JP4246038B2

JP4246038B2 - 車体前部構造

Info

Publication number: JP4246038B2
Application number: JP2003386392A
Authority: JP
Inventors: 芳規田村
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2003-11-17
Filing date: 2003-11-17
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2023-11-17
Also published as: JP2005145271A

Description

本発明は、車体構造に関し、特にヘッドランプを支持する車体前部構造に関する。

例えば、走行車両が歩行者等の被接触体と接触した際、その反動により被接触体が車両のヘッドランプへ略上方や車体前方から当接して被接触体に衝撃を与えることが懸念される。

この被接触体への衝撃を緩和する車体構造が種々提案されている。例えば図１０に要部断面図を示すように、ヘッドランプ１０１の樹脂製ハウジング１０２に一体成形されたアーム１０３を車体側の部材１０６にネジ止めすると共に、下面に一体形成された突起１０４を図示しない車体側に軸１０５で回転可能に支持され、かつハウジング１０２の下面に板金１０７が固定されている。一方、サイドメンバ１０８に固定された支持部材１１０の上面に上端が板金１０７と接近対向するエネルギ吸収ブラケット１１１が取り付けられている。そして、被接触体がヘッドランプ１０１へ略上方から当接すると、その衝撃荷重Ｐにより比較的強度の低いアーム１０３が破損してヘッドランプ１０１が軸１０５を中心に回転して下方変位することとなり、その際にランプハウジング１０２の下面に設けられた板金１０７がエネルギ吸収ブラケット１１１を上方から押圧して二点鎖線で示すように座屈変形させて衝撃エネルギを吸収することによって被接触体への衝撃を緩和する車体構造が知られている。

また、図１１に示すようにエネルギ吸収ブラケット１１１及び板金１０７に代えてランプハウジング１０２の下面全体にわたって格子状のエネルギ吸収リブ１１５を一体形成することも知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−２８０８１６号公報（段落番号０００６〜０００７、００１１〜００１２、図１、図４）

上記特許文献１によると、被接触体がヘッドランプ１０１へ略上方から当接したとき、その衝撃荷重Ｐにより車体側からの支持が外れてヘッドランプ１０１が下方変位するときにエネルギ吸収ブラケット１１１或いはエネルギ吸収リブ１１５の変形によって衝撃エネルギが吸収されて、被接触体が受ける衝撃を緩和できる。

しかし、ヘッドランプ１０１の支持に直接関与しない板金１０７及びエネルギ吸収ブラケット１１１を配設することから、車体構造が複雑になると共に構成部品数が増大して製造コスト及び重量が増加する。また、エネルギ吸収リブ１１５をヘッドランプハウジング１０２の下面に一体形成するとヘッドランプハウジング１０２の形状が複雑になり製造コストの増加が懸念される。

従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、被接触体への衝撃緩和性能の向上を図ると共に、構造の簡素化及び製造コストの抑制が得られる車体前部構造を提供することにある。

上記目的を達成する請求項１に記載の車体前部構造の発明は、車体前部において車幅方向に延在するフロントエンドモジュールキャリヤと、車体側部で車体前後方向に延在するアッパフレームとを備え、上記フロントエンドモジュールキャリヤの側部と上記アッパフレームの前端との間にヘッドランプを支持するヘッドランプステーが掛け渡された車体前部構造において、上記ヘッドランプステーは、上記ヘッドランプが支持されて延在する本体部と、該本体部の前端に延設された取付部本体に第１脆弱部を介して連結されて上記フロントエンドモジュールキャリヤの側面に締結する結合部が形成された前部取付部と、上記本体部の後端に上記第１脆弱部より強度の低い第２脆弱部を介して連結されて上記アッパフレームに締結する後部取付部とを備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１の車体前部構造において、上記結合部は、上記フロントエンドモジュールキャリヤの側面にボルト結合され、かつ後部取付部が上記アッパフレームの前端にボルト結合したことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２の車体前部構造において、上記第１脆弱部は、上記結合部と上記取付部本体との間に上記結合部の外周に沿って穿設された複数の穴によって形成されたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの車体前部構造において、上記第２脆弱部は、ヘッドランプステー本体部と後部取付部との間に車幅方向に連続する溝によって形成された薄肉部であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの車体前部構造において、上記第２脆弱部は、ヘッドランプステー本体部と後部取付部との間に車幅方向に沿って穿設された複数の穴によって形成されたことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかの車体前部構造において、上記取付部本体及び上記フロントエンドモジュールキャリヤの側面にそれぞれ対応して穿設されたピン穴に挿入された位置決め用樹脂ピンを備えたことを特徴とする。

上記請求項１の発明によると、被接触体が略上方或いは略前方からヘッドランプ或いはヘッドランプ周辺に当接して所定より大きな衝撃荷重が入力されると、初期段階において比較的強度の低い第２脆弱部が破断して衝撃エネルギが吸収され、その後、残存する衝撃エネルギによってヘッドランプステー本体部が押し下げられて結合部を中心に第１脆弱部の変形を伴って回転して第１脆弱部の変形による衝撃エネルギの吸収がなされ、かつ更に第１脆弱部が破断することによって、連続的に衝撃エネルギが吸収され、被接触体に対する優れた衝撃緩和特性が得られる。また、ヘッドランプを支持するヘッドランプステーそれ自体の破断及び変形によって衝撃エネルギを吸収することから、衝撃の緩和を図るための構成部品の追加や車体構造の複雑化を抑制しつつ衝撃の緩和が得られ、構造の簡素化及び製造コストの抑制が得られる。

請求項２の発明によると、上記前部取付部の結合部をフロントエンドモジュールキャリヤにボルト結合し、かつ後部取付部をアッパフレームにボルト結合することによって、ヘッドランプステーが他の車体部材と別体化されて補修等に伴う交換部品の削減及び優れた交換性が得られ、メンテナンス作業の簡素化及びメンテナンスコストの低減が期待できる。

請求項３の発明によると結合部と取付部本体との間に結合部の外周に沿って穿設された複数の穴による簡単な構成で第１脆弱部を形成することができる。

請求項４の発明によると、上記第２脆弱部は、ヘッドランプステー本体部と後部取付部との間に車幅方向に連続して溝を形成する簡単な構成で薄肉による第２脆弱部が形成できる。

請求項５の発明によると、ヘッドランプステー本体部と後部取付部との間に車幅方向に沿って複数の穴を穿設する簡単な構成で第２脆弱部を形成することができる。

請求項６の発明によると、取付部本体及びフロントエンドモジュールキャリヤの側面にピン穴を穿設し、ピン穴に位置決め用樹脂ピンを挿入することによって、フロントエンドモジュールキャリヤとヘッドランプステーの相対位置決めがなされると共に、位置決め用樹脂ピンの破断による衝撃エネルギの吸収が得られる。

以下、本発明による車体前部構造の実施の形態を図１乃至図９を参照して説明する。なお、図中矢印Ｆは車体前方方向を示す。

図１は本実施の形態の概要を示す説明図であり、図２は図１のＡ部拡大説明図である。図中符号１は車体前部にエンジンルームＥの前端で車幅方向に延在してラジエータやシュラウド等を支持するフロントエンドモジュールキャリヤである。フロントエンドモジュールキャリヤ１は、車幅方向に延びるアッパパネル部材２及びロアパネル部材３と、上下方向に延びてアッパパネル部材２とロアパネル部材３の両端をそれぞれ連結する左右一対のサイドパネル部材４と、左右のサイドパネル部材４の間において上下方向に延びてアッパパネル部材２とロアパネル部材３の各中間部を連結するセンターパネル部材５とを有する略矩形枠状に形成されている。左右の各サイドパネル部材４の上下方向中央部の側部に車幅方向外方に突出して車体フレーム結合部６が設けられている。

車体側部の下部及び上部に、エンジンルームＥの側面に沿って図示しない車体フレームとアッパフレーム７が前後方向に延在し、車体前後方向に連続する閉断面形状の車体フレームの前端が車体フレーム結合部６に結合して車体フレームとフロントエンドモジュールキャリヤ１が一体的に結合されている。アッパフレーム７は上面７ａの内縁及び外縁に沿って内面７ｂと外面７ｃが下方に折曲形成された車体前後方向に連続する断面略コ字状で、その後端が図示しない車室とエンジンルームＥとを区画するトーボード或いはバルクヘッドに結合されている。

車体フレームとアッパフレーム７との間にエンジンルームＥの側壁を形成する図示しないホイールエプロンが掛け渡されている。ホイールエプロンの車幅方向外側にフェンダパネルが取り付けられている。

フロントエンドモジュールキャリヤ１の側面上部とアッパフレーム７の前端との間に車体前後方向に延在するヘッドランプステー１０が掛け渡されている。

ヘッドランプステー１０は、図２に図１のＡ部拡大図を示し、かつ図３に図２のＢ矢視図を示すように上面１２と、この上面１２の内縁及び外縁に沿って下方に折曲形成された内面１３と外面１４とによって断面略コ字状で略車体前後方向に連続するヘッドランプステー本体部１１を有している。この上面１２、内面１３、外面１４によって連続断面略コ字状に形成されたヘッドランプステー本体部１１は、車体前後方向に連続する前部範囲１１Ａと、前部範囲１１Ａの後端に連続して車体後方に移行するに従って次第に車体外方に変位する中間範囲１１Ｂと、中間範囲１１Ｂの後端に連続して車体前後方向に連続する後部範囲１１Ｃとが連続形成されている。

前部範囲１１Ａにおける内面１３の前端部には、図４に示すように下方に突出してフロントエンドモジュールキャリヤ１のサイドパネル部材４の側面上部に接面可能な舌片状の前部取付部１５が延設されている。前部取付部１５は内面１３に延設された取付部本体１６を有し、この取付部本体１６に第１脆弱部１８を介在して結合部１７が連結され、結合部１７にボルト穴１７ａが穿設されている。即ち、ボルト穴１７ａが穿設される環状の結合部１７の外周に第１脆弱部１８が形成され、第１脆弱部１８を介在して結合部１７が取付部本体１６に連結されている。第１脆弱部１８は、例えば、結合部１７の外周に沿って環状に配置された複数、本実施の形態では４つの円弧状の穴１８ａと、各穴１８ａの間に形成されたブリッジ状の連結部１８ｂによって形成される。更に、取付部本体１６にピン穴１９が穿設されている。

このように形成された前部取付部１５は、図５に図２のＣ部拡大図を示すように、フロントエンドモジュールキャリヤ１のサイドパネル部材４の側面上部に接面し、ボルト穴１７ａに挿通してサイドパネル部材４に設けられた図示しないウエルディングナットに螺合するボルト２５によってサイドパネル部材４にボルト結合される。更に、ピン穴１９及びこのピン穴１９に対応してサイドパネル部材４に穿設されたピン穴に位置決め用樹脂ピン２６が嵌入してサイドパネル部材４と前部取付部１５の相対位置が位置決めされている。

一方、図６に図２のＤ部拡大図を示し、かつ図７に図６のＥ矢視図を示すように、後部範囲１１Ｃの上面１２後端に、例えば車幅方向に延在するＶ字状溝２１ａによって薄肉に形成されて上記第１脆弱部１８より強度の低い第２脆弱部２１を介してボルト穴２３が穿設された略矩形の後部取付部２２が連結されている。この後部取付部２２が、アッパフレーム７の上面７ａの前端上面に重なり、ボルト穴２３に挿通してアッパフレーム７に取り付けられた図示しないウエルディングナットに螺合するボルト２７によってアッパフレーム７にボルト結合される。

ヘッドランプステー本体部１１の中間範囲１１Ｂにおける上面１２にヘッドランプ取付穴２４が穿設され、ヘッドランプ取付穴２４に対応して上面１２の下面に図示しないウエルディングナットが設けられている。図３に示すようにヘッドランプステー本体部１１の前部範囲１１Ａから中間範囲１１Ｂの車体幅方向外側に沿って配置されるヘッドランプ３０に突設されたアーム３１に穿設された図示しない取付穴及びヘッドランプ取付穴２４に挿通してウエルディングナットに螺合する取付ボルト２８によってヘッドランプ３０がヘッドランプステー１０に取り付け支持されている。

このように構成された車体前部の作用について、図８に示す作用説明図を参照して説明する。

車両の走行時の通常の使用にあっては、フロントエンドモジュールキャリヤ１のサイドパネル部材４に前部取付部１５がボルト２５及びピン２６によって結合され、かつ後部取付部２２がボルト２７によってアッパフレーム７にボルト２７によって結合されたヘッドランプステー１０にヘッドランプ３０が十分な支持剛性で支持されている。

ここで、被接触体が略上方或いは略前方からヘッドランプ３０或いはヘッドランプ３０の周辺に当接して衝撃荷重Ｐが作用すると、ヘッドランプ３０を支持するヘッドランプステー１０に衝撃荷重Ｐが入力され、その衝撃荷重Ｐがヘッドランプステー１０を介して前部取付部１５及び後部取付部２２からそれぞれフロントエンドモジュールキャリヤ１及びアッパフレーム７に分散伝達する。

一方、衝撃荷重Ｐが所定荷重より大であると、その衝撃荷重Ｐによりヘッドランプステー１０のヘッドランプステー本体部１１とアッパフレーム７に結合された後部取付部２２の間にＶ字状溝２１ａによって形成された薄肉による比較的強度の低い第２脆弱部２１が破断する。この第２脆弱部２１の破断により衝撃エネルギが吸収されて、被接触体が受ける衝撃が緩和される。

更に、衝撃荷重Ｐが大きいときには、第２脆弱部２１が破断してアッパフレーム７から後端が分離したヘッドランプステー１０は、第２脆弱部２１の破損によっても吸収されずに残存する衝撃エネルギによって押し下げられ、図８に一点鎖線１０ａに示すようにフロントモジュールキャリヤ１のサイドパネル部材４にボルト２５によって結合された前部取付部１５の結合部１７を中心に後部範囲１１Ｃ側が下降変位するようにヘッドランプステー本体１１が回転揺動する。

この回転揺動に伴う前部取付部１５とサイドパネル部材４の相対変移により位置決め用樹脂ピン２６が破断すると共に、ボルト２５によってサイドパネル部材４に固定された結合部１７の外周に沿って形成された第１脆弱部１８、即ち各穴１８ａ間にブリッジ状に形成された各連結部１８ｂが捩れ変形する。この樹脂ピン２６の破断及び第１脆弱部１８の変形等により衝撃エネルギが吸収されて、被接触体が受ける衝撃が緩和される。

更に、衝撃荷重Ｐが大きく、この樹脂ピン２６の破断及び第１脆弱部１８の変形でも吸収されずに衝撃エネルギが残存するときには、その残存する衝撃エネルギによってヘッドランプステー本体部１１が引き続き押し下げられて第１脆弱部１８の各連結部１８ｂが破断する。第１脆弱部１８が破断して前部取付部１５がサイドパネル部材４から分離したヘッドランプステー１０は、脱落して図８に二点鎖線１０ｂで示すよう押し下げられる。この第１脆弱部１８の破断及びヘッドランプステー１０の脱落により衝撃エネルギが吸収されて被接触体への衝撃が緩和される。

よってヘッドランプ３０等に衝撃荷重Ｐが作用した初期段階において第２脆弱部２１の破断によって衝撃エネルギが吸収されて残存する衝撃エネルギが減少し、その後、更に残存する衝撃エネルギが樹脂ピン２６の破断及び第１脆弱部１８の変形によって吸収されて、かつ残存する衝撃エネルギによってヘッドランプステー１０が引き続き押し下げられて第１脆弱部１８の各連結部１８ｂが破断し、脱落することによって段階的、換言すると滑らかに連続する衝撃加速度変化が維持されて有効的な衝撃エネルギの吸収が得られ、被接触体に対する優れた衝撃緩和特性が得られる。

また、ヘッドランプ３０或いはヘッドランプ３０の周辺に被接触体が接触して、衝撃荷重Ｐが作用したとき、ヘッドランプ３０を支持するヘッドランプステー１０それ自体の破断及び変形によって衝撃エネルギを吸収して被接触体に対する衝撃を緩和することから、衝撃緩和を図るための構成部品の増加や車体構造の複雑化を極めて抑制しつつ被接触体に対する衝撃緩和特性の向上が得られ、かつ構造の簡素化及び製造コストの抑制が得られる。

更に、前部取付部１５をボルト２５及び樹脂ピン２６によってフロントエンドモジュールキャリヤ１に取り付け、かつ後部取付部２２をボルト２７によってアッパフレーム７に結合してヘッドランプステー１０をフロントエンドモジュールキャリヤ１とアッパフレーム７に架設することから、ヘッドランプステー１０が他の車体部材と別体化されて補修等に伴う交換部品の削減が及び優れた交換性が得られ、メンテナンス作業の簡素化及びメンテナンスコストの低減が期待できる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では前部取付部１５の第１脆弱部１８を結合部１７の外周に沿って穿設した複数の穴１８ａと連結部１８ｂによって形成したが、図９に示すように取付部本体１６の下端に複数の穴１８ｃを直線状に列設して第１脆弱部１８を形成し、取付部本体１６とボルト穴１７ａが穿設された取付部１７を第１脆弱部１８を介して連結することもできる。また、第１脆弱部１８をＶ字状の溝等による薄肉によって形成することができる。

また、ヘッドランプステー本体部１１と後部取付部２２との間に形成される第２脆弱部２１を車幅方向に連続するＶ字状溝２１ａによって形成したが、車幅方向に連続するＵ字状溝や、車幅方向に沿って穿設された複数の穴等によって形成することもできる。

本発明による車体前部構造の第１実施の形態の概要を示す説明図である。図１のＡ部拡大図である。図２のＢ矢視図である。前部取付部の説明図である。図２のＣ部拡大図である。図２のＤ部拡大図である。図６のＥ矢視図である。作用説明図である。他の前部取付部の例を示す説明図である。従来の車体前部構造の説明図である。同じく、従来の車体前部構造の説明図である。

符号の説明

１フロントエンドモジュールキャリヤ
７アッパフレーム
１０ヘッドランプステー
１１ヘッドランプステー本体部
１５前部取付部
１６取付部本体
１７結合部
１７ａボルト穴
１８第１脆弱部
１８ａ穴
１８ｂ連結部
１８ｃ穴
１８ｄ連結部
１９ピン穴
２１第２脆弱部
２１ａＶ字状溝
２２後部取付部
２３ボルト穴
２５ボルト
２６位置決め用樹脂ピン
２７ボルト
３０ヘッドランプ

Claims

車体前部において車幅方向に延在するフロントエンドモジュールキャリヤと、車体側部で車体前後方向に延在するアッパフレームとを備え、上記フロントエンドモジュールキャリヤの側部と上記アッパフレームの前端との間にヘッドランプを支持するヘッドランプステーが掛け渡された車体前部構造において、
上記ヘッドランプステーは、
上記ヘッドランプが支持されて延在するヘッドランプステー本体部と、
該ヘッドランプステー本体部の前端に延設された取付部本体に第１脆弱部を介して連結されて上記フロントエンドモジュールキャリヤの側面に締結する結合部が形成された前部取付部と、
上記ヘッドランプステー本体部の後端に上記第１脆弱部より強度の低い第２脆弱部を介して連結されて上記アッパフレームに締結する後部取付部とを備えたことを特徴とする車体前部構造。
上記結合部は、上記フロントエンドモジュールキャリヤの側面にボルト結合され、かつ後部取付部が上記アッパフレームの前端にボルト結合したことを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
上記第１脆弱部は、上記結合部と上記取付部本体との間に上記結合部の外周に沿って穿設された複数の穴によって形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の車体前部構造。
上記第２脆弱部は、ヘッドランプステー本体部と後部取付部との間に車幅方向に連続する溝によって形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車体前部構造。
上記第２脆弱部は、ヘッドランプステー本体部と後部取付部との間に車幅方向に沿って穿設された複数の穴によって形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車体前部構造。
上記取付部本体及び上記フロントエンドモジュールキャリヤの側面にそれぞれ対応して穿設されたピン穴に挿入された位置決め用樹脂ピンを備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の車体前部構造。