JP2014024465A - 車両前部構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両前端部における下部に設けられた外装部材120と、前端部が外装部材の後面部に対向して配置され、後端部が車体構造部材10に取付けられる衝撃吸収ブラケット200とを備える車両前部構造を、衝撃吸収ブラケットは、車両前方側が下がるよう傾斜して配置されかつ車両後方側から車両前方側にかけて傾斜が連続的又は段階的に増加する上面部221と、上面部から下方に突き出して形成され車幅方向にほぼ沿って延びかつ車両前後方向に複数配列された下側車幅方向リブ222,223と、上面部から下方に突き出して形成され車両前後方向にほぼ沿って延びかつ車幅方向に複数配列された下側前後方向リブ224とを備える構成とする。
【選択図】図1
Description
このような車両用バンパ構造に関する従来技術として、例えば特許文献1には、バンパフェイスの下部(エアダム部)の内側に、水平に配置された上面部から下方に複数の前後方向リブ、車幅方向リブを下垂させたエネルギ吸収ブラケットを配置することが記載されている。
しかし、バンパフェイスの下端部に設けられるエアダム部の高さは、車両の地上高や意匠に起因する制約によって、必ずしも歩行者脚部保護に適した高さに設定可能であるとは限らず、より低い位置で荷重を受けることが可能な車両前部構造が要望されている。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、歩行者脚部との衝突時に未衝突時における衝撃吸収ブラケットの先端部位置よりも低い位置で荷重を受けることが可能な車両前部構造を提供することである。
請求項1に係る発明は、車両前端部における下部に設けられた外装部材と、前端部が前記外装部材の後面部に対向して配置され、後端部が車体構造部材に取付けられた衝撃吸収ブラケットとを備える車両前部構造であって、前記衝撃吸収ブラケットは、車両前方側が下がるよう傾斜して配置されかつ車両後方側から車両前方側にかけて傾斜が連続的又は段階的に増加する上面部と、前記上面部から下方に突き出して形成され車幅方向にほぼ沿って延びた下側車幅方向リブと、前記上面部から下方に突き出して形成され車両前後方向にほぼ沿って延びた下側前後方向リブとを備えることを特徴とする車両前部構造である。
これによれば、実質的に上方が凸となるように湾曲して形成された上面部が、衝突時にその曲率を大きくするように湾曲状(弓なり状)に曲げ変形し、衝撃吸収ブラケットの先端部が低くなる変形モードを安定して得ることができる。
さらに、上面部が全体的に弓なりに曲げ変形することによって、例えば特定箇所において衝撃吸収ブラケットを屈曲させて先端部を下げる技術に対して、応力集中による局所的な破損を防止することができる点で有利である。
本発明においては、歩行者脚部からの荷重を未衝突時における衝撃吸収ブラケットの先端部位置よりも低い位置で受けることが可能となり、歩行者脚部のより低い位置を車両前方側に跳ね飛ばすことによって、膝部の曲げを抑制し傷害値の軽減を図ることができる。
さらに、衝突による衝撃吸収ブラケットの変形ストロークが大きくなる衝突後期においては、上面部が湾曲して外装部材の後面部と対向するよう変形し、上下方向に広い範囲で荷重を受けることができる。
これによれば、衝突時に外装部材が後退し、衝撃吸収ブラケットの前部が湾曲変形して前後荷重を受けながら滑り落ち、衝撃吸収ブラケットの上部が外装部材に対して摺動する際に、摺動箇所の接触面を実質的に線接触として接触面積を低減することで、これらの間で発生する摩擦力を軽減し、衝撃吸収ブラケットの先端部が下降する方向の変形モードの安定化を図ることができる。
これによれば、衝突時に係合突起が被係合部を押圧することによって、衝撃吸収ブラケットの取付箇所回りにおいて、衝撃吸収ブラケットの中央部が下がる方向のモーメントを発生させることが可能となる。これによって、衝撃吸収ブラケットの中央部が持ち上がることを防止して、上述した変形モードをよりいっそう安定させることができる。
また、係合突起及び被係合部を介して、外装部材から衝撃吸収ブラケットへの荷重伝達が可能となり、衝撃吸収効果をより高めることができる。
これによれば、衝突時に衝撃吸収ブラケットの中央が下がる方向のモーメントを発生させて、中央部が持ち上がることを防止して変形モードをさらに安定させることができる。
これによれば、突出面部の支持剛性を高めることによって、上述した請求項4の効果をより確実に得ることができる。
これによれば、衝撃吸収ブラケットにおいて積極的に湾曲変形させる範囲を、上面部が傾斜した車両前方側の領域に限定することによって、変形モードのさらなる安定化を図ることができる。
これによれば、切欠部を設けたことによって下側前後方向リブが衝撃吸収ブラケットの湾曲変形を阻害することがなく、上述した効果を確実に得ることができる。
実施例1の車両前部構造は、例えば乗用車等の自動車に設けられるものである。
図1は、実施例の車両前部構造を車幅方向中央部で切って見た断面図である。
車両前部構造は、ラジエータパネルロワ10、バンパビーム20、バンパフェイス100、衝撃吸収(EA)ブラケット200等を備えて構成されている。
ラジエータパネルロワ10は、図示しないラジエータコア、エアコンディショナのコンデンサの下端部を保持するものである。
ラジエータパネルロワ10は、例えば鋼板をプレス成型した複数のパネルを集成し、スポット溶接して構成されており、閉断面を有し、バンパフェイス100、EAブラケット200に対して比較的強固に形成されている。
ラジエータパネルロワ10は、ホワイトボディ(未艤装車体)の一部を構成している。
バンパビーム20は、ラジエータパネルロワ10よりも高くかつ車両前方側へ突き出した位置に配置されている。
バンパビーム20は、正面衝突時に衝突対象物からの荷重を受けて車体後方側へ伝達する部材である。
バンパビーム20は、例えば、鋼板をロール成形するなどして形成され、上下方向に離間して形成された閉断面部21,22を、前面部23で連結した断面形状となっている。
バンパビーム20の前方側には、EAフォームFが取り付けられている。
バンパフェイス100は、バンパビーム20の前方側に配置された本体部110、及び、本体部110の下方に配置されたエアダム部120等を備えて構成されている。
本体部110とエアダム部120との間には、ラジエータコア等に走行風を導入するための開口Oが設けられている。
上面部111は、バンパフェイス100の上部に設けられる図示しないグリルの下端部と隣接して配置されている。
前面部112は、上面部111の前端部から下方に延びて配置されている。
下面部113は、前面部112の下端部から後方に延びて配置されている。
下面部113は、開口Oの上辺部を構成している。
上面部121は、開口Oの下辺部を構成している。
前面部122は、上面部121の前端部から下方に延びて形成され、車両側面視における断面形状は前方が凸となるように湾曲して形成されている。
下面部123は、前面部122の下端部から後方に延びて形成されている。
下面部123の後端部は、後述するEAブラケット200の基部210の下部に、樹脂ファスナ等を用いて固定されている。
開口カバー130の上端部及び下端部は、バンパフェイス100の本体部110の下面部113の後端部、及び、エアダム部120の上面部121の後端部にそれぞれ設けられた爪部113a、121aとそれぞれ係合している。
また、開口カバー130の下端部には、エアダム部120の上面部121の下側から後方側かつ斜め下方側へ突き出した突起部131が形成されている。
突起部131は、その突端部(後端部)が、後述するEAブラケット200の上側車幅方向リブ228の前面に間隔を隔てて対向して配置されている。
EAブラケット200は、例えばPP等の樹脂材料をインジェクション成形して一体に形成された基部210、及び、湾曲変形部220を備えて構成されている。
基部210は、一例として、第1縦壁211、上面部212、下面部213、第2縦壁214、水平面部215、第3縦壁216、取付面部217、前後方向リブ218等を有して構成されている。
上面部212は、第1縦壁211の上端部から後方側へ延びた平板状の部分である。
下面部213は、第1縦壁211の下端部から後方側へ延びた平板状の部分である。
下面部213は、例えば樹脂ファスナ213a等によって、バンパフェイス100のエアダム部120の下面部123が固定されている。
また、下面部213の後端部には、上方へ突出して形成されたフランジ部213bが設けられている。
水平面部215は、第2縦壁214の後面における高さ方向中央部から、車両後方側に突き出して形成された平板状の部分である。
第3縦壁216は、第2縦壁214の後方側に間隔を隔てて実質的に平行に配置された平板状の部分である。水平面部215の後端部は、第3縦壁216の前面における高さ方向中央部に接続されている。
取付面部217は、その上面部がラジエータパネルロワ10の下面部に沿うように配置され、図示しないボルト−ナット等の締結手段によってラジエータパネルロワ10に固定されている。
また、上述した第1縦壁211、上面部212、下面部213、第2縦壁214、水平面部215、第3縦壁216は、鉛直方向及び車両前後方向にほぼ沿って配置された前後方向リブ218によって相互に連結されている。
前後方向リブ218は、車幅方向に離間して複数設けられている。
湾曲変形部220は、上面部221、下側第1車幅方向リブ222、下側第2車幅方向リブ223、下側前後方向リブ224、突出面部225、三角リブ226、上側前後方向リブ227、上側車幅方向リブ228等を有して構成されている。
上面部221は、車幅方向に延びて形成されるとともに、車両前方側が下がった斜面として形成されている。
上面部221を車幅方向から見た断面形状は、上方が凸となる円弧状(弓なり状)に形成されている。
上面部221の車両前後方向における傾斜(勾配)は、基部210との接続部近傍においては水平に近く、ここから車両前方側にかけて連続的に増加している。
下側前後方向リブ224は、上面部221から下方に突き出して形成され、前後方向にほぼ沿って延びた平板状の部材であって、下側第1車幅方向リブ222と下側第2車幅方向リブ223との間、及び、下側第2車幅方向リブ223と基部210の第1縦壁211との間をそれぞれ連結している。
また、下側前後方向リブ224の下端部は、下側第2車幅方向リブ223、第1縦壁211の直前において、上方へ凹ませて形成された切欠部224aが設けられ、衝突時における上面部221の湾曲を阻害しないようになっている。
三角リブ226は、突出面部225の後方側と、上面部221の突出面部225と隣接する領域との間に設けられた三角ガセット状の補剛部材である。
上側前後方向リブ227の前端部は、三角リブ226の後端部に隣接して配置されている。
上側前後方向リブ227の上面部221からの突出高さは、その全長にわたって実質的にほぼ一定に設定されており、上側前後方向リブ227の上端部は、車幅方向から見たときに上が凸となる円弧状に湾曲して形成されている。
上側前後方向リブ227の後端部における上端部の高さは、基部210の上面部212と実質的に同じ高さに配置されている。
上側前後方向リブ227は、車幅方向に分散して複数複数設けられている。
上側車幅方向リブ228の上端部の高さは、その近傍における上側前後方向リブ227の上端部の高さと実質的に同じに設定されている。
また、EAブラケット200の基部210における上下方向荷重に対する曲げ剛性は、湾曲変形部220の変形モードの安定化を図るため、湾曲変形部220の曲げ剛性に対して十分に大きく設定される。このような曲げ剛性の設定は、基部210、湾曲変形部220を構成する各面部の構成や厚さ、補剛の有無等によって任意にチューニングすることが可能である。
図2は、歩行者脚部との衝突時における実施例の車両前部構造の挙動を時系列に示した模式図である。
図2(a)は衝突直前、図2(b)は衝突によるEAブラケットの変形中、図2(c)は衝突によるEAブラケットの変形終了後の状態を示している。
図2(a)に示すように、歩行者脚部Lが車両前方側から接近し、エアダム部120に衝突した場合、エアダム部120が変形して、図2(b)に示すように、EAブラケット200の突出面部225は、エアダム部120によって車両後方側へ押圧される。
これによって、EAブラケット200の湾曲変形部220には、先端部を下げる方向の曲げモーメントが発生し、上面部221はその湾曲の曲率が大きくなる方向に変形し、湾曲変形部220の先端部はエアダム部120の内面を滑り落ちつつ下方へ変位する。
なお、図2(c)に示す状態においては、突出面部225、三角リブ226、及び、上側前後方向リブ227の前半部は既に圧壊している。
これによって、歩行者脚部Lの低い箇所を跳ね飛ばすとともに、局所的に荷重が集中することを防止して傷害値を改善することが可能となる。
図3に示すように、湾曲変形部220の上面部221の後端部(基部210との接続部近傍)に作用するモーメントMは、荷重Fの入力点である上面部221の先端部と後端部との高さの差Zに応じて大きくなる。
このため、EAブラケット200の形状、寸法設定にあたっては、車両の意匠やエアダム部の内部構造等の制約の範囲内において、上面部221の先端部と後端部との高さの差Zを可能な限り大きくすることが好ましい。
図4(a)に示すように、突起部131の突端部(後端部)が、EAブラケット200の上側車幅方向リブ228(被係合部)に対して衝突した場合、図4(b)に示すように、EAブラケットの湾曲変形部220には、後向きかつ斜め下向きとなる荷重Fが作用する。
ここで、荷重Fの車両前後方向分力をFx、鉛直方向分力をFzとすると、鉛直成分分力Fzは、前方側から圧縮を受けた上面部221の中央部が持ち上がる方向に変形することを防止するとともに、ラジエータパネルロワ10との取付部周りにEAブラケット200の前端部を下げる方向のモーメントを発生させることがわかる。
これによって、EAブラケット200の中央部が持ち上がる変形が抑制され、湾曲変形部220の変形モードを安定化させることができる。
図5(b)に示すように、衝突後、上面部221の湾曲変形が開始し、突出面部225が上端部が下端部に対して前方に出るよう前傾すると、歩行者脚部Lが突出面部225の上端部を押圧する荷重によって、EAブラケットの中央部を押し下げる力Fcが発生する。
これによって、EAブラケット200の中央部が持ち上がる変形が抑制され、湾曲変形部220の変形モードをより安定化させることができる。
(1)EAブラケット200の湾曲変形部220の上面部221が、車幅方向から断面を見たときに上方が凸となる弓なり状に形成され、さらに、後端部よりも前端部が低くなるように前下がりに配置されることによって、衝突時に車両前方側から受ける圧縮荷重により、上面部221の曲率が大きくなるように湾曲変形し、先端部が下がる変形モードを安定して得ることができる。さらに、上面部221が局所的にではなく全体的に曲げ変形することによって、例えば所定の屈曲箇所においてエネルギ吸収ブラケットを曲げる技術で問題となるような応力集中による局所的な破損を防止することができる。
このため、歩行者脚部Lからの荷重を、衝突前におけるEAブラケット200の先端部位置よりも低い位置で受けることが可能となり、歩行者脚部Lの低い位置を跳ね飛ばすことによって、傷害値の軽減を図ることができる。
さらに、EAブラケット200の変形ストロークが大きくなる衝突後期においては、上面部221が湾曲して先端部が滑り落ち、バンパフェイス100のエアダム部120の後部と対向するよう変形し、上下方向に広い範囲で荷重を受けることができる。
(2)上面部221の上方に突き出した上側前後方向リブ227を設けたことによって、衝突時にエアダム部120が後退してEAブラケット200の上部がエアダム部120に対して摺動する際に、接触箇所を実質的に線接触として接触面積を低減することで、これらの間で発生する摩擦力を軽減し、EAブラケット200の先端部が下降する方向の変形モードの安定化を図ることができる。
(3)衝突時にバンパフェイス120側に設けた突起部131がEAブラケット200の上側車幅方向リブ228を押圧する構成としたことによって、EAブラケット200のラジエータパネルロワ10との取付箇所まわりにおいて、中央部が下がる方向のモーメントを発生させることが可能となり、EAブラケット200の中央部が持ち上がることを防止して変形モードをよりいっそう安定させることができる。
また、突起部131及び上側車幅方向リブ228を介してエアダム部120からEAブラケット200への荷重伝達が可能となり、衝撃吸収効果をより高めることができる。
(4)EAブラケット200の上面部221の先端部から上方へ突き出した突出面部225を設けたことによって、衝突時にEAブラケット200の中央が下がる方向のモーメントを発生させて、中央部が持ち上がることを防止して変形モードをさらに安定させることができる。
(5)突出面部225の後面と上面部211との間に、三角リブ226を設けたことによって、上記(4)項の効果をより確実に得ることができる。
(6)EAブラケット200の基部210の曲げ剛性を湾曲変形部220の曲げ剛性に対して高くしたことによって、湾曲変形部220の変形モードをより安定化させることができる。
(7)EAブラケット200の下側前後方向リブ224に切欠部224aを設けたことによって、下側前後方向リブ224が上面部221の湾曲変形を阻害することがなく、上述した効果を確実に得ることができる。
なお、このような切欠部は、性能チューニングのため有無、大きさ、形状、位置などを適宜変更することが可能である。
上述した実施例1と実質的に共通する箇所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。
図6は、実施例2の車両前部構造を車幅方向中央部で切って見た断面図である。
実施例2の車両前部構造においては、実施例1における開口カバー130の突起部131、及び、EAブラケット200の上側車幅方向リブ228を省略した以外は、実質的に実施例1と同様の構成となっている。
以上説明した実施例2においても、上述した突起部131と上側車幅方向リブ228特有の効果を除いて、実施例1の効果と実質的に同様の効果を得ることができる。
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、それらも本発明の技術的範囲内である。
各部材の形状、構造、材質、製法、配置等は上述した実施例に限定されず、適宜変更することができる。
例えば、各実施例ではEAブラケットの湾曲変形部の上面部は、傾斜が車両後方側から前方側にかけて連続的に増加するようになっているが、これに代えて、傾斜が段階的に増加するようにしてもよい。例えば、上面部の中間部に前後方向に配列された複数の屈曲部を設けて、傾斜が順次急になるように構成してもよい。
また、各実施例のEAブラケットの各面部、リブ等の構成、配置、形状は一例であって、これらは適宜変更することができる。
また、実施例1において、突起部は開口カバーに設けているが、これに限らずバンパフェイスやその他の外装部材と一体あるいは別部品として設けることが可能である。
21,22 閉断面部 23 前面部
F EAフォーム
100 バンパフェイス 110 本体部
111 上面部 112 前面部
113 下面部 113a 爪部
120 エアダム部 121 上面部
121a 爪部 122 前面部
123 下面部
O 開口
130 開口カバー 131 突起部
200 EAブラケット
210 基部 211 第1縦壁
212 上面部 213 下面部
213a 樹脂ファスナ 213b フランジ部
214 第2縦壁 215 水平面部
216 第3縦壁 217 取付面部
220 湾曲変形部 221 上面部
222 下側第1車幅方向リブ 223 下側第2車幅方向リブ
224 下側前後方向リブ 224a 切欠部
225 突出面部 226 三角リブ
227 上側前後方向リブ 228 上側車幅方向リブ
F EAフォーム L 歩行者脚部
Claims (7)
- 車両前端部における下部に設けられた外装部材と、
前端部が前記外装部材の後面部に対向して配置され、後端部が車体構造部材に取付けられた衝撃吸収ブラケットと
を備える車両前部構造であって、
前記衝撃吸収ブラケットは、車両前方側が下がるよう傾斜して配置されかつ車両後方側から車両前方側にかけて傾斜が連続的又は段階的に増加する上面部と、
前記上面部から下方に突き出して形成され車幅方向にほぼ沿って延びた下側車幅方向リブと、
前記上面部から下方に突き出して形成され車両前後方向にほぼ沿って延びた下側前後方向リブと
を備えること
を特徴とする車両前部構造。 - 前記上面部から上方に突き出して形成され車両前後方向にほぼ沿って延びた上側前後方向リブを備えること
を特徴とする請求項1に記載の車両前部構造。 - 前記外装部材から前記衝撃吸収ブラケット側へ突き出して形成された係合突起と、
前記衝撃吸収ブラケットの前記上面部から突き出して形成され前記係合突起の突端部と対向して配置された被係合部とを備えること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車両前部構造。 - 前記上面部の前端部から上方へ突出して形成された突出面部を有すること
を特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の車両前部構造。 - 前記突出面部の後面と前記上面部との間にガセット状の補剛部を形成したこと
を特徴とする請求項4に記載の車両前部構造。 - 前記衝撃吸収ブラケットの前記上面部が傾斜した領域よりも後方側の領域において、前方側の領域に対して上下方向荷重に対する曲げ剛性を高くしたこと
を特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の車両前部構造。 - 前記下側前後方向リブは、下端部を上方へ凹ませて形成された切欠部を有すること
を特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか1項に記載の車両前部構造。
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