JP2004521813A - バンパーユニットを備えた自動車前部 - Google Patents

Abstract

本発明は、バンパーカバー（５）によって外部が覆われた前部バンパー（４）を有するバンパーユニットを備えた自動車前部（１）に関する。前記バンパーユニットの下部領域は自動車の床支持構造物（３）に接続され、空気案内要素（１６）はバンパーの下に配置される。本発明によれば、前部に衝撃があった際には、空気案内要素（１６）は、バンパーカバー（５）と協働し、バンパーの前の領域内でバンパーカバー（５）を補強し、空気案内要素は床支持構造物（３）によって支持される。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求項１の前文に記載の、バンパーユニットを備えた自動車の前部に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、自動車の底部支持構造物に接続され、バンパーユニットの後ろに配置された駆動アセンブリに冷却空気を供給するためにバンパーカバー内に冷却空気開口部が作られたバンパーユニットを備えた自動車の前部を既に開示している。冷却空気開口部は、バンパーユニットに連結しその中に衝撃に対して弾性のあるバンパーが組み込まれた、横キャリアの上下に配置される。
【０００３】
【特許文献１】独国特許発明第３８２５０７１Ｃ１号明細書
【０００４】
冷却空気開口部を通って駆動アセンブリに流れる空気を、流れ損失をできる限り少なくして通過させるために、空気案内ダクトを形成する空気案内部が、バンパーカバーと底部支持構造物との間に配置される。
【０００５】
車両の前部領域内にある駆動アセンブリの効率を向上させるための上記のまたは同様の追加アセンブリを用いると、パッキング密度がさらに増加するので、衝突の際の歩行者の保護を向上させるための対策を構成するための構造上の自由空間が少なくなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明は、空気案内部の有利な効果を維持しつつ衝突の際の歩行者の保護を向上する、一般的なタイプの自動車の前部を開発する目的を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本目的は、請求項１の特徴を備える本発明により達成される。
【０００８】
本発明の有利な改良については、他の請求項に見出すことができる。
【０００９】
空気案内部などの既に存在している構成部品でバンパーカバーを補強することにより、歩行者のための衝撃保護を向上させるために自動車の前部内にある構造空間が、最大限まで利用される。ここで、空気案内部は、フェンンダーの前に位置する領域内のバンパーカバーに対して補強効果を有するので、衝突の際に、歩行者は、まず、その歩行者のほぼ脚の下部の高さにあるこの領域に接触する。脚の下部領域内で自動車の前部から離れるように作用する運動力により、歩行者は身体の重心を中心として投げ飛ばされるので、歩行者の上体が、ボンネットの方向に動くこととなる。その過程において、弾力的な構造を有するバンパーが中に押しつけられるので、歩行者は所定の方式でボンネットの上を転がることとなる。同時に、バンパーカバーの補強材が、歩行者のためのアンダーライドプロテクションとして作用するので、衝突の際に車両の下に引っ張られることがない。空気案内部は、必要な支持力にすばやく達し、加速値と歩行者のために必要な侵入経路を保ったまま維持されるようにここに固定される。
【００１０】
空気案内部が事実上自動車の幅全体にわたって延在しているので、バンパーカバーは自動車の前部の側面領域内でも補強され、同時に、自動車の前部領域にある断面表面が、冷却空気を送るために最大限まで使用される。
【００１１】
好ましい実施形態では、空気案内部は、底部支持構造物に連動している２つの長手方向のキャリア部分によって前端で支持される。空気案内部は、射出成形部品として実施され、使用されるプラスチックは、比較的堅く、耐衝撃性を有し、余り脆くないものであるべきである。長手方向のキャリア部分の前端に接続することにより、変更に余分な経費を余りかけることなく、射出成形部品に組み込むことのできる既存の構成部品に対して安定した支持が可能となる。
【００１２】
長手方向のキャリア部分の前端にわたって嵌まっている後端衝突保護要素が、その空気案内部の支持体としての機能に加え、軽い損傷の際の後端衝突保護として作用する。たとえば、自動車の後端がカーブなどに突き当たった場合、支持構造物に連動している長手方向のキャリア部分が、後端衝突保護要素により損傷に対して最大限まで保護されることとなる。後端衝突保護要素は、事実上支持構造物と空気案内部との間のどのような形状の接続にも適用できるように、プラスチック製であることが望ましい。
【００１３】
さらに製造コストを低減させるために、空気案内部は、後端衝突保護要素と一体に構築できる。
【００１４】
長手方向のキャリア部分の前端で支持位置を越えて水平方向に延在する空気案内部により、歩行者とのオフセット衝突があった場合にも歩行者保護が実現される。
【００１５】
バンパーカバー上で空気案内部を均一に支持するために、バンパーカバーに面する空気案内部の輪郭は、バンパーカバーの内部輪郭に適合されている。さらに、バンパーカバーは、バンパーカバーの寸法安定性を向上させるために、空気案内部によってあらかじめ応力を加えておくことができる。
【００１６】
特に好ましい実施形態では、空気案内部は翼状の形状を有する。空気案内部を本質的に安定させるために、自動車の長手方向に向けられ、自動車の横方向に互いに間隔を置いて配置されたいくつかの補強リブが、翼の上部側に配置される。
【００１７】
翼の下側からバンパーカバーの方向に延在する補強リブが、バンパーカバーの下部領域内で特に補強する方式で作用する。各補強リブの終端縁がバンパーカバーの内部輪郭に合致することにより、この領域内の剛性度が特に増加するので、激突の際に歩行者の足の下部が跳ね上がることができる。
【００１８】
バンパーと空気案内部を覆うことによって少なくとも一部閉じられた中空部分を形成することにより、簡単な手段で、歩行者を衝撃から保護するためのさらなる補強が実現される。ここで、翼は、その終端縁でバンパーカバーに取り付けられるか、またはバンパーカバーに支えられるだけである場合がある。
【００１９】
長手方向のキャリア部分の前端の両側で空気案内部を支持するだけでなく、前部長手方向のキャリア部分に接続する横キャリア上で支持することも可能である。このことにより、下部領域内のバンパーカバーの剛性度がさらに向上する。
【００２０】
本発明のさらに有利な改良を、図面を参照して以下に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、前部長手方向のキャリア部分３の高さにある長手方向の部分内にバンパーユニット２を備えた自動車の前部１を示しており、長手方向のキャリア部分３は、自動車の（より詳細に示していない）底部支持構造体に連動している。
【００２２】
バンパーユニット２は、前部バンパー４とバンパーカバー５とを備える。
【００２３】
前部バンパー４は、衝撃吸収装置７を用いて自動車の支持構成部品８に接続された横キャリア６によって形成される。事実上自動車の幅全体にわたって延在する衝撃用発泡部品１０が、２室の中空部分として実施される横キャリア６の前端側面９に取り付けられる。衝撃用発泡部品１０はＵ形の断面を有する。
【００２４】
自動車の前部１は、ねじ接続１３を用いて上部領域内で自動車の車体フレーム部１１と側面部１２とに接続されたバンパーカバー５によって前部で終端する。自動車の幅にわたって少なくとも一部延在する冷却空気開口部１４が、エンジンの空胴１５内に配置された駆動アセンブリに十分な冷却空気を供給するために、前部バンパー４の下のバンパーカバー５内に作られる。この実施形態では、冷却空気開口部１４は、給気冷却器に冷却空気を供給するよう構成されるが、このことは図１には示していない。
【００２５】
後端衝突保護要素１７を用いて長手方向のキャリア部分３の前端１８に取り付けられた空気案内部１６が、冷却空気開口部１４の下に配置される。このため、後端衝突保護要素１７は、空気案内部１６とともに単一のプラスチック構成部品として構築され、後端衝突保護要素１７は、その後部領域１９内でねじ接続２０を用いて長手方向のキャリア部分３に取り付けられる。後端衝突保護要素１７は、その内部輪郭が長手方向のキャリア部分の前端１８の外部輪郭にほぼ合致するように形づくられるので、後端衝突保護要素１７は前端１８上に容易に嵌まることができる。同時に、バンパーカバー５の、冷却空気開口部１４の下で延在する下部リップ２１は、ねじ接続２２を用いて後端衝突保護要素１７に取り付けられ、したがって前部長手方向のキャリア部分３に取り付けられる。
【００２６】
空気案内部１６は、冷却空気開口部１４が上に配置されているか否かに係わらず、翼の形で事実上自動車の幅全体にわたって延在する。バンパーカバー５に面するその終端縁２３で、自動車の長手方向に舌の形で延在する空気案内部１６は、バンパーカバー５の内部輪郭２４に支えられ、内部輪郭２４は、低い振動で空気案内部１６を支持するために、係合角２５として終端縁２３の隣接領域内に形成される。空気案内部１６を補強するために、自動車の長手方向に向けられた補強リブ２６が、前記空気案内部１６の上部側に配置される。所望の剛性度により、補強リブ２６の数を自動車の横方向に増加することができるが、補強リブ２６間の距離が、それに相応して短くなる。
【００２７】
下部リップ２１を空気案内部１６で覆った結果、空気案内ダクト２７が、少なくとも下方方向で閉じられ、そこを通って流れ込む空気が選択された方式で給気冷却器の方に方向づけられる。空気案内部の舌の形の形状構成により、望ましくない流れ損失が生じることなく、確実に、流れ込んだ空気を最大限まで使用することが可能となる。同時に、車の前部領域内の構造上の条件に合わせて、冷却空気開口部１４を通って入る空気の流れを、冷却すべき駆動アセンブリに対して選択された方式で方向づけることが可能となる。
【００２８】
歩行者との衝突があった場合、空気案内部１６は、バンパーカバー５に連動しバンパー４のやや前に位置する、下部リップ２１上で補強する方式で作用する。下部リップ２１は、それに相応して、自動車の前部１内の、前方に最大度突出する構成部品である。この結果、歩行者との衝突があった場合、まず、歩行者の足の下部が、円で印を付けた領域Ａで下部リップ２１によって感知される。正確にこの領域Ａ内で空気案内部１６で下部リップ２１を補強することにより、歩行者の脚が進行方向Ｆに自動車から離れるので、歩行者は重心を中心として向きを変える。衝撃用発泡部品１０に対して衝撃があった場合、歩行者が定められた方式でボンネットの上を転がる間、衝撃用発泡剤の圧迫によって衝撃力が吸収される。このことにより、衝突した歩行者が車にひかれる可能性が事実上なくなる。このため、ボンネットには、歩行者を保護するためのさらなる対策、たとえばボンネットの上部縁の領域内にエアバッグを装備することができる。さらなる実施形態では、下部リップ２１は、バンパーカバーの輪郭と同一平面上にまたはバンパーカバーのやや後ろに位置するように実施することができる。
【００２９】
図２は、自動車の前部１の中心を通る長手方向部分を示しており、同一の参照記号は同一の構成部品を表す。
【００３０】
冷却すべきアセンブリである、ラジエーターを示す２８、ファンを示す２９、図１で既に言及した給気冷却器を示す３０は、図２からも自明である。図１とは異なり、ここでは底部支持構造物の横キャリア３１が見えており、前記横キャリア３１は、前部長手方向のキャリア部分３（ここには図示していない）と互いに接続する。
【００３１】
衝撃用発泡部品１０に接続された横キャリア６の上に、ラジエーターグリル３３で覆われたさらなる冷却空気開口部３２が、バンパーカバー５内に設けられる。ラジエーターグリル３３を通って流れ込む空気は、ラジエーターグリルの後ろに置かれたラジエーター２８に送られる。ラジエーターグリル３３の上に、隣接するボンネット３４がある。
【００３２】
空気案内部１６は、自動車の中心に舌の形状で形成され、したがって冷却空気開口部１４を通って直接給気ラジエーター３０に流れ込む空気を導く。舌の形の断面により、渦によって起こる不要な漏れ損失がなく、給気冷却器３０の方向に空気の減少が促進される。
【００３３】
底部支持構造物上の自動車の中心で支えとなるために、空気案内部１６は、横キャリア３１に接続される。このため、横キャリア３１に面する端３５は、フォークの形で実施される。フォーク３６として形成される端３５は、横キャリア３１上に一部嵌まり、ねじ接続３７を用いて横キャリア３１に取り付けられる。
【００３４】
空気案内部１６は、フォーク３６から、バンパーカバー５に連動している下部リップ２１の内部輪郭２５まで延在し、領域Ａ内で歩行者との衝突があった場合にバンパーカバー５上で補強する方式で作用する。空気案内部１６は、図１と同様に、その上部側に補強リブ２６を有する。剛性度を向上させるために、空気案内部１６の下側に、補強リブ３８がさらに設けられる。
【００３５】
図３は、空気案内部１６の上からの概略平面図を示しており、空気案内部１６は、事実上自動車の幅全体にわたり、前部長手方向のキャリア部分３上の（図１に記載した）支持体３９および４０を越えて翼の形で延在する。
【００３６】
図１および２で既に記載した長手方向の部分の例示が、図１の線Ｉ−Ｉおよび図２の線ＩＩ−ＩＩで示されている。
【００３７】
図３に示されているように、補強リブ２６は、自動車の横方向に空気案内部１６の範囲全体にわたって分散される。
【００３８】
（鎖線で示されている）追加の支持体４１が、長手方向のキャリア部分３上に設けられた支持体３９と４０との間の横キャリア３１上に任意に配置されるが、前記支持体は、図３の例証的実施形態で既に記載してある。もちろん、さらに追加の支持体４１を、空気案内部１６の固有振動が生じる可能性を防ぐために設けることもできる。
【００３９】
横キャリア３１上の支持体４１のさらなる例証的実施形態が、図３の線ＩＩ−ＩＩに沿って図４に示されている。
【００４０】
自動車の前部１は、図２に示された例証的実施形態と同様に構築され、空気案内部１６の形態のみが異なっている。
【００４１】
次いで、空気案内部１６は、冷却空気開口部１４から下部リップ２１を経て底部支持構造物の横キャリア３１まで延在する。冷却空気開口部１４の領域内で、空気案内部１６は、冷却空気グリル４２として実施され、ラッチ突起４３を用いて冷却空気開口部１４の開口縁４４に取り付けられる。空気案内部１６は、冷却空気開口部１４を通って流れ込む空気を選択された方式で給気ラジエーター３０に方向づけるために、冷却空気開口部１４の下で段形の構造を有する。図２の第１の例証的実施形態とは異なり、終端縁２３は、冷却空気開口部１４の下部開口縁４４に溶接される。あるいは、別の手段の付属装置、たとえば留め金具を設けることもできる。空気案内部１６は、部分領域４６で下部リップ２１の下部終端４５に支えられ、さらに溶接または留め金具でそこで固着される。
【００４２】
横キャリア３１上の支持体４１は、ねじ接続４７を用いて設けられる。あるいは、横キャリア３１上の支持体の領域内で、空気案内部１６は、図２のフォーク３６と同様の構造を有することもできる。
【００４３】
図２の例証的実施形態と同様に、空気案内部１６は、その上部側およびその下部側の両方に補強リブ２６および３８を有する。しかし、図２とは異なり、補強リブ２６および３８は、バンパーカバー５の下部領域内でさらに下部リップ２１を補強するために、極めて大きな面積を有して構成される。特に、補強リブ３８の輪郭４８は、下部リップ２１の内部輪郭４９に近づけられているので、下部リップ２１および空気案内部１６によって形成された空胴５０は、補強リブ３８によって事実上完全に閉じられる。歩行者との衝突があった場合、歩行者の脚の下部に対して下部リップ２１が補強されているので、強い衝撃効果があり、したがって歩行者の身体の重心の下にある身体の部分は自動車から押しのけられ、身体の上部部分はボンネットの上に動かされる。同時に、このことにより、歩行者の脚の領域が前輪の危険領域から離れることが促進される。
【００４４】
図５は、前部長手方向のキャリア部分３が、歩行者との衝撃に対して重要な領域Ａの上に配置された、自動車の細長い前部１に適した空気案内部１６の第３の例示的実施形態を示している。
【００４５】
閉じた箱の外形で形成された長手方向のキャリア部分３の上で空気案内部１６を支持するために、各長手方向のキャリア部分３の下側に、たとえば溶接接続で取り付けられた支柱５１が設けられる。支柱５１はここでは、自動車の縦軸に対して、下部端が斜め前方になるように向けられているが、支柱５１の向きは、支持構造物３に対するそれらの位置に対するバンパーシステムの配置に依存する。
【００４６】
支柱５１の下部端は、たとえばプラスチックで作られた空気案内部１６より剛性度の高いキャリア部５２で、自動車の幅にわたって互いに接続される。キャリア部の高い剛性度は、たとえば薄板製の閉じた箱の外形としてキャリア部を構築することによって達成できる。空気案内部１６に対応する構成形状が与えられると、歩行者との衝撃があった場合に作用する力が、空気案内部１６によって十分にすばやく吸収され、キャリア部５２および支柱５１を介して底部支持構造物に通過することができる。空気案内部１６は、必要な支持力にすばやく達し、加速値と歩行者に必要な侵入経路を保ったまま維持されるようにここに固定される。
【００４７】
図６は、バンパーカバー５および衝撃用発泡部品１０に対する空気案内部１６の位置決めを示している。ウェブ５３によって一部覆われた冷却空気開口部１４は、バンパーユニット２の下部リップ２１により、図１から４に従って前述した例証的実施形態と同様に、その下部領域内に限られる。従来のバンパーユニットとは異なり、衝撃用発泡部品１０の前部終端は、自動車の事実上垂直方向に延在する横平面内の下部リップ２１の重要な領域Ａで支えられる。このようにして、歩行者の脚の下部領域は、衝撃があった場合に進行方向と反対に大きな面積にわたってはずみを受けるので、上体は、定められた方式でボンネットの方向に転がることができる。
【００４８】
ここでは、自動車の幅にわたって空気案内部１６の下側に配置された補強リブ５４を備えた空気案内部の形成が、例として示されている。その結果、自動車の幅全体にわたって制御された度合いの剛性度が得られ、脚の下部領域が下部リップ２１内にまで食い込んだり回転したりすることを防ぐ。空気案内部１６は、有効な力の支持を達成するために、ねじ、接着、リベットなどの適切な接続技術を用いて、下部リップ２１の内部輪郭２４上で支持されることができる。
【００４９】
空気案内部１６の剛性度は、自動車およびバンパーに特有の必要な力／変位特性に対する以下の要因を用いて個々に合致させることができる。
− 材料のタイプ、材料の厚さ、材料の形状寸法
− 補強リブの位置、サイズ、実施形態、壁厚
− 網形状またはハニカム形状の補強構造物の代替使用
− キャリア部５２の剛性度が、空気案内部１６の剛性度より高いことが好ましい（あるいは、キャリア部５２は、両方の部分の継ぎ目を変形することが可能であるように、空気案内部１６に合致することができる）
− 下部リップ２１と案内部１６との間の接続技術
− 自動車の幅にわたる補強リブ５４の位置および設計
【００５０】
力／変位特性に合致させるための前述の要因とは関係なく、空気案内部１６は、ほぼ同一の変形挙動、したがって同一の脚の衝撃の運動学が、自動車の幅全体にわたって確保できるように構築される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】自動車の前部の右側の長手方向のキャリアの高さでの長手方向の断面図を示している。
【図２】自動車の前部の自動車の中心の高さでの長手方向の断面図を示している。
【図３】図１および２に示されている空気案内部の平面図を示している。
【図４】第２の実施形態における自動車の前部の自動車の中心の高さでの長手方向の断面図を示している。
【図５】第３の実施形態における空気案内部の斜め透視図を示している。
【図６】後ろからの斜め透視図のバンパーユニット内の図５による空気案内部の配置の透視図を示している。

Claims (12)

1. バンパーの下に配置された空気案内部と、バンパーカバーと、前記バンパーカバーによって外側が覆われ、その下部領域内で自動車の底部支持構造物に接続できる前部バンパーとを有するバンパーユニットを備えた前記自動車の前部であって、正面からの衝撃の際に、前記空気案内部（１６）が、前記バンパーカバー（５）と相互に作用し合い、前記バンパー（４）の前方に位置する領域内で前記バンパーカバー（５）を強化し、前記バンパーカバー（５）が、前記底部支持構造物（３、３１）上で前記空気案内部を支持することが可能であることを特徴とする自動車の前部。
2. 前記バンパーカバー（５）内に導入された冷却空気開口部部（１４）の下に配置された前記空気案内部（１６）が、実質的に前記自動車の幅全体にわたって延在することを特徴とする請求項１に記載の自動車の前部。
3. 前記空気案内部（１６）が、前記底部支持構造物に連動されている２つの長手方向のキャリア部分（３）によって前端（１８）で支持されることを特徴とする請求項１に記載の自動車の前部。
4. 前記空気案内部（１６）に接続された後端衝突保護要素（１７）が、前記長手方向のキャリア部分（３）の前端（１８）のそれぞれの上に嵌まることを特徴とする請求項２に記載の自動車の前部。
5. 前記空気案内部（１６）が、プラスチック部品として前記後端衝突保護要素（１７）と一体に構築されることを特徴とする請求項４に記載の自動車の前部。
6. 前記空気案内部（１６）が、前記長手方向のキャリア部分（３）上に支持体（３９、４０）を越えて水平方向に延在することを特徴とする請求項３に記載の自動車の前部。
7. 前記バンパーカバー（５）に面する前記空気案内部（１６）の輪郭（２３）が前記バンパーカバー（５）の内部輪郭（２３）に適合され、前記空気案内部（１６）の輪郭（２４）が前記バンパーカバー（５）の内部輪郭（２４）に支えられ、接続されることを特徴とする請求項１に記載の自動車の前部。
8. 前記空気案内部（１６）が、前記バンパーカバー（５）と一体に実施されることを特徴とする請求項７に記載の自動車の前部。
9. 前記空気案内部（１６）が翼状の形状を有し、前記自動車の長手方向に向けられ、前記自動車の横方向に互いに間隔を置いて配置されたいくつかの補強リブ（２６）が、前記翼の上部側に配置されることを特徴とする請求項７に記載の自動車の前部。
10. 補強リブ（３８）が前記翼の下側に配置され、前記バンパーカバー（５）の反対にある前記補強リブ（３８）の輪郭（４８）が、前記バンパーカバー（５）の内部輪郭（４９）に合致することを特徴とする請求項９に記載の自動車の前部。
11. 前記翼（１６）が、前記翼（１６）の前に位置する前記バンパーカバー（５）の領域（２１）とともに閉じられた中空部分を形成することを特徴とする請求項９に記載の自動車の前部。
12. 前記長手方向のキャリア部分（３）の前端（１８）の両側に支持体（３９、４０）を設けるだけでなく、前記前部長手方向のキャリア部分（３）に接続する横キャリア（３１）上に、支持体（４１）を設けることを特徴とする請求項３に記載の自動車の前部。