JP6613691B2 - 車両前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両前部構造に関する。

パワーユニットの車両幅方向外側に配置されるフロントサイドメンバと、フロントサイドメンバの車両幅方向外側に配置されるロアフレームと、フロントサイドメンバ及びロアフレームとフロントバンパリインフォースメントとを接続する衝撃吸収部材とを備える車両前部構造がある（例えば、特許文献１、２）

特開２０１０−１２５８８４号公報 特開２０１２−０３５７０４号公報

ところで、車両前面に対し、衝突体がフロントサイドメンバよりも車両幅方向外側にオフセット衝突（以下、「微小ラップ衝突」という）する場合がある。この場合、衝突体からフロントバンパリインフォースメントに入力される衝突荷重をフロントサイドメンバで十分に受けることができないおそれがある。

この対策として、例えばフロントサイドメンバの外側面に車両幅方向外側へ突出する荷重受け部材を設け、これによって微小ラップ衝突に伴う衝突荷重を受けることが考えられる。この場合、衝突荷重が、荷重受け部材を介してフロントサイドメンバの外側面へ伝達される。そして、フロントサイドメンバが車両幅方向内側へ屈曲してパワーユニットに接触すると、衝突荷重がパワーユニットを介して衝突体と反対側のフロントサイドメンバ等に分散して伝達される。これにより、微小ラップ衝突に対する衝突性能が向上する。

また、これに加えて、衝撃吸収部材の車両幅方向外側の強度を高め、荷重受け部材に衝突荷重を効率よく伝達することが考えられる。微小ラップ衝突に伴ってフロントバンパリインフォースメントに入力された衝突荷重は、衝撃吸収部材を介してフロントサイドメンバの前端にも伝達される。上記構成によると、衝撃吸収部材の車両幅方向外側の強度を高めることで、荷重受け部材へ伝達される衝突荷重を増やすことができ、微小ラップ衝突に対する衝突性能がより向上する。しかしながら、衝撃吸収部材の強度を高めることで、車両前面の全体に対して衝突体が衝突するフルラップ前面衝突（以下、「フルラップ前突」という）に対する衝撃吸収性能が低下するおそれがあり、衝撃吸収部材の微小ラップ衝突時の荷重伝達とフルラップ前突時の衝撃吸収性能とを両立するためには、改善の余地がある。

本発明は、上記事実を考慮し、微小ラップ衝突に伴ってフロントバンパリインフォースメントに入力された衝突荷重の伝達と、フルラップ前突時の衝撃吸収とを両立させることができる車両前部構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の車両前部構造は、パワーユニットの車両幅方向外側に、車両前後方向に沿って配置されるフロントサイドメンバと、前記フロントサイドメンバの車両幅方向外側に設けられた荷重受け部材と、前記フロントサイドメンバ及び前記荷重受け部材の車両前方に、車両幅方向に沿って配置されるフロントバンパリインフォースメントと、車両幅方向内側に設けられたインナパネルと、車幅方向外側に設けられたアウタパネルとを接合して構成され、前記フロントサイドメンバの前端と前記フロントバンパリインフォースメントとを接続する衝撃吸収部材と、を有する車両前部構造であって、前記アウタパネルは、車両前後方向を軸方向とする車両前側からの圧縮荷重に対する強度が前記圧縮荷重に対する前記インナパネルの強度よりも低く設定された低強度部と、前記低強度部の車両前後方向後側かつ前記荷重受け部材の車両前後方向前側に設けられ前記圧縮荷重に対する強度が前記圧縮荷重に対する前記インナパネルの強度よりも高く設定された高強度部と、を備えている。

請求項１記載の本発明によれば、衝撃吸収部材を構成するアウタパネルが低強度部と高強度部を有し、高強度部、インナパネル、低強度部の順に車両前後方向を軸方向とする車両前側からの圧縮荷重に対する強度が高くなるように設定されている。これにより、微小ラップ衝突時は高強度部によって衝突荷重が効率よく荷重受け部材に伝達されるため、フロントサイドメンバを早期に車両幅方向内側へ屈曲変形させ、パワーユニットへ荷重伝達し衝突エネルギーを吸収することができる。一方、フルラップ前突時はインナパネルと低強度部が潰れて衝撃吸収部材が軸方向に圧縮するため、フロントサイドメンバの軸方向に荷重を伝達し、フロントサイドメンバを軸圧縮させて衝突エネルギーを吸収することができる。

以上説明したように、本発明に係る車両前部構造は、微小ラップ衝突に伴ってフロントバンパリインフォースメントに入力された衝突荷重の伝達と、フルラップ前突時の衝撃吸収とを両立することができるという優れた効果を有する。

第１実施形態の車両前部構造が適用された衝撃吸収部材付近を示す平面図である。 （Ａ）図１中のＡ−Ａ断面に沿った衝撃吸収部材を示す縦断面図である。（Ｂ）図１中のＢ−Ｂ断面に沿った衝撃吸収部材を示す縦断面図である。 （Ａ）微小ラップ衝突時の衝撃吸収部材付近を示す平面図である。（Ｂ）フルラップ前突時の衝撃吸収部材付近を示す平面図である。

＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る車両前部構造について説明する。なお、各図において示される矢印ＵＰは車両上下方向上側を示す。また、矢印ＦＲは、車両前後方向前側（車両前方）を示す。さらに、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側（車体左側）を示す。

図１には、本実施形態に係る車両前部構造１０が適用された車両前部１２が示されている。図１に示されるように、車両前部１２は、パワーユニット１４と、パワーユニット１４の車両幅方向両側に配置される一対のフロントサイドメンバ１６と、パワーユニット１４の車両前方側に配置されるフロントバンパリインフォースメント１８とを備えている。

なお、本実施形態では、車両前部１２は、車両幅方向の中央部に対して左右対称に構成されている。そのため、以下では、車両前部１２の左側の構成について説明し、車両前部１２の右側の構成については説明を省略する。なお、車両前部１２は、車両幅方向の中央部に対して左右非対称に構成されても良い。

パワーユニット１４は、図示しない車両の前輪及び後輪の少なくとも一方を回転駆動する駆動源とされている。このパワーユニット１４は、例えば、内燃機関（エンジン）及び電気モータの少なくとも一方を含んで構成される。また、パワーユニット１４は、図示しないマウントブラケットを介して一対のフロントサイドメンバ１６の長手方向の中間部に支持されている。このパワーユニット１４の車両後方には、図示しないキャビン（客室）が設けられている。

一対のフロントサイドメンバ１６は、車両前部１２の両側部の骨格を構成する金属製の骨格部材とされている。各フロントサイドメンバ１６は、パワーユニット１４の車両幅方向外側に車両前後方向に沿って配置されると共に、車両前後方向から見た断面形状が矩形状の閉断面を成している。また、フロントサイドメンバ１６における車両前方側の前端１６Ａには、ブラケット２０が設けられている。ブラケット２０は、フロントサイドメンバ１６の前端１６Ａから車両幅方向外側へ延出されている。このブラケット２０の車両前方には、フロントバンパリインフォースメント１８が配置されている。

フロントバンパリインフォースメント（以下、「フロントバンパＲＦ」という）１８は、車両前部１２の前端側に車両幅方向に沿って配置されている。このフロントバンパＲＦ１８は、車幅方向中央が車両前方側に向かって凸に湾曲しており、車両幅方向から見た断面形状が、矩形状の閉断面を成す金属製部材とされている。また、フロントサイドメンバ１６よりも車両幅方向外側へ延出されている。

フロントサイドメンバ１６の車両前方側の前端１６Ａには、金属製の荷重受け部材２２が設けられている。荷重受け部材２２は、車両上下方向から見て、フロントサイドメンバ１６の前端１６Ａにおける車両幅方向外側の外側面２４に、当該外側面２４から車両幅方向外側へ張り出した状態で取り付けられている。この荷重受け部材２２及びフロントサイドメンバ１６の車両前方に、フロントバンパＲＦ１８が配置されている。また、荷重受け部材２２は、ブラケット２０から車両後方に離れた位置に配置されている。

荷重受け部材２２は、ブラケット２０の車両幅方向外端部とフロントサイドメンバ１６の車両幅方向外側の外側面２４とを接続する、荷重伝達部としての外壁部２６を有している。言い換えると、外壁部２６の前端２８はブラケットに接続され、後端３０はフロントサイドメンバ１６の外側面２４に接続されている。荷重受け部材２２は、車両上下方向から見て、外壁部２６を最も長い辺とする略二等辺三角形状に形成されている。

衝撃吸収部材３２は、図２に示されるように、車両前後方向から見た断面形状が、車両幅方向を長手方向とした矩形状の閉断面を成している。この衝撃吸収部材３２は、車両幅方向に並ぶインナパネル３４及びアウタパネル３６によって構成されている。

インナパネル３４の車両幅方向内側の部位は、フロントサイドメンバ１６とフロントバンパＲＦ１８との間に配置されており、これらのフロントサイドメンバ１６の前端とフロントバンパＲＦ１８とを車両前後方向に接続している。インナパネル３４は、車両前後方向から見た断面形状が、車両幅方向外側が開口された断面Ｃ字状に形成されている。車両上下方向上側を構成する上側面３４Ａおよび車両上下方向下側を構成する下側面３４Ｂの車両幅方向外側に設けられる上下一対の外端部３８は、後述するアウタパネル３６のアッパパネル４０とロアパネル４２にそれぞれ接合されている。また、インナパネル３４の車両幅方向内側を構成する内側面４４には、車両前後方向に延在するビード４６が設けられている。

一方、アウタパネル３６の車両幅方向外側の部位は、荷重受け部材２２の外壁部２６の前端とフロントバンパＲＦ１８との間に配置されており、これらの外壁部２６の前端２８とフロントバンパＲＦ１８とを車両前後方向に接続している。アウタパネル３６は、車両上下方向に分割される一対のアッパパネル４０およびロアパネル４２によって構成されている。図２（Ａ）に示されるように、アッパパネル４０は、車両前方から見た断面視で車両下方へ開口された形状とされ、ロアパネル４２は、車両前方から見た断面視で、車両上方へ開口された形状とされている。そして、アッパパネル４０の左右一対の下端部とロアパネル４２の左右一対の上端部は互いに接合され、閉断面を形成している。

詳細には、アッパパネル４０は、閉断面において車両上下方向上側に位置する上側面４８、車両幅方向外側に位置する外側面５０、車両幅方向内側に位置する内側面５２を構成している。また、ロアパネル４２は、閉断面において車両上下方向下側に位置する下側面５４、車両幅方向外側に位置する外側面５６、車両幅方向内側に位置する内側面５８を構成している。アッパパネル４０の外側面５０とロアパネル４２の外側面５６は面方向が略平行であり、互いに重ね合わされて接合されている。アッパパネル４０の内側面５２とロアパネル４２の内側面５８についても、同様に接合されている。アッパパネル４０とロアパネル４２によって形成された閉断面は略８角形状とされている。上側面４８と下側面５４には、インナパネル３４の外端部３８が接合されている。

そして本実施形態のアウタパネル３６は、図２（Ｂ）に示されるように、アッパパネル４０の上側面４８、外側面５０、内側面５２、およびロアパネル４２の下側面５４、外側面５６、内側面５８において、車両前後方向の中央より後側に、車両前後方向に延在するビード６０が設けられている。これにより、アウタパネル３６の後側は、インナパネル３４と比較して軸方向の圧縮強度が高い高強度部６２とされている。そして、アウタパネル３６の車両前後方向中央付近には、ビード６０の深さが徐々に浅くなるように徐変し、車両前後方向前側にはビードは設けられていない。つまり、アウタパネル３６の車両前後方向前側は、高強度部６２とインナパネル３４よりも圧縮強度が低い低強度部６４とされている。

次に、本実施形態の車両前部構造の作用並びに効果について説明する。

図３（Ａ）に示されるように、微小ラップ衝突時に車両前部１２に対して衝突体Ｗが衝突すると、フロントバンパＲＦ１８の前面１８Ａに衝突体Ｗから車両後方へ向かう衝突荷重Ｆが入力される。この衝突荷重Ｆは、フロントバンパＲＦ１８の端部６６を介して衝撃吸収部材３２に伝達される。衝撃吸収部材３２に伝達された衝突荷重Ｆは、衝撃吸収部材３２のアウタパネル３６を介して荷重受け部材２２の前端２８に伝達されると共に、インナパネル３４を介してフロントサイドメンバ１６の前端１６Ａに伝達される。

ここで本実施形態では、衝撃吸収部材３２のアウタパネル３６の車両前後方向後側が、インナパネル３４よりも高強度とされている。このため、微小ラップ衝突時の衝突荷重Ｆは、高強度部６２に集中して伝達される。これにより、インナパネル３４とアウタパネル３６の強度が同等の場合と比較して、アウタパネル３６を介して荷重受け部材２２の外壁部２６の前端２８に伝達される衝突荷重Ｆが大きくなる。この結果、外壁部２６の後端３０とフロントサイドメンバ１６の外側面２４との接続部周辺に発生する車両幅方向内側向きのモーメントが大きくなり、フロントサイドメンバ１６が車両幅方向内側へ屈曲しやすくなる。したがって、パワーユニット１４に早期に荷重を伝達してエネルギー吸収することができる。

一方、図３（Ｂ）に示されるように、フルラップ前突時にはフロントバンパＲＦ１８の前面１８Ａ全体に、衝突荷重Ｆが入力される。この衝突荷重Ｆは、フロントバンパＲＦ１８の端部６６を介して衝撃吸収部材３２に伝達される。衝撃吸収部材３２に伝達された衝突荷重Ｆは、衝撃吸収部材３２のインナパネル３４とアウタパネルを介してフロントサイドメンバ１６に伝達される。

ここで本実施形態では、衝撃吸収部材３２のアウタパネル３６の車両前後方向前側が、アウタパネル３６の車両前後方向後側よりとインナパネルよりも低強度とされている。そのため、フルラップ前突時の衝突荷重Ｆによって、アウタパネル３６の前側とインナパネルが潰れ、衝撃吸収部材３２は軸方向に圧潰し、フロントサイドメンバ１６に軸方向に荷重を伝達する。したがって、フロントサイドメンバ１６が軸圧縮することができ、効率よく衝突エネルギーを吸収することができる。

まとめると、衝撃吸収部材３２のアウタパネル３６において、前側と後側で強度差を設けたことにより、微小ラップ衝突時とフルラップ前突時で荷重伝達の方向を変化させ、それぞれ最適な荷重伝達経路をとることができる。したがって、各衝突形態で効率よく衝突エネルギーを吸収することができ、微小ラップ衝突時とフルラップ前突時の衝撃吸収を両立することができる。

＜変形例＞
本実施形態では、低強度部と高強度部との断面形状を変えることによって、高強度部が低強度部よりも高強度となるようにされていたが、パネルに用いる材料やパネルの板厚を変化させて強度差をつけることも可能である。また、本実施形態では、低強度部と高強度部とを一体構造としたが、低強度部と高強度部とを別体で形成し、互いに接合する構成としてもよい。この場合、レーザー溶接、スポット溶接、リベット締結などの方法で低強度部と高強度部が接合され、アウタパネルを構成する。

１０ 車両前部構造
１４ パワーユニット
１６ フロントサイドメンバ
１８ フロントバンパリインフォースメント
２２ 荷重受け部材
３４ インナパネル
３６ アウタパネル
６２ 高強度部
６４ 低強度部

Claims (1)

1. パワーユニットの車両幅方向外側に、車両前後方向に沿って配置されるフロントサイドメンバと、
   前記フロントサイドメンバの車両幅方向外側に設けられた荷重受け部材と、
   前記フロントサイドメンバ及び前記荷重受け部材の車両前方に、車両幅方向に沿って配置されるフロントバンパリインフォースメントと、
   車両幅方向内側に設けられたインナパネルと、車幅方向外側に設けられたアウタパネルとを接合して構成され、前記フロントサイドメンバの前端と前記フロントバンパリインフォースメントとを接続する衝撃吸収部材と、を有する車両前部構造であって、
   前記アウタパネルは、車両前後方向を軸方向とする車両前側からの圧縮荷重に対する強度が前記圧縮荷重に対する前記インナパネルの強度よりも低く設定された低強度部と、前記低強度部の車両前後方向後側かつ前記荷重受け部材の車両前後方向前側に設けられ前記圧縮荷重に対する強度が前記圧縮荷重に対する前記インナパネルの強度よりも高く設定された高強度部と、
   を備えた車両前部構造。