JP5383359B2 - 自動車の前部車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、バンパと、該バンパの後方に配置されたクロスメンバとの間に、車幅方向に延びる衝撃吸収部材を配置した自動車の前部車体構造に関する。

自動車の前部車体構造として、左，右のサイドメンバの前端部にクロスメンバを架け渡して結合するとともに、該クロスメンバとバンパとの間に車幅方向に延びる衝撃吸収部材を配置したものがある。

前記前部車体構造においては、被衝突物に衝突した際の衝撃吸収性能を向上させるための構造が採用されている。例えば、特許文献１には、バンパの下端とクロスメンバとの間に衝撃吸収部材を取り付けるとともに、該衝撃吸収部材を車両前後方向に延びる垂直壁を有するものとすることにより、衝撃吸収性能を向上させる構造が提案されている。

特開２０００−６７３９号公報

ところで、前記従来の衝撃吸収構造では、垂直壁が衝撃吸収部材の長手方向全体に渡って一様に設けられており、荷重特性を、サイドメンバ部以外の部分が目標値を満足するように設定した場合、サイドメンバ部付近において、衝突時に底突き荷重が発生し、衝撃吸収性能が低下する恐れがある。

特に、衝撃吸収ストロークが短い小型車の場合は、荷重特性カーブを表す図７に破線で示すように、サイドメンバ部付近において、衝撃吸収ストロークの途中で荷重特性が低下し（同図G1参照)、底突き荷重(同図G2参照)が発生する恐れがある。

なお、図７において、下肢Gとは、衝突時に歩行者の下肢に作用するGを意味する。この場合、衝撃をほとんど吸収しない、いわゆる底突きが発生すると、前記下肢Gが目標値を超える恐れがある。衝撃吸収性能は図７の荷重特性カーブで囲まれた面積で表され、下肢Gが目標値を超えることなく所定の面積を確保することが必要とされる。

このようなサイドメンバ前方部分での衝撃吸収部材の荷重特性を高めるには、前記衝撃吸収部材の垂直壁の肉厚を増加させることや、前後方向寸法を長くすることが考えられる。しかしながら、垂直壁の肉厚を増加させると、車両重量が増加し、また、前後方向寸法を長くすると、特に小型車の場合には室内スペースが犠牲となり、商品性が低下するという問題が生じる。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、車両重量の増加を抑え、かつ、室内スペースを縮小することなく、衝撃吸収部材の荷重特性を高めることができる自動車の前部車体構造を提供することを課題としている。

請求項１の発明は、バンパと、該バンパの後方に配置されたクロスメンバと、該クロスメンバに結合され、車両後方に延びる左，右のサイドメンバと、前記バンパの下部と前記クロスメンバとの間に配置され、車幅方向に延びる衝撃吸収部材とを備えた自動車の前部車体構造であって、
前記衝撃吸収部材は、車両前後方向に延び、車幅方向に間隔をあけて配置された複数の縦壁と、車幅方向に延び、前記縦壁の下端に当接する底壁とを有し、車両側方視で車両前後方向位置が前記左，右のサイドメンバの前端面に略一致し、かつ該前端面の下方に位置するように配置されており、
車両上方視で、前記底壁の、前記左，右のサイドメンバの内側壁の間に位置する部分のみに開口が形成されている
ことを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の自動車の前部車体構造において、前記クロスメンバには、車両前後方向に延びるクレードルを介してサスペンションメンバが結合され、該サスペンションメンバに前記左，右のサイドメンバが結合されており、前記衝撃吸収部材の底壁と、前記クロスメンバ，クレードル，及びサスペンションメンバの高剛性部とが車両前後方向に延びる略直線をなしていることを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の自動車の前部車体構造において、前記左，右のサイドメンバ間に位置する前記縦壁は、隣接する縦壁との間隔が前後方向中央部ほど狭くなる湾曲形状に形成されていることを特徴としている。

請求項１に係る発明によれば、車幅方向に延びる底壁を設けるとともに、該底壁の、底突き荷重が発生し易い左，右のサイドメンバに対応する部分には開口を形成せずに、左，右のサイドメンバ間部分のみに開口を形成したので、サイドメンバに対応する部分における荷重特性の落ち込みを抑制できる。その結果、底突き荷重の発生を防止して衝撃吸収性能を向上でき、万一車両が歩行者に衝突した場合にも、下肢へのダメージを軽減することができる。

請求項２に係る発明によれば、前記衝撃吸収部材の底壁と、前記クロスメンバ、クレードル、及びサスペンションメンバの高剛性部とを車両前後方向に延びる略直線をなすように配置したので、前方からの荷重を、前記直線に沿ってサイドメンバに伝達でき、この点からも衝撃吸収性能を向上できる。

請求項３に係る発明によれば、サイドメンバ間に位置する縦壁を、その中央部ほど隣接する縦壁に近づく湾曲形状としたので、荷重入力により隣接する縦壁同士が摩擦力をもって当接することで、荷重持続性が向上し、更に衝撃吸収性能を向上できる。

本発明の実施例１による自動車の前部構造を示す斜視図である。 前記前部構造のサイドメンバ部分の断面側面図（図１のII-II線;断面図）である。 前記前部構造の車幅方向中央部の断面側面図（図１のIII-III線断面図）である。 前記前部構造の平面図である。 前記衝撃吸収部材の斜視図である。 前記衝撃吸収部材の平面図である。 衝撃吸収部材のサイドメンバに対応する部分の衝撃吸収ストローク―下肢G特性図である。 衝撃吸収部材の左，右のサイドメンバ間部分の衝撃吸収ストローク―荷重特性図である。

図１ないし図８は、本発明の実施例１による自動車の前部車体構造を説明するための図である。なお、本実施例において、前後，左右という場合は、特記なき限り、車両の前進方向に向かって見た場合の前後，左右を意味する。

図において、１は自動車の前部車体を示しており、これは車両前後方向に延び、途中で下方に屈曲された左，右のサイドメンバ２，２と、該左，右のサイドメンバ２の前端面２ａに車幅方向に跨がるように結合されたアッパクロスメンバ３と、前記左，右のサイドメンバ２の前端部間に配設された略短形枠状のラジエータサポート４とを備えている。

前記左，右のサイドメンバ２は、車幅方向外方に開口する横断面ハット形状のメンバ本体５と、該メンバ本体５に開口を閉塞するように結合された帯板状の板部材６とで閉断面を形成した構造を有する（図１参照）。

前記左，右のサイドメンバ２の前端部には、前端開口を閉塞する蓋部材７が結合されており、該蓋部材７の前端面２ａに前記アッパクロスメンバ３が結合されている（図２参照）。

前記ラジエータサポート４は、金属製であり、正面視で略矩形枠状をなしている。前記ラジエータサポート１４は、車両上下方向に延びる左，右サポート部材８，８と、車幅方向に延び、左，右サポート部材８，８の上端部８ａ，８ａ間に架け渡して配置されたアッパサポート部材９と、車幅方向に延び、左，右サポート部材８，８の下端部８ｃ，８ｃ間に架け渡して配置されたロアサポート部材１０とを有する。

前記ロアサポート部材１０は、下方に開口した横断面ハット状のロアサポート本体１０ａと、該ロアサポート本体１０ａの開口を閉塞するように固定された補強板１０ｂとを有し、車幅方向に延びる閉断面を形成している。このロアサポート部材１０は、本発明におけるクロスメンバとなっている。

前記左，右のサポート部材８，８は、前記クロスメンバ３より少し後方に位置するよう配置されており、これの上下方向略中央部８ｂが前記サイドメンバ２の前端部内側壁２ｂに溶接により結合されている。

前記ラジエータサポート４の車幅方向外方には左，右のヘッドランプ１１が配設され、上方にはフード１２が配設されている。また前記ラジエータサポート４の前方には、該ラジエータサポート４の前方を覆うようにフロントバンパ１３が配設されている。

前記前部車体１のアッパクロスメンバ３の前面には、左，右のサイドメンバ２の前方を覆うように車幅方向に延びる上部衝撃吸収部材１４が配設されている。

該上部衝撃吸収部材１４は、前記アッパクロスメンバ３からフロントバンパ１３に近接するよう前方に膨出形成された横断面ハット形状を有し、外周縁に形成された外周フランジ１４ａが前記アッパクロスメンバ３に結合されている。前記上部衝撃吸収部材１４の左，右端部は、左，右のサイドメンバ２前端部を前方から覆う寸法，形状を有する。

前記ロアサポート部材１０の前縁１０ｃと前記フロントバンパ１３の下縁部１３ａとの間には金属板からなる下部衝撃吸収部材１５が配設されている。この下部衝撃吸収部材１５は、ロアサポート部材１０に沿って車幅方向に延びており、本実施例では、前記ロアサポート部材１０のロアサポート本体１０ａの前縁１０ｃに一体的に形成されている。勿論、下部衝撃吸収部材１５をロアサポート部材１０と別体に形成し、これをロアサポート部材１０に溶接またはボルト締めにより固定しても良い。

前記下部衝撃部材１５は、前記ロアサポート部材１０に沿って車幅方向に延びる底壁１５ａと、該側壁１５ａの前縁から上方に起立するように屈曲され、かつ車幅方向に延びる前壁１５ｂと、車幅方向両側部に配置された複数のサイドリブ１５ｃと、該左，右のサイドリブ１５ｃの間に配置された複数のセンタリブ１５ｄとを有する。このセンタリブ１５ｄ及びサイドリブ１５ｃは車幅方向に適宜間隔を明けて配置されており、またこれらのリブ１５ｃ，１５ｄの下端は前記底壁１５ａに当接している。なおこれらのリブ１５ｃ，１５ｄの下端を前記底壁１５ａに固定しても良い。

前記サイドリブ１５ｃは、前記サイドメンバ２に対応する位置に、つまり車幅方向位置がサイドメンバ２と概ね同じとなる位置に配置され、かつサイドメンバ２は左，右のサポート部材８，８を介して前記下部衝撃吸収部材１５の前記サイドリブ１５ｃが形成された部分と結合されている。また前記サイドリブ１５ｃは車両前後方向に直線状に延びている。

一方、前記センタリブ１５ｄは、前記左，右のサイドメンバ２，２の間に位置しており、かつ隣接するセンタリブ１５ｄとの間隔が車両前後方向中央部ほど狭くなる湾曲形状に形成されている。

また前記センタリブ１５ｄ及びサイドリブ１５ｃの前，後端部には前フランジ部１５ｅ，後フランジ部１５ｆが折り曲げ形成されている。前フランジ部１５ｅは前記前壁１５ｂにスポット溶接され、後フランジ部１５ｆは前記ロアサポート本体１０ａの前縁１５ｃにスポット溶接されている。

さらにまた、前記底壁１５ａの前記左，右のサイドメンバ２，２の間に位置する部分には、開口１５ｇが形成されている。本実施例では、前記開口１５ｇは、一対の前記センタリブ１５ｄ，１５ｄ間に位置している。なお、前記底壁１５ａの、前記サイドリブ１５ｃが形成されている部分には前記開口は形成されていない。

また、前記ロアサポート部材１０の後縁１０ｄには車両前後方向に延びる棒状のクレードル１６の前端部１６ａが結合され、該クレードル１６の後端部１６ｂは、前記サイドメンバ２に結合されたサスペンションメンバ１７に接続されている。ここで、前記下部衝撃吸収部材１５の底壁１５ａと、ロアサポート部材１０の補強板１０ｂ，クレードル１６及びサスペンションメンバ１７の高剛性部１７ａとは、車両側方から見たとき及び上方から見たときの何れにおいても、直線Ａ上に位置している。

本実施例構造では、下部衝撃吸収部材１５を、車幅方向に延びる底壁１５ａを有し、かつ該底壁１５ａの左，右のサイドメンバ２，２に対応する部分には開口１５ｇを形成せずに、左，右のサイドメンバ２，２間部分のみに開口１５ｇを形成した。そのため、図７に、下部衝撃吸収部材１５の、サイドメンバ２，２に対応する部分における衝撃吸収ストロークと下肢G（荷重）特性を示すように、衝撃吸収部材１５の、底突き荷重が発生し易いサイドメンバ２，２に対応する部分における荷重特性の落ち込み(同図破線のG1参照)を実線のG1′で示すように抑制できるとともに、同図に実線G2′で示すように、下肢Gが目標値以下に抑えられる。その結果、底突き荷重の発生を防止しつつ、面積Ｂで示すように、衝撃吸収性能を向上できる。従って、万一車両が歩行者に衝突した場合にも、下肢へのダメージを軽減することができる。

また前記下部衝撃吸収部材１５の、左，右のサイドメンバ２，２間においては、底壁１５ａに開口１５ｇを形成するとともに、センタリブ１５ｄを、隣接するセンタリブ１５ｄとの間隔が車両前後方向中央部ほど狭くなる湾曲形状に形成した。そのため、車両が被衝突物に衝突すると、荷重入力によって、センタリブ１５ｄは、図６の二点鎖線で示すセンタリブ１５ｄ′のように変形し、その変形部ｆ同士が互いに変形を抑制しあって当接する。このように変形部ｆでリブ同士が変形を抑制しあうことにより、図８に斜線領域Ｃで示すように、荷重の持続性が向上し、センタリブ１５ｄを厚肉にしたり、あるいは大型にすることなく、ひいては重量増加や車室スペースの犠牲をまねくことなく衝撃吸収性能を向上できる。

また、前記下部衝撃吸収部材１５、前記クロスメンバとしてのロアサポート部材１０、クレードル１６、及びサイドメンバ2に結合されたサスペンションメンバ１７を車両前後方向に延びる直線Ａ上に位置するように配置したので、車両前方からの荷重を、前記直線Ａに沿ってサイドメンバ２に伝達でき、この点からも衝撃吸収性能を向上できる。特に、高剛性部として機能する前記衝撃吸収部材１５の底壁１５ａと、ロアサポート部材１０の補強板１０ｂ，クレードル１６及びサスペンションメンバ１７の高剛性部１７ａとを前記直線Ａ上に位置するように配置したので、車両前方からの荷重をサイドメンバ２により一層確実に伝達できる。

なお、前記実施例では、下部衝撃吸収部材１５を、金属板製としたが、本発明の下部衝撃吸収部材１５の材質は金属に限定されるものではなく、他の材質、製造方法によるもので構成しても良い。

１ 前部車体
２ サイドメンバ
１０ ロアサポート部材（クロスメンバ）
１３ フロントバンパ
１３ａ バンパの下部
１５ 下部衝撃吸収部材
１５ａ 底壁
１５ｃ サイドリブ（縦壁）
１５ｄ センタリブ（サイドメンバ間に位置する縦壁）
１５ｇ 開口
１６ クレードル
１７ サスペンションメンバ

Claims (3)

1. バンパと、該バンパの後方に配置されたクロスメンバと、該クロスメンバに結合され、車両後方に延びる左，右のサイドメンバと、前記バンパの下部と前記クロスメンバとの間に配置され、車幅方向に延びる衝撃吸収部材とを備えた自動車の前部車体構造であって、
   前記衝撃吸収部材は、車両前後方向に延び、車幅方向に間隔をあけて配置された複数の縦壁と、車幅方向に延び、前記縦壁の下端に当接する底壁とを有し、車両側方視で車両前後方向位置が前記左，右のサイドメンバの前端面に略一致し、かつ該前端面の下方に位置するように配置されており、
   車両上方視で、前記底壁の、前記左，右のサイドメンバの内側壁の間に位置する部分のみに開口が形成されている
   ことを特徴とする自動車の前部車体構造。
2. 請求項１に記載の自動車の前部車体構造において、
   前記クロスメンバには、車両前後方向に延びるクレードルを介してサスペンションメンバが結合され、該サスペンションメンバに前記左，右のサイドメンバが結合されており、
   前記衝撃吸収部材の底壁と、前記クロスメンバ，クレードル，及びサスペンションメンバの高剛性部とが車両前後方向に延びる略直線をなしている
   ことを特徴とする自動車の前部車体構造。
3. 請求項１又は２に記載の自動車の前部車体構造において、
   前記左，右のサイドメンバ間に位置する前記縦壁は、隣接する縦壁との間隔が前後方向中央部ほど狭くなる湾曲形状に形成されている
   ことを特徴とする自動車の前部車体構造。

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