JP7363191B2 - 車両の前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の前部構造に関する。

従来、車両の前方衝突の一形態として、フロントサイドメンバよりも車幅方向外側で起こるスモールオーバーラップ衝突という形態が知られている。また、スモールオーバーラップ衝突に対応するための、車両の前部構造が知られている（例えば、特許文献１）。

特許文献１の車両の前部構造では、フロントサイドメンバから車幅方向外側に突出する突設部を設けている。突設部の車幅方向外側の側面は、平面視において車体後方に向かって車幅方向内側へ傾斜するように形成されている。突設部の前端は、車両前後方向において、クラッシュボックスとフロントサイドメンバとの連結部に比べて、同じ位置か又は後側に配置されている。これによって、スモールオーバーラップ衝突が発生した際に、前端にかかる衝突エネルギがフロントサイドメンバに伝えられる。フロントサイドメンバは、衝突エネルギを受けて車幅方向内側に折れることにより、車両に搭載されるエンジンやトランスミッションなどのパワートレインに当接する。これにより、衝突エネルギが吸収される。

特開２０１６－１２０９１０号公報

しかし、特許文献１の車両の前部構造では、突設部とフロントサイドメンバとの固定点が開示されていない。このため、固定点の場所によっては、突設部からフロントサイドメンバに十分な衝突エネルギが伝達されない。この結果、フロントサイドメンバが折れず、衝突エネルギを吸収できないおそれがある。

本発明の課題は、スモールオーバーラップ衝突が発生した際であっても、衝突エネルギを吸収できる車両の前部構造を提供することにある。

本発明に係る車両の前部構造は、一対の第１骨格部材と、第２骨格部材と、拡幅部材を備える。第１骨格部材は、車両の車幅方向に並んで配置され、車両の前後方向に延びる。第２骨格部材は、車両の車幅方向に延びて、一対の第１骨格部材を接続する。拡幅部材は、第１骨格部材の前端部に位置し、第１骨格部材および前記第２骨格部材よりも車幅方向外側に最外面が配置される。第２骨格部材は、第１骨格部材よりも車幅方向外側まで延び、第１骨格部材の車幅方向外側の端部よりも、車幅方向外側に位置する接合箇所で拡幅部材に接合される接続部を有し、前記接続部は、車両前後方向に延びる。

この前部構造によれば、接続箇所は、第１骨格部材の車幅方向外側の端部よりも、車幅方向外側に設けられる。これによって、車両がスモールオーバーラップ衝突した際に、拡幅部材は、衝突エネルギを受けて車幅方向内側に向けて回転しやすい。拡幅部材が車幅方向に回転すると、第１骨格部材は、第１骨格材と拡幅部材の接する箇所から車幅方向内側に向けて衝突エネルギが受ける。これによって、第１骨格部材は、車幅方向内側に折れながら衝突エネルギを吸収やすくなる。この結果、スモールオーバーラップ衝突においても、衝突エネルギを吸収できる車両の前部構造を提供できる。

拡幅部材は、上面および下面を有してもよい。接続部は、車幅方向に延びる第１延在部と、第１延在部から車両上下方向の一方側に延びる第２延在部とを有してもよい。第１延在部が上面及び下面のいずれか一方に接続され、第２延在部が上面及び下面のいずれか他方に接続されてもよい。

この構成によれば、拡幅部材の上面と下面が接続されるから、拡幅部材の剛性が向上する。これによって、スモールオーバーラップ衝突した際に、拡幅部材が上下方向で潰れることを抑制できる。すなわち、拡幅部材が上下方向に潰れると衝突エネルギが吸収され、拡幅部材が回転する力が弱くなる。拡幅部材が回転する力が弱くなると拡幅部材が十分に回転しない。この構成によれば、拡幅部材の剛性が向上することで、拡幅部材が十分に回転しないことを抑制できる。この結果、第１部材により確実に衝突エネルギを伝達できる。

第２延在部は、車両の前後方向に向かって延び、かつ、車両後方に向かうにつれて車幅方向の外側から内側に入り込んでもよい。

この構成によれば、第２延在部は、上下方向の変形を抑えながら回転しやすい。

接合箇所は、車両の前後方向に向かって延び、かつ、車両後方に向かうにつれて車幅方向の外側から内側に入り込んでもよい。

この構成によれば、接合箇所によって、拡幅部材と、第２骨格部材の接合強度を保持しながらも、スモールオーバーラップ衝突が発生した際に、拡幅部材が回転しやすい。

第１骨格部材の前端部は、第２骨格部材の前端部から車両後方側へ離間して設けられてもよい。拡幅部材の前端部は、第１骨格部材の前端部から車両前方側へ離間して設けられてもよい。

この構成によれば、スモールオーバーラップ衝突が発生した際に、拡幅部材と、第２骨格部材が最初に衝突エネルギを受ける。これによって、拡幅部材が回転しやすい。

接合箇所の前端部は、第１骨格部材の前端部よりも車両前方に設けられてもよい。

この構成によれば、スモールオーバーラップ衝突が発生した際に接合箇所を伝わって第１骨格部材に衝突エネルギが伝わりやすい。

車両の前部構造は、一対のフロントサイドメンバと、をさらに備えてもよい。第１骨格部材、第２骨格部材、および拡幅部材は、一対のフロントサイドメンバよりも下方に配置されてもよい。拡幅部材は、フロントサイドメンバより車幅方向外側に突出してもよい。

この構成によれば、スモールオーバーラップ衝突が発生した際に、一対のフロントサイドメンバに加えて、第１骨格部材から拡幅部材によって衝突エネルギを吸収できる。これによって、より速い速度でのスモールオーバーラップ衝突が発生した場合であっても、衝突エネルギを吸収しやすい。

本発明によれば、スモールオーバーラップ衝突が発生した際であっても、衝突エネルギを吸収できる車両の前部構造を提供できる。

本発明の一実施形態における車両の前部構造の上面図。 本発明の一実施形態における車両の前部構造の側面図。 本発明の一実施形態における第１部材、第２部材、第３部材の構成を示すための図。 図１の第１部材、第２部材、第３部材の接合部分を拡大した拡大図。 図４におけるＡ－Ａ断面図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下明細書において、車両Ｃの前後方向をＱと図面に記し、前方側をＦと記す。また車両の車幅方向（左右方向）をＰと図面に記し、車両Ｃの前方から見て右側をＲと記す。また、車両の上下方向Ｇと図面に記し、上側をＵと記す。

図１および図２に示すように、車両Ｃの前部構造１は、一対のサイドシェル（一対の第１骨格部材の一例）２と、フロントエンドクロス（第２骨格部材の一例）４と、リンフォース（拡幅部材の一例）６と、一対のフロントサイドメンバ８と、を備える。

一対のサイドシェル２は、車両Ｃの車幅方向Ｐに並んで配置される。また、一対のサイドシェル２は、車両Ｃの前後方向Ｑに延びるとともに、車両後方に向かうにつれて車幅方向Ｐの外側から内側に向かって入り込む。図３に示すように、一対のサイドシェル２は、それぞれ、金属製の板状部材であるサイドシェルアッパ２ａおよびサイドシェルロア２ｂで構成される。一対のサイドシェル２は、それぞれ、サイドシェルアッパ２ａと、サイドシェルロア２ｂを溶接することによって、中空形状に形成される。また、図１に示すように、サイドシェル２の車両後方には、各サイドシェル２を接続するセンターシェル（第３骨格部材の一例）２ｃが接合される。各サイドシェル２には、サスペンション機構を構成するロアアーム（図示せず）がブッシュを介して取り付けられる。また、センターシェル２ｃには、ステアリング機構を構成するステアリングギアなどが取り付けられる。

フロントエンドクロス４は、車両Ｃの車幅方向Ｐに延びて、一対のサイドシェル２を接続する。図３に示すように、フロントエンドクロス４は、フロントエンドクロスアッパ（上側部材の一例）４ａと、一対のフロントエンドクロスロア（下側部材の一例）４ｂと、で構成される。フロントエンドクロス４は、フロントエンドクロスアッパ４ａと、一対のフロントエンドクロスロア４ｂと、を溶接することによって形成される。

フロントエンドクロスアッパ４ａは、金属製の板状部材をプレス成形した部材であり、車幅方向Ｐの左右のサイドシェル２と、リンフォース６と、を接続する。一対のフロントエンドクロスロア４ｂは、金属製の板状部材をプレス成形した部材であり、車両Ｃの左右にそれぞれ設けられる。一対のフロントエンドクロスロア４ｂは、接続部４ｃを有する。接続部４ｃは、フロントエンドクロスロア４ｂの底面４ｄ（サイドシェルと上下方向Ｇで重なる部分：図５参照）からサイドシェル２よりも車幅方向外側まで延びる第１延在部４ｈと、第１延在部４ｈの車幅方向外側端部から上下方向Ｇの上側Ｕに向かって立設された第２延在部４ｆと、第２延在部４ｆに沿って設けられ、車幅方向Ｐに延在するフランジ４ｇを含む。

図１に示すように、リンフォース６は、サイドシェル２およびフロントエンドクロス４よりも車幅方向Ｐの外側に配置される。図３に示すように、リンフォース６は、金属製の板状部材を、サイドシェル２、および、フロントエンドクロス４に向かって開口するＣ字型の断面を有する形に成形した部材である。リンフォース６は、上面６ａと、下面６ｂを有し、上面６ａと下面６ｂは、側面６ｃと繋がる。側面６ｃは、サイドシェル２の車幅方向Ｐ外側に配置されるリンフォース６の最外面である。

次に図４および図５を用いて、一対のサイドシェル２、フロントエンドクロス４、リンフォース６の配置と接合位置について説明する。図４は、図１における一対のサイドシェル２、フロントエンドクロス４、リンフォース６の接合部分を拡大した図である。

図４に示すように、リンフォース６は、第１接合箇所１０（特許請求の範囲中の接合箇所）によって、フロントエンドクロス４に接合されるとともに、サイドシェル２と車幅方向Ｐの外側から接する。より具体的には、図５に示すように、リンフォース６は、フロントエンドクロスロア４ｂと上面６ａおよび下面６ｂによって接合される。すなわち、第１接合箇所１０は、第２延在部４ｆの上端に設けられたフランジ４ｇと上面６ａとの溶接箇所である。また、第１延在部４ｈの車幅方向外側端部と下面６ｂとも溶接により接合される。第１接合箇所１０近傍では、上面６ａとフランジ４ｇとが重なっており、その周囲に対して剛性が高くなっている。この高剛性箇所がリンフォース６の車幅方向内側の端部６ｆよりも車幅方向外側に位置していることで、リンフォース６の剛性を向上している。また、接続部４ｃは、リンフォース６の上面６ａと下面６ｂを接続する。これによって、リンフォース６の上下方向Ｇの剛性が高くなる。

図４に示すように、リンフォース６の側面６ｃは、車両Ｃの前後方向Ｑに延びた後、サイドシェル２の車幅方向Ｐの外側の面２ｄに向けて傾斜して設けられる。すなわち、側面６ｃは、車幅方向Ｐの外側の端部６ｅは車両Ｃの前後方向の前方から後方に延び、そこから、サイドシェル２の車幅方向Ｐの外側の面２ｄに向けて、車両後方に向かうほど車幅方向Ｐに入り込み、最終的には、サイドシェル２の車幅方向Ｐの外側の面２ｄと接する。

第１接合箇所１０は、サイドシェル２の車幅方向外側の面２ｄよりも、車幅方向Ｐの外側に設けられる。第１接合箇所１０は、車両Ｃの前後方向Ｑの後方に向けて延び、かつ、車両後方に向かうにつれて車幅方向Ｐの外側から内側に入り込む。すなわち、リンフォース６の上面６ａのフロントエンドクロスロア４ｂのフランジ４ｇに対応する箇所に、フランジ４ｇの延在方向に沿った貫通孔６ｄが設けられ、貫通孔６ｄの箇所でリンフォース６の上面６ａとフロントエンドクロスロア４ｂのフランジ４ｇが接合される。フランジ４ｇは、第２延在部４ｆに沿って設けられる。第２延在部４ｆは、フロントエンドクロスロア４ｂの前端部４ｅから車両Ｃの前後方向Ｑの後方に延び、かつ、車両後方に向かうにつれて車幅方向Ｐの外側から内側に入り込む。貫通孔６ｄは、この第２延在部４ｆに沿ったフランジ４ｇに対応する箇所に設けられる。第１接合箇所１０は、この貫通孔６ｄに沿って、リンフォース６の上面６ａとフロントエンドクロスロア４ｂのフランジ４ｇが溶接されることで形成される（図４の１０のハッチング参照）。これによって、スモールオーバーラップ衝突が発生した際、リンフォース６に入力される車両前方からの衝突荷重は、第１接合箇所１０の傾斜に沿って車幅方向Ｐの内側に向かう斜め方向にサイドシェル２に伝達され、サイドシェル２が車幅方向Ｐの内側へ折れやすくなる。

図５の断面図に示すように、接続部４ｃの第２延在部４ｆは、フロントエンドクロスアッパ４ａの車幅方向外側の端部を有する第１延在部４ｈから車幅方向外側に隙間Ｓを隔てて離間して設けられる。図４に示すように、第２延在部４ｆは、車両後方に向かうにつれて車幅方向Ｐの外側から内側に入り込み、最終的にはサイドシェル２の車幅方向外側の面２ｄと接する。すなわち、第２延在部４ｆは、車両後方に向かうにつれてサイドシェル２の車幅方向Ｐの外側の面２ｄに近づくように傾斜している。これによって、第２延在部４ｆによって伝達される衝突荷重が、サイドシェル２に車幅方向Ｐの内側に向かう斜め方向に伝達されやすくなり、サイドシェル２が車幅方向Ｐの内側へ折れやすくなる。

リンフォース６の車幅方向内側の端部６ｆは、第２接合箇所１２でフロントエンドクロスアッパ４ａと接合される。図４に示すように、リンフォース６の車幅方向内側の端部６ｆ、および、フロントエンドクロスアッパ４ａの車幅方向Ｐの外側の第１延在部４ｈは、前端部４ｅから車両Ｃの前後方向Ｑの後方に延びて、かつ、車両後方に向かうにつれて車幅方向Ｐの外側から内側に入り込む。そして、サイドシェル２の車幅方向外側の面２ｄと略同一方向に延びてサイドシェル２と接する。第２接合箇所１２は、このリンフォース６の車幅方向内側の端部６ｆと、フロントエンドクロスアッパ４ａの車幅方向Ｐの外側の第１延在部４ｈとを溶接する箇所である（図４の１２のハッチング参照）。このため、第２接合箇所１２は、車両Ｃの前後方向Ｑに延びて、かつ、車両後方に向かうにつれて車幅方向Ｐの外側から内側に入り込む。リンフォース６の側面６ｃと、車幅方向Ｐと平行な線とがなす角度Ｗ２と、フロントエンドクロスロアの第２延在部４ｆと、車幅方向Ｐと平行な線とがなす角度Ｗ１と、を比較した場合に、角度Ｗ１よりも角度Ｗ２が大きい。これによって、リンフォース６が受けた衝突エネルギが車幅方向Ｐの内側へ伝達しやすい。この結果、サイドシェル２が車幅方向Ｐの内側へ折れやすい。

図４に示すように、サイドシェル２の前端部２ｅは、フロントエンドクロス４の前端部４ｅ及びリンフォース６の前端部から車両後方側へ離間して設けられる。また、第２接合箇所１２は、サイドシェル２の前端部２ｅよりも車両前方に設けられる。このように、サイドシェル２の前端部２ｅを、リンフォース６の前端部よりも後方に配置することで、スモールオーバーラップ衝突が発生した直後の衝突荷重が、サイドシェル２よりもリンフォース６に集中する。これによって、リンフォース６を介してサイドシェル２に車幅方向Ｐの内側に向かう斜め方向の荷重が伝達されやすくなり、サイドシェル２が車幅方向Ｐの内側へ折れやすくなる。このとき、第１接合箇所１０の前端をサイドシェル２よりも車両前方に位置させることで、スモールオーバーラップ衝突直後の衝突荷重を、第１接合箇所１０を介してサイドシェル２に車幅方向Ｐの内側に向かう斜め方向に伝達させることができる。フロントエンドクロス４は、合わせ部２ｆに沿ってサイドシェル２の上方から被さる。フロントエンドクロス４は、合わせ部２ｆに沿ってサイドシェル２と溶接されることで、第３接合箇所１３が形成される。

上記のように、本実施形態では、一対のサイドシェル２、センターシェル２ｃ、フロントエンドクロス４、および、リンフォース６を接合するとによって、井桁状のサブフレーム１４を構成する（図１参照）。サブフレーム１４は、上記のとおりサスペンション機構の一部や、ステアリング機構の一部などを保持する。

図２示すように、フロントサイドメンバ８は、サイドシェル２、フロントエンドクロス４、およびリンフォース６よりも車両上方に配置される。フロントサイドメンバ８は、車両Ｃの前後方向Ｑに延びて、ボデー骨格となる部材である。フロントサイドメンバ８は、フロントサイドメンバ８の前端部８ａから上下方向に延びる接続部材８ｂによってサブフレーム１４と接続される。また、フロントサイドメンバ８は、サブフレーム１４の後方と、ブッシュ１４ａなどの部材を介して接続される。

図１に示すように、リンフォース６はフロントサイドメンバ８より車幅方向外側まで突出している。本実施形態では、一対のフロントサイドメンバ８の前端部８ａには、車幅方向外側に突設部８ｃが設けられる。しかし、突設部８ｃの車幅方向外側端部の位置８ｄは、リンフォース６の車幅方向外側の端部６ｅよりも車幅方向内側に位置する。すなわち、スモールオフセット衝突が発生した際は、リンフォース６がより多くの衝突エネルギを受ける。

図１および図２に示すように、サブフレーム１４、および、一対のフロントサイドメンバ８の間の空間には、パワートレインＰＷが配置される。

このように構成された車両Ｃの前部構造１では、スモールオーバーラップ衝突が発生した際に、まずフロントエンドクロス４と、リンフォース６が衝突エネルギを受ける。その後、フロントエンドクロス４とリンフォース６を介して、衝突エネルギがサイドシェル２に伝達される。このとき、衝突荷重が車幅方向内側にサイドシェル２を折る方向に働き、サイドシェル２が折れ曲がる。サイドシェル２が折れ曲がると、パワートレインＰＷにサイドシェル２が当接し、衝突エネルギが吸収される。これによって、キャビンの潰れ量を抑制できる。また、この構造によりフロントサイドメンバ８の突設部８ｃを小さく、あるいは廃止でき、これによって空間が生まれるので、ヘッドランプの形状自由度が増えてデザイン性を高めることができる。

以上説明した通り、本発明によれば、スモールオーバーラップ衝突が発生した際であっても、衝突エネルギを吸収できる車両Ｃの前部構造１を提供できる。

＜他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態および変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。

（ａ）上記実施形態では、サブフレーム１４に用いる車両の前部構造１について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明の車両の前部構造１を、フロントサイドメンバ８の前部構造として用いてもよい。

（ｂ）上記実施形態では、第１接合箇所１０、第２接合箇所１２、第３接合箇所１３について説明したが、接合部の場所は上記第１接合箇所１０から第３接合箇所１３に限定されない。上記第１接合箇所１０から第３接合箇所１３の他に、接合部を追加して設けてもよい。また、フロントエンドクロス４は、上下だけでなく車幅方向に複数分割されていてもよい。

１：前部構造，２：サイドシェル（第１骨格部材），２ｄ：面
２ｅ：前端部，４：フロントエンドクロス（第２骨格部材）
４ｃ：接続部，４ｅ：フロントエンドクロスの前端部
４ｈ：第１延在部，４ｆ：第２延在部
６：リンフォース（拡幅部材），６ａ：上面，６ｂ：下面
６ｅ：リンフォースの車幅方向外側端部，６ｆ：リンフォースの車幅方向内側端部
８：フロントサイドメンバ，８ａ：前端部
１０：第１接合箇所，１２：第２接合箇所
Ｃ：車両，Ｐ：車幅方向，Ｑ：前後方向，Ｇ：上下方向

Claims (7)

1. 車両の車幅方向に並んで配置され、前記車両の前後方向に延びる一対の第１骨格部材と、
   前記車両の車幅方向に延びて、前記一対の第１骨格部材を接続する第２骨格部材と、
   前記第１骨格部材の前端部に位置し、前記第１骨格部材および前記第２骨格部材よりも車幅方向外側に最外面が配置される拡幅部材と、
   を備え、
   前記第２骨格部材は、前記第１骨格部材よりも車幅方向外側まで延び、前記第１骨格部材の車幅方向外側の端部よりも車幅方向外側に位置する接合箇所で前記拡幅部材に接合される接続部を有し、
   前記接続部は、車両前後方向に延びる、
   車両の前部構造。
   
2. 前記拡幅部材は、上面および下面を有し、
   前記接続部は、車幅方向に延びる第１延在部と、前記第１延在部から車両上下方向の一方側に延びる第２延在部とを有し、前記第１延在部が前記上面及び前記下面のいずれか一方に接続され、前記第２延在部が前記上面及び前記下面のいずれか他方に接続される、
   請求項１に記載の車両の前部構造。
3. 前記第２延在部は、前記車両の前後方向に向かって延び、かつ、車両後方に向かうにつれて車幅方向の外側から内側に入り込む、
   請求項２に記載の車両の前部構造。
4. 前記接合箇所は、前記車両の前後方向に向かって延び、かつ、車両後方に向かうにつれて車幅方向の外側から内側に入り込む、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の車両の前部構造。
5. 前記第１骨格部材の前端部は、前記第２骨格部材の前端部から車両後方側へ離間して設けられ、前記拡幅部材の前端部は、前記第１骨格部材の前端部から車両前方側へ離間して設けられる、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の車両の前部構造。
6. 前記接合箇所の前端部は、前記第１骨格部材の前端部よりも車両前方に設けられる、
   請求項５に記載の車両の前部構造。
7. 一対のフロントサイドメンバと、をさらに備え、
   前記第１骨格部材、第２骨格部材、および拡幅部材は、前記一対のフロントサイドメンバよりも下方に配置され、前記拡幅部材はフロントサイドメンバより車幅方向外側に突出している、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の車両の前部構造。