JP6292088B2 - 車両前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両前部構造に関する。

下記特許文献１には、車両前面衝突の際の衝撃を吸収することができる車両前部構造が開示されている。具体的には、車両前後方向に延伸されたフレームと、フレームの車両前後方向前側の前端部に設けられたクラッシュボックスと、クラッシュボックスの車両前後方向前側に取り付けられたバンパリンフォースと、クラッシュボックスとバンパリンフォースとの結合部に設けられたバンパーサポートと、を含んで構成されている。この構成により、車両前面衝突時ではバンパーサポートを介してクラッシュボックスが車両前後方向に圧縮されることで衝撃吸収が安定して吸収される。

特開２００９−１０１７３１号公報

しかしながら、特許文献１に開示された構成によると、バンパーサポートとフレーム（クラッシュボックス）との結合方法によってはバンパーサポートが車両前後方向以外へ変位する可能性があるため、車両前面衝突時の衝突荷重をフレームへ伝達する伝達性能を向上させる点で改善の余地がある。

本発明は上記問題を考慮し、車両前面衝突時の衝突荷重をフレームへ伝達する荷重伝達性能を向上させることができる車両前部構造を得ることを目的とする。

請求項１記載の発明に係る車両前部構造は、車両前後方向に延伸されたフレームと、前記フレームの車両前後方向の前端部に前記フレームの長手方向と直交する姿勢で設けられた第一当接部と、前記フレームの前記前端部に取り付けられたバンパーサポートと、前記バンパーサポートにおける前記フレームの前記前端部側に取り付けられると共に、前記第一当接部と対向しかつ前記第一当接部と車両前後方向に離間した位置に配置された第二当接部と、少なくとも前記第二当接部が前記第一当接部に当接した状態で前記フレームの側面の外側に位置すると共に前記バンパーサポートが前記フレームに対して車両幅方向に変位すると前記フレームの前記側面に当接する爪部と、を含んで構成されたパッチと、を有している。

請求項１記載の発明によれば、車両前面衝突時、フレームの前端部に取り付けられたバンパーサポートへ入力された衝突荷重によってバンパーサポートは車両前後方向後側へ変位する。したがって、バンパーサポートのパッチにおける第二当接部とフレームの前端部に取り付けられた第一当接部とが当接する。これにより、バンパーサポートへ入力された衝突荷重を効果的にフレームへと伝達させることができる。

また、バンパーサポートへ衝突荷重が入力された時に、衝突荷重の入力方向やバンパーサポートとフレームとの結合方法によってはフレームに対してバンパーサポートが車両前後方向後側かつ車両幅方向に変位する可能性がある。これによって、衝突荷重がフレームへと安定して伝達されない可能性がある。しかしながら、本発明では、バンパーサポートがフレームに対して車両前後方向後側かつ車両幅方向に変位すると、フレームの側面の外側に位置する爪部がバンパーサポートの変位に伴ってフレームの側面に当接することでバンパーサポートのそれ以上の変位が抑制される。したがって、バンパーサポートへ入力された衝突荷重は略車両前後方向に伝達されることから、車両前後方向に延伸されたフレームへと安定して伝達させることができる。

請求項１記載の本発明に係る車両前部構造は、車両衝突時の衝突荷重をフレームへ十分に伝達させることができるという優れた効果を有する。

一実施形態に係る車両前部構造を有する車両における車両前部を示す平面図である。 一実施形態に係る車両前部構造を有する車両におけるバンパーサポート及びフレームを示す斜視図である。 （Ａ）は一実施形態に係る車両前部構造を有する車両におけるバンパーサポートを示す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示されるバンパーサポートを車両後方から車両前方へと見た状態を示す斜視図である。 （Ａ）は一実施形態に係る車両前部構造を有する車両におけるバンパーサポート及びフレームの初期状態を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に対し車両前面衝突時の初期状態を示す断面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）に対し車両前面衝突時の後期状態を示す断面図である。 （Ａ）は対比例に係る車両前部構造を有する車両におけるバンパーサポート及びフレームの初期状態を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）に対し車両前面衝突の初期状態を示す断面図であり、（Ｃ）は（Ｂ）に対し車両前面衝突時の後期状態を示す断面図である。

以下、図１〜４を用いて、本発明に係る車両前部構造の一実施形態について説明する。なお、これらの図において示される矢印ＵＰは車両上下方向上側、矢印ＦＲは車両前後方向前側、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側をそれぞれ示す。

図１に示されるように、車両１０の前部には、フロントバンパー１２が設けられている。このフロントバンパー１２は、車両幅方向に延伸するように配置されていると共に、一例として樹脂製とされている。フロントバンパー１２の裏面側には、車両幅方向に離間して２箇所にバンパーサポート１４が取り付けられている（図１では１箇所のみ図示）。バンパーサポート１４は、それぞれ長尺状に形成されたフレーム１６の前端部１８に取り付けられている。なお、フロントバンパー１２の裏面側の２箇所に設けられたそれぞれのバンパーサポート１４は、左右対称構造であるので、以下においては一方のバンパーサポート１４についてのみ図示及び説明する。

図２に示されるように、フレーム１６は、車両幅方向に設けられた一対のフレーム側面部２０と、車両上下方向上側に設けられたフレーム上面部２２と、車両上下方向下側に設けられたフレーム下面部２４と、を含んで構成されている。このフレーム側面部２０と、フレーム上面部２２と、フレーム下面部２４と、でフレーム１６は長手方向に直交する断面形状が略矩形状とされた中空状の角筒状に形成されている。また、フレーム１６は、略矩形状の断面の長手方向が略車両上下方向となる向きで、かつ、角筒の軸方向が車両前後方向となるように配置されている。さらに、フレーム１６には、軸圧縮部２６が形成されている。軸圧縮部２６には、フレーム１６における車両上側稜線２８と車両下側稜線３０とに凹部３２が形成されている。さらにまた、車両上側稜線２８と車両下側稜線３０とにそれぞれ形成される凹部３２同士の間には、フレーム側面部２０の板厚方向に貫通された肉抜き孔３４が形成されている。これにより、フレーム１６の軸方向に衝突荷重が加わった際は、凹部３２及び肉抜き孔３４の周縁に圧縮応力が集中し、軸圧縮部２６がフレーム１６の軸方向で圧縮変形することで、衝突荷重を吸収することができる。

フレーム１６の車両前後方向前側の前端部１８には、内部にバルクヘッド３６が取り付けられている。このバルクヘッド３６は、車両前後方向前側に設けられた前側壁部３８と、この前側壁部３８の車両前後方向後方側に設けられた後側壁部４０と、を含んで構成されている。

図４（Ａ）に示されるように、前側壁部３８は、車両上下方向に直交する断面形状が開口部を車両幅方向外側へ向けられた略Ｕ字形状とされている。具体的には、フレーム１６の車両上下方向に沿って車両前後方向前側に設けられた第一当接部としての車両前側当接部４２と、車両前側当接部４２の車両幅方向内側の端部から車両前後方向後側へ延出された車幅内側部４４と、車幅内側部４４の車両前後方向後側の端部から車両幅方向外側へ延出された車両後側部４６と、を含んで構成とされている。また、後側壁部４０は、前側壁部３８の車幅内側部４４に結合されると共に車両上下方向に直交する断面形状が断面開口を車両幅方向外側へ向けられた略Ｊ字状とされている。なお、バルクヘッド３６は、前端部１８において、前側壁部３８の断面内側に後述するボルト５０が収められる位置に配置されている。

図３（Ａ）に示されるように、バンパーサポート１４は、車両前側かつ車両前後方向に延伸された前部ブラケット５２と、前部ブラケット５２の車両前後方向後側かつ車両幅方向外側へ延出された後部ブラケット５４と、を含んで構成されている。

前部ブラケット５２は、図３（Ｂ）に示されるように、車両幅方向外側に配置された第一ブラケット５６と、第一ブラケット５６の車両幅方向内側に配置された第二ブラケット５８とを含んで構成されている。第一ブラケット５６は、車両前後方向に直交する断面形状が開口部を車両幅方向内側へと向けられた略Ｕ字状に形成されている。具体的には、車両上下方向上側に車両前後方向に沿って延伸された第一ブラケット上部６０が設けられると共に、第一ブラケット上部６０の車両幅方向外側の端部には、車両上下方向下側へ延出された第一ブラケット側部６２が設けられている。また、第一ブラケット側部６２の車両上下方向下側の端部には、車両幅方向内側へと延出された第一ブラケット底部６４が設けられている。さらに、第一ブラケット上部６０及び第一ブラケット底部６４の車両前後方向後側には、板厚方向に貫通されたボルト締結孔６６が形成されている。

第二ブラケット５８は、車両前後方向に直交する断面形状が開口部を車両幅方向外側へと向けられた略Ｕ字状に形成されている。具体的には、車両上下方向上側に略車両幅方向に沿って延伸された第二ブラケット上部６８が設けられると共に、第二ブラケット上部６８の車両幅方向内側の端部には、車両上下方向下側へ延出された第二ブラケット側部７０が設けられている。また、第二ブラケット側部７０の車両上下方向下側の端部には、車両幅方向外側へと延出された第二ブラケット底部７２が設けられている。

第一ブラケット５６と第二ブラケット５８とは、互いの断面形状の開口が向かい合うように配置されている。そして、第一ブラケット上部６０の車両下側面と第二ブラケット上部６８の車両上側面とが当接されると共に、第一ブラケット底部６４の車両上側面と第二ブラケット底部７２の車両下側面とが当接するようにアーク溶接されている。これにより、第一ブラケット５６と第二ブラケット５８との結合部分は、車両前後方向に直交する断面形状が略矩形状とされている。

第二ブラケット５８の車両前後方向後側には、パッチ７４が設けられている。このパッチ７４は、車両後方視で略矩形状かつ車両上下方向に直交する断面形状が略ハット型形状とされている。具体的には、車両幅方向内側に車両上下方向に沿って延伸されたパッチ内側部７６が設けられると共に、パッチ内側部７６の車両幅方向内側の端部には、車両前後方向かつ車両幅方向内側へ斜めに延伸された爪部８６が設けられている。また、パッチ内側部７６の車両幅方向外側の端部には、第二当接部としてのバルク当接部７８が設けられている。さらに、バルク当接部７８の車両幅方向外側の端部には、パッチ外側部８０が設けられている。

バルク当接部７８は、車両上下方向に直交する断面形状が開口部を車両前後方向前側へと向けられた略Ｕ字形状とされている。すなわち、バルク当接部７８は、パッチ内側部７６及びパッチ外側部８０に対して車両前後方向後方側へ突出するように形成されている。また、バルク当接部７８は、車両前面視でパッチ外側部８０及びパッチ内側部７６より車両上下方向の寸法が小さく設定されている。

パッチ内側部７６と第二ブラケット側部７０の車両前後方向後側の端部とは、アーク溶接により結合されている。また、パッチ外側部８０の車両幅方向外側の端部と、第一ブラケット側部６２の車両幅方向内側面とは、アーク溶接により結合されている。これにより、パッチ７４は前部ブラケット５２に結合されている。なお、パッチ７４は、車両平面視でバルク当接部７８がボルト締結孔６６の車両前後方向前側に位置するように第一ブラケット５６に結合されている（図３（Ａ）参照）。

後部ブラケット５４は、車両幅方向に直交する断面形状が開口部を車両前後方向後側へと向けられた略Ｕ字状に形成されている。具体的には、車両上下方向上側に略車両幅方向に延伸された後部ブラケット上部９２が設けられると共に、後部ブラケット上部９２の車両前後方向前側の端部には、車両上下方向下側へと延出された後部ブラケット前部９４が設けられている。また、後部ブラケット前部９４の車両上下方向下側の端部には、車両前後方向後側へ延出された後部ブラケット底部９６が設けられている。そして、後部ブラケット５４と前部ブラケット５２とは、後部ブラケット上部９２の車両上側面と第一ブラケット上部６０の車両下側面とが当接すると共に、後部ブラケット底部９６の車両下側面と第一ブラケット底部６４の車両上側面とが当接するようにアーク溶接されている。これにより、前部ブラケット５２と後部ブラケット５４とは一体的に構成されている。

図２に示されるように、前部ブラケット５２の第一ブラケット上部６０と第一ブラケット底部６４との間には、フレーム１６の前端部１８が挿入される。これと共に、前部ブラケット５２の第一ブラケット５６に設けられたボルト締結孔６６（図３（Ａ）（Ｂ）参照）とフレーム１６のフレーム上面部２２及びフレーム下面部２４に板厚方向に貫通されて設けられた図示しないボルト締結孔とにボルト５０を挿通させて図示しないナットに螺合させることで、バンパーサポート１４は前端部１８に結合される。なお、図４（Ａ）に示されるように、バンパーサポート１４が前端部１８に結合された状態では、パッチ７４のバルク当接部７８は、フレーム１６の角筒内部に収められかつバルクヘッド３６の前側壁部３８における車両前側当接部４２に対向するように位置している。これにより、車両前面衝突時バンパーサポート１４の変位によってバルク当接部７８が車両前側当接部４２に当接される。また、パッチ７４の爪部８６は、フレーム１６のフレーム側面部２０の外側に位置している。換言すると、前端部１８を車両前方から覆うように設けられている。なお、爪部８６は、車両前面衝突によってバルク当接部７８が車両前側当接部４２に当接したときにフレーム側面部２０の外側に位置していればよく、通常時はフレーム側面部２０の外側以外の位置に配置されていてもよい。

次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

ここで、図５に示される対比例を用いながら、本実施形態の作用並びに効果を説明することにする。なお、本実施形態と同一構成部分については同一番号を付してその説明を省略する。

図５（Ａ）に示されるように、バンパーサポート１００は、前部ブラケット５２と、後部ブラケット５４と、によって構成されている。すなわち、バンパーサポート１００は、本実施形態におけるバンパーサポート１４に対しパッチ７４が設けられない構成とされている。また、バンパーサポート１００は、フレーム１６の前端部１８に取り付けられている。具体的には、バンパーサポート１００の前部ブラケット５２における第一ブラケット上部６０と第一ブラケット底部６４（図３（Ｂ）参照）との間には、前端部１８が挿入される。これと共に、前部ブラケット５２の第一ブラケット５６に設けられたボルト締結孔６６とフレーム１６のフレーム上面部２２及びフレーム下面部２４に板厚方向に貫通されて設けられた図示しないボルト締結孔とにボルト５０を挿通させて図示しないナットに螺合されることで締結される。

オフセット衝突時（ＯＤＢ）、図５（Ｂ）に示されるように、バンパーサポート１００に車両前後方向後側へ向けて衝突荷重が入力されると、バンパーサポート１００は車両前後方向後側へ変位するが、バンパーサポート１００は一本のボルト５０のみによってフレーム１６に締結されているため、このボルト５０を中心として車両幅方向に沿って回転するように変位する。そして、図５（Ｃ）に示されるように、バンパーサポート１００が車両幅方向に変位した状態で圧縮変形される。つまり、バンパーサポート１００が車両前後方向よりも車両幅方向へ大きく変位するため、バンパーサポート１００から車両前後方向に延伸されたフレーム１６への荷重伝達性能を向上させる点で改善の余地がある。

これに対し、本実施形態では、図４（Ｂ）に示されるように、車両前面衝突時、フレーム１６の前端部１８に取り付けられたバンパーサポート１４へ入力された衝突荷重によって車両前後方向後側へ変位する。したがって、バンパーサポート１４のパッチ７４におけるバルク当接部７８とフレーム１６の前端部１８に取り付けられた車両前側当接部４２とが当接する。これにより、バンパーサポート１４へ入力された衝突荷重を効果的にフレーム１６へと伝達させることができる。

また、バンパーサポート１４へ衝突荷重が入力された時に、衝突荷重の入力方向やバンパーサポート１４とフレーム１６とのボルト５０による結合によってフレーム１６に対してバンパーサポート１４が車両幅方向に変位又は車両幅方向に傾きながら車両前後方向後側へ変位する可能性がある。これによって、衝突荷重がフレーム１６へと安定して伝達されない可能性がある。しかしながら、本実施形態では、バンパーサポート１４に爪部８６が設けられた構成とされていることから、バンパーサポート１４が車両幅方向に変位又はフレーム１６に対して車両幅方向に傾きながら車両前後方向後側へ変位すると、フレーム側面部２０の外側に位置する爪部８６がバンパーサポート１４の変位に伴ってフレーム側面部２０に当接することでバンパーサポート１４のそれ以上の変位が抑制される。したがって、図４（Ｃ）に示されるように、バンパーサポート１４へ入力された衝突荷重は、略車両前後方向に伝達されることから、車両前後方向に延伸されたフレーム１６へと安定した姿勢で十分に伝達させることができる。このため、フレーム１６の軸圧縮部２６により衝突荷重を吸収することができる。

さらに、本実施形態では、バンパーサポート１４にバルク当接部７８と爪部８６とを有するパッチ７４を設ける構成とされている。すなわち、対比例に対してバンパーサポート１４とフレーム１６との結合方法を変更する必要がない。したがって、フロントバンパー１２をフレーム１６へ取り付けるための補強部材であった図５（Ａ）に示される対比例のバンパーサポート１００にパッチ７４を追加することで荷重伝達部材として利用することが可能となる。これにより、製造方法を大きく変更したり、コストをかけることなく車両前面衝突時の衝突荷重をフレーム１６へ十分に伝達させることが可能となる。

なお、本実施形態では、車両前後方向に延伸されたフレーム１６を有する所謂フレーム構造とされた車両に適用されているが、これに限らず、モノコック構造の車両に適用されていてもよい。すなわち、モノコック構造の車体からバンパーサポート１４の後部にフレームを延出させることで本実施形態を適用することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１４ バンパーサポート
１６ フレーム
１８ 前端部
２０ フレーム側面部（側面）
４２ 車両前側当接部（第一当接部）
７４ パッチ
７８ バルク当接部（第二当接部）
８６ 爪部

Claims (1)

1. 車両前後方向に延伸されたフレームと、
   前記フレームの車両前後方向の前端部に前記フレームの長手方向と直交する姿勢で設けられた第一当接部と、
   前記フレームの前記前端部に取り付けられたバンパーサポートと、
   前記バンパーサポートにおける前記フレームの前記前端部側に取り付けられると共に、前記第一当接部と対向しかつ前記第一当接部と車両前後方向に離間した位置に配置された第二当接部と、少なくとも前記第二当接部が前記第一当接部に当接した状態で前記フレームの側面の外側に位置すると共に前記バンパーサポートが前記フレームに対して車両幅方向に変位すると前記フレームの前記側面に当接する爪部と、を含んで構成されたパッチと、
   を有する車両前部構造。

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