JP7380227B2 - 車両の車体構造 - Google Patents

Description

この発明は、バンパレインフォースメントと車体との間に設けられる衝撃吸収部材を備えた車両の車体構造に関する。

一般に、バンパレインフォースメントと車体との間に衝撃吸収部材としてのクラッシュボックスを介設し、当該クラッシュボックスで衝突エネルギを吸収するように構成した車両の車体構造が知られている。
上述のクラッシュボックスが逐次破壊機能をもって構成される場合（特開２０１７－２９９８号公報）、並びに、上述のバンパレインフォースメントがアルミ押出し材で構成される場合には、車両衝突時に、クラッシュボックスがアルミ押出し材から成るバンパレインフォースメントに減り込むことがある。

クラッシュボックスがバンパレインフォースメントに減り込むと、要求される衝撃吸収機能が確保できなくなり、また、バンパレインフォースメントとクラッシュボックスとが上下方向にずれた配置となるため、クラッシュボックスの先端に対して適切な荷重伝達ができず、所期の衝突エネルギ吸収が行なえなくなるという課題が生じる。

ところで、特許文献１には、バンパレインフォースメントと車体との間にクラッシュボックスを設け、当該バンパレインフォースメントの荷重をクラッシュボックスで受けるように構成したものが開示されている。この従来構造においても、クラッシュボックスが逐次破壊機能をもって構成されると共に、バンパレインフォースメントがアルミ押出し材にて形成されると、上述同様の課題が発生するものである。

特開２０１９－１０４３３３号公報

そこで、この発明は、衝撃吸収部材がバンパレインフォースメントに減り込むことに起因して、当該衝撃吸収部材の衝撃吸収機能が阻害されることなく、バンパレインフォースメントと衝撃吸収部材とが上下方向にずれて配設される場合でも、衝撃吸収部材に対して衝突荷重を略均等に入力することができる車両の車体構造の提供を目的とする。

この発明による車両の車体構造は、車幅方向に延びるバンパレインフォースメントと車体との間に設けられる左右一対の衝撃吸収部材を備えた車両の車体構造であって、上記衝撃吸収部材の先端部に固定される平板状のバンパステイと、上記バンパステイにおける上半部の後面に固定されるとともに、上記衝撃吸収部材を避けるように下端から上方へ向けて切り欠かれた切欠き部を有する上記バンパレインフォースメントと、上記バンパステイにおける下半部の後面に固定されるとともに、上記衝撃吸収部材を避けるように上端から下方へ向けて切り欠かれた切欠き部を有する車両正面視凹形状のバンパステイ補強部材とを備え、上記衝撃吸収部材は、上記バンパステイの後面に固定された上記バンパレインフォースメントの上記切欠き部と上記バンパステイ補強部材の上記切欠き部とがなす開口を介して、上記バンパステイの後面に固定されたものである。

上記構成によれば、衝撃吸収部材がバンパレインフォースメントに減り込むことに起因して、当該衝撃吸収部材の衝撃吸収機能が阻害されることなく、バンパレインフォースメントと衝撃吸収部材とが上下方向にずれて配設される場合でも、上記バンパステイ補強部材によって、衝撃吸収部材に対して衝突荷重を略均等に入力することができる。

この発明の一実施態様においては、上記バンパレインフォースメントはアルミ押出し材にて形成されたものである。
上述のアルミ押出し材としては、アルミニウム押出し成形品またはアルミニウム合金押出し成形品を用いることができる。
上記構成によれば、アルミ押出し材のバンパレインフォースメントであっても、衝撃吸収部材の減り込みを回避して、衝撃吸収部材に対して衝突荷重を略均等に伝達することができる。

加えて、車両中心から離れた位置にアルミ押出し材から成るバンパレインフォースメント（軽量部品）が配置されるので、鋼板製のバンパレインフォースメントと比較して、ヨー慣性モーメント（車両の重心点を通る鉛直軸まわりの車両全体の慣性モーメント）の低減を図ることができる。

この発明の一実施態様においては、上記バンパステイ補強部材はアルミ押出し材にて形成されたものである。
上述のアルミ押出し材についても、アルミニウム押出し成形品またはアルミニウム合金押出し成形品を用いることができる。

上記構成によれば、アルミ押出し材によるバンパステイ補強部材で上記バンパステイを補強することができると共に、当該バンパステイ補強部材を用いて、衝撃吸収部材に略均等に荷重伝達を行なうことができる。

この発明の一実施態様においては、上記衝撃吸収部材は逐次破壊機能を有するものである。
上記構成によれば、逐次破壊機能をもった衝撃吸収部材を構成することができる。

この発明の一実施態様においては、上記バンパステイは、少なくとも上記バンパレインフォースメントの上端から上記バンパステイ補強部材の下端にわたって配置されたものである。
上記構成によれば、衝撃吸収部材と対応する位置において、バンパレインフォースメントの先端部全面およびバンパステイ補強部材の先端部全面に配置される上記バンパステイにより、フルラップ衝突およびオフセット衝突時の衝突荷重を上記衝撃吸収部材に対してより一層確実に伝達することができる。

この発明の一実施態様においては、上記衝撃吸収部材の先端部は、当該先端部の外表面に位置する上記バンパステイと、上記先端部の背面に位置するナットプレートとで共締め固定されたものである。
上記構成によれば、上記バンパステイと上記ナットプレートとの両者により、衝突荷重を衝撃吸収部材に対してさらに確実に伝達することができる。

この発明によれば、衝撃吸収部材がバンパレインフォースメントに減り込むことに起因して、当該衝撃吸収部材の衝撃吸収機能が阻害されることなく、バンパレインフォースメントと衝撃吸収部材とが上下方向にずれて配設される場合でも、衝撃吸収部材に対して衝突荷重を略均等に入力することができる効果がある。

本発明の車両の車体構造を先端側上方から見た状態で示す斜視図 車両の車体構造を基端側上方から見た状態で示す斜視図 クラッシュボックスの斜視図 クラッシュボックスの正面図 バンパレインフォースメント、バンパステイ、バンパステイ補強部材の関連構造を示す斜視図 図５のＡ－Ａ線矢視断面図

衝撃吸収部材がバンパレインフォースメントに減り込むことに起因して、当該衝撃吸収部材の衝撃吸収機能が阻害されることなく、バンパレインフォースメントと衝撃吸収部材とが上下方向にずれて配設される場合でも、衝撃吸収部材に対して衝突荷重を略均等に入力するという目的を、バンパレインフォースメントと車体との間に設けられる衝撃吸収部材を備えた車両の車体構造であって、上記衝撃吸収部材の先端部にバンパステイが固定され、上記バンパステイの上半部に上記衝撃吸収部材を避けて切欠かれた上記バンパレインフォースメントが固定され、上記バンパステイの下半部に衝撃吸収部材を避けて車両正面視で凹形状のバンパステイ補強部材が設けられるという構成にて実現した。

この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面は車両の車体構造を示し、図１は当該車両の車体構造を先端側上方から見た状態で示す斜視図、図２は車両の車体構造を基端側上方から見た状態で示す斜視図、図３はクラッシュボックスの斜視図、図４はクラッシュボックスの正面図である。また、図５はバンパレインフォースメント、バンパステイ、バンパステイ補強部材の関連構造を示す斜視図、図６は図５のＡ－Ａ線矢視断面図である。

なお、図中、矢印Ｆは車両前方を示し、矢印Ｒは車両後方を示し、矢印ＵＰは車両上方を示し、矢印ＩＮは車幅方向の内方を示し、矢印ＯＵＴは車幅方向の外方を示す。
また、以下の実施例においては、車両の車体構造を前部車体構造に適用した場合について説明するので、矢印Ｆで示す車両前方側が先端側となり、矢印Ｒで示す車両後方側が基端側となる。

図１、図２に示すように、車体強度部材である左右一対のフロントサイドフレーム（車体）の先端部には、衝撃吸収部材としての左右一対のクラッシュボックス１０，１０を取付けており、これら左右一対のクラッシュボックス１０，１０の先端部相互間には、車幅方向に延びるバンパレインフォースメント２０を横架している。

図３、図４に示すように、上述のクラッシュボックス１０は、偏平に形成された先端部１１と、車体に取付けられる基端フランジ部１２と、上記先端部１１と基端フランジ部１２とを車両前後方向に延びて一体連結するクラッシュボックス本体１３と、を備えている。

上述のクラッシュボックス１０は鉄または繊維強化プラスチック（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃ、ＦＲＰ）の何れでも構成することができるが、この実施例では、繊維強化プラスチックいわゆるＦＲＰにより上記クラッシュボックス１０を構成している。

図３、図４に示すように、クラッシュボックス１０の先端部１１には複数のボルト挿通孔１４…を開口形成している。また、上述のクラッシュボックス本体１３は多角筒形状に形成されている。この実施例では、図４に示すように、上記クラッシュボックス本体１３は１６角の左右略対称の筒形状に形成されているが、この形状に限定されるものではない。

上述のクラッシュボックス１０は先端部１１側から基端フランジ部１２側にかけて、その上下方向寸法および車幅方向寸法が漸増するように形成されている。さらに、上述の基端フランジ部１２の上下左右の合計４箇所には、当該クラッシュボックス１０を車体に締結するための複数のボルト挿通孔１５…が開口形成されている。
すなわち、図１に示すように、上述のボルト挿通孔１５に挿通される複数のボルト１６…を用いて、クラッシュボックス１０の基端側が車体に取付けられるものである。

図１、図２、図５、図６に示すように、上述のバンパレインフォースメント２０は、アルミ押出し材にて形成されたものである。
詳しくは、上記バンパレインフォースメント２０は、アルミ押出し成形品の押出し成形後に、車両デザインに対応すべく、当該アルミ押出し成形品を曲げ加工して、曲率半径が大きい湾曲形状に形成したものである。ここで、上述のアルミ押出し材は、塑性状態のアルミニウムまたはアルミニウム合金の材料をダイスを通して押出し、ダイス穴断面形状の長物として形成されるものである。

上述のバンパレインフォースメント２０は、図５に示すように、車両前方に位置する先端壁２１と、この先端壁２１から離間して車両後方に位置する基端壁２２と、先端壁２１上端と基端壁２２上端とを連結する上壁２３と、先端壁２１下端と基端壁２２下端とを連結する下壁２４と、を備えている。

さらに、上壁２３と下壁２４との間を、上下方向に等分する２つの横棧２５，２６（いわゆるリブ）を一体形成し、当該バンパレインフォースメント２０内には、上記横棧２５，２６で区切られて、車幅方向に延びる３つの閉断面Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３が形成されている。

図１、図２、図５、図６に示すように、上述のバンパレインフォースメント２０は左右一対のクラッシュボックス１０，１０における先端部１１の上半分の位置に対応して配設されている。このため、上述のバンパレインフォースメント２０の車幅方向端部側の下部には、クラッシュボックス１０を避けて切欠かれた切欠き凹部２７が形成されている。

図６に示すように、上述の各クラッシュボックス１０の先端部１１（但し、図６では一方のクラッシュボックス１０のみを示す）にはバンパステイ３０が固定されている。このバンパステイ３０はアルミニウム合金製で、かつ図１に示すように方形状に形成されている。

詳しくは、上述のクラッシュボックス１０の先端部１１は、当該先端部１１の外表面（この実施例では前側表面）に位置するバンパステイ３０と、先端部１１の背面に位置するナットプレート３１（いわゆるガセット）とで共締め固定されている。

すなわち、上述のナットプレート３１には、図３で示したクラッシュボックス１０の先端部１１のボルト挿通孔１４と対応すべく予めナット３２が溶接固定されている。また、バンパステイ３０には、これらボルト挿通孔１４と一致する位置にボルト挿通孔３３が開口形成されている（図５参照）。

そして、各ボルト挿通孔３３，１４を介して挿入したボルト３４を、ナットプレート３１背面のナット３２に締結固定することで、クラッシュボックス１０の先端部１１を、バンパステイ３０とナットプレート３１との間に挟持固定し、これら三者３０，１１，３１を共締め固定したものである。
上述のバンパレインフォースメント２０は、バンパステイ３０の上半部にクラッシュボックス１０を避けて固定されている。

上述のバンパレインフォースメント２０はアルミ押出し材であり、またバンパステイ３０はアルミニウム合金製であるから、図６に示す溶接部ｍ１において、バンパレインフォースメント２０の上壁２３先端側と、バンパステイ３０の背面と、をミグ溶接し、溶接部ｍ２においてバンパレインフォースメント２０の切欠き凹部２７の先端側とバンパステイ３０の背面とをミグ溶接することで、バンパステイ３０の上半部にバンパレインフォースメント２０を固定したものである。
上述の溶接部ｍ２におけるミグ溶接は、切欠き凹部２７の切欠き周縁部のほぼ全周をバンパステイ３０背面に接合固定するものである。

上述のミグ溶接（ＭＩＧ ｗｅｌｄｉｎｇ）は、周知のように、イナートガスアーク溶接法の一種で、不活性なアルゴンやヘリウムなどのイナートガスをシールドガスとして使用し、ワイヤ状の消耗電極を用いる溶極式の溶接である。

一方、図５、図６に示すように、バンパステイ３０の下半部を補強する車両正面視で凹形状のバンパステイ補強部材４０を設けている。このバンパステイ補強部材４０もバンパレインフォースメント２０と同様にアルミ押出し材にて形成されている。

上述のバンパステイ補強部材４０は、図５に示すように、車両前方に位置する先端壁４１と、この先端壁４１から離間して車両後方に位置する基端壁４２と、先端壁４１上端と基端壁４２上端とを連結する上壁４３と、先端壁４１下端と基端壁４２下端とを連結する下壁４４と、を備えている。

さらに、上壁４３と下壁４４との間を、上下方向に等分する横棧４５（いわゆるリブ）を一体形成し、当該バンパステイ補強部材４０内には、上記横棧４５で区切られて、車幅方向に延びる２つの閉断面Ｓ４，Ｓ５が形成されている。

図１、図２、図５、図６に示すように、上述のバンパステイ補強部材４０は左右一対のクラッシュボックス１０，１０における先端部１１の下半分の位置に対応して配設される。このため、上述のバンパステイ補強部材４０には、クラッシュボックス１０を避けて切欠かれた切欠き凹部４６が形成されており、これによりバンパステイ補強部材４０を車両正面視で凹形状に成している。
上述のバンパステイ補強部材４０は、バンパステイ３０の下半部にクラッシュボックス１０を避けて固定されている。

上述のバンパステイ補強部材４０はアルミ押出し材であり、またバンパステイ３０はアルミニウム合金製であるから、図６に示す溶接部ｍ３において、バンパステイ補強部材４０の切欠き凹部４６の先端側とバンパステイ３０の背面とをミグ溶接し、溶接部ｍ４において、バンパステイ補強部材４０の下壁４４先端側と、バンパステイ３０の背面と、をミグ溶接することで、バンパステイ３０の下半部にバンパステイ補強部材４０を固定したものである。
上述の溶接部ｍ３におけるミグ溶接は、切欠き凹部４６の切欠き周縁部のほぼ全周をバンパステイ３０背面に接合固定するものである。

図５に示すように、バンパレインフォースメント２０側の切欠き凹部２７と、バンパステイ補強部材４０側の切欠き凹部４６とは、上下方向および車幅方向で一致し、これら両者２７，４６により、クラッシュボックス１０の先端側が配置される方形状のスペース４７が形成されている。

また、図５に示すように、切欠き凹部２７の下端位置におけるバンパレインフォースメント２０の下壁２４下面と、切欠き凹部４６の上端位置におけるバンパステイ補強部材４０の上壁４３上面とは、当接部４８にて当接されている。

そして、この当接部４８において、バンパレインフォースメント２０の基端壁２２下端と、バンパステイ補強部材４０の基端壁４２上端と、をこれら当接部４８の車幅方向のほぼ全幅にわたって、ミグ溶接手段により接合固定している。

さらに、バンパレインフォースメント２０の車幅方向外端における先端壁２１と、バンパステイ３０背面と、をミグ溶接手段により接合固定すると共に、バンパステイ補強部材４０の車幅方向外端における先端壁４１と、バンパステイ３０背面と、もミグ溶接手段により接合固定している。
加えて、バンパステイ補強部材４０の車幅方向内端における先端壁４１と、バンパステイ３０背面と、もミグ溶接手段により接合固定している。

要するに、クラッシュボックス１０の先端部１１にバンパステイ３０を固定し、バンパステイ３０の上半部にクラッシュボックス１０を避けて切欠かれたバンパレインフォースメント２０が固定され、バンパステイ３０の下半部にクラッシュボックス１０を避けて凹形状のバンパステイ補強部材４０が固定されたものである。

これにより、クラッシュボックス１０がバンパレインフォースメント２０に減り込むことを防止し、クラッシュボックス１０の衝撃吸収機能が阻害されるのを抑制し、バンパレインフォースメント２０とクラッシュボックス１０とが上下方向にずれて配設される場合であっても、バンパステイ３０およびバンパステイ補強部材４０により、クラッシュボックス１０に対して衝突荷重を略均等に入力すべく構成したものである。

図１、図２、図５、図６に示すように、上述のバンパステイ３０は、少なくともバンパレインフォースメント２０の上端からバンパステイ補強部材４０の下端にわたって配置されている。これにより、クラッシュボックス１０と対応する位置において、バンパレインフォースメント２０の先端部全面およびバンパステイ補強部材４０の先端部全面に配置される上述のバンパステイ３０により、フルラップ衝突およびオフセット衝突時の衝突荷重を、クラッシュボックス１０に対して確実に伝達すべく構成したものである。
また、上述のクラッシュボックス１０は圧縮荷重入力側から逐次的に圧縮破壊が進行する逐次破壊機能（例えば、特開２０１７－２９９８号公報参照）を有するように構成される。

このように、上記実施例の車両の車体構造は、バンパレインフォースメント２０と車体との間に設けられるクラッシュボックス１０を備えた車両の車体構造であって、上記クラッシュボックス１０の先端部１１にバンパステイ３０が固定され、上記バンパステイ３０の上半部に上記クラッシュボックス１０を避けて切欠かれた上記バンパレインフォースメント２０が固定され、上記バンパステイ３０の下半部にクラッシュボックス１０を避けて車両正面視で凹形状のバンパステイ補強部材４０が設けられたものである（図２、図６参照）。

上記構成によれば、クラッシュボックス１０がバンパレインフォースメント２０に減り込むことに起因して、当該クラッシュボックス１０の衝撃吸収機能が阻害されることなく、バンパレインフォースメント２０とクラッシュボックス１０とが上下方向にずれて配設される場合でも、上記バンパステイ補強部材４０によって、クラッシュボックス１０に対して衝突荷重を略均等に入力することができる。

また、この発明の一実施形態においては、上記バンパレインフォースメント２０はアルミ押出し材にて形成されたものである（図５参照）。
この構成によれば、アルミ押出し材のバンパレインフォースメント２０であっても、クラッシュボックス１０の減り込みを回避して、クラッシュボックス１０に対して衝突荷重を略均等に伝達することができる。

加えて、車両中心から離れた位置にアルミ押出し材から成るバンパレインフォースメント２０（軽量部品）が配置されるので、鋼板製のバンパレインフォースメントと比較して、ヨー慣性モーメント（車両の重心点を通る鉛直軸まわりの車両全体の慣性モーメント）の低減を図ることができる。

さらに、この発明の一実施形態においては、上記バンパステイ補強部材４０はアルミ押出し材にて形成されたものである（図５参照）。
この構成によれば、アルミ押出し材によるバンパステイ補強部材４０で上記バンパステイ３０を補強することができると共に、当該バンパステイ補強部材４０を用いて、クラッシュボックス１０に略均等に荷重伝達を行なうことができる。

さらにまた、この発明の一実施形態においては、上記クラッシュボックス１０は逐次破壊機能を有するものである（図６参照）。
この構成によれば、逐次破壊機能をもったクラッシュボックス１０を構成することができる。

加えて、この発明の一実施形態においては、上記バンパステイ３０は、少なくとも上記バンパレインフォースメント２０の上端から上記バンパステイ補強部材４０の下端にわたって配置されたものである（図５、図６参照）。

この構成によれば、クラッシュボックス１０と対応する位置において、バンパレインフォースメント２０の先端部全面およびバンパステイ補強部材４０の先端部全面に配置される上記バンパステイ３０により、フルラップ衝突およびオフセット衝突時の衝突荷重を上記クラッシュボックス１０に対してより一層確実に伝達することができる。

また、この発明の一実施形態においては、上記クラッシュボックス１０の先端部１１は、当該先端部１１の外表面に位置する上記バンパステイ３０と、上記先端部１１の背面に位置するナットプレート３１とで共締め固定されたものである（図６参照）。
この構成によれば、上記バンパステイ３０と上記ナットプレート３１との両者により、衝突荷重をクラッシュボックス１０に対してさらに確実に伝達することができる。

この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明の衝撃吸収部材は、実施例のクラッシュボックス１０に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。

上記実施例においては、車両の車体構造を前部車体構造に適用した場合について例示したが、本発明は後部車体構造にも適用することができ、この場合には、矢印Ｆで示す車両前方側が基端側となり、矢印Ｒで示す車両後方側が先端側となる。

以上説明したように、本発明は、バンパレインフォースメントと車体との間に設けられる衝撃吸収部材を備えた車両の車体構造について有用である。

１０…クラッシュボックス（衝撃吸収部材）
１１…先端部
２０…バンパレインフォースメント
３０…バンパステイ
４０…バンパステイ補強部材

Claims (6)

1. 車幅方向に延びるバンパレインフォースメントと車体との間に設けられる左右一対の衝撃吸収部材を備えた車両の車体構造であって、
   上記衝撃吸収部材の先端部に固定される平板状のバンパステイと、
   上記バンパステイにおける上半部の後面に固定されるとともに、上記衝撃吸収部材を避けるように下端から上方へ向けて切り欠かれた切欠き部を有する上記バンパレインフォースメントと、
   上記バンパステイにおける下半部の後面に固定されるとともに、上記衝撃吸収部材を避けるように上端から下方へ向けて切り欠かれた切欠き部を有する車両正面視凹形状のバンパステイ補強部材とを備え、
   上記衝撃吸収部材は、
   上記バンパステイの後面に固定された上記バンパレインフォースメントの上記切欠き部と上記バンパステイ補強部材の上記切欠き部とがなす開口を介して、上記バンパステイの後面に固定された
   車両の車体構造。
2. 上記バンパレインフォースメントはアルミ押出し材にて形成された
   請求項１に記載の車両の車体構造。
3. 上記バンパステイ補強部材はアルミ押出し材にて形成された
   請求項１または２に記載の車両の車体構造。
4. 上記衝撃吸収部材は逐次破壊機能を有する
   請求項１～３の何れか一項に記載の車両の車体構造。
5. 上記バンパステイは、少なくとも上記バンパレインフォースメントの上端から上記バンパステイ補強部材の下端にわたって配置された
   請求項１～４の何れか一項に記載の車両の車体構造。
6. 上記衝撃吸収部材の先端部は、当該先端部の外表面に位置する上記バンパステイと、上記先端部の背面に位置するナットプレートとで共締め固定された
   請求項１～５の何れか一項に記載の車両の車体構造。

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