(57)【要約】【課題】クラッシュボックスの下端がフレームの下方にオフセットしている構造において、前面衝突時にフレームの先端部が上方に凸状に変形することを抑制する。【解決手段】フロントサイドフレーム１２の前方には、前方側プレート３０と中間プレート３２と後方側プレート３４からなるプレート部材１４を挟んでクラッシュボックス１６が連結されている。クラッシュボックス１６の下稜線１６Ａは、フロントサイドフレーム１２の下稜線１２Ａより下方に位置している。後方側プレート３４の車両後方側には、開口３５の両側と下部に立壁となるフランジ３６が形成されている。後方側プレート３４は、フランジ３６に沿ってスリット３７を備えており、スリット３７の近傍で中間プレート３２に溶接されている。また、フランジ３６に当接するようにフロントサイドフレーム１２の前端部が挿入されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前部に車両前後方向に配置されたフレームと、前記フレームよりも車両前方側に、前記フレームの下稜線よりも下方に下稜線が配置されたクラッシュボックスとを備えた車両前部構造であって、
前記クラッシュボックスと前記フレームとの間に、
前記クラッシュボックスに連結される前方側プレートと、
前記前方側プレートよりも車両後方側に配置される少なくとも１枚の中間プレートと、
前記中間プレートの車両後方側に連結され、前記フレームの前端部の周辺に立壁となるフランジを備えた後方側プレートと、
を有することを特徴とする車両前部構造。
【請求項２】
前記後方側プレートは、前記フランジに沿ってスリットを備え、前記スリットの縁部が前記中間プレートに溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の車両前部構造。
【請求項３】
前記フランジは、車両後方側に立壁が２枚となるように略Ｕ字状に折り曲げて形成されており、前記略Ｕ字状に折り曲げた端部が前記中間プレートに溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の車両前部構造。
【請求項４】
前記中間プレートの板厚が前記前方側プレートの板厚よりも厚いことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車両前部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両前部構造に関し、特に、車両前後方向に配置されたフレームと、フレームよりも車両前方側にフレームの下稜線よりも下方に下稜線が配置されたクラッシュボックスとを備えた車両前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、フレームの高さレベルが高いＲＶ車がフレームの高さレベルが低い車と正面衝突したときの衝撃吸収性能を向上するため、ＲＶ車のプリメータフレームの前端に、前方に向けて突出したガイド部材を含むガイドユニットを配設した構造が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１８９１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記先行技術による場合、大型のガイドユニットを取付けるため、構造が複雑となり、コストアップにつながる。
【０００４】
これに対して、車両先端のクラッシュボックスをフレームよりも車両下方に拡大した構造が使用されている。しかし、この構造では、クラッシュボックスとフレームの下端がオフセットしている位置で、フレームの上下稜線へ不均一な入力が入り、フレームの先端部が上方に凸状に変形しやすい。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、フレームの先端部の凸状の変形を抑制できる車両前部構造を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明に係る車両前部構造は、車両の前部に車両前後方向に配置されたフレームと、前記フレームよりも車両前方側に、前記フレームの下稜線よりも下方に下稜線が配置されたクラッシュボックスとを備えた車両前部構造であって、前記クラッシュボックスと前記フレームとの間に、前記クラッシュボックスに連結される前方側プレートと、前記前方側プレートよりも車両後方側に配置される少なくとも１枚の中間プレートと、前記中間プレートの車両後方側に連結され、前記フレームの前端部の周辺に立壁となるフランジを備えた後方側プレートと、を有することを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１記載の車両前部構造において、前記後方側プレートは、前記フランジに沿ってスリットを備え、前記スリットの縁部が前記中間プレートに溶接されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１に記載の車両前部構造において、前記フランジは、車両後方側に立壁が２枚となるように略Ｕ字状に折り曲げて形成されており、前記略Ｕ字状に折り曲げた端部が前記中間プレートに溶接されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車両前部構造において、前記中間プレートの板厚が前記前方側プレートの板厚よりも厚いことを特徴とする。
【００１０】
請求項１記載の本発明によれば、車両前後方向のフレームと、フレームより車両前方側のクラッシュボックスとの間に、クラッシュボックスに連結される前方側プレートと、前方側プレートの車両後方側に配置される少なくとも１枚の中間プレートと、中間プレートの車両後方側に連結された後方側プレートとが配置されており、後方側プレートには、フレームの前端部の周辺に立壁となるフランジが形成されている。そして、中間プレートに連結された後方側プレートのフランジがフレームの前端部の周辺に配置されることにより、フレームの前端部のフランジ周辺の剛性が高まる。
【００１１】
したがって、クラッシュボックスの下稜線がフレームの下稜線よりも下方に配置（オフセット）されている場合でも、前面衝突時にクラッシュボックスの下稜線に入力されると、前方側プレートと中間プレートと後方側プレートによって反力をとることができ、クラッシュボックスが車両前後方向に沿って変形する。その際、クラッシュボックスの変形荷重を性能どおりに発生させることが可能となり、エネルギー吸収性能がクラッシュボックスとフレームがオフセットしていない場合と同等となる。また、前方側プレートと中間プレートと後方側プレートの折れ曲がりを抑制できる。
【００１２】
これによって、前面衝突時にクラッシュボックスとフレームとを車両前後方向に沿って狙い通りに軸圧縮変形させることが可能となる。また、フレームへ均一に衝突荷重を入力することができるため、フレームの先端部が上方に凸状に変形することが抑制される。このため、フレームの車両後方内側の上部に設けられた前輪タイヤのサスペンションタワーが、フレームの先端部の変形によって後退することを抑制できる。
【００１３】
請求項２記載の本発明によれば、後方側プレートのフランジに沿ってスリットが設けられており、スリットの縁部が中間プレートに溶接されている。後方側プレートと中間プレートとを溶接することで、前面衝突時に後方側プレートの中央部が中間プレートから浮き上がることが抑制される。また、スリットを設けることによって、中間プレートをフレームにアーク溶接等で連結した後に、中間プレートに後方側プレートを溶接することが可能となる。このため、フレームを連結する前と後のどちらで後方側プレートと中間プレートとを溶接してもよく、組み付けの自由度が向上する。また、スリットを設けることによって、後方側プレートの重量を軽減できる。
【００１４】
請求項３記載の本発明によれば、後方側プレートのフランジは、車両後方側に立壁が２枚となるように略Ｕ字状に折り曲げて形成されているので、フランジの断面係数が上がり、好ましい断面剛性に設定できる。また、フランジの略Ｕ字状に折り曲げられた端部が中間プレートに溶接されているので、前面衝突時に後方側プレートの中央部が中間プレートから浮き上がることが抑制される。
【００１５】
請求項４記載の本発明によれば、中間プレートの板厚が前方側プレートの板厚よりも厚く設定されているので、中間プレートの剛性が高まり、前面衝突時に前方側プレートと中間プレートと後方側プレートの折れ曲がりがよりいっそう抑制される。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、請求項１記載の本発明に係る車両前部構造は、前面衝突時に前方側プレートと中間プレートと後方側プレートの折れ曲がりが抑制され、フレームの先端部が上方に凸状に変形することが抑制される。このため、フレームの車両後方内側の上部に設けられた前輪タイヤのサスペンションタワーの後退を抑制できる。
【００１７】
請求項２記載の本発明に係る車両前部構造は、前面衝突時に後方側プレートの中央部が中間プレートから浮き上がることを抑制できる。また、中間プレートをフレームに連結した後に、中間プレートに後方側プレートを溶接することができ、組み付けの自由度が向上する。また、後方側プレートの重量を軽減できる。
【００１８】
請求項３記載の本発明に係る車両前部構造は、後方側プレートを好ましい断面剛性に設定できる。また、前面衝突時に後方側プレートの中央部が中間プレートから浮き上がることを抑制できる。
【００１９】
請求項４記載の本発明に係る車両前部構造は、前面衝突時に前方側プレートと中間プレートと後方側プレートの折れ曲がりをよりいっそう抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
〔第１実施形態〕
以下、図１〜図７を用いて、本発明に係る車両前部構造の第１実施形態について説明する。なお、これらの図において適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示しており、矢印ＵＰは車両上方側を示しており、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。
【００２１】
図１には、本実施形態に係る車両前部構造の全体構成が示されている。この図に示されるように、自動車の車両１０の前部１０Ａの両サイドには、車両前後方向に延びるフロントサイドフレーム１２が配設されている。フロントサイドフレーム１２の前方には、後述する前方側プレート３０と中間プレート３２と後方側プレート３４からなるプレート部材１４を挟んでクラッシュボックス１６が連結されている。フロントサイドフレーム１２の下部には、車両幅方向に延びるフロントクロスメンバ１８が連結されている。クラッシュボックス１６の前方には、車両幅方向に延びる断面「目」の字状のフロントバンパリインフォースメント２０がプレート１９を介して連結されている。フロントクロスメンバ１８の前方の下部には、牽引用のフック２２が連結されている。
【００２２】
図２及び図６には、本実施形態に係る車両前部構造の主要部が示されている。図２、図３及び図６に示されるように、フロントサイドフレーム１２は、断面が略矩形の閉断面構造であり、クラッシュボックス１６は、断面が略８の字形状の閉断面構造である。図１に示されるように、クラッシュボックス１６の下稜線１６Ａは、フロントサイドフレーム１２の下稜線１２Ａより下方に位置するように形成されており、クラッシュボックス１６の上稜線１６Ｂはフロントサイドフレーム１２の上稜線１２Ｂとほぼ同じ高さで形成されている。
【００２３】
図２、図３及び図６に示されるように、プレート部材１４は、車両前方側から順に配置された前方側プレート３０と中間プレート３２と後方側プレート３４の３枚で構成されている。前方側プレート３０と中間プレート３２は、ほぼ同じ形状の矩形状部材からなり、車両幅方向内側の上部が切り欠かれて中央部が内側方向に突出している。また、中間プレート３２の板厚が前方側プレート３０の板厚よりも厚く設定されている。例えば、前方側プレート３０の板厚は３ｍｍ程度に設定されており、中間プレート３２の板厚は前方側プレート３０の板厚の１．９倍に設定されている。中間プレート３２には、重量を低減するために中央部に大径の円形状の開口３３Ａと、この開口３３Ａの上下に２個の小径の円形状の開口３３Ｂが形成されている。
【００２４】
後方側プレート３４は、前方側プレート３０及び中間プレート３２よりも上方側が短く形成されており、中央部にフロントサイドフレーム１２の前端部が挿入される矩形状の開口３５が設けられている。後方側プレート３４における開口３５の周縁部には、開口３５の車両幅方向両側と下部に、車両後方側へ向けて立設された立壁となるフランジ３６が形成されている。図４に示されるように、開口３５の車両幅方向両側と下部のフランジ３６に当接するようにフロントサイドフレーム１２の前端部が挿入されている。
【００２５】
後方側プレート３４には、車両幅方向両側と下部のフランジ３６に沿って３つのスリット３７が形成されている。後方側プレート３４は、３つのスリット３７近傍のフランジ３６側の位置でアーク溶接３８によって中間プレート３２に接合されている。後方側プレート３４の板厚は、例えば３ｍｍ程度に設定されている。また、前方側プレート３０と中間プレート３２と後方側プレート３４の材料として、例えば鋼板などが用いられている。
【００２６】
図３に示されるように、前方側プレート３０と中間プレート３２と後方側プレート３４の車両幅方向両側の縁部には、それぞれ位置を合わせて複数のボルト挿通孔４０、４１、４２が形成されている。後方側プレート３４と中間プレート３２とをアーク溶接３８によって接合するときは、ボルト挿通孔４１、４２の位置を合わせて接合する。さらに、ボルト挿通孔４０、４１、４２に車両前後方向両側の座金４５を介してボルト４４を挿入し、ナット４６を締結することで、前方側プレート３０と中間プレート３２と後方側プレート３４とが三枚重ねの状態で連結されている。
【００２７】
図２及び図５に示されるように、前方側プレート３０は、クラッシュボックス１６の後端部にアーク溶接によって接合されている。また、中間プレート３２は、フロントサイドフレーム１２の前端部にアーク溶接によって接合されている。
【００２８】
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００２９】
図７に示されているように、車両１０の前部１０Ａがバリア６０に衝突すると、フロントバンパリインフォースメント２０の車両後方側に配置されたクラッシュボックス１６が変形し、前方側プレート３０と中間プレート３２と後方側プレート３４からなるプレート部材１４を介してフロントサイドフレーム１２に圧縮力が作用する。その際、中間プレート３２の板厚を前方側プレート３０の板厚よりも厚くすると共に、後方側プレート３４のフロントサイドフレーム１２の前端部の車両幅方向両側と下部にフランジ３６が設けられているので、フロントサイドフレーム１２の前端部のフランジ３６周辺の剛性が高まる。
【００３０】
したがって、クラッシュボックス１６の下稜線１６Ａがフロントサイドフレーム１２の下稜線１２Ａよりも下方に配置（オフセット）されている場合でも、前面衝突時にクラッシュボックス１６の下稜線１６Ａに入力されると、前方側プレート３０と中間プレート３２と後方側プレート３４によって反力をとることができ、クラッシュボックス１６が車両前後方向に沿って変形する。その際、クラッシュボックス１６の変形荷重を性能どおりに発生させることが可能となり、エネルギー吸収性能がクラッシュボックス１６とフロントサイドフレーム１２がオフセットしていない場合と同等となる。このため、図８に示されるように、クラッシュボックス１６は小さなしわが生じるように車両前後方向に沿って軸圧縮変形する。また、後方側プレート３４のスリット３７の縁部が中間プレート３２に溶接されているので、前面衝突時に後方側プレート３４の中央部が中間プレート３２から浮き上がることを抑制でき、前方側プレート３０と中間プレート３２と後方側プレート３４の折れ曲がりを抑制できる。
【００３１】
これによって、前面衝突時にクラッシュボックス１６とフロントサイドフレーム１２とを車両前後方向に沿って狙い通りに軸圧縮変形させることが可能となる。また、図７に示されるように、フロントサイドフレーム１２へ均一に衝突荷重を入力することができるため、フロントサイドフレーム１２の先端部１２Ｃ（図７参照）が上方に凸状に変形することが抑制される。このため、フロントサイドフレーム１２の車両後方内側の上部に設けられた前輪タイヤ（図示省略）のサスペンションタワー５２が、フロントサイドフレーム１２の先端部１２Ｃの変形によって後退することを抑制できる。これにより、サスペンションタワー５２が車両後方側に配置されたダッシュパネル５０と干渉することを抑制できる。
【００３２】
また、スリット３７を設けることによって、中間プレート３２をフロントサイドフレーム１２にアーク溶接した後に、中間プレート３２に後方側プレート３４を溶接することができる。このため、フロントサイドフレーム１２を連結する前と後のどちらで後方側プレート３４と中間プレート３２とを溶接してもよく、組み付けの自由度が向上する。また、スリット３７を設けることによって、後方側プレート３４の重量を軽減できる。
【００３３】
図９には、比較例の車両前部構造が示されている。比較例の構成では、フロントサイドフレーム１２とクラッシュボックス１６との間に、２枚の前方側プレート１０４と後方側プレート１０６からなるプレート部材１０２が配設されている。前方側プレート１０４と後方側プレート１０６の板厚は共に３ｍｍ程度に設定されている。この構成では、車両の前部１００Ａがバリア６０に衝突すると、図１０に示されるように、クラッシュボックス１６が変形すると共に、フロントサイドフレーム１２の下稜線１２Ａの車両前方側で前方側プレート１０４と後方側プレート１０６が変形する。
【００３４】
すなわち、クラッシュボックス１６の下稜線１６Ａがフロントサイドフレーム１２の下稜線１２Ａよりも下方に配置（オフセット）されている場合には、前面衝突時にクラッシュボックス１６に入力されると、前方側プレート１０４と後方側プレート１０６によって上下で均一な反力をとることができず、クラッシュボックス１６の変形が不均一となる。また、図９に示されるように、フロントサイドフレーム１２へ均一に衝突荷重を入力することができず、フロントサイドフレーム１２の先端部１２Ｃが上方に凸状に変形する（図９中の矢印Ａ参照）。このため、フロントサイドフレーム１２の車両後方内側の上部に設けられたサスペンションタワー５２の後退量が増加する。
【００３５】
〔第２実施形態〕
次に、図１１〜図１３を用いて、本発明に係る車両前部構造の第２実施形態について説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
【００３６】
図１１及び図１２に示されるように、フロントサイドフレーム１２の前方には、前方側プレート３０と中間プレート３２と後方側プレート７２からなるプレート部材７０を挟んでクラッシュボックス１６が連結されている。後方側プレート７２は、前方側プレート３０及び中間プレート３２よりも上方側が短く形成されており、中央部にフロントサイドフレーム１２の前端部が挿入される矩形状の開口７３が設けられている。後方側プレート７２における開口７３の車両幅方向両側には、車両後方側へ向けて突出するフランジ７４が設けられている。フランジ７４は、車両後方側に延びる立壁７４Ａが２枚となるように略Ｕ字状に折り曲げて形成されている。また、後方側プレート７２の開口７３の下部には、開口７３の下縁に沿って、車両後方側に向けて突出するビード７６が設けられている。そして、後方側プレート７２の開口７３の車両幅方向両側のフランジ７４の立壁７４Ａに当接するように、フロントサイドフレーム１２の前端部が挿入される構成となっている。
【００３７】
図１３に示されるように、後方側プレート７２は、フランジ７４の略Ｕ字状に折り曲げた端部と、開口７３の下縁部がアーク溶接７８によって中間プレート３２に接合されている。後方側プレート７２の板厚は、例えば３ｍｍ程度に設定されている。
【００３８】
このような車両前部構造では、後方側プレート７２のフロントサイドフレーム１２の前端部の両側に立壁７４Ａが２枚となるフランジ７４が設けられると共に、開口７３の下部にビード７６が設けられているので、フロントサイドフレーム１２の前端部の後方側プレート７２のフランジ７４周辺の剛性が高まる。また、フランジ７４の断面係数が上がり、好ましい断面剛性に設定できる。
【００３９】
したがって、クラッシュボックス１６の下稜線１６Ａがフロントサイドフレーム１２の下稜線１２Ａよりも下方に配置（オフセット）されている場合でも、前面衝突時にクラッシュボックス１６の下稜線１６Ａに入力されると、前方側プレート３０と中間プレート３２と後方側プレート７２によって反力をとることができ、クラッシュボックス１６が車両前後方向に沿って変形する。その際、クラッシュボックス１６の変形荷重を性能どおりに発生させることが可能となり、エネルギー吸収性能がクラッシュボックス１６とフロントサイドフレーム１２がオフセットしていない場合と同等となる。また、中間プレート３２と後方側プレート７２とが溶接されているため、後方側プレート７２の浮き上がりを抑制でき、前方側プレート３０と中間プレート３２と後方側プレート７２の折れ曲がりを抑制できる。
【００４０】
これによって、前面衝突時にクラッシュボックス１６とフロントサイドフレーム１２とを車両前後方向に沿って狙い通りに軸圧縮変形させることが可能となる。また、フロントサイドフレーム１２へ均一に衝突荷重を入力することができるため、フロントサイドフレーム１２の先端部が上方に凸状に変形することを抑制できる。
【００４１】
図１４には、第１実施形態及び第２実施形態の車両前部構造と比較例の車両前部構造におけるクラッシュボックス１６の下稜線１６Ａへ入力される荷重と時間との関係のグラフが示されている。なお、図１４中の目標値は、クラッシュボックス１６とフロントサイドフレーム１２の間に配置されるプレート部材が折れ曲がらない値に設定されている。このグラフに示されるように、比較例の車両前部構造に比べて、第１実施形態の車両前部構造では、クラッシュボックス１６の下稜線１６Ａへ入力される荷重が目標値に近づくことを確認できる。また、第２実施形態の車両前部構造では、クラッシュボックス１６の下稜線１６Ａへ入力される荷重が目標値を超えることを確認できる。
【００４２】
〔実施形態の補足説明〕
（１）上述した第１実施形態及び第２実施形態では、フロントサイドフレーム１２の前端部が中間プレート３２にアーク溶接によって接合されていたが、この構成に限らず、フロントサイドフレーム１２の前端部を後方側プレート３４、７２に連結してもよい。
【００４３】
（２）上述した第１実施形態及び第２実施形態では、フロントサイドフレーム１２とクラッシュボックス１６の間に配置されるプレート部材１４、７０は、前方側プレートと中間プレートと後方側プレートの３枚で構成されていたが、これに限らず、中間プレートを２枚以上のプレートで構成してもよい。
【００４４】
（３）上述した第１実施形態及び第２実施形態では、フロントサイドフレーム１２の板厚より中間プレート３２の板厚を厚くしたが、両者の板厚を同じに設定してもよい。この場合、クラッシュボックス１６とフロントサイドフレーム１２との間に前方側プレートと中間プレートのみを配設し、前方側プレートと中間プレートの板厚を同じに設定した構成に対して、本発明では、後方側プレート３４、７２を追加するのみでフロントサイドフレーム１２の前端部のフランジ周辺の剛性を高めることができ、コストの増大を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１実施形態に係る車両前部構造が適用された車両の前部を示す概略側面図である。
【図２】第１実施形態に係る車両前部構造の全体構成を示す斜視図である。
【図３】図２に示す車両前部構造の全体構成を示す分解斜視図である。
【図４】図２に示される車両前部構造の車両後方側を示す平面図である。
【図５】図２に示される車両前部構造の車両前方側を示す平断面図である。
【図６】図２に示される車両前部構造の全体構成を車両前方側から見た斜視図である。
【図７】図２に示される車両前部構造が適用された車両の前面衝突時の車両前部の状態を示す側面図である。
【図８】前面衝突時における車両前部構造の変形状態を示す部分側面図である。
【図９】比較例の車両前部構造の車両の前面衝突時の車両前部の状態を示す側面図である。
【図１０】比較例の車両前部構造の前面衝突時における変形状態を示す部分側面図である。
【図１１】第２実施形態に係る車両前部構造の全体構成を示す斜視図である。
【図１２】図１１に示す車両前部構造の全体構成を示す分解斜視図である。
【図１３】図２に示される車両前部構造の車両後方側を示す平面図である。
【図１４】第１実施形態と第２実施形態と比較例の車両前部構造におけるクラッシュボックスに入力される荷重と時間との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
１０   車両
１０Ａ 前部
１２   フロントサイドフレーム（フレーム）
１２Ａ 下稜線
１６   クラッシュボックス
１６Ａ 下稜線
３０   前方側プレート
３２   中間プレート
３４   後方側プレート
３６   フランジ
３７   スリット
３８   アーク溶接（溶接）
７２   後方側プレート
７４   フランジ
７４Ａ 立壁
７８   アーク溶接（溶接）
【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】
2008189233.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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