JP5776885B2 - 車両の車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の車体前部構造に係わり、特に、衝撃吸収機能を有するサイドフレームを備えた車両の車体前部構造に関する。

従来、車両の前方衝突時、衝突した障害物の衝突エネルギを主にサイドフレームで吸収するようにした車体前部構造が知られている。

特許文献１には、車両前方からバンパレインフォース及びサイドフレームに衝突荷重が入力されたとき、その衝突初期において、前輪を後方移動させてサイドシルに干渉させることにより、衝突荷重を車体骨格部材に分散させるようにした車体前部構造が開示されている。

特開２００３−１８２６４３号公報

しかしながら、上述した従来の構造では、電柱や標識などのポール状の障害物が、サイドフレームに対して車幅方向外方にずれた位置で前方から衝突し、ポール状の障害物がサイドフレームとフロントタイヤとの間に侵入するような衝突形態の場合、衝撃エネルギはサイドフレームで有効に吸収されない、という問題があった。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、ポール状の障害物が車両前方からサイドフレームに対して車幅方向外方にずれた位置で衝突しても、その衝突エネルギを効果的に吸収することが出来る車両の車体前部構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、車両のダッシュパネルの車体前方側に設けられた左右一対のサイドフレームと、サイドフレームの前端にそれぞれ接続されたクラッシュボックスと、クラッシュボックスの前端にその左右両端部が接続されクラッシュボックスを互いに連結するように車幅方向に延びるバンパービームと、ダッシュパネルの車体前方側に設けられ、車幅方向に延びるサスクロスメンバを有するサスペンションメンバと、サスクロスメンバに支持されたサスペンションアームと、サイドフレームの車幅方向外方に配置され、サスペンションアームに連結されたフロントタイヤと、を有する車両の車体前部構造であって、サイドフレームは、その側方部から車幅方向外方に向けて延びる第１突設部を有し、バンパービームは、その左右両側部からそれぞれ車幅方向外方に向けて延びるバンパービーム延設部を有し、バンパービーム延設部は、サイドフレームの第１突設部に向けて車体後方に延びる第２突設部を有し、サイドフレームには、衝突荷重を吸収するための折れ起点部が形成され、サイドフレームの第１突設部は、折れ起点部より車両前方側に設けられることを特徴としている。
このように構成された本発明においては、サイドフレームは、その側方部から車幅方向外方に向けて延びる第１突設部を有し、バンパービームは、その左右両側部からそれぞれ車幅方向外方に向けて延びるバンパービーム延設部を有し、バンパービーム延設部は、サイドフレームの第１突設部に向けて車体後方に向けて延びる第２突設部を有するので、ポール状の障害物がバンパービームから車幅方向外方に外れた位置で前方から車体に衝突する場合、その障害物をバンパービーム延設部に衝突させ、その衝突により、バンパービーム延設部及び第２突設部を後退させ、第２突設部を、その車体後方に設けられたサイドフレームの第１突設部に当接させることが出来る。このような当接により、バンパービーム延設部に加わった入力荷重を第２突設部及び第１突設部を介してサイドフレームに有効に伝達させることが出来る。従って、ポール状の障害物がバンパービームから車幅方向外方に外れた位置で車体に衝突し、ポール状の障害物がサイドフレームとフロントタイヤとの間に侵入するような衝突形態であっても、サイドフレームを効果的に変形させて、衝撃エネルギを有効に吸収することが出来る。
また、本発明においては、サイドフレームの第１突設部は、折れ起点部より車両前方側に設けられるので、第２突設部が第１突設部に当接することでサイドフレームに伝達される衝突荷重が、有効に、折れ起点部にも伝達され、これにより、サイドフレームを折れ起点部で効果的に変形させて、サイドフレームでより有効に衝突エネルギを吸収することが出来る。

また、本発明において、好ましくは、バンパービーム延設部の第２突設部は、正面視で、サイドフレームより車幅方向外方側且つフロントタイヤより車幅方向内方側に設けられる。
このように構成された本発明においては、バンパービーム延設部の第２突設部は、正面視で、サイドフレームより車幅方向外方側且つフロントタイヤより車幅方向内方側に設けられるので、障害物が、サイドフレームとフロントタイヤとの間の空間に対応する車体前方側の位置でバンパービーム延設部に前方から衝突した場合に、より効果的に、第２突設部を第１突設部に当接させることが出来る。

本発明によれば、ポール状の障害物が車両前方からサイドフレームに対して車幅方向外方にずれた位置で衝突しても、その衝突エネルギを効果的に吸収することが出来る。

本発明の実施形態による車両の車体前部構造を斜め前方且つ上方から見た斜視図である。 本発明の実施形態による車両の車体前部構造を車両側方から見た側面図である。 本発明の実施形態による車両の車体前部構造を車両上方側から見た平面図である。 本発明の実施形態による車両の車体前部構造における車体前方からの荷重入力時の変形状態をシミュレーションした結果の一例を示す車両上方側から見た平面図である。

次に、添付図面により、本発明の実施形態による車両の車体前部構造を説明する。
先ず、図１乃至図４により、本発明の実施形態が適用された車両の車体前部構造を説明する。図１は、本発明の実施形態による車両の車体前部構造を斜め前方且つ上方から見た斜視図であり、図２は、本発明の実施形態による車両の車体前部構造を車両側方から見た側面図であり、図３は、本発明の実施形態による車両の車体前部構造を車両上方側から見た平面図である。

先ず、図１乃至図３に示すように、符号１は、本発明の実施形態による車両の車体前部構造を示す。この車体前部構造１は、ダッシュパネル２の車体前方側で車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム４と、これらのフロントサイドフレーム４の前端にそれぞれ接続されたクラッシュボックス６と、これらのクラッシュボックス６に接続されたバンパービーム８とを備えている。バンパービーム８は、左右のクラッシュボックス６を互いに連結するように車幅方向に延び、その両端部８ａ、８ｂが、各々のクラッシュボックス６の前端に接続されている。フロントサイドフレーム４の後端は、各々、車室のフロアの下方側に取り付けられた車体前後方向に延びるフロアサイドフレーム１０の前端に接続され、ダッシュパネル２の下側の部分には、車幅方向の補強部材であるＮｏ．１クロスメンバ（図示せず）が取り付けられている。フロントサイドフレーム４には、サスタワー１２が設けられている。

ここで、フロントサイドフレーム４は、伝達される衝突荷重に対して所定の衝突エネルギ吸収特性が得られるようにその全体的な剛性が調整されている。その前後方向の中間部には、衝突荷重の伝達時にフロントサイドフレーム４の変形の起点となる折れ起点部４ａが形成されている。また、クラッシュボックス６は、衝突初期の衝突荷重或いは比較的低い衝突荷重を主に吸収するようにその剛性が調整されている。即ち、本実施形態では、後述するバンパービーム延長部材３０への障害物の衝突初期に、バンパービーム延長部材３０の内方端部３０ａ及びバンパービーム８の端部８ａ（８ｂ）を介してクラッシュボックス６に伝達される比較的小さい荷重により、クラッシュボックス６が車体前後方向に座屈或いはつぶれ変形するようにしている。

次に、車体前部構造１は、ダッシュパネル２の車体前方側に設けられたサスペンションメンバ（サブフレーム）１４を備える。サスペンションメンバ１４は、ダッシュパネル２の車体前方側で車体前後方向に延びる左右一対の前後方向メンバ１６と、これらの前後方向メンバ１６と一体に形成され、車幅方向に延びるサスクロスメンバ１８と、このサスクロスメンバ１８の車体前方側で車幅方向に延び、左右の前後方向メンバ１６を連結するフロントクロスメンバ２０とを有している。なお、サスクロスメンバ１８は、前後方向メンバ１６と別体で形成され、溶接やボルト締め等により、前後方向メンバ１６に取り付けられるようになっていても良い。

図２に示すように、前後方向メンバ１６の後端部は、ダッシュパネル２の下側の部分に接続され、前後方向メンバ１６の前端部は、車体上下方向に延びる連結部材２２を介してフロントサイドフレーム４の前端部に接続されている。また、図３に示すように、サスペンションメンバ１４は、サスタワー１２の下方の位置で、サスクロスメンバ１８から立設した連結部材２３を介してフロントサイドフレーム４に接続されている。

次に、図３に示すように、サスクロスメンバ１８には、サスペンションアーム２４の内方端部が揺動自在に接続されている。サスペンションアーム２４の外方端部は、フロントサイドフレーム４の車幅方向外方に配置されたフロントタイヤ２６のホイールキャリア（図示せず）に連結されている。

次に、図１乃至図３に示すように、本実施形態による車体前部構造１は、バンパービーム８の左右両側にそれぞれ設けられたバンパービーム延長部材（バンパービーム延設部）３０を備えている。これらのバンパービーム延長部材３０は、各々、その車幅方向の内方端部３０ａがバンパービーム８の両端部８ａ、８ｂに接続され、それらの左右両端部８ａ、８ｂから車幅方向外方に向けて延びている。本実施形態では、バンパービーム延長部材３０は、バンパービーム８と別体で形成され、その車幅方向の内方端部３０ａが、バンパービーム８の左右両端部８ａ、８ｂにスポット溶接等により取り付けられている。なお、このような取り付けは、ボルト締め等の機械的締結であってもよく、また、バンパービーム延長部材３０は、バンパービーム８と一体で成型されているようなものでも良い。

図１乃至図３に示すように、バンパービーム延長部材３０は、その高さ方向の寸法がほぼバンパービーム８の高さ寸法と同一に形成され、バンパービーム８と同様に、車体前方側の面が障害物を受ける面として形成されている。また、バンパービーム延長部材３０は、平面視で、車幅方向外方に向かうほど車体後方側に折れ曲がるように、全体的に湾曲した形状に形成されている。

図１及び図３に示すように、バンパービーム延長部材３０には、その車体後方側の面から車体後方側に向けて延びる後方突出部材（第２突設部）３２が設けられている。この後方突出部材３２は、その車体後方側に設けられた後述する側方突出部材３４に向けて所定長さ延びるように設けられている。後方突出部材３２のこの所定長さは、後方突出部材３２と側方突出部材３４との間に、衝突初期のクラッシュボックス６の変形を妨げず且つ衝突時にクラッシュボックス６が大きく変形したとき後方突出部材３２が側方突出部材３４に当接するような隙間が設けられるように設定される。

また、図３に示すように、後方突出部材３２は、図３中のＡの方向から見た正面視で、フロントタイヤ２６より車幅方向内方側且つフロントサイドフレーム４より車幅方向外方側に配置されている。なお、後方突出部材３２は、側方突出部材３４の剛性や大きさに応じて、図３中Ａ方向から見た正面視で、フロントタイヤ２６とオーバーラップする位置に配置されていても良い。

本実施形態では、後方突出部材３２は、バンパービーム延長部材３０と一体でプレス成形されている。後方突出部材３２の剛性は、後述するように衝突時に側方突出部材３４に当接したときにも、衝突荷重を有効に側方突出部材３４に伝達し得るように、即ち、衝突荷重でそれ自身が変形しにくいように調整されている。なお、後方突出部材３２は、バンパービーム延長部材３０と別体で形成され、スポット溶接やボルト締め等により、バンパービーム延長部材３０に取り付けられるようなものでも良い。

次に、図１乃至図３に示すように、フロントサイドフレーム４には、その側面から車幅方向外方に向けて延びる側方突出部材（第１突設部）３４が設けられている。この側方突出部材３４は、フロントサイドフレーム４の前端部に設けられている。また、図３に示すように、側方突出部材３４は、上述したフロントサイドフレーム４の折れ起点部４ａより前方の部分に設けられている。

側方突出部材３４の大きさ及び形状は、後方突出部材３２が衝突時に車体後方側に向けて後退したとき、その後方突出部材３２が当接するように設定されている。本実施形態では、側方突出部材３４は、フロントサイドフレーム４と別体で形成され、スポット溶接により、フロントサイドフレーム４に取り付けられている。側方突出部材３４の剛性は、衝突時に後方突出部材３２が側方突出部材３４に当接したとき、後方突出部材３２から伝達される衝突荷重を有効にフロントサイドフレーム４に伝達し得るように調整されている。なお、側方突出部材３４のフロントサイドフレーム４への取り付けは、ボルト締め等の機械的締結であってもよく、また、側方突出部材３４は、フロントサイドフレーム４と一体で成型されているようなものでも良い。

次に、本発明の実施形態による車両の車体前部構造の作用効果を説明する。
本実施形態では、フロントサイドフレーム４に、その側方部から車幅方向外方に向けて延びる側方突出部材３４が設けられており、バンパービーム延長部材３０には、その車体後方側に設けられた側方突出部材３４に向けて延びる後方突出部材３２が設けられているので、ポール状の障害物がバンパービーム８から車幅方向外方に外れた位置で前方から車体に衝突する場合、その障害物をバンパービーム延長部材３０に衝突させ、その衝突により、バンパービーム延長部材３０及び後方突出部材３２を後退させ、後方突出部材３２を、その車体後方に設けられたフロントサイドフレーム４の側方突出部材３４に当接させることが出来る。このような当接により、バンパービーム延長部材４０に加わった入力荷重を後方突出部材３２及び側方突出部材３４を介してフロントサイドフレーム４に有効に伝達させることが出来る。従って、ポール状の障害物がバンパービーム８から車幅方向外方に外れた位置で車体に衝突しても、フロントサイドフレーム４を効果的に変形させて、衝撃エネルギを有効に吸収することが出来る。

また、本実施形態では、バンパービーム延長部材３０の後方突出部材３２は、正面視で、フロントサイドフレーム４より車幅方向外方側且つフロントタイヤ２６より車幅方向内方側に設けられているので、障害物が、フロントサイドフレーム４とフロントタイヤ２６との間の空間に対応する車体前方側の位置でバンパービーム延長部材３０に前方から衝突した場合に、より効果的に、後方突出部材３２を側方突出部材３４に当接させることが出来る。

また、本実施形態では、フロントサイドフレーム４の側方突出部材３４は、衝突荷重を吸収するための折れ起点部４ａより車両前方側に設けられているので、後方突出部材３２が側方突出部材３４に当接することでフロントサイドフレーム４に伝達される衝突荷重が、有効に、折れ起点部４ａにも伝達され、これにより、フロントサイドフレーム４を折れ起点部４ａで効果的に変形させて、より有効に衝突エネルギを吸収することが出来る。

次に、図４により、本発明の実施形態による車両の車体前部構造の衝突時の変形状態の一例を説明する。図４は、本発明の実施形態による車両の車体前部構造における車体前方からの荷重入力時の変形状態をシミュレーションした結果の一例を示す車両上方側から見た平面図である。
ポール状の障害物Ｐが、図４に示すようなバンパービーム８から車幅方向に外れた位置、即ち、フロントサイドフレーム４とフロントタイヤ２６との間の空間に対応する車体前方側の位置で前方から衝突した場合、障害物Ｐがバンパービーム延長部材３０に衝突し、その衝突により、バンパービーム延長部材３０が車体後方に向けて後退すると共に、バンパービーム延長部材３０の内方端部３０ａ及びバンパービーム８の端部８ａ（８ｂ）を介して衝突荷重が伝達されたクラッシュボックス６がその前後方向長さにわたり全体的に潰れる。そして、図４に示すように、バンパービーム延長部材３０の後退により、後方突出部材３２の後端部が側方突出部材３４に当接する。このような当接により、バンパービーム延長部材３０に衝突した障害物Ｐの衝突エネルギが、後方突出部材３２及び側方突出部材３４を介して、フロントサイドフレーム４に有効に伝達され、図４に示すように、フロントサイドフレーム４は、側方突出部材３４を設けた位置の後方側の部分が大きく変形すると共に、折れ起点部４ａで折れ曲がるように変形している。

１ 車体前部構造
２ ダッシュパネル
４ フロントサイドフレーム（サイドフレーム）
６ クラッシュボックス／クラッシュカン
８ バンパービーム
８ａ、８ｂ バンパービームの左右端部
１４ サスペンションメンバ／サブフレーム
１６ サスペンションメンバの前後方向メンバ
１８ サスペンションメンバのサスクロスメンバ
２４ サスペンションアーム
２６ フロントタイヤ
３０ バンパービーム延長部材（バンパービーム延設部）
３２ バンパービーム延長部材の後方突出部材（第２突設部）
３４ フロントサイドフレームの側方突出部材（第１突設部）

Claims (2)

1. 車両のダッシュパネルの車体前方側に設けられた左右一対のサイドフレームと、
   上記サイドフレームの前端にそれぞれ接続されたクラッシュボックスと、
   上記クラッシュボックスの前端にその左右両端部が接続され上記クラッシュボックスを互いに連結するように車幅方向に延びるバンパービームと、
   上記ダッシュパネルの車体前方側に設けられ、車幅方向に延びるサスクロスメンバを有するサスペンションメンバと、
   上記サスクロスメンバに支持されたサスペンションアームと、
   上記サイドフレームの車幅方向外方に配置され、上記サスペンションアームに連結されたフロントタイヤと、を有する車両の車体前部構造であって、
   上記サイドフレームは、その側方部から車幅方向外方に向けて延びる第１突設部を有し、
   上記バンパービームは、その左右両側部からそれぞれ車幅方向外方に向けて延びるバンパービーム延設部を有し、
   上記バンパービーム延設部は、上記サイドフレームの第１突設部に向けて車体後方に延びる第２突設部を有し、
   上記サイドフレームには、衝突荷重を吸収するための折れ起点部が形成され、
   上記サイドフレームの第１突設部は、上記折れ起点部より車両前方側に設けられることを特徴とする車両の車体前部構造。
2. 上記バンパービーム延設部の第２突設部は、正面視で、上記サイドフレームより車幅方向外方側且つ上記フロントタイヤより車幅方向内方側に設けられる請求項１記載の車両の車体前部構造。

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