(57)【要約】【課題】ラジエータに送られる風量を確保しつつ、前面衝突時における相手車両の変形量を低減させる。【解決手段】フロントクロスメンバ１００には傾斜面１０６Ａが形成されているので、前面衝突時、車両前方からの荷重がフロントクロスメンバ１００における車両前側を構成する荷重入力部１１２に入力されると、フロントクロスメンバ１００は上端面１１２Ａが車両後方側に移動するように回転変形する。そして、この回転変形に伴い、閉断面構造部１０６の傾斜面１０６Ａが略垂直面となり、この傾斜面１０６Ａが車両前方からの荷重が入力される荷重入力面となる車両前面側を構成する。このため、相手車両の狭い部位に荷重が集中されないので、相手車両の変形量が低減される。つまり、ラジエータ１２に送られる風量を確保しつつ、前面衝突時における相手車両の変形量が低減される。【選択図】図２
2008239095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前部に車両幅方向を長手方向して配設されたフロントクロスメンバであって、
ラジエータを支えるラジエータ支持部と、該ラジエータ支持部よりも車両前方に設けられ前面衝突時において荷重が入力される荷重入力部と、が一体的に構成され、車両幅方向に延在する閉断面構造部と、
前記閉断面構造部の下面に形成され、車両前方向側端部から車両後方に向かうに従って下方に傾斜し、該閉断面構造部の車両前側面の車両上下方向の幅よりも長い傾斜面と、
を備えることを特徴とするフロントクロスメンバ。
【請求項２】
前記閉断面構造部の上端は、前記ラジエータに設けられると共に、外気と冷媒との間で熱交換が行われることにより前記冷媒が冷却される冷却コア部の下端よりも、下方に配置されることを特徴とする請求項１に記載のフロントクロスメンバ。
【請求項３】
前記閉断面構造部の前記傾斜面は、アプローチアングルに沿って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に記載のフロントクロスメンバ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のフロントクロスメンバと、
前記フロントクロスメンバの車両幅方向外側端部の上部に接合されたラジエータサポートサイドと、
前記クロスメンバの車両幅方向外側端部の車両後方に車両前後方向を長手方向として配置され、上面を前記ラジエータサポートサイドで、下面を前記フロントクロスメンバで、挟まれて接合された荷重分散メンバと、
を備えることを特徴とする車両前部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロントクロスメンバ及び車両前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両前部に設けられたラジエータを車両後方側に寄せて支持し、前面衝突時のラジエータの損傷を低減させる車両前部構造が開示されている（例えば、特許文献１の図３から図５を参照）。
【特許文献１】特開２００６−３２７２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
さて、一般的に、前面衝突時に荷重が入力される荷重入力部材が、車両前部の下部に車両幅方向を長手方向として配設されている。また、この荷重入力部材は、ラジエータよりも車両前方側に配置される。よって、荷重入力部材の車両前側面が上下方向に幅広であると（荷重入力部材の上端の高さが高くラジエータにかかる部分が幅広であると）、ラジエータに送られる外気が遮られる。このためラジエータに送られる風量が少なくなり、冷却効率が低下する場合がある。
【０００４】
一方、荷重入力部材の車両前側面が上下方向に幅狭であると（荷重入力部材の上端の高さが低くラジエータにかかる部分が幅狭であると）、ラジエータに送られる風量は確保されるが、前面衝突時に相手車両の狭い部位に荷重が集中し、相手車両の変形量が増加する場合がある。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、ラジエータに送られる風量を確保しつつ、前面衝突時における相手車両の変形量を低減させることができるフロントクロスメンバ及び車両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】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１に記載のフロントクロスメンバは、車両前部に車両幅方向を長手方向して配設されたフロントクロスメンバであって、ラジエータを支えるラジエータ支持部と、該ラジエータ支持部よりも車両前方に設けられ前面衝突時において荷重が入力される荷重入力部と、が一体的に構成され、車両幅方向に延在する閉断面構造部と、前記閉断面構造部の下面に形成され、車両前方向側端部から車両後方に向かうに従って下方に傾斜し、該閉断面構造部の車両前側面の車両上下方向の幅よりも長い傾斜面と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載のフロントクロスメンバでは、閉断面構造部の下面に傾斜面が形成されているので、前面衝突時、フロントクロスメンバの荷重入力部に荷重が入力されると、フロントクロスメンバは上端側が車両後方側に回転移動するように回転変形する。そして、この回転変形に伴い、閉断面構造部の傾斜面が略垂直面となる。つまり、閉断面構造部の車両前側面が、衝突前の閉断面構造部の車両前側面の車両上下方向の幅よりも長い傾斜面となる。よって、車両前方からの荷重が入力される荷重入力面が、衝突前よりも広くなる。このため、相手車両の狭い部位に荷重が集中されないので、相手車両の変形量が低減される。
【０００８】
よって、フロントクロスメンバの車両前方側面の上下方向の幅を幅狭とし、ラジエータに送られる風量を確保させても、前面衝突時においては荷重が入力される面が衝突前よりも広くすることができる。つまり、ラジエータに送られる風量を確保しつつ、前面衝突時における相手車両の変形量が低減される。
【０００９】
請求項２に記載のフロントクロスメンバは、請求項１に記載の構成において、前記閉断面構造部の上端は、前記ラジエータに設けられと共に、外気と冷媒との間で熱交換が行われることにより前記冷媒が冷却される冷却コア部の下端よりも、下方に配置されることを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載のフロントクロスメンバでは、閉断面構造部の上端がラジエータの冷却コア部の下端よりも下方に配置されているので、冷却コア部へ送られる外気を閉断面構造部が遮らない。よって、ラジエータの冷却効率が向上される。
【００１１】
なお、冷却効率が向上されても、前面衝突時にフロントクロスメンバが回転変形することで、閉断面部の傾斜面が略垂直面となり、車両前方からの荷重が入力される荷重入力面が衝突当初よりも広くなるので、前面衝突時における相手車両の変形量が低減される。
【００１２】
請求項３に記載のフロントクロスメンバは、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記前記閉断面構造部の前記傾斜面は、アプローチアングルに沿って形成されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載のフロントクロスメンバでは、閉断面構造部の傾斜面がアプローチアングルに沿って形成されているので、アプローチアングルからフロントクロスメンバがはみ出さない構成において、荷重が入力される荷重入力部を、最大限、車両前方側に配置できる。従って、前面衝突時における衝突初期にフロントクロスメンバに荷重が入力される。
【００１４】
請求項４に記載の車両前部構造は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のフロントクロスメンバと、前記フロントクロスメンバの車両幅方向外側端部の上部に接合されたラジエータサポートサイドと、前記クロスメンバの車両幅方向外側端部の車両後方に車両前後方向を長手方向として配置され、上面を前記ラジエータサポートサイドで、下面を前記フロントクロスメンバで、挟まれて接合された荷重分散メンバと、を備えることを特徴としている。
【００１５】
請求項４に記載の車両前部構造では、フロントクロスメンバの閉断面構造部が、ラジエータを支えるラジエータ支持部と、荷重が入力される荷重入力部と、が一体的に構成されているので、部品点数が低減されている。また、荷重分散メンバが上面と下面とをラジエータサポートサイドとフロントクロスメンバとで挟まれて接合されている。そして、この荷重分散メンバにフロントクロスメンバに入力された荷重が分散される。従って、部品点数が低減されつつ、荷重伝達効率が向上される。
【００１６】
なお、請求項３に記載のフロントクロスメンバを適用することで、アプローチアングルからフロントクロスメンバがはみ出さない構成において、フロントクロスメンバの荷重入力部を、最大限、車両前方側に配置できる。従って、衝突初期にフロントクロスメンバに荷重が入力され、その結果、衝突初期に荷重分散メンバに荷重が分散される。よって、荷重伝達効率が更に向上される。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように請求項１に記載のフロントクロスメンバによれば、ラジエータに送られる風量を確保しつつ、前面衝突時における相手車両の変形量を低減させることができる、という優れた効果を有する。
【００１８】
請求項２に記載のフロントクロスメンバによれば、ラジエータの冷却効率を向上させることができる、という優れた効果を有する。
【００１９】
請求項３に記載のフロントクロスメンバによれば、衝突初期にフロントクロスメンバに荷重を入力させることができる、という優れた効果を有する。
【００２０】
請求項４に記載の車両前部構造によれば、荷重伝達効率を向上させることができる、という優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図１から図４を用いて、本発明におけるフロントクロスメンバ及び車両前部構造の実施形態の一例を詳細に説明する。なお、図中の矢印ＵＰは車両上方向を示し、矢印ＦＲは車両前方向を示し、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側方向を示す。なお、車両幅方向の一方の端部側のみ図示して説明しているが、他方側も左右対称である以外は同様の構成とされている。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態の一例としての車両前部１０におけるフロントクロスメンバ１００及び車両前部構造Ｓを示している。
【００２３】
また、車両前部１０には、図２に示すように、エンジン冷却用のラジエータ１２が配置され、このラジエータ１２の車両前方側には空調用のコンデンサ１４が配置されている。そして、車両前部に車幅方向に沿って配置されたフロントバンパ（図示略）のラジエータグリル（図示略）等から導風された外気が、ラジエータ１２及びコンデンサ１４を通過することにより、ラジエータ１２及びコンデンサ１４内を循環される冷媒が冷却されるようになっている。
【００２４】
さて、図２に示すラジエータ１２は、フロントバンパの車両後方側に配置された略矩形枠状の図１に示すラジエータサポート２０に支持されている。
【００２５】
図１に示すように、ラジエータサポート２０の下部は、車両幅方向を長手方向として配設されたフロントクロスメンバ１００で構成されている（フロントクロスメンバ１００は車両前部の下部に車両幅方向を長手方向として配設されている）。
【００２６】
フロントクロスメンバ１００の車両幅方向外側端部の上面１００Ａには、ラジエータサポート２０の車両幅方向外側を構成するラジエータサポートサイド２００が垂直に接合されている。また、ラジエータサポートサイド２００の車両後方側端面２００Ｃには、車両前後方向を長手方向として配設されたサイドメンバ２２が接合されている。
【００２７】
更に、フロントクロスメンバ１００の車両幅方向外側端部の車両後方、且つラジエータサポートサイド２００の車両前方側端部には、車両前後方向を長手方向として配設された荷重分散メンバ１５０が接合されている（図３参照）。
【００２８】
図２は、図１に示すフロントクロスメンバ１００のＡ−Ａ断面図、すなわち、フロントクロスメンバ１００の車両前後方向に沿った縦断面図である。
【００２９】
図２に示すように、フロントクロスメンバ１００は、上部を構成する第一メンバ１０２と下部を構成する第二メンバ１０４とを有している。なお、第一メンバ１０２と第二メンバ１０４の車両前方端部同士及び車両後方端部同士が接合されていることにより、車両幅方向に延在する閉断面構造部１０６が形成されている。閉断面構造部１０６は、車両後方側のラジエータ支持部１１４とラジエータ支持部１１４よりも車両前方側の荷重入力部１１２とで構成されている。閉断面構造部１０６の車両後方側のラジエータ支持部１１４は、上面１１４Ａと下面１１４Ｂとが略水平とされている。
【００３０】
そして、ラジエータ支持部１１４から車両前方向に延設された荷重入力部１１２は、車両前方に向かうに従って上方に傾斜されている。つまり、閉断面構造部１０６は、車両前方側を構成する荷重入力部１１２が上方に屈曲した形状とされている（屈曲点Ｘを境に車両後方側がラジエータ支持部１１４であり、車両前方側が荷重入力部１１２である）。
【００３１】
なお、閉断面構造部１０６のラジエータ支持部１１４は主にラジエータ１２を支持する機能を持つ断面部分とされ、荷重入力部１１２は主に前面衝突時における車両前方からの荷重が入力される機能を持つ断面部分とされている。つまり、閉断面構造部１０６は、ラジエータ１２を支持する機能と車両前方からの荷重が入力される機能の両方の機能を持つ断面が一体的に構成されている。
【００３２】
更に、閉断面構造部１０６の下面には、車両前方側端部から車両後方に向かうに従って下方に傾斜されている傾斜面１０６Ａが形成されている。なお、傾斜面１０６Ａは、アプローチアングル（バンパーカバー等の車両前端最下部と、前輪の接地面の前端とを結ぶ線分）に沿って形成されている。また、閉断面構造部１０６の車両前側面の上下方向の幅Ｈよりも、傾斜面１０６Ａの長さＬの方が長い。
【００３３】
また、閉断面構造部１０６の最上端、すなわち、荷重入力部１１２の上端面１１２Ａは、ラジエータ１２の冷却コア部（図示略）の下端（図２の点線Ｇ）にかからない位置とされている。換言すると、荷重入力部１１２の上端面１１２Ａは、ラジエータ１２の冷却コア部の下端（点線Ｇ）よりも下方に配置されている。
【００３４】
なお、冷却コア部とは、ラジエータグリル（図示略）等から導風された外気が通過する際、外気とラジエータ液（冷媒）との間で熱交換が行われることにより、ラジエータ液が冷却される部分のことである。また、冷却コア部には、ラジエータ液が流れるウォーターチューブの周りに無数のフィン（プレートフィンやコルゲートフィン）が設けられた構成とされている。
【００３５】
なお、フロントクロスメンバ１００の上端面１１２Ａから車両前方側に延設され、車両前方に向かうに従って下方に傾斜した斜面部１００Ｃに、上下方向を長手方向して配設された縦柱２５０が、ボルト２５２とウェルドナット２５４によって接合されている。
【００３６】
また、図１に示すように、フロントクロスメンバ１００の上端面１１２Ａは車両幅方向外側に延在し、車両幅方向端部分において車両後方側に幅広となり、ラジエータサポートサイド２００が接合される上面１００Ａを構成している。
【００３７】
さて、図３は、図１に示すフロントクロスメンバ１００とラジエータサポートサイド２００と荷重分散メンバ１５０との接合部におけるＢ−Ｂ断面図、すなわち、前記接合部における車両前後方向に沿った縦断面図である。また、図４は、図１に示す前記接合部におけるＣ−Ｃ断面図、すなわち、該接合部における車両幅方向に沿った縦断面図である。
【００３８】
図１に示すようにラジエータサポートサイド２００は、車両前方側が開口した水平断面略コの字状とされ、下部には板状の底面部２０２が接合されている。
【００３９】
図４にも示すように、ラジエータサポートサイド２００の底面部２０２は、車両幅方向外側が一段低くなるように構成されている。換言すると、断面ハット形状の半分のみが適用された構成とされている。また、フロントクロスメンバ１００の第一メンバ１０２の車両幅方向外側部は、断面ハット形状（但し、凹が上の逆ハット形状）とされている。
【００４０】
よって、車両幅方向外側端部におけるラジエータサポートサイド２００とフロントクロスメンバ１００との接合部は、図４に示すように、車両幅方向に沿った縦断面において、ラジエータサポートサイド２００の底面部２０２とフロントクロスメンバ１００の第一メンバ１０２とで車両幅方向内側が開口した断面略コ字形状構造が形成されている。また、図３に示すように、車両前後方向に沿った縦断面において、ラジエータサポートサイド２００の底面部２０２とフロントクロスメンバ１００の第一メンバ１０２とで車両後方向側が開口した断面略コ字形状構造が形成されている。
【００４１】
図４に示すように、フロントクロスメンバ１００の車両外側端部の上面１００Ａ（第一メンバ１０２）には、ラジエータサポートサイド２００の底面部２０２の車両外側端部が接合されている。なお、フロントクロスメンバ１００の下面（第二メンバ１０４）に形成された取付孔１２０からボルト１２２を挿入し、ボルト１２２をウェルドナット１２４に螺合させることで接合される。
【００４２】
更に、図３に示すように、フロントクロスメンバ１００の上面１００Ａ（第一メンバ１０２）にラジエータサポートサイド２００の底部部２０２の車両前方側が接合されている。なお、フロントクロスメンバ１００の傾斜面１０６Ａに形成された取付孔１３０からボルト１３２を挿入し、ボルト１３２をウェルドナット１３４に螺合させることで接合される。
【００４３】
図１、図３、図４に示すように、フロントクロスメンバ１００の車両後方且つラジエータサポートサイド２００の下側に、荷重分散メンバ１５０が車両前後方向を長手方向として配設されている。
【００４４】
図３と図４とに示すように、荷重分散メンバ１５０は、車両前後方向を長手方向とする断面略四角形状の筒形状とされている。また、荷重分散メンバ１５０の車両幅方向の縦断面は断面日字状とされている（図４参照）。
【００４５】
そして、ラジエータサポートサイド２００の底面部２０２とフロントクロスメンバ１００の第一メンバ１０２とで構成された、車両幅方向内側が開口した断面略コ字形状構造部、及び車両後方向側が開口した断面略コ字形状構造部、に荷重分散メンバ１５０の車両前方側端部が挿入され接合されている。つまり、荷重分散メンバ１５０の車両前方端部の上面１５０Ａがラジエータサポートサイド２００で、下面１５０Ｂがフロントクロスメンバ１００で、挟まれ接合されている。
【００４６】
なお、フロントクロスメンバ１００の下面の取付孔１３６からボルト１３８を挿入し、ボルト１３８をウェルドナット１３９に螺合させることで、荷重分散メンバ１５０の上面１５０Ａと下面１５０Ｂとがラジエータサポートサイド２００とに接合されている。また、荷重分散メンバ１５０の中には、円筒状のスペーサ１４０が配設されており、ボルト１３８はこのスペーサ１４０の中を挿通されている。
【００４７】
つぎに本実施形態の作用について説明する。
【００４８】
図２に示すように、閉断面構造部１０６の上端面１１２Ａがラジエータ１２の冷却コア部の下端（点線Ｇ）よりも下方に配置されているので、閉断面構造部１０６が冷却コア部へ送られる外気を遮らない。よって、ラジエータグリル（図示略）等から導入され、ラジエータ１２（の冷却コア部）に送られる風量が十分に確保されているので、冷却効率が向上される。
【００４９】
さて、フロントクロスメンバ１００には傾斜面１０６Ａが形成されているので、前面衝突時、車両前方からの荷重がフロントクロスメンバ１００における車両前側を構成する荷重入力部１１２に入力されると、矢印Ｋで示すように、フロントクロスメンバ１００は上端面１１２Ａが車両後方側に移動するように回転変形する。そして、この回転変形に伴い、閉断面構造部１０６の傾斜面１０６Ａが略垂直面となり、この傾斜面１０６Ａが車両前方からの荷重が入力される荷重入力面となる車両前側面を構成する。つまり、閉断面構造部１０６の車両前側面が、衝突前の車両上下方向の幅Ｈよりも長い長さＬの傾斜面１０６Ａとなる。よって、車両前方からの荷重が入力される荷重入力面が衝突前よりも広くなる。このため、相手車両の狭い部位に荷重が集中されないので、相手車両の変形量が低減される。
【００５０】
このように、本実施形態のフロントクロスメンバ１００は、ラジエータ１２に送られる風量を確保しつつ、前面衝突時における相手車両の変形量が低減される構造となっている。
【００５１】
なお、フロントクロスメンバ１００の閉断面構造部１０６のラジエータ支持部１１４はラジエータ１２を支持する機能を持つ断面部とされ、荷重入力部１１２は前面衝突時における車両前方からの荷重が入力される機能を持つ断面部とされている。つまり、閉断面構造部１０６は、ラジエータ１２を支持する機能と車両前方からの荷重が入力される機能との両方の持った構成とされている。よって、本実施形態のフロントクロスメンバ１００は、部品点数を低減しつつ、しかも、上述したラジエータ１２に送られる風量を確保しつつ、前面衝突時における相手車両の変形量が低減される構造となっている。
【００５２】
また、上述したように部品点数が低減されているが、上面１５０Ａと下面１０５Ｂをラジエータサポートサイド２００とフロントクロスメンバ１００とで挟まれて接合されている荷重分散メンバ１５０に、フロントクロスメンバ１００に入力された荷重が伝達され、荷重が分散される。つまり、部品点数を低減しつつ、荷重伝達効率が向上されている。
【００５３】
更に、閉断面構造部１０６の傾斜面１０６Ａをアプローチアングルに沿って形成することで、フロントクロスメンバ１００がアプローチアングルからはみ出さない構成において、フロントクロスメンバ１００の閉断面構造部１０６の荷重入力部１１２の車両前方側端部を最大限車両前方側に配置することができる。よって、前面衝突時の衝突初期に、フロントクロスメンバ１００に荷重が入力される。その結果、衝突初期に荷重分散メンバ１５０に荷重が伝達され分散される。よって、荷重伝達効率が更に向上される。
【００５４】
なお、ＳＵＶ（スポーツユーティリティヴィークル）タイプのような車両は、アプローチアングルの設定が必要であると共に、フードの高さを低くするためにラジエータの搭載位置が低く設定されている。よって、前面衝突時の荷重が入力される荷重入力部材等を配置可能な空間は、サイドメンバとアプローチアングルで仕切られた空間にほぼ限られてしまう。
【００５５】
さて、本実施形態のフロントルクスメンバ１００及び車両前部構造Ｓは、閉断面構造部１０６がラジエータ１２を支持する機能と車両前方からの荷重が入力される機能との両方の持った構成とされている。更に、荷重が伝達され分散される荷重分散メンバ１５０が、上面１５０Ａと下面１０５Ｂをラジエータサポートサイド２００とフロントクロスメンバ１００とで挟まれて接合されている。
【００５６】
つまり、本実施形態のフロントルクスメンバ１００及び車両前部構造Ｓは、省スペースで、ラジエータ１２に送られる風量を確保しつつ前面衝突時における相手車両の変形量が低減され、更に、荷重伝達効率が向上された構造とされている。したがって、上述したようなＳＵＶ（スポーツユーティリティヴィークル）タイプのような車両（前面衝突時の荷重が入力される部材等を配置可能な空間がサイドメンバとアプローチアングルで仕切られた空間にほぼ限られてしまうような車両）に、本発明を適用することは好適である。
【００５７】
さて、図５は、前面衝突時におけるフロントクロスメンバの反力を、上記実施形態の車両前部構造（実線）と本発明が適用されていない車両前部構造（点線）とで比較したグラフである。
【００５８】
このグラフをみると判るように、上記実施形態の車両前部構造（実線）の方が、本発明が適用されていない車両前部構造（点線）よりも、荷重の立ち上がりが早く、且つ反力（荷重）も大きい。つまり、本実施形態の車両前部構造は、前面衝突時における衝突初期にフロントクロスメンバに荷重が入力されると共に、広い面で荷重を受けることで反力が高くなっていることが判る。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態の係る車両前部構造を示す斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図１におけるＣ−Ｃ断面図である。
【図５】前面衝突時におけるフロントクロスメンバの反力を、上記実施形態の車両前部構造（実線）と本発明が適用されていない車両前部構造（点線）とで比較したグラフである。
【符号の説明】
【００６０】
１０      車両前部
１２      ラジエータ
１００      フロントクロスメンバ
１０６      閉断面構造部
１０６Ａ    傾斜面
１１２      荷重入力部
１１４      ラジエータ支持部
１５０      荷重分散メンバ
２００      ラジエータサポートサイド
Ｓ      車両前部構造
【図１】
2008239095.tif 000003
【図２】
2008239095.tif 000004
【図３】
2008239095.tif 000005
【図４】
2008239095.tif 000006
【図５】
2008239095.tif 000007