JP2022154504A - 車両の衝撃吸収構造 - Google Patents

Abstract

【課題】衝突体からの入力方向によらず、必要な抗力を確保することのできる車両の衝撃吸収構造を提供する。
【解決手段】車両の前端側に設置され、車幅方向へ延び前端が衝突体との衝突部をなす衝撃吸収部３１と、衝撃吸収部３１の後端に前端が接続され、衝撃吸収部３１と車体４との間に介在するブラケット部３２と、を備えた衝撃吸収構造において、衝撃吸収部３１とブラケット部３２との接続部分に、前方へ向かって斜め上側に延び、衝撃吸収部３１における接続部分の前側及びブラケット部における接続部分の後側よりも脆弱に形成される変形制御部３ｂを設けた。
【選択図】図６

Description

本発明は、車幅方向へ延びる衝撃吸収部を備えた車両の衝撃吸収構造に関する。

車両の衝撃吸収構造として、車幅方向へ延びる樹脂製のフロントエンドパネルの前端上部と、車体のラジエータアッパサポートとを連結する正面視Ｌ字状のブラケットを備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の衝撃吸収構造では、衝突体と前面衝突した場合、衝突体の上部をブラケットで支えることにより、衝突体の下部に対する上部の屈曲度合いを抑制することができ、更に歩行者の臀部がフードの前端部に落ちてきた場合にはブラケットが容易に下方へ折れて大腿部への反力を下げることができる、とされている。

特開２００６－２６４４９５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の衝撃吸収構造では、ブラケットが主なエネルギー吸収部をなしており、衝突体からの入力が後方へ向かって下側に傾斜して作用する場合に、ブラケットが容易に折れ曲がる反面、衝突体に対する抗力が不足するおそれがある。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、衝突体からの入力方向によらず、必要な抗力を確保することのできる車両の衝撃吸収構造を提供することにある。

本発明によれば、車両の前端側に設置され、車幅方向へ延び前端が衝突体との衝突部をなす衝撃吸収部と、前記衝撃吸収部の後端に前端が接続され、前記衝撃吸収部と車体との間に介在するブラケット部と、を備え、前記衝撃吸収部と前記ブラケット部との接続部分に、前方へ向かって斜め上側に延び、前記衝撃吸収部における前記接続部分の前側及び前記ブラケット部における前記接続部分の後側よりも脆弱に形成される変形制御部を設けた車両の衝撃吸収構造が提供される。

この車両の衝撃吸収構造によれば、後方へ侵入する衝突体が衝撃吸収部の前端と接触し、衝撃吸収部の変形によりエネルギー吸収が図られる。衝突体からの入力が水平に後方へ作用する場合、変形制御部には、曲げ方向の力が作用し、変形制御部の後端側を起点として、変形制御部の前端側が上側斜め後方へ移動し、変形制御部が折り曲げられる。一方、衝突体からの入力が後方へ向かって下側に傾斜して作用する場合、変形制御部には、圧縮方向の力が作用し、変形制御部は衝突体からの入力が水平に後方へ作用する場合よりも大きな抗力を発生する。
このように、衝突体からの入力方向によって、変形制御部の変形モードを変化させ、入力方向に応じた抗力を発生させることができる。このとき、衝突体からの入力方向によらず、衝撃吸収部の変形によりエネルギー吸収を図ることができ、入力方向毎に必要な抗力を確保することができる。

また、上記車両の衝撃吸収構造において、前記ブラケット部は、上下方向に所定の寸法を有し、上端側が前記車体へ接続され、下端側が前記車体と間隔をおいて配置されてもよい。

この車両の衝撃吸収構造によれば、ブラケット部の下端側が車体と接続されていないことから、衝突体からの入力が後方へ向かって下側に傾斜して作用する場合の衝突初期においては、ブラケット部の下端側の後方への移動が許容され、衝撃吸収部及びブラケット部で生じる抗力が過大となることによる衝突体の加速度の急激な上昇が抑制される。

また、上記車両の衝撃吸収構造において、前記車体は、上下方向へ延びる左右一対のラジエータパネルを有し、前記ブラケット部は、前記下端側が前記ラジエータパネルの前方に配置されてもよい。

この車両の衝撃吸収構造によれば、衝突体からの入力が後方へ向かって下側に傾斜して作用する場合、ブラケット部の下端側は、衝突初期に後方へ移動し、やがてラジエータパネルと当接する。この後、ブラケット部の下端側がラジエータパネルに支持され、衝撃吸収部及びブラケット部で比較的大きな抗力が生じる。

また、上記車両の衝撃吸収構造において、前記車体は、上下方向へ延びる左右一対のラジエータパネルと、前記各ラジエータパネルの上端を接続し車幅方向へ延びるラジエータアッパサポートと、を有し、前記ブラケット部は、上端側が前記ラジエータアッパサポートに接続されてもよい。

この車両の衝撃吸収構造によれば、ラジエータアッパサポートの前方に衝撃吸収部を位置させ、歩行者との衝突時に大腿部から衝撃吸収部への入力が後方へ向かって下側に傾斜して作用した際に、大腿部の加速度の急激な上昇を抑制しつつ、必要な抗力を発生させることができる。

本発明の車両の衝撃吸収構造によれば、衝突体からの入力方向によらず、必要な抗力を確保することができる。

本発明の一実施形態を示す車両の外観斜視図である。 車体前部の斜視説明図である。 衝撃吸収構造の分解斜視説明図である。 上側衝撃吸収体の斜視説明図である。 上側衝撃吸収体の分解斜視説明図である。 上側衝撃吸収体の側面断面説明図である。 衝撃吸収部の衝突部から水平方向の衝撃が加わった際の挙動を示す上側衝撃吸収体の作用説明図である。 衝撃吸収部の衝突部から後方へ向かって斜め下側の衝撃が加わった際の挙動を示す上側衝撃吸収体の作用説明図である。

図１から図８は本発明の一実施形態を示すものであり、図１は本発明の一実施形態を示す車両の外観斜視図、図２は車体前部の斜視説明図、図３は車体前部の分解斜視説明図、図４は上側衝撃吸収体の斜視説明図、図５は上側衝撃吸収体の分解斜視説明図、図６は上側衝撃吸収体の側面断面説明図、図７は衝撃吸収部の衝突部から水平方向の衝撃が加わった際の挙動を示す上側衝撃吸収体の作用説明図、図８は衝撃吸収部の衝突部から後方へ向かって斜め下側の衝撃が加わった際の挙動を示す上側衝撃吸収体の作用説明図である。

図１に示すように、この車両１００の衝撃吸収構造は、車両１００の前端の意匠面をなすバンパフェイス１０１の後方に設けられる。図２に示すように、バンパフェイス１００の後方に、車幅方向へ延びる複数の衝撃吸収体１，２，３が設けられる。図２では説明のため、バンパフェイス１００を車体４側から外した状態を示している。本実施形態においては、下側衝撃吸収体１、中央側衝撃吸収体２、上側衝撃吸収体３の３つの衝撃吸収体が設けられる。各衝撃吸収体１，２，３は、それぞれ、車体４の所定箇所に固定される。

図２に示すように、車体４は、例えば鋼板をプレス成型したパネル状の部材を集成し、スポット溶接等で接合して構成されている。車体４は、前後方向へ延びる左右一対のサイドフレーム（図示せず）と、各サイドフレームの前端をブラケットを介して連結し車幅方向へ延びるバンパビーム４１と、各サイドフレームの前端側に接続され上下方向へ延びる左右一対のラジエータパネル４２と、各ラジエータパネル４２の下端を連結し車幅方向へ延びるラジエータロアサポート４３と、各ラジエータパネル４２の上端を連結し車幅方向へ延びるラジエータアッパサポート４４と、ラジエータアッパサポート４４の車幅方向端部と前後方向へ延びる左右一対のアッパフレーム（図示せず）とを接続する左右一対の接続部材４５と、を備えている。バンパビーム４１はラジエータアッパサポート４４よりも車幅方向外側に長く形成され、ラジエータアッパサポート４４の車幅方向外側には左右一対のヘッドランプ（図示せず）が配置される。

また、車体４は、サブフレーム４６を備えている。サブフレーム４６は、各サイドフレームよりも下方で前後方向へ延びる左右一対の前後延在部４６ａと、各前後延在部４６ａの前端を連結し車幅方向へ延びる車幅延在部４６ｂと、を有する。車幅延在部４６ｂは、ラジエータロアサポート４３よりも前方に配置される。

下側衝撃吸収体１は、サブフレーム４６の車幅延在部４６ｂの前側に設けられる。本実施形態においては、下側衝撃吸収体１は、前側部分１１と、後側部分１２とに分割して構成され、前側部分１１及び後側部分１２が一体的に車体４に設けられる。下側衝撃吸収体１の材質は任意であるが、例えば樹脂とすることができ、本実施形態においては、前側部分１１及び後側部分１２は非発泡ポリプロピレンからなる。

中央側衝撃吸収体２は、バンパビーム４１の前側に設けられる。本実施形態においては、中央側衝撃吸収体２は、前側部分２１と、後側部分２２とに分割して構成され、前側部分２１及び後側部分２２が一体的に車体４に設けられる。中央側衝撃吸収体２の材質は任意であるが、例えば金属、樹脂等とすることができ、本実施形態においては、前側部分２１は非発泡ポリプロピレンからなり、後側部分２２は発泡ポリプロピレンからなる。

上側衝撃吸収体３は、ラジエータアッパサポート４４の前側に設けられる。図４に示すように、上側衝撃吸収体３は、前端が衝突体との衝突部をなす衝撃吸収部３１と、衝撃吸収部３１と車体４との間に介在するブラケット部３２と、を有する。上側衝撃吸収体３の材質は任意であるが、例えば金属とすることができ、本実施形態においては、衝撃吸収部３１及びブラケット部３２は鋼板からなる。図４に示すように、ブラケット部３２は、複数種類のブラケット部材３３，３４，３５から構成され、図５に示すように、本実施形態においては、３種類のブラケット部材３３，３４，３５から構成される。

第１のブラケット部材３３は、全体としてラジエータアッパサポート４４に沿って車幅方向へ延び、図６に示すように、側面視にて、前後方向へ延びる上壁３３ａと、上壁３３ａの後端から下方へ向かって後方に傾斜して延びる後壁３３ｂと、上壁３３ａの前端から下方へ延びる前壁３３ｃと、を有する。図５に示すように、第１のブラケット部材３３は、車幅方向について所定の箇所に、後壁３３ｂの下端から後方へ延び、ラジエータアッパサポート４４の上面と接続される車体接続部３３ｄを有する。本実施形態においては、車体接続部３３ｄは、車幅方向中央側に２箇所、車幅方向外側に２箇所の計４箇所設けられる。車幅方向外側の車体接続部３３ｄは、ラジエータアッパサポート４４における各ラジエータパネル４２との接続部分に設けられる。また、第１のブラケット部材３３は、車幅方向について所定の箇所に、前壁３３ｃの下端から前方へ延び、衝撃吸収部３１と接続される前側接続部３３ｅを有する。本実施形態においては、前側接続部３３ｅは、車幅方向中央に１箇所、車幅方向外側に２箇所の計３箇所設けられる。

図５に示すように、第２のブラケット部材３４は、第１のブラケット部材３３における車幅方向外側の車体接続部３３ｄに対応して、左右一対に設けられる。第２のブラケット部材３４は、側面視にて、前後方向へ延びる上壁３４ａと、上壁３４ａの前端から下方へ延びる前壁３４ｂと、を有する。図６に示すように、上壁３４ａは、後端側が第１のブラケット部材３３の車体接続部３３ｄとラジエータアッパサポート４４とに挟み込まれ、前端側がラジエータアッパサポート４４から前方へ突出する。上壁３４ａの後端側は、第１のブラケット部材３３の車体接続部３３ｄとともに、ボルト等によりラジエータアッパサポート４４に固定される。尚、第１のブラケット部材３３の車幅方向中央側の車体接続部３３は、第２のブラケット部材３４と係わることなく、ボルト等によりラジエータアッパサポート４４に固定される。前壁３４ｂは、ラジエータパネル４２と前後方向に間隔をおいて上下方向へ延び、下端が車体４側と接続されない自由端をなしている。前壁３４ｂの下端側は、第３のブラケット部材３４と接続される。図５に示すように、本実施形態においては、前壁３４ｂの下端における車幅方向両端に、第３のブラケット部材３５と接続するため下方へ延びる下側接続部３４ｃが形成される。

第３のブラケット部材３５は、第２のブラケット部材３４に対応して、左右一対に設けられる。図６に示すように、第３のブラケット部材３５は、側面視にて、前方へ向かって上方へ傾斜して延びる主壁３５ａを有し、主壁３５ａの後端側が第２のブラケット部材３４と接続され、主壁３５ａの前端側が衝撃吸収部３１と接続される。図５に示すように、本実施形態においては、主壁３５ａの後端における車幅方向両端に、第２のブラケット部材３４と接続するため下方へ延びる下側接続部３５ｂが形成される。各ブラケット部材３４，３５の各下側接続部３４ｃ，３５ｂは、互いに重ねた状態で溶接等により接合される。また、主壁３５ａの前端における車幅方向中央側に、衝撃吸収部３１と接続するため前方へ向かって上方へ傾斜して延びる前側接続部３５ｃが形成される。本実施形態においては、前側接続部３５ｃは、前方へ向かって下方へ傾斜して延びる傾斜部３５ｄを介して主壁３５ａに設けられる。さらに、図５に示すように、第３のブラケット部材３５は、主壁３５ａの車幅方向両端から上方へ延びる左右一対の側壁３５ｅと、各側壁３５ｅの上端から左右外側へ延びるフランジ部３５ｆと、を有する。各フランジ部３５ｆは、第１のブラケット部材３３の上壁３３ａの下面に溶接等により接合される。

衝撃吸収部３１は、全体として第１のブラケット部材３３の前方で車幅方向へ延び、車幅方向中央側が車幅方向両端側よりも前方へ突出するよう湾曲して形成される。図６に示すように、衝撃吸収部３１は、側面視にて、前方へ向かって下方へ傾斜する主壁３１ａと、主壁３１ａの前端から下方へ延びる前壁３１ｂと、前壁３１ｂの下端から後方へ向かって下方へ傾斜する傾斜壁３１ｃと、傾斜壁３１ｃの後端から下方へ延びる下側壁３１ｄと、を有する。

衝撃吸収部３１は、車幅方向について所定の箇所に、主壁３１ａの後端から後方へ延び、第１ブラケット部材３３と接続される上側接続部３１ｅを有する。本実施形態においては、上側接続部３１ｅは、第１ブラケット部材３３の前側接続部３３ｅに対応して、車幅方向中央に１箇所、車幅方向外側に２箇所の計３箇所設けられる。第１ブラケット部材３３の前側接続部３３ｅと、衝撃吸収部３１の上側接続部３１ｅとは、溶接等により接合され、あるいは、ボルト等により固定される。本実施形態においては、衝撃吸収部３１の上側接続部３１ｅと、第１ブラケット部材３３の前側接続部３３ｅとで、前後へ延びる上側変形制御部３ａをなしている。上側変形制御部３ａは、上側変形制御部３ａの前側に位置する衝撃吸収部３１の主壁３１ａ、及び、上側変形制御部３ａの後側に位置する第１ブラケット部材３３の前壁３３ｃよりも脆弱に形成される。

また、衝撃吸収部３１は、車幅方向について所定の箇所に、下側壁３１ｄの下端から後方へ向かって下側へ傾斜して延び、第３ブラケット部材３５と接続される下側接続部３１ｆを有する。本実施形態においては、下側接続部３１ｆは、第３ブラケット部材３５の前側接続部３５ｃに対応して、車幅方向外側に２箇所設けられる。第３ブラケット部材３５の前側接続部３５ｃと、衝撃吸収部３１の下側接続部３１ｅとは、互いに重ねた状態で溶接等により接合される。本実施形態においては、衝撃吸収部３１の下側接続部３１ｆと、第３ブラケット部材３５の前側接続部３５ｃ及び傾斜部３５ｄとで、後方へ向かって下側へ傾斜して延びる下側変形制御部３ｂをなしている。下側変形制御部３ｂは、下側変形制御部３ｂの前側に位置する衝撃吸収部３１の下壁３１ｄ、及び、下側変形制御部３ｂの後側に位置する第３ブラケット部材３５の主壁３５ａよりも脆弱に形成される。

以上のように構成された衝撃吸収構造によれば、比較的高い位置で後方へ侵入する衝突体は、上側衝撃吸収体３の衝撃吸収部３１の前端と接触し、衝撃吸収部３１の変形によりエネルギー吸収が図られる。ここで、衝突体からの入力が水平に後方へ作用する場合と、後方へ向かって下側に傾斜して作用する場合の、上側衝撃吸収体３の挙動について説明する。

図７に示すように、衝突体からの入力が水平に後方へ作用する場合、下側変形制御部３ｂには、曲げ方向の力が作用し、下側変形制御部３ｂの後端側を起点として、下側変形制御部３ｂの前端側が上側斜め後方へ移動し、下側変形制御部３ｂが折り曲げられる。本実施形態においては、後方へ向かって下側へ傾斜して延びる第３ブラケット部材３５の前側接続部３５ｃの後端が、前方へ向かって下方へ傾斜して延びる傾斜部３５ｄの前端と連続的に形成されているので、第３ブラケット部材３５における前側接続部３５ｃと傾斜部３５ｄの会合部で簡単容易に折り曲げられる。このとき、下側変形制御部３ｂの後方に位置する第２ブラケット部材３４の下端側はほとんど変形しない。一方、上側変形制御部３ａには、圧縮方向の力が作用し、上側変形制御部３ａは比較的大きな抗力を発生する。この結果、主として衝撃吸収部３１及び第１ブラケット部材３３が、前後方向に圧壊する。例えば、車両が正面から障害物に衝突し、障害物から衝撃吸収部３１に対し水平方向の入力が作用した際に、必要な抗力を発生させることができる。

図８に示すように、衝突体からの入力が後方へ向かって下側に傾斜して作用する場合、下側変形制御部３ｂには、圧縮方向の力が作用し、下側変形制御部３ｂは比較的大きな抗力を発生する。本実施形態においては、ブラケット部３２の下端側をなす第２ブラケット部材３４の下端側が車体４と接続されていないことから、衝突初期においては、第２ブラケット部材３４の下端側の後方への移動が許容され、衝撃吸収部３１及びブラケット部３２で生じる抗力が過大となることによる衝突体の加速度の急激な上昇が抑制される。第２ブラケット部材３４の下端側が後方へ移動してラジエータパネル４２と当接した後、ブラケット部３２の下端側がラジエータパネル４２に支持されることから、衝撃吸収部３１及びブラケット部３２で比較的大きな抗力が生じる。一方、上側変形制御部３ａには、曲げ方向の力が作用し、上側変形制御部３ａの後端側を起点として、上側変形制御部３ａの前端側が下側斜め後方へ移動し、上側変形制御部３ａが折り曲げられる。この結果、主として衝撃吸収部３１、第２ブラケット部材３３及び第３ブラケット部材３４が、前後方向に圧壊する。本実施形態においては、上側衝撃吸収体３の衝撃吸収部３１はラジエータアッパサポート４４の前方に位置しており、歩行者との衝突時に大腿部から衝撃吸収部３１に対し後方斜め下側への入力が作用した際に、大腿部の加速度の急激な上昇を抑制しつつ、必要な抗力を発生させることができる。

このように、本実施形態の衝撃吸収構造によれば、衝突体からの入力方向によって、各変形制御部３ａ，３ｂの変形モードを変化させ、入力方向に応じた抗力を発生させることができる。このとき、衝突体からの入力方向によらず、主として衝撃吸収部３１の変形によりエネルギー吸収を図ることができ、入力方向毎に必要な抗力を確保することができる。

尚、前記実施形態においては、衝撃吸収構造が３つの衝撃吸収体を備えるものを示したが、衝撃吸収体の数は任意に変更することができる。また、ラジエータアッパサポートに設置される上側衝撃吸収体に本発明を適用したものを示したが、バンパビームに設置される中央側衝撃吸収体やラジエータロアサポートに設置される下側衝撃吸収体に本発明を適用することも可能である。

また、前記実施形態においては、変形制御部を上側と下側の２箇所設けたものを示したが、少なくとも前方へ向かって斜め上側に延びる変形制御部を有していれば、衝撃吸収部の前端に後方斜め下側への入力が作用した際に、十分な抗力を発生させることができる。また、変形制御部を衝撃吸収部及びブラケット部の接続部から構成したものを示したが、例えば、衝撃吸収部及びブラケット部との間にこれらを接続する接続部材を別途設けて変形制御部とすることもでき、変形制御部の具体的な構成は任意に変更することができる。

また、前記実施形態においては、下端側が車体と間隔をおいて配置されるものを示したが、ブラケット部の下端側を車体へ接続してもよい。この場合、衝突体から衝撃吸収部に後方斜め下側への入力があった際に、衝突初期から比較的大きな抗力を発生させることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

３ 上側衝撃吸収体
３ｂ 変形制御部
４ 車体
３１ 衝撃吸収部
３２ ブラケット部
４２ ラジエータパネル
４４ ラジエータアッパサポート
１００ 車両

Claims (4)

1. 車両の前端側に設置され、車幅方向へ延び前端が衝突体との衝突部をなす衝撃吸収部と、
   前記衝撃吸収部の後端に前端が接続され、前記衝撃吸収部と車体との間に介在するブラケット部と、を備え、
   前記衝撃吸収部と前記ブラケット部との接続部分に、前方へ向かって斜め上側に延び、前記衝撃吸収部における前記接続部分の前側及び前記ブラケット部における前記接続部分の後側よりも脆弱に形成される変形制御部を設けた車両の衝撃吸収構造。
2. 前記ブラケット部は、上下方向に所定の寸法を有し、上端側が前記車体へ接続され、下端側が前記車体と間隔をおいて配置される請求項１に記載の車両の衝撃吸収構造。
3. 前記車体は、上下方向へ延びる左右一対のラジエータパネルを有し、
   前記ブラケット部は、前記下端側が前記ラジエータパネルの前方に配置される請求項２に記載の車両の衝撃吸収構造。
4. 前記車体は、上下方向へ延びる左右一対のラジエータパネルと、前記各ラジエータパネルの上端を接続し車幅方向へ延びるラジエータアッパサポートと、を有し、
   前記ブラケット部は、上端側が前記ラジエータアッパサポートに接続される請求項３に記載の車両の衝撃吸収構造。

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