JP2022059097A - 車両前部構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両前部における衝突時にキャビンの変形を抑制することができる車両前部構造を提供する。
【解決手段】車両前部構造は、車幅方向Dwに間隔を置いて一対設けられ、車両前後方向Dhに延びるサブフレーム131と、サブフレーム131の間に位置するパワープラント120と、サブフレーム131の車両前方Dfの前端部131aに接合され、サブフレーム131から車幅方向外側Doに突出するとともに車両前後方向Dhに延びる拡幅部材132と、拡幅部材132の後端よりも車両後方Drに間隔を置いて配置されてサブフレーム131に接合される補強部材133と、を有している。拡幅部材132の後端と補強部材133の前端とは、サブフレーム131のパワープラント120と車幅方向Dwで対向する箇所に位置している。
【選択図】図6
【解決手段】車両前部構造は、車幅方向Dwに間隔を置いて一対設けられ、車両前後方向Dhに延びるサブフレーム131と、サブフレーム131の間に位置するパワープラント120と、サブフレーム131の車両前方Dfの前端部131aに接合され、サブフレーム131から車幅方向外側Doに突出するとともに車両前後方向Dhに延びる拡幅部材132と、拡幅部材132の後端よりも車両後方Drに間隔を置いて配置されてサブフレーム131に接合される補強部材133と、を有している。拡幅部材132の後端と補強部材133の前端とは、サブフレーム131のパワープラント120と車幅方向Dwで対向する箇所に位置している。
【選択図】図6
Description
本発明は、車両前部構造に関する。
従来から、車両前部における微小ラップオフセット前面衝突(以下、スモールオーバーラップ衝突という)の対策として、フロントサブフレームのサイドメンバ前端部から車幅方向外側に突出する拡張部を設け、サイドメンバの拡張部における後端から後方に離間した部位に凹状の屈曲促進部を設けることで、スモールオーバーラップ衝突時にサイドメンバを車幅方向内側に折れ変形させてパワートレインと干渉させ、車両前部を衝突物に対して逃げる方向へ横移動させる技術が知られている。(特許文献1)
特許文献1の構成では、屈曲促進部の後方でサブフレームのサイドメンバが変形する虞があり、この場合、サブフレームによってパワープラントを十分に押圧することができず、キャビンの変形を抑制することが難しい場合がある。
本発明の目的は、車両前部における衝突時にキャビンの変形を抑制することができる車両前部構造を提供することにある。
かかる目的を達成するために、本発明の車両前部構造は、車幅方向に間隔を置いて一対設けられ、車両前後方向に延びるサブフレームと、サブフレームの間に位置するパワープラントと、サブフレームの車両前方の前端部に接合され、サブフレームから車幅方向外側に突出するとともに車両前後方向に延びる拡幅部材と、拡幅部材の後端よりも車両後方に間隔を置いて配置されてサブフレームに接合される補強部材と、を有している。拡幅部材の後端と補強部材の前端とは、サブフレームのパワープラントと車幅方向で対向する箇所に位置している。
本発明によれば、車両前部における衝突時にキャビンの変形を抑制することができる車両前部構造を実現することができる。
各々の図において、車両前後方向Dh(車両前方Dfと車両後方Dr)、車幅方向Dw(車幅方向内側Diと車幅方向外側Do)及び車両上下方向Dv(車両上方Duと車両下方Dd)を矢印によって示している。車幅方向内側Diは、車幅方向中央に向かう側である。車幅方向外側Doは、車幅方向中央から離れる側である。
[車両前部構造の構成]
図1から図5を参照して、実施形態の車両前部構造の構成を説明する。
図1から図5を参照して、実施形態の車両前部構造の構成を説明する。
図1は、実施形態の車両前部構造の構成を示す上面図である。図2は、図1の構成の要部を示す斜視図である。図3は、図2の構成を部分的に拡大して示す上面図である。図4は、サブフレーム131と拡幅部材132と補強部材133の要部を示す斜視図である。図5は、図4の構成を異なる角度から示す斜視図である。
車両100は、図1に示すように、車両前後方向Dhの中央部に、乗車スペースであるキャビン110を設けている。車両100は、キャビン110よりも車両前方Dfに、パワープラント120と、パワープラント120を取り囲み車体101を構成するサブフレーム構造体130を設けている。パワープラント120は、例えばエンジン、モータ、トランスミッションなどである。パワープラント120は、サブフレーム131よりも車幅方向内側Diに設けられている。
サブフレーム構造体130は、サブフレーム131、拡幅部材132、及び補強部材133を含んで構成されている。サブフレーム構造体130に含まれている上記の部材について、順に説明する。
サブフレーム131は、図1から図5に示すように、パワープラント120の車幅方向外側Doで、車幅方向Dwに間隔をおいて一対設けられており、車両前後方向Dhに延びた角柱形状に形成されている。サブフレーム131は、車両上方を向く上面131c、下方を向く下面131d、車幅方向外側Doを向く外側面131e及び内側を向く内側面131fを備えている。サブフレーム131は、上面131c及び内側面131fのパワープラント120と対向する箇所に、車幅方向外側Doに窪んだ窪部131iを有している。詳細には、本実施形態では、窪部131iは内側面131fの上部に設けられており、上面131cは内側面131fの窪部131iにあわせて切り欠かれている。窪部131iは、サブフレーム131とパワープラント120との干渉を避けるためのものである。各サブフレーム131の後端部131bにおいて、外側面132eから車幅方向外側Doに突出するようにロアアーム134が接合されており、内側面131f同士を繋ぐようにサスペンションクロス135が接合されている。
拡幅部材132は、図1から図5に示すように、各サブフレーム131の前端部131aに接合され、外側面132eから車幅方向外側Doに突出しており、その外面が後方に向かうにつれて外側面132eに近づく平面視で略三角形状に形成されている。本実施形態では、拡幅部材132は、図示しないサイドメンバよりも車幅方向外側Doまで突出している。拡幅部材132は、断面が車幅方向内側Diに開口する略U字状に形成され、サブフレーム131を車両上下方向で挟み込むように、サブフレーム131の上面131cと下面131dに接合されるとともに、車両前方を向く前端部132aを有している。拡幅部材132の後端は、車幅方向Dwでパワープラント120と対向する箇所、本実施形態では、窪部131iと車幅方向Dwで対向する位置まで延びている。拡幅部材132の前端部132aの車幅方向外側端部には、前端部132aから車両前方Dfに向かって突出した凸部132fが設けられている。拡幅部材132の車両前後方向Dhの長さは、凸部132fの部分と、前端部132aから後端部132bまでの部分で、実施形態における一例として、1:7以上の比率に設定されていることが望ましい。
補強部材133は、図1から図5に示すように、拡幅部材132の後端よりも車両後方Drに間隔をおいて配置され、サブフレーム131に接合されている。補強部材133は、車両前後方向Dhに延びた断面略L字状に形成されており、サブフレーム131の上面131cと内側面131fに接合されている。なお、補強部材133はサブフレーム131の内側面131fのうち、上部にのみ設けられていることが好ましく、本実施形態では内側面131fの窪部131iが形成された箇所に設けられている。補強部材133の前端は、車幅方向Dwでパワープラント120と対向する箇所、本実施形態では、窪部131i内に配置されている。又、補強部材133の後端は、サブフレーム131のロアアーム134との接合箇所よりも前方に位置している。
各サブフレーム131の前端部131aは、車幅方向Dwに延びるフロントエンドクロス136により接合されており、各サブフレーム131の前端部131a及び各拡幅部材132の前端部132aには、車両前方Dfに延びるクラッシュボックス137が接合されている。各クラッシュボックス137の前端は、車幅方向Dwに延びるロアバンパービーム138により接続されている。各クラッシュボックス137は、フロントエンドクロス136よりも車両前方まで延びており、衝突の際に潰れることで衝突エネルギーを吸収する。なお、凸部132fは各クラッシュボックス137の車幅方向外側Doに位置し、その前端はクラッシュボックス137の前端よりも後方に位置している。
[車両前部構造の作用]
図6及び図7を参照して、実施形態の車両前部構造の作用を説明する。
図6及び図7を参照して、実施形態の車両前部構造の作用を説明する。
図6は、実施形態の車両前部構造の作用を示す上面図であって、(A)はサブフレーム131が衝突によって変形する直前の状態、(B)はサブフレーム131が衝突によって変形している途中の状態、(C)はサブフレーム131が衝突によって変形した後の状態を示している。図7は、図6に対応する側面図である。
図6(A)及び図7(A)に示すように、実施形態では、いわゆるスモールオーバーラップ衝突を想定している。すなわち、車両100の前部の微少エリア(車幅方向端部から25%のエリア)とバリア200が衝突することを想定している。このとき、バリア200は図示しないサイドメンバの車幅方向外側Doを通過することが多く、サイドメンバでの衝突エネルギーの吸収を十分に行うことができない。そこで、サブフレーム131に拡幅部材132を設けることによって、拡幅部材132をバリア200に衝突させ、スモールオーバーラップ衝突に対応する。
図6(B)及び図7(B)に示すように、拡幅部材132の凸部132fがバリア200に衝突する。サブフレーム131には、拡幅部材132を介して衝突荷重が入力される。ここで、補強部材133は拡幅部材132の後方に間隔をおいて配置されている。サブフレーム131の拡幅部材132が接合されている箇所、および補強部材133が接合される箇所は、拡幅部材132や補強部材133で補強されているため、その他の箇所に対して剛性が高くなっている。そのため、サブフレーム131の拡幅部材132と補強部材133の間の箇所は、その前後の箇所に比べて相対的に剛性が低くなっている。サブフレーム131に衝突荷重が入力されたとき、この相対的に剛性が低くなっている部分(折れ点131j)を境にして、サブフレーム131は車幅方向内側Diに屈折する。これにより、サブフレーム131の折れ点131jは、車幅方向Dwで対向しているパワープラント120を車幅方向内側Diに向かって押圧する。
図6(C)及び図7(C)に示すように、サブフレーム131の折れ点131jは、更に変形して、パワープラント120を車幅方向内側Diに向かって更に押圧する。このようにして、変形するサブフレーム131によって、パワープラント120を車幅方向内側Di(オフセット衝突の衝突側とは反対側)に押圧させて、車両100を衝突側とは反対側に移動させる。
[車両前部構造の効果]
実施形態の車両前部構造の効果を説明する。
実施形態の車両前部構造の効果を説明する。
実施形態の車両前部構造は、サブフレーム131の前端部131aに接合され車幅方向外側Doに延びる拡幅部材132と、拡幅部材132の車両後方Drに間隔をおいてサブフレーム131に接合される補強部材133と、サブフレーム131よりも車幅方向内側Diに設けられるパワープラント120と、を有している。拡幅部材132の後端と補強部材133の前端は、パワープラント120と車幅方向Dwで対向する箇所に位置している。
このような車両前部構造によれば、スモールオーバーラップ衝突時に、サブフレーム131が、拡幅部材132と補強部材133の間の部分(折れ点131j)を境にして、車幅方向内側Diに屈折する。このとき、サブフレーム131の折れ点131jよりも後方側は補強部材133により補強されているため、サブフレーム131の変形時に折れ点131jよりも後方箇所(補強部材133が設けられた箇所)が変形することを抑制できる。これにより、サブフレーム131の折れ点131jの位置を安定させて屈折させるとともに、サブフレーム131の変形時に屈折箇所の車幅方向内側Diへの突出量を大きく維持することができる。これにより、サブフレーム131が車幅方向内側Diに向かって折れ曲がるときに、パワープラント120を車幅方向内側Di(オフセット衝突の衝突側とは反対側)に十分に押圧することができ、車両100を衝突側とは反対側に移動させることができる。この結果、車両前部における衝突時に、キャビン110の変形を抑制することができる。なお、本実施形態では、補強部材133の後端が、サブフレーム131のロアアーム134との接合箇所に対して間隔をおいて前方に位置しているため、サブフレーム131gは、補強部材133とサブフレーム131のロアアーム134との接合箇所との間でもう一つ折れ点131kを有することとなり、サブフレーム131を折れ点131jでより安定させて屈折させることができる。
実施形態の車両前部構造によれば、補強部材133は、サブフレーム131の上面131cおよび内側面131fにのみ接合されている。これにより、サブフレーム131の上面131cおよび内側面131fの剛性を高めつつ、下面131dおよび外側面131eの剛性が高まることを抑制することができるので、サブフレーム131が上方へ折れるように変形することを抑制するとともに、車幅方向内側Diへの変形が阻害されないようにすることができる。この結果、パワープラント120を十分に押圧することができる。
実施形態の車両前部構造によれば、拡幅部材132は、サブフレーム131の上面131cと下面131dを車両上方向で挟むようにサブフレーム131に接合されている。これにより、サブフレーム131の拡幅部材132が接合された箇所が車両上下方向Dvに変形することを抑制することができ、折れ点131jの車両上下方向Dvの位置が変動することを抑制できる。この結果、サブフレーム131の折れ点131jをより確実にパワープラント120に押圧させることができ、パワープラント120を十分に押圧させることができる。又、サブフレーム131の車両上下方向Dvへの変形を抑制することで、衝突荷重をより効率よくパワープラント120に伝達させることができる。尚、仮に、サブフレーム131の折れ点131jが車両下方にDdに移動すると、サブフレーム131がパワープラント120の下方に潜り込み、パワープラント120を十分に押圧することができない虞がある。
実施形態の車両前部構造によれば、サブフレーム131は、パワープラント120と対向する箇所の車幅方向内側Diの内側面131fに、車幅方向外側Doに窪んだ窪部131iを有している。拡幅部材132の後端と補強部材133の前端は、窪部131iと車幅方向Dwで対向する箇所に位置している。サブフレーム131とパワープラント120の干渉を避けるための窪部131i内に折れ点131jを設けたことにより、窪部131iによってサブフレーム131の剛性が低くなった箇所に折れ点131jを設定することができ、折れ点131jの位置をよりコントロールすることができる。なお、本実施形態では、窪部131iは平面視で円弧状に窪んでいるため、円弧状に窪みの頂部に折れ点131jを設定することで、さらに折れ点131jの位置をコントロールすることができる。
実施形態の車両前部構造によれば、拡幅部材132の前端部132aには、車両前方Dfに向かって突出した凸部132fが設けられている。これにより、車両100の衝突時に、衝突荷重を早期に拡幅部材132に伝達することができ、サブフレーム131の車幅方向Dwへの折れを促進させることができる。更に、凸部132fを拡幅部材132の前端部132aの車幅方向外側端部に設けることによって、衝突荷重を受ける部材の全長を最大限伸ばすとともに、荷重の入力を拡幅部材132の車幅方向外側端部に集中させることができ、サブフレーム131の車幅方向Dwへの曲げモーメントを高めることできる。
[車両前部構造の態様]
本発明を実施するに当たり、上記の実施形態は、一例であり、具体的な態様を種々に変更して実施できる。
本発明を実施するに当たり、上記の実施形態は、一例であり、具体的な態様を種々に変更して実施できる。
例えば、実施形態では、拡幅部材132と補強部材133を運転席111側と助手席112側のサブフレーム131にそれぞれ接合する構成を想定している。しかしながら、本発明は、このような実施形態に限定されることはなく、拡幅部材132と補強部材133を例えば運転席111側のサブフレーム131のみに接合する構成としてもよい。
100…車両、101…車体、110…キャビン、111…運転席、112…助手席、120…パワープラント、130…サブフレーム構造体、131…サブフレーム、131a…前端部、131b…後端部、131c…上面、131d…下面、131e…外側面、131f…内側面、131i…窪部、131j…折れ点、131k…折れ点、132…拡幅部材、132a…前端部、132b…後端部、132c…上面、132d…下面、132e…外側面、132f…凸部、133…補強部材、133a…前端部、133b…後端部、133c…上面、133d…内側面、134…ロアアーム、135…サスペンションクロス、136…フロントエンドクロス、137…クラッシュボックス、138…ロアバンパービーム、200…バリア、Dh…車両前後方向、Df…車両前方、Dr…車両後方、Dw…車幅方向、Di…車幅方向内側、Do…車幅方向外側、Dv…車両上下方向、Du…車両上方、Dd…車両下方。
Claims (7)
- 車幅方向に間隔を置いて一対設けられ、車両前後方向に延びるサブフレームと、
前記サブフレームの間に位置するパワープラントと、
前記サブフレームの車両前方の前端部に接合され、前記サブフレームから車幅方向外側に突出するとともに車両前後方向に延びる拡幅部材と、
前記拡幅部材の後端よりも車両後方に間隔を置いて配置されて前記サブフレームに接合される補強部材と、
を有し、
前記拡幅部材の後端と前記補強部材の前端とは、前記サブフレームの前記パワープラントと車幅方向で対向する箇所に位置している、ことを特徴とする車両前部構造。 - 前記補強部材は、前記サブフレームの上面および車幅方向内側面に接合される断面略L字状に形成されている、ことを特徴とする請求項1に記載の車両前部構造。
- 前記補強部材の前記サブフレームの車幅方向内側面に接合される箇所は、当該車幅方向内側面の上部に接合される、ことを特徴とする請求項2に記載の車両前部構造。
- 前記拡幅部材は、前記サブフレームの上面と下面を車両上下方向から挟み込むように当該サブフレームの上面と下面に接合されている、ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の車両前部構造。
- 前記サブフレームは、前記パワープラントと対向する箇所の車幅方向内側面に、車幅方向外側に窪んだ窪部を有し、
前記拡幅部材の後端と前記補強部材の前端は、前記窪部と車幅方向で対向する箇所に位置する、ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の車両前部構造。 - 前記拡幅部材の前端部には、当該前端部から車両前方に向かって突出した凸部が設けられる、ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の車両前部構造。
- 前記凸部は、前記拡幅部材の前記前端部の車幅方向外側端部に設けられる、ことを特徴とする請求項6に記載の車両前部構造。
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