JP5741624B2

JP5741624B2 - 車両端部構造

Info

Publication number: JP5741624B2
Application number: JP2013079420A
Authority: JP
Inventors: 翔川那辺; 徳嗣南
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2015-07-01
Anticipated expiration: 2033-04-05
Also published as: EP2981439A1; CN105102275A; CN105102275B; EP2981439B1; US20160280165A1; JP2014201223A; US9623820B2; WO2014162993A1

Description

本発明は、車両の前後方向の端部に適用される車両端部構造に関する。

下記特許文献１には、補強板をバンパリインフォースに固定したバンパリインフォース補強構造が開示されている。このように補強板を用いてバンパリインフォースを補強することにより、車両の前後方向の長さを延長することなく、バンパリインフォースを補強することができる。

しかしながら、特許文献１の補強板は、断面コ字状の一体形成された部材で構成されている。このような構成の補強板では、補強板の組み付けに要求される位置精度を出すことは難しい。特に、バンパリインフォースメントは車幅方向に湾曲しているため、湾曲形状に対応しつつ前後の位置精度を出すことは難しい。

特開２００３−２５２１３４号公報

本発明は上記事実を考慮し、バンパリインフォースメントへの組み付けが容易な補強部材を備えた、車両端部構造を得ることを目的とする。

本発明の請求項１に係る車両端部構造は、車両前後方向の端部に設けられ車両幅方向を長手方向として配置された長尺状のバンパリインフォースメントと、車両前後方向外側に向く荷重受面を有し、前記バンパリインフォースメントに固定され、前記バンパリインフォースメントから車両上下方向に突出した板状の外側補強部材と、前記外側補強部材と別体とされ、前記外側補強部材よりも車両前後方向内側に配置されて前記バンパリインフォースメントに固定され、前記バンパリインフォースメントから車両上下方向に突出した位置で前記外側補強部材と接合され、前記バンパリインフォースメント及び前記外側補強部材との間に閉断面を形成する板状の内側補強部材と、を備えている。

請求項１に係る車両端部構造では、バンパリインフォースメントに、外側補強部材と内側補強部材とが固定されている。外側補強部材及び内側補強部材は、バンパリインフォースメントの車両上下方向に突出している。適切な位置に外側補強部材及び内側補強部材を配置することにより、バリア高さに対してバンパリインフォースの位置を適切に設定した場合と同様の効果を得ることができる。また、本発明では、外側補強部材と内側補強部材とは別体とされており、車両上下方向に突出した位置で接合されている。したがって、外側補強部材と内側補強部材を別々に位置決めしてバンパリインフォースメントに固定することができる。

本発明の請求項２に係る車両端部構造は、請求項１に記載の車両端部構造において、前記内側補強部材が、前記内側補強部材の車両上下方向の前記バンパリインフォースメントから遠い側に配置され前記外側補強部材と接合された接合部、及び前記接合部から前記バンパリインフォースメントに向かって車両前後方向の内側へ傾斜する傾斜部を有しているものである。

請求項２に係る車両端部構造では、内側補強部材が車両上下方向のバンパリインフォースメントから遠い側で外側補強部材と接合され、当該接合部からバンパリインフォースメントに向かって車両前後方向の内側へ傾斜する傾斜部で外側補強部材を支持している。このように、接合部よりも車両前後方向の内側から外側補強部材を支持することにより、支持剛性を高めることができる。

本発明の請求項３に係る車両端部構造は、請求項１または請求項２に記載の車両端部構造において、前記外側補強部材には、前記荷重受面よりも車両前後方向内側に凸となるビード部が形成されているものである。

請求項３に係る車両端部構造では、外側補強部材の荷重受面に衝突荷重の一部が入力された後にビード部へ該荷重が入力される。したがって、ビードの深さ（車両前後方向に沿った長さ）分だけエネルギー吸収のためのストロークを確保することができる。

本発明の請求項４に係る車両端部構造は、請求項３に記載の車両端部構造において、前記ビード部が車両上下方向に形成されているものである。

請求項４に係る車両端部構造では、ビード部は、車両上下方向に延びているので、衝突荷重入力時における外側補強部材を車両前後方向内側へ倒そうとする倒れモーメントに対し、抵抗モーメントが得られる。

本発明の請求項５に係る車両端部構造は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車両端部構造において、前記外側補強部材は、前記バンパリインフォースメントの車両前後方向外側面に固定されているものである。

請求項５に係る車両端部構造では、衝突荷重の入力方向で、外側補強部材がバンパリインフォースメントと重なり合っているので、外側補強部材の固定部分では、衝突荷重が作用すると、バンパリインフォースメントへ向かって押される。したがって、外側補強部材の固定部分について、バンパリインフォースメントからの剥がれを抑制することができる。

本発明の請求項６に係る車両端部構造は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車両端部構造において、前記外側補強部材と前記内側補強部材とが互いの車両幅方向の端部で車両上下方向に沿って接合された縦接合部を有するものである。

本発明の請求項６に係る車両端部構造は、外側補強部材と内側補強部材とが互いの車両幅方向の端部で接合されている。そして、接合部分である縦接合部は、車両上下方向に沿って接合されている。したがって、衝突荷重入力時における倒れモーメントに対する強度及び剛性を高めることができる。

以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る車両端部構造によれば、外側補強部材及び内側補強部材を、容易にバンパリインフォースメントへの組み付けることができる。

請求項２記載の本発明に係る車両端部構造によれば、衝撃荷重の入力に対する補強部材の剛性を高めることができる。

請求項３記載の本発明に係る車両端部構造によれば、補強部材によるエネルギー吸収効果を高めることができる。

請求項４記載の本発明に係る車両端部構造によれば、衝突荷重入力時にバリアの潜り込みを効果的に抑制又は防止することができる。

請求項５記載の本発明に係る車両端部構造によれば、衝突荷重入力に対する外側補強部材の強度及び剛性を高めることができる。

請求項６記載の本発明に係る車両端部構造によれば、補強部材の強度及び剛性を高めることができる。

本発明の実施形態に係る車両端部構造を示す側断面図である。本発明の実施形態に係る車両端部構造の要部を示す車体斜め前方から見た斜視図である。本発明の実施形態における中央補強部材を示す分解斜視図である。本発明の実施形態における中央補強部材をバンパリインフォースメントに取り付けた状態を示す斜視図である。本発明の実施形態における中央補強部材の図２のＡ−Ａ線断面図である。本発明の実施形態における端補強部材を示す分解斜視図である。本発明の実施形態における端補強部材をバンパリインフォースメントに取り付けた状態を示す斜視図である。本発明の実施形態における端補強部材の図２のＢ−Ｂ線断面図である。

以下、図面を用いて、本発明に係る車両端部構造の実施形態について説明する。なお、図中で適宜示される矢印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いる。

図１には、本発明に係る車両端部構造が適用された車両前端下部１０の概略側面図が示されている。本実施形態の車両前端下部１０には、フロントバンパ１２のバンパカバー１４が車幅方向に沿って配設されている。また、バンパカバー１４の車両内側には、フロントバンパの骨格部材となるバンパリインフォースメント２０が配置されている。

図２にも示されるように、バンパリインフォースメント２０は、車幅方向に沿って配設されており、車幅方向の外側が車両後方に湾曲する湾曲形状とされている。バンパリインフォースメント２０は、車幅方向の両端部において、クラッシュボックス１６を介してフロントサイドメンバ（不図示）と連結されている。バンパリインフォースメント２０の車両後方側には、エアコンデンサ１３が配置されている。

バンパリインフォースメント２０は、図１にも示されるように、前板部２２及び後板部２４を有している。前板部２２は、面一状とされ、バンパリインフォースメント２０の車両前方側に配置されて、衝突面２２Ａを構成している。後板部２４は、前板部２２の車両後方側に配置され、車両後方に凸となる２個の凸部２４Ａを有する断面形状とされている。前板部２２と後板部２４の間には、２個の閉断面２０Ａが形成され、２個の凸部の車両上下方向の間には、凹部２０Ｂが形成されている。凹部２０Ｂの車両前側の壁部２４Ｆは、前板部２２の背面側に接合されている。後板部２４の、車両上側の凸部２４Ａの上面２４Ｂによりバンパリインフォースメント２０の上面が構成され、車両後側の背面２４Ｃによりバンパリインフォースメント２０の背面が構成されている。

図２に示されるように、バンパリインフォースメント２０の車幅方向の中央からやや右側の上部には、中央補強部材３０が配設されている。また、バンパリインフォースメント２０の車幅方向の左側端部、クラッシュボックス１６よりもやや車両内側の上部には、端部補強部材４０が配設されている。

図３及び図４にも示されるように、中央補強部材３０は、中央前補強部材３２及び中央後補強部材３６を有している。中央前補強部材３２と中央後補強部材３６とは、別部材とされ、バンパリインフォースメント２０へ配設する際に互いに接合される。中央前補強部材３２は中央補強部材３０の前方側を構成し、中央後補強部材３６は中央補強部材３０の後方側を構成している。

中央前補強部材３２は、略長方形板状とされ、中央本体部３２Ａ、上接合部３２Ｂ、横接合部３２Ｃ、及び下接合部３２Ｄを有している。中央本体部３２Ａの前側には、衝突面としての中央衝突面３２Ｆが形成されている。下接合部３２Ｄは、中央本体部３２Ａの下側に形成され、前面が中央衝突面３２Ｆと面一とされている。下接合部３２Ｄは、バンパリインフォースメント２０の衝突面２２Ａの上部に接合されている。中央前補強部材３２の下接合部３２Ｄよりも上側は、バンパリインフォースメント２０よりも車両上側に突出されている。横接合部３２Ｃは、中央本体部３２Ａの車幅方向両側に形成され、前面が中央衝突面３２Ｆよりも車両後方側に配置されている。上接合部３２Ｂは、中央本体部３２Ａの上側に形成され、前面が中央衝突面３２Ｆよりも車両後方側に配置されている。

中央本体部３２Ａには、車幅方向に並んで、２つのビード部３４が形成されている。ビード部３４は、中央衝突面３２Ｆから車両後方へ向かって凸となるように形成されている。ビード部３４は、車両後方側に平面視で長方形状の底部３４Ａを有し、底部３４Ａの長手方向が車両上下方向となるように配置されている。また、ビード部３４の下端はバンパリインフォースメント２０の上面２４Ｂとほぼ同じ高さに配置されている。図５に示されるように、底部３４Ａの車両前側面３４Ｆは、バンパリインフォースメント２０の衝突面２２Ａと車両前後方向で同位置に配置されている。ビード部３４の底部３４Ａには、穴３４Ｂが形成されている。

中央後補強部材３６は、略長方形板状とされ、中央傾斜部３６Ａ、上接合部３６Ｂ、横接合部３６Ｃ、及び下接合部３６Ｄを有している。上接合部３６Ｂは、上接合部３２Ｂと接合されて、接合部分はバンパリインフォースメント２０の上面２４Ｂの上方に配置されている。上接合部３６Ｂは、上接合部３２Ｂよりも上方へ突出されている。中央傾斜部３６Ａは、上接合部３６Ｂの下端から車両後方下側へ傾斜するように延出されている。下接合部３６Ｄは、中央傾斜部３６Ａの下端から車両下方へ屈曲されている。下接合部３６Ｄは、バンパリインフォースメント２０の背面２４Ｃに接合されている。

中央傾斜部３６Ａには、車幅方向の中央に、ビード部３８が形成されている。ビード部３８は、車両後方へ向かって凸となり車両上下方向に沿って上接合部３６Ｂの下部から下接合部３６Ｄの下端まで形成されている。ビード部３８の車両後方側には、平面視で長方形状の底部３８Ａが形成されている。横接合部３６Ｃは、中央傾斜部３６Ａの車幅方向両側から車両前方側に突出形成され、前面が横接合部３２Ｃと接合されている。横接合部３２Ｃと横接合部３６Ｃの接合部分は、車両上下方向に沿った縦接合部３５とされている。横接合部３２Ｃは、横接合部３６Ｃよりも車幅方向に突出し、横接合部３２Ｃと横接合部３６Ｃとは車両後側から車両上下方向に沿って溶接接合されている。

バンパリインフォースメント２０と中央補強部材３０との間には、中央本体部３２Ａ、中央傾斜部３６Ａ、及び上面２４Ｂにより、閉断面が構成されている。

図５〜図８にも示されるように、端部補強部材４０は、端前補強部材４２及び端後補強部材４６を有している。端前補強部材４２と端後補強部材４６とは、別部材とされ、バンパリインフォースメント２０へ配設する際に互いに接合される。端前補強部材４２は端部補強部材４０の前方側を構成し、端後補強部材４６は端部補強部材４０の後方側を構成している。

端前補強部材４２は、略長方形板状とされ、端本体部４２Ａ、上接合部４２Ｂ、横接合部４２Ｃ、及び端接合部４２Ｄを有している。端本体部４２Ａの前側には、端衝突面４２Ｆが形成されている。端衝突面４２Ｆには、後述するビード部４４を挟んで車幅方向に１個ずつ穴４４Ｂが形成されている。下接合部４２Ｄは、端本体部４２Ａの下側に形成され、前面が端衝突面４２Ｆと面一とされている。下接合部４２Ｄは、バンパリインフォースメント２０の衝突面２２Ａの上部に接合されている。端前補強部材４２の下接合部４２Ｄよりも上側は、バンパリインフォースメント２０よりも車両上側に突出されている。横接合部４２Ｃは、端本体部４２Ａの車幅方向内側に形成され、前面が端衝突面４２Ｆよりも車両後方側に配置されている。上接合部４２Ｂは、端本体部４２Ａの上側に形成され、前面が端衝突面４２Ｆよりも車両後方側に配置されている。

端本体部４２Ａには、車両上下方向に沿ってビード部４４が形成されている。ビード部４４は、端衝突面４２Ｆから車両後方へ向かって凸となるように形成されている。ビード部４４は、車両後方側に平坦状の底部４４Ａを有している。また、ビード部４４の下端はバンパリインフォースメント２０の上面２４Ｂとほぼ同じ高さに配置されている。図８に示されるように、底部４４Ａの車両前側面４４Ｆは、バンパリインフォースメント２０の衝突面２２Ａと車両前後方向で同位置に配置されている。

端後補強部材４６は、略長方形板状とされ、端傾斜部４６Ａ、上接合部４６Ｂ、横接合部４６Ｃ、及び下接合部４６Ｄを有している。上接合部４６Ｂは、上接合部４２Ｂと接合されて、接合部分はバンパリインフォースメント２０の上面２４Ｂの上方に配置されている。上接合部４６Ｂは、上接合部４２Ｂよりも上方へ突出されている。端傾斜部４６Ａは、上接合部４６Ｂの下端から車両後方下側へ傾斜するように延出されている。下接合部４６Ｄは、端傾斜部４６Ａの下端から車両下方へ屈曲されている。下接合部４６Ｄは、バンパリインフォースメント２０の背面２４Ｃに接合されている。

端傾斜部４６Ａには、車幅方向の中央に、ビード部４８が形成されている。ビード部４８は、車両後方へ向かって凸となり車両上下方向に沿って上接合部４６Ｂの下部から下接合部４６Ｄの下端まで形成されている。ビード部４８の車両後方側には、平面視で長方形状の底部４８Ａが形成されている。横接合部４６Ｃは、端傾斜部４６Ａの車幅方向内側から車両前方側に突出形成され、前面が横接合部４２Ｃと接合されている。横接合部４２Ｃは、横接合部４６Ｃよりも車幅方向に突出し、横接合部４２Ｃと横接合部４６Ｃとは車両後側から車両上下方向に沿って溶接接合されている。横接合部４２Ｃと横接合部４６Ｃの接合部分は、車両上下方向に沿った縦接合部４５とされている。

バンパリインフォースメント２０と端部補強部材４０との間には、端本体部４２Ａ、端傾斜部４６Ａ、及び上面２４Ｂにより、閉断面が構成されている。

なお、中央補強部材３０及び端部補強部材４０は、金属製であってもよいし、樹脂製や他の材料で形成されたものであってもよい。

次に、本実施形態の作用を説明する。
本実施形態では、中央補強部材３０、端部補強部材４０が、バンパリインフォースメント２０の上部に配設されており、図１に示すような位置でバリアＢがフロントバンパ１２に衝突すると、バリアＢの上部は、中央補強部材３０、端部補強部材４０に当接する。そして、バリアＢから受けた衝突荷重はバンパリインフォースメント２０へ伝達され、バンパリインフォースメント２０から車幅方向外側のクラッシュボックス１６へ伝達され、更にクラッシュボックス１６が軸圧縮方向に塑性変形することにより衝突時のエネルギーが吸収される。

本実施形態では、バンパリインフォースメント２０に中央補強部材３０、端部補強部材４０が配設されているので、バリアＢとバンパリインフォースメント２０との車両上下方向におけるラップ量が増加する。したがって、実質的にバンパリインフォースメント２０を車両上方側へ高くした場合と同様の効果を得ることができる。よって、バリアＢの車室内への侵入を抑制することができる。特に、車高が低くバンパリインフォースメント２０の位置が低い車両においては、バンパリインフォースメント２０自体の位置を変えたり形状を大きくしたりする設計変更を行うことなく、バリアＢの侵入に簡易に対応することができる。これにより、バンパリインフォースメント２０の後方に配置されているエアコンデンサ１３等の高額部品の損傷を抑制又は防止することができる。

また、本実施形態では、中央補強部材３０、端部補強部材４０の各々は、車両前後方向に別部材で形成されているので、バンパリインフォースメント２０への組み付けの際に、前側の部材と後側の部材（中央前補強部材３２と中央後補強部材３６、端前補強部材４２と端後補強部材４６）を別々に位置決めして取り付けることができる。これにより、湾曲形状のバンパリインフォースメント２０上においても、湾曲形状に対応させつつ中央衝突面３２Ｆ、端衝突面４２Ｆ等の位置決めを容易に行うことができ、組み付け性を向上させることができる。

また、本実施形態では、中央傾斜部３６Ａを有する中央後補強部材３６が、車両後方側から中央前補強部材３２を支持しているので、車両前方からの衝突荷重入力時における支持剛性を高めることができる。また、端後補強部材４６についても同様に、端傾斜部４６Ａを有しているので、車両後方側から端前補強部材４２を支持しているので、車両前方からの衝突荷重入力時における支持剛性を高めることができる。

また、本実施形態では、中央前補強部材３２に形成されたビード部３４は、中央衝突面３２Ｆから車両後方へ向かって凸となるように形成されている。したがって、車両前方からの衝突荷重は、中央衝突面３２Ｆへ入力された後にビード部３４へ入力される。これにより、ビード部３４の深さ分だけエネルギー吸収のためのストロークを確保することができ、高いエネルギー吸収機能を発揮することができる。また、ビード部３４は、車両上下方向に延びているので、衝突荷重入力時における中央前補強部材３２を車両前後方向内側へ倒そうとする倒れモーメントに対し、抵抗モーメントを得ることができる。

なお、端前補強部材４２に形成されたビード部４４についても、前述のビード部３４と同様の構成に基づき、同様の効果を発揮することができる。

また、本実施形態では、中央前補強部材３２及び端前補強部材４２がバンパリインフォースメント２０の衝突面２２Ｆに固定されているので、車両前後方向で、中央前補強部材３２及び端前補強部材４２とバンパリインフォースメント２０とが重なり合っている。したがって、車両前方から衝突荷重が入力されると、中央前補強部材３２及び端前補強部材４２の下接合部３２Ｄ、４２Ｄは、各々バンパリインフォースメント２０へ向かって押される。したがって、中央前補強部材３２及び端前補強部材４２のバンパリインフォースメントからの剥がれを抑制することができる。

また、本実施形態では、中央前補強部材３２と中央後補強部材３６は、車幅方向に略同じ長さとされ、互いの車幅方向端部に形成された横接合部３２Ｃと横接合部３６Ｃとで車両上下方向に沿って溶接接合されている。したがって、中央前補強部材３２からの衝突荷重を、中央後補強部材３６でバランスよく受けることができる。また、端前補強部材４２と端後補強部材４６についても、車幅方向に略同じ長さとされ、互いの車幅方向端部に形成された横接合部４２Ｃと横接合部４６Ｃとで車両上下方向に沿って溶接接合されている。したがって、前記と同様の効果を発揮することができる。

また、中央前補強部材３２と中央後補強部材３６の接合部分である縦接合部３５、及び、端前補強部材４２と端後補強部材４６の接合部分である縦接合部４５は、車両上下方向に沿っている。したがって、衝突荷重入力時における倒れモーメントに対する強度を高めることができる。

また、本実施形態の中央補強部材３０、端部補強部材４０は、車幅方向の長さが比較的短いので、取り付けの自由度が高く、車両毎に左右バランスを考慮して、最適な位置に配置することができる。また、プラットフォーム及び意匠性の自由度を確保することができる。また、必要な位置にのみ配置することができるので、歩行者保護性能や冷却性能などの他性能への影響を小さくすることができると共に、質量やコストの低減が可能となる。

なお、中央補強部材３０、端部補強部材４０の車幅方向の長さは、バンパリインフォースメント２０の車幅方向の全長の１／１０以下であることが好ましい。

また、本実施形態では、バンパリインフォースメント２０の上側に中央補強部材３０、端部補強部材４０を配設したが、バンパリインフォースメント２０の下側に中央補強部材３０、端部補強部材４０を配設してもよい。

また、本実施形態では、フロントバンパ１２に中央補強部材３０、端部補強部材４０を配設したが、リヤバンパに中央補強部材３０、端部補強部材４０を配設してもよい。リヤバンパに配設する場合には、中央補強部材３０、端部補強部材４０の車両の前後方向を逆にして配設する。すなわち、衝突面３２Ｆ、４２Ｆを車両後方へ向けて配設する。

また、本実施形態では、バンパリインフォースメント２０の中央と端部付近に１個づつ補強部材を配設したが、配設個数は、１個でも、３個以上でもよい。例えば、車両重心が左右に片寄っている場合には、車幅方向の一方のみに配置する等の対応を行うことができる。

２０バンパリインフォースメント
２２Ａ衝突面（車両前後方向外側面）
３０中央補強部材（補強部材）
３２中央前補強部材（外側補強部材）
３２Ｆ中央衝突面（荷重受け面）
３４ビード部
３５縦接合部
３６中央後補強部材（内側補強部材）
３６Ｂ上接合部（接合部）
３６Ａ中央傾斜部（傾斜部）
４０端部補強部材（補強部材）
４２Ｆ端衝突面（荷重受け面）
４２端前補強部材（外側補強部材）
４４ビード部
４５縦接合部
４６Ｂ上接合部
４６Ａ端傾斜部（傾斜部）
４６端後補強部材（内側補強部材）

Claims

車両前後方向の端部に設けられ車両幅方向を長手方向として配置された長尺状のバンパリインフォースメントと、
車両前後方向外側に向く荷重受面を有し、前記バンパリインフォースメントに固定され、前記バンパリインフォースメントから車両上下方向に突出した板状の外側補強部材と、
前記外側補強部材と別体とされ、前記外側補強部材よりも車両前後方向内側に配置されて前記バンパリインフォースメントに固定され、前記バンパリインフォースメントから車両上下方向に突出した位置で前記外側補強部材と接合され、前記バンパリインフォースメント及び前記外側補強部材との間に閉断面を形成する板状の内側補強部材と、
を備えた、車両端部構造。
前記内側補強部材は、前記内側補強部材の車両上下方向の前記バンパリインフォースメントから遠い側に配置され前記外側補強部材と接合された接合部、及び前記接合部から前記バンパリインフォースメントに向かって車両前後方向の内側へ傾斜する傾斜部を有し、ている、請求項１に記載の車両端部構造。
前記外側補強部材には、前記荷重受面よりも車両前後方向内側に凸となるビード部が形成されている、請求項１または請求項２に記載の車両端部構造。
前記ビード部が車両上下方向に形成されている、請求項３に記載の車両端部構造。
前記外側補強部材は、前記バンパリインフォースメントの車両前後方向外側面に固定されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両端部構造。
前記外側補強部材と前記内側補強部材とが互いの車両幅方向の端部で車両上下方向に沿って接合された縦接合部を有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両端部構造。