JP7180294B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体前部構造に関するものである。

例えば特許文献１には、左右のフロントピラーから車体前方に向けて左右のアッパメンバが延出された車体前部構造が開示されている。特許文献１の車体前部構造では、アッパメンバは、後端部のフロントピラー側にく字形状部が形成されていて、く字形状部は、フロントピラー側に配置される後傾斜部と、後傾斜部の前端に連結された前傾斜部とを有している。特許文献１では、く字形状部は、前傾斜部および後傾斜部を有し、後傾斜部のうち前傾斜部に対峙する内側面に前記フロントピラーのピラー張出部が接合されている。特許文献１によれば、かかる構成によって、溶接箇所を増すことなく、衝撃荷重による接合部の損傷を防止できるとしている。

特開２０１５－２１４２４４号公報

近年、車体における安全性の評価として、ＥＵアセスメント（European New Car Assessment Program; ＥＮＣＡＰ）が実施されている。ＥＵアセスメントでは、オフセット前面衝突試験用の基準として、ＭＰＤＢ（Mobile Progressive Deformable Barrier)前面衝突試験が２０２０年以降に新たに採用される予定である。ＭＰＤＢ前面衝突試験では、車両、衝突対象物（バリア）を共に５０ｋｍ／ｈで動かしてオフセット衝突させ、衝突対象物（バリア）が均一に潰れる（変形する）か否かや吸収エネルギー量などによって乗員保護性能と共に、相手車両への加害性（コンパチビリティ）との両立を評価している。

上述したＭＰＤＢ前面衝突試験では、衝突対象物が均一に変形しない場合、すなわち衝突対象物が局所的に変形すると評価が低くなる。このため、車体には、衝突時に衝突対象物を均一に変形させる構造が求められる。しかしながら、特許文献１では、衝撃荷重による接合部の損傷を防止することについては考慮されているが、衝突対象物を均一に変形させることについては何ら考慮されていない。したがって、特許文献１の技術には更なる改善の余地がある。

本発明は、このような課題に鑑み、衝突対象物を均一に変形させることができ、ＭＰＤＢ前面衝突試験において高い評価を得ることが可能な車体前部構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかる車体前部構造の代表的な構成は、車両の前部に位置するパワーユニット搭載ルームの側方で前後方向に延びるフロントサイドメンバを含む車体前部構造において、フロントサイドメンバの前端に固定され上下方向に延びる第１部材と、第１部材の車幅方向外側に配置される第２部材とを更に含み、第１部材の前面は平面となっていて、第２部材は、フロントサイドメンバより下方で第１部材と連結されていて、連結されている箇所から車両後方に向かうにしたがって上方に傾斜し、さらにフロントサイドメンバより上方で車体に連結されることを特徴とする。

本発明によれば、衝突対象物を均一に変形させることができ、ＭＰＤＢ前面衝突試験において高い評価を得ることが可能な車体前部構造を提供することができる。

本実施例にかかる車体前部構造の全体斜視図である。 図１の車体前部構造の拡大図である。 図１の車体前部構造を車外側から観察した状態を示す図である。 図１の車体前部構造を車内側から観察した状態を示す図である。 図１の車体前部構造を上方から観察した状態を示す平面図である。 図１の車体前部構造を下方から観察した状態を示す平面図である。 図３の第３屈曲容易部近傍の拡大図である。 図７の第３屈曲容易部の近傍を下方から観察した状態を示す図である。

本発明の一実施の形態にかかる車体前部構造は、車両の前部に位置するパワーユニット搭載ルームの側方で前後方向に延びるフロントサイドメンバを含む車体前部構造において、フロントサイドメンバの前端に固定され上下方向に延びる第１部材と、第１部材の車幅方向外側に配置される第２部材とを更に含み、第１部材の前面は平面となっていて、第２部材は、フロントサイドメンバより下方で第１部材と連結されていて、連結されている箇所から車両後方に向かうにしたがって上方に傾斜し、さらにフロントサイドメンバより上方で車体に連結されることを特徴とする。

上記構成によれば、衝突時、特にオフセット衝突時に、車両前面のうち左右いずれかの端部に対して正面からかかる衝撃荷重を、第１部材の平面状の前面および第２部材の前面において受けることができる。これにより、衝突対象物を広い範囲で受け止めることとなるため、衝突対象物の局所に衝撃荷重が集中することを防ぐことができる。したがって、衝突対象物を均一に変形させることができ、衝突対象物の傷害値を低減しつつ、ＭＰＤＢ前面衝突試験において高い評価を得ることが可能となる。

当該車体前部構造は、第２部材の車幅方向外側であって後方に配置される第３部材を更に含み、第３部材は、第２部材の後端に連結されていて、連結されている箇所から車両後方に向かうにしたがって上方に傾斜し、さらに第２部材の後端より上方で車体に連結される。かかる構成によれば、衝突対象物を、第１部材の平面状の前面および第２部材の前面に加え、更に第３部材の前面において受け止めることができる。したがって、衝突対象物を更に広い範囲で受け止めることとなるため、上述した効果を高めることが可能となる。

当該車体前部構造は、フロントサイドメンバの下方に配置されるサスペンションフレームと、フロントサイドメンバの下方で第１部材とサスペンションフレームとの間を車両前後方向に延びる補強部材とを更に備え、補強部材の前端は第１部材の下端に連結され、補強部材の後端は車体またはサスペンションフレームに連結されていて、補強部材は、上面視で第２部材の傾斜している部位と平行に延びている。

かかる構成によれば、衝突時に、補強部材が第１部材と車体（またはサスペンションフレーム）との間で突っ張った状態となる。これにより、第１部材は、補強部材を介して車体（またはサスペンションフレーム）に支持されるため、衝突荷重による第１部材の車両前後方向への傾きが抑制される。したがって、第１部材の姿勢を好適に維持することができ、第１部材によって衝突対象物を受け止める効果が確実に得られる。

上記第３部材は、第２部材との連結箇所から車両後方に向かうにしたがって上方に傾斜し、さらに水平方向に延びた後に車体に連結され、補強部材の後端は、サスペンションフレームに連結されていて、補強部材は、車両前後方向に間隔をあけて形成された周辺よりも屈曲しやすい第１屈曲容易部および第２屈曲容易部と、サスペンションフレームとの連結箇所に形成された周辺よりも屈曲しやすい第３屈曲容易部とを有し、フロントサイドメンバの後端は車体に連結されていて、フロントサイドメンバは、前側部と、前側部の後側に続く中間部と、中間部の後側に続く後側部と、前側部および後側部に形成された車両前後方向に延びる補強形状と、中間部および後側部の後端に形成された上下方向に延びる周囲より脆弱な脆弱形状とを有し、フロントサイドメンバの先端、第２部材の先端および補強部材の第１屈曲容易部は、車両前後方向で同じ位置に配置されていて、第３部材の傾斜部位と水平部位の境界、フロントサイドメンバの後側部の後端の脆弱形状、ならびに補強部材の第３屈曲容易部は、車両前後方向で同じ位置に配置されていて、前方から順に、第２部材と第３部材の連結箇所、フロントサイドメンバの中間部と後側部の境界、補強部材の第２屈曲容易部が位置する。

かかる構成によれば、上述した各部材の形状、配置および変形のタイミングが最適化さえる。これにより、より均一な衝突形態を得ることができ、上記の効果を高めることができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。かかる実施例に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施例にかかる車体前部構造１００の全体斜視図である。図２は、図１の車体前部構造１００の拡大図である。なお、本実施例では、車体（全体は不図示）の右側を例示して説明するが、本発明は車体の左側に対しても適用可能である。また以下の説明において用いる図面では、必要に応じて、上述した乗員を基準とした前後左右上下方向を、Ｆｒ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕｐ、Ｄｏｗｎと示す。

図１および図２に示すように、本実施例の車体前部構造１００は、フロントサイドメンバ１１０、第１部材１２０、および第２部材１３０を含んで構成される。フロントサイドメンバ１１０は、車両の前部に位置するパワーユニット搭載ルーム１００ａの側方で前後方向に延びる部材であり、後端が車体を構成するサイドボディ１７０に連結される。

第１部材１２０は、フロントサイドメンバ１１０の前端に固定されて上下方向に延びる部材であり、本実施例では第１部材１２０はラジエータサポートブレースである。第２部材１３０は、第１部材１２０の車幅方向外側に配置される部材であり、本実施例では第２部材１３０はフェンダエプロンフロントメンバである。

なお、本実施例では、第１部材１２０がフロントサイドメンバ固定部１８０を介してフロントサイドメンバ１１０に固定される構成を例示する。ただし、これに限定するものではなく、第１部材１２０をフロントサイドメンバ１１０に直接固定してもよい。

本実施例の車体前部構造１００の特徴として、第１部材１２０の前面１２０ａは、図２に示すように、上下方向に延びる平面である。より詳細には、前面１２０ａは、フロントサイドメンバ１１０の断面よりも左右に格段された平面であり、下方に向かうほど拡幅された平面となっている。第２部材１３０は、図３に示すように、フロントサイドメンバ１１０より下方で第１部材１２０と連結されている。第２部材１３０は、第１部材１２０と連結されている箇所から車両後方に向かうにしたがって上方に傾斜する。そして、第２部材１３０の後端は、フロントサイドメンバ１１０より上方において、後述する第３部材１４０を介して車体を構成するサイドボディ１７０に連結される。

上記構成によれば、衝突時、特にオフセット衝突時に、車両前面のうち右側の端部に対して正面からかかる衝撃荷重を、第１部材１２０の平面状の前面１２０ａおよび第２部材の前面において受けることができる。これにより、衝突対象物を広い範囲で受け止めることとなるため、衝突対象物の局所に衝撃荷重が集中することを防ぐことができる。したがって、衝突対象物を均一に変形させることができ、ＭＰＤＢ前面衝突試験において高い評価を得ることが可能となる。

また上述したように、本実施例の車体前部構造１００は、第１部材１２０および第２部材１３０に加えて、第３部材１４０を更に含んで構成される。図２に示すように、第３部材１４０は、第２部材１３０の車幅方向外側であって後方に配置される部材であり、本実施例では第３部材１４０はカウルサイドアウタメンバである。

図３は、図１の車体前部構造１００を車外側から観察した状態を示す図である。図４は、図１の車体前部構造を車内側から観察した状態を示す図である。図３に示すように、第３部材１４０は、前端が第２部材１３０の後端に連結されていて、連結されている箇所から車両後方に向かうにしたがって上方に傾斜する。そして、第３部材１４０の後端が、第２部材１３０の後端より上方で車体を構成するサイドボディ１７０に連結される。

上記構成によれば、第１部材１２０の前面１２０ａおよび第２部材１３０の前面に加えて、第３部材１４０の前面においても衝突対象物を受け止めることができる。したがって、衝突対象物を更に広い範囲で受け止めることとなるため、上述した効果を高めることが可能となる。

特に、本実施例では、車両前方から車両後方に向かって、第１部材１２０、第２部材１３０および第３部材１４０が順番に配置される。これにより、衝撃荷重を車両前後方向で順に吸収することができる。したがって、衝撃吸収量の総量を増大させつつ、それぞれの部材において変形が確実に生じ、衝撃荷重を分散させることが可能となる。その結果、広い範囲において衝撃を減衰させることができ、衝突対象物における傷害値の低減を図ることができる。

再度、図３を参照する。本実施例の車体前部構造１００は、上述した部材に加え、サスペンションフレーム１５０および補強部材１６０を更に含んで構成される。サスペンションフレーム１５０は、フロントサイドメンバ１１０の下方に配置され、サスペンションアーム１９０を支持する部材である。補強部材１６０は、フロントサイドメンバ１１０の下方で第１部材１２０とサスペンションフレーム１５０との間を車両前後方向に延びる部材である。

補強部材１６０の前端は第１部材１２０の下端に連結され、後端はサスペンションフレーム１５０に連結される。これにより、衝突時に、補強部材１６０が第１部材１２０とサスペンションフレーム１５０との間で突っ張った状態となる。したがって、第１部材１２０は、補強部材１６０を介してサスペンションフレーム１５０に支持され、衝突荷重による車両前後方向への傾きが抑制される。その結果、第１部材１２０の前面１２０ａの姿勢を好適に維持することができ、第１部材１２０によって衝突対象物を受け止める効果が確実に得られる。

なお、本実施例では、補強部材１６０の後端がサスペンションフレーム１５０に連結される構成を例示したが、これに限定するものではない。補強部材１６０が、車体の構造部材に直接的に接合されている構成であっても、サスペンションフレーム１５０を介して車体の構造部材に間接的に連結される構成であっても、上記と同様の効果を得ることが可能である。

図５は、図１の車体前部構造１００を上方から観察した状態を示す平面図である。図６は、図１の車体前部構造１００を下方から観察した状態を示す平面図である。図５および図６に示すように、補強部材１６０は、上面視および下面視で第２部材１３０の傾斜している部位１３２と平行に延びている。これにより、補強部材１６０および第２部材１３０の傾斜している部位１３２における衝突荷重の入力方向を揃えることができる。したがって、上述した効果を高めることが可能となる。

次に、第３部材１４０、補強部材１６０およびフロントサイドメンバ１１０の詳細について説明する。図３に示すように、第３部材１４０は、第２部材１３０との連結箇所から車両後方に向かうにしたがって上方に傾斜し、さらに水平方向に延びた後に、車体を構成するサイドボディ１７０に連結される。

補強部材１６０は、３つの屈曲容易部を有する。図３に示す第１屈曲容易部１６２および第２屈曲容易部１６４は、車両前後方向に間隔をあけて形成された周辺よりも屈曲しやすい箇所である。

図７は、図３の第３屈曲容易部１６６近傍の拡大図である。図８は、図７の第３屈曲容易部１６６の近傍を下方から観察した状態を示す図である。図７および図８に示す第３屈曲容易部１６６は、サスペンションフレーム１５０との連結箇所に形成された周辺よりも屈曲しやすい箇所である。ただし、第３変形容易部１６６は、第１屈曲容易部１６２および第２屈曲容易部１６４よりは屈曲しづらい。

詳細には、図７および図８に示すように、第３屈曲容易部１６６では、補強部材１６０の後端とサスペンションフレーム１５０との前端とが保持ブラケット１９２によって連結されている。そして、図８に示すように、補強部材１６０の断面の範囲Ｒ内に隠れる位置に、サスペンションアーム１９０の支持ボルト１９４が前後方向に回転軸を有して配置されている。

図８に示すように、保持ブラケット１９２の幅が補強部材１６０の幅よりも広いことにより、第３屈曲容易部１６６は、第１屈曲容易部１６２および第２屈曲容易部１６４よりも屈曲しづらくなる。これにより、第１屈曲容易部１６２および第２屈曲容易部１６４を確実に変形させることが可能となる。

また補強部材１６０の断面の範囲Ｒ内に隠れる位置に支持ボルト１９４が配置されていることにより、衝突時に補強部材１６０が後退すると、補強部材１６０の後端の開口が支持ボルト１９４の頭部に掛かる。これにより、前方からの荷重がかかった際に支持ボルト１９４によって補強部材１６０の後端を支持することができる。その結果、ロードパスの後端の位置ずれが生じにくくなるため、補強部材１６０後端の変位を抑制することができ、補強部材１６０の曲げ変形を確実に発生させることができる。

フロントサイドメンバ１１０は、前側部１１２、中間部１１４および後側部１１６を有する。前側部１１２は、第１部材１２０との連結箇所から車両後方に所定範囲延びる部位である。中間部１１４は、前側部１１２の後側に続いて車両後方に所定範囲延びる部位である。後側部１１６は、中間部１１４の後側に続いて車両後方に所定範囲延びる部位である。

フロントサイドメンバ１１０のうち、前側部１１２および後側部１１６には、車両前後方向に延びる補強形状１１８ａが形成されている。これにより、前側部１１２および後側部１１６では、衝突荷重がかかった際の車両前後方向の変形が抑制される。一方、フロントサイドメンバ１１０のうち、中間部１１４の車両外側面部には、上下方向に延びる周囲より脆弱な脆弱形状１１８ｂが形成されている。また図４に示すように、フロントサイドメンバ１１０のうち、後側部１１６の後端の車両内側面部には、上下方向に延びる周囲より脆弱な脆弱形状１１８ｃが形成されている。これにより、中間部１１４および後側部１１６の後端では、衝突荷重がかかった際の車両前後方向での変形が促進される。衝突時フロントクロスメンバは脆弱形状１１８ｂで車両内側に凸に、脆弱形状１１８ｃで車両外側に凸に変形する。

本実施例の特徴として、図３に示すように、フロントサイドメンバ１１０の先端Ｐ１、第２部材１３０の先端Ｐ２および補強部材１６０の第１屈曲容易部１６２（位置Ｐ３）は、車両前後方向で同じ位置に配置されている。また第３部材１４０の傾斜部位１４２と水平部位１４４の境界Ｐ４、フロントサイドメンバ１１０の後側部１１６の後端の脆弱形状Ｐ５、ならびに補強部材１６０の第３屈曲容易部１６６（位置Ｐ６）は、車両前後方向で同じ位置に配置されている。これにより、各部材における車両前後方向での変形タイミングを最適化することができる。

更に、車体前部構造１００では、前方から順に、第２部材１３０と第３部材１４０の連結箇所Ｐ７、フロントサイドメンバ１１０の中間部１１４と後側部１１６の境界Ｐ８、補強部材の第２屈曲容易部１６４（位置Ｐ９）が位置する。これにより、衝突時に、車両下方に向かうにしたがって、変形位置が車両後方にずれていくこととなる。したがって、第１部材１２０の前面１２０ａの傾斜を効果的に抑制することができ、衝突対象物を良好に受け止めることが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、車体前部構造に利用することができる。

１００…車体前部構造、１００ａ…パワーユニット搭載ルーム、１１０…フロントサイドメンバ、１１２…前側部、１１４…中間部、１１６…後側部、１１８ａ…補強形状、１１８ｂ…脆弱形状、１２０…第１部材、１２０ａ…前面、１３０…第２部材、１３２…部位、１４０…第３部材、１４２…傾斜部位、１４４…水平部位、１５０…サスペンションフレーム、１６０…補強部材、１６２…第１屈曲容易部、１６４…第２屈曲容易部、１６６…第３屈曲容易部、１７０…サイドボディ、１８０…フロントサイドメンバ固定部、１９０…サスペンションアーム、１９２…保持ブラケット、１９４…支持ボルト

Claims (3)

1. 車両の前部に位置するパワーユニット搭載ルームの側方で前後方向に延びるフロントサイドメンバを含む車体前部構造において、
   前記フロントサイドメンバの前端に固定され上下方向に延びる第１部材と、
   前記第１部材の車幅方向外側に配置される第２部材とを更に含み、
   前記第１部材の前面は平面となっていて、
   前記第２部材は、前記フロントサイドメンバより下方で前記第１部材と連結されていて、該連結されている箇所から車両後方に向かうにしたがって上方に傾斜し、さらに前記フロントサイドメンバより上方で車体に連結されていて、
   当該車体前部構造は、前記第２部材の車幅方向外側であって後方に配置される第３部材を更に含み、
   前記第３部材は、前記第２部材の後端に連結されていて、該連結されている箇所から車両後方に向かうにしたがって上方に傾斜し、さらに該第２部材の後端より上方で車体に連結されることを特徴とする車体前部構造。
2. 当該車体前部構造は、
   前記フロントサイドメンバの下方に配置されるサスペンションフレームと、
   前記フロントサイドメンバの下方で前記第１部材と前記サスペンションフレームとの間を車両前後方向に延びる補強部材とを更に備え、
   前記補強部材の前端は前記第１部材の下端に連結され、該補強部材の後端は車体または前記サスペンションフレームに連結されていて、該補強部材は、上面視で前記第２部材の傾斜している部位と平行に延びていることを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
3. 前記第３部材は、前記第２部材との連結箇所から車両後方に向かうにしたがって上方に傾斜し、さらに水平方向に延びた後に車体に連結され、
   前記補強部材の後端は、前記サスペンションフレームに連結されていて、
   前記補強部材は、車両前後方向に間隔をあけて形成された周辺よりも屈曲しやすい第１屈曲容易部および第２屈曲容易部と、前記サスペンションフレームとの連結箇所に形成された周辺よりも屈曲しやすい第３屈曲容易部とを有し、
   前記フロントサイドメンバの後端は車体に連結されていて、
   前記フロントサイドメンバは、
   前側部と、
   前記前側部の後側に続く中間部と、
   前記中間部の後側に続く後側部と、
   前記前側部および前記後側部に形成された車両前後方向に延びる補強形状と、
   前記中間部および前記後側部の後端に形成された上下方向に延びる周囲より脆弱な脆弱形状とを有し、
   前記フロントサイドメンバの先端、前記第２部材の先端および前記補強部材の第１屈曲容易部は、車両前後方向で同じ位置に配置されていて、
   前記第３部材の傾斜部位と水平部位の境界、前記フロントサイドメンバの後側部の後端の脆弱形状、ならびに前記補強部材の第３屈曲容易部は、車両前後方向で同じ位置に配置されていて、
   前方から順に、前記第２部材と前記第３部材の連結箇所、前記フロントサイドメンバの中間部と後側部の境界、前記補強部材の第２屈曲容易部が位置することを特徴とする請求項２に記載の車体前部構造。

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