(57)【要約】【課題】キック部におけるフロントサイドメンバの接合状態を良好に維持することができる車両前部構造を得る。【解決手段】車両前部構造は、車両前部１２の車両幅方向外側に車両前後方向に沿って延在され、断面略ハット状に形成されると共に、フロアパネル１８に接合されたロア側フランジ部１４Ｂを備え、少なくともキック部においてロア側フランジ部１４Ｂが車両幅方向端部へ向かうにつれて車両下方へ傾斜されたフロントサイドメンバ１４と、フロントサイドメンバ１４の車両上方に車両前後方向に沿って延在され、断面略ハット状に形成されると共に、フロアパネル１８を挟んでロア側フランジ部１４Ｂと接合されたアッパ側フランジ部２６Ｂを備え、少なくともキック部においてアッパ側フランジ部２６Ｂが車両幅方向端部へ向かうにつれて車両下方へ傾斜されたアッパリインフォースメント２６と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前部の車両幅方向外側に車両前後方向に沿って延在され、車両上方側が開放された断面略ハット状に形成されると共に、フロアパネル又はダッシュパネルに接合されたロア側フランジ部を備え、少なくとも車両後方側へ向かって車両下方へ傾斜されたキック部において前記ロア側フランジ部が車両幅方向端部へ向かうにつれて車両下方へ傾斜されたフロントサイドメンバと、
前記フロントサイドメンバの車両上方に車両前後方向に沿って延在され、車両下方側が開放された断面略ハット状に形成されると共に、前記フロアパネル又は前記ダッシュパネルを挟んで前記ロア側フランジ部と接合されたアッパ側フランジ部を備え、少なくとも前記キック部において前記アッパ側フランジ部が車両幅方向端部へ向かうにつれて車両下方へ傾斜されたアッパリインフォースメントと、
を有する車両前部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両前部の車両幅方向外側に車両前後方向に沿って骨格部（フロントサイドメンバ）が延在された骨格構造が開示されている。また、骨格部には車両後方下側へ傾斜したキックアップ部（キック部）が設けられており、このキックアップ部における骨格部の上方には、フロアパネルを挟んでアッパリインフォースメントが配設された構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４８５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示された発明では、フロアパネルやダッシュパネルへ入力された衝突荷重の一部をアッパリインフォースメントが負担することで、フロアパネル又はダッシュパネルと骨格部（フロントサイドメンバ）との接合部分が剥離するのを抑制している。一方、オブリーク衝突などの斜め衝突時にキック部へ大きな衝突荷重が入力された場合、接合部分の負荷が増えることがある。このため、キック部におけるフロントサイドメンバの接合状態を良好に維持するには改善の余地がある。
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、キック部におけるフロントサイドメンバの接合状態を良好に維持することができる車両前部構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の本発明に係る車両前部構造は、車両前部の車両幅方向外側に車両前後方向に沿って延在され、車両上方側が開放された断面略ハット状に形成されると共に、フロアパネル又はダッシュパネルに接合されたロア側フランジ部を備え、少なくとも車両後方側へ向かって車両下方へ傾斜されたキック部において前記ロア側フランジ部が車両幅方向端部へ向かうにつれて車両下方へ傾斜されたフロントサイドメンバと、前記フロントサイドメンバの車両上方に車両前後方向に沿って延在され、車両下方側が開放された断面略ハット状に形成されると共に、前記フロアパネル又は前記ダッシュパネルを挟んで前記ロア側フランジ部と接合されたアッパ側フランジ部を備え、少なくとも前記キック部において前記アッパ側フランジ部が車両幅方向端部へ向かうにつれて車両下方へ傾斜されたアッパリインフォースメントと、を有する。
【０００７】
請求項１に記載の本発明に係る車両前部構造では、車両前部の車両幅方向外側には、車両上方側が開放された断面略ハット状のフロントサイドメンバが車両前後方向に延在されている。また、フロントサイドメンバには、フロアパネル又はダッシュパネルに接合されたロア側フランジ部が設けられており、このロア側フランジ部は、少なくともフロントサイドメンバのキック部において車両幅方向端部へ向かうにつれて車両下方へ傾斜されている。一方、フロントサイドメンバの車両上方には、車両下方側が開放された断面略ハット状のアッパリインフォースメントが設けられており、このアッパリインフォースメントは、フロアパネル又はダッシュパネルを挟んでロア側フランジ部と接合されたアッパ側フランジ部を備えている。ここで、アッパ側フランジ部は、少なくともキック部において車両幅方向端部へ向かうにつれて車両下方へ傾斜されている。このようにして、少なくともキック部でロア側フランジ部及びアッパ側フランジ部を車両下方へ傾斜させることにより、キック部へ入力された衝突荷重に対する反力を増加させることができる。これにより、オブリーク衝突などの斜め衝突時に大きな衝突荷重が入力された場合であっても、フロアパネル又はダッシュパネルとフロントサイドメンバとの接合部分の負荷を低減させることができ、フロントサイドメンバが剥がれるのを抑制することができる。
【発明の効果】
【０００８】
以上、説明したように、本発明に係る車両前部構造によれば、キック部におけるフロントサイドメンバの接合状態を良好に維持することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係る車両前部構造が適用されたフロントサイドメンバを示す側面図である。
【図２】図１の２−２線で切断した切断面を示す断面図である。
【図３】本発明に係る車両前部構造のモデルに対して静圧縮試験のＣＡＥ解析を行った解析結果を示すグラフであり、ストロークと反力との関係が示されている。
【図４】本発明に係る車両前部構造のモデルにスポット打点位置を記した図であり、（Ａ）にはモデルの平面図が示されており、（Ｂ）にはモデルの側面図が示されている。
【図５】本発明に係る車両前部構造のモデルに対して静圧縮試験のＣＡＥ解析を行った解析結果を示すグラフであり、スポット打点位置と剥離方向の応力値との関係を示すグラフである。
【図６】本発明に係る車両前部構造のモデルに対して静圧縮試験のＣＡＥ解析を行った解析結果を示すグラフであり、スポット打点位置とせん断方向の応力値との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて、本発明に係る車両前部構造について説明する。なお、図面に適宜示される矢印ＦＲは車両前方側を示し、矢印ＵＰは車両上方側を示し、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側を示している。また、本発明に係る車両前部構造は、車両幅方向において左右対称に構成されている。このため、車両の右側部分について以下に説明し、車両の左側部分についての説明は省略する。
【００１１】
（車両前部構造）
図１には、本実施形態に係る車両前部構造を備えた車両１０の車両前部１２の要部が側面図で示されている。図１に示されるように、車両前部１２の車両幅方向外側には、車両前後方向に沿ってフロントサイドメンバ１４が延在されている。
【００１２】
フロントサイドメンバ１４は、車両後方側へ向かって車両下方へ傾斜されたキック部１６を備えており、このキック部１６は、キャビン２２とキャビン２２よりも車両前方側の図示しないパワーユニット室とを隔てるダッシュパネル２０の下面に沿って延在されている。また、キック部１６よりも車両前方側には、図示しない直線部が車両前方へ略直線状に延在されており、この直線部の前端部に図示しないバンパリインフォースメントが接続されている。さらに、キック部１６よりも車両後方側の部位は、ダッシュパネル２０の下端部と一体に形成されたフロアパネル１８の下面に沿って車両後方へ延在されている。
【００１３】
また、図２に示されるように、フロントサイドメンバ１４は、車両上方側が開放された断面略ハット状に形成されており、本体部１４Ａと、本体部１４Ａの上端部から車両幅方向の両側へ延出されたロア側フランジ部１４Ｂとを備えている。本体部１４Ａは、車両下方側に凸状に形成されており、本体部１４Ａの車両上下方向の中央部分には段差部１４Ｃが設けられて上部よりも下部が狭幅となるように形成されている。
【００１４】
ここで、本体部１４Ａの上端部から車両幅方向の両側へ延出されたロア側フランジ部１４Ｂは、車両幅方向端部へ向かうにつれて車両下方へ傾斜されている。また、ロア側フランジ部１４Ｂは、ダッシュパネル２０及びフロアパネル１８の下面にスポット溶接によって接合されており、このダッシュパネル２０及びフロアパネル１８とフロントサイドメンバ１４とで閉断面２４が構成されている。
【００１５】
なお、本実施形態では、ダッシュパネル２０及びフロアパネル１８とフロントサイドメンバ１４とをスポット溶接で接合したが、これに限らず、他の方法で接合してもよい。例えば、リベットや接着剤で接合してもよく、また、ボルト及びナットで接合してもよい。後述するアッパリインフォースメント２６についても同様である。
【００１６】
また、少なくともキック部１６においてロア側フランジ部１４Ｂが下方側へ傾斜されていればよい。このため、キック部１６よりも車両前方側又はキック部１６よりも車両後方側では、本体部１４Ａからロア側フランジ部１４Ｂを水平に延在させてもよい。
【００１７】
ここで、図１に示されるように、フロントサイドメンバ１４の車両上方には、アッパリインフォースメント２６が設けられている。アッパリインフォースメント２６は、フロントサイドメンバ１４と同様に車両前後方向に沿って延在されており、フロントサイドメンバ１４よりも車両上下方向の高さが低く形成されている。
【００１８】
また、図２に示されるように、アッパリインフォースメント２６は、車両下方側が開放された断面略ハット状に形成されており、本体部２６Ａと、本体部２６Ａの下端部から車両幅方向の両側へ延出されたアッパ側フランジ部２６Ｂとを備えている。
【００１９】
本体部２６Ａは、車両上方側に凸状に形成されており、本実施形態では一例として、フロントサイドメンバ１４の本体部１４Ａよりも狭幅に形成されている。また、アッパ側フランジ部２６Ｂは、フロントサイドメンバ１４のロア側フランジ部１４Ｂの先端部と同様の位置まで延在されており、ロア側フランジ部１４Ｂと共にダッシュパネル２０及びフロアパネル１８にスポット溶接されている。これにより、フロアパネル１８又はダッシュパネル２０を挟んでロア側フランジ部１４Ｂとアッパ側フランジ部２６Ｂとが接合されている。また、ダッシュパネル２０及びフロアパネル１８とアッパリインフォースメント２６とで閉断面２８が構成されている。
【００２０】
ここで、アッパ側フランジ部２６Ｂは、少なくともキック部１６において、ロア側フランジ部１４Ｂと略平行に延在されており、車両幅方向端部へ向かうにつれて車両下方へ傾斜されている。このため、フロアパネル１８におけるアッパ側フランジ部２６Ｂ及びロア側フランジ部１４Ｂとの接合部分１８Ａは、アッパリインフォースメント２６の本体部２６Ａへ向かって車両上方へ傾斜されており、一般部１８Ｂよりも車両上方に位置している。
【００２１】
なお、本実施形態では、左右一対のフロントサイドメンバ１４に対して同様の構成を適用したが、これに限らず、少なくとも一方のフロントサイドメンバ１４に本発明に係る車両前部構造が適用されていればよい。このため、例えば、車両幅方向右側に設けられたフロントサイドメンバ１４に本実施形態の構造を適用する一方で、車両幅方向左側に設けられたフロントサイドメンバ１４については、ロア側フランジ部１４Ｂ及びアッパ側フランジ部２６Ｂが水平に延在された構成としてもよい。
【００２２】
（作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
【００２３】
本実施形態に係る車両前部構造では、少なくともキック部１６でロア側フランジ部１４Ｂ及びアッパ側フランジ部２６Ｂを車両下方へ傾斜させることにより、キック部１６へ入力された衝突荷重に対する反力を増加させることができる。これにより、オブリーク衝突などの斜め衝突時に大きな衝突荷重が入力された場合であっても、フロアパネル１８又はダッシュパネル２０とフロントサイドメンバ１４との接合部分が剥がれるのを抑制することができる。
【００２４】
上述した作用効果を確認するため、本発明に係る車両前部構造のモデルに対して静圧縮試験のＣＡＥ解析を実施した。初めに、静圧縮試験に用いたモデルの一例について説明する。
【００２５】
図４（Ｂ）に示されるように、本発明に係る試験用のモデル１００は、本実施形態のフロントサイドメンバ１４と略同一の構造のフロントサイドメンバ１０２を備えており、このフロントサイドメンバ１０２は、車両後方側へ向かって車両下方へ傾斜されたキック部１０４を備えている。また、フロントサイドメンバ１０２は、本体部１０２Ａとロア側フランジ部１０２Ｂとを含んで構成されており、フロントサイドメンバ１０２の厚みは１．４ｍｍで、引張強さが９８０ＭＰａの超高張力鋼板（超ハイテン材）で形成されている。
【００２６】
フロントサイドメンバ１０２の上方には、本実施形態のアッパリインフォースメント２６と略同一の構造のアッパリインフォースメント１１０が設けられており、このアッパリインフォースメント１１０は、本体部１１０Ａとアッパ側フランジ部１１０Ｂとを含んで構成されている。また、アッパリインフォースメント１１０は、ホットスタンプ（熱間プレス）によって形成されており、厚みは、１．６ｍｍで、剛板の引張強さが１２００ＭＰａ以上とされている。
【００２７】
フロントサイドメンバ１０２とアッパリインフォースメント１１０との間には、本実施形態のフロアパネル１８及びダッシュパネル２０と略同一の構造のフロアパネル１０６及びダッシュパネル１０８が設けられている。また、フロアパネル１０６及びダッシュパネル１０８は、厚みが０．６ｍｍで剛板の引張強さが３４０ＭＰａに設定されている。
【００２８】
フロアパネル１０６及びダッシュパネル１０８の下面には、フロントサイドメンバ１０２のロア側フランジ部１０２Ｂがスポット溶接によって接合されている。また、フロアパネル１０６及びダッシュパネル１０８の上面には、アッパリインフォースメント１１０のアッパ側フランジ部１１０Ｂがスポット溶接によって接合されている。
【００２９】
ここで、図４（Ａ）に示されるように、モデル１００におけるアッパ側フランジ部１１０Ｂとロア側フランジ部１０２Ｂとのスポット溶接時のスポット打点は、両側にそれぞれ１６カ所ずつ設けられており、このスポット打点に溶接ガン（電極）を当ててスポット溶接されている。なお、各スポット打点には便宜上、１〜３２の番号が割り当てられている。また、図４（Ｂ）に示されるように、モデル１００の後端部は、拘束部材１１４によって拘束されており、モデル１００の前端部には、略半球状の荷重入力部１１２が設定されている。
【００３０】
以上のように構成されたモデル１００に対して、アッパリインフォースメント１１０の高さを５ｍｍ、２０ｍｍ、４０ｍｍのそれぞれの高さに設定した３つの条件でストローク（圧縮量）が１０ｍｍになるまで外力Ｆ１を加えて強制変位させて、反力Ｆ２を測定した。また、アッパ側フランジ部１１０Ｂとロア側フランジ部１０２Ｂとの接合部分を水平に延在させた比較例のモデルについても同様に静圧縮試験のＣＡＥ解析を行い、解析結果を図３のグラフに示した。
【００３１】
図３に示されるように、グラフ中の実線は、アッパリインフォースメント１１０の高さを５ｍｍに設定したモデルの解析結果を示したものであり、グラフ中の破線は、アッパリインフォースメント１１０の高さを２０ｍｍに設定したモデルの解析結果を示したものである。また、グラフ中の一点鎖線は、アッパリインフォースメント１１０の高さを４０ｍｍに設定したモデルの解析結果を示したものである。さらに、各条件における太線がアッパ側フランジ部１１０Ｂ及びロア側フランジ部１０２Ｂを車両下方へ傾斜させた実施例の解析結果であり、各条件における細線がアッパ側フランジ部１１０Ｂ及びロア側フランジ部１０２Ｂを水平に延在させた比較例の解析結果となっている。
【００３２】
図３に示されたＣＡＥ解析結果を参照すると、アッパリインフォースメント１１０の高さが５ｍｍ、２０ｍｍ、４０ｍｍの何れの場合についても、アッパ側フランジ部１１０Ｂ及びロア側フランジ部１０２Ｂを車両下方へ傾斜させた実施例の方が、比較例よりもストロークに対する反力Ｆ２が高くなっている。これにより、アッパ側フランジ部１１０Ｂ及びロア側フランジ部１０２Ｂを車両幅方向端部に向かうにつれて車両下方へ傾斜させることで、衝突荷重に対する反力を増加させることができ、スポット溶接されたスポット打点への負荷を低減することができることが確認された。また、スポット打点への負荷が低減されることにより、衝突時にフロントサイドメンバ１０２が剥がれるのを抑制することができ、フロントサイドメンバ１０２に入力された衝突荷重を効率よくアッパリインフォースメント１１０へ伝達することができる。すなわち、衝突性能（衝突時における衝撃吸収性能）を向上させることができる。
【００３３】
次に、図５には、モデルの各スポット打点における剥離方向の応力値が示されており、図６には、モデルの各スポット打点におけるせん断方向の応力値が示されている。なお、図５及び図６に示された静圧縮試験では、アッパリインフォースメント１１０の高さが５ｍｍに設定された車両前部構造を用いている。また、図５及び図６における実線が実施例の応力値を示したものであり、破線が比較例の応力値を示したものである。
【００３４】
図５及び図６に示された各スポット打点における応力値を比較すると、キック部１０４における応力値が他の部位における応力値よりも大きい（０から離れている）ことが分かる。すなわち、図４（Ａ）に示されたモデル１００において、キック部１０４に対応する３〜１０番及び１９〜２６番のスポット打点の応力値が他の部位の応力値よりも大きくなっている（０から離れている）。これにより、車両の衝突時には、他の部位よりもキック部１０４に大きな応力が作用することが確認された。すなわち、少なくともキック部１０４においてアッパ側フランジ部１１０Ｂ及びロア側フランジ部１０２Ｂを車両幅方向端部に向かうにつれて車両下方へ傾斜させることで、フロントサイドメンバ１０２の剥離を抑制に大きく寄与することが確認された。
【００３５】
また、図５及び図６の比較例の応力値と実施例の応力値とを比較すると、実施例の応力値の方が全体的に小さい（０に近い）値になっているのが分かる。これにより、アッパ側フランジ部１１０Ｂ及びロア側フランジ部１０２Ｂを車両幅方向端部に向かうにつれて車両下方へ傾斜させることで、スポット打点における剥離方向の応力及びせん断方向の応力を低減することができ、スポット打点への負荷を低減することができることが確認された。
【００３６】
なお、図５及び図６のグラフにおいて、スポット打点の位置によっては実施例の応力値の方が比較例の応力値よりも大きくなっているが、全体的に実施例の方が応力値が小さい値となっているので、比較例よりも実施例の方がキック部１０４におけるフロントサイドメンバ１０２の接合状態を良好に維持することができる。
【００３７】
また、本実施形態では、アッパリインフォースメント２６の高さを５ｍｍ〜４０ｍｍに設定したが、これに限らず、高さが４０ｍｍよりも高いアッパリインフォースメントを用いてもよく、高さが４ｍｍ以下のアッパリインフォースメントを用いてもよい。
【００３８】
さらに、本実施形態では、軽量化のためにフロントサイドメンバ１４及びアッパリインフォースメント２６を超高張力鋼板（超ハイテン材）で形成したが、これに限らず、一般的な引張強さの剛板を用いてもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１０      車両
１２      車両前部
１４      フロントサイドメンバ
１４Ｂ    ロア側フランジ部
１６      キック部
１８      フロアパネル
２０      ダッシュパネル
２６      アッパリインフォースメント
２６Ｂ    アッパ側フランジ部
１０２    フロントサイドメンバ
１０２Ｂ  ロア側フランジ部
１０４    キック部
１０６    フロアパネル
１０８    ダッシュパネル
１１０    アッパリインフォースメント
１１０Ｂ  アッパ側フランジ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2016022816.tif 000006
【図５】
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【図６】
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