JP5772389B2 - 車両前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両前部構造に関する。

例えば、特許文献１には、車両の前面衝突時（いわゆる前突時）にフロントサイドメンバの後部を車両幅方向外側へ屈曲させて衝突エネルギーを効率よく吸収するというフロントサイドメンバ構造が開示されている。

特開２００９−１９６５４４号公報

上述のように、この先行技術ではフロントサイドメンバの後部を車両幅方向外側へ屈曲させるため、フロントサイドメンバの周囲に配設された部材が当該フロントサイドメンバと干渉し、予期せぬ方向へ移動する可能性がある。したがって、この先行技術は、前突時の車室保護性能を向上させる観点から改善の余地がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、前突時の車室保護性能を向上させることができる車両前部構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の車両前部構造は、車両前部の左右両側部に配置された一対のサスペンションタワーと、前記サスペンションタワーの車両後方に配置され、エンジンルームと車室とを区画するダッシュパネルと、前記サスペンションタワーの下方に配置され、車両前後方向へ延在し後端側に車両後方へ向かうにつれて車両下側へ向って傾斜するキック部が設けられた一対のフロントサイドメンバと、前記フロントサイドメンバにおける前記サスペンションタワーの車両後方かつ前記ダッシュパネル及び前記キック部よりも車両前方に位置し、車両上下方向の上部側よりも下部側の強度が低くなるように設定され、前記フロントサイドメンバを車両上方へ向けて屈曲させかつ前記サスペンションタワーを車両前方側へ向かって傾倒させる強度変化部と、を有している。

請求項１に記載の車両前部構造では、車両前部の左右両側部にはサスペンションタワーがそれぞれ配置されている。このサスペンションタワーの車両後方には、エンジンルームと車室とを区画するダッシュパネルが設けられている。

また、サスペンションタワーの下方には一対のフロントサイドメンバが設けられており、フロントサイドメンバは車両前後方向へ延在し、当該フロントサイドメンバの後端側にダッシュパネル及びキック部が設けられている。ここで、このフロントサイドメンバにおけるサスペンションタワーの車両後方かつダッシュパネル及びキック部の車両前方には強度変化部が設けられている。この強度変化部では、当該フロントサイドメンバの（車両上下方向の）上部側よりも下部側の強度が低くなるように設定されている。

一般的に、車両の前面衝突時（いわゆる前突時）にフロントサイドメンバに前面衝突荷重が入力されると、当該フロントサイドメンバの前端側が軸方向に沿って圧縮変形し衝撃エネルギーを吸収するように設定されている。本発明では、フロントサイドメンバの強度変化部において、当該フロントサイドメンバの上部側よりも下部側の強度が低くなるように設定されている。

このため、フロントサイドメンバに前面衝突荷重が入力されると、当該強度変化部において、フロントサイドメンバの下部側が上部側よりも先に屈曲しようとする。これにより、強度変化部において、フロントサイドメンバの下部側では、強度変化部の車両前方側と車両後方側とが互いに近接し、フロントサイドメンバが上方へ向かって屈曲する。このフロントサイドメンバの変形により衝撃エネルギーが吸収される。

一方、フロントサイドメンバが軸方向に沿って圧縮変形すると、フロントサイドメンバの上方に位置するサスペンションタワーが当該サスペンションタワーの車両後方に設けられたダッシュパネルと干渉する可能性がある。強度変化部はサスペンションタワーの車両後方かつダッシュパネル及びキック部の車両前方に位置するため、当該強度変化部においてフロントサイドメンバが上方へ向かって屈曲すると、サスペンションタワーは車両前方側へ向かって傾倒する。このように、サスペンションタワーが車両前方側へ向かって傾倒すると、サスペンションタワーの車両後方にダッシュパネルが配置されているため、当該サスペンションタワーはダッシュパネルから離間する方向へ向かって傾倒することとなる。

つまり、本発明によれば、フロントサイドメンバにおいて、衝撃荷重入力による変形時に上方へ向かって屈曲させたい位置を特定することができる。そして、このフロントサイドメンバの変形を利用してサスペンションタワーを車両前方側へ向かって傾倒させるようにすることで、サスペンションタワーとダッシュパネルとの干渉を抑制することができる。

請求項２に記載の車両前部構造は、請求項１に記載の車両前部構造において、前記強度変化部では、前記フロントサイドメンバの下部に脆弱部が設けられている。

請求項２に記載の車両前部構造では、フロントサイドメンバの下部に、例えば、凹ビードを設けたり穴部を形成するなどして脆弱部が設けられる。これによって、強度変化部においてフロントサイドメンバの上部よりも下部の強度を低く設定することができる。

請求項３に記載の車両前部構造は、請求項１に記載の車両前部構造において、前記強度変化部では、前記フロントサイドメンバの上部に補強部が設けられている。

請求項３に記載の車両前部構造では、フロントサイドメンバの上部に補強部が設けられることによって、強度変化部においてフロントサイドメンバの上部の強度が他の部分よりも高くなる。これにより、強度変化部においてフロントサイドメンバの上部よりも下部の強度を相対的に低く設定することができる。

請求項１に記載の車両前部構造は、前突時の車室保護性能を向上させることができる、という優れた効果を有する。

請求項２に記載の車両前部構造は、フロントサイドメンバの下部を加工するだけなので、本発明におけるフロントサイドメンバを簡単に製作することができる、という優れた効果を有する。

請求項３に記載の車両前部構造は、従来の強度及び剛性を担保しつつ、強度変化部においてフロントサイドメンバの上部よりも下部の強度が低くなるように設定することができる、という優れた効果を有する。

（Ａ）は、本実施の形態に係る車両前部構造を示す車両左側から見た側面図であり、（Ｂ）は、当該車両前部構造の要部を拡大して示す斜視図である。 本実施の形態に係る車両前部構造を示す車両左側から見た側面図であり、 （Ａ）は、前面衝突前の状態を示し、（Ｂ）は、前面衝突後の状態を示している。 図２（Ａ）、（Ｂ）とそれぞれ対応する比較例である。 その他の実施形態（１）に係る車両前部構造の要部を拡大した斜視図である。 （Ａ）は、その他の実施形態（２）に係る車両前部構造を示す車両左側から見た側面図であり、（Ｂ）は、当該車両前部構造の要部を拡大した斜視図である。

図１には、本発明の実施の形態に係る車両前部構造が適用された車体前部１０において、左方から見た概略的な側面図が示されている。なお、図中に適宜記す矢印ＦＲは車両前後方向の前方向を、矢印ＵＰは車両上下方向の上方向をそれぞれ示している。

（車両前部構造）
図１（Ａ）には、本実施の形態に係る車両前部構造が適用された車体前部１０の車両左側から見た側面図が示されており、図１（Ａ）に示す車体前部１０の車両幅方向の両端側には、長尺矩形筒状のフロントサイドメンバ１２が備わっている。図１（Ａ）に示されるように、このフロントサイドメンバ１２は車両前後方向に沿って延在されており、フロントサイドメンバ１２の車両前端部は、車両幅方向に沿って配置されたフロントバンパリインフォースメント１４に接合されている。なお、フロントバンパリインフォースメント１４はフロントサイドメンバ１２に直接接合される構成でも良いが、図示しないクラッシュボックスを両者の間に介在させても良い。

フロントサイドメンバ１２の車両後端側には、車両後方へ向かうにつれて車両下側へ向って傾斜するキック部１６が設けられている。このキック部１６の車両後方側は車両後方へ向かって略水平に延在されており、フロントサイドメンバ１２の車両後端部は図示しないクロスメンバに接合されている。

一方、フロントサイドメンバ１２の車両前端側の上方にはサスペンションタワー１８が設けられている。このサスペンションタワー１８の車両後方には、エンジンルーム２０と車室２２とを区画するダッシュパネル２４が設けられている。

ここで、フロントサイドメンバ１２におけるサスペンションタワー１８の車両後方かつダッシュパネル２４の車両前方に位置する強度変化部Ｐ（屈曲部位）には、図１（Ｂ）に示されるように（なお、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の要部を拡大した斜視図である）、フロントサイドメンバ１２の下部に位置する下壁１２Ａの車両幅方向の全域に亘って脆弱部としての凹ビード２６が設けられている。

この凹ビード２６はフロントサイドメンバ１２の下壁１２Ａが上壁１２Ｂへ向かって屈曲し、側面視で略三角形を成す形状に形成されている。これにより、フロントサイドメンバ１２の強度変化部Ｐでは、フロントサイドメンバ１２の下壁１２Ａが上壁１２Ｂよりも強度が低くなっている。

なお、ここでは、凹ビード２６は側面視で略三角形状を成しているが、凹ビード２６の形状はこれに限るものではない。例えば、図示はしないが、凹ビードが側面視で円弧状を成していても良い。

（車両前部構造における作用・効果）
一般的に、図２（Ａ）に示すフロントサイドメンバ１２の車両前端側では、フロントサイドメンバ１２の他の部位よりも軸方向への圧縮強度が低く設定されており、車両の前面衝突時（いわゆる前突時）にフロントサイドメンバ１２に前面衝突荷重が入力されると、図２（Ｂ）に示されるように、フロントサイドメンバ１２の車両前端側が軸方向に沿って圧縮変形し、衝撃エネルギーが吸収されるようになっている。

本実施形態では、図１（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、フロントサイドメンバ１２の強度変化部Ｐにおいて、当該フロントサイドメンバ１２の下壁１２Ａに凹ビード２６が設けられている。これにより、フロントサイドメンバ１２の強度変化部Ｐでは、フロントサイドメンバ１２の下壁１２Ａが上壁１２Ｂよりも強度が低くなっている。

このため、フロントサイドメンバ１２に前面衝突荷重が入力されると、フロントサイドメンバ１２の強度変化部Ｐでは、フロントサイドメンバ１２の下壁１２Ａが上壁１２Ｂよりも先に屈曲しようとする。これにより、フロントサイドメンバ１２の強度変化部Ｐにおいて、フロントサイドメンバ１２の下壁１２Ａ側では、当該強度変化部Ｐの車両前方側と車両後方側とが互いに近接し、図２（Ｂ）に示されるように、フロントサイドメンバ１２が上方へ向かって屈曲する。このフロントサイドメンバ１２の変形により衝撃エネルギーが吸収される。

一方、本実施形態に係る車両前部構造が適用されていない車体前部１００では、図３（Ｂ）に示されるように、フロントサイドメンバ１０２の車両前端側が軸方向に沿って圧縮変形すると、フロントサイドメンバ１０２の上方に位置するサスペンションタワー１８が当該サスペンションタワー１８の車両後方に位置するダッシュパネル２４と干渉する可能性がある。

フロントサイドメンバ１２の強度変化部Ｐはサスペンションタワー１８の車両後方に位置するため、当該強度変化部Ｐにおいてフロントサイドメンバ１２が上方へ向かって屈曲すると、サスペンションタワー１８は車両前方側へ向かって傾倒する。上述のように、サスペンションタワー１８の車両後方にはダッシュパネル２４が配置されているため、サスペンションタワー１８が車両前方側へ向かって傾倒すると、当該サスペンションタワー１８はダッシュパネル２４から離間する方向へ向かって傾倒することとなる。

つまり、本実施形態によれば、フロントサイドメンバ１２において、衝撃荷重入力による変形時に上方へ向かって屈曲させたい位置（強度変化部Ｐ）を特定することができる。そして、このフロントサイドメンバ１２の変形を利用してサスペンションタワー１８を車両前方側へ向かって傾倒させるようにすることで、サスペンションタワー１８とダッシュパネル２４との干渉を抑制することができる。このため、前突時の車室保護性能を向上させることができる。

（その他の実施形態）

（１）本実施形態では、図１（Ｂ）に示されるように、フロントサイドメンバ１２の強度変化部Ｐにおいて、当該フロントサイドメンバ１２の下壁１２Ａに脆弱部としての凹ビード２６を設けた。しかし、本実施形態では、フロントサイドメンバ１２の強度変化部Ｐにおいて、下壁１２Ａが上壁１２Ｂよりも強度が低くなるように、当該下壁１２Ａに脆弱部を設ければ良いため、これに限るものではない。

例えば、図４に示されるように、フロントサイドメンバ２８の強度変化部Ｐにおいて、下壁２８Ａ又は側壁２８Ｂに貫通穴３０を複数形成しても良い。なお、下壁２８Ａ及び側壁２８Ｂに貫通穴３０を形成しても良い。以上の実施形態では、フロントサイドメンバ１２、２８の下壁１２Ａ、２８Ａを加工するだけなので、本実施形態におけるフロントサイドメンバ１２、２８を簡単に製作することができる。

（２）また、以上の実施形態では、フロントサイドメンバ１２、２８の強度変化部Ｐにおいて、下壁１２Ａ、２８Ａの強度を上壁１２Ｂ、２８Ｃよりも低くなるように設定したが、上壁１２Ｂ、２８Ｃの強度を下壁１２Ａ、２８Ａの強度よりも高くなるように設定しても良い。

例えば、図５（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、フロントサイドメンバ３２の強度変化部Ｐに補強材３４を設けても良い。補強材３４は、例えば、車両後方視で矩形状を成しており、車両側面視で前端部３４Ａ側の下半分から側壁３４Ｂの下部の長手方向の略半分の位置に架けて車両後方へ向かって膨らむ円弧状の切欠き部３６が形成されている。この切欠き部３６が形成されている部分では、他の部分と比較して強度が低くなっている。つまり、補強材３４の下壁３４Ｃは上壁３４Ｄよりも強度が低くなっている。

したがって、フロントサイドメンバ３２の強度変化部Ｐにおいて、フロントサイドメンバ３２の下壁３２Ａ側の方が上壁３２Ｂ側よりも強度が低くなる。このため、当該強度変化部Ｐにおいて、フロントサイドメンバ３２を上方へ向かって屈曲させることができる。

また、このような補強材３４をフロントサイドメンバ３２内に設け、補強材３４の前端部３４Ａを強度変化部Ｐの位置に合わせて配置することで、強度変化部Ｐにおいて、車両前方側と車両後方側とで強度差が得られる。つまり、フロントサイドメンバ３２の強度変化部Ｐを基準として、車両前方側は車両後方側よりも強度が低くなっているため、強度変化部Ｐにおいてフロントサイドメンバ３２をより確実に屈曲させることができる。

つまり、本実施形態では、従来の強度及び剛性を担保しつつ、強度変化部Ｐでフロントサイドメンバ３２を車両上方側へ屈曲させることができる。なお、補強材３４において、下壁３４Ｃの強度が上壁３４Ｄよりも低くなるように設定することができれば良いため、この形状に限るものではない。例えば、切欠き部３６の形状は角状であっても良い。

以上、本発明の一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、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０ 車体前部（車両前部構造）
１２ フロントサイドメンバ
１２Ａ 下壁（下部側）
１２Ｂ 上壁（上部側）
１８ サスペンションタワー
２４ ダッシュパネル
２６ 凹ビード（脆弱部）
２８ フロントサイドメンバ
２８Ａ 下壁（脆弱部）
２８Ｂ 側壁（脆弱部）
３２ フロントサイドメンバ
３４ 補強材（補強部）
Ｐ 強度変化部

Claims (3)

1. 車両前部の左右両側部に配置された一対のサスペンションタワーと、
   前記サスペンションタワーの車両後方に配置され、エンジンルームと車室とを区画するダッシュパネルと、
   前記サスペンションタワーの下方に配置され、車両前後方向へ延在し後端側に車両後方へ向かうにつれて車両下側へ向って傾斜するキック部が設けられた一対のフロントサイドメンバと、
   前記フロントサイドメンバにおける前記サスペンションタワーの車両後方かつ前記ダッシュパネル及び前記キック部よりも車両前方に位置し、車両上下方向の上部側よりも下部側の強度が低くなるように設定され、前記フロントサイドメンバを車両上方へ向けて屈曲させかつ前記サスペンションタワーを車両前方側へ向かって傾倒させる強度変化部と、
   を有する車両前部構造。
2. 前記強度変化部では、前記フロントサイドメンバの下部に脆弱部が設けられている請求項１に記載の車両前部構造。
3. 前記強度変化部では、前記フロントサイドメンバの上部に補強部が設けられている請求項１に記載の車両前部構造。