JP2014000839A - 自動車の車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】より簡素な構造で、車幅方向中央部または車幅方向の片側に障害物が衝突する形態でも、衝突をより感度よく検知できる自動車の車体前部構造を提供する。
【解決手段】本発明による自動車の車体前部構造においては、車体前端部の左右一対のサイドメンバー１５と、サイドメンバー１５の上方に配設されたフロントパネル１３と、サイドメンバー１５およびフロントパネル１３を橋渡す左右一対のステー２１と、車幅方向に沿って延設され、ステー同士２１を連結するバー１１と、バー１１における車幅方向中央部に取り付けられ、車体に対する車両前後方向に沿った相対移動によって車両衝突を検知する衝突検知センサー６１と、を備えている。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両の衝突を検知して、例えばエアバッグなどの安全装置を作動させるための衝突検知センサーを取り付けた自動車の車体前部構造に関する。

車両衝突時にエアバッグを展開させるために、車両衝突時の衝撃を検知する衝突検知センサーを設けることが一般的になされている。この際、車両前後方向から見て全体的に四角形状の部材を利用し、この部材の上部を構成して車幅方向に延びるアッパ部材の車幅方向中央部に衝突検知センサーを取り付ける構造が知られている（例えば、特許文献１等参照）。

これにより、車両の前面衝突時に、車幅方向中央部が例えば電柱のようなポール状障害物によって衝撃を受ける衝突形態（センター衝突、ポール衝突）だけでなく、車幅方向の片側が障害物によって衝撃を受ける衝突形態（オフセット衝突）でも、四角形状の部材を介して衝突検知センサーが車両の衝突を検知できるようにしている。

特開２００３−６３４４５号公報

ところが、前述した従来の車体前部構造では、四角形状の部材が必要であって、構造が大掛かりとなり、車両重量の増大を招く。

これを防止するために、四角形状の部材を用いずに、オフセット衝突にも対応できるようにするには、車幅方向両側の車両前後方向に延びる左右一対のサイドメンバーに、衝突検知センサーをそれぞれ取り付けることが考えられる。しかし、この場合には、車幅方向中央部での衝突検知が不充分となるうえ、衝突検知センサーが左右に２つ必要となってコストアップを招く。

そこで、本発明は、より簡素な構造で、車幅方向中央部および車幅方向の片側に障害物が衝突する形態でも、衝突をより感度よく検知できる自動車の車体前部構造を提供することを目的としている。

本発明による自動車の車体前部構造においては、車体前端部の車幅方向両側に車両前後方向に沿って左右一対のサイドメンバーを設け、前記サイドメンバーの上方にフロントパネルを設け、前記サイドメンバーおよびフロントパネルを橋渡す左右一対のステーを設け、車幅方向に沿って延在して前記左右一対のステー同士を連結するバーを設け、前記バーにおける車幅方向中央部に、車体に対する車両前後方向に沿った相対移動によって車両衝突を検知する衝突検知センサーを設けている。そして、前記ステーの下端は、前記サイドメンバーの上面に取り付けられている。

本発明による自動車の車体前部構造によれば、衝突検知センサーを左右に２つ設ける必要がないため、より簡素な構造となる。また、車幅方向中央部および車幅方向の片側に障害物が衝突する形態でも、衝突をより感度よく検知できる。つまり、車両前端の車幅方向の片側に障害物が衝突するオフセット衝突の場合は、片側のステーが前後方向に圧壊してバーが斜めに後方移動して衝突検知センサーも後方移動する。車両前端の車幅方向中央部に障害物が衝突するセンター衝突の場合およびフルラップ衝突の場合、バーと共に衝突検知センサーが後方移動しつつ左右両側のステーが圧壊する。

本発明の実施形態による車両の前端を示す斜視図である。 図１からフロントバンパーを外した状態を示す車両前端の斜視図である。 図２の分解斜視図である。 図２の要部を拡大した分解斜視図である。 本発明の実施形態によるステーの側面図である。 図２を車両左側から見た側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。

図１に示すように、車両１の前端の下部には、車幅方向に沿って延在するフロントバンパー３が配設されている。該フロントバンパー３の上部における車幅方向中央部には、グリル５が設けられ、該グリル５の左右両端部には、ヘッドランプ７が配置されている。車両走行時には、前記グリル５から走行風が車両の前部空間部９に流入する。また、前記フロントバンパー３のグリル５の後方側には、図２に示すバー１１が対向して配置されている。

図２，３に示すように、車両前部の上部には、フロントパネル１３（ダッシュパネル）が車幅方向および上下方向に沿って配設されている。これらの図２，３に示すように、フロントパネル１３の下方には、車幅方向の左右両側に左右一対のサイドメンバー１５が車両前後方向に沿って延設されている。また、サイドメンバー１５の前部には、車幅方向に延在するクロスメンバー１７が結合されており、サイドメンバー１５の前側には、車幅方向に延在するバンパーレインフォース１９が配設されている。フロントパネル１３の車幅方向両側には、ステー２１を取り付けるステー取付部２３，２４が左右一対に形成されている。

前記ステー２１は、図２，３，４，５に示すように、側面視で、車両前後方向に沿って延設されると共に後端の舌片２５，２７が前記フロントパネル１３のステー取付部２３，２４に取り付けられる上側脚部２９と、前記上側脚部２９の前端から下方に向けて延設される中央側脚部３１と、該中央側脚部３１の下端から、車両後方に向かうにつれて斜め下方に傾斜して延設される下側脚部３３とから構成されている。

図４，５に示すように、前記上側脚部２９は、第１分岐部３５と第２分岐部３７とに分岐している。具体的には、平面視において、第１分岐部３５は車両後方に向けて延在しており、第２分岐部３７は車両後方に向かうにつれて車幅方向内側に斜めに延在している。このように、第１分岐部３５と第２分岐部３７は、車両後方に向かうに従って車幅方向に互いに離間するように分岐している。なお、本実施形態では、第２分岐部３７における前端の車幅方向内側に、脆弱部となる切欠き３９が形成されている。この切欠き３９により、バー１１に対して所定の衝突荷重が入力された場合に、前記切欠き３９を起点として第２分岐部３７が折れ曲がるように構成されている。また、第１分岐部３５における前部の車幅方向外側には、屈曲して下方に延びるフランジ４１が形成されており、後部には、フランジが形成されていない。そして、第２分岐部３７には、長手方向のほぼ全長に亘って車幅方向内側に下方に延びるフランジ４３が形成されている。さらに、第１分岐部３５と第２分岐部３７の後端には、屈曲して上方に延びる舌片２５，２７が形成されている。なお、第１分岐部３５の舌片２５は、ステー取付部２３に取り付けられ、第２分岐部３７の舌片２７は、ステー取付部２４に取り付けられる。

前記中央側脚部３１は、前記上側脚部２９の前端から屈曲して下方に向けて延びており、正面視が横長の矩形状に形成されている。中央側脚部３１には、車両前方に向けて突出する左右一対のボルト４５が設けられている。

前記下側脚部３３は、側面視において、中央側脚部３１の下端から、車両後方に向かうにつれて斜め下方に傾斜して延設される。下側脚部３３の下端は、屈曲して下方に延びる舌片４７に形成されている。また、下側脚部３３の車幅方向両側には、下方に屈曲して延びるフランジ４９が前後方向（長手方向）のほぼ全長に亘って形成されている。

前記ステー２１をフロントパネル１３に取り付けるには、フロントパネル１３に設けたボルトにステー２１の舌片２５，２７のボルト孔を挿入して締結すると共に、後述するサイドメンバー１５の取付ブラケット５１に設けたボルトに舌片４７のボルト孔を挿入して締結する。

図３に示すように、左右一対の前記ステー２１には、車幅方向に沿って延在する長尺状のバー１１が連結される。このバー１１は、左右両端に設けた一対の固定ブラケット５３と、これらの固定ブラケット５３の間に配設され、固定ブラケット５３に接合されたバー本体５５とからなる。前記バー本体５５は、車幅方向両側に配置された円筒状の円筒部５７と、該円筒部５７の車幅方向内側端同士を連結する扁平部５９とから一体に形成されている。前記円筒部５７は、断面円形の円筒状に形成されており、平面視において、車幅方向内側に向かうに従って車両後方側に斜めに傾斜して延びている。前記扁平部５９は、円筒を前後方向に潰して平坦状に形成してあり、車幅方向に沿って延在している。このように、前記バー１１は、車幅方向両側が円筒状の円筒部５７に形成され、車幅方向中央部が円筒を前後方向に押し潰した扁平部５９に形成されており、この扁平部５９の前側に衝突検知センサー６１が取り付けられている。この衝突検知センサー６１は、車両の前面衝突時にバー１１に衝突荷重が入力したときに、車体に対して車両後方に相対移動して加速度が発生することにより、車両が衝突を起こしたことを検知する。この検知信号が図外の作動装置に送られ、エアバッグ等が作動するように構成されている。なお、前記バー１１をステー２１に取り付けるには、固定ブラケット５３のボルト孔をステー２１の中央側脚部３１に設けたボルト４５に挿入して締結する。

また、図６に示すように、前記サイドメンバー１５およびフロントパネル１３の車幅方向外側には、上下方向に沿ってピラーパネル６３が配設されており、フロントパネル１３の後方側は車室６５に形成されている。この車室６５の下部には、フロアパネル６６が配設されている。前記サイドメンバー１５の前端部は、第１領域６７に設定され、この第１領域６７の後側は第２領域６９に設定されている。前記サイドメンバー１５は断面矩形状に形成されており、第１領域６７における４つの角部には、内方に凹むビード７１が車両前後方向に所定間隔をおいて複数形成されている。これらのビード７１によって、第１領域６７における前後方向に圧壊する圧壊荷重が第２領域６９の圧壊荷重よりも低く設定されている。そして、第２領域６９の上面には、側面視がＬ字状に形成された取付ブラケット５１が締結されている。この取付ブラケット５１には、ステー２１の下側脚部３３の下端に形成された舌片４７がボルトを介して締結されている。前記取付ブラケット５１の剛性は、ステー２１の下側脚部３３の剛性よりも大きく設定されている。

以下に、本実施形態による作用効果を説明する。

（１）車体前端部の車幅方向両側に車両前後方向に沿って延設される左右一対のサイドメンバー１５と、前記サイドメンバー１５の上方に配設されたフロントパネル１３と、前記サイドメンバー１５およびフロントパネル１３を橋渡す左右一対のステー２１と、車幅方向に沿って延設され、前記左右一対のステー同士２１を連結するバー１１と、前記バー１１における車幅方向中央部に取り付けられ、車体に対する車両前後方向に沿った相対移動によって車両衝突を検知する衝突検知センサー６１と、を備えている。前記ステー２１の下端は、前記サイドメンバー１５の上面に取り付けられている。

従って、より簡素な構造で、車幅方向中央部および車幅方向の片側に障害物が衝突する形態でも、衝突をより感度よく検知できる。つまり、オフセット衝突、センター衝突およびフルラップ衝突のいずれの場合も、バー１１と共に衝突検知センサー６１が車体に対して後方移動して車両の衝突を正確に検知することができる。具体的には、車両前端の車幅方向の片側に障害物が衝突するオフセット衝突の場合、片側のステー２１が前後方向に圧壊してバー１１が斜めに後方移動して衝突検知センサー６１も後方移動する。車両前端の車幅方向中央部に障害物が衝突するセンター衝突の場合およびフルラップ衝突の場合、バー１１と共に衝突検知センサー６１が後方移動しつつ左右両側のステー２１が圧壊する。また、ステー２１の下端は、前記サイドメンバー１５の上面に取り付けられているため、この取付位置よりも前側に配置されるサイドメンバー１５の前部は、車両衝突時に圧壊変形して衝突エネルギーを吸収し、ステー２１によって圧壊変形が阻害されない。

（２）前記ステー２１は、側面視で、車両前後方向に沿って延設されると共に後端の舌片２５，２７が前記フロントパネル１３に取り付けられる上側脚部２９と、前記上側脚部２９の前端から下方に向けて延設される中央側脚部３１と、該中央側脚部３１の下端から、車両後方に向かうにつれて斜め下方に傾斜して延設される下側脚部３３とから構成され、前記下側脚部３３の下端に設けられた舌片４７が前記サイドメンバー１５の上面の取付ブラケット５１に取り付けられている。

従って、車両走行時には、上側脚部２９と下側脚部３３が中央側脚部３１の振動を吸収するため、バー１１および衝突検知センサー６１も振動が抑制される。一方、高速走行で車両が衝突を起こした場合には、上側脚部２９が車両前後方向に圧壊変形すると共に下側脚部３３が中央側脚部３１を支持して中央側脚部３１の回動を防止する。即ち、下側脚部３３が車両前方に向けて斜め下方に傾斜して延設される場合には、下側脚部３３が中央側脚部３１を支持することができずに中央側脚部３１は上側脚部２９の後端を中心にして下方に回動してしまう。従って、本願発明によれば、高速走行時に車両がオフセット衝突およびセンター衝突のいずれの衝突を起こしたときにおいても、中央側脚部３１に取り付けているバー１１および衝突検知センサー６１が確実に車体に対して後方移動して衝突を正確に検知することができる。

（３）前記サイドメンバー１５は、前部の第１領域６７と、この第１領域６７の車両後方側に配置される第２領域６９とを有し、前記第１領域６７における車両前後方向の圧壊荷重は、前記第２領域６９における車両前後方向の圧壊荷重よりも小さく設定され、前記ステー２１の下端は、前記サイドメンバー１５の第２領域６９の上面の取付ブラケット５１に取り付けられる。

従って、低速走行時に車両が衝突を起こした場合に、サイドメンバー１５の第１領域６７が圧壊変形して衝突エネルギーを吸収するが、ステー２１が第２領域６９に取り付けられているため、この圧壊変形がステー２１によって阻害されない。

（４）前記ステー２１における上側脚部２９は、平面視で、前端から車両後方に向かうにつれて車幅方向に互いに離間する第１分岐部３５と第２分岐部３７とを有する。

従って、ステー２１に対して車幅方向に振動が入力された場合の剛性が向上するため、車両走行時におけるバー１１および衝突検知センサー６１の振動がさらに抑制される。

（５）前記第２分岐部３７に脆弱部である切欠き３９を形成した。

従って、バー１１に衝突荷重が入力された場合に、切欠き３９が形成された第２分岐部３７が切欠き３９を起点として折れやすいため、衝突検知センサー６１を取り付けているバー１１の後方移動が効率的に行われて、衝突検知が良好に行われる。なお、本実施形態では、第２分岐部３７に切欠き３９を形成したが、第１分岐部３５に形成しても良い。

（６）前記サイドメンバー１５の上面には、取付ブラケット５１が固定されており、この取付ブラケット５１に前記ステー２１の下側脚部３３の下端に設けられた舌片４７が取り付けられると共に、前記取付ブラケット５１の剛性は、前記ステー２１の下側脚部３３の剛性よりも大きく設定されている。

従って、高速走行時に車両が衝突を起こした場合に、取付ブラケット５１が変形しにくくなってステー２１の下側脚部３３が効率的に圧壊変形する。よって、衝突検知センサー６１を取り付けているバー１１の後方移動が効率的に行われて、衝突を正確に検知することができる。

（７）前記バー１１は、車幅方向両側が円筒状の円筒部５７に形成され、車幅方向中央部が円筒を前後方向に押し潰した扁平部５９に形成されており、この扁平部５９に前記衝突検知センサー６１が取り付けられている。

従って、扁平部５９の前面および後面は平坦なため、衝突検知センサー６１を設置しやすい。また、円筒部５７よりも扁平部５９の方が剛性は低いため、車幅方向中央部に障害物が当たった場合に、バー１１の扁平部５９が車両後方側に変形移動して衝突検知センサー６１が車両後方に効率的に移動しやすくなる。

（８）図４に示すように、ステー２１の上側脚部２９の第１分岐部３５における前部にはフランジ４１が形成されており、後部にはフランジが形成されていない。また、下側脚部３３にはほぼ全長に亘ってフランジ４９が形成されている。

従って、これらのフランジ４１，４９が形成された部位は剛性が高いため、ステー２１に衝突荷重が入力された場合には、第１分岐部３５の後部が最初に圧壊変形したのち、第１分岐部３５の前部と下側脚部３３が圧壊変形する。

（９）フロントバンパー３のグリル５の後方側には、バー１１が対向して配置されており、このバーの車幅方向両側は、円筒部５７に形成されている。従って、グリル５から前部空間部９に流入した空気は、円筒部５７によって流れが阻害されにくくなる。

１１…バー
１３…フロントパネル
１５…サイドメンバー
２１…ステー
２９…上側脚部
３１…中央側脚部
３３…下側脚部
３５…第１分岐部
３７…第２分岐部
３９…切欠き（脆弱部）
５１…取付ブラケット
５７…円筒部
５９…扁平部
６１…衝突検知センサー
６７…第１領域
６９…第２領域

Claims (7)

1. 車体前端部の車幅方向両側に車両前後方向に沿って延設される左右一対のサイドメンバーと、
   前記サイドメンバーの上方に配設されたフロントパネルと、
   前記サイドメンバーおよびフロントパネルを橋渡す左右一対のステーと、
   車幅方向に沿って延設され、前記左右一対のステー同士を連結するバーと、
   前記バーにおける車幅方向中央部に取り付けられ、車体に対する車両前後方向に沿った相対移動によって車両衝突を検知する衝突検知センサーと、を備え、
   前記ステーの下端は、前記サイドメンバーの上面に取り付けられることを特徴とする自動車の車体前部構造。
2. 前記ステーは、側面視で、車両前後方向に沿って延設されると共に後端が前記フロントパネルに取り付けられる上側脚部と、前記上側脚部の前端から下方に向けて延設される中央側脚部と、該中央側脚部の下端から、車両後方に向かうにつれて斜め下方に傾斜して延設される下側脚部とから構成され、前記下側脚部の下端が前記サイドメンバーの上面に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の自動車の車体前部構造。
3. 前記サイドメンバーは、前部の第１領域と、この第１領域の車両後方側に配置される第２領域とを有し、
   前記第１領域における車両前後方向の圧壊荷重は、前記第２領域における車両前後方向の圧壊荷重よりも小さく設定され、
   前記ステーの下端は、前記サイドメンバーの第２領域の上面に取り付けられることを特徴とする請求項１または２に記載の自動車の車体前部構造。
4. 前記ステーにおける上側脚部は、平面視で、前端から車両後方に向かうにつれて車幅方向に互いに離間して延びる第１分岐部と第２分岐部とを有することを特徴とする請求項２または３に記載の自動車の車体前部構造。
5. 前記第１分岐部または第２分岐部に脆弱部を形成したことを特徴とする請求項４に記載の自動車の車体前部構造。
6. 前記サイドメンバーの上面には、取付ブラケットが固定されており、この取付ブラケットに前記ステーの下側脚部の下端が取り付けられると共に、
   前記取付ブラケットの剛性は、前記ステーの下側脚部の剛性よりも大きく設定されたことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の自動車の車体前部構造。
7. 前記バーは、車幅方向両側が円筒状の円筒部に形成され、車幅方向中央部が円筒を前後方向に押し潰した扁平部に形成されており、この扁平部に前記衝突検知センサーが取り付けられたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の自動車の車体前部構造。

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