JP3627604B2 - Front body structure of the vehicle - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両と障害物との衝突時において、障害物の衝撃を少なくするようにした車両の前部車体構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両の前部車体構造には、軽衝突時の衝撃吸収特性の改善と軽量化を図るべく、特開平11−1149号公報に示すように、バンパとして、バンパフェースとバンパレインフォースメントとの間に、衝撃吸収材としての発泡材を配設するものや、特開平6−72284号公報に示すように、障害物を保護すべく、フロントバンパにエアバッグを格納する一方、車両前方障害物を検知する車両前方障害物検知手段と車両の走行状態を検知する車両走行状態検知手段とを設け、この車両前方障害物検知手段と車両走行状態検出手段との両出力に基づいて車両と障害物との衝突を予測し、この衝突予測時にフロントバンパ内のエアバッグを車両進行方向に展開し、障害物と車両との直接接触を防止するものが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者に係る前部車体構造においては、障害物の衝撃を少なくする観点から十分ではなく、車両と障害物とが衝突すると、障害物は、その衝突により衝撃を受けるだけでなく、その後の二次衝撃を受けるおそれがある。
また後者に係る前部車体構造においては、障害物の衝撃を少なくすることができる利点があるものの、検知手段(センサ類)及びエアバッグが特別に必要となるばかりか、その構造が複雑となり、誤動作のおそれもある。
【0004】
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、その技術的課題は、障害物の衝撃を少なくすることができると共に、構造が簡単で且つ誤動作のない車両の前部車体構造を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を達成するために本発明(請求項1の発明)にあっては、
左右一対のフロントサイドフレーム上方に、ボンネットが車体前後方向に延びるようにして配設され、該ボンネットの前部下方にバンパを備えた車両の前部車体構造において、
前記バンパの主要強度部材の前面側に、衝突エネルギを吸収する第1のエネルギ吸収部材が取付けられ、
前記フロントサイドフレームに、前記バンパの主要強度部材の下方側において、突出部材が設けられ、
前記突出部材の前部に、該突出部材よりも小さい荷重をもって衝突エネルギを吸収する第2のエネルギ吸収部材が前記バンパの主要強度部材よりも前方に突出されるようにして設けられ、
前記第2のエネルギ吸収部材が、潰れ量当たりの動的潰れ荷重の立ち上がり勾配に関し、前記第1のエネルギ吸収部材よりも大きくされて、該第2のエネルギ吸収部材の硬さが該第1のエネルギ吸収部材の硬さに比べて相対的に硬くされている構成としてある。この請求項1の好ましい態様としては請求項2以下の記載の通りとなる。
【0006】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、フロントサイドフレームに、バンパの主要強度部材の下方側において、突出部材が設けられ、その突出部材の前部に、該突出部材よりも小さい荷重をもって衝突エネルギを吸収する第2のエネルギ吸収部材がバンパの主要強度部材よりも前方に突出されるようにして設けられていることから、車両と障害物との衝突時に、バンパの主要強度部材に当接するに先立って、突出部材前部に設けられる第2のエネルギ吸収部材が、障害物の下部を払い、障害物を確実に衝撃の少ないボンネットに乗せることができることになる。
しかもこの場合、突出部材前部に設けられる第2のエネルギ吸収部材を用いて、障害物の下部を払うという極めて簡単な物理的作用を利用することから、構造を簡単にできると共に、センサ類等の特別の部品を用意することをなくして誤動作が発生する余地をなくすことができることになる。
さらに、障害物の下部を払う際、突出部材前部に設けられる第2のエネルギ吸収部材が用いられることから、障害物に作用する衝撃を少なくすることができることになる。
請求項2の発明によれば、突出部材が、一対のフロントサイドフレームにバンパの主要強度部材の下方側においてそれぞれ設けられる第1支持部材と、該両第1支持部材の前部に跨るようにして設けられ車幅方向略全長に亘って延びる第2支持部材とを備え、第2支持部材の前部に第2のエネルギ吸収部材が設けられていることから、具体的構造をもって前記請求項1と同様の作用効果を得ることができることになる。
【0007】
請求項3の発明によれば、第2のエネルギ吸収部材が、少なくともリブが第2支持部材から前方に向けて起立しつつ車幅方向に間隔をあけて配列されるリブ構造により形成されていることから、各リブの座屈等を利用して、エネルギ吸収部材として、的確に衝突エネルギを吸収できることになる。
請求項4の発明によれば、第2のエネルギ吸収部材が樹脂をもって形成されていることから、樹脂の性質を利用して衝突エネルギを的確に吸収できるだけでなく、第2のエネルギ吸収部材が衝突エネルギを吸収するために複雑なリブ構造になる場合を含め該第2のエネルギ吸収部材を簡単に得る(成形する)ことができることになる。
【0008】
請求項5の発明によれば、リブ構造は、変形するために要求される荷重としての要求変形荷重に関し、車幅方向において前記第1支持部材から離れるほど、前記リブの基端部が該リブの先端部に比べて大きくなるように設定されていることから、衝突時に、第1支持部材を支点として、第2支持部材が第1支持部材から離れるほど大きく撓み易くなるとしても、その撓みに相当する分が、リブの基端部における要求変形荷重が該リブの先端部における要求変形荷重に比べて大きいことに基づき、調整されることになり、衝突エネルギ吸収性能を、最適な状態をもって車幅方向全体に亘って略等しくすることができることになる。
請求項6の発明によれば、リブ構造は、車幅方向において両第1支持部材間中央部ほど、リブの基端部における要求変形荷重が該リブの先端部における要求変形荷重に比べて大きくなるように設定されていることから、最も撓み易い両第1支持部材間中央部において、リブの基端部における要求変形荷重が該リブの先端部における要求変形荷重に比べて大きいことに基づき、衝突時のエネルギ吸収特性の調整を図り、衝突エネルギ吸収性能を、最適な状態をもって車幅方向全体に亘って略等しくすることができることになる。
【0009】
請求項7の発明によれば、リブの基端部における要求変形荷重が該リブの先端部における要求変形荷重に比べて大きいことが、該リブの基端部が二股状に分かれていることであることから、具体的に、リブ基端部の要求変形荷重を高めて、第2支持部材における撓み易い個所での衝突エネルギ吸収性能の調整を図り、衝突エネルギ吸収性能を、最適な状態をもって車幅方向全体に亘って略等しくすることができることになる。
請求項8の発明によれば、リブの基端部における要求変形荷重が該リブの先端部における要求変形荷重に比べて大きいことが、車体後方に向かうに従って車幅方向に厚くなることであることから、具体的に、リブ基端部の要求変形荷重を高めて、第2支持部材における撓み易い個所での衝突エネルギ吸収性能の調整を図り、衝突エネルギ吸収性能を、最適な状態をもって車幅方向全体に亘って略等しくすることができることになる。
【0010】
請求項9の発明によれば、リブ構造は、リブの起立長さが車幅方向において第1支持部材に近いほど長くされていることから、第1支持部材に近い個所ほど剛性が高く変形しにくいけれども、リブの起立長さの増長に基づき衝突エネルギ吸収量を増やして、第1支持部材に近い個所での衝突エネルギ吸収性能の補正を図ることができ、衝突エネルギ吸収性能を、最適な状態をもって車幅方向全体に亘って略等しくすることができることになる。
請求項10の発明によれば、第2支持部材が、車幅方向外方に向かうに従って車体後方に向かうように湾曲され、各リブが、第2支持部材の前面に対して略垂直に起立されていることから、第2支持部材が上記のように湾曲されたものであっても、リブの起立(取付け)強度を高めて、衝突時に、その衝突点を中心にして、各リブが車幅方向外側に向けて撓むようにしつつ座屈させることができることになり、衝突エネルギを効果的に吸収できることになる。
【0011】
請求項11の発明によれば、第1支持部材が中空構造とされると共に、該第1支持部材の前部が該第1支持部材の後部よりも縮径されていることから、衝突時に、第1支持部材を車体後方に向けて潰して、衝突エネルギを吸収できることになり、剛性が高い傾向にある第1支持部材に近い個所において、衝突エネルギ吸収性能の補正を図って、衝突エネルギ吸収性能を、最適な状態をもって車幅方向全体に亘って略等しくすることができることになる。
請求項12の発明によれば、第1支持部材が、該第1支持部材の後部と該第1支持部材の前部との間に同心状の段差を有するように形成されていることから、具体的構造をもって、上記請求項11と同様の作用効果を得ることができることになる。
【0012】
請求項13の発明によれば、第1支持部材が、該第1支持部材の後部側から該第1支持部材の前部側に向けて徐々に縮径されるように形成されていることから、具体的構造をもって、上記請求項11と同様の作用効果を得ることができることになる。
請求項14の発明によれば、バンパの主要強度部材がバンパレインフォースメントであることから、その場合においても、前記請求項1又は2と同様の作用効果を得ることができることになる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図1において、符号1は、第1実施形態に係る前部車体構造を示すものである。この前部車体構造1においては、左右一対のフロントサイドフレーム2が車体前後方向に延びており、そのフロントサイドフレーム2の上方に、ボンネット3が車体前後方向に延びるようにして配設され、そのボンネット3は、エンジンルーム4の上部を覆っている。このボンネット3は、その前部内面においてボンネットレインフォースメント5を有しており、そのボンネット3の前端下方側にはラジエータグリル6が配設されている。
【0014】
前記ボンネット3の前部下方である前記ラジエータグリル6の下方には、バンパ7が設けられている。バンパ7は、バンパ主要強度部材としてのバンパレインフォースメント8と、エネルギ吸収部材9(第1のエネルギ吸収部材)と、バンパフェース10とを備えている。
バンパレインフォースメント8は車幅方向略全体に亘って延びており、そのバンパレインフォースメント8は、前記一対のフロントサイドフレーム2の前端に跨るようにして取付けられている。
エネルギ吸収部材9は、バンパレインフォースメント8の前面に取付けられて車幅方向略全体に亘って延びている。このエネルギ吸収部材9は、本実施形態においては、図2に示すように、荷重(動的潰れ荷重)と変形量(潰れ量)とが比例する特性線となるように設定されている。
バンパフェース10は、ラジエータグリル6よりも前方に張り出した状態をもって車幅方向略全体に亘って延び、その状態で垂下されている。このバンパフェース10には、上下方向略中央部において空気導入孔11が形成されており、その空気導入孔11を基準として、バンパフェース10の上下部に、上側フェース部12と下側フェース部13とが形成されている。このうち、上側フェース部12は、上記エネルギ吸収部材9を覆うようにして内部に収納している。
【0015】
前記各フロントサイドフレーム2には、図1,図3,図4に示すように、前記バンパレインフォースメント8の下方側において突出部材14が配設されている。突出部材14は、第1支持部材としてのクラッシュ管15と、第2支持部材としてのサポート部材16とを備えている。
クラッシュ管15は、各フロントサイドフレーム2にブラケット17を介してそれぞれ支持されており、その各クラッシュ管15は、フロントサイドフレーム2の下側における同一高さ位置において車体前後方向に延びている。このクラッシュ管15は、中空構造とされると共に、該クラッシュ管15の前部15aが、同心状に段差15cを形成しつつ該クラッシュ管15の後部15bよりも縮径されており、各クラッシュ管15の前部15aに一定以上の衝突力が車体後方に向けて伝達されたときには、各クラッシュ管15の前部15aが後部15b内に入り込んで塑性変形することになっている(図4中、仮想線参照)。
【0016】
サポート部材16は、図1,図3〜図7に示すように、上記両クラッシュ管15の前端に跨るようにして取付けられている。このサポート部材16は、略水平状態をもって車幅方向略全体に亘って延びており、本実施形態においては、このサポート部材16は、車幅方向外方に向かうに従って車体後方に向かうようにやや湾曲されている。このサポート部材16は、鋼板を用いて断面矩形状に形成されており、その前面16aは、その車幅方向全長に亘って、前方を向く平坦面とされている。
【0017】
前記サポート部材16の前面16aには、図1,図3〜図7に示すように、エネルギ吸収部材18(第2のエネルギ吸収部材)が設けられている。このエネルギ吸収部材18は、サポート部材16と略同じ延び長さを有しており、エネルギ吸収部材18は、サポート部材16の全長に亘って該サポート部材16の前面を覆っている。このエネルギ吸収部材18は、前記サポート部材16、クラッシュ管15と共に、歩行者の膝よりも下の部分に相当する高さに位置させつつ、前記バンパレインフォースメント8よりも車体前方側に位置されており、そのエネルギ吸収部材18は、前記下側フェース部13に前方から覆われることになっている。これにより、歩行者と車両との衝突に際して、歩行者の膝にバンパレインフォースメント8が上側フェース部12、エネルギ吸収部材9を介して衝突する前に、歩行者の膝よりも下部にエネルギ吸収部材18が下側フェース部13を介して衝突して(図1中、矢印参照)、歩行者の足を払って歩行者をボンネット3に乗せることができることになっている。
【0018】
このエネルギ吸収部材18は、その全長に亘って、リブ構造20が基板部21と支持板部22とにより挟持される構造とされており、このような構造のエネルギ吸収部材18は、樹脂(例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ABS樹脂等)をもって一体成形されている。
上記基板部21は、サポート部材16の前面16aに沿わせた状態で取付けるための取付け板部としての機能を有しており、該基板部21は、サポート部材16の湾曲した前面16aに対応した湾曲面をもって、該サポート部材16の前面16aに留め具23を介して取付けられている。
【0019】
上記リブ構造20は、本実施形態においては、基板部21と支持板部22とを跨ぐリブ19が車幅方向に間隔をあけて配列される構造とされており、このエネルギ吸収部材18(基板部21)がサポート部材16に取付けられると、各リブ19はサポート部材16(基板部21)から車体前方に張り出されることになっている。このリブ構造20における各リブ19は、基本的には、図5、図6に示すように、板状のものが用いられているが、両クラッシュ管15間の中央部位置(車幅方向中央部位置)においては、リブ19として、図5、図7に示すように、基端部が二股状に分かれたものが用いられている。この構成上の意義については後述する。
【0020】
このリブ構造20における全てのリブ19は、湾曲したサポート部材16前面に対応して湾曲された基板部21に対して略垂直状態をもって起立されている。これは、この状態において、基板部21に対する各リブ19の取付け強度が最も強くなることに着目し、これを利用して、衝突時に、その衝突点を中心にして、各リブ19が車幅方向両外側に向けて撓むようにしつつ座屈させ易くし、これによって、衝突エネルギを効果的に吸収できるようにしているのである。
このような座屈特性は、車幅方向中央部におけるリブ19だけでなく、車幅方向外方側に位置するリブ19についても同様の効果が得られる。すなわち、車幅方向外方側に位置するリブ19は、車体前方に向けて真っ直ぐに起立せず、やや斜め外側前方に向けて起立することになるが、この場合にも、リブ19は、基板部12に対して垂直状態であるので、この垂直方向の荷重に対して上記と同じ作用が生じることになる。
【0021】
このリブ構造20における各リブ19の間隔は、障害物との衝突により衝突力が、車幅方向のいずれの場所によっても変わらないようにする観点から決められている。本実施形態においては、20mm前後とされている。また、各リブ19の起立長さ(基板部21から前方への突出長さ)は、本実施形態においては、同一長さとされており、その起立長さも、他部材との関係を考慮しつつ、結果的に最適な状態(特性、エネルギ吸収量等)で衝突エネルギを吸収できるようにするための一要素として設定されている。
【0022】
上記支持板部22は、上記リブ構造20におけるリブ19の前方への起立長さが一定であることに基づき、上記基板部21の湾曲面に対して平行関係をもって湾曲されており、サポート部材16前面に基板部21が取付けられたときには、支持板部22は、リブ構造20の前方に位置することになっている。このため、衝突時には、衝突荷重が支持板部22を介して各リブ19に的確に伝達されることになっている。
【0023】
本実施形態においては、前記エネルギ吸収部材18、前記サポート部材16、クラッシュ管15が有機的に連係させて、障害物と車両との衝突時に、障害物が車両の車幅方向のいずれの個所に衝突しても、できるだけ所望の衝突エネルギ吸収性能が得られるように設定されている。
すなわち、所望の衝突エネルギ吸収性能は、障害物にダメージを与えることなく、障害物の下部を払うのに最適な荷重が作用するようにする観点から定められており、具体的には、図8に示すように、横軸に変形量(潰れ量)、縦軸に荷重(動的潰れ荷重)をとった場合、衝突開始(零)から所定の短い変形量内において、荷重が所定の勾配をもって所定荷重cまで立ち上がり、その後、変形量が進んでも、荷重がその所定荷重cに維持される特性をもって表すことができる。
【0024】
このため、本実施形態に係る前部車体構造においては、車幅方向のいずれの個所においても、上記所望の衝突エネルギ吸収性能が得られるようにすべく、基本的には、上記所望の衝突エネルギ吸収特性(荷重特性)に近い特性を示すエネルギ吸収部材18をサポート部材16に取付けることによって対処され、両クラッシュ管15間の中央部位置(車幅方向中央部位置)及びクラッシュ管15存在位置においては、特有の状況を考慮し、さらに特別な工夫が施されている。
【0025】
両クラッシュ管15間の中央部位置においては、前述の如く、リブ19として、基端部が二股状に分かれたものが用いられて、そのようなリブ19の先端部側から基端部側への荷重に関し、そのリブ19の基端部における要求変形荷重が該リブ19の先端部における要求変形荷重に比べて大きくなるように設定(圧縮強度ないしは剛性大に設定)されている。これは、車両前部15aに、両クラッシュ管15間において衝突荷重が作用した場合、その両クラッシュ管15の間においてサポート部材16が撓む傾向にあることから、その撓み易い両クラッシュ管15の間のサポート部材16が撓み変形(塑性変形)してその撓み変形に基づき衝突エネルギが吸収されても、上記二股状のリブ19の構成をもって衝突エネルギ吸収を補正し、そこの個所における衝突エネルギ吸収性能(特性)を、上記所望の衝突エネルギ吸収性能(特性)に近づけようとしているのである。
【0026】
クラッシュ管15存在位置においては、クラッシュ管15が、そのクラッシュ管15の前部15aに車体後方に向けて所定荷重cが作用すると、その前部15aがクラッシュ管15後部15b内に入り込むように塑性変形されるように設定されている。これは、サポート部材16をクラッシュ管15ではない支持部材を用いて支持(連結)すると、その部分の剛性が他の部分に比して高いものとならざるを得ないことから、本実施形態においては、支持部材(第1支持部材)としてクラッシュ管15を用い、そのクラッシュ管15に車体後方に向けて所定荷重cが作用すると、クラッシュ管15の前部15aがその後部15b内に入り込むように塑性変形させて、クラッシュ管15の前部15aに近い個所におけるリブ19の衝突エネルギ吸収性能を補完しようとしているのである。
【0027】
このような構成の内容を裏付ける解析結果(荷重−変位量)を示すのが図9である。この図9において、f1は、車幅方向において両クラッシュ管15間の中央部位置(車幅方向中央部位置)における荷重特性、f2は、車幅方向においてクラッシュ管15が存在する位置における荷重特性、f3は、上記両クラッシュ管15間の中央部位置と上記クラッシュ管15が存在する位置との間の中間位置における荷重特性を示すものである。
図9に示す解析結果によれば、各特性f1、f2、f3は、略重なりつつ、前記図8における所望の衝突エネルギ吸収特性に近い特性を示し、車両前部15aにおける車幅方向のいずれの個所に衝突力が作用しても、好ましい結果が得られることを示した。
【0028】
したがって、上記前部車体構造においては、車両と障害物との衝突時には、エネルギ吸収部材9、バンパレインフォースメント8に当接するに先立ち、サポート部材16前面に取付けられるエネルギ吸収部材18が、障害物下部を払い、障害物を確実に衝撃の少ないボンネット3に乗せることができることになる。
しかもこの場合、サポート部材16前面に設けられるエネルギ吸収部材18を用いて、障害物の下部を払うという極めて簡単な物理的作用を利用することから、構造を簡単にできると共に、センサ類等の特別の部品を用意することをなくして誤動作が発生する余地をなくすことができることになる。
また、障害物の下部を払う際、サポート部材16前面に設けられるエネルギ吸収部材18が用いられることから、そのサポート部材16の剛性とエネルギ吸収部材18の剛性との相互作用を有効に利用して(所望の衝突エネルギ吸収性能に近い吸収性能を実現)、障害物に作用する衝撃を少なく確保しつつ障害物の下部を払って(所定の作用力に調整すること)障害物をボンネット3に乗せことができることになる。
さらに、車幅方向において、クラッシュ管15間の中央部位置におけるリブ19として、その基端部が二股に分かれたものが用いられると共に、クラッシュ管15が所定荷重cで潰れるように設定されていることから、クラッシュ管15間の中央部位置、クラッシュ管15に近い個所を含め、車両前部15aにおける車幅方向のいずれの個所でも、所望の衝突エネルギ吸収性能により近い性能を得る上において好ましいものとなる。
【0029】
図10は第2実施形態、図11,図12は第3実施形態、図13は第4実施形態、図14は第5実施形態を示す。この各実施形態において、前記第1実施形態と同一構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。
【0030】
図10に示す第2実施形態においては、両クラッシュ管15間の中央部に配設されるリブ19が、車体後方に向かうに従って次第に車幅方向に厚くなるように設定されている。これにより、この場合にも、リブ19の基端部における要求変形荷重が該リブ19の先端部における要求変形荷重に比べて大きくなることになり、サポート部材16の撓みを考慮に入れた衝突エネルギの吸収が行われることになる。
【0031】
図11,図12に示す第3実施形態においては、第1支持部材として、後端部側から前端部側に徐々に縮径されるクラッシュ管15が用いられており、その前端部の周縁部には、車体後方への荷重によって、潰れを促すための強度低下用ビード24が形成されている。これにより、このクラッシュ管15も所定荷重cが作用すると、車体後方に向けて潰れることになり、これを所望の衝突エネルギ吸収性能(特性)を得るための調整に利用できることになる。
【0032】
図13に示す第4実施形態においては、第1,第2支持部材の両機能を備える突出部材14として、リブ構造25を内蔵する樹脂構造体が用いられている。この突出部材14としての樹脂構造体においては、内部リブの肉厚、密度、配列等により容易に荷重特性を設定することができ、エネルギ吸収部材18と協働して所望の衝突エネルギ吸収特性に近づけることができることになる。
尚、この実施形態においては、樹脂構造体を突出部材14に用いることを示したが、形状等を適宜変更して、このような樹脂構造体を第1支持部材、或いは第2支持部材として用いてもよい。
【0033】
図14に示す第5実施形態においては、クラッシュ管15として、前部15aと後部15bとの段差15cが、前記第1実施形態よりも緩やかにされたものが用いられている。このクラッシュ管15においても、前記第1実施形態に係るクラッシュ管15と同様の機能を発揮することになる。
【0034】
以上実施形態について説明したが本発明においては、クラッシュ管15に代えて、通常の支持を目的とした支持部材を用い、その支持部材に近い個所におけるリブ19の前方起立長さを他の個所のリブ19に比して長くしてもよい。クラッシュ管15を用いなくても、リブ19の起立長さの増長に基づき、そのリブ19により衝突エネルギの吸収量を増やすことができるからである。勿論、このようなリブ19とクラッシュ管15とを併用してもよい。
【0035】
尚、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましい或いは利点として載されたものに対応したものを提供することをも含むものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係る前部車体構造を説明する説明図。
【図2】バンパレインフォースメントに設けられるエネルギ吸収部材の荷重特性を示す特性線図。
【図3】第1実施形態に係るフロントサイドフレーム、クラッシュ管、エネルギ吸収部材等の配設を示す斜視図。
【図4】第1実施形態に係るクラッシュ管の構造、作用を説明する説明図。
【図5】第1実施形態に係るサポート部材に設けられるエネルギ吸収部材のリブ構造を平面的に示す図。
【図6】第1実施形態に係るエネルギ吸収部材において、車幅方向外側にかけて用いられる板状のリブを備えるリブ構造を示す斜視図。
【図7】第1実施形態に係るエネルギ吸収部材において、車幅方向中央部で用いられる基端部二股状のリブを備えるリブ構造を示す斜視図。
【図8】障害物の下部を払うために好ましい所望の衝突エネルギ吸収特性を示す特性線図。
【図9】第1実施形態に係る前部車体構造における荷重特性を示す特性線図。
【図10】第2実施形態に係るエネルギ吸収部材において、車幅方向中央部で用いられるリブ構造を示す斜視図。
【図11】第3実施形態において用いられるクラッシュ管を示す斜視図。
【図12】第3実施形態に係るクラッシュ管を示す縦断面図。
【図13】第4実施形態に係る突出部材を示す斜視図。
【図14】第5実施形態に係るクラッシュ管を示す縦断面図。
【符号の説明】
1 前部車体構造
2 フロントサイドフレーム
3 ボンネット
7 バンパ
8 バンパレインフォースメント
9 エネルギ吸収部材(第1のエネルギ吸収部材)
14 突出部材
15 クラッシュ管
15a 前部
15b 後部
15c 段差
16 サポート部材
18 エネルギ吸収部材(第2のエネルギ吸収部材)
19 リブ
20 リブ構造[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle front body structure that reduces the impact of an obstacle when the vehicle collides with an obstacle.
[0002]
[Prior art]
As shown in JP-A-11-1149, the front body structure of a vehicle has a bumper face between a bumper face and a bumper reinforcement as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-1149 in order to improve shock absorption characteristics and light weight at the time of a light collision. In addition, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 6-72284, an airbag is stored in the front bumper, while an obstacle in front of the vehicle is disposed, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 6-72284. Vehicle front obstacle detecting means for detecting and vehicle running state detecting means for detecting the running state of the vehicle are provided, and the vehicle and the obstacle are detected based on both outputs of the vehicle front obstacle detecting means and the vehicle running state detecting means. It has been proposed to prevent a direct contact between an obstacle and a vehicle by predicting a collision of the vehicle and deploying an airbag in a front bumper in the vehicle traveling direction at the time of the collision prediction.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the front body structure according to the former, it is not sufficient from the viewpoint of reducing the impact of the obstacle. When the vehicle and the obstacle collide, the obstacle is not only affected by the collision, but also the subsequent There is a risk of secondary impact.
In addition, in the front body structure according to the latter, there is an advantage that the impact of the obstacle can be reduced, but not only a detection means (sensors) and an airbag are required, but the structure becomes complicated, There is also a risk of malfunction.
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a technical problem thereof is to provide a front vehicle body structure of a vehicle that can reduce the impact of an obstacle, has a simple structure, and does not malfunction. is there.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above technical problem, the present invention (invention of claim 1)
In the front vehicle body structure of the vehicle, the bonnet is disposed above the pair of left and right front side frames so as to extend in the longitudinal direction of the vehicle body, and includes a bumper below the front portion of the bonnet.
A first energy absorbing member that absorbs collision energy is attached to the front side of the main strength member of the bumper,
On the lower side of the main strength member of the bumper, a protruding member is provided on the front side frame,
Absorbs collision energy at the front of the protruding member with a smaller load than the protruding member.SecondThe energy absorbing member protrudes forward from the main strength member of the bumper.Provided,
The second energy absorbing member is made larger than the first energy absorbing member with respect to the rising gradient of the dynamic crushing load per crushing amount, and the hardness of the second energy absorbing member is the first energy absorbing member. It is relatively hard compared to the hardness of the energy absorbing memberAs a configuration. The preferred embodiment of
[0006]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the front side frame is provided with a protruding member on the lower side of the main strength member of the bumper, and the front part of the protruding member absorbs collision energy with a smaller load than the protruding member. DoSecondSince the energy absorbing member is provided so as to protrude forward from the main strength member of the bumper, the front of the protruding member is brought into contact with the main strength member of the bumper at the time of collision between the vehicle and the obstacle. Provided in the departmentSecondThe energy absorbing member can wipe the lower part of the obstacle and reliably place the obstacle on the bonnet with less impact.
Moreover, in this case, it is provided at the front part of the protruding member.SecondUses an extremely simple physical action of removing the lower part of an obstacle using an energy absorbing member, so that the structure can be simplified and a malfunction occurs without preparing special parts such as sensors. It will be possible to eliminate the room to do.
Furthermore, when paying the lower part of the obstacle, it is provided in the front part of the protruding memberSecondSince the energy absorbing member is used, the impact acting on the obstacle can be reduced.
According to the second aspect of the present invention, the projecting member straddles the first support member provided on the pair of front side frames on the lower side of the main strength member of the bumper and the front portions of the first support members. And a second support member extending substantially over the entire length in the vehicle width direction, and at the front of the second support memberSecondSince the energy absorbing member is provided, the same effect as that of the first aspect can be obtained with a specific structure.
[0007]
According to the invention of
According to the invention of
[0008]
According to the invention of claim 5, the rib structure isRegarding the required deformation load as the load required to deform,The further away from the first support member in the vehicle width direction,The base end of the rib is at the tip of the ribSince it is set so as to be larger than the first support member at the time of a collision, even if the second support member is more easily bent as it is separated from the first support member, the amount corresponding to the bending is less. , The required deformation load at the base end of the rib is larger than the required deformation load at the distal end of the rib, and the collision energy absorption performance is optimized over the entire vehicle width direction. It can be made substantially equal throughout.
According to the invention of claim 6, in the rib structure, the required deformation load at the proximal end portion of the rib is larger than the required deformation load at the distal end portion of the rib at the central portion between both first support members in the vehicle width direction. Based on the fact that the required deformation load at the proximal end portion of the rib is larger than the required deformation load at the distal end portion of the rib at the center portion between both first support members that is most likely to be bent. Adjustment of the energy absorption characteristic at the time of collision can be achieved, and the collision energy absorption performance can be made substantially equal over the entire vehicle width direction in an optimum state.
[0009]
According to the seventh aspect of the invention, the required deformation load at the proximal end of the rib is larger than the required deformation load at the distal end of the rib because the proximal end of the rib is divided into two forks. Therefore, specifically, the required deformation load of the rib base end portion is increased to adjust the collision energy absorption performance at a position where the second support member is easily bent, and the collision energy absorption performance is adjusted to an optimal state. It can be made substantially equal over the entire width direction.
According to the eighth aspect of the present invention, the required deformation load at the base end portion of the rib is larger than the required deformation load at the tip end portion of the rib, which is to increase in thickness in the vehicle width direction toward the rear of the vehicle body. Specifically, the required deformation load at the rib base end portion is increased to adjust the collision energy absorption performance at the portion where the second support member is easily bent, and the collision energy absorption performance is optimized in the vehicle width direction. It can be made substantially equal throughout.
[0010]
According to the ninth aspect of the present invention, the rib structure has a longer standing length of the rib as it is closer to the first support member in the vehicle width direction. Therefore, the portion closer to the first support member is more rigid and deformed. Although it is difficult, the collision energy absorption amount can be increased based on the increase in the standing length of the rib to correct the collision energy absorption performance near the first support member. Therefore, it can be made substantially equal over the entire vehicle width direction.
According to the invention of
[0011]
According to the invention of claim 11, the first support member has a hollow structure, and the front part of the first support member is smaller in diameter than the rear part of the first support member. By collapsing the first support member toward the rear of the vehicle body and absorbing the collision energy, the collision energy absorption performance is corrected by correcting the collision energy absorption performance at a location close to the first support member that tends to have high rigidity. Can be made substantially equal over the entire vehicle width direction in an optimal state.
According to the invention of
[0012]
According to the invention of
According to the invention of
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, the code |
[0014]
A bumper 7 is provided below the radiator grill 6 below the front of the
The
The energy absorbing member 9 is attached to the front surface of the
The
[0015]
As shown in FIGS. 1, 3, and 4, each front side frame 2 is provided with a protruding
The
[0016]
As shown in FIGS. 1 and 3 to 7, the
[0017]
As shown in FIGS. 1 and 3 to 7, an
[0018]
The
The
[0019]
In the present embodiment, the
[0020]
All the
Such a buckling characteristic has the same effect not only on the
[0021]
The interval between the
[0022]
The
[0023]
In the present embodiment, the
In other words, the desired collision energy absorption performance is determined from the viewpoint of applying an optimum load to pay the lower part of the obstacle without damaging the obstacle. Specifically, FIG. As shown in Fig. 2, when the deformation amount (collapse amount) is taken on the horizontal axis and the load (dynamic crush load) is taken on the vertical axis, the load has a predetermined gradient within a predetermined short deformation amount from the start of collision (zero). Even if the amount of deformation rises up to a predetermined load c and then the deformation amount advances, the load can be expressed with a characteristic that is maintained at the predetermined load c.
[0024]
Therefore, in the front vehicle body structure according to the present embodiment, basically, the desired collision energy is obtained so that the desired collision energy absorption performance can be obtained at any location in the vehicle width direction. It is dealt with by attaching to the
[0025]
As described above, a
[0026]
When the
[0027]
FIG. 9 shows an analysis result (load-displacement amount) that supports the contents of such a configuration. In FIG. 9, f1 is a load characteristic at the center position (the center position in the vehicle width direction) between the two
According to the analysis result shown in FIG. 9, the characteristics f1, f2, and f3 are substantially overlapped and exhibit characteristics close to the desired collision energy absorption characteristics in FIG. 8, and any of the vehicle width direction in the
[0028]
Therefore, in the front body structure, when the vehicle collides with the obstacle, the
Moreover, in this case, since the
Further, when the lower part of the obstacle is paid, the
Further, in the vehicle width direction, as the
[0029]
10 shows the second embodiment, FIGS. 11 and 12 show the third embodiment, FIG. 13 shows the fourth embodiment, and FIG. 14 shows the fifth embodiment. In each of the embodiments, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0030]
In the second embodiment shown in FIG. 10, the
[0031]
In the third embodiment shown in FIGS. 11 and 12, a
[0032]
In the fourth embodiment shown in FIG. 13, a resin structure containing a rib structure 25 is used as the protruding
In this embodiment, it is shown that the resin structure is used for the projecting
[0033]
In the fifth embodiment shown in FIG. 14, a
[0034]
Although the embodiment has been described above, in the present invention, instead of the
[0035]
It should be noted that the object of the present invention is not limited to what is explicitly described, but includes provision of what is substantially preferable or corresponding to what is listed as an advantage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a front vehicle body structure according to a first embodiment.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a load characteristic of an energy absorbing member provided in a bumper reinforcement.
FIG. 3 is a perspective view showing the arrangement of a front side frame, a crash tube, an energy absorbing member, and the like according to the first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the structure and operation of a crush tube according to the first embodiment.
FIG. 5 is a plan view showing a rib structure of an energy absorbing member provided in the support member according to the first embodiment.
FIG. 6 is a perspective view showing a rib structure including a plate-like rib used on the outer side in the vehicle width direction in the energy absorbing member according to the first embodiment.
FIG. 7 is a perspective view showing a rib structure including a base end portion bifurcated rib used in the vehicle width direction central portion in the energy absorbing member according to the first embodiment.
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a desired collision energy absorption characteristic preferable for removing the lower part of the obstacle.
FIG. 9 is a characteristic diagram showing load characteristics in the front body structure according to the first embodiment.
FIG. 10 is a perspective view showing a rib structure used at the center in the vehicle width direction in the energy absorbing member according to the second embodiment.
FIG. 11 is a perspective view showing a crush tube used in the third embodiment.
FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a crush tube according to a third embodiment.
FIG. 13 is a perspective view showing a protruding member according to a fourth embodiment.
FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing a crush tube according to a fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Front body structure
2 Front side frame
3 Bonnet
7 Bumper
8 Bumper reinforcement
9 Energy absorbing member (first energy absorbing member)
14 Protruding member
15 Crash tube
15a front
15b rear
15c step
16 Support material
18 Energy absorbing member(Second energy absorbing member)
19 Ribs
20 Rib structure
Claims (14)
前記バンパの主要強度部材の前面側に、衝突エネルギを吸収する第1のエネルギ吸収部材が取付けられ、
前記フロントサイドフレームに、前記バンパの主要強度部材の下方側において、突出部材が設けられ、
前記突出部材の前部に、該突出部材よりも小さい荷重をもって衝突エネルギを吸収する第2のエネルギ吸収部材が前記バンパの主要強度部材よりも前方に突出されるようにして設けられ、
前記第2のエネルギ吸収部材が、潰れ量当たりの動的潰れ荷重の立ち上がり勾配に関し、前記第1のエネルギ吸収部材よりも大きくされて、該第2のエネルギ吸収部材の硬さが該第1のエネルギ吸収部材の硬さに比べて相対的に硬くされている、
ことを特徴とする車両の前部車体構造。In the front vehicle body structure of the vehicle, the bonnet is disposed above the pair of left and right front side frames so as to extend in the longitudinal direction of the vehicle body, and includes a bumper below the front portion of the bonnet.
A first energy absorbing member that absorbs collision energy is attached to the front side of the main strength member of the bumper,
On the lower side of the main strength member of the bumper, a protruding member is provided on the front side frame,
A second energy absorbing member that absorbs collision energy with a smaller load than the protruding member is provided at the front of the protruding member so as to protrude forward from the main strength member of the bumper ,
The second energy absorbing member is made larger than the first energy absorbing member with respect to the rising gradient of the dynamic crushing load per crushing amount, and the hardness of the second energy absorbing member is the first energy absorbing member. It is relatively hard compared to the hardness of the energy absorbing member,
A vehicle front body structure characterized by that.
前記突出部材が、前記一対のフロントサイドフレームに前記バンパの主要強度部材の下方側においてそれぞれ設けられる第1支持部材と、該両第1支持部材の前部に跨るようにして設けられ車幅方向略全長に亘って延びる第2支持部材とを備え、
前記第2支持部材の前部に前記第2のエネルギ吸収部材が設けられている、
ことを特徴とする車両の前部車体構造。In claim 1,
The projecting members are provided on the pair of front side frames on the lower side of the main strength member of the bumper, and are provided so as to straddle the front portions of the first support members. A second support member extending over substantially the entire length,
The second energy absorbing member is provided on a front portion of the second support member,
A vehicle front body structure characterized by that.
前記第2のエネルギ吸収部材が、少なくともリブが前記第2支持部材から前方に向けて起立しつつ車幅方向に間隔をあけて配列されるリブ構造により形成されている、
ことを特徴とする車両の前部車体構造。In claim 2,
The second energy absorbing member is formed by a rib structure in which at least ribs are arranged at intervals in the vehicle width direction while standing forward from the second support member.
A vehicle front body structure characterized by that.
前記第2のエネルギ吸収部材が、樹脂をもって形成されている、
ことを特徴とする車両の前部車体構造。In claim 3,
The second energy absorbing member is formed of resin;
A vehicle front body structure characterized by that.
前記リブ構造は、変形するために要求される荷重としての要求変形荷重に関し、車幅方向において前記第1支持部材から離れるほど、前記リブの基端部が該リブの先端部に比べて大きくなるように設定されている、
ことを特徴とする車両の前部車体構造。In claim 3,
The rib structure is related to a required deformation load as a load required for deformation , and the base end portion of the rib becomes larger than the tip end portion of the rib as the distance from the first support member increases in the vehicle width direction. Is set to
A vehicle front body structure characterized by that.
前記リブ構造は、車幅方向において前記両第1支持部材間中央部ほど、該リブの基端部における前記要求変形荷重が該リブの先端部における前記要求変形荷重に比べて大きくなるように設定されている、
ことを特徴とする車両の前部車体構造。In claim 5,
The rib structure, as the central portion between both the first support member in the vehicle width direction, set such that the required deformation load at the proximal end of the rib is greater than that of the required deformation load at the tip of the rib Being
A vehicle front body structure characterized by that.
前記リブの基端部における前記要求変形荷重が該リブの先端部における前記要求変形荷重に比べて大きいことが、該リブの基端部が二股状に分かれていることである、
ことを特徴とする車両の前部車体構造。In claim 5 or 6,
It is that the proximal ends of the ribs are divided into bifurcated said request deformation load at the proximal end of the rib is greater than that of the required deformation load at the tip of the rib,
A vehicle front body structure characterized by that.
前記リブの基端部における前記要求変形荷重が該リブの先端部における前記要求変形荷重に比べて大きいことが、車体後方に向かうに従って車幅方向に厚くなることである、
ことを特徴とする車両の前部車体構造。In claim 5 or 6,
It is to be thicker in the vehicle width direction toward the rear of the vehicle body the required deformation load at the proximal end of the rib is greater than that of the required deformation load at the tip of the rib,
A vehicle front body structure characterized by that.
前記リブ構造は、前記リブの起立長さが車幅方向において前記第1支持部材に近いほど長くされている、
ことを特徴とする車両の前部車体構造。In claim 3,
The rib structure is lengthened as the standing length of the rib is closer to the first support member in the vehicle width direction.
A vehicle front body structure characterized by that.
前記第2支持部材が、車幅方向外方に向かうに従って車体後方に向かうように湾曲され、
前記各リブが、前記第2支持部材の前面に対して略垂直に起立されている、
ことを特徴とする車両の前部車体構造。In claim 3,
The second support member is curved so as to go to the rear of the vehicle body as it goes outward in the vehicle width direction;
The ribs are erected substantially perpendicular to the front surface of the second support member;
A vehicle front body structure characterized by that.
前記第1支持部材が中空構造とされると共に、該第1支持部材の前部が該第1支持部材の後部よりも縮径されている、
ことを特徴とする車両の前部車体構造。In claim 2,
The first support member has a hollow structure, and the front portion of the first support member has a smaller diameter than the rear portion of the first support member.
A vehicle front body structure characterized by that.
前記第1支持部材が、該第1支持部材の後部と該第1支持部材の前部との間に同心状の段差を有するように形成されている、
ことを特徴とする車両の前部車体構造。In claim 11,
The first support member is formed to have a concentric step between a rear portion of the first support member and a front portion of the first support member.
A vehicle front body structure characterized by that.
前記第1支持部材が、該第1支持部材の後部側から該第1支持部材の前部側に向けて徐々に縮径されるように形成されている、
ことを特徴とする車両の前部車体構造。In claim 11,
The first support member is formed so as to be gradually reduced in diameter from the rear side of the first support member toward the front side of the first support member.
A vehicle front body structure characterized by that.
前記バンパの主要強度部材が、バンパレインフォースメントである、
ことを特徴とする車両の前部車体構造。In claim 1 or 2,
The main strength member of the bumper is a bumper reinforcement.
A vehicle front body structure characterized by that.
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