(57)【要約】【課題】エネルギー吸収コアのバンパービームへの取り付け強度を確保し設計の効率化を図る。【解決手段】悪路走行などにより左右のサイドメンバー１２の位置がずれると、バンパービーム１８がねじられ、ブラケット３０のビーム用板部３００４とバンパービーム１８の前板部２６との接合箇所に、ビーム用板部３００４を前板部２６から剥離する方向の応力が加わり、同時に、コア用板部３００２とエネルギー吸収コア２０の上面部２００２、下面部２００４との接合箇所にせん断方向の応力が加わる。コア用板部３００２と上面部２００２、下面部２００４との接合箇所に作用する応力はせん断応力であるため、接合箇所がスポット溶接、アーク溶接、リベット接合、ボルト接合などの何れであっても十分に対抗でき、剥離が防止される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前部で車幅方向に延在するバンパービームと、
前記バンパービームの前面に取着され、前記バンパービームに沿うように車幅方向に延在するエネルギー吸収コアとを備え、
前記エネルギー吸収コアは、上下方向において互いに対向する上面部および下面部を有する、
車両の前部構造であって、
前記エネルギー吸収コアは、ブラケットを介して前記バンパービームに取着され、
前記ブラケットは、前記上面部および前記下面部に接合されるコア用板部と、前記コア用板部の車両後方に位置する箇所から屈曲し前記バンパービームの前面に接合されるビーム用板部とを備えている、
ことを特徴とする車両の前部構造。
【請求項２】
前記バンパービーム、前記エネルギー吸収コア及び前記ブラケットは、板状部材で形成されており、
前記エネルギー吸収コアの板厚は前記バンパービームの板厚よりも小さく、前記ブラケットの板厚は前記エネルギー吸収コアの板厚と前記バンパービームの板厚の間の大きさである
ことを特徴とする請求項１記載の車両の前部構造。
【請求項３】
前記上面部および前記下面部において前記ブラケットと車幅方向で隣り合う箇所に、車両後方に開放状の欠部が設けられている、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の車両の前部構造。
【請求項４】
前記欠部の車両前端は、前記コア用板部の車両前端よりも車両前方に位置している、
ことを特徴とする請求項３記載の車両の前部構造。
【請求項５】
前記コア用板部の車両前端はまるみを帯びて形成されている、
ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載の車両の前部構造。
【請求項６】
前記コア用板部と前記ビーム用板部との成す角は、鋭角である
ことを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載の車両の前部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両の前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の前部構造として、左右一対のサイドメンバーと、左右一対のサイドメンバーの前端部に車幅方向に沿って掛け渡されたバンパービームと、バンパービームの前面に取着され、車両前方からの衝撃で変形するエネルギー吸収コアとを備えるものが知られている。
バンパービームは前面衝突時に生じる応力をサイドメンバーに伝達するため、板厚が厚く剛性の高い鋼板で構成され、エネルギー吸収コアは歩行者保護の観点から板厚が薄く剛性の低い鋼板で構成されている。
エネルギー吸収コアは、上下のフランジと、上下のフランジから車両前部に突出する突出部とを有しており、上下のフランジは、バンパービームの前面部の上下部に、車幅方向に間隔をおいた複数の接合箇所で例えばスポット溶接により取着されている。
ところで、悪路走行などにより左右のサイドメンバの位置がずれると、バンパービームをねじる方向の応力がバンパービームに生じ、この応力はエネルギー吸収コアの上下のフランジとバンパービームの前面部の上下部との接合箇所を介してエネルギー吸収コアにも入力する。
このとき、エネルギー吸収コアは肉厚の薄い鋼板であり、バンパービームは肉厚の厚い鋼板であるため、それぞれの剛性に差があり、剛性の弱いエネルギー吸収コア側の溶接箇所が破断し易い。
そのため従来では、エネルギー吸収コアの上下のフランジがバンパービームの前面部の上下部から剥離しないように、車両設計時には、例えばスポット溶接する箇所の配置や数を決定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１８５９２９号公報
【特許文献２】国際公開番号ＷＯ２０１１／０９９２０６Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、車両に設計変更が生じると、スポット溶接する箇所の配置や数を再検討する必要があり、したがって、設計変更のたびにスポット溶接する箇所の配置や数を再検討しなくてはならず、設計の効率化を図る上で何らかの改善が求められている。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、エネルギー吸収コアのバンパービームへの取り付け強度を確保することにより取り付け箇所の剥離を確実に抑制でき、これにより設計変更に伴う取り付け箇所の再検討を低減でき、設計の効率化を図る上で有利な車両の前部構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、車両の前部で車幅方向に延在するバンパービームと、前記バンパービームの前面に取着され、前記バンパービームに沿うように車幅方向に延在するエネルギー吸収コアとを備え、前記エネルギー吸収コアは、上下方向において互いに対向する上面部および下面部を有する車両の前部構造であって、前記エネルギー吸収コアは、ブラケットを介して前記バンパービームに取着され、前記ブラケットは、前記上面部および前記下面部に接合されるコア用板部と、前記コア用板部の車両後方に位置する箇所から屈曲し前記バンパービームの前面に接合されるビーム用板部とを備えていることを特徴とする。
また、本発明は、前記バンパービーム、前記エネルギー吸収コア及び前記ブラケットは、板状部材で形成されており、前記エネルギー吸収コアの板厚は前記バンパービームの板厚よりも小さく、前記ブラケットの板厚は前記エネルギー吸収コアの板厚と前記バンパービームの板厚の間の大きさであることを特徴とする。
また、本発明は、前記上面部および前記下面部において前記ブラケットと車幅方向で隣り合う箇所に、車両後方に開放状の欠部が設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前記欠部の車両前端は、前記コア用板部の車両前端よりも車両前方に位置していることを特徴とする。
また、本発明は、前記コア用板部の車両前端はまるみを帯びて形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記コア用板部と前記ビーム用板部との成す角は、鋭角であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、コア用板部と上面部、下面部との接合箇所に作用する応力はせん断応力であるため、接合箇所を剥離する方向の応力に対して十分に対抗でき、剥離が防止される。
したがって、車両の設計変更が生じて、バンパービームのねじれにより生じる応力が多少増加することになっても、エネルギー吸収コアの剥離を抑制する上で有利となるため、従来のように車両の設計変更に伴って接合箇所の再検討を繰り返し行なうことを低減でき、設計の効率化を図る上で有利となる。
また、本発明によれば、エネルギー吸収コアの板厚はブラケットの板厚よりも小さく、ブラケットの板厚は、エネルギー吸収コアの板厚とバンパービームの板厚との間の大きさなので、ブラケットの軽量化を図りつつ、ブラケットとバンパービームとの接合箇所およびブラケットとエネルギー吸収コアとの接合箇所の双方の取り付け強度を確保する上で有利となる。
また、本発明によれば、上面部および下面部において各ブラケットの車幅方向で隣り合う箇所に、車両後方に開放状の欠部が設けられているので、ブラケットの周辺の箇所がこの応力に追従して変形しやすくなり、ブラケットとバンパービームとの接合箇所およびブラケットとエネルギー吸収コアとの接合箇所に作用する応力を緩和できるため、エネルギー吸収コアの剥離を抑制する上でより有利となり、設計の効率化を図る上でより有利となる。
また、本発明によれば、欠部の車両前端は、コア用板部の車両前端よりも車両前方に変位しているので、ブラケットの周辺の上面部および下面部の箇所が応力に追従してより変形しやすくなり、エネルギー吸収コアの剥離の剥離を抑制する上でより有利となり、設計の効率化を図る上でより有利となる。
また、本発明によれば、コア用板部の車両前端をまるみを帯びて形成したので、コア用板部の前部における上面部および下面部の応力集中を抑制する上で有利となり、エネルギー吸収コアの剥離を抑制する上でより有利となり、設計の効率化を図る上でより有利となる。
また、本発明によれば、コア用板部と前記ビーム用板部との成す角は、鋭角であるので、車両の前方からエネルギー吸収コアに荷重が入力した際に、コア用板部は、コア用板部とビーム用板部との交差箇所を支点として容易に折れ曲がるため、エネルギー吸収コアによるエネルギーの吸収を効率よく行なう上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施の形態に係る車両の前部構造の構成を示す分解斜視図である。
【図２】第１の実施の形態に係る車両の前部構造のうちバンパービーム、エネルギー吸収コア、クラッシュボックスが組み付けられた状態を示す斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】エネルギー吸収コアの斜視図である。
【図５】ブラケットとエネルギー吸収コアの欠部との位置関係を示す平面図である。
【図６】変形例におけるブラケットがバンパービームおよびエネルギー吸収コアに接合された状態を示す平面図である。
【図７】変形例におけるエネルギー吸収コアの斜視図である。
【図８】第２の実施の形態に係る車両の前部構造の断面図である。
【図９】第３の実施の形態に係る車両の前部構造の断面図である。
【図１０】ブラケットの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
なお、以下の図面において、符号ＦＲは車両前方、符号ＲＲは車両後方、符号ＵＰは車両上方、符号ＩＮは車幅方向内側、符号ＯＵＴは車幅方向外側を示している。
図１、図２に示すように、車両の前部構造１０は、左右一対のサイドメンバー１２の前部と、左右一対のヘッドランプサポート１４と、左右一対のクラッシュボックス１６と、バンパービーム１８と、エネルギー吸収コア２０とを含んで構成されている。
左右一対のサイドメンバー１２は、車幅方向に間隔をおいて車両前後方向に沿って延在し、左右一対のサイドメンバー１２の前部は車両の前部に位置している。
サイドメンバー１２は、内側部材２２と、内側部材２２の車幅方向外側に位置する外側部材２４とが接合されることで構成され、閉断面構造を呈している。
左右一対のヘッドランプサポート１４は、左右のサイドメンバー１２の前端部に連結され上下方向に延在している。
ヘッドランプサポート１４は不図示のヘッドランプが取り付けられる箇所である。
【０００９】
左右一対のクラッシュボックス１６は、ヘッドランプサポート１４の前面に連結され、言い換えると、サイドメンバー１２の前端部にヘッドランプサポート１４を介して連結され、ヘッドランプサポート１４から車両前方に延在している。
左右一対のクラッシュボックス１６は車両の正面衝突時にバンパービーム１８から伝達される荷重が入力することで圧縮されて変形することにより衝突エネルギーを吸収するものである。
図１に示すように、各クラッシュボックス１６は、車幅方向において対向する一対の側壁部１６０２と、一対の側壁部１６０２の上部を接続する上壁部１６０４と、一対の側壁部１６０２の下部を接続する下壁部１６０６とを備え、断面が上下に細長の矩形枠状を呈している。
また、クラッシュボックス１６の車両後方に位置する後端部の全周には、車幅方向および車両上下方向に延在する矩形枠状のフランジ１６０８が設けられ、このフランジ１６０８がヘッドランプサポート１４の前面に連結されている。
また、クラッシュボックス１６の車両前方に位置する前端部は、後述するバンパービーム１８の後板部２８の突出部２８０４に連結されている。
【００１０】
バンパービーム１８は車幅方向に延在し、左右一対のクラッシュボックス１６の前端部に掛け渡されており、言い換えると、バンパービーム１８は、ヘッドランプサポート１４およびクラッシュボックス１６を介して左右一対のサイドメンバー１２の前端部に掛け渡されている。
本実施の形態では、バンパービーム１８は、図１、図３に示すように、前板部２６と、前板部２６の車両後方に位置する後板部２８とを備えている。
前板部２６は、一定の幅を上下方向に向けて車幅方向に延在する帯板状を呈している。
後板部２８は、上下のフランジ２８０２と、上下のフランジ２８０２から車両後部に突出する突出部２８０４とを有し、車幅方向に延在している。
バンパービーム１８は、前板部２６の上下部が後板部２８の上下のフランジ２８０２に接合されることで構成され、閉断面構造を呈している。
【００１１】
エネルギー吸収コア２０は、バンパービーム１８の前面すなわち前板部２６に取着され、車両前方からの衝撃で変形するものである。
エネルギー吸収コア２０は、上下方向において互いに対向する上面部２００２および下面部２００４と、上面部２００２および下面部２００４の前部を接続して車両前方を向いた前面部２００６とを有している。
【００１２】
図１、図２、図３に示すように、エネルギー吸収コア２０はブラケット３０を介してバンパービーム１８の前板部２６に取着されている。
ブラケット３０は、エネルギー吸収コア２０の車幅方向両側に位置する上面部２００２および下面部２００４にそれぞれ複数設けられている。具体的には、エネルギー吸収コア２０のクラッシュボックス１６の前方に位置する箇所で車幅方向でクラッシュボックス１６を跨ぐように、それぞれ複数設けられている。
ブラケット３０は均一の幅、均一の厚さの板材で形成され、ブラケット３０の板厚は、エネルギー吸収コア２０の板厚よりも大きい。すなわち、エネルギー吸収コア２０の板厚はブラケット３０の板厚よりも小さい。
本実施の形態では、ブラケット３０の板厚は、エネルギー吸収コア２０の板厚とバンパービーム１８の板厚との間の大きさ（値）である。
例えば、ブラケット３０の板厚が１．０ｍｍ、エネルギー吸収コア２０の板厚が０．６ｍｍ、バンパービーム１８（前板部２６）の板厚が１．２ｍｍである。
【００１３】
図３、図４に示すように、ブラケット３０は、コア用板部３００２と、コア用板部３００２の車両後方に位置する箇所から屈曲されたビーム用板部３００４とを備え、コア用板部３００２とビーム用板部３００４は共に矩形を呈している。
コア用板部３００２は、エネルギー吸収コア２０の上面部２００２の上面および下面部２００４の下面に接合されている。
本実施の形態では、コア用板部３００２は、エネルギー吸収コア２０の外側から上面部２００２および下面部２００４に接合されているが、コア用板部３００２は、エネルギー吸収コア２０の内側から上面部２００２および下面部２００４に接合されていてもよい。
ビーム用板部３００４は、バンパービーム１８の前板部２６の上下部に接合されている。
本実施の形態では、コア用板部３００２と上面部２００２および下面部２００４との接合、ビーム用板部３００４とバンパービーム１８の前板部２６との接合は、スポット溶接によりなされている。図２、図４において記号○はスポット溶接を示す。
なお、それらの接合には、アーク溶接、リベット接合、ボルト接合など従来公知の様々な接合構造が採用可能である。
また、本実施の形態では、コア用板部３００２と上面部２００２および下面部２００４との接合箇所は車幅方向に間隔をおいた２箇所であり、ビーム用板部３００４とバンパービーム１８の前板部２６との接合箇所も車幅方向に間隔をおいた２箇所である。
なお、本実施の形態では、ビーム用板部３００４とバンパービーム１８の前板部２６との接合箇所を２箇所にした場合について説明したが、ブラケット３０及びバンパービーム１８（前板部２６）の板厚が十分に大きいため、図７に示すように、ビーム用板部３００４とバンパービーム１８の前板部２６との接合箇所を１箇所にしても十分な取り付け強度を確保できる。
この場合、図７に示すように、ブラケット３０のうちビーム用板部３００４の面積をコア用板部３００２の面積よりも小さくすれば、ブラケット３０の軽量化を図る上で有利となる。
【００１４】
また、図２、図４に示すように、上面部２００２および下面部２００４において各ブラケット３０の車幅方向で隣り合う箇所に、車両後方に開放状の欠部３２が設けられている。すなわち上面部２００２および下面部２００４の後縁までを切り欠くように欠部３２が形成されている。
図５に示すように、欠部３２の車両前端である前部３２０２は、ブラケット３０のコア用板部３００２の車両前端である前部３００２Ａよりも距離Ｌ車両前方に偏位している。
【００１５】
次に作用効果について説明する。
悪路走行などにより左右のサイドメンバー１２の位置がずれると、バンパービーム１８がねじられ、ブラケット３０のビーム用板部３００４とバンパービーム１８の前板部２６との接合箇所に、ビーム用板部３００４を前板部２６から剥離する方向の応力が加わり、同時に、コア用板部３００２とエネルギー吸収コア２０の上面部２００２、下面部２００４との接合箇所にせん断方向の応力（せん断応力）が加わる。
【００１６】
本実施の形態では、前板部２６の板厚はブラケット３０の板厚よりも大きく、また、ブラケット３０の板厚すなわちビーム用板部３００４の板厚は、エネルギー吸収コア２０の板厚よりも大きい。すなわち、前板部２６の板厚及びビーム用板部３００４の板厚は十分に大きいため、ビーム用板部３００４と前板部２６との取り付け強度が確保されている。
そのため、ビーム用板部３００４と前板部２６との接合箇所は、それらを剥離する方向の応力に対して十分に対抗でき、剥離が防止される。
また、エネルギー吸収コア２０の上面部２００２、下面部２００４の板厚は、ブラケット３０の板厚よりも小さいものの、コア用板部３００２と上面部２００２、下面部２００４との接合箇所に作用する応力はせん断応力であるため、接合箇所がスポット溶接、アーク溶接、リベット接合、ボルト接合などの何れであっても十分に対抗でき、剥離が防止される。
したがって、車両の設計変更が生じて、バンパービーム１８のねじれにより生じる応力が多少増加することになっても、エネルギー吸収コア２０とバンパービーム１８との取り付け強度が確保されているため、エネルギー吸収コア２０の剥離を抑制する上で有利となる。
したがって、従来のように車両の設計変更に伴って接合箇所の再検討を繰り返し行なうことを低減でき、設計の効率化を図る上で有利となる。
【００１７】
また、本実施の形態によれば、上面部２００２および下面部２００４において各ブラケット３０の車幅方向で隣り合う箇所に、車両後方に開放状の欠部３２が設けられているので、ブラケット３０の周辺の箇所がこの応力に追従して変形しやすくなり、ブラケット３０とバンパービーム１８との接合箇所およびブラケット３０とエネルギー吸収コア２０との接合箇所に作用する応力を緩和する上で有利となる。
そのため、ブラケット３０とバンパービーム１８との接合箇所およびブラケット３０とエネルギー吸収コア２０との接合箇所の剥離、すなわちエネルギー吸収コア２０の剥離を抑制する上でより有利となり、設計の効率化を図る上でより有利となる。
【００１８】
また、本実施の形態によれば、欠部３２の車両前端である前部３２０２は、コア用板部３００２の車両前端である前部３００２Ａよりも車両前方に位置しているので、ブラケット３０の周辺の上面部２００２および下面部２００４の箇所が応力に追従してより変形しやすくなり、ブラケット３０とバンパービーム１８との接合箇所およびブラケット３０とエネルギー吸収コア２０との接合箇所の剥離、すなわちエネルギー吸収コア２０の剥離を抑制する上でより有利となり、設計の効率化を図る上でより有利となる。
【００１９】
また、本実施の形態では、図５に示すように、コア用板部３００２の車両前方に位置する前部を矩形状に形成したが、変形例である図６に示すように、コア用板部３００２の車両前方に位置する前部３００２Ａをまるみを帯びて形成すると、コア用板部３００２の前部３００２における上面部２００２および下面部２００４の応力集中を抑制する上で有利となり、ブラケット３０の縁近傍でエネルギー吸収コア２０が破損することを抑制する上でより有利となる。
図６に示したコア用板部３００２は、コア用板部３００２の幅が一定であり、コア用板部３００２の前部３００２Ａを、コア用板部３００２の幅を直径とする単一の円弧で形成することにより丸みを帯びさせたものである。
【００２０】
また、本実施の形態では、ブラケット３０の板厚を、エネルギー吸収コア２０の板厚とバンパービーム１８の板厚との間の大きさとした。
したがって、ブラケット３０の軽量化を図りつつ、ブラケット３０とバンパービーム１８との接合箇所およびブラケット３０とエネルギー吸収コア２０との接合箇所の双方の取り付け強度を確保する上で有利となる。
【００２１】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について図８を参照して説明する。
なお、以下の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の部分、部材については第１の実施の形態と同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について重点的に説明する。
【００２２】
図８に示すように、エネルギー吸収コア２０は、コア用板部３００２が接合される上面部２００２および下面部２００４の箇所に、車両後方に至るにつれて次第に上方または下方に変位する、すなわち、車両後方に至るにつれて上下方向において互いに近づく方向に変位する傾斜部２０１０が形成されている。
この場合、傾斜部２０１０は、上面部２００２および下面部２００４の車両後方箇所において車幅方向の全長にわたって形成してもよく、あるいは、上面部２００２および下面部２００４の車両後方の箇所から突設してもよい。
ブラケット３０のコア用板部３００２は、傾斜部２０１０に合致する傾斜をもって形成され、コア用板部３００２とビーム用板部３００４とは鋭角の角度θ１をもって交差している。
ブラケット３０のコア用板部３００２はエネルギー吸収コア２０の上面部２００２および下面部２００４の傾斜部２０１０に重ね合わされ接合されている。
【００２３】
このような第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、例えば、歩行者に車両前部が接触し、車両の前方からエネルギー吸収コア２０に荷重が入力した際に、エネルギー吸収コア２０の傾斜部２０１０からブラケット３０のコア用板部３００２に荷重が入力すると、コア用板部３００２は、コア用板部３００２とビーム用板部３００４との交差箇所を支点として容易に折れ曲がる。
そのため、エネルギー吸収コア２０によるエネルギーの吸収を効率よく行なう上で有利となる。
【００２４】
（第３の実施の形態）
次に第３の実施の形態について図９、図１０を参照して説明する。
第３の実施の形態は、ブラケット３０は、コア用板部３００２とビーム用板部３００４に加えて接続板部３０１０を備えている。
コア用板部３００２は、上面部２００２の下面および下面部２００４の上面に接合されている。
接続板部３０１０は、コア用板部３００２の車両後方に位置する箇所から屈曲し車両後方に至るにつれて上下方向において互いに近づく方向に変位する傾斜で形成されている。
ビーム用板部３００４は、接続板部３０１０の車両後方に位置する箇所から屈曲し上下方向において互いに離れる方向に延在してバンパービーム１８の前面に接合されている。
コア用板部３００２と接続板部３０１０とは鈍角の角度θ２をもって交差し、接続板部３０１０とビーム用板部３００４とは鋭角の角度θ３をもって交差している。
【００２５】
このような第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、例えば、歩行者に車両前部が接触し、車両の前方からエネルギー吸収コア２０に荷重が入力した際に、エネルギー吸収コア２０の上面部２００２および下面部２００４からブラケット３０のコア用板部３００２に荷重が入力すると、コア用板部３００２は、接続板部３０１０とビーム用板部３００４との交差箇所を支点として容易に折れ曲がる。
そのため、エネルギー吸収コア２０によるエネルギーの吸収を効率よく行なう上で有利となる。
【符号の説明】
【００２６】
１０  車両の前部構造
１２  サイドメンバー
１８  バンパービーム
２０  エネルギー吸収コア
２００２  上面部
２００４  下面部
２００６  前面部
２０１０  傾斜部
３０  ブラケット
３００２  コア用板部
３００２Ａ  前部
３００４  ビーム用板部
３０１０  接続板部
３２  欠部
３２０２  前部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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