(57)【要約】【課題】低速衝突時には、クロスメンバが効率よく変形し衝突荷重を吸収する車体前部構造を得る。【解決手段】低速衝突時には、車両幅方向に配置された第１クロスメンバ１４、第２クロスメンバ１６、及び第３クロスメンバ１８が衝突荷重を受ける。３本のクロスメンバ１２は、車両上下方向に並べられ、衝突荷重を受ける面積が十分確保されている。また、衝突を受ける底面が同一面内に位置するため衝突荷重が均等に３本のクロスメンバ１２に分散する。これによって、衝突荷重を局部的に受けることなく、３本のクロスメンバ１２が効率よく変形し衝突荷重を吸収する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車幅方向に配置され車体骨格部材に連結されて前方衝突時に衝突荷重を受ける第１クロスメンバと、
前記第１クロスメンバの車両上方で車幅方向に配置され第１クロスメンバに連結されて前方衝突時に前記第１クロスメンバと共に衝突荷重を受ける第２クロスメンバと、
前記第１クロスメンバの車両下方で車幅方向に配置され第１クロスメンバに連結されて前方衝突時に前記第１クロスメンバと共に衝突荷重を受ける第３クロスメンバと、
を備えた車体前部構造。
【請求項２】
前記第１クロスメンバが連結される車体骨格部材は、前記第１クロスメンバの車両後方で車両前後方向に配置される第１サイドメンバであって、前記第２クロスメンバの車両後方には車両前後方向に配置される第２サイドメンバが配置され、前記第３クロスメンバの車両後方には車両前後方向に配置される第３サイドメンバが配置される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】
前記第２クロスメンバには、車両幅方向の荷重を前記第２サイドメンバへ伝達する第１伝達手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の車体前部構造。
【請求項４】
前記第３クロスメンバには、車両幅方向の荷重を前記第３サイドメンバへ伝達する第２伝達手段が設けられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の車体前部構造。
【請求項５】
前記第３クロスメンバと車体前方に組み付けられるバンパーとの間には、前記バンパーが受けた荷重を前記第３クロスメンバへ伝達する第３伝達手段が設けられていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の車体前部構造。
【請求項６】
前記第１クロスメンバ、前記第２クロスメンバ、及び前記第３クロスメンバの車両前方荷重受け部は、車両前後方向に略同一位置に配置されることを特徴とする請求項２乃至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】
本発明は、衝突時に車体前部に作用する衝突荷重を支持する車体前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車体前部構造には、車体の前後方向に配置されたサイドフレームとアッパフレームを備え、このサイドフレームとアッパーフレームの前端部にバンパーを連結させたものがある。（特許文献１）
この構成では、バンパーが衝突荷重を受け、衝突荷重は、サイドフレームとアッパーフレームに分散される。
【特許文献１】実開平３−１５７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このため、衝突荷重が小さい低速衝突時にでもサイドフレームとアッパーフレームの両フレームが変形してしまう。
【０００４】
本発明は、上記事実に鑑み、衝突荷重が小さい低速衝突時には、クロスメンバが効率よく変形し衝突荷重を吸収する車体前部構造を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る車体前部構造は、車幅方向に配置され車体骨格部材に連結されて前方衝突時に衝突荷重を受ける第１クロスメンバと、前記第１クロスメンバの車両上方で車幅方向に配置され第１クロスメンバに連結されて前方衝突時に前記第１クロスメンバと共に衝突荷重を受ける第２クロスメンバと、前記第１クロスメンバの車両下方で車幅方向に配置され第１クロスメンバに連結されて前方衝突時に前記第１クロスメンバと共に衝突荷重を受ける第３クロスメンバと、を有することを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、第１クロスメンバは、車体骨格部材に連結され、第２クロスメンバ及び第３クロスメンバは第１クロスメンバに連結し支持される。
【０００７】
衝突荷重が小さい低速衝突時には、車両幅方向に配置された第１クロスメンバ、第２クロスメンバ、及び第３クロスメンバが衝突荷重を受け効率よく変形し衝突荷重を吸収する。
【０００８】
本発明の請求項２に係る車体前部構造は、請求項１記載において、前記第１クロスメンバが連結される車体骨格部材は、前記第１クロスメンバの車両後方で車両前後方向に配置される第１サイドメンバであって、前記第２クロスメンバの車両後方には車両前後方向に配置される第２サイドメンバが配置され、前記第３クロスメンバの車両後方には車両前後方向に配置される第３サイドメンバが配置されることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、衝突荷重が小さい低速衝突時には、衝突荷重を受ける面積が十分確保されている３本のクロスメンバは、効率よく変形し衝突荷重を吸収し、第１クロスメンバがこの荷重を第１サイドメンバへと伝える。
【００１０】
また、衝突荷重が大きい高速衝突時には、クロスメンバが衝突荷重を受け、大きく車両後方へ変形し衝突荷重を吸収する。これによって、クロスメンバの車両後方に配置されている第１サイドメンバ、第２サイドメンバ、及び第３サイドメンバに衝突荷重が伝達分散され、全てのサイドメンバが変形し効率よく衝突荷重を吸収する。
【００１１】
本発明の請求項３に係る車体前部構造は、請求項２記載において、前記第２クロスメンバには、車両幅方向の荷重を前記第２サイドメンバへ伝達する第１伝達手段が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、第２クロスメンバの一側へ衝突荷重が入力されるオフセット衝突時には、第２クロスメンバの一側は車両後方に変形し、第２クロスメンバの他側は、第２クロスメンバの一側の変形に引きずられ車両幅方向内側に移動する。これによって第２クロスメンバの他側は、第１伝達手段を介して衝突荷重を他側の第２サイドメンバに伝える。他側の第２サイドメンバは、車両内側に変形し衝突荷重を吸収する。
【００１３】
本発明の請求項４に係る車体前部構造は、請求項２又は３記載において、前記第３クロスメンバには、車両幅方向の荷重を前記第３サイドメンバへ伝達する第２伝達手段が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、第３クロスメンバの一側へ衝突荷重が入力されるオフセット衝突時には、第３クロスメンバの一側は車両後方に変形し、第３クロスメンバの他側は、第３クロスメンバの一側の変形に引きずられ車両幅方向内側に移動する。これによって第３クロスメンバの他側は、第２伝達手段を介して衝突荷重を他側の第３サイドメンバに伝える。他側の第３サイドメンバは、車両内側に変形し衝突荷重を吸収する。
【００１５】
本発明の請求項５に係る車体前部構造は、請求項２乃至４のいずれか１項に記載において、前記第３クロスメンバと車体前方に組み付けられるバンパーとの間には、前記バンパーが受けた荷重を前記第３クロスメンバへ伝達する第３伝達手段が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
上記構成によれば、車両下方に配置された第３クロスメンバの車両前方に位置するバンパーの下方部は、荷重を第３クロスメンバに伝える第３伝達手段が設けられているため、車両後方への移動が抑制される。これによって、衝突時に衝突体が歩行者である場合には、バンパーの下方部はスムーズに足払いをする。いわゆる足払い効果が得られる。
【００１７】
本発明の請求項６に係る車体前部構造は、請求項２乃至５のいずれか１項に記載において、前記第１クロスメンバ、前記第２クロスメンバ、及び前記第３クロスメンバの車両前方荷重受け部は、車両前後方向に略同一位置に配置されることを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、衝突時には、ほぼ同時に全てのクロスメンバが衝突荷重を受けるため、衝突荷重が均等に全てのクロスメンバに分散し効率よく衝突荷重が吸収される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の車体前部構造によれば、衝突荷重が小さい低速衝突時には、クロスメンバが効率よく変形し衝突荷重を吸収する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の車体前部構造の実施形態を図１〜図７に従って説明する。
【００２１】
なお、図中矢印ＦＲは車両前方方向を、矢印ＵＰは車両上方方向を、矢印ＩＮは車両内側方向を、ＬＨは車両幅方向左側を、ＲＨは車両幅方向右側を示す。
【００２２】
図１には、本発明が適用された車体１０の前方部骨格部材が示されている。車両前方には、衝突時に衝突荷重を受けるクロスメンバ１２が配置されている。このクロスメンバ１２は、鋼板から打抜き加工で一体的に形成され、長手方向が車両幅方向に沿って互いに平行に配置される３本の第１クロスメンバ１４、第２クロスメンバ１６、及び第３クロスメンバ１８を備えている。３本のクロスメンバは、図２に示されるように、開口部が車両後方に向いたハット断面形状となっている。すなわち、車両後方向に向いたコ字形断面（図６に示す第２クロスメンバ１６を例にして説明すると、底面１６Ａと上面１６Ｂ、下面１６Ｃからなるコ字形）の端部から上下に延長部が形成されており、荷重受け部であるコ字形の底部は車両前後方向に略同一位置に配置されている。
【００２３】
また、図１、７に示されるように、第１クロスメンバ１４と車両上方の第２クロスメンバ１６とは、両端部近くがそれぞれ連結部材１３で互いに連結されている。同様に、第１クロスメンバ１４と車両下方の第３クロスメンバ１８は、両端部近くがそれぞれ連結部材１５で互いに連結されている。
【００２４】
図７に示されるように、第１クロスメンバ１４は第２クロスメンバ１６よりも長く、第２クロスメンバ１６は第３クロスメンバ１８よりも長くされている。また、第２クロスメンバ１６と第３クロスメンバ１８の上下寸法は略同等であり、第１クロスメンバ１４の上下寸法はこれらより長くなっている。連結部材１３は軸線１３Ａが車両上下方向でかつ上方が車幅方向外側へ向いた傾斜状態とされて上下両端が第２クロスメンバ１６と第１クロスメンバ１４とへ連結されている。なお、連結部材１５の軸線１５Ｂも連結部材１３と同軸とされて傾いている。また、クロスメンバ１２は車幅方向中央部から両端部にかけて車両後方へ至るように円弧状に屈曲しており、車幅方向中央部が最も前方の位置となっている。
【００２５】
第１クロスメンバ１４の両端部は、図２（Ｂ）３に示されるように左右一対の第１サイドメンバ２０の前端部に連結されている。詳細には、第１サイドメンバ２０は、車両前後方向に配置され、矩形状の閉断面をしており、ボルト２２を車両前方より第１クロスメンバ１４に形成された取付穴を挿通させ第１サイドメンバ２０の前端部に配置されたナットに締め込んで、第１クロスメンバ１４が第１サイドメンバ２０の前端部へ連結される。
【００２６】
一方、第１サイドメンバ２０の車両上方には、矩形状の閉断面をした第２サイドメンバ２４が車両前後方向に配置されている。第２サイドメンバ２４の車両前方には、図２（Ｂ）に示すように、低衝撃荷重変位の吸収間隔である隙間４２を設けて第２クロスメンバ１６が配置されている。また、第１サイドメンバ２０の車両下方には、矩形状の閉断面をした第３サイドメンバ２８が車両前後方向に配置されている。第２クロスメンバ１６と同様に、第３サイドメンバ２８の車両前方には、図２（Ｂ）に示すように、低衝撃荷重変位の吸収間隔である隙間４４を設けて第３クロスメンバ１８が配置されている。
【００２７】
衝突荷重が小さい低速衝突時にクロスメンバ１２に作用した衝突荷重は、３本のクロスメンバ１２に分散する。これによって、衝突荷重を局部的に受けることなく、３本のクロスメンバ１２が効率よく変形し衝突荷重を吸収する。この場合、衝突荷重が小さいため、クロスメンバ１２の変形は小さく、主として第１サイドメンバ２０がこの荷重を支持し、そのためクロスメンバ１２と連結されることなく、隙間４２を設けて配置される第２サイドメンバ２４及び、隙間４４を設けて配置される第３サイドメンバ２８は変形しない。第２サイドメンバ２４の前端部と第２クロスメンバ１６との間及び、第３サイドメンバ２８の前端部と第３クロスメンバ１８との間には、低速衝突時に変形してこの荷重を第２サイドメンバ２４及び第３サイドメンバ２８へ大荷重として伝えることのない変形部材をそれぞれ介在させて通常走行時におけるクロスメンバ１２の支持安定性を向上させてもよい。
【００２８】
また、衝突荷重が大きい高速衝突時には、クロスメンバ１２が衝突荷重を受け、大きく車両後方へ変形し衝突荷重を吸収する。これによって、クロスメンバ１２の車両後方に配置されている第１サイドメンバ２０、第２サイドメンバ２４、及び第３サイドメンバ２８に共に衝突荷重が伝達分散され全てのサイドメンバが変形し効率よく衝突荷重を吸収する。
【００２９】
図２、３に示されるように、第１サイドメンバ２０は車両後方へほぼ真直に配置されているが、第２サイドメンバ２４及び第３サイドメンバ２８は、中間部から屈曲して車両上方及び下方へ曲がった屈曲部を介して車両後方部が水平に配置されている。第３サイドメンバ２８の屈曲部からは車両後方上側へアーム２８Ａが立ち上り第１サイドメンバ２０の中間部から車両前方下側へ延長されたアーム２０Ａの先端へと当っている。
【００３０】
なお、図７に示されるように、第１サイドメンバ２０と第３サイドメンバ２８は車幅方向に同位置とされるが、第２サイドメンバ２４はこれよりも外側に配置されている。
【００３１】
図６に示されるように、第２クロスメンバ１６の両端部には、開口部内にＬ字形状の第１補強パネル１７が設けられて第１伝達手段とされている。第１補強パネル１７は、第２クロスメンバ１６の底面１６Ａに沿った底板１７Ａと端部を車両後方に向け第２クロスメンバ１６の上面１６Ｂと下面１６Ｃに掛け渡された立板１７Ｂとから構成されいる。さらに、底板１７Ａは底面１６Ａと、立板１７Ｂは上面１６Ｂ及び下面１６Ｃと溶接され、第２クロスメンバ１６の端部は開口部２６を車両後方に向けた箱形状となっている。高速衝突でクロスメンバ１２が車両後方へ大きく移動した状態で図４，５に示されるように、この立板１７Ｂの車幅方向内側に第２サイドメンバ２４の先端部が対応するようになっている。これによって車体１０の一側（例えば図４に示されるように左側）へ衝突荷重が入力されるオフセット衝突時には、想像線（２点鎖線）で示すように、第２クロスメンバ１６の左端部は、衝突荷重を受け車両後方に変形し、衝突を受けない第２クロスメンバ１６の右端部は左端部の変形に引きずられ車両幅方向内側に移動する（図４の想像線参照）。これによって、第２クロスメンバ１６の右端部に配置された第１補強パネル１７は、右側の第２サイドメンバ２４に車両外側から当たり衝突荷重を第２サイドメンバ２４に伝え、右側の第２サイドメンバ２４は車両内側に変形（図４の想像線参照）して荷重を吸収するようになっている。
【００３２】
さらに、図５、６に示されるように、第３クロスメンバ１８の端部は、第２クロスメンバ１６の端部と同様の構造となっており、Ｌ字形状の第２補強パネル１９が設けられて第２伝達手段とされている。第２補強パネル１９は、第２補強パネル１９の底板１９Ａ及び立板１９Ｂが第３クロスメンバ１８の底面１８Ａ、上面１８Ｂ、及び下面１８Ｃに溶接され、第３クロスメンバ１８の端部は、開口部３０を車両後方に向けた箱形状となっている。高速衝突でクロスメンバ１２が車両後方へ大きく移動した状態でこの立板１９Ｂの車幅方向内側に第３サイドメンバ２８の先端部が対応するようになっている（図５参照）。この構成により、車体１０の一側（例えば図５で示されるように左側）へ衝突荷重が入力されるオフセット衝突時には、第３クロスメンバ１８の右端部に配置された第２補強パネル１９が、右側の第３サイドメンバ２８に車両外側から当たり衝突荷重を伝え、図５の想像線（２点鎖線）で示すように右側の第３サイドメンバ２８は車両内側に変形して荷重を吸収するようになっている。
【００３３】
一方、図３に示されるように、クロスメンバ１２の車両前方には、主として合成樹脂材料で作成されたバンパー３２が配置されており、バンパー３２の上端は、図示しないボルトで車体に取付けられている。バンパー３２の背面には、バンパー３２と一体的に成形された第３伝達手段としての複数個（この実施形態では６個）のリブ３４が車両後方に向けて突設されている。図２（Ｂ）に示されるように、リブ３４の車両後方端部３４Ａは、図３に示す第３クロスメンバ１８の前面に形成された複数個（この実施形態では６個）の係合長穴１８Ｄへ挿入されている。また、リブ３４の中間部には、第３クロスメンバ１８と離れた位置に拡径部３４Ｂがそれぞれ設けられている。バンパー３２が車両後方へ移動した場合にこの拡径部３４Ｂが第３クロスメンバ１８の前面に当り、これによりバンパー３２の下方部４０は、第３クロスメンバ１８に支持され車両後方への移動が抑制されるようになっている。これによって、衝突時に衝突体が歩行者である場合には、バンパー３２の下方部は、足払い効果が得られる。
【００３４】
次に本実施形態の作用を説明する。
【００３５】
本実施形態の車体前部構造では、衝突荷重が小さい低速衝突時には、クロスメンバ１２の変形は小さく、そのためクロスメンバ１２と連結されることなく隙間４２を設けて配置される第２サイドメンバ２４及び隙間４４を設けて配置される第３サイドメンバは変形しない。
【００３６】
また、高速衝突時には、衝突荷重を受けたクロスメンバ１２が大きく車両後方に変形すると共に、クロスメンバ１２の車両後方に配置されている全てのサイドメンバに衝突荷重が分散し、全てのサイドメンバが変形して効率よく衝突荷重が吸収される。
【００３７】
一方、図４，５で示すように、車体１０の一側（例えば左側）に衝突荷重が入力されるオフセット衝突時（以下は左側へのオフセット衝突について説明）には、左側のクロスメンバが車両後方に変形し、衝突を受けない右側のクロスメンバは、左側の変形に引きずられ車両幅方向内側に移動する。これによって、第２クロスメンバ１６及び第３クロスメンバ１８の端部に配置された第１補強パネル１７及び第２補強パネル１９は、車両外側から第２サイドメンバ２４及び第３サイドメンバ２８に当たり、第２サイドメンバ２４及び第３サイドメンバ２８は、車両内側に変形し衝突荷重を吸収する。
【００３８】
また、衝突時に衝突体が歩行者である場合には、バンパー３２の下方部４０は車両後方への移動が抑制されているため、下方部４０はスムーズに足払い効果が得られる。
【００３９】
さらに、走行時にクロスメンバ１２と路面との干渉によりクロスメンバ１２が変形した場合でも、第２サイドメンバ２４及び第３サイドメンバ２８は、クロスメンバ１２との連結がないため変形しない。
【００４０】
従って、衝突荷重が小さい低速衝突時には、クロスメンバ１２が効率よく変形し衝突荷重を吸収し、衝突荷重が大きい高速衝突時には、全てのサイドメンバを変形させることにより荷重を分散して効率よく衝突荷重を吸収する。これによって、低速衝突時には、修理費の低減及び修理作業性の向上という効果も得られる。
【００４１】
さらに、３本のクロスメンバ１２をパネルにて一体的に成形するため部品点数及び組付け工数が低減される。
【００４２】
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、第２クロスメンバ１６及び第３クロスメンバ１８が車両幅方向内側に移動するときに、第２サイドメンバ２４及び第３サイドメンバ２８と当り荷重を伝えるため、第１補強パネル１７及び第２補強パネル１９を設けて、当り面を確保し剛性を上げたが、第１補強パネル１７及び第２補強パネル１９を設けずに、第２クロスメンバ１６及び第３クロスメンバ１８の端部の曲げ形状の変更等や端部の板厚等を変更して第２クロスメンバ１６及び第３クロスメンバ１８の端部の剛性を上げて引っかかりをよくし荷重を伝えてもよい。
【００４３】
また、第２クロスメンバ１６及び第３クロスメンバ１８の端部の剛性を上げるため、第１補強パネル１７及び第２補強パネル１９を用いて端部を箱形状としたが、射出成形等でこれらの補強パネルを一体的に成形し箱形状としてもよい。
【００４４】
また、バンパー３２の下方部４０が受けた荷重を、リブ３４を介して第３クロスメンバ１８に伝達させたが、第３クロスメンバ１８にブラケット等を追加して、そのブラケットをバンパー３２の裏面に沿わせる形状として荷重を伝達させてもよく、バンパー３２が受ける荷重を第３クロスメンバ１８へ伝える手段であればよい。
【００４５】
また、クロスメンバ１２の断面をハット断面としたが、平板パネル等を追加して閉断面構造等としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態に係る車体前部構造を示し、車両前方部の骨格部材を示した斜視図である。
【図２】図２（Ａ）本発明の実施形態に係る車体前部構造を示し、クロスメンバの車両幅方向中央部を車両側面から見た図７におけるＡ―Ａ線端面図である。図２（Ｂ）本発明の実施形態に係る車体前部構造を示し、クロスメンバの取付け点を車両側面から見た図７におけるＢーＢ線端面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る車体前部構造を示し、車体前方部の骨格部材とバンパーを示した分解斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る車体前部構造を示し、第２クロスメンバの車両上下方向中央部を車両上方から見た図７におけるＣーＣ線端面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る車体前部構造を示し、第３クロスメンバの車両上下方向中央部を車両上方から見た図７におけるＤーＤ線端面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るクロスメンバの端部を車両後方斜め上から見た斜視図である。
【図７】本発明の実施形態に係るクロスメンバを車両前方から見た図面である。
【符号の説明】
【００４７】
１０    車体
１２    クロスメンバ
１４    第１クロスメンバ
１６    第２クロスメンバ
１７    第１補強パネル（第１伝達手段）
１８    第３クロスメンバ
１９    第２補強パネル（第２伝達手段）
２０    第１サイドメンバ
２４    第２サイドメンバ
２８    第３サイドメンバ
３２    バンパー
３４    リブ（第３伝達手段）
【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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【図６】
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【図７】
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