JP6226226B2 - 車両前部の構造 - Google Patents

Description

本発明は、サイドメンバ、バンパーメンバ、アブソーバ、フロントバンパー等の部材が設けられている車両前部の構造に関する。

従来から、車両前部には、サイドメンバ、クラッシュボックス、バンパーメンバ、アブソーバ、フロントバンパー等の部材が設けられており、バンパーメンバは、クラッシュボックスを介してサイドメンバの前端部に取付けられている（例えば、特許文献１、２参照）。このような構造の車両前部においては、車両前方から大きな荷重が車両前部に掛かると、これら部材が変形しながら車両前方からの大きな荷重を吸収するようになっている。そのため、車両前部は、高い剛性を有している必要がある。

一方、車両前方から小さな荷重（例えば、歩行者の脚部）が車両前部に掛かった場合も、これら部材の一部が変形しながら車両前方からの小さな荷重を吸収し、荷重元に対する反発力を低減する必要がある。このため、バンパーメンバの車両前方には、車両前方からの小さな荷重に対しても比較的変形容易なアブソーバが設けられており、当該アブソーバによって車両前方からの比較的小さい荷重を吸収するように構成されている。
このアブソーバは、通常は樹脂製であって、取付部分となる基部と圧潰可能な脆弱部とから構成されており、車両幅方向に沿って延在している。そして、アブソーバは、基部がバンパーメンバの車両前方側の前面に取付けられ、車両前方側に向けて配置した脆弱部によって車両前方からの比較的小さい荷重を吸収するようになっている。

ところで、低燃費、低コストなどが要求される小型軽量の車両（コンパクトカー）では、車両前後方向における全長は抑えられているが、車室内のスペースは確保する必要がある。そのため、小型軽量の車両においては、エンジンルームなどのコンパクト化が求められている。したがって、バンパーメンバの車両前後方向のスペースにあっても、少しでも車両前後方向の長さを抑えつつ、車両前方からの大きな荷重と小さな荷重の両方を効率良く吸収する車両前部の構造が求められている。

特開２０１１−１４３７９３号公報 特開２０１０−２２８５００号公報

しかしながら、上述した従来の車両前部の構造においては、車両側方から見て、クラッシュボックスの前端部からバンパーメンバの前後長さとアブソーバの前後長さを合わせた長さが車両前方に突出し、更にその前方側に樹脂製のフロントバンパーが間隔を空けて配置されているので、車両前後方向の長さが長くなってしまうという問題を有していた。
また、アブソーバは、前端部によってフロントバンパーを支持しているので、前端部が必要とする車両上下方向の寸法（上下スパン）は設計的に決定されることになる。しかも、アブソーバを構成する各要素の形状は、通常、円錐構造（あるいは、四角錐構造）を有しているので、車両後方側の寸法が大きくなり、バンパーメンバとの合わせ面では必要な上下スパンよりも大きなスパンとなる。このような構造のアブソーバを支持するため、バンパーメンバの上下部が大きくなってしまう。これに伴い、バンパーメンバ及びアブソーバの全体形状が大きくなるので、大きな設置スペースが必要となり、重量が増大するとともに、コストが掛かるという不具合を有していた。

本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、車両前方からの荷重入力時においてアブソーバの車両上下方向のずれが起こりにくく、アブソーバが飛散することなく特定領域に集約して潰れることにより、荷重吸収性能を安定させることができるとともに、バンパーメンバ及びアブソーバの車両前後方向の長さが短く、かつバンパーメンバの車両上下方向の寸法が小さくなることで、小型軽量化を図ることが可能な車両前部の構造を提供することにある。

上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、車両前後方向へ延在するサイドメンバの車両前方にバンパーメンバが車両幅方向に沿って設けられ、該バンパーメンバの車両前方にアブソーバが設けられている車両前部の構造において、前記バンパーメンバは、車両後方側が凸形状に突出し、かつ車両前方側が開口する断面コ字状もしくは断面ハット型形状に形成され、前記アブソーバは、車両側方視で、車両後方へ向かって先細りになるような形状に形成された多数の錐形要素の集合体で構成され、前記錐形要素は、先端鋭角部分が車両後方に向けられた状態で、車両上下方向及び車両幅方向に間隔を空けながら並んで設けられており、前記バンパーメンバの開口部と前記アブソーバの後端部とは、車両上下方向の長さが同一に設定され、または前記アブソーバの後端部が、前記バンパーメンバの開口部の内側に配置可能な大きさに設定されている。

また、本発明において、アブソーバは、中空構造の錐形要素の集合体で構成されている。

さらに、本発明において、前記バンパーメンバの開口部は、車両上下方向の寸法が車両前方へ向かって拡大していく形状に形成されている。
そして、本発明において、前記アブソーバの後端部側は、車両前方からの荷重が車両前部に掛かる前の状態で、前記バンパーメンバの開口部の内側に配置されている。

また、本発明において、前記バンパーメンバは、左右両側のクラッシュボックスを介して前記サイドメンバの前端部に取付けられ、車両前方からの荷重が車両前部に掛かった状態では、前記アブソーバの後端部側が、前記左右両側のクラッシュボックス間の車両幅方向の長さの半分以上で、前記バンパーメンバの開口部の内側に嵌入配置されるように構成されている。
あるいは、前記バンパーメンバは、左右両側のクラッシュボックスを介して前記サイドメンバの前端部に取付けられ、車両前方からの荷重が車両前部に掛かった状態では、前記アブソーバの後端部側が、前記左右両側のクラッシュボックスの近傍と、前記左右両側のクラッシュボックスの車両幅方向の中央部で、前記バンパーメンバの開口部の内側に嵌入配置されるように構成されている。
あるいは、前記バンパーメンバは、左右両側のクラッシュボックスを介して前記サイドメンバの前端部に取付けられ、車両前方からの荷重が車両前部に掛かった状態では、前記アブソーバの後端部側が、少なくとも前記左右両側のクラッシュボックス間の車両幅方向の中央部を跨いだ２つの部分で、前記バンパーメンバの開口部の内側に嵌入配置されるように構成されている。

上述の如く、本発明に係る車両前部の構造は、車両前後方向へ延在するサイドメンバの車両前方にバンパーメンバが車両幅方向に沿って設けられ、該バンパーメンバの車両前方にアブソーバが設けられており、前記バンパーメンバは、車両後方側が凸形状に突出し、かつ車両前方側が開口する断面コ字状もしくは断面ハット型形状に形成され、前記アブソーバは、車両側方視で、車両後方へ向かって先細りになるような形状に形成された多数の錐形要素の集合体で構成され、前記錐形要素は、先端鋭角部分が車両後方に向けられた状態で、車両上下方向及び車両幅方向に間隔を空けながら並んで設けられており、前記バンパーメンバの開口部と前記アブソーバの後端部とは、車両上下方向の長さが同一に設定され、または前記アブソーバの後端部が、前記バンパーメンバの開口部の内側に配置可能な大きさに設定されているので、車両前方から衝撃荷重が掛かった時に、アブソーバが車両上下方向にずれることなく、特定領域に集約して潰れるようにすることができ、荷重吸収性能の低下を回避した状態で、衝撃荷重を安定して吸収することができる。しかも、バンパーメンバ及びアブソーバの車両前後方向の長さを短縮し、車両前後方向の全長に自由度を持たせることが可能となり、特に潰れた後のバンパーメンバ及びアブソーバの長さが短くなって、その分バンパーメンバ及びアブソーバの吸収ストロークを稼ぐことができるとともに、アブソーバの潰れ残り部分をバンパーメンバの開口部の内側に収容することができる。さらに、バンパーメンバの開口部の上下方向の寸法は、アブソーバのうち、脆弱部側であって上下寸法が小さい側の後端部と対応する大きさに設定すれば良いので、バンパーメンバの車両上下方向の寸法を小さくすることできる。しかも、アブソーバをバンパー側に取付けることにより、軽量化目的に薄肉化などをして剛性低下が余儀なくされている部分の剛性を補填することができる。
したがって、本発明の車両前部の構造によれば、アブソーバの位置決め固定作業を簡単に行うことができるとともに、小型化及び軽量化やコストダウンを図ることができる。また、バンパーメンバが周辺部品（ラジエータ等の熱交換器）と干渉するのを避けることが可能となり、レイアウトの自由度を向上させることができる。さらに、車両前方からの空気の取り込みがバンパーメンバによって遮られなくなるので、ラジエータ等の冷却性能を向上させることができる。
また、本発明の構造によれば、車両前方からの衝撃荷重入力時におけるアブソーバの車両上下方向のずれがより一層起こりにくくすることができるとともに、アブソーバの潰れをより一層飛散させずに特定領域に集約することができ、アブソーバの荷重吸収性能を向上させることができる。
さらに、本発明の構造によれば、最上部の錐形要素と最下部の錐形要素の形状自体がバンパーメンバの開口部の内側である凸形状の内部に嵌入する形状となっている。したがって、これら最上部及び最下部の部分の錐形要素がバンパーメンバに接触すると、錐形要素の集合体が内側に倒れ込むことになるので、アブソーバをバンパーメンバの開口部の内側に容易に折り畳むことができ、車両前方からの衝撃荷重を効率的に吸収することができる。

そして、本発明の構造において、前記バンパーメンバの開口部は、車両上下方向の寸法が車両前方へ向かって拡大していく形状に形成されているので、車両前方からの衝撃荷重入力時において、アブソーバをバンパーメンバの開口部の内側へ円滑に嵌入させることが可能となり、アブソーバの車両上下方向のずれがより一層起こりにくく、かつアブソーバの潰れをより一層飛散させずに特定領域に集約でき、アブソーバのバンパーメンバ内への折り畳み効果を確実に得ることができる。

また、本発明の構造において、前記アブソーバの後端部側は、車両前方からの荷重が車両前部に掛かる前の状態で、前記バンパーメンバの開口部の内側に配置されているので、車両前方からの荷重を受けて潰れる前のバンパーメンバ及びアブソーバの前後長さが短くなり、利用空間の拡大によって設計自由度を向上させることができる。一方、同じ大きさの空間を利用する場合は、アブソーバの前後長さを大きく取ることが可能になるので、アブソーバの荷重吸収性能をより一層向上させることができる。

さらに、本発明の構造において、前記バンパーメンバは、左右両側のクラッシュボックスを介して前記サイドメンバの前端部に取付けられ、車両前方からの荷重が車両前部に掛かった状態では、前記アブソーバの後端部側が、前記左右両側のクラッシュボックス間の車両幅方向の長さの半分以上で、あるいは、前記アブソーバの後端部側が、前記左右両側のクラッシュボックスの近傍と、前記左右両側のクラッシュボックスの車両幅方向の中央部で、あるいは、前記アブソーバの後端部側が、少なくとも前記左右両側のクラッシュボックス間の車両幅方向の中央部を跨いだ２つの部分で、前記バンパーメンバの開口部の内側に嵌入配置されるように構成されているので、車両前方からの衝撃荷重による変形時に、アブソーバをバンパーメンバ内に確実に固定することが可能となり、上記発明の効果をより一層向上させることができる。

本発明の実施形態に係るバンパーメンバとアブソーバの構造が適用された車両前部を示す斜視図である。 図１におけるフロントバンパーを取外した状態で、クラッシュボックス、バンパーメンバ及びアブソーバを示す斜視図である。 図１のバＸ部を拡大して示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る構造のバンパーメンバとアブソーバを車両側方から見た断面図である。 図４において、車両前方から荷重が加わった場合に変形したアブソーバを示す断面図である。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１〜図５は本発明の実施形態に係る車両前部の構造を示すものである。

図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る構造が適用される車両前部１には、主として、車両前後方向へ延在し、かつ車両幅方向の左右両側に間隔を置いて配置される左右一対のサイドメンバ２、これらサイドメンバ２よりも車両前方側で、車両幅方向に沿って配置されるバンパーメンバ３、該バンパーメンバ３の車両前方側で、車両幅方向に沿って配置される樹脂製のアブソーバ４及びフロントバンパー５などが設けられている。しかも、サイドメンバ２とバンパーメンバ３との間には、車両前方からの衝撃荷重を変形によって吸収するクラッシュボックス６が配設されており、バンパーメンバ３は、左右両側に配設された左右一対のクラッシュボックス６を介してサイドメンバ２の前端部に取付けられ、車両前方からの大きな荷重を変形しながら吸収するように構成されている。

本実施形態のバンパーメンバ３は、図１〜図４に示すように、車両側方視（横視）で、車両後方側が凸形状に突出し、かつ車両前方側が開口する断面コ字状もしくは断面ハット型形状に屈曲形成されている。すなわち、バンパーメンバ３は、車両上下方向の中間部分に位置し、車両後方へ突出する凸形状の本体部３１と、該本体部３１の上下に位置し、車両上下方向へ延びる接合フランジ部３２とから構成されている。
一方、本実施形態のアブソーバ４は、車両幅方向に沿って延在しており、車両前方側に配置され、フロントバンパー５の裏面側への取付部となる前端部の平面状の基体部４１と、車両後方側に向けて配置され、車両前方からの比較的小さい荷重を吸収する圧潰変形が可能な後端部の脆弱部４２とから構成されている。アブソーバ４の基体部４１をフロントバンパー５の裏面に取付けることにより、フロントバンパー５が軽量化目的で薄肉の低剛性に形成されていても、アブソーバ４がフロントバンパー５の剛性を補填して必要な剛性が得られるように構成されている。

しかも、バンパーメンバ３における本体部３１の開口部３１ａと、アブソーバ４の後端部である脆弱部４２とは、車両上下方向の長さが同一に設定されているか、あるいは、アブソーバ４の脆弱部４２の車両上下方向長さが、本体部３１の開口部３１ａの車両上下方向長さよりも小さくて、開口部３１ａの内側に配置可能な大きさに設定されている。これによって、車両前方から衝撃荷重が車体前部１のフロントバンパー５に掛かった時に、アブソーバ４の後端部である脆弱部４２が車両上下方向にずれることなく、開口部３１ａより車両後方の特定領域であるバンパーメンバ３の本体部３１に導かれることになり、当該脆弱部４２が本体部３１の内部で集約して潰れ、衝撃荷重を安定して吸収するように構成されている。

また、アブソーバ４の脆弱部４２は、図３及び図４に示すように、車両側方視で、上下の辺部が車両前方から車両後方へ向かって徐々に近づくことにより、先細りになるようなテーパー形状に形成されている。そのため、脆弱部４２は、車両前方から衝撃荷重が車体前部１のフロントバンパー５に掛かった時に、車両上下方向へずれるようなことが起こらず、バンパーメンバ３の本体部３１に円滑に導かれることになり、飛散することなく本体部３１の内部で集約して潰れるようになっている。
しかも、アブソーバ４の脆弱部４２は、多数の錐形要素４２ａの集合体で構成されており、最上部の錐形要素４２ａと最下部の錐形要素４２ａの形状自体がバンパーメンバ３を構成する凸形状の本体部３１の内部に嵌入する形状となっている。これら錐形要素４２ａは、先端鋭角部分が車両後方に向けられた状態で、車両上下方向及び車両幅方向に間隔を空けながら並んで設けられている。また、錐形要素４２ａの内部は、潰れやすいように中空となっており、その前後長さは、潰れた状態で本体部３１の内部に収容可能な大きさに設定されている。
このため、アブソーバ４は、脆弱部４２における最上部及び最下部の部分の錐形要素４２ａが車両前方からの衝撃荷重によってバンパーメンバ３における本体部３１の開口部３１ａの上下壁面に接触すると、錐形要素４２ａの集合体が内側に倒れ込み、脆弱部４２が本体部３１の内部で折り畳まれながら潰れ、本体部３１の内部に収容されるようになっている。

また、本実施形態のアブソーバ４は、車両前方からの荷重が車両前部１のフロントバンパー５に掛かった状態で、左右両側のクラッシュボックス６とバンパーメンバ３の本体部３１に対し、後端部側の脆弱部４２が以下に示す３つの関係の１つを有して、バンパーメンバ３の本体部３１の内部に嵌入配置されるように構成されている。
すなわち、第１は、脆弱部４２が左右両側のクラッシュボックス６間の車両幅方向の長さの半分以上の長さを有していることである。第２は、脆弱部４２が左右両側のクラッシュボックス６の近傍と、左右両側のクラッシュボックス６の車両幅方向の中央部に配置されていることである。第３は、脆弱部４２が少なくとも左右両側のクラッシュボックス６間の車両幅方向の中央部を跨いだ２つの部分を有していることである。これによって、車両前方からの衝撃荷重によってアブソーバ４の脆弱部４２が潰れて変形した時に、当該脆弱部４２がバンパーメンバ３の本体部３１内に確実に収容されて固定されるようにしている。

次に、本発明の実施形態に係る構造を備えた車両前部１に対して、車両前方からの衝撃荷重が図５の矢印Ｆで示すように掛かった場合、アブソーバ４は、フロントバンパー５より衝撃荷重を受けて車両後方へ移動し、後端部側の脆弱部４２がバンパーメンバ３の本体部３１の開口部３１ａに接触する。次いで、脆弱部４２が衝撃荷重でさらに車両後方へ移動して本体部３１の内部に押し込まれると、脆弱部４２の錐形要素４２ａの集合体が内側に倒れ込み、錐形要素４２ａが本体部３１の内部において折り畳まれながら脆弱部４２が潰れて変形し、脆弱部４２の潰れ残りは、本体部３１の内部に収容される。この間、車両前方からの衝撃荷重は、アブソーバ４の脆弱部４２が潰れて変形する過程で、吸収されることになる。

このように、本発明の実施形態に係る車両前部１の構造において、バンパーメンバ３は、車両後方側が凸形状に突出し、かつ車両前方側が開口する断面コ字状もしくは断面ハット型形状に形成され、当該バンパーメンバ３の車両後方へ突出する凸形状の本体部３１の開口部３１ａとアブソーバ４の後端部の脆弱部４２とは、車両上下方向の長さが同一に設定され、またはアブソーバ４の脆弱部４２が、本体部３１の開口部３１ａの内側に配置可能な大きさに設定されているので、車両前方から衝撃荷重が掛かった時に、アブソーバ４の脆弱部４２が車両上下方向にずれるということは起こらず、バンパーメンバ３の本体部３１の内部で飛散することなく集約して変形しながら潰れ、車両前方からの衝撃荷重を効率的にかつ安定して吸収することができる。
また、本実施形態の車両前部１の構造においては、アブソーバ４の前端部の基体部４１がフロントバンパー５の裏面側に取付けられているので、バンパーメンバ３及びアブソーバ４の車両前後方向の長さを短縮させ、車両前後方向の全長に自由度を持たせることができるとともに、フロントバンパー５の剛性低下が余儀なくされている部分の剛性を高めることができる。それに加えて、アブソーバ４が潰れた後は、脆弱部４２の潰れ残り部分を本体部３１の内部に収容することが可能になるため、バンパーメンバ３及びアブソーバ４の長さを短くでき、その分バンパーメンバ３及びアブソーバ４の吸収ストロークを稼ぐことができ、荷重吸収性能を向上させることができる。

さらに、本実施形態の車両前部１の構造において、バンパーメンバ３における本体部３１の開口部３１ａの上下方向の寸法は、アブソーバ４のうちで、上下寸法が小さい側の脆弱部４２と対応する大きさに設定されているので、バンパーメンバ３の車両上下方向の寸法を小さく設定することできる。
したがって、本発明の車両前部１の構造によれば、車両前部１の小型軽量化を実現でき、バンパーメンバ３と周辺部品（ラジエータ等の熱交換器）との干渉を避け、レイアウトの自由度を向上させることができる。また、車両前方からの空気の取り込みがバンパーメンバ３によって遮られるということがなくなるので、ラジエータ等の冷却性能を向上させることができる。

以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。

例えば、既述の実施の形態では、バンパーメンバ３における本体部３１の開口部３１ａの車両上下方向の寸法が一定に形成されているが、車両上下方向の寸法が車両前方へ向かって拡大していく形状に形成されていても良い。この形状によると、車両前方から衝撃荷重を受けた時に、アブソーバ４の脆弱部４２が開口部３１ａより本体部３１の内部に入り込みやすくなり、アブソーバ４の車両上下方向のずれがより一層起こりにくく、脆弱部４２の潰れを飛散させずに本体部３１の内部に集約でき、脆弱部４２を本体部３１内で確実に折り畳むことができる。特に、アブソーバ４の脆弱部４２が車両後方へ向かって先細りの形状ではなく、一定の四角錐形状である場合でも、脆弱部４２が本体部３１の内部に円滑に嵌入されることになって、有利である。

また、既述の実施の形態では、車両前方からの衝撃荷重が掛かる前の状態において、アブソーバ４の後端部側の脆弱部４２がバンパーメンバ３の本体部３１の内部に配置さていないが、車両前方からの荷重が車両前部１に掛かる前の状態で、バンパーメンバ３の本体部３１に内部に配置されていても良い。これによると、車両前方からの荷重を受けて潰れる前のバンパーメンバ３及びアブソーバ４の車両前後方向の長さが短くなり、利用空間の拡大によって設計自由度を向上させることができる。

１ 車両前部
２ サイドメンバ
３ バンパーメンバ
４ アブソーバ
５ フロントバンパー
６ クラッシュボックス
３１ 本体部
３１ａ 開口部
４１ 基体部
４２ 脆弱部
４２ａ 錐形要素

Claims (7)

1. 車両前後方向へ延在するサイドメンバの車両前方にバンパーメンバが車両幅方向に沿って設けられ、該バンパーメンバの車両前方にアブソーバが設けられている車両前部の構造において、
   前記バンパーメンバは、車両後方側が凸形状に突出し、かつ車両前方側が開口する断面コ字状もしくは断面ハット型形状に形成され、
   前記アブソーバは、車両側方視で、車両後方へ向かって先細りになるような形状に形成された多数の錐形要素の集合体で構成され、前記錐形要素は、先端鋭角部分が車両後方に向けられた状態で、車両上下方向及び車両幅方向に間隔を空けながら並んで設けられており、
   前記バンパーメンバの開口部と前記アブソーバの後端部とは、車両上下方向の長さが同一に設定され、または前記アブソーバの後端部が、前記バンパーメンバの開口部の内側に配置可能な大きさに設定されていることを特徴とする車両前部の構造。
2. 前記アブソーバは、中空構造の錐形要素の集合体で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両前部の構造。
3. 前記バンパーメンバの開口部は、車両上下方向の寸法が車両前方へ向かって拡大していく形状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両前部の構造。
4. 前記アブソーバの後端部側は、車両前方からの荷重が車両前部に掛かる前の状態で、前記バンパーメンバの開口部の内側に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両前部の構造。
5. 前記バンパーメンバは、左右両側のクラッシュボックスを介して前記サイドメンバの前端部に取付けられ、車両前方からの荷重が車両前部に掛かった状態では、前記アブソーバの後端部側が、前記左右両側のクラッシュボックス間の車両幅方向の長さの半分以上で、前記バンパーメンバの開口部の内側に嵌入配置されるように構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両前部の構造。
6. 前記バンパーメンバは、左右両側のクラッシュボックスを介して前記サイドメンバの前端部に取付けられ、車両前方からの荷重が車両前部に掛かった状態では、前記アブソーバの後端部側が、前記左右両側のクラッシュボックスの近傍と、前記左右両側のクラッシュボックスの車両幅方向の中央部で、前記バンパーメンバの開口部の内側に嵌入配置されるように構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両前部の構造。
7. 前記バンパーメンバは、左右両側のクラッシュボックスを介して前記サイドメンバの前端部に取付けられ、車両前方からの荷重が車両前部に掛かった状態では、前記アブソーバの後端部側が、少なくとも前記左右両側のクラッシュボックス間の車両幅方向の中央部を跨いだ２つの部分で、前記バンパーメンバの開口部の内側に嵌入配置されるように構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両前部の構造。

Images