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(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】2023-10-10
(45)【発行日】2023-10-18
(54)【発明の名称】車両の前部構造
(51)【国際特許分類】
   B62D 21/00 20060101AFI20231011BHJP
   B62D 21/15 20060101ALI20231011BHJP
【FI】
B62D21/00 A
B62D21/15 B
【請求項の数】 7
(21)【出願番号】P 2019152840
(22)【出願日】2019-08-23
(65)【公開番号】P2021030873
(43)【公開日】2021-03-01
【審査請求日】2022-07-29
(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】秋本 康雄
(72)【発明者】
【氏名】久保山 翼
(72)【発明者】
【氏名】藤井 隆史
(72)【発明者】
【氏名】一柳 栄成
(72)【発明者】
【氏名】スアン・ズイ・グエン
【審査官】塚本 英隆
(56)【参考文献】
【文献】特開2006-175987(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B62D 21/00
B62D 21/15
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の車幅方向に並んで配置され、前記車両の前後方向に延びる一対の第1骨格部材と、
前記車両の車幅方向に延びて、前記一対の第1骨格部材を接続する第2骨格部材と、
前記第1骨格部材の前端部に位置し、前記第1骨格部材および前記第2骨格部材よりも車幅方向外側に最外面が配置される拡幅部材と、
を備え、
前記第2骨格部材は、前記第1骨格部材よりも車幅方向外側まで延び、前記第1骨格部材の車幅方向外側の端部よりも車幅方向外側に位置する接合箇所で前記拡幅部材に接合される接続部を有し、
前記接続部は、車両前後方向に延びる、
車両の前部構造。
【請求項2】
前記拡幅部材は、上面および下面を有し、
前記接続部は、車幅方向に延びる第1延在部と、前記第1延在部から車両上下方向の一方側に延びる第2延在部とを有し、前記第1延在部が前記上面及び前記下面のいずれか一方に接続され、前記第2延在部が前記上面及び前記下面のいずれか他方に接続される、
請求項1に記載の車両の前部構造。
【請求項3】
前記第2延在部は、前記車両の前後方向に向かって延び、かつ、車両後方に向かうにつれて車幅方向の外側から内側に入り込む、
請求項2に記載の車両の前部構造。
【請求項4】
前記接合箇所は、前記車両の前後方向に向かって延び、かつ、車両後方に向かうにつれて車幅方向の外側から内側に入り込む、
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骨格部材の前端部は、前記第2骨格部材の前端部から車両後方側へ離間して設けられ、前記拡幅部材の前端部は、前記第1骨格部材の前端部から車両前方側へ離間して設けられる、
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】
前記接合箇所の前端部は、前記第1骨格部材の前端部よりも車両前方に設けられる、
請求項5に記載の車両の前部構造。
【請求項7】
一対のフロントサイドメンバと、をさらに備え、
前記第1骨格部材、第2骨格部材、および拡幅部材は、前記一対のフロントサイドメンバよりも下方に配置され、前記拡幅部材はフロントサイドメンバより車幅方向外側に突出している、
請求項1から6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する。
【背景技術】
【0002】
従来、車両の前方衝突の一形態として、フロントサイドメンバよりも車幅方向外側で起こるスモールオーバーラップ衝突という形態が知られている。また、スモールオーバーラップ衝突に対応するための、車両の前部構造が知られている(例えば、特許文献1)。
【0003】
特許文献1の車両の前部構造では、フロントサイドメンバから車幅方向外側に突出する突設部を設けている。突設部の車幅方向外側の側面は、平面視において車体後方に向かって車幅方向内側へ傾斜するように形成されている。突設部の前端は、車両前後方向において、クラッシュボックスとフロントサイドメンバとの連結部に比べて、同じ位置か又は後側に配置されている。これによって、スモールオーバーラップ衝突が発生した際に、前端にかかる衝突エネルギがフロントサイドメンバに伝えられる。フロントサイドメンバは、衝突エネルギを受けて車幅方向内側に折れることにより、車両に搭載されるエンジンやトランスミッションなどのパワートレインに当接する。これにより、衝突エネルギが吸収される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2016-120910号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、特許文献1の車両の前部構造では、突設部とフロントサイドメンバとの固定点が開示されていない。このため、固定点の場所によっては、突設部からフロントサイドメンバに十分な衝突エネルギが伝達されない。この結果、フロントサイドメンバが折れず、衝突エネルギを吸収できないおそれがある。
【0006】
本発明の課題は、スモールオーバーラップ衝突が発生した際であっても、衝突エネルギを吸収でき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】
【0007】
本発明に係る車両の前部構造は、一対の第1骨格部材と、第2骨格部材と、拡幅部材を備える。第1骨格部材は、車両の車幅方向に並んで配置され、車両の前後方向に延びる。第2骨格部材は、車両の車幅方向に延びて、一対の第1骨格部材を接続する。拡幅部材は、第1骨格部材の前端部に位置し、第1骨格部材および前記第2骨格部材よりも車幅方向外側に最外面が配置される。第2骨格部材は、第1骨格部材よりも車幅方向外側まで延び、第1骨格部材の車幅方向外側の端部よりも、車幅方向外側に位置する接合箇所で拡幅部材に接合される接続部を有し、前記接続部は、車両前後方向に延びる

【0008】
この前部構造によれば、接続箇所は、第1骨格部材の車幅方向外側の端部よりも、車幅方向外側に設けられる。これによって、車両がスモールオーバーラップ衝突した際に、拡幅部材は、衝突エネルギを受けて車幅方向内側に向けて回転しやすい。拡幅部材が車幅方向に回転すると、第1骨格部材は、第1骨格材と拡幅部材の接する箇所から車幅方向内側に向けて衝突エネルギが受ける。これによって、第1骨格部材は、車幅方向内側に折れながら衝突エネルギを吸収やすくなる。この結果、スモールオーバーラップ衝突においても、衝突エネルギを吸収できる車両の前部構造を提供できる。
【0009】
拡幅部材は、上面および下面を有してもよい。接続部は、車幅方向に延びる第1延在部と、第1延在部から車両上下方向の一方側に延びる第2延在部とを有してもよい。第1延在部が上面及び下面のいずれか一方に接続され、第2延在部が上面及び下面のいずれか他方に接続されてもよい。
【0010】
この構成によれば、拡幅部材の上面と下面が接続されるから、拡幅部材の剛性が向上する。これによって、スモールオーバーラップ衝突した際に、拡幅部材が上下方向で潰れることを抑制できる。すなわち、拡幅部材が上下方向に潰れると衝突エネルギが吸収され、拡幅部材が回転する力が弱くなる。拡幅部材が回転する力が弱くなると拡幅部材が十分に回転しない。この構成によれば、拡幅部材の剛性が向上することで、拡幅部材が十分に回転しないことを抑制できる。この結果、第1部材により確実に衝突エネルギを伝達できる。
【0011】
第2延在部は、車両の前後方向に向かって延び、かつ、車両後方に向かうにつれて車幅方向の外側から内側に入り込んでもよい。
【0012】
この構成によれば、第2延在部は、上下方向の変形を抑えながら回転しやすい。
【0013】
接合箇所は、車両の前後方向に向かって延び、かつ、車両後方に向かうにつれて車幅方向の外側から内側に入り込んでもよい。
【0014】
この構成によれば、接合箇所によって、拡幅部材と、第2骨格部材の接合強度を保持しながらも、スモールオーバーラップ衝突が発生した際に、拡幅部材が回転しやすい。
【0015】
第1骨格部材の前端部は、第2骨格部材の前端部から車両後方側へ離間して設けられてもよい。拡幅部材の前端部は、第1骨格部材の前端部から車両前方側へ離間して設けられてもよい。
【0016】
この構成によれば、スモールオーバーラップ衝突が発生した際に、拡幅部材と、第2骨格部材が最初に衝突エネルギを受ける。これによって、拡幅部材が回転しやすい。
【0017】
接合箇所の前端部は、第1骨格部材の前端部よりも車両前方に設けられてもよい。
【0018】
この構成によれば、スモールオーバーラップ衝突が発生した際に接合箇所を伝わって第1骨格部材に衝突エネルギが伝わりやすい。
【0019】
車両の前部構造は、一対のフロントサイドメンバと、をさらに備えてもよい。第1骨格部材、第2骨格部材、および拡幅部材は、一対のフロントサイドメンバよりも下方に配置されてもよい。拡幅部材は、フロントサイドメンバより車幅方向外側に突出してもよい。
【0020】
この構成によれば、スモールオーバーラップ衝突が発生した際に、一対のフロントサイドメンバに加えて、第1骨格部材から拡幅部材によって衝突エネルギを吸収できる。これによって、より速い速度でのスモールオーバーラップ衝突が発生した場合であっても、衝突エネルギを吸収しやすい。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、スモールオーバーラップ衝突が発生した際であっても、衝突エネルギを吸収できる車両の前部構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
図1】本発明の一実施形態における車両の前部構造の上面図。
図2】本発明の一実施形態における車両の前部構造の側面図。
図3】本発明の一実施形態における第1部材、第2部材、第3部材の構成を示すための図。
図4図1の第1部材、第2部材、第3部材の接合部分を拡大した拡大図。
図5図4におけるA-A断面図。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の実施形態について、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。また車両の車幅方向(左右方向)をPと図面に記し、車両Cの前方から見て右側をRと記す。また、車両の上下方向Gと図面に記し、上側をUと記す。
【0024】
図1および図2に示すように、車両Cの前部構造1は、一対のサイドシェル(一対の第1骨格部材の一例)2と、フロントエンドクロス(第2骨格部材の一例)4と、リンフォース(拡幅部材の一例)6と、一対のフロントサイドメンバ8と、を備える。
【0025】
一対のサイドシェル2は、車両Cの車幅方向Pに並んで配置される。また、一対のサイドシェル2は、車両Cの前後方向Qに延びるとともに、車両後方に向かうにつれて車幅方向Pの外側から内側に向かって入り込む。図3に示すように、一対のサイドシェル2は、それぞれ、金属製の板状部材であるサイドシェルアッパ2aおよびサイドシェルロア2bで構成される。一対のサイドシェル2は、それぞれ、サイドシェルアッパ2aと、サイドシェルロア2bを溶接することによって、中空形状に形成される。また、図1に示すように、サイドシェル2の車両後方には、各サイドシェル2を接続するセンターシェル(第3骨格部材の一例)2cが接合される。各サイドシェル2には、サスペンション機構を構成するロアアーム(図示せず)がブッシュを介して取り付けられる。また、センターシェル2cには、ステアリング機構を構成するステアリングギアなどが取り付けられる。
【0026】
フロントエンドクロス4は、車両Cの車幅方向Pに延びて、一対のサイドシェル2を接続する。図3に示すように、フロントエンドクロス4は、フロントエンドクロスアッパ(上側部材の一例)4aと、一対のフロントエンドクロスロア(下側部材の一例)4bと、で構成される。フロントエンドクロス4は、フロントエンドクロスアッパ4aと、一対のフロントエンドクロスロア4bと、を溶接することによって形成される。
【0027】
フロントエンドクロスアッパ4aは、金属製の板状部材をプレス成形した部材であり、車幅方向Pの左右のサイドシェル2と、リンフォース6と、を接続する。一対のフロントエンドクロスロア4bは、金属製の板状部材をプレス成形した部材であり、車両Cの左右にそれぞれ設けられる。一対のフロントエンドクロスロア4bは、接続部4cを有する。接続部4cは、フロントエンドクロスロア4bの底面4d(サイドシェルと上下方向Gで重なる部分:図5参照)からサイドシェル2よりも車幅方向外側まで延びる第1延在部4hと、第1延在部4hの車幅方向外側端部から上下方向Gの上側Uに向かって立設された第2延在部4fと、第2延在部4fに沿って設けられ、車幅方向Pに延在するフランジ4gを含む。
【0028】
図1に示すように、リンフォース6は、サイドシェル2およびフロントエンドクロス4よりも車幅方向Pの外側に配置される。図3に示すように、リンフォース6は、金属製の板状部材を、サイドシェル2、および、フロントエンドクロス4に向かって開口するC字型の断面を有する形に成形した部材である。リンフォース6は、上面6aと、下面6bを有し、上面6aと下面6bは、側面6cと繋がる。側面6cは、サイドシェル2の車幅方向P外側に配置されるリンフォース6の最外面である。
【0029】
次に図4および図5を用いて、一対のサイドシェル2、フロントエンドクロス4、リンフォース6の配置と接合位置について説明する。図4は、図1における一対のサイドシェル2、フロントエンドクロス4、リンフォース6の接合部分を拡大した図である。
【0030】
図4に示すように、リンフォース6は、第1接合箇所10(特許請求の範囲中の接合箇所)によって、フロントエンドクロス4に接合されるとともに、サイドシェル2と車幅方向Pの外側から接する。より具体的には、図5に示すように、リンフォース6は、フロントエンドクロスロア4bと上面6aおよび下面6bによって接合される。すなわち、第1接合箇所10は、第2延在部4fの上端に設けられたフランジ4gと上面6aとの溶接箇所である。また、第1延在部4hの車幅方向外側端部と下面6bとも溶接により接合される。第1接合箇所10近傍では、上面6aとフランジ4gとが重なっており、その周囲に対して剛性が高くなっている。この高剛性箇所がリンフォース6の車幅方向内側の端部6fよりも車幅方向外側に位置していることで、リンフォース6の剛性を向上している。また、接続部4cは、リンフォース6の上面6aと下面6bを接続する。これによって、リンフォース6の上下方向Gの剛性が高くなる。
【0031】
図4に示すように、リンフォース6の側面6cは、車両Cの前後方向Qに延びた後、サイドシェル2の車幅方向Pの外側の面2dに向けて傾斜して設けられる。すなわち、側面6cは、車幅方向Pの外側の端部6eは車両Cの前後方向の前方から後方に延び、そこから、サイドシェル2の車幅方向Pの外側の面2dに向けて、車両後方に向かうほど車幅方向Pに入り込み、最終的には、サイドシェル2の車幅方向Pの外側の面2dと接する。
【0032】
第1接合箇所10は、サイドシェル2の車幅方向外側の面2dよりも、車幅方向Pの外側に設けられる。第1接合箇所10は、車両Cの前後方向Qの後方に向けて延び、かつ、車両後方に向かうにつれて車幅方向Pの外側から内側に入り込む。すなわち、リンフォース6の上面6aのフロントエンドクロスロア4bのフランジ4gに対応する箇所に、フランジ4gの延在方向に沿った貫通孔6dが設けられ、貫通孔6dの箇所でリンフォース6の上面6aとフロントエンドクロスロア4bのフランジ4gが接合される。フランジ4gは、第2延在部4fに沿って設けられる。第2延在部4fは、フロントエンドクロスロア4bの前端部4eから車両Cの前後方向Qの後方に延び、かつ、車両後方に向かうにつれて車幅方向Pの外側から内側に入り込む。貫通孔6dは、この第2延在部4fに沿ったフランジ4gに対応する箇所に設けられる。第1接合箇所10は、この貫通孔6dに沿って、リンフォース6の上面6aとフロントエンドクロスロア4bのフランジ4gが溶接されることで形成される(図4の10のハッチング参照)。これによって、スモールオーバーラップ衝突が発生した際、リンフォース6に入力される車両前方からの衝突荷重は、第1接合箇所10の傾斜に沿って車幅方向Pの内側に向かう斜め方向にサイドシェル2に伝達され、サイドシェル2が車幅方向Pの内側へ折れやすくなる。
【0033】
図5の断面図に示すように、接続部4cの第2延在部4fは、フロントエンドクロスアッパ4aの車幅方向外側の端部を有する第1延在部4hから車幅方向外側に隙間Sを隔てて離間して設けられる。図4に示すように、第2延在部4fは、車両後方に向かうにつれて車幅方向Pの外側から内側に入り込み、最終的にはサイドシェル2の車幅方向外側の面2dと接する。すなわち、第2延在部4fは、車両後方に向かうにつれてサイドシェル2の車幅方向Pの外側の面2dに近づくように傾斜している。これによって、第2延在部4fによって伝達される衝突荷重が、サイドシェル2に車幅方向Pの内側に向かう斜め方向に伝達されやすくなり、サイドシェル2が車幅方向Pの内側へ折れやすくなる。
【0034】
リンフォース6の車幅方向内側の端部6fは、第2接合箇所12でフロントエンドクロスアッパ4aと接合される。図4に示すように、リンフォース6の車幅方向内側の端部6f、および、フロントエンドクロスアッパ4aの車幅方向Pの外側の第1延在部4hは、前端部4eから車両Cの前後方向Qの後方に延びて、かつ、車両後方に向かうにつれて車幅方向Pの外側から内側に入り込む。そして、サイドシェル2の車幅方向外側の面2dと略同一方向に延びてサイドシェル2と接する。第2接合箇所12は、このリンフォース6の車幅方向内側の端部6fと、フロントエンドクロスアッパ4aの車幅方向Pの外側の第1延在部4hとを溶接する箇所である(図4の12のハッチング参照)。このため、第2接合箇所12は、車両Cの前後方向Qに延びて、かつ、車両後方に向かうにつれて車幅方向Pの外側から内側に入り込む。リンフォース6の側面6cと、車幅方向Pと平行な線とがなす角度W2と、フロントエンドクロスロアの第2延在部4fと、車幅方向Pと平行な線とがなす角度W1と、を比較した場合に、角度W1よりも角度W2が大きい。これによって、リンフォース6が受けた衝突エネルギが車幅方向Pの内側へ伝達しやすい。この結果、サイドシェル2が車幅方向Pの内側へ折れやすい。
【0035】
図4に示すように、サイドシェル2の前端部2eは、フロントエンドクロス4の前端部4e及びリンフォース6の前端部から車両後方側へ離間して設けられる。また、第2接合箇所12は、サイドシェル2の前端部2eよりも車両前方に設けられる。このように、サイドシェル2の前端部2eを、リンフォース6の前端部よりも後方に配置することで、スモールオーバーラップ衝突が発生した直後の衝突荷重が、サイドシェル2よりもリンフォース6に集中する。これによって、リンフォース6を介してサイドシェル2に車幅方向Pの内側に向かう斜め方向の荷重が伝達されやすくなり、サイドシェル2が車幅方向Pの内側へ折れやすくなる。このとき、第1接合箇所10の前端をサイドシェル2よりも車両前方に位置させることで、スモールオーバーラップ衝突直後の衝突荷重を、第1接合箇所10を介してサイドシェル2に車幅方向Pの内側に向かう斜め方向に伝達させることができる。フロントエンドクロス4は、合わせ部2fに沿ってサイドシェル2の上方から被さる。フロントエンドクロス4は、合わせ部2fに沿ってサイドシェル2と溶接されることで、第3接合箇所13が形成される。
【0036】
上記のように、本実施形態では、一対のサイドシェル2、センターシェル2c、フロントエンドクロス4、および、リンフォース6を接合するとによって、井桁状のサブフレーム14を構成する(図1参照)。サブフレーム14は、上記のとおりサスペンション機構の一部や、ステアリング機構の一部などを保持する。
【0037】
図2示すように、フロントサイドメンバ8は、サイドシェル2、フロントエンドクロス4、およびリンフォース6よりも車両上方に配置される。フロントサイドメンバ8は、車両Cの前後方向Qに延びて、ボデー骨格となる部材である。フロントサイドメンバ8は、フロントサイドメンバ8の前端部8aから上下方向に延びる接続部材8bによってサブフレーム14と接続される。また、フロントサイドメンバ8は、サブフレーム14の後方と、ブッシュ14aなどの部材を介して接続される。
【0038】
図1に示すように、リンフォース6はフロントサイドメンバ8より車幅方向外側まで突出している。本実施形態では、一対のフロントサイドメンバ8の前端部8aには、車幅方向外側に突設部8cが設けられる。しかし、突設部8cの車幅方向外側端部の位置8dは、リンフォース6の車幅方向外側の端部6eよりも車幅方向内側に位置する。すなわち、スモールオフセット衝突が発生した際は、リンフォース6がより多くの衝突エネルギを受ける。
【0039】
図1および図2に示すように、サブフレーム14、および、一対のフロントサイドメンバ8の間の空間には、パワートレインPWが配置される。
【0040】
このように構成された車両Cの前部構造1では、スモールオーバーラップ衝突が発生した際に、まずフロントエンドクロス4と、リンフォース6が衝突エネルギを受ける。その後、フロントエンドクロス4とリンフォース6を介して、衝突エネルギがサイドシェル2に伝達される。このとき、衝突荷重が車幅方向内側にサイドシェル2を折る方向に働き、サイドシェル2が折れ曲がる。サイドシェル2が折れ曲がると、パワートレインPWにサイドシェル2が当接し、衝突エネルギが吸収される。これによって、キャビンの潰れ量を抑制できる。また、この構造によりフロントサイドメンバ8の突設部8cを小さく、あるいは廃止でき、これによって空間が生まれるので、ヘッドランプの形状自由度が増えてデザイン性を高めることができる。
【0041】
以上説明した通り、本発明によれば、スモールオーバーラップ衝突が発生した際であっても、衝突エネルギを吸収できる車両Cの前部構造1を提供できる。
【0042】
<他の実施形態>
以上、本発明の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実施形態および変形例は必要に応じて任意に組合せ可能である。
【0043】
(a)上記実施形態では、サブフレーム14に用いる車両の前部構造1について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明の車両の前部構造1を、フロントサイドメンバ8の前部構造として用いてもよい。
【0044】
(b)上記実施形態では、第1接合箇所10、第2接合箇所12、第3接合箇所13について説明したが、接合部の場所は上記第1接合箇所10から第3接合箇所13に限定されない。上記第1接合箇所10から第3接合箇所13の他に、接合部を追加して設けてもよい。また、フロントエンドクロス4は、上下だけでなく車幅方向に複数分割されていてもよい。
【符号の説明】
【0045】
1:前部構造,2:サイドシェル(第1骨格部材),2d:面
2e:前端部,4:フロントエンドクロス(第2骨格部材)
4c:接続部,4e:フロントエンドクロスの前端部
4h:第1延在部,4f:第2延在部
6:リンフォース(拡幅部材),6a:上面,6b:下面
6e:リンフォースの車幅方向外側端部,6f:リンフォースの車幅方向内側端部
8:フロントサイドメンバ,8a:前端部
10:第1接合箇所,12:第2接合箇所
C:車両,P:車幅方向,Q:前後方向,G:上下方向
図1
図2
図3
図4
図5