JP2020059348A - 車両前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の前突時に、フロントガラスが離脱することを抑制または防止する。【解決手段】車両前部構造１０は、フロントピラー１２と、エプロンアッパメンバ２２とを備える。フロントピラー１２は、フロントガラスの側枠をなす斜部１２ａと、斜部１２ａから下方に延びて車両下部構造であるロッカー２０に接続された縦部１２ｂとを含む構造部材である。また、エプロンアッパメンバ２２は、縦部１２ｂに接続されて車両前方に延び、車両前突時の荷重入力を受ける構造部材である。斜部１２ａとエプロンアッパメンバ２２とは、構造的に不連続に形成されており、両者の間には隙間空間２９がある。【選択図】図１

Description

本発明は、フロントピラー及びエプロンアッパメンバを含む車両前部構造に関する。

下記特許文献１には、車両の前突時にエプロンアッパメンバ（フロントホイールハウスのアッパメンバである）からフロントピラー（Ａピラーとも呼ばれる）に伝達し、フロントピラーを後方に変位させることが記載されている。ここでは、フロントピラーが後方に大きく変位すると、ドア枠が変形してドアの閉鎖性が阻害されることから、フロントピラーの後退量を抑制することを目指している。具体的には、三角窓用の窓枠を有するフロントピラーにおいて、エプロンアッパメンバからの荷重を三角窓の斜め枠を構成する斜部で受けるなどして、フロントピラーの後退を抑制している。

特開２０１５−４７９０１号公報

フロントピラーの斜部は、フロントガラスの窓枠ともなっている。このため、エプロンアッパメンバから斜部へ過度の荷重が入力された場合に、フロントガラスが離脱してしまう可能性がある。例えば、フロントガラスが通常よりも車両前方にまで延びた意匠をなす車両では、エプロンアッパメンバと斜部とのなす角が小さくなるため、斜部への荷重が増大することが考えられる。

フロントガラスには、車両衝突時に膨張したエアバッグに上部から反力を与える役割があり、フロントガラスの離脱を防ぐことが望ましいと言える。

本発明の目的は、車両の前突時に、フロントピラーの斜部が変形して、斜部に取り付けられたフロントガラスが離脱することを抑制または防止することにある。

本発明にかかる車両前部構造は、フロントガラスの側枠をなす斜部と、当該斜部から下方に延びて車両下部構造に接続された縦部と、を含む構造部材であるフロントピラーと、 前記縦部に接続されて車両前方に延び、車両前突時の荷重入力を受ける構造部材であるエプロンアッパメンバと、を備え、前記斜部と前記エプロンアッパメンバとは、構造的に不連続に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、車両が前突した場合に、フロントガラスの離脱が抑制または防止されるため、エアバッグを想定通り膨張させることが可能となる。

実施形態にかかる車両前部構造の概略を示す側面図である。 前突時における助手席付近を示した側面図である。

以下に、図面を参照しながら、実施形態について説明する。説明においては、理解を容易にするため、具体的な態様について示すが、これらは実施形態を例示するものであり、他にも様々な実施形態をとることが可能である。

図１は、実施形態にかかる車両前部構造１０の概略的構成を示す右側面図である。すなわち、図１は、車両前部の右側に配置された構造部材を、右方向から図示したものである。図中の座標系におけるＦ軸は車両前方向、Ｕ軸は上方向、Ｒ軸は搭乗者の右手方向を示している。

車両の前方側面には、構造部材であるフロントピラー１２が設けられている。フロントピラー１２は、斜部１２ａと縦部１２ｂを備えている。ここで、構造部材とは、車両の重量の支持や、衝突時の荷重伝達などにおいて役割を果たす高強度部材をいう。骨格部材と呼ばれることもある。構造部材は、典型的には、折り曲げた鋼板を組み合わせて、閉じ断面形状（切断面が角柱のように全周的に部材によって囲まれた形状）に形成することで強度を確保している。

フロントピラー１２における斜部１２ａは、図示を省略したフロントガラスの側面の窓枠を構成している。また、斜部１２ａの前方かつ車幅方向内側には、フロントガラスの下面の窓枠であるカウル１４が溶接等により結合されている。カウル１４は、車幅方向に延びる部材であり、両端が左右のフロントピラー１２の斜部１２ａ先端に結合されている。なお、フロントガラスの上面の窓枠はルーフによって構成されている。フロントガラスは、これらの窓枠に、ウレタン等の接着剤を用いて接着されている。

斜部１２ａは、側面では、三角窓１６の斜め枠と、図示を省略したドア１８の前方かつ上方の枠を構成している。三角窓１６は、運転者の視界確保などの目的で車室の前方側面に設けられた窓であり、三角形のガラスが嵌め込まれている。また、ドア１８は搭乗者が出入りするために開閉可能に形成されている。斜部１２ａの後端は、ルーフの側部前端に連結されている。

縦部１２ｂは、斜部１２ａと溶接等により結合され、斜部１２ａから下側に向かって延びている。縦部１２ｂの下端は、ロッカー２０に結合されている。ロッカー２０は、車室下部の側方に設けられ、車両の前後方向に延びる構造部材である。縦部１２ｂには、その上部に、前述の三角窓１６が設けられている。また、縦部１２ｂの後面は、ドア１８の前方の枠となっている。なお、ドア１８を設置するにあたっては、縦部１２ｂにドア１８の外形に合わせて別途形成した枠部材を取り付ける場合もある。

縦部１２ｂの前面には、エプロンアッパメンバ２２が溶接等により結合されている。エプロンアッパメンバ２２は、車両前部のいわゆるエンジンルームの両サイドの上部を前後方向に延びる部材である。ただし、本実施形態は、エンジン車に限るものではなく、また、車両後部等にエンジンを搭載した車両にも適用可能である。エプロンアッパメンバ２２の下部には、図示を省略した前輪２４が配置される。前輪２４の内側にはサスペンションタワーが配置され、サスペンションタワーの上部の周囲にはエプロンと呼ばれる板状の部材が設けられる。エプロンアッパメンバ２２の呼称はこのエプロンに由来しているが、本実施形態はサスペンションの構造、あるいは、エプロンの有無によらず適用できるものである。エプロンアッパメンバ２２は、前輪２４の上部に位置することから、フロントホイールハウスのアッパメンバなどと呼ばれることもある。

エプロンアッパメンバ２２の前方には、クラッシュボックス２６が結合されている。クラッシュボックス２６は、塑性変形容易に形成された部材であり、衝突エネルギを安定的かつ効率的に吸収する。クラッシュボックス２６の前方には、バンパリインフォースメント２８が設けられている。バンパリインフォースメント２８は、車幅方向にわたって設けられた部材であり、車両の前突時に車両前方を保護する。クラッシュボックス２６の後面には、図示を省略した構造部材であるサイドメンバなども取り付けられて、衝突荷重を分散している。

図１の車両前部構造１０においては、エプロンアッパメンバ２２と、フロントピラー１２の斜部１２ａが連結されていない。また、エプロンアッパメンバ２２は、斜部１２ａに取り付けられたカウル１４にも結合されていない。エプロンアッパメンバ２２と斜部１２ａとの間には、隙間空間２９が設けられていて、両者は構造的に不連続に形成されている。構造的に不連続とは、例えば前突時のように大きな荷重が加わった場合において、両者の間に構造的に意味のある大きさの荷重伝達が行われないように形成されていることを言う。したがって、荷重伝達を十分に行うことができない薄い板材などによって隙間空間２９が埋められていたとしても、エプロンアッパメンバ２２と斜部１２ａとは構造的に不連続な状態にある。

ここで、車両が前突を起こした場合の状況について説明する。前突時には、衝突対象がバンパリインフォースメント２８を変形させながら、車両側に侵入してくる。このとき、バンパリインフォースメント２８の両端では、クラッシュボックス２６が塑性変形して衝突エネルギの一部を吸収するが、吸収できなかった荷重はエプロンアッパメンバ２２に入力されることになる。

エプロンアッパメンバ２２では、入力された荷重が大きな場合には、屈曲して一部のエネルギを吸収する場合もある。エプロンアッパメンバ２２で吸収できない荷重は、フロントピラー１２の縦部１２ｂに入力される。縦部１２ｂは、下端をロッカー２０に溶接等により固定されており、入力された荷重の多くをロッカー２０に伝達する。また、縦部１２ｂに入力された荷重の一部は、斜部１２ａからルーフに伝達される。エプロンアッパメンバ２２から縦部１２ｂに大きな荷重が入力される場合、縦部１２ｂは、エプロンアッパメンバ２２との結合部分において、車両後方に屈曲する変形を起こすこともある。

この過程で、斜部１２ａも若干の変形を起こすことが考えられる。しかし、斜部１２ａは、縦部１２ｂから入力される荷重と、ルーフからの反力とによって比較的小さな変形を起こすにすぎない。したがって、前突がかなり激しい場合であっても、斜部１２ａに取り付けられたフロントガラスは、離脱せずにとどまることになる。

図２は、前突時における車両の助手席の様子を模式的に示した側面図である。図２においては、図１に示したフロントピラー１２の一部を参考までに破線で示している。

フロントガラス３０は、前述の通り、下面をカウル１４によって保持されている。フロントガラス３０は、緩やかな曲面に形成されているため、斜部１２ａとは位置がずれているが、両側面は斜部１２ａによって保持されている。

助手席の前方には、ダッシュボード３２が設けられており、通常時には内部にエアバッグ３４が収納されている。図２では、車両が前突を起こしたために、エアバッグ３４がダッシュボード３２から飛び出して膨張した状態にある。エアバッグ３４は、ダッシュボード３２とフロントガラス３０の間で大きく膨らんでおり、これらに挟まれた状態にある。これによりエアバッグ３４は、安定した位置に膨らむことができる。また、エアバッグ３４は、ダッシュボード３２及びフロントガラス３０からの反力によって内圧が高まり、弾力性を高めることができている。

助手席に座った搭乗者３６は、衝突の瞬間、図示を省略したシートベルトによって身体が前方に移動するのを抑制されている。また、頭部３６ａは、前方に膨張したエアバッグ３４によって前方に動くことを制限されている。これにより、搭乗者３６の安全性が確保されている。

ここで参考のために、図１及び図２で示したものとは異なる車両前部構造について考察する。図１に示した車両前部構造１０では、エプロンアッパメンバ２２と斜部１２ａは構造的に不連続に形成されていた。しかし、上記特許文献１の車両でも採用されているように、一般的に車両では、エプロンアッパメンバ２２と、フロントピラー１２の斜部１２ａとは結合されている。すなわち、エプロンアッパメンバ２２に入力された荷重の一部は、斜部１２ａに直接伝達されることになる。

この場合、斜部１２ａは大きな荷重の入力を受けて、比較的大きな変形を起こすことになる。例えば、斜部１２ａが車幅方向外側に膨らむように変形した場合には、フロントガラス３０が窓枠から離脱してしまう可能性も生じる。フロントガラス３０が外に外れてしまった状況でエアバッグ３４が膨張すると、エアバッグ３４はフロントガラス３０からの反力を得られずに、想定よりも上側に膨れてしまうことになる。この場合、エアバッグ３４の位置が想定よりも若干ずれるほか、エアバッグ３４の内圧も下がって、弾力性が減少することが考えられる。

これに対して、本実施形態では、エプロンアッパメンバ２２と斜部１２ａは構造的に不連続に形成されたために、連結されている場合に比べて、フロントガラス３０の離脱を抑制または防止することが可能となっている。本実施形態の車両前部構造１０では、図１に示すように本実施形態では、斜部１２ａが一般的な車両に比べて車両の前方にまで到達している。これにより、フロントガラスも車両の前方にまで伸ばすことが可能となり、斬新な意匠が実現できている。その一方で、エプロンアッパメンバ２２と斜部１２ａを連結した場合には、過剰な荷重が斜部１２ａに入力されて、フロントガラス３０の離脱が生じると考えられた。そこで、本実施形態では、エプロンアッパメンバ２２と斜部１２ａは構造的に不連続に形成されている。ただし、一般的な意匠の車両においても、エプロンアッパメンバ２２と斜部１２ａとを構造的に不連続に形成することで、通常の場合に比べて、フロントガラス３０の離脱の抑制または防止が可能になると考えられる。

１０ 車両前部構造、１２ フロントピラー、１２ａ 斜部、１２ｂ 縦部、１４ カウル、１６ 三角窓、１８ ドア、２０ ロッカー、２２ エプロンアッパメンバ、２４ 前輪、２６ クラッシュボックス、２８ バンパリインフォースメント、２９ 隙間空間、３０ フロントガラス、３２ ダッシュボード、３４ エアバッグ、３６ 搭乗者、３６ａ 頭部。

Claims (1)

1. フロントガラスの側枠をなす斜部と、当該斜部から下方に延びて車両下部構造に接続された縦部と、を含む構造部材であるフロントピラーと、
   前記縦部に接続されて車両前方に延び、車両前突時の荷重入力を受ける構造部材であるエプロンアッパメンバと、
   を備え、
   前記斜部と前記エプロンアッパメンバとは、構造的に不連続に形成されていることを特徴とする車両前部構造。