JP7733488B2

JP7733488B2 - 車両前部構造

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Publication number: JP7733488B2
Application number: JP2021114364A
Authority: JP
Inventors: 芳雄和田
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2021-07-09
Filing date: 2021-07-09
Publication date: 2025-09-03
Anticipated expiration: 2041-07-09
Also published as: JP2023010312A; US11814102B2; US20230011202A1

Description

本発明は、車両前部構造に関するものである。

下記特許文献１に記載の車体前部構造では、車両の前端部においてバンパビームが車幅方向に延在されており、バンパビームは、バンパビームの車両後側のサイドフレームによって支持されている。また、バンパビームの下側には、ロアビームが車幅方向に延在されており、ロアビームは、ロアビームの車両後側のサブフレームによって支持されている。これにより、例えば、車両の前面衝突時では、バンパビーム及びロアビームから衝突体（相手車両）に反力を作用させることができる。このため、相手車両への反力が局所的に作用することを抑制できる。したがって、前面衝突時における衝突体（相手車両）に対する加害性を低減することができる。

特開２０２１－５４３８９号公報

しかしながら、上記車体前部構造では、以下に示す点において改善の余地がある。すなわち、バンパビームの車幅方向外側端部は、サイドフレームよりも車幅方向外側に突出しており、ロアビームの車幅方向外側端部は、サブフレームよりも車幅方向外側に突出している。このため、例えば、車両のオフセット前面衝突時において、バンパビーム及びロアビームの車幅方向外側部分から衝突体（相手車両）への反力を有効に作用させることができなくなる可能性がある。これにより、前面衝突時における衝突体（相手車両）に対する加害性の低減効果が低くなる虞がある。

本発明は、上記事実を考慮して、衝突体に対する加害性を低減す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。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、車両の前部の車幅方向両側において車両前後方向に延在された一対のサイドフレームと、車幅方向に延在され、一対の前記サイドフレームの車両前側端部に連結されると共に、長手方向両端部が前記サイドフレームよりも車幅方向外側に配置されたバンパビームと、車両の前部の車幅方向両側において車両前後方向に延在され、前記サイドフレームの下側に配置された一対のロアフレームと、前記バンパビームの車両下側において車幅方向に延在され、一対の前記ロアフレームの前端部に連結されると共に、長手方向両端部が前記ロアフレームよりも車幅方向外側に配置されたロアビームと、前記サイドフレーム及び前記ロアフレームの車幅方向外側に配置された一対の車輪と、を備え、前記バンパビームの車幅方向外側端部及び前記ロアビームの車幅方向外側端部が、前記車輪の車両前側に配置され、車両前側から見て前記車輪と重なっており、車幅方向において、前記バンパビームの車幅方向外側端及び前記ロアビームの車幅方向外側端の位置が、前記車輪の内部であって前記車輪の車幅方向中央部分に配置されたブレーキ装置の取付部の位置と一致している車両前部構造である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、前記バンパビームの車幅方向中央部が前記ロアビームの車幅方向中央部よりも車両前側に配置され、前記バンパビームの車幅方向外側端部が前記ロアビームの車幅方向外側端部よりも車両後側に配置されている車両前部構造である。
本発明の１又はそれ以上の実施形態は、前記ロアビームの曲げ剛性が前記バンパビームの曲げ剛性よりも低い車両前部構造である。
本発明の１又はそれ以上の実施形態は、オフセット前面衝突時において、前記バンパビームの車幅方向外側部および前記ロアビームの車幅方向外側部の少なくとも一方が、前記車輪のホイールのリムに当たる車両前部構造である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態によれば、衝突体に対する加害性を低減することができる。

本実施の形態に係る車両前部構造が適用された車両の前部を模式的に示す左斜め前方から見た斜視図である。図１に示される車両の前部の左側部分を示す上側から見た平面図である。図２に示されるバンパビーム及びロアビームを示す左側から見た断面図（図２の３－３線断面図）である。図２に示されるバンパビーム及びロアビームの車幅方向外側端部と前輪との位置関係を示す前側から見た正面図である。図２に示されるバンパビーム及びロアビームの車幅方向外側端部と前輪との位置関係を示す下側から見た下面図である。

以下、図面を用いて、本実施の形態に係る車両前部構造Ｓが適用された車両（自動車）Ｖについて説明する。なお、図面では、車両Ｖの車両前側を矢印ＦＲで示し、車両上側を矢印ＵＰで示し、車両上側から見たときの車両左側（車幅方向一方側）を矢印ＬＨで示している。また、以下の説明において、上下、前後、左右の方向を用いて説明するときには、特に断りのない限り、車両上下方向、車両前後方向、車両左右方向を示すものとする。

図１～図５に示されるように、車両前部構造Ｓは、車両Ｖの前部に適用されている。車両前部構造Ｓは、一対のサイドフレーム１０と、バンパビーム１４と、一対のロアフレーム１６と、ロアビーム１８と、を含んで構成されている。

一対のサイドフレーム１０は、前後方向に延在された中空の略矩形柱状に形成されて、車両Ｖの前部の車幅方向両側（左右方向両側）に配置されている。そして、一対のサイドフレーム１０の間の空間が、車両ＶのパワーユニットＰ（図２及び図５参照）を収容するエンジンルームとして構成されている。サイドフレーム１０の前側には、クラッシュボックス１２が設けられている。クラッシュボックス１２は、前後方向を軸方向とする略矩形筒状に形成されており、クラッシュボックス１２の後端部が、サイドフレーム１０の前端部に接合されている。

バンパビーム１４は、車幅方向に延在されて、車両Ｖの前端部における骨格を構成している。バンパビーム１４は、バンパビーム１４の左側から見た断面視で、略Ｂ字形状に形成されている。これにより、バンパビーム１４は、上下一対の矩形閉断面を有する閉断面構造を成している（図３参照）。そして、バンパビーム１４の車幅方向両端部がサイドフレーム１０よりも車幅方向外側に突出した状態で、バンパビーム１４がクラッシュボックス１２の前端部に接合されて。これにより、バンパビーム１４がサイドフレーム１０にクラッシュボックス１２を介して間接的に連結されている。なお、クラッシュボックス１２を省略し、バンパビーム１４の前端部を本実施の形態よりも前側へ延ばして、バンパビーム１４をサイドフレーム１０に直接的に連結してもよい。また、バンパビーム１４は、平面視で、車幅方向中央部が前側へ凸となるように、略円弧状に湾曲している。すなわち、平面視で、バンパビーム１４は、車幅方向外側へ向かうに従い後側へ曲線状に傾斜している。

一対のロアフレーム１６は、前後方向に延在された中空の略矩形柱状に形成されて、サイドフレーム１０の下側に配置されている。すなわち、ロアフレーム１６が、サイドフレーム１０の下側において、車両Ｖの前部の車幅方向両側に配置されている。

ロアビーム１８は、一対のロアフレーム１６の前側で且つバンパビーム１４の下側に配置されると共に、車幅方向に延在されている。ロアビーム１８は、バンパビーム１４と同様に、車両Ｖの前端部における骨格を構成している。そして、ロアビーム１８の車幅方向両端部が、ロアフレーム１６よりも車幅方向外側に突出した状態で、ロアビーム１８が、ロアフレーム１６の前端部に接合されている。ロアビーム１８では、ロアビーム１８の車幅方向両側部分が矩形閉断面構造を成しており、ロアビーム１８の車幅方向中央側部分が後側へ開放された開断面構造を成している。また、ロアビーム１８の車幅方向両側部分の断面積が、バンパビーム１４の断面積よりも小さくなっている。すなわち、ロアビーム１８の曲げ剛性が、バンパビーム１４の曲げ剛性よりも低く設定されている。

ロアビーム１８におけるロアフレーム１６よりも車幅方向外側部分は、平面視で、車幅方向外側へ向かうに従い後側へ傾斜している。そして、車幅方向において、ロアビーム１８の車幅方向外側端とバンパビーム１４の車幅方向外側端との位置が一致している。また、バンパビーム１４の車幅方向中央部が、ロアビーム１８の車幅方向中央部よりも前側に配置されている。すなわち、前述のように、ロアビーム１８の車幅方向外側部分は、平面視で、車幅方向外側へ向かうに従い後側へ傾斜しているため、バンパビーム１４の車幅方向中央部が、ロアビーム１８の全体に対して前側に配置されている。また、バンパビーム１４の車幅方向外側部分（サイドフレーム１０よりも車幅方向外側部分）がロアビーム１８の車幅方向外側部分よりも後側に配置されている。すなわち、前後方向に対するバンパビーム１４の傾斜角度が、ロアビーム１８の車幅方向外側部分の傾斜角度と比べて大きく設定されている。

一対のサイドフレーム１０及び一対のロアフレーム１６の間には、ラジエータサポート２０が設けられている。ラジエータサポート２０は、前側から見た正面視で、略矩形枠状に形成されて、車両Ｖの構成部品であるラジエータ（図示省略）を支持する支持部材として構成されている。具体的には、ラジエータサポート２０は、左右一対のラジエータサポートサイド２０Ａと、ラジエータサポートサイド２０Ａの上端部同士を連結するラジエータサポートアッパ２０Ｂと、ラジエータサポートサイド２０Ａの下端部同士を連結するラジエータサポートロア２０Ｃと、を含んで構成されている。そして、ラジエータサポートサイド２０Ａがサイドフレーム１０に接合されている。また、ラジエータサポートロア２０Ｃが、左右一対のブラケット２２（図５参照）によってロアビーム１８に連結されている。

サイドフレーム１０及びロアフレーム１６の車幅方向外側には、車輪としての前輪３０がそれぞれ設けられている。そして、ロアビーム１８の車幅方向外側端部及びバンパビーム１４の車幅方向外側端部が、前輪３０の前側に配置されている。具体的には、前側から見た正面視で、バンパビーム１４の車幅方向外側端部の一部（下部）及びロアビーム１８の車幅方向外側端部が、前輪３０のホイール３２と重なる位置に配置されている（図４参照）。また、車幅方向において、バンパビーム１４及びロアビーム１８の各々の車幅方向外側端の位置が、ホイール３２のリム３２Ａの径方向内側に配置されたブレーキ装置３４の取付部３４Ａの位置と一致している（図５参照）。ここで、ブレーキ装置３４は、ホイール３２の径方向内側に配置されたハウジング３６に締結固定されており、ブレーキ装置３４の取付部３４Ａとは、ブレーキ装置３４におけるハウジング３６への取付面のことをいう。

次に、本実施の形態の作用及び効果について説明する。

上記のように構成された車両Ｖのオフセット前面衝突時には、衝突体が車両Ｖの前端部の車幅方向外側部分に衝突する。このため、バンパビーム１４及びロアビーム１８の車幅方向外側部分に後側への衝突荷重が入力されて、バンパビーム１４及びロアビーム１８が後側へ変位するように変形する。また、バンパビーム１４の車幅方向外側端部は、サイドフレーム１０よりも車幅方向外側へ突出しており、ロアビーム１８の車幅方向外側端部は、ロアフレーム１６よりも車幅方向外側へ突出している。このため、バンパビーム１４及びロアビーム１８の車幅方向外側端が、後側且つ車幅方向内側へ変位するように、バンパビーム１４及びロアビーム１８の車幅方向外側部分が変形する。

ここで、正面視で、バンパビーム１４及びロアビーム１８の車幅方向外側端部が、前輪３０（のホイール３２）と重なっている。また、車幅方向において、バンパビーム１４及びロアビーム１８の車幅方向外側端の位置と、前輪３０におけるホイール３２のリム３２Ａの径方向内側に配置されたブレーキ装置３４の取付部３４Ａの位置と、が一致している。このため、車両Ｖのオフセット前面衝突時に後側へ変位するバンパビーム１４及びロアビーム１８の車幅方向外側端部を前輪３０におけるホイール３２のリム３２Ａに当てて、バンパビーム１４及びロアビーム１８の車幅方向外側部分から衝突体に反力を作用させることができる。これにより、衝突体（相手車両）に対する加害性を低減することができる。

すなわち、一般に、ブレーキ装置３４の取付部３４Ａは、前輪３０の車幅方向中央部付近に配置されている。このため、仮に、車幅方向において、バンパビーム１４及びロアビーム１８の車幅方向外側端の位置を、ブレーキ装置３４の取付部３４Ａよりも車幅方向内側に配置したときには、正面視で、バンパビーム１４及びロアビーム１８の車幅方向外側端が前輪３０の車幅方向内側部分に配置される。これにより、オフセット前面衝突時に後側且つ車幅方向内側へ変位するバンパビーム１４及びロアビーム１８の車幅方向外側部分が、前輪３０の車幅方向内側において後側へ変位する可能性がある。この場合には、バンパビーム１４及びロアビーム１８の車幅方向外側端部が、ホイール３２のリム３２Ａに当たらないため、バンパビーム１４及びロアビーム１８の車幅方向外側端部から衝突体への反力を有効に作用させることができなくなる。このため、主として、衝突体に対する反力が、バンパビーム１４の車幅方向中央側部分（サイドフレーム１０よりも車幅方向内側部分）及びロアビーム１８の車幅方向中央側部分（ロアフレーム１６よりも車幅方向内側部分）から作用する。これにより、当該反力が衝突体に局所的に作用する傾向となり、衝突体（相手車両）に対する加害性低減効果が低くなる虞がある。

これに対して、本実施の形態では、上述のように、車幅方向において、バンパビーム１４及びロアビーム１８の車幅方向外側端の位置が、ブレーキ装置３４の取付部３４Ａの位置と一致している。このため、正面視で、ロアビーム１８及びバンパビーム１４の車幅方向外側端を、前輪３０の略車幅方向中央部に配置することができる。これにより、オフセット前面衝突時に、後側且つ車幅方向内側へ変位するバンパビーム１４及びロアビーム１８の車幅方向外側端部を、前輪３０のホイール３２のリム３２Ａに良好に当てることができる。これにより、前輪３０によってバンパビーム１４及びロアビーム１８の車幅方向外側部分の後側への変位が抑制されるため、バンパビーム１４及びロアビーム１８の車幅方向外側部分から衝突体に反力を有効に作用させることができる。その結果、オフセット前面衝突時において、バンパビーム１４及びロアビーム１８によって衝突体を面で受けつつ、バンパビーム１４及びロアビーム１８の長手方向に亘って、衝突体に対する反力を作用させることができる。したがって、衝突体（相手車両）に対する加害性を低減することができる。

また、上述のように、オフセット前面衝突時には、バンパビーム１４及びロアビーム１８の車幅方向外側端部が前輪３０のホイール３２のリム３２Ａに当たるため、オフセット前面衝突時における前輪３０の転舵を抑制することができる。

また、ロアビーム１８は、バンパビーム１４の下側において、車幅方向に延在している。このため、例えば、車両Ｖが歩行者と衝突したときに、ロアビーム１８によって歩行者の脚部を跳ね上げて、歩行者を車両Ｖの前部のフード上に乗り上げさせることができる。これにより、車両Ｖの衝突性能を向上するためのロアビーム１８を、歩行者との衝突時に歩行者の脚部を跳ね上げる部材として活用することができる。したがって、車両Ｖの衝突性能を向上しつつ、歩行者に対する保護性能を向上することができる。

なお、オフセット前面衝突時に、バンパビーム１４及びロアビーム１８の車幅方向外側端部を前輪３０のホイール３２のリム３２Ａに当てるという観点からすると、車幅方向において、バンパビーム１４及びロアビーム１８の車幅方向外側端を、ブレーキ装置３４の取付部３４Ａよりも車幅方向外側に設定してもよい。しかしながら、この場合には、ロアビーム１８及びバンパビーム１４の車幅方向外側端が、本実施の形態よりも車幅方向外側に配置されるため、例えば、車両Ｖの前端部の角部における意匠の自由度等が損なわれる可能性がある。これに対して、本実施の形態では、上述のように、車幅方向において、ロアビーム１８及びバンパビーム１４の車幅方向外側端の位置が、ブレーキ装置３４の取付部３４Ａの位置と一致している。これにより、ロアビーム１８及びバンパビーム１４の車幅方向外側端が、過度に車両Ｖの車幅方向外側に配置されることを抑制できる。したがって、例えば、車両Ｖの前端部の角部における意匠の自由度を高くすることができる。

また、バンパビーム１４の車幅方向中央部がロアビーム１８の車幅方向中央部よりも前側に配置され、バンパビーム１４の車幅方向外側端部が前記ロアビームの車幅方向外側端部よりも後側に配置されている。このため、オフセット前面衝突時に、衝突体をバンパビーム１４及びロアビーム１８によって一層良好に面で受けることができる。

すなわち、車両Ｖでは、ロアビーム１８の曲げ剛性が、バンパビーム１４の曲げ剛性よりも低く構成されている。このため、オフセット前面衝突時に、バンパビーム１４及びロアビーム１８の車幅方向外側部分に後側への衝突荷重が入力されると、ロアビーム１８の変形量がバンパビーム１４の変形量よりも大きくなる。このため、オフセット前面衝突時に、ロアビーム１８がバンパビーム１４よりも衝突体に対して後側に変位して、衝突体への反力が、主としてバンパビーム１４から作用する可能性がある。

ここで、本実施の形態では、上述のように、バンパビーム１４の車幅方向中央部がロアビーム１８の車幅方向中央部よりも前側に配置され、バンパビームの車幅方向外側端部が前記ロアビームの車幅方向外側端部よりも後側に配置されている。このため、オフセット前面衝突初期では、主として衝突荷重がバンパビーム１４に入力されるため、衝突初期時におけるロアビーム１８の後側への変位を抑制できる。そして、衝突体が後側へさらに侵入してバンパビーム１４が後側に変形すると、衝突荷重がバンパビーム１４及びロアビーム１８に入力される。このときには、ロアビーム１８の車幅方向外側端部がバンパビーム１４の車幅方向外側端部よりも前側に配置されているため、ロアビーム１８の変形量がバンパビーム１４の変形量よりも大きくても、バンパビーム１４及びロアビーム１８によって衝突体を受けつつ、バンパビーム１４及びロアビーム１８が後側へ変位する。このように、本実施の形態では、オフセット前面衝突時において、衝突体がバンパビーム１４及びロアビーム１８に当たるタイミングを車幅方向にずらすことで、衝突体をバンパビーム１４及びロアビーム１８によって一層良好に面で受けることができる。したがって、衝突体（相手車両）に対する加害性を効果的に低減することができる。

なお、本実施の形態では、正面視で、バンパビーム１４の車幅方向外側端部の一部が、前輪のホイール３２に重なるように配置されているが、各種車両に応じて、バンパビーム１４の車幅方向外側端部の全体をホイール３２に重なるように配置してもよい。

Ｓ車両前部構造
Ｖ車両
１０サイドフレーム
１４バンパビーム
１６ロアフレーム
１８ロアビーム
３０前輪（車輪）
３４ブレーキ装置
３４Ａ取付部

Claims

車両の前部の車幅方向両側において車両前後方向に延在された一対のサイドフレームと、
車幅方向に延在され、一対の前記サイドフレームの車両前側端部に連結されると共に、長手方向両端部が前記サイドフレームよりも車幅方向外側に配置されたバンパビームと、
車両の前部の車幅方向両側において車両前後方向に延在され、前記サイドフレームの下側に配置された一対のロアフレームと、
前記バンパビームの車両下側において車幅方向に延在され、一対の前記ロアフレームの前端部に連結されると共に、長手方向両端部が前記ロアフレームよりも車幅方向外側に配置されたロアビームと、
前記サイドフレーム及び前記ロアフレームの車幅方向外側に配置された一対の車輪と、
を備え、
前記バンパビームの車幅方向外側端部及び前記ロアビームの車幅方向外側端部が、前記車輪の車両前側に配置され、車両前側から見て前記車輪と重なっており、
車幅方向において、前記バンパビームの車幅方向外側端及び前記ロアビームの車幅方向外側端の位置が、前記車輪の内部であって前記車輪の車幅方向中央部分に配置されたブレーキ装置の取付部の位置と一致している車両前部構造。
前記バンパビームの車幅方向中央部が前記ロアビームの車幅方向中央部よりも車両前側に配置され、前記バンパビームの車幅方向外側端部が前記ロアビームの車幅方向外側端部よりも車両後側に配置されている請求項１に記載の車両前部構造。
前記ロアビームの曲げ剛性が前記バンパビームの曲げ剛性よりも低い請求項１又は請求項２に記載の車両前部構造。
オフセット前面衝突時において、前記バンパビームの車幅方向外側部および前記ロアビームの車幅方向外側部の少なくとも一方が、前記車輪のホイールのリムに当たる請求項１～請求項３の何れか１項に記載の車両前部構造。