JP4484920B2 - 車体前部構造 - Google Patents
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Description
図11は従来の車体前部構造でオフセット衝突の衝突エネルギーを吸収する例を説明する図である。
車体前部構造200は、左フロントサイドフレーム201および左アッパメンバー202の前端部にそれぞれ内外側の衝撃吸収部203,204を設けることで、衝撃吸収部の横幅が広げられている。
左右の前角部を比較的大きな湾曲状に形成するためには、バンパービーム205の端部205aにおいて、前部に凹部206(想像線で示す)を形成することが考えられる。
しかし、端部205aの前部に凹部206を形成すると、端部205aの剛性を確保することが難しい。
バンパービーム205の変形で、左バンパービーム205に車体中心側に向けて矢印aの如く衝撃荷重が作用する。
この衝撃荷重が左フロントサイドフレーム201に作用して、左フロントサイドフレーム201を矢印bの如く曲げ変形させようとする。
よって、内外側の衝撃吸収部203,204を一体に連結させておくことが難しく、内外側の衝撃吸収部203,204は個別に変形してしまう。
このため、左フロントサイドフレーム201が矢印bの如く曲げ変形してしまい、衝撃荷重を効率よく吸収することができないことが考えられる。
ここで、例えば、相手車両が車体前部構造の左右側にずれてオフセット衝突した場合や、車体前部構造の全面に衝突した場合に、バンパービームの変形で、左バンパービームに車体中心側に向けて衝撃荷重が作用する。
この衝撃荷重がフロントサイドフレームに作用して、左フロントサイドフレームを曲げ変形させようとする。
これにより、車体中心側に向けて作用した衝撃荷重で、内外側の衝撃吸収部が車体中心側に曲げ変形することを阻止できる。
したがって、フロントサイドフレームが曲げ変形することを防いで、フロントサイドフレームを良好に変形させて(すなわち、潰すように良好に変形させて)、衝撃荷重を効率よく吸収することができる。
すなわち、車体前部構造の全面に衝突した場合、まず、車体前方に向けて湾曲しているバンパービームの中央が車体後方に向けて変形して衝撃荷重の一部を吸収する。そして、バンパービームが左右の内側衝撃吸収部の間に押し込まれる。
この状態で、バンパービームが車幅方向に対して略平行な直線状に変形し、バンパービームの左右の脆弱部の潰れ残りをなくすことができる。
これにより、衝撃荷重を吸収するための有効ストロークを大きく確保することができるので、車体前部が短い車両の衝撃吸収構造として有効である。
よって、バンパービームの左右の端部を車体側に近づけることが可能になり、バンパービームの前側に設けたバンパーフェイスの左右の端部を車体側に近づけることができる。
なお、バンパーフェイスは、車体の外側部を形成する部材である。
このように、バンパーフェイスの左右の端部を車体側に近づけることで、車両の左右の前角部を比較的大きな湾曲状に形成することができる。
さらに、脆弱部の開口を蓋部材で塞ぐことで、バンパービームの前面に備えるエネルギー吸収部材を全体にわたって一定の断面形状に形成することができる。
これにより、エネルギー吸収部材の全域にわたってエネルギーを均一に吸収することができる。
車体前部構造10は、車体前部の左右側に左右のフロントサイドフレーム(フロントサイドフレーム)11,12を備え、左フロントサイドフレーム11の上側後方に左フロントピラー(フロントピラー)13を設け、左フロントピラー13の下端部13aから前方に向けて左アッパメンバー(アッパメンバー)15を延ばすとともに、左アッパメンバー15を左フロントサイドフレーム11の外側に配置し、右フロントサイドフレーム12の上側後方に右フロントピラー(フロントピラー)14を設け、右フロントピラー14の下端部14aから前方に向けて右アッパメンバー(アッパメンバー)16を延ばすとともに、右アッパメンバー16を右フロントサイドフレーム12の外側に配置した自動車の構造である。
右フロントサイドフレーム12と右アッパメンバー16との間に、右前輪(図示せず)を覆う右ホイールハウス19が設けられている。
前部車体構造10は、左フロントサイドフレーム11の前端部11aと左アッパメンバー15の前端部15aとが車体幅方向に向けて配置されて各前端部11a,15aが互いに連結され、右フロントサイドフレーム12の前端部12aと右アッパメンバー16の前端部16aとが車体幅方向に向けて配置されて各前端部12a,16aが互いに連結され、前端部11a,15aおよび前端部12a,16aに衝撃吸収構造20が備えられている。
すなわち、バンパービーム27は、左端部27aが左衝撃吸収ユニット25に取り付けられ、右端部27bが右衝撃吸収ユニット26に取り付けられている。
また、左右の衝撃吸収ユニット25,26は左右対称の部材であり、右衝撃吸収ユニット26の構成部材に左衝撃吸収ユニット25と同じ符号を付して説明を省略する。
左フロントサイドフレーム11は、車体前後方向に延びるとともに開口部32が車体外側に向けて配置された断面略コ字形のサイドフレーム部材31と、サイドフレーム部材31の開口部32に嵌合した断面略コ字形のサイド外側壁(外壁部)33とを備える。
サイド外側壁33は、上下の折曲片33a,33bがサイドフレーム部材31の開口部32に沿って設けられている。
アッパメンバー部材41は、車幅方向に水平に延びた上面部44と、上面部44の外側辺から下方に延びた外壁部45と、外壁部45の下辺から車体幅方向内側に向けて延びた下面部46とを備える。
上面部44は、前端部に車体中心に向けて張り出す上張出部51が設けられている。上張出部51は先端部51aがサイドフレーム部材31の上面部34に溶接で接合されている。
下張出部52は先端部52aがサイドフレーム部材31の下面部36に溶接で接合されている。
左フロントサイドフレーム11の前端部11aには、取付片37が張り出されている。また、左アッパメンバー15の前端部15aには、取付片47が張り出されている。
左フロントサイドフレーム11は、上面部34は、左フロントサイドフレーム11の略中央部11bから前端部11aに向けて外側辺34aが徐々に車体外側(左アッパメンバー15側)に移動するように傾斜角θ1で傾斜状に形成されている。
図4に示す下面部36も、上面部34と同様に、略中央部から前端部に向けて外側辺が徐々に車体外側に移動するように傾斜角θ1で傾斜状に形成されている。
以下、左フロントサイドフレーム11のうち、略中央部11bから前端部11aまでの部位をサイド前半部54として説明する。
以下、左アッパメンバー15のうち、略中央部15bから前端部15aまでの部位をアッパ前半部55として説明する。
これにより、サイドフレーム前端部11aおよびアッパメンバー前端部15aが近接された状態に配置される。
これにより、左フロントサイドフレーム11の前端部11aおよび左アッパメンバー15の前端部15aが強固に連結されている。
左衝撃吸収ユニット25にバンパービーム27の左端部27aが取り付けられている。
内側取付部21aは、車幅方向に沿って平行に取り付けられたプレートである。
外側取付部21bは、内側取付部21aに対して角度θ3だけ後方に向けて傾斜させたプレートである。
これにより、斜め衝突に対して衝撃荷重を左フロントサイドフレーム11へ伝達する効率が向上する。
内筒体65は、平面視で先細状に形成されている。
この内側衝撃吸収部62は、内後フランジ66が、左取付プレート21の内側取付部21aを介して左フロントサイドフレーム11の取付片37にボルト68…、ナット69…で取り付けられている。
よって、内側衝撃吸収部62は、左フロントサイドフレーム11の前方に設けられている。
この外側衝撃吸収部63は、内側衝撃吸収部62に対して外側に所定間隔離間させて配置され、外後フランジ76が、左取付プレート21の外側取付部21bを介して左アッパメンバー15の取付片47にボルト68…、ナット69…で取り付けられている。
よって、外側衝撃吸収部63は、左アッパメンバー15の前方に設けられている。
そこで、前述したように、左取付プレート21の外側取付部21bを内側取付部21aに対して角度θ3だけ後方に向けて傾斜させることにした。
これにより、外側衝撃吸収部63の内外側の側壁78,79を略同じ長さに確保することが可能になり、外側衝撃吸収部63の潰し代を良好に確保することができる。
ここで、傾斜角θ4は、左フロントサイドフレーム11の外側辺34aの傾斜角θ1と略同じ傾斜角に設定されている。すなわち、傾斜角θ4および傾斜角θ1の関係は、θ4≒θ1の関係が成立する。
これにより、外筒体75の後端部75bおよび左フロントサイドフレーム11の前端部11aで一部重ね合わされた重複部81が形成されている。
内側壁78寄りの部位とサイド外側壁33寄りの部位との重複幅はWである。
バンパービーム27は、左端部27aが車体側へ向けて後方に曲げられ、左端部27aにおいて、前部を切り欠くことで凹状の脆弱部29が形成されている。
エネルギー吸収部材28は、バンパービーム27の凹状の前部29に沿って左端部28aが配置されている。
前述したように、バンパービーム27は、左端部27aが車体側へ向けて後方に曲げられ、前部が凹状の脆弱部29に形成されている。
よって、バンパービーム27の前側に設けたバンパーフェイス(図示せず)の左右の端部を車体側に近づけることができる。
なお、前記バンパーフェイスは、車体の外側部を形成する部材である。
これにより、エネルギー吸収部材28の左端部28aの前方、詳しくは、前記バンパーフェイスの左端部の前方に比較的大きな空間70を確保することができる。
左蓋部材38は、前面38aおよび上下の面38b,38cで略コ字状に形成され(図6(b)参照)、前面38aが車体中央側から車体外側に向けて車体後方に傾斜状に形成されている。
この左蓋部材38で、図6(b)に示すように、脆弱部29の開口を塞ぐことで、脆弱部29の強度を調整することができる。
これにより、エネルギー吸収部材28の全域にわたってエネルギーを均一に吸収することができる。
なお、前記バンパーフェイスの左端部の前方に比較的大きな空間70を確保した理由については図7で詳しく説明する。
(a)に示すように、バンパービーム27は、車幅方向の中央部27d(図2参照)が、鉛直に配置された前壁部91と、前壁部91の上半部に設けられた上コ字状部材92と、前壁部91の下半部に設けられた下コ字状部材93とを備えている。
前壁部91は、上端部近傍に後方に突出した上リブ91aが形成され、下端部近傍に後方に突出した下リブ91bが形成されている。
以下、上稜線部98を「上高強度部(高強度部)」と称し、上中央稜線部99を「上中央高強度部(高強度部)」と称す。
以下、下稜線部105を「下高強度部(高強度部)」と称し、下中央稜線部106を「下中央高強度部(高強度部)」と称す。
よって、バンパービーム27の後半部27eに上高強度部98、上中央高強度部99、下高強度部105および下中央高強度部106が設けられている。
よって、後半部27eのうち、左端部27aに対応する端部後半部27gにも上高強度部98、上中央高強度部99、下高強度部105および下中央高強度部106が設けられている。
また、左端部27aの端部後半部27gのうち、図3に示すように、車幅方向の内側に内側衝撃吸収部62の内前取付片67が接合されている。
これにより、内外側の衝撃吸収部62,63を、高強度部98,99,105,106を有する端部後半部27gで強固に一体化させることができる。
また、図2に示すエネルギー吸収部材28の右端部28bは、左端部28aと左右対称の部位であり、右端部28bの説明を省略する。
なお、内外側の衝撃吸収部62,63を後半部27eで支持した理由については図9〜図10で詳しく説明する。
図7は本発明に係る車体前部構造のエネルギー吸収部材の左端部の前方に比較的大きな空間を確保した状態を示す図である。
バンパービーム27の左端部27aが車体側へ向けて曲げられ、左端部27aの前面に脆弱部29が形成されている。
バンパービーム27の前面にエネルギー吸収部材28を設けることで、左端部28aが脆弱部29に沿って配置される。
これにより、エネルギー吸収部材28の左端部28aの前方、詳しくは、前記バンパーフェイスの左端部の前方に比較的大きな空間70を確保することができる。
したがって、車両前部(バンパーフェイス)82の左前角部82aを比較的大きな湾曲状に形成することができ、車両の意匠性を一層高めることができる。
図8(a),(b)は本発明に係る衝撃吸収構造でオフセット低速衝突の衝突エネルギーを吸収する例を説明する図である。
(a)において、相手車両85が衝撃吸収構造20に対して左側にずれてエネルギー吸収部材28の左端部28aにオフセット衝突(オフセット軽衝突)する。
具体的には、内側衝撃吸収部62に矢印Aの如く衝撃荷重が伝わり、外側衝撃吸収部63に矢印Bの如く衝撃荷重が伝わる。
残りの衝撃荷重を左衝撃吸収ユニット25(内側衝撃吸収部62および外側衝撃吸収部63)を潰すことで吸収する。
よって、オフセット軽衝突後に、エネルギー吸収部材28、バンパービーム27および左衝撃吸収ユニット25をボルト68…を外して交換するという簡単な修理で対応することができる。
すなわち、車体前部構造10の全面に相手車両85が衝突した場合、まず、図2に示すエネルギー吸収部材28が変形して衝撃荷重の一部を吸収する。
つぎに、車体前方に向けて湾曲しているバンパービーム27の中央部27d(図2参照)が車体後方に向けて変形して残りの衝撃荷重の一部を吸収する。そして、バンパービーム27が左右の内側衝撃吸収部62,62の間に押し込まれる。
この状態で、バンパービーム27が車幅方向に対して略平行な直線状に変形し、バンパービーム27の左右の脆弱部29,29の潰れ残りをなくすことができる。
これにより、衝撃荷重を吸収するための有効ストロークを大きく確保することができ、車体前部が短い車両の衝撃吸収構造に有効に適用することができる。
図9(a),(b)は本発明に係る車体前部構造にオフセット高速衝突する例を説明する図である。
(a)において、相手車両85が衝撃吸収構造20に対して左側にずれてエネルギー吸収部材28の左端部28aにオフセット衝突(オフセット高速衝突)する。
バンパービーム27の左端部27aが変形することで、左端部27aに車体中心側に向けて矢印Cの如く衝撃荷重が作用する。
この衝撃荷重が内側衝撃吸収部62を介して左フロントサイドフレーム11に作用し、左フロントサイドフレーム11を矢印Dの如く曲げ変形させようとする。
よって、高強度部98,99,105,106を有する端部後半部27gで、内外側の衝撃吸収部62,63が強固に一体化されている。
これにより、左フロントサイドフレーム11を矢印Dの如く曲げ変形させることを阻止できる。
さらに、内側衝撃吸収部62に伝わった衝撃荷重が左フロントサイドフレーム11に矢印Gの如く伝わり、外側衝撃吸収部63に伝わった衝撃荷重が左アッパメンバー15に矢印Hの如く伝わる。
左フロントサイドフレーム11を矢印D(図9(b)参照)の如く曲げ変形を防ぐことで、左フロントサイドフレーム11を良好に変形(すなわち、潰すように良好に変形)することができる。
これにより、左フロントサイドフレーム11の略中央部11bを略く字状に変形させて衝撃荷重を良好に吸収することができる。
これにより、左フロントサイドフレーム11の変形量を十分に確保して、エンジンルーム86の後方の車室内が変形することを抑えることができる。
Claims (2)
- 車体前後方向にフロントサイドフレーム(11,12)を延ばし、前記フロントサイドフレームの上側後方にフロントピラー(13,14)を設け、前記フロントピラーから前方に向けてアッパメンバー(15,16)を延ばすとともに、前記アッパメンバーを前記フロントサイドフレームの外側に配置し、それぞれの前端部に内外側の衝撃吸収部(62,63)を内側と外側とに設け、前記内外側の衝撃吸収部の前端部にバンパービーム(27)を設けた車体前部構造(10)において、
前記バンパービームは、
鉛直に配置された前壁部(91)と、前記前壁部の上半部に設けられた上コ字状部材(92)と、前記前壁部の下半部に設けられた下コ字状部材(93)とを備え、
前記上コ字状部材は、
前記前壁部の上端部から後方に向けて折り曲げられた上部(94)と、前記上部の後端部から下方に向けて折り曲げられた上後壁部(95)と、前記上後壁部の下端部から前方に向けて折り曲げられた上中央部(96)と、前記上中央部の前端部から下方に折り曲げられて前記前壁部の中央部に接合された上接合片(97)とを備え、
前記上部の後端部および前記上後壁部の上端部で高強度部となる上稜線部(98)が形成され、前記上後壁部の下端部および前記上中央部の後端部で高強度部となる上中央稜線部(99)が形成され、
前記下コ字状部材は、
前記前壁部の下端部から後方に向けて折り曲げられた下部(101)と、前記下部の後端部から上方に向けて折り曲げられた下後壁部(102)と、前記下後壁部の上端部から前方に向けて折り曲げられた下中央部(103)と、前記下中央部の前端部から上方に折り曲げられて前記前壁部の中央部に接合された下接合片(104)とを備え、
前記下部の後端部および前記下後壁部の下端部で高強度部となる下稜線部(105)が形成され、前記下後壁部の上端部および前記下中央部の後端部で高強度部となる下中央稜線部(106)が形成され、
前記上稜線部、前記上中央稜線部、前記下稜線部および前記下中央稜線部の高強度部が前記バンパービームの後半部(27e)に設けられ、
前記バンパービームの左右の端部(27a、27b)が車体側へ向けて曲げられ、
前記左右の端部において、前記内側衝撃吸収部に相当する部位から外側にわたり、前記バンパービームの前半部(27f)を除去することで脆弱部(29)が形成され、
前記バンパービームの前記後半部のうち、前記左右の端部に対応する端部後半部(27g)に前記高強度部が設けられ、
前記高強度部が設けられた前記端部後半部が前記内外側の衝撃吸収部で支持されたことを特徴とする車体前部構造。 - 前記左右の端部の前部において、前記バンパービームの前記前半部を除去することで形成された前記脆弱部の開口を蓋部材で塞いだことを特徴とする請求項1記載の車体前部構造。
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