JP6387817B2 - 車両前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両前部構造に関する。

下記特許文献１には、車両前部構造が開示されている。具体的には、車両前後方向に沿って延設されるフロントサイドメンバと、フロントサイドメンバの車両幅方向外側に取り付けられるガセットと、フロントサイドメンバの内部に設けられると共に車両上下方向に直交する断面形状がハット型形状とされた補強部材と、を有している。この補強部材は、ガセットのテーパ部の終端に対応した位置に配置されている。したがって、車両前面衝突時にガセットへ入力された衝突荷重は、補強部材によって円滑にフロントサイドメンバへと伝達させることができる。

特開２０１３−１９３５７１号公報

しかしながら、特許文献１に開示された構成によると、車両前面衝突時、特にフロントサイドメンバよりも車両幅方向の外側において車両前面衝突（以下、この衝突形態を「微小ラップ衝突」という）する場合や、車両前部に対して斜め前方側から衝突（以下、この衝突形態を「オブリーク衝突」という）する場合等では、フロントサイドメンバに入力された衝突荷重によってフロントサイドメンバは車両幅方向内側へと折れながら変形する。このとき、補強部材は、前壁部と、前壁部に対向する後壁部とが互いに離間するように変形するが、この変形を抑制する手段が設けられていないため、変形が抑制されない。つまり、車両前面衝突時、特に微小ラップ衝突時やオブリーク衝突時等でフロントサイドメンバの変形が抑制されないことから、フロントサイドメンバのエネルギー吸収量は増大せず、上記先行技術はこの点で改良の余地がある。

本発明は上記問題を考慮し、車両前面衝突時、特に微小ラップ衝突時やオブリーク衝突時等で変形するフロントサイドメンバのエネルギー吸収量を増大させることができる車両前部構造を得ることを目的とする。

請求項１記載の発明に係る車両前部構造は、車両前後方向に延設されたフロントサイドメンバインナと、当該フロントサイドメンバインナの車両幅方向外側に設けられて当該フロントサイドメンバインナとで閉断面を形成するフロントサイドメンバアウタと、を有し、前記フロントサイドメンバアウタに車両前部からの衝突荷重の入力時に車両幅方向内側へ屈曲させる脆弱部が形成されたフロントサイドメンバと、車両前後方向に沿って延設され前記フロントサイドメンバインナの車両幅方向外側面より内側に設けられた側壁部と、当該側壁部の車両前後方向の前端部から車両幅方向外側へ延設されると共に前記脆弱部の車両前側に配置された前壁部と、当該側壁部の車両前後方向の後端部から車両幅方向外側へ延設されると共に前記脆弱部の車両後側に配置された後壁部と、当該前壁部及び当該後壁部のそれぞれの車両幅方向外側の端部から互いに離間する方向へ延設されかつ前記フロントサイドメンバアウタの車両幅方向内側面に接合された一対のフランジ部と、を備えた補強部材と、を有している。

請求項１記載の発明によれば、補強部材は、側壁部、前壁部、後壁部及びフランジ部とで車両上下方向に直交する断面形状がいわばハット型形状とされている。また、補強部材は、フロントサイドメンバアウタの内側面にフランジ部が結合されていると共に、前壁部と後壁部との間に脆弱部が設けられるように配置されている。したがって、車両前面衝突時、特に微小ラップ衝突時やオブリーク衝突時等でフロントサイドメンバに衝突荷重が入力されると、フロントサイドメンバの脆弱部を車両幅方向内側方向へと変位させる曲げモーメントが発生する。このとき、車両幅方向外側へ延設された補強部材の前壁部と後壁部とが突っ張ることで、フロントサイドメンバの変形が抑制される。そして、フロントサイドメンバにさらに大きな衝突荷重が入力されると、フロントサイドメンバは脆弱部を中心にして車両幅方向内側へと折れながら変形する。このとき、補強部材の前壁部は、車両幅方向内側の端部、即ち、側壁部の前端部を中心にして車両幅方向外側の端部が補強部材の後壁部へと近接するように変形する。同時に、補強部材の後壁部は、車両幅方向内側の端部、即ち、側壁部の後端部を中心に車両幅方向外側の端部が補強部材の前壁部へと近接するように変形する。つまり、前壁部の車両幅方向外側の端部と後壁部の車両幅方向外側の端部との車両前後方向での距離が減少する。そして、前壁部及び後壁部の変形が進むと、フロントサイドメンバアウタの内側面を挟みながら、補強部材の断面内方へのフロントサイドメンバアウタの内側面の進入を許容する。これにより、前壁部と後壁部と側壁部とが平断面視で略三角形状となり、補強部材が開断面から閉断面に近い状態に変化する。その結果、補強部材の剛性が高くなり、フロントサイドメンバの断面の潰れが抑制されて、フロントサイドメンバの変形荷重が増加する。

請求項１記載の本発明に係る車両前部構造は、車両前面衝突時、特に微小ラップ衝突時やオブリーク衝突時等で変形するフロントサイドメンバのエネルギー吸収量を増大させることができるという優れた効果を有する。

第一実施形態に係る車両前部構造を備えたフロントサイドメンバを示す平面図である。 第一実施形態に係る車両前部構造を備えたフロントサイドメンバの要所を示す拡大断面図である。 第一実施形態に係る車両前部構造を備えたフロントサイドメンバの微小ラップ衝突時の状態を示す平面図である。 第一実施形態に係る車両前部構造を備えたフロントサイドメンバの微小ラップ衝突時における要所を示す拡大断面図である。 参考例に係る車両前部構造を備えたフロントサイドメンバを示す平面図である。 対比例に係る車両前部構造を備えたフロントサイドメンバを示す平面図である。

（第１実施形態）
以下、図１〜４を用いて、本発明に係る車両前部構造の第一実施形態について説明する。なお、これらの図において示される矢印ＦＲは車両前後方向前側、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側をそれぞれ示す。

図１に示されるように、フロントサイドメンバ１０は、車両前後方向に延設されたフロントサイドメンバインナ１２と、フロントサイドメンバインナ１２の車両幅方向外側に配置されたフロントサイドメンバアウタ１４とを含んで構成されている。フロントサイドメンバインナ１２とフロントサイドメンバアウタ１４とは、車両前後方向に直交する断面が閉断面となるように結合されている。

フロントサイドメンバアウタ１４には、脆弱部１６が形成されている。この脆弱部１６は、フロントサイドメンバアウタ１４を車両幅方向内側へ屈曲させることでフロントサイドメンバアウタ１４とフロントサイドメンバインナ１２との車両幅方向の寸法が狭く設定されている。なお、本実施形態では、脆弱部１６はフロントサイドメンバアウタ１４とフロントサイドメンバインナ１２との車両幅方向の寸法が狭く設定された構成とされているが、これに限らず、フロントサイドメンバアウタ１４の板厚方向に穴を設けたり、切り欠き等を設けた構成としてもよい。

フロントサイドメンバ１０の前端部１８には、クラッシュボックス２０が取り付けられている。このクラッシュボックス２０の前端部２２には、略車両幅方向に延設されたバンパリンフォース２４が取り付けられている。バンパリンフォース２４の車両前後方向前側には、図示しない樹脂製のフロントバンパが取り付けられている。

図２に示されるように、フロントサイドメンバ１０の内部には、補強部材２６が設けられている。この補強部材２６は、車両前後方向に延設された側壁部２８と、側壁部２８の車両前後方向前側に位置する前壁部３０と、側壁部２８の車両前後方向後側に位置する後壁部３２と、前壁部３０及び後壁部３２に形成されたフランジ部３４、３６と、を含んで構成されている。側壁部２８は、フロントサイドメンバインナ１２の内側面３８と対向するようにフロントサイドメンバインナ１２の内側面３８より内側に配置されている。

側壁部２８の前端部４０には、車両幅方向外側に向かって延設された前壁部３０が設けられている。この前壁部３０の車両幅方向外側の端部４２には、略車両前後方向前側に向かって延設されたフランジ部３４が設けられている。このフランジ部３４は、フロントサイドメンバアウタ１４の内側面４６に沿って延設されていると共に、内側面４６にアーク溶接によって結合されている。

側壁部２８の後端部４８には、車両幅方向外側に向かって延設された後壁部３２が設けられている。つまり、前壁部３０と後壁部３２とは、対向した位置関係とされている。後壁部３２の車両幅方向外側の端部５０には、略車両前後方向後側に向かって延設されたフランジ部３６が設けられている。このフランジ部３６は、フロントサイドメンバアウタ１４の内側面４６に沿って延設されている。すなわち、フランジ部３４とフランジ部３６とは、一対にかつ互いに離間する方向に延設されている。そして、フランジ部３４とフランジ部３６とは、内側面４６にアーク溶接によって結合されている。

補強部材２６は、上述の構成から車両上下方向に直交する断面形状が略ハット型形状とされている。そして、この略ハット型形状の断面開口５４は、車両幅方向外側に向けられていると共にフロントサイドメンバアウタ１４に形成された脆弱部１６と対向するように配置されている。つまり、前壁部３０と後壁部３２との間に脆弱部１６が設けられるように配置されている。

（第１実施形態の作用・効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

ここで、図６に示される対比例を用いながら、本実施形態の作用並びに効果を説明することにする。なお、本実施形態と同一構成部分については同一番号を付してその説明を省略する。

図６に示されるように、車両前後方向に沿って延設されるフロントサイドメンバ１００の車両幅方向外側には、ガセット１０２が取り付けられている。このガセット１０２は、平面視で略三角形状に形成されており、フロントサイドメンバ１００に沿って配設された本体部１０４と、前端部１０６が車両幅方向外側に配置されると共に車両前後方向後方に向かうにつれて車両幅方向内側へと傾けられているテーパ部１０８とで構成されている。なお、テーパ部１０８の前端部１０６における車両幅方向外側には、ロアメンバ１１０が取り付けられている。

フロントサイドメンバ１００の内部には、車両上下方向に直交する断面形状が略ハット型形状とされた補強部材１１２が設けられている。この補強部材１１２は、車両前後方向に延設された側壁部１１４と、側壁部１１４の車両前後方向前側に位置する前壁部１１６と、側壁部１１４の車両前後方向後側に位置する後壁部１１８と、前壁部１１６及び後壁部１１８に形成されたフランジ部１２０、１２２と、を含んで構成されている。側壁部１１４は、フロントサイドメンバ１００の車両幅方向外側の内側面１２４と対向するようにフロントサイドメンバ１００の車両幅方向外側の内側面１２４より内側に配置されている。また、この側壁部１１４は、ガセット１０２のテーパ部１０８の終端１２６、すなわちテーパ部１０８の傾斜方向とフロントサイドメンバ１００の車両前後方向との交点に対応した位置に配置されている。

側壁部１１４の前端部１２８から車両幅方向内側に向かって延設された前壁部１１６の車両幅方向内側の端部１３０には、略車両前後方向前側に向かって延設されたフランジ部１２０が設けられている。このフランジ部１２０は、フロントサイドメンバ１００の車両幅方向内側の内側面１３６に沿って延設されていると共に、内側面１３６にアーク溶接によって結合されている。

さらに、側壁部１１４の後端部１３８から車両幅方向内側に向かって延設された後壁部１１８の車両幅方向外側の端部１４０には、略車両前後方向後側に向かって延設されたフランジ部１２２が設けられている。このフランジ部１２２は、フロントサイドメンバ１００の内側面１３６に沿って延設されていると共に、内側面１３６にアーク溶接によって結合されている。

上述の構成により、補強部材１１２は、車両上下方向に直交する断面形状が略ハット型形状とされている。そして、この略ハット型形状の断面開口１４４が車両幅方向内側に向けられていると共にテーパ部１０８の終端１２６に対応した位置に配置されている。したがって、車両前面衝突時にガセット１０２へ入力された衝突荷重は、補強部材１１２によって円滑にフロントサイドメンバ１００へと伝達される。

しかしながら、車両前面衝突時、特に微小ラップ衝突時やオブリーク衝突時等の場合では、フロントサイドメンバ１００に入力された衝突荷重によってフロントサイドメンバ１００は、荷重が集中するテーパ部１０８の終端１２６を中心として車両幅方向内側へと折れながら変形する。このとき、補強部材１１２は、前壁部１１６と、この前壁部１１６に対向する後壁部１１８とが互いに離間するように変形するが、この変形を抑制する手段が設けられていないため、変形が抑制されない。つまり、微小ラップ衝突時やオブリーク衝突時等ではフロントサイドメンバ１００の変形は抑制されないことから、フロントサイドメンバ１００のエネルギー吸収量は増大せず、上記対比例はこの点で改良の余地がある。

これに対し、本実施形態では、図１、２に示されるように、補強部材２６は、側壁部２８、前壁部３０、後壁部３２及びフランジ部３４、３６とで車両上下方向に直交する断面形状がいわばハット型形状とされている。また、補強部材２６は、フロントサイドメンバアウタ１４の内側面４６にフランジ部３４、３６が結合されていると共に、前壁部３０と後壁部３２とで脆弱部１６を挟めるように配置されている。したがって、車両前面衝突時、特に微小ラップ衝突時やオブリーク衝突時等でフロントサイドメンバ１０に衝突荷重が入力されると、フロントサイドメンバ１０の脆弱部１６を車両幅方向内側方向へと変位させる曲げモーメントが発生する。このとき、車両幅方向外側へ延設された補強部材２６の前壁部３０と後壁部３２とが突っ張ることで、フロントサイドメンバ１０の変形が抑制される。そして、フロントサイドメンバ１０にさらに大きな衝突荷重が入力されると、図３に示されるように、フロントサイドメンバ１０は脆弱部１６を中心にして車両幅方向内側へと折れながら変形する。このとき、図４に示されるように、補強部材２６の前壁部３０は、車両幅方向内側の端部、即ち、側壁部２８の前端部４０を中心にして車両幅方向外側の端部４２が補強部材２６の後壁部３２へと近接するように変形する。同時に、補強部材２６の後壁部３２は、車両幅方向内側の端部、即ち、側壁部２８の後端部４８を中心に車両幅方向外側の端部５０が補強部材２６の前壁部３０へと近接するように変形する。つまり、前壁部３０の車両幅方向外側の端部４２と後壁部３２の車両幅方向外側の端部５０との車両前後方向での距離が減少する。そして、前壁部３０及び後壁部３２の変形が進むと、フロントサイドメンバアウタ１４の内側面４６を挟みながら、補強部材２６の断面内方への内側面４６の進入を許容する。これにより、前壁部３０と後壁部３２と側壁部２８とが平断面視で略三角形状となり、補強部材２６が開断面から閉断面に近い状態に変化する。その結果、補強部材２６の剛性が高くなり、フロントサイドメンバ１０の断面の潰れが抑制されて、フロントサイドメンバ１０の変形荷重が増加する。これにより、車両前面衝突時、特に微小ラップ衝突時やオブリーク衝突時等で変形するフロントサイドメンバ１０のエネルギー吸収量を増大させることができる。

（参考例）
次に、図５を用いて、本発明の参考例に係る車両前部構造について説明する。なお、前述した第１実施形態等と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

この参考例に係る車両前部構造は、基本的な構成は第１実施形態と同様とされ、フロントサイドメンバアウタ１４の車両幅方向の外側面５６に補強部材５５として対向する２つのＬ字フランジ５８が設けられている点に特徴がある。

すなわち、Ｌ字フランジ５８は、フランジ部６０と立壁部６２とで車両上下方向に直交する断面形状がＬ字状とされている。このＬ字フランジ５８のうち一方は、フロントサイドメンバアウタ１４の脆弱部１６に対して車両前後方向前側に配置されるようにフランジ部６０がフロントサイドメンバアウタ１４の車両幅方向の外側面５６に溶接等によって取り付けられている。また、他方のＬ字フランジ５８は、フロントサイドメンバアウタ１４の脆弱部１６に対して車両前後方向後側に配置されるようにフランジ部６０はフロントサイドメンバアウタ１４の車両幅方向の外側面５６に溶接等によって取り付けられている。この一方のＬ字フランジ５８及び他方のＬ字フランジ５８は、それぞれの立壁部６２が対向するよう外側面５６に取り付けられている。つまり、一方のＬ字フランジ５８の立壁部６２と他方のＬ字フランジ５８の立壁部６２とで脆弱部１６を挟むように配置されている。

（参考例の作用・効果）
次に、本参考例の作用並びに効果を説明する。

上記構成によれば、補強部材５５は、一方の立壁部６２と他方の立壁部６２とを含んで構成されている。この一方の立壁部６２と他方の立壁部６２とには、それぞれ車両幅方向内側の端部６８から略車両前後方向に延設されたフランジ部６０が設けられている。また、補強部材５５は、フロントサイドメンバアウタ１４の外側面５６にフランジ部６０が結合されていると共に、一方の立壁部６２と他方の立壁部６２との間に脆弱部１６が設けられるように配置されている。したがって、車両前面衝突時、特に微小ラップ衝突時やオブリーク衝突時等でフロントサイドメンバ１０に衝突荷重が入力されると、フロントサイドメンバ１０の脆弱部１６を車両幅方向内側方向へと変位させる曲げモーメントが発生する。そして、フロントサイドメンバ１０は脆弱部１６を中心にして車両幅方向内側へと折れながら変形する。このとき、補強部材５５の一方の立壁部６２は、車両幅方向内側の端部６８を中心にして車両幅方向外側の端部７０が対向する他方の立壁部６２へと近接するように変形する。同時に、補強部材の他方の立壁部６２は、車両幅方向内側の端部６８を中心にして車両幅方向外側の端部７０が対向する一方の立壁部６２へと近接するように変形する。つまり、一方の立壁部６２の車両幅方向外側の端部７０と他方の立壁部６２の車両幅方向外側の端部７０との車両前後方向での距離が減少する。そして、一方の立壁部６２及び他方の立壁部６２の変形が進むと、一方の立壁部６２と他方の立壁部６２とフロントサイドメンバアウタ１４の外側面５６とが平断面視で略三角形状となり、補強部材５５が開断面から閉断面に近い状態に変化する。その結果、補強部材５５の剛性が高くなり、フロントサイドメンバ１０の変形荷重が増加する。これにより、車両前面衝突時、特に微小ラップ衝突時やオブリーク衝突時等で変形するフロントサイドメンバ１０のエネルギー吸収量を増大させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０ フロントサイドメンバ
１２ フロントサイドメンバインナ
１４ フロントサイドメンバアウタ
１６ 脆弱部
２６ 補強部材
２８ 側壁部
３０ 前壁部
３２ 後壁部
３４ フランジ部
３６ フランジ部
３８ 内側面
４０ 前端部
４２ 端部
４６ 内側面
４８ 後端部
５０ 端部
５５ 補強部材
５６ 外側面
６０ フランジ部
６２ 立壁部
６８ 端部

Claims (1)

1. 車両前後方向に延設されたフロントサイドメンバインナと、当該フロントサイドメンバインナの車両幅方向外側に設けられて当該フロントサイドメンバインナとで閉断面を形成するフロントサイドメンバアウタと、を有し、前記フロントサイドメンバアウタに車両前部からの衝突荷重の入力時に車両幅方向内側へ屈曲させる脆弱部が形成されたフロントサイドメンバと、
   車両前後方向に沿って延設され前記フロントサイドメンバインナの車両幅方向外側面より内側に設けられた側壁部と、当該側壁部の車両前後方向の前端部から車両幅方向外側へ延設されると共に前記脆弱部の車両前側に配置された前壁部と、当該側壁部の車両前後方向の後端部から車両幅方向外側へ延設されると共に前記脆弱部の車両後側に配置された後壁部と、当該前壁部及び当該後壁部のそれぞれの車両幅方向外側の端部から互いに離間する方向へ延設されかつ前記フロントサイドメンバアウタの車両幅方向内側面に接合された一対のフランジ部と、を備えた補強部材と、
   を有する車両前部構造。

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