JP4166933B2

JP4166933B2 - 車体前部構造

Info

Publication number: JP4166933B2
Application number: JP2000289209A
Authority: JP
Inventors: 俊之朝井
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2020-09-22
Also published as: JP2002096710A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の車体前部構造に関し、とりわけ、歩行者が車体前部に衝突した際に、歩行者の胸部や胸部の傷害を軽減することができる車体前部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、歩行者が自動車の車体前部に衝突した際の傷害を軽減させる車体前部構造として、フードパネル等のアウタパネル又はインナパネル、または、アウタパネルとインナパネル間に配設した緩衝部材等の塑性変形や、該緩衝部材の支持部材の座屈変形により衝突時のエネルギーを吸収させるようにしたものが知られている。
【０００３】
この種の車体前部構造として、例えば、特開平１０−２１８０２２号公報に示されたものが知られている。
【０００４】
この車体前部構造は、図１５に示すように、車体のフードパネル１とフロントバンパ２との間に衝撃エネルギー吸収部材を構成する車体パネル３が配設されている。この車体パネル３は、アウタパネル４に対して凹凸状をなす塑性変形可能なインナパネル５を裏打ちした構造となっている。
【０００５】
そして、車体パネル３をを座屈変形可能な支持ステー６で車体の前端部に支持することにより、衝突時に車体パネル３の塑性変形と支持ステー６の座屈変形との相乗効果によって衝突エネルギーを吸収するように構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、歩行者が自動車の車体に衝突するときは、バンパーによる一次衝突後、車両進行方向に対して斜め上方の方向からフードパネル前端部に大腿部が衝突する。
【０００７】
この衝突時の最も効率の良いエネルギー吸収の仕方は、反力−時間線図の波形（Ｆ−Ｓ波形）が矩形状になる。つまり衝突時の車体からの反力が一定になることである。
【０００８】
そして、Ｆ−Ｓ波形を理想的なエネルギー吸収特性である矩形状にするためには、図１６（ａ）に示すように、反力の急峻な立ち上げと一定反力の維持をする必要がある。
【０００９】
しかしながら、上記した従来例の車体前部構造では、衝突時に、まず車体パネル３が塑性変形し、つぎに支持ステー６が座屈変形する構成となっているため、衝突時におけるエネルギー吸収の仕方が、反力−時間線図上でみると、図１６（ｂ）に示すように、車体パネル３の塑性変形による反力増加の後に反力は急減し、反力ピークの山と谷が発生する（図１６（ｂ）におけるＡ）。さらにその後、支持ステー６の座屈変形による反力増加の後に反力は急減し、また反力ピークの山と谷が発生する（図１６（ｂ）におけるＢ）という凹凸のある波形となり、エネルギー吸収効率が低かった。
【００１０】
従って、衝突時のエネルギー吸収を十分に確保するためには、必要車体潰れストロークが大きくなってしまい、デザイン要件他の条件から要求される長さ以上にノーズを長くしなければならない等レイアウトの自由度を損なってしまうという問題があった。
【００１１】
また、支持ステー６等の座屈変形可能な部材を追加配設するという構成となっているため、部品点数が増加するとともに、車体重量が増大するという問題があった。
【００１２】
そこで本発明は、歩行者との衝突時のエネルギー吸収を効率良く行うことができるとともに、フード内部のレイアウトの自由度を増すことができる車体前部構造の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の車体前部構造は、車体のフードパネルの前端部両側をエンジンルームの前側で車両横方向に亘って配設されたラジエータコアサポートの上部の左右両端部に係合し、歩行者との衝突時の負荷荷重を受けてフードパネルが変形した際、該係合部の車両横方向中央側への変位を規制するようにしたことを特徴としている。
【００１４】
請求項２記載の車体前部構造は、請求項１記載の車体前部構造であって、前記フードパネルは、外側に略凸形状を有したアウタパネルと、少なくともその前端部を略平板状もしくは内側に略凸形状に形成したインナパネルとからなることを特徴としている。
【００１５】
請求項３記載の車体前部構造は、請求項１又は請求項２記載の車体前部構造であって、前記係合部は、フードパネルの下面部とラジエータコアサポートの上面部とのそれぞれ対応する部分に設けた凹凸部からなることを特徴としている。
【００１６】
請求項４記載の車体前部構造は、請求項１〜請求項３記載の車体前部構造であって、前記係合部をフードロック及びフードロックステイで構成したことを特徴としている。
【００１７】
請求項５記載の車体前部構造は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の車体前部構造であって、前記ラジエータコアサポートは、左右両側に設けられたラジエータコアサイドサポートと、該左右両側のラジエータコアサイドサポート間に亘って設けられた支持部材とを有し、該支持部材を支持部材上方にフードパネルの潰れストロークの逃げ部を持って設定したことを特徴としている。
【００１８】
請求項６記載の車体前部構造は、請求項５記載の車体前部構造であって、前記支持部材を左右両側のラジエータコアサイドサポート間に斜交いに配置したことを特徴としている。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１記載の車体前部構造によれば、車体のフードパネルの前端部両側をエンジンルームの前側で車両横方向に亘って配設されたラジエータコアサポートの上部の左右両端部に係合し、歩行者との衝突時の負荷荷重を受けてフードパネルが変形した際、該係合部の車両横方向中央側への変位を規制するようにしてあるため、歩行者との衝突時に、フードパネルが下方への負荷荷重を受けて変形するときに車両横方向中央側への変位が規制され、フードパネルに係合部に向かう引張り力が発生し、この引張り力の反力が加わることによりフードパネルの反力は急減せずに一定反力が持続され、効率の良いエネルギー吸収を行うことができる。
【００２０】
したがって、車体潰れストロークを長くとらなくても効率の良いエネルギー吸収ができるので、フード内部のレイアウトの自由度を高めることができる。
【００２１】
請求項２記載の車体前部構造によれば、前記フードパネルは、外側に略凸形状を有したアウタパネルと、少なくともその前端部を略平板状もしくは内側に略凸形状に形成したインナパネルとから構成されているため、歩行者との衝突時にフードパネルが下方への負荷荷重を受けて変形する際、まず、アウタパネルの弾性変形によりエネルギー吸収が行われるが、該アウタパネルは外側に略凸形状をなしているため、面外剛性が高くなり反力が早く立ち上って、インナパネルが変形し始めるまで反力が持続される。つぎに、インナパネルが変形するが、該インナパネルは変形するときに車両横方向中央側への変位が係合部により規制されるため、インナパネルに係合部に向かう引張り力が発生し、この引張り力の反力が加わることによりインナパネルの反力は急減せずに一定反力が持続され、効率の良いエネルギー吸収行うことができる。
【００２２】
したがって、車体潰れストロークを長くとらなくても効率の良いエネルギー吸収ができるので、フード内部のレイアウトの自由度を高めることができる。
【００２３】
請求項３記載の車体前部構造によれば、前記係合部は、フードパネル下面部とラジエータコアサポートの上面部とのそれぞれ対応する部分に設けた凹凸部から構成してあるため、歩行者との衝突時にフードパネルが下方への負荷荷重を受けて変形するときに車両横方向中央側への変位がフードパネルとラジエータコアサポートとに設けた凹凸部の係合により規制され、フードパネルに係合部に向かう引張り力が発生し、この引張り力の反力が加わることによりフードパネルの反力は急減せずに一定反力が持続され、効率の良いエネルギー吸収を行うことができる。
【００２４】
したがって、より簡素な構成により車体潰れストロークを長くとらなくても効率の良いエネルギー吸収ができるので、フード内部のレイアウトの自由度を高めることができる。
【００２５】
請求項４記載の車体前部構造によれば、前記係合部をフードロック及びストライカで構成してあるため、従来の車両中央部に設置されていたフードロック及びフードロックステイを廃止することができる。
【００２６】
したがって、請求項１〜請求項３記載の発明の効果に加えて、車体重量の軽減化を図ることができると共に、フードパネルの潰れストロークを稼ぐことができる。
【００２７】
請求項５記載の車体前部構造によれば、ラジエータコアサポートが、左右両側に設けられたラジエータコアサイドサポートと、該左右両側のラジエータコアサイドサポート間に亘って設けられた支持部材とを有するとともに、該支持部材を支持部材上方にフードパネルの潰れストロークの逃げ部を形成しているため、両ラジエータコアサイドサポートの車両横方向中央側への倒れを防止することができ、従来のラジエータコアアッパサポートがある状態と剛性等価のままで、フードパネルの潰れストロークを稼ぐことができる。
【００２８】
したがって、請求項１〜請求項４記載の発明の効果に加えて、より十分なエネルギー吸収をすることができる。
【００２９】
請求項６記載の車体前部構造によれば、支持部材を左右両側のラジエータコアサイドサポート間に斜交いに配置してあるため、該支持部材の上方にフードパネルの潰れストロークの逃げ部を形成しながら、両ラジエータコアサイドサポートの車両横方向中央側への倒れを防止することができ、従来のラジエータコアアッパサポートがある状態と剛性等価のままでフードパネルの潰れストロークを稼ぐことができる。
【００３０】
したがって、請求項５記載の発明と同様に、より充分なエネルギー吸収をすることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３２】
（第１実施形態）
図１〜図４は、本発明に係る車体前部構造の第１実施形態を示すもので、図１は、車体前部構造の係合部を示す分解斜視図、図２は、図１の係合部の詳細を示す斜視図、図３は、フードパネルの変形状態を示す説明図、図４は、作用を示す反力−時間線図である。
【００３３】
図１及び図２に示すよう、この車体前部構造は、エンジンルーム９を構成するサイドメンバ１０及びフードリッジ１１と、エンジンルーム９の上部を覆い上下方向に開閉可能なフードパネル１２と、エンジンルーム９の前側に配設され図示しないラジエータ及びヘッドランプ等を保持するための骨格部材を構成するラジエータコアサポート１３とを備えている。
【００３４】
骨格部材を構成するラジエータコアサポート１３は、フードリッジ１１の前端部に連結されたラジエータコアアッパサポート１４と、サイドメンバ１０の前端部に連結されたラジエータコアロアサポート１５と、ラジエータコアアッパサポート１４の左右両側に設けられたラジエータコアサイドサポート１６とからなり、車両前面中央部にはフードロックステイ１７及びフードロックが設けられている。
【００３５】
フードパネル１２は、外側になめらかな略凸形状をなす塑性変形可能なアウタパネル１８と、前端部が車両横方向に亘る略平板状に形成され塑性変形可能なインナパネル１９とから構成されている。
【００３６】
インナパネル１９の前端部の左右両端部には、スタットピン２０が下向きに固設されており、一方、ラジエータコアサポート１３の上部の左右両端部には、前記スタットピン２０と対応する位置に配設されてスタットピン２０を嵌合する孔部２１が設けられている。
【００３７】
前記インナパネル１９の前端部の左右両端部に下向きに固設されたスタットピン２０と、ラジエータコアサポート１３の上部の左右両端部に設けられた孔部２１とにより、フードパネル１２の前端部両側を車両側部のラジエータコアサポート１３に係合する係合部２２を構成している。
【００３８】
そして、インナパネル１９のスタットピン２０をラジエータコアサポート１３の孔部２１に嵌合させることにより、フードパネル１２の前端部両側が車両側部のラジエータコアサポート１３に固定される。
【００３９】
なお、前記孔部２１には、カラー２３を埋設させることもできる。
【００４０】
図５は、係合部２２の変形例を示す。
【００４１】
この変形例では、インナパネル１９の前端部の左右両端部にスタットボルト２４が下向きに固設されており、このスタットボルト２４をラジエータコアサポート１３の左右両端部に設けた貫通孔部２５に挿通してナット２６により締結固定するように構成されている。
【００４２】
この変形例によれば、フードパネル１２をラジエータコアサポート１３により強固に固定することができる。
【００４３】
本実施形態の車体前部構造によれば、歩行者との衝突によりフードパネル１２が負荷荷重Ｆを受けると、図３に示すように、まずアウタパネル１８の弾性変形によりエネルギー吸収が行われるが、該アウタパネル１８が外側に凸形状となっているため、面外剛性が高くなり初期反力が早く立ち上がる（図４におけるＣ）。
【００４４】
つぎに、インナパネル１９も下向きに変形をし始め、アウタパネル１８の弾性変形と相まって初期反力が立ち上がる（図４におけるＤ）
このインナパネル１９が下向きに変位する際、該インナパネル１９の前端部が平板状になっているため、変形初期からインナパネル１９の両端は車両横方向の中央に向かって変位しようとする力が掛かるが、インナパネル１９の前端部両端が車体側部のラジエータコアサポート１３に係合部２２を介して固定されているため、中央方向（車両内側）への変位が規制されるようにインナパネル１９（フードパネル１２）に引張り力ｆが発生する。
【００４５】
この左右両端部の係合部２２への引張り力ｆの合力により上向きの反力Ｆ’が発生し、通常、変位するにつれてインナパネル１９（フードパネル１２）の反力は塑性域で減少していくところを、変位するにつれて増加する引張り力ｆの合力が加わることよりによって反力Ｆ’を維持して（図４におけるＥ）、図４におけるＧで示すように理想的なエネルギー吸収特性であるＦ−Ｓ波形の短形化をして効率の良いエネルギー吸収が行われる。
【００４６】
したがって、車体潰れストロークを長くとらなくても効率の良いエネルギー吸収ができるので、フード内部のレイアウトの自由度を高めることができる。
【００４７】
なお、インナパネル１９は、その前端部を内側に略凸形状に形成することもできる。
【００４８】
また、図５に示す係合部２２の変形例によれば、フードロックステイ１７及びフードロックを廃止することができ、車体重量の軽量化を図ることができる。
【００４９】
（第２実施形態）
図６〜図９は、本発明に掛かる車体前部構造の第２実施形態を示すもので、図６は、車体前部構造のフードパネルの係合部を示す分解正面図、図７は、図６の係合部の詳細を示す斜視図、図８は図７のＨ−Ｈ線に沿う断面図、図９は図７の矢視Ｋによる図である。
【００５０】
本実施形態は、構成要素としてのフードパネル１２とラジエータコアサポート１３との係合部２７の構成が相違するだけで、他の構成は前述した第１実施形態と同様に構成されている。
【００５１】
すなわち、インナパネル１９の前端部の左右両端部には、下向きの凸部２８が形成されており、一方、ラジエータコアサポート１３の上部の左右両端部には、前記凸部２８と対応する位置に配設され凸部２８を嵌合する凹部２９が形成されている。
【００５２】
前記ラジエータコアサポート１３の左右両端部の凹部２９を形成する縦壁部２９ａは、インナパネル１９の凸部２８を構成する縦壁部２８ａの車両内側に嵌合するようになっている。
【００５３】
前記インナパネル１９の下面部とラジエータコアサポート１３の上面部とのそれぞれに対応する部分に設けた凸部２８と凹部２９とにより、フードパネル１２の前端部両側を車両側部のラジエータコアサポート１３に係合する係合部２７を構成している。
【００５４】
そして、インナパネル１９の凸部２８をラジエータコアサポート１３の凹部２９に嵌合させることにより、フードパネル１９の前端部両側が車両側部のラジエータコアサポート１３に固定される、
本実施形態の車体前部構造によれば、インナパネル１９が変形する際に、車両横方向の中央へ向って変位しようとする力に対して、インナパネル１９の凸部２８の縦壁部２８ａがラジエータコアサポート１３の凹部２９の縦壁部２９ａによって規制されるため、前述した第１実施形態と同様に係合部２７に向かう引張り力ｆが発生し、この引張り力ｆの反力Ｆ’が加わることによりインナパネル１９の反力は急減せずに一定反力が持続され、効率の良いエネルギー吸収が行われる。
【００５５】
したがって、より簡素な構成により車体潰れストロークを長くとらなくても効率の良いエネルギー吸収ができるので、フード内部のレイアウトの自由度を高めることができる。
【００５６】
なお、係合部２７を構成する凹凸部は、上記した構成と逆にしたインナパネル１９側に凹部を形成し、ラジエータコアサポート１３側に凸部を形成しても同様の作用を得ることができる。
【００５７】
（第３実施形態）
図１０は、本発明に係る車体前部構造の第３実施形態を示すものである。
【００５８】
本実施形態は、車両横方向の中央部に設けられたフードロック及びフードロックステイを廃止し、フードパネル１２とラジエータコアサポート１３との係合部３０を小型のフードロックとストライカで構成した例である。
【００５９】
すなわち、インナパネル１９の前端部の左右両端部には、ストライカ３１が設けられており、一方、ラジエータコアサポート１３の上面の左右両端部には、前記ストライカ３１と対応する位置に配設されたストライカ３１と係合するフードロック３２が設けられている。
【００６０】
前記インナパネル１９の前端部の左右両端部に設けられたストライカ３１と、ラジエータコアサポート１３の上面の左右両端部に設けられたフードロック３２とにより、フードパネル１２の前端部両側を車両側部のラジエータコアサポート１３に係合する係合部３０を構成している。
【００６１】
そして、インナパネル１９のストライカ３１をラジエータコアサポート１３のフードロック３２に係合させることにより、フードパネル１２の前端部両側が車両側部のラジエータコアサポート１３に固定される。
【００６２】
本実施形態の車体前部構造によれば、インナパネル１９が変形する際に、車両横方向の中央へ向って変位しようとする力に対して、インナパネル１９の両端がストライカ３１により車体側部のラジエータコアサポート１３のフードロック３２によって規制されるため、前述した第１実施形態及び第２実施形態と同様に係合部３０に向かう引張り力ｆが発生し、この引張り力ｆの反力Ｆ’が加わることによりインナパネル１９の反力は急減せずに一定反力が持続され、効率の良いエネルギー吸収が行われる。
【００６３】
したがって、より車体重量の軽量化を図ることができるとともに、車体潰れストロークを長くとらなくても効率の良いエネルギー吸収ができるので、フード内部のレイアウトの自由度を高めることができる。
【００６４】
図１１は、フードロック３２の配設位置の変形例を示す。
【００６５】
この変形例では、フードロック３２をラジエータコアサイドサポート１６とフードリッジ１１との結合部３３に配設している。
【００６６】
この変形例によれば、フードロック３２の取付け剛性を高めることができる。
【００６７】
（第４実施形態）
図１２〜図１４は、本発明に係る車体前部構造の第４実施形態を示すものである。
【００６８】
本実施形態は、ラジエータコアアッパサポート１４を廃止して、これに代わる支持部材３４をラジエータコアサイドサポート１６間に配置して構成している。
【００６９】
図１２に示す実施形態では、支持部材３４を従来のラジエータコアアッパサポート１４の配置位置よりも下方位置で左右両側のラジエータコアサイドサポート１６間に配置し、該支持部材３４の上方にフードパネル１２の潰れストロークの逃げ部３５が形成されている。
【００７０】
図１３に示す実施形態では、支持部材３４を左右両側のラジエータコアサイドサポート１６とラジエータコアロアサポート１５との間にＸ字状に交差させて斜交いに配置し、該支持部材３４の上方にフードパネル１２の潰れストロークの逃げ部３５を形成している。
【００７１】
図１４に示す実施形態では、支持部材３４を左右両側のラジエータコアサイドサポート１６とラジエータコアロアサポート１５との間にＶ字状（斜交い）に配置し、該支持部材３４の上方にフードパネル１２の潰れストロークの逃げ部３５を形成している。
【００７２】
本実施形態の車体前部構造によれば、左右両側のラジエータコアサイドサポート１６の車両中心側への倒れを防止することができ、従来のラジエータコアアッパサポート１４がある状態と剛性等価のままで、歩行者との衝突時のフードパネル１２の潰れストロークを稼ぐことができる。
【００７３】
したがって、より十分にエネルギー吸収を行うことができ、フード内部のレイアウトの自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態としての車体前部構造の係合部を示す分解正面図である。
【図２】図１の第１実施形態の係合部の詳細を示す斜視図である。
【図３】図１の第１実施形態のフードパネルの変形状態を示す説明図である。
【図４】図１の第１実施形態の作用を示す反力−時間線図である。
【図５】図１の第１実施形態の係合部の変形例を示す説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態としての車体前部構造の係合部を示す分解正面図である。
【図７】図６の第２実施形態の係合部の詳細を示す斜視図である。
【図８】図７のＨ−Ｈ線に沿う断面図である。
【図９】図７の矢視Ｋによる図である。
【図１０】本発明の第３実施形態としての車体前部構造の係合部を示す分解正面図である。
【図１１】図１０の第３実施形態のフードロックの配設位置の変形例を示す斜視図である。
【図１２】本発明の第４実施形態としての車体前部構造の正面図である。
【図１３】図１２の第４実施形態の変形例を示す正面図である。
【図１４】図１２の第４実施形態の変形例を示す正面図である。
【図１５】従来例の車体前部構造を示す断面図である。
【図１６】（ａ）反力−時間線図の説明図である。
（ｂ）従来例の車体前部構造の作用を示す反力−時間線図である。
【符号の説明】
１２フードパネル
１３ラジエータコアサポート（骨格部材）
１６ラジエータコアサイドサポート（車体側部の骨格部材）
１８アウタパネル
１９インナパネル
２２，２７，３０係合部
２８凸部
２９凹部
３１ストライカ
３２フードロック
３４支持部材
３５潰れストロークの逃げ部

Claims

車体のフードパネルの前端部両側をエンジンルームの前側で車両横方向に亘って配設されたラジエータコアサポートの上部の左右両端部に係合し、歩行者との衝突時の負荷荷重を受けてフードパネルが変形した際、該係合部の車両横方向中央側への変位を規制するようにしたことを特徴とする車体前部構造。
請求項１記載の車体前部構造であって、前記フードパネルは、外側に略凸形状を有したアウタパネルと、少なくともその前端部を略平板状もしくは内側に略凸形状に形成したインナパネルとからなることを特徴とする車体前部構造。
請求項１又は請求項２記載の車体前部構造であって、前記係合部は、フードパネル下面部とラジエータコアサポートの上面部とのそれぞれ対応する部分に設けた凹凸部からなることを特徴とする車体前部構造。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の車体前部構造であって、前記係合部をフードロック及びストライカで構成したことを特徴とする車体前部構造。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の車体前部構造であって、前記ラジエータコアサポートは、左右両側に設けられたラジエータコアサイドサポートと、該左右両側のラジエータコアサイドサポート間に亘って設けられた支持部材とを有し、該支持部材を支持部材上方にフードパネルの潰れストロークの逃げ部を持って設定したことを特徴とする車体前部構造。
請求項５記載の車体前部構造であって、前記支持部材を左右両側のラジエータコアサイドサポート間に斜交いに配置したことを特徴とする車体前部構造。