JP6769390B2 - 車両前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両前部構造、特に、フロントサイドメンバとバンパリーンフォースとの間に設けられ、前突時に車両前後方向に圧縮塑性変形するクラッシュボックスの構成に関する。

フロントサイドメンバとバンパリーンフォースとの間に設けられ、車両がバリアに前突した際に車両前後方向に圧縮塑性変形して衝突エネルギを吸収するクラッシュボックスが多く用いられている。バンパリーンフォースの車両幅方向外側の端部は、前面が緩やかに傾斜する傾斜面で構成されているため、フロントサイドメンバよりも車両幅方向外側に衝突荷重が入力される前突（以下、微小ラップ前突という）の場合には、車両後方斜め内側に向かう衝突荷重がバンパリーンフォースの外端部に入力される。このため、微小ラップ前突においてはバンパリーンフォースと接続されているクラッシュボックスが車両幅方向内側に向かって内倒れし、バリアがフロントサイドメンバの横をすり抜けてしまい、クラッシュボックスで衝突エネルギを効果的に吸収できない場合がある。

そこで、バンパリーンフォースの車両幅方向外側端部を車両幅方向と平行にした平坦部を設ける構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７−２４５５２号公報

特許文献１に記載された従来技術では、微小ラップ前突の場合に、衝突荷重はバンパリーンフォースの車両幅方向外側の端部に車両後方に向けて入力されることになる。しかし、微小ラップ前突の場合には、衝突荷重がクラッシュボックスの車両幅方向内側よりも外側に多く入力されるので、クラッシュボックスの車両幅方向外側の圧縮変形量が車両幅方向内側の圧縮変形量より早く大きくなる。これにより、衝突中に車両前後方向に対する角度が減少するようにバンパリーンフォースが傾斜し、バンパリーンフォースに入力される車両幅方向内側に向かう衝突荷重が増加することが考えられる。そして、この結果として、バンパリーンフォースと接続されているクラッシュボックスが車両幅方向内側に向かって内倒れし、バリアがフロントサイドメンバの横をすり抜けてしまうことが考えられる。すると、クラッシュボックスで衝突エネルギを効果的に吸収できなくなる。従って、特許文献１に記載された従来技術は、この点において改善の余地がある。

そこで、本発明は、フロントサイドメンバよりも車両幅方向外側に衝突荷重が入力される微小ラップ前突の際にクラッシュボックスで衝突エネルギを効果的に吸収させることを課題とする。

本発明の車両前部構造は、車両幅方向外側に配置され、車両前後方向に延びるフロントサイドメンバと、車両前端部に配置され、車両幅方向に延びるバンパリーンフォースと、車両前後方向に延び、上板、下板、内側板、および外側板を含む角筒状で前記フロントサイドメンバよりも車両幅方向外側に張り出しており、前記フロントサイドメンバの前端と前記バンパリーンフォースとの間に設けられ、前突時に車両前後方向に圧縮塑性変形するクラッシュボックスと、を有する車両前部構造であって、前記クラッシュボックスは、前記上板および前記下板には、車両幅方向に延びる所定長さのビードを車両前後方向に所定間隔で複数段に配置したビード列が車両幅方向に複数列配置され、前記ビード列は、第１ビードによって構成される第１ビード列と、前記第１ビードより長い第２ビードによって構成され、前記第１ビード列より車両幅方向内側に配置される第２ビード列と、を含み、前記第１ビード列と前記第２ビード列とは、前記第１ビードと前記第２ビードとが千鳥配置となるように配置され、車両幅方向内側が車両幅方向外側より車両前後方向に圧縮塑性変形しやすくなっていること、を特徴とする。

このように、第１、第２ビードを配置することにより、クラッシュボックスの車両幅方向内側が車両幅方向外側より車両前後方向に圧縮塑性変形しやすくなる。このため、フロントサイドメンバよりも車両幅方向外側に衝突荷重が入力される微小ラップ前突の場合でも、衝突中にクラッシュボックスの車両幅方向外側と車両幅方向内側とが略同様に後退し、車両前後方向に対する角度が減少するようにバンパリーンフォースが傾斜することを抑制するので、バンパリーンフォースに入力される車両幅方向内側に向かう衝突荷重の増加が抑制される。これにより、クラッシュボックスが車両幅方向内側に向かって内倒れし、バリアがフロントサイドメンバの横をすり抜けてしまうことを抑制することができ、クラッシュボックス全体で衝突エネルギを吸収することができる。このように、本発明は、フロントサイドメンバよりも車両幅方向外側に衝突荷重が入力される微小ラップ前突の際にクラッシュボックスで衝突エネルギを効果的に吸収させることができる。

本発明の車両前部構造において、前記第２ビード列を構成する前記第２ビードの段数が前記第１ビード列を構成する前記第１ビードの段数と同じか、前記第２ビード列を構成する前記第２ビードの段数が前記第１ビード列を構成する前記第１ビードの段数よりも多くてもよい。

このように第１、第２ビードを配置することにより、クラッシュボックスが車両幅方向内側ほど車両幅方向外側より車両前後方向に圧縮塑性変形しやすくなると共に、スムーズな荷重伝達が可能となるのでより安定して圧縮塑性変形しやすくなる。これにより、微小ラップ前突の際にクラッシュボックスで衝突エネルギを効果的に吸収させることができる。

本発明の車両前部構造において、前記第１ビード列が前記フロントサイドメンバより車両幅方向外側に配置されてもよい。

微小ラップ前突において衝突荷重の入力点近傍に圧縮塑性変形の起点となる第１ビード列を配置することにより、衝突中に第１ビード列が配置されている領域を安定して圧縮塑性変形させることができる。

本発明の車両前部構造において、車両正面視において、前記第２ビード列の車両幅方向の位置が前記フロントサイドメンバの車両幅方向の位置と重なるように前記第２ビード列が配置されてもよい。

これにより、微小ラップ前突において第２ビード列の配置されている領域を第１ビード列の配置されている領域よりも先に圧縮塑性変形させることができる。

本発明の車両前部構造において、前記ビード列は、前記第１ビードより長い第３ビードによって構成され、前記第２ビード列より車両幅方向内側で、車両正面視において車両幅方向の位置が前記フロントサイドメンバの車両幅方向の位置と重なる領域に配置される第３ビード列を含み、前記第３ビードは、前記第２ビードと千鳥配置となるように配置されてもよい。

このように、第３ビード列を配置することにより、正突の際に、第３ビード列がクラッシュボックスの圧縮塑性変形の起点となるので、正突の際にもクラッシュボックスで衝突エネルギを効果的に吸収させることができる。

本発明の車両前部構造において、前記クラッシュボックスは、車両上下方向に延びる所定長さの縦ビードを車両前後方向に所定間隔で複数段に配置した縦ビード列が形成された車両幅方向内側板と、ビードが配置されていない車両幅方向外側板と、を有してもよい。

これにより、クラッシュボックスの車両幅方向内側が車両幅方向外側よりもより車両前後方向に圧縮塑性変形しやすくなるので、クラッシュボックスが車両幅方向内側に向かって内倒れし、バリアがフロントサイドメンバの横をすり抜けてしまうことを一層抑制することができ、一層効果的にクラッシュボックス全体で衝突エネルギを吸収することができる。

本発明の車両前部構造において、前記フロントサイドメンバの前端部分の車両幅方向外側の側面から車両幅方向外側に張り出したガセットと、前記クラッシュボックスの前記フロントサイドメンバよりも車両幅方向外側に張り出した部分に先端が前記ガセットの前面と隙間を介して対向するよう取り付けられ、前突中に前記隙間がなくなると前記クラッシュボックスから前記ガセットに衝突荷重を伝達する隙つめ部材と、を有しても良い。

これにより、クラッシュボックスの車両幅方向内側が圧縮塑性変形した後にクラッシュボックスのフロントサイドメンバよりも車両幅方向外側に張り出した部分を車両前後方向に圧縮塑性変形させることができるので、衝突中にクラッシュボックスの車両幅方向外側と車両幅方向内側とを略同様に後退させて、車両前後方向に対する角度が減少するようにバンパリーンフォースが傾斜することを抑制することができる。また、クラッシュボックスのフロントサイドメンバよりも車両幅方向外側に張り出した部分を潰しきることができるので、より効果的に衝突エネルギを吸収することができる。

本発明の車両前部構造において、前記バンパリーンフォースの下側に配置され、車両幅方向に延びる下部バンパリーンフォースと、前記フロントサイドメンバの前端と前記クラッシュボックスの後端との間に挟み込まれて固定され、固定部分から下方向に延びる第１メンバと、前記フロントサイドメンバの下側に配置され、前端が前記第１メンバに接続されて前記第１メンバから車両後方に延びる第２メンバと、前記第１メンバを挟んで前記第２メンバと前記下部バンパリーンフォースとの間に配置され、前記第１メンバに接続されて前突時に車両前後方向に圧縮塑性変形する下部クラッシュボックスと、を備えることとしてもよい。

このように、第１メンバを介して上部のクラッシュボックスと下部クラッシュボックスとが接続されているので、微小ラップ前突の際、下部バンパリーンフォースは、バンパリーンフォースと共に車両前後方向に略平行に後退する。このため、下部クラッシュボックスも上部のクラッシュボックスと同様、車両幅方向内側に向かって内倒れせず、下部クラッシュボックスにも衝突エネルギを効果的に吸収させることができる。これにより、微小ラップ前突の際に車両前部構造全体で衝突エネルギを効果的に吸収することができる。

本発明は、フロントサイドメンバよりも車両幅方向外側に衝突荷重が入力される微小ラップ前突の際にクラッシュボックスで衝突エネルギを効果的に吸収させることができる。

実施形態の車両前部構造を組み込んだ自動車のボデーの骨格構造を示す斜視図である。 実施形態の車両前部構造の要部を示す平面図である。 図２に示す車両前部構造の要部の斜視図である。 図２に示す車両前部構造のクラッシュボックスの拡大斜視図である。 図２に示す車両前部構造が適用された自動車がバリアと微小ラップ前突した際の衝突直後の状態を示す平面図である。 図２に示す車両前部構造が適用された自動車がバリアと微小ラップ前突した際の衝突初期の状態を示す平面図である。 図２に示す車両前部構造が適用された自動車がバリアと微小ラップ前突した際の衝突中期の状態を示す平面図である。 図２に示す車両前部構造が適用された自動車がバリアと微小ラップ前突した際のクラッシュボックスが略潰れた状態を示す平面図である。 対比例に係る車両前部構造が適用された自動車がバリアと微小ラップ前突した際の衝突直後の状態を示す平面図である。 対比例に係る車両前部構造が適用された自動車がバリアと微小ラップ前突した際の衝突中期の状態を示す平面図である。 対比例に係る車両前部構造が適用された自動車がバリアと微小ラップ前突した際のクラッシュボックスの車両幅方向外側部分が略潰れた状態を示す平面図である。 図２に示す車両前部構造が適用された自動車がバリアと正突した際の衝突直後の状態を示す平面図である。 図２に示す車両前部構造が適用された自動車がバリアと正突した際の衝突初期の状態を示す平面図である。 図２に示す車両前部構造が適用された自動車がバリアと正突した際の衝突中期の状態を示す平面図である。 図２に示す車両前部構造が適用された自動車がバリアと正突した際のクラッシュボックスが略潰れた状態を示す平面図である。 他の実施形態の車両前部構造の要部を示す立面図である。 他の実施形態の車両前部構造の要部を示す斜視図である。

（自動車１００のボデー構造）
以下、図面を参照しながら実施形態の車両前部構造８０について説明する。最初に図１を参照しながら、本実施形態の車両前部構造８０を組み込んだ自動車１００のボデー構造について説明する。図１に示すように、自動車１００は、アルミ等の金属によって構成された骨格構造を備えている。自動車１００は、フロントピラー１０４よりも前方の前部骨格１０１と、後部骨格１０３と、フロントピラー１０４と後部骨格１０３の間の車室１１０を構成する車室骨格１０２とを備えている。前部骨格１０１は、フロントサイドメンバ１０と、バンパリーンフォース４０と、クラッシュボックス５０と、車室骨格１０２とエンジンルーム１０８を区画するダッシュパネル１０５と、フロントピラー１０４と、フロントピラー１０４に接続されて車両前方に延びるアッパメンバ１０６とを含んでいる。フロントサイドメンバ１０には、エンジン、駆動用のモータ等が搭載される。また、フロントサイドメンバ１０とアッパメンバ１０６の間には、前部車輪の懸架装置が収納されるサスペンションタワー１０７が設けられている。また、フロントサイドメンバ１０の後端部１７は、ダッシュパネル１０５の表面に沿って下方向に延び、車室骨格１０２の下側の面に配置されているアンダーリーンフォース１０９に接続されている。

（車両前部構造８０の構成）
図２は、図１に示す車両前部構造８０の左側部分の一部を示す平面図であり、図３は、その斜視図である。本実施形態の車両前部構造８０は、図２、３に示す構造が左右対称に組み合わされたものである。図２、図３に示すように、本実施形態の車両前部構造８０は、フロントサイドメンバ１０と、バンパリーンフォース４０と、クラッシュボックス５０とで構成されている。また、本実施形態の車両前部構造８０は、ガセット２０と、隙つめ部材５９とを含んでいる。

＜フロントサイドメンバ１０＞
図２、３に示すように、フロントサイドメンバ１０は、車両幅方向外側に配置され、車両前後方向に延びる強度部材である。フロントサイドメンバ１０は、長手方向に対して直交する平面で切断したときの断面形状が略Ｕ字状のフロントサイドメンバインナ１１と、略平板状に形成されてフロントサイドメンバインナ１１の開放側を塞ぐフロントサイドメンバアウタ１２と、によって構成された中空矩形の閉断面構造である。フロントサイドメンバ１０の前端１４には、Ｌ字型のフランジ１５がスポット溶接されている。

＜ガセット２０＞
図２、３に示すように、フロントサイドメンバ１０の前端部分１３の車両幅方向外側の側面には、車両幅方向外側に張り出したガセット２０が取り付けられている。ガセット２０は、平面視で略三角形の中空三角柱形状に形成した部材であり、平面視で三角形状の天井部２１と、図示しない底部と、天井部２１と底部との車両幅方向外側の端部を車両上下方向につなぐ側部２２とで構成されている。天井部２１は、フロントサイドメンバインナ１１の上側フランジ１６にスポット溶接されている。図示しない底部は、フロントサイドメンバインナ１１にスポット溶接されている。また、側部２２は、フロントサイドメンバアウタ１２の面に延びるように折り曲げられた取り付け部２３がフロントサイドメンバアウタ１２にスポット溶接されている。ガセット２０は、側部２２の頂点が車両幅方向外側に張り出すようにフロントサイドメンバ１０の側面に取り付けられており、前方側の傾斜面である前端面２５は、後で説明する隙つめ部材５９の後端と対向している。また、ガセット２０の前方の角部２４の上には、フロントサイドメンバ１０の前端１４に取り付けられるフランジ１５の一部が重ね合わせられ、スポット溶接されている。

＜クラッシュボックス５０＞
図２、３に示すように、フロントサイドメンバ１０の前端１４の前方のフランジ１５には、クラッシュボックス５０がボルト５８によって固定されている。クラッシュボックス５０は、前突時に車両前後方向に圧縮塑性変形して衝突エネルギを吸収するものである。図２、３に示すように、クラッシュボックス５０は、車両前後方向に延びる角のある繭形の角筒状部材である本体５０Ａと本体５０Ａの後端を覆う後端板５６と本体５０Ａの前端を覆う前端板５７とで構成されている。図４に示すように本体５０Ａの上板５１と下板５４にはＶ形の凹部であるビード６２、６４、６６が設けられている。また、本体５０Ａの車両幅方向内側板である車両内側板５２にはＶ型の凹部である縦ビード６８が設けられている。本体５０Ａの車両幅方向外側板である車両外側板５３にはビードは設けられていない。ビード６２、６４、６６、縦ビード６８の配置と本体５０Ａの詳細については、後で説明する。

図２に示すように、本体５０Ａは、車両正面視でフロントサイドメンバ１０のフランジ１５と重なる位置にあり、フランジ１５に荷重伝達できる車両内側部分５０Ｃと、フランジ１５よりも車両幅方向外側に張り出した車両外側部分５０Ｂとで構成されている。車両内側部分５０Ｃは、図４に示す第２上板５１ｂと第２下板５４ｂおよび第３上板５１ｃと第３下板５４ｃを含み、車両外側部分５０Ｂは、図４に示す第１上板５１ａと第１下板５４ａを含む。図２に示すように、本体５０Ａの車両幅方向の長さは、フロントサイドメンバ１０の車両幅方向の長さより長く、車両外側部分５０Ｂは、フロントサイドメンバ１０よりも車両幅方向外側に張り出している。なお、本体５０Ａの車両上下方向の長さは、フロントサイドメンバ１０の車両上下方向の長さよりも短く、本体５０Ａはフロントサイドメンバ１０の上下方向には張り出していない。

本体５０Ａの車両内側部分５０Ｃの後端を覆う後端板５６の車両内側の部分とフロントサイドメンバ１０の前端１４に取り付けられたフランジ１５との間には、平板をクランク状に折り曲げたラジェータサポート３０が挟みこまれている。後端板５６と、ラジェータサポート３０とはフランジ１５にボルト５８で共締めされている。

本体５０Ａの車両外側部分５０Ｂの後端を覆う後端板５６の車両外側の部分の後端側面には、隙つめ部材５９が取り付けられている。隙つめ部材５９は、後端板５６に固定されてガセット２０の前端面２５との間の隙間Ｓを規定する部材である。

＜バンパリーンフォース４０＞
図１から図３に示すように、クラッシュボックス５０の前端板５７の前側の面には、バンパリーンフォース４０が取り付けられている。バンパリーンフォース４０は、車両前端部に配置され、車両幅方向に延びる強度部材であり、図１に示すように、車両両側に配置されたクラッシュボックス５０の前端部に掛け渡された部材である。

＜クラッシュボックス５０の構造詳細＞
図４に示すように、クラッシュボックス５０の本体５０Ａは、中央が内側に凹んだ逆Ｕ字型の上半５０Ｕと、中央が内側に凹んだＵ字型の下半５０Ｌとを接続線５５で溶接して車両前後方向に延びる角のある繭形の角筒状部材としたものである。

本体５０Ａは、上板５１と、下板５４と、車両内側板５２と、車両外側板５３とを含んでいる。上板５１は、車両幅方向外側の第１上板５１ａと、第１上板５１ａと同一高さで車両幅方向内側の第３上板５１ｃと、第１上板５１ａと第３上板５１ｃとの間で第１上板５１ａ、第３上板５１ｃよりも高さが低い第２上板５１ｂとを含んでいる。第１上板５１ａと第２上板５１ｂとの間、第２上板５１ｂと第３上板５１ｃとの間はそれぞれ傾斜板で接続されている。このように、上板５１は、第１上板５１ａと第３上板５１ｃとを山部、第２上板５１ｂを谷部とした折板構造である。下板５４も上板５１と同様、車両幅方向外側の第１下板５４ａと、第１下板５４ａと同一高さで車両幅方向内側の第３下板５４ｃと、第１下板５４ａと第３下板５４ｃとの間で第１下板５４ａ、第３下板５４ｃよりも高さが高い第２下板５４ｂとを含んでいる。第１下板５４ａと第２下板５４ｂとの間、第２下板５４ｂと第３下板５４ｃとの間はそれぞれ傾斜板で接続されている。上板５１と同様、下板５４も、第１下板５４ａと第３下板５４ｃとを山部、第２下板５４ｂを谷部とした折板構造である。

また、車両内側板５２と第３上板５１ｃとの間および車両内側板５２と第３下板５４ｃとの間は傾斜板で接続されている。同様に、車両外側板５３と第１上板５１ａとの間および車両外側板５３と第１下板５４ａとの間も傾斜板で接続されている。

図２に示すように、第２上板５１ｂと第２下板５４ｂおよび第３上板５１ｃと第３下板５４ｃは車両正面視でフロントサイドメンバ１０のフランジ１５と重なる位置となっており、車両内側板５２は車両正面視でフロントサイドメンバ１０と重なる位置となっている。このため、第２上板５１ｂと第２下板５４ｂおよび第３上板５１ｃと第３下板５４ｃと車両内側板５２とはフロントサイドメンバ１０に車両前後方向の荷重を直接伝達する部分である車両内側部分５０Ｃに含まれる。また、第１上板５１ａと第１下板５４ａおよび車両外側板５３とは、フロントサイドメンバ１０よりも車両幅方向外側に位置しており、ガセット２０を介してフロントサイドメンバ１０に車両前後方向の荷重を伝達する部分である車両外側部分５０Ｂに含まれる。

図２、図４に示すように、第１上板５１ａと第１下板５４ａの車両内側領域には、車両幅方向に延びる長さＬ１の第１ビード６２が所定の間隔で車両前後方向に二段に配置されている。二段に配置された２つの第１ビード６２は、１つの第１ビード列６１を構成する。先に述べたように、第１上板５１ａと第１下板５４ａとは、フロントサイドメンバ１０よりも車両幅方向外側に位置しているので、第１ビード列６１は、フロントサイドメンバ１０より車両幅方向外側に配置されている。このように、第１ビード列６１は、ガセット２０を介してフロントサイドメンバ１０に車両前後方向の荷重を伝達する位置に配置されている。

また、第２上板５１ｂと第２下板５４ｂには、車両幅方向に延びる長さＬ２の第２ビード６４が所定の間隔で車両前後方向に二段に配置されている。二段に配置された２つの第２ビード６４は、１つの第２ビード列６３を構成する。同様に、第３上板５１ｃと第３下板５４ｃには、車両幅方向に延びる長さＬ３の第３ビード６６が所定の間隔で車両前後方向に三段に配置されている。三段に配置された３つの第３ビード６６は、１つの第３ビード列６５を構成する。先に述べたように、第２上板５１ｂと第２下板５４ｂおよび第３上板５１ｃと第３下板５４ｃは、車両正面視でフロントサイドメンバ１０のフランジ１５と重なる位置となっているので、第２ビード列６３、第３ビード列６５はフランジ１５を介してフロントサイドメンバ１０に車両前後方向の荷重を直接伝達できる位置に配置されている。

第２ビード６４の長さＬ２は第１ビード６２の長さＬ１よりも長い。また、本実施形態では、第３ビード６６の長さＬ３は第２ビード６４の長さＬ２と略同じ長さである。長さＬ１、Ｌ２、Ｌ３の関係は、Ｌ３≒Ｌ２＞Ｌ１、である。また、第１ビード列６１と第２ビード列６３とは、第１ビード６２と第２ビード６４とが千鳥配置となるように配置されている。図２、図４に示すように、第１ビード６２と第２ビード６４とは車両前後方向に互い違いで互いに離間し、且つ、車両幅方向にも互い違いに互いに離間するように配置されている。同様に、第２ビード列６３と第３ビード列６５とは、第２ビード６４と第３ビード６６とが千鳥配置で、第２ビード６４と第３ビード６６とが車両前後方向に互い違いで互いに離間し、且つ、車両幅方向にも互い違いに互いに離間するように配置されている。なお、各第１ビード６２と各第３ビード６６とは、車両前後方向の同一位置に配置されていてもよいし、車両前後方向の位置をずらして配置されてもよい。

図４に示すように、各ビード６２、６４、６６は、車両幅方向に延びる断面がＶ字型の凹部である。第３ビード６６の車両幅方向の端部は隣接する傾斜板に現れるＶ字形の切り欠きとなっている。また、第２ビード６４の両端は、第２上板５１ｂから凹んでいる。第１ビード６２の車両幅方向内側の端部は、第３ビード６６と同様、隣接する傾斜板に現れるＶ字形の切り欠きとなっており、車両幅方向外側の端部は、第１上板５１ａから凹んでいる。

また、図４に示すように、本体５０Ａの車両内側板５２を構成する上半５０Ｕの車両内側板５２Ｕと下半５０Ｌの車両内側板５２Ｌには、それぞれ車両上下方向に延びる縦ビード６８が所定の間隔で三段に配置されている。三段に配置された縦ビード６８は、それぞれ１つの縦ビード列６７を構成する。従って、縦ビード列６７は、車両内側板５２Ｕと車両内側板５２Ｌとにそれぞれ１列ずつ配置されており、本体５０Ａの車両内側板５２には、上下に二段に縦ビード列６７が配置されている。縦ビード６８は、第１ビード６２と同様、接続線５５側の端部は車両内側板５２Ｕ、５２Ｌから凹んでおり、反対側の端部は、隣接する傾斜板に現れるＶ字形の切り欠きとなっている。

先に述べたように、車両内側板５２は車両正面視でフロントサイドメンバ１０のフランジ１５と重なる位置となっているので、縦ビード列６７はフロントサイドメンバ１０に車両前後方向の荷重を直接伝達できる位置に配置されている。

各ビード６２、６４、６６、６８はＶ字型断面の溝が延びる方向と直角方向に圧縮力が加わると、Ｖ字型の溝の底の部分に応力が集中してＶ字形の開口が閉じるように変形する。これにより、各ビード６２、６４、６６、６８の設けられている面は蛇腹状に潰れて圧縮塑性変形する。つまり、各ビード６２、６４、６６、６８は、各ビード６２、６４、６６、６８の設けられている面を蛇腹状に圧縮塑性変形させる切っ掛けを作るものである。また、各ビード６２、６４、６６、６８は、板部材の強度低下部位を形成するものでもある。

なお、先に述べたように、本体５０Ａの車両外側板５３を構成する上半５０Ｕの車両外側板５３Ｕと下半５０Ｌの車両外側板５３Ｌにはビードは設けられていない。

＜本実施形態の車両前部構造８０の微小ラップ前突の際の作用と効果＞
以上のように構成された本実施形態の車両前部構造８０の微小ラップ前突の際の作用と効果について、図５から図８を参照して説明する。ここで、微小ラップ前突とは、自動車１００の前面衝突の内、フロントサイドメンバ１０の車両幅方向外側にバリアＢが衝突する場合をいう。

微小ラップ前突の場合、図５に示すようにバリアＢは、バンパリーンフォース４０のフロントサイドメンバ１０の車両幅方向外側に衝突してくる。衝突直後には、隙つめ部材５９とガセット２０の前端面２５との間には、隙間Ｓが開いているので、バンパリーンフォース４０に入力された衝突荷重はガセット２０には伝達されず、フロントサイドメンバ１０の車両幅方向外側の荷重入力点からクラッシュボックス５０の上板５１、下板５４をフロントサイドメンバ１０に向かって車両斜め後ろ方向に流れていく。荷重は、図５中に矢印で示すように、千鳥配列された各ビード６２、６４、６６の隙間部分を伝わって入力点から車両斜め後ろ方向に流れていく。

そして、衝突荷重は、車両後方への荷重としてフランジ１５からフロントサイドメンバ１０に入力される。この荷重は、フロントサイドメンバ１０で受け止められ、クラッシュボックス５０の車両内側部分５０Ｃを車両前後方向に圧縮する。この圧縮力によって第２ビード６４、第３ビード６６、縦ビード６８には図５中の向かい合わせ矢印に示すようにＶ字形の開口が閉じる方向に力が掛かり、各ビード６４、６６、６８は開口が閉じるように圧縮変形する。これが切っ掛けとなり、クラッシュボックス５０の車両内側部分５０Ｃに含まれる第２上板５１ｂ、第３上板５１ｃ、第２下板５４ｂ、第３下板５４ｃ、車両内側板５２は蛇腹状に圧縮変形する。

一方、クラッシュボックス５０の車両外側部分５０Ｂに入力された荷重は、後端板５６を車両後方に向かって変形させ、車両外側部分５０Ｂをガセット２０に向かって後退させる。隙つめ部材５９とガセット２０の前端面２５との間に隙間Ｓが開いている間は、バンパリーンフォース４０に入力された衝突荷重はガセット２０には伝達されないので、車両外側部分５０Ｂには大きな圧縮力は掛からないこと、およびこの部分に大きなビードが設けられていないことから、車両外側部分５０Ｂには車両内側部分５０Ｃのような圧縮変形は発生しない。

この結果、図６に示すように、隙つめ部材５９がガセット２０の前端面２５に当たった時点では、クラッシュボックス５０の車両内側部分５０Ｃを構成する第２上板５１ｂ、第３上板５１ｃ、第２下板５４ｂ、第３下板５４ｃ、車両内側板５２は蛇腹状に圧縮変形しているが、車両外側部分５０Ｂを構成する第１上板５１ａ、第１下板５４ａ、車両外側板５３は車両後方に後退しているのみで、あまり大きく変形していない。車両内側部分５０Ｃの圧縮変形による車両内側部分５０Ｃに接続されたバンパリーンフォース４０の部分の後退量と、車両外側部分５０Ｂの後退による車両外側部分５０Ｂに接続されたバンパリーンフォース４０の部分の後退量とが略同一となるため、バンパリーンフォース４０は車両前後方向に対して傾斜せず、車両前後方向に略平行に後退する。従って、図５に示すバンパリーンフォース４０の車両前後方向に対する傾き角度θ１と図６に示すバンパリーンフォース４０の車両前後方向に対する傾き角度θ２とは略同一である。

図６に示す状態から時間が経過すると、図７に示すように、クラッシュボックス５０の車両外側部分５０Ｂに入力された衝突荷重は、隙つめ部材５９を介してガセット２０に伝達される。ガセット２０に伝達された車両前後方向の荷重は、フロントサイドメンバ１０によって受け止められるので、この衝突荷重はクラッシュボックス５０の車両外側部分５０Ｂを車両前後方向に圧縮する。この圧縮力によって、第１上板５１ａ、第１下板５４ａに設けられた第１ビード６２はＶ型の開口が閉じるように圧縮変形する。そして、第１ビード６２の圧縮変形が切っ掛けとなり、図７に示すように、車両外側部分５０Ｂを構成する第１上板５１ａ、第１下板５４ａ、車両外側板５３が蛇腹状に潰れる。この際、クラッシュボックス５０の車両内側部分５０Ｃにも衝突荷重が伝達されるので、車両内側部分５０Ｃを構成する第２上板５１ｂ、第３上板５１ｃ、第２下板５４ｂ、第３下板５４ｃ、車両内側板５２は、図６に示す状態から更に潰れていく。車両内側部分５０Ｃは、図５の状態から図６に示す状態の間の圧縮塑性変形により車両前後方向の強度が非常に低くなっているので、車両前後方向の反力によってバンパリーンフォース４０を傾斜させることがない。このため、バンパリーンフォース４０は、車両前後方向に対して傾斜せず、車両前後方向に略平行に後退する。従って、図７に示すバンパリーンフォース４０の車両前後方向に対する傾き角度θ３は、図５、図６に示すバンパリーンフォース４０の車両前後方向に対する傾き角度θ１、θ２と略同一である。

図７に示す状態から更に時間が進むと、図８に示すように、車両内側部分５０Ｃを構成する第２上板５１ｂ、第３上板５１ｃ、第２下板５４ｂ、第３下板５４ｃ、車両内側板５２、車両外側部分５０Ｂを構成する第１上板５１ａ、第１下板５４ａ、車両外側板５３は、略完全に潰れ切った状態となる。潰れ切ると車両内側部分５０Ｃと車両外側部分５０Ｂの車両前後方向の反発力は略同様となるため、衝突荷重の入力点に近く、入力される荷重が大きい車両外側部分５０Ｂの方が、車両内側部分５０Ｃよりも少し大きく圧縮される。このため、バンパリーンフォース４０は、車両前後方向に対して僅かに傾斜する。このため、図８に示すバンパリーンフォース４０の車両前後方向に対する傾き角度θ４は、図５から図７に示すバンパリーンフォース４０の車両前後方向に対する傾き角度θ１からθ３に比べて僅かに小さくなっている。

以上説明したように、本実施形態の車両前部構造８０は、クラッシュボックス５０の車両内側部分５０Ｃを構成する第２上板５１ｂ、第３上板５１ｃ、第２下板５４ｂ、第３下板５４ｃに長さの長い第２ビード列６３、第３ビード列６５、車両内側板５２に縦ビード列６７を配置し、車両外側部分５０Ｂを構成する第１上板５１ａ、第１下板５４ａに長さの短い第１ビード列６１を配置し、車両外側板５３にビードを配置しないことにより、クラッシュボックス５０の車両内側部分５０Ｃが車両外側部分５０Ｂよりも車両前後方向に圧縮変形しやすくなっている。また、車両内側部分５０Ｃが衝突直後からフロントサイドメンバ１０に直接車両前後方向の荷重を伝達でき、車両外側部分５０Ｂは隙間Ｓがゼロになってからフロントサイドメンバ１０に車両前後方向の荷重を伝達するように構成している。このため、衝突直後から初期にかけて車両内側部分５０Ｃを圧縮塑性変形させると共に隙間Ｓがゼロとなるまで車両外側部分５０Ｂを後退させ、衝突初期以降は車両外側部分５０Ｂと初期の圧縮塑性変形で強度の低下した車両内側部分５０Ｃとを一緒に圧縮塑性変形させるこができる。これにより、衝突中にクラッシュボックス５０の車両外側部分５０Ｂと車両内側部分５０Ｃとが略同様に後退し、車両前後方向に対する角度が減少するようにバンパリーンフォース４０が傾斜することを抑制することができる。

以上により、バンパリーンフォース４０に入力される車両幅方向内側に向かう衝突荷重の増加が抑制され、クラッシュボックス５０が車両幅方向内側に向かって内倒れし、バリアＢがフロントサイドメンバ１０の横をすり抜けてしまうことを抑制することができる。また、クラッシュボックス５０の車両内側部分５０Ｃ、車両外側部分５０Ｂともに潰しきることができるので、クラッシュボックス５０全体で衝突エネルギを吸収することができる。このように、本発明は、フロントサイドメンバ１０よりも車両幅方向外側に衝突荷重が入力される微小ラップ前突の際にクラッシュボックス５０で衝突エネルギをより効果的に吸収させることができる。

＜対比例の車両前部構造９００とその微小ラップ前突の際の変形＞
次に、図９から図１１を参照しながら対比例の車両前部構造９００を備える自動車が微小ラップ前突した場合の各部の変形について説明する。

図９に示すように、対比例の車両前部構造９００は、横長の略八角形で上板９１、下板９４に一様な長さのビード９６が三段に設けられており、車両内側板９２、車両外側板９３には同様の縦ビード９５が設けられている。また、隙つめ部材９９は、初期位置においてガセット２０の前端面２５に接している。

図９に示すように、微小ラップ前突が発生すると、バリアＢはバンパリーンフォース４０のフロントサイドメンバ１０の車両幅方向外側に衝突してくる。これにより、フロントサイドメンバ１０の車両幅方向外側に衝突荷重が入力される。衝突荷重は、フロントサイドメンバ１０とガセット２０とで受け止められる。この衝突荷重によってクラッシュボックス９０は車両前後方向に圧縮される。衝突荷重の入力点は、クラッシュボックス９０の車両幅方向外側に寄っているので、クラッシュボックス９０の車両外側部分の方が車両内側部分よりも大きな荷重がかかる。また、クラッシュボックス９０の車両外側板９３には車両内側板９２と同様に縦ビード９５が設けられている。このため、図１０に示すように、衝突初期に車両外側板９３が大きく圧縮変形する。これにより、バンパリーンフォース４０は図９に示す車両前後方向に対する傾き角度θ１が小さくなるような方向に傾斜し、車両前後方向に対する角度が傾き角度θ１よりも小さい傾き角度θ５となる。

すると、バリアＢからバンパリーンフォース４０に入力される衝突荷重の内の車両内側に向かう成分が増加し、バンパリーンフォース４０が車両内側に移動する。また、クラッシュボックス９０は、全体が車両幅方向内側である右方向に倒れるように変形していく。

そして、図１０から時間が経過するとバリアＢからバンパリーンフォース４０に入力される衝突荷重の内の車両内側に向かう成分が更に増加し、図１１に示すように、クラッシュボックス９０は更に右方向に倒れて行く。そして、図１１に示すように、車両外側板９３が略完全に潰れても車両内側板９２はあまり潰れていないので、バンパリーンフォース４０が更に右によって行く。そして、図１１の状態の後、バリアＢは、フロントサイドメンバ１０の車両幅方向外側を通り抜けてしまう。

このように、対比の車両前部構造９００では、微小ラップ前突の場合に、衝突中に車両前後方向に対する角度が減少するようにバンパリーンフォース４０が傾斜し、バンパリーンフォース４０に入力される車両幅方向内側に向かう衝突荷重が増加してクラッシュボックス９０が車両幅方向内側に向かって内倒れし、バリアＢがフロントサイドメンバ１０の横をすり抜けてしまう。このため、クラッシュボックス９０で衝突エネルギを効果的に吸収できない。

これに対し、先に述べたように、図１から図８を参照して説明した本実施形態の車両前部構造８０は、バンパリーンフォース４０に入力される車両幅方向内側に向かう衝突荷重の増加が抑制され、クラッシュボックス５０が車両幅方向内側に向かって内倒れし、バリアＢがフロントサイドメンバ１０の横をすり抜けてしまうことを抑制することができる。また、クラッシュボックス５０の車両内側部分５０Ｃ、車両外側部分５０Ｂともに潰しきることができるので、クラッシュボックス５０全体で衝突エネルギを吸収することができる。

＜本実施形態の車両前部構造８０の正突の際の作用と効果＞
次に、図１２から図１５を参照しながら本実施形態の車両前部構造８０の正突の際の作用と効果について簡単に説明する。正突とは、前突の内、自動車１００の前方正面からバリアＢが衝突する場合をいう。

図１に示すように、バンパリーンフォース４０は、車両幅方向の中央で前方に凸となる弓型部材であるから、正突の場合、図１２に示すように、バリアＢは、バンパリーンフォース４０の車両幅方向の中央部に衝突する。

そして、衝突が進むと、図１３に示すように、バリアＢはバンパリーンフォース４０の車両前後方向に対する角度が９０°となるようにバンパリーンフォース４０を傾斜させる。そして衝突荷重によりクラッシュボックス５０の圧縮が開始される。

衝突初期から中期では、図１４に示すように、縦ビード列６７、第３ビード列６５が圧縮変形の切っ掛けとなってクラッシュボックス５０の車両内側部分５０Ｃが圧縮変形し、その後、図１５に示すように車両外側部分５０Ｂが圧縮塑性変形する。そして、図１５に示すように、クラッシュボックス５０の車両内側部分５０Ｃと車両外側部分５０Ｂとが略完全に潰れる。

このように、本実施形態の車両前部構造８０は、正突の場合には、縦ビード列６７、第３ビード列６５が圧縮変形の切っ掛けとなってクラッシュボックス５０を全体的に潰すことができ、好適に衝突エネルギを吸収することができる。

以上説明した実施形態では、第１ビード列６１、第２ビード列６３はビードを二段に配置し、第３ビード列６５はビードを三段に配置したものとして説明したが、これに限らず、第１ビード列６１をビード二段で構成し、第２ビード列６３、第３ビード列６５をビード三段で構成しても良い。また、上板５１、下板５４を第１上板５１ａから第３上板５１ｃ、第１下板５４ａから第３下板５４ｃのようにそれぞれ３つの領域に区分せず、車両幅方向外側と車両幅方向内側の２つの領域に区分して車両外側の領域に第１ビード列６１を配置し、車両幅方向内側の領域に第２ビード列６３を配置するようにしてもよい。

＜他の実施形態の車両前部構造８５の構成＞
次に図１６、１７を参照しながら、他の実施形態の車両前部構造８５の構成について説明する。先に図１から図８を参照して説明した実施形態の車両前部構造８０と同様の部分には、同様の符号を付して説明は省略する。

図１６、１７に示すように、本実施形態の車両前部構造８５は、図１から図８を参照して説明した実施形態の車両前部構造８０のラジェータサポート３０に代えて上下方向の長さが長いラジェータサポート３５を備え、更に、下部バンパリーンフォース４５と、第２メンバ７５と、下部クラッシュボックス７０とを備えている。

第１メンバであるラジェータサポート３５は、フロントサイドメンバ１０の前端１４とクラッシュボックス５０の後端板５６との間に挟み込まれ、クラッシュボックス５０の後端板５６と共にフランジ１５に共締めされて固定され、固定部分から下方向に延びるクランク状に折り曲げられた板状部材である。

下部バンパリーンフォース４５は、バンパリーンフォース４０の下側に配置され、車両幅方向に延びる強度部材である。

第２メンバ７５は、フロントサイドメンバ１０の下側に配置され、先端がボルト７９によってラジェータサポート３５の下端に接続され、ラジェータサポート３５から車両後方に延びる強度部材である。また、第２メンバ７５の後端は、ボルト７８によってサスペンションメンバ７６に接続されている。サスペンションメンバ７６は、後端が車室骨格１０２の下側の面に配置されるアンダーリーンフォース１０９に接続される車両前方の下側を覆う板状の部材である。サスペンションメンバ７６の前端部は縦部材７７によってフロントサイドメンバ１０と接続されている。

下部クラッシュボックス７０は、ラジェータサポート３５を挟んで第２メンバ７５と下部バンパリーンフォース４５との間に配置され、前突時に下部バンパリーンフォース４５と第２メンバ７５との間で車両前後方向に圧縮塑性変形して衝突エネルギを吸収するものである。下部クラッシュボックス７０は、複数の丸孔７１が設けられた円柱状の部材で、四角いベース板７２を介してラジェータサポート３５に取り付けられている。クラッシュボックス５０の後端板５６もラジェータサポート３５に固定されているので、クラッシュボックス５０と下部クラッシュボックス７０とはラジェータサポート３５を介して接続されている。

このように、ラジェータサポート３５を介してクラッシュボックス５０と下部クラッシュボックス７０とが接続されているので、微小ラップ前突の際、下部バンパリーンフォース４５は、バンパリーンフォース４０と共に車両前後方向に略平行に後退する。このため、下部クラッシュボックス７０も上部のクラッシュボックス５０と同様、車両幅方向内側に向かって内倒れせず、下部クラッシュボックス７０にも衝突エネルギを効果的に吸収させることができる。これにより、先に説明した実施形態の車両前部構造８０よりも大きな衝突エネルギを効果的に吸収することができる。

１０ フロントサイドメンバ、１１ フロントサイドメンバインナ、１２ フロントサイドメンバアウタ、１３ 前端部分、１４ 前端、１５ フランジ、１６ 上側フランジ、１７ 後端部、２０ ガセット、２１ 天井部、２２ 側部、２３ 取り付け部、２４ 角部、２５ 前端面、３０、３５ ラジェータサポート、４０ バンパリーンフォース、４５ 下部バンパリーンフォース、５０、９０ クラッシュボックス、５０Ａ 本体、５０Ｂ 車両外側部分、５０Ｃ 車両内側部分、５０Ｌ 下半、５０Ｕ 上半、５１、９１ 上板、５１ａ 第１上板、５１ｂ 第２上板、５１ｃ 第３上板、５２、５２Ｌ，５２Ｕ、９２ 車両内側板、５３、５３Ｌ、５３Ｕ、９３ 車両外側板、５４、９４ 下板、５４ａ 第１下板、５４ｂ 第２下板、５４ｃ 第３下板、５５ 接続線、５６ 後端板、５７ 前端板、５８、７８、７９ ボルト、５９、９９ 隙つめ部材、６１ 第１ビード列、６２ 第１ビード、６３ 第２ビード列、６４ 第２ビード、６５ 第３ビード列、６６ 第３ビード、６７ 縦ビード列、６８、９５ 縦ビード、７０ 下部クラッシュボックス、７１ 丸孔、７２ ベース板、７５ 第２メンバ、７６ サスペンションメンバ、７７ 縦部材、８０、８５、９００ 車両前部構造、９６ ビード、１００ 自動車、１０１ 前部骨格、１０２ 車室骨格、１０３ 後部骨格、１０４ フロントピラー、１０５ ダッシュパネル、１０６ アッパメンバ、１０７ サスペンションタワー、１０８ エンジンルーム、１０９ アンダーリーンフォース、１１０ 車室、Ｂ バリア。

Claims (8)

1. 車両幅方向外側に配置され、車両前後方向に延びるフロントサイドメンバと、
   車両前端部に配置され、車両幅方向に延びるバンパリーンフォースと、
   車両前後方向に延び、上板、下板、内側板、および外側板を含む角筒状で前記フロントサイドメンバよりも車両幅方向外側に張り出しており、前記フロントサイドメンバの前端と前記バンパリーンフォースとの間に設けられ、前突時に車両前後方向に圧縮塑性変形するクラッシュボックスと、を有する車両前部構造であって、
   前記クラッシュボックスは、
   前記上板および前記下板には、車両幅方向に延びる所定長さのビードを車両前後方向に所定間隔で複数段に配置したビード列が車両幅方向に複数列配置され、
   前記ビード列は、第１ビードによって構成される第１ビード列と、前記第１ビードより長い第２ビードによって構成され、前記第１ビード列より車両幅方向内側に配置される第２ビード列と、を含み、
   前記第１ビード列と前記第２ビード列とは、前記第１ビードと前記第２ビードとが千鳥配置となるように配置され、
   車両幅方向内側が車両幅方向外側より車両前後方向に圧縮塑性変形しやすくなっていること、
   を特徴とする車両前部構造。
2. 請求項１に記載の車両前部構造であって、
   前記第２ビード列を構成する前記第２ビードの段数が前記第１ビード列を構成する前記第１ビードの段数と同じか、前記第２ビード列を構成する前記第２ビードの段数が前記第１ビード列を構成する前記第１ビードの段数よりも多いこと、
   を特徴とする車両前部構造。
3. 請求項２に記載の車両前部構造であって、
   前記第１ビード列が前記フロントサイドメンバより車両幅方向外側に配置されていること、
   を特徴とする車両前部構造。
4. 請求項２または３に記載の車両前部構造であって、
   車両正面視において、前記第２ビード列の車両幅方向の位置が前記フロントサイドメンバの車両幅方向の位置と重なるように前記第２ビード列が配置されていること、
   を特徴とする車両前部構造。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の車両前部構造であって、
   前記ビード列は、
   前記第１ビードより長い第３ビードによって構成され、前記第２ビード列より車両幅方向内側で、車両正面視において車両幅方向の位置が前記フロントサイドメンバの車両幅方向の位置と重なる領域に配置される第３ビード列を含み、
   前記第３ビードは、前記第２ビードと千鳥配置となるように配置されていること、
   を特徴とする車両前部構造。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の車両前部構造であって、
   前記内側板には、車両上下方向に延びる所定長さの縦ビードを車両前後方向に所定間隔で複数段に配置した縦ビード列が形成され、
   前記外側板には、ビードが配置されていないこと、
   を特徴とする車両前部構造。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の車両前部構造であって、
   前記フロントサイドメンバの前端部分の車両幅方向外側の側面から車両幅方向外側に張り出したガセットと、
   前記クラッシュボックスの前記フロントサイドメンバよりも車両幅方向外側に張り出した部分に先端が前記ガセットの前面と隙間を介して対向するよう取り付けられ、前突中に前記隙間がなくなると前記クラッシュボックスから前記ガセットに衝突荷重を伝達する隙つめ部材と、を有すること、
   を特徴とする車両前部構造。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の車両前部構造であって、
   前記バンパリーンフォースの下側に配置され、車両幅方向に延びる下部バンパリーンフォースと、
   前記フロントサイドメンバの前端と前記クラッシュボックスの後端との間に挟み込まれて固定され、固定部分から下方向に延びる第１メンバと、
   前記フロントサイドメンバの下側に配置され、前端が前記第１メンバに接続されて前記第１メンバから車両後方に延びる第２メンバと、
   前記第１メンバを挟んで前記第２メンバと前記下部バンパリーンフォースとの間に配置され、前記第１メンバに接続されて前突時に車両前後方向に圧縮塑性変形する下部クラッシュボックスと、を備えること、
   を特徴とする車両前部構造。

Images