(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、車両上下方向に第１の突出部３６が形成されている。前方側プレート３０の車両後方側には、車両上下方向に第１の突出部３６より小さい第２の突出部３２が形成されており、第１の突出部３６の内部に第２の突出部３２が納まっている。【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、
前記フレームに連結され、前記フレームと車両前後方向に重なる位置に少なくとも１本の帯状の第１の突出部が形成された後方側プレートと、
前記クラッシュボックスに連結されると共に前記後方側プレートに連結され、前記第１の突出部の内部又は外部に配置される少なくとも１本の帯状の第２の突出部が形成された前方側プレートと、
を有することを特徴とする車両前部構造。
【請求項２】
前記第１の突出部と前記第２の突出部は、車両後方側に突出するように形成されており、前記第１の突出部の内部に前記第２の突出部が納ま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】
前記第１の突出部と前記第２の突出部は、車両上下方向に沿って又は車両上下方向に対して交差する方向に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２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、前記フレームに連結され、前記フレームと車両前後方向に重なる位置に少なくとも１本の帯状の第１の突出部が形成された後方側プレートと、前記クラッシュボックスに連結されると共に前記後方側プレートに連結され、前記第１の突出部の内部又は外部に配置される少なくとも１本の帯状の第２の突出部が形成された前方側プレートと、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、前記第１の突出部と前記第２の突出部は、車両後方側に突出するように形成されており、前記第１の突出部の内部に前記第２の突出部が納まることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車両前部構造において、前記第１の突出部と前記第２の突出部は、車両上下方向に沿って又は車両上下方向に対して交差する方向に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
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、フレームに連結される後方側プレートと、クラッシュボックスに連結されると共に後方側プレートに連結される前方側プレートとが配置されている。後方側プレートには、フレームと車両前後方向に重なる位置に少なくとも１本の帯状の第１の突出部が形成されており、前方側プレートには、第１の突出部の内部又は外部に配置される少なくとも１本の帯状の第２の突出部が形成されている。後方側プレートの第１の突出部と前方側プレートの第２の突出部がフレームと車両前後方向に重なる位置に配置されていることにより、フレームの前端部の第１の突出部及び第２の突出部周辺の剛性が高まる。
【００１０】
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、前方側プレートと後方側プレートの折れ曲がりを抑制できる。
【００１１】
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。
【００１２】
請求項２記載の本発明によれば、後方側プレートの第１の突出部と前方側プレートの第２の突出部は、車両後方側に突出するように形成されており、第１の突出部の内部に第２の突出部が納まっている。これによって、フレームの前端部の第１の突出部及び第２の突出部周辺の剛性がより一層高まり、前面衝突時に前方側プレートと後方側プレートの折れ曲がりがより一層抑制される。
【００１３】
請求項３記載の本発明によれば、後方側プレートの第１の突出部と前方側プレートの第２の突出部は、車両上下方向に沿って又は車両上下方向に対して交差する方向に形成されているので、フレームの前端部の第１の突出部及び第２の突出部周辺の剛性がより一層高まり、前面衝突時に前方側プレートと後方側プレートの折れ曲がりがより一層抑制される。
【発明の効果】
【００１４】
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後方側プレートの折れ曲がりを抑制でき、フレームの先端部が上方に凸状に変形することを抑制できる。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。
【００１５】
請求項２記載の本発明に係る車両前部構造は、車両後方側に形成された第１の突出部と第２の突出部によって、前面衝突時に前方側プレートと後方側プレートの折れ曲がりをより一層抑制できる。
【００１６】
請求項３記載の本発明に係る車両前部構造は、車両上下方向に沿って又は車両上下方向に対して交差する方向に形成された第１の突出部と第２の突出部によって、前面衝突時に前方側プレートと後方側プレートの折れ曲がりをより一層抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
〔第１実施形態〕
以下、図１〜図９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。
【００１８】
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。
【００１９】
図２及び図７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７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及び図６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。
【００２０】
図２、図３及び図７に示されるように、プレート部材１４は、車両前後方向に配置された前方側プレート３０と後方側プレート３４の２枚で構成されている。前方側プレート３０と後方側プレート３４は、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。
【００２１】
図２、図４及び図５に示されるように、後方側プレート３４には、車両側方から見てフロントサイドフレーム１２と車両前後方向に重なる位置に、車両後方側に向けて突出する１本の帯状の第１の突出部３６が設けられている。第１の突出部３６は、後方側プレート３４の車両幅方向の中央部に車両上下方向に沿って設けられている。第１の突出部３６は、後方側プレート３４の上方部から斜め方向に延出されており、下方側の車両幅方向における断面が略コ字状に形成されている。第１の突出部３６と後方側プレート３４のプレート部分は一部品で形成されているが、第１の突出部３６と後方側プレート３４のプレート部分を２部品で構成し、接合してもよい。
【００２２】
前方側プレート３０には、第１の突出部３６と対向する位置に、車両後方側に向けて突出する１本の帯状の第２の突出部３２が設けられている。第２の突出部３２は、断面が略Ｕ字状のビードであり、第１の突出部３６よりも車両上下方向及び車両幅方向の寸法が小さく設定されている。第２の突出部３２は、前方側プレート３０の中央部に車両上下方向に沿って設けられており、第１の突出部３６の内部に納まるように配置されている。また、前方側プレート３０と後方側プレート３４の板厚はほぼ同じに設定されており、例えば３ｍｍ程度に設定されている。
【００２３】
図３に示されるように、前方側プレート３０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、４２が形成されている。そして、ボルト挿通孔４０、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と後方側プレート３４とが二枚重ねの状態で連結されている。その際、図５に示されるように、第２の突出部３２が第１の突出部３６の内部に納まるため、断面係数が上がり、断面剛性が高まる。
【００２４】
図２に示されるように、フロントサイドフレーム１２の前端部の下方には、第１の突出部３６が係合される矩形状の開口１３が形成されている。そして、第１の突出部３６を開口１３に係合させた状態で、後方側プレート３４が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。フロントサイドフレーム１２に開口１３を設けることで、後方側プレート３４との溶接作業が容易となる。また、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。
【００２５】
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００２６】
図８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、フロントサイドフレーム１２と車両前後方向に重なる位置に後方側プレート３４の第１の突出部３６と前方側プレート３０の第２の突出部３２とが設けられているので、フロントサイドフレーム１２の前端部の第１の突出部３６及び第２の突出部３２周辺の剛性が高まる。
【００２７】
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。すなわち、前方側プレート３０の第１の突出部３６と後方側プレート３４の第２の突出部３２が車両上下方向に沿って形成されているので、突き上げ荷重が入ったときに、前方側プレート３０と後方側プレート３４とで荷重を受けもつことができる。これにより、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９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、前方側プレート３０と後方側プレート３４の折れ曲がりを抑制できる。
【００２８】
また、フロントサイドフレーム１２の開口１３と後方側プレート３４の第１の突出部３６が係合していることで、突き上げ荷重が入ったときに、後方側プレート３４とフロントサイドフレーム１２とが幅方向にずれない。このため、高く設定した剛性で荷重を受けもつことができる。
【００２９】
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８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。
【００３０】
図１０及び図１１には、比較例１の車両前部構造が示されている。この車両前部構造では、車両７０の前部７０Ａに配置されたフロントサイドフレーム１２の前方に、前方側プレート７４と後方側プレート７６からなるプレート部材７２を挟んでクラッシュボックス１６が連結されている。前方側プレート７４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。後方側プレート７６はフロントサイドフレーム１２にアーク溶接によって接合されている。
【００３１】
図１１に示されるように、前方側プレート７４と後方側プレート７６は、矩形状の板状部材からなり、第１の突出部と第２の突出部は設けられていない。また、前方側プレート７４と後方側プレート７６の板厚はほぼ同じであるが、前方側プレート３０と後方側プレート３４（図１参照）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７４と後方側プレート７６の板厚は、前方側プレート３０と後方側プレート３４（図１参照）の板厚の１．９倍に設定されている。また、後方側プレート７６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７８Ａと、この開口７８Ａの上下に２個の小径の円形状の開口７８Ｂが形成されている。
【００３２】
比較例１の車両前部構造では、前方側プレート７４と後方側プレート７６の板厚が厚く設定されているので、フロントサイドフレーム１２の前端部付近の剛性が高まる。このため、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７４と後方側プレート７６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、また、前方側プレート７４と後方側プレート７６の折れ曲がりを抑制できる。
【００３３】
図１２及び図１３には、比較例２の車両前部構造が示されている。この車両前部構造では、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には、本発明のような第１の突出部と第２の突出部は設けられていない。また、前方側プレート１０４と後方側プレート１０６の板厚はほぼ同じであるが、前方側プレート７４と後方側プレート７６（図１０参照）の板厚よりも薄く設定されている。例えば、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。
【００３４】
比較例２の車両前部構造では、車両の前部１００Ａがバリア６０に衝突すると、図１３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。
【００３５】
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１２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１２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。
【００３６】
図１４には、第１実施形態、比較例１及び比較例２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２の車両前部構造に比べて、比較例１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。さらに、比較例１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を超えることを確認できる。
【００３７】
〔実施形態の補足説明〕
（１）上述した第１実施形態では、後方側プレート３４に１本の第１の突出部３６と、前方側プレート３０に１本の第２の突出部３２とが設けられていたが、これに限らず、第１の突出部と第２の突出部を複数設けてもよい。これによって、フロントサイドフレーム１２の前端部の第１の突出部及び第２の突出部の周辺の剛性がさらに高まる。
【００３８】
（２）上述した第１実施形態では、後方側プレート３４の第１の突出部３６と前方側プレート３０の第２の突出部３２とは、車両上下方向に沿って設けられていたが、これに限らず、第１の突出部と第２の突出部とを車両上下方向に対して交差する方向に設けてもよい。
【００３９】
（３）上述した第１実施形態では、後方側プレート３４の第１の突出部３６と前方側プレート３０の第２の突出部３２とは、車両後方側へ向けて突出するように設けられていたが、これに限らず、第１の突出部と第２の突出部とを車両前方側へ向けて突出するように設けてもよい。この場合には、後方側プレートの第１の突出部を前方側プレートの第２の突出部よりも小さく形成し、第１の突出部の外部に第２の突出部が配置される（第２の突出部の内部に第１の突出部が納まる）ように構成する。これによって、フロントサイドフレーム１２の前端部の第１の突出部及び第２の突出部の周辺の剛性を高めることができ、前方側プレートと後方側プレートの折れ曲がりを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【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】（Ａ）は図２に示す前方側プレートと後方側プレートの単体の斜視図であり、（Ｂ）は図２に示す前方側プレートと後方側プレートとを接触した状態で示す斜視図である。
【図５】図２に示す車両前部構造に用いられる前方側プレートと後方側プレートを示す断面図である。
【図６】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７】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８】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９】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１０】比較例１の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。車両前部構造の全体構成を示す斜視図である。
【図１１】（Ａ）は図１０に示す前方側プレートと後方側プレートの単体の斜視図であり、（Ｂ）は図１０に示す前方側プレートと後方側プレートとを接触した状態で示す斜視図である。
【図１２】比較例２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１３】比較例２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１４】第１実施形態と比較例１と比較例２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】
【００４１】
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   第２の突出部
３４   後方側プレート
３６   第１の突出部
【図１】
2008189232.tif 000003
【図２】
2008189232.tif 000004
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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