JP2006232042A - 車両の前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】歩行者が受けるダメージをより低減するとともに、省スペース性に優れた車両の前部構造を提供する。
【解決手段】バンパフェイス１０と、バンパフェイス１０の後方側に設けられた下部エネルギアブソーバ２０と、バンパフェイス１０の後方側かつ下部エネルギアブソーバ２０の上方側に設けられ、中空に形成された上部エネルギアブソーバ３０とを有する車両の前部構造を、上部エネルギアブソーバ３０は、下部エネルギアブソーバ２０よりも車両の前後方向に沿った圧縮破壊荷重が小さく、その前端部３３が下部エネルギアブソーバ２０の前端部２２よりも前方に配置され、かつ、後端部が下部エネルギアブソーバ２０の前端部２２よりも後方に配置される構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両の前部構造に関するものである。

自動車等の車両において、歩行者と衝突した場合に、歩行者が受けるダメージを低減することが要望されている。
例えば、車両の前端部に備えられたバンパフェイスの内側に、エネルギアブソーバ（ＥＡ）として、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂の発泡体等を配置し、衝突時にその変形によって衝撃を吸収することが知られている。
しかし、このようなＰＰ製の発泡体を用いたＥＡは、その変形前の寸法に対する変形量（クラッシャブルストローク）が少ないから、必要な変形量を得るためには、そのサイズを大型化しなければならず、車両のデザインの自由度が損なわれ、また、車両内部のスペースを有効に活用することができない。また、部品点数が増加し、さらに衝撃吸収材を形成する材料について、その廃車時におけるリサイクル性を考慮する必要がある。

これに対し、バンパフェイスの内側に、アルミ合金を押出加工して形成され、歩行者との衝突によって塑性変形する中空のバンパリインフォースメントをＥＡとして配置し、この塑性変形によって衝撃を吸収することが知られている（例えば、特許文献１）。
このような中空体をＥＡとして用いた場合、その変形前の寸法に対する変形量を大きくすることができるから、比較的少ないスペースによって歩行者保護を図ることができる。

一方、近年、車両の前部構造には、歩行者との衝突時における、いわゆる「足払い性」が求められている。足払い性とは、歩行者の脚部が車両のフロントバンパ部と衝突した場合に、脚部を支点として歩行者の頭部側を車両のボンネット上に倒れこませる特性のことを指し、これによって、歩行者が受けるダメージをさらに低減することができる。
このような足払い性は、例えば、ＥＡを上下に分割して配置し、上側の変形量を下側よりも大きくすることによって得ることができる。
特開２００４−２０３１８３号公報

しかし、上述したＰＰ発泡体をＥＡとして用いた従来技術の場合は、十分な足払い性を得るために上側のＥＡの変形量を確保しようとすると、そのサイズを大きくしなければならず、車両のデザイン等に及ぼす影響がさらに大きくなってしまう。
一方、上述したアルミ合金の押出材を用いる従来技術においても、足払い性をより向上することが要望されている。
本発明の課題は、衝突時に歩行者が受けるダメージをより低減するとともに、省スペース性に優れた車両の前部構造を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、バンパフェイスと、前記バンパフェイスの後方側に設けられた下部エネルギアブソーバと、前記バンパフェイスの後方側かつ前記下部エネルギアブソーバの上方側に設けられ、中空に形成された上部エネルギアブソーバとを有する車両の前部構造において、前記上部エネルギアブソーバは、前記下部エネルギアブソーバよりも前記車両の前後方向に沿った圧縮破壊荷重が小さく、その前端部が前記下部エネルギアブソーバの前端部よりも前方に配置され、かつ、後端部が前記下部エネルギアブソーバの前記前端部よりも後方に配置されることを特徴とする車両の前部構造である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の車両の前部構造において、前記上部エネルギアブソーバは、前記車両の前後方向に沿った圧縮破壊荷重を、前記車両と歩行者との衝突時にこの上部エネルギアブソーバに入力される荷重以下としたことを特徴とする車両の前部構造である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の車両の前部構造において、前記上部エネルギアブソーバを、塑性変形領域を有する材料によって形成するとともに、前記下部エネルギアブソーバを、弾性を有する材料によって形成したことを特徴とする車両の前部構造である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車両の前部構造において、前記上部エネルギアブソーバの前記車両の前後方向における圧縮破壊荷重を、前記上部エネルギアブソーバの前端部が、前記下部エネルギアブソーバの前端部よりも前記車両の前方側にある場合に、その後方側の領域にある場合よりも小さくしたことを特徴とする車両の前部構造である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の車両の前部構造において、前記下部エネルギアブソーバは、前記車両の前後方向における前記上部エネルギアブソーバの前記後端部と略同じ位置に、その周辺の部分よりも剛性が高い高剛性部を有することを特徴とする車両の前部構造である。
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の車両の前部構造において、前記上部エネルギアブソーバは、板金加工によって形成されたことを特徴とする車両の前部構造である。

本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）上部エネルギアブソーバを中空に形成したから、その変形前のサイズに対する変形量を大きくすることができ、その前端部を、下部エネルギアブソーバの前端部よりも前方に配置したから、歩行者との衝突後、下部エネルギアブソーバに荷重が入力される以前に、上部エネルギアブソーバが変形を開始することによって、衝突初期の衝撃を吸収し、下部エネルギアブソーバに起因する歩行者のダメージを低減することができる。そして、上部エネルギアブソーバの後端側を、下部エネルギアブソーバの前端部よりも後方側に配置したから、上部エネルギアブソーバは、変形終了時には、その先端部が下部エネルギアブソーバよりも後退し、これによって足払い効果が得られる。
（２）上部エネルギアブソーバの圧縮破壊荷重を、歩行者との衝突時に入力される荷重以下としたから、歩行者の保護をより確実に行うことができる。
（３）上部エネルギアブソーバは、塑性変形領域を有する材料によって形成したから、その変形後に車両の前後方向に潰された形状を維持し、かつ、下部エネルギアブソーバは、弾性を有する材料によって形成したから、変形後その弾性によって復元する。これによって、上下のエネルギアブソーバの変形量の差が確保され、上述した足払い効果をより確実に発揮することができる。
（４）上部エネルギアブソーバは、その圧縮破壊荷重を、下部エネルギアブソーバの前端よりも前方側の領域において、他の領域よりも小さくしたから、衝突初期における衝撃をより効果的に吸収することができ、歩行者が受けるダメージをさらに低減することができる。
（５）下部エネルギアブソーバは、上部エネルギアブソーバの後端部の下方に高剛性部を有するから、下部エネルギアブソーバのそれより後方側の部分の過度の撓みを抑制し、上述した足払い効果をより確実に発揮することができる。
（６）上部エネルギアブソーバは、板金加工によって形成したから、材料として比較的肉薄の金属板を用いることができ、これによって変形量を大きくすることができ、また、低コストで形成することができる。

本発明は、衝突時に歩行者が受けるダメージをより低減するとともに、省スペース性に優れた車両の前部構造を提供するという目的を、アッパーＥＡを、鋼板をプレス加工することによって中空に形成し、その前端部をロワーＥＡの前端部よりも前方に配置するとともに、後端部をこのロワーＥＡの前端部よりも後方に配置することによって実現した。

以下、本発明を適用した車両の前部構造の実施例について、図面等を参照して説明する。
図１は、本実施例の車両の前部構造を、車幅方向から見た状態を示す断面図である。
本実施例の車両の前部構造は、バンパフェイス１０と、ロワーエネルギアブソーバ（ロワーＥＡ）２０と、アッパーエネルギアブソーバ（アッパーＥＡ）３０と、メインビーム４０とを備えている。

バンパフェイス１０は、例えば、乗用車等の車両の前端部に設けられ、ポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂によって形成されたカバー状の部材であって、上下方向における中間部分に、通気用の開口１１が形成されている。
ロワーＥＡ２０は、バンパフェイス１０の車両の後方側の面部に対し、隙間を有して対向して設けられ、略車幅方向にわたって延在する梁状の衝撃緩衝部材である。ロワーＥＡ２０は、例えば、弾性を有する樹脂系の材料によって形成され、その長手方向を車両の横方向に沿って配置されている。

ロワーＥＡ２０は、斜面部２１と、リブ２２，２３，２４を備えている。斜面部２１は、その前端側が低くなるように傾けて配置された平板状の部材であって、リブ２２，２３，２４は、この斜面部２１の下面側から略鉛直に突き出して一体に形成され、車両の前方側から順次配列されている。
リブ２２及びリブ２４は、それぞれ斜面部２１の前端部と後端部とにそれぞれ接続されている。また、リブ２３は、その車両の前後方向における位置が、アッパーＥＡ３０の後端部（メインビーム４０の前端部）と略同じに配置されている。
図２は、図１のII−II部矢視図である（但し、バンパフェイス１０及びアッパーＥＡ３０は図示しない）。
ロワーＥＡ２０、アッパーＥＡ３０（図２では図示しない）、メインビーム４０は、それぞれ図示しないバンパフェイス１０の内面形状に沿って湾曲した形状となっているが、リブ２３と、メインビーム４０の車両前方側の面とは、その曲率を略同じに形成することによって、車両の前後方向における位置が、車幅方向にわたって略同じとなるように配置されている。

アッパーＥＡ３０は、バンパフェイス１０の後方側の面部に対して所定の間隔を有して対向するとともに、上述したロワーＥＡ２０の上方側に配置され、略車幅方向に沿って延在する梁状に形成されている。
アッパーＥＡ３０は、例えば、塑性変形領域を有する１対の鋼板プレス部材３１，３２の両端部を、相互に例えば溶接等によって接合して形成された閉断面を有し、中空に形成されている。このプレス部材３１，３２の接合部は、メインビーム４０の車両前方側の上端部及び下端部にそれぞれ設けられ、メインビーム４０の対応する角部をそれぞれカバーするようになっている。
アッパーＥＡ３０の上述した閉断面の部分は、略矩形の横断面形状を有し、その車両の前方側の部分は、そのバンパフェイス１０に対向する前端部３３側に近づくにつれて、徐々に高さ方向の寸法が小さくなるテーパ部３４が形成されている。このテーパ部３４は、車両前後方向において、上述したロワーＥＡ２０のリブ２２よりも前方側の部分に形成されている。
テーパ部３４は、アッパーＥＡ３０の上面部３５を、前方側が下がるように折り曲げるとともに、アッパーＥＡ３０の下面部３６を、前方側が上がるように折り曲げることによって形成され、これらの屈曲部３５ａ，３６ａは、車両の前後方向において、ロワーＥＡ２０のリブ２２と略同じ位置に配置されている。

メインビーム４０は、アッパーＥＡ３０に対して、車両の前後方向における後方側に備えられ、アッパーＥＡ３０が支持されるものである。メインビーム４０は、例えばアルミニウム合金の押出材によって形成され、矩形の横断面を有する管状に形成され、この矩形の長辺方向を上下方向に沿って配置されている。また、メインビーム４０は、その横断面における長辺間にわたして配置された補強リブを備えている。

次に、上述した本実施例による効果を、本発明の比較例を参照して説明する。
図３は、比較例の車両の前部構造を、車幅方向から見た状態を示す断面図である。以下、上述した実施例と同様の部分については、同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。

比較例の車両の前部構造は、実施例のロワーＥＡ２０に代えて、以下説明するロワーＥＡ１２０及びロワーＰＰ発泡体１５０を備えるとともに、実施例のアッパーＥＡ３０に代えて、アッパーＰＰ発泡体１６０を備える点で実施例と相違する。以下、詳細に説明する。
ロワーＥＡ１２０は、平面部１２１と、リブ１２２，１２３，１２４とを備えている。平面部１２１は、車両の前後方向及び車幅方向に対して、それぞれ略並行に配置された面部であり、リブ１２２，１２３，１２４は、それぞれ平面部１２１の下面側から略垂直に突き出して一体に形成され、車両の前方側から順次配列されている。
ロワーＰＰ発泡体１５０は、発泡ポリプロピレンによって中実に形成され、バンパフェイス１０とロワーＥＡ１２０との間に配置されている。ロワーＰＰ発泡体１５０は、略矩形の横断面形状を有する梁状に形成され、バンパフェイス１０及びロワーＥＡ１２０に沿って、車幅方向に延在している。

アッパーＰＰ発泡体１６０は、発泡ポリプロピレンによって中実に形成され、バンパフェイス１０及びメインビーム４０の間に配置されている。アッパーＥＡ１６０は、略矩形の横断面形状を有する梁状に形成され、バンパフェイス１０及びメインビーム４０に沿って、車幅方向に延在している。
このアッパーＰＰ発泡体１６０は、ロワーＰＰ発泡体１５０よりも、車両の前後方向における長さが大きく形成され、これによって、車両の前方側からの荷重を受けた場合の変形量が大きくなっている。

図４は、比較例の車両の前部構造における歩行者との衝突後の状態を示す図である。
バンパフェイス１０は、衝突により生じた荷重によって車両の後方側に押されて移動し、ロワーＰＰ発泡体１５０及びアッパーＰＰ発泡体１６０に接触する。
さらにバンパフェイス１０が後退すると、ロワーＰＰ発泡体１５０及びアッパーＰＰ発泡体１６０は、それぞれロワーＥＡ１２０及びメインビーム４０と接し、これらの間で圧縮され、変形する。
この変形によって、ロワーＰＰ発泡体１５０及びアッパーＰＰ発泡体１６０は、衝撃を吸収し、歩行者が受けるダメージを低減し、また、これらの変形量の差によって、バンパフェイス１０のアッパーＰＰ発泡体１６０と接する側の部分は、ロワーＰＰ発泡体１５０と接する側の部分よりもΔ２だけ後退し、これによって足払い効果が得られる。
しかし、比較例の車両の前部構造がＥＡとして用いているＰＰ発泡体は、その変形前のサイズに対する変形量が少なく、所望の衝撃吸収効果や、足払い効果を得るためには、そのサイズを比較的大きくする必要がある。

これに対し、図５は、実施例の車両の前部構造の歩行者との衝突時におけるアッパーＥＡ３０の変形途中の状態を示す図である。また、図６は、実施例の車両の前部構造におけるアッパーＥＡ３０の変形終了後の状態を示す図である。
本実施例において、歩行者との衝突によって、バンパフェイス１０が後退すると、まずアッパーＥＡ３０の前端部３３に接触する。
そして、バンパフェイス１０がさらに後退することによって、アッパーＥＡ３０がバンパフェイス１０とメインビーム４０との間に挟まれて、変形を開始する。このとき、アッパーＥＡ３０は、上面部３５及び下面部３６にそれぞれ形成された屈曲部３５ａ，３６ａが、相互に開く方向に変形することによって、比較的小さい荷重であっても変形し、前端部３３が後退する。
そして、バンパフェイス１０がさらに後退し、ロワーＥＡ２０と接するまでに、アッパーＥＡ３０は、その変形によって、衝突初期の衝撃のエネルギを吸収する。なお、図５は、バンパフェイス１０がロワーＥＡ２０と接したときの状態を示している。

バンパフェイス１０が、図５に示す状態よりもさらに後退すると、アッパーＥＡ３０は、上面部３５、下面部３６の屈曲部３５ａ，３６ａよりも後方側の領域が座屈することによって、前端部３３はさらに後方側に移動する。アッパーＥＡ３０は、最終的には、その内部の空間が殆ど潰されるまで変形し、その材料の塑性によって変形後の形状を維持する。
なお、車両の前後方向におけるアッパーＥＡ３０の圧縮破壊荷重は、その前端部３３がロワーＥＡ２０の前端部よりも前方側にある場合よりも、後方側にある場合のほうが大きくなるようになっている。

一方、ロワーＥＡ２０は、斜面部２１のリブ２２とリブ２３との間の部分が撓むことによって、衝撃を吸収するが、その後、材料の弾性力によって、変形前の形状にほぼ復元する。
そして、衝突による各部材の変形が終了した状態では、図６に示す状態となり、アッパーＥＡ３０の前端部３３の後退に起因して、バンパフェイス１０のアッパーＥＡ３０と接する側の部分は、ロワーＥＡ２０と接する側の部分よりもΔ１だけ後退し、これによって足払い効果が得られる。

以上のように、本実施例によれば、以下のような効果を奏することができる。
（１）アッパーＥＡ３０を、塑性変形領域を有する鋼板によって中空に形成したから、例えば比較例のようにＰＰ発泡体等の弾性体を用いる場合と比較して、その変形前のサイズに対する変形量を大きくすることできるから、必要なエネルギ吸収性能を得るために必要なスペースを、小さくすることができ、車両のデザイン等の自由度を向上することができる。また、同等のスペースを利用する場合、吸収可能なエネルギ量を増加させることができる。
（２）アッパーＥＡ３０の塑性変形終了後における前端部が、ロワーＥＡ２０の前端部よりも後退するようにしたから、足払い効果を確実に発揮することができる。このとき、上述したように、アッパーＥＡ３０は、もとのサイズに対する変形量が大きいから、ロワーＥＡ２０に対するその前端部３３の後退量を確保することが容易であり、これによって、足払い効果を向上することができる。
（３）変形前におけるアッパーＥＡ３０の前端部３３が、ロワーＥＡ２０よりも前方に配置されているから、ロワーＥＡ２０への入力が開始される以前に、アッパーＥＡ３０が変形を開始して衝撃を吸収し、ロワーＥＡ２０に起因する歩行者のダメージを低減することができる。このとき、アッパーＥＡ３０の前端部３３がロワーＥＡ２０の前端部よりも前方にある領域では、アッパーＥＡ３０が比較的小さい荷重であっても変形するようにしたので、衝突初期の衝撃を効果的に吸収することができる。
（４）衝突吸収部材として、比較例のようにＰＰ発泡体を用いる場合と比較して、部品点数を削減することができ、また、リサイクル性を向上することができる。
（５）ロワーＥＡ２０は、車両の前後方向におけるアッパーＥＡ３０の後端部と略同じ位置に、他の部分よりも剛性が高い高剛性部であるリブ２３を有するから、リブ２３よりも後方側の部分の撓みを防止して、上述した足払い効果をより確実に発揮することができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）上述した実施例は、上部エネルギアブソーバを鋼板のプレス部材によって形成するとともに、下部エネルギアブソーバを樹脂系材料によって形成しているが、これらの材料や製法はこれに限定されない。例えば、上部エネルギアブソーバを金属材料の押出材によって形成してもよく、また、樹脂系材料や、複合材料等を用いてもよい。また、下部エネルギアブソーバも、例えば金属材料によって形成してもよい。
（２）上述した実施例は、上部エネルギアブソーバの断面形状を車両の前後方向に沿って変化させることによって、その圧縮破壊荷重が変形量に応じて変化するようにしているが、これに限らず、例えば、圧縮破壊荷重の異なった複数の部材を組み合わせて用いても同様の効果を得ることができる。

本発明を適用した車両の前部構造の実施例を車幅方向から見た状態を示す断面図である。 図１のII−II部矢視図である。 本発明の比較例における車両の前部構造を車幅方向から見た状態を示す断面図である。 図３の車両の前部構造における歩行者との衝突後の状態を示す図である。 図１の車両の前部構造の歩行者との衝突時におけるアッパーＥＡの変形途中の状態を示す図である。 図１の車両の前部構造におけるアッパーＥＡの変形終了後の状態を示す図である。

符号の説明

１０ バンパフェイス
２０ ロワーエネルギアブソーバ（ＥＡ）
２１ 斜面部
２２，２３，２４ リブ
３０ アッパーエネルギアブソーバ（ＥＡ）
３４ テーパ部
３５ａ，３６ａ 屈曲部
４０ メインビーム

Claims (6)

1. バンパフェイスと、
   前記バンパフェイスの後方側に設けられた下部エネルギアブソーバと、
   前記バンパフェイスの後方側かつ前記下部エネルギアブソーバの上方側に設けられ、中空に形成された上部エネルギアブソーバとを有する車両の前部構造において、
   前記上部エネルギアブソーバは、前記下部エネルギアブソーバよりも前記車両の前後方向に沿った圧縮破壊荷重が小さく、その前端部が前記下部エネルギアブソーバの前端部よりも前方に配置され、かつ、後端部が前記下部エネルギアブソーバの前記前端部よりも後方に配置されること
   を特徴とする車両の前部構造。
2. 請求項１に記載の車両の前部構造において、
   前記上部エネルギアブソーバは、前記車両の前後方向に沿った圧縮破壊荷重を、前記車両と歩行者との衝突時にこの上部エネルギアブソーバに入力される荷重以下としたこと
   を特徴とする車両の前部構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載の車両の前部構造において、
   前記上部エネルギアブソーバを、塑性変形領域を有する材料によって形成するとともに、前記下部エネルギアブソーバを、弾性を有する材料によって形成したこと
   を特徴とする車両の前部構造。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車両の前部構造において、
   前記上部エネルギアブソーバの前記車両の前後方向における圧縮破壊荷重を、前記上部エネルギアブソーバの前端部が、前記下部エネルギアブソーバの前端部よりも前記車両の前方側の領域にある場合に、その後方側の領域にある場合よりも小さくしたこと
   を特徴とする車両の前部構造。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の車両の前部構造において、
   前記下部エネルギアブソーバは、前記車両の前後方向における前記上部エネルギアブソーバの前記後端部と略同じ位置に、その周辺の部分よりも剛性が高い高剛性部を有すること
   を特徴とする車両の前部構造。
6. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の車両の前部構造において、
   前記上部エネルギアブソーバは、板金加工によって形成されたこと
   を特徴とする車両の前部構造。
   
   

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