JP2016034825A - 車両用フェンダーエネルギー吸収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所要ピーク衝撃力及び最小変形ストローク距離を満たしつつ。遊び空間を最小限に抑えて容易且つ安価に車両用フェンダーエネルギー吸収装置を提供する。
【解決手段】車両用フロントフェンダー１６と車両用側面構造部材３０との間に結合されたエネルギー吸収部材５２は、フロントフェンダー１６に与えられた衝撃力が作用する間、ピーク衝撃力耐性及びエネルギー吸収を提供する。このエネルギー吸収部材５２は、側面構造部材３０から、対向するフロントフェンダー１６の長さに沿って連続的に延び、フロントフェンダー１６の全長に沿った一定荷重を提供する。このエネルギー吸収部材５２は、発泡ブロック、垂直若しくは水平方向に配置されたハニカム構造、又は離隔配置された中空のクラッシュローブであってもよい。
【選択図】図２

Description

本開示は、概して車体構造又は乗り物のボディ構造に関し、特にエネルギーを吸収する車両又は乗り物用パネル取り付け構造に関する。

自動車の車体は、典型的には、基礎となる剛性フレーム部材上に取り付けられた多数の金属パネルで形成される。このようなパネルの１つは、フロントフェンダー構造である。フェンダーは、剛性車両フレームに取り付けられた、又はこの剛性車両フレームの一部をなすエプロン構造部材上に配置される。衝撃時に座屈変形されるフェンダー取付用ブラケットは、特許文献１に示すように、フェンダーをエプロン構造部材に取り付け、衝撃エネルギーを吸収することが提案されている。

このようなエネルギー吸収部材は、車両が歩行者と接触するときに、歩行者、特に歩行者の頭部を保護するために使用される。

米国特許第８１８２０２７号明細書

車両用フェンダーを備えるエネルギー吸収ブラケットを使用する場合であっても、所要ピーク衝撃力及び最小変形ストローク距離を満たしつつ、遊び空間を最小限に抑えて容易且つ安価に実現され得るエネルギー車両用フェンダー構造を設けることが望ましい。

車両は、外側部及び連結部を備えるフロントフェンダーと側部構造部材とを備える。エネルギー吸収部材は、フロントフェンダーを側部構造部材に対して取付け、エネルギー吸収部材は、側部構造部材に重なるフロントフェンダーの略全長に亘り延びる。

エネルギー吸収部材は、発泡熱可塑性材料で形成され得る。エネルギー吸収部材は、一体的に相互連結された複数のセルを有するハニカム構造で形成され得る。エネルギー吸収部材のハニカム構造は、中空内部を取り囲む一体的に連結されたユニットセル壁を有し、ユニットセル壁は、フロントフェンダーと側部構造部材との間で垂直方向及び水平方向のいずれか一方に延びる。

エネルギー吸収部材は、長尺基材と、長尺基材に一体的に結合され且つ長尺基材から一方向に延びる複数の中空ローブと、で形成される。長尺基材は、側部構造部材に対して固定して結合され、複数の中空ローブは、フロントフェンダーに対して固定して結合される。

本車両用フェンダーエネルギー吸収装置の様々な特徴、利点及び他用途は、以下の詳細な説明及び図面を参照することにより明らかになるであろう。

車両用フェンダーエネルギー吸収装置を組み込む車両の斜視図である。 車両用フェンダーと共に使用されるエネルギー吸収装置を示す、略図１の線２−２に沿った断面図である。 図２に示す車両用フェンダーエネルギー吸収装置の斜視図である。 車両用フェンダーエネルギー吸収装置の剛性車両構造への取り付けを示す、略図３の線４−４に沿った断面図である。 図１に示す車両において車両用フェンダーエネルギー吸収装置の別の態様の斜視図である。 略図５の線６−６に沿った断面図である。 図５及び図６に示す車両用フェンダーエネルギー吸収装置の変形例を示す断面図である。 図１に示す車両において使用される車両用フェンダーエネルギー吸収装置の別の態様の斜視図である。 略図８の線９−９に沿った断面図である。

本車両用フェンダーエネルギー吸収装置は、車両用フェンダーと基礎となる剛性車両フレーム構造との間で使用される場合、エネルギー吸収能力を高めるためにピーク衝撃抵抗力及び最小変形ストロークを提供する。このエネルギー吸収装置は、いくつかの異なる構成で設けられ、最大の力及び変形ストローク要求を満たし得る。

多面的な態様において、エネルギー吸収装置は、車両フレームの一部をなす、或いはこの車両フレームに固定されたエプロン側面構造部材等、基礎となるフェンダー支持体と、車両用フロントフェンダーとの間に固定して配置される発泡体、複数の中空ローブ又はハニカム構造から形成されるエネルギー吸収部材を備える。このエネルギー吸収部材は、エネルギー吸収能力を高めるためにフロントフェンダーの長手方向の実質的に全長にわたって延び得る。

図１は、概ね自動車両１０の一態様を示す。車両１０は、フード１４を備える車体１２と、フロントフェンダー１６と、フード１４とフロントフェンダー１６との間で車両１０の長さに沿って延びる境界線１８とを備える。フード１４（金属材料で形成されてもよい）は、概してエンジン室２０の上方に配置されて、エンジン室２０を点検するためにフード１４を開けられるようにする。フード１４は、外部フードパネル２２及び内部フードパネル２４（図２）等の複数のパネルから形成されてもよい。金属又はプラスチック材料から形成され得るフロントフェンダー１６は、外部フードパネル２２側に配置される。以下に詳細に説明するように、フロントフェンダー１６は、車両１０の長さに沿った配置で、概して要素２５で示される組立体の側部構造部材又はエプロン構造部材に取付けられる。

図２を参照すると、内部フードパネル２４は、外部フードパネル２２の下側に配置される。内部フードパネル２４は、車幅方向に外向きに突出した内部フードパネル２４の外側フランジ２８に外部フードパネル２２の外縁部２６をヘミングによって固定するように、外部フードパネル２２に取り付けられてもよい。内部フードパネル２４と外部フードパネル２２とを接続するために、他のいかなる適切な接続構造を利用してもよい。

側部構造部材又はエプロン構造部材３０は、フード１４とフロントフェンダー１６との間の境界線１８の下方に配置される。側部構造部材又はエプロン構造部材３０は、概して境界線１８と共に車両１０の長さ方向に延びる。エプロン構造部材３０は、上部エプロン部材３２と下部エプロン部材３４とを備え得る。上部エプロン部材３２は、車両１０の長さ方向から見ていくぶんかＬ字型の断面を形成する水平部分３８に接続された鉛直部分３６を含む。下部エプロン部材３４は、車両１０の長さ方向から見ていくぶんかＬ字型の断面を形成する鉛直部分４２に接続された水平部分４０を含む。上部エプロン部材３２及び下部エプロン部材３４は、締結具及び溶接等のいかなる適切な方法で接続されてもよい。いくつかの態様において、上部エプロン部材３２及び下部エプロン部材３４は、協働して車両１０の長さ方向に延びる閉空間又は領域を形成する。エプロン構造部材３０は、Ｌ字型の下側部材に接続されたＵ字型の上側部材等の他の構成でもあり得る。

図２及び図３を参照すると、フロントフェンダー１６は、車両１０の前輪に向かって外部壁４４の上端部分４６から鉛直方向下向きに延びる外部壁４４を備える。内部壁４８は、境界線１８の上端部分４６からフード１４の少なくとも部分的に下方に配置された水平連結壁５０に向かって下向きに延びる。

エネルギー吸収装置又は部材５２は、フロントフェンダー１６の水平連結壁５０とエプロン構造部材３０（以下、「エプロン３０」と称する）の水平部分又は面３８との間に嵌合される。エネルギー吸収装置５２は、図２から図４に示される態様において、フロントフェンダー１６及びエプロン３０の離隔配置された水平部分３８の実質的に全長にわたって延びる一連の端部間突き当て短尺ブロック、又は発泡ブロックの形態を取る。

一態様において、エネルギー吸収部材５２は、ポリプロピレン又はポリウレタン等の発泡熱可塑性樹脂で形成される。発泡材料５２の密度は、エネルギー吸収装置５２の長さに沿った所定の位置での推定される切欠き部分と共に、エネルギー吸収装置５２が、フロントフェンダー１６に与えられた衝撃からエネルギーを吸収するために所定の変形ストローク距離における変形前の所定の最大ピーク抵抗力を有するような調整を提供する。

エネルギー吸収装置５２は、一定断面積のブロックの形態でもよいし、あるブロックがエプロン３０の長さに沿ったフロントフェンダー１６の外形に応じた横幅又は断面及び可変高さを有していてもよい。

エネルギー吸収装置５２は、接着剤及び締結具等を含む適切な手段を用いて、フロントフェンダー１６の水平連結壁５０及びエプロン３０の水平面３８に固定して取り付けられてもよい。例示によれば、図２、図３及び図４のみは、エネルギー吸収部材５２に対して取り付けられ又は設置されたナット６４を通る、フロントフェンダー１６の水平連結壁５０内の開口部６４内に挿入されたねじ軸部６２を有したボルト６０の使用を示す。ナット６４は、エネルギー吸収部材５２内の適切な位置に形成されてもよいし、エネルギー吸収部材５２に固定して取り付けられてもよい。

エプロン３０の水平連結壁３８の底面を点検可能な開放エプロン構造の場合、類似のナット６４及びボルト６０を使用してエネルギー吸収部材５２の底面をエプロン３０の水平連結壁３８に取り付けてもよい。

密閉エプロン３０構造に関して、図２に示すように、エネルギー吸収部材５２は、水平連結壁３８に接着結合され得る。

歩行者の頭部及び／又は胴体上部によってフロントフェンダー１６に与えられた衝撃力は、ピーク力までエネルギー吸収部材５２によって吸収される。ピーク力に到達後、エネルギー吸収部材５２は、エネルギー吸収部材５２を形成する材料特性及びエネルギー吸収部材５２の構造によって決まる所定の設計速度及びストローク変形距離で変形し、衝撃エネルギーを吸収し且つ歩行者への損傷を最小限に抑える。

図５及び図６は、エネルギー吸収部材５２と同様に、フロントフェンダー１６の水平連結壁５０及びエプロン３０の水平部分３８並びにそれらの間に固定して取り付けられたエネルギー吸収装置又は部材７０の別の態様を示す。図４に示すように、ボルト６０及びナット６４を使用してフロントフェンダー１６の水平連結壁５０をエネルギー吸収部材７０の一つの面に固定して連結してもよい。接着剤及び他の接続手段を使用してもよい。

本態様において、エネルギー装置又はエネルギー吸収部材７０は、単一塊を得るように一体的に相互結合されたユニットセル群７２から形成される成形又は押出ハニカム構造の形態を取る。

各ユニットセル７２は、変形中のエネルギー吸収量及び変形ストローク距離、並びに変形開始前のピーク力等の設計配慮に関していかなる値の形状を取ってもよい。

ユニットセル群７２は、金属又はプラスチックから形成されてもよい。図５及び図６に示すエネルギー吸収部材７０の態様において、ハニカム構造のユニットセル群７２の外部壁７６が、図５に示すように、フロントフェンダー１６の水平連結壁５０とエプロン３０の水平部分３８との間で延びるように垂直方向に配置される場合、ユニットセル群７２は高さ７４を有する。

ユニットセル群７２の壁７６の材料密度、形状及び厚さは、最大ピーク力、変形中のエネルギー吸収及び変形ストローク距離の設計パラメータを満たすように選択されてもよい。したがって、ユニットセル群７２は、図５及び図６に示す六角形だけでなく、例えば、矩形、多角形、円形及び長円形等の他の形状を取り得る。ユニットセル群７２は、ハニカム構造全体にわたって異なる形状又は厚さを有してもよい。

図７に、エネルギー吸収装置７０の変形例を示す。本態様において、エネルギー吸収装置７０は、エネルギー吸収装置７０のハニカム構造を形成するユニットセル群７２の外部壁７６がフロントフェンダー１６の水平連結壁５０とエプロン３０の水平部分３８との間で水平方向に延びるように、図５に示す方位から９０°回転した方向に配置される。ナット及びボルト等の適切な締結具、接着剤又はそれらの組み合わせを使用して、エネルギー吸収装置７０をフロントフェンダー１６の水平連結壁５０及びエプロン３０の水平部分３８に固定して取り付け且つ接続してもよい。

図８及び図９は、フロントフェンダー１６の水平連結壁５０及びエプロン３０の水平部分３８に介在して接合されたエネルギー吸収装置９０の別の態様を示す。本態様において、エネルギー吸収装置９０は、エプロン３０の水平部分３８に固定して係合する長尺基材９２から形成される重合体部材の形態を取る。全て参照符号９４で示される複数の並列に配置されたローブは、基材９２に一体的に結合され、基材９２から一方向に外向きに突出する。いかなる所定の幾何学的形状をも有し得る複数のローブ９４は、一例として、図８及び図９において、基材９２の大寸法の端部から、フロントフェンダー１６の水平連結壁５０と向かい合う前壁９８の短い車幅の端部に向かって内方に先細りする４つの側壁（剪断壁９６とも称する）を有するものとして図示される。剪断壁９６及び前壁９８から選択された部分における開口部の規定、並びに剪断壁９６及び前壁９８の厚さ及び形状は、前壁９８の座屈又は変形前に所定のピーク抵抗力を提供する。このような座屈が作用する間、剪断壁９６は衝撃エネルギーを吸収する。

図８に示すように、基材９２は、基材９２からエプロン３０の上部領域１０４に形成された対応する開口部内へと延びるタブによってエプロン３０の水平部分３８に結合されてもよい。基材９２は、エプロン３０の水平部分３８に接着結合されてもよい。

図９に示すように、ナット６４は、複数のローブ９４の前壁９８に接着結合されてもよいし、前壁９８内に挿入成形されてもよい。ナット６４は、複数のローブ９４をフロントフェンダー１６に固定して結合するように、フロントフェンダー１６の水平連結壁５０内の開口部を通って延びるボルト６０のねじ軸部６２を収容する。ナット６４は、複数のローブ９４のうちの全てに設けられてもよいし、一つおき又はいくつかのローブ９４にのみに設けられてもよい。

本明細書において開示された、他に例を見ないエネルギー吸収装置は、従来の離隔配置されたフェンダー締結具の離散荷重点と比較して、フロントフェンダーの実質的に全長に沿った一定荷重を提供する。

Claims (12)

1. フロントフェンダー構造を有した車両であって、
   外側部及び連結部を有するフロントフェンダーと、
   当該車両内の側部構造部材と、
   前記フロントフェンダーの前記連結部を前記側部構造部材に対して取付けるエネルギー吸収部材であって前記側部構造部材に重なる前記フロントフェンダーの略全長に亘り延びるエネルギー吸収部材と、を具備する車両。
2. 前記エネルギー吸収部材が、発泡熱可塑性材料から形成される、請求項１に記載の車両。
3. 前記エネルギー吸収部材が、一体的に相互結合された複数のセルを有するハニカム構造から形成された、請求項１に記載の車両。
4. 前記エネルギー吸収部材の前記ハニカム構造の前記複数のセルが、中空内部を取り囲む一体的に連結されたユニットセル壁を有し、
   前記ユニットセル壁が、前記フロントフェンダーと前記側部構造部材との間で鉛直方向及び水平方向の一方に延びる、請求項３に記載の車両。
5. 前記エネルギー吸収部材が、長尺基材と、該長尺基材に対して一体的に連結され且つ前記長尺基材から一方向に延びる複数の中空ローブと、で形成され、
   前記長尺基材が、前記側部構造部材に対して固定して結合され、
   前記中空ローブが、前記フロントフェンダーに対して固定して結合された、請求項１に記載の車両。
6. 車両のためのフロントフェンダー構造であって、
   外側部及び連結部を有するフロントフェンダーと、
   前記フロントフェンダーの前記連結部を前記車両内の側部構造部材に対して取り付けるエネルギー吸収部材であって、前記側部構造部材に重なる前記フロントフェンダーの略全長に亘り延びるエネルギー吸収部材と、を具備する、フロントフェンダー構造。
7. 前記エネルギー吸収部材が、発泡熱可塑性材料から形成される、請求項６に記載のフロントフェンダー構造。
8. 前記エネルギー吸収部材が、一体的に相互連結された複数のセルを有するハニカム構造から形成された、請求項６に記載のフロントフェンダー構造。
9. 前記エネルギー吸収部材の前記ハニカム構造の前記複数のセルが、中空内部を取り囲む一体的に連結されたユニットセル壁を有し、
   前記ユニットセル壁が、前記フロントフェンダーと前記側部構造部材との間で鉛直方向及び水平方向の一方に延びる、請求項８に記載のフロントフェンダー構造。
10. 前記エネルギー吸収部材が、長尺基材と、該長尺基材に対して一体的に連結され且つ前記長尺基材から一方向に延びる複数の中空ローブと、で形成され、
    前記長尺基材が、前記側部構造部材に対して固定して結合され、
    前記中空ローブが、前記フロントフェンダーに対して固定して結合される、請求項９に記載のフロントフェンダー構造。
11. 前記エネルギー吸収部材が、前記フロントフェンダーの全長に沿って一定荷重を付与するように構成された、請求項６に記載のフロントフェンダー構造。
12. 前記エネルギー吸収部材が、前記フロントフェンダーに与えられた衝撃からのエネルギーを吸収するために、所定の変形ストローク距離において変形前に所定の最大ピーク抵抗力を有する、請求項１１に記載のフロントフェンダー構造。

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