JP2013199250A

JP2013199250A - 車体前部構造

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Publication number: JP2013199250A
Application number: JP2012069998A
Authority: JP
Inventors: Shunji Kitaizumi; 俊治北泉
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2013-10-03
Anticipated expiration: 2032-03-26
Also published as: US8651559B2; CN103359028B; US20130249246A1; DE102013204767B4; DE102013204767A1; CN103359028A; JP5994321B2

Abstract

【課題】歩行者保護性能を向上できる車体前部構造を提供することを目的とする。
【解決手段】車体前部構造１００は、フロントバンパー１０２の後側で車幅方向に間隔をおいて配置された車両前後方向に延びている一対のサイドメンバ１１０ａ、１１０ｂと、車幅方向に延びていて一対のサイドメンバの前端部に両端部１１６ａ、１１６ｂが接続されたバンパーメンバ１１６と、バンパーメンバの後側の空隙１２２と、バンパーメンバの前側に配置され車両前方からの衝撃を吸収する車幅方向に延びるアブソーバー１１８と、バンパーメンバの上方に配置された車幅方向に延びるアッパーメンバ１０６であってアッパーメンバの前端１０６ａがバンパーメンバの直後に位置するアッパーメンバとを備え、バンパーメンバは一枚板で形成されていて、車両前方に突出した車幅方向全体にわたる突出部１３２を形成していて、突出部は、車両前後方向よりも車両上下方向に長い形状を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、車体の前端に設置されるフロントバンパーを含む車体前部構造に関するものである。

車体前部構造としては、例えば、歩行者が車体に衝突した際に生じる車両前方からの衝撃荷重を衝撃吸収体で吸収することで、歩行者の脚部を保護するものが知られている（例えば、特許文献１）。

特許文献１には、第１の衝撃吸収体を備えた車体前部構造が記載されている。第１の衝撃吸収体は、車両前後方向に延びた一対のフレーム（本願発明のサイドメンバに相当）の前端にそれぞれ接続されたクラッシュカンと、クラッシュカン間に差し渡された車幅方向に延びるビーム部とを有する。また、この車体前部構造は、第１の衝撃吸収体に加え、ビーム部の下方を通ってバンパーフェイシアの裏面近傍まで延びていて、第１の衝撃吸収体よりも剛性が低い第２の衝撃吸収体も備えている。

特許文献１では、第１の衝撃吸収体に加えて第２の衝撃吸収体を備えることで、衝撃荷重の吸収性を向上させ、歩行者保護性能を向上させるとしている。

特開２００８−７４１５４号公報

しかし、歩行者の脚部を十分に保護するためには、衝撃荷重を単に吸収するのみでなく、脚部の膝関節部へのせん断や曲げなどの負荷を緩和することが求められる。つまり、車体前部構造では、衝撃荷重を車両前端でどのように受け止めて吸収するかが重要である。

特許文献１に記載の車体前部構造のように、衝撃荷重の吸収性を向上させるだけでは、歩行者の脚部を十分に保護することは困難である。

本発明は、このような課題に鑑み、歩行者保護性能を向上できる車体前部構造を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかる車体前部構造の代表的な構成は、車体の前端に設置されるフロントバンパーを含む車体前部構造において、フロントバンパーの後側で車幅方向に間隔をおいて配置された車両前後方向に延びている一対のサイドメンバと、車幅方向に延びていて一対のサイドメンバの前端部に両端部が接続されたバンパーメンバと、バンパーメンバの後側の空隙と、バンパーメンバの前側に配置され車両前方からの衝撃を吸収する車幅方向に延びるアブソーバーと、バンパーメンバの上方に配置された車幅方向に延びるアッパーメンバであってアッパーメンバの前端がバンパーメンバの直後に位置するアッパーメンバとを備え、バンパーメンバは一枚板で形成されていて、車両前方に突出した車幅方向全体にわたる突出部を形成していて、突出部は、車両前後方向よりも車両上下方向に長い形状を有することを特徴とする。

上記の構成において、車体に正対する歩行者の脚部が車体の中央付近に衝突し、これによってフロントバンパーが前方からの衝撃荷重を受けた場合を想定する。フロントバンパーが衝撃荷重を受けると、その後側に位置し閉断面を形成していない一枚板のバンパーメンバがまず潰れてエネルギーを吸収する。バンパーメンバの後側には空隙が存在するので、バンパーメンバは、車両中央付近が後側に弓なりに変形する。さらに、バンパーメンバに対しては、その両端部に接続された一対のサイドメンバより引張り力が作用する。これによってバンパーメンバは、衝撃荷重に伴うエネルギーを吸収し、変形を完了する。その後、アブソーバーが潰れることで、エネルギーはさらに吸収される。また、アッパーメンバの前端は、バンパーメンバの直後に位置するので、エネルギーを吸収して潰れたバンパーメンバおよびアブソーバーの位置は、車両前後方向でアッパーメンバの前端よりも車両後方に位置することになる。その結果、衝突した歩行者の脚部のうち、膝関節部を境界とした下側部は、上側部よりも車両後方に位置する。このような位置関係であれば、膝関節部への衝撃を緩和することができる。なお、歩行者の脚部のうち大腿部に相当する上側部の位置は、アッパーメンバの位置に対応している。歩行者の脚部のうち下腿部に相当する下側部の位置は、バンパーメンバおよびアブソーバーの位置に対応している。

言い換えると、上記構成によれば、バンパーメンバを積極的に変形させることができ、さらに、アッパーメンバの前端に対して最適な位置関係になるように、アブソーバーおよびバンパーメンバを後退させることが可能となる。その結果として、歩行者の脚部の膝関節部へのせん断や曲げなどの負荷を緩和し、歩行者の脚部の保護性能を向上できる。なお、本明細書では、車体に正対する歩行者に対して、車体が極端な速度（すなわち、１５０ｋｍ／ｈあるいは５ｋｍ／ｈ）で衝突することは想定していず、例えば２０−４０ｋｍ／ｈ程度の所定の速度で衝突するような状況を前提としている。

本発明によれば、歩行者保護性能を向上できる車体前部構造を提供することができる。

本実施形態における車体前部構造の概略構成を示す図である。図１の車体前部構造からフロントバンパーを取り外した状態を示す図である。図２の車体前部構造からアブソーバーを取り外した状態を示す図である。図１の車体前部構造の一部を車両後方側の上方から見た状態を示す図である。図１の車体前部構造のＡ−Ａ断面図である。図５の車両前部構造の一部を示す上面図である。図５の車両前部構造に衝突子が衝突した状態を示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

図１は、本実施形態における車体前部構造の概略構成を示す図である。図２は、図１の車体前部構造からフロントバンパーを取り外した状態を示す図である。図３は、図２の車体前部構造からアブソーバーを取り外した状態を示す図である。図３（ａ）は、車体前部構造の車両前方側の概略構成を示す図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）の一部を拡大して示す図である。

車体前部構造１００は、図１に示すように、車体の前端にフロントバンパー１０２が設置されている。フロントバンパー１０２は、外装となるバンパーフェイシア１０４を含む。バンパーフェイシア１０４の上部１０４ａは、図２および図３（ａ）に示す車幅方向に延びるアッパーメンバ１０６に沿うように配置されている。また、アッパーメンバ１０６の車両上側には、車幅方向に延びていて不図示のフードを支持するフードメンバ１０８が配置されている。

車体前部構造１００は、上記各部材に加え、図２に示すように車両前後方向に延びている一対のサイドメンバ１１０ａ、１１０ｂと、一対のクラッシュカン１１２ａ、１１２ｂおよび支持部材１１４ａ、１１４ｂと、バンパーメンバ１１６と、アブソーバー１１８と、クロスメンバ１２０とを備える。

クラッシュカン１１２ａ、１１２ｂは、車両前後方向に延びる衝撃吸収部材であり、サイドメンバ１１０ａ、１１０ｂの前端に接続されている。支持部材１１４ａ、１１４ｂは、クラッシュカン１１２ａ、１１２ｂの前端に接続された部材であり、図３（ａ）に示すようにバンパーメンバ１１６を支持している。

バンパーメンバ１１６は、図３（ａ）に示すように車幅方向に延びていて、両端部１１６ａ、１１６ｂが支持部材１１４ａ、１１４ｂにそれぞれ接続されている。また、バンパーメンバ１１６は、例えば金属製の一枚板で形成された部材であり、図３（ｂ）の端部１１６ａに示すように閉断面を形成せず、車両後方に向かって開放された形状を有する。アブソーバー１１８は、図２に示すように車幅方向に延びる部材であり、バンパーメンバ１１６の車両前側に配置されていて、車両前方からの衝撃を吸収する。

クロスメンバ１２０は、車幅方向に延びる部材であり、バンパーメンバ１１６の後方に位置している。バンパーメンバ１１６とクロスメンバ１２０との間には、図２、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、空隙１２２が介在している。クロスメンバ１２０は、図２および図３（ａ）に示すように、車両前側に位置するクロスメンバーファーストフロント（以下、前側クロスメンバ１２０ａ）と、車両後側に位置するクロスメンバーファーストリア（以下、後側クロスメンバ１２０ｂ）とを含んでいる。なお、前側クロスメンバ１２０ａと後側クロスメンバ１２０ｂとは閉断面を形成している。

図４は、図１の車体前部構造１００の一部を車両後方側の上方から見た状態を示す図である。図４（ａ）は、フロントバンパー１０２およびクロスメンバ１２０を示す図である。図４（ｂ）は、フロントバンパー１０２、バンパーメンバ１１６およびアブソーバー１１８を示す図である。

フロントバンパー１０２のバンパーフェイシア１０４は、図示のように、車両後方に向かって延びている下部１０４ｂを備える。バンパーフェイシア１０４の下部１０４ｂは、車幅方向に並んで形成された３つの台座１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ（図４（ａ）参照）と、台座１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃよりも車両前側で車幅方向に並んで形成された２つの台座１２６ａ、１２６ｂ（図４（ｂ）参照）とを有する。

台座１２４ａ、１２４ｂは、図４（ａ）に示すように、ブラケット１２８ａ、１２８ｂを介して後側クロスメンバ１２０ｂに接続されている。台座１２４ｃは、ブラケット１２８ｃを介して前側クロスメンバ１２０ａに接続されている。このようにして、フロントバンパー１０２は、クロスメンバ１２０に接続される。

台座１２６ａ、１２６ｂは、図４（ｂ）に示すように、ブラケット１３０ａ、１３０ｂを介してバンパーメンバ１１６に接続されている。このようにして、フロントバンパー１０２は、バンパーメンバ１１６に接続される。なお、バンパーメンバ１１６は、車両前側でアブソーバー１１８を保持している。

以下、図５〜図７を参照して、歩行者の脚部を模した衝突子２００が矢印Ｂに示すように車両前側から車体前部構造１００に衝突した場合での、車体前部構造１００の挙動について説明する。なお本実施形態では、車体に正対する歩行者の脚部が車体の中央付近に衝突し、これによってフロントバンパー１０２が前方からの衝撃荷重を受けた場合を想定している。この場合、車体に正対する歩行者に対して、車体が例えば２０−４０ｋｍ／ｈ程度の所定の速度で衝突するような状況を前提としている。

図５は、図１の車体前部構造１００のＡ−Ａ断面図である。図５（ａ）は、車体前部構造１００のＡ−Ａ断面を衝突子２００とともに示す図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のバンパーメンバ１１６を拡大して示す図である。

衝突子２００は、図５（ａ）に示すように、上側部２０２と、下側部２０４と、膝関節部２０６とを含む。上側部２０２は、歩行者の脚部の大腿部を模している部分である。上側部２０２の位置は、アッパーメンバ１０６の位置に対応している。下側部２０４は、歩行者の脚部の下腿部を模している部分である。下側部２０４の位置は、バンパーメンバ１１６およびアブソーバー１１８の位置に対応している。膝関節部２０６は、歩行者の膝関節部を模した部分である。

アッパーメンバ１０６は、バンパーメンバ１１６の上方に配置され車幅方向に延びる部材であり、さらに図５（ａ）の鎖線Ｃに示すように、その前端１０６ａがバンパーメンバ１１６の直後に位置している。また、バンパーメンバ１１６の後側には、上記空隙１２２が存在している。

バンパーメンバ１１６は、図５（ｂ）に示すように、側面視での断面形状が閉断面を形成せず、車両後方に向かって開放された形状を有する。より具体的には、バンパーメンバ１１６は、車両前方に突出した車幅方向全体にわたる突出部１３２を形成している。突出部１３２は、車両前側に位置する縦壁部１３４と、傾斜部１３６ａ、１３６ｂとを有する。傾斜部１３６ａ、１３６ｂは、例えば縦壁部１３４から連続し車両後方に向かって、それぞれ車両上側、車両下側に傾斜している。

また、突出部１３２の車両上下方向の寸法Ｌａは、図示のように、車両前後方向の寸法Ｌｂよりも大きい。つまり、突出部１３２は、車両前後方向よりも車両上下方向に長い形状を有する。なお、バンパーメンバ１１６は、フランジ部１３８ａ、１３８ｂを有する。フランジ部１３８ａ、１３８ｂは、傾斜部１３６ａ、１３６ｂから連続し車両上側、車両下側に向かってそれぞれ張り出している。

このように、バンパーメンバ１１６は、車両前後方向よりも車両上下方向に長い形状を有する突出部１３２を形成し、さらに、閉断面を形成せず車両後方に向かって開放されている。このため、バンパーメンバ１１６は、車両前後方向の衝撃に対して剛性が低く、かつ、車両上下方向の衝撃に対しては剛性が高くなっている。

図６は、図５の車両前部構造１００の一部を示す上面図である。図６では、便宜上、フロントバンパー１０２、アッパーメンバ１０６およびフードメンバ１０８を省略して示している。図７は、図５の車両前部構造１００に衝突子２００が衝突した状態を示す図である。なお、衝突子２００が衝突する前の状態は、図中仮想線で示している。

衝突子２００が矢印Ｂに示すように車体前方から衝突すると、まず、車両前後方向の衝撃に対して剛性が低いバンパーメンバ１１６の断面が潰れ、衝突エネルギーを吸収する。バンパーメンバ１１６の後側には空隙１２２が存在する。このため、バンパーメンバ１１６は、図６の鎖線Ｄに示すように、車両中央付近がクロスメンバ１２０に近付くように後方に弓なりに変形する。言い換えると、空隙１２２が存在するので、バンパーメンバ１１６は、後方に変形できる。

さらに、バンパーメンバ１１６は、上記したように、両端部１１６ａ、１１６ｂが支持部材１１４ａ、１１４ｂ、クラッシュカン１１２ａ、１１２ｂを介してサイドメンバ１１０ａ、１１０ｂに接続されている。このため、バンパーメンバ１１６に対しては、その両端部１１６ａ、１１６ｂに接続されたサイドメンバ１１０ａ、１１０ｂから矢印Ｅ、Ｆに示すように車幅方向に引張り力が作用する。これによって、バンパーメンバ１１６は、衝突エネルギーを吸収し、鎖線Ｄで示すように変形を完了する。

バンパーメンバ１１６の変形が完了すると、続いてアブソーバー１１８が後方に潰れる。これにより、衝突エネルギーは、アブソーバー１１８によってさらに吸収される。後方に変形し潰れたバンパーメンバ１１６およびアブソーバー１１８の位置は、図７の鎖線Ｇに示すように、アッパーメンバ１０６の前端１０６ａよりも車両後方に位置する。

このように、バンパーメンバ１１６およびアブソーバー１１８の変形に伴い衝突エネルギーが吸収されることで、衝突子２００の下側部２０４は、減速しながら車両後方に向かって進行する。衝突子２００の上側部２０２は、例えば慣性力によりアッパーメンバ１０６の前端１０６ａに接触するまで車両後方に向かって進行する。なお、本実施形態で想定している所定の速度で歩行者の脚部が車体前部構造１００に衝突したとき、バンパーメンバ１１６はクロスメンバ１２０には接触しないとする。

そして、バンパーメンバ１１６およびアブソーバー１１８は、アッパーメンバ１０６の前端１０６ａよりも車両後方に位置するまで変形し後退しながら衝突エネルギーを吸収する。その結果、衝突子２００は、図７に示すように、下側部２０４が上側部２０２よりも車両後方に位置する。このような位置関係であれば、衝突子２００の膝関節部２０６への衝撃が緩和され、いわば最適な位置関係を得ることができる。

ところで、既存の車体前部構造では、単に、バンパーフェイシアの内部に、バンパーメンバと、バンパーメンバの前側に配置されたアブソーバーとを配置し、歩行者の脚部が衝突した際にアブソーバーを潰すことで衝突エネルギーを吸収し、歩行者への被害を緩和させていた。

また、車体前部構造では、車体の居住空間や荷室容量を確保するために、コンパクト化が求められている。その一方で、車体前部構造では、衝突時の乗員の保護のために、強固な一対のサイドメンバを車両前後方向により延長した構成も求められている。これらの要請を考慮すると、車体前部構造は、バンパーフェイシアとバンパーメンバとの間に、例えばアブソーバーを配置するための空隙を確保することが困難となり、衝突エネルギーを十分に吸収することができない場合があり得る。

また、歩行者の脚部を保護するためには、歩行者の脚部の膝関節部へのせん断や曲げなどの負荷を緩和することが求められる。そのため、車体前部構造では、車両前方からの衝突エネルギーを車体前端でどのように受け止めるかが重要である。しかし、既存の車体前部構造では、衝突エネルギーをどのように受け止めるかは、車体前端に配置された各部材（車体構造物）のレイアウトに依存する場合がある。しかも、車体構造物のレイアウトは、車体の意匠、あるいは衝突時の乗員保護に大きく寄与することから、歩行者脚部保護の観点からは不利なレイアウトとなる場合もあった。

これに対して、本実施形態の車体前部構造１００では、上記したように、アブソーバー１１８を保持するバンパーメンバ１１６は、閉断面を形成せず車両後方に向かって開放されている。また、バンパーメンバ１１６の後側には、空隙１２２が存在している。このため、車体前部構造１００では、バンパーメンバ１１６が積極的に変形して衝突エネルギーを吸収し、この変形が終了すると、続いてアブソーバー１１８が潰れて後退しながら衝突エネルギーをさらに吸収できる。

その結果、車体前部構造１００では、アッパーメンバ１０６の前端１０６ａに対して、バンパーメンバ１１６およびアブソーバー１１８が車両後方に位置する、最適な位置関係となる。つまり、衝突子２００では、図７に示すように、下側部２０４が上側部２０２よりも車両後方に位置する。このような位置関係であれば、衝突子２００の膝関節部２０６への衝撃を緩和することができる。したがって、車体前部構造１００は、歩行者の脚部の膝関節部へのせん断や曲げなどの負荷を緩和し、歩行者の脚部の保護性能を向上できる。

なお、車体前部構造１００では、バンパーメンバ１１６を積極的に変形させ、バンパーメンバ１１６およびアブソーバー１１８を適切な位置まで後退させることで、歩行者の脚部の保護性能を向上できる。このため、仮に、上記車体構造物のレイアウトが歩行者脚部保護の観点から不利な車両であっても、車体前部構造１００を適用することで、歩行者保護性能を向上できる。

上記実施形態では、バンパーメンバ１１６を金属製の部材としたが、これに限定されず、衝撃時の割れに強く、引張り方向の入力に対して高強度であれば樹脂など適宜の材料で形成してもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、車体の前端に設置されるフロントバンパーを含む車体前部構造に利用することができる。

１００…車体前部構造、１０２…フロントバンパー、１０４…バンパーフェイシア、１０４ａ…上部、１０４ｂ…下部、１０６…アッパーメンバ、１０６ａ…前端、１０８…フードメンバ、１１０ａ、１１０ｂ…サイドメンバ、１１２ａ、１１２ｂ…クラッシュカン、１１４ａ、１１４ｂ…支持部材、１１６…バンパーメンバ、１１６ａ、１１６ｂ…両端部、１１８…アブソーバー、１２０…クロスメンバ、１２０ａ…前側クロスメンバ、１２０ｂ…後側クロスメンバ、１２２…空隙、１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２６ａ、１２６ｂ…台座、１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃ、１３０ａ、１３０ｂ…ブラケット、１３２…突出部、１３４…縦壁部、１３６ａ、１３６ｂ…傾斜部、１３８ａ、１３８ｂ…フランジ部、２００…衝突子、２０２…上側部、２０４…下側部、２０６…膝関節部

Claims

車体の前端に設置されるフロントバンパーを含む車体前部構造において、
前記フロントバンパーの後側で車幅方向に間隔をおいて配置された車両前後方向に延びている一対のサイドメンバと、
車幅方向に延びていて前記一対のサイドメンバの前端部に両端部が接続されたバンパーメンバと、
前記バンパーメンバの後側の空隙と、
前記バンパーメンバの前側に配置され車両前方からの衝撃を吸収する車幅方向に延びるアブソーバーと、
前記バンパーメンバの上方に配置された車幅方向に延びるアッパーメンバであって該アッパーメンバの前端が前記バンパーメンバの直後に位置するアッパーメンバとを備え、
前記バンパーメンバは一枚板で形成されていて、車両前方に突出した車幅方向全体にわたる突出部を形成していて、該突出部は、車両前後方向よりも車両上下方向に長い形状を有することを特徴とする車体前部構造。