(57)【要約】【課題】衝突相手物が前方からサイドメンバの車体外側の面に沿って進入してくるようなオーバーラップ量が小さいオフセット衝突を考慮した車体前部構造を提供する。【解決手段】車体１０は、左右一対のサイドメンバ１１，１２と、サイドシル１３，１４とを有している。サイドメンバ１１，１２の車幅方向外側の面１１ｃ，１２ｃに挙動制御部材７１，７２が設けられている。挙動制御部材７１，７２は、それぞれ、サイドメンバ１１，１２に支持された第１の部分７５と、第１の部分７５から車体前方に向かって車幅方向外側に延びる第２の部分７６とを有している。車体前方から第２の部分７６に所定以上の衝突荷重が作用すると、第２の部分７６が第１の部分７５を支点として車体後側に回動し、前輪２３，２４のホイール部６０の前端６０ａ付近を車幅方向内側に移動させるとともに第２の部分７６とサイドメンバ１１との間にホイール部６０を挟持する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車体の前後方向に延びる左右一対のフレーム部材と、
前記車両の前輪の後方側において前記フレーム部材よりも車幅方向外側に配置され、該フレーム部材に沿って車体の前後方向に延びる左右一対のサイドシルと、
前記前輪の前方において前記フレーム部材に支持される第１の部分と、該第１の部分から車幅方向外側に延びる第２の部分とを有し、前記車両のオフセット前面衝突時に車両前方から前記第２の部分に所定以上の衝突荷重が作用した際に、前記第１の部分を支点として前記第２の部分が車体後側に回動し、前記第２の部分で前記前輪のホイール部の前側を車幅方向内側に押すとともに該ホイール部の後側を車幅方向外側に移動させ、前記ホイール部を前記フレーム部材との間に挟持する挙動制御部材と、
を具備したことを特徴とする車両の車体前部構造。
【請求項２】
前記挙動制御部材の前記第２の部分は、前記第２の部分が前記フレーム部材との間に前記ホイール部を挟持した状態において、車体後側に向かって車幅方向外側に斜めに延びるよう配置されるガイド部を有したことを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
【請求項３】
前記挙動制御部材は、前記第２の部分が車体後側に回動した状態において、少なくとも前記ホイール部の後端の一部が前記サイドシルよりも車幅方向外側に突き出る方向に前記ホイール部を移動させることを特徴とする請求項１または２に記載の車体前部構造。
【請求項４】
前記挙動制御部材の前記第１の部分は、前記第２の部分が車体後側に回動する際に変形する脆弱部を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車体前部構造。
【請求項５】
前記挙動制御部材の前記第１の部分は、前記第２の部分が車体後側に回動できるよう前記第２の部分を前記フレーム部材に支持する軸部を有していることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の車体前部構造。
【請求項６】
前記フレーム部材がサイドメンバで構成され、前記第１の部分が該サイドメンバに支持され、前記第２の部分が前記第１の部分から該車両のフロントバンパに向かって車幅方向外側に斜めに延びて、前記フロントバンパに連結されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車体前部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両の前部を構成する車体前部構造に係り、特に車両の前方からサイドメンバよりも車幅方向外側の前輪付近に入力するオーバーラップ量の小さなオフセット衝突を考慮した車体前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車体に衝突荷重が入力する場合を想定して、乗員を保護するための車体前部構造が種々提案されている。例えば特許文献１に記載されている車体前部構造では、車体の斜め前外側から相手車両が衝突する場合を想定して、前輪の前方でバンパの後側に硬質発泡ウレタンからなるエネルギー吸収部材を配置し、かつ、前輪の後方のサイドシルの前側に、硬質発泡ウレタンからなるエネルギー吸収部材を配置している。そして相手車両が斜め前外側から衝突した場合、衝突荷重の入力方向にバンパが変形するとともに前輪が前記エネルギー吸収部材を介してサイドシルの前面に当たり、衝突荷重がサイドシルに伝達されるように構成されている。
【０００３】
一方、特許文献２の車体前部構造では、車体の正面から相手車両が衝突する場合を想定して、前輪の前方でバンパの後側に硬質系のクッション材からなるエネルギー吸収部材を配置し、かつ、前輪の内側の側面に対向するサイドフレーム（サイドメンバ）にＶ字状の脆弱部を形成している。そして相手車両が正面方向から衝突した場合、前記サイドフレームの前記脆弱部が変形することにより、前輪の前側を車体内側に移動させつつ、衝突荷重が前輪を介してサイドシルの前端部に伝達されるように構成されている。つまり、特許文献１，２ともに衝突荷重をサイドフレームとサイドシルとの両方で分散して受けるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２４９０７９号公報
【特許文献２】特許第３５９１５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、車両の前面衝突には、衝突相手物が自車のサイドメンバの車幅方向外側の面に沿って前方から移動してくるようなオーバーラップ量の小さなオフセット衝突（スモールオーバーラップ衝突と呼ぶ）がある。このような衝突形態の場合、衝突相手物を骨格部材であるサイドメンバで受けることができないため、衝突相手物がキャビン側へ大きく侵入してくる。このとき、前輪を介してサイドシルのみで衝突相手物を受けることになる。そのため、大きな衝突荷重がサイドシルに集中して入力されることになるので、サイドシルが変形しやすく乗員が乗っているキャビン付近の変形が大きくなることがある。
【０００６】
前記のような特許文献１，２に記載の車体前部構造では、前輪がサイドシルに当たるように構成されている。このため、衝突荷重の大きさによっては、スモールオーバーラップ衝突の際に、相手車両によって押された自車の前輪がサイドシルに当たることによりサイドシルが変形し、キャビンが大きく変形するおそれがある。
【０００７】
本発明は、オーバーラップ率が小さいオフセット衝突であるスモールオーバーラップ衝突時に、前方から入力する衝突荷重が前輪を介してサイドシルに入力することを抑制し、キャビンが変形する程度を小さくすることができる車体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】
【０００８】
車体前部構造の１つの実施形態は、車両の車体の前後方向に延びる左右一対のフレーム部材と、前記車両の前輪の後方側において前記フレーム部材よりも車幅方向外側に配置され、該フレーム部材に沿って車体の前後方向に延びる左右一対のサイドシルと、挙動制御部材とを具備している。該挙動制御部材は、前記前輪の前方において前記フレーム部材に支持される第１の部分と、該第１の部分から車幅方向外側に延びる第２の部分とを有し、前記車両のオフセット前面衝突時に車両前方から前記第２の部分に所定以上の衝突荷重が作用した際に、前記第１の部分を支点として前記第２の部分が車体後側に回動し、前記第２の部分で前記前輪のホイール部の前側を車幅方向内側に押すとともに該ホイール部の後側を車幅方向外側に移動させ、前記ホイール部を前記フレーム部材との間に挟持する
前記挙動制御部材の前記第２の部分は、前記第２の部分が前記フレーム部材との間に前記ホイール部を挟持した状態において、車体後側に向かって車幅方向外側に斜めに延びるよう配置されるガイド部を有していてもよい。また前記挙動制御部材は、前記第２の部分が車体後側に回動した状態において、少なくとも前記ホイール部の後端の一部が前記サイドシルよりも車幅方向外側に突き出る方向に前記ホイール部を移動させるようにしてもよい。
【０００９】
前記挙動制御部材の前記第１の部分は、前記第２の部分が車体後側に回動する際に変形する脆弱部を有していてもよい。また前記第１の部分は、前記第２の部分が車体後側に回動できるよう前記第２の部分を前記フレーム部材に支持する軸部を有していてもよい。さらに前記フレーム部材がサイドメンバで構成され、前記第１の部分が該サイドメンバに支持され、前記第２の部分が前記第１の部分から該車両のフロントバンパに向かって車幅方向外側に斜めに延びて、前記フロントバンパに連結されていてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の車体前部構造によれば、車体前方からサイドメンバの車幅方向外側の面に沿って衝突してくる衝突相手物（例えば衝突相手車両）とのオーバーラップ率が小さいスモールオーバーラップ衝突において、衝突相手物が前輪のホイール部を介してサイドシルを押すことが抑制される。これにより、サイドシルに入力される衝突荷重が減少してサイドシルの変形が抑制されるので、キャビンが変形する程度を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る車体前部構造を備えた車体の前部の斜視図。
【図２】図１に示された車体の前部の側面図。
【図３】図１に示された車体の前部を下方から見た底面図。
【図４】図３に示された車体の前部がオフセット衝突によって変形した状態の底面図。
【図５】第２の実施形態に係る車体前部構造を備えた車体の一部の底面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の第１の実施形態に係る車体前部構造を備えた車両について、図１から図４を参照して説明する。  
図１は、車両の車体１０の前部を示す斜視図、図２は車体１０の前部の側面図である。矢印Ｘ１で示す方向が車両の前方（車体前方）、矢印Ｘ２が車両の後方（車体後方）、矢印Ｙが車両の幅方向（車幅方向）を示している。図２の矢印Ｚ１は車体上方、矢印Ｚ２は車体下方を示している。
【００１３】
この車体１０は、車両の前方から見て左右１対のサイドメンバ１１，１２を有している。サイドメンバ１１，１２は車体１０の骨格をなすフレーム部材の一例であり、それぞれ車体１０の前後方向に延びている。サイドメンバ１１，１２の前部１１ａ，１２ａの両側に前輪２３，２４が配置されている。前輪２３，２４の車体後側には、サイドメンバ１１，１２に沿ってサイドシル１３，１４が設けられている。サイドシル１３，１４は、サイドメンバ１１，１２よりも車幅方向外側に配置されている。サイドシル１３，１４の前端から上方に向かってフロントピラー１５，１６が延びている。
【００１４】
サイドシル１３，１４間に配置されるクロスメンバ２０およびフロア部材の上方には、乗員が乗るキャビン（車室）２１が形成されている。キャビン２１には乗員が座るシートが配置されている。キャビン２１の前方にエンジンルーム２２が形成されている。サイドメンバ１１，１２の前部１１ａ，１２ａはエンジンルーム２２に向かって延びている。
【００１５】
サイドメンバ１１，１２の後部１１ｂ，１２ｂは、キャビン２１に向かって延びている。フロントピラー１５，１６間には、車幅方向に延びるカウルトップ部材２５やデッキクロスメンバ２６なども配置されている。
【００１６】
サイドメンバ１１，１２の前端は、互いにフロントエンドクロスメンバ３０によって結合されている。フロントエンドクロスメンバ３０は車幅方向に延びている。図２に示すようにフロントエンドクロスメンバ３０の前側にフロントバンパ３１が配置されている。サイドメンバ１１，１２の前部１１ａ，１２ａの上方にアッパフレーム３５，３６が設けられている。アッパフレーム３５，３６の前端は、互いにフロンドエンドアッパーバー３７によって結合されている。
【００１７】
図３は、車体１０を下方からみた底面図である。サイドメンバ１１，１２の下面側に、車幅方向に延びるサスペンションクロスメンバ４０が配置されている。サスペンションクロスメンバ４０の両端部４０ａ，４０ｂは、それぞれサイドメンバ１１，１２に固定されている。サスペンションクロスメンバ４０の両端部４０ａ，４０ｂには、フロントサスペンションの一部をなすサスペンションアーム４１，４２が設けられている。サスペンションアーム４１，４２の上側には、ショックアブソーバや懸架用コイルばねが配置されている。図３に示されたフロントサスペンションの一例は独立懸架方式のストラット形サスペンションであるが、例えばウイッシュボーン形やその他の形式のサスペンションであってもよい。
【００１８】
左右一対のサスペンションアーム４１，４２は、車体１０の中心線Ｃを境として左右対称形状であって、互いに共通の構造であるため、以下に一方の前輪２３を支持するサスペンションアーム４１を代表して説明する。
【００１９】
このサスペンションアーム４１は、前側のピボット部４５と後側のピボット部４６とを中心として、サイドメンバ１１に対し上下方向に回動可能に支持されている。またこのサスペンションアーム４１は、前輪２３のアクスルハブ４７を支持する車輪支持部４８を有している。サスペンションアーム４１は、車輪支持部４８から前側のピボット部４５に向かって車幅方向に延びる第１の腕部５１と、車輪支持部４８から後側のピボット部４６に向かって斜め後ろ方向に延びる第２の腕部５２とを有している。
【００２０】
前輪２３，２４は、それぞれ、金属製のホイール部６０と、ホイール部６０の外周に装着された空気入りタイヤ６１を含んでいる。ホイール部６０は、鋼板のプレス成形品であってもよいし、あるいはアルミニウム合金の鍛造品あるいは鋳造品であってもよい。これら前輪２３，２４は、それぞれ、アクスルハブ４７を介してサスペンションアーム４１，４２の車輪支持部４８によって支持されている。
【００２１】
サイドメンバ１１，１２の前部１１ａ，１２ａには、前輪２３、２４の前方において、それぞれ、車幅方向外側に突出される挙動制御部材７１，７２が設けられている。サイドメンバ１１，１２と挙動制御部材７１，７２とは、車体前部構造の一部をなしている。これら挙動制御部材７１，７２は、車体１０の中心線Ｃ（図３に示す）を境として左右対称形状であるが、構造は互いに共通であるため、以下に一方のサイドメンバ１１に取付けられた挙動制御部材７１を代表して説明する。  
挙動制御部材７１は、サイドメンバ１１と同様に鉄鋼等の金属からなり、その基端部がサイドメンバ１１の車幅方向外側の面１１ｃに固定されて支持されている。すなわちこの挙動制御部材７１は、車幅方向外側の面１１ｃに固定される基端部である第１の部分７５と、第１の部分７５から車体前方側に向かって車幅方向外側に斜めに延びる第２の部分７６とを有している。挙動制御部材７１の先端側、すなわち第２の部分７６の先端７７は、フロントバンパ３１に接続されている。
【００２２】
挙動制御部材７１の第１の部分７５は、前輪２３よりも前側の位置において、サイドメンバ１１の車幅方向外側の面１１ｃに溶接等の固定手段によって固定されている。この固定手段にボルトやリベットが使用されてもよい。挙動制御部材７１の第２の部分７６の先端７７は、第１の部分７５よりも車体前側に位置し、例えば樹脂リベット等の係脱可能な接続手段によってフロントバンパ３１に接続されている。
【００２３】
挙動制御部材７１の第２の部分７６は、衝突相手物Ｗ（図４に示す）が車体１０の前方からサイドメンバ１１に沿って前輪２３に向かって進入してきたときに、衝突相手物Ｗが当たることができるように、通常の状態（衝突前の状態）では、サイドメンバ１１の車幅方向外側の面１１ｃからフロントバンパ３１の端部３１ａに向かって斜め前方に延びた状態とされている。
【００２４】
そして、この第２の部分７６は、前方から所定以上の衝突荷重Ｆ１（挙動制御部材７１を変形させるような荷重）が作用した際に、第１の部分７５を支点として先端側が車体後側に回動するよう構成されている。しかもこの第２の部分７６は、前方からの衝突荷重Ｆ１によって車体後側に回動したときに、第２の部分７６が描く軌跡Ｍが前輪２３のホイール部６０の前端６０ａと重なる長さを有している。つまり、第２の部分７６が車体後側に回動するとホイール部６０の前端６０ａに当該第２の部分７６が当接する長さとされている。そして、最終的には、第２の部分７６とサイドメンバ１１の車幅方向外側の面１１ｃとの間でホイール部６０の前端６０ａ側の部位が挟持される構成となっている。
【００２５】
なお、挙動制御部材７１の第１の部分７５の車体後側の部位（面）には、衝突荷重Ｆ１が作用した際に第２の部分７６の回動の起点となる脆弱部８０が設けられている。脆弱部８０の一例はＶ形あるいはＵ形に形成された凹部あるいは溝であるが、これ以外に例えば薄肉部や孔を第１の部分７５に形成することによって、前方から入力する所定以上の衝突荷重によって第２の部分７６が第１の部分７５を支点として車体後側に回動することを助長できる形状であればよい。
【００２６】
また、挙動制御部材７１は、衝突相手物Ｗと当接して当該衝突相手物Ｗが車体１０から相対的に離れる方向、すなわち車幅方向外側に案内するガイド部７８を有している。このガイド部７８は、第２の部分７６の車体前側の部位（面）で構成され、第２の部分７６が前方からの衝突荷重Ｆ１（図４に示す）によって車体後側に回動することで車幅方向外側に向いた状態とされる。ガイド部７８は、ホイール部６０の前端６０ａ付近が第２の部分７６とサイドメンバ１１との間に挟まれた状態において、第１の部分７５から車体後側に向かって車幅方向外側に斜めに延びるよう配置され、衝突相手物Ｗがガイド部７８に沿って相対的に移動するよう案内する。
【００２７】
以下に、挙動制御部材７１，７２を備えた車体前部構造の衝突時の作用について、一方の挙動制御部材７１を代表して説明する。図４は、スモールオーバーラップ衝突を想定した場合であり、衝突相手物（インパクタ）Ｗが車体１０のサイドメンバ１１よりも車幅方向外側の部分に前方からオフセット衝突した状態を示している。この明細書で言うスモールオーバーラップ衝突とは、衝突相手物Ｗが車体１０の前方から自車のサイドメンバ１１（または１２）の車幅方向外側の面１１ｃ（または１２ｃ）に沿って前輪２３（または１２４）に向かって進入してくる衝突のことで、衝突相手物Ｗとのオーバーラップ量が比較的小さいオフセット前面衝突である。
【００２８】
サイドメンバ１１よりも車幅方向外側において、車体１０の前方から前記衝突荷重Ｆ１が車体１０の前部に入力すると、最初にまず自車のフロントバンパ３１の端部３１ａが衝突相手物Ｗによって押されることにより車体後側に変形する。衝突相手物Ｗがさらに車体後方に移動してくると、衝突相手物Ｗが挙動制御部材７１の第２の部分７６に当たり、第２の部分７６が車体後側に押されることにより、第１の部分７５を支点として後側に回動する。
【００２９】
第２の部分７６が車体後側に回動する途中で、第２の部分７６の先端７７付近が前輪２３のホイール部６０の前端６０ａ付近に車幅方向外側から当たる。このとき車輪支持部４８に入力する衝突荷重の一部は、サスペンションアーム４１の第１の腕部５１と第２の腕部５２とを介してサイドメンバ１１に伝達され、サイドメンバ１１によって受け止められる。
【００３０】
図４に示すように挙動制御部材７１の第２の部分７６がホイール部６０の前端６０ａ付近に当たることにより、ホイール部６０の前側がサスペンションアーム４１の車輪支持部４８を中心に車幅方向内側に移動されてサイドメンバ１１と挙動制御部材７１の第２の部分７６との間に挟み込まれた状態となる。同時にホイール部６０の後端６０ｂが車体外側に向かってサイドメンバ１１から離れる方向に回動する。すなわちホイール部６０の後端６０ｂの少なくとも一部がサイドシル１３よりも車幅方向外側に突き出る方向にホイール部６０が移動される。このためホイール部６０がサイドシル１３に向かって移動することが抑制される上、ホイール部６０の後端６０ｂがサイドシル１３に対して当接しにくい状態とされる。このため、サイドシル１３への衝突荷重の伝達が抑制される。
【００３１】
また図４に示すように挙動制御部材７１の第２の部分７６が車体後側に回動し、かつ、第２の部分７６とサイドメンバ１１との間にホイール部６０の前端６０ａ付近が挟まれた状態において、第２の部分７６の車体前側の面が車幅方向外側を向き、第１の部分７５から車体後側に向かって車幅方向外側に斜めに延びるガイド部７８が形成される。
【００３２】
このガイド部７８に沿って衝突相手物Ｗが車体後方に移動するため、ガイド部７８と衝突相手物Ｗとの接触部に生じる車幅方向の分力によって、車体１０と衝突相手物Ｗとを互いに車幅方向に離す方向の力（横力）が発生する。これにより、衝突相手物Ｗが車体後側に向かって相対移動しつつ車体１０から離れる方向（図４に矢印Ｆ２で模式的に示す方向）に衝突相手物Ｗが押される。すなわち、ガイド部７８に沿って衝突相手物Ｗが車幅方向外側に相対的に移動するよう案内されるため、衝突相手物Ｗから前輪２３（ホイール部６０）に入力される車体後方への力（衝突荷重）が減少され、前輪２３（ホイール部６０）の車体後方（サイドシル１３側）への移動がより一層抑制される。その結果、サイドシル１３への衝突荷重の集中が緩和されるので、サイドシル１３の変形が抑制され、キャビン２１の変形の程度も小さくすることができる。
【００３３】
図５は、第２の実施形態の車体前部構造を備えた車体の一部を下方から見た底面図である。左右１対の挙動制御部材７１´，７２´は車体の中心線Ｃを境に左右対称形であるが、構造は互いに共通であるため、一方の挙動制御部材７１´を代表して説明する。この挙動制御部材７１´は、第１の部分７５が軸部９０によってサイドメンバ１１に対して車体前後方向に回動可能に支持されている。軸部９０は、前方からの前記オフセット衝突荷重が入力したときに、第２の部分７６が第１の部分７５を支点として車体後側に回動できるように、第２の部分７６を回動可能に支持している。
【００３４】
またこの第２の実施形態の挙動制御部材７１´の第２の部分７６の先端７７付近には、前記衝突荷重によって第２の部分７６が軌跡Ｍを描きながら車体後側に回動した状態において、ホイール部６０の前端６０ａ付近に掛かりやすい形状の引っ掛け部９１を設けている。それ以外の構成と作用についてこの第２の実施形態の車体前部構造は前記第１の実施形態の車体前部構造（図１〜図４）と共通であるため、両者に共通の部位に同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
なお本発明を実施するに当たり、サイドメンバ等のフレーム部材や挙動制御部材の構成や配置をはじめとして、車体前部構造を構成する具体的な要素を種々に変更して実施できることは言うまでもない。例えば挙動制御部材がサイドメンバ以外のフレーム部材に取付けられていてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１０…車体、１１，１２…サイドメンバ（フレーム部材）、１３，１４…サイドシル、２３，２４…前輪、４１，４２…サスペンションアーム、６０…ホイール部、６１…タイヤ、７１，７２…挙動制御部材、７１´，７２´…挙動制御部材、７５…第１の部分、７６…第２の部分、７８…ガイド部、８０…脆弱部、Ｗ…衝突相手物。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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