JP2021115900A - 車両前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】意匠の自由度が高く、しかも、ガセットや延長部材等が不要な車両前部構造を得る。【解決手段】本車両１０の車両前部構造では、クラッシュボックス２２の車両左側端が車両右側端よりも車両前側に対して大きく車両左側へ傾斜され、クラッシュボックス２２の車両前側端は、車両左側へ延ばされている。バンパリインフォース２４の車両左側端部は、クラッシュボックス２２の車両側端を車幅方向全域で覆っており、このため、バンパリインフォース２４を介してクラッシュボックス２２に入力される微小ラップ衝突時の荷重の入力点が車幅方向左側へ変位され、これによって、フロントサイドメンバ１２の急変部１８を中心とする回転モーメントが大きくなる。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の車両前部構造に関する。

例えば、下記特許文献１に開示された構成では、フロントサイドメンバの車両前側部分の車幅方向外側にはガセットが配置されている。フロントサイドメンバの車両前側端部とガセットの車両前側端部の各々は、クラッシュボックスの車両後側端部に固定されている。車両の微小ラップ衝突時の荷重は、バンパリインフォースからクラッシュボックスを介してガセットに伝わり、更に、ガセットを介してフロントサイドメンバに伝わる。

ところで、バンパ等の車両の車両前側端部における車幅方向外側部分を車幅方向外側に対して大きく車両後側へ傾くようなデザインとするには、バンパリインフォースの車幅方向外側端部を車幅方向外側に対して大きく車両後側へ曲げなくてはならない。しかしながら、バンパリインフォースを押出成形によって形成すると、バンパリインフォースの車幅方向外側端部を車幅方向外側に対して大きく車両後側へ曲げることが難しい。このため、バンパリインフォースの車幅方向外側端部から車幅方向外側に対して車両後側へ傾斜した方向へ延びる延長部材をバンパリインフォースとは別に設けている。

特開２０１７−１０５３１９号公報

本発明は、上記事実を考慮して、意匠の自由度が高く、しかも、ガセットや延長部材等が不要な車両前部構造を得ることが目的である。

請求項１に記載の車両前部構造は、車両後側端部がフロントサイドメンバの車両前側端部に結合され、車両前側からの所定の大きさ以上の荷重が軸力として入力されることによって圧縮変形されると共に、車幅方向外側面の車両前方に対する車幅方向外側への傾斜角度が車幅方向中央側面の車両前方に対する車幅方向外側への傾斜角度よりも大きくされたクラッシュボックスと、車幅方向外側端部が前記クラッシュボックスの車両前側端における車幅方向外側端と同じ位置又は前記クラッシュボックスの車両前側端における車幅方向外側端よりも車幅方向外側に配置されたバンパリインフォースと、を備えている。

請求項１に記載の車両前部構造では、フロントサイドメンバの車両前側端部にはクラッシュボックスの車両後側端部が結合される。クラッシュボックスの車両前側には、バンパリインフォースが配置される。車両前側からの所定の大きさ以上の荷重がバンパリインフォースを介してクラッシュボックスに軸力として入力されると、クラッシュボックスは、圧縮変形される。これによって、車両前側からの荷重の少なくとも一部は、クラッシュボックスの圧縮変形に供されて吸収される。

ここで、クラッシュボックスの車幅方向外側面の車両前方に対する車幅方向外側への傾斜角度は、クラッシュボックスの車幅方向中央側面の車両前方に対する車幅方向外側への傾斜角度よりも大きい。このため、バンパリインフォースの車両前側の端部における車幅方向外側部分は、車幅方向外側へ延びる。

これによって、微小ラップ衝突等の車両前面衝突の際にバンパリインフォースを介してクラッシュボックスの車両前側端部に入力される衝突荷重の入力点が車幅方向外側へ変位される。このため、フロントサイドメンバが上記の衝突荷重による曲げ変形等の中心である変形点に対する上述したクラッシュボックスにおける衝突荷重の入力点までの車幅方向の長さが増加する。

したがって、上記の変形点を中心とする衝突荷重の回転モーメントが増加する。これによって、回転モーメントに基づいて上記の変形点でフロントサイドメンバを変形させる荷重を大きくできる。このため、バンパリインフォースの車幅方向外側端よりも車幅方向外側へ更に延びる延出部材等をバンパリインフォースとは別に設けなくても、フロントサイドメンバに変形を生じさせることができる。

なお、前記フロントサイドメンバの車両前側の部分における車幅方向外側端は、車両前方に対して車幅方向外側へ傾斜されてもよい。

また、前記クラッシュボックスの車両前側端における車幅方向外側端は、前記フロントサイドメンバの車両前側端における車幅方向外側端よりも車幅方向外側に配置されてもよい。

さらに、前記クラッシュボックスの車両前側端における車幅方向外側端は、前記クラッシュボックスの車両後側端における車幅方向外側端よりも車幅方向外側に配置されてもよい。

また、前記バンパリインフォースの車幅方向外側端部は、前記クラッシュボックスの車両前側端における車幅方向外側端よりも車幅方向外側に配置されてもよい。

以上、説明したように、請求項１に記載の車両前部構造では、延出部材等をバンパリインフォースとは別に設けなくても、フロントサイドメンバに変形を生じさせることができる。

本発明の一実施の形態に係る車両前部構造が適用された車両の車体の車両左前側部分の平面図である。 クラッシュボックスが圧縮変形された状態を示す図１に対応した平面図である。 フロントサイドメンバが変形された状態を示す図２に対応した平面図である。

次に、本発明の実施の形態を図１から図３の各図に基づいて説明する。なお、各図において適宜に示される矢印ＦＲは、本実施の形態に係る車両前部構造が適用された車両１０の車両前側を示す。また、矢印ＬＨは、車両１０の車両左側を示し、本実施の形態では、車幅方向外側を示す。なお、本実施の形態では、便宜上、車両左側を車幅方向外側とし、車幅方向右側を車幅方向中央側として説明する。しかしながら、例えば、本実施の形態の構成に対して左右対称の構成とした場合のように、車幅方向右側を車幅方向外側とし、車両左側を車幅方向中央側とする構成であっても本発明の適用が可能である
＜本実施の形態の構成＞
図１に示されるように、車両１０は、車両構造部材又は車両強度部材として車体を構成するフロントサイドメンバ１２を備えている。フロントサイドメンバ１２の長手方向は、全体的に、概ね、車両前後方向（図１の矢印ＦＲ方向及びその反対方向）とされており、車両１０の車両下側部分における車両左側（図１の矢印ＬＨ方向側）の端部（車幅方向外側端部）に沿って配置されている。フロントサイドメンバ１２の長手方向に対して直交する方向にフロントサイドメンバ１２を切ったフロントサイドメンバ１２の断面形状は、閉じた矩形状（閉断面形状）とされている。

フロントサイドメンバ１２は、メンバ後部１４を備えている。また、フロントサイドメンバ１２におけるメンバ後部１４よりも車両前側の部分は、メンバ前部１６とされている。メンバ前部１６は、メンバ後部１４から連続して形成されている。また、メンバ前部１６の車両後側端の車幅方向に沿った寸法は、メンバ後部１４の車両後側端の車幅方向に沿った寸法よりも大きく設定されている。

さらに、メンバ前部１６の車両左側端（車幅方向外側端）は、メンバ後部１４の車両左側端（車幅方向外側端）よりも車両左側（車幅方向外側）に設定されており、メンバ後部１４の車両前側端における車両左側端は、急変部１８とされている。この急変部１８では、フロントサイドメンバ１２の車両左側端が、車両左側へ曲がっている。このため、車両前側からの所定の大きさ以上の荷重がフロントサイドメンバ１２の車両前側端に作用した際に、メンバ後部１４の車両前側端における車両左側端及びその近傍部分に応力が集中する。

また、メンバ前部１６の車両左側端は、概ね、車両前側へ向けて車両左側へ傾斜されている。このため、メンバ前部１６は、車両前側へ向けて車幅方向寸法が大きくなる。メンバ前部１６の車両左側には、支持部材２０が配置されている。支持部材２０は、車両構造部材の一態様であるサスペンションメンバ（図示省略）へ連結されており、車両前側からの荷重を支持できる。

一方、メンバ前部１６（フロントサイドメンバ１２）の車両前側には、クラッシュボックス２２が設けられている。クラッシュボックス２２は、例えば、概ね、車両前後方向に貫通した筒形状とされている。クラッシュボックス２２の貫通方向に対して直交する方向にクラッシュボックス２２を切ったクラッシュボックス２２の断面形状は、内周形状、外周形状共に閉じた矩形状（閉断面形状）とされている。

クラッシュボックス２２の車両後側の端部は、例えば、ボルト等の締結部材によってメンバ前部１６（フロントサイドメンバ１２）の車両前側端部に固定されており、フロントサイドメンバ１２によって車両後側から支持されている。クラッシュボックス２２は、所定の大きさ以上の車両前側からの荷重によって車両前後方向に圧縮変形される。

また、クラッシュボックス２２の車両左側（車幅方向外側）端は、車両前側に対して車両左側（車幅方向外側）へθ１の角度で傾斜されている。これに対して、クラッシュボックス２２の車両右側（車幅方向中央側）端は、車両前側に対して車両左側（車幅方向外側）へθ２の角度で傾斜されている。ここで、傾斜角度θ１は、傾斜角度θ２よりも大きい。

このため、クラッシュボックス２２の車両前側端の車幅方向寸法は、クラッシュボックス２２の車両後側端の車幅方向寸法よりも大きい。しかも、クラッシュボックス２２の車両前側端における車両左側端は、クラッシュボックス２２の車両後側端における車両左側端よりも車両左側（車幅方向外側）に配置されている。このため、クラッシュボックス２２の車両前側端における車両左側端部は、クラッシュボックス２２の車両後側端における車両左側端よりも車幅方向左側に長さＬだけ延びている。

また、メンバ前部１６の車両左側端は、概ね、車両前側へ向けて車両左側へ傾斜されている。このため、メンバ前部１６は、車両前側へ向けて車幅方向寸法が大きくなる。メンバ前部１６の車両左側には、支持部材２０が配置されている。支持部材２０は、車両構造部材の一態様であるサスペンションメンバ（図示省略）へ連結されており、車両前側からの荷重を支持できる。

クラッシュボックス２２の車両前側には、バンパリインフォース２４が設けられている。バンパリインフォース２４の長手方向は、概ね、車幅方向とされている。バンパリインフォース２４の長手方向に対して直交する方向にバンパリインフォース２４を切ったバンパリインフォース２４の断面形状は、閉じた矩形状（閉断面形状）とされている。また、バンパリインフォース２４の内側には、例えば、バンパリインフォース２４の車両前側の壁部とバンパリインフォース２４の車両後側の壁部とを繋ぐ中壁や、リブ等の補強部が必要に応じて設けられている。

これによって、バンパリインフォース２４の車両前側からの所定の大きさ未満の荷重に対する曲げ強度が保たれている。バンパリインフォース２４の車両前側には、バンパカバーが配置され、バンパカバーとバンパリインフォース２４との間には、緩衝材が設けられる。

また、バンパリインフォース２４には、上記のクラッシュボックス２２の車両前側の端部が、ボルト等の締結部材によって固定されている。また、バンパリインフォース２４には、図１では図示を省略している車両右側のクラッシュボックスの車両前側端部が連結されており、車両左側のクラッシュボックス２２と車両右側のクラッシュボックスとがバンパリインフォース２４によって繋がっている。

ここで、バンパリインフォース２４は、クラッシュボックス２２の車両前側端における車幅方向全域を覆っている。さらに、バンパリインフォース２４の車両左側端部（車幅方向外側端部）は、車両左側のクラッシュボックス２２の車両左側端（車幅方向外側端）よりも車両左側（車幅方向外側）へ延びている。このバンパリインフォース２４の車両左側端部の部分は、バンパリインフォース２４の車幅方向中央側の部分から連続して形成されており、別部品としてバンパリインフォース２４の車幅方向中央側の部分へ固定されている構造ではない。

＜本実施の形態の作用、効果＞
車両の衝突試験の一態様として、微小ラップ衝突試験（スモールオーバーラップ衝突試験）がある。微小ラップ衝突試験では、時速約６４ｋｍの速度で走行する車両が高さ約１．５ｍのバリヤへ衝突される。車両におけるバリヤの衝突範囲は、車両の車両前側端部の車幅方向外側端から車両の車両前側端部の車幅方向全域の２５パーセントの範囲とされている。

本実施の形態に係る車両前部構造が適用された車両の車幅方向左側の部分が微小ラップ衝突した際には、車両前側からの衝突荷重Ｆ１がバンパリインフォース２４における車両左側端部に伝わる。バンパリインフォース２４に伝わった衝突荷重Ｆ１は、バンパリインフォース２４を介してクラッシュボックス２２に軸荷重として伝わり、更に、クラッシュボックス２２を介してフロントサイドメンバ１２に軸荷重として伝わる。このように、衝突荷重Ｆ１が車両前側から軸荷重としてフロントサイドメンバ１２に伝わることによって、衝突荷重Ｆ１は、フロントサイドメンバ１２によって支持される。

このような衝突荷重Ｆ１が、クラッシュボックス２２の車両前後方向の圧縮強度を上回ると、クラッシュボックス２２の車両前側端が、フロントサイドメンバ１２によって支持されているクラッシュボックス２２の車両後側端へ接近するように圧縮変形される。衝突荷重Ｆ１の一部は、このようなクラッシュボックス２２の変形に供され、これによって、衝突荷重Ｆ１の一部が吸収される。

このようなクラッシュボックス２２の変形によってバンパリインフォース２４の車両左側（車幅方向外側）の端部は、車両後側へ移動される。これによって、バンパリインフォース２４においてクラッシュボックス２２の車両前側端よりも車両左側（車幅方向左側）の部分は、フロントサイドメンバ１２のメンバ前部１６の車両左側に配置された支持部材２０へ接近される。これによって、図２に示されるように、バンパリインフォース２４においてクラッシュボックス２２の車両前側端よりも車両左側の部分は、支持部材２０へ当接されて、支持部材２０には、バンパリインフォース２４から上記の衝突荷重Ｆ１に基づく荷重Ｆ２が作用する。

これによって、バンパリインフォース２４の急変部１８及びその近傍部分に応力が集中すると、急変部１８を車幅方向中央側へ移動させるような変形（急変部１８が図２の矢印Ａ方向側へ移動するような変形）が、フロントサイドメンバ１２に生じる。このように、フロントサイドメンバ１２のメンバ前部１６やメンバ前部１６よりも車両前側のクラッシュボックス２２やバンパリインフォース２４の車両後側への移動を抑制できる。

ここで、本実施の形態では、クラッシュボックス２２の車両左側（車幅方向外側）端の傾斜角度θ１は、クラッシュボックス２２の車両右側（車幅方向中央側）端の傾斜角度θ２よりも大きく、クラッシュボックス２２の車両前側端の車幅方向寸法は、クラッシュボックス２２の車両後側端の車幅方向寸法よりも大きい。しかも、クラッシュボックス２２の車両前側端における車両左側端は、クラッシュボックス２２の車両後側端における車両左側端よりも車両左側（車幅方向外側）に配置されている。このため、クラッシュボックス２２の車両前側端における車両左側端部は、クラッシュボックス２２の車両後側端における車両左側端よりも車幅方向左側に長さＬだけ延びている。

このような構成では、クラッシュボックス２２の車両前側端における車両左側（車幅方向外側）端が、クラッシュボックス２２の車両後側端における車両左側（車幅方向外側）端の車両前側への延長上に配置された構成に比べると、衝突荷重Ｆ１がバンパリインフォース２４からクラッシュボックス２２に伝わる際の入力点が、車両左側へ変位される。このため、このように、衝突荷重Ｆ１の入力点が車両左側へ変位されることで、急変部１８から衝突荷重Ｆ１の入力点までの車幅方向長さが大きくなる。このため、衝突荷重Ｆ１と急変部１８から衝突荷重Ｆ１の入力点までの車幅方向長さとの積である衝突荷重Ｆ１に基づく急変部１８を中心とする回転モーメントＭ１が大きくなる。

さらに、バンパリインフォース２４は、別部品を設けることなくクラッシュボックス２２の車両左側端（車幅方向外側端）よりも車両左側（車幅方向外側）へ延びている。このような構造では、バンパリインフォース２４が支持部材２０へ当接されて支持部材２０へ荷重Ｆ２を伝えた際に、急変部１８を中心とする回転モーメントＭ２が生ずる。この回転モーメントＭ２の大きさは、荷重Ｆ２と急変部１８から支持部材２０での荷重Ｆ２の入力点までの車幅方向長さとの積になる。このような回転モーメントＭ１と回転モーメントＭ２との和に基づく荷重によって急変部１８が車両右側（車幅方向中央側）へ移動するようにフロントサイドメンバ１２が変形する。

ここで、本実施の形態では、上述したように、急変部１８から衝突荷重Ｆ１の入力点までの車幅方向長さが大きくなるため、衝突荷重Ｆ１に基づく急変部１８を中心とする回転モーメントＭ１を大きくできる。このように、回転モーメントＭ１を大きくできることによって、回転モーメントＭ２が小さくなっても、回転モーメントＭ１と回転モーメントＭ２との和に基づく荷重、すなわち、急変部１８が車両右側（車幅方向中央側）へ移動するようにフロントサイドメンバ１２を変形させる荷重が減少することを抑制できる。

これによって、バンパリインフォース２４の車両左側（車幅方向外側）の端部から更に車両左後側（車幅方向外側に対して車両後側へ傾斜した方向）へ延びる別の延出部材を設けなくても、急変部１８が車両右側（車幅方向中央側）へ移動するようにフロントサイドメンバ１２を変形させる荷重を確保できる。このため、例えば、車両１０のバンパ等が車両左側（車幅方向外側）の端部で急激に車両後側へ傾斜するようなデザインを採用でき、車両１０の意匠の自由度を向上できる。

また、上記のような延出部材を別に設けなくてもよいため、車両１０の車体の重量を軽減でき、しかも、このような別部品が不要になることからコストを安価にできる。

なお、本実施の形態では、バンパリインフォース２４の車両左側（車幅方向外側）の端部をクラッシュボックス２２の車両前側端における車両左側端よりも車両左側へ延ばした構成であった。しかしながら、バンパリインフォース２４の車両左側（車幅方向外側）の端部は、少なくとも、クラッシュボックス２２の車両前側端における車両左側端まで延び、クラッシュボックス２２の車両前側端がバンパリインフォース２４によって車幅方向全域で覆われる構成であればよい。

１０ 車両
１２ フロントサイドメンバ
２２ クラッシュボックス
２４ バンパリインフォース

Claims (1)

1. 車両後側端部がフロントサイドメンバの車両前側端部に結合され、車両前側からの所定の大きさ以上の荷重が軸力として入力されることによって圧縮変形されると共に、車幅方向外側面の車両前方に対する車幅方向外側への傾斜角度が車幅方向中央側面の車両前方に対する車幅方向外側への傾斜角度よりも大きくされたクラッシュボックスと、
   車幅方向外側端部が前記クラッシュボックスの車両前側端における車幅方向外側端と同じ位置又は前記クラッシュボックスの車両前側端における車幅方向外側端よりも車幅方向外側に配置されたバンパリインフォースと、
   を備える車両前部構造。

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