JP6962762B2 - 車両前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両前部構造、特に、サイドメンバとバンパリインフォースメントとの間に設けられるクラッシュボックスの構成に関する。

特許文献１には、バンパ取付部が開示されている。このバンパ取付部では、フロントサイドメンバとバンパリインフォースメントとの間にクラッシュボックスを配設し、クラッシュボックスとバンパリインフォースメントとの間にブラケットを配設している。そして、ブラケットの車両前後方向の軸圧縮強度を、クラッシュボックスおよびバンパリインフォースメントより高くしている。これにより、車両前部における衝突エネルギの吸収が、クラッシュボックスおよびバンパリインフォースメントに加えてブラケットによっても分担して行われるため、クラッシュボックスの設計の自由度が拡張すると記載されている。

また、特許文献１の図３を参照すると、フロントサイドメンバの下端とバンパリインフォースメントの下端との間に車両上下方向の高低差があり、その高低差を埋めるようにクラッシュボックスの下面が車両後方から前方に向かって斜め上方に延伸して形成されている。

特開２００７−２８３８６８号公報

一般に、クラッシュボックスは、その形状がバンパリインフォースメントとフロントサイドメンバとに依存するため車種ごとの専用品となり、コストが高くなっていた。また、上記のようにフロントサイドメンバの下端とバンパリインフォースメントの下端との間に車両上下方向の高低差がある場合に、バンパリインフォースメントに別部材を連結するとともにクラッシュボックスの大型化で対応した場合にも、コスト高と重量増加を招くことになる。

本発明の目的は、クラッシュボックスについて、車種間での汎用性が向上し、コスト低減と重量増加の抑制を図れる、車両前部構造を提供することである。

本発明に係る車両前部構造は、車両幅方向両側において車両前後方向に延びる一対のサイドメンバと、該サイドメンバより前方に配置されるバンパリインフォースメントと、前記サイドメンバの前端と前記バンパリインフォースメントとの間に設けられるクラッシュボックスと、を備える車両前部構造であって、前記クラッシュボックスは、略直方体状の本体部と、該本体部の車両幅方向の両側面から下方に突出した突出板とから構成され、前記突出板の下端縁部は、前記サイドメンバの下端から前記バンパリインフォースメントの下端に向かって延びている。

本発明に係る車両前部構造によれば、本体部と突出板とを一体的に押し出し成型した後、組付車種に応じて突出板を所望の形状に切断することでクラッシュボックスを作製できるため、種々のサイドメンバとバンパリインフォースメントとの組合せに適用できる。したがって、複数の車種に対する汎用性が向上し、コスト低減を図れる。

また、フロントサイドメンバの下端とバンパリインフォースメントの下端との間に車両上下方向の高低差がある場合でも、バンパリインフォースメントに別部材を連結したりクラッシュボックスを大型化させたりすることなく適用可能になり、これによってもコスト低減と重量増加の抑制を図れる。

本発明の一実施形態である車両前部構造を含む自動車ボデーを示す斜視図である。 本実施形態の車両前部構造を拡大して示す側面図である。 図２におけるＸ−Ｘ線断面図である。 従来例の車両前部構造を示す、図２と同様の側面図である。

以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。

図１は、本発明の一実施形態である車両前部構造８０を含む自動車ボデー１００を示す斜視図である。図１に示すように、自動車ボデー１００は、アルミニウム合金等の金属材料によって構成された骨格構造を備えている。自動車ボデー１００は、フロントピラー１０４よりも前方の前部骨格１０１と、後部骨格１０３と、フロントピラー１０４と後部骨格１０３との間の車室１１０を構成する車室骨格１０２とを備えている。

前部骨格１０１は、サイドメンバ１０と、バンパリインフォースメント４０と、クラッシュボックス５０と、車室骨格１０２とエンジンルーム１０８とを区画するダッシュパネル１０５と、フロントピラー１０４と、フロントピラー１０４に連結されて車両前方に延びるアッパメンバ１０６とを含んでいる。サイドメンバ１０には、図示しないエンジン、モータ等の駆動源が搭載される。

サイドメンバ１０とアッパメンバ１０６の間には、前部車輪の懸架装置が収納されるサスペンションタワー１０７が設けられている。また、サイドメンバ１０の後端部１７は、ダッシュパネル１０５の表面に沿って下方向に延び、車室骨格１０２の下側の面に配置されているアンダリインフォースメント１０９に接続されている。

ここで、本実施形態の車両前部構造８０は、一対のサイドメンバ１０と、バンパリインフォースメント４０と、クラッシュボックス５０とを備えている。

サイドメンバ１０は、自動車ボデー１００の車両幅方向両側において車両前後方向に延びる強度部材である。バンパリインフォースメント４０は、自動車ボデー１００において車両前部に取り付けられる図示しないバンパを内側（すなわち車両後方側）から補強する強度部材である。バンパリインフォースメント４０は、車両幅方向に延びる長尺部材で構成される。本実施形態では、バンパリインフォースメント４０が車両前方側へ凸状に湾曲した形状に形成されている。

クラッシュボックス５０は、サイドメンバ１０の前端とバンパリインフォースメント４０との間に左右それぞれ設けられている。クラッシュボックス５０は、車両前突時に潰れることによって衝突荷重を吸収する衝撃吸収部材である。クラッシュボックス５０はサイドメンバ１０の前端にそれぞれ固定され、バンパリインフォースメント４０は車両幅方向の両端部がクラッシュボックス５０にそれぞれ取り付けられている。

図２は本実施形態の車両前部構造８０を拡大して示す側面図であり、図３は図２におけるＸ−Ｘ線断面図である。図２では、サイドメンバ１０だけが断面で示されている。

図１および図２に示すように、サイドメンバ１０は、車両幅方向の断面が略矩形状の中空閉断面構造を有する。サイドメンバ１０の前端１４の周囲には、断面Ｌ字型のフランジ１５が例えばスポット溶接等により固定されている。フランジ１５は、サイドメンバ１０の外周面から車両上下方向および車幅方向両側に略垂直に突出して設けられている。

図２に示すように、バンパリインフォースメント４０は、縦長の長方形状をなす中空閉断面構造を有する。本実施形態では、バンパリインフォースメント４０は、車両前後方向に延在する補強リブ４２が内部に設けられて、内部空間が２分割された構造を有している。また、バンパリインフォースメント４０は、サイドメンバ１０より前方に配置され、下端が、サイドメンバ１０の下端より上方に位置する。バンパリインフォースメント４０の上面は、次に詳述するクラッシュボックス５０の前端に固定された側面Ｌ字型のブラケット５２に例えばスポット溶接等によって取り付けられている。

なお、本実施形態ではバンパリインフォースメント４０の下端がサイドメンバ１０の下端より上方に位置する場合について例示するが、これに限定されるものではない。本実施形態の車両前部構造は、バンパリインフォースメント４０の下端がサイドメンバ１０の下端より下方に位置する場合に適用されてもよい。

本実施形態では、バンパリインフォースメント４０の後側面とブラケット５２の前側面との間に隙間Ｓが形成されている。このような隙間Ｓを形成することで、バンパリインフォースメント４０に入力される軽い衝突荷重を隙間Ｓで吸収することができ、クラッシュボックス５０の変形を抑制できる。ただし、このような隙間は必須ではなく、バンパリインフォースメント４０がクラッシュボックス５０に接触して組み付けられていてもよい。

図２および図３に示すように、クラッシュボックス５０は、略直方体状の本体部５４と、該本体部５４の車両幅方向の両側面から下方に突出した突出板５６とから構成される。本体部５４および突出板５６は、例えば、アルミニウム合金等の金属材料を押し出し成型することによって一体に形成される。

本体部５４の後端５８の外周面には、フランジ６０が車両上下方向および車両幅方向に突出して設けられている。このフランジ６０がサイドメンバ１０のフランジ１５に例えばスポット溶接等されることで、サイドメンバ１０の前端にクラッシュボックス５０が連結固定されている。

クラッシュボックス５０の本体部５４は、上壁５４ａ、下壁５４ｂ、右側壁５４ｃ、および、左側壁５４ｄが一体に形成されて、略長方形状の中空閉断面構造を有する。また、突出板５６は、本体部５４の右側壁５４ｃおよび左側壁５４ｄが下方に延出するように板状に形成されている。

本体部５４の右側壁５４ｃおよび左側壁５４ｄには、それぞれ溝状をなす複数のビード６２が凹設されている。本実施形態では、３つのビード６２が右側壁５４ｃおよび左側壁５４ｄにそれぞれ形成されている。

図２に示すように、左側壁５４ｄに形成された３つのビード６２について説明すると、各ビード６２は車両前後方向に間隔を置いて形成され、それぞれ車両上下方向に沿って延びている。また、各ビード６２の上端は本体部５４の車両上下方向の略中央部に位置し、下端は突出板５６の下端縁部５７まで延びている。なお、右側壁５４ｃに形成されたビード６２についても左側壁５４ｄの場合と同様である。

このように形成されたビード６２は、車両前突時に衝突荷重がバンパリインフォースメント４０に前方から入力したとき、クラッシュボックス５０の上部Ｊと下部Ｋとで車両前後方向での潰れモード（または座屈モード）を同等にするために設けられる。本体部５４および突出板５６にビードを形成しない場合、クラッシュボックス５０の下部Ｋは、突出板５６が両側面から下方に突出して形成されていることで剛性が高くなっているため、上部Ｊに比べて車両前後方向に潰れにくくなる。したがって、上記のようなビード６２を形成してクラッシュボックス５０の下部Ｋを車両前後方向に潰れ易くすることで、車両前突時にクラッシュボックス５０が上部Ｊおよび下部Ｋで同等に潰れるようにすることができ、衝撃吸収性能を向上させることができる。

なお、ビード６２は、上述したように、クラッシュボックス５０の車両前後方向における潰れ具合を上部Ｊと下部Ｋで同等にできるように設けられていれば、その数、上下方向長さ、前後方向幅、側壁に対する凹み深さ等は適宜に変更可能である。

図２に示すように、クラッシュボックス５０において、突出板５６の下端縁部５７は、サイドメンバ１０の下端１６からバンパリインフォースメント４０の下端４４に向かって延びている。本実施形態ではサイドメンバ１０の下端１６よりバンパリインフォースメント４０の下端４４が上方に位置するため、突出板５６の下端縁部５７はサイドメンバ１０の下端１６から斜め上方に向かって直線状に延伸形成されている。

車両前突時に衝突荷重がバンパリインフォースメント４０に前方から入力すると、ブラケット５２が変形することで隙間Ｓが無くなり、バンパリインフォースメント４０がクラッシュボックス５０の前端面に接触する。このとき、バンパリインフォースメント４０の最上部Ｆに入力した衝突荷重は、本体部５４の最上部を介して、サイドメンバ１０の前端の最上部Ｇに伝達される。また、バンパリインフォースメント４０の上下方向中間部Ｄに入力した衝突荷重は、本体部５４の中間部分を介してサイドメンバ１０の前端の中間部Ｅに伝達される。さらに、バンパリインフォースメント４０の最下部Ａに入力した衝突荷重は、本体部５４の最下部を介してサイドメンバ１０の前端の下部Ｃに伝達されるとともに、突出板５６を介してサイドメンバ１０の前端の下部Ｃから最下部Ｂの間の部分にも伝達される。このようにして、バンパリインフォースメント４０に入力した衝突荷重を、車両上下方向に関してサイドメンバ１０の前端の全面に伝達することができる。

ただし、突出板５６を介して衝突荷重がバンパリインフォースメント４０からサイドメンバ１０に介して伝達される構成としたことで、サイドメンバ１０の前端において中間部Ｅと下部Ｃおよび最下部Ｂとで伝達荷重に差が生じ、クラッシュボックス５０の上部Ｊと下部Ｋとの潰れ方に違いが生じる。このような潰れ方の差が生じないように、本実施形態のクラッシュボックス５０ではビード６２を形成したことは上述したとおりである。

本実施形態の車両前部構造８０において、クラッシュボックス５０の本体部５４は、上壁５４ａおよび下壁５４ｂは互いに平行に形成され、ビード６２が形成される前の右側壁５４ｃおよび左側壁５４ｄは互いに平行に形成されている。すなわち、本体部５４は、車両前後方向に関して同じ大きさの矩形断面を有している。また、クラッシュボックス５０の突出板５６は、図２に二点鎖線で示す三角状部分７０を切断することでサイドメンバ１０の下端とバンパリインフォースメント４０の下端とをつなぐように形成されているが、切断前の下端縁部は本体部５４と平行に、すなわち本体部５４から同じ突出長さで形成することができる。したがって、本体部５４の車両前後方向の断面形状が同じ大きさであり、且つ、突出板５６の突出長さを同じに形成できるため、クラッシュボックス５０を金属材料を押し出し成型することによって製造でき、例えば鋳造等の他の方法で製造する場合に比べて製造コストを低減できる。

図４は、従来例の車両前部構造８０Ａを示す、図２と同様の側面図である。サイドメンバ１０の下端とバンパリインフォースメント４０の下端との間に車両上下方向の高低差Δｈがある場合、サイドメンバ１０の前端全面に車両前突時の衝突荷重を入力させるために、バンパリインフォースメント４０の下に別部材４１を溶接等で連結するとともに、その高低差Δｈ分だけ高さを大型化したクラッシュボックス５０Ａを用いることがあった。しかし、この場合には、別部材４１の追加やクラッシュボックス５０の大型化によって、コスト高と重量増加を招いていた。

これに対し、本実施形態の車両前部構造８０によれば、本体部５４と突出板５６とを一体的に押し出し成型した後、組付車種に応じて突出板５６を所望の形状に切断することでクラッシュボックス５０を作製できるため、種々のサイドメンバ１０とバンパリインフォースメント４０との組合せに適用できる。したがって、複数の車種に対する汎用性が向上し、コスト低減を図れる。また、別部材の追加やクラッシュボックスの大型化が不要になり、これによってもコスト低減と重量増加の抑制を図れる。

なお、本発明に係る車両前部構造は、上述した実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲内において種々の変更や改良が可能であることはいうまでもない。

１０ サイドメンバ、１４ 前端、１５，６０ フランジ、１６ （サイドメンバの）下端、１７ 後端部、４０ バンパリインフォースメント、４２ 補強リブ、４４ （バンパリインフォースメントの）下端、５０，５０Ａ クラッシュボックス、５２ ブラケット、５４ 本体部、５６ 突出板、５７ 下端縁部、５８ 後端、６２ ビード、８０，８０Ａ 車両前部構造。

Claims (2)

1. 車両幅方向両側において車両前後方向に延びる一対のサイドメンバと、
   該サイドメンバより前方に配置されるバンパリインフォースメントと、
   前記サイドメンバの前端と前記バンパリインフォースメントとの間に設けられるクラッシュボックスと、を備える車両前部構造であって、
   前記クラッシュボックスは、略直方体状の本体部と、該本体部の車両幅方向の両側面から下方に突出した突出板とから構成され、
   前記突出板の下端縁部は、前記サイドメンバの下端から前記バンパリインフォースメントの下端に向かって延びており、
   前記クラッシュボックスの車両幅方向の両側面には、少なくとも一つの溝状のビードが車両上下方向に沿って凹設され、
   前記ビードは、前記突出板の下端縁部から前記本体部の車両上下方向の中央部へ向かって延びている、
   車両前部構造。
2. 請求項１に記載の車両前部構造であって、
   前記バンパリインフォースメントの後側面と前記クラッシュボックスの前側面との間には隙間が形成されている、
   車両前部構造。

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