JP2009051251A - 車両前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車両前面衝突時の車両前部における衝撃吸収性能を確保でき、且つ、車両重量を軽量化できる車両前部構造を提供する。
【解決手段】正面視における断面形状が格子状の中空構造体２０を、ダッシュパネル１４の車両前方側且つ左右のフロントサイドメンバ１６の間に配置する。また、バンパ部２４、脚部２６、２８により構成される中空構造体２２を、中空構造体２０の車両前方側に配設し、脚部２６をフロントサイドメンバ１６の前部に挿し込んで締結固定し、脚部２８を中空構造体２０の空洞２０Ｈに挿し込んで締結固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両前部構造に関する。

車両前面衝突時の車両前部における衝撃吸収性能を確保することを目的として、車室前部に立設されたダッシュパネルの車両前方側に衝撃吸収体を設けた車両前部構造が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。

しかしながら、基本的には車両前部の左右両側に存在するフロントサイドメンバが有する衝撃吸収性能に頼るところが大きく、そのためにフロントサイドメンバの板厚増加が必要となり、車両重量が増加するというのが現状である。
特開２００５−２１２５５１号公報 特開平９−２１６５７４号公報

本発明は上記事実を考慮し、車両前面衝突時の車両前部における衝撃吸収性能を確保でき、且つ、車両重量を軽量化できる車両前部構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の車両前部構造は、車両前後方向へ延在する空洞を車両前後方向に延在し互いに交差する複数の隔壁により縦横に仕切ってなり、車室前端部に立設されたダッシュパネルの車両前方側に配置された第1の中空構造体と、前記第１の中空構造体の車両前方側に配置されると共に車幅方向へ延設されて左右一対のフロントサイドメンバの前端部を結合し、車両前面衝突時に車両前方側から入力された荷重の一部を前記第1の中空構造体へ伝達する荷重伝達手段を備えた第２の中空構造体と、を有することを特徴とする。

請求項１に記載の車両前部構造では、車室前端部に立設されたダッシュパネルの車両前方側に、第1の中空構造体が配設されている。また、第１の中空構造体の車両前方側では、車幅方向へ延在する第２の中空構造体により、左右一対のフロントサイドメンバの前端部が結合されている。

ここで、第1の中空構造体は、車両前後方向へ延在する空洞が、互いに交差する複数の隔壁により縦横に仕切られた構成となっている。また、車両前面衝突時には、車両前方側から第２の中空構造体に入力された荷重が、左右一対のフロントサイドメンバに伝達されると共に、第２の中空構造体が備える荷重伝達手段により、第１の中空構造体へ伝達される。第１の中空構造体に伝達された荷重は、隔壁により縦横に分散されながらダッシュパネルへ伝達される。

即ち、車両前面衝突時に、第１の中空構造体の断面内側の全域が受圧可能領域となり、車両前部における受圧面積が従来と比して拡張されるため、左右一対のフロントサイドメンバの衝撃吸収性能に対する異存度が従来と比して低下される。よって、車両前面衝突時の車両前部における衝撃吸収性能を確保すると共に、車両重量を軽量化させることが可能である。

請求項２に記載の車両前部構造は、請求項１に記載の車両前部構造であって、前記フロントサイドメンバの少なくとも前端部が車両正面視にて中空断面とされており、前記第２の中空構造体は、前記フロントサイドメンバの前端部の断面内に挿し込まれて当該前端部と締結固定される第１の挿込部を、車幅方向両端部に有していることを特徴とする。

請求項２に記載の車両前部構造では、第２の中空構造体の車幅方向両端部に設けられた第１の挿込部が、車両正面視にて中空断面であるフロントサイドメンバの前端部の断面内に挿し込まれ、当該前端部に締結固定されている。これにより、第２の中空構造体をフロントサイドメンバの前端部から容易に分離できるため、車両前面衝突時の衝撃吸収のために変形した第２の中空構造体の交換を容易に行うことができる。

請求項３に記載の車両前部構造は、請求項１又は請求項２に記載の車両前部構造であって、前記荷重伝達手段は、前記空洞に挿し込まれて前記第１の中空構造体に締結固定される第２の挿込部であることを特徴とする。

請求項３に記載の車両前部構造では、第２の中空構造体に設けられた第２の挿込部を、第１の中空構造体に設けられた空洞に挿し込み、第１の中空構造体に締結固定することにより、第２の中空構造体の車両前後方向への曲げ剛性を向上させている。これにより、第２の中空構造体から第１の中空構造体やフロントサイドメンバへの荷重伝達を効率良く行うことが可能となる。

請求項４に記載の車両前部構造は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両前部構造であって、前記第２の中空構造体は、車両前後方向への曲げ剛性を高める補強壁を断面内部に有することを特徴とする。

請求項４に記載の車両前部構造では、第２の中空構造体の断面内部に補強壁を設けることにより、第２の中空構造体の車両前後方向への曲げ剛性を向上させている。これにより、第２の中空構造体から第１の中空構造体やフロントサイドメンバへの荷重伝達を効率良く行うことが可能となる。

請求項５に記載の車両前部構造は、請求項１〜請求項４の何れか1項に記載の車両前部構造であって、前記第1の中空構造体における前記空洞を、空気を誘導するダクト又は配線挿通部として用いていることを特徴とする。

請求項５に記載の車両前部構造では、第１の中空構造体における空洞を、空気を誘導するダクト又は配線挿通部として用いることにより、車両前部におけるスペースを有効活用している。

以上説明したように、本発明によれば、車両前面衝突時の車両前部における衝撃吸収性能を確保でき、且つ、車両重量を軽量化できる車両前部構造を提供することが可能である。

本発明における車体構造の一実施形態を図１〜図８に従って説明する。

なお、図中矢印ＵＰは車両上方方向を示し、図中矢印ＦＲは車両前方方向を示し、図中矢印ＩＮは車幅内側方向を示している。

図１、図２には、本発明の第１実施形態に係る車両前部構造が斜視図にて示されている。これらの図に示されるように、本実施形態の車両１０の前部には、車室１２の前端部に立設されたダッシュパネル１４と、ダッシュパネル１４の左右両端下部から車両前方へ延在する左右一対のフロントサイドメンバ１６と、左右のフロントサイドメンバ１６の車幅方向外側に結合され車幅方向外側上方へ延出する左右一対のエプロン１８と、該エプロン１８と一体で形成され該エプロン１８と共にフロントサイドメンバ１６の後端部に結合されたサスペンションタワー１９と、ダッシュパネル１４の車両前方側且つ左右のフロントサイドメンバ１６の間に配設された左右一対の中空構造体（第１の中空構造体）２０と、左右のフロントサイドメンバ１６の前端部を結合する中空構造体（第２の中空構造体）２２と、が備えられている。

当該車両１０は、ダッシュパネル１４により車室１２と仕切られた前部空間２３（図２参照）にエンジン（内燃機関）が搭載されないタイプの車両（例えば、電気自動車やリアエンジンタイプの車両）となっている。

ダッシュパネル１４は、ロッカメンバ（図示省略）に結合されたフロアパネル（図示省略）の前端部と一体で形成され又は結合されている。また、フロントサイドメンバ１６の後端部には、ロッカメンバの前端部が一体で形成され又は結合されている。ここで、ダッシュパネル１４、左右一対のフロントサイドメンバ１６、左右一対のエプロン１８、及びサスペンションタワー１９は、板金構造物とされている。

また、中空構造体２０は、車両正面視にて矩形状の断面を形成する外壁である上壁２０Ａ、下壁２０Ｂ、側壁２０Ｃ、２０Ｄと、これらに囲まれた空洞を複数の空洞２０Ｈに仕切る隔壁２０Ｆ、２０Ｇと、車両後端部を閉口する閉塞壁２０Ｅとにより構成された樹脂製の中空構造体とされている。

各中空構造体２０の閉塞壁２０Ｅはそれぞれ、ダッシュパネル１４前面の左側部、右側部の広域と対向し、ボルトにより締結固定されており、これにより、各壁部及び各空洞２０Ｈは車両前後方向に延在している。また、車幅方向に延在する複数の隔壁２０Ｆが車両上下方向に配列され、車両上下方向に延在する複数の隔壁２０Ｇが車幅方向に配列され、これらが互いに交差（直交）し合っており、これにより、中空構造体２０の車両正面視における断面形状が格子状となっている。

また、中空構造体２２は、中空構造体２０の車両前方側において車幅方向へ延在するバンパ部２４と、バンパ部２４の車幅方向両端部から車両後方側へ延出する左右一対の脚部（第１の挿込部）２６と、左右の脚部２６の間においてバンパ部２４から車両後方側へ延出する左右一対の脚部（荷重伝達手段、第２の挿込部）２８とから構成されている。

図３に示すように、バンパ部２４は、前壁２４Ａ、後壁２４Ｂ及びこれらを結合する複数の隔壁２４Ｃにより構成されている。複数の隔壁２４Ｃは各々上下前後に延在し、車幅方向へ配列されており、これにより、隔壁２４Ｃにより仕切られた複数の空洞２４Ｈが車幅方向へ配列されている。

また、図３及び図４に示すように、脚部２６は、車幅方向に並列された側壁２６Ａ、２６Ｂ、及びこれらを結合する複数の隔壁２６Ｃにより構成されている。複数の隔壁２６Ｃは、車両平面視にてトラス状に構成されている。また、脚部２６の後端部は、側壁２６Ａ、２６Ｂ（共に図４参照）及び上壁２６Ｄ（図３参照）、下壁（図示省略）により車両正面視にて矩形状に構成されており、フロントサイドメンバ１６の前端部の断面内に挿し込まれ当該前端部にボルトにより締結固定されている。

また、図３に示すように、脚部２８は、車幅方向に並列された側壁２８Ａ、２８Ｂ、及びこれらを結合する複数の隔壁２８Ｃにより構成されている。複数の隔壁２８Ｃは、車両平面視にてトラス状に構成されている。また、脚部２８の後端部は、側壁２８Ａ、２８Ｂ及び上壁２８Ｄ、下壁（図示省略）により車両正面視にて矩形状に構成されており、中空構造体２０の一の空洞２０Ｈに挿し込まれボルトにより中空構造体２０にボルト締結されている。

次に、本実施形態における作用について説明する。

図６に示すように、車両１０の前面衝突時に、車両前方からの荷重Ｆが、中空構造体２２のバンパ部２４に入力された場合には、バンパ部２４において車両前後方向に延在する複数の隔壁２４Ｃにより脚部２６、２８へ伝達される。脚部２６に伝達された荷重は、脚部２６を構成する側壁２６Ａ、２６Ｂ及び隔壁２６Ｃによりフロントサイドメンバ１６へ伝達される。一方、脚部２８に伝達された荷重は、脚部２８を構成する側壁２８Ａ、２８Ｂ及び隔壁２８Ｃにより中空構造体２０の前端部に伝達される。

そして、中空構造体２０の前端部に伝達された荷重は、中空構造体２０において車両正面視にて断面格子状の複数の隔壁２０Ｆ、２０Ｇにより縦横に分散されながら車両後方側へ伝達され、ダッシュパネル１４に入力される。

即ち、中空構造体２０の車両正面視における断面形状を格子状に構成したことにより、中空構造体２０の受圧範囲が縦横に拡大されるため、中空構造体２０を非設置とした場合と比較して、車両前部における衝撃吸収量が格段に大きくなる。また、中空構造体２０は、縦横への荷重分散性が高い分だけ要求される支持剛性が低くなるので、その分だけ薄肉化でき、以って軽量化できる。

また、両側の脚部２６の間に脚部２８を配し、バンパ部２４の支持部の間隔が狭められていることにより、中空構造体２２のバンパ部２４の車両前後方向に対する曲げ剛性が効率良く向上されている。また、中空構造体２２の断面内部に車両前後方向に延在する補強壁としての隔壁２４Ｃが配設されており、中空構造体２２の車両前後方向に対する曲げ剛性がより一層高められている。よって、例えばポール衝突のように中空構造体２２に対して一点集中荷重が入力されるような場合でも、効率良い荷重伝達が行われるため、車両前部における衝撃吸収性能がより一層向上される。

また、脚部２６をバンパ部２４から車両後方側へ延在させ、金属製のフロントサイドメンバ１６の前端部を、従来と比して車両後方側に配置したことにより、フロントサイドメンバ１６を従来と比して短縮でき、その分だけ軽量化できる。また、フロントサイドメンバ１６の前端部を、従来と比して車両後方側に配置したことにより、軽衝突時にフロントサイドメンバ１６に変形が及ばないようにすることが可能であり、変形した中空構造体２２をフロントサイドメンバ１６との締結解除により外し、新しいものに交換するだけの措置で済ますことも可能である。

また、例えばフラットな障害物から車両前部に衝突荷重が入力されるような場合には、該衝突荷重が計４本の脚部２６、２８により受け止められることにより、車両前部において高い発生荷重を得ることができる。よって、シートベルトによる乗員の拘束の早期化が可能である。

以上、説明したように、本実施形態では、フロントサイドメンバ１６の衝撃吸収性能に対する異存度が従来と比して低くなっており、フロントサイドメンバ１６の車両前後方向に対する剛性の要求度が低くなっているため、フロントサイドメンバ１６の板厚を薄くし、フロントサイドメンバ１６を軽量化することが可能となる。また、フロントサイドメンバ１６の軽量化が可能であることにより、フロントサイドメンバ１６を支持するキャビンの強度の要求度も低下するため、キャビンについても軽量化が可能となる。さらに、中空構造体２０、２２は、樹脂製であるため、車両重量の軽量化に寄与する。

従って、ガソリンや軽油等の燃料で走る車両においては、燃費が向上され、電気自動車においては、航続距離が延長化される。

また、図７のグラフに示すように、中空構造体２０、２２を非設置（グラフ中破線で図示）とした場合と比較して、同等の衝撃吸収量を、短い変形ストロークで得ることができるため、その分（グラフ中のΔＳ）だけ、車室１２を車両前方側へ拡張させる余裕が生まれる。よって、車両１０を大型化させることなく、後部座席やラゲッジルームの空間を拡張させることが可能である。

以上、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、第１の中空構造体としての中空構造体２０を、車両正面視における断面形状が格子状である中空構造体としたが、第１の中空構造体は、車両前後方向に延在し互いに交差し合う複数の隔壁を備え、該隔壁により仕切られた複数の空洞が縦横に配置されていればよく、例えば、車両正面視における断面形状がハニカム状等の他の断面形状を有する中空構造体も適用可能である。

また、上記実施形態では、第１の中空構造体としての中空構造体２０を、ダッシュパネル１４に固定したが、必須ではなく、第１の中空構造体をフロントサイドメンバ１６等の他の部材に固定してもよい。さらに、第１の中空構造体としての中空構造体２０は、樹脂製であることには限られず、アルミ製等の他の材料により形成してもよい。

また、上記実施形態では、脚部２８を中空構造体２０の空洞２０Ｈに挿し込んだ状態で締結したが、前面衝突時に脚部２８から中空構造体２０への荷重伝達が行われるように構成されていればよく、例えば、脚部２８と中空構造体２０との間に隙間が設けられていても構わない。

また、上記実施形態では、脚部２６をフロントサイドメンバ１６の前端部の断面内に挿し込んで締結固定したが、断面内に挿し込むこと、及び締結固定することは必須ではなく、例えば、脚部２６をフロントサイドメンバ１６の前端部の断面内に挿し込むことなく当該前端部に締結固定してもよいし、あるいは、脚部２６をフロントサイドメンバの前端部に接着により固定してもよい。

さらに、上記実施形態では、中空構造体２０を衝撃吸収部材として機能させているだけであるが、例えば、図８に示すように、ダッシュパネル１４、底壁２０Ｅに空洞２０Ｈと繋がる穴を空けることにより、中空構造体２０の内部を、車室１２内へ送気するダクトや車室１２内の電子機器等の配線１が挿通される配線挿通部等として用いることも可能であり、この場合には、車両１０の前部におけるスペースを有効活用できる。

本発明の第1実施形態に係る車両前部構造を示す斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る車両前部構造を示す分解斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る車両前部構造の一部を拡大して示す平断面図である。 本発明の第１実施形態に係る車両前部構造の一部を拡大して示す斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る車両前部構造の概略を示す側面図である。 本発明の第１実施形態に係る車両前部構造における作用を概略的に示す平面図である。 図１〜図６に示す車両前部における車両変形特性を示すグラフである。 本発明の第1実施形態に係る車両前部構造の変形例を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 車両
１４ ダッシュパネル
１６ フロントサイドメンバ
２０ 中空構造体（第1の中空構造体）
２０Ｆ 隔壁
２０Ｇ 隔壁
２０Ｈ 空洞
２２ 中空構造体（第２の中空構造体）
２２Ｇ 隔壁（補強壁）
２８ 脚部（荷重伝達手段）

Claims (5)

1. 車両前後方向へ延在する空洞を車両前後方向に延在し互いに交差する複数の隔壁により縦横に仕切ってなり、車室前端部に立設されたダッシュパネルの車両前方側に配置された第1の中空構造体と、
   前記第１の中空構造体の車両前方側に配置されると共に車幅方向へ延設されて左右一対のフロントサイドメンバの前端部を結合し、車両前面衝突時に車両前方側から入力された荷重の一部を前記第1の中空構造体へ伝達する荷重伝達手段を備えた第２の中空構造体と、
   を有することを特徴とする車両前部構造。
2. 前記フロントサイドメンバの少なくとも前端部が車両正面視にて中空断面とされており、
   前記第２の中空構造体は、前記フロントサイドメンバの前端部の断面内に挿し込まれて当該前端部と締結固定される第１の挿込部を、車幅方向両端部に有していることを特徴とする請求項１に記載の車両前部構造。
3. 前記荷重伝達手段は、前記空洞に挿し込まれて前記第１の中空構造体に締結固定される第２の挿込部であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両前部構造。
4. 前記第２の中空構造体は、車両前後方向への曲げ剛性を高める補強壁を断面内部に有することを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車両前部構造。
5. 前記第1の中空構造体における前記空洞を、空気を誘導するダクト又は配線挿通部として用いていることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか1項に記載の車両前部構造。

Images