JP6136845B2

JP6136845B2 - 車両前部構造

Info

Publication number: JP6136845B2
Application number: JP2013218558A
Authority: JP
Inventors: 真一郎井堀
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-10-21
Filing date: 2013-10-21
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2033-10-21
Also published as: US20160244014A1; JP2015080968A; US9643556B2; WO2015059534A1

Description

本発明は、車両前部構造に関する。

自動車の車両前部構造において、車両幅方向に延在するラジエータサポートロアとラジエータサポートアッパは車両前後方向前側で車両上下方向に延在するセンターブレースによって結合されている。

自動車の車両前部構造では、衝撃吸収性能の向上を図っており、ラジエータサポートアッパやセンターブレース等を衝撃吸収に積極的に用いることも考えられる。

その場合には、ラジエタサポートアッパとセンターブレースの間にフードロックが位置しているため、荷重の伝達に問題があった。

なお、特許文献１には、センターブレースがフードロックを回避した位置、具体的にはフードロックの車両幅方向両側の位置でラジエータサポートアッパと締結される構造が開示されている。

特開２００２−１６６８４８号公報

しかしながら、車両の衝撃吸収性能を向上させるために、ラジエータサポートアッパ等を荷重伝達通路として一層有効に使うことが求められている。

本発明は上記事実を考慮し、衝撃吸収性能を一層向上させた車両前部構造を得ることを目的とする。

請求項１に記載の車両前部構造では、車両幅方向に延在するラジエータサポートアッパと、前記ラジエータサポートアッパよりも車両上下方向下側に配置され、車両幅方向に延在するラジエータサポートロアと、前記ラジエータサポートアッパと前記ラジエータサポートロアの車両前後方向前側に配設され、前記ラジエータサポートアッパと前記ラジエータサポートロアを車両上下方向に連結するセンターブレースと、前記センターブレースの車両前後方向前側に配置されると共に、前記車両幅方向に延在された荷重受け部材と、前記センターブレースの車両前後方向後側に配置されると共に、前記ラジエータサポートアッパの車両前後方向前側に直接取り付けられたフードロックと、を備え、前記センターブレースは前記ラジエータサポートアッパに直接結合されている。

この車両前部構造では、車両前後方向前側から荷重が入力された場合には、入力された荷重はセンターブレースの車両前後方向前側に配置された荷重受け部材、センターブレースを介してラジエータサポートアッパ及びラジエータサポ―トロアに伝達される。このように従来の車両にはなかった荷重伝達経路が構成されたことで、衝撃吸収性能が向上する。

なお、荷重受け部材の「配置」には、センターブレースに直接取り付けられた場合の他、センターブレースに当接させた場合やセンターブレースの前にわずかに離間させて配置した場合を含むものとする。
この車両前部構造では、センターブレースが、ラジエータサポートアッパの車両前後方向前側に取り付けられたフードロックを介さずに、ラジエータサポートアッパに直接結合されている。したがって、荷重受け部材からセンターブレースに入力された荷重の少なくとも一部は、センターブレースから直接ラジエータサポートアッパに伝達される。したがって、センターブレースからフードロックに伝達される荷重が抑制され、荷重入力によるフードロックの破壊が防止される。

請求項２に記載の車両前部構造では、請求項１に記載の車両前部構造において、前記センターブレースは、前記フードロックの車両幅方向の少なくとも一方側で前記ラジエータサポートアッパに結合されている。

この車両前部構造では、センターブレースが、ラジエータサポートアッパの車両前後方向前側に取り付けられたフードロックを介さずに、フードロックの車両幅方向の少なくとも一方側でラジエータサポートアッパに直接結合されている。したがって、荷重受け部材からセンターブレースに入力された荷重の少なくとも一部は、センターブレースから直接ラジエータサポートアッパに伝達される。したがって、センターブレースからフードロックに伝達される荷重が抑制され、荷重入力によるフードロックの破壊が防止される。

請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記センターブレースは、前記フードロックの車両幅方向両側で前記ラジエータサポートアッパに結合されている。

この車両前部構造では、センターブレースがフードロックの車両幅方向両側でラジエータサポートアッパに結合されているため、センターブレースからラジエータサポートアッパへ直接伝達される荷重の割合が増加する。この結果、センターブレースからフードロックに伝達される荷重が一層抑制され、荷重入力に伴うフードロックの破壊が一層確実に防止される。

請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれか１項記載の発明において、前記荷重受け部材は、車両前後方向前側から荷重が入力された場合に変形する脆弱部を有する。

この車両前部構造では、センターブレースの車両前後方向前側に配置された荷重受け部材に脆弱部を有するため、車両前後方向前側から荷重が入力した場合に脆弱部が変形することによって衝撃を吸収する。すなわち、衝撃吸収性能を一層向上させることができる。

特に、センターブレースとラジエータサポートアッパが直接結合されている場合には、荷重入力時のセンターブレースの先行変形やフードロックの破壊を防止して、脆弱部を確実に変形させることができる。

本発明は上記構成としたので、車両前部構造の衝撃吸収性能を一層向上させることができる。

本発明の実施形態に係る車両前部構造を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る車両前部構造の要部拡大斜視図である。図１の３−３線断面図である。図１の４−４線断面図である。本発明の実施形態と比較例に係る作用説明図である。

本発明の実施形態に係る車両前部構造について説明する。

図１は車両前部構造１０の斜視図であり、図２は車両前部構造の要部拡大斜視図であり、図３と図４は、それぞれ図１の３−３線断面図、４−４線断面図であり、図５は作用説明図である。なお、図３、図４は説明の便宜のために一部形状を簡略（模式）化している。以下、各図面において、車両幅方向を矢印Ｗで、車両上下方向上側（以下、車両上方という場合がある）を矢印ＵＰ、車両前後方向前側（以下、車両前方という場合がある）を矢印ＦＲで示す。

先ず、車両前部構造の概略を説明し、後で要部の構造を詳細に説明する。

図１に示すように、車両前部構造１０は、車両前後方向に平行に延在する一対のフロントサイドメンバ１２と、一対のフロントサイドメンバ１２の車両前端に取り付けられた車両幅方向に延在するロアアブソーバ１４と、ロアアブソーバ１４よりも若干車両前後方向後側（以下、車両後方という場合がある）でフロントサイドメンバ１２の上部に配設されたラジエータサポート１６と、ラジエータサポート１６の車両前方に取り付けられたアブソーバ１８と、ラジエータサポート１６に装着されているフードロック２０とを備える。なお、アブソーバ１８が、本発明の「荷重受け部材」に該当する。

ラジエータサポート１６は、車両幅方向に延在するラジエータサポートアッパ２２と、ラジエータサポートアッパ２２の下部で車両幅方向に延在するラジエータサポートロア２４と、ラジエータサポートアッパ２２とラジエータサポートロア２４の両端側を上下に連結するピラー２６、２８と、ラジエータサポートアッパ２２とラジエータサポートロア２４の車両幅方向中央部を上下に連結するセンターブレース３０とを備える。

このように構成される車両前部構造１０のうち、要部であるラジエータサポート１６、アブソーバ１８、フードロック２０の取付構造について詳細に説明する。

ラジエータサポート１６のラジエータサポートアッパ２２およびラジエータサポートロア２４は、断面が車両後方側に開放された略ハット形状であり、その車両後方側で車両上下方向に延在するピラー２６、２８と締結されている。

なお、ラジエータサポートアッパ２２は、車両前方に突出形成され車両幅方向に延在する頂面２２Ａを備える。また、ラジエータサポートアッパ２２（頂面２２Ａ）の車両幅方向中央部には、フードロック２０を装着するための凹部３２が形成されている。図２および図４に示すように、凹部３２は、車両前方に突出形成されたラジエータサポートアッパ２２の頂面２２Ａから斜面３２Ａ、３２Ａを介して一段車両後方側に位置する取付面３２Ｂ、３２Ｂと、さらに斜面３２Ｃ、３２Ｃを介して、さらに一段車両後方側に位置する底面３２Ｄとを備える。

一方、センターブレース３０は、車両後部側が解放された断面略ハット形状の部材であり、ラジエータサポートアッパ２２、ラジエータサポートロア２４の車両前方に取り付けられるものである。具体的には、図１に示すように、センターブレース３０の下端側は、車両前方に突出形成されたラジエータサポートロア２４の頂面２４Ａとフランジ部３０Ａ、３０Ｂが締結部（ボルトとナットで締結される部分をいう、以下同じ）３４、３４（片方は不図示）で締結されている。

また、センターブレース３０の上端側は、後述するフードロック２０との干渉を回避するために、下端側よりも車両幅方向に広がっており、車両幅方向両端のフランジ部３０Ｂ、３０Ｃがラジエータサポートアッパ２２の凹部３２（フードロック２０）の車両幅方向両側でラジエータサポートアッパ２２の頂面２２Ａと締結部３６、３６で締結されている。さらに、センターブレース３０には、フードロック２０に対する接触量を抑制するために上端部に車両上下方向下側（以下、車両下方という場合がある）に切り欠いた切欠部３８が形成されている。

図２および図４に示すように、ラジエータサポートアッパ２２に装着されるフードロック２０は略矩形状であり、車両幅方向両側に設けられた一対の板状の取付フランジ４０、４０がラジエータサポートアッパ２２の凹部３２の取付面３２Ｂ、３２Ｂに締結部４２、４２で締結されている。また、図３に示すように、矩形状のフードロック２０の車両前方側の頂面２０Ａには車両下方に延在する取付フランジ４４が設けられている。取付フランジ４４は、センターブレース３０の車両後方側に固定された断面略ハット形状の取付部材４６に締結部４８で締結されている。

センターブレース３０の車両前方に取り付けられるアブソーバ１８は、衝撃吸収材である断面クランク形状の樹脂製のＥＡ材５０を内蔵しており、車両前方から荷重が入力した場合には、ＥＡ材５０の断面形状が変形することによって衝撃を吸収する構造である（図３、二点鎖線部参照）。なお、ＥＡ材５０が本発明の「脆弱部」に該当する。

また、図１に示すように、アブソーバ１８は、その車両方向両端部において、車両上下方向上側に立設された取付フランジ５２、５２と、取付フランジ５２、５２に締結された取付部材５４、５４を介してピラー２６、２８に締結されている。

さらに、アブソーバ１８は、図２に示すように、車両幅方向中央部の上面に車両後方に突出する略Ｕ字形状の取付フランジ５６が形成されており、取付フランジ５６の底部５６Ａが車両前方に突出形成されたセンターブレース３０の頂面３０Ｄに締結部５８で締結されている。このようにして、アブソーバ１８はピラー２６、２８およびセンターブレース３０の車両前方に固定されている。

このように構成される車両前部構造１０の作用について説明する。

車両前方から荷重が入力された場合、従来のようにロアアブソーバ１４からだけでなく、アブソーバ１８からも荷重が入力される。アブソーバ１８に入力された荷重は、アブソーバ１８が締結されているピラー２６、２８およびセンターブレース３０に伝達される。

さらに、センターブレース３０のフランジ部３０Ｂ、３０Ｃから締結部３６、３６を介して、及びセンターブレース３０の取付部材４６、締結部４８、フードロック２０、締結部４２を介してラジエータサポートアッパ２２に荷重が伝達される。また、センターブレース３０のフランジ部３０Ａ、３０Ｂから締結部３４、３４を介してラジエータサポートロア２４に荷重が伝達される。

このように、従来設定されていないかったセンターブレース３０の車両前方側にアブソーバ１８を配置することによって、アブソーバ１８、センターブレース３０、ラジエータサポートアッパ２２又はラジエータサポートロア２４という荷重伝達経路が設定される。

また、センターブレース３０のフランジ部３０Ｂ、３０Ｃは、フードロック２０（凹部３２）の車両幅方向両側で締結部３６、３６によってラジエータサポートアッパ２２に締結されている。すなわち、センターブレース３０はラジエータサポートアッパ２２に直接締結されているため、取付剛性が向上する。

したがって、車両前方からの荷重の入力によってアブソーバ１８のＥＡ材５０の変形前にセンターブレース３０の上端側が屈曲し、アブソーバ１８のＥＡ材５０が変形されないということを防止できる。

この結果、荷重入力時にアブソーバ１８のＥＡ材５０の変形（図３破線部参照）を確実に生じさせることができる。すなわち、アブソーバ１８(ＥＡ材５０)の衝撃吸収性能を確実に発揮させることができる。

また、締結部３６、３６を介してセンターブレース３０からラジエータサポートアッパ２２に直接荷重が伝達されるため、センターブレース３０から取付部材４６を介してフードロック２０に伝達される荷重が抑制される。この結果、荷重の入力によるフードロック２０の破壊が防止される。

これにより、例えば、図５（Ｂ）に示すように、車両前部構造１０を有する車両７０と他の車両７２が高速走行中に前面衝突した場合に、アブソーバ１８からセンターブレース３０を介してフードロック２０に入力された荷重によってフードロック２０が破壊され、相手方の車両７２からの衝撃をエンジンフード７４の変形によって吸収することができなくなるということが防止される。すなわち、図５（Ａ）のように、自己の車両７０よりも車高の低い車両７２と前面衝突した場合でも、アブソーバ１８から入力された衝撃荷重によってフードロック２０が破壊されることが防止され、エンジンフード７４が確実に変形して衝突による衝撃を確実に吸収することができる。

したがって、本実施形態の車両前部構造１０のように、アブソーバ１８、センターブレース３０、ラジエータサポートアッパ２２という新たな荷重伝達経路を設定した場合であっても、荷重の入力によるフードロック２０の破壊を免れるために、既存のフードロック２０と比較して強度を向上させた新規のフードロックを製造する必要はない。すなわち、この車両前部構造１０では、既存のフードロック２０を用いたまま、荷重入力に伴うフードロック２０の破壊を防止しつつ、衝撃吸収性能の向上を図ることができる。

なお、本実施形態では、センターブレース３０の車両前後方向前側にＥＡ材５０を含むアブソーバ１８を配置したが、これに限定されるものではない。すなわち、他の用途を有する部材であってもセンターブレース３０、ラジエータサポートアッパ２２に荷重を伝達する機能を有すれば、本発明の「荷重受け部材」に該当する。

また、本実施形態では、センターブレース３０の上端は、フードロック２０の車両幅方向両側でラジエータサポートアッパ２２の頂面２２Ａに締結しているが、フードロック２０の車両幅方向片側だけでラジエータサポートアッパ２２の頂面２２Ａに締結する構造でも良い。この場合でも、フードロック２０に対して伝達される荷重を低減し、フードロック２０の破壊を防止すると共に、センターブレース３０がラジエータサポートアッパ２２に一か所、フードロック２０を介してラジエータサポートアッパ２２に一か所締結されることによって、荷重入力時にセンターブレース３０の先行変形を防止し、アブソーバ１８のＥＡ材５０を確実に変形させることができる。

なお、本実施形態では、締結（締結部）によってアブソーバ１８とセンターブレース３０、センターブレース３０とラジエータサポートアッパ２２と結合させたが、結合方法を締結に限定する趣旨ではない。他の結合方法でも良い。

また、本実施形態では、本発明の「荷重受け部材」であるアブソーバ１８は、ラジエータサポート１６のピラー２６、２８間にかけて車両幅方向に延在するものであったが、これに限定するものでない。すなわち、車両幅方向に延在するものであり、少なくともセンターブレース３０の前に設置されるものであれば、これよりも短いものであって良い。

さらに、本実施形態では、アブソーバ１８は、センターブレース３０に締結されているが、センターブレース３０に当接する、又はセンターブレース３０の車両前方に僅かに離間させて配置する構成でも良い。その場合でも本願発明の作用を奏する。

さらにまた、本実施形態ではセンターブレース３０が一本であったが、複数本でも良い。また、本実施形態では、センターブレース３０がピラー２６、２８間の車両幅方向中央に位置していたが、左右のいずれかにオフセット配置されていても良い。したがって、車両幅方向中央部から左右にそれぞれオフセットされた位置に２本のセンターブレース３０が配置されているようなものも本願発明に含まれる。

またさらに、本実施形態では、ＥＡ材５０を樹脂製としたが、鉄やアルミ等の金属製であっても良い。

１０車両前部構造
１８アブソーバ（荷重受け部材）
２０フードロック
２２ラジエータサポートアッパ
２４ラジエータサポートロア
３０センターブレース
５０ＥＡ材（脆弱部）

Claims

車両幅方向に延在するラジエータサポートアッパと、
前記ラジエータサポートアッパよりも車両上下方向下側に配置され、車両幅方向に延在するラジエータサポートロアと、
前記ラジエータサポートアッパと前記ラジエータサポートロアの車両前後方向前側に配設され、前記ラジエータサポートアッパと前記ラジエータサポートロアを車両上下方向に連結するセンターブレースと、
前記センターブレースの車両前後方向前側に配置されると共に、前記車両幅方向に延在された荷重受け部材と、
前記センターブレースの車両前後方向後側に配置されると共に、前記ラジエータサポートアッパの車両前後方向前側に直接取り付けられたフードロックと、
を備え、前記センターブレースは前記ラジエータサポートアッパに直接結合されている車両前部構造。
前記センターブレースは、前記フードロックの車両幅方向の少なくとも一方側で前記ラジエータサポートアッパに結合されている請求項１に記載の車両前部構造。
前記センターブレースは、前記フードロックの車両幅方向両側で前記ラジエータサポートアッパに結合されている請求項２記載の車両前部構造。
前記荷重受け部材は、車両前後方向前側から荷重が入力された場合に変形する脆弱部を有する請求項１〜３のいずれか１項記載の車両前部構造。