車体の前部構造
【課題】 フロントサイドメンバによって衝突時の衝撃を確実に吸収することができる車体の前部構造を提供することを課題とする。
【解決手段】 衝突時の衝撃を吸収するための車体の前部構造であって、車両骨格の一部であって車両の前後方向に延びるフロントサイドメンバ５，５と、フロントサイドメンバ５の上下方向の長さより上下方向の長さが長く車両の上下方向に延びる上下方向部材（ラジエータサポートサイド）２，２とを備え、フロントサイドメンバ５，５の前端部が上下方向部材２，２の車両の後方側に結合することを特徴とする。
【解決手段】 衝突時の衝撃を吸収するための車体の前部構造であって、車両骨格の一部であって車両の前後方向に延びるフロントサイドメンバ５，５と、フロントサイドメンバ５の上下方向の長さより上下方向の長さが長く車両の上下方向に延びる上下方向部材（ラジエータサポートサイド）２，２とを備え、フロントサイドメンバ５，５の前端部が上下方向部材２，２の車両の後方側に結合することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝突時の衝撃を吸収するための車体の前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗用車等の各種車両における車体の前部構造は、他の車両等と衝突したときの衝撃を吸収するため構造が採られている。この前部構造では、車両の前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバが配設され、フロントサイドメンバによって衝突時の衝撃を吸収する。さらに、車両の最前部には、衝撃を吸収するためのバンパが配設され、そのバンパを支持するためのバンパビームが設けられている。このバンパビームあるいはバンパビームに結合するクラッシュボックスは、フロントサイドメンバに直接結合され、フロントサイドメンバの軸上に位置している。
【０００３】
車両には大型トラックから軽自動車やスポーツカーまで様々な車種があり、各車種によって車高が違い、バンパビーム（バンパ）の高さ位置も変わる。そのため、車両同士が衝突した際、その車両間でバンパの高さ位置がずれることがあり、フロントサイドメンバによって衝突時の衝撃を吸収することができない場合がある。そこで、前部構造には、フロントサイドメンバの外側にフロントアッパメンバの前端から上下方向に延びる骨格部材が設けられ、この骨格部材とフロントサイドメンバとが車幅方向に延びる連結部材で連結した構造のものがある（特許文献１参照）。この前部構造の場合、他車両と前面衝突した際に骨格部材にその他車両のバンパビームが当たった場合、骨格部材で受けた衝突の衝撃（衝突荷重）を連結部材によってフロントサイドメンバに伝達することにより、衝突時の衝撃を吸収する。
【特許文献１】特開２００３−４０１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した骨格部材でバンパビームを受ける前部構造の場合、衝突の衝撃によって、連結部材と骨格部材又はフロントサイドメンバの結合部分が剪断したりあるいは連結部材自体が折れ曲がったりする場合がある。この場合、連結部材を介して衝突荷重をフロントサイドメンバに伝達できないので、フロントサイドメンバによって衝突時の衝撃を吸収できない。連結部材を介して衝突荷重をフロントサイドメンバに伝達できた場合でも、衝突荷重が連結部材を介してフロントサイドメンバの断面の一部にしか入らないので、フロントサイドメンバによって衝突時の衝撃を十分に吸収できない。
【０００５】
そこで、本発明は、フロントサイドメンバによって衝突時の衝撃を確実に吸収することができる車体の前部構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る車体の前部構造は、車両骨格の一部であって車両の前後方向に延びるフロントサイドメンバと、フロントサイドメンバの上下方向の長さより上下方向の長さが長く車両の上下方向に延びる上下方向部材とを備え、フロントサイドメンバの前端部が上下方向部材の車両の後方側に結合することを特徴とする。
【０００７】
この車体の前部構造では、フロントサイドメンバの上下方向の長さより長い上下方向部材の後方側にフロントサイドメンバが結合しているので、上下方向部材からの荷重をフロントサイドメンバに確実に伝達できる構造となっている。この構造によれば、上下方向部材とフロントサイドメンバの結合方法に関係なく、上下方向部材からの荷重をフロントサイドメンバに確実に伝達できる。そのため、この前部構造では、衝突時に相手車両のバンパビーム等が上下方向部材に当たった場合、衝突時の衝撃によって上下方向部材で発生した衝突荷重をフロントサイドメンバに伝達することができる。そして、この前部構造では、フロントサイドメンバの車両の前後方向の座屈によって衝突荷重（エネルギ）を吸収する。このように、衝突時には、衝突荷重を上下方向部材を介して確実にフロントサイドメンバまで伝達でき、フロントサイドメンバによって衝突時の衝撃を確実に吸収することができる。また、この前部構造では、フロントサイドメンバの前側に上下方向に延びる上下方向部材を配置させているので、スポーツカーや軽自動車から大型トラックまで車種に関係なく、フロントサイドメンバまたはその前端部に結合されるバンパビーム（バンパ）の高さが自車と異なる車両と衝突した場合でも相手の車両のバンパビームまたはフロントサイドメンバを上下方向部材で受け止めることができる。
【０００８】
なお、上下方向部材は、鉛直方向に延びる部材でもよいしあるいは鉛直方向に対して所定の角度を有する傾斜している部材でもよく、例えば、ラジエータサポートサイドである。フロントサイドメンバの前端部が上下方向部材の後方側に結合する場合、フロントサイドメンバが上下方向部材に直接結合してもよいし、あるいは、クラッシュボックス等の別の部材を介して結合してもよい。
【０００９】
本発明の上記車体の前部構造では、上下方向部材は、閉断面構造であると好適である。
【００１０】
この車体の前部構造では、上下方向部材が閉断面構造となっているで、平板や溝型鋼等と比べて上下方向部材の曲げ強度が大きい。そのため、衝突時に相手車両のバンパビームが上下方向部材に当たった場合でも、上下方向部材が後方に曲がることを抑制でき、衝突荷重を上下方向部材からフロントサイドメンバに伝達できる。
【００１１】
本発明の上記車体の前部構造では、上下方向部材の車幅方向の幅は、フロントサイドメンバの車幅方向の幅と同じ幅であると好適である。
【００１２】
この車体の前部構造では、上下方向部材の車幅方向の幅がフロントサイドメンバの車幅方向の幅と同じ幅となっているで、結合時には上下方向部材とフロントサイドメンバの側面同士が同一平面を形成できる。そのため、この前部構造では、衝突時に相手車両のバンパビームが上下方向部材に当たった場合でも、その衝突の衝撃によって上下方向部材とフロントサイドメンバとの結合部分において曲げ変形が発生しない。また、上下方向部材とフロントサイドメンバの側面同士が同一平面であることから、上下方向部材の側面部に伝達された荷重が後方に結合されているフロントサイドメンバの側面部に直接伝達されるので、フロントサイドメンバの座屈によって効率良く衝突時の衝撃を吸収することができる。その結果、衝突荷重を上下方向部材からフロントサイドメンバに殆どロスなく伝達でき、フロントサイドメンバの座屈によって衝突時の衝撃を効率良く吸収することができる。
【００１３】
本発明の上記車体の前部構造では、上下方向部材の曲げ強度は、フロントサイドメンバの車両の前後方向の圧縮強度より大きいと好適である。
【００１４】
この車体の前部構造では、上下方向部材の曲げ強度がフロントサイドメンバの圧縮強度より大きいので、衝突時に相手車両のバンパビームが上下方向部材に当たった場合に、フロントサイドメンバの座屈（車両の前後方向に圧縮）する前に上下方向部材が後方に曲がることを極力抑制できる（あるいは、後方に曲がらない）。そのため、衝突荷重を上下方向部材からフロントサイドメンバに伝達できる。
【００１５】
本発明の上記車体の前部構造では、フロントサイドメンバより車両の前後方向の圧縮強度が小さく、車両の前後方向に延びる前後方向衝撃吸収部材を備え、上下方向部材は、フロントサイドメンバの上方においてダッシュパネルに支持され車両の前後方向に延びるエプロンアッパメンバ及び／又はフロントサイドメンバの下方において当該フロントサイドメンバに支持され車両の前後方向に延びるフロントサスペンションメンバにより支持され、前後方向衝撃吸収部材は、上下方向部材の車両の前方側においてフロントサイドメンバが上下方向部材に結合している高さ位置からエプロンアッパメンバ又はフロントサスペンションメンバが上下方向部材を支持している高さ位置までの間に結合する構成としてもよい。
【００１６】
この車体の前部構造では、フロントサイドメンバの上下においてエプロンアッパメンバ及び／又はフロントサスペンションメンバが上下方向部材を支持しているので、上下方向部材がフロントサイドメンバとエプロンアッパメンバ又は／及びフロントサスペンションメンバの少なくとも２点で支持される構造となっている。そのため、この前部構造では、２点支持されている間の上下方向部材の曲げ強度が更に大きく。そこで、この前部構造では、上方方向部材の前方側の２点支持されている間に前後方向衝撃吸収部材を結合する。この前部構造では、相手車両と衝突した場合、その衝突荷重が前後方向衝撃吸収部材に伝達されても、その衝突荷重による前後方向衝撃吸収部材の後退を上下方向部材によって防止することができ、前後方向衝撃吸収部材によって衝突の衝撃を吸収できる。特に、前後方向衝撃吸収部材がフロントサイドメンバより圧縮強度が小さいので、軽微な衝突の場合、その衝突の衝撃をフロントサイドメンバによって吸収する前に、前後方向衝撃吸収部材だけで吸収することができる。また、この前部構造では、前後方向衝撃吸収部材をフロントサイドメンバの軸上以外にも上下方向部材の広い範囲にわたって結合できるので、バンパビーム（バンパ）の高さ位置を自由に設定できる。そのため、車高が異なる様々な車種でも、同じ高さ位置にバンパを設けることも可能となる。
【００１７】
本発明の上記車体の前部構造では、エプロンアッパメンバ又は／及びフロントサスペンションメンバの前端部が上下方向部材の車両の後方側に結合するように構成してもよい。
【００１８】
この車体の前部構造では、上下方向部材の後方側にエプロンアッパメンバ又は／及びフロントサスペンションメンバが結合しているので、上下方向部材を後方からしっかりと支持することができる。そのため、この前部構造では、２点支持されている間の上下方向部材の曲げ強度が更に大きくなるので、前後方向衝撃吸収部材による衝撃吸収の効果を更に高めることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、上下方向部材の後方側にフロントサイドメンバを結合することにより、衝突荷重をフロントサイドメンバに確実に伝達でき、フロントサイドメンバによって衝突時の衝撃を確実に吸収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明に係る車体の前部構造の実施の形態を説明する。
【００２１】
本実施の形態では、本発明に係る車体の前部構造を、普通乗用車の車体の前部構造に適用する。本実施の形態に係る車体の前部構造は、ラジエータサポートサイドを後方側からフロントサイドメンバ、エプロンアッパメンバ及びフロントサスペンションメンバの３点で支持する構造である。本実施の形態には、クラッシュボックスを取り付ける位置の違いにより２つの形態があり、第１の実施の形態がクラッシュボックスをラジエータサポートサイドの前面に取り付ける形態であり、第２の実施の形態がクラッシュボックスをラジエータサポートサイドとフロントサイドメンバとの間に取り付ける形態である。
【００２２】
図１〜図４を参照して、第１の実施の形態に係る車体前部構造１の構成について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る車体前部構造の斜視図である。図２は、図１の車体前部構造の側面図である。図３は、図１のラジエータサポートサイドとフロントサイドメンバ及びクラッシュボックスとの結合部分の拡大図である。図４は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００２３】
車体前部構造１は、車両等と衝突した場合にその衝突時の衝撃を吸収する衝突吸収構造を有する。特に、車体前部構造１は、車両と衝突した場合にフロントサイドメンバによって衝突の衝撃を確実に吸収することが可能な構造かつバンパの高さ位置を自由に設定できる構造を有している。そのために、車体前部構造１は、ラジエータサポートサイド２，２、ラジエータサポートアッパ３、ラジエータサポートロア４、フロントサイドメンバ５，５、エプロンアッパメンバ６，６、フロントサスペンションメンバ７、クラッシュボックス８，８、バンパビーム９を備えている。なお、本実施の形態では、ラジエータサポートサイド２が特許請求の範囲に記載する上下方向部材に相当し、クラッシュボックス８が特許請求の範囲に記載する前後方向衝撃吸収部材に相当する。
【００２４】
ラジエータサポートサイド２，２は、ラジエータ（図示せず）を支持する部材であり、かつ、衝突時に衝撃を受け止める部材である。ラジエータサポートサイド２，２は、左右一対であり、上端間にラジエータサポートアッパ３が溶接によって結合され、下端間にラジエータサポートロア４が溶接によって結合される。ラジエータは、この左右一対のラジエータサポートサイド２，２、ラジエータサポートアッパ３及びラジエータサポートロア４で形成される方形状の支持部で支持される。
【００２５】
ラジエータサポートサイド２，２は、車両の上下方向（鉛直方向）に延びる。そのため、ラジエータサポートサイド２，２は、スポーツカーや軽自動車から大型トラックや大型バスまで様々な車種を対象として、各車種の車両に設けられているバンパビーム（トラック等に設けられる衝突防止バンパを含む）の最も低い位置のバンパビームから最も高い位置のバンパビームまでの高さ位置をカバーできる。したがって、ラジエータサポートサイド２，２は、衝突時に衝撃を受ける領域における高さの全領域をカバーし、衝突時には様々な車種のバンパビームを受け止めることができる。なお、エンジンルーム内に収納されるラジエータサポートサイド２，２には高さ制限があるので、全ての車種に対応できない場合にはラジエータサポートサイド２，２をエンジンルームの高さ制限一杯に配設する。
【００２６】
ラジエータサポートサイド２の断面構造は、図４に示すように、車両の前後方向に長いロ状の閉断面構造である。そのため、ラジエータサポートサイド２は、平板や溝型鋼等の従来のラジエータサポートサイドに比べて曲げ強度が非常に大きく、他の車両が衝突した際に、後方に曲がることなく（あるいは、後方に曲がることが抑制され）、その衝突の衝撃を受け止めることができる。これによって、ラジエータサポートサイド２は、その衝突の衝撃によって発生した衝突荷重をフロントサイドメンバ５に伝達する荷重伝達構造としても機能する。この機能を十分に発揮させるために、ラジエータサポートサイド２の曲げ強度はフロントサイドメンバの車両前後方向の圧縮強度より大きくなるように規定されている。また、ラジエータサポートサイド２の曲げ強度を相手車両の前端部（バンバ、バンバビーム、クラッシュボックス等）の強度より大きくなるように規定してもよい。
【００２７】
フロントサイドメンバ５，５は、車両の前後方向に延びる左右一対の部材であり、エンジン（図示せず）等を挟んだ位置に配設される。フロントサイドメンバ５，５は、車体の強度や剛性を向上させるための車両骨格部材でありかつ衝突時にバンパ（図示せず）やクラッシュボックス８，８等の車両前部で吸収しきれなかった衝撃を吸収する部材であり、車両の前後方向における圧縮強度が規定されている。この圧縮強度は、衝突実験やシミュレーション等によって設定され、衝突した際にフロントサイドメンバが圧縮変形（座屈）するときに発生する荷重（発生軸力）に相当する。フロントサイドメンバ５，５では、衝突時に所定の圧縮強度以上の荷重が加わると変形（座屈）し、その変形によって衝突時の衝撃を吸収する。
【００２８】
フロントサイドメンバ５の車幅方向の幅は、ラジエータサポートサイド２の車幅方向の幅と同一の幅である。フロントサイドメンバ５の前端面は、ラジエータサポートサイド２の後面の略中央部に溶接によって結合される。この際、フロントサイドメンバ５の各側面とラジエータサポートサイド２の各側面とが揃うように結合される（図３参照）。このように側面同士で同一平面になっていると、衝突時にラジエータサポートサイド２とフロントサイドメンバ５との結合部分に曲げ変形が発生することがなくなり、ラジエータサポートサイド２からフロントサイドメンバ５に衝突荷重を最も効率良く伝達できる。
【００２９】
エプロンアッパメンバ６，６は、フロントエプロンの骨格部材であり、かつ、ラジエータサポートサイド２，２を支持する部材である。エプロンアッパメンバ６，６は、車両の前後方向に延びる左右一対の部材であり、従来のエプロンアッパメンバに相当する本体部６ａ，６ａと接続部６ｂ，６ｂからなる。本体部６ａは、フロントエプロンの骨格を形成する部分であり、その後端部がダッシュパネルＤＰに支持される（図２参照）。接続部６ｂは、ラジエータサポートサイド２の上端部に接続するために、本体部６ａの前端からラジエータサポートサイド２の上端の後面まで延びる。接続部６ｂの前端面は、ラジエータサポートサイド２の後面の上端部に溶接によって結合される。
【００３０】
フロントサスペンションメンバ７は、フロントサスペンション（図示せず）等が組み付けられる部材であり、かつ、ラジエータサポートサイド２，２を支持する部材である。フロントサスペンションメンバ７は、車両の前後方向に延びる部材であり、従来のフロントサスペンションメンバに相当する本体部７ａと接続部７ｂ，７ｂからなる。本体部７ａは、フロントサスペンション等が組み付けられる部分であり、車体の下部に配設される。本体部７ａの上面の両側部はフロントサイドメンバ５，５の下面と溶接によってそれぞれ結合しており、フロントサスペンションメンバ７はフロントサイドメンバ５，５によって支持される。接続部７ｂ，７ｂは、ラジエータサポートサイド２，２に各々接続するために、本体部７ａの左右前端からラジエータサポートサイド２，２の後面の下端部まで各々延びる。接続部７ｂの前端面は、ラジエータサポートサイド２の後面の下端部に溶接によって結合される。
【００３１】
したがって、ラジエータサポートサイド２，２は、後方側からフロントサイドメンバ５，５、エプロンアッパメンバ６，６及びフロントサスペンションメンバ７の３点で支持される。そのため、ラジエータサポートサイド２，２の後方への曲げ強度は、ラジエータサポートサイド２，２自体の構造に加えて、この３点支持によって非常に大きな強度となっている。
【００３２】
クラッシュボックス８，８は、衝突時の衝撃を吸収するための部材であり、かつ、バンパビーム９を支持する部材である。クラッシュボックス８，８は、車両の前後方向に延びる左右一対の部材であり、所定の圧縮強度を有している。この所定の圧縮強度は、フロントサイドメンバ５，５で衝突時の衝撃を吸収する前（フロントサイドメンバ５，５が座屈する前）にその衝撃を吸収するために、フロントサイドメンバ５の圧縮荷重より小さい強度に設定されている。クラッシュボックス８，８では、衝突時に所定の圧縮強度以上の荷重が加わると変形（座屈）し、その変形によって衝突時の衝撃を吸収する。
【００３３】
クラッシュボックス８には、その後端の上方及び下方にフランジ部８ａ，８ｂが設けられている（図３参照）。フランジ部８ａ，８ｂは、平板の三角形状であり、その中央部にボルト孔が形成されている。また、クラッシュボックス８の車幅方向の幅は、ラジエータサポートサイド２の車幅方向の幅と同一の幅である。クラッシュボックス８の後端面は、ラジエータサポートサイド２の前面に配置され、ボルト１０，１０による締結によって固定される。この際、クラッシュボックス８の各側面とラジエータサポートサイド２の各側面とが揃うように結合される（図３参照）。また、クラッシュボックス８が取り付けられる高さ位置は、バンパの高さ位置に応じて決められ、フロントサイドメンバ５の高さ位置とフロントサスペンションメンバ７（接続部７ｂ，７ｂ）の高さ位置との間の略中央部である。なお、ラジエータサポートサイド２にも、クラッシュボックス８を取り付ける位置に合わせてボルト孔が形成されている。
【００３４】
バンパビーム９は、バンパを支持する部材でありかつ衝突時に衝撃を受け止める部材である。バンパビーム９は、クラッシュボックス８，８の前端部に取り付けられる。バンパビーム９では、衝突時に衝撃を受けると、それ自身が大きく変形するようなことはなく、その衝撃に対して発生した荷重をクラッシュボックス８，８、ラジエータサポートサイド２，２（ひいては、フロントサイドメンバ５，５）に伝達する。
【００３５】
図１〜図６を参照して、車体前部構造１を備える普通乗用車とバンパの高さ位置が異なるトラックとが正面衝突した場合における車体前部構造１における衝撃吸収作用について説明する。図５は、第１の実施の形態に係る車体前部構造を備える車両と他車両とが衝突した場合、他車両のバンパビームがラジエータサポートに当たったときのラジエータサポートサイドとフロントサイドメンバの状態を示す側面図である。図６は、図５と同様の衝突において、ラジエータサポートサイドの曲げ強度がフロントサイドメンバの圧縮強度より小さい場合のラジエータサポートサイドとフロントサイドメンバの状態を示す側面図である。
【００３６】
普通乗用車のバンパビーム９の位置は、図５に示すように、トラック（相手車両）のバンパビームＢＢの位置より低い。そのため、正面衝突した場合、バンパ同士が当たらないので、上下方向に延びるラジエータサポートサイド２，２に相手車両のバンパビームＢＢが当たる。また、バンパビーム９が相手車両のラジエータサポートサイド等（図示せず）に当たる。
【００３７】
バンパビーム９が相手車両のラジエータサポートサイド等に当たると、バンパビーム９からの衝突荷重によってクラッシュボックス８，８が座屈し、衝突の衝撃の一部を吸収する。また、相手車両のバンパビームＢＢ（バンパ）がラジエータサポートサイド２，２に当たると、ラジエータサポートサイド２，２では、その衝突の衝撃を受け止め、その衝撃によって衝突荷重を発生する。この際、ラジエータサポートサイド２，２を、フロントサイドメンバ５，５、エプロンアッパメンバ６，６及びフロントサスペンションメンバ７によって後方から３点支持している。さらに、ラジエータサポートサイド２，２は、フロントサイドメンバ５，５の圧縮強度より大きな曲げ強度を有している。そのため、ラジエータサポートサイド２，２は、後方に折れ曲がることなくその衝突荷重をフロントサイドメンバ５，５に伝達する。この際、フロントサイドメンバ５，５はラジエータサポートサイド２，２の後面に結合しかつフロントサイドメンバ５，５の各側面とラジエータサポートサイド２，２の各側面とが同一平面を形成しているので、衝突荷重は、曲げ変形等によるロスなく、効率良く伝達される。フロントサイドメンバ５，５では、その伝達された衝突荷重によって座屈し、その座屈によって衝突による衝撃を吸収する。
【００３８】
なお、低速で衝突した軽微な衝突の場合、バンパビーム９が相手車両のラジエータサポートサイド等に当たると、クラッシュボックス８，８によって衝突の衝撃を吸収する。この際、ラジエータサポートサイド２，２を介してその衝突荷重がフロントサイドメンバ５，５に伝達された場合でも、フロントサイドメンバ５，５よりクラッシュボックス８，８の方が圧縮荷重が小さいので、クラッシュボックス８，８だけが座屈し、衝突の衝撃を全て吸収する。また、ラジエータサポートサイド２，２をフロントサイドメンバ５，５、エプロンアッパメンバ６，６及びフロントサスペンションメンバ７によって後方から３点支持しているので、衝突荷重によるクラッシュボックス８，８の後退をラジエータサポートサイド２，２によって防止し、クラッシュボックス８，８によって衝撃を確実に吸収できる。この場合、損傷を受けるのはクラッシュボックス８，８までの前方の部材であり、それより後方の部材は損傷を受けない。そのため、ボルト１０，１０による締結を解除してクラッシュボックス８，８を取り外すことにより、クラッシュボックス８，８より前方側の部材のみを簡単に取り替えることができる。
【００３９】
ちなみに、ラジエータサポートサイド２’，２’の曲げ荷重がフロントサイドメンバ５，５の圧縮荷重より小さい場合、図６に示すように、相手車両のバンパビームＢＢがラジエータサポートサイド２’，２’に当たると、ラジエータサポートサイド２’，２’は、衝突の衝撃によって後方に折れ曲がる。そのため、ラジエータサポートサイド２’，２’からフロントサイドメンバ５，５に衝突荷重を十分に伝達することができず、フロントサイドメンバ５，５によって衝突の衝撃を十分に吸収することができない。
【００４０】
車体前部構造１によれば、前面衝突した場合、相手車両のバンパの高さ位置に関係なくラジエータサポートサイド２，２によって衝突の衝撃を受け止めることができ、その衝突荷重をラジエータサポートサイド２，２によってフロントサイドメンバ５，５に伝達することできる。そのため、フロントサイドメンバ５，５により確実に衝突の衝撃を吸収することができる。
【００４１】
また、車体前部構造１では、ラジエータサポートサイド２を閉断面構造としているので、ラジエータサポートサイド２の曲げ強度がフロントサイドメンバ５の圧縮強度より大きくでき、ラジエータサポートサイド２が衝突の衝撃によって折れ曲がることなく荷重伝達部材として十分に機能する。さらに、車体前部構造１では、ラジエータサポートサイド２を後方から３点支持しているので、ラジエータサポートサイド２の曲げ強度が更に大きくなる。
【００４２】
また、車体前部構造１では、ラジエータサポートサイド２とフロントサイドメンバ５との車幅方向の幅を同じ幅とし、ラジエータサポートサイド２とフロントサイドメンバ５との側面同士が同一平面になるように結合しているので、ラジエータサポートサイド２からフロントサイドメンバ５への衝突荷重の伝達効率が非常に高い。そのため、フロントサイドメンバ５による衝突の衝撃の吸収効率も非常に高い。
【００４３】
また、車体前部構造１では、ラジエータサポートサイド２，２を後方から３点支持して曲げ強度を高めているので、クラッシュボックス８，８（ひいては、バンパビーム９）をラジエータサポートサイド２，２の何れの高さ位置でも取り付けることができる。そのため、バンパの高さ位置を自由に設定できる。これにより、全車種でバンパの高さ位置を揃えることも可能となる。
【００４４】
図７を参照して、第２の実施の形態に係る車体前部構造１１の構成について説明する。図７は、第２の実施の形態に係る車体前部構造のクラッシュボックス周辺の拡大斜視図である。なお、車体前部構造１１では、第１の実施の形態に係る車体前部構造１と同様の構成について同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４５】
車体前部構造１１は、車体前部構造１と比較すると、クラッシュボックス１８が取り付けられる位置が異なる。車体前部構造１１では、クラッシュボックス１８がラジエータサポートサイド２とフロントサイドメンバ１５との間に取り付けられる。なお、第２の実施の形態では、クラッシュボックス１８が特許請求の範囲に記載する前後方向衝撃吸収部材に相当する。
【００４６】
クラッシュボックス１８の車幅方向の幅は、ラジエータサポートサイド２の車幅方向の幅と同一の幅である。クラッシュボックス１８の前端面は、ラジエータサポートサイド２の後面の略中央部に溶接によって結合される。この際、クラッシュボックス１８の各側面とラジエータサポートサイド２の各側面とが揃うように結合される。クラッシュボックス１８が取り付けられる高さ位置は、車体前部構造１のフロントサイドメンバ５が取り付けられる高さ位置と同じ位置である。バンパビーム９は、ラジエータサポートサイド２の前面に溶接によって直接結合される。
【００４７】
フロントサイドメンバ１５とクラッシュボックス１８の前部分とは、断面の外形状及び大きさが同じであるが、圧縮荷重がクラッシュボックス１８の方が小さい。フロントサイドメンバ１５には、その前端の全周にわたってフランジ部１５ａが設けられている。フランジ部１５ａは、平板のロ形状であり、各辺に２個づつボルト孔が形成されている。クラッシュボックス１８には、後端の全周にわたってフランジ部１８ａが設けられている。フランジ部１８ａは、フランジ部１５ａと同形状のフランジであり、フランジ部１５ａと同じ位置にボルト孔が形成されている。フロントサイドメンバ１５とクラッシュボックス１８とは、フランジ部１５ａとフランジ部１８ａとが合わせられ、ボルト２０，・・・による締結によって結合される。
【００４８】
図７を参照して、車体前部構造１１を備える普通乗用車とバンパの高さ位置が異なるトラックとが正面衝突した場合における車体前部構造１１における衝撃吸収作用について説明する。
【００４９】
相手車両のバンパビームがラジエータサポートサイド２，２に当たると、ラジエータサポートサイド２，２では、その衝突の衝撃を受け止め、その衝撃によって衝突荷重を発生する。ラジエータサポートサイド２，２は、後方に折れ曲がることなくその衝突荷重をクラッシュボックス１８，１８に伝達する。クラッシュボックス１８，１８では、その伝達された衝突荷重によって座屈し、衝突の衝撃の一部を吸収する。そして、その吸収されなかった衝突荷重が、フロントサイドメンバ１５，１５に伝達される。フロントサイドメンバ１５，１５では、その伝達された衝突荷重によって座屈し、その座屈によって衝突による衝撃を吸収する。なお、低速で衝突した軽微な衝突の場合、クラッシュボックス１８，１８だけが座屈し、衝突の衝撃を全て吸収する。この場合、損傷を受けるのはクラッシュボックス１８，１８までの前方の部材であるので、ボルト２０，・・・による締結を解除することにより、クラッシュボックス１８，１８より前方側の部材のみを簡単に取り替えることができる。
【００５０】
この車体前部構造１１でも、第１の実施の形態に係る車体前部構造１と同様の効果が得られる。
【００５１】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【００５２】
例えば、本実施の形態では一般的な普通乗用車に適用したが、軽自動車、スポーツカー、トラック等の様々な車種に適用可能である。どのような車種に適用した場合でも、クラッシュボックスをフロントサイドメンバの軸上に設ける必要はなく、バンパの高さ位置を自由に設定できる。
【００５３】
また、本実施の形態では上下方向部材としてラジエータサポートサイドを適用したが、その他の部材を上下方向部材として適用してもよい。この場合、ラジエータサポートサイドのように鉛直方向に延びる部材でもよいし、あるいは、鉛直方向に対して所定の角度を有する傾斜している部材でもよい。
【００５４】
また、本実施の形態ではフロントサイドメンバの上下においてエプロンアッパメンバ及びフロントサスペンションメンバでラジエータサポートサイドを支持する構成としたが、どちらか一方だけで支持する構成としてもよい。この場合、フロントサイドメンバの高さ位置と支持しているメンバの高さ位置との間にクラッシュボックスを結合する。また、エプロンアッパメンバ及びフロントサスペンションメンバ共にラジエータサポートサイドを支持しない構成としてもよい。この場合、フロントサイドメンバの高さ位置にクラッシュボックスを結合する。
【００５５】
また、本実施の形態ではエプロンアッパメンバ及びフロントサスペンションメンバ共にラジエータサポートサイドの後面に直接結合して支持する構成としたが、エプロンアッパメンバがラジエータサポートアッパの後面に結合して支持する構成としてもよいし、フロントサスペンションメンバがラジエータサポートロアの後面に結合して支持する構成としてもよい。
【００５６】
また、本実施の形態ではラジエータサポートサイドの断面構造をロ状の閉断面構造として曲げ強度を大きくする構成としたが、断面構造を日状や目状等の他の閉断面構造として曲げ強度を大きくする構成としてもよいし、あるいは、平板や溝型構造の場合でも板厚を厚くするなどして曲げ強度を大きくする構成としてもよい。
【００５７】
また、本実施の形態ではラジエータサポートサイドの幅とフロントサイドメンバの幅を同一の幅としたが、異なる幅としてもよい。異なる幅とした場合、衝突時にラジエータサポートサイドとフロントサイドメンバとの結合部分に曲げ変形が生じないように補強部材等を設けたほうがよい。
【００５８】
また、本実施の形態では正面衝突した場合を例に挙げて車体前部構造における衝撃吸収作用を説明したが、この車体前部構造を有する車両が後方から前方の相手車両に衝突した場合にも上記した衝撃吸収作用を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１の実施の形態に係る車体前部構造の斜視図である。
【図２】図１の車体前部構造の側面図である。
【図３】図１のラジエータサポートサイドとフロントサイドメンバ及びクラッシュボックスとの結合部分の拡大図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る車体前部構造を備える車両と他車両とが衝突した場合、他車両のバンパビームがラジエータサポートに当たったときのラジエータサポートサイドとフロントサイドメンバの状態を示す側面図である。
【図６】図５と同様の衝突において、ラジエータサポートサイドの曲げ強度がフロントサイドメンバの圧縮強度より小さい場合のラジエータサポートサイドとフロントサイドメンバの状態を示す側面図である。
【図７】第２の実施の形態に係る車体前部構造のクラッシュボックス周辺の拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００６０】
１，１１…車体前部構造、２…ラジエータサポートサイド、３…ラジエータサポートアッパ、４…ラジエータサポートロア、５，１５…フロントサイドメンバ、１５ａ…フランジ部、６…エプロンアッパメンバ、６ａ…本体部、６ｂ…接続部、７…フロントサスペンションメンバ、７ａ…本体部、７ｂ…接続部、８，１８…クラッシュボックス、８ａ，８ｂ，１８ａ…フランジ部、９…バンパビーム、１０，２０…ボルト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝突時の衝撃を吸収するための車体の前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗用車等の各種車両における車体の前部構造は、他の車両等と衝突したときの衝撃を吸収するため構造が採られている。この前部構造では、車両の前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバが配設され、フロントサイドメンバによって衝突時の衝撃を吸収する。さらに、車両の最前部には、衝撃を吸収するためのバンパが配設され、そのバンパを支持するためのバンパビームが設けられている。このバンパビームあるいはバンパビームに結合するクラッシュボックスは、フロントサイドメンバに直接結合され、フロントサイドメンバの軸上に位置している。
【０００３】
車両には大型トラックから軽自動車やスポーツカーまで様々な車種があり、各車種によって車高が違い、バンパビーム（バンパ）の高さ位置も変わる。そのため、車両同士が衝突した際、その車両間でバンパの高さ位置がずれることがあり、フロントサイドメンバによって衝突時の衝撃を吸収することができない場合がある。そこで、前部構造には、フロントサイドメンバの外側にフロントアッパメンバの前端から上下方向に延びる骨格部材が設けられ、この骨格部材とフロントサイドメンバとが車幅方向に延びる連結部材で連結した構造のものがある（特許文献１参照）。この前部構造の場合、他車両と前面衝突した際に骨格部材にその他車両のバンパビームが当たった場合、骨格部材で受けた衝突の衝撃（衝突荷重）を連結部材によってフロントサイドメンバに伝達することにより、衝突時の衝撃を吸収する。
【特許文献１】特開２００３−４０１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した骨格部材でバンパビームを受ける前部構造の場合、衝突の衝撃によって、連結部材と骨格部材又はフロントサイドメンバの結合部分が剪断したりあるいは連結部材自体が折れ曲がったりする場合がある。この場合、連結部材を介して衝突荷重をフロントサイドメンバに伝達できないので、フロントサイドメンバによって衝突時の衝撃を吸収できない。連結部材を介して衝突荷重をフロントサイドメンバに伝達できた場合でも、衝突荷重が連結部材を介してフロントサイドメンバの断面の一部にしか入らないので、フロントサイドメンバによって衝突時の衝撃を十分に吸収できない。
【０００５】
そこで、本発明は、フロントサイドメンバによって衝突時の衝撃を確実に吸収することができる車体の前部構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る車体の前部構造は、車両骨格の一部であって車両の前後方向に延びるフロントサイドメンバと、フロントサイドメンバの上下方向の長さより上下方向の長さが長く車両の上下方向に延びる上下方向部材とを備え、フロントサイドメンバの前端部が上下方向部材の車両の後方側に結合することを特徴とする。
【０００７】
この車体の前部構造では、フロントサイドメンバの上下方向の長さより長い上下方向部材の後方側にフロントサイドメンバが結合しているので、上下方向部材からの荷重をフロントサイドメンバに確実に伝達できる構造となっている。この構造によれば、上下方向部材とフロントサイドメンバの結合方法に関係なく、上下方向部材からの荷重をフロントサイドメンバに確実に伝達できる。そのため、この前部構造では、衝突時に相手車両のバンパビーム等が上下方向部材に当たった場合、衝突時の衝撃によって上下方向部材で発生した衝突荷重をフロントサイドメンバに伝達することができる。そして、この前部構造では、フロントサイドメンバの車両の前後方向の座屈によって衝突荷重（エネルギ）を吸収する。このように、衝突時には、衝突荷重を上下方向部材を介して確実にフロントサイドメンバまで伝達でき、フロントサイドメンバによって衝突時の衝撃を確実に吸収することができる。また、この前部構造では、フロントサイドメンバの前側に上下方向に延びる上下方向部材を配置させているので、スポーツカーや軽自動車から大型トラックまで車種に関係なく、フロントサイドメンバまたはその前端部に結合されるバンパビーム（バンパ）の高さが自車と異なる車両と衝突した場合でも相手の車両のバンパビームまたはフロントサイドメンバを上下方向部材で受け止めることができる。
【０００８】
なお、上下方向部材は、鉛直方向に延びる部材でもよいしあるいは鉛直方向に対して所定の角度を有する傾斜している部材でもよく、例えば、ラジエータサポートサイドである。フロントサイドメンバの前端部が上下方向部材の後方側に結合する場合、フロントサイドメンバが上下方向部材に直接結合してもよいし、あるいは、クラッシュボックス等の別の部材を介して結合してもよい。
【０００９】
本発明の上記車体の前部構造では、上下方向部材は、閉断面構造であると好適である。
【００１０】
この車体の前部構造では、上下方向部材が閉断面構造となっているで、平板や溝型鋼等と比べて上下方向部材の曲げ強度が大きい。そのため、衝突時に相手車両のバンパビームが上下方向部材に当たった場合でも、上下方向部材が後方に曲がることを抑制でき、衝突荷重を上下方向部材からフロントサイドメンバに伝達できる。
【００１１】
本発明の上記車体の前部構造では、上下方向部材の車幅方向の幅は、フロントサイドメンバの車幅方向の幅と同じ幅であると好適である。
【００１２】
この車体の前部構造では、上下方向部材の車幅方向の幅がフロントサイドメンバの車幅方向の幅と同じ幅となっているで、結合時には上下方向部材とフロントサイドメンバの側面同士が同一平面を形成できる。そのため、この前部構造では、衝突時に相手車両のバンパビームが上下方向部材に当たった場合でも、その衝突の衝撃によって上下方向部材とフロントサイドメンバとの結合部分において曲げ変形が発生しない。また、上下方向部材とフロントサイドメンバの側面同士が同一平面であることから、上下方向部材の側面部に伝達された荷重が後方に結合されているフロントサイドメンバの側面部に直接伝達されるので、フロントサイドメンバの座屈によって効率良く衝突時の衝撃を吸収することができる。その結果、衝突荷重を上下方向部材からフロントサイドメンバに殆どロスなく伝達でき、フロントサイドメンバの座屈によって衝突時の衝撃を効率良く吸収することができる。
【００１３】
本発明の上記車体の前部構造では、上下方向部材の曲げ強度は、フロントサイドメンバの車両の前後方向の圧縮強度より大きいと好適である。
【００１４】
この車体の前部構造では、上下方向部材の曲げ強度がフロントサイドメンバの圧縮強度より大きいので、衝突時に相手車両のバンパビームが上下方向部材に当たった場合に、フロントサイドメンバの座屈（車両の前後方向に圧縮）する前に上下方向部材が後方に曲がることを極力抑制できる（あるいは、後方に曲がらない）。そのため、衝突荷重を上下方向部材からフロントサイドメンバに伝達できる。
【００１５】
本発明の上記車体の前部構造では、フロントサイドメンバより車両の前後方向の圧縮強度が小さく、車両の前後方向に延びる前後方向衝撃吸収部材を備え、上下方向部材は、フロントサイドメンバの上方においてダッシュパネルに支持され車両の前後方向に延びるエプロンアッパメンバ及び／又はフロントサイドメンバの下方において当該フロントサイドメンバに支持され車両の前後方向に延びるフロントサスペンションメンバにより支持され、前後方向衝撃吸収部材は、上下方向部材の車両の前方側においてフロントサイドメンバが上下方向部材に結合している高さ位置からエプロンアッパメンバ又はフロントサスペンションメンバが上下方向部材を支持している高さ位置までの間に結合する構成としてもよい。
【００１６】
この車体の前部構造では、フロントサイドメンバの上下においてエプロンアッパメンバ及び／又はフロントサスペンションメンバが上下方向部材を支持しているので、上下方向部材がフロントサイドメンバとエプロンアッパメンバ又は／及びフロントサスペンションメンバの少なくとも２点で支持される構造となっている。そのため、この前部構造では、２点支持されている間の上下方向部材の曲げ強度が更に大きく。そこで、この前部構造では、上方方向部材の前方側の２点支持されている間に前後方向衝撃吸収部材を結合する。この前部構造では、相手車両と衝突した場合、その衝突荷重が前後方向衝撃吸収部材に伝達されても、その衝突荷重による前後方向衝撃吸収部材の後退を上下方向部材によって防止することができ、前後方向衝撃吸収部材によって衝突の衝撃を吸収できる。特に、前後方向衝撃吸収部材がフロントサイドメンバより圧縮強度が小さいので、軽微な衝突の場合、その衝突の衝撃をフロントサイドメンバによって吸収する前に、前後方向衝撃吸収部材だけで吸収することができる。また、この前部構造では、前後方向衝撃吸収部材をフロントサイドメンバの軸上以外にも上下方向部材の広い範囲にわたって結合できるので、バンパビーム（バンパ）の高さ位置を自由に設定できる。そのため、車高が異なる様々な車種でも、同じ高さ位置にバンパを設けることも可能となる。
【００１７】
本発明の上記車体の前部構造では、エプロンアッパメンバ又は／及びフロントサスペンションメンバの前端部が上下方向部材の車両の後方側に結合するように構成してもよい。
【００１８】
この車体の前部構造では、上下方向部材の後方側にエプロンアッパメンバ又は／及びフロントサスペンションメンバが結合しているので、上下方向部材を後方からしっかりと支持することができる。そのため、この前部構造では、２点支持されている間の上下方向部材の曲げ強度が更に大きくなるので、前後方向衝撃吸収部材による衝撃吸収の効果を更に高めることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、上下方向部材の後方側にフロントサイドメンバを結合することにより、衝突荷重をフロントサイドメンバに確実に伝達でき、フロントサイドメンバによって衝突時の衝撃を確実に吸収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明に係る車体の前部構造の実施の形態を説明する。
【００２１】
本実施の形態では、本発明に係る車体の前部構造を、普通乗用車の車体の前部構造に適用する。本実施の形態に係る車体の前部構造は、ラジエータサポートサイドを後方側からフロントサイドメンバ、エプロンアッパメンバ及びフロントサスペンションメンバの３点で支持する構造である。本実施の形態には、クラッシュボックスを取り付ける位置の違いにより２つの形態があり、第１の実施の形態がクラッシュボックスをラジエータサポートサイドの前面に取り付ける形態であり、第２の実施の形態がクラッシュボックスをラジエータサポートサイドとフロントサイドメンバとの間に取り付ける形態である。
【００２２】
図１〜図４を参照して、第１の実施の形態に係る車体前部構造１の構成について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る車体前部構造の斜視図である。図２は、図１の車体前部構造の側面図である。図３は、図１のラジエータサポートサイドとフロントサイドメンバ及びクラッシュボックスとの結合部分の拡大図である。図４は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００２３】
車体前部構造１は、車両等と衝突した場合にその衝突時の衝撃を吸収する衝突吸収構造を有する。特に、車体前部構造１は、車両と衝突した場合にフロントサイドメンバによって衝突の衝撃を確実に吸収することが可能な構造かつバンパの高さ位置を自由に設定できる構造を有している。そのために、車体前部構造１は、ラジエータサポートサイド２，２、ラジエータサポートアッパ３、ラジエータサポートロア４、フロントサイドメンバ５，５、エプロンアッパメンバ６，６、フロントサスペンションメンバ７、クラッシュボックス８，８、バンパビーム９を備えている。なお、本実施の形態では、ラジエータサポートサイド２が特許請求の範囲に記載する上下方向部材に相当し、クラッシュボックス８が特許請求の範囲に記載する前後方向衝撃吸収部材に相当する。
【００２４】
ラジエータサポートサイド２，２は、ラジエータ（図示せず）を支持する部材であり、かつ、衝突時に衝撃を受け止める部材である。ラジエータサポートサイド２，２は、左右一対であり、上端間にラジエータサポートアッパ３が溶接によって結合され、下端間にラジエータサポートロア４が溶接によって結合される。ラジエータは、この左右一対のラジエータサポートサイド２，２、ラジエータサポートアッパ３及びラジエータサポートロア４で形成される方形状の支持部で支持される。
【００２５】
ラジエータサポートサイド２，２は、車両の上下方向（鉛直方向）に延びる。そのため、ラジエータサポートサイド２，２は、スポーツカーや軽自動車から大型トラックや大型バスまで様々な車種を対象として、各車種の車両に設けられているバンパビーム（トラック等に設けられる衝突防止バンパを含む）の最も低い位置のバンパビームから最も高い位置のバンパビームまでの高さ位置をカバーできる。したがって、ラジエータサポートサイド２，２は、衝突時に衝撃を受ける領域における高さの全領域をカバーし、衝突時には様々な車種のバンパビームを受け止めることができる。なお、エンジンルーム内に収納されるラジエータサポートサイド２，２には高さ制限があるので、全ての車種に対応できない場合にはラジエータサポートサイド２，２をエンジンルームの高さ制限一杯に配設する。
【００２６】
ラジエータサポートサイド２の断面構造は、図４に示すように、車両の前後方向に長いロ状の閉断面構造である。そのため、ラジエータサポートサイド２は、平板や溝型鋼等の従来のラジエータサポートサイドに比べて曲げ強度が非常に大きく、他の車両が衝突した際に、後方に曲がることなく（あるいは、後方に曲がることが抑制され）、その衝突の衝撃を受け止めることができる。これによって、ラジエータサポートサイド２は、その衝突の衝撃によって発生した衝突荷重をフロントサイドメンバ５に伝達する荷重伝達構造としても機能する。この機能を十分に発揮させるために、ラジエータサポートサイド２の曲げ強度はフロントサイドメンバの車両前後方向の圧縮強度より大きくなるように規定されている。また、ラジエータサポートサイド２の曲げ強度を相手車両の前端部（バンバ、バンバビーム、クラッシュボックス等）の強度より大きくなるように規定してもよい。
【００２７】
フロントサイドメンバ５，５は、車両の前後方向に延びる左右一対の部材であり、エンジン（図示せず）等を挟んだ位置に配設される。フロントサイドメンバ５，５は、車体の強度や剛性を向上させるための車両骨格部材でありかつ衝突時にバンパ（図示せず）やクラッシュボックス８，８等の車両前部で吸収しきれなかった衝撃を吸収する部材であり、車両の前後方向における圧縮強度が規定されている。この圧縮強度は、衝突実験やシミュレーション等によって設定され、衝突した際にフロントサイドメンバが圧縮変形（座屈）するときに発生する荷重（発生軸力）に相当する。フロントサイドメンバ５，５では、衝突時に所定の圧縮強度以上の荷重が加わると変形（座屈）し、その変形によって衝突時の衝撃を吸収する。
【００２８】
フロントサイドメンバ５の車幅方向の幅は、ラジエータサポートサイド２の車幅方向の幅と同一の幅である。フロントサイドメンバ５の前端面は、ラジエータサポートサイド２の後面の略中央部に溶接によって結合される。この際、フロントサイドメンバ５の各側面とラジエータサポートサイド２の各側面とが揃うように結合される（図３参照）。このように側面同士で同一平面になっていると、衝突時にラジエータサポートサイド２とフロントサイドメンバ５との結合部分に曲げ変形が発生することがなくなり、ラジエータサポートサイド２からフロントサイドメンバ５に衝突荷重を最も効率良く伝達できる。
【００２９】
エプロンアッパメンバ６，６は、フロントエプロンの骨格部材であり、かつ、ラジエータサポートサイド２，２を支持する部材である。エプロンアッパメンバ６，６は、車両の前後方向に延びる左右一対の部材であり、従来のエプロンアッパメンバに相当する本体部６ａ，６ａと接続部６ｂ，６ｂからなる。本体部６ａは、フロントエプロンの骨格を形成する部分であり、その後端部がダッシュパネルＤＰに支持される（図２参照）。接続部６ｂは、ラジエータサポートサイド２の上端部に接続するために、本体部６ａの前端からラジエータサポートサイド２の上端の後面まで延びる。接続部６ｂの前端面は、ラジエータサポートサイド２の後面の上端部に溶接によって結合される。
【００３０】
フロントサスペンションメンバ７は、フロントサスペンション（図示せず）等が組み付けられる部材であり、かつ、ラジエータサポートサイド２，２を支持する部材である。フロントサスペンションメンバ７は、車両の前後方向に延びる部材であり、従来のフロントサスペンションメンバに相当する本体部７ａと接続部７ｂ，７ｂからなる。本体部７ａは、フロントサスペンション等が組み付けられる部分であり、車体の下部に配設される。本体部７ａの上面の両側部はフロントサイドメンバ５，５の下面と溶接によってそれぞれ結合しており、フロントサスペンションメンバ７はフロントサイドメンバ５，５によって支持される。接続部７ｂ，７ｂは、ラジエータサポートサイド２，２に各々接続するために、本体部７ａの左右前端からラジエータサポートサイド２，２の後面の下端部まで各々延びる。接続部７ｂの前端面は、ラジエータサポートサイド２の後面の下端部に溶接によって結合される。
【００３１】
したがって、ラジエータサポートサイド２，２は、後方側からフロントサイドメンバ５，５、エプロンアッパメンバ６，６及びフロントサスペンションメンバ７の３点で支持される。そのため、ラジエータサポートサイド２，２の後方への曲げ強度は、ラジエータサポートサイド２，２自体の構造に加えて、この３点支持によって非常に大きな強度となっている。
【００３２】
クラッシュボックス８，８は、衝突時の衝撃を吸収するための部材であり、かつ、バンパビーム９を支持する部材である。クラッシュボックス８，８は、車両の前後方向に延びる左右一対の部材であり、所定の圧縮強度を有している。この所定の圧縮強度は、フロントサイドメンバ５，５で衝突時の衝撃を吸収する前（フロントサイドメンバ５，５が座屈する前）にその衝撃を吸収するために、フロントサイドメンバ５の圧縮荷重より小さい強度に設定されている。クラッシュボックス８，８では、衝突時に所定の圧縮強度以上の荷重が加わると変形（座屈）し、その変形によって衝突時の衝撃を吸収する。
【００３３】
クラッシュボックス８には、その後端の上方及び下方にフランジ部８ａ，８ｂが設けられている（図３参照）。フランジ部８ａ，８ｂは、平板の三角形状であり、その中央部にボルト孔が形成されている。また、クラッシュボックス８の車幅方向の幅は、ラジエータサポートサイド２の車幅方向の幅と同一の幅である。クラッシュボックス８の後端面は、ラジエータサポートサイド２の前面に配置され、ボルト１０，１０による締結によって固定される。この際、クラッシュボックス８の各側面とラジエータサポートサイド２の各側面とが揃うように結合される（図３参照）。また、クラッシュボックス８が取り付けられる高さ位置は、バンパの高さ位置に応じて決められ、フロントサイドメンバ５の高さ位置とフロントサスペンションメンバ７（接続部７ｂ，７ｂ）の高さ位置との間の略中央部である。なお、ラジエータサポートサイド２にも、クラッシュボックス８を取り付ける位置に合わせてボルト孔が形成されている。
【００３４】
バンパビーム９は、バンパを支持する部材でありかつ衝突時に衝撃を受け止める部材である。バンパビーム９は、クラッシュボックス８，８の前端部に取り付けられる。バンパビーム９では、衝突時に衝撃を受けると、それ自身が大きく変形するようなことはなく、その衝撃に対して発生した荷重をクラッシュボックス８，８、ラジエータサポートサイド２，２（ひいては、フロントサイドメンバ５，５）に伝達する。
【００３５】
図１〜図６を参照して、車体前部構造１を備える普通乗用車とバンパの高さ位置が異なるトラックとが正面衝突した場合における車体前部構造１における衝撃吸収作用について説明する。図５は、第１の実施の形態に係る車体前部構造を備える車両と他車両とが衝突した場合、他車両のバンパビームがラジエータサポートに当たったときのラジエータサポートサイドとフロントサイドメンバの状態を示す側面図である。図６は、図５と同様の衝突において、ラジエータサポートサイドの曲げ強度がフロントサイドメンバの圧縮強度より小さい場合のラジエータサポートサイドとフロントサイドメンバの状態を示す側面図である。
【００３６】
普通乗用車のバンパビーム９の位置は、図５に示すように、トラック（相手車両）のバンパビームＢＢの位置より低い。そのため、正面衝突した場合、バンパ同士が当たらないので、上下方向に延びるラジエータサポートサイド２，２に相手車両のバンパビームＢＢが当たる。また、バンパビーム９が相手車両のラジエータサポートサイド等（図示せず）に当たる。
【００３７】
バンパビーム９が相手車両のラジエータサポートサイド等に当たると、バンパビーム９からの衝突荷重によってクラッシュボックス８，８が座屈し、衝突の衝撃の一部を吸収する。また、相手車両のバンパビームＢＢ（バンパ）がラジエータサポートサイド２，２に当たると、ラジエータサポートサイド２，２では、その衝突の衝撃を受け止め、その衝撃によって衝突荷重を発生する。この際、ラジエータサポートサイド２，２を、フロントサイドメンバ５，５、エプロンアッパメンバ６，６及びフロントサスペンションメンバ７によって後方から３点支持している。さらに、ラジエータサポートサイド２，２は、フロントサイドメンバ５，５の圧縮強度より大きな曲げ強度を有している。そのため、ラジエータサポートサイド２，２は、後方に折れ曲がることなくその衝突荷重をフロントサイドメンバ５，５に伝達する。この際、フロントサイドメンバ５，５はラジエータサポートサイド２，２の後面に結合しかつフロントサイドメンバ５，５の各側面とラジエータサポートサイド２，２の各側面とが同一平面を形成しているので、衝突荷重は、曲げ変形等によるロスなく、効率良く伝達される。フロントサイドメンバ５，５では、その伝達された衝突荷重によって座屈し、その座屈によって衝突による衝撃を吸収する。
【００３８】
なお、低速で衝突した軽微な衝突の場合、バンパビーム９が相手車両のラジエータサポートサイド等に当たると、クラッシュボックス８，８によって衝突の衝撃を吸収する。この際、ラジエータサポートサイド２，２を介してその衝突荷重がフロントサイドメンバ５，５に伝達された場合でも、フロントサイドメンバ５，５よりクラッシュボックス８，８の方が圧縮荷重が小さいので、クラッシュボックス８，８だけが座屈し、衝突の衝撃を全て吸収する。また、ラジエータサポートサイド２，２をフロントサイドメンバ５，５、エプロンアッパメンバ６，６及びフロントサスペンションメンバ７によって後方から３点支持しているので、衝突荷重によるクラッシュボックス８，８の後退をラジエータサポートサイド２，２によって防止し、クラッシュボックス８，８によって衝撃を確実に吸収できる。この場合、損傷を受けるのはクラッシュボックス８，８までの前方の部材であり、それより後方の部材は損傷を受けない。そのため、ボルト１０，１０による締結を解除してクラッシュボックス８，８を取り外すことにより、クラッシュボックス８，８より前方側の部材のみを簡単に取り替えることができる。
【００３９】
ちなみに、ラジエータサポートサイド２’，２’の曲げ荷重がフロントサイドメンバ５，５の圧縮荷重より小さい場合、図６に示すように、相手車両のバンパビームＢＢがラジエータサポートサイド２’，２’に当たると、ラジエータサポートサイド２’，２’は、衝突の衝撃によって後方に折れ曲がる。そのため、ラジエータサポートサイド２’，２’からフロントサイドメンバ５，５に衝突荷重を十分に伝達することができず、フロントサイドメンバ５，５によって衝突の衝撃を十分に吸収することができない。
【００４０】
車体前部構造１によれば、前面衝突した場合、相手車両のバンパの高さ位置に関係なくラジエータサポートサイド２，２によって衝突の衝撃を受け止めることができ、その衝突荷重をラジエータサポートサイド２，２によってフロントサイドメンバ５，５に伝達することできる。そのため、フロントサイドメンバ５，５により確実に衝突の衝撃を吸収することができる。
【００４１】
また、車体前部構造１では、ラジエータサポートサイド２を閉断面構造としているので、ラジエータサポートサイド２の曲げ強度がフロントサイドメンバ５の圧縮強度より大きくでき、ラジエータサポートサイド２が衝突の衝撃によって折れ曲がることなく荷重伝達部材として十分に機能する。さらに、車体前部構造１では、ラジエータサポートサイド２を後方から３点支持しているので、ラジエータサポートサイド２の曲げ強度が更に大きくなる。
【００４２】
また、車体前部構造１では、ラジエータサポートサイド２とフロントサイドメンバ５との車幅方向の幅を同じ幅とし、ラジエータサポートサイド２とフロントサイドメンバ５との側面同士が同一平面になるように結合しているので、ラジエータサポートサイド２からフロントサイドメンバ５への衝突荷重の伝達効率が非常に高い。そのため、フロントサイドメンバ５による衝突の衝撃の吸収効率も非常に高い。
【００４３】
また、車体前部構造１では、ラジエータサポートサイド２，２を後方から３点支持して曲げ強度を高めているので、クラッシュボックス８，８（ひいては、バンパビーム９）をラジエータサポートサイド２，２の何れの高さ位置でも取り付けることができる。そのため、バンパの高さ位置を自由に設定できる。これにより、全車種でバンパの高さ位置を揃えることも可能となる。
【００４４】
図７を参照して、第２の実施の形態に係る車体前部構造１１の構成について説明する。図７は、第２の実施の形態に係る車体前部構造のクラッシュボックス周辺の拡大斜視図である。なお、車体前部構造１１では、第１の実施の形態に係る車体前部構造１と同様の構成について同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４５】
車体前部構造１１は、車体前部構造１と比較すると、クラッシュボックス１８が取り付けられる位置が異なる。車体前部構造１１では、クラッシュボックス１８がラジエータサポートサイド２とフロントサイドメンバ１５との間に取り付けられる。なお、第２の実施の形態では、クラッシュボックス１８が特許請求の範囲に記載する前後方向衝撃吸収部材に相当する。
【００４６】
クラッシュボックス１８の車幅方向の幅は、ラジエータサポートサイド２の車幅方向の幅と同一の幅である。クラッシュボックス１８の前端面は、ラジエータサポートサイド２の後面の略中央部に溶接によって結合される。この際、クラッシュボックス１８の各側面とラジエータサポートサイド２の各側面とが揃うように結合される。クラッシュボックス１８が取り付けられる高さ位置は、車体前部構造１のフロントサイドメンバ５が取り付けられる高さ位置と同じ位置である。バンパビーム９は、ラジエータサポートサイド２の前面に溶接によって直接結合される。
【００４７】
フロントサイドメンバ１５とクラッシュボックス１８の前部分とは、断面の外形状及び大きさが同じであるが、圧縮荷重がクラッシュボックス１８の方が小さい。フロントサイドメンバ１５には、その前端の全周にわたってフランジ部１５ａが設けられている。フランジ部１５ａは、平板のロ形状であり、各辺に２個づつボルト孔が形成されている。クラッシュボックス１８には、後端の全周にわたってフランジ部１８ａが設けられている。フランジ部１８ａは、フランジ部１５ａと同形状のフランジであり、フランジ部１５ａと同じ位置にボルト孔が形成されている。フロントサイドメンバ１５とクラッシュボックス１８とは、フランジ部１５ａとフランジ部１８ａとが合わせられ、ボルト２０，・・・による締結によって結合される。
【００４８】
図７を参照して、車体前部構造１１を備える普通乗用車とバンパの高さ位置が異なるトラックとが正面衝突した場合における車体前部構造１１における衝撃吸収作用について説明する。
【００４９】
相手車両のバンパビームがラジエータサポートサイド２，２に当たると、ラジエータサポートサイド２，２では、その衝突の衝撃を受け止め、その衝撃によって衝突荷重を発生する。ラジエータサポートサイド２，２は、後方に折れ曲がることなくその衝突荷重をクラッシュボックス１８，１８に伝達する。クラッシュボックス１８，１８では、その伝達された衝突荷重によって座屈し、衝突の衝撃の一部を吸収する。そして、その吸収されなかった衝突荷重が、フロントサイドメンバ１５，１５に伝達される。フロントサイドメンバ１５，１５では、その伝達された衝突荷重によって座屈し、その座屈によって衝突による衝撃を吸収する。なお、低速で衝突した軽微な衝突の場合、クラッシュボックス１８，１８だけが座屈し、衝突の衝撃を全て吸収する。この場合、損傷を受けるのはクラッシュボックス１８，１８までの前方の部材であるので、ボルト２０，・・・による締結を解除することにより、クラッシュボックス１８，１８より前方側の部材のみを簡単に取り替えることができる。
【００５０】
この車体前部構造１１でも、第１の実施の形態に係る車体前部構造１と同様の効果が得られる。
【００５１】
以上、本発明に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されることなく様々な形態で実施される。
【００５２】
例えば、本実施の形態では一般的な普通乗用車に適用したが、軽自動車、スポーツカー、トラック等の様々な車種に適用可能である。どのような車種に適用した場合でも、クラッシュボックスをフロントサイドメンバの軸上に設ける必要はなく、バンパの高さ位置を自由に設定できる。
【００５３】
また、本実施の形態では上下方向部材としてラジエータサポートサイドを適用したが、その他の部材を上下方向部材として適用してもよい。この場合、ラジエータサポートサイドのように鉛直方向に延びる部材でもよいし、あるいは、鉛直方向に対して所定の角度を有する傾斜している部材でもよい。
【００５４】
また、本実施の形態ではフロントサイドメンバの上下においてエプロンアッパメンバ及びフロントサスペンションメンバでラジエータサポートサイドを支持する構成としたが、どちらか一方だけで支持する構成としてもよい。この場合、フロントサイドメンバの高さ位置と支持しているメンバの高さ位置との間にクラッシュボックスを結合する。また、エプロンアッパメンバ及びフロントサスペンションメンバ共にラジエータサポートサイドを支持しない構成としてもよい。この場合、フロントサイドメンバの高さ位置にクラッシュボックスを結合する。
【００５５】
また、本実施の形態ではエプロンアッパメンバ及びフロントサスペンションメンバ共にラジエータサポートサイドの後面に直接結合して支持する構成としたが、エプロンアッパメンバがラジエータサポートアッパの後面に結合して支持する構成としてもよいし、フロントサスペンションメンバがラジエータサポートロアの後面に結合して支持する構成としてもよい。
【００５６】
また、本実施の形態ではラジエータサポートサイドの断面構造をロ状の閉断面構造として曲げ強度を大きくする構成としたが、断面構造を日状や目状等の他の閉断面構造として曲げ強度を大きくする構成としてもよいし、あるいは、平板や溝型構造の場合でも板厚を厚くするなどして曲げ強度を大きくする構成としてもよい。
【００５７】
また、本実施の形態ではラジエータサポートサイドの幅とフロントサイドメンバの幅を同一の幅としたが、異なる幅としてもよい。異なる幅とした場合、衝突時にラジエータサポートサイドとフロントサイドメンバとの結合部分に曲げ変形が生じないように補強部材等を設けたほうがよい。
【００５８】
また、本実施の形態では正面衝突した場合を例に挙げて車体前部構造における衝撃吸収作用を説明したが、この車体前部構造を有する車両が後方から前方の相手車両に衝突した場合にも上記した衝撃吸収作用を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】第１の実施の形態に係る車体前部構造の斜視図である。
【図２】図１の車体前部構造の側面図である。
【図３】図１のラジエータサポートサイドとフロントサイドメンバ及びクラッシュボックスとの結合部分の拡大図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る車体前部構造を備える車両と他車両とが衝突した場合、他車両のバンパビームがラジエータサポートに当たったときのラジエータサポートサイドとフロントサイドメンバの状態を示す側面図である。
【図６】図５と同様の衝突において、ラジエータサポートサイドの曲げ強度がフロントサイドメンバの圧縮強度より小さい場合のラジエータサポートサイドとフロントサイドメンバの状態を示す側面図である。
【図７】第２の実施の形態に係る車体前部構造のクラッシュボックス周辺の拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００６０】
１，１１…車体前部構造、２…ラジエータサポートサイド、３…ラジエータサポートアッパ、４…ラジエータサポートロア、５，１５…フロントサイドメンバ、１５ａ…フランジ部、６…エプロンアッパメンバ、６ａ…本体部、６ｂ…接続部、７…フロントサスペンションメンバ、７ａ…本体部、７ｂ…接続部、８，１８…クラッシュボックス、８ａ，８ｂ，１８ａ…フランジ部、９…バンパビーム、１０，２０…ボルト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両骨格の一部であって車両の前後方向に延びるフロントサイドメンバと、
前記フロントサイドメンバの上下方向の長さより上下方向の長さが長く車両の上下方向に延びる上下方向部材と
を備え、
前記フロントサイドメンバの前端部が前記上下方向部材の車両の後方側に結合することを特徴とする車体の前部構造。
【請求項２】
前記上下方向部材は、閉断面構造であることを特徴とする請求項１に記載の車体の前部構造。
【請求項３】
前記上下方向部材の車幅方向の幅は、前記フロントサイドメンバの車幅方向の幅と同じ幅であることを特徴とする請求項２に記載の車体の前部構造。
【請求項４】
前記上下方向部材の曲げ強度は、前記フロントサイドメンバの車両の前後方向の圧縮強度より大きいことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車体の前部構造。
【請求項５】
前記フロントサイドメンバより車両の前後方向の圧縮強度が小さく、車両の前後方向に延びる前後方向衝撃吸収部材を備え、
前記上下方向部材は、前記フロントサイドメンバの上方においてダッシュパネルに支持され車両の前後方向に延びるエプロンアッパメンバ及び／又は前記フロントサイドメンバの下方において当該フロントサイドメンバに支持され車両の前後方向に延びるフロントサスペンションメンバにより支持され、
前記前後方向衝撃吸収部材は、前記上下方向部材の車両の前方側において前記フロントサイドメンバが前記上下方向部材に結合している高さ位置から前記エプロンアッパメンバ又は前記フロントサスペンションメンバが前記上下方向部材を支持している高さ位置までの間に結合することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車体の前部構造。
【請求項６】
前記エプロンアッパメンバ又は／及び前記フロントサスペンションメンバの前端部が前記上下方向部材の車両の後方側に結合することを特徴とする請求項５に記載の車体の前部構造。
【請求項１】
車両骨格の一部であって車両の前後方向に延びるフロントサイドメンバと、
前記フロントサイドメンバの上下方向の長さより上下方向の長さが長く車両の上下方向に延びる上下方向部材と
を備え、
前記フロントサイドメンバの前端部が前記上下方向部材の車両の後方側に結合することを特徴とする車体の前部構造。
【請求項２】
前記上下方向部材は、閉断面構造であることを特徴とする請求項１に記載の車体の前部構造。
【請求項３】
前記上下方向部材の車幅方向の幅は、前記フロントサイドメンバの車幅方向の幅と同じ幅であることを特徴とする請求項２に記載の車体の前部構造。
【請求項４】
前記上下方向部材の曲げ強度は、前記フロントサイドメンバの車両の前後方向の圧縮強度より大きいことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の車体の前部構造。
【請求項５】
前記フロントサイドメンバより車両の前後方向の圧縮強度が小さく、車両の前後方向に延びる前後方向衝撃吸収部材を備え、
前記上下方向部材は、前記フロントサイドメンバの上方においてダッシュパネルに支持され車両の前後方向に延びるエプロンアッパメンバ及び／又は前記フロントサイドメンバの下方において当該フロントサイドメンバに支持され車両の前後方向に延びるフロントサスペンションメンバにより支持され、
前記前後方向衝撃吸収部材は、前記上下方向部材の車両の前方側において前記フロントサイドメンバが前記上下方向部材に結合している高さ位置から前記エプロンアッパメンバ又は前記フロントサスペンションメンバが前記上下方向部材を支持している高さ位置までの間に結合することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の車体の前部構造。
【請求項６】
前記エプロンアッパメンバ又は／及び前記フロントサスペンションメンバの前端部が前記上下方向部材の車両の後方側に結合することを特徴とする請求項５に記載の車体の前部構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−５６３２８（Ｐ２００６−５６３２８Ａ）
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３８７０８（Ｐ２００４−２３８７０８）
【出願日】平成１６年８月１８日（２００４．８．１８）
【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１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１８日（２００４．８．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]