JP7099517B2 - 車両前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の前部構造に関する。

従来から、車両の衝突時に発生する衝撃荷重を吸収するために、バンパービームをサイドメンバの前端にクラッシュボックスを介して設ける構成が知られている。このような構成では、車両の衝突などによりバンパービームに衝撃荷重が入力されると、クラッシュボックスが車両の後方に向かって潰れながら衝撃荷重を吸収しつつ、サイドメンバに衝撃荷重が伝達される。

このとき、バンパービームの取り付け高さとサイドメンバの高さとがオフセットしていることがある。このような場合には、クラッシュボックスを上下方向に傾斜させる構造が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０１２－３０６２４号公報

特許文献１の技術では、クラッシュボックスが傾斜しているため、衝撃荷重が入力された際にクラッシュボックスが折れて、衝撃荷重を十分に吸収できない虞がある。

また、クラッシュボックスとサイドメンバとをオフセットさせることで、バンパービームの取り付け高さとサイドメンバの高さをオフセットさせることも考えられるが、クラッシュボックスとサイドメンバとがオフセットしているので、クラッシュボックスに入力された衝撃荷重を十分にサイドメンバに伝達することができず、衝撃荷重を十分に吸収できない虞がある。

本発明の目的は、衝撃荷重を十分に吸収することができる車両前部構造を提供することにある。

かかる目的を達成するために、本発明の車両前部構造は、サイドメンバと、延伸部材と、クラッシュボックスと、バンパービームと、を有している。サイドメンバは、車幅方向の両側で車両の前後方向に延びる。延伸部材は、車両上下方向に延びるとともに、サイドメンバの前端部に接合される。クラッシュボックスは、サイドメンバの車両前方に配置される。バンパービームは、クラッシュボックスの車両前端に接合され、車幅方向に延びる。バンパービームは、サイドメンバに対して車両上下方向の一方側にオフセットして配置されている。クラッシュボックスは、車両上下方向の他方側の面が車両前方に向かうに連れて一方側へ傾斜するとともに、一方側の面が車両前方に向かい水平方向に延びる、若しくは他方側へ傾斜しており、他方側の面の車両後端がサイドメンバの車両上下方向の幅内に位置し、一方側の面の車両後端がサイドメンバの車両上下方向の幅よりも一方側に位置するとともに延伸部材に接合される。サイドメンバの一方側で車両の前後方向に延びる骨格部材を有している。延伸部材は、骨格部材に接合される。

本発明によれば、衝撃荷重を十分に吸収することができる。

実施形態の車両前部構造を模式的に示す斜視図。 図１の車両前部構造の一部を示す斜視図。 図１の車両前部構造の一部を分解して示す斜視図。 図３のクラッシュボックスとパッチを分解して示す斜視図。 図１の車両前部構造を示す側面図。

「車両前部構造の構成」
車両前部構造の構成を図１～図５を参照して説明する。

車両の前部には、図１に示すように、サイドメンバ１１と、ランプサポート１２（延伸部材）と、クラッシュボックス１３と、パッチ１４（補強部材）と、バンパービーム１５と、サスペンションクロスメンバ１６（骨格部材）と、ラジエータコアメンバ１７（骨格部材）とが設けられている。各図において、車両の前後方向Ｄｈ（前方ＦＲ、後方ＲＲ）に対して、車幅方向Ｄｗ及び車両上下方向Ｄｇが規定され、これら三者は互いに直交した位置関係を有している。

サイドメンバ１１は、図１～図３及び図５に示すように、車幅方向Ｄｗの両側で車両の前後方向Ｄｈに延びるように、一対設けられている。本実施形態では、サイドメンバ１１は、鋼材からなり、図３などに示すように、車両の前後方向Ｄｈで見て、例えば角筒形状に形成されている。

ランプサポート１２（延伸部材）は、図１～図３及び図５に示すように、車両上下方向に延びるとともに、サイドメンバ１１の前端部に接合されるように、一対設けられている。前端部は、サイドメンバ１１の前面１１ｃに位置する。本実施形態では、ランプサポート１２は、鋼材からなり、図２及び図５に示すように、サイドメンバ１１と接合されている。ランプサポート１２の中央部は、サイドメンバ１１の前端縁と溶接によって接合されている。また、ランプサポート１２の上下端部は、それぞれラジエータコアメンバ１７の前端部、サスペンションクロスメンバ１６の前端部と溶接によって接合されている。

クラッシュボックス１３は、図１～図５に示すように、サイドメンバ１１の車両前方に、一対設けられている。本実施形態では、図５に示すように、クラッシュボックス１３の後面は、サイドメンバ１１の前方においてランプサポート１２と溶接によって接合されており、前面１３ｃは、バンパービーム１５と溶接によって接合されている。クラッシュボックス１３は、図３などに示すように、車両の前後方向Ｄｈで見て、角筒形状からなり、クラッシュボックス１３の上面１３ａ（他方側の面）は、車両の前方ＦＲに向かって下方に傾斜し、下面１３ｂ（一方側の面）は、車両の前後方向Ｄｈに沿って略水平方向に延びている。このため、クラッシュボックス１３は、車幅方向Ｄｗから見て、前面１３ｃが先細りした、台形形状に形成されている。

クラッシュボックス１３は、図５に示すように、上面１３ａの車両後端がサイドメンバ１１の車両上下方向の幅内に位置し、下面１３ｂの車両後端がサイドメンバ１１の車両上下方向の幅よりも一方側に位置するとともにランプサポート１２に接合されている。本実施形態では、クラッシュボックス１３の後面は、その上端（上面１３ａの後端）がサイドメンバ１１の上面１１ａと同じ高さに位置し、下端（下面１３ａｂの後端）がサイドメンバ１１の下面１１ｂよりも下方に位置する。クラッシュボックス１３は、車両の前方ＦＲから所定の大きさ以上の衝撃荷重Ｐ（図５）を受けると、車両の前後方向Ｄｈに潰れながら変形して、衝撃荷重Ｐを吸収する。

パッチ１４（補強部材）は、図１～図５に示すように、クラッシュボックス１３とランプサポート１２との接合部Ｋを補強している。本実施形態では、パッチ１４は、十分な剛性を備えた鋼材からなり、図４などに示すように、上部１４ａと、一側部１４ｂ及び他側部１４ｃと、縁部１４ｄとによって、一体的に構成されている。上部１４ａは、クラッシュボックス１３の上面１３ａの基端部１３ａ１を補強している。一側部１４ｂ及び他側部１４ｃは、上部１４ａから車両上下方向Ｄｇ下方に延び、クラッシュボックス１３の両側面を補強している。縁部１４ｄは、上部１４ａ、一側部１４ｂ及び他側部１４ｃの後端部からクラッシュボックス１３の外方に向かい延びている。図２に示すように、上部１４ａ、一側部１４ｂ及び他側部１４ｃは、それぞれクラッシュボックス１３の上面１３ａ及び両側面と溶接によって接合されており、縁部１４ｄは、ランプサポート１２に溶接によって接合されている。このようにして、パッチ１４は、図２及び図５に示す接合部Ｋの車両上下方向Ｄｇの上部と車幅方向Ｄｗの両側部とを一体的に被覆して補強している。これにより、パッチ１４は、クラッシュボックス１３とランプサポート１２との接合部Ｋの剛性を高めている。

バンパービーム１５は、図１～図３及び図５に示すように、車幅方向Ｄｗに延びるように設けられており、クラッシュボックス１３の車両前端と例えば溶接によって接合されている。バンパービーム１５は、サイドメンバ１１に対して車両上下方向の一方側にオフセットして配置されている。本実施形態では、バンパービーム１５は、鋼材からなり、車幅方向Ｄｗから見て、角筒形状に形成されており、図５に示すように、その上面１５ａと下面１５ｂとの間に、サイドメンバ１１の下面１１ｂが位置するように、車両上下方向Ｄｇでサイドメンバ１１に対して下方へオフセットして設けられている。

サスペンションクロスメンバ１６（骨格部材）は、図１～図３及び図５に示すように、サイドメンバ１１の一方側で車両の前後方向に延び、ランプサポート１２と接合されている。サスペンションクロスメンバ１６は、サイドメンバ１１の下方に位置する。本実施形態では、サスペンションクロスメンバ１６は、十分な剛性を備えた鋼材からなり、車幅方向Ｄｗの両側から車両の前後方向Ｄｈに延びた部材と、車両の前方ＦＲにおいて車幅方向Ｄｗに延びた部材とが組み合わされて構成されている。サスペンションクロスメンバ１６（車両の前後方向Ｄｈに延びた部材）の前端部は、図２及び図５に示すように、ランプサポート１２の下端部１２ｂと溶接によって接合されている。

ラジエータコアメンバ１７（骨格部材）は、図１～図３及び図５に示すように、サイドメンバ１１の上方に設けられている。本実施形態では、ラジエータコアメンバ１７は、十分な剛性を備えた鋼材からなり、車幅方向Ｄｗの両側において車両の前後方向Ｄｈに延びる部材と、車両の前方ＦＲにおいて車幅方向Ｄｗに延びる部材とが組み合わされて構成されている。ラジエータコアメンバ１７（車両の前後方向Ｄｈに延びた部材）の前端部は、図２及び図５に示すように、ランプサポート１２の上端部１２ａと溶接によって接合されている。

「車両前部構造の効果」
車両前部構造の効果を説明する。

実施形態によれば、上面１３ａが傾斜し下面１３ｂが略水平方向に延びたクラッシュボックス１３において、上面１３ａがサイドメンバ１１の上面１１ａと同じ高さで、下面１３ｂがサイドメンバ１１の下面１１ｂよりも下方でランプサポート１２に接合されている。これにより、クラッシュボックス１３の下面１３ｂを伝わる衝撃荷重Ｐも、ランプサポート１２を介してサイドメンバ１１に伝達されるため、衝撃荷重Ｐを十分に吸収することができる。このとき、クラッシュボックス１３の上面１３ａが車両の前方ＦＲに向かうに連れて下方へ傾斜しているので、サイドメンバ１１とバンパービーム１５とが、車両上下方向Ｄｇでオフセットした状態（バンパービーム１５がサイドメンバ１１に対して下方に位置した状態）となっているが、クラッシュボックス１３の下面１３ｂが水平方向に延びているため、クラッシュボックス１３の折れを防止することができる。

なお、クラッシュボックス１３の下面１３ｂは、車両の前方ＦＲに向かうにつれて上方へ傾斜していても、同様の効果を得ることができる。ただし、水平方向に延びていた方がより効率よく衝撃荷重Ｐを分散させることができる。車両の衝突により入力される衝撃荷重Ｐは、多くの場合は水平方向の荷重である。このため、この入力荷重に沿った方向にクラッシュボックス１３の下面１３ｂを延ばすことにより、衝撃荷重Ｐにより下面１３ｂが折れることを防止するとともに、衝撃荷重Ｐを真っ直ぐランプサポート１２に伝達することができる。

また、ランプサポート１２は、サイドメンバ１１とサスペンションクロスメンバ１６に接合されている。これにより、クラッシュボックス１３の下面１３ｂを伝わる衝撃荷重Ｐは、車両上下方向Ｄｇに延びたランプサポート１２を介してサスペンションクロスメンバ１６、及びサイドメンバ１１に伝達されるため、車両に入力される衝撃荷重Ｐをサスペンションクロスメンバ１６にも分散させることができる。この結果、衝撃荷重Ｐを十分に吸収することができ、サイドメンバ１１の変形を抑制することができる。

なお、バンパービーム１５をサイドメンバ１１に対して上方に位置させたい場合は、クラッシュボックス１３の下面１３ｂを車両の前方ＦＲに向かうにつれて上方へ傾斜させ、上面１３ａを水平方向に延ばし（若しくは車両の前方ＦＲに向かうにつれて下方へ若干傾斜させ）、ランプサポート１２をラジエータコアメンバ１７に接合させる。これにより、バンパービーム１５をサイドメンバ１１に対して上方に位置させつつ、上記構成と同様の効果を得ることができる。

実施形態によれば、クラッシュボックス１３の上面１３ａの後端がサイドメンバ１１の上面１１ａと同じ高さに位置している。すなわち、クラッシュボックス１３の上面１３ａと両側面とで形成された稜線の後端が、サイドメンバ１１の上面１１ａと両側面とで形成された稜線の前端と、車両の前後方向Ｄｈで重なっている。サイドメンバ１１の稜線は、剛性が高い箇所であるので、ここに衝撃荷重Ｐを伝達することで、より効率よく衝撃荷重Ｐを吸収することができる。

実施形態によれば、サイドメンバ１１の下面１１ｂが、バンパービーム１５の上面１５ａと下面１５ｂとの間に位置している。詳細には、バンパービーム１５がこのような位置となるように、クラッシュボックス１３の上面１３ａ、下面１３ｂの傾斜角や、下面１３ｂ後端のランプサポート１２との接合箇所を設定している。これにより、バンパービーム１５に入力される衝撃荷重Ｐを、クラッシュボックス１３及びランプサポート１２を介して、サイドメンバ１１とサスペンションクロスメンバ１６とに効率良く分散させることができる。特に、サイドメンバ１１の下面１１ｂが、バンパービーム１５の上面１５ａと下面１５ｂの中心又は中心付近に位置している場合、バンパービーム１５に入力される衝撃荷重Ｐを、サイドメンバ１１に最も効率良く伝達させて吸収することができる。すなわち、バンパービーム１５に入力された衝撃荷重Ｐは、クラッシュボックス１３の各面（上下面及び両側面）と、各面で形成される稜線を通り、サイドメンバ１１に伝達されるが、バンパービーム１５の上面１５ａと下面１５ｂの中心付近と、サイドメンバ１１の下面１１ｂとの高さを合わせることにより、クラッシュボックス１３の両側面を通る荷重が、サイドメンバ１１の下面１１ｂと両側面とで形成された稜線に伝達されやすくなり、より効率よく衝撃荷重Ｐを吸収することができる。

実施形態によれば、パッチ１４を用いて、クラッシュボックス１３とランプサポート１２との接合部Ｋの剛性を高めている。パッチ１４は、クラッシュボックス１３の上面１３ａに設けられている。パッチ１４の作用について、図５を用いて説明する。車両が衝突した場合、衝撃荷重Ｐが車両の後方ＲＲに伝達されることから、クラッシュボックス１３の上面１３ａの終端に位置する基端部１３ａ１に応力が集中する。すなわち、クラッシュボックス１３の上面１３ａが傾斜しているため、衝撃荷重Ｐの入力により上面１３ａが車両の後方ＲＲ斜め下方に折れ曲がろうとする。これにより、基端部１３ａ１には、車両の前方ＦＲ斜め下方に荷重（Ｔ１）が発生する。又、船舶を用いて車両を運搬する場合（タイダウン）、船の床面と車両とを繋ぐことから、クラッシュボックス１３の先端を車両の前方ＦＲ斜め下方に引っ張るような荷重（Ｔ２）が加わり、上面１３ａの終端に位置する基端部１３ａ１に車両の前方ＦＲ斜め下方の荷重が集中する。このようなことから、車両が衝突した場合及び船舶を用いて車両を運搬する場合、クラッシュボックス１３の基端部１３ａ１には、ランプサポート１２から剥離されるような応力が生じる。そこで、パッチ１４を用いて、クラッシュボックス１３の基端部１３ａ１と、ランプサポート１２との接合部Ｋの剛性を高めて、その接合部Ｋの接合状態を維持する。

実施形態によれば、パッチ１４は、クラッシュボックス１３の上面１３ａと車幅方向両側部とを一体的に被覆して補強している。これにより、船舶を用いて車両を運搬する場合、クラッシュボックス１３が前方に加えて左右方向に引っ張られても、パッチ１４の上部（上方）に加えて両側部（左右方向）によって接合部Ｋの剛性を維持して、その接合部Ｋの接合状態を維持することができる。特に、パッチ１４は、上部１４ａと、一側部１４ｂ及び他側部１４ｃと、縁部１４ｄとによって、一体的に構成され、縁部１４ｄが上部１４ａと、一側部１４ｂ及び他側部１４ｃのフランジとして機能することから、衝撃荷重Ｐを４面で分散して吸収することができる。

「変形例」
なお、本発明を実施するに当たり、具体的な態様を種々に変更して実施できる。

上記した実施形態においては、サイドメンバ１１の前端縁と、ランプサポート１２とを接合している。これに代えて、サイドメンバ１１の前端部の上下面（上面１１ａの前端部及び下面１１ｂの前端部）や側面と、ランプサポート１２とを接合する構成としてもよい。この場合、クラッシュボックス１３は、サイドメンバ１１の車両上下方向Ｄｇの幅内に位置する箇所に関してはサイドメンバ１１に接合され、サイドメンバ１１の車両上下方向Ｄｇの幅よりも外側に位置する箇所に関してはランプサポート１２に接合される。

また、上記した実施形態においては、ランプサポート１２は、サイドメンバ１１に加え、サスペンションクロスメンバ１６とラジエータコアメンバ１７にも接合されている。これに代えて、ランプサポート１２は、サイドメンバ１１と、クラッシュボックス１３のサイドメンバ１１の車両上下方向Ｄｇの幅よりも外側に位置する箇所がある側の骨格部材（上記した実施形態においてはサスペンションクロスメンバ１６）とにのみ接合されていればよい。

１１…サイドメンバ、１１ａ…上面、１１ｂ…下面、１１ｃ…前面、１２…ランプサポート（延伸部材）、１２ａ…上端部、１２ｂ…下端部、１３…クラッシュボックス、１３ａ…上面（他方側の面）、１３ａ１…基端部、１３ｂ…下面（一方側の面）、１３ｃ…前面、１４…パッチ（補強部材）、１４ａ…上部、１４ｂ…一側部、１４ｃ…他側部、１４ｄ…縁部、１５…バンパービーム、１５ａ…上面、１５ｂ…下面、１６…サスペンションクロスメンバ（骨格部材）、１７…ラジエータコアメンバ（骨格部材）、Ｋ…接合部、Ｐ…衝撃荷重、Ｔ１，Ｔ２…荷重。

Claims (7)

1. 車幅方向の両側で車両の前後方向に延びるサイドメンバと、
   車両上下方向に延びるとともに、前記サイドメンバの前端部に接合される延伸部材と、
   前記サイドメンバの車両前方に配置されるクラッシュボックスと、
   前記クラッシュボックスの車両前端に接合され、車幅方向に延びるバンパービームと、を有し、
   前記バンパービームは、前記サイドメンバに対して車両上下方向の一方側にオフセットして配置されており、
   前記クラッシュボックスは、車両上下方向の他方側の面が車両前方に向かうに連れて前記一方側へ傾斜するとともに、一方側の面が車両前方に向かい水平方向に延びる、若しくは前記他方側へ傾斜しており、前記他方側の面の車両後端が前記サイドメンバの車両上下方向の幅内に位置し、前記一方側の面の車両後端が前記サイドメンバの車両上下方向の幅よりも前記一方側に位置するとともに前記延伸部材に接合され、
   前記サイドメンバの前記一方側で車両の前後方向に延びる骨格部材を有し、
   前記延伸部材は、前記骨格部材に接合される、
   車両前部構造。
2. 前記クラッシュボックスの前記一方側の面は、略水平方向に延びている、
   請求項１に記載の車両前部構造。
3. 前記クラッシュボックスの前記他方側の面は上面であり、前記クラッシュボックスの前記一方側の面は下面であり、
   前記クラッシュボックスの前記上面が、車両前方に向かって下方に傾斜している、
   請求項１に記載の車両前部構造。
4. 前記骨格部材は、前記サイドメンバの下方に位置するサスペンションクロスメンバである、
   請求項１に記載の車両前部構造。
5. 前記サイドメンバの前記一方側の面が、前記バンパービームの前記上面と前記下面との間に位置している、
   請求項３に記載の車両前部構造。
6. 前記クラッシュボックスは、前記延伸部材若しくは前記サイドメンバと接合されており、
   前記クラッシュボックスと前記延伸部材若しくは前記サイドメンバとの接合部の剛性を高める補強部材を有し、
   前記補強部材は、前記クラッシュボックスの前記他方側の面に設けられる、
   請求項１に記載の車両前部構造。
7. 前記補強部材は、前記クラッシュボックスの前記他方側の面と車幅方向両側部とを一体的に被覆する、
   請求項６に記載の車両前部構造。

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