JP2019085079A - 車体構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車体強度を低下させることなく頭部傷害基準値を減少させることが可能な車両の車体構造を提供する。【解決手段】車両のフロント部分を覆うフードパネル３と、フードパネル３の車幅方向両側に配置されるフロントフェンダ４とを有し、フロントフェンダ４の上端から車幅方向内側下方に延びる縦壁部４ａと、車両の骨格部材８に下方が固定されると共に縦壁部４ａの下部５が上方７ａに取り付けられる固定部材７とを備え、固定部材７は上方７ａの少なくとも一部が骨格部材８よりも車幅方向外側に位置するように下方から上方に向けて車幅方向外側に傾いて形成され、縦壁部４ａは車両前後方向において固定部材７が設けられる位置に、車幅方向内側に突出する突部６が設けられる車体構造。【選択図】図６

Description

本発明は、車両の車体構造に関する。

従来、歩行者保護対策として、車両が歩行者と接触して所定値以上の下向き荷重がフロントフェンダとフードパネルとの接続部に作用すると、支持部材の内側に設けられた縦壁部が曲折し、フロントフェンダの上端部が車両下方側に変位し、所定のエネルギ吸収を行う車体構造が知られている。

しかし上述の技術では、縦壁部の剛性が比較的高いことから荷重が作用しても縦壁部がなかなか潰れず、支持部材のエネルギ吸収機能が十分に発揮されないという問題点があった。そこで、エネルギ吸収部材の一対の脚部の少なくともフロントフェンダ側に位置する脚部を車両上下方向に対して車両幅方向に向けて所定角度傾斜させ、歩行者保護性能の確保と通常使用時の剛性確保との両立を図る車体構造が提案されている（例えば「特許文献１」参照）。

特開２００５−１４７６３号公報

歩行者が車両前面の端部に衝突した際にはフードパネルの左右端部に頭部が干渉する場合があるため、フードパネルの左右端部においても頭部傷害基準値（ＨＩＣ）を低減する必要がある。特にフードパネルの左右端部では、衝突初期時における衝突加速度が低いため初期時におけるエネルギ吸収が小さく、上述の技術においても衝突後期においてフードパネルが車体の骨格部品に接触して変形が止まり、頭部傷害基準値が増加してしまうという問題点がある。この問題点を解決するためには骨格部品を弱体化できればよいが、骨格部品を弱体化させると車体の強度が落ちるために好ましくない。
本発明は上述の問題点を解決し、車体強度を低下させることなく頭部傷害基準値を減少させることが可能な車両の車体構造の提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、車両のフロント部分を覆うフードパネルと、前記フードパネルの車幅方向両側に配置されるフロントフェンダとを有する車体構造において、前記フロントフェンダの上端から車幅方向内側下方に延びる縦壁部と、前記車両の骨格部材に下方が固定されると共に前記縦壁部の下部が上方に取り付けられる固定部材とを備え、前記固定部材は前記上方の少なくとも一部が前記骨格部材よりも車幅方向外側に位置するように下方から上方に向けて車幅方向外側に傾いて形成され、前記縦壁部は車両前後方向において前記固定部材が設けられる位置に、車幅方向内側に突出する突部が設けられることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の車体構造において、さらに前記突部の上面は車幅方向内側の斜め下方に向けて傾斜していることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の車体構造において、さらに前記縦壁部の下部は車幅方向内側に延びる支持部を有し、前記支持部は前記固定部材の上面に固定され、前記突部は前記固定部材の上面よりも車幅方向外側に所定量ずれて配置されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１から３の何れか一つに記載の車体構造において、さらに前記固定部材は前記骨格部材に固定される車幅方向内側に位置する内側脚部と車幅方向外側に位置する外側脚部とを有し、前記外側脚部は前記内側脚部よりも脆弱となるように構成されていることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４に記載の車体構造において、さらに前記外側脚部は上方から下方に向けて細くなるように形成されていることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項４または５に記載の車体構造において、さらに前記突部は前記外側脚部の肉抜きされた部分と車両前後方向において同じ位置に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、フロントフェンダに設けられた突部に対してフードパネルが接触することにより衝突時におけるエネルギ吸収効率が高い初期の加速度を増大させることができ、さらにフードパネルの変位に伴い変形可能なブラケットによってフロントフェンダを車幅方向外側に向けて変形させ、衝突後期におけるフードパネルの変形を確保することで頭部傷害基準値の値を下げて歩行者の安全性を高めることができる。

頭部傷害基準値を説明するための線図である。 頭部傷害基準値を説明するための線図である。 本発明の一実施形態を採用した車体構造を示す概略図である。 本発明の一実施形態に用いられる突部及びブラケットを説明する概略図である。 本発明の一実施形態の変形例に用いられるブラケットを示す概略図である。 本発明の一実施形態におけるフードパネル及びフロントフェンダの変位を説明する概略図である。 本発明の一実施形態を適用した車体構造における頭部傷害基準値と従来の車体構造における頭部傷害基準値とを比較するための線図である。 本発明の一実施形態を適用した車体構造における頭部傷害基準値と従来の車体構造における頭部傷害基準値とを比較するための線図である。

先ず、本発明の説明に先立ち、「発明が解決しようとする課題」の欄で触れた頭部傷害基準値（ＨＩＣ）について説明する。頭部傷害基準値は、事故の解析を通して得られた脳への傷害の程度を表す数値であり、頭部に作用する加速度αの時刻ｔ１からｔ２までの変化を基に次式で求められる。

上式で示す頭部傷害基準値（ＨＩＣ）は、任意の二つの時刻ｔ１とｔ２を取ったときに、その間の平均加速度の２．５乗に時間の差を乗じた数値であり、平均加速度に重みを付けた力積であると考えることができる。従って、頭蓋骨内部において脳漿内に浮かんでいる脳が加速度により頭蓋骨の壁面に衝突して損傷する程度を表していると考えることができる。

図１において、縦軸は歩行者頭部がフードパネルに衝突する際の加速度を、横軸は衝突時における時間を示している。また図２において、縦軸は歩行者頭部がフードパネルに衝突する際の加速度を、横軸は頭部が衝突した部材の変位量を示している。そして、図２で示す線分で囲まれた部位Ａの面積が頭部に作用する衝撃エネルギに相当する。

図１における衝突前半での加速度の増加は、エネルギ吸収が同じであっても衝突後半での加速度増加に比してＨＩＣは少なくなる。このことから、エネルギ吸収効率が高い衝突初期における加速度を増大させ、後半のエネルギ吸収量を減少させ底付きを回避することで、ＨＩＣの値を下げて歩行者の安全性を高めることができる。なお、フードパネルの硬度を増加させると、衝突初期の加速度は増加するが衝突後半での加速度がそれにも増して増加してしまうため、ＨＩＣの値が高くなり好ましくない。

上述より、本発明は歩行者衝突時における頭部傷害基準値（ＨＩＣ）を低減することが可能な車体構造を提供するものである。本発明の一実施形態を図３に示す。
車両の前部構造を示す図３において、符号１はフロントガラスを、符号２はフロントピラーを、符号３はフードパネルを、符号４はフロントフェンダをそれぞれ示している。フードパネル３は車体に開閉自在に支持されており、図３に示す車体のフロント部分を覆う閉塞状態と、図３に示す位置から矢印で示す方向に開放される開放状態とを選択的に占める。フードパネル３は、閉塞状態において図示しない保持構造によって開放しないように保持されており、閉塞状態時においてフロントフェンダ４との間には若干量の隙間が生じるように構成されている。

フロントフェンダ４は薄い板金によって形成されており、図３及び図４に示すように、その上端から車幅方向内側下方に延出形成された縦壁部４ａを有していて、縦壁部４ａの下部には車幅方向内側に延在する態様で支持部５が一体的に形成されている。また、フロントフェンダ４の、フードパネル３の縁部が閉塞状態よりもさらに図３で示す矢印とは反対方向に移動する際の移動軌跡上には、フードパネル３の縁部が当接可能な、すなわち車幅方向内側に向けて突出した突部６が一体的に形成されている。突部６の上面には、フードパネル３の縁部が当接した際にこの縁部が車体の内側方向に向けて変位可能となるような、すなわち車幅方向内側の斜め下方に向けて傾斜した斜面部６ａが形成されている。

支持部５の底面には二つの脚部を有する固定部材としてのブラケット７が固定されており、ブラケット７は各脚部を車体の骨格部品であるアッパフレーム８に固定されている。この構成により、フロントフェンダ４が車体に固定支持されている。
ブラケット７は、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、支持部５の底面に固定される上面である固定部７ａ、アッパフレーム８の車体内側の面に固定される、すなわち車幅方向内側に位置する内側脚部７ｂ、アッパフレーム８の車体外側の面に固定される、すなわち車幅方向外側に位置する外側脚部７ｃを有している。ブラケット７は、縦壁部４ａの下部である支持部５が取り付けられる上方である固定部７ａの少なくとも一部がアッパフレーム８よりも車幅方向外側に位置するように、その下方から上方に向けて車幅方向外側に向けて傾斜するように形成されている。また、突部６は、図３に示すように、固定部７ａの車幅方向外側端部よりもさらに車幅方向外側に向けて所定量Ｂだけずれて配置されている。

固定部７ａには、ブラケット７を支持部５に対して位置決め及び固定させるための複数の穴部が形成されている。内側脚部７ｂは、固定部７ａに連続する上端から下端に至るまで固定部７ａとほぼ同じ幅となるように形成されており、ねじ止めや溶接等の手段によってその下端をアッパフレーム８の車体内側の面に固定される。外側脚部７ｃは固定部７ａとほぼ同じ幅から端部に向かうに連れて徐々に細くなるように、すなわち上方から下方に向けて徐々に細くなるように形成されており、ねじ止めや溶接等の手段によってその端部近傍をアッパフレーム８の車体外側の面に固定される。この構成により、外側脚部７ｃは内側脚部７ｂに比して脆弱となるように構成されている。

なお、外側脚部７ｃを内側脚部７ｂに比して脆弱とする構成は、上述の構成に限られず他の構成、例えば外側脚部７ｃの肉厚を内側脚部７ｂに比して薄くする構成、外側脚部７ｃの材質を内側脚部７ｂの材質に比して機械的強度が低いものに変更する構成等、どのような構成としてもよい。
上述したように、外側脚部７ｃを内側脚部７ｂに比して脆弱とする構成とすることにより、ブラケット７が車幅方向車体外側に向けてより変形し易くなるので、より一層フードパネル３の変位量を確保することができる。
また突部６は、図５（ｂ）に示すように外側脚部７ｃにおける肉抜きされた部分７ｄと車両前後方向において同じ位置に配設されている。この構成とすることにより、上述と同様にブラケット７が車幅方向車体外側に向けてより変形し易くなるので、より一層フードパネル３の変位量を確保することができる。

上述した構成に基づき、以下にフードパネル３の上面に物体Ｃが衝突して外力が作用した場合におけるフードパネル３及びフロントフェンダ４の挙動を説明する。
図６（ａ）は、フードパネル３上に物体Ｃが衝突した瞬間を示している。このときには、フードパネル３は通常の閉塞状態を占めており、その縁部はフロントフェンダ４には接触していない。図６（ａ）の直後、物体Ｃが衝突したことによる外力により、フードパネル３が図６（ａ）において下方へと変位し、図６（ｂ）に示すように、その縁部を斜面部６ａに接触させる。この斜面部６ａへの接触により、フードパネル３上の物体Ｃには大きな加速度が作用することとなる。

図６（ｂ）の状態からさらに時間が経過すると、外力によりフードパネル３がさらに下方へと変位する。この変位により、フードパネル３の縁部は斜面部６ａに接触しつつ下方へと移動するが、このとき図５に示すように内側脚部７ｂに比して外側脚部７ｃの強度が弱いことから、図６（ｃ）に示すようにブラケット７が左方へと倒れてフロントフェンダ４が外側へと開く。

図６（ｃ）の状態からさらに時間が経過すると、図６（ｄ）に示すようにブラケット７がさらに左方へと倒れてフロントフェンダ４がさらに外側へと開き、ついには図６（ｅ）に示すようにフードパネル３の縁部が斜面部６ａから滑落してフードパネル３が支持部５等の車体の不動部材に当接して、フードパネル３の下方への変位が終了する。
図６（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）で示すように、フードパネル３の接触によってブラケット７が車幅方向外側に向けて変形し、さらにフロントフェンダ４が外側に向けて開くことにより、物体Ｃが衝突した部材であるフードパネル３の変位量を確保することができる。
本実施形態における加速度と時間との関係を図７に、加速度と変位量との関係を図８に、それぞれ図１及び図２の線図と共に示す。図７及び図８に示すように、本発明の車体構造によれば、衝突前期における加速度が増加し、衝突後期における加速度が減少している。

上述の構成により、本発明の車体構造によれば、フロントフェンダ４に設けられた突部６に対してフードパネル３が接触することにより衝突時における初期の加速度を増大させることができ、さらにフードパネル３の変位に伴い変形可能なブラケットによりフロントフェンダ４を変形させ、衝突後期におけるフードパネル３の変位量を確保することにより、ＨＩＣの値を下げて歩行者の安全性を高めることができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
本発明の実施の形態に記載された効果は本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

３・・・フードパネル、４・・・フロントフェンダ、４ａ・・・縦壁部、５・・・縦壁部の下部、支持部、６・・・突部、６ａ・・・突部の上面（斜面部）、７・・・固定部材（ブラケット）、７ａ・・・上方（固定部）、７ｂ・・・内側脚部、７ｃ・・・外側脚部、７ｄ・・・肉抜きされた部分、８・・・骨格部材（アッパフレーム）、Ｂ・・・所定量

Claims (6)

1. 車両のフロント部分を覆うフードパネルと、前記フードパネルの車幅方向両側に配置されるフロントフェンダとを有する車体構造において、
   前記フロントフェンダの上端から車幅方向内側下方に延びる縦壁部と、前記車両の骨格部材に下方が固定されると共に前記縦壁部の下部が上方に取り付けられる固定部材とを備え、
   前記固定部材は前記上方の少なくとも一部が前記骨格部材よりも車幅方向外側に位置するように下方から上方に向けて車幅方向外側に傾いて形成され、前記縦壁部は車両前後方向において前記固定部材が設けられる位置に、車幅方向内側に突出する突部が設けられることを特徴とする車体構造。
2. 請求項１に記載の車体構造において、
   前記突部の上面は車幅方向内側の斜め下方に向けて傾斜していることを特徴とする車体構造。
3. 請求項１または２に記載の車体構造において、
   前記縦壁部の下部は車幅方向内側に延びる支持部を有し、前記支持部は前記固定部材の上面に固定され、前記突部は前記固定部材の上面よりも車幅方向外側に所定量ずれて配置されていることを特徴とする車体構造。
4. 請求項１から３の何れか一つに記載の車体構造において、
   前記固定部材は前記骨格部材に固定される車幅方向内側に位置する内側脚部と車幅方向外側に位置する外側脚部とを有し、前記外側脚部は前記内側脚部よりも脆弱となるように構成されていることを特徴とする車体構造。
5. 請求項４に記載の車体構造において、
   前記外側脚部は上方から下方に向けて細くなるように形成されていることを特徴とする車体構造。
6. 請求項４または５に記載の車体構造において、
   前記突部は前記外側脚部の肉抜きされた部分と車両前後方向において同じ位置に設けられていることを特徴とする車体構造。

Images