JP2022012130A

JP2022012130A - 車両の前部車体構造

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Publication number: JP2022012130A
Application number: JP2020113722A
Authority: JP
Inventors: 隆志楢原; Takashi Narahara; 信行澁武; Nobuyuki Shibutake; 靖石川; Yasushi Ishikawa; 雄一守田; Yuichi Morita; 賢藤本; Ken Fujimoto; 雄作山口; Yusaku Yamaguchi
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2020-07-01
Filing date: 2020-07-01
Publication date: 2022-01-17
Anticipated expiration: 2040-07-01
Also published as: US11608017B2; CN113879239A; US20220001819A1; EP3932749A1; JP7459687B2; CN113879239B; EP3932749B1

Abstract

【課題】スモールオーバーラップ衝突時においてバンパービームが座屈することを抑制してクラッシュカンおよびフロントフレームへ衝突荷重を確実に伝達することが可能な車両の前部車体構造を提供する。【解決手段】バンパービーム５の車幅方向の各位置における曲げ剛性は、クラッシュカン固定部１１よりも車幅方向外側に延びる延長部１２に車両後方に向かう衝突荷重が入力された際にバンパービーム５に生じる曲げモーメントが、衝突荷重が入力された側のクラッシュカン固定部１１の車幅方向内側端部１３で最も高く、車幅方向内側端部１３から車幅方向に離れるにしたがって当該曲げモーメントが連続的に低下するように、設定されている。【選択図】図２

Description

本発明は、車両の前部車体構造に関する。

従来の車両の前部車体構造には、車両前方からの衝突荷重を吸収するために、バンパーの車両後方側にバンパーよりも変形しやすいクラッシュボックス（以下、本明細書ではクラッシュカンと呼ぶ）が設けられた構造がある。

例えば、特許文献１記載の前部車体構造は、車両前後方向に延びる一対のサイドメンバ（以下、本明細書ではフロントフレームと呼ぶ）と、フロントフレームの前端に固定された一対のクラッシュカンと、クラッシュカンの前端に固定され、車幅方向に延びるバンパーとを備えている。また、中空のバンパーの両端部の内部にはバンパー補強用の補強部材が収容されている。

特開２０１９－１３０９７２号公報

近年、スモールオーバーラップ衝突、すなわち、バンパーにおけるフロントフレームよりも車幅方向外側の端部に対して車両前方から物体（対向車や路上設置物など）が部分的に衝突する場合において、車室内の安全性確保などの観点から、バンパーが座屈せずにある程度形状を維持しながらクラッシュカンおよびフロントフレームに衝突荷重を伝達して、当該クラッシュカンおよびフロントフレームの変形によって衝突時のエネルギーを吸収することが要求されてきている。

ここで、バンパーにおけるクラッシュカンに固定された固定部分を考えた場合、バンパーの固定部分の車幅方向内側端部は、バンパーの車幅方向端部における衝突荷重入力点からの距離が車幅方向外側端部よりも長くなる。そのため、バンパーの車幅方向いずれかの端部に車両後方に向かう衝突荷重が部分的に入力された際には、バンパーの固定部分の車幅方向内側端部は、最も座屈しやすくなる。

また、上記のように中空のバンパーの両端部の内部に補強部材が収容された構造では、バンパーの車幅方向端部に衝突荷重が入力された場合には、補強部材の端部に衝突荷重が入力されることによって、補強部材がバンパーの内部で車両前後方向に旋回することにより、上記のバンパーの固定部分の車幅方向内側端部は、座屈する方向の荷重を補強部材の内側端部から局部的に受けることになり、さらに座屈しやすくなる。

このように、スモールオーバーラップ衝突時においてバンパーの固定部分の車幅方向内側端部が座屈した場合には、バンパーの車両後方側のクラッシュカンおよびフロントフレームへ衝突荷重を伝達することが困難になる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、スモールオーバーラップ衝突時においてバンパービームが座屈することを抑制してクラッシュカンおよびフロントフレームへ衝突荷重を確実に伝達することが可能な車両の前部車体構造を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の車両の前部車体構造は、車両の前部車体構造であって、車幅方向に互いに離間して配置され、車両前後方向に延びる一対のフロントフレームと、前記一対のフロントフレームの前端に固定され、車両前後方向に延びる一対のクラッシュカンと、前記一対のクラッシュカンの前端に固定され、車幅方向に延びるバンパービームと、を備える車両の前部車体構造であって、前記バンパービームは、車幅方向両側において、前記クラッシュカンに固定されるクラッシュカン固定部と、前記クラッシュカン固定部よりも車幅方向外側に延びる延長部と、を備え、前記バンパービームの車幅方向の各位置における曲げ剛性は、前記延長部に車両後方に向かう衝突荷重が入力された際に前記バンパービームに生じる曲げモーメントが、衝突荷重が入力された側の前記クラッシュカン固定部の車幅方向内側端部で最も高く、前記車幅方向内側端部から車幅方向に離れるにしたがって当該曲げモーメントが連続的に低下するように、設定されていることを特徴とする。

バンパービームにおけるクラッシュカン固定部の車幅方向内側端部は、衝突荷重入力点からの距離が車幅方向外側端部よりも長いため、延長部に車両後方に向かう衝突荷重が入力された際（すなわち、スモールオーバーラップ衝突の際）に最も座屈しやすい。そこで、上記のようにバンパービームの車幅方向の各位置における曲げ剛性が設定されることにより、バンパービームに生じる曲げモーメントが、衝突荷重が入力された側のクラッシュカン固定部の車幅方向内側端部で最も高く（すなわち、バンパービームの曲げ剛性が最も大きく）、車幅方向内側端部から車幅方向に離れるにしたがって当該曲げモーメントが連続的に低下するようになる（すなわち、バンパービームの曲げ剛性が連続的に低下するようになる）。これにより、バンパービームは、車幅方向内側端部を含むバンパービームの全幅において応力集中を抑制できる曲げモーメント特性を有することが可能になり、その結果、バンパービームの座屈を抑制することが可能である。

すなわち、上記の構成では、スモールオーバーラップ衝突時において、バンパービームのクラッシュカン固定部の車幅方向内側端部での座屈を抑制しつつ、バンパービームの車幅方向における隣接する位置間の剛性差を小さくすることにより、バンパービームにおける応力集中を抑制してバンパービームの座屈を抑制し、バンパービームが受ける衝突荷重をクラッシュカンおよびフロントフレームに確実に伝達することが可能になる。

上記の車両の前部車体構造において、前記バンパービームにおける車幅方向の各位置における断面積のうち、前記クラッシュカン固定部の前記車幅方向内側端部の断面積が最も大きいのが好ましい。

かかる構成によれば、クラッシュカン固定部の車幅方向内側端部の断面積が最も大きいことにより、車幅方向内側端部の曲げ剛性を向上することが可能になり、バンパービームの座屈を抑制することが可能になる。

上記の車両の前部車体構造において、前記バンパービームにおける車幅方向の各位置における車両前後方向の幅のうち、前記クラッシュカン固定部の前記車幅方向内側端部の幅が最も大きいのが好ましい。

かかる構成によれば、クラッシュカン固定部の車幅方向内側端部の車両前後方向の幅が最も大きいことにより、車幅方向内側端部の曲げ剛性を向上することが可能になり、バンパービームの座屈を抑制することが可能になる。

上記の車両の前部車体構造において、前記バンパービームにおける車幅方向の各位置における高さのうち、前記クラッシュカン固定部の前記車幅方向内側端部の高さが最も大きいのが好ましい。

かかる構成によれば、クラッシュカン固定部の車幅方向内側端部の高さが最も大きいことにより、車幅方向内側端部の曲げ剛性を向上することが可能になり、バンパービームの座屈を抑制することが可能になる。

上記の車両の前部車体構造において、前記バンパービームは、当該バンパービームの内部において、車幅方向に延びるとともにコ字状断面を有する補強部材を有し、前記コ字状断面は、当該コ字状断面で区画される面積が前記クラッシュカン固定部の前記車幅方向内側端部と同じ車幅方向位置で最も大きくなるように、形成されているのが好ましい。

かかる構成によれば、バンパービームがその内部に補強部材を有する構成において、補強部材のコ字状断面で区画される面積がクラッシュカン固定部の車幅方向内側端部と同じ車幅方向位置で最も大きくなっている。これにより、バンパービームの車幅方向内側端部を補強部材によって補強する効果が最も高くなり、当該車幅方向内側端部の曲げ剛性を最も向上することが可能になる。その結果、バンパービームの座屈をさらに抑制することが可能になる。

上記の車両の前部車体構造において、前記バンパービームは、車幅方向に延びる上面部および下面部を有し、前記上面部および前記下面部のうちの少なくとも一方は、車幅方向両側の前記車幅方向内側端部の間において、上下方向に折れ曲がるとともに車幅方向に延びる段差部が形成されているのが好ましい。

かかる構成によれば、バンパービームの上面部および下面部のうちの少なくとも一方は、車幅方向両側の車幅方向内側端部の間において、上下方向に折れ曲がるとともに車幅方向に延びる段差部が形成されている。この段差部によって、バンパービームが車幅方向において連続的に曲げ剛性が補強されて、バンパービームの車幅方向における隣接する位置間の剛性差を小さくすることが可能になる。その結果、バンパービームにおける応力集中をさらに抑制してバンパービームの座屈をさらに抑制することが可能になる。

本発明の車両の前部車体構造によれば、スモールオーバーラップ衝突時においてバンパービームが座屈することを抑制してクラッシュカンおよびフロントフレームへ衝突荷重を確実に伝達することができる。

本発明の実施形態に係る車両の前部車体構造の全体構成を示す斜め前方かつ上方から見た斜視図である。図１の前部車体構造の平面図である。図１の前部車体構造のうち、バンパーのフロントプレートを取り外した状態の斜視図である。図１の前部車体構造を斜め後方かつ上方から見た斜視図である。図１の前部車体構造のうち、バンパーのフロントプレートを取り外した状態を前方かつ上方から見た拡大斜視図である。図１の前部車体構造のうち、バンパーのバンパービームおよびその周辺部を後方かつ上方から見た拡大斜視図である。図６のバンパービームを後方から見た図である。図７のバンパービームの右側の延長部に対してスモールオーバーラップ衝突の衝突荷重が作用した場合において、バンパービームの車幅方向の各位置に発生する曲げモーメントの分布を示す棒グラフであり、棒グラフＩは、本実施形態のバンパービームで発生する曲げモーメントの分布を示し、棒グラフＩＩは、比較例として車幅方向の各位置における曲げ剛性がほぼ一様な従来のバンパービームで発生する曲げモーメントの分布を示す。（ａ）～（ｇ）は、図７のバンパービームを位置Ａ～Ｇでそれぞれ切断したときの断面図である。図２のバンパービームの端部およびクラッシュカンの拡大平面図である。図１０のバンパーに収容された補強部材の端部を拡大した拡大平面図である。図３の補強部材の斜視図である。図１のクラッシュカンの拡大斜視図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。

図１～６に示される本実施形態の車両の前部車体構造１は、車両前方Ｘ１からの物体（対向車や路上設置物など）との衝突時において衝突荷重を受ける部品の集合体によって構成され、具体的には、一対のフロントフレーム２と、一対のクラッシュカン３と、バンパービーム５を含むバンパー４とを備えている。

なお、図１～２に示される符号８は、ラジエータのシュラウドを取り付けるためのブラケットを示す。このブラケット８は、衝突荷重を受けることに寄与しない部品であるので省略してもよい。

一対のフロントフレーム２は、車幅方向Ｙに互いに離間して配置され、車両前後方向Ｘに延びている。フロントフレーム２の前端２ａには、クラッシュカン３を固定するための取付フランジ９が設けられている。なお、フロントフレーム２の後端は、図示されていないヒンジピラーなどの車体構成部品に固定される。

一対のクラッシュカン３のそれぞれは、一対のフロントフレーム２のそれぞれの前端２ａに固定され、車両前後方向Ｘに延びている。

本実施形態のクラッシュカン３の前端３ａは、バンパービーム５に溶接などによって固定され、後端３ｂには取付フランジ１０が設けられている。クラッシュカン３の後端３ｂの取付フランジ１０をフロントフレーム２の前端２ａの取付フランジ９に重ね合わせ、ボルトなどの締結具を用いて当該取付フランジ９、１０を互いに連結することによって、クラッシュカン３は、フロントフレーム２の前端２ａに固定される。

なお、本発明ではクラッシュカン３の形状についてはとくに限定しないが、例えば、図１３に示されるように、クラッシュカン３の形状は、中空の筒状体であり、十字形の断面形状を有していてもよい。さらに、クラッシュカン３の前端３ａには、バンパービーム５が嵌合可能な凹部３ｃを形成してもよい。

バンパー４は、バンパー４の本体部であるバンパービーム５と、当該バンパービーム５の車両前方側Ｘ１に取り付けられたフロントプレート６とを備えている。バンパービームおよびフロントプレート６は、スチールなどの金属の板材で製造される。

バンパービーム５は、車幅方向Ｙに延びており、一対のクラッシュカン３の前端３ａに溶接などによって固定されている。

バンパービーム５は、図３～７に示されるように、車幅方向Ｙに延びる長尺の部材であり、上下方向Ｚにおける中間の領域が車両後方Ｘ２に突出しており、図９（ａ）～（ｇ）に示されるように、略山形の断面形状を有する。

さらに詳細に言えば、バンパービーム５は、図９（ａ）～（ｇ）に示されるように、上面部５ａと、当該上面部５ａの後端から下方に延びる後面部５ｂと、後面部５ｂの下端から前方に延び、上面部５ａの下方に位置する下面部５ｃと、上面部５ａおよび下面部５ｃの前端から上下方向Ｚに突出する一対のフランジ部５ｄとを有する。これら上面部５ａ、後面部５ｂ、下面部５ｃ、および一対のフランジ部５ｄによって、ハット断面形状のバンパービーム５が構成される。

また、図６～７および図９（ａ）～（ｂ）に示されるように、本実施形態のバンパービーム５では、上面部５ａおよび下面部５ｃのうちの少なくとも一方（本実施形態では両方）は、車幅方向Ｙの両側の車幅方向内側端部１３の間において、上下方向に折れ曲がる（言い換えれば、ステップ状に折れ曲がる）とともに車幅方向Ｙに延びる段差部５ｅ、５ｆが形成されている。具体的には、上面部５ａには、当該上面部５ａの補強のために下向きに折れ曲がる段差部５ｅが形成されている。下面部５ｃには、当該下面部５ｃの補強のために上向きに折れ曲がる段差部５ｆが形成されている。

バンパービーム５は、図２、図４、図６～７、図１０に示されるように、車幅方向Ｙの両側において、クラッシュカン３に固定されるクラッシュカン固定部１１と、クラッシュカン固定部１１よりも車幅方向Ｙの外側に延びる延長部１２とを備えている。

また、バンパービーム５は、図３、図５、図９、図１１～１２に示されるように、当該バンパービーム５の内部において、車幅方向Ｙに延びるとともにコ字状断面を有する補強部材７を有する。補強部材７は、スチールなどの金属の板材によって製造され、車両前方Ｘ１に開放されたコ字状断面を有する。図９（ａ）～（ｇ）に示されるように、補強部材７は、バンパービーム５とフロントプレート６によって形成された閉空間１５に収容されている。補強部材７は、バンパービーム５の上面部５ａおよび後面部５ｂに溶接などによって固定されている。例えば、補強部材７は、車幅方向Ｙに離間する複数の位置でバンパービーム５の上面部５ａおよび後面部５ｂにスポット溶接されていればよい。

つぎに、図７～８を用いて本実施形態のバンパービーム５の座屈抑制のための特徴についてさらに詳細に説明する。

図８は、図７のバンパービーム５の右側の延長部１２に対してスモールオーバーラップ衝突の衝突荷重ＣＦが作用した場合において、バンパービームの車幅方向Ｙの各位置に発生する曲げモーメントの分布を示す棒グラフであり、棒グラフＩは、本実施形態のバンパービームで発生する曲げモーメントの分布を示し、棒グラフＩＩは、比較例として車幅方向の各位置における曲げ剛性がほぼ一様な従来のバンパービームで発生する曲げモーメントの分布を示す。

図８に示される棒グラフＩ、ＩＩで示される「曲げモーメント」は、具体的には、スモールオーバーラップ衝突時の衝突荷重ＣＦの入力点（図７～８の位置Ｇ付近の位置）からの各位置の距離を各位置で生じた実際の荷重に乗じることにより得られるモーメント値で表されており、言い換えれば、各位置において衝突時に許容可能なモーメント値を示す。

この図８は、図７のバンパービーム５の車幅方向Ｙに互いに離間した複数の位置（ＢＬ－６５０～ＢＬ６５０までの１９か所）においてそれぞれ曲げモーメントが測定される。

図７～８に示される位置Ａ～Ｇは、バンパービーム５の車幅方向Ｙの中間位置（位置Ａ）から右側のクラッシュカン固定部１１および延長部１２付近の複数の位置を示している。とくに、位置Ｄは、クラッシュカン固定部１１の車幅方向内側端部１３の位置であり、位置Ｆは、クラッシュカン固定部１１の車幅方向外側端部１４の位置であり、位置Ｇは、クラッシュカン固定部１１の外側に位置する延長部１２の範囲内の位置である。

本実施形態のバンパービーム５は、図７～８に示されるように、スモールオーバーラップ衝突時に車幅方向Ｙの一方の側の延長部１２（具体的には、図７～８の位置Ｇ付近の位置）に車両後方Ｘ２に向かう衝突荷重ＣＦが入力された際に、衝突荷重が入力された側のクラッシュカン固定部１１の車幅方向内側端部１３（具体的には、図７～８の位置Ｄ）でバンパービーム５が座屈しない構造として、バンパービーム５に生じる曲げモーメントが図８の棒グラフＩに示されるように、車幅方向内側端部１３（図７～８の位置Ｄ）を頂点としたなだらかに連続する山形のモーメント特性になるような曲げ剛性を有する。

すなわち、本実施形態のバンパービーム５の車幅方向Ｙの各位置における曲げ剛性は、延長部１２に車両後方Ｘ２に向かう衝突荷重が入力された際にバンパービーム５に生じる曲げモーメントが、衝突荷重が入力された側のクラッシュカン固定部１１の車幅方向内側端部１３（図７～８の位置Ｄ）で最も高く、車幅方向内側端部１３（図７～８の位置Ｄ）から車幅方向Ｙの内側および外側に離れるにしたがって当該曲げモーメントが連続的に低下するように、設定されている（とくに、図８の棒グラフＩの群における各棒グラフＩの頂点を結ぶことにより形成されるなだらかな山形形状を参照）。これにより、バンパービーム５は、車幅方向内側端部１３を含むバンパービーム５の全幅において応力集中を抑制できる曲げモーメント特性を有することが可能になり、その結果、バンパービーム５の座屈を抑制することが可能である。

一方、図８の棒グラフＩＩは、比較例として車幅方向Ｙの各位置における曲げ剛性がほぼ一様な従来のバンパービームで発生する曲げモーメントの分布が示されているが、スモールオーバーラップ衝突時の入力点（図７～８の位置Ｇ付近の位置）から近い位置Ｆ、Ｇでは近隣の位置Ｅと比較して曲げモーメントが不連続に急激に低下している。

この図８の棒グラフＩＩの位置Ｆ、Ｇにおける曲げモーメントの急激な低下は、上記のクラッシュカン固定部１１の車幅方向内側端部１３（図７～８の位置Ｄ）において曲げ剛性を超える大きな曲げモーメントが局部的に作用して座屈が生じたことが原因になっている。

したがって、図８の棒グラフＩ、ＩＩを比較検討すれば、本実施形態のバンパービーム５に作用する曲げモーメントを示す棒グラフＩのように、クラッシュカン固定部１１の車幅方向内側端部１３（図７～８の位置Ｄ）で最も高く、車幅方向内側端部１３（図７～８の位置Ｄ）から車幅方向Ｙに離れるにしたがって当該曲げモーメントが連続的に低下するような曲げモーメントの特性になるようにバンパービーム５の車幅方向Ｙの各位置における曲げ剛性を設定すれば、バンパービーム５の車幅方向内側端部１３における座屈を抑制することが可能になるという結論が導き出される。

ここで、上記のようにバンパービーム５の車幅方向内側端部１３における曲げ剛性を向上させるために、本実施形態では、以下のような具体的な特徴を有している。

図９（ｄ）に示されるように、バンパービーム５における車幅方向Ｙの各位置における断面積のうち、クラッシュカン固定部１１の車幅方向内側端部１３の断面積Ｓ１が最も大きくなっている。これにより、車幅方向内側端部１３の断面二次モーメントが大きくなり、車幅方向内側端部１３の曲げ剛性を向上することが可能になる。

また、図１０に示されるように、バンパービーム５における車幅方向Ｙの各位置における車両前後方向Ｘの幅のうち、クラッシュカン固定部１１の車幅方向内側端部１３の幅ｔ１が最も大きくなっている。これによっても、車幅方向内側端部１３の断面二次モーメントが大きくなり、車幅方向内側端部１３の曲げ剛性を向上することが可能になる。

しかも、図７に示されるように、バンパービーム５における車幅方向Ｙの各位置における高さのうち、クラッシュカン固定部１１の車幅方向内側端部１３の高さ（すなわち、上下方向Ｚの幅）が最も大きくなっている。これによっても、車幅方向内側端部１３の断面二次モーメントが大きくなり、車幅方向内側端部１３の曲げ剛性を向上することが可能になる。

さらに、図８（ｄ）に示されるように、補強部材７のコ字状断面は、当該コ字状断面で区画される面積Ｓ２がクラッシュカン固定部１１の車幅方向内側端部１３と同じ車幅方向Ｙの位置（図１１～１２の位置１６参照）で最も大きくなるように、形成されている。この構成では、図１１に示される補強部材７の位置１６において、車両前後方向Ｘの幅ｔ２が最大になる。この特徴では、車幅方向内側端部１３に対応する位置で補強部材７の断面二次モーメントが大きくなり、車幅方向内側端部１３に対する補強部材７による補強効果が増大するので、車幅方向内側端部１３の曲げ剛性を向上することが可能になる。

（本実施形態の特徴）
（１）
本実施形態の車両の前部車体構造１は、車幅方向Ｙに互いに離間して配置され、車両前後方向Ｘに延びる一対のフロントフレーム２と、一対のフロントフレーム２の前端２ａに固定され、車両前後方向Ｘに延びる一対のクラッシュカン３と、一対のクラッシュカン３の前端３ａに固定され、車幅方向Ｙに延びるバンパービーム５とを備える。バンパービーム５は、車幅方向Ｙの両側において、クラッシュカン３に固定されるクラッシュカン固定部１１と、クラッシュカン固定部１１よりも車幅方向Ｙの外側に延びる延長部１２とを備えている。

バンパービーム５の車幅方向Ｙの各位置における曲げ剛性は、延長部１２に車両後方Ｘ２に向かう衝突荷重が入力された際にバンパービーム５に生じる曲げモーメントが、衝突荷重が入力された側のクラッシュカン固定部１１の車幅方向内側端部１３で最も高く（図８の棒グラフＩの位置Ｄ参照）、車幅方向内側端部１３から車幅方向Ｙの内側および外側に離れるにしたがって当該曲げモーメントが連続的に低下するように、設定されている。

バンパービーム５におけるクラッシュカン固定部１１の車幅方向内側端部１３は、衝突荷重入力点からの距離が車幅方向Ｙの外側端部よりも長いため、延長部１２に車両後方Ｘ２に向かう衝突荷重が入力された際（すなわち、スモールオーバーラップ衝突の際）に最も座屈しやすい。そこで、上記のようにバンパービーム５の車幅方向Ｙの各位置における曲げ剛性が設定されることにより、バンパービーム５に生じる曲げモーメントが、衝突荷重が入力された側のクラッシュカン固定部１１の車幅方向内側端部１３で最も高く（すなわち、バンパービーム５の曲げ剛性が最も大きく）、車幅方向内側端部１３から車幅方向Ｙに離れるにしたがって当該曲げモーメントが連続的に低下するようになる（すなわち、バンパービーム５の曲げ剛性が連続的に低下するようになる）。これにより、バンパービーム５は、車幅方向内側端部１３を含むバンパービーム５の全幅において応力集中を抑制できる曲げモーメント特性を有することが可能になり、その結果、バンパービーム５の座屈を抑制することが可能である。

すなわち、上記の構成では、スモールオーバーラップ衝突時において、バンパービーム５のクラッシュカン固定部１１の車幅方向内側端部１３での座屈を抑制しつつ、バンパービーム５の車幅方向Ｙにおける隣接する位置間の剛性差を小さくすることにより、バンパービーム５における応力集中を抑制してバンパービーム５の座屈を抑制し、バンパービーム５が受ける衝突荷重をクラッシュカン３およびフロントフレーム２に確実に伝達することが可能になる。

（２）
本実施形態の車両の前部車体構造１では、図９（ｄ）に示されるように、バンパービーム５における車幅方向Ｙの各位置における断面積のうち、クラッシュカン固定部１１の車幅方向内側端部１３の断面積Ｓ１が最も大きい。

かかる構成によれば、クラッシュカン固定部１１の車幅方向内側端部１３の断面積Ｓ１が最も大きいことにより、車幅方向内側端部１３の曲げ剛性を向上することが可能になり、バンパービーム５の座屈を抑制することが可能になる。また、この構成では、車幅方向内側端部１３の断面積Ｓ１を大きくするだけで、曲げ剛性を部分的に向上することが可能になり、製造コストを抑制することが可能になる。

（３）
本実施形態の車両の前部車体構造１では、図１０に示されるように、バンパービーム５における車幅方向Ｙの各位置における車両前後方向Ｘの幅のうち、クラッシュカン固定部１１の車幅方向内側端部１３の幅ｔ１が最も大きい。

かかる構成によれば、クラッシュカン固定部１１の車幅方向内側端部１３の車両前後方向Ｘの幅ｔ１が最も大きいことにより、車幅方向内側端部１３の曲げ剛性を向上することが可能になり、バンパービーム５の座屈を抑制することが可能になる。また、この構成では、車幅方向内側端部１３の車両前後方向Ｘの幅ｔ１を厚くするだけで、車両前方Ｘ１からの衝突荷重に対する曲げ剛性を部分的に確実に向上することが可能になり、製造コストを抑制することが可能になる。

（４）
本実施形態の車両の前部車体構造１では、図７に示されるように、バンパービーム５における車幅方向Ｙの各位置における高さ（すなわち、上下方向Ｚの幅）のうち、クラッシュカン固定部１１の車幅方向内側端部１３の高さが最も大きい。

かかる構成によれば、クラッシュカン固定部１１の車幅方向内側端部１３の高さが最も大きいことにより、車幅方向内側端部１３の曲げ剛性を向上することが可能になり、バンパービーム５の座屈を抑制することが可能になる。また、この構成では、車幅方向内側端部１３の高さを大きくするだけで、曲げ剛性を部分的に向上することが可能になり、製造コストを抑制することが可能になる。

（５）
本実施形態の車両の前部車体構造１では、図３、図５、図９、図１１～１２に示されるように、バンパービーム５は、当該バンパービーム５の内部において、車幅方向Ｙに延びるとともにコ字状断面を有する補強部材７を有する。コ字状断面は、当該コ字状断面で区画される面積Ｓ２（図９（ｄ）参照）がクラッシュカン固定部１１の車幅方向内側端部１３と同じ車幅方向Ｙの位置（図１１～１２の位置１６参照）で最も大きくなるように、形成されている。

かかる構成によれば、バンパービーム５がその内部に補強部材７を有する構成において、補強部材７のコ字状断面で区画される面積Ｓ２がクラッシュカン固定部１１の車幅方向内側端部１３と同じ車幅方向Ｙの位置で最も大きくなっている。これにより、バンパービーム５の車幅方向内側端部１３を補強部材７によって補強する効果が最も高くなり、当該車幅方向内側端部１３の曲げ剛性を最も向上することが可能になる。その結果、バンパービーム５の座屈をさらに抑制することが可能になる。

（６）
本実施形態の車両の前部車体構造１では、図９（ａ）、（ｂ）に示されるように、バンパービーム５は、車幅方向Ｙに延びる上面部５ａおよび下面部５ｃを有する。上面部５ａおよび下面部５ｃのうちの少なくとも一方（本実施形態では両方）は、車幅方向Ｙの両側の車幅方向内側端部１３の間において、上下方向に折れ曲がる（言い換えれば、ステップ状に折れ曲がる）とともに車幅方向Ｙに延びる段差部５ｅ、５ｆが形成されている。

かかる構成によれば、バンパービーム５の上面部５ａおよび下面部５ｃのうちの少なくとも一方は、車幅方向Ｙの両側の車幅方向内側端部１３の間において、上下方向に折れ曲がるとともに車幅方向Ｙに延びる段差部５ｅ、５ｆが形成されている。これらの段差部５ｅ、５ｆによって、バンパービーム５が車幅方向Ｙにおいて連続的に曲げ剛性が補強されて、バンパービーム５の車幅方向Ｙにおける隣接する位置間の剛性差を小さくすることが可能になる。その結果、バンパービーム５における応力集中をさらに抑制してバンパービーム５の座屈をさらに抑制することが可能になる。

なお、段差部５ｅ、５ｆは、いずれか一方のみ設けることも可能であるが、上面部５ａおよび下面部５ｃの両方に段差部５ｅ、５ｆを設けた構成の方が、バンパービーム５を車幅方向Ｙにおいて連続的に曲げ剛性を補強する効果が高くなるので好ましい。

１前部車体構造
２フロントフレーム
３クラッシュカン
４バンパー
５バンパービーム
７補強部材
１１クラッシュカン固定部
１２延長部
１３車幅方向内側端部
１４車幅方向外側端部

Claims

車両の前部車体構造であって、
車幅方向に互いに離間して配置され、車両前後方向に延びる一対のフロントフレームと、
前記一対のフロントフレームの前端に固定され、車両前後方向に延びる一対のクラッシュカンと、
前記一対のクラッシュカンの前端に固定され、車幅方向に延びるバンパービームと、
を備える車両の前部車体構造であって、
前記バンパービームは、車幅方向両側において、前記クラッシュカンに固定されるクラッシュカン固定部と、前記クラッシュカン固定部よりも車幅方向外側に延びる延長部と、を備え、
前記バンパービームの車幅方向の各位置における曲げ剛性は、前記延長部に車両後方に向かう衝突荷重が入力された際に前記バンパービームに生じる曲げモーメントが、衝突荷重が入力された側の前記クラッシュカン固定部の車幅方向内側端部で最も高く、前記車幅方向内側端部から車幅方向に離れるにしたがって当該曲げモーメントが連続的に低下するように、設定されている、
ことを特徴とする車両の前部車体構造。
前記バンパービームにおける車幅方向の各位置における断面積のうち、前記クラッシュカン固定部の前記車幅方向内側端部の断面積が最も大きい、
請求項１に記載の車両の前部車体構造。
前記バンパービームにおける車幅方向の各位置における車両前後方向の幅のうち、前記クラッシュカン固定部の前記車幅方向内側端部の幅が最も大きい、
請求項１または２に記載の車両の前部車体構造。
前記バンパービームにおける車幅方向の各位置における高さのうち、前記クラッシュカン固定部の前記車幅方向内側端部の高さが最も大きい、
請求項１～３のいずれか１項に記載の車両の前部車体構造。
前記バンパービームは、当該バンパービームの内部において、車幅方向に延びるとともにコ字状断面を有する補強部材を有し、
前記コ字状断面は、当該コ字状断面で区画される面積が前記クラッシュカン固定部の前記車幅方向内側端部と同じ車幅方向位置で最も大きくなるように、形成されている、
請求項１～４のいずれか１項に記載の車両の前部車体構造。
前記バンパービームは、車幅方向に延びる上面部および下面部を有し、
前記上面部および前記下面部のうちの少なくとも一方は、車幅方向両側の前記車幅方向内側端部の間において、上下方向に折れ曲がるとともに車幅方向に延びる段差部が形成されている、
請求項１～５のいずれか１項に記載の車両の前部車体構造。