JP7717511B2

JP7717511B2 - 車両前部構造

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Publication number: JP7717511B2
Application number: JP2021114687A
Authority: JP
Inventors: 芳雄和田
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2021-07-12
Filing date: 2021-07-12
Publication date: 2025-08-04
Anticipated expiration: 2041-07-12
Also published as: US12077114B2; US20230011059A1; JP2023011091A

Description

本発明は、車両前部構造に関するものである。

下記特許文献１に記載の車体前部構造では、車両の前端部においてバンパビームが車幅方向に延在されており、バンパビームは、バンパビームの車両後側のサイドフレームによって支持されている。また、バンパビームの下側には、ロアビームが車幅方向に延在されており、ロアビームは、ロアビームの車両後側のサブフレームによって支持されている。これにより、例えば、車両のオフセット前面衝突時では、バンパビーム及びロアビームから衝突体（相手車両）に反力を作用させることができる。このため、相手車両への反力が局所的に作用することを抑制できる。したがって、前面衝突時における衝突体（相手車両）に対する加害性を低減することができる。

特開２０２１－５４３８９号公報

ここで、上記車体前部構造では、バンパビーム及びロアビームの各々の車幅方向外側端部はサイドフレームよりも車幅方向外側へ突出している。このため、オフセット前面衝突を含む車両の前面衝突時において、車両の車幅方向外側端部から衝突体に対して有効な反力が作用させることができなくなる可能性がある。例えば、オフセット前面衝突のなかでも車幅方向における衝突体とのラップ率が比較的少ないスモールオーバーラップ衝突では、主としてバンパビームの及びロアビームの車幅方向外側端部が衝突体に衝突するため、衝突体に対して有効な反力が作用させることができなくなる可能性がある。

本発明は、上記事実を考慮して、衝突体に対する加害性を低減しつつ、車幅方向外側端部において衝突体に対する反力を有効に作用させることができる車両前部構造を提供することを目的とする。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、車両の前部の車幅方向両側において車両前後方向に延在された一対のサイドフレームと、車幅方向に延在され、一対の前記サイドフレームの車両前側端部に連結されると共に、長手方向両端部が前記サイドフレームよりも車幅方向外側に配置されたバンパビームと、前記バンパビームの車両下側において車幅方向に延在され、長手方向両端部が前記サイドフレームよりも車幅方向外側に配置され且つ平面視で前記バンパビームの長手方向両端部と重なるロアビームと、前記サイドフレームよりも車幅方向外側において車両上下方向に延在され、前記バンパビームの車幅方向外側端部と前記ロアビームの車幅方向外側端部とを連結する一対の連結部材と、前記サイドフレームの車幅方向外側に設けられ、車両上側から見て車両前側へ向かうに従い車幅方向外側へ傾斜する方向に延在され且つ車幅方向から見て車両前側へ向かうに従い車両下側へ傾斜する方向に延在され、車両前側端部が前記連結部材の車両上下方向中間部に連結され、車両後側端部が前記サイドフレームに連結されたガセットと、を備えた車両前部構造である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、車両の前部の車幅方向両側において車両前後方向に延在された一対のサイドフレームと、車幅方向に延在され、一対の前記サイドフレームの車両前側端部に連結されると共に、長手方向両端部が前記サイドフレームよりも車幅方向外側に配置されたバンパビームと、前記バンパビームの車両下側において車幅方向に延在されたロアビームと、前記サイドフレームよりも車幅方向外側において車両上下方向に延在され、前記バンパビーム及び前記ロアビームを連結する一対の連結部材と、前記サイドフレームの車幅方向外側に設けられ、車両上側から見て車両前側へ向かうに従い車幅方向外側へ傾斜する方向に延在され且つ車幅方向から見て車両前側へ向かうに従い車両下側へ傾斜する方向に延在され、車両前側端部が前記連結部材の車両上下方向中間部に連結され、車両後側端部が前記サイドフレームに連結されたガセットと、を備え、一対の前記サイドフレームの間には、パワーユニットが配置され、車幅方向から見て、前記ガセットの車両後側端部が、前記パワーユニットに重なる位置に配置されている車両前部構造である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態は、前記ガセットの車両前側端部と車両後側端部との間の車両上下方向の距離が、前記ガセットの車両後側端部と前記パワーユニットの車両上側端部との間の車両上下方向の距離以下に設定されている車両前部構造である。

本発明の１又はそれ以上の実施形態によれば、衝突体に対する加害性を低減しつつ、車幅方向外側端部において衝突体に対する反力を有効に作用させることができる。

本実施の形態に係る車両前部構造が適用された車両の前部の左側部分を模式的に示す車両上側から見た平面図である。図１に示されるビーム連結部材とガセットとの連結状態を拡大して示す平面図である。図１に示される車両の前部の左側部分を模式的に示す車両左側から見た側面図である。図１に示されるビーム連結部材によるバンパビームの車幅方向外側端部とロアビームの車幅方向外側端部との連結状態を示す車両前側から見た正面図である。オフセット前面衝突時のバンパビーム及びロアビームの変形挙動を説明するための車両左側から見た説明図である。

以下、図面を用いて、本実施の形態に係る車両前部構造Ｓが適用された車両（自動車）Ｖについて説明する。なお、図面では、車両Ｖの車両前側を矢印ＦＲで示し、車両上側を矢印ＵＰで示し、車両上側から見たときの車両左側（車幅方向一方側）を矢印ＬＨで示している。また、以下の説明において、上下、前後、左右の方向を用いて説明するときには、特に断りのない限り、車両上下方向、車両前後方向、車両左右方向を示すものとする。

図１～図４に示されるように、車両前部構造Ｓは、車両Ｖの前部に適用されている。また、車両前部構造Ｓは、車両Ｖの左右方向中央に対して左右対称に構成されている。このため、以下の説明では、車両Ｖの前部の左側部分の車両前部構造Ｓについて説明し、車両Ｖの前部の右側部分の車両前部構造Ｓについての説明は省略する。車両前部構造Ｓは、サイドフレーム１０と、バンパビーム１４と、ロアビーム１６と、連結部材としてのビーム連結部材２０と、ガセット３０と、を含んで構成されている。

（サイドフレーム１０について）
サイドフレーム１０は、前後方向に延在された中空の略矩形柱状に形成され、車両Ｖの前部の車幅方向外側部分に配置されて、車両Ｖの前部の骨格を構成している。そして、車両Ｖの前部におけるサイドフレーム１０よりも車幅方向内側の空間が、車両ＶのパワーユニットＰを収容するエンジンルームとして構成されている。サイドフレーム１０の前側には、クラッシュボックス１１が設けられている。クラッシュボックス１１は、前後方向を軸方向とする略矩形筒状に形成されており、クラッシュボックス１１の後端部が、サイドフレーム１０の前端部に締結固定されている。なお、サイドフレーム１０とクラッシュボックス１１との間には、上下方向に延在されたプレート部材１２が設けられており、プレート部材１２の上下方向中間部が、サイドフレーム１０及びクラッシュボックス１１に挟み込まれて、両者に固定されている。また、クラッシュボックス１１の車幅方向内側には、ラジエータサポート１３が設けられており、ラジエータサポート１３は、プレート部材１２に連結されている。

（バンパビーム１４について）
バンパビーム１４は、車幅方向に延在されて、車両Ｖの前端部における骨格を構成している。バンパビーム１４は、左側から見た断面視で、略Ｂ字形状に形成されている。これにより、バンパビーム１４は、上下一対の矩形閉断面を有する閉断面構造を成している。そして、バンパビーム１４の車幅方向外側端部がサイドフレーム１０よりも車幅方向外側に突出した状態で、バンパビーム１４がクラッシュボックス１１の前端部に接合されて。これにより、バンパビーム１４がサイドフレーム１０にクラッシュボックス１１を介して間接的に連結されている。なお、クラッシュボックス１１を省略し、バンパビーム１４の前端部を本実施の形態よりも前側へ延ばして、バンパビーム１４をサイドフレーム１０に直接的に連結してもよい。また、バンパビーム１４は、平面視で、車幅方向中央部が前側へ凸となるように、略円弧状に湾曲している。

（ロアビーム１６について）
ロアビーム１６は、バンパビーム１４の下側において、車幅方向に延在されている。そして、ロアビーム１６の車幅方向外側端部が、サイドフレーム１０よりも車幅方向外側に配置されており、ロアビーム１６の車幅方向外側部分が、サイドフレーム１０の下側において、プレート部材１２の下端部に連結されている。ロアビーム１６は、バンパビーム１４と同様に、車両Ｖの前端部における骨格を構成している。ロアビーム１６では、ロアビーム１６の車幅方向外側部分が矩形閉断面構造を成しており、ロアビーム１６の車幅方向中央側部分が後側へ開放された開断面構造を成している。また、ロアビーム１６の車幅方向外側部分は、平面視で、車幅方向外側へ向かうに従い後側へ傾斜しており、ロアビーム１６の車幅方向外側端部が、バンパビーム１４の下側に配置されている。

（ビーム連結部材２０について）
ビーム連結部材２０は、上下方向に延在された略矩形柱状に形成されて、バンパビーム１４の車幅方向外側端部とロアビーム１６の車幅方向外側端部とを連結している。ビーム連結部材２０は、ビーム連結部材２０の主要部である第１連結部材２２と、ビーム連結部材２０の後端部を構成する第２連結部材２４と、を含んで構成されている。

第１連結部材２２は、鋼板により構成されている。第１連結部材２２は、上下方向に延在されると共に、平面視で、後側へ開放された略Ｕ字形状に形成されている。具体的には、第１連結部材２２は、平面視でバンパビーム１４の前面と平行に配置された前壁２２Ａと、前壁２２Ａの左右方向両端部から後側且つ車幅方向内側へ延出された一対の側壁２２Ｂと、を含んで構成されている。

第２連結部材２４は、第１連結部材２２と同様に、鋼板により構成されている。第２連結部材２４は、上下方向に延在された略長尺板状に形成されると共に、第１連結部材２２の前壁２２Ａの後側において前壁２２Ａと略平行に配置されている。第２連結部材２４の左右方向両端部には、後側且つ車幅方向内側へ屈曲されたフランジ２４Ａが形成されている。そして、第２連結部材２４が、第１連結部材２２の後端部内に配置されて、フランジ２４Ａが、第１連結部材２２の左右の側壁２２Ｂの後端部に接合されている。これにより、ビーム連結部材２０が、略矩形閉断面形状を成している。

また、第１連結部材２２の前壁２２Ａには、上側へ延出された接合部２２Ｃが形成されている。そして、ビーム連結部材２０が、バンパビーム１４の車幅方向外側端部の下側に配置され、接合部２２Ｃが、バンパビーム１４の車幅方向外側端部の前側に対向配置されて、バンパビーム１４の車幅方向外側端部に接合されている。また、第２連結部材２４の上端部は、第１連結部材２２の側壁２２Ｂよりも上側へ突出すると共に、バンパビーム１４の車幅方向外側端部の後側に対向配置されて、バンパビーム１４の車幅方向外側端部に接合されている。

また、ビーム連結部材２０は、ロアビーム１６の車幅方向外側端に対して左側に隣接配置されており、ロアビーム１６の車幅方向外側端が、第１連結部材２２の右側の側壁２２Ｂに接合されている。これにより、ビーム連結部材２０によって、バンパビーム１４及びロアビーム１６の車幅方向外側端部同士が、サイドフレーム１０の車幅方向外側において連結されている。

（ガセット３０について）
ガセット３０は、鋼板によって構成されると共に、略矩形柱状に形成されている。ガセット３０は、サイドフレーム１０の車幅方向外側に配置されると共に、平面視で、前側へ向かうに従い車幅方向外側へ傾斜する方向に沿って延在されると共に、車幅方向外側から見て、前側へ向かうに従い下側へ傾斜する方向に沿って延在されている。そして、ガセット３０の前端部３０Ａが、ビーム連結部材２０の後側に隣接配置されて、ビーム連結部材２０の上下方向中間部に接合されている。また、ガセット３０の後端部３０Ｂにおける右壁は、サイドフレーム１０の車幅方向外側面に対向するように屈曲されており、ガセット３０の後端部３０Ｂが、サイドフレーム１０に接合されている。なお、ガセット３０の後端部３０Ｂには、車幅方向外側へ開放された切欠部３０Ｃが形成されており、切欠部３０Ｃによってガセット３０の後端部３０Ｂが、後側から見て、車幅方向外側へ開放された略Ｕ字形状に形成されている。

また、車幅方向外側から見て、ガセット３０は、パワーユニットＰ（図３においてグレーにて塗りつぶされた部分を参照）の上端部よりも下側に配置されており、ガセット３０の後端部３０Ｂが、パワーユニットＰの前端部に重なる位置に配置されている。さらに、車幅方向外側から見て、ガセット３０の前端部３０Ａと後端部３０Ｂとの間の上下距離Ｈ１（図３参照）が、ガセット３０の後端部３０ＢとパワーユニットＰの上端部との間の上下距離Ｈ２（図３参照）以下に設定されている（本実施の形態では、上下距離Ｈ１と上下距離Ｈ２とが略同じに設定されている）。なお、ガセット３０の前端部３０Ａの上下位置とは、前端部３０Ａの上下方向中央部の位置を示し、ガセット３０の後端部３０Ｂの上下位置とは、後端部３０Ｂの上下方向中央部の位置を示している。

また、ガセット３０の長手方向中間部が、ブラケット３２によって、サイドフレーム１０の前端部に連結されている（図２参照）。ブラケット３２は、鋼板により構成されると共に、平面視で略クランク状に屈曲されている。具体的には、ブラケット３２は、左右方向を板厚方向とする後壁３２Ａと、後壁３２Ａの前端部から車幅方向外側へ延出された連結壁３２Ｂと、連結壁３２Ｂの車幅方向外側端部から前側且つ車幅方向外側へ延出された前壁３２Ｃと、を含んで構成されている。そして、後壁３２Ａが、サイドフレーム１０における前端部の車幅方向外側に隣接配置されて、サイドフレーム１０に接合されている。また、前壁３２Ｃが、ガセット３０における長手方向中間部の車幅方向内側に隣接配置されて、ガセット３０に接合されている。

次に、本実施の形態の作用及び効果について説明する。

上記のように構成された車両Ｖでは、バンパビーム１４及びロアビーム１６が、車両Ｖの前端部において、車幅方向に延在しており、ロアビーム１６がバンパビーム１４の下側に配置されている。バンパビーム１４は、一対のサイドフレーム１０に連結されており、ロアビーム１６は、プレート部材１２を介してサイドフレーム１０に連結されている。

ここで、ビーム連結部材２０が、サイドフレーム１０よりも車幅方向外側において、車両上下方向に延在され、バンパビーム１４及びロアビーム１６を連結している。このため、車両Ｖのオフセット前面衝突時には、バンパビーム１４、ロアビーム１６、及びビーム連結部材２０によって、衝突体を面で受けるようにすることができる。これにより、車両Ｖから衝突体への反力が衝突体に局所的に作用することを抑制できる。したがって、衝突体（相手車両）に対する加害性を効果的に低減することができる。

また、スモールオーバーラップ前面衝突時には、主として、バンパビーム１４及びロアビーム１６におけるサイドフレーム１０よりも車幅方向外側部分が、衝突体に衝突する。このため、後側への衝突荷重が、主として、バンパビーム１４及びロアビーム１６の車幅方向外側部分とビーム連結部材２０とに作用する。

ここで、ビーム連結部材２０の後側には、前後方向に延在されたガセット３０が設けられており、ガセット３０の前端部３０Ａが、ビーム連結部材２０の上下方向中間部に連結され、ガセット３０の後端部が、サイドフレーム１０に連結されている。これにより、ガセット３０が、平面視で、前側へ向かうに従い車幅方向外側へ傾斜する方向に沿って延在され、車幅方向から見て前側へ向かうに従い下側へ傾斜する方向に沿って延在されると共に、ガセット３０によって、ビーム連結部材２０及びサイドフレーム１０が連結されている。このため、ガセット３０によって、バンパビーム１４及びロアビーム１６の車幅方向外側部分と、ビーム連結部材２０と、を後側から支持することができる。これにより、スモールオーバーラップ前面衝突時において、衝突体に対する反力を、バンパビーム１４、ロアビーム１６、及びビーム連結部材２０から有効に作用させることができる。すなわち、車両Ｖの車幅方向外側端部から衝突体に対する反力を有効に作用させることができる。

さらに、スモールオーバーラップ前面衝突時において衝突体に対する反力を作用させるためのガセット３０を設けることで、オフセット前面衝突時における衝突体（相手車両）に対する加害性を一層効果的に低減することができる。すなわち、仮に、車両Ｖにおいてガセット３０を省略した場合（以下、この構造を比較例の車両前部構造という）は、衝突体を、バンパビーム１４、ロアビーム１６、及びビーム連結部材２０によって面で受けるようにすることができるものの、バンパビーム１４及びロアビーム１６の車幅方向外側部分は、後側から支持されない構造となる。このため、この場合には、図５の２点鎖線にて示されるように、オフセット前面衝突時において、バンパビーム１４がロアビーム１６に対して相対的に前側へ突出するように、車両Ｖの前端下端部が変形する。換言すると、車両Ｖの前端下端部が側面視で略Ｚ字形状に折れ曲がるように変形する。この場合には、バンパビーム１４が衝突体（相手車両）に対して乗り上げるようになるため、衝突体（相手車両）に対する加害性の低減効果が低下する虞がある。

これに対して、車両前部構造Ｓでは、上述のように、ガセット３０が、ビーム連結部材２０の上下方向中間部とサイドフレーム１０とを連結して、ガセット３０によってロアビーム１６が後側から支持されている。これにより、図５の実線にて示されるように、オフセット前面衝突時では、比較例の車両前部構造と比べて、バンパビーム１４がロアビーム１６に対して相対的に前側へ突出することが抑制される。その結果、車両Ｖの前端下端部が側面視で略Ｚ字形状に折れ曲がることを抑制できる。したがって、比較例の車両前部構造と比べて、オフセット前面衝突時におけるバンパビーム１４の衝突体（相手車両）への乗り上げが抑制されると共に、衝突体に対する反力を均一にすることができる。以上により、オフセット前面衝突時における衝突体（相手車両）に対する加害性を一層効果的に低減することができる。

また、ビーム連結部材２０は、バンパビーム１４及びロアビーム１６の車幅方向外側端部同士を連結している。このため、バンパビーム１４及びロアビーム１６のサイドフレーム１０よりも車幅方向外側部分をガセット３０によって後側から良好に支持することができる。したがって、スモールオーバーラップ前面衝突時には、バンパビーム１４及びロアビーム１６における車幅方向外側部分の全体に亘って、衝突体に対する反力を作用させることができる。

また、車幅方向外側から見て、ガセット３０が、パワーユニットＰの上端部よりも下側に配置されており、ガセット３０の後端部３０Ｂが、パワーユニットＰの前端部に重なる位置に配置されている。これにより、スモールオーバーラップ前面衝突時において、衝突体に対する反力を、一層有効に作用させることができる。

すなわち、スモールオーバーラップ前面衝突時には、車両後側への衝突荷重が、バンパビーム１４、ロアビーム１６、及びビーム連結部材２０からガセット３０に入力される。ガセット３０に入力された衝突荷重は、ガセット３０に沿ってガセット３０の後端部３０Ｂ側へ伝達されて、ガセット３０の後端部３０Ｂからサイドフレーム１０に入力される。ここで、ガセット３０は、平面視で前側へ向かうに従い車幅方向外側へ傾斜している。このため、ガセット３０の後端部３０Ｂからサイドフレーム１０に衝突荷重が入力されると、サイドフレーム１０がガセット３０の後端部３０Ｂとの連結部位を起点として、車幅方向内側へ折れ曲がる。これにより、サイドフレーム１０の折れ曲がり部を、パワーユニットＰに当てて、パワーユニットＰからの反力を、ガセット３０を介して衝突体に作用させることができる。したがって、スモールオーバーラップ前面衝突時において、衝突体に対する反力を、バンパビーム１４、ロアビーム１６、及びビーム連結部材２０から一層有効に作用させることができる。

さらに、車幅方向外側から見て、ガセット３０の前端部３０Ａと後端部３０Ｂとの間の上下距離Ｈ１が、ガセット３０の後端部３０ＢとパワーユニットＰの上端部との間の上下距離Ｈ２以下に設定されている。これにより、スモールオーバーラップ前面衝突時において、サイドフレーム１０の折れ曲がり部分を、パワーユニットＰに良好に当てることができる。すなわち、ガセット３０は、車幅方向外側から見て、後側へ向かうに従い上側へ傾斜している。このため、スモールオーバーラップ前面衝突時には、サイドフレーム１０におけるガセット３０の後端部３０Ｂとの連結部位（すなわち、サイドフレーム１０の屈曲部位）が、車幅方向外側から見て、後斜め後方側へ変位する。これにより、車幅方向外側から見て、ガセット３０の前端部３０Ａと後端部３０Ｂとの間の上下距離Ｈ１を、ガセット３０の後端部３０ＢとパワーユニットＰの上端部との間の上下距離Ｈ２以下に設定することで、サイドフレーム１０の折れ曲がり部分がパワーユニットＰに当たらずに後側へ変位することを抑制して、サイドフレーム１０の折れ曲がり部分をパワーユニットＰに良好に当てることができる。したがって、スモールオーバーラップ前面衝突時において、パワーユニットＰからの反力を、ガセット３０を介して良好に作用させることができる。

なお、バンパビーム１４及びロアビーム１６のサイドフレーム１０よりも車幅方向部分において、反力を有効に作用させるという観点からすると、ビーム連結部材２０によって、バンパビーム１４及びロアビーム１６の車幅方向外側端部同士を連結することが望ましいが、ビーム連結部材２０によるバンパビーム１４及びロアビーム１６の連結部位は、サイドフレーム１０の車幅方向外側において任意に設定してもよい。

１０サイドフレーム
１４バンパビーム
１６ロアビーム
２０ビーム連結部材（連結部材）
３０ガセット
Ｈ１上下距離
Ｈ２上下距離
Ｐパワーユニット
Ｓ車両前部構造
Ｖ車両

Claims

車両の前部の車幅方向両側において車両前後方向に延在された一対のサイドフレームと、
車幅方向に延在され、一対の前記サイドフレームの車両前側端部に連結されると共に、長手方向両端部が前記サイドフレームよりも車幅方向外側に配置されたバンパビームと、
前記バンパビームの車両下側において車幅方向に延在され、長手方向両端部が前記サイドフレームよりも車幅方向外側に配置され且つ平面視で前記バンパビームの長手方向両端部と重なるロアビームと、
前記サイドフレームよりも車幅方向外側において車両上下方向に延在され、前記バンパビームの車幅方向外側端部と前記ロアビームの車幅方向外側端部とを連結する一対の連結部材と、
前記サイドフレームの車幅方向外側に設けられ、車両上側から見て車両前側へ向かうに従い車幅方向外側へ傾斜する方向に延在され且つ車幅方向から見て車両前側へ向かうに従い車両下側へ傾斜する方向に延在され、車両前側端部が前記連結部材の車両上下方向中間部に連結され、車両後側端部が前記サイドフレームに連結されたガセットと、
を備えた車両前部構造。
車両の前部の車幅方向両側において車両前後方向に延在された一対のサイドフレームと、
車幅方向に延在され、一対の前記サイドフレームの車両前側端部に連結されると共に、長手方向両端部が前記サイドフレームよりも車幅方向外側に配置されたバンパビームと、
前記バンパビームの車両下側において車幅方向に延在されたロアビームと、
前記サイドフレームよりも車幅方向外側において車両上下方向に延在され、前記バンパビーム及び前記ロアビームを連結する一対の連結部材と、
前記サイドフレームの車幅方向外側に設けられ、車両上側から見て車両前側へ向かうに従い車幅方向外側へ傾斜する方向に延在され且つ車幅方向から見て車両前側へ向かうに従い車両下側へ傾斜する方向に延在され、車両前側端部が前記連結部材の車両上下方向中間部に連結され、車両後側端部が前記サイドフレームに連結されたガセットと、
を備え、
一対の前記サイドフレームの間には、パワーユニットが配置され、車幅方向から見て、前記ガセットの車両後側端部が、前記パワーユニットに重なる位置に配置されている車両前部構造。
前記ガセットの車両前側端部と車両後側端部との間の車両上下方向の距離が、前記ガセットの車両後側端部と前記パワーユニットの車両上側端部との間の車両上下方向の距離以下に設定されている請求項２に記載の車両前部構造。