパリインフォースメント１４（以下、「バンパＲＦ１４」と略す。）が配置されている。このバンパＲＦ１４は、車両幅方向に沿って延在された閉断面構造を有している。

また、車体前部１０の車両幅方向外側には、バンパＲＦ１４の車両幅方向外側の部位に対して車両後方側にフロントサイドメンバ２０が配置されている。フロントサイドメンバ２０は、車体前部１０において左右対称に設けられ、車両前後方向に沿って延在されている。本実施形態では、フロントサイドメンバ２０の前端部はバンパＲＦ１４に直接接合されている。なお、フロントサイドメンバ２０の前端部はクラッシュボックス等の介在部材を介してバンパＲＦ１４に接合されてもよい。

フロントサイドメンバ２０は、一例としてアルミニウム合金製（広義には金属製）とされ、アルミニウム合金材の押し出し成形によって略一定の断面形状に形成された押出成形品とされている。図２には、車両前部構造の骨格部の一部が斜視図で示されている。図２に示されるように、フロントサイドメンバ２０は、上壁部２２、下壁部２４及び左右一対の側壁部２６で形成された角筒部２０Ｘを備えている。上壁部２２及び下壁部２４は、互いに車両上下方向に対向して略平行に配置され、車両前後方向に沿って延在されると共に車両幅方向に沿って延在されている。左右一対の側壁部２６は、上壁部２２及び下壁部２４のそれぞれの車両幅方向外側の端部同士及び車両幅方向内側の端部同士を車両上下方向に繋いでおり、車両前後方向に沿って延在されている。また、フロントサイドメンバ２０は、角筒部２０Ｘの内部空間を車両上下方向に隔てる隔壁部２８を備えている。隔壁部２８は、車両前後方向に沿って延在されると共に車両幅方向に沿って延在されている。

図１に示されるように、フロントサイドメンバ２０には、サスペンションメンバ５２が吊下げ状態で取り付けられている。また、フロントサイドメンバ２０よりも車両幅方向内側にはパワーユニット５０が配置されている。このパワーユニット５０は、本実施形態ではエンジンを含まずモータを含んで構成され、一例として、サスペンションメンバ５２に取り付けられている。図４には、図１の４−４線に沿って切断した状態を拡大した拡大縦断面図が示されている。なお、図４では、図１の４−４線の切断位置よりも車両右側のフロントサイドメンバ２０の側面視の位置を二点鎖線で示している。また、図４では、パワーユニット５０を簡略化して示している。図４に示されるように、パワーユニット５０は、フロントサイドメンバ２０よりも車両下方側に位置している。

一方、図３には、図１の３−３線に沿って切断した状態を拡大した拡大縦断面図が示されている。図１〜図３に示されるように、フロントサイドメンバ２０の車両後方側には、ダッシュクロスメンバ３０が隣接して配置されており、このダッシュクロスメンバ３０は、車両幅方向に沿って延在されている。

ダッシュクロスメンバ３０は、一例としてアルミニウム合金製（広義には金属製）とされ、アルミニウム合金材の押し出し成形によって略一定の断面形状（図３及び図４参照）に形成された押出成形品とされている。ダッシュクロスメンバ３０は、車両幅方向に沿って延在された閉断面構造部３０Ｘ（図３及び図４参照）を有している。また、図３に示されるように、ダッシュクロスメンバ３０は、閉断面構造部３０Ｘの上後端部から車両上方側に延出された上フランジ部３０Ａを備えると共に、閉断面構造部３０Ｘの下後端部から車両後方側に延出された下フランジ部３０Ｂを備えている。上フランジ部３０Ａは、パワーユニット室１２と車室６０とを隔てるダッシュパネル１８の下端部に接合され、下フランジ部３０Ｂは、車室６０の底部を構成するフロアパネル６２の前端部に接合されている。

閉断面構造部３０Ｘは、前壁部３２及び後壁部３４を備えると共に、前壁部３２と後壁部３４とを繋ぐ複数の連結壁部である第一壁部３６、第二壁部３８、第三壁部４０、第四壁部４２、第五壁部４４、第六壁部４６及び第七壁部４８を含んで構成されている。前壁部３２及び後壁部３４は、互いに車両前後方向に対向して略平行に配置されている。また、前壁部３２の上端部と後壁部３４の上端部とが第一壁部３６によって繋がれ、前壁部３２の下端部と後壁部３４の下端部とが第七壁部４８によって繋がれている。そして、前壁部３２、後壁部３４、第一壁部３６及び第七壁部４８で囲まれる空間内に第二壁部３８、第三壁部４０、第四壁部４２、第五壁部４４及び第六壁部４６（以下、「第二壁部３８〜第六壁部４６」と略す。）が形成されている。なお、第二壁部３８〜第六壁部４６は、リブとしても把握することができる構成部である。

前壁部３２の上部３２Ａ及び後壁部３４の上部３４Ａは、フロントサイドメンバ２０と同等の高さ位置に配置されている。前壁部３２の上部３２Ａの全域及び後壁部３４の上部３４Ａの上半分３４Ａ１は、車両側面視で車両上下方向に沿って延在されている。前壁部３２及び後壁部３４のそれぞれにおいて上部３２Ａ、３４Ａよりも車両下方側を構成する傾斜部３２Ｂ、３４Ｂは、車両下方側へ向けて車両後方側に傾斜している。また、後壁部３４の上部３４Ａの下半分３４Ａ２は、後壁部３４の上部３４Ａの上半分３４Ａ１と後壁部３４の傾斜部３４Ｂとをなだらかに繋ぐように車両側面視で湾曲されている。

第一壁部３６、第二壁部３８及び第三壁部４０は、車両上下方向に並設され、車両側面視でそれぞれ車両前後方向に沿って延在されている。なお、本実施形態では、一例として、第一壁部３６は、車両後方側へ向けて僅かに車両上方側に傾斜している。第一壁部３６は、車両幅方向外側の部位がフロントサイドメンバ２０の上壁部２２の車両後方側に配置されて前端３６Ｆがフロントサイドメンバ２０の上壁部２２の後端２２Ｒの高さ位置に設定されている。また、第二壁部３８は、車両幅方向外側の部位がフロントサイドメンバ２０の隔壁部２８の車両後方側に配置されて前端３８Ｆがフロントサイドメンバ２０の隔壁部２８の後端２８Ｒの高さ位置に設定されている。さらに、第三壁部４０は、車両幅方向外側の部位がフロントサイドメンバ２０の下壁部２４の車両後方側に配置されて前端４０Ｆがフロントサイドメンバ２０の下壁部２４の後端２４Ｒの高さ位置に設定されている。閉断面構造部３０Ｘには、前壁部３２の上部３２Ａ、後壁部３４の上部３４Ａ、第一壁部３６、第二壁部３８及び第三壁部４０によって、二個の閉断面部３０Ｓ（言い換えれば中空の閉空間を有する断面部）が上下に連続的に形成されている。

また、第四壁部４２は、前壁部３２の傾斜部３２Ｂの上下方向中間部と、後壁部３４において第三壁部４０が接続された部分の下側近傍部位と、を繋いでおり、車両側面視で車両後方側へ向けて車両上方側に傾斜している。第五壁部４４は、前壁部３２において第四壁部４２が接続された部分の下側近傍部位と、後壁部３４の傾斜部３４Ｂの上下方向中間部と、を繋いでおり、車両側面視で車両前後方向に沿って延在されている。第六壁部４６は、前壁部３２の下端部と、後壁部３４において第五壁部４４が接続された部分の下側近傍部位と、を繋いでおり、車両側面視で車両後方側へ向けて車両上方側に傾斜している。また、前壁部３２の下端部と後壁部３４の下端部とを繋ぐ第七壁部４８は、車両側面視で車両前後方向に沿って延在されている。なお、本実施形態では、第三壁部４０の後端と第四壁部４２の上端とが離間し、第四壁部４２の下端と第五壁部４４の前端とが離間し、第五壁部４４の後端と第六壁部４６の上端とが離間しているが、これらは離間せずに接していてもよい。

図４に示されるように、ダッシュクロスメンバ３０は、閉断面構造部３０Ｘの車両幅方向中間部にパワーユニット５０と車両前後方向に対向するパワーユニット対向部３０Ｔを備えている。閉断面構造部３０Ｘにおいてパワーユニット対向部３０Ｔを含む範囲は、前壁部３２の傾斜部３２Ｂ、後壁部３４の傾斜部３４Ｂ、第三壁部４０、第四壁部４２、第五壁部４４、第六壁部４６及び第七壁部４８によって、車両側面視で三角形状の複数の閉断面部３０Ｈ（言い換えれば中空の閉空間を有する断面部）の連続体３０Ｒとして（トラス状に）構成されている。

図２及び図３に示されるように、フロントサイドメンバ２０の後部側には、フロントサイドメンバ２０とダッシュクロスメンバ３０とを連結する連結部材５４が設けられている。連結部材５４は、一例としてアルミニウム合金材で構成された鋳造品（言い換えればダイキャスト製）とされている。連結部材５４は、一例として、フロントサイドメンバ２０の後部を全周に亘って覆うと共にフロントサイドメンバ２０の後部の上下面及び側面に接合されている。また、連結部材５４は、フロントサイドメンバ２０の後部を覆う部分の後端側から延出された部位が、ダッシュクロスメンバ３０の車両幅方向外側の部位に接合されている。

（実施形態の作用・効果）
次に、上記実施形態の作用及び効果について説明する。

前面衝突時の衝突荷重は、図１に示されるバンパＲＦ１４からフロントサイドメンバ２０に入力される。そして、本実施形態では、フロントサイドメンバ２０の車両後方側に隣接してダッシュクロスメンバ３０が配置されているので、前面衝突時にフロントサイドメンバ２０に入力された衝突荷重はダッシュクロスメンバ３０に伝達される。

また、本実施形態では、ダッシュクロスメンバ３０において車両幅方向に沿って延在された図３に示される閉断面構造部３０Ｘには、車両上下方向に並設されて車両側面視でそれぞれ車両前後方向に沿って延在された第一壁部３６、第二壁部３８及び第三壁部４０が含まれている。ここで、第一壁部３６は、車両幅方向外側の部位がフロントサイドメンバ２０の上壁部２２の車両後方側に配置されて前端３６Ｆがフロントサイドメンバ２０の上壁部２２の後端２２Ｒの高さ位置に設定されている。このため、前面衝突時の衝突荷重の一部はフロントサイドメンバ２０の上壁部２２からダッシュクロスメンバ３０の第一壁部３６に良好に伝達される。また、第二壁部３８は、車両幅方向外側の部位がフロントサイドメンバ２０の隔壁部２８の車両後方側に配置されて前端３８Ｆがフロントサイドメンバ２０の隔壁部２８の後端２８Ｒの高さ位置に設定されている。このため、前面衝突時の衝突荷重の一部はフロントサイドメンバ２０の隔壁部２８からダッシュクロスメンバ３０の第二壁部３８に良好に伝達される。さらに、第三壁部４０は、車両幅方向外側の部位がフロントサイドメンバ２０の下壁部２４の車両後方側に配置されて前端４０Ｆがフロントサイドメンバ２０の下壁部２４の後端２４Ｒの高さ位置に設定されている。このため、前面衝突時の衝突荷重の一部はフロントサイドメンバ２０の下壁部２４からダッシュクロスメンバ３０の第三壁部４０に良好に伝達される。

上述した第一壁部３６、第二壁部３８及び第三壁部４０が設けられることで、前面衝突時にダッシュクロスメンバ３０の断面変形（断面崩れ）が抑制されつつフロントサイドメンバ２０からの衝突荷重をダッシュクロスメンバ３０で効果的に受けることができる。また、第一壁部３６、第二壁部３８及び第三壁部４０においては、衝突荷重が車両後方側へ良好に伝達される。

以上説明したように、本実施形態の車両前部構造によれば、前面衝突時にフロントサイドメンバ２０からダッシュクロスメンバ３０に衝突荷重を効果的に伝達することができる。

また、本実施形態では、前面衝突時にダッシュクロスメンバ３０の断面変形が抑制されることで、フロントサイドメンバ２０が効率的に変形して衝突エネルギーを吸収することもできる。

また、本実施形態では、ダッシュクロスメンバ３０は、図４に示される閉断面構造部３０Ｘの車両幅方向中間部にパワーユニット５０と車両前後方向に対向するパワーユニット対向部３０Ｔを備えている。したがって、前面衝突時に衝突荷重を受けたパワーユニット５０が車両後方側に移動すると、図４に二点鎖線で示されるように、パワーユニット５０はダッシュクロスメンバ３０のパワーユニット対向部３０Ｔに当接する。

ここで、閉断面構造部３０Ｘにおいてパワーユニット対向部３０Ｔを含む範囲は、車両側面視で三角形状の複数の閉断面部３０Ｈの連続体３０Ｒとして構成されている。このため、車両後方側に移動したパワーユニット５０がダッシュクロスメンバ３０のパワーユニット対向部３０Ｔに当接しても、ダッシュクロスメンバ３０の変形が抑えられる。したがって、パワーユニット５０はダッシュクロスメンバ３０に受け止められ、パワーユニット５０及びダッシュクロスメンバ３０の車室６０側への変位が効果的に抑えられる。

（実施形態の補足説明）
なお、上記実施形態では、パワーユニット５０の全体がフロントサイドメンバ２０よりも車両下方側に位置しているが、上記実施形態の変形例として、パワーユニットの一部がフロントサイドメンバ（２０）よりも車両下方側に位置している構成も採り得る。

また、上記実施形態では、ダッシュクロスメンバ３０がパワーユニット対向部３０Ｔを備えるが、上記実施形態の変形例として、ダッシュクロスメンバが上記実施形態のパワーユニット対向部３０Ｔに相当する部位を備えない構成も採り得る。また、上記実施形態では、閉断面構造部３０Ｘにおいてパワーユニット対向部３０Ｔを含む範囲は、車両側面視で三角形状の複数の閉断面部３０Ｈの連続体３０Ｒとして構成されているが、車両側面視で三角形状の複数の閉断面部３０Ｈの連続体３０Ｒを備えない構成も採り得る。

また、上記実施形態では、パワーユニット５０は、エンジンを含まずかつモータを含んで構成されているが、パワーユニットは、エンジン及びモータを含んで構成されてもよいし、モータを含まずかつエンジンを含んで構成されてもよい。

なお、上記実施形態及び上述の変形例は、適宜組み合わされて実施可能である。

以上、本発明の一例について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０ 車体前部
２０ フロントサイドメンバ
２０Ｘ 角筒部
２２ 上壁部
２２Ｒ 上壁部の後端
２４ 下壁部
２４Ｒ 下壁部の後端
２６ 側壁部
２８ 隔壁部
２８Ｒ 隔壁部の後端
３０ ダッシュクロスメンバ
３０Ｈ 閉断面部
３０Ｒ 連続体
３０Ｔ パワーユニット対向部
３０Ｘ 閉断面構造部
３６ 第一壁部
３６Ｆ 第一壁部の前端
３８ 第二壁部
３８Ｆ 第二壁部の前端
４０ 第三壁部
４０Ｆ 第三壁部の前端
５０ パワーユニット

Claims (2)

1. 車体前部の車両幅方向外側に配置され、車両前後方向に沿って延在されたフロントサイドメンバと、
   前記フロントサイドメンバの車両後方側に隣接して配置され、車両幅方向に沿って延在されたダッシュクロスメンバと、
   を有し、
   前記フロントサイドメンバは、上壁部、下壁部及び左右一対の側壁部で形成された角筒部と、前記角筒部の内部空間を車両上下方向に隔てる隔壁部と、を備え、
   前記ダッシュクロスメンバは、車両幅方向に沿って延在された閉断面構造部を有し、前記閉断面構造部には、車両上下方向に並設されて車両側面視でそれぞれ車両前後方向に沿って延在された第一壁部、第二壁部及び第三壁部が含まれ、前記第一壁部は、車両幅方向外側の部位が前記上壁部の車両後方側に配置されて前端が前記上壁部の後端の高さ位置に設定され、前記第二壁部は、車両幅方向外側の部位が前記隔壁部の車両後方側に配置されて前端が前記隔壁部の後端の高さ位置に設定され、前記第三壁部は、車両幅方向外側の部位が前記下壁部の車両後方側に配置されて前端が前記下壁部の後端の高さ位置に設定されている、車両前部構造。
2. 前記フロントサイドメンバよりも車両幅方向内側に配置されかつ少なくとも一部が前記フロントサイドメンバよりも車両下方側に位置するパワーユニットを有し、
   前記ダッシュクロスメンバは、前記閉断面構造部の車両幅方向中間部に前記パワーユニットと車両前後方向に対向するパワーユニット対向部を備え、前記閉断面構造部において前記パワーユニット対向部を含む範囲は、車両側面視で三角形状の複数の閉断面部の連続体として構成されている、請求項１記載の車両前部構造。