JP5692191B2 - 車体前部構造 - Google Patents

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Description

本発明は、車体前部構造に関する。
特許文献1には、車両前後方向に延びるフロントサイドフレームと、車両前後方向に離間する前側連結部及び後側連結部にてフロントサイドフレームに連結されたサブフレームとを備えた車体前部構造が記載されている。
この特許文献1に記載の車体前部構造において、フロントサイドフレームは、サブフレームよりも車両前側の前部変形部、サブフレームと連結される前側連結部及び後側連結部の間の中央部変形部、及び、後側連結部よりも車両後側の後部変形部を有している。このフロントサイドフレームにおける車両前後方向の耐力は、前部変形部、中央部変形部、後側変形部の順に高くなるように設定されている。
この車体前部構造によれば、車両が前面衝突やオフセット衝突した場合におけるフロントサイドフレームの変形量が車両後側に向かうほど小さくなるので、前面衝突やオフセット衝突によってキャビンに及ぶ影響を低減することが可能である。
特開2009−255883号公報 特開2006−240322号公報 特開2005−67347号公報
しかしながら、上述の車体前部構造では、前面衝突やオフセット衝突時におけるフロントサイドフレームの車両後側への変形量が小さいので、このフロントサイドフレームの前端の車両後側への変形ストロークを大きくすることが困難である。
また、この種の車体前部構造では、例えば車両同士がすれ違うような微小ラップ衝突時においても、フロントサイドフレームの前端の車両後側への変形ストロークを確保することが望まれる。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、前面衝突、オフセット衝突、及び、微小ラップ衝突時におけるフロントサイドメンバの前端の車両後側への変形ストロークを確保できる車体前部構造を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、請求項1に記載の車体前部構造は、車両前後方向に延びるフロントサイドメンバと、前記フロントサイドメンバにおける前端部よりも車両後側の部分に形成され車両前後方向に離間する前側取付部及び後側取付部に連結されたサスペンションメンバと、前記フロントサイドメンバにおける前記前端部と前記前側取付部との間の部分に固定されたスタビライザブラケットと、前記前端部における車両幅方向外側の側壁部に結合されて、前記前端部に対して車両幅方向外側に突出すると共に、前記フロントサイドメンバにおける車両前後方向の耐力を、前記前側取付部及び前記後側取付部の間の部分よりも前記前端部において高くする補強部材と、を備えている。
この車体前部構造において、フロントサイドメンバの前端部(前端側の部分)における車両幅方向外側の側壁部には、補強部材が結合されている。この補強部材は、フロントサイドメンバの前端部に対して車両幅方向外側に突出している。従って、微小ラップ衝突時には、バリア(衝突体)とのラップ代が確保されるので、この補強部材を介してフロントサイドメンバに衝突荷重を伝達することができる。
また、この補強部材は、上述のようにフロントサイドメンバの前端部に結合されることにより、フロントサイドメンバにおける車両前後方向の耐力を、前側取付部及び後側取付部の間の部分よりも前端部において高くしている。従って、微小ラップ衝突時にフロントサイドメンバでは、前側取付部及び後側取付部の間の部分が変形するので、前側取付部からサスペンションメンバを脱落させることができる。これにより、サスペンションメンバが潰れ残ることを抑制することができるので、フロントサイドメンバにおける前側取付部及び後側取付部の間の部分の車両後側への変形量が確保される。
さらに、スタビライザブラケットは、フロントサイドメンバにおける前端部と前側取付部との間の部分に固定されている。従って、フロントサイドメンバの前端部に結合された補強部材に対してスタビライザブラケットが車両後側にずれているので、微小ラップ衝突時には、補強部材及びスタビライザブラケットの間においてフロントサイドメンバが車両幅方向内側に折れる。これにより、フロントサイドメンバにおける補強部材及びスタビライザブラケットが設けられた部分の車両後側への変形量が確保される。
このように、この車体前部構造によれば、微小ラップ衝突時には、フロントサイドメンバの車両後側への変形量が確保されるので、フロントサイドメンバの前端の車両後側への変形ストロークを確保することができる。
また、前面衝突やオフセット衝突時においても、上述の微小ラップ衝突時と同様に、フロントサイドメンバでは、前側取付部及び後側取付部の間の部分と、補強部材及びスタビライザブラケットが設けられた部分とが変形することで、このフロントサイドメンバの車両後側への変形量が確保される。従って、前面衝突やオフセット衝突時においても、フロントサイドメンバの前端の車両後側への変形ストロークを確保することができる。
請求項2に記載の車体前部構造は、請求項1に記載の車体前部構造において、前記補強部材が、車両前後方向及び車両上下方向に延在する前壁部と、車両後側に向かうに従って車両幅方向内側へ向かうように車両前後方向に対して傾斜し、前記前壁部における車両幅方向外側の端部と前記前端部における車両幅方向外側の側壁部との間に形成された傾斜壁部とを有する構成とされている。
この車体前部構造によれば、補強部材は、車両前後方向及び車両上下方向に延在する前壁部を有している。従って、微小ラップ衝突時には、補強部材の前壁部にバリアから効率良く衝突荷重が入力されるので、バリアからフロントサイドメンバへの荷重伝達効率を向上させることができる。
また、この前壁部における車両幅方向外側の端部とフロントサイドメンバの前端部における車両幅方向外側の側壁部との間には、車両後側に向かうに従って車両幅方向内側へ向かうように車両前後方向に対して傾斜する傾斜壁部が形成されている。従って、この傾斜壁部を伝わる衝突荷重により、補強部材及びスタビライザブラケットの間においてフロントサイドメンバに車両幅方向内側への分力が作用するので、このフロントサイドメンバを車両幅方向内側に効率良く折ることができる。
請求項3に記載の車体前部構造は、請求項1又は請求項2に記載の車体前部構造において、前記フロントサイドメンバが車体前部に搭載されたパワーユニットの車両幅方向外側に配置された構成とされている。
この車体前部構造によれば、フロントサイドメンバは、車体前部に搭載されたパワーユニットの車両幅方向外側に配置されている。従って、上述のように、微小ラップ衝突時に、補強部材及びスタビライザブラケットの間においてフロントサイドメンバが車両幅方向内側に折れた場合には、このフロントサイドメンバの折れ部がパワーユニットと干渉する。これにより、折れ部に対してパワーユニットから反力が作用するので、微小ラップ衝突時に車体に対して横力を発生させることができる。
以上詳述したように、本発明によれば、前面衝突、オフセット衝突、及び、微小ラップ衝突時におけるフロントサイドメンバの前端の車両後側への変形ストロークを確保することができる。
本発明の一実施形態に係る車体前部構造の平面図である。 図1に示される車体前部構造の側面図である。 図1に示されるフロントサイドメンバの前端部及び補強部材の斜視図である。 図1に示される車体前部構造が適用された車両に微小ラップ衝突が生じた状態を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る車体前部構造の第一変形例を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る車体前部構造の第二変形例を示す平面図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。
なお、以下に説明する各図において、矢印FR、矢印OUT、矢印UPは、車両前後方向前側、車両幅方向外側(車両左側)、車両上下方向上側をそれぞれ示している。
図1に示されるように、本発明の一実施形態に係る車体前部構造10は、フロントサイドメンバ12と、サスペンションメンバ14と、バンパリインフォースメント16と、クラッシュボックス18と、スタビライザブラケット20と、補強部材22とを備えている。図1では、車体前部構造10の左側半分のみが示されているが、この車体前部構造10は左右対称に構成されている。
フロントサイドメンバ12は、鋼材又はアルミニウム合金等の軽合金により形成されている。このフロントサイドメンバ12は、車体前部に搭載されたパワーユニット24の車両幅方向外側に配置されており、車両前後方向に延びている。パワーユニット24は、エンジンや走行用モータによって構成されているか、又は、エンジン及び走行用モータが組み合わされた構成とされている。
図2に示されるように、フロントサイドメンバ12の前部12A及び後部12Bは、水平に延びている。この前部12Aと後部12Bとの間の部分は、キック部12Cとされており、このキック部12Cは、車両後側に向かうに従って車両下側に向かうように傾斜している。このキック部12C及び後部12Bは、車両上側に開口する断面ハット状に形成されており、図示しないフロアパネルに車両下側から結合されて、このフロアパネルと共に閉断面44を形成する。
フロントサイドメンバ12の前部12Aは、図3に示されるように、サイドメンバインナ26とサイドメンバアウタ28によって構成されている。サイドメンバインナ26は、車両幅方向外側に開口する断面ハット状に形成されている。このサイドメンバインナ26は、車両上下方向に対向する上壁部30及び下壁部32と、この上壁部30及び下壁部32における車両幅方向内側の端部を連結する側壁部34と、上壁部30及び下壁部32における車両幅方向外側の端部から車両上側及び下側にそれぞれ延びる上側フランジ36及び下側フランジ38とを有している。
サイドメンバアウタ28は、平板状に形成されており、車両幅方向を板厚方向として配置されている。このサイドメンバアウタ28の上端部40は、上側フランジ36と重ね合わされた状態で溶接により結合されており、サイドメンバアウタ28の下端部42は、下側フランジ38と重ね合わされた状態で溶接により結合されている。そして、このサイドメンバアウタ28は、サイドメンバインナ26とで閉断面44を形成している。
サスペンションメンバ14は、図2に示されるサスペンションアーム46を支持するものである。フロントサイドメンバ12における前端部12Dよりも車両後側の部分には、車両前後方向に離間する前側取付部48及び後側取付部50が形成されており、このサスペンションメンバ14は、ボルト52,54や、図示しないナット及びゴムブッシュ等を介して、この前側取付部48及び後側取付部50に連結されている。また、サスペンションアーム46の後端部には、スリーブ56が形成されており、このスリーブ56は、サスペンションメンバ14及び後側取付部50と共締めされている。
バンパリインフォースメント16は、フロントサイドメンバ12よりも車両前側に配置されており、車両幅方向に延びている。このバンパリインフォースメント16における車両幅方向外側の部分16Aは、フロントサイドメンバ12よりも車両幅方向外側に突出している。
クラッシュボックス18は、バンパリインフォースメント16とフロントサイドメンバ12との間に配置されている。クラッシュボックス18の前端は、バンパリインフォースメント16に車両後側から結合されている。一方、クラッシュボックス18の後端には、車両前後方向を板厚方向とする後側フランジ58が形成されている。この後側フランジ58は、フロントサイドメンバ12の前端12D1に車両前後方向を板厚方向として形成された前側フランジ60と重ね合わされた状態で結合されている。そして、このようにして、バンパリインフォースメント16は、クラッシュボックス18を介してフロントサイドメンバ12の前端12D1に固定されている。
スタビライザブラケット20は、フロントサイドメンバ12における前端部12Dと前側取付部48との間の部分に固定されており、車両幅方向に延びるスタビライザ62を支持している。スタビライザ62は、フロントサイドメンバ12の車両下側に配置されると共に、前輪のドライブシャフト64よりも車両前側且つ上側に位置している。
また、スタビライザブラケット20は、下壁部66と、この下壁部66における車両幅方向内側の端部から車両上側に延びる側壁部68とを有しており、車両正面視にて概略L字状に形成されている。下壁部66は、上述のフロントサイドメンバ12の下壁部32に車両下側から重ね合わされた状態で溶接により結合されており、側壁部68は、このフロントサイドメンバ12の側壁部34に車両幅方向内側から重ね合わされた状態で溶接により結合されている。下壁部66には、スタビライザ62を回動可能に支持する金具70が取り付けられている。
補強部材22は、図3に示されるように、上壁部72、下壁部74、傾斜壁部76、前壁部78、上側フランジ80,82、及び、下側フランジ84,86を有している。上壁部72及び下壁部74は、車両上下方向に対向している。この上壁部72及び下壁部74は、上述のフロントサイドメンバ12における上壁部30及び下壁部32と車両上下方向の位置がそれぞれ略一致している。
この上壁部72及び下壁部74は、それぞれ平面視にて三角形状に形成されている。この上壁部72及び下壁部74における車両前側の辺部72A,74Aは、車両幅方向に沿って延びており、この上壁部72及び下壁部74における車両幅方向内側の辺部72B,74Bは、車両前後方向に沿って延びている。また、この上壁部72及び下壁部74における車両幅方向外側の辺部72C,74Cは、車両後側に向かうに従って車両幅方向内側に向かうように車両前後方向に対して傾斜している。
傾斜壁部76は、車両上下方向に延びており、上壁部72及び下壁部74における車両幅方向外側の辺部72C,74C同士を連結している。この傾斜壁部76は、車両後側に向かうに従って車両幅方向内側に向かうように車両前後方向に対して傾斜している。前壁部78は、傾斜壁部76における車両前側の端部に接続されており、この傾斜壁部76に対して車両幅方向内側に折り曲げられている。そして、この前壁部78は、車両前後方向を板厚方向として配置されている(車両前後方向及び車両上下方向に延在している)。この前壁部78の前面78Aは、クラッシュボックス18の後端とフロントサイドメンバ12の前端との結合面と車両前後方向の位置が略一致されている。
上側フランジ80は、上壁部72における車両幅方向内側の辺部72Bから車両上側に延びており、下側フランジ84は、下壁部74における車両幅方向内側の辺部74Bから車両下側に延びている。また、上側フランジ82は、上壁部72における車両前側の辺部72Aから車両上側に延びており、下側フランジ86は、下壁部74における車両前側の辺部74Aから車両下側に延びている。この上側フランジ82及び下側フランジ86は、前壁部78における上端部88及び下端部90に車両後側から重ね合わされた状態で溶接により結合されている。
また、上述の上側フランジ80は、上述のサイドメンバアウタ28の上端部40に車両幅方向外側から重ね合わされており、このサイドメンバアウタ28の上端部40及びサイドメンバインナ26の上側フランジ36と三枚重ねされた状態で溶接により結合されている。同様に、下側フランジ84は、上述のサイドメンバアウタ28の下端部42に車両幅方向外側から重ね合わされており、このサイドメンバアウタ28の下端部42及びサイドメンバインナ26の下側フランジ38と三枚重ねされた状態で溶接により結合されている。そして、これにより、フロントサイドメンバ12(前部12A)の前端部12Dにおける車両幅方向外側の側壁部(サイドメンバアウタ28の前端部)に補強部材22が結合されている。
この補強部材22は、スタビライザブラケット20よりも車両前側に位置しており、スタビライザブラケット20との間に隙間を有している。また、この補強部材22は、前端部12Dに対して車両幅方向外側に突出している。そして、この補強部材22は、フロントサイドメンバ12の前端部12D(前端12D1側の部分)に結合されることにより、このフロントサイドメンバ12における車両前後方向の耐力を、前側取付部48及び後側取付部50の間の部分よりも前端部12Dにおいて高くしている。
つまり、フロントサイドメンバ12において、補強部材22が設けられた領域を第一領域A1とし、スタビライザブラケット20が設けられた領域を第二領域A2とし、前側取付部48及び後側取付部50の間の領域を第三領域A3とした場合に、第一領域A1は、第三領域A3よりも車両前後方向の耐力が高くなっている。また、第二領域A2は、第一領域A1よりも車両前後方向の耐力が高くなっている。
なお、第二領域A2と第三領域A3との間の領域を第四領域A4とすると、第四領域A4は、第一領域A1及び第二領域A2よりも車両前後方向の耐力が低く、第三領域A3と同等の車両前後方向の耐力を有している。また、クラッシュボックス18は、第三領域A3及び第四領域A4よりも車両前後方向の耐力が低く設定されている。
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
以上詳述したように、本実施形態に係る車体前部構造10によれば、フロントサイドメンバ12の前端部12Dにおける車両幅方向外側の側壁部(サイドメンバアウタ28の前端部)には、補強部材22が結合されている。この補強部材22は、フロントサイドメンバ12の前端部12Dに対して車両幅方向外側に突出している。従って、微小ラップ衝突時には、バリア(衝突体)とのラップ代が確保されるので、この補強部材22を介してフロントサイドメンバ12に衝突荷重を伝達することができる。
また、この補強部材22は、上述のようにフロントサイドメンバ12の前端部12Dに結合されることにより、フロントサイドメンバ12における車両前後方向の耐力を、前側取付部48及び後側取付部50の間の部分よりも前端部12Dにおいて高くしている。従って、微小ラップ衝突時にフロントサイドメンバ12では、前側取付部48及び後側取付部50の間の部分が変形するので、ボルト52が破断する等により前側取付部48からサスペンションメンバ14を脱落させることができる。これにより、サスペンションメンバ14が潰れ残ることを抑制することができるので、フロントサイドメンバ12における前側取付部48及び後側取付部50の間の部分の車両後側への変形量が確保される。
さらに、スタビライザブラケット20は、フロントサイドメンバ12における前端部12Dと前側取付部48との間の部分に固定されている。従って、フロントサイドメンバ12の前端部12Dに結合された補強部材22に対してスタビライザブラケット20が車両後側にずれているので、微小ラップ衝突時には、図4に示されるように、補強部材22及びスタビライザブラケット20の間においてフロントサイドメンバ12が車両幅方向内側に折れる。これにより、フロントサイドメンバ12における補強部材22及びスタビライザブラケット20が設けられた部分の車両後側への変形量が確保される。
このように、この車体前部構造10によれば、微小ラップ衝突時には、フロントサイドメンバ12の車両後側への変形量が確保されるので、フロントサイドメンバ12の前端12D1の車両後側への変形ストロークを確保することができる。これにより、微小ラップ衝突時におけるエネルギ吸収性能を確保することができる。
また、前面衝突やオフセット衝突時においても、上述の微小ラップ衝突時と同様に、フロントサイドメンバ12では、前側取付部48及び後側取付部50の間の部分と、補強部材22及びスタビライザブラケット20が設けられた部分とが変形することで、このフロントサイドメンバ12の車両後側への変形量が確保される。従って、前面衝突やオフセット衝突時においても、フロントサイドメンバ12の前端12D1の車両後側への変形ストロークを確保することができる。これにより、前面衝突やオフセット衝突時におけるエネルギ吸収性能も確保することができる。
しかも、フロントサイドメンバ12は、車体前部に搭載されたパワーユニット24の車両幅方向外側に配置されている。従って、上述のように、微小ラップ衝突時に、補強部材22及びスタビライザブラケット20の間においてフロントサイドメンバ12が車両幅方向内側に折れた場合には、このフロントサイドメンバ12の折れ部92がパワーユニット24と干渉する。これにより、折れ部92に対してパワーユニット24から反力が作用するので、微小ラップ衝突時に車体に対して横力を発生させることができる。
また、補強部材22は、車両前後方向及び車両上下方向に延在する前壁部78を有している。従って、微小ラップ衝突時には、補強部材22の前壁部78にバリアから効率良く衝突荷重が入力されるので、バリアからフロントサイドメンバ12への荷重伝達効率を向上させることができる。
また、この前壁部78における車両幅方向外側の端部とフロントサイドメンバ12の前端部12Dにおける車両幅方向外側の側壁部(サイドメンバアウタ28の前端部)との間には、車両後側に向かうに従って車両幅方向内側へ向かうように車両前後方向に対して傾斜する傾斜壁部76が形成されている。従って、この傾斜壁部76を伝わる衝突荷重により、補強部材22及びスタビライザブラケット20の間においてフロントサイドメンバ12に車両幅方向内側への分力が作用するので、このフロントサイドメンバ12を車両幅方向内側に効率良く折ることができる。
また、この車体前部構造10によれば、フロントサイドメンバ12の前端部12Dに補強部材22を追加しただけであるので、車体の軽量化を図ることができる。
次に、本実施形態の変形例について説明する。
本実施形態では、図5に示されるように、クラッシュボックス18の後側フランジ58とフロントサイドメンバ12の前側フランジ60との間にプレート118が介在されると共に、このプレート118に車両幅方向外側に延出する延出部120が形成され、この延出部120に補強部材22の前壁部78が結合されていても良い。このように構成されていると、フロントサイドメンバ12の前端部12Dに対する補強部材22の取付剛性を高めることができる。
また、本実施形態では、上述のように、フロントサイドメンバ12の前端部12Dを補強するために、専用の補強部材22が用いられていた。ところが、例えば、図6に示されるように、エンジンコンパートメント内に搭載される部品を取り付けるための取付部材102が補強部材として用いられていても良い。そして、この取付部材102により、フロントサイドメンバ12における車両前後方向の耐力が、前側取付部48及び後側取付部50の間の部分よりも前端部12Dにおいて高くなっていても良い。このような補強部材として機能する取付部材102が用いられていても、上記と同様の作用及び効果を奏する。
なお、この取付部材102においても、車両前後方向及び車両上下方向に延在する前壁部108が形成されていると好適である。このように構成されていると、微小ラップ衝突時には、この前壁部108にバリアから効率良く衝突荷重が入力されるので、バリアからフロントサイドメンバ12への荷重伝達効率を向上させることができる。
また、フロントサイドメンバ12の前端12D1に形成された前側フランジ60に車両幅方向に延出する延出部104が形成され、この延出部104に取付部材102の前壁部108がボルト109及びナット110により結合されても良い。また、取付部材102の後端に車両後側に延びるフランジ112が形成され、このフランジ112がフロントサイドメンバ12の前端部12Dにおける車両幅方向外側の側壁部(サイドメンバアウタ28の前端部)にボルト115及びナット116により結合されても良い。このように構成されていると、取付部材102のフロントサイドメンバ12への取付強度を確保することができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
10 車体前部構造
12 フロントサイドメンバ
12D 前端部
14 サスペンションメンバ
20 スタビライザブラケット
22 補強部材
24 パワーユニット
48 前側取付部
50 後側取付部
76 傾斜壁部
78 前壁部
102 取付部材(補強部材の一例)
108 前壁部

Claims (3)

  1. 車両前後方向に延びるフロントサイドメンバと、
    前記フロントサイドメンバにおける前端部よりも車両後側の部分に形成され車両前後方向に離間する前側取付部及び後側取付部に連結されたサスペンションメンバと、
    前記フロントサイドメンバにおける前記前端部と前記前側取付部との間の部分に固定されたスタビライザブラケットと、
    前記前端部における車両幅方向外側の側壁部に結合されて、前記前端部に対して車両幅方向外側に突出すると共に、前記フロントサイドメンバにおける車両前後方向の耐力を、前記前側取付部及び前記後側取付部の間の部分よりも前記前端部において高くする補強部材と、
    を備えた車体前部構造。
  2. 前記補強部材は、
    車両前後方向及び車両上下方向に延在する前壁部と、
    車両後側に向かうに従って車両幅方向内側へ向かうように車両前後方向に対して傾斜し、前記前壁部における車両幅方向外側の端部と前記前端部における車両幅方向外側の側壁部との間に形成された傾斜壁部とを有している、
    請求項1に記載の車体前部構造。
  3. 前記フロントサイドメンバは、車体前部に搭載されたパワーユニットの車両幅方向外側に配置されている、
    請求項1又は請求項2に記載の車体前部構造。
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