特開 2022-43371 車両の前部構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022043371

(43)【公開日】2022-03-16

(54)【発明の名称】車両の前部構造

(51)【国際特許分類】

   B60R 19/34 20060101AFI20220309BHJP

   B60R 19/24 20060101ALI20220309BHJP

【ＦＩ】

B60R19/34

B60R19/24 Q

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2018245743

(22)【出願日】2018-12-27

(71)【出願人】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100174366

【弁理士】

【氏名又は名称】相原 史郎

(72)【発明者】

【氏名】田中 達也

(72)【発明者】

【氏名】久保山 翼

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 瞬

(72)【発明者】

【氏名】青木 美香

(57)【要約】

【課題】前突時にサイドメンバに発生するモーメントを抑えつつクラッシュボックスを安定して圧縮変形させ荷重吸収性能を向上させる車両の前部構造を提供する。
【解決手段】車両のサイドメンバ３の前端部と、サイドメンバ３に対して下方にオフセットして配置されたフロントバンパビーム２とを車両前後方向に延びて接続するクラッシュボックス１を有する車両の前部構造であって、クラッシュボックス１の上壁５は車両前方に向かって下方に傾斜し、クラッシュボックス１の下壁６はサイドメンバ３の下壁より下方に位置して水平方向に延び、クラッシュボックス１の下壁６に車幅方向に延び車両後方側の部位よりも車両前方側の部位が上方に位置する段差１０を設けた。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車幅方向の両側で車両前後方向に延びるサイドメンバと、前記サイドメンバの車両前方で車幅方向に延び、前記サイドメンバに対して車両上下方向一方側にオフセットして配置されるフロントバンパビームと、車両前後方向に延びて前記サイドメンバと前記フロントバンパビームとを接続するクラッシュボックスと、を有する車両の前部構造であって、
前記クラッシュボックスの前記一方側の壁部が、前記サイドメンバの前記一方側の壁部より前記一方側に位置し、
前記クラッシュボックスの前記一方側の壁部に、車幅方向に延びる段差を備えたことを特徴とする車両の前部構造。

【請求項2】

前記フロントバンパビームの端部は、車幅方向外側へ向かうにつれて車両後方に傾斜した傾斜部を有し、
前記クラッシュボックスは、前記傾斜部に接続されており、
前記クラッシュボックスの車幅方向内側の側壁に、前記段差より車両前方側の位置で上下方向に延びる第１のビードを備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両の前部構造。

【請求項3】

前記クラッシュボックスの車両上下方向他方側の壁部に、車幅方向に延びる第２のビードを備え、
前記第２のビードは、前記第１のビードと車両前後方向で同一の位置に設けられることを特徴とする請求項２に記載の車両の前部構造。

【請求項4】

前記第２のビードは、前記第１のビードと連続して形成されていることを特徴とする請求項３に記載の車両の前部構造。

【請求項5】

前記クラッシュボックスの前記一方側の壁部に、当該一方側の壁部の後端から前記段差よりも車両後方の位置まで車両前方に延びる第３のビードを備えたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車両の前部構造。

【請求項6】

前記フロントバンパビームの後方には、前端が前記サイドメンバの前端より前方に位置する車載機器が設けられ、
前記第３のビードの前端は、前記車載機器の前端よりも前方に位置することを特徴とする請求項５に記載の車両の前部構造。

【請求項7】

前記クラッシュボックスの車両上下方向他方側の壁部には、前記第３のビードの前端と車両前後方向で同一の位置に、車幅方向に延びる第４のビードが備えられたことを特徴とする請求項６に記載の車両の前部構造。

【請求項8】

前記第４のビードは、前記クラッシュボックスの車両上下方向他方側の壁部に設けられた、前記段差より車両前方側の位置で車幅方向に延びる第２のビードと逆方向に突出していることを特徴とする請求項７に記載の車両の前部構造。

【請求項9】

前記クラッシュボックスの車両上下方向他方側の壁部は、車両前方側へ向かうにつれて前記一方側に傾斜しており、前記一方側の壁部は水平に延びている、ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の車両の前部構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両の前部構造に関し、衝突時における衝撃吸収構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、車両の衝突時に発生する衝撃荷重を吸収するために、フロントバンパビームをサイドメンバの前端にクラッシュボックスを介して設ける構成が知られている。このような構成では、車両の衝突により衝撃を受けた場合にはクラッシュボックスが圧縮するように変形して衝撃を吸収する構造となっている。
ところで、ＳＵＶ車のように車高の高い車両では、サイドメンバに対してフロントバンパビームを下方に配置することがある。このように、サイドメンバとフロントバンパビームの高さが異なる場合、特許文献１のようにクラッシュボックスを上下方向に傾斜させる構造が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－３０６２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような技術の他、サイドメンバに対してクラッシュボックスを上下方向にオフセットさせることで、フロントバンパビームとサイドメンバの高さを異ならせる方法が考えられるが、この場合、サイドメンバとクラッシュボックスの位置がずれているため、フロントバンパビームに衝突荷重が作用した際に、サイドメンバに対してサイドメンバの前端部が持ち上がるようなモーメントが発生し、サイドメンバがクラッシュボックスより先に変形し、サイドメンバによるエネルギー吸収効率が悪化する虞がある。

【0005】

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、サイドメンバに対して上下方向にオフセットして配置されたクラッシュボックスを有する車両において、前突時にサイドメンバに発生するモーメントを抑えつつクラッシュボックスを安定して圧縮変形させ荷重吸収性能を向上させる車両の前部構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成するために、本発明は、車幅方向の両側で車両前後方向に延びるサイドメンバと、前記サイドメンバの車両前方で車幅方向に延び、前記サイドメンバに対して車両上下方向一方側にオフセットして配置されるフロントバンパビームと、車両前後方向に延びて前記サイドメンバと前記フロントバンパビームとを接続するクラッシュボックスと、を有する車両の前部構造であって、前記クラッシュボックスの前記一方側の壁部が、前記サイドメンバの前記一方側の壁部より前記一方側に位置し、前記クラッシュボックスの前記一方側の壁部に、車幅方向に延びる段差を備えたことを特徴とする。

【0007】

これにより、車両前突時のように、フロントバンパビームが後方に荷重を受けてクラッシュボックスが変形して荷重を吸収する際に、クラッシュボックスの一方側の壁部が他方側の壁部に向かって大きく上下方向に屈曲するような変形を抑制して、クラッシュボックスを安定して後方に圧縮変形させることができる。
好ましくは、フロントバンパビームの端部は、車幅方向外側へ向かうにつれて車両後方に傾斜した傾斜部を有し、クラッシュボックスは、前記傾斜部に接続されており、クラッシュボックスの車幅方向内側の側壁に、段差より車両前方側の位置で上下方向に延びる第１のビードを備えるとよい。

【0008】

これにより、車両前突時のように、フロントバンパビームが後方に荷重を受けた際に、段差より前に位置する第１のビードの位置でクラッシュボックスの車幅方向内側の側壁を変形させる。これにより、クラッシュボックスの左右の側壁の長さが異なっていても、クラッシュボックスが左右に傾かないように圧縮変形させることができる。
好ましくは、クラッシュボックスの車両上下方向他方側の壁部に、車幅方向に延びる第２のビードを備え、前記第２のビードは、第１のビードと車両前後方向で同一の位置に設けられるとよい。

【0009】

これにより、側壁に形成された第１のビードと、車両上下方向他方側の壁部に形成された第２のビードによって、クラッシュボックスの変形位置を安定させることができる。
好ましくは、第２のビードは、第１のビードと連続して形成されているとよい
これにより、フロントバンパビームが後方に荷重を受けた際に、互いに同一の前後位置にある第１のビードと第２のビードによって、クラッシュボックスの変形位置を安定させることができる。また、第１のビードと第２のビードが、側壁と車両上下方向他方側の壁部との間の稜線部を横切るように形成されるので、稜線部において変形し易くし、クラッシュボックスの変形位置を第１のビードの前後位置でより安定させることができる。

【0010】

好ましくは、クラッシュボックスの一方側の壁部に、当該一方側の壁部の後端から段差よりも車両後方の位置まで車両前方に延びる第３のビードを備えるとよい。
これにより、第３のビードが設けられるクラッシュボックスの後部が、第３のビードが設けられない前部よりも潰れにくくなる。したがって、軽衝突時において、第３のビードの前端より後方を保護することができる。

【0011】

好ましくは、フロントバンパビームの後方には、前端がサイドメンバの前端より前方に位置する車載機器が設けられ、第３のビードの前端は、前記車載機器の前端よりも前方に位置するとよい。
これにより、軽衝突時において、クラッシュボックスの前部が潰れても第３のビードが設けられる部位は潰れにくく、車載機器を保護することができる。

【0012】

好ましくは、クラッシュボックスの車両上下方向他方側の壁部には、第３のビードの前端と車両前後方向で同一の位置に、車幅方向に延びる第４のビードが備えられるとよい。
これにより、軽衝突時において、クラッシュボックスの上壁と下壁を第３のビードの前端部及び第４のビードの前後位置まで安定した形状で圧縮変形させることができ、第４のビードより後方の部位の変形を抑制することができる。

【0013】

好ましくは、第４のビードは、クラッシュボックスの車両上下方向他方側の壁部に設けられた、段差より車両前方側の位置で車幅方向に延びる第２のビードと逆方向に突出しているとよい。
これにより、前突時にクラッシュボックスが第４のビードまで潰れた際に、第２のビード及び第４のビードが設けられている車両上下方向他方側の壁部が、上下方向に互い違いに変形して潰れるので、当該壁部が上下方向の一方に大きく曲がることを抑制し、モーメントの発生を抑制することができる。

【0014】

好ましくは、クラッシュボックスの車両上下方向他方側の壁部は、車両前方側へ向かうにつれて一方側に傾斜しており、一方側の壁部は水平に延びているとよい。
これにより、車両前突時のように、フロントバンパビームが後方に荷重を受けてクラッシュボックスが変形して荷重を吸収する際に、クラッシュボックスが大きく上下方向に屈曲するような変形を抑制して、クラッシュボックスを安定して後方に圧縮変形させることができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明の車両の前部構造によれば、サイドメンバに対して車両上下方向一方側にオフセットして配置されたフロントバンパビームが後方に向けて荷重を受けても、クラッシュボックスを安定して後方に圧縮変形させることができるので、クラッシュボックスによる荷重吸収性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態の車両の前部構造を示す斜視図である。

【図2】本実施形態の車両の前部構造を示す側面図である。

【図3】本実施形態における段差による効果の説明図であり、車両の前部構造の側面図である。

【図4】本実施形態における第１のビード及び第２のビードによる効果の説明図であり、車両の前部構造の上面図である。

【図5】本実施形態における第３のビードによる効果の説明図であり、車両の前部構造の斜視図である。

【図6】本実施形態における第４のビードによる効果の説明図であり、車両の前部構造の底面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態の車両の前部構造を示す斜視図である。図２は、本実施形態の車両の前部構造を示す側面図である。なお、図１及び図２は、車両の前左部におけるクラッシュボックス１及びフロントバンパビーム２を図示している。また、図２は、クラッシュボックス１の右方のわずかに下方の位置からクラッシュボックス１付近を視た図である。

【0018】

図１、２に示すように、車両の車幅方向両側において車両前後方向に延在するサイドメンバ３の前端部には、クラッシュボックス１がボルト等によって締結されている。クラッシュボックス１は、内部に空間を有する筒状の部材であり、車幅方向両側のクラッシュボックス１の先端を繋ぐように車幅方向に延びるフロントバンパビーム２が設けられている。フロントバンパビーム２の車幅方向両端部は、車幅方向端部外側に向うにつれて後方に傾斜した傾斜部２ａを有している。

【0019】

なお、図面においては、車両左方のサイドメンバ３及びクラッシュボックス１を示しているが、図示しない車両右方のサイドメンバ及びクラッシュボックス１も左右対称の形状（すなわち「左」と「右」を置き換えた形状）となっているため、以下、車両左方の構造のみを説明する。）
本実施形態では、クラッシュボックス１は、車両前方に向かって下方に傾斜した上壁５（車両上下方向他方側の壁部）と、略水平方向に延びる下壁６（車両上下方向一方側の壁部）と、上下方向に延びる左右の側壁７、８を備えており、縦断面が矩形、側面視が台形状になっている。

【0020】

クラッシュボックス１の後端は、サイドメンバ３の前端で車両上下方向に延びるランプサポート９に接続されており、上壁５の後端がランプサポート９のサイドメンバ３の上端部に対向する箇所に、下壁６がランプサポート９のサイドメンバ３の下壁よりも下方に位置する箇所に接続されている。なお、ランプサポート９の下端は、図示しないサブフレームに接続されている。

【0021】

また、クラッシュボックス１の前端は、フロントバンパビーム２の端部の傾斜部２ａに接続されており、クラッシュボックス１の車幅方向内側に位置する側壁７は、車幅方向外側に位置する側壁８に対し、車両前方まで延在している。
上記のように、クラッシュボックス１はフロントバンパビーム２とサイドメンバ３とを、本実施形態ではランプサポート９を介して、接続している。

【0022】

図５に示すように、フロントバンパビーム２の後方には車載機器、例えばラジエータ２０がフロントバンパビーム２の後方（後面と対向する位置）に前後方向に間隔をおいて配置されている。ラジエータ２０は、その前端がサイドメンバ３の前端より前方に位置している。
なお、本実施形態では、ＳＵＶ車のように車高が高い車両を想定しており、サイドメンバ３が比較的高い位置に配置されている。一方、フロントバンパビーム２の上下位置は、例えば車高の低い車両と衝突した際に、衝突荷重をフロントバンパビーム２で受けることができるよう、サイドメンバ３の上下位置よりも下方にオフセットした位置、すなわちフロントバンパビーム２の下端がサイドメンバ３の下壁よりも下方に位置するように配置されている。したがって、サイドメンバ３とフロントバンパビーム２とを接続するクラッシュボックス１は、上記のようにサイドメンバ３に対して下方にオフセット（下壁６がサイドメンバ３より下方に位置）している。なお、ここで言うクラッシュボックス１がサイドメンバ３に対してオフセットしているとは、クラッシュボックス１の後端がサイドメンバ３の前端に対してオフセットしていることを言う。

【0023】

本実施形態のクラッシュボックス１は、下壁６に段差１０を備えるとともに、上壁５に第１のビード１１、車幅方向内側の右側壁７に第２のビード１４、下壁６に第３のビード１２、上壁５に第４のビード１３を備えている。
段差１０は、下壁６の前後方向中間部に設けられ、下壁６を車幅方向全域に亘って延びるように形成されている。本実施形態では、段差１０は、車幅方向外側の側壁８の前端より若干後方に位置している。下壁６は、段差１０の車両後方側の部位よりも車両前方側の部位が例えば数ｍｍ～数ｃｍ程度上方に位置するように形成されている。

【0024】

第１のビード１１及び第２のビード１４は、段差１０よりも車両前方に形成されており、上壁５及び車幅方向内側の側壁７を例えば数ｍｍ～数ｃｍ程度外方に突出させた凸型のビードである。第１のビード１１は、クラッシュボックス１の側壁７において上下方向全域に延び、第２のビード１４は上壁５において車幅方向全域に延びている。第１のビード１１は、クラッシュボックス１の車幅方向内側に位置する側壁７の、車幅方向外側に位置する側壁８の前端よりも車両前方の箇所に位置している。第２のビード１４は、上壁５の車両前後方向において第１のビード１１と同一の箇所に位置している。また、第１のビード１１と第２のビード１４は、互いに連続するように形成されており、上壁５と側壁７の間の稜線部１５においても外方に突出している。

【0025】

第３のビード１２は、下壁６においてクラッシュボックス１の後端部、即ちサイドメンバ３との接続位置から車両前方に延び例えば数ｍｍ～数ｃｍ程度下方に突出した凸型のビードである。第３のビード１２は、下壁６に車幅方向に間隔をおいて２つ設けられ、段差１０よりも車両後方の位置まで延びている。また、第３のビード１２の前端は、ラジエータ２０よりも前方に位置している。

【0026】

第４のビード１３は、上壁５に設けられ、第３のビード１２の先端と略同一の車両前後方向の位置で車幅方向全域に延び、例えば数ｍｍ～数ｃｍ程度内方（下方）に凹む凹型のビードである。また、第４のビード１３は、上壁５と右側壁７の間の稜線部１５、及び上壁５と左側壁８の間の稜線部１６においても内方に凹むように形成されている。
次に、図３～６を用いて、クラッシュボックス１に設けた段差１０、第１のビード１１、第２のビード１４、第３のビード１２、第４のビード１３の効果について説明する。なお、図３～５において、左側の図が衝突荷重を受けていない状態、右側の図が前方より衝突荷重を受けた状態を示している。また、図６も、前方より衝突荷重を受けた状態を示している。

【0027】

本実施形態のように上下位置が異なるサイドメンバ３とフロントバンパビーム２とを接続するクラッシュボックス１が、サイドメンバ３に対して下方にオフセットしている場合には、前突時のようにフロントバンパビーム２に車両後方に向けて衝突荷重が作用した際に、クラッシュボックス１がサイドメンバ３の下方に潜りこむように押圧されることによって、サイドメンバ３の前端部を上方に持ち上げるようなモーメントを与えてしまう虞がある。このように、サイドメンバ３にモーメントが作用するとサイドメンバ３の荷重吸収性能が低下してしまう。

【0028】

しかしながら図３に示すように、本実施形態ではクラッシュボックス１の下壁６に段差１０を設けることで、フロントバンパビーム２に後方に衝突荷重が作用した場合に、当該段差１０によってクラッシュボックス１の下壁６が潰れ、クラッシュボックス１の下部からサイドメンバ３に伝達する衝突荷重が吸収されるため、サイドメンバ３の前端部を上方に持ち上げるようなモーメントの発生を抑えることができる。

【0029】

なお、クラッシュボックス１の下壁に段差１０ではなく、車幅方向に延びるビードを設けることが考えられる。このように下壁６に車幅方向に延びるビードを備えることで、前突時にこのビードの位置でクラッシュボックス１の下壁６が潰れて、クラッシュボックス１の下部からサイドメンバ３に伝達する衝突荷重を吸収するものの、ビードの位置でクラッシュボックス１の下壁６が凸変形を起こし、サイドメンバ３の前端部を上方に持ち上げるようなモーメントが発生してしまうため、ビードではなく段差としている。

【0030】

また、段差１０を、下壁６の段差１０より車両前方側の部位が車両後方側の部位よりも上方に位置するように形成することにより、クラッシュボックス１の段差１０より車両前方側の断面積が車両後方側の断面積より小さくなるので、クラッシュボックス１をより確実に前方から潰すことができ、クラッシュボックス１の変形を安定させることができる。
図４に示すように、フロントバンパビーム２の端部は、車幅方向外側に向かって後方に傾斜した形状になっており、クラッシュボックス１の側壁７、８は、車幅方向外側が短く、車幅方向内側が長く形成されている。したがって、フロントバンパビーム２に対し車両後方に衝突荷重が作用した場合、クラッシュボックス１の段差１０に車幅方向に傾いた衝突荷重が入力されてしまい、クラッシュボックス１が前後方向に安定して圧縮変形せずに荷重を十分に吸収することが困難になる虞がある。

【0031】

本実施形態では、クラッシュボックス１の車幅方向内側の側壁７の段差１０よりも前方の箇所に第１のビード１１を設けることで、前突時に段差１０より前で側壁７を変形させて、段差１０に入力される衝突荷重が車幅方向に傾くことを抑制することができる。また、上壁５に第２のビード１４を設けたので、前突時に第１のビード１１及び第２のビード１４により上壁５及び側壁７、８が左右の長さが略同一になるまで潰れるようになる。このとき、第２のビード１４を段差１０と平行に延ばすことにより、段差１０に入力される衝突荷重が車幅方向に傾くことをより抑制することができる。特に、第１のビード１１と第２のビード１４を連結させ、上壁５と側壁７との間の稜線部１５にもビードが亘って設けられるので、この稜線部１５を安定して変形させることができる。

【0032】

図５に示すように、クラッシュボックス１の下壁６に車両前後方向に延びる第３のビード１２が設けられることで大きな衝突荷重が入力された際に、クラッシュボックス１の下壁６の後部が折れるように変形することを抑制し、サイドメンバ３の前端部を上方に持ち上げるようなモーメントの発生を抑えることができる。
なお、図５に示すように、第３のビード１２がラジエータ２０より前方まで延びているので、軽衝突時において第３のビード１２が設けられた部位が後方に潰れにくくなり、ラジエータ２０等の車載機器を破損させてしまうことを回避することができる。

【0033】

また、図６に示すように、クラッシュボックス１の上壁５に左右方向に延びる第４のビード１３を、第３のビード１２の前端部と略同一の前後位置に設けたので、軽衝突時にクラッシュボックス１の下壁６が第３のビード１２の前端部まで潰れた際に、上壁５を第４のビード１３の位置で積極的に変形させ、第４のビード１３よりも後方の箇所が潰れることを抑制することができる。これにより、軽衝突時に第４のビード１３より後方の部位の変形を更に抑制し、ラジエータ２０等の車載機器を破損させてしまうことを回避することができる。

【0034】

また、クラッシュボックス１の上壁５に設けられた第２のビード１４は凸型のビードであり、第４のビード１３は凹型のビードであって、互いに逆方向に突出している。これにより、前突時にクラッシュボックス１の上壁５が上下方向に互い違いに変形して潰れるので、クラッシュボックス１の変形をより安定させることができる。
本願発明は、上記実施形態に限定するものではない。例えば、上記の段差１０、第１のビード１１、第２のビード１４、第３のビード１２、第４のビード１３については、少なくとも段差１０が設けられていればビード１１、１２、１３、１４については、適宜採用してよい。また、上記実施形態では、サイドメンバ３に対しフロントバンパビーム２が下方に位置し、クラッシュボックス１がサイドメンバ３に対し下方にオフセットしているが、サイドメンバ３に対しフロントバンパビーム２が上方に位置し、クラッシュボックス１をサイドメンバ３に対し上方にオフセットさせる（上壁５をサイドメンバ３の上端より上方に位置させる）場合には、上記実施形態に対して上下を逆転させてクラッシュボックス１に段差１０や各ビード１１、１２、１３、１４を形成すればよい。

【0035】

本発明は、側面視で台形状になっているクラッシュボックスとしているが、側面視で矩形のクラッシュボックスに適用することもできる。

【符号の説明】

【0036】

１ クラッシュボックス
２ フロントバンパビーム
２ａ 傾斜部
３ サイドメンバ
５ 上壁
７ 側壁
６ 下壁
１０ 段差
１０ 段差
１１ 第１のビード
１２ 第３のビード
１３ 第４のビード
１４ 第２のビード
２０ ラジエータ（車載機器）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】