JP2023013303A - 車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】スモールオーバラップ衝突時の衝撃荷重をメインフレームへ効率良く伝達することができるようにする。【解決手段】車体前部構造は連結部材１３を連結部１３ａとガセット前方部材１３ｃと係合部１３ｂとで構成する。連結部１３ａはメインフレーム２の前端部とクラッシュボックスの後端部との間を係合する。連結部１３ａから車体前方へ延在するガセット前方部材１３ｃをバンパビーム１１の背面に当接又は接合させる。更に係合部１３ｂにてガセット１４の車体１の幅方向外面と連結部１３ａとを係合させる。これにより、スモールオーバラップ衝突時の衝撃荷重を、ガセット前方部材１３ｃから係合部１３ｂ及びガセット１４を経てメインフレーム２に伝達させると共に、連結部１３ａからメインフレーム２へも伝達させる。【選択図】図１

Description

本発明は、スモールオーバラップ衝突による衝撃荷重を効率良く吸収させるようにした車両の車体前部構造に関する。

従来、自動車を代表とする車両の衝突安全性の向上に関する技術開発が進められている。特に、最近では、従来のオフセット衝突よりもラップ量の少ない微小ラップ（ＳＯＬ：スモールオーバラップ）衝突に対する衝突安全性への関心も高くなっている。

ＳＯＬ衝突は、車体の前後方向へ延在する左右一対のメインフレーム（フロントサイドフレーム）よりも車幅方向外側におけるオフセット衝突である。このＳＯＬ衝突の対策として、例えば、特許文献１（特許第６３３９８３８号公報）には、メインフレームの車幅方向外側にガセットの後部を固設し、このガセットの前部を左右外側へ拡径させて前方へ延在させ、このガセット前端部とメインフレームの前端に連結されているクラッシュボックスの前端部とをバンパビームの背面に接合させる技術が開示されている。

この文献に開示されている技術によれば、バンパビームがＳＯＬ衝突を受けると、その衝撃荷重がガセットを介してメインフレームに伝達され、このメインフレームを車幅方向内側へ屈曲変形させることで衝撃荷重を吸収させるようにしている。

特許第６３３９８３８号公報

しかし、この文献に開示されている技術では、ＳＯＬ衝突時の衝撃荷重がメインフレームに対し、ガセットを介して斜め前方から伝達されるだけであるため、衝撃荷重をメインフレームに効率良く伝達させることが困難で、衝撃荷重を効率良く吸収することができない不具合がある。

本発明は、スモールオーバラップ衝突時の衝撃荷重をメインフレームへ効率良く伝達することができて、衝撃荷重を効率良く吸収させることのできる車体前部構造を提供することを目的とする。

本発明は、車体の幅方向両側に設けられると共に該車体の前後方向へ延在するメインフレームと、前記メインフレームの前記車体前方側に設けられ、該メインフレームよりも少なくとも車体前後方向の圧潰強度の弱いクラッシュボックスと、前記車体の幅方向へ延在すると共に背面に前記クラッシュボックスの前端部が係合されているバンパビームと、後部を前記メインフレームの前記車体の幅方向外側面に固設し、前部を該車体の幅方向外側へ傾斜させて前方へ延在するガセットと、前記メインフレームと前記クラッシュボックスと前記ガセットとに係合する連結部材とを有する車体前部構造において、前記連結部材は、前記メインフレームの前端部と前記クラッシュボックスの後端部との間に介装されて該両端部間を係合する連結部と、前記連結部から車体前方へ延在して前記バンパビームの背面に当接又は接合するガセット前方部材と、前記ガセットの前記車体の幅方向外面と前記連結部とを係合する係合部とを備える。

本発明によれば、連結部材を連結部とガセット前方部材と係合部とで構成し、連結部でメインフレームの前端部とクラッシュボックスの後端部との間を係合し、この連結部から車体前方へ延在するガセット前方部材をバンパビームの背面に当接又は接合させ、更に、係合部にてガセットの車体の幅方向外面と連結部とを係合させたので、スモールオーバラップ衝突時の衝撃荷重を、ガセット前方部材から係合部及びガセットを経てメインフレームに伝達することができると共に、連結部からメインフレームへ伝達することができる。その結果、メインフレームに対して衝撃荷重を効率良く伝達し、このメインフレームにおいて衝撃荷重を効率良く吸収させることができる。

第１実施形態による車体前部の平面図 同、バンパビームがバリヤにスモールオーバラップ衝突した状態を示す平面図 同、バンパ部の要部拡大図 同、バンパ部の要部正面斜視図 同、バンパ部の要部後方斜視図 同、バンパ部の要部左上方斜視図 第２実施形態による図３相当の要部拡大図

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。
［第１実施形態］
図１～図６に本発明の第１実施形態を示す。図１の符号１は車体であり、図においては、車体１の前部を示している。この車体１の前部には、左右一対のメインフレーム（フロントサイドフレーム）２が、エンジン３を収容するエンジンルーム４の両側部に、エンジン３を挟んで配設されている。更に、このメインフレーム２の後部がフロアパネル５前半部の下面部に延在されている。

このエンジン３は縦置型であり、左右のメインフレーム２間に架設するサスペンションクロスメンバに一対のエンジンマウント（何れも図示せず）を介して支持されている。

このエンジン３の後部にトランスミッション６が連設されており、このトランスミッション６の後部が、フロアパネル５に形成されているフロアトンネル５ａに収容されている。更に、このフロアパネル５の車幅方向両側にＡピラー７の下部が接合され、又、メインフレーム２の車幅方向の両外側に設けたホイールハウス（図示せず）にフロントホイール８が配設されている。

又、車体１の前端部に車両幅方向に延在するバンパビーム１１が配設されている。更に、このバンパビーム１１の背面に、メインフレーム２の前方であって、このメインフレーム２よりも車体１の前後方向の圧潰強度が弱いクラッシュボックス１２の前端部が固設されている。又、このクラッシュボックス１２の後端部とメインフレーム２の前端部との間に、連結部材１３に設けられている板状の連結部１３ａが介装され、クラッシュボックス１２の後端部とメインフレーム２の前端部と連結部１３ａとが、ボルトを介して共締めされている。尚、これらは、溶接により接合されていてもよい。

バンパビーム１１に、メインフレーム２よりも車幅方向外側へ張り出したオフセット部１１ａが形成されており、このオフセット部１１ａの端部方向が車体１の後方へ湾曲されている。尚、図示しないが、このバンパビーム１１の前部に衝撃吸収部材が配設され、この衝撃吸収部材がバンパフェイスで覆われている。

又、メインフレーム２の車幅方向外側にガセット１４が配設されている。このガセット１４はＳＯＬ衝突時の衝撃荷重をメインフレーム２に対して直接伝達させるものであり、角筒状断面に形成された本体部（以下、「ガセット本体」と称する）１４ａの後端に固定部１４ｂが形成されている。この固定部１４ｂは、エンジン３の前後方向中央よりも車両前方側に位置するメインフレーム２の車幅方向外側にボルト締めや溶接により固定されている。尚、このガセット本体１４ａは、衝撃荷重Ｆをメインフレーム２に直接伝達するものであるため、延在方向の圧潰強度が比較的高く設定されている。

図３に示すように、ガセット本体１４ａは、その基部が固定部１４ｂから車幅方向外側に前開きに傾斜しており、その前端部がメインフレーム２の前端部とほぼ面一（つらいち）か、やや後退した位置まで延在され、且つ、メインフレーム２の前端部に平行する面に形成されている。更に、このガセット本体１４ａの前端外側に横止め面１４ｃが形成されている。この横止め面１４ｃは、ガセット本体１４ａの傾斜に対して所定の開き角θｇを有している。

又、このガセット本体１４ａの前端部に、メインフレーム２とクラッシュボックス１２との間に共締めされている連結部材１３の連結部１３ａが延在されている。図１に示すように、この連結部材１３は、既述した連結部１３ａと板状の係合部１３ｂとガセット前方部材１３ｃとで構成されている。

係合部１３ｂは、連結部１３ａの車幅方向外側端部からガセット本体１４ａの外側にほぼ直角に延出され、横止め面１４ｃに当接されて、ボルト締めや溶接により、この横止め面１４ｃに固定されている。従って、横止め面１４ｃの開き角θｇは、係合部１３ｂが当接する角度（前端部から直行する角度）に形成されている。

更に、ガセット前方部材１３ｃは、板状の前方フレーム部１３ｄとフレーム補強部材１３ｅとを有している。前方フレーム部１３ｄは連結部１３ａの外側端部からガセット本体１４ａの外側面のほぼ延長線上に延在されている。又、フレーム補強部材１３ｅは、後端部が連結部１３ａに当接され、車幅方向外面が前方フレーム部１３ｄにボルト締めや溶接によって一体的に固定されている。

更に、フレーム補強部材１３ｅの後端部はガセット本体１４ａとほぼ同一の形状に形成されている。又、前端部は後端部よりも広い接点面を有して前方フレーム部１３ｄの前端面と面一（つらいち）に形成されて、この前方フレーム部１３ｄの前端部とフレーム補強部材１３ｅの前端部とでガセット前方部材１３ｃの前端部１３ｆが形成されている。そして、この前端部１３ｆがバンパビーム１１の背面に当接又は接合されている。

尚、平面視で略Ｙ字状に形成されている連結部１３ａと係合部１３ｂと前方フレーム部１３ｄとは、鋼板等の板材を曲げや溶接接合で一体形成しても良いが、押出成形品であっても良い。

又、フレーム補強部材１３ｅは、例えば、アルミニュウム合金等を素材とする成形品であり、中空部（図示せず）を形成する等して、前後方向の強度が予め調整されている。尚、符号Ｂｏはオフセットバリアであり、相手車両や立ち木、電柱等、ＳＯＬ衝突の対象物を模している。

次に、このような構成による車体１がＳＯＬ衝突した際の挙動について説明する。車体１の前端部に設けられているバンパビーム１１のオフセット部１１ａがオフセットバリアＢｏに近接し（図１参照）、ＳＯＬ衝突すると、その反力である衝撃荷重Ｆが、オフセット部１１ａに印加される。

すると、この衝撃荷重Ｆによって、オフセット部１１ａは車体１の後方へ変形しながら、連結部材１３の構成要素であるガセット前方部材１３ｃの前端部１３ｆを押圧する。前端部１３ｆは後端部よりも広い接点面を有しているため、衝撃荷重Ｆをより効果的に受けることができる。又、ガセット前方部材１３ｃが、板状の前方フレーム部１３ｄにフレーム補強部材１３ｅを固設することで形成されているため、このフレーム補強部材１３ｅの成形によって前端部１３ｆの面積や前後方向の強度を、自在に調整することができる。

そして、ガセット前方部材１３ｃに印加された衝撃荷重Ｆは連結部１３ａに伝達される。この連結部１３ａはメインフレーム２の前端部に固定されていると共に、その端部に形成されている係合部１３ｂがガセット本体１４ａの外側面に形成した横止め面１４ｃ（図３、図５参照）に固定されている。そのため、ガセット前方部材１３ｃからの衝撃荷重Ｆは、連結部１３ａと係合部１３ｂを介して、メインフレーム２とガセット本体１４ａとの２方向に分岐されて伝達される。

更に、このガセット前方部材１３ｃの前方フレーム部１３ｄがガセット本体１４ａの外側面のほぼ延長線上に配設されている。そのため、ガセット本体１４ａに対するガセット前方部材１３ｃからの衝撃荷重Ｆのベクトル方向がガセット本体１４ａの延在方向とほぼ同一になる。そのため、このガセット本体１４ａに対して衝撃荷重Ｆを効率良く伝達させることができる。そして、このガセット本体１４ａに印加された衝撃荷重は、基部に形成された固定部１４ｂからメインフレーム２へ伝達され、このメインフレーム２を車幅方向外側から内側に斜めに押圧する。

その際、ガセット本体１４ａの横止め面１４ｃに係合部１３ｂが固定されているため、ガセット本体１４ａの前端側が衝撃荷重Ｆを受けて外側方向へ開いてしまうことがなく、衝撃荷重Ｆをメインフレーム２に確実に伝達することができる。

その結果、図２に示すように、ＳＯＬ衝突時において、ガセット１４からメインフレーム２の外側に斜めに伝達された荷重によって、メインフレーム２がエンジン３側へ押圧され、又、メインフレーム２の前端部からの荷重によって、更に湾曲変形され、衝撃荷重Ｆを効率良く吸収させることができる。

このように、本実施形態では、ＳＯＬ衝突時の衝撃荷重Ｆを連結部材１３によって、メインフレーム２側とガセット１４側との２方向に分岐して伝達するようにしたので、メインフレーム２へ効率良く伝達することができるばかりでなく、このメインフレーム２の変形によって衝撃荷重Ｆを効率良く吸収させることができる。
［第２実施形態］
図７に本発明の第２実施形態を示す。尚、連結部材２１以外の構成要素は第１実施形態と同一であるため、同一の符号を付して、説明を省略或いは簡略化する。

上述した第１実施形態では、連結部材１３に形成されているガセット前方部材１３ｃを前方フレーム部１３ｄとフレーム補強部材１３ｅとで構成し、これらを別体に形成している。これに対し、本実施形態では、連結部材２１全体を、押出成形、ダイカスト成形、鋳造等による一体成形品としたものである。尚、素材としては、アルミニュウム合金や鋼材等の金属材料を採用している。

本実施形態による連結部材２１は、連結部２１ａと係合部２１ｂとガセット前方部材２１ｃとからなり、連結部２１ａがメインフレーム（フロントサイドフレーム）２の前端部とクラッシュボックス１２の後端部との間にボルトにより共締めされている。

又、係合部２１ｂが連結部２１ａの外端部から車体１の後方へほぼ直角に延在されて、ガセット本体１４ａに形成した横止め面１４ｃにボルト締めや溶接によって固定されている。更に、ガセット前方部材２１ｃが連結部２１ａの外端部から前方へ延在されている。

このガセット前方部材２１ｃの前端部２１ｄがバンパビーム１１の背面に当接又は接合されている。更に、ガセット前方部材２１ｃの後端部と前端部２１ｄとの幅方向の中央を結ぶ線が、ガセット本体１４ａの外側面のほぼ延長線上に配設されている。又、このガセット前方部材２１ｃの前端部２１ｄが後端部に比し広い接点面を有している。

更に、このガセット前方部材２１ｃに、車体１の上下方向へ貫通する中空部２１ｆが形成されている。この中空部２１ｆはＳＯＬ衝突を受けた際のガセット前方部材２１ｃの抗力を調整するためのものであり、中空部２１ｆを設けることで軽量化を実現することができる。尚、連結部２１ａにも抗力調整用の中空部２１ｇが車体１の上下方向に貫通されている。

このような構成では、第１実施形態と同様に、バンパビーム１１のオフセット部１１ａがオフセットバリアＢｏにＳＯＬ衝突すると、その反力である衝撃荷重Ｆが、オフセット部１１ａに印加され、その背面に当接又は接合されている、連結部材２１に形成されているガセット前方部材２１ｃの前端部２１ｄが押圧される。この前端部２１ｄは広い接点面でバンパビーム１１の背面に当接又は接合されているため衝撃荷重Ｆをより効果的に受けることができる。

ガセット前方部材２１ｃに印加された衝撃荷重Ｆは、連結部２１ａと係合部２１ｂとでメインフレーム２側とガセット本体１４ａ側との２方向に分岐されて伝達される。その際、ガセット前方部材２１ｃの車幅方向中央が、ガセット本体１４ａの外側面のほぼ延長線上に配設されている。そのため、ガセット前方部材２１ｃからの衝撃荷重Ｆのベクトル方向がガセット本体１４ａの延在方向となるので、衝撃荷重を効率良く伝達させることができる。そして、上述した第１実施形態と同様に、このガセット本体１４ａに印加された衝撃荷重とメインフレーム２の前端部に印加された衝撃荷重とで、メインフレーム２をエンジン３側に屈曲させて衝撃を吸収する。

このように、本実施形態では、連結部材２１を型成形品とすることで、前述した第１実施形態の効果に加え、容易に製造することが可能となり、中空部２１ｆ，２１ｇによって軽量化を実現することができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば第２実施形態における連結部材２１の中空部２１ｆ，２１ｇは、製造時において仮孔を形成しておき、後加工により中空部２１ｆ，２１ｇの開口面積を調整するようにしても良い。

１…車体、
２…メインフレーム（フロントサイドフレーム）、
３…エンジン、
４…エンジンルーム、
５…フロアパネル、
５ａ…フロアトンネル、
６…トランスミッション、
７…Ａピラー、
８…フロントホイール、
１１…バンパビーム、
１１ａ…オフセット部、
１２…クラッシュボックス、
１３，２１…連結部材、
１３ａ，２１ａ…連結部、
１３ｂ，２１ｂ…係合部、
１３ｃ，２１ｃ…ガセット前方部材、
１３ｄ…前方フレーム部、
１３ｅ…フレーム補強部材、
１３ｆ，２１ｄ…前端部、
１４…ガセット、
１４ａ…ガセット本体、
１４ｂ…固定部、
１４ｃ…横止め面、
２１ｆ，２１ｇ…中空部、
Ｂｏ…オフセットバリア、
Ｆ…衝撃荷重、
θｇ…開き角

Claims (5)

1. 車体の幅方向両側に設けられると共に該車体の前後方向へ延在するメインフレームと、
   前記メインフレームの前記車体前方側に設けられ、該メインフレームよりも少なくとも車体前後方向の圧潰強度の弱いクラッシュボックスと、
   前記車体の幅方向へ延在すると共に背面に前記クラッシュボックスの前端部が係合されているバンパビームと、
   後部を前記メインフレームの前記車体の幅方向外側面に固設し、前部を該車体の幅方向外側へ傾斜させて前方へ延在するガセットと、
   前記メインフレームと前記クラッシュボックスと前記ガセットとに係合する連結部材と
   を有する車体前部構造において、
   前記連結部材は、
   前記メインフレームの前端部と前記クラッシュボックスの後端部との間に介装されて該両端部間を係合する連結部と、
   前記連結部から車体前方へ延在して前記バンパビームの背面に当接又は接合するガセット前方部材と、
   前記ガセットの前記車体の幅方向外面と前記連結部とを係合する係合部と
   を備えることを特徴とする車体前部構造。
2. 前記連結部材は、
   前記連結部と前記係合部とが一体的に形成されていると共に、
   前記係合部は前記ガセットの延在方向に対して角度を有している
   ことを特徴とする請求項１記載の車体前部構造。
3. 前記ガセット前方部材は、前記ガセットの前記車体の幅方向外側のほぼ延長線上に延在されていると共に前端部が後端部よりも広い接点面を有して前記バンパビームの背面に当接又は接合されている
   ことを特徴とする請求項１或いは２記載の車体前部構造。
4. 前記ガセット前方部材は、前記ガセットの前記車体の幅方向外側の壁部のほぼ延長線上に延在するフレーム部と該フレーム部の前記車体の幅方向内側に一体的に設けた補強部材とで形成され、
   前記補強部材の前端部が後端部よりも広い接点面を有して前記バンパビームの背面に当接又は接合されている
   ことを特徴とする請求項１或いは２記載の車体前部構造。
5. 少なくとも前記ガセット前方部材には、前記車体の上下方向へ貫通する抗力調整用中空部が形成されている
   ことを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載の車体前部構造。

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