(57)【要約】【課題】前面衝突時の安全確保と車両軽量化とを両立させる。【解決手段】エンジンアンダカバー３６は高強度の樹脂材料によって構成されており、その前端部はラジエータサポートロア２６にボルト締めされている。また、エンジンアンダカバー３６の後端部は、フロントサイドメンバ１０のキック部３０の後端下部側に固定されている。従って、前面衝突時、ラジエータサポートロア２６からエンジンアンダカバー３６に荷重が入力され、変形等することにより所定のエネルギー吸収がなされる。その結果、フロントサイドメンバ１０の荷重負担が軽減されて補強部品等を削減できるので、車両の軽量化を図ることができる。また、エンジンアンダカバー３６がエネルギー吸収部材として機能することで、前面衝突時の安全も確保される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前部の両側部に車両前後方向を長手方向として配置された一対のフロントサイドメンバと、
前記一対のフロントサイドメンバの前端部間に車両幅方向を長手方向として配置され、アッパ部及びロア部を含んで構成されたラジエータサポートと、
を含んで構成された車体前部構造であって、
板状に構成されかつ高剛性化されたエンジンアンダカバーの前端部を前記ラジエータサポートのロア部に固定すると共に、当該エンジンアンダカバーの後端部を前記フロントサイドメンバの後端下部側又はその周辺部材に固定した、
ことを特徴とする車体前部構造。
【請求項２】
前記エンジンアンダカバーには、エネルギー吸収効率を高めるためのビード或いはこれに相当する板厚変更部が車両前後方向に沿って形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載の車両前部構造。
【請求項３】
前記エンジンアンダカバーには、前記ラジエータサポートのロア部からの入力荷重を当該エンジンアンダカバーの面に沿って分散させる荷重分散部が形成されている、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両前部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フロントサイドメンバ、ラジエータサポート、及びエンジンアンダカバーを備えた車両前部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車体前部の両側部には、一対のフロントサイドメンバが車両前後方向を長手方向として配設されている。このフロントサイドメンバはフロントバンパリインフォースメントとロッカパネルとを繋ぐ車体構造部材であるが、フロントバンパリインフォースメントとロッカパネルとでは高さに違いがあるため、通常はフロントサイドメンバの長手方向中間部にキック部と称する折れ曲がり部が設定されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１２０７６４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、前面衝突時、特にオフセット衝突時、フロントサイドメンバには多大な衝突荷重が入力される。この衝突荷重は主としてフロントサイドメンバで支持され、これによりキャビンが保護されるように設計されるが、キャビンを保護するためにはフロントサイドメンバを高剛性化する必要がある。そのためにはフロントサイドメンバに補強部品を追加する等の対策が必要となるが、それに伴って車両重量が増加するという問題が生じる。
【０００５】
その一方で、燃費向上等のために車両重量を軽量化することも重要な課題である。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、前面衝突時の安全確保と車両軽量化とを両立させることができる車体前部構造を得ることが目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明に係る車両前部構造は、車体前部の両側部に車両前後方向を長手方向として配置された一対のフロントサイドメンバと、前記一対のフロントサイドメンバの前端部間に車両幅方向を長手方向として配置され、アッパ部及びロア部を含んで構成されたラジエータサポートと、を含んで構成された車体前部構造であって、板状に構成されかつ高剛性化されたエンジンアンダカバーの前端部を前記ラジエータサポートのロア部に固定すると共に、当該エンジンアンダカバーの後端部を前記フロントサイドメンバの後端下部側又はその周辺部材に固定した、ことを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の本発明に係る車両前部構造は、請求項１記載の発明において、前記エンジンアンダカバーには、エネルギー吸収効率を高めるためのビード或いはこれに相当する板厚変更部が車両前後方向に沿って形成されている、ことを特徴としている。
【０００９】
請求項３記載の本発明に係る車両前部構造は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記エンジンアンダカバーには、前記ラジエータサポートのロア部からの入力荷重を当該エンジンアンダカバーの面に沿って分散させる荷重分散部が形成されている、ことを特徴としている。
【００１０】
請求項１記載の本発明によれば、前面衝突時、衝突荷重はラジエータサポートのアッパ部及びロア部に入力される。このうち、ロア部に入力された衝突荷重は、従来構造であれば、フロントサイドメンバにそのまま入力される。
【００１１】
しかし、本発明では、ラジエータサポートのロア部にエンジンアンダカバーの前端部が固定されると共にフロントサイドメンバの後端下部側又はその周辺部材にエンジンアンダカバーの後端部が固定されているため、ロア部に入力された荷重の一部はエンジンアンダカバーに伝達され、残りがフロントサイドメンバに伝達されることになる。
【００１２】
上記過程で、エンジンアンダカバーはその後端部の固定点で支持反力を受けることにより車両前後方向に変形（座屈等）し、これによりラジエータサポートのロア部に入力されたエネルギーの一部が吸収される。その結果、フロントサイドメンバの荷重負担が軽減され、それに応じて補強度合いも少なくなる。よって、車両の軽量化を図ることができる。また、エンジンアンダカバー及びフロントサイドメンバが変形することにより、前面衝突時のエネルギー吸収効果も充分に発揮されるので、前面衝突時の安全確保も達成される。
【００１３】
すなわち、本発明では、エンジンアンダカバーを積極的にエネルギー吸収部材として活用することにより、前面衝突時のエネルギー吸収性能を確保し、かつフロントサイドメンバの荷重負担を軽減させることができる。
【００１４】
請求項２記載の本発明によれば、エンジンアンダカバーにはエネルギー吸収効率を高めるためのビード或いはこれに相当する板厚変更部が車両前後方向に沿って形成されているため、前面衝突時のエンジンアンダカバーによるエネルギー吸収効率が高められる。
【００１５】
請求項３記載の本発明によれば、エンジンアンダカバーにはラジエータサポートのロア部からの入力荷重をエンジンアンダカバーの面に沿って分散させる荷重分散部が形成されているため、オフセット衝突したときでも、エンジンアンダカバーの反衝突側にも荷重を伝達することができ、エンジンアンダカバーを広範囲に変形させることができる。このため、オフセット衝突時のエンジンアンダカバーによるエネルギー吸収効率が高められる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図６を用いて、本発明に係る車両前部構造の一実施形態について説明する。
【００１７】
図１には本実施形態に係る車両前部構造の組付状態の斜視図が示されており、又図２には当該車体前部構造の概略平面図が示されており、更に図３にはその概略側面図が示されている。
【００１８】
これらの図に示されるように、車体前部の両側部には、車両前後方向を長手方向とする一対のフロントサイドメンバ１０が配設されている。フロントサイドメンバ１０の前端部は、車両幅方向を長手方向として配置されたフロントバンパリインフォースメント１２の端部に結合されている。また、フロントサイドメンバ１０の後端部は、車体側部（サイドドア配設位置）の下端部に車両前後方向を長手方向として配置されたロッカ１４の前端部に結合されている。さらに、一対のフロントサイドメンバ１０には、支柱１６及びブッシュ１８を介して所謂井型形状のサブフレーム２０が取り付けられている。
【００１９】
上記一対のフロントサイドメンバ１０の前端部間には、車両幅方向を長手方向とするラジエータサポート２２が配設されている。ラジエータサポート２２は正面視で略「日」の字状に形成されており、上下に平行に配置されたラジエータサポートアッパ２４及びラジエータサポートロア２６と、両者を車両上下方向に繋ぐ三本の縦柱２８と、によって構成されている。
【００２０】
さらに、上述したフロントサイドメンバ１０の長手方向の中間部には、キック部３０と称される折れ曲がり部が設定されている。このキック部３０は、ロッカ１４の配設高さがフロントバンパリインフォースメント１２の配設高さよりも低いために形成される。
【００２１】
また、一対のフロントサイドメンバ１０の上方側には、車両前後方向を長手方向とする直線状のエプロンアッパメンバ３２がそれぞれ配設されている。エプロンアッパメンバ３２の前端部はラジエータサポートアッパ２４の端部に結合されており、エプロンアッパメンバ３２の後端部はフロントピラーロア３４の上端部に結合されている。
【００２２】
上述した車体前部の底面側（サブフレーム２０の下側）には、エンジンアンダカバー３６が配設されており、以下に詳細に説明する。
【００２３】
図４に示されるように、エンジンアンダカバー３６は平板状に形成されており、ラジエータサポートロア２６からフロントサイドメンバ１０のキック部３０の後端下部側に至る程度の全長を有している。また、本実施形態のエンジンアンダカバー３６は、ガラス繊維等が混入された高強度の樹脂材料によって形成されている。
【００２４】
図１及び図３に示されるように、上述したエンジンアンダカバー３６の前端部は、ラジエータサポートロア２６の下端部にボルト３８及びウエルドナット４０で固定されている。なお、ラジエータサポートロア２６は下面側が開放された断面ハット形状を成しているが、エンジンアンダカバー３６が取り付けられることにより閉断面化されている。
【００２５】
一方、エンジンアンダカバー３６の後端部は、フロントサイドメンバ１０の後端下部にボルト４２及びウエルドナット（図示省略）によって固定されている。なお、後述するように、エンジンアンダカバー３６の前端部及び後端部は締結具以外の構成によって固定することも可能であり、ここで説明したのは一例に過ぎない。
【００２６】
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００２７】
前面衝突時、衝突荷重はラジエータサポート２２のラジエータサポートアッパ２４及びラジエータサポートロア２６に入力される。このうち、ラジエータサポートロア２６に入力された衝突荷重は、従来構造であれば、フロントサイドメンバ１０にそのまま入力される。
【００２８】
しかし、本実施形態では、エンジンアンダカバー３６の前後方向の長さを延ばし、ラジエータサポートロア２６にエンジンアンダカバー３６の前端部を固定すると共にフロントサイドメンバ１０のキック部３０の後端下部側にエンジンアンダカバー３６の後端部を固定したので、ラジエータサポートロア２６に入力された荷重の一部はエンジンアンダカバー３６に伝達され、残りがフロントサイドメンバ１０に伝達されることになる。
【００２９】
上記過程で、エンジンアンダカバー３６はその後端部の固定点で支持反力を受けることにより車両前後方向に変形（座屈等）し、これによりラジエータサポートロア２６に入力されたエネルギーの一部が吸収される。その結果、フロントサイドメンバ１０の荷重負担が軽減され、それに応じてフロントサイドメンバ１０の補強度合いも少なくてよいことになる。よって、車両の軽量化を図ることができる。また、エンジンアンダカバー３６及びフロントサイドメンバ１０の双方が変形することにより、前面衝突時のエネルギー吸収効果も充分に発揮されるので、前面衝突時の安全確保も達成される。
【００３０】
すなわち、本実施形態に係る車両前部構造では、エンジンアンダカバー３６を積極的にエネルギー吸収部材として活用することにより、前面衝突時のエネルギー吸収性能を確保し、かつフロントサイドメンバ１０の荷重負担を軽減させることができる。その結果、本実施形態によれば、前面衝突時の安全確保と車両軽量化とを両立させることができる。
【００３１】
図５には、本実施形態に係る車両前部構造を適用した場合の評価（試験結果）が示されている。実線で示したグラフＡが本実施形態に係る車両前部構造を適用した場合のＦＴ曲線（Ｆはフロントサイドメンバへの入力荷重、Ｔは時間を表す）であり、二点鎖線で示したグラフＢが改良前の車両前部構造を用いた場合のＦＴ曲線である。
【００３２】
両者の比較から解るように、一次ピーク（Ｐ部）及び二次ピーク（Ｑ部）のいずれにおいても、ピーク値が減少していることが解る。また、二次ピーク以降（Ｒ部）の入力荷重も減少しており、良好な結果が得られた。
【００３３】
なお、上述した本実施形態では、エンジンアンダカバー３６を高強度の樹脂材料で構成したが、必ずしも樹脂材料で構成する必要はなく、鋼板やアルミ合金材料によって構成してもよい。
【００３４】
また、上述した本実施形態では、平板状のエンジンアンダカバー３６を用いたが、これに限らず、車両前後方向に延びるビードを一体又は別体で形成してもよい。また、ビードに替えて、その部分の板厚を増加させて板厚変更部としての厚肉部を形成する構成を採ってもよい。このようにビードや厚肉部を形成すると、エンジンアンダカバー３６の車両前後方向に対する剛性が高くなるため、前面衝突時のエンジンアンダカバー３６によるエネルギー吸収効率が高められる。その結果、より一層、前面衝突時の安全確保並びに車両軽量化を図ることができる。
【００３５】
さらに、上述した本実施形態では、平板状のエンジンアンダカバー３６を用いたが、これに限らず、ラジエータサポートロア２６からの入力荷重をエンジンアンダカバー３６の面に沿って反衝突側へ分散させる荷重分散部をエンジンアンダカバー３６に形成してもよい。
【００３６】
例えば、図２に二点鎖線で図示したような平面視で略Ｍ字形のビード４４を形成してもよい。このビード４４は、車両前後方向に沿って平行に形成された一対の縦ビード４４Ａと、これらの縦ビード４４Ａの前端部同士を繋ぐＶ字状の斜めビード４４Ｂとによって構成されている。
【００３７】
上記構成によれば、車両が衝突体４６にオフセット衝突した場合、入力荷重Ｆの内、エンジンアンダカバー３６に入力される荷重のみに着目すると、その一部は図上右側の縦ビード４４Ａに入力されて、エンジンアンダカバー３６の右側を変形させる。一方、前記荷重の残りは図上右側の斜めビード４４Ｂに入力されて、エンジンアンダカバー３６の中央部分を変形させる。このように、オフセット衝突時に入力荷重Ｆをエンジンアンダカバー３６の幅方向に分散させて当該エンジンアンダカバー３６を広範囲に変形させることができる。このため、オフセット衝突時のエンジンアンダカバー３６によるエネルギー吸収効率を高めることができる。その結果、より一層、前面衝突時の安全確保並びに車両軽量化を図ることができる。なお、車両前部の左側でオフセット衝突した場合も、上記と同様に考えることができる。
【００３８】
前記Ｍ字状のビード４４は請求項２記載のビードの一例であると共に、請求項３記載の荷重分散部の一例でもある。そして、このようなビードや荷重分散部の例は、Ｍ字状のビード４４に限られることなく、種々の構成で成り立つ。例えば、Ｍ字状のビード４４に替えて、平面視で「日」の字状のビードを形成してもよいし、Ｗ字状のビードや三角形を車両幅方向に連続させたトラス形状のビードでもよい。
【００３９】
また、上述した本実施形態では、エンジンアンダカバー３６の前端部及び後端部の双方をボルト締めして車体構成部材に固定したが、これに限らず、種々の固定構造を採用することが可能である。例えば、図６に示されるように、エンジンアンダカバー３６の後端部の固定相手となる車体構成部材（ここでは、フロントクロスメンバ４８）に鉤状のフック部５０を予め設けておき、かかるフック部５０にエンジンアンダカバー３６の後端部を矢印方向へ嵌合（係止）させてから、前端部のみをボルト３８及びウエルドナット４０で締結する構成を採ってもよい。また、接着剤を使ってエンジンアンダカバー３６の固定部位の一部又は全部を接着する構成を採ってもよい。
【００４０】
さらに、上述した本実施形態では、エンジンアンダカバー３６の後端部をフロントサイドメンバ１０のキック部３０の後端下部側に固定したが、固定相手はこれにこれに限らず、例えば、エンジンマウントに固定してもよいし、図６に示したようにフロントクロスメンバ４８に固定してもよい。なお、請求項１記載の「（フロントサイドメンバの後端下部側又は）その周辺部材」には、このようなエンジンマウントやフロントクロスメンバ等が含まれる。
【００４１】
【発明の効果】
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、板状に構成されかつ高剛性化されたエンジンアンダカバーの前端部をラジエータサポートのロア部に固定すると共に、当該エンジンアンダカバーの後端部をフロントサイドメンバの後端下部側又はその周辺部材に固定したので、エンジンアンダカバーを積極的にエネルギー吸収部材として活用しかつフロントサイドメンバの荷重負担を軽減させることができ、その結果、前面衝突時の安全確保と車両軽量化とを両立させることができるという優れた効果を有する。
【００４２】
請求項２記載の本発明に係る車両前部構造は、請求項１記載の発明において、エンジンアンダカバーにエネルギー吸収効率を高めるためのビード或いはこれに相当する板厚変更部を車両前後方向に沿って形成したので、前面衝突時のエンジンアンダカバーによるエネルギー吸収効率を高めることができ、その結果、より一層、前面衝突時の安全確保並びに車両軽量化を図ることができるという優れた効果を有する。
【００４３】
請求項３記載の本発明に係る車両前部構造は、請求項１又は請求項２記載の発明において、エンジンアンダカバーにラジエータサポートのロア部からの入力荷重をエンジンアンダカバーの面に沿って分散させる荷重分散部を形成したので、オフセット衝突時のエンジンアンダカバーによるエネルギー吸収効率を高めることができ、その結果、より一層、前面衝突時の安全確保並びに車両軽量化を図ることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る車両前部構造の全体斜視図である。
【図２】本実施形態に係る車両前部構造の概略平面図である。
【図３】本実施形態に係る車両前部構造の概略側面図である。
【図４】図１に示されるエンジンアンダカバーの概略平面図である。
【図５】本実施形態に係る車両前部構造の評価試験の結果を示すグラフである。
【図６】エンジンアンダカバーの別の固定構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０      フロントサイドメンバ
２２      ラジエータサポート
２６      ラジエータサポートロア
３６      エンジンアンダカバー
４４      ビード
４４Ａ      縦ビード（ビード）
４４Ｂ      斜めビード（荷重分散部）
４８      フロントクロスメンバ（周辺部材）
【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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