JP7187995B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体前部構造に関するものである。

例えば特許文献１には、車両骨格構造が開示されている。特許文献１の車両骨格構造では、左右一対のサイドレールの前部に車両幅方向に延びるクロスメンバが架け渡されていて、サイドレールの前方にはバンパリインフォースが配置されている。特許文献１では、これらのサイドレールとクロスメンバとの接合部分には、サイドレールの車両幅方向の外側面に荷重受け部が設けられる。

また特許文献１では、バンパリインフォースには、サイドレールより車両幅方向内側に車両前端部からの荷重が入力された場合に車両前端部側に開く形状とされた湾曲部に設けられている。更に特許文献１では、バンパリインフォースには、湾曲部におけるサイドレールより車両幅方向外側に車両前端部からの荷重が入力された場合に荷重受け部と係合するように配置された突出部が結合されている。特許文献１によれば、このような構成により、湾曲部におけるサイドレールより車両幅方向外側に車両前端部からの荷重が入力される衝突の場合には、サイドレールからクロスメンバを介して車両幅方向の反対側へ効率よく荷重が伝達されるとしている。

特開２０１７－３０７００号公報

特許文献１の車両骨格構造では、サイドレールの内部に、荷重受け部とクロスメンバとの間に介在する補強部材を更に配置している。このようにバンパリインフォースとサイドレールの間に補強部材を設けることで、オフセット衝突時にバンパリインフォースが車両内側に折れ込むのを防ぎ、搭乗者の傷害値を低減することができると考えられる。

しかしながら、特許文献１のような構成とした場合、バンパリインフォースの変形が抑制されるためバンパリインフォースの上下部分のみに荷重が集中すると考えられる。すると、被衝突体における荷重集中が起こりやすくなり、被衝突体の局所的な変形を誘発してしまうおそれがある。

本発明は、このような課題に鑑み、被衝突体における荷重集中を抑制し、被衝突体の局所的な変形を防ぐことが可能な車体前部構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかる車体前部構造の代表的な構成は、車両の前部に位置するパワーユニット搭載ルームの側方で前後方向に延びるフロントサイドメンバを含む車体前部構造において、フロントサイドメンバの車幅方向外側に配置されサスペンションが固定されるストラットタワーと、ストラットタワーの前側であってフロントサイドメンバの車幅方向外側に配置されるフェンダエプロンと、フロントサイドメンバの前端に固定され上下方向に延びる第１部材と、第１部材の下端の車幅方向外側に固定される補強部材であって、上下方向の所定の長さにわたっていて車両前方に正対する平板な平板部を有する補強部材と、補強部材とフェンダエプロンとを連結する第２部材を更に含むことを特徴とする。

本発明によれば、被衝突体における荷重集中を抑制し、被衝突体の局所的な変形を防ぐことが可能な車体前部構造を提供することができる。

本実施例にかかる車体前部構造の全体斜視図である。 図１の車体前部構造の拡大図である。 図２のフロントサイドメンバより後方の部材を前方から観察した状態を示す図である。 図１の車体前部構造を車外側から観察した状態を示す図である。 図１の車体前部構造を車内側から観察した状態を示す図である。 第２部材の断面形状を示す模式的な断面図である。

本発明の一実施の形態に係る車体前部構造は、車両の前部に位置するパワーユニット搭載ルームの側方で前後方向に延びるフロントサイドメンバを含む車体前部構造において、フロントサイドメンバの車幅方向外側に配置されサスペンションが固定されるストラットタワーと、ストラットタワーの前側であってフロントサイドメンバの車幅方向外側に配置されるフェンダエプロンと、フロントサイドメンバの前端に固定され上下方向に延びる第１部材と、第１部材の下端の車幅方向外側に固定される補強部材であって、上下方向の所定の長さにわたっていて車両前方に正対する平板な平板部を有する補強部材と、補強部材とフェンダエプロンとを連結する第２部材を更に含むことを特徴とする。

上記構成によれば、衝突時に補強部材に対して前方から荷重がかかった際に、補強部材を第２部材によって支えることができる。これにより、補強部材が車幅方向外側に向かって傾斜することを防ぎ、補強部材の平板部の姿勢を好適に保持することができる。したがって、平板部の広い面において被衝突体を受けることができ、衝撃荷重が分散される。このため、被衝突体における荷重集中を抑制し、被衝突体の局所的な変形を防ぐことが可能となる。

上記フロントサイドメンバの前端と第１部材とは、衝突時の荷重によって変形可能に固定されていて、第２部材は、補強部材の平板部の後側に連結されていて平板部と平行に上方に向かって延びる前側部と、前側部の上端で車両後方に屈曲し車両後方に向かうにしたがって上方に向かって傾斜する中間部と、中間部の上端で車両後方に屈曲しフロントサイドメンバと平行に延びる後側部とを有する。

上記構成によれば、第２部材の前側部によっても被衝突物を受け止めることができる。したがって、被衝突体をより広い面において受けることができるため、衝撃荷重をより効率的に分散し、上述した効果を高めることが可能となる。また衝突時の前方からの荷重がかかると、フロントサイドメンバが第１部材との境界において変形する。このとき、第２部材も、前側部と中間部の境界、および中間部と後側部の境界において屈曲することにより、中間部および後側部が車両後方に折れるように変形する。これにより、前側部は垂直な状態が維持されるため、補強部材の平板部が後方に折れるように変形することを抑制することが可能となる。

上記第２部材の後端は、フロントサイドメンバおよびフェンダエプロンに連結されていて、第２部材の中間部は、車両前方に向かうにしたがって車幅方向外側に傾斜している。これにより、オフセット衝突時に車幅方向外側から内側に向かって斜め方向の荷重がかかった際に、その荷重を第２部材から、フロントサイドメンバやフェンダエプロンなど第２部材より車両後方に位置する部材に伝達することができる。したがって、第２部材が補強部材を確実に支えることができ、補強部材の斜め方向への変形を抑制することが可能となる。その結果、補強部材の平板部の姿勢を好適に維持し、被衝突体を広い面積で受け止めることができる。

上記第２部材は、車両上方または車両前方に向かって凸となる矩形波状またはハット形状の断面を有し、断面の凸になっている寸法は、後側部において最も大きく、中間部さらに前側部にゆくほど小さくなっていて、断面の車幅方向の幅は、中間部において、前側部および後側部におけるよりも狭い。

このように第２部材の断面を矩形波状またはハット形状とすることにより、非衝突時には高い剛性が得られ、衝突時には十分な衝撃を吸収することが可能となる。また断面の凸になっている寸法を変化させることにより、前側部と中間部の境界、および中間部と後側部の境界における衝突時の屈曲を促進することができる。

上記フロントサイドメンバは、前端から後方に向かって延びる第１領域と、第１領域の後側に続く第２領域と、第２領域の後側に続く第３領域とを有し、第１領域および第３領域は、第２領域よりも高い剛性を有し、第１領域と第２領域との境界と、第２部材の中間部と後側部との境界とが車両前後方向で同じ位置に配置されている。

上記構成によれば、衝突時の荷重によって第１部材が車両後方へ移動した際に、フロントサイドメンバの第１領域と第２領域との境界と、第２部材の中間部と後側部との境界とが車両前後方向で同じ位置で変形する。これにより、第１部材に固定されている補強部材の平板部および第２部材の前側部と第１部材の前面とを平行に維持することができる。したがって、被衝突物の被衝突体の局所的な変形をより好適に防ぐことが可能となる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。かかる実施例に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施例にかかる車体前部構造１００の全体斜視図である。図２は、図１の車体前部構造１００の拡大図である。なお、本実施例では、車体（全体は不図示）の右側の側部を例示して説明するが、本発明は左側の側部に対しても適用可能である。また以下の説明において用いる図面では、必要に応じて、上述した乗員を基準とした前後左右上下方向を、Ｆｒ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕｐ、Ｄｏｗｎと示す。

図１および図２に示すように、本実施例の車体前部構造１００では、車両の前部に位置するパワーユニット搭載ルーム１００ａの側方に、前後方向に延びるフロントサイドメンバ１１０が配置されている。

図３は、図２のフロントサイドメンバ１１０より後方の部材を前方から観察した状態を示す図である。図３に示すように、フロントサイドメンバ１１０の車幅方向外側には、サスペンション（不図示）が固定されるストラットタワー１０２が配置されている。ストラットタワー１０２の前側であってフロントサイドメンバ１１０の車幅方向外側には、フェンダエプロン１０４が配置されている。

本実施例の車体前部構造１００は、上述した部材に加えて、第１部材１２０、補強部材１３０および第２部材１４０を更に含んで構成される。第１部材１２０は、フロントサイドメンバ１１０の前端に固定され上下方向に延びる部材であり、本実施例ではラジエータサポートブレースである。

補強部材１３０は、第１部材１２０の下端の車幅方向外側に固定される部材であり、本実施例ではエプロンサイドフロントメンバである。補強部材１３０は、上下方向の所定の長さにわたっていて、車幅方向に広がって車両前方に正対する平板な平板部１３０ａを有する。第２部材１４０は、補強部材１３０とフェンダエプロン１０４とを連結する部材であり、本実施例ではフェンダエプロンフロントメンバである。

上記構成のように、補強部材１３０が第２部材１４０に固定されていることにより、衝突時に補強部材１３０に対して前方から荷重がかかった際に、補強部材１３０を第２部材１４０によって支えることができる。これにより、補強部材１３０の平板部１３０ａが車幅方向外側に向かって傾斜することを防ぎ、進行方向に対して垂直な平板部１３０ａの姿勢を好適に保持することができる。また上下方向および車幅方向に広い面である平板部１３０ａにおいて被衝突体を受けることができるため、衝撃荷重が分散される。したがって、被衝突体における荷重集中を抑制し、被衝突体の局所的な変形を防ぐことが可能となる。

図４は、図１の車体前部構造１００を車外側から観察した状態を示す図である。図５は、図１の車体前部構造１００を車内側から観察した状態を示す図である。図４に示すフロントサイドメンバ１１０の前端と第１部材１２０とは、衝突時の荷重によって変形可能に固定されている（固定箇所Ｐ１）。また図４に示すように、本実施例の車体前部構造１００では、第２部材１４０は、前側部１４２、中間部１４４および後側部１４６を含んで構成される。

前側部１４２は、補強部材１３０の平板部１３０ａ（図２参照）の後側に連結されていて、平板部１３０ａと平行に上方に向かって延びる部位である。中間部１４４は、前側部１４２の上端で車両後方に屈曲し車両後方に向かうにしたがって上方に向かって傾斜する部位である。後側部１４６は、中間部１４４の上端で車両後方に屈曲し、フロントサイドメンバ１１０と平行に延びる部位である。以下、説明の便宜上、前側部１４２と中間部１４４との境界を第１屈曲部１４８ａと称し、中間部１４４と後側部１４６との境界を第２屈曲部１４８ｂと称する。

上記構成のように第２部材１４０が平板部１３０ａと平行な前側部１４２を有することにより、前側部１４２によっても被衝突物を受け止めることができる。したがって、被衝突体をより広い面において受けることができるため、衝撃荷重をより効率的に分散し、上述した効果を高めることが可能となる。

また衝突時の前方からの荷重がかかると、フロントサイドメンバ１１０は、第１部材１２０との境界において変形する。このとき、第２部材１４０も、第１屈曲部１４８ａおよび第２屈曲部１４８ｂにおいて上方に凸になるように屈曲することにより、中間部１４４および後側部１４６が車両後方に折れるように変形する。これにより、前側部１４２は垂直な状態が維持されるため、補強部材１３０の平板部１３０ａが後方に折れるように変形することを抑制することが可能となる。

本実施例では更に、第２部材１４０の後端は、フロントサイドメンバ１１０およびフェンダエプロン１０４に連結される。そして図３に示すように、第２部材１４０の中間部１４４は、車両前方に向かうにしたがって車幅方向外側に傾斜する。

これにより、オフセット衝突時に車幅方向外側から内側に向かって斜め方向の荷重がかかった際に、その荷重を第２部材１４０からフロントサイドメンバ１１０やフェンダエプロン１０４など第２部材より車両後方に位置する部材に伝達することができる。したがって、第２部材１４０が補強部材１３０を確実に支えることができ、補強部材１３０の平板部１３０ａの斜め方向への変形を抑制することが可能となる。その結果、補強部材１３０の平板部１３０ａおよび第２部材１４０の前側部１４２の姿勢を好適に維持し、被衝突体を広い面積で受け止めることができる。

図６は、第２部材１４０の断面形状を示す模式的な断面図である。本実施例では、第２部材１４０は、図６（ａ）に示すようにハット形状の断面を有する。詳細には、前側部１４２および中間部１４４は、車両前方に向かって凸となるハット形状を有し、後側部１４６は、上方に向かって凸となるハット形状を有する。これにより、第２部材１４０において非衝突時には高い剛性が得られ、衝突時には十分な衝撃を吸収することが可能となる。

なお、本実施例では、図６（ａ）に示すハット形状を例示したが、これに限定するものではない。第２部材１４０の断面形状を、図６（ｂ）に示すように、閉断面の空間の形状が凸形状となる断面形状や、図６（ｃ）に示すように、車両下方側または車両後方側が開口した矩形波状の断面形状とすることによっても、上記と同様の効果を得ることが可能である。

また本実施例では、第２部材１４０において断面の凸になっている寸法Ｈを、後側部１４６において最も大きく、中間部１４４さらに前側部１４２にゆくほど小さく設定する。そして、断面の車幅方向の幅Ｗを、中間部１４４において、前側部１４２および後側部１４６におけるよりも狭くなるように設定する。これにより、前側部１４２と中間部１４４の境界、および中間部１４４と後側部１４６の境界、すなわち第１屈曲部１４８ａおよび第２屈曲部１４８ｂに荷重が集中しやすくなる。したがって、衝突時における第１屈曲部１４８ａおよび第２屈曲部１４８ｂの変形を促進することが可能となる。

再度、図４を参照する。本実施例の車体前部構造１００では、フロントサイドメンバ１１０は、第１領域１１２、第２領域１１４および第３領域１１６を有する。第１領域１１２は、前端から後方に向かって延びる部位である。第２領域１１４は、第１領域１１２の後側に続いて車両後方に向かって延びる部位である。第３領域１１６は、第２領域１１４の後側に続いて車両後方に向かって延びる部位である。

第１領域１１２および第３領域１１６には、車両前後方向に延びる補強形状１１８ａが形成されている。これにより、第１領域１１２および第３領域１１６は第２領域１１４よりも高い剛性を有することとなる。また第２領域１１４には、車両上下方向に延びる変形容易形状１１８ｂが形成されている。これにより、第１領域１１２および第３領域１１６は、相対的に第２領域１１４よりも更に高い剛性を有することとなる。

また図５に示すように、フロントサイドメンバ１１０のうち、第３領域１１６の後端の車両内側面部には、上下方向に延びる周囲より脆弱な脆弱形状１１８ｃが形成されている。これにより、第３領域１１６の後端では、衝突荷重がかかった際の車両前後方向での変形が促進される。その結果、フロントサイドメンバ１１０は、衝突時の荷重がかかると、変形容易形状１１８ｂで車両内側に凸に、脆弱形状１１８ｃで車両外側に凸に変形する。

そして、本実施例では、第１領域１１２と第２領域１１４との境界Ｂ１と、第２部材１４０の中間部１４４と後側部１４６との境界Ｂ２すなわち第２屈曲部１４８ｂとが車両前後方向で同じ位置に配置される。これにより、衝突時の荷重によって第１部材１２０が車両後方へ移動した際に、フロントサイドメンバ１１０の第１領域１１２と第２領域１１４との境界Ｂ１と、第２部材１４０の中間部１４４と後側部１４６との境界Ｂ２とが車両前後方向で同じ位置で変形する。

上記のようにフロントサイドメンバ１１０と第２部材１４０とが車両前後方向で同じ位置で変形することにより、車体前端部において、補強部材１３０、第１部材１２０、第２部材１４０の変形箇所の剛性のばらつきを抑えることができる。これにより、補強部材１３０の平板部１３０ａおよび第２部材１４０の前側部１４２と第１部材１２０の前面とを平行に維持することができるため、変形量の差が少なくなり、均一に変形するようになる。したがって、被衝突物の被衝突体の局所的な変形をより好適に防ぐことが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、車体前部構造に利用することができる。

１００…車体前部構造、１００ａ…パワーユニット搭載ルーム、１０２…ストラットタワー、１０４…フェンダエプロン、１１０…フロントサイドメンバ、１１２…第１領域、１１４…第２領域、１１６…第３領域、１１８ａ…補強形状、１１８ｂ…変形容易形状、１２０…第１部材、１３０…補強部材、１３０ａ…平板部、１４０…第２部材、１４２…前側部、１４４…中間部、１４６…後側部、１４８ａ…第１屈曲部、１４８ｂ…第２屈曲部

Claims (4)

1. 車両の前部に位置するパワーユニット搭載ルームの側方で前後方向に延びるフロントサイドメンバを含む車体前部構造において、
   前記フロントサイドメンバの車幅方向外側に配置されサスペンションが固定されるストラットタワーと、
   前記ストラットタワーの前側であって前記フロントサイドメンバの車幅方向外側に配置されるフェンダエプロンと、
   前記フロントサイドメンバの前端に固定され上下方向に延びる第１部材と、
   前記第１部材の下端の車幅方向外側に固定される補強部材であって、上下方向の所定の長さにわたっていて車両前方に正対する平板な平板部を有する補強部材と、
   前記補強部材と前記フェンダエプロンとを連結する第２部材を更に含み、
   前記フロントサイドメンバの前端と前記第１部材とは、衝突時の荷重によって変形可能に固定されていて、
   前記第２部材は、
   前記補強部材の平板部の後側に連結されていて該平板部と平行に上方に向かって延びる前側部と、
   前記前側部の上端で車両後方に屈曲し車両後方に向かうにしたがって上方に向かって傾斜する中間部と、
   前記中間部の上端で車両後方に屈曲し前記フロントサイドメンバと平行に延びる後側部とを有することを特徴とする車体前部構造。
2. 前記第２部材の後端は、前記フロントサイドメンバおよび前記フェンダエプロンに連結されていて、
   前記第２部材の中間部は、車両前方に向かうにしたがって車幅方向外側に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
3. 前記第２部材は、車両上方または車両前方に向かって凸となる矩形波状またはハット形状の断面を有し、
   前記断面の凸になっている寸法は、前記後側部において最も大きく、前記中間部さらに前記前側部にゆくほど小さくなっていて、
   前記断面の車幅方向の幅は、前記中間部において、前記前側部および前記後側部におけるよりも狭いことを特徴とする請求項１または２に記載の車体前部構造。
4. 前記フロントサイドメンバは、
   前端から後方に向かって延びる第１領域と、
   前記第１領域の後側に続く第２領域と、
   前記第２領域の後側に続く第３領域とを有し、
   前記第１領域および第３領域は、前記第２領域よりも高い剛性を有し、
   前記第１領域と前記第２領域との境界と、前記第２部材の中間部と後側部との境界とが車両前後方向で同じ位置に配置されていることを特徴する請求項１から３のいずれか１項に記載の車体前部構造。

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