車両前部構造
【課題】車両前面衝突時の車両前部における衝撃吸収性能を確保でき、且つ、車両重量を軽量化できる車両前部構造を提供する。
【解決手段】正面視における断面形状が格子状の中空構造体である格子状構造体２０を、ダッシュパネル１４の車両前方側且つ左右のフロントサイドメンバ１６の間に配置する。また、平面視における断面形状が格子状の中空構造体である格子状構造体２２を、格子状構造体２０の車両前方側に配置する。
【解決手段】正面視における断面形状が格子状の中空構造体である格子状構造体２０を、ダッシュパネル１４の車両前方側且つ左右のフロントサイドメンバ１６の間に配置する。また、平面視における断面形状が格子状の中空構造体である格子状構造体２２を、格子状構造体２０の車両前方側に配置する。
【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】
車両前面衝突時の車両前部における衝撃吸収性能を確保することを目的として、ダッシュパネルの車両前方側に衝撃吸収体を設けた車両前部構造が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
しかしながら、基本的には車両前部の左右両側に存在するフロントサイドメンバが有する衝撃吸収性能に頼るところが大きく、そのためにフロントサイドメンバの板厚増加が必要となり、車両重量が増加するというのが現状である。
【特許文献１】特開２００５−２１２５５１号公報
【特許文献２】特開平９−２１６５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記事実を考慮し、車両前面衝突時の車両前部における衝撃吸収性能を確保でき、且つ、車両重量を軽量化できる車両前部構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の車両前部構造は、車両前後方向へ延在する空洞を車両前後方向に延在し互いに交差する複数の隔壁により縦横に仕切ってなる第１の中空構造体を、車室前端部に立設されたダッシュパネルの車両前方側に配設したことを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の車両前部構造では、車室前端部に立設されたダッシュパネルの車両前方側に、第1の中空構造体が配設されている。この第1の中空構造体は、車両前後方向へ延在する空洞が、互いに交差する複数の隔壁により縦横に仕切られた構成となっている。
【０００７】
このため、車両前面衝突時に、第１の中空構造体に入力された荷重を、第１の中空構造体の断面内側の全域で受け、ダッシュパネルへ伝達することが可能である。即ち、第１の中空構造体の断面内側の全域が受圧可能領域となり、車両前部における受圧面積が従来と比して拡張される。よって、左右一対のフロントサイドメンバの衝撃吸収性能に対する異存度が低下するため、車両前面衝突時の車両前部における衝撃吸収性能を確保すると共に、フロントサイドメンバを軽量化し車両重量を軽量化させることが可能となる。
【０００８】
請求項２に記載の車両前部構造は、請求項１に記載の車両前部構造であって、前記第1の中空構造体よりも車両前後方向に対する剛性が低い第２の中空構造体を、前記第1の中空構造体の車両前方側に配設したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の車両前部構造では、第1の中空構造体の車両前方側に、該第1の中空構造体よりも車両前後方向に対する剛性が低い第２の中空構造体を配設することにより、例えば軽衝突時には、第２の中空構造体のみに軸圧縮変形による衝撃吸収を行わせ、第1の中空構造体には軸圧縮変形が及ばないようにすることを可能としている。これにより、変形した第２の中空構造体のみを交換し、第１の中空構造体については継続使用するといったことも可能となり、このような場合にはコストを低減できる。
【００１０】
請求項３に記載の車両前部構造は、請求項１又は請求項２に記載の車両前部構造であって、車両前部の左右両側において車両前後方向へ延在する左右一対のフロントサイドメンバの前端部を、前記第２の中空構造体の前端部より車両後方側に配置したことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の車両前部構造では、左右一対のフロントサイドメンバの前端部を第２の中空構造体の前端部より車両後方側に配置することにより、例えば軽衝突時には、第２の中空構造体のみに軸圧縮変形による衝撃吸収を行わせ、フロントサイドメンバには軸圧縮変形が及ばないようにすることを可能としている。これにより、変形した第２の中空構造体のみを交換し、フロントサイドメンバについては継続使用するといったことも可能となり、このような場合にはコストを低減できる。
【００１２】
請求項４に記載の車両前部構造は、請求項２又は請求項３に記載の車両前部構造であって、前記第２の中空構造体を、前記第1の中空構造体に対して締結固定したことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の車両前部構造では、第２の中空構造体を第1の中空構造体に対して締結固定することにより、第２の中空構造体を第1の中空構造体から容易に分離できることとし、第２の中空構造体の交換作業を容易化している。
【００１４】
請求項５に記載の車両前部構造は、請求項２〜請求項４の何れか1項に記載の車両前部構造であって、前記左右一対のフロントサイドメンバに架け渡されたクロスメンバを、前記第２の中空構造体の後端下部に当接又は近接させたことを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の車両前部構造では、左右一対のフロントサイドメンバに架け渡されたクロスメンバを、第２の中空構造体の後端下部に当接又は近接させている。これにより、車両衝突時に、第２の中空構造体の後端下部がクロスメンバにより受けられるため、その分だけ第２の中空構造体の受圧面積が広がり、第２の中空構造体の衝撃吸収性能が向上する。
【００１６】
請求項６に記載の車両前部構造は、請求項１〜請求項５の何れか1項に記載の車両前部構造であって、前記第1の中空構造体における前記空洞を、空気を誘導するダクト又は配線挿通部として用いていることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の車両前部構造では、第１の中空構造体における空洞を、空気を誘導ダクト又は配線挿通部として用いることにより、車両前部におけるスペースを有効活用している。
【００１８】
請求項７に記載の車両前部構造は、請求項１〜請求項６の何れか1項に記載の車両前部構造であって、前記第1の中空構造体に覆い被さるフードと前記第1の中空構造体との間に、フード下面に沿って平面状又は曲面状に延在する衝撃吸収部材を配設したことを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の車両前部構造では、衝撃吸収部材が、フロントフードと第1の中空構造体との間にフード下面に沿って平面状又は曲面状に延在するため、フロントフードに車両外側から荷重が入力された際に、衝撃吸収部材が衝撃吸収を行うことによりフロントフードの曲げ変形が抑制される。よって、フロントフードの曲げ強度がフロントフードの衝撃吸収特性に与える影響を軽減でき、所望の衝撃吸収特性を容易に得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、車両前面衝突時の車両前部における衝撃吸収性能を確保でき、且つ、車両重量を軽量化できる車両前部構造を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明における車体構造の一実施形態を図１〜図８に従って説明する。
【００２２】
なお、図中矢印ＵＰは車両上方方向を示し、図中矢印ＦＲは車両前方方向を示し、図中矢印ＩＮは車幅内側方向を示している。
【００２３】
図１、図２には、本発明の第１実施形態に係る車両前部構造が斜視図にて示されている。これらの図に示されるように、本実施形態の車両１０の前部には、車室１２の前端部に立設されたダッシュパネル１４と、ダッシュパネル１４の左右両端下部から車両前方へ延在する左右一対のフロントサイドメンバ１６と、左右のフロントサイドメンバ１６の車幅方向外側に結合され車幅方向外側上方へ延出する左右一対のエプロン１８と、該エプロン１８と一体で形成され該エプロン１８と共にフロントサイドメンバ１６の後端部に結合されたサスペンションタワー１９と、左右のフロントサイドメンバ１６の中間部を結合するクロスメンバ２１と、ダッシュパネル１４の車両前方側且つ左右のフロントサイドメンバ１６の間に配設された左右一対の格子状構造体（第１の中空構造体）２０と、左右の格子状構造体２０の前端部に結合された左右一対の格子状構造体（第２の中空構造体）２２と、が備えられている。
【００２４】
当該車両１０は、ダッシュパネル１４により車室１２と仕切られた前部空間２４（図２参照）にエンジン（内燃機関）が搭載されないタイプの車両（例えば、電気自動車やリアエンジン車）とされている。
【００２５】
ダッシュパネル１４は、ロッカメンバ（図示省略）に結合されたフロアパネル（図示省略）の前端部と一体で形成され又は結合されている。また、フロントサイドメンバ１６の後端部には、ロッカメンバの前端部が一体で形成され又は結合され、フロントサイドメンバ１６の前端部は、車幅方向に延在するバンパリインホース（図示省略）により結合されている。
【００２６】
なお、ダッシュパネル１４、左右一対のフロントサイドメンバ１６、左右一対のエプロン１８、サスペンションタワー１９、及びクロスメンバ２１は、板金構造物とされている。
【００２７】
また、格子状構造体２０は、車両正面視にて矩形状の断面を形成する外壁である上壁２０Ａ、下壁２０Ｂ、側壁２０Ｃ、２０Ｄと、これらに囲まれた空洞を複数の空洞２０Ｈに仕切る隔壁２０Ｆ、２０Ｇと、車両後端部を閉口する閉塞壁２０Ｅとにより構成された樹脂製の中空構造体とされている。
【００２８】
各格子状構造体２０の閉塞壁２０Ｅはそれぞれ、ダッシュパネル１４前面の左側部、右側部の広域と対向し、ボルトにより締結固定されており、これにより、各壁部及び各空洞２０Ｈは車両前後方向に延在している。また、車幅方向に延在する複数の隔壁２０Ｆが車両上下方向に配列され、車両上下方向に延在する複数の隔壁２０Ｇが車幅方向に配列され、これらが互いに交差（直交）し合っており、これにより、格子状構造体２０の車両正面視における断面形状が格子状となっている。
【００２９】
また、格子状構造体２２は、車両平面視にて矩形状の断面を形成する外壁である後壁２２Ａ、前壁２２Ｂ、及び側壁２２Ｃ、２２Ｄと、これらに囲まれた空洞を複数の空洞２２Ｈに仕切る隔壁２２Ｆ、２２Ｇとにより構成された樹脂製の中空構造体とされている。
【００３０】
該格子状構造体２２は、矩形状の後壁２２Ａが、格子状構造体２０の前端面に当接した状態で配設されており、後壁２２Ａ、前壁２２Ｂ、側壁２２Ｃ、２２Ｄ、隔壁２２Ｆ、２２Ｇ、及び空洞２２Ｈが車両上下方向に延在している。側壁２２Ｃ、２２Ｄは、扇型状とされており、上端部は、車両後方側から前方側へかけて車両下側へ傾斜する円弧状に形成されている。また、側壁２２Ｃ、２２Ｄの下部２２Ｉは、格子状構造体２０に対して下側へオフセットされた矩形状部とされており、左右の該下部２２Ｉの前端部は、矩形状の前壁２２Ｂにより結合されている。
【００３１】
また、格子状構造体２２においては、車幅方向及に延在する複数の隔壁２２Ｆが車両前後方向に配列され、車両前後方向に延在する複数の隔壁２２Ｇが車幅方向に配列され、これらが互いに交差（直交）し合っており、これにより、格子状構造体２２の車両平面視における断面形状が格子状となっている。
【００３２】
ここで、格子状構造体２０においては、隔壁２０Ｆ、２０Ｇが車両前後方向に延在しているのに対して、格子状構造体２２においては、隔壁２２Ｇのみ車両前後方向に延在し、隔壁２２Ｆは車幅方向に延在しており、格子状構造体２０と比較して、車両前後方向に対する剛性が低くなっている。
【００３３】
また、格子状構造体２２は格子状構造体２０に対してボルトにより締結固定されており、締結解除により容易に分離可能とされている。
【００３４】
また、図３及び図４（Ａ）に示すように、クロスメンバ２１は、格子状構造体２０の前端部の下側に配設されており、格子状構造体２２の下部２２Ｉの後端面に当接又は近接されている。また、左右のフロントサイドメンバ１６の前端部は、格子状構造体２２の前端部よりも車両後方側に配設されている。
【００３５】
次に、本実施形態における作用について説明する。
【００３６】
図４（Ｂ）に示すように、車両１０の前面衝突時には、車両前方からの荷重が、バンパーリインホースを介してフロントサイドメンバ１６のみならず格子状構造体２２にも入力される。そして、車両前後方向に延在する複数の隔壁２２Ｇ及び側壁２２Ｃ、２２Ｄにより、車両前方側からの荷重が格子状構造体２０へ伝達される。
【００３７】
ここで、格子状構造体２０の正面視における断面形状が格子状に構成されていることにより、格子状構造体２０の受圧範囲が縦横に拡大されながらダッシュパネル１４へ入力される。即ち、格子状構造体２０の車両正面視における断面全域が受圧面とされているため、格子状構造体２０、２２を非設置とした場合と比較して、車両前部における衝撃吸収量が格段に大きくなる。
【００３８】
また、格子状構造体２２の下部２２Ｉが格子状構造体２０よりも下側まで広げられているが、当該下部２２Ｉが車両前面衝突時にクロスメンバ２１により受け止められることにより、当該下部２２Ｉが受圧面積の拡大に寄与するため、車両前部における衝撃吸収量は、さらに大きくなる。
【００３９】
以上により、フロントサイドメンバ１６の衝撃吸収性能に対する異存度が低下する。よって、フロントサイドメンバ１６の車両前後方向に対する剛性の要求度が低下するため、フロントサイドメンバ１６の板厚を薄くし、フロントサイドメンバ１６を軽量化することが可能となる。また、フロントサイドメンバ１６の軽量化が可能であることにより、フロントサイドメンバ１６を支持するキャビンの強度の要求度も低下するため、キャビンについても軽量化が可能となる。さらに、格子状構造体２０、２２は、樹脂製であるため、車両重量の軽量化に寄与する。
【００４０】
従って、ガソリンや軽油等の燃料で走る車両においては、燃費が向上され、電気自動車においては、航続距離が延長化される。
【００４１】
また、図５のグラフに示すように、格子状構造体２０、２２を非設置（グラフ中破線で図示）とした場合と比較して、同等の衝撃吸収量を、短い変形ストロークで得ることができるため、その分（グラフ中のΔＳ）だけ、車室１２を車両前方側へ拡張させる余裕が生まれる。よって、車両１０を大型化させることなく、後部座席やラゲッジルームの空間を拡張させることが可能である。
【００４２】
また、格子状構造体２０の車両前方側に配置された格子状構造体２２は、格子状構造体２０よりも車両前後方向に対する剛性が低く、車両前後方向への軸圧縮型の変形性が高くされている。このため、軽衝突時には、格子状構造体２２のみを軸圧縮変形させて格子状構造体２２のみで衝撃吸収を行うということも可能である。ここで、格子状構造体２２は、格子状構造体２０に対してボルト締結されており、締結解除により容易に分離可能とされている。よって、軽衝突時には、格子状構造体２０は車体に存置させて格子状構造体２２のみを交換するといった措置も可能となり、コストを低減できる。
【００４３】
また、フロントサイドメンバ１６の前端部が、格子状構造体２２の前端部よりも車両後方側に配置されていることにより、軽衝突時には、格子状構造体２２のみで衝撃吸収を行い、フロントサイドメンバ１６には変形を及ぼさせないことも可能である。これにより、軽衝突後の措置として、格子状構造体２２のみの交換で済ませるということが可能となるため、コストを低減できる。
【００４４】
また、格子状構造体２２を、空洞２２Ｈが車両上下方向に延在する中空構造体としたことにより、格子状構造体２２の前端下部に、平面である前壁２２Ｂを設けることが可能となっており、該前壁２２Ｂをクラクションフォンやランプ等の取付部として利用することが可能となっている。
【００４５】
さらに、本実施形態では、車両前部空間に配置される中空構造体を前後二分割構成としたことにより、衝撃吸収特性のチューニングをより緻密に行うことが可能となっている。
【００４６】
次に、本発明の第２実施形態に係る車両前部構造について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。
【００４７】
図６及び図７に示すように、本実施形態では、フロントフード１０２（図７参照）の裏面（意匠面の反対面）に複数枚（例えば、図示するように４枚）の衝撃吸収部材１０４が前後左右に並べて取り付けられている。各衝撃吸収部材１０４は、樹脂製の矩形板状（平板状又は曲面状）部材とされており、車両平面視にて格子状構造体２０或いは格子状構造体２２と重合するように配設されている。
【００４８】
また、衝撃吸収部材１０４は、４隅に肉厚化された取付座部１０４Ａが形成され、該取付座部１０４Ａがフロントフード１０２の裏面にボルト締結されることにより、フロントフード１０２に固定される。また、衝撃吸収部材１０４の上下両面には、前後左右に延在する複数の直線状のリブからなる格子状リブ１０４Ｂが立設されている。
【００４９】
ここで、図７に示すように、フロントフード１０２と格子状構造体２０、２２の上面との隙間ΔＬは、その隙間ΔＬに配設された衝撃吸収部材１０４の格子状リブ１０４Ｂの高さ（上下両面の格子状リブ１０４Ｂの合計高さ）Ｌよりも僅かに大きく設定されており（ΔＬ≒Ｌ）、衝撃吸収部材１０４と格子状構造体２０、２２との間に、組付け誤差によるこれらの干渉がない程度の最低限の隙間が確保されている。
【００５０】
また、上側の格子状リブ１０４Ｂと下側の格子状リブ１０４Ｂとの高さは略同一とされており、衝撃吸収部材１０４の一般面（板面）１０４Ｃが、リブ（合計）高さ（車両上下）方向中央部に配置されている。また、衝撃吸収部材１０４のリブ高さ方向の剛性は、格子状構造体２０、２２の高さ方向の剛性よりも低く設定されている。
【００５１】
次に、本実施形態における作用について説明する。
【００５２】
フロントフード１０２に対して車両前方側から荷重が入力した場合には、該荷重によりフロントフード１０２が撓み始めた直後に、衝撃吸収部材１０４が格子状構造体２０、２２に当接（干渉）する。即ち、フロントフード１０２の曲げ変形が殆ど発生していない状態で衝撃吸収部材１０４の格子状リブ１０４Ｂが座屈変形する。これにより、フロントフード１０２における発生荷重は、衝撃吸収部材１０４の格子状リブ１０４Ｂの座屈変形荷重が支配的となる。
【００５３】
よって、フロントフード１０２の曲げ強度がフロントフード１０２の衝撃吸収特性に与える影響を軽減でき、所望の衝撃吸収特性を容易に得ることができるようになる。従って、フロントフード１０２のデザイン変更等による曲率変更等があった場合でも、フロントフード１０２の衝撃吸収特性の確保を容易になし得る。
【００５４】
また、衝撃吸収部材１０４のリブ高さ方向の剛性が、格子状構造体２０、２２の高さ方向の剛性よりも低く設定されていることにより、フロントフード１０２に車両前方側から荷重が入力した際に、衝撃吸収部材１０４の格子状リブ１０４Ｂを効率よく座屈変形させることが可能であり、フロントフードの衝撃吸収性能を効率良く向上させることが可能である。
【００５５】
以上、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、格子状構造体２２を格子状構造体２０の車両前方側に配設したが、必須ではなく、例えば、図８に示すように、格子状構造体２０をフロントサイドメンバ１６の前端部より車両前方側まで延長させる等してもよい。この場合には、ダッシュパネル１４、閉塞壁２０Ｅに空洞２０Ｈと繋がる穴を空けることにより、格子状構造体２０の内部を、車室１２内へ送気するダクトや車室１２内の電子機器等の配線１が挿通される配線挿通部等として用いることが可能であり、車両１０の前部におけるスペースを有効活用できる。
【００５６】
また、上記実施形態では、第１の中空構造体としての格子状構造体２０を、正面視における断面形状が格子状である中空構造体としたが、第１の中空構造体は、車両前後方向に延在し互いに交差し合う複数の隔壁を備え、該隔壁により仕切られた複数の空洞が縦横に配置されていればよく、例えば、正面視における断面形状がハニカム状である中空構造体等の他の断面形状を有する中空構造体も適用可能である。
【００５７】
また、上記実施形態では、第１の中空構造体としての格子状構造体２０を、ダッシュパネル１４に固定したが、必須ではなく、第１の中空構造体をフロントサイドメンバ１６等の他の部材に固定してもよい。さらに、第１の中空構造体としての格子状構造体２０は、樹脂製であることには限られず、アルミ製等の他の材料で形成してもよい。
【００５８】
さらに、上記実施形態では、車両１０の前部空間に配置される中空構造体を前後二分割構成としたが、例えば、第２の中空構造体としての格子状構造体２２をさらに前後に複数分割してもよい。この場合には、より緻密な衝撃吸収特性のコントロールが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第1実施形態に係る車両前部構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の第1実施形態に係る車両前部構造を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の第1実施形態に係る車両前部構造の一部を拡大して示す斜視図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る車両前部構造の概略構成を示す側面図である。
【図５】図１〜図４に示す車両前部における車両変形特性を示すグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る車両前部構造を示す分解斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る車両前部構造の概略構成を示す側面図である。
【図８】本発明の第1及び第２実施形態に係る車両前部構造の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６０】
１４ ダッシュパネル
１６ フロントサイドメンバ
２０ 格子状構造体（第1の中空構造体）
２０Ｆ 隔壁
２０Ｇ 隔壁
２０Ｈ 空洞
２１ クロスメンバ
２２ 格子状構造体（第２の中空構造体）
１０２ フロントフード
１０４ 衝撃吸収部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両前面衝突時の車両前部における衝撃吸収性能を確保することを目的として、ダッシュパネルの車両前方側に衝撃吸収体を設けた車両前部構造が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
しかしながら、基本的には車両前部の左右両側に存在するフロントサイドメンバが有する衝撃吸収性能に頼るところが大きく、そのためにフロントサイドメンバの板厚増加が必要となり、車両重量が増加するというのが現状である。
【特許文献１】特開２００５−２１２５５１号公報
【特許文献２】特開平９−２１６５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記事実を考慮し、車両前面衝突時の車両前部における衝撃吸収性能を確保でき、且つ、車両重量を軽量化できる車両前部構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の車両前部構造は、車両前後方向へ延在する空洞を車両前後方向に延在し互いに交差する複数の隔壁により縦横に仕切ってなる第１の中空構造体を、車室前端部に立設されたダッシュパネルの車両前方側に配設したことを特徴とする。
【０００６】
請求項１に記載の車両前部構造では、車室前端部に立設されたダッシュパネルの車両前方側に、第1の中空構造体が配設されている。この第1の中空構造体は、車両前後方向へ延在する空洞が、互いに交差する複数の隔壁により縦横に仕切られた構成となっている。
【０００７】
このため、車両前面衝突時に、第１の中空構造体に入力された荷重を、第１の中空構造体の断面内側の全域で受け、ダッシュパネルへ伝達することが可能である。即ち、第１の中空構造体の断面内側の全域が受圧可能領域となり、車両前部における受圧面積が従来と比して拡張される。よって、左右一対のフロントサイドメンバの衝撃吸収性能に対する異存度が低下するため、車両前面衝突時の車両前部における衝撃吸収性能を確保すると共に、フロントサイドメンバを軽量化し車両重量を軽量化させることが可能となる。
【０００８】
請求項２に記載の車両前部構造は、請求項１に記載の車両前部構造であって、前記第1の中空構造体よりも車両前後方向に対する剛性が低い第２の中空構造体を、前記第1の中空構造体の車両前方側に配設したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の車両前部構造では、第1の中空構造体の車両前方側に、該第1の中空構造体よりも車両前後方向に対する剛性が低い第２の中空構造体を配設することにより、例えば軽衝突時には、第２の中空構造体のみに軸圧縮変形による衝撃吸収を行わせ、第1の中空構造体には軸圧縮変形が及ばないようにすることを可能としている。これにより、変形した第２の中空構造体のみを交換し、第１の中空構造体については継続使用するといったことも可能となり、このような場合にはコストを低減できる。
【００１０】
請求項３に記載の車両前部構造は、請求項１又は請求項２に記載の車両前部構造であって、車両前部の左右両側において車両前後方向へ延在する左右一対のフロントサイドメンバの前端部を、前記第２の中空構造体の前端部より車両後方側に配置したことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の車両前部構造では、左右一対のフロントサイドメンバの前端部を第２の中空構造体の前端部より車両後方側に配置することにより、例えば軽衝突時には、第２の中空構造体のみに軸圧縮変形による衝撃吸収を行わせ、フロントサイドメンバには軸圧縮変形が及ばないようにすることを可能としている。これにより、変形した第２の中空構造体のみを交換し、フロントサイドメンバについては継続使用するといったことも可能となり、このような場合にはコストを低減できる。
【００１２】
請求項４に記載の車両前部構造は、請求項２又は請求項３に記載の車両前部構造であって、前記第２の中空構造体を、前記第1の中空構造体に対して締結固定したことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の車両前部構造では、第２の中空構造体を第1の中空構造体に対して締結固定することにより、第２の中空構造体を第1の中空構造体から容易に分離できることとし、第２の中空構造体の交換作業を容易化している。
【００１４】
請求項５に記載の車両前部構造は、請求項２〜請求項４の何れか1項に記載の車両前部構造であって、前記左右一対のフロントサイドメンバに架け渡されたクロスメンバを、前記第２の中空構造体の後端下部に当接又は近接させたことを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の車両前部構造では、左右一対のフロントサイドメンバに架け渡されたクロスメンバを、第２の中空構造体の後端下部に当接又は近接させている。これにより、車両衝突時に、第２の中空構造体の後端下部がクロスメンバにより受けられるため、その分だけ第２の中空構造体の受圧面積が広がり、第２の中空構造体の衝撃吸収性能が向上する。
【００１６】
請求項６に記載の車両前部構造は、請求項１〜請求項５の何れか1項に記載の車両前部構造であって、前記第1の中空構造体における前記空洞を、空気を誘導するダクト又は配線挿通部として用いていることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の車両前部構造では、第１の中空構造体における空洞を、空気を誘導ダクト又は配線挿通部として用いることにより、車両前部におけるスペースを有効活用している。
【００１８】
請求項７に記載の車両前部構造は、請求項１〜請求項６の何れか1項に記載の車両前部構造であって、前記第1の中空構造体に覆い被さるフードと前記第1の中空構造体との間に、フード下面に沿って平面状又は曲面状に延在する衝撃吸収部材を配設したことを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の車両前部構造では、衝撃吸収部材が、フロントフードと第1の中空構造体との間にフード下面に沿って平面状又は曲面状に延在するため、フロントフードに車両外側から荷重が入力された際に、衝撃吸収部材が衝撃吸収を行うことによりフロントフードの曲げ変形が抑制される。よって、フロントフードの曲げ強度がフロントフードの衝撃吸収特性に与える影響を軽減でき、所望の衝撃吸収特性を容易に得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明によれば、車両前面衝突時の車両前部における衝撃吸収性能を確保でき、且つ、車両重量を軽量化できる車両前部構造を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明における車体構造の一実施形態を図１〜図８に従って説明する。
【００２２】
なお、図中矢印ＵＰは車両上方方向を示し、図中矢印ＦＲは車両前方方向を示し、図中矢印ＩＮは車幅内側方向を示している。
【００２３】
図１、図２には、本発明の第１実施形態に係る車両前部構造が斜視図にて示されている。これらの図に示されるように、本実施形態の車両１０の前部には、車室１２の前端部に立設されたダッシュパネル１４と、ダッシュパネル１４の左右両端下部から車両前方へ延在する左右一対のフロントサイドメンバ１６と、左右のフロントサイドメンバ１６の車幅方向外側に結合され車幅方向外側上方へ延出する左右一対のエプロン１８と、該エプロン１８と一体で形成され該エプロン１８と共にフロントサイドメンバ１６の後端部に結合されたサスペンションタワー１９と、左右のフロントサイドメンバ１６の中間部を結合するクロスメンバ２１と、ダッシュパネル１４の車両前方側且つ左右のフロントサイドメンバ１６の間に配設された左右一対の格子状構造体（第１の中空構造体）２０と、左右の格子状構造体２０の前端部に結合された左右一対の格子状構造体（第２の中空構造体）２２と、が備えられている。
【００２４】
当該車両１０は、ダッシュパネル１４により車室１２と仕切られた前部空間２４（図２参照）にエンジン（内燃機関）が搭載されないタイプの車両（例えば、電気自動車やリアエンジン車）とされている。
【００２５】
ダッシュパネル１４は、ロッカメンバ（図示省略）に結合されたフロアパネル（図示省略）の前端部と一体で形成され又は結合されている。また、フロントサイドメンバ１６の後端部には、ロッカメンバの前端部が一体で形成され又は結合され、フロントサイドメンバ１６の前端部は、車幅方向に延在するバンパリインホース（図示省略）により結合されている。
【００２６】
なお、ダッシュパネル１４、左右一対のフロントサイドメンバ１６、左右一対のエプロン１８、サスペンションタワー１９、及びクロスメンバ２１は、板金構造物とされている。
【００２７】
また、格子状構造体２０は、車両正面視にて矩形状の断面を形成する外壁である上壁２０Ａ、下壁２０Ｂ、側壁２０Ｃ、２０Ｄと、これらに囲まれた空洞を複数の空洞２０Ｈに仕切る隔壁２０Ｆ、２０Ｇと、車両後端部を閉口する閉塞壁２０Ｅとにより構成された樹脂製の中空構造体とされている。
【００２８】
各格子状構造体２０の閉塞壁２０Ｅはそれぞれ、ダッシュパネル１４前面の左側部、右側部の広域と対向し、ボルトにより締結固定されており、これにより、各壁部及び各空洞２０Ｈは車両前後方向に延在している。また、車幅方向に延在する複数の隔壁２０Ｆが車両上下方向に配列され、車両上下方向に延在する複数の隔壁２０Ｇが車幅方向に配列され、これらが互いに交差（直交）し合っており、これにより、格子状構造体２０の車両正面視における断面形状が格子状となっている。
【００２９】
また、格子状構造体２２は、車両平面視にて矩形状の断面を形成する外壁である後壁２２Ａ、前壁２２Ｂ、及び側壁２２Ｃ、２２Ｄと、これらに囲まれた空洞を複数の空洞２２Ｈに仕切る隔壁２２Ｆ、２２Ｇとにより構成された樹脂製の中空構造体とされている。
【００３０】
該格子状構造体２２は、矩形状の後壁２２Ａが、格子状構造体２０の前端面に当接した状態で配設されており、後壁２２Ａ、前壁２２Ｂ、側壁２２Ｃ、２２Ｄ、隔壁２２Ｆ、２２Ｇ、及び空洞２２Ｈが車両上下方向に延在している。側壁２２Ｃ、２２Ｄは、扇型状とされており、上端部は、車両後方側から前方側へかけて車両下側へ傾斜する円弧状に形成されている。また、側壁２２Ｃ、２２Ｄの下部２２Ｉは、格子状構造体２０に対して下側へオフセットされた矩形状部とされており、左右の該下部２２Ｉの前端部は、矩形状の前壁２２Ｂにより結合されている。
【００３１】
また、格子状構造体２２においては、車幅方向及に延在する複数の隔壁２２Ｆが車両前後方向に配列され、車両前後方向に延在する複数の隔壁２２Ｇが車幅方向に配列され、これらが互いに交差（直交）し合っており、これにより、格子状構造体２２の車両平面視における断面形状が格子状となっている。
【００３２】
ここで、格子状構造体２０においては、隔壁２０Ｆ、２０Ｇが車両前後方向に延在しているのに対して、格子状構造体２２においては、隔壁２２Ｇのみ車両前後方向に延在し、隔壁２２Ｆは車幅方向に延在しており、格子状構造体２０と比較して、車両前後方向に対する剛性が低くなっている。
【００３３】
また、格子状構造体２２は格子状構造体２０に対してボルトにより締結固定されており、締結解除により容易に分離可能とされている。
【００３４】
また、図３及び図４（Ａ）に示すように、クロスメンバ２１は、格子状構造体２０の前端部の下側に配設されており、格子状構造体２２の下部２２Ｉの後端面に当接又は近接されている。また、左右のフロントサイドメンバ１６の前端部は、格子状構造体２２の前端部よりも車両後方側に配設されている。
【００３５】
次に、本実施形態における作用について説明する。
【００３６】
図４（Ｂ）に示すように、車両１０の前面衝突時には、車両前方からの荷重が、バンパーリインホースを介してフロントサイドメンバ１６のみならず格子状構造体２２にも入力される。そして、車両前後方向に延在する複数の隔壁２２Ｇ及び側壁２２Ｃ、２２Ｄにより、車両前方側からの荷重が格子状構造体２０へ伝達される。
【００３７】
ここで、格子状構造体２０の正面視における断面形状が格子状に構成されていることにより、格子状構造体２０の受圧範囲が縦横に拡大されながらダッシュパネル１４へ入力される。即ち、格子状構造体２０の車両正面視における断面全域が受圧面とされているため、格子状構造体２０、２２を非設置とした場合と比較して、車両前部における衝撃吸収量が格段に大きくなる。
【００３８】
また、格子状構造体２２の下部２２Ｉが格子状構造体２０よりも下側まで広げられているが、当該下部２２Ｉが車両前面衝突時にクロスメンバ２１により受け止められることにより、当該下部２２Ｉが受圧面積の拡大に寄与するため、車両前部における衝撃吸収量は、さらに大きくなる。
【００３９】
以上により、フロントサイドメンバ１６の衝撃吸収性能に対する異存度が低下する。よって、フロントサイドメンバ１６の車両前後方向に対する剛性の要求度が低下するため、フロントサイドメンバ１６の板厚を薄くし、フロントサイドメンバ１６を軽量化することが可能となる。また、フロントサイドメンバ１６の軽量化が可能であることにより、フロントサイドメンバ１６を支持するキャビンの強度の要求度も低下するため、キャビンについても軽量化が可能となる。さらに、格子状構造体２０、２２は、樹脂製であるため、車両重量の軽量化に寄与する。
【００４０】
従って、ガソリンや軽油等の燃料で走る車両においては、燃費が向上され、電気自動車においては、航続距離が延長化される。
【００４１】
また、図５のグラフに示すように、格子状構造体２０、２２を非設置（グラフ中破線で図示）とした場合と比較して、同等の衝撃吸収量を、短い変形ストロークで得ることができるため、その分（グラフ中のΔＳ）だけ、車室１２を車両前方側へ拡張させる余裕が生まれる。よって、車両１０を大型化させることなく、後部座席やラゲッジルームの空間を拡張させることが可能である。
【００４２】
また、格子状構造体２０の車両前方側に配置された格子状構造体２２は、格子状構造体２０よりも車両前後方向に対する剛性が低く、車両前後方向への軸圧縮型の変形性が高くされている。このため、軽衝突時には、格子状構造体２２のみを軸圧縮変形させて格子状構造体２２のみで衝撃吸収を行うということも可能である。ここで、格子状構造体２２は、格子状構造体２０に対してボルト締結されており、締結解除により容易に分離可能とされている。よって、軽衝突時には、格子状構造体２０は車体に存置させて格子状構造体２２のみを交換するといった措置も可能となり、コストを低減できる。
【００４３】
また、フロントサイドメンバ１６の前端部が、格子状構造体２２の前端部よりも車両後方側に配置されていることにより、軽衝突時には、格子状構造体２２のみで衝撃吸収を行い、フロントサイドメンバ１６には変形を及ぼさせないことも可能である。これにより、軽衝突後の措置として、格子状構造体２２のみの交換で済ませるということが可能となるため、コストを低減できる。
【００４４】
また、格子状構造体２２を、空洞２２Ｈが車両上下方向に延在する中空構造体としたことにより、格子状構造体２２の前端下部に、平面である前壁２２Ｂを設けることが可能となっており、該前壁２２Ｂをクラクションフォンやランプ等の取付部として利用することが可能となっている。
【００４５】
さらに、本実施形態では、車両前部空間に配置される中空構造体を前後二分割構成としたことにより、衝撃吸収特性のチューニングをより緻密に行うことが可能となっている。
【００４６】
次に、本発明の第２実施形態に係る車両前部構造について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、説明は省略する。
【００４７】
図６及び図７に示すように、本実施形態では、フロントフード１０２（図７参照）の裏面（意匠面の反対面）に複数枚（例えば、図示するように４枚）の衝撃吸収部材１０４が前後左右に並べて取り付けられている。各衝撃吸収部材１０４は、樹脂製の矩形板状（平板状又は曲面状）部材とされており、車両平面視にて格子状構造体２０或いは格子状構造体２２と重合するように配設されている。
【００４８】
また、衝撃吸収部材１０４は、４隅に肉厚化された取付座部１０４Ａが形成され、該取付座部１０４Ａがフロントフード１０２の裏面にボルト締結されることにより、フロントフード１０２に固定される。また、衝撃吸収部材１０４の上下両面には、前後左右に延在する複数の直線状のリブからなる格子状リブ１０４Ｂが立設されている。
【００４９】
ここで、図７に示すように、フロントフード１０２と格子状構造体２０、２２の上面との隙間ΔＬは、その隙間ΔＬに配設された衝撃吸収部材１０４の格子状リブ１０４Ｂの高さ（上下両面の格子状リブ１０４Ｂの合計高さ）Ｌよりも僅かに大きく設定されており（ΔＬ≒Ｌ）、衝撃吸収部材１０４と格子状構造体２０、２２との間に、組付け誤差によるこれらの干渉がない程度の最低限の隙間が確保されている。
【００５０】
また、上側の格子状リブ１０４Ｂと下側の格子状リブ１０４Ｂとの高さは略同一とされており、衝撃吸収部材１０４の一般面（板面）１０４Ｃが、リブ（合計）高さ（車両上下）方向中央部に配置されている。また、衝撃吸収部材１０４のリブ高さ方向の剛性は、格子状構造体２０、２２の高さ方向の剛性よりも低く設定されている。
【００５１】
次に、本実施形態における作用について説明する。
【００５２】
フロントフード１０２に対して車両前方側から荷重が入力した場合には、該荷重によりフロントフード１０２が撓み始めた直後に、衝撃吸収部材１０４が格子状構造体２０、２２に当接（干渉）する。即ち、フロントフード１０２の曲げ変形が殆ど発生していない状態で衝撃吸収部材１０４の格子状リブ１０４Ｂが座屈変形する。これにより、フロントフード１０２における発生荷重は、衝撃吸収部材１０４の格子状リブ１０４Ｂの座屈変形荷重が支配的となる。
【００５３】
よって、フロントフード１０２の曲げ強度がフロントフード１０２の衝撃吸収特性に与える影響を軽減でき、所望の衝撃吸収特性を容易に得ることができるようになる。従って、フロントフード１０２のデザイン変更等による曲率変更等があった場合でも、フロントフード１０２の衝撃吸収特性の確保を容易になし得る。
【００５４】
また、衝撃吸収部材１０４のリブ高さ方向の剛性が、格子状構造体２０、２２の高さ方向の剛性よりも低く設定されていることにより、フロントフード１０２に車両前方側から荷重が入力した際に、衝撃吸収部材１０４の格子状リブ１０４Ｂを効率よく座屈変形させることが可能であり、フロントフードの衝撃吸収性能を効率良く向上させることが可能である。
【００５５】
以上、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、格子状構造体２２を格子状構造体２０の車両前方側に配設したが、必須ではなく、例えば、図８に示すように、格子状構造体２０をフロントサイドメンバ１６の前端部より車両前方側まで延長させる等してもよい。この場合には、ダッシュパネル１４、閉塞壁２０Ｅに空洞２０Ｈと繋がる穴を空けることにより、格子状構造体２０の内部を、車室１２内へ送気するダクトや車室１２内の電子機器等の配線１が挿通される配線挿通部等として用いることが可能であり、車両１０の前部におけるスペースを有効活用できる。
【００５６】
また、上記実施形態では、第１の中空構造体としての格子状構造体２０を、正面視における断面形状が格子状である中空構造体としたが、第１の中空構造体は、車両前後方向に延在し互いに交差し合う複数の隔壁を備え、該隔壁により仕切られた複数の空洞が縦横に配置されていればよく、例えば、正面視における断面形状がハニカム状である中空構造体等の他の断面形状を有する中空構造体も適用可能である。
【００５７】
また、上記実施形態では、第１の中空構造体としての格子状構造体２０を、ダッシュパネル１４に固定したが、必須ではなく、第１の中空構造体をフロントサイドメンバ１６等の他の部材に固定してもよい。さらに、第１の中空構造体としての格子状構造体２０は、樹脂製であることには限られず、アルミ製等の他の材料で形成してもよい。
【００５８】
さらに、上記実施形態では、車両１０の前部空間に配置される中空構造体を前後二分割構成としたが、例えば、第２の中空構造体としての格子状構造体２２をさらに前後に複数分割してもよい。この場合には、より緻密な衝撃吸収特性のコントロールが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第1実施形態に係る車両前部構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の第1実施形態に係る車両前部構造を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の第1実施形態に係る車両前部構造の一部を拡大して示す斜視図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る車両前部構造の概略構成を示す側面図である。
【図５】図１〜図４に示す車両前部における車両変形特性を示すグラフである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る車両前部構造を示す分解斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る車両前部構造の概略構成を示す側面図である。
【図８】本発明の第1及び第２実施形態に係る車両前部構造の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６０】
１４ ダッシュパネル
１６ フロントサイドメンバ
２０ 格子状構造体（第1の中空構造体）
２０Ｆ 隔壁
２０Ｇ 隔壁
２０Ｈ 空洞
２１ クロスメンバ
２２ 格子状構造体（第２の中空構造体）
１０２ フロントフード
１０４ 衝撃吸収部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前後方向へ延在する空洞を車両前後方向に延在し互いに交差する複数の隔壁により縦横に仕切ってなる第１の中空構造体を、車室前端部に立設されたダッシュパネルの車両前方側に配設したことを特徴とする車両前部構造。
【請求項２】
前記第１の中空構造体よりも車両前後方向に対する剛性が低い第２の中空構造体を、前記第１の中空構造体の車両前方側に配設した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】
車両前部の左右両側において車両前後方向へ延在する左右一対のフロントサイドメンバの前端部を、前記第２の中空構造体の前端部より車両後方側に配置したことを特徴とする請求項２に記載の車両前部構造。
【請求項４】
前記第２の中空構造体を、前記第1の中空構造体に対して締結固定したことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の車両前部構造。
【請求項５】
前記左右一対のフロントサイドメンバに架け渡されたクロスメンバを、前記第２の中空構造体の後端下部に当接又は近接させたことを特徴とする請求項２〜請求項４の何れか１項に記載の車両前部構造。
【請求項６】
前記第1の中空構造体における前記空洞を、空気を誘導するダクト又は配線挿通部として用いていることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の車両前部構造。
【請求項７】
前記第1の中空構造体に覆い被さるフードと前記第1の中空構造体との間に、フード下面に沿って平面状又は曲面状に延在する衝撃吸収部材を配設したことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の車両前部構造。
【請求項１】
車両前後方向へ延在する空洞を車両前後方向に延在し互いに交差する複数の隔壁により縦横に仕切ってなる第１の中空構造体を、車室前端部に立設されたダッシュパネルの車両前方側に配設したことを特徴とする車両前部構造。
【請求項２】
前記第１の中空構造体よりも車両前後方向に対する剛性が低い第２の中空構造体を、前記第１の中空構造体の車両前方側に配設した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】
車両前部の左右両側において車両前後方向へ延在する左右一対のフロントサイドメンバの前端部を、前記第２の中空構造体の前端部より車両後方側に配置したことを特徴とする請求項２に記載の車両前部構造。
【請求項４】
前記第２の中空構造体を、前記第1の中空構造体に対して締結固定したことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の車両前部構造。
【請求項５】
前記左右一対のフロントサイドメンバに架け渡されたクロスメンバを、前記第２の中空構造体の後端下部に当接又は近接させたことを特徴とする請求項２〜請求項４の何れか１項に記載の車両前部構造。
【請求項６】
前記第1の中空構造体における前記空洞を、空気を誘導するダクト又は配線挿通部として用いていることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の車両前部構造。
【請求項７】
前記第1の中空構造体に覆い被さるフードと前記第1の中空構造体との間に、フード下面に沿って平面状又は曲面状に延在する衝撃吸収部材を配設したことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の車両前部構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−５１２５０（Ｐ２００９−５１２５０Ａ）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１７２５７（Ｐ２００７−２１７２５７）
【出願日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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