JP6689019B2 - 車両前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、フロントバンパの後方でエンジンの冷却機器が取り付けられる枠状部材を備える車両前部構造に関する。

車両の前端には外装部材であるフロントバンパが取り付けられている。車両には、このフロントバンパに歩行者などが衝突したとき、その衝撃を吸収して、歩行者に対する障害値を低減すると共に、車両の乗員を保護する構成が採用されている。例えば、特許文献１の車両では、フロントバンパの裏側にエネルギ吸収部材を配置したり、下脚サポート部材（ロア荷重支持部材）を配置したりして、歩行者に対する障害値を低減している。下脚サポート部材は、歩行者の膝から下の部分を跳ね上げて、歩行者をフードに乗り上げさせることで、歩行者に対する障害値を低減する足払い部材と考えられる。

特許３７４０９０１号公報

近年では、歩行者保護の観点から、歩行者に対する障害値をより一層低減することが求められている。例えば、ロア荷重支持部材について、車両に対する歩行者の衝突の仕方によっては、歩行者の膝下部分がロア荷重支持部材の下側に入り込んでしまう恐れがある。特に近年では車高の高いハイトワゴンやＳＵＶなどが多くなっており、ロア荷重支持部材の下側に膝下部分が入り込んでしまい易い。そうなると、歩行者の膝関節に大きな負荷がかかり、歩行者に対する障害値が高くなる恐れがある。

本発明の目的の一つは、歩行者に対する傷害値を低減できる車両前部構造を提供することにある。

本発明の一態様に係る車両前部構造は、
車両の前端に設けられるフロントバンパと、前記フロントバンパの後方でエンジンの冷却機器が取り付けられる枠状部材とを備える車両前部構造であって、
前記車両の後方側が開口した中空形状で、前記枠状部材の下片の前端に取り付けられて、前記フロントバンパの裏側に向って延びるロア荷重支持部材を備え、
前記ロア荷重支持部材は、前記車両の幅方向に延びると共に、前記ロア荷重支持部材の前記車両の下方側への曲げの基点となる折れ線部を備える。

上記構成では、ロア荷重支持部材に折れ線部を設けて、ロア荷重支持部材に車両の前方側から衝撃が加わったときに、ロア荷重支持部材が車両の下方側に折れ曲がるようしている。つまり、フロントバンパに歩行者が衝突したときに、ロア荷重支持部材が膝関節から離れる下方向に折れ曲がるので、ロア荷重支持部材の下側に歩行者の膝下部分が入り込み難くなり、膝関節に大きな力が作用することを抑制できる。

実施形態１に示すフロントバンパを外した状態の車両の概略前方正面図である。 実施形態1に示すロア荷重支持部材の取付状態を車両の前方やや上方から見た概略図である。 実施形態１に示すロア荷重支持部材の取付状態を車両の下方から見た概略図である。 図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。 図３のＶ−Ｖ断面図である。 実施形態１に示すロア荷重支持部材に車両の前方から応力が作用したときの変形状態を説明する説明図である。

本発明の実施形態に係る車両前部構造１を図１〜６に基づいて説明する。図中の同一符号は同一名称物を示す。図中の矢印で示す『ＦＲ』は車両前方、『ＲＲ』は車両後方、『ＵＰ』は車両上方、『ＬＷＲ』は車両下方、『ＬＨ』は車両左方、『ＲＨ』は車両右方を示す。なお、本発明は、これらの例示に限定されず、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

＜実施形態１＞
≪全体構成≫
図１には、車両のモノコックボディーの前端近傍が示されている。この図１に示す車両前部構造１は、エンジンを冷却するラジエータ（冷却機器）を保持する枠状部材２を備える。枠状部材２は、ラジエータサポートとも呼ばれる部材であって、図１に示すように上片２Ｕ、下片２Ｄ、左片２Ｌ、及び右片２Ｒを備える矩形枠状の金属製部材である。この枠状部材２の更に車両前方にはＯＤＢ（Ｏｆｆｓｅｔ Ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ Ｂａｒｒｉｅｒ）メンバ４が配置されている。ＯＤＢメンバ４は、左片２Ｌの車両高さ方向の中間部と、右片２Ｒの車両高さ方向の中間部とに連結される金属製部材である。本例では更に、枠状部材２とＯＤＢメンバ４とを連結する縦片４０が設けられている。縦片４０は、上片２Ｕの車幅方向の中間部と、ＯＤＢメンバ４の車幅方向の中間部とを繋いでいる。上記構成を備える本例の車両前部構造１の特徴の一つとして、枠状部材２の下片２Ｄに取り付けたロア荷重支持部材３の構成を挙げることができる。

以下、図１に加えて図２〜５を適宜参照して下片２Ｄの構成を説明し、次いでロア荷重支持部材３の構成を説明する。図２は、枠状部材２の下片２Ｄと、下片２Ｄに取り付けられるロア荷重支持部材３との組物を車両の斜め上方から見た図であり、図４はその組物の一部縦断面図である。図３は、下片２Ｄとロア荷重支持部材３との組物を車両下方から見た図であり、図５はその組物の一部横断面図である。

≪枠状部材の下片≫
本例の下片２Ｄは、図１に示すように、枠状部材２の上片２Ｕよりも車幅方向に長くなっている。本例の下片２Ｄは、図４に示すように、車両下方に配置される下片ロア材２０と、下片ロア材２０の車両上方に配置される下片アッパ材２１とを組み合わせて構成される。下片ロア材２０と下片アッパ材２１とは、車両前方と車両後方とで接合されており、下片２Ｄは中空になっている。

下片ロア材２０のうち、下片アッパ材２１と重ねられる車両前方の端部には、図３，５に示すように車両上方に突出する複数の凸部２３が設けられている。より具体的には、凸部２３は、図５の横断面図に示すように、平坦な頂部２３ｔと、この頂部２３ｔに向って傾斜する一対の外壁部２３ｗとで構成されている。両外壁部２３ｗの間隔は、頂部２３ｔに向うに従って徐々に狭くなっている。

各凸部２３は、図３に示すように、下片ロア材２０の車幅方向に離隔して設けられている。凸部２３の頂部２３ｔは、図５に示すように、平坦になっている下片アッパ材２１の下面に接触し、下片アッパ材２１への接合箇所となる部分である。凸部２３の数や配置は特に限定されないが、下片ロア材２０と下片アッパ材２１との接合強度を確保できるように、凸部２３の数と配置を決定すると良い。本例では、図３に示すように、下片ロア材２０の車幅方向の中間部に３つの凸部２３を形成すると共に、車幅方向の左方部分と右方部分とにそれぞれ５つの凸部２３を形成している。下片ロア材２０の車幅方向に複数の凸部２３が分散配置されているため、下片２Ｄの車幅方向の全長にわたって下片ロア材２０と下片アッパ材２１との接合強度が均一的になっている。

その他、図２に示すように、下片アッパ材２１の上面には、図１の左片２Ｌ及び右片２Ｒに下片２Ｄを取り付けるための一対の取付部２５が設けられている。また、図３に示すように、下片ロア材２０には、複数の貫通窓２ｗが形成されている。この貫通窓２ｗは、通常時には下片２Ｄの軽量化と、下片２Ｄ内に浸入した環境水を排出する機能を有するが、荷重入力時には貫通窓の離隔空間が衝撃を吸収する機能を発揮する。

［ロア荷重支持部材］
ロア荷重支持部材３は、図４に示すように、車両下方に配置される支持ロア材３０と、支持ロア材３０の車両上方に配置される支持アッパ材３１とを組み合わせて構成される。支持ロア材３０と支持アッパ材３１とは車両前方で繋がっているが、車両後方では離隔している。そのため、ロア荷重支持部材３は、その車両後方が開口した中空形状となっている。ロア荷重支持部材３は、フロントバンパ５の裏側に向って延びている。ロア荷重支持部材３の先端は、フロントバンパ５に連結していなくても良いし、連結していても良い。ロア荷重支持部材３とフロントバンパ５が離隔していれば、その離隔空間も衝撃の吸収に寄与する。

支持ロア材３０の車両後方は、下片アッパ材２１のうち、下片ロア材２０と重ねられる部分の上面に固定されている。一方、支持アッパ材３１の車両後方は、下片アッパ材２１のうち、下片ロア材２０から車両上方に離隔する部分の上面に固定されている。支持アッパ材３１は、車両前方に向うに従って車両下方に下がっており、ロア荷重支持部材３は車両前方に向って徐々に薄くなっている。

図３に示すように、支持ロア材３０のうち、下片ロア材２０の凸部２３に対応する位置には凹部３３が形成されている。この凹部３３は、図５の横断面図に示すように、車両下方に凹んでいる。より具体的には、凹部３３は、平坦な底部３３ｂと、この底部３３ｂに向って傾斜する一対の内壁部３３ｗとで構成されている。両内壁部３３ｗの間隔は、底部３３ｂに向うに従い徐々に狭くなっている。

凹部３３の底部３３ｂの下面は、図５に示すように、下片アッパ材２１に接触し、下片アッパ材２１への接合箇所となる（図４を併せて参照）。ロア荷重支持部材３の凹部３３、下片アッパ材２１、及び下片ロア材２０の凸部２３の三者は、スポット溶接などで連結される。スポット溶接を行う場合、三者の重複部のうち、少なくとも２箇所をスポット溶接する。２箇所のスポット溶接は、少なくとも車両前後方向にずれていることが好ましい。

下片２Ｄに対するロア荷重支持部材３の取り付け状態を上述した状態とすることで、図４に示すように、ロア荷重支持部材３には、ロア荷重支持部材３の車両下方への曲げの基点となる折れ線部３９が形成される。折れ線部３９は、下片２Ｄによって下支えされる部分と、下片２Ｄで下支えされていない部分との境界線に形成される。本例では、図５を用いて説明したように、ロア荷重支持部材３は凹部３３の位置でのみ下片アッパ材２１に接触している。そのため、本例の折れ線部３９は、図３に示すように、車幅方向に断続的に形成されることになる。

≪効果≫
以上説明した車両前部構造１によれば、フロントバンパ５に衝突した歩行者に対する傷害値、特に膝関節に対する傷害値を低減できる。それは、図６に示すように、車両前方から白抜き矢印に示すように応力が作用したとき、折れ線部３９を基点にしてロア荷重支持部材３の車両前方の部分が車両下方に折れ曲がるからである。ロア荷重支持部材３が車両下方に折れ曲がるのは、ロア荷重支持部材３における折れ線部３９よりも車両後方の部分が下片２Ｄで下支えされて高剛性になっているため、車両前方の応力が折れ線部３９を基点にして車両下方に向うからである。また、ロア荷重支持部材３の支持アッパ材３１が車両前方に向うに従って車両下方に下がるように傾斜していることも、ロア荷重支持部材３が車両下方に折れ曲がり易くなる要因である。通常、歩行者のインパクトの位置は、ロア荷重支持部材３とフロントバンパ５（図４）との接合部よりも車両上方となるため、フロントバンパ５には、その上方が車両後方に回転するモーメントが作用する。その結果、ロア荷重支持部材３には車両前方の斜め上から押し潰すような力が作用するため、ロア荷重支持部材３が車両下方に折れ曲がると考えられる。

＜実施形態２＞
折れ線部の構成は、実施形態１の構成に限定されるわけではない。例えば、ロア荷重支持部材３に形成した溝によって折れ線部を構成することができる。溝は、車幅方向に延びるように形成すると良い。溝は、支持ロア材３０と支持アッパ材３１のいずれに設けても良いが、ロア荷重支持部材３の剛性が低下しないように、溝の両端部はロア荷重支持部材３の幅方向の全長に及ばないようにすることが好ましい。例えば、車幅方向に断続的に形成される複数の溝を形成することが挙げられる。この場合、各溝が一直線状に並んでいると、ロア荷重支持部材３に衝撃が作用したときに車両下方に折れ曲がり易い。

１ 車両前部構造
２ 枠状部材 ２Ｄ 下片 ２Ｌ 左片 ２Ｒ 右片 ２Ｕ 上片 ２ｗ 貫通窓
２０ 下片ロア材 ２１ 下片アッパ材 ２３ 凸部 ２５ 取付部
２３ｔ 頂部 ２３ｗ 外壁部
３ ロア荷重支持部材
３０ 支持ロア材 ３１ 支持アッパ材 ３３ 凹部 ３９ 折れ線部
３３ｂ 底部 ３２ｗ 内壁部
４ ＯＤＢメンバ ４０ 縦片
５ フロントバンパ

Claims (1)

1. 車両の前端に設けられるフロントバンパと、前記フロントバンパの後方でエンジンの冷却機器が取り付けられる枠状部材とを備える車両前部構造であって、
   前記車両の後方側が開口した中空形状で、前記枠状部材の下片の前端に取り付けられて、前記フロントバンパの裏側に向って延びるロア荷重支持部材を備え、
   前記ロア荷重支持部材は、前記車両の幅方向に延びると共に、前記ロア荷重支持部材の前記車両の下方側への曲げの基点となる折れ線部を備え、
   前記ロア荷重支持部材の上部は、前記車両の前方に向かうに従って前記車両の下方に下がるように、前記下片に固定され、
   前記ロア荷重支持部材の下部は、前記車両の前方に真っ直ぐに延びるように、前記下片に固定される、
   車両前部構造。

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