JP6852956B2 - 車両前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車などの車両前部構造に関する。

車両前部構造としては、たとえば特許文献１に記載された構造がよく採用されている。
同文献に記載の車両前部構造においては、車両前部の車幅方向両側部に位置して車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバの内側に、ラジエータサポートが取付けられている。前記一対のフロントサイドメンバの前端部には、フロントバンパ用リインフォースとしてのクロスメンバの両端部が連結されており、このクロスメンバは、ラジエータサポートの車両前方側に位置して車幅方向に延びている。
このような構成によれば、車両の前突が発生した場合に、クロスメンバに入力した衝突荷重を左右一対のフロントサイドメンバのそれぞれに受けさせて、衝撃吸収を図ることが可能となる。

しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように改善すべき余地があった。

すなわち、車両の前突の態様として、オフセット衝突がある。前記従来技術においては、オフセット衝突が発生した場合には、クロスメンバの車幅方向一端寄りの部位に入力した荷重が、一対のフロントサイドメンバの双方によって均等に受けられず、一方のフロントサイドメンバのみによって受けられることとなる。このため、衝突荷重が大きい場合には、前記一方のフロントサイドメンバが過剰に変形し、車両前部のクラッシュ量が想定以上に大きくなったり、あるいは優れた衝撃吸収性能が得られなくなるなどして、乗員の傷害値低減を十分に図ることが困難となる虞がある。
これを解消するための手段としては、たとえばフロントサイドメンバの厚肉化、あるいは大型化を図ることが考えられるが、これでは製造コストの上昇や、重量の増加を招いてしまう。また、クロスメンバの断面積を拡大する手段を採用した場合には、このクロスメンバによって車両前部の開口部が大きく塞がれるため、通風性が悪化し、たとえばラジエータへの通風量が減少するなどの不具合も生じる。

車両前部構造の他の例として、特許文献２に記載のものがある。同文献に記載の構造においては、クロスメンバを上下複数設け、かつこれら複数のクロスメンバのそれぞれを、車両前後方向に延びる複数の車体構成部材に個別に支持させている。このような構成によれば、オフセット衝突時に１つの車体構成部材のみが過剰に変形する虞を回避することが可能である。ただし、複数のクロスメンバを用いたのでは、部品点数の増大による生産性の悪化、製造コストの上昇、および重量の増加を招く他、ラジエータへの通風量が減少するといった不具合も生じる。

特開２００１−２１９８６９号公報 特開２００４−２６８６３５号公報

本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであり、製造コストの上昇、重量の増加、および通風性の悪化などの不具合を抑制しつつ、オフセット衝突に対して適切に対応することが可能な車両前部構造を提供することを、その課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明により提供される車両前部構造は、車両前部の車幅方向両側部に設けられ、かつ車両前後方向に延びる車体構成部材としての一対の第１の前後延設部材と、これら一対の第１の前後延設部材の相互間に橋渡しされた状態で車幅方向に延び、かつ前記一対の第１の前後延設部材に車幅方向両端部が連結されているクロスメンバと、を備えている、車両前部構造であって、前記車両前部の車幅方向両側部のうち、前記一対の第１の前後延設部材とは高さが相違する箇所に設けられ、かつ車両前後方向に延びる車体構成部材としての一対の第２の前後延設部材を備えており、前記クロスメンバの車幅方向両端部は、前記一対の第１の前後延設部材に加え、前記一対の第２の前後延設部材にも連結されており、前記クロスメンバの車幅方向両端部のそれぞれは、車幅方向外端側が開口した空隙部を介して高さ方向に離間した上側および下側の端部に区分されており、これら上側および下側の端部の一方が、前記各第１の前後延設部材に連結され、かつ他方が、前記各第２の前後延設部際に連結されていることを特徴としている。

このような構成によれば、次のような効果が得られる。
第１に、車両の前突として、オフセット衝突が発生した場合、クロスメンバの車幅方向一端側に入力した衝突荷重は、一対ずつ設けられた第１および第２の前後延設部材の片側の第１および第２の前後延設部材の双方によって分散して受けられる。第１および第２の前後延設部材は、ともに車両前後方向に延びた車体構成部材であるため、衝突荷重が大きい場合であっても、これを十分に受け止めることが可能である。このようなことから、車両がオフセット衝突を生じ、かつその衝突荷重が大きい場合であっても、第１および第２の前後延設部材のいずれかが過剰に変形することは適切に回避される。その結果、特許文献１とは異なり、車両前部のクラッシュ量を抑制し、また第１および第２の前後延設部材を利用して優れた衝撃吸収性能を得るなどして、乗員の傷害値低減を適切に図ることが可能である。
第２に、第１および第２の前後延設部材としては、車両の前部に元々具備されているフロントサイドメンバやその近傍に位置する他の車体構成部材を利用すればよく、専用の部材を新たに設ける必要はない。また、各部の厚肉化や大型化の必要をなくし、または少なくすることもできる。したがって、生産性をよくして製造コストの低減化を図り、さらには車両の軽量化をも図ることができる。
第３に、特許文献２とは異なり、クロスメンバを上下複数設ける必要はない。このため、製造コストの低減化などを一層促進することができる。また、車両前部の通風性をよくし、たとえばラジエータへの送風量が減少するといった不具合を適切に防止することもできる。
第４に、車両側部に位置して高さが相違する一対ずつの第１および第２の前後延設部材が、クロスメンバを介して相互に連結されているため、車体の捩れ剛性も高められる。したがって、車両の操安性を向上させることも可能となる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

（ａ）は、本発明に係る車両前部構造の一例を示す要部概略斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の要部分解概略斜視図である。 （ａ）は、図１（ａ）の要部概略正面図であり、（ｂ）は、（ａ）の要部分解概略正面図である。 （ａ）は、図２（ａ）のIIIa−IIIa断面図であり、(ｂ)は、(ａ)のIIIb−IIIb断面図である。 （ａ）は、クロスメンバの他の例を示す概略正面図であり、（ｂ）は、本発明の他の例を示す概略正面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。

図１および図２に示す車両前部構造Ａは、左右一対のフロントサイドメンバ１、ラジエータ５を支持するラジエータサポート３、クロスメンバ４、および左右一対のエプロンメンバ２を備えている。

一対のフロントサイドメンバ１は、本発明でいう「一対の第１の前後延設部材」の一例に相当し、一対のエプロンメンバ２は、本発明でいう「一対の第２の前後延設部材」の一例に相当する。
一対のフロントサイドメンバ１は、車両前部の車幅方向両側に設けられ、かつエンジンルーム７の左右両側に位置するようにして車両前後方向に延びた車体構成部材である。各フロントサイドメンバ１は、閉断面構造体として構成されている。
一対のエプロンメンバ２は、エンジンルーム７の側壁をなすエプロンパネル８の内面に溶接されており、前記した一対のフロントサイドメンバ１よりも高い位置において、車両前部の車幅方向両側に位置し、かつ車両前後方向に延びた車体構成部材である。各エプロンメンバ２は、たとえば断面略コ字状の部材であり、かつエプロンパネル８に溶接されていることにより、閉断面構造を形成している。

ラジエータサポート３は、一対のフロントサイドメンバ１の前端部の相互間に配設されている。このラジエータサポート３は、従来既知のものと同様であり、一対のフロントサイドメンバ１に溶接、またはボルト締結されて上下高さ方向に起立する一対のアウタサポート３０、これらの下端部に橋渡し状に連結されたラジエータ５載設用のロアサポート３１、および一対のアウタサポート３０の上端部に橋渡し状に連結され、かつラジエータ５の上部の固定を図るためのアッパサポート３２を備えている。

クロスメンバ４は、フロントバンパ用リインフォースであり、車幅方向に延びる本体部４ａの両端部近傍箇所に、補助片部４ｂを溶接することにより、これらの一体化が図られたものである。正面視において、クロスメンバ４の車幅方向中央部４０は、略水平方向に延びた比較的細幅な部位であるのに対し、クロスメンバ４の車幅方向両端部４１は、車幅方向中央部４０よりも上下幅が大きく、かつ上側および下側の端部４１ａ，４１ｂに分岐した形態である。クロスメンバ４は、図３（ｂ）に示すように、偏平な断面ハット状部材４２と、これに溶接されるプレート部材４３とを組み合わせて構成されていることにより、クロスメンバ４の各部は閉断面構造とされ、強度が高められている（上側および下側の端部４１ａ，４１ｂも、図３（ｂ）に示す構成と同様な閉断面構造とされている）。ただし、これとは異なり、クロスメンバ４は、たとえば裏板としてのプレート部材４３を具備しない構成（非閉断面構造）とすることも可能である。

クロスメンバ４は、一対のフロントサイドメンバ１の相互間に橋渡しされた状態でラジエータ５およびラジエータサポート３の車両前方側に位置しているが、このクロスメンバ４の車幅方向両端部４１は、フロントサイドメンバ１およびエプロンメンバ２の双方に連結されている。
より具体的に説明すると、フロントサイドメンバ１の前部には、前端部材１４が溶接されており、この前端部材１４の前壁部１４ａに、クロスメンバ４の下側の端部４１ｂが当接して連結されている（図３（ａ）も参照）。この連結手段としては、孔部４９，１９に挿通されるボルトなどの締結部材９０を利用する手段や、溶接が用いられる。一方、エプロンメンバ２の前端部には、フランジ部２０が設けられており、このフランジ部２０には、クロスメンバ４の上側の端部４１ａが当接して連結されている。この連結手段としては、フロントサイドメンバ１との連結と同様に、孔部４８，２８に挿通されるボルトなどの締結部材９１を利用する手段や、溶接が用いられる。

次に、前記した車両前部構造Ａの作用について説明する。

車両の前突として、オフセット衝突が発生した場合、たとえば図１に示すように、衝突荷重Ｆは、クロスメンバ４の車幅方向一端部側の箇所に偏って入力する。これに対し、クロスメンバ４の一端部４１Ａは、フロントサイドメンバ１およびエプロンメンバ２の両者に連結されているため、クロスメンバ４の一端部４１Ａに入力した衝突荷重Ｆは、フロントサイドメンバ１およびエプロンメンバ２の両者によって分散した状態で受けられる。したがって、たとえばクロスメンバ４の一端部４１Ａを１つのフロントサイドメンバ１のみによって支持させる場合とは異なり、衝突荷重Ｆが大きい場合であっても、この衝突荷重Ｆを適切に受け止め、フロントサイドメンバ１およびエプロンメンバ２が過剰に圧縮変形しないようにすることができる。このようなことから、車両前部のクラッシュ量を抑制し、またフロントサイドメンバ１およびエプロンメンバ２を利用して優れた衝撃吸収性能を得るなどして、乗員の傷害値低減を適切に図ることが可能である。

なお、車両の前突が、非オフセット衝突(通常の前面衝突)の場合には、クロスメンバ４に入力した衝突荷重が、このクロスメンバ４の車幅方向両端部４１から左右一対ずつのフロントサイドメンバ１およびエプロンメンバ２のそれぞれによって適切に受けられることとなる。したがって、クロスメンバ４をフロントサイドメンバ１のみに支持させた構成と比較すると、非オフセット衝突の場合においても好ましいものとなる。

本実施形態の車両前部構造Ａにおいては、左右一対ずつの第１および第２の前後延設部材１，２が、クロスメンバ４によって互いに連結されている。このため、車体の捩れ剛性も高められることとなり、車両の操安性を向上させる効果も得られる。

クロスメンバ４の車幅方向中央部４０は、車幅方向両端部４１と比較して細幅状であり、ラジエータサポート３の車両前方側を大きな面積で塞がないように設けられている。このため、車両前方からエンジンルーム７への通風性をよくし、ラジエータ５への送風量が大きく減少する不具合も生じないようにすることが可能である。

本実施形態においては、オフセット衝突に対応させる強度を確保するための手段として、車両前部に位置する各部材の厚みや全体のサイズをかなり大きくして、各部材の剛性を高める手段を採用する必要をなくし、または少なくすることが可能である。また、特許文献２とは異なり、クロスメンバを複数用いるような必要もない。したがって、生産性をよくして製造コストの低減化を図り、また車両の軽量化をも図ることも可能である。

図４（ａ）に示すクロスメンバ４Ａは、車幅方向両端部４１が、二股状に形成されることなく、車幅方向中央部４０よりも幅広状とされた構成である。

図４（ｂ）に示すクロスメンバ４Ｂは、２つの帯板状部４ｃがＸ状に交差して一体的に繋げられた構成である。
このような構成によれば、本発明が意図するオフセット衝突時の荷重分散作用が得られることに加え、クロスメンバ４Ｂは、車両前部の車幅方向および上下高さ方向の剛性、ひいては捩じり剛性をもより効果的に高めるものとなる。したがって、車両の操安性をより良好なものとし、たとえば車両の通常走行時における車体のよれを適切に抑制する効果が
得られる。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る車両前部構造の各部の具体的な構成は、本発明の意図する範囲内において種々に設計変更自在である。
本発明でいう第１および第２の前後延設部材は、フロントサイドメンバ１およびエプロンメンバ２に限定されない。
たとえば、特許文献２に記載されているように、フロントサイドメンバの下方に、これとは別の追加のサイドフレームが設けられている場合、これらフロントサイドメンバおよび追加のサイドフレームを本発明でいう第１および第２の前後延設部材とし、クロスメンバの端部をこれらに連結した構成とすることもできる。車両前部の車幅方向両側部に位置し、かつ車両前後方向に延びる車体構成部材であれば、その具体的な種類や形状などを問うことなく、本発明でいう第１および第２の前後延設部材として用いることが可能である。

Ａ 車両前部構造
１ フロントサイドメンバ（第１の前後延設部材）
２ エプロンメンバ（第２の前後延設部材）
４，４Ａ，４Ｂ クロスメンバ
４１ 車幅方向両端部（クロスメンバの）

Claims (1)

1. 車両前部の車幅方向両側部に設けられ、かつ車両前後方向に延びる車体構成部材としての一対の第１の前後延設部材と、
   これら一対の第１の前後延設部材の相互間に橋渡しされた状態で車幅方向に延び、かつ前記一対の第１の前後延設部材に車幅方向両端部が連結されているクロスメンバと、
   を備えている、車両前部構造であって、
   前記車両前部の車幅方向両側部のうち、前記一対の第１の前後延設部材とは高さが相違する箇所に設けられ、かつ車両前後方向に延びる車体構成部材としての一対の第２の前後延設部材を備えており、
   前記クロスメンバの車幅方向両端部は、前記一対の第１の前後延設部材に加え、前記一対の第２の前後延設部材にも連結されており、
   前記クロスメンバの車幅方向両端部のそれぞれは、車幅方向外端側が開口した空隙部を介して高さ方向に離間した上側および下側の端部に区分されており、これら上側および下側の端部の一方が、前記各第１の前後延設部材に連結され、かつ他方が、前記各第２の前後延設部際に連結されていることを特徴とする、車両前部構造。

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