JP2018122766A

JP2018122766A - 車両前部構造

Info

Publication number: JP2018122766A
Application number: JP2017017504A
Authority: JP
Inventors: 宏行木; Hiroshi Nameki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-02-02
Filing date: 2017-02-02
Publication date: 2018-08-09
Anticipated expiration: 2037-02-02
Also published as: JP6747319B2

Abstract

【課題】車両の前面オフセット衝突時に、車両に横力を発生させ、車両を衝突物から回避する方向に移動させることができる車両前部構造を得る。【解決手段】車両前部構造１８は、サスペンションメンバ２０と、サスペンションメンバ２０から車両前後方向の前方側に延在され、車両平面視にて前端部２２Ａに車両後方側から前端部２２Ａ側に向かって車両幅方向の外方側に傾斜する湾曲部を備えた第二メンバ２２とを有する。第二メンバ２２の前端部２２Ａにおける前側取付部３６の後方には、車両側面視にて車両後方側から前端部２２Ａ側に向かって車両上方側に湾曲し、前端部２２Ａを車両上下方向の上方向に座屈させる曲げ起点部４２が形成されており、車両側面視にて前端部２２Ａがドライブトレイン２６と高さ方向でラップする位置に配置されている。【選択図】図２

Description

本発明は、車両前部構造に関する。

下記特許文献１には、センタクロスメンバ（サスペンションメンバ）の車両前方側に配置されるサイドメンバを備え、サイドメンバが車両幅方向の内方側に傾斜しつつ車両前後方向の後方側に延びた構造が開示されている。なお、サイドメンバに車両幅方向外側へ突出する突出部材を設け、微小ラップ衝突時に車両に対して横力を発生させる構造として、特許文献２に記載されたものがある。

特開２０１３−１２９２２１号公報特開２０１５−０５８７９３号公報

上記特許文献１に記載の構造では、車両の衝突時にサイドメンバの前方部が変形することにより、衝突荷重の吸収部として機能するように構成している。しかし、特許文献１に記載の構造では、微小ラップ衝突時にサイドメンバにより車両に対して横力を加える構造については記載されておらず、改善の余地がある。

本発明は上記事実を考慮し、車両の前面オフセット衝突時に、車両に横力を発生させ、車両を衝突物から回避する方向に移動させることができる車両前部構造を得ることが目的である。

請求項１の発明に係る車両前部構造は、サスペンションメンバと、前記サスペンションメンバから車両前後方向の前方側に延在され、車両平面視にて車両前後方向の前端部に車両後方側から前記前端部側に向かって車両幅方向の外方側に傾斜する湾曲部を備えたサイドメンバと、前記サイドメンバの前記前端部における車体側の締結部の後方に形成され、車両側面視にて前記前端部が車両のドライブトレインと高さ方向でラップする位置に配置されると共に、車両後方側から前記前端部側に向かって車両上方側に湾曲し、前記前端部を車両上下方向の上方向に座屈させる曲げ起点部と、を有する。

請求項１記載の本発明によれば、サスペンションメンバから車両前後方向の前方側にサイドメンバが延在されている。サイドメンバの車両前後方向の前端部には、車両後方側から前端部側に向かって車両幅方向の外方側に傾斜する湾曲部が設けられている。また、サイドメンバの前端部における車体側の締結部の後方には、車両側面視にて車両後方側から前端部側に向かって車両上方側に湾曲し、前端部を車両上下方向の上方向に座屈させる曲げ起点部が形成されている。さらに、車両側面視にてサイドメンバの前端部が車両のドライブトレインと高さ方向でラップする位置に配置されている。これにより、車両の前面オフセット衝突時（例えば、オブリーク衝突時又は微小ラップ衝突時）に、サイドメンバの前端部が湾曲部により車両幅方向の内方側に座屈すると共に、サイドメンバの前端部が曲げ起点部により車両上下方向の上方向に座屈する。このため、サイドメンバの前端部の座屈した部分がドライブトレインと接触する。これによって、車両に横力を発生させることができ、車両を衝突物から回避する方向に移動させることができる。

本発明に係る車両前部構造によれば、車両の前面オフセット衝突時に、車両に横力を発生させ、車両を衝突物から回避する方向に移動させることができる。

一実施形態に係る車両前部構造を示す側面図である。一実施形態に係る車両前部構造を拡大した状態で示す側面図である。一実施形態に係る車両前部構造を示す平面図である。一実施形態に係る車両前部構造の車両幅方向の一方の外側部分を拡大した状態で示す平面図である。車両の前面オフセット衝突時のサイドメンバの変形状態を模式的に示す底面図である。

以下、図１〜図５を用いて、本発明に係る車両前部構造の一実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。また、図において適宜示されるＤＮは、車両上下方向の下側を示している。

図１には、本実施形態に係る車両前部構造１８が適用された車両１０の前部１１が側面図にて示されており、図２には、車両前部構造１８が適用された車両１０の前部１１が拡大された状態で側面図にて示されている。図３には、車両前部構造１８が適用された車両１０の前部１１が平面図にて示されており、図４には、車両前部構造１８が適用された車両１０の前部１１の車両幅方向の一方側（車両背面視にて車両幅方向左側）が拡大された状態で平面図にて示されている。図１〜図４に示されるように、自動車の車両１０の前部１１の幅方向外側には、略車両前後方向に沿って延在されるフロントサイドメンバ１２が設けられている。フロントサイドメンバ１２は、車両骨格部材を構成している。フロントサイドメンバ１２の前端部の車両前方側には、クラッシュボックス１４が設けられている（図１及び図２参照）。クラッシュボックス１４は、フロントサイドメンバ１２の前部１２Ａの車両前方に配置された板状の取付部１３を介して締結具（図示省略）等により取り付けられている。

フロントサイドメンバ１２及びクラッシュボックス１４は、車両１０の幅方向両端部に左右一対で配置されている（図３参照）。クラッシュボックス１４は、略車両前後方向に配置された筒状部を備えており、衝突荷重の入力時に軸方向に圧縮変形することによって衝突エネルギーを吸収するようになっている。車両１０の幅方向両側のクラッシュボックス１４の車両前方側には、略車両幅方向に沿って延在されるフロントバンパリインフォース１６が取り付けられている（図３参照）。フロントバンパリインフォース１６は、車両幅方向中央部が車両幅方向両端部よりも車両前方側に突出するように湾曲して形成されている。

フロントサイドメンバ１２の後部１２Ｂは、車両上下方向の下方側に傾斜しつつ車両前後方向の後方側に延びている（図１及び図２参照）。フロントサイドメンバ１２の後部１２Ｂの後端下部には、サスペンションメンバ２０が取り付けられている。サスペンションメンバ２０は、車両幅方向に沿って配置されており、左右一対のフロントサイドメンバ１２を繋ぐ構成とされている（図３参照）。サスペンションメンバ２０は、車両平面視にて左右対称に形成されている。サスペンションメンバ２０は、フロントサイドメンバ１２の後部１２Ｂの後端下部から車両前方側に略水平方向に延びている（図１及び図２参照）。サスペンションメンバ２０には、サスペンションメンバ２０から略車両前後方向の前方側に延在されるサイドメンバとしての第二メンバ２２が設けられている。第二メンバ２２は、車両幅方向外側に左右一対で配置されており、左右一対の第二メンバ２２は、車両平面視にて左右対称に形成されている（図３参照）。車両平面視にて第二メンバ２２は、それぞれフロントサイドメンバ１２の車両上下方向の下方側に配置されている。

図３及び図４に示されるように、第二メンバ２２は、車両前後方向の前端部２２Ａから車両幅方向の内方側に傾斜しつつ車両前後方向の後方側に延びており、第二メンバ２２の後端部２２Ｂは、サスペンションメンバ２０の前部側に接合されている。第二メンバ２２の前端部２２Ａの構成については、後述する。

図１及び図２に示されるように、サスペンションメンバ２０の前部には、車両上方側に突出する突出部２８が設けられており、突出部２８がフロントサイドメンバ１２の下側取付部１２Ｃに図示しない締結具により固定されている。

また、第二メンバ２２の前端部２２Ａには、略車両前後方向に延びたロアクラッシュボックス３０が設けられている。ロアクラッシュボックス３０は、第二メンバ２２の前端部２２Ａの車両前方に配置された板状の取付部３４を介して締結具（図示省略）等により取り付けられている。ロアクラッシュボックス３０の前部には、略車両幅方向に沿って延在される連結部材３２が設けられている。すなわち、連結部材３２は、左右一対のロアクラッシュボックス３０に架け渡されている。ロアクラッシュボックス３０は、略車両前後方向に配置された筒状部を備えており、衝突荷重の入力時に軸方向に圧縮変形することによって衝突エネルギーを吸収するようになっている。

第二メンバ２２の前端部２２Ａの取付部３４には、車両上方側に延びた締結部としての前側取付部３６が設けられている。前側取付部３６の上部は、フロントサイドメンバ１２の前部１２Ａの先端部に図示しない締結具により固定されている。なお、フロントサイドメンバ１２の前部１２Ａは、本発明の「車体側」の部材の一例である。また、サスペンションメンバ２０には、ロアアーム４６を介してフロントタイヤ４８が回転自在に支持されている（図３及び図４参照）。

図３及び図４に示されるように、車両１０の前部１１には、左右一対のフロントサイドメンバ１２の車両幅方向の内側に、車両１０を駆動するドライブトレイン（「パワーユニット」という場合がある）２６が配置されている。車両平面視にて第二メンバ２２の前端部２２Ａには、車両前後方向の後方側から前端部２２Ａ側に向かって車両幅方向の外方側に傾斜する湾曲部４０が設けられている。すなわち、第二メンバ２２の湾曲部４０の後方側は車両幅方向内側に配置されており、第二メンバ２２の湾曲部４０の前方側は車両幅方向外側に配置されている。本実施形態では、車両平面視にて第二メンバ２２の後方側は、略車両前後方向に沿って延びており、湾曲部４０（特に第二メンバ２２の車両外側の壁部）は、第二メンバ２２の後方側から前端部２２Ａ側に向かって車両幅方向の外方側に屈曲させた構成とされている。

湾曲部４０は、第二メンバ２２の前側をフロントサイドメンバ１２の前部１２Ａに固定する前側取付部３６の後方に設けられている。第二メンバ２２の前端部２２Ａに湾曲部４０を設けることで、車両１０の前面オフセット衝突時（例えば、オブリーク衝突時又は微小ラップ衝突時）に、第二メンバ２２の前端部２２Ａが、湾曲部４０を起点（きっかけ）として車両幅方向内側に座屈するようになっている。

図１及び図２に示されるように、車両側面視にて第二メンバ２２の前端部２２Ａにおける前側取付部３６の後方には、車両前後方向の後方側から前端部２２Ａ側に向かって車両上方側に湾曲し（立上がり）、前端部２２Ａを車両上下方向の上方向に座屈させる曲げ起点部４２が設けられている。すなわち、第二メンバ２２の曲げ起点部４２の後方側は車両上下方向の下側に配置されており、第二メンバ２２の曲げ起点部４２の前方側は車両上下方向の上側に配置されている。本実施形態では、車両側面視にて第二メンバ２２の後方側は、略車両前後方向に沿って延びており、曲げ起点部４２は、第二メンバ２２の後方側から前端部２２Ａ側に向かって車両上下方向の上方側に傾斜するように屈曲させた構成とされている。

さらに、車両側面視にて第二メンバ２２の前端部２２Ａ（曲げ起点部４２の前側）は、ドライブトレイン２６と高さ方向でラップする（重なる）位置に配置されている（図１及び図２参照）。また、本実施形態では、車両平面視にて第二メンバ２２の前端部２２Ａは、ドライブトレイン２６と上下方向に重なっておらず、第二メンバ２２の前端部２２Ａの車両幅方向の内方側でドライブトレイン２６と重なるように配置されている（図３及び図４参照）。

第二メンバ２２の前端部２２Ａに曲げ起点部４２を設けることで、車両１０の前面オフセット衝突時（例えば、オブリーク衝突時又は微小ラップ衝突時）に、曲げ起点部４２を起点（きっかけ）として、第二メンバ２２の前端部２２Ａを車両上下方向の上方側に座屈させるようになっている。本実施形態では、第二メンバ２２の車両前後方向における前端部２２Ａのほぼ同じ位置に、湾曲部４０と曲げ起点部４２が設けられている。これにより、車両１０の前面オフセット衝突時に、第二メンバ２２の前端部２２Ａが、湾曲部４０と曲げ起点部４２により、車両幅方向内側に座屈すると共に車両上下方向の上方側に座屈するようになっている。

次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

車両前部構造１８では、サスペンションメンバ２０から車両前後方向の前方側にサイドメンバとしての第二メンバ２２が延在されている。車両平面視にて、第二メンバ２２の前端部２２Ａには、車両前後方向の後方側から前端部２２Ａ側に向かって車両幅方向の外方側に傾斜する湾曲部４０が設けられている（図３及び図４参照）。また、第二メンバ２２の前端部２２Ａには、フロントサイドメンバ１２に締結する前側取付部３６の後方に、車両側面視にて車両後方側から前端部２２Ａ側に向かって車両上方側に湾曲し、前端部２２Ａを車両上下方向の上方向に座屈させる曲げ起点部４２が形成されている（図１及び図２参照）。さらに、車両側面視にて第二メンバ２２の前端部２２Ａがドライブトレイン２６と高さ方向でラップする位置に配置されている（図１及び図２参照）。

図５には、車両１０の前部１１がバリア５０に前面オフセット衝突したとき（例えば、オブリーク衝突時又は微小ラップ衝突時）のＣＡＥ（Computer Aided Engineering）による解析結果が模式的に示されている。図５に示されるように、車両１０の前部１１がバリア５０と前面オフセット衝突したとき、第二メンバ２２の前端部２２Ａが湾曲部４０により車両幅方向の内方側に座屈すると共に、第二メンバ２２の前端部２２Ａが曲げ起点部４２により車両上下方向の上方向に座屈する。これにより、第二メンバ２２の前端部２２Ａの座屈した部分が、ドライブトレイン２６の側方と接触する。このため、車両１０に横力（車両幅方向で衝突側とは反対側へ向かう反力）を発生させることができ、車両１０をバリア５０から回避する方向に移動させることができる。また、車両１０に横力（車両幅方向で衝突側とは反対側へ向かう反力）を発生させることで、ドライブトレイン２６が配置されるエンジンルーム内でのエネルギー吸収量を増加させることができる。

また、車両前部構造１８では、フロントサイドメンバ１２のみで衝突性能を担保する構成と比較して、サスペンションメンバ２０から車両前方側に延在される第二メンバ２２を使用することで、効率よく衝突エネルギーを吸収することができる。

一方、比較例として、サスペンションメンバから車両前方側に延びた第二メンバを直線状に配置した車両前部構造について説明する。比較例の車両前部構造では、ＣＡＥ解析結果によると、車両の前面オフセット衝突時（例えば、オブリーク衝突時又は微小ラップ衝突時）に、第二メンバが座屈せず、第二メンバがドライブトレインと接触しない。このため、第二メンバを利用して車両に横力を発生させることができない。

なお、上記実施形態では、サイドメンバとしての第二メンバ２２の前端部２２Ａに曲げ起点部４２を設けたが、本発明は、この構成に限定されるものではない。例えば、サイドメンバが車両上方側に座屈するような折れ起点（きっかけ）を与えるビード（例えば、車両上方側に凸状に突出するビード）などの折れ起点部や、断面耐力差などを設けた構造としてもよい。

また、上記実施形態では、サイドメンバとしての第二メンバ２２の前端部２２Ａに湾曲部４０を設けたが、本発明は、この構成に限定されるものではない。例えば、サイドメンバが車両幅方向内側に座屈するような折れ起点（きっかけ）を与えるビード（例えば、車両幅方向内側に凸状に突出するビード）などの折れ起点部や、断面耐力差などを設けた構造としてもよい。

また、上記実施形態では、第二メンバ２２の車両前後方向における前端部２２Ａのほぼ同じ位置に、湾曲部４０と曲げ起点部４２が設けられているが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、第二メンバ２２の前端部２２Ａに、車両前後方向に位置をずらして、車両幅方向内側に座屈するような湾曲部などの折れ起点部等と、車両上方側に座屈するような曲げ起点部等とを設けてもよい。

さらに、上記実施形態において、第二メンバ２２の前端部２２Ａをフロントサイドメンバ１２に固定する前側取付部３６の構成は、変更が可能である。

１０車両
１１前部
１２フロントサイドメンバ（車体側）
１８車両前部構造
２０サスペンションメンバ
２２第二メンバ（サイドメンバ）
２２Ａ前端部
２６ドライブトレイン
３６前側取付部（締結部）
４０湾曲部
４２曲げ起点部

Claims

サスペンションメンバと、
前記サスペンションメンバから車両前後方向の前方側に延在され、車両平面視にて車両前後方向の前端部に車両後方側から前記前端部側に向かって車両幅方向の外方側に傾斜する湾曲部を備えたサイドメンバと、
前記サイドメンバの前記前端部における車体側の締結部の後方に形成され、車両側面視にて前記前端部が車両のドライブトレインと高さ方向でラップする位置に配置されると共に、車両後方側から前記前端部側に向かって車両上方側に湾曲し、前記前端部を車両上下方向の上方向に座屈させる曲げ起点部と、
を有する車両前部構造。