JP4924027B2 - 車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、衝突検知センサを備えた車体構造に関する。

自動車などの車両の車室内には、乗員保護の為に周知のエアバック装置が配備されている。エアバック装置は、車体前方から一定以上の衝突荷重が加わると作動するように構成されているため、この種の車両には、衝突荷重を検知する衝突検知センサが配置されている。エアバック装置は、衝突検知センサが検知する衝突荷重の値に基づき作動するため、センサの過度な応答、あるいは応答遅れはエアバック装置の作動タイミングのずれとなってしまう。そこで、特許文献１では、衝突検知センサを装着したダッシュパネルとサイドフレームとをロッドで連結し、センサの応答遅れを改善した発明が提案されている。

特開０７−２６７０３４

衝突検知センサの過度な応答、あるいは応答遅れは、車体剛性、センサ設置場所と衝突荷重の入力点までの距離の違いによっても発生するので、車体構造やセンサ設置場所に対応した対策が必要となる。そこで、センサ設置場所と衝突荷重の入力点までの距離を短くするために、特許文献１のように衝突検知センサをダッシュパネルに装着するのではなく、車体前部、例えば、車体前後方向に延び車幅方向に配置された一対のフロントサイドメンバの前端に配置する事が考えられる。

しかし、フロントサイドメンバの前端には、バンパビームが結合され、前方からの衝突荷重が入力されたときに、パンパビーム自体やフロントサイドメンバの前端が変形するので、単にフロントサイドメンバの前端に衝突検知センサを配置しただけでは、過度な応答あるいは応答遅れの問題は解決出来ない。

本発明は、衝突検知センサの応答性能を安定させることが可能な車体構造を提供することを、その目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、車体前後方向に延び車幅方向に配置された一対のフロントサイドメンバと、各フロントサイドメンバの前端に、その両端が連結されたロア部材と、フロントサイドメンバよりも上方に突出した部位となる連結ビームを有し、フロントサイドメンバの前端にその両端が連結されたアッパ部材とを有するバンパビームと、バンパビームよりも車体後方側に位置し、フロントサイドメンバに装着された補強部材に結合された衝突検知センサと、衝突検知センサよりも車体前方に位置するアッパ部材の変形領域内に、バンパビームと衝突検知センサとに対面するように、衝突荷重伝達手段を設けたことを特徴としている。

請求項１の発明は、衝突荷重伝達手段が、アッパ部材と対面する荷重受面を備えた箱状であって、前記フロントサイドメンバに装着されていて、アッパ部材は、その強度をロア部材の強度よりも弱く形成されていることを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１記載の車体構造において、車幅方向に延在しフロントサイドメンバに結合されたフロントクロスメンバを有し、衝突荷重伝達手段がフロントクロスメンバよりも車体前方側に配置され、補強部材がフロントサイドメンバとフロントクロスメンバとの結合領域内または結合領域よりも車体後方側に配置されていることを特徴としている。

本発明によれば、一対のフロントサイドメンバの前端と結合され、その一部がフロントサイドメンバよりも上方に突出したバンパビームと、バンパビームよりも車体後方側に位置し、フロントサイドメンバに結合された補強部材に装着された衝突検知センサと、衝突検知センサよりも車体前方に位置するバンパビームの変形領域内に、バンパビームと衝突検知センサとに対面するように衝突荷重伝達手段を設けたので、車体前方から衝突荷重がバンパビームに入力すると、フロントサイドメンバよりも上方に突出したバンパビームの部位が変形し、その変形により衝突荷重伝達手段が変形して後方に位置する衝突検知センサに荷重が伝達される。このため、衝突荷重伝達手段の車体前後方向への大きさを車体に応じて変更することで、衝突検知センサの応答タイミングを所望のタイミングに設定することができ、応答性能を安定させることができる。

本発明によれば、バンパビームがフロントサイドメンバよりも上方に位置し、その両端がフロントサイドメンバの前端に連結されたアッパ部材を有し、衝突荷重伝達手段が、アッパ部材と対面する荷重受面を備えた箱状であって、前記フロントサイドメンバに装着されているため、衝突荷重伝達手段の荷重受面の角度を調整することで、衝突荷重の入力により変位するアッパ部材との接触タイミングが調整可能となるため、衝突検知センサの応答タイミングをより所望のタイミングに設定することができ、応答性能を安定させることができる。

本発明によれば、突荷重伝達手段がフロントサイドメンバに結合されたフロントクロスメンバよりも車体前方側に配置され、補強部材がフロントサイドメンバとフロントクロスメンバとの結合領域内または結合領域よりも車体後方側に配置したので、衝突検知センサが装着されている補強部材が高い剛性領域に配置されることになり、結果として衝突検知センサの取付け構成が高くなるので、取付け剛性不足による衝突荷重の誤検知を抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１に符号１で示す車両は、矢印ＦＲで示す車体前後方向に延び、矢印Ｗで示す車幅方向に配置された一対のフロントサイドメンバ２，３と、フロントサイドメンバ２，３の前端２ａ，３ａにその両端４ａ，４ｂが連結されたバンパビーム４と、フロントサイドメンバ２，３にその両端が連結されたフロントクロスメンバ６を備えている。符号５で示す空間は、フロントサイドメンバ２，３とバンパビーム４とフロントクロスメンバ６で覆われたエンジンルームを示す。

バンパビーム４は、図２に示すように、前端２ａ，３ａに、その両端４２ａ,４２ｂが連結されたロア部材４２と、フロントサイドメンバ２，３よりも上方に突出した部位となる連結ビーム４１ｃを有し、前端２ａ，３ａに両端４１ａ，４１ｂが連結されたアッパ部材４１とを有している。アッパ部材４１およびロア部材４２は、プレス品であって、互いに類似する正面形状が門型であり、双方を組み合わせることで、バンパビーム４の中央に、車両前後方向ＦＲに貫通する長方形の開口部７を形成している。

アッパ部材４１は、断面コの字の開断面形状を成し、その断面開口側が車体後方に面し、ロア部材４２は、２つの板状部材を組み合わせて閉断面形状を成している。アッパ部材４１には、ロア部材４２に用いる板材よりも薄い板材が用いられている。すなわち、アッパ部材４１の強度は、ロア部材４２の強度よりも板厚と断面形状により弱く形成されている。

バンパビーム４よりも車体後方側に位置するフロントサイドメンバ２，３には、補強部材となるヘッドライトマウントブラケット３０，３１が配置されている。ヘッドライトマウントブラケット３０，３１とバンパビーム４の間に位置するフロントサイドメンバ２，３には、衝突荷重伝達手段３４，３５が配置されている。

ヘッドライトマウントブラケット３０，３１は、平面視形状が断面コの字形状であって、その開口側が車体外側に位置するように、フロントサイドメンバ２，３の上面２ｄ，３ｄに溶接固定されている。本形態において、ヘッドライトマウントブラケット３０，３１は、図４に示すように、符号Ｍで示すフロントサイドメンバ２，３とフロントクロスメンバ６との結合領域内に配置されているが、結合領域Ｍよりも車体後方側に位置する上面２ｄ，３ｄに配置してもよい。

衝突荷重伝達手段３４，３５は、アッパ部材４１とヘッドライトマウントブラケット３０，３１の前面３０ｂ，３１ｂと対面し、図５に示すバンパビーム４の変形領域Ｎ内、すなわちアッパ部材４１の変形領域Ｎ内に配置されている。

衝突荷重伝達手段３４，３５は、図３，図４に示すようにアッパ部材４１と対面する側に荷重受面３４ａ，３５ａを、ヘッドライトマウントブラケット３０，３１と対面する側に荷重伝達面３４ｂ，３５ｂをそれぞれ備え、インナーパネルとアウタパネルを接合して形成した箱状である。衝突荷重伝達手段３４，３５は、車体前後方向ＦＲに長く形成されていて、結合領域Ｍ(フロントクロスメンバ２，３)よりも車体前方側に配置されている。符号Ｌは衝突荷重伝達手段３４，３５の全長を示す。

衝突荷重伝達手段３４，３５の上面３４ｃ，３５ｃと側面３４ｅ，３５ｅには、作業用の開口４４，４７がそれぞれ形成されている。衝突荷重伝達手段３４，３５の底部３４ｄ，３５ｄには、車体前後後方に延びる長孔４６Ａ，４６Ｂがそれぞれ形成されている。長孔４６Ａ，４６Ｂにはフロントサイドメンバ２，３の上面２ｄ，３ｄに固定されたボルト３９Ａ，３９Ｂが挿通され、ナット４０Ａ，４０Ｂをボルトに締め込むことで上面２ｄ，３ｄに固定される。開口４４はナット４０Ａ，４０Ｂを締め込む際に利用される。図３に示すように、符号４８は、衝突荷重伝達手段３４，３５の強度を調整するために形成された抜き部を示す。

図３，図４に示すように、ヘッドライトマウントブラケット３０，３１の内部３０ａ、３１ａには、車体前方からの衝突荷重の値を検知する衝突検知センサ３２，３３が配置されている。衝突検知センサ３２，３３は、取付用のボルト３７Ａ，３７Ｂを備えていて、荷重伝達面３４ｂ，３５ｂおよびこれと対面する取付面３０ｂ，３１ｂとにボルト３７Ａ，３７Ｂを挿通し、荷重伝達面３４ｂ，３５ｂ側からナット３８Ａ，３８Ｂをボルトに締め込むことで、ヘッドライトマウントブラケット３０，３１と衝突荷重伝達手段３４，３５とに共締めされて装着される。開口４７はナット３８Ａ，３８Ｂを締め込む際に利用される。

図４，図５に示すように、フロントサイドメンバ２，３は、その内部が車体前後方向ＦＲに長い中空形状であって、前端面２ｂ，３ｂに開口部２ｃ，３ｃが形成されている。前端２ａ，３ａには、開口部２ｃ，３ｃを外側から覆うようにキャップ形状のバルクヘッド部材１０，１１が車体正面側から装着され、スポット溶接によって固定される。バルクヘッド部材１０，１１の正面１０ａ，１１ａには上下に間隔を空けてボルト挿入孔１３，１４が、バルクヘッド部材１０，１１のフランジ部１０ｂ，１１ｂにはボルト挿入孔１５，１６がそれぞれ形成されていて、ロア部材４２の両端４２ａ，４２ｂの取付部を構成している。ボルト挿入孔１３，１４およびボルト挿入孔１５，１６の内部には、図示しないナットが固定されている。また、ロア部材４２の両端４２ａ，４２ｂには、バルクヘッド部材１０，１１への接合時にボルト挿入孔１３，１４とボルト挿入孔１５，１６と対向するように、ボルト挿入孔１７，１８とボルト挿入孔１９，２０が形成されていて、ボルト８，９が挿通可能とされている。すなわち、図５に示すように、ロア部材４２は、両端４２ａ，４２ｂがバルクヘッド部材１０，１１にボルト８，９によって締結固定されることで、前端２ａ，３ａと略正対するように連結される。

アッパ部材４１は、図５に示すように、両端４１ａ，４１ｂの下部４１ａ１，４１ｂ１をロア部材４２の両端４２ａ，４２ｂの上部４２ａ１，４２ｂ１に接合し、バルクヘッド部材１０，１１とアッパ部材４１の両端４１ａ，４１ｂとにスポット溶接で固定されることで両端２ａ、３ａに結合される。

本形態では、ロア部材４２をフロントサイドメンバ２，３の前端２ａ，３ａに固定した後に、アッパ部材４１をロア部材４２に固定するようにしたが、両者を予め接合してバンパビーム４を形成し、その状態で前端２ａ，３ａにバルクヘッド部材１０，１１を介してロア部材４２の両端４２ａ，４２ｂを接合して固定するようにしてもよい。

本形態によると、フロントサイドメンバの前端２ａ，３ａと結合されバンパビーム４と、バンパビーム４よりも車体後方でフロントサイドメンバに結合されたヘッドライトマウントブラケット３０，３１に衝突検知センサ３２，３３を装着し、衝突検知センサ３２，３３よりも車体前方に位置するバンパビーム４(アッパ部材４１)の変形領域Ｎ内に、アッパ部材４１の両端４１ａ，４１ｂと衝突検知センサ３２，３３とに対面するように衝突荷重伝達手段３４，３５を設けたので、図５に示すように、車体前方から衝突荷重Ｐがバンパビーム４に入力されると、フロントサイドメンバ２，３よりも上方に突出したアッパ部材４１の部位が変形し、その変形により衝突荷重伝達手段３４，３５が変形して後方に位置する衝突検知センサ３２，３３に荷重が伝達される。このため、衝突荷重伝達手段３２，３３の車体前後方向ＦＲへの大きさＬや位置を車体に応じて変更することで、衝突検知センサ３２，３３の応答タイミングを所望のタイミングに設定することができ、応答性能を安定させることができる。

衝突荷重伝達手段３４，３５が、アッパ部材４１と対面する荷重受面３４ａ，３５ｂを備えた箱状であって、フロントサイドメンバ２，３に装着されているため、衝突荷重伝達手段３４，３５の荷重受面３４ａ，３５ｂの角度を調整することで、衝突荷重Ｐの入力により変位するアッパ部材４１との接触タイミングが調整可能となるため、衝突検知センサ３２，３３の応答タイミングをより所望のタイミングに設定することができ、応答性能を安定させることができる。

衝突荷重伝達手段３４，３５がフロントクロスメンバ６よりも車体前方側に配置され、ヘッドライトマウントブラケット３０，３１が結合領域Ｍ内に配置されているので、衝突検知センサ３２，３３が装着されているヘッドライトマウントブラケット３０，３１が高い剛性領域に配置されることになり、結果として衝突検知センサ３２，３３の取付け構成が高くなり、取付け剛性不足による衝突荷重の誤検知を抑制することができる。

また、衝突荷重Ｐの入力方向やオフセット衝突等によりアッパ部材４１が衝突荷重伝達手段３４，３５まで変形しなかったとしても衝突荷重伝達手段３４，３５は、フロントサイドメンバ２，３に取付けられているため、所定の衝突荷重Ｐによりフロントサイドメンバ２，３が座屈すれば衝突荷重伝達手段３４，３５の変位等により後方に位置する衝突検知センサ３２，３３に荷重が伝達される。このように衝突検知センサ３２，３３に荷重が伝達するルートを２系統とすることができ確実に衝突荷重Ｐを検出することができる。

本形態によると、フロントサイドメンバ２，３の前端２ａ，３ａと略正対するようにロア部材４２の両端４２ａ，４２ｂを連結し、アッパ部材４１の両端４１ａ，４１ｂを、両端４１ａ，４１ｂをつなぐ連結ビーム４１ｃが前端２ａ，３ａよりも上方に位置するように前端２ａ，３ａに連結して開口部７を形成するバンパビーム４を備えているので、図３に示すように、開口部７から走行風をエンジンルーム５に取り入れ易くなり、冷却性能を確保できる。

ロア部材４２の両端４２ａ，４２ｂがフロントサイドメンバの前端２ａ，３ａと略正対するので、図５に符号Ｐで示す前方からの衝突荷重をフロントサイドメンバ２，３に効果的に伝達することができ、衝突荷重Ｐを吸収することができる。さらに、アッパ部材４１の強度をロア部材４２の強度よりも弱く形成したので、歩行者と衝突した場合、足元に位置するロア部材４２よりもアッパ部材４１が変形することになる。このため、車体下方への巻き込みを防止しながら、衝撃を吸収することができ、歩行者保護を図ることができる。

フロントサイドメンバ２，３の前端面２ｂ，３ｂにそれぞれ形成された開口部２ｃ，３ｃを外側から覆うように前端２ａ，３ａに連結したバルクヘッド部材１０，１１を介してロア部材４２の両端４２ａ，４２ｂをフロントサイドメンバの前端２ａ，３ａに連結したので、衝突荷重Ｐがロア部材４２を介してフロントサイドメンバ２，３に伝達された際に、バルクヘッド部材１０，１１が図５に示すようにフロントサイドメンバの前端部２ｂ，３ｂを押すことになる。このため、バルクヘッド部材１０，１１が開口部２ｃ，３ｃ内に押し込まれることがなく、衝撃荷重Ｐが効率よくフロントサイドメンバ２，３に伝達され、と同メンバを確実に変形させることができるようになり、開口部２ｃ，３ｃを有する構成であっても衝突荷重Ｐをより吸収するとこができる。

本発明の一形態である車体構造を備えた車両の前部分を示す斜視図である。 本発明の特徴的部分となる衝突荷重伝達手段とその周囲の構成を示す拡大斜視図である。 衝突荷重伝達手段の構成と衝突検知センサとの関係を示す一部破断部分拡大断面図である。 本発明にかかる車体構造の特徴部分の構成要素を側面視した分解図である。 フロントサイドメンバの前端とバンパビームの連結状態と衝突荷重伝達手段との位置関係を示す側面図である。

符号の説明

２，３ 一対のフロントサイドメンバ
２ａ，３ａ 各フロントサイドメンバの前端
４ バンパビーム
６ フロントクロスメンバ
３０，３１ 補強部材
３２，３３ 衝突検知センサ
３４，３５ 衝突荷重伝達手段
３４ａ，３５ａ 荷重受面
４１ アッパ部材
４１ａ，４１ｂ 両端
４１ｃ 上方に位置する部位
Ｍ 結合領域内
Ｎ 変形領域内
ＦＲ 車体前後方向
Ｗ 車幅方向

Claims (2)

1. 車体前後方向に延び車幅方向に配置された一対のフロントサイドメンバと、
   各フロントサイドメンバの前端に、その両端が連結されたロア部材と、前記フロントサイドメンバよりも上方に突出した部位となる連結ビームを有し、前記フロントサイドメンバの前端にその両端が連結されたアッパ部材とを有するバンパビームと、
   前記バンパビームよりも車体後方側に位置し、前記フロントサイドメンバに結合された補強部材に装着された衝突検知センサと、
   前記衝突検知センサよりも車体前方に位置する前記アッパ部材の変形領域内に、前記バンパビームと前記衝突検知センサとに対面するように、衝突荷重伝達手段を設け、
   前記衝突荷重伝達手段は、前記アッパ部材と対面する荷重受面を備えた箱状であって、前記フロントサイドメンバに装着されていて、
   前記アッパ部材は、その強度を前記ロア部材の強度よりも弱く形成されていることを特徴とする車体構造。
2. 前記車幅方向に延在し、前記フロントサイドメンバに結合されたフロントクロスメンバを有し、
   前記衝突荷重伝達手段は、前記フロントクロスメンバよりも車体前方側に配置され、前記補強部材は、前記フロントサイドメンバと前記フロントクロスメンバとの結合領域内または結合領域よりも車体後方側に配置されていることを特徴とする請求項１記載の車体構造。

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