特許 7359030 車両の前部構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-02

(45)【発行日】2023-10-11

(54)【発明の名称】車両の前部構造

(51)【国際特許分類】

   B62D 25/20 20060101AFI20231003BHJP

【ＦＩ】

B62D25/20 C

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020029055

(22)【出願日】2020-02-25

(65)【公開番号】P2021133706

(43)【公開日】2021-09-13

【審査請求日】2023-01-27

(73)【特許権者】

【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】110002424

【氏名又は名称】ケー・ティー・アンド・エス弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】安河内 辰弥

【審査官】長谷井 雅昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－２１４２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－００９７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２５１７０２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１１１２１０３８（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１０５３１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２４８８９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６２Ｄ ２５／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両前部に設けられた動力源と、
前記動力源に対する車幅方向両側に配置され、前記動力源と対向する内側壁および前記内側壁よりも車幅方向の外側に配置され貫通する貫通孔が形成された外側壁を有し、車両前後方向に延びる一対の中空のサイドメンバと、
前記サイドメンバの中の空間を前記内側壁に沿って延びる第１部分、前記第１部分よりも車両前方側に配置され前記貫通孔を通過して前記外側壁よりも車幅方向の外側に張り出して車幅方向に延びる第２部分、および前記第１部分と前記第２部分とを繋ぐ第３部分を有する張り出し部材と、
を備える、車両の前部構造。

【請求項2】

前記第３部分は、前記第１部分から前記第２部分に向けて弧状に延びる曲部を有する、
請求項１に記載の車両の前部構造。

【請求項3】

前記第１部分は、前記内側壁に固定される、
請求項１または２に記載の車両の前部構造。

【請求項4】

前記サイドメンバは、前端にバンパビームに沿って設けられるフランジ部を有し、
前記第２部分は、前記フランジ部と固定される、
請求項１から３のいずれか１項に記載の車両の前部構造。

【請求項5】

前記第１部分は、側面視で前記動力源と重なる位置に配置される、
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】

前記貫通孔と前記張り出し部材との隙間を、前記車幅方向の外側から封じるとともに、前記フランジ部および前記サイドメンバに固定される蓋部材をさらに備える、
請求項３から５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】

本開示は、動力源を有する車両の前部構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、サイドメンバを有する車両の前部構造が開示されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の車両の前部構造は、サイドメンバと、クラッシュボックスと、ガセットと、連結部と、を有する。ガセットは傾斜部を含み、傾斜部は、サイドメンバの車幅方向の外側にある外側壁に固定される。

【0003】

特許文献１の車両の前部構造は、このような構造とすることで、車両と衝突物が微小にラップして衝突する微小ラップ衝突が発生した場合、連結部およびガセットからクラッシュボックスおよびサイドメンバに衝突エネルギを伝達する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－１０５３１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

微小ラップ衝突では、衝突エネルギをサイドメンバに伝えることで、サイドメンバが車幅方向の内側に向けて折れ曲がることが好ましい。サイドメンバが車幅方向の内側に向けて折れ曲がると、サイドメンバがエンジンやモータなどのパワープラント（動力源）を微小ラップ衝突が発生した側と反対側（以下、反衝突側と明細書に記す）へ押し出す。これにより、反衝突側に向けた慣性力が、車両に作用する。この結果、車両は、反衝突側へ移動し、衝突物から逃げる。

【0006】

しかし、特許文献１の車両の前部構造では、傾斜部がサイドメンバの車幅方向の外側にある外側壁に固定されるため、サイドメンバが折れず、パワープラントが押し出されないおそれがある。

【0007】

本開示の課題は、微小ラップ衝突が発生した場合、サイドメンバが動力源を反衝突側に押し出しやすい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】

【0008】

本開示に係る車両の前部構造は、動力源と、サイドメンバと、張り出し部材と、を備える。動力源は、車両前部に設けられる。サイドメンバは、動力源に対する車幅方向両側に配置され、動力源と対向する内側壁および内側壁よりも車幅方向の外側に配置され貫通する貫通孔が形成された外側壁を有する。サイドメンバは、車両前後方向に延びる一対の中空のサイドメンバである。張り出し部材は、第１部分、第２部分、および第３部分を有する。第１部分は、サイドメンバの中の空間を内側壁に沿って延びる。第２部分は、第１部分よりも車両前方側に配置され、貫通孔を通過して外側壁よりも車幅方向の外側に張り出して車幅方向に延びる。第３部分は、第１部分と第２部分とを繋ぐ。

【0009】

この車両の前部構造によれば、微小ラップ衝突が発生した場合、張り出し部材の第２部分が衝突エネルギを受け、受けた衝突エネルギを第１部分に伝達する。衝突エネルギが伝達された第１部分は、サイドメンバの内側壁を動力源に向けて押し出す。この結果、サイドメンバが動力源を反衝突側へ押し出しやすい車両の前部構造を提供することができる。

【0010】

第３部分は、第１部分から第２部分へ向けて弧状に延びる曲部を含んでもよい。

【0011】

この構成によれば、弧状に延びる曲部が設けられるので、微小ラップ衝突が発生した場合、張り出し部材に作用する応力を分散できる。これにより、張り出し部材の一部に応力が集中し、張り出し部材が即座に折れることを抑制できる。この結果、第１部分に衝突エネルギがさらに伝達されやすい。

【0012】

第１部分は、内側壁に固定されてもよい。

【0013】

この構成によれば、第１部分に内側壁で塞がれた閉断面が形成され、張り出し部材の強度が増す。

【0014】

サイドメンバは、前端にバンパビームに沿って設けられるフランジ部を有し、第２部分は、フランジ部と固定されてもよい。

【0015】

この構成によれば、第２部分がフランジ部に固定されることによって、第２部分に閉断面が形成され、第２部分の強度が増す。

【0016】

第１部分は、側面視で動力源と重なった位置に配置されてもよい。

【0017】

この構成によれば、第１部分が動力源と重なった位置に配置されるので、サイドメンバを押し出することで、サイドメンバが動力源を確実に押し出すことができる。

【0018】

車両の前部構造は、蓋部材をさらに備えてもよい。蓋部材は、貫通孔と張り出し部材との隙間を、車幅方向の外側から封じるとともに、フランジ部およびサイドメンバに固定される。

【0019】

この構成によれば、サイドメンバの中の空間に水などが進入することを防止できる。さらに、蓋部材がフランジ部とサイドメンバとの間の梁として機能し、衝突物からサイドメンバに衝突エネルギを伝達しやすい。

【発明の効果】

【0020】

本開示によれば、微小ラップ衝突が発生した場合、サイドメンバが動力源を反衝突側に押し出しやすい車両の前部構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本実施形態に係る車両の前部構造の全体構成を示す平面図。

【図2】本実施形態に係る車両の前部構造左側の分解斜視図。

【図3】本実施形態に係る車両の前部構造左側の平面断面図。

【図4】本実施形態に係る車両の前部構造の衝突状態を示す平面図。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本開示の一実施形態に係る車両Ｃの前部構造１について、図面を参照しながら説明する。なお、以下明細書において、車両Ｃの前後方向をＱと図面に記し、前方側をＦと記す。また、車両Ｃの車幅方向をＰと図面に記し、車両Ｃの後方からみて右側をＲと記す。さらに、車両Ｃの上下方向をＧと図面に記し、上側をＵと記す。

【0023】

図１に示すように、本開示の一実施形態に係る車両Ｃの前部構造１は、パワープラント（動力源の一例）２を備える車両Ｃの前部構造１である。本実施形態では、パワープラント２は、車両Ｃの前部に設けられ、エンジンとモータとトランスミッションとを組み合させたハイブリッド型のパワープラント２である。しかし、パワープラント２は、エンジンおよびトランスミッションの組み合わせ、モータおよび減速機の組み合わせ、または燃料電池スタックなどであってもよい。いずれにせよ、パワープラント２は、車両Ｃの動力源となる装置であればよい。

【0024】

図１および図２に示すように、車両Ｃの前部構造１は、サイドメンバ４と、張り出し部材６と、蓋部材８と、クラッシュボックス１６と、バンパビーム１７と、を車幅方向Ｐの左側と右側Ｒにそれぞれひとつずつ備える。サイドメンバ４は、車幅方向Ｐに並んで２つ配置され、パワープラント２の側面に沿って前後方向Ｑに延びることで、車両Ｃのシャシとして機能する。すなわち、サイドメンバ４は左右一対であり、車両Ｃの前後方向Ｑに延びるとともに、車幅方向Ｐの両側に配置される。また、パワープラント２は、２つのサイドメンバ４の間に配置され、サイドメンバ４に固定されたマウント７によってサイドメンバ４に連結される。マウント７は、ゴムなどの防振材を含み、パワープラント２を弾性支持するとともに、車両Ｃが衝突した場合、防振材からパワープラント２が引き抜かれることで、パワープラント２とサイドメンバ４の連結を解除する。

【0025】

なお、以下説明において、サイドメンバ４、張り出し部材６、および蓋部材８は、左側に配置されるサイドメンバ４、張り出し部材６、および蓋部材８について説明する。右側Ｒに配置されるサイドメンバ４、張り出し部材（部材の一例）６、および蓋部材８は、左側の各部材と左右対称の構造であるため説明を省略する。このため、以下明細書において車幅方向Ｐの外側と記す場合は左側に一致し、車幅方向Ｐの内側と記す場合は右側Ｒに一致する。

【0026】

図２に示すように、サイドメンバ４は、内側壁９と、外側壁１０と、フランジ部１４と、を有する。本実施形態では、サイドメンバ４は、内側部材４ａと、後方外側部材４ｂと、前方外側部材４ｃと、を有する。内側部材４ａは、高張力鋼などの金属板をハット形状にプレス加工して形成され、内側部材４ａのハット形状の頂面部に内側壁９が形成される。後方外側部材４ｂおよび前方外側部材４ｃは、高張力鋼などの金属板をＵ字形状にプレス加工して形成され、後方外側部材４ｂの外側壁１０ａおよび前方外側部材４ｃの外側壁１０ｂがＵ字形状の頂面部に形成される。

【0027】

内側部材４ａは、車幅方向Ｐの内側にパワープラント２に沿って配置され、ハット形状の開口が車幅方向Ｐの外側に向き、内側壁９がパワープラント２と対向して配置される。後方外側部材４ｂおよび前方外側部材４ｃは、内側部材４ａの車幅方向Ｐの外側に配置され、外側壁１０の車幅方向Ｐの内側面に内側部材４ａが溶接によって固定される。また、前方外側部材４ｃは、後方外側部材４ｂの前方側Ｆに後方外側部材４ｂと隣接して配置され、後方外側部材４ｂのフランジ２６に溶接される。すなわち、サイドメンバ４は、断面矩形の中空構造である。

【0028】

サイドメンバ４は、貫通孔１１を有する。貫通孔１１は、側面視でマウント７とフランジ部１４との間に位置する外側壁１０を貫通する。本実施形態では、貫通孔１１は、前方外側部材４ｃの前端部分を切り欠くことで設けられる。すなわち、貫通孔１１は、フランジ部１４と、前方外側部材４ｃとの間に形成される。貫通孔１１は、サイドメンバ４の車幅方向Ｐの外側の空間とサイドメンバ４の中の空間を連通することで、張り出し部材６が挿通する。

【0029】

前方外側部材４ｃおよび内側部材４ａの前端１２にはフランジ部１４が溶接によって固定される。また、図１および図２に示すように、フランジ部１４の前方側Ｆには、車両Ｃが受けた衝突エネルギを吸収するクラッシュボックス１６が取り付けられる。クラッシュボックス１６の前方側Ｆには、バンパ（図示せず）を支持するバンパビーム１７が取り付けられる。図１に示すように、バンパビーム１７は、左右のクラッシュボックス１６を接続する。また、フランジ部１４は、バンパビーム１７に沿って設けられる。

【0030】

図２および図３に示すように、張り出し部材６は、サイドメンバ４の中の空間を内側壁９に沿って前後方向Ｑの前方側Ｆへ延び、サイドメンバ４の外側壁１０を貫いて、車幅方向Ｐに延びて張り出す。張り出し部材６は、高張力鋼などの金属板をハット形状にプレス加工したのち、長手方向をＬ字型に曲げるようにプレス加工することで、形成される。

【0031】

図３に示すように、張り出し部材６は、第１部分１８、第２部分２０、および第３部分２２を有する。第１部分１８は、内側壁９に沿って延びる部分である。図１に示すように、第１部分１８は、少なくとも一部が側面視でパワープラント２と重なる位置に設けられる。また、図２に示すように、第１部分１８には、ハット形状の開口が内側壁９に向けて形成される。図３に示すように、第１部分１８は、ハット形状のフランジ２８が内側壁９の内側面に溶接されることで、内側壁９と固定される。本実施形態では、張り出し部材６は、内側部材４ａと後方外側部材４ｂおよび前方外側部材４ｃとが溶接されて固定されるよりも先に、内側壁９に溶接されて固定される。このように、張り出し部材６は、第１部分１８と内側壁９とによって閉断面を形成することで強度が増す。

【0032】

図２に示すように、第２部分２０は、第１部分１８よりも車両Ｃの前後方向Ｑの前方側Ｆに配置される。第２部分２０は、サイドメンバ４の外側壁１０よりも車幅方向Ｐの外側に張り出し、車幅方向Ｐに延びる部分である。第２部分２０は、バンパビーム１７よりも車幅方向Ｐの外側に張り出す。第２部分２０は、ハット形状の開口がフランジ部１４に向けて形成されるとともに、頂面部２０ａがフランジ３０よりも前後方向Ｑの後方側に突設するように形成される。図３に示すように、第２部分２０は、ハット形状のフランジ３０がフランジ部１４の後側面と溶接されることで、フランジ部１４と固定される。このように、張り出し部材６は、フランジ部１４と第２部分２０とによってバンパビーム１７の車幅方向Ｐの外側端部よりも車幅方向Ｐの外側の位置で閉断面を形成することで強度が増す。第２部分２０の頂面部２０ａは、後述する曲部３６に合わせて曲げられる。

【0033】

なお、本実施形態では、第２部分２０は、第１傾斜部２１を含む。第１傾斜部２１は、車幅方向Ｐの内側へ向かうにつれてフランジ部１４から離れ、前後方向Ｑの後方に向かって第１部分１８の方へ近づき、第３部分２２に繋がる。このように、第２部分２０に第１傾斜部２１が設けられることで、後述する曲部３６の曲率を緩くすることができる。これにより、張り出し部材６にかかる応力を分散しやすい。

【0034】

第３部分２２は、第１部分１８と第２部分２０とを繋ぐ部分である。より具体的には、第３部分２２は、第１部分１８の前端３２から第２部分２０の車幅方向Ｐの内側端部３４まで延びることで、第１部分１８と第２部分２０とをつなぐ。ここで、内側端部３４は、貫通孔１１の入口の開口に位置する。

【0035】

第３部分２２は、曲部３６を含む。曲部３６は、サイドメンバ４の中の空間を、第１部分１８から貫通孔１１の入口にある第２部分２０の内側端部３４に向かって弧状に延びる。このように、第３部分２２に曲部３６が設けられることで、微小ラップ衝突が発生した場合、張り出し部材６に作用する応力を分散できる。図２に示すように、曲部３６には、曲板３８が溶接されて固定される。これにより、張り出し部材６は、曲部３６において第３部分２２と曲板３８とによって閉断面を形成し強度が増す。

【0036】

なお、図３に示すように、本実施形態では、第３部分２２は、曲部３６に加えて、第２傾斜部４０を含む。第２傾斜部４０は、車幅方向Ｐの内側へ向かうにつれて曲部３６から離れ、前後方向Ｑの後方に向かって第１部分１８へ近づき、第１部分１８の前端３２に繋がる。このように、第３部分２２に曲部３６が設けられることで、曲部３６の曲率を緩くできる。これにより、張り出し部材６にかかる応力を分散しやすい。

【0037】

図２に示すように、蓋部材８は、カバー部８ａと、第１フランジ８ｂと、第２フランジ８ｃと、を有する。第１フランジ８ｂは、カバー部８ａの車幅方向Ｐの内側の開口周囲に形成され、外側壁１０に沿って延びる。第２フランジ８ｃは、カバー部８ａの前方側Ｆの開口周囲に形成され、フランジ部１４に沿って延びる。

【0038】

図３に示すように、カバー部８ａは、第２部分２０の頂面部２０ａおよびフランジ３０の形状に沿って形成され、第２部分２０を前後方向Ｑの後方側から覆う。より具体的には、蓋部材８は、第２部分２０の頂面部２０ａおよびフランジ３０を後方側から覆う。

【0039】

蓋部材８の第１フランジ８ｂは、外側壁１０ｂに溶接されて固定されるとともに、貫通孔１１と張り出し部材６との隙間を、車幅方向Ｐの外側から封じる。このように、蓋部材８は貫通孔１１と張り出し部材６との隙間を封じることで、サイドメンバ４の中の空間に水などが進入することを防止する。

【0040】

また、蓋部材８の第２フランジ８ｃは、フランジ部１４と溶接によって固定される。このように、蓋部材８は、第１フランジ８ｂおよび第２フランジ８ｃによってフランジ部１４およびサイドメンバ４の外側壁１０に固定されることで、フランジ部１４とサイドメンバ４との間の梁として機能する。これにより、微小ラップ衝突が発生した場合、フランジ部１４からサイドメンバ４に衝突エネルギが伝達しやすい。この結果、サイドメンバ４が車幅方向Ｐの内側へさらに変形しやすい。さらに、蓋部材８は、張り出し部材６が衝突エネルギを受けたときに、第２部分２０の頂面部２０ａおよびフランジ３０を前後方向Ｑの後方側から受けて止めて支持する。これにより、張り出し部材６が、衝突エネルギを受けて即座に折れることを抑制できる。この結果、第１部分１８に衝突エネルギが伝達されやすい。

【0041】

次に、車両Ｃの左側に微小ラップ衝突が発生した場合について、図４を用いて説明する。図４に示すように、車両Ｃの前部構造１は、車両Ｃに左側に微小ラップ衝突が発生すると、張り出し部材６が第２部分２０で衝突物からの衝突エネルギを受けて、第２部分２０が第３部分２２の曲部３６を支点として折り曲がるように変形する。このとき、張り出し部材６は、曲部３６を中心として回転しようとする。このため、第２部分２０に前後方向Ｑの後方に向けて作用する衝突エネルギは、第１部分１８が車幅方向Ｐの内側に向けて内側壁９を押し出す方向（図４の矢印参照）に向きを変えて、第１部分１８に伝達される。これにより、第１部分１８は、サイドメンバ４の内側壁９をパワープラント２に向けて押し出す。

【0042】

また、曲部３６は、張り出し部材６の一部に応力が集中し、張り出し部材６が即座に折れることを抑制できる。このため、第２部分２０に作用する衝突エネルギが第１部分１８に伝達されやすい。この結果、第１部分１８は、内側壁９をパワープラント２に向けて押しやすい。また、蓋部材８は、第２部分２０を後方側から支持し、フランジ部１４および第２部分２０が受ける衝突エネルギを外側壁１０に伝達する。これにより、外側壁１０もパワープラント２に向かって押される。さらに、第２部分２０の変形が進むと、張り出し部材６は、曲部３６を支点に折り畳まれる。しかし、このときも、蓋部材８が第２部分２０と外側壁１０の間に挟まる。また、外側壁１０と内側壁９の間には、第１部分１８が挟まる。すなわち、サイドメンバ４、張り出し部材６、および蓋部材８が、パワープラント２を向けて押し出される。パワープラント２は、これら部材によって反衝突側へ押し出されることで、反衝突側のサイドメンバ４へ車幅方向Ｐの右側Ｒに向けた衝突エネルギを伝達する。このため、車両Ｃは、右側Ｒへ押され、車両Ｃと衝突物とのラップ量が減少する。この結果、キャビンの変形が減少する。

【0043】

以上説明した通り、微小ラップ衝突が発生した場合、サイドメンバ４がパワープラント２を反衝突側に押し出しやすい車両Ｃの前部構造１を提供することができる。

【0044】

＜他の実施形態＞
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。

【0045】

（ａ）上記実施形態では、サイドメンバ４は、内側部材４ａと、後方外側部材４ｂと、前方外側部材４ｃと、を有する例を用いて説明したが、本開示はこれに限定されない。サイドメンバ４は、後方外側部材４ｂおよび前方外側部材４ｃを一体成形してもよい。

【0046】

（ｂ）上記実施形態では、車両Ｃの右側Ｒに微小ラップ衝突が発生した場合の例を用いて説明したが、本開示はこれに限定されない。車両Ｃの左側に微小ラップ衝突が発生した場合であっても、本開示と同様に右側に配置されるサイドメンバ４、張り出し部材６、および蓋部材８によって、パワープラント２は左側に押し出される。

【符号の説明】

【0047】

１：前部構造，２：パワープラント（動力源），４：サイドメンバ
６：張り出し部材，８：蓋部材，９：内側壁，１０：外側壁
１１：貫通孔，１２：前端，１４：フランジ部
１８：第１部分，２０：第２部分，２２：第３部分，２８：フランジ部
３６：曲部，Ｃ：車両

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】