JP2014184906A - 車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】歩行者大腿部保護性能を向上するとともに軽衝突時における車体の損傷を軽減した車体前部構造を提供する。
【解決手段】フード５０前端部の下方に設けられ車幅方向にほぼ沿って伸びた車体構造部材２２と、車体構造部材から車両前方側に突出しかつ車幅方向にほぼ沿って伸びて形成され、車両の衝突時に変形することによってエネルギを吸収するエネルギ吸収部材１００とを有する車体前部構造を、エネルギ吸収部材は、前面部１１１と、前面部の上端部から後方側かつ上方側に突き出して形成された上面部１１２と、前面部の下端部から後方側に突き出して形成された下面部１１３と、上面部の後端部と下面部の後端部とを連結するとともに車体構造部材に固定される後面部１２０とを備え、下面部は、前後方向の圧縮荷重が負荷された際に座屈変形を誘発する弱体部１１３ａを有する構成とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、自動車等の車体前部構造に関し、特に歩行者大腿部保護性能を向上するとともに軽衝突時における車体の損傷を軽減したものに関する。

自動車等の車両の車体前部構造においては、歩行者と衝突した場合に歩行者の傷害を軽減する歩行者保護性能の向上が要求されている。
一般的な車高の乗用車においては、フード前端部付近が歩行者の大腿部に衝突する場合が多いことから、大腿部の傷害を抑制するためには、この領域で効果的にエネルギを吸収可能な構造とすることが要求される。

車体前部構造における歩行者大腿部保護に関する従来技術として、例えば特許文献１には、フード前端部の下側に配置されるラジエータアッパサポートから前方側に突き出して配置されたブラケットによって歩行者衝突時にエネルギを吸収し、傷害の軽減を図ることが記載されている。
また、特許文献２には、バンパビーム前方に板金パネルによって形成された歩行者保護部材を設けることが記載されている。

特願２００６−２６４４９５号公報 特願２００７− １３５８号公報

特許文献１に記載した従来技術のように、ラジエータ上端の保持部材にエネルギ吸収部材を取付けることによって、歩行者保護性能の向上を図ることが可能である。
しかし、他車両などとの軽衝突時にエネルギ吸収部材が車体本体部に対して後退すると、例えばフード、フードキャッチャ等の他部品や、その他の車体構造部材と干渉してこれらに損傷を与えることが問題となる。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、歩行者大腿部保護性能を向上するとともに軽衝突時における車体の損傷を軽減した車体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に係る発明は、フード前端部の下方に設けられ車幅方向にほぼ沿って伸びた車体構造部材と、前記車体構造部材から車両前方側に突出しかつ車幅方向にほぼ沿って伸びて形成され、車両の衝突時に変形することによってエネルギを吸収するエネルギ吸収部材とを有する車体前部構造であって、前記エネルギ吸収部材は、前面部と、前記前面部の上端部から後方側かつ上方側に突き出して形成された上面部と、前記前面部の下端部から後方側に突き出して形成された下面部と、前記上面部の後端部と前記下面部の後端部とを連結するとともに前記車体構造部材に固定される後面部とを備え、前記下面部は、前後方向の圧縮荷重が負荷された際に座屈変形を誘発する弱体部を有することを特徴とする車体前部構造である。
これによれば、衝突によって前方から荷重が入力された際に、下面部が前後方向の圧縮荷重により座屈変形することによって、前面部が下降する軌跡をとる変形モードを示すとともに、上面部にはエネルギ吸収部材の上端部を前方へ牽引する張力が作用することになる。
これによって、歩行者脚部との衝突時には良好にエネルギ吸収を行うことが可能となり、対車両等との軽衝突時においては、エネルギ吸収を行うとともに、エネルギ吸収部材の上端部が後退して他部品に損傷を与えることを防止できる。

請求項２に係る発明は、前記エネルギ吸収部材は、前記前面部に車両後方側への荷重が負荷された際に、前記下面部が座屈変形することによって前記上面部の後端部回りに前記前面部が降下する方向に回動することを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造である。
これによれば、上述した効果を確実に得ることができる。

請求項３に係る発明は、前記下面部の前記弱体部は、前後方向における中央部よりも車両後方側に設けられ上方に凸となる屈曲部であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車体前部構造である。
これによれば、座屈変形時に上面部に確実に張力を発生させて、上述した効果をより高めることができる。

請求項４に係る発明は、前記下面部の前記屈曲部よりも後方側の部分が水平面に対してなす角度を、歩行者脚部との衝突時における荷重入力方向が水平面に対してなす角度よりも大きく設定したことを特徴とする請求項３に記載の車体前部構造である。
これによれば、歩行者大腿部からの入力荷重が斜め上方側から作用した場合であっても、下面部を座屈させるモーメントを発生させ、下面部を確実に座屈させてエネルギ吸収効果を確保することができる。

請求項５に係る発明は、前記後面部は、上下方向における中央部よりも上方側で前記車体構造部材に取り付けられることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の車体前部構造である。
これによれば、衝突時にエネルギ吸収部材の上端部が車両前方側へ回動する方向のモーメントを発生させることができ、上述した効果をより高めることができる。

請求項６に係る発明は、前記前面部は、車幅方向に延在する凹凸形状を有する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項に記載の車体前部構造である。
これによれば、局所的に荷重が入力された場合であっても車幅方向に荷重を分散させ、良好にエネルギ吸収を行うことができる。

以上説明したように、本発明によれば、歩行者大腿部保護性能を向上するとともに軽衝突時における車体の損傷を軽減した車体前部構造を提供することができる。

本発明を適用した車体前部構造の実施例を車両前方側の斜め上方側から見た斜視図である。 実施例の車体前部構造を車両前方側の斜め下方側から見た斜視図である。 実施例の車体前部構造を上方から見た平面図である。 図３のIV−IV部矢視断面図である。 図３のＶ−Ｖ部矢視断面図である。

本発明は、歩行者大腿部保護性能を向上するとともに軽衝突時における車体の損傷を軽減した車体前部構造を提供する課題を、実質的に三角形状の断面を有するエネルギ吸収部材の下面部における後部に上方が凸となる屈曲部を形成し、衝突時に座屈変形させて前端部が降下する変形モードを得ることによって解決した。

以下、本発明を適用した車体前部構造の実施例について説明する。
実施例の車体前部構造は、例えば乗用車等の自動車の車体前部に設けられるものである。
図１は、実施例の車体前部構造を車両前方側の斜め上方側から見た斜視図である。
図２は、実施例の車体前部構造を車両前方側の斜め下方側から見た斜視図である。
図３は、実施例の車体前部構造を上方から見た平面図である。
図４は、図３のIV−IV部矢視断面図である。
図５は、図３のＶ−Ｖ部矢視断面図である。
なお、図１乃至４において、車両外装部材やエンジン、補機類、サスペンション等は理解を容易にするために図示を省略している。

車体前部構造１は、フロントサイドフレーム１０、ラジエータパネル２０、ストラット収容部３０、フロントアッパフレーム４０、フード５０、バンパフェイス６０、エネルギ吸収部材１００等を有して構成されている。

フロントサイドフレーム１０は、車両の前後方向にほぼ沿って伸びるとともに、車幅方向に離間して一対が配置された車体の主要構造部材である。
フロントサイドフレーム１０は、車室とその前方側のエンジンルームとを区画する隔壁である図示しないトーボードの下部から、車両前方側に突出している。
フロントサイドフレーム１０は、エンジンルームの左右に沿って配置されている。
フロントサイドフレーム１０は、車両前方側から見た断面形状が矩形の閉断面となっている。

ラジエータパネル２０は、フロントサイドフレーム１０の前端部に取り付けられた枠状の部分であって、図示しないラジエータコア及びエアコンディショナのコンデンサを保持するものである。
ラジエータパネル２０は、ラジエータパネルサイド２１、ラジエータパネルアッパ２２、ラジエータパネルロワ２３、センターメンバ２４等を有して構成されている。

ラジエータパネルサイド２１は、ラジエータパネル２０の左右の側辺部を構成する部材である。
ラジエータパネルサイド２１は、上下方向に延びた柱状に形成されている。
ラジエータパネルサイド２１は、上下方向における中間部の車幅方向外側の部分を、フロントサイドフレーム１０の前端部近傍における車幅方向内側の面部に結合されている。

ラジエータパネルアッパ２２は、左右のラジエータパネルサイド２１の上端部間を連結する部材である。
ラジエータパネルアッパ２２は、車幅方向に延びた梁状に形成されている。
ラジエータパネルロワ２３は、左右のラジエータパネルサイド２１の下端部間を連結する部材である。
ラジエータパネルロワ２３は、車幅方向に延びた梁状に形成されている。
センターメンバ２４は、ラジエータパネルアッパ２２、ラジエータパネルロワ２３の車幅方向における中間部の間を上下方向に連結する梁状の部材である。
また、ラジエータパネルアッパ２２の車幅方向における中央部には、フード５０の前端部を係止するフードキャッチャＣ（図４参照）が取り付けられている。

ストラット収容部３０は、図示しないマクファーソンストラット式フロントサスペンションに設けられるストラットを収容する部分である。
ストラット収容部３０は、フロントサイドフレーム１０の後部における車幅方向外側の部分から、上方かつ車幅方向外側に張り出して形成されている。
ストラット収容部３０の上端部に設けられたストラットアッパマウント３１は、ストラットの上端部をロッド中心軸回りに回動可能に支持するものである。

フロントアッパフレーム４０は、ヘッドライトアッパメンバ４１と協働してストラット収容部３０の上部とラジエータパネルアッパ２２の側端部との間を連結する部材である。
フロントアッパフレーム４０は、ストラット収容部３０の上部から前方側に突き出して形成され、その前端部は図示しないヘッドライトユニットの上部を保持するヘッドライトアッパメンバ４１に接続されている。
ヘッドライトアッパメンバ４１は、ラジエータパネルアッパ２２の左右側端部から車幅方向外側に突き出して形成されている。

図４、図５に示すフード５０は、エンジンルームの上部に開閉可能に設けられるリッドである。
フード５０は、後端部に設けられる図示しないヒンジ回りに回動可能に車体に取り付けられている。
フード５０の前端部近傍における下部には、ラジエータパネルアッパ２２に取り付けられたフードキャッチャＣ（図４参照）に係止される図示しないストライカが設けられている。
フード５０の前端部には、ゴム製のシール５１が設けられている。

図５、図６に示すバンパフェイス６０は、例えばＰＰ系等の樹脂材料によって形成された外装部材であって、車両の前端部に設けられるものである。
バンパフェイス６０の上端部は、フード５０の前端部と隣接して配置されている。
バンパフェイス６０の前面部には、走行風を導入する枠状体であるグリル６１等が設けられている。

エネルギ吸収部材１００は、ラジエータパネルアッパ２２から車両前方側に突き出して配置され、歩行者大腿部との衝突時、あるいは、他車両との軽衝突時等にエネルギ吸収を行う部材である。
エネルギ吸収部材１００は、フロントパネル１１０、リアパネル１２０、ブラケット１３０等を有して構成されている。
これら各部材はそれぞれ鋼板をプレス成型したパネルとして形成され、スポット溶接等によって相互に接合されている。

フロントパネル１１０は、エネルギ吸収部材１００において衝突時に変形することによってエネルギを吸収する本体部であって、エネルギ吸収部材１００の前部に設けられている。

図４、図５等に示すように、フロントパネル１１０は、前面部１１１、上面部１１２、下面部１１３等を有する。
前面部１１１は、バンパフェイス６０の上端部近傍における後面部と前後方向に間隔を隔てて対向して配置された面部であって、上下方向及び車幅方向にほぼ沿って配置されている。
前面部１１１の下部には、車幅方向（前面部１１１の長手方向）にほぼ沿って、フロントパネル１１０の全幅にわたって延在するリブ１１１ａが形成されている。

上面部１１２は、前面部１１１の上端部から、斜め後方の斜め上方側へ突き出して形成されている。
上面部１１２の後端部には、後方側にほぼ水平に突き出したフランジ部１１２ａが設けられている。

下面部１１３は、前面部１１１の下端部から後方側へ突き出して形成されている。
下面部１１３の前後方向中央部よりも後方側の領域には、下面部１１３を上方に凸となる方向に屈曲させた屈曲部１１３ａが形成されている。
下面部１１３は、屈曲部１１３ａよりも前方側では実質的に水平に配置され、屈曲部１１３ａよりも後方側では、後方が下がるように傾斜して配置されている。

ここで、図５に示すように、車両前後方向（水平方向）における下面部１１３の屈曲部１１３ａよりも前方の長さαは、屈曲部１１３ａよりも後方の長さβよりも長く設定されている。
また、下面部１１３の屈曲部１１３ａよりも後方側の部分が水平方向に対してなす角度γは、歩行者大腿部を模したインパクタＩからの荷重ＦＩの入力方向が水平方向に対してなす角度δよりも大きく設定されている。
下面部１１３の後端部には、後方側にほぼ水平に突き出したフランジ部１１３ｂが形成されている。

リアパネル１２０は、フロントパネル１１０の後部に取り付けられ、フロントパネル１１０と協働して閉断面を形成する背面板である。
リアパネル１２０は、上下方向及び車幅方向にほぼ沿って伸びた部材である。
リアパネル１２０の上端部及び下端部には、車両後方側に水平方向にほぼ沿って伸びたフランジ部１２１、１２２が形成されている。

フランジ部１２１は、フロントパネル１１０の上面部１１１のフランジ部１１１ａの下面に添付された状態で、このフランジ部１１１ａと例えばスポット溶接等によって固定されている。
また、フランジ部１２１の下部には、溶接ナット１２１ａが設けられ、バンパフェイス６０の上端部がボルトＢによって締結されている。

フランジ部１２２は、フロントパネル１１０の下面部１１３のフランジ部１１３ｂの上面に添付された状態で、このフランジ部１１３ｂと例えばスポット溶接等によって固定されている。

ブラケット１３０は、リアパネル１２０の後面部と、ラジエータパネルアッパ２２から前方に突き出したブラケット２２ａとを連結し、エネルギ吸収部材１００をラジエータパネル２０に固定する部材である。
ブラケット１３０は、中間部１３１、フランジ部１３２，１３３を有する。
中間部１３１は、前方側が後方側に対して高くなるように傾斜して配置されたブラケット１３０の本体部である。
フランジ部１３２は、中間部１３１の前端部から上方に突き出して形成され、リアパネル１２０の後面部に例えばスポット溶接等によって固定されている。
フランジ部１３３は、中間部１３２の後端部から後方に突き出して形成され、ラジエータパネルアッパ２２から前方に突き出したブラケット２２ａに、ボルトＢによって締結されている。
フランジ部１３２のリアパネル１２０の取付箇所は、リアパネル１２０の高さ方向における中央部、及び、フロントパネル１１０の前面部１１１の上端部よりも高い位置に設定されている。

次に、上述した実施例における衝突時の動作、作用効果について説明する。
他車両の車両前端部を模したバリアＢとの軽衝突時には、車幅方向の比較的後半な範囲にわたって、水平方向に荷重が入力される。
バンパフェイス６０が後退してエネルギ吸収部材１００のフロントパネル１１０の前面部１１１が後方側に押されると、下面部１１３には前後方向の圧縮荷重が作用し、屈曲部１１３ａを起点として、下面部１１３は、図４に破線で示すように、上面が凸となる方向に座屈変形する。
このとき、屈曲部１１３ａの位置を、α＞βとなるように設定したことによって、前面部１１１の下端部は、図４に破線で示すように下方に移動する。
上面部１１２の長さ（弦長）は不変であるため、上面部１１２には、張力Ｔが作用してフランジ部１１２ａ側を車両前方側かつ下方側へ牽引することになる。

また、ブラケット１３０がリアパネル１２０をその中央部よりも上方側で支持することによって、前方からの入力荷重によって、エネルギ吸収部材１００を、上端部が前進する方向に回動させる（転ばせる）モーメントＭが発生する。
このモーメントＭは、上述した上面部１１２に作用するＴと協働して、エネルギ吸収部材１００の上端部を前方側へ変位させるよう働く。
このため、エネルギ吸収部材１００自体が後退してフードキャッチャＣやラジエータパネルアッパ２２等の他部品と干渉して損傷を与えることを防止できる。

一方、歩行者の大腿部を模した円柱状のインパクタＩとの衝突時には、車幅方向における局所的な領域に、斜め上方側から荷重ＦＩが入力される。
バンパフェイス６０が後退してエネルギ吸収部材１００のフロントパネル１１０に荷重ＦＩが伝達されると、フロントパネル１１０の下面部１１３の屈曲部１１３ａよりも後方側の角度γを、荷重ＦＩの入力角度δよりも大きくしたことによって、この場合にも軽衝突の場合と同様に、下面部１１３を座屈変形させて、エネルギ吸収部材１００の断面変形によってエネルギを吸収することができる。
また、前面部１１１にリブ１１１ａを設けて、車幅方向に荷重を分散させることによって、効果的にエネルギ吸収を行い、ラジエータパネルアッパ２２等の車体構造部材との底付きによる荷重の増加を防止し、歩行者大腿部への加害性を軽減することができる。

（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、それらも本発明の技術的範囲内である。
例えば、車体前部構造を構成する各部材の形状、構造、材質、製法等は上述した実施例に限定されず、適宜変更することが可能である。

１０ フロントサイドフレーム ２０ ラジエータパネル
２１ ラジエータパネルサイド ２２ ラジエータパネルアッパ
２２ａ ブラケット ２３ ラジエータパネルロワ
２４ センターメンバ ３０ ストラット収容部
３１ ストラットアッパマウント ４０ フロントアッパフレーム
４１ ヘッドライトアッパメンバ ５０ フード
５１ シール Ｃ フードキャッチャ
６０ バンパフェイス ６１ グリル
１００ エネルギ吸収部材 １１０ フロントパネル
１１１ 前面部 １１１ａ リブ
１１２ 上面部 １１２ａ フランジ部
１１３ 下面部 １１３ａ 屈曲部
１１３ｂ フランジ部 １２０ リアパネル
１２１ フランジ部 １２１ａ 溶接ナット
１２２ フランジ部 １３０ ブラケット
１３１ 中間部 １３２ フランジ部
１３３ フランジ部
Ｉ インパクタ Ｂ バリア

Claims (6)

1. フード前端部の下方に設けられ車幅方向にほぼ沿って伸びた車体構造部材と、
   前記車体構造部材から車両前方側に突出しかつ車幅方向にほぼ沿って伸びて形成され、車両の衝突時に変形することによってエネルギを吸収するエネルギ吸収部材と
   を有する車体前部構造であって、
   前記エネルギ吸収部材は、
   前面部と、
   前記前面部の上端部から後方側かつ上方側に突き出して形成された上面部と、
   前記前面部の下端部から後方側に突き出して形成された下面部と、
   前記上面部の後端部と前記下面部の後端部とを連結するとともに前記車体構造部材に固定される後面部と
   を備え、
   前記下面部は、前後方向の圧縮荷重が負荷された際に座屈変形を誘発する弱体部を有すること
   を特徴とする車体前部構造。
2. 前記エネルギ吸収部材は、前記前面部に車両後方側への荷重が負荷された際に、前記下面部が座屈変形することによって前記上面部の後端部回りに前記前面部が降下する方向に回動すること
   を特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
3. 前記下面部の前記弱体部は、前後方向における中央部よりも車両後方側に設けられ上方に凸となる屈曲部であること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車体前部構造。
4. 前記下面部の前記屈曲部よりも後方側の部分が水平面に対してなす角度を、歩行者脚部との衝突時における荷重入力方向が水平面に対してなす角度よりも大きく設定したこと
   を特徴とする請求項３に記載の車体前部構造。
5. 前記後面部は、上下方向における中央部よりも上方側で前記車体構造部材に取り付けられること
   を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の車体前部構造。
6. 前記前面部は、車幅方向に延在する凹凸形状を有すること
   を特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の車体前部構造。

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