(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記延長部材は、前記第1延長部材の後端側の上方に前端側が配置された状態で前記フロントサイドメンバの車体幅方向外側面に固定された第2延長部材を有する請求項2に記載の車体前部構造。
前記バンパリインフォースメントの上下方向中間部には、車体後方側が開口した凹部が形成されており、前記高強度部材は、前記凹部に嵌め込まれている請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の車体前部構造。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、微小ラップ衝突においては、車体(特にキャビン)の変形を抑制することが求められる。
【0005】
本発明は上記事実を考慮し、微小ラップ衝突時における車体の変形を抑制することができる車体前部構造を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項1に記載の発明に係る車体前部構造は、車体前部の側部に車体前後方向を長手方向として配置されたフロントサイドメンバと、車体幅方向を長手方向として配置され、前記フロントサイドメンバの前端部に直接又は間接的に連結されると共に、前記フロントサイドメンバよりも車体幅方向外側へ突出した突出部を有するバンパリインフォースメントと、前記突出部よりも高強度に形成されて前記突出部の後面側に取り付けられると共に、車体幅方向外側へ向かうに従い車体前後方向の寸法が大きくなるように形成された高強度部材と、
前記突出部よりも高強度に形成され、前記フロントサイドメンバを含んで構成された車体骨格部材の車体幅方向外側面に固定され、前記突出部が車体前方側からの荷重によって前記フロントサイドメンバに沿うように車体後方側へ変形した状態では、前端側が前記高強度部材の後端側と上下又は前後に隣り合うように配置された延長部材と、を備えている。
【0007】
請求項1に記載の発明では、バンパリインフォースメントの突出部の後面側には、突出部よりも高強度に形成された高強度部材が取り付けられている。この高強度部材は、車体幅方向外側へ向かうに従い車体前後方向の寸法が大きくなるように形成されている。ここで、車両が衝突物に対して微小ラップ衝突をすることにより、バンパリインフォースメントの突出部に車体前方側から荷重が入力されると、突出部がフロントサイドメンバに沿うように車体後方側へ変形する。このように突出部がフロントサイドメンバに沿うように車体後方側へ変形した状態では、高強度部材が、車体後方側へ向かうに従い車体幅方向の寸法が大きくなる姿勢になり、車体幅方向外側へのスペーサーの突出量が車体後方側へ向かうに従い大きくなる。しかも、この高強度部材は、突出部よりも高強度に形成されているため、突出部が変形した後においてもその外形を維持することができる。このため、衝突物とフロントサイドメンバとの間に高強度部材が介在した状態で衝突物が車両に対して相対的に後方側へ移動することにより、衝突物には車体幅方向一側への力が作用し、フロントサイドメンバには車体幅方向他側への反力が作用する。この反力によって車両が車体幅方向他側へ移動されることにより、衝突物と車両との車体幅方向のラップ量を減少させることができるので、車体の変形を抑制することができる。
【0009】
また、この発明では、バンパリインフォースメントの突出部がフロントサイドメンバに沿うように車体後方側へ変形すると、車体骨格部材に固定された延長部材の前端
側が、高強度部材の後端側と上下又は前後に隣り合う。この延長部材は、高強度部材と同様に突出部よりも高強度に形成されている。このため、衝突物とフロントサイドメンバとの間に高強度部材が介在すると共に、更に延長部材が衝突物と車体骨格部材との間に介在することにより、車体骨格部材に作用する車体幅方向他側(衝突物とは反対側)への反力の発生時間を延長することができる。これにより、車両を車体幅方向他側へ効果的に移動させることができるので、衝突物と車両との車体幅方向のラップ量を更に減少させることができ、車体の変形を更に抑制することができる。
【0010】
請求項
2に記載の発明に係る車体前部構造は、請求項
1において、前記車体骨格部材は、前記フロントサイドメンバの前端側の下面に連結されたラジエータサポートロアクロスを有し、前記延長部材は、前記ラジエータサポートロアクロスの車体幅方向外側面に固定され、前記突出部が車体前方側からの荷重によって前記フロントサイドメンバに沿うように車体後方側へ変形した状態では、前記高強度部材の後端側の下方に前端側が位置するように配置された第1延長部材を有する。
【0011】
請求項
2に記載の発明では、バンパリインフォースメントの突出部がフロントサイドメンバに沿うように車体後方側へ変形すると、ラジエータサポートロアクロスの車体幅方向外側面に固定された第1延長部材の前端側の上方に、高強度部材の後端側が配置される。このため、衝突物とフロントサイドメンバとの間に高強度部材が介在すると共に、直ちに第1延長部材が衝突物とラジエータサポートロアクロスとの間に介在するようにすることができる。これにより、車体骨格部材に作用する車体幅方向他側への反力を継続的に発生させることができるので、車両を車体幅方向他側へ一層効果的に移動させることができる。しかも、第1延長部材がラジエータサポートロアクロスに固定されているため、車体後方側へ変形してくる突出部が第1延長部材に干渉することを、簡単な構成で防止することができる。
【0012】
請求項
3に記載の発明に係る車体前部構造は、請求項
2において、前記延長部材は、前記第1延長部材の後端側の上方に前端側が配置された状態で前記フロントサイドメンバの車体幅方向外側面に固定された第2延長部材を有する。
【0013】
請求項
3に記載の発明では、バンパリインフォースメントの突出部よりも高強度に形成された第2延長部材が、前端側を第1延長部材の後端側の上方に配置させた状態でフロントサイドメンバの車体幅方向外側面に固定されている。このため、衝突物とフロントサイドメンバとの間に第1延長部材が介在すると共に、直ちに第2延長部材が介在することにより、フロントサイドメンバ(車体骨格部材)に作用する車体幅方向他側への反力の発生時間を更に延長することができる。これにより、車両を車体幅方向他側へより一層効果的に移動させることができる。
【0014】
請求項
4に記載の発明に係る車体前部構造は、請求項1〜請求項
3の何れか1項において、前記バンパリインフォースメントの上下方向中間部には、車体後方側が開口した凹部が形成されており、前記高強度部材は、前記凹部に嵌め込まれている。
【0015】
請求項
4に記載の発明では、バンパリインフォースメントの上下方向中間部に形成された凹部に高強度部材が嵌め込まれている。このため、高強度部材の配置スペースによって車体前部のスペースが狭くなることを抑制できる。
【0016】
請求項
5に記載の発明に係る車体前部構造は、請求項
4において、前記高強度部材は、車体幅方向から見て、車体後方側が開口した開断面形状に形成されている。
【0017】
請求項
5に記載の発明では、高強度部材が車体後方側が開口した開断面形状に形成されているため、高強度部材の軽量化を図ることができる。しかも、バンパリインフォースメントの突出部が車体後方側へ変形した際に、高強度部材がフロントサイドメンバに接触するようにすれば、高強度部材と車体骨格部材とによって閉断面を形成することができる。これにより、高強度部材が衝突物と車体骨格部材との間で圧縮荷重を受けた際の強度を向上させることができる。
【0018】
請求項
6に記載の発明に係る車体前部構造は、車体前部の側部に車体前後方向を長手方向として配置されたフロントクロスメンバと、車体幅方向を長手方向として配置され、
車体後方側が開口した凹部が上下方向中間部に形成され、前記フロントサイドメンバの前端部に直接又は間接的に連結されると共に、前記フロントサイドメンバよりも車体幅方向外側へ突出した突出部を有
するバンパリインフォースメントと、
前記突出部よりも高強度に形成され、前記凹部に嵌め込まれて前記突出部の後面側に取り付けられると共に、車体幅方向外側へ向かうに従い車体前後方向の寸法が大きくなるように形成された高強度部材と、を備えている。
【発明の効果】
【0020】
以上説明したように、本発明に係る車体前部構造では、微小ラップ衝突時における車体の変形を抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【0022】
<第1の実施形態>
以下、
図1〜
図4を用いて本発明の第1実施形態に係る車体前部構造10について説明する。なお、図中矢印FRは車体前方を示し、矢印UPは車体上方を示し、矢印OUTは車体幅方向外方を示している。
【0023】
(構成)
図1及び
図2に示すように、本実施形態に係る車体前部構造10は、フロントサイドメンバ12を備えている。フロントサイドメンバ12は、車体骨格部材11の構成部材であり、車体前部の両側部に車体前後方向を長手方向として配置されている。なお、本車体前部構造10は左右対称に構成されているため、
図1及び
図2では、車体中央側及び車体右側の図示を省略している。
【0024】
左右のフロントサイドメンバ12の前端部には、それぞれクラッシュボックス14がボルト締結等の手段によって連結されている。左右のクラッシュボックス14は、フロントサイドメンバ12よりも軸圧縮荷重に対する耐力が低く設定されている。これらのクラッシュボックス14は、車両が前面衝突をした際には、フロントサイドメンバ12が軸圧縮変形する前に軸圧縮変形してエネルギーを吸収する構成になっている。
【0025】
左右のクラッシュボックス14の前端部には、車体幅方向を長手方向として配置されたバンパリインフォースメント16がボルト締結等の手段によって連結されている。
図3に示されるように、このバンパリインフォースメント16は、所謂B型断面タイプとされており、上壁18、下壁20、前壁22及び後壁24を備えている。後壁24の上下方向中間部には、車体前方側へ断面略U字状に膨出した膨出部26が設けられている。これにより、バンパリインフォースメント16の上下方向中間部には、車体後方側が開口した凹部28が形成されており、凹部28の上下両側には、それぞれ閉断面部30、32が形成されている。
【0026】
このバンパリインフォースメント16は、左右のクラッシュボックス14よりも車体幅方向外側へ突出した左右の突出部16Aを有している。左右の突出部16Aは、車体幅方向外側へ向かうに従い車体後方側へ向かうように緩やかに湾曲しており、湾曲方向(長手方向)に沿った長さ寸法がクラッシュボックス14の車体前後方向に沿った長さ寸法よりも十分に長く設定されている。これらの突出部16Aの後面側には、高強度部材としてのスペーサー34が取り付けられている。
【0027】
スペーサー34は、例えば板金材料がプレス加工されること等により長尺状に形成されたものであり、長手方向が突出部16Aの長手方向に沿う状態で配置されている。このスペーサー34は、突出部16Aの凹部28に嵌合した本体部34Aと、本体部34Aの後端部及び車体幅方向外側端部から車体上下方向両側へ延出されたフランジ部34Bとによって構成されており、
図3に示されるように、車体幅方向から見た断面形状が車体後方側が開口した断面略ハット形に形成されている。
【0028】
本体部34Aは、車体上下方向に対向した上壁部36及び下壁部38と、上壁部36及び下壁部38の前端部間を車体上下方向に連結した縦壁部40とを備えており、車体幅方向から見て車体後方側が開口した断面略U字状に形成されている。フランジ部34Bは、上壁部36の後端部から車体上方へ延びる後面上側フランジ42と、下壁部38の後端部から車体下方へ延びる後面下側フランジ44と、上壁部36の車体幅方向外側端部から車体上方へ延びる側面上側フランジ46と、下壁部38の車体幅方向外側端部から車体下方へ延びる側面下側フランジ48とを備えている。後面上側フランジ42及び後面下側フランジ部44は、突出部16Aにおける後壁24の後面に例えばボルト締結等の手段により固定されている。なお、突出部16Aへのスペーサー34の固定方法は、上記に限らず適宜変更することができる。
【0029】
図1に示されるように、本体部34Aは、平面視で楔状(略直角三角形状)に形成されており、車体幅方向外側へ向かうに従い車体前後方向の寸法が大きくなる(漸増する)ように形成されている。詳細には、前壁22と後壁24との対向方向に沿った本体部34Aの幅寸法は、突出部16Aの車体幅方向外側端部において最大になっており、本体部34Aの縦壁部40が突出部16Aの前壁22に近接して配置されている。また、前壁22と後壁24との対向方向に沿った本体部34Aの幅寸法は、車体幅方向内側へ向かうに従い漸減しており、クラッシュボックス14の近傍に配置された本体部34Aの車体幅方向内側端部において略ゼロになっている。この本体部34Aでは、縦壁部40の前面40Aが略車体幅方向に沿うように配置されている。
【0030】
上述のスペーサー34は、バンパリインフォースメント16の突出部16Aよりも高強度に形成されており、突出部16Aよりも圧縮荷重に対する耐力が高く構成されている。なお、スペーサー34の材料(材質)は、板金に限らず適宜変更することができる。但し、スペーサー34は、長手方向及び幅方向(前壁22と後壁24との対向方向)において100kN程度の荷重に耐え得る高強度に形成されることが好ましい。このスペーサー34は、車両が微小ラップ衝突をした際の車体の変形を抑制するためのものである。微小ラップ衝突とは、
図1に示されように、衝突物50(ここではバリア)と車両との車体幅方向のラップ量が小さい状態で車両が衝突物50に衝突することにより、フロントサイドメンバ12の軸圧縮変形によるエネルギー吸収が十分になされないような衝突形態をいう。
【0031】
なお、上記構成の車体前部構造10では、上述したバンパリインフォースメント16の前端面に図示しないアブソーバが取り付けられると共に、当該アブソーバ及びバンパリインフォースメント16が図示しないバンパカバーによって車体前方側及び車体幅方向両側から覆われる構成になっている。
【0032】
(作用及び効果)
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
【0033】
上記構成の車体前部構造10では、車両が衝突物50に対して微小ラップ衝突をすることにより、バンパリインフォースメント16の突出部16Aに車体前方側から荷重が入力されると、
図4に示されるように突出部16Aがフロントサイドメンバ12に沿うように車体後方側へ変形し(折れ曲がり)、突出部16Aの後面側に取り付けられたスペーサー34がフロントサイドメンバ12の車体幅方向外側面に接触する。このスペーサー34は、突出部16Aの変形前の状態において、車体幅方向外側へ向かうに従い車体前後方向の寸法が大きくなるように形成されているため、突出部16Aの変形後の状態では、車体後方側へ向かうに従い車体幅方向の寸法が大きくなる姿勢でフロントサイドメンバ12の車体幅方向外側面に接触している(
図4図示状態)。
【0034】
この状態では、フロントサイドメンバ12の車体幅方向外側面からのスペーサー34の突出量が車体後方側へ向かうに従い大きくなり、スペーサー34の縦壁部40の前面40Aが車体後方側へ向かうに従い車体幅方向外側へ向かうように傾斜している。しかも、このスペーサー34は、突出部16Aよりも高強度に形成されているため、突出部16Aが変形した後においてもその外形を維持することができる。
【0035】
このため、衝突物50とフロントサイドメンバ12との間にスペーサー34が介在した状態(スペーサー34及び突出部16Aが図示しないバンパカバー及びアブソーバとフロントサイドメンバ12との間に挟まれた状態)で衝突物50が車両に対して相対的に後方側へ移動することにより、衝突物50には車体幅方向一側への力が作用する(衝突物50がスペーサー34の前面40Aから車体幅方向一側への力を受ける)。これにより、フロントサイドメンバ12にはスペーサー34を介して車体幅方向他側への反力Fが作用する。この反力Fによってフロントサイドメンバ12を車体幅方向他側へ効果的に変形させることができると共に、車両を車体幅方向他側へ移動させることができる。これにより、衝突物50と車両との車体幅方向のラップ量を減少させることができるので、車体の変形を抑制することができる。特に、車体前後方向中央側にキャビンが設けられた車両(セダン等)においては、キャビンへの入力を低減することができるので、キャビンの変形を効果的に抑制することができる。
【0036】
また、本実施形態では、上述のスペーサー34がバンパリインフォースメント16の上下方向中間部に形成された凹部28に嵌め込まれている。このため、スペーサー34の配置スペースによって車体前部のスペースが狭くなることを抑制できる。
【0037】
さらに、本実施形態では、スペーサー34は、車体後方側が開口した開断面形状に形成されている。これにより、スペーサー34の軽量化を図ることができる。しかも、このスペーサー34は、バンパリインフォースメントの突出部が車体後方側へ変形することによりフロントサイドメンバ12の車体幅方向外側面に接触した状態では、フロントサイドメンバ12と共に閉断面を形成する。これにより、スペーサー34が衝突物50とフロントサイドメンバ12との間で圧縮荷重を受けた際の強度を向上させることができる。
【0038】
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。なお、前記第1実施形態と基本的に同様の構成・作用については、前記第1実施形態と同符号を付与し、その説明を省略する。
【0039】
図5には、本発明の第2実施形態に係る車体前部構造60が平面図にて示されている。また、
図6にはこの車体前部構造60が斜視図にて示されている。この実施形態は、前記第1実施形態と基本的に同様の構成とされているが、第1延長部材としての第1延長スペーサー62、及び第2延長部材としての第2延長スペーサー64が付け加えられている点に特徴がある。第1延長スペーサー62は、スペーサー34と同様の材料によってブロック状に形成されており、スペーサー34と同等の強度を備えている。この第1延長スペーサー62は、フロントサイドメンバ12の前端側の下面に連結されたラジエータサポートロアクロス66(
図2では図示省略)の車体幅方向外側面に固定されている。この第1延長スペーサー62には、車体幅方向外側面62Aと前面62Bとの間に傾斜面62Cが形成されている。この傾斜面62Cは、車体前方側へ向かうに従い車体幅方向内側へ向かうように形成されている。この第1延長スペーサー62は、突出部16Aがフロントサイドメンバ12に沿うように車体後方側へ変形した状態(
図5の二点鎖線参照)では、スペーサー34の後端部の下方近傍に前端部が位置するように配置されている。なお、ラジエータサポートロアクロス66は、フロントサイドメンバ12と共に車体骨格部材11を構成している。
【0040】
一方、第2延長スペーサー64は、第1延長スペーサー62と基本的に同様の構成とされており、第1延長スペーサー62の後端部の上方近傍に前端部が配置された状態でフロントサイドメンバ12の車体幅方向外側面に固定されている。この第2延長スペーサー64には、車体幅方向外側面64Aと前面64Bとの間に、傾斜面64Cが形成されている。この傾斜面64Cは、車体前方側へ向かうに従い車体幅方向内側へ向かうように形成されている。
【0041】
第1延長スペーサー62及び第2延長スペーサー64の車体幅方向に沿った幅寸法L1は、同じ寸法に設定されており、第1延長スペーサー62の車体幅方向外側面62Aと第2延長スペーサー64の車体幅方向外側面64Aとが同一平面状に配置されている。また、上記幅寸法L1は、スペーサー34の車体幅方向外側端部の幅寸法L2と同等に設定されている。このため、突出部16Aがフロントサイドメンバ12に沿うように車体後方側へ変形してスペーサー34がフロントサイドメンバ12に接触した状態(
図5の二点鎖線参照)では、スペーサー34の前面40Aの後端と、第1延長スペーサー62の車体幅方向外側面62Aとが車体幅方向において略同じ位置に配置されるように構成されている。そして、この状態では、
図5に示される平面視において、第1延長スペーサー62がスペーサー34の車体後方へ延びると共に、第2延長スペーサー64が第1延長スペーサー62の車体後方へ延びるように、第1延長スペーサー62及び第2延長スペーサー64が配置されている。
【0042】
なお、第1延長スペーサー62のラジエータサポートロアクロス66への固定方法、及び第2延長スペーサー64のフロントサイドメンバ12への固定方法は、ボルト締結や溶接など強固に固定できるものが好ましいが、特定の方法には限定されない。
【0043】
本実施形態では、バンパリインフォースメント16の突出部16Aが衝突物50からの荷重により車体後方側へ変形してスペーサー34がフロントサイドメンバ12の車体幅方向外側面に接触すると、ラジエータサポートロアクロス66の車体幅方向外側面に固定された第1延長スペーサー62の前端部の上方近傍に、スペーサー34の後端部が配置される。この第1延長スペーサー62は、スペーサー34と同様に突出部16Aよりも高強度に形成されているため、衝突物50とフロントサイドメンバ12との間にスペーサー34が介在すると共に、直ちに第1延長スペーサー62が衝突物50とフロントサイドメンバ12との間に介在することにより、フロントサイドメンバ12に作用する車体幅方向一側への反力Fを継続的に発生させることができる。これにより、車両を車体幅方向他側(衝突物50とは反対側)へ効果的に移動させることができるので、衝突物50と車両との車体幅方向のラップ量を更に減少させることができ、車体の変形を更に抑制することができる。
【0044】
しかも、この実施形態では、バンパリインフォースメント16の突出部16Aよりも高強度に形成された第2延長スペーサー64が、前端部を第1延長スペーサー62の後端部の上方近傍に配置させた状態でフロントサイドメンバ12の車体幅方向外側面に固定されている。このため、衝突物50とフロントサイドメンバ12との間に第1延長スペーサー62が介在すると共に、直ちに第2延長スペーサー64が衝突物50とフロントサイドメンバ12との間に介在することにより、フロントサイドメンバ12に作用する車体幅方向他側への反力Fの発生時間を更に延長することができる。これにより、車両を車体幅方向他側へ一層効果的に移動させることができるので、衝突物50と車両との車体幅方向のラップ量をより一層減少させることができ、車体の変形をより一層抑制することができる。
【0045】
また、この実施形態では、第1延長スペーサー62がラジエータサポートロアクロス66に固定されているため、車体後方側へ変形してくる突出部16Aが第1延長部材62に干渉することを、簡単な構成で防止することができる。また、第1延長スペーサー62及び第2延長スペーサー64に傾斜面62C、64Cが設けられているため、衝突物50が第1延長スペーサー62及び第2延長スペーサー64と摺接する際に車体側に衝撃が加わることを防止又は抑制できる。
【0046】
<実施形態の補足説明>
上記第2実施形態では、ラジエータサポートロアクロス66に固定された第1延長スペーサー62(第1延長部材)と、フロントサイドメンバ12に固定された第2延長スペーサー64(第2延長部材)とによって延長部材が構成された場合について説明したが、本発明はこれに限らず、延長部材の構成は適宜変更することができる。例えば、第1延長部材と第2延長部材とが一体に形成された構成にしてもよい。また例えば、上記第2実施形態において、第1延長部材62が省略されると共に、第2延長部材64の前端部が、
図5に二点鎖線で示されるスペーサー64の後端部と前後に近接して隣り合う(並ぶ)ように構成してもよい。
【0047】
また、上記第2実施形態では、第1延長スペーサー62(第1延長部材)がラジエータサポートロアクロス66に固定された構成にしたが、本発明はこれに限らず、例えば、ラジエータを備えていない車両(電気自動車等)においては、フロントサイドメンバに連結される他の骨格部材に第1延長部材を固定する構成になる。
【0048】
また、上記各実施形態では、スペーサー34(高強度部材)が、車体幅方向から見て、車体後方側が開口した開断面形状に形成された構成にしたが、本発明はこれに限らず、高強度部材の形状は適宜変更することができる。例えば、高強度部材が車体幅方向から見て、閉断面形状に形成された構成にしてもよい。
【0049】
また、上記各実施形態では、スペーサー34が、バンパリインフォースメント16に形成された凹部28に嵌め込まれた構成にしたが、本発明はこれに限らず、バンパリインフォースメントが凹部を備えていない場合には、バンパリインフォースメントの上面側、下面側又はその両方に高強度部材を取り付ける構成にしてもよい。
【0050】
また、上記各実施形態では、バンパリインフォースメント16がクラッシュボックス14を介してフロントサイドメンバ12の前端部に連結された構成にしたが、本発明はこれに限らず、バンパリインフォースメントがフロントサイドメンバの前端部に直接連結された構成にしてもよい。
【0051】
また、上記各実施形態では、突出部16Aがフロントサイドメンバ12に沿うように車体後方側へ変形することにより、スペーサー34がフロントサイドメンバ12に接触する構成にしたが、本発明はこれに限らず、高強度部材がフロントサイドメンバに直接接触せず、別の部材(例えば、突出部の一部)が高強度部材とフロントサイドメンバとの間に介在される構成にしてもよい。
【0052】
また、上記各実施形態では、スペーサー34の前面40Aが平面状に形成された構成にしたが、本発明はこれに限らず、高強度部材の前面が曲面状に形成された構成にしてもよい。
【0053】
さらに、上記各実施形態では、バンパリインフォースメント16とは別体に形成されたスペーサー34が、バンパリインフォースメント16の突出部16Aに取り付けられた構成にしたが、本発明はこれに限らず、バンパリインフォースメントの突出部における後面側に、突出部よりも高強度な高強度部を一体に設ける構成にしてもよい。
【0054】
その他、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記各実施形態に限定されないことはいうまでもない。