JP2020121587A - 車両前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】重量の増加や製造コストの上昇などの不具合を抑制しつつ、車両の前突時にクロスメンバが容易に破損して衝撃吸収性能が低下する虞を適切に防止または抑制することが可能な車両前部構造を提供する。【解決手段】左右一対のフロントサイドメンバ１間に橋渡し接続され、かつ少なくとも両端部のそれぞれが単板状のクロスメンバ４を備え、フロントサイドメンバ１の前端面１２は、車両正面視において、車幅方向内方側部分にコーナ部１３ａを有する形状である、車両前部構造Ａであって、クロスメンバ４のうち、コーナ部１３ａに対応する箇所に部分的に設けられ、かつコーナ部１３ａとクロスメンバ４のコーナ部１３ａに対応する箇所とを車両前後方向において離間させるように、周辺部よりも車両前方側に膨出した凸状ビード部４２を備えている。【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車などの車両前部構造に関する。

車両前部構造の具体例として、図５に簡略化して示す構造がある。
この構造においては、車体骨格部材として、車両前部の車幅方向両側部に位置して車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバ１ｅが設けられている。これら一対のフロントサイドメンバ１ｅの前端面１２（クラッシュボックス１Ｂの前端面）には、フロントバンパ用リインフォースとしての車幅方向に延びるクロスメンバ４ｅの両端部が連結され、このクロスメンバ４ｅは、一対のフロントサイドメンバ１ｅ間に橋渡し接続されている（たとえば、特許文献１を参照）。
このような構成によれば、車両の前突が発生した場合に、クロスメンバ４ｅに入力した衝突荷重Ｆａを左右一対のフロントサイドメンバ１ｅのそれぞれに受けさせて、衝撃吸収を図ることが可能となる。

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、改善すべき余地があった。

すなわち、クロスメンバ４ｅは、その両端部がフロントサイドメンバ１ｅの前端面１２に当接した状態でフロントサイドメンバ１ｅへの取付けが図られている。ここで、前端面１２は、車両正面視において、略矩形状であり、車幅方向内側の上下２つのコーナ部１３ｅ、および車幅方向外側の他の２つのコーナ部（符号なし）を有している。一方、クロスメンバ４ｅに衝突荷重Ｆａが入力した場合、クロスメンバ４ｅの車幅方向中央寄り部分は、フロントサイドメンバ１ｅの前端面１２よりも車両後方側に位置するように、クロスメンバ４ｅには曲げ変形を生じる。このため、クロスメンバ４ｅのうち、車幅方向内側のコーナ部１３ｅに対応する箇所には、コーナ部１３ｅのエッジが強く圧接することとなって、クロスメンバ４ｅが破損し、かつこの破損が進行してクロスメンバ４ｅが分断するといった虞がある。これでは、衝撃吸収性能が劣ることとなる。
このような虞を防止するための手段としては、クロスメンバ４ｅを複数の金属板を用いることにより、高剛性の閉断面構造に形成することが考えられる。ところが、このような手段を採用すると、重量の増大や製造コストの上昇を招く。したがって、クロスメンバ４ｅの全体あるいは主要部などを、１枚の金属板のみを用いて形成する場合に、前記したように車両の前突時にクロスメンバ４ｅが破損する虞を生じないようにすることが望まれる。

特開２００９−２３４３３６号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、重量の増加や製造コストの上昇などの不具合を抑制しつつ、車両の前突時にクロスメンバが容易に破損して衝撃吸収性能が低下する虞を適切に防止または抑制することが可能な車両前部構造を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明により提供される車両前部構造は、車両前部の車幅方向両側部に設けられ、かつ車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバと、これら一対のフロントサイドメンバの前端面に、車幅方向の両端部が当接した状態で、前記一対のフロントサイドメンバ間に橋渡し接続され、かつ少なくとも前記両端部のそれぞれは、単板状とされているクロスメンバと、を備えており、前記各フロントサイドメンバの前記前端面は、車両正面視において、車幅方向内方側部分にコーナ部を有する形状である、車両前部構造であって、前記クロスメンバのうち、前記コーナ部に対応する箇所に部分的に設けられ、かつ前記コーナ部に対応する箇所と前記コーナ部とを車両前後方向において離間させるように、周辺部よりも車両前方側に膨出した凸状ビード部を、さらに備えていることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
第１に、クロスメンバのうち、各フロントサイドメンバの前端面の車幅方向内方側部分のコーナ部に対応する箇所は、凸状ビード部が設けられていることにより、前記コーナ部とは車両前後方向に離間した非接触状態であるため、車両の前突が発生し、その衝突荷重がクロスメンバに入力した場合に、従来技術とは異なり、クロスメンバが前記コーナ部のエッジに強く圧接しないようにすることが可能となる。その結果、クロスメンバの両端部のそれぞれが単板状であるにも拘わらず、クロスメンバの前記コーナ部に対応する箇所が容易に破損しないようにして、クロスメンバが分断するといった不具合を防止または抑制し、クロスメンバを利用した衝撃吸収性能を適切に得ることができる。
第２に、凸状ビード部の存在により、クロスメンバのうち、前記コーナ部に対応する箇所の剛性を高めることができる。その結果、車両前突時にクロスメンバの所定箇所の破損防止を、より効果的に図ることができる。
第３に、クロスメンバの少なくとも車幅方向の両端部のそれぞれは、単板状とされており、クロスメンバの全体の構成部材の少数化や軽量化を図ることができる。加えて、前記凸状ビード部は、小サイズでよく、プレス加工によってクロスメンバに容易に形成することが可能である。したがって、車両重量の軽量化や、製造コストの低減化などを好適に促進することができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

（ａ）は、本発明に係る車両前部構造の一例を示す要部概略斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の要部分解概略斜視図である。 （ａ）は、図１に示す車両前部構造のクロスメンバおよびフロントサイドメンバの前端面（クラッシュボックス）を示す要部概略正面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIIb−IIb断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のIIc−IIc断面図である。 図１に示す車両前部構造のクロスメンバおよび一対のフロントサイドメンバの概略要部平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の他の例を示す要部概略正面図である。 （ａ）は、従来技術の一例を模式的に示す要部平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の要部正面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１に示す車両前部構造Ａは、左右一対のフロントサイドメンバ１、ラジエータ５を支
持するラジエータサポート３、およびクロスメンバ４を備えている。クロスメンバ４には、後述する一対の凸状ビード部４２が設けられている。

一対のフロントサイドメンバ１は、車両前部の車幅方向両側に設けられ、かつエンジンルームの左右両側に位置するようにして車両前後方向に延びた車体構成部材である。各フロントサイドメンバ１は、サイドメンバ本体部１Ａの前部に、クラッシュボックス１Ｂが接合された構成であり、本実施形態においては、クラッシュボックス１Ｂはフロントサイドメンバ１の構成部材であって、フロントサイドメンバ１の前端部に相当する。サイドメンバ本体部１Ａは、たとえば車両前後方向に延びた断面ハット状部材１０の側面部に平板状部材１１が溶接された閉断面構造である。クラッシュボックス１Ｂは、内部空洞状の略直方体状であり、その前端面１２は、正面視略矩形状であって、クロスメンバ４の取付け面である。

ラジエータサポート３は、一対のフロントサイドメンバ１の前端部の相互間に配設されている。このラジエータサポート３は、従来既知のものと同様であり、一対のフロントサイドメンバ１に溶接され、またはボルト締結されて上下高さ方向に起立する一対のアウタサポート３０、これらの下端部に橋渡し接続されたラジエータ５載設用のロアサポート３１、および一対のアウタサポート３０の上端部に橋渡し接続され、かつラジエータ５の上部の固定を図るためのアッパサポート３２を備えている。

クロスメンバ４は、フロントバンパ用リインフォースであり、一枚の金属板をプレス加工することによって全体が成形された単板状であり、一対のフロントサイドメンバ１に橋渡し接続されて車幅方向に延びている。ただし、本実施形態においては、図３に示すように、クロスメンバ４は、平面視において屈曲または湾曲した形態とされており、フロントサイドメンバ１に対する車幅方向両端部４０の取付け箇所よりも、これらの中間部４１（中央寄り部）の方が、適当な寸法Ｌａだけ車両前方側に突出している。

クロスメンバ４は、図１（ｂ）の符号Ｎａで示すように、車幅方向各部の基本形状が断面ハット状とされ、剛性アップが図られている。クロスメンバ４の車幅方向の中間部４１は、両端部４０よりも上下幅が小さくされているが、これはラジエータ５の車両前方領域をクロスメンバ４によって大きく遮らないようにし、車両前方側からラジエータ５への送風量を多くする上で有効である。
フロントサイドメンバ１に対するクロスメンバ４の取付けは、クロスメンバ４の両端部４０の後面がクラッシュボックス１Ｂの前端面１２に当接されるように設定された上で、両端部４０およびクラッシュボックス１Ｂの孔部４８，１８、およびこれらに挿通するボルトなどの締結部材９を利用し、両端部４０をクラッシュボックス１Ｂに締結することにより図られている（図２（ｂ），（ｃ）も参照）。

凸状ビード部４２は、クロスメンバ４の一部分がその周辺部よりも車両前方側に膨出するようにプレス加工された部位であり、この凸状ビード部４２が設けられる位置は、図２（ａ）に示す車両正面視において、クラッシュボックス１Ｂの前端面１２の車幅方向内方側の上下２つのコーナ部１３ａ，１３ｂのうち、上側のコーナ部１３ａの車両前方側の位置である。凸状ビード部４２は、同図（ｂ）に示すように、クロスメンバ４がコーナ部１３ａと非接触となるように、クロスメンバ４のうち、コーナ部１３ａに対応する箇所（コーナ部１３ａに対向する領域およびその近傍領域）が車両前方側に膨出した形態である。また、凸状ビード部４２は、同図（ａ）の車両正面視において、車幅方向外側部分４２ａよりも車幅方向内側部分４２ｂの方が低い高さとなるように、斜めに傾いた略長矩形状とされている。このことにより、クラッシュボックス１Ｂの前端面１２の車幅方向内側の稜線１２ａ（縦片）に対し、凸状ビード部４２は斜めに傾いた方向に延びた形態となっている。

本実施形態においては、凸状ビード部４２が、上側のコーナ部１３ａに対応する箇所のみに設けられており、下側のコーナ部１３ｂに対応する箇所には設けられていない。これは、図２（ａ）に示すように、本実施形態のクロスメンバ４の中間部４１は、クラッシュボックス１Ｂの取付け中心線ＣＬよりも適当な寸法Ｈａだけ高い位置に偏った配置とされており、中間部４１に荷重入力があった場合には、クロスメンバ４のうち、下側のコーナ部１３ｂに対応する箇所には、上側のコーナ部１３ａに対応する箇所ほどには大きな応力を生じないからである。

次に、前記した車両前部構造Ａの作用について説明する。

車両の前突が発生し、車両前方側からクロスメンバ４の中間部４１に衝突荷重が入力した場合、図２（ｂ）に示すように、クロスメンバ４のうち、クラッシュボックス１Ｂの前端面１２に取付けられている部分よりも車幅方向内側の領域を、車両後方側に変形させようとする力Ｆｂが発生する。これに対し、クロスメンバ４には凸状ビード部４２が設けられ、コーナ部１３ａとクロスメンバ４とは離間しているため、クロスメンバ４がコーナ部１３ａに対応する箇所を起点として曲げ変形を生じることは回避され、コーナ部１３ａのエッジがクロスメンバ４に強く圧接しないこととなる。したがって、クロスメンバ４のうち、コーナ部１３ａに対応する箇所が容易に破損しないようにすることができる。また、クロスメンバ４のコーナ部１３ａに対応する箇所には、凸状ビード部４２が設けられていることによって剛性が高められているため、その箇所が破損する虞は、より適切に防止される。

さらに、本実施形態においては、図２（ａ）を参照して説明したように、凸状ビード部４２は、前端面１２の車幅方向内側の稜線１２ａに対して斜めに傾いているため、クロスメンバ４の凸状ビード部４２に対応する箇所に生じる応力の向きを変更する作用も生じさせる。このことにより、凸状ビード部４２のエッジがクロスメンバ４に強く圧接することが一層徹底して防止されることとなる。

本実施形態においては、図３を参照して説明したように、クロスメンバ４の中間部４１が両端部４０よりも車両前方側に位置する形状であり、本来的には、車両の前突が発生した際の図２（ｂ）に示した力Ｆｂが大きくなり易い。また、クロスメンバ４は単板状であるため、複数の板材を利用して閉断面構造を採用したタイプのクロスメンバと比較すると、全体の強度が低いものとなる。
これに対し、本実施形態によれば、上述した作用により、車両の前突時にクロスメンバ４の一部（両端部４０）が容易に破損することを適切に解消することが可能であり、前記破損を起点としてクロスメンバ４が分断される不具合を適切に防止することができる。その結果、クロスメンバ４からフロントサイドメンバ１への荷重伝達を適切に行なわせて、優れた衝撃吸収性能を得ることができる。

なお、クロスメンバ４のうち、クラッシュボックス１Ｂの前端面１２の下側のコーナ部１３ｂに対応する箇所については、既述したとおり、中間部４１がクラッシュボックス１Ｂの取付け中心線ＣＬよりも寸法Ｈａだけ高い位置に偏った配置にあることに起因し、上側のコーナ部１３ａ側ほど大きな応力は生じない。このため、本実施形態においては、下側のコーナ部１３ｂに対応する箇所が容易に破損することもない。

クロスメンバ４は、その全体が単板状とされているため、クロスメンバ４の全体の構成部材の少数化を図り、車両の軽量化や製造コスト低減を促進することが可能である。また、凸状ビード部４２は、小サイズでよく、プレス加工によってクロスメンバ４に容易に形成することが可能であるため、車両の軽量化や、製造コストの低減化を阻害することもな
い。

図４は、本発明の他の実施形態を示している。同図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付しており、重複説明は省略する。

図４（ａ）に示す実施形態においては、クロスメンバ４のうち、クラッシュボックス１Ｂの前端面１２の上側および下側のコーナ部１３ａ，１３ｂに対応する箇所に、凸状ビード部４２，４２Ａがそれぞれ設けられている。このような構成は、クロスメンバ４の車幅方向の中間部４１の高さが、クラッシュボックス１Ｂヘの取付け中心線ＣＬと略一致する高さである場合に好ましい。

図４（ｂ）に示す実施形態においては、クロスメンバ４のうち、クラッシュボックス１Ｂの前端面１２の下側のコーナ部１３ｂに対応する箇所のみに、凸状ビード部４２Ａが設けられている。このような構成は、クロスメンバ４の車幅方向の中間部４１の高さが、クラッシュボックス１Ｂヘの取付け中心線ＣＬよりも適当な寸法Ｈｂだけ低い場合に好ましい。

図４（ｃ）に示す実施形態においては、凸状ビード部４２の長手方向が、略水平状となるように設けられている。凸状ビード部４２を斜めに傾斜させれば、既述したように、凸状ビード部４２の形成箇所およびその周辺部に発生する応力の向きを変更することが可能であるが、本実施形態のような構成であっても、本発明が意図する作用を適切に得ることが可能である。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る車両前部構造の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。

図１〜図３、および図４（ａ），（ｂ）に示した実施形態から理解されるように、本発明においては、フロントサイドメンバ１の前端面１２の車幅方向内側のコーナ部として、上下２つのコーナ部１３ａ，１３ｂがある場合、車両の前突時に大きい応力が発生し易い側のコーナ部に対応させて凸状ビード部４２または４２Ａを設けることが好ましいが、これに限定されない。上下２つのコーナ部１３ａ，１３ｂのいずれか一方に対応させて凸状ビード部４２または４２Ａを設けた構成によれば、そのような凸状ビード部４２または４２Ａが設けられていない構成と比較すると、クロスメンバ４の損傷抑制効果を得ることが可能である。

クロスメンバは、少なくとも車幅方向両端部のそれぞれが、単板状であればよく、これ以外の部分、たとえば中間部については、板材の複数層構造（たとえば、閉断面構造を含む）とされていてもよい。また、板材以外の付属部品がさらに追加して設けられた構成とすることができることは勿論である。
フロントサイドメンバの前部には、クラッシュボックスを設けることが好ましいが、クラッシュボックスに代えて、他の部材を設けたり、あるいはそのような部材が設けられていない構成とすることもできる。たとえば、上述した実施形態のフロントサイドメンバ１のサイドメンバ本体部１Ａの前端部に、クラッシュボックスとは異なる適当な部材を用いて取付け面としての前端面１２を設け、この部分にクロスメンバ４を直接取付けた構成とすることも可能である。

Ａ 車両前部構造
１ フロントサイドメンバ
１２ 前端面
１３ａ，１３ｂ コーナ部（前端面の）
４ クロスメンバ
４２ 凸状ビード部

Claims (1)

1. 車両前部の車幅方向両側部に設けられ、かつ車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバと、
   これら一対のフロントサイドメンバの前端面に、車幅方向の両端部が当接した状態で、前記一対のフロントサイドメンバ間に橋渡し接続され、かつ少なくとも前記両端部のそれぞれは、単板状とされているクロスメンバと、
   を備えており、
   前記各フロントサイドメンバの前記前端面は、車両正面視において、車幅方向内方側部分にコーナ部を有する形状である、車両前部構造であって、
   前記クロスメンバのうち、前記コーナ部に対応する箇所に部分的に設けられ、かつ前記コーナ部に対応する箇所と前記コーナ部とを車両前後方向において離間させるように、周辺部よりも車両前方側に膨出した凸状ビード部を、さらに備えていることを特徴とする、車両前部構造。

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