JP4991645B2

JP4991645B2 - 車体前部の衝撃吸収構造

Info

Publication number: JP4991645B2
Application number: JP2008167885A
Authority: JP
Inventors: 美和子池田; 俊次鈴木
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-06-26
Filing date: 2008-06-26
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2028-06-26
Also published as: JP2010006238A

Description

本発明は、車体前部の衝撃吸収構造の改良に関するものである。

従来の車体前部の衝撃吸収構造として、ラジエータグリルの下部を車体側にヒンジ軸を介して取付けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開昭５８−３０８７４号公報

特許文献１の第３図を以下の図８で説明する。なお、符号は振り直した。
図８は従来の車体前部の衝撃吸収構造を示す断面図であり、サイドメンバ１０１の前端に衝撃吸収バンパ１０２及びブラケット１０３が取付けられ、ラジエータグリル１０４の下端部がヒンジ軸１０５を介してブラケット１０３に前後揺動自在に取付けられ、ラジエータグリル１０４の上端部側が、ラジエータコア・アッパサポート１０６側にショックアブソーバ１０７及び引張ばね１０８を介して連結されている。なお、１０９はエンジンフード１１１の前端に取付けられた弾性体である。

上記の車体前部に衝突物があった場合、衝突物は、まず、衝撃吸収バンパ１０２に当たり、次にラジエータグリル１０４及びエンジンフード１１１の弾性体１０９に当たる。この結果、弾性体１０９が撓むとともにラジエータグリル１０４がヒンジ軸１０５を中心にして後方へ揺動し、衝突物への衝撃が吸収される。

例えば、衝突物がラジエータグリル１０４の下部に当たった場合には、ラジエータグリル１０４がヒンジ軸１０５を中心にして揺動しにくくなるため、衝突物には剛性の高いサイドメンバ１０１及びブラケット１０３からの大きな反力を受け、大きな衝撃を受けることになる。

また、ラジエータグリル１０４は車体前後方向に倒れるだけであるから、例えば、車体前後方向に対して傾いた方向から衝突物があった場合には、衝突時に衝突物が受ける衝撃を効率良く緩和しにくい。

本発明の目的は、ラジエータグリルの揺動軸に向かう荷重や、車体前後方向に対して傾いた方向からの荷重に対して衝突物が受ける衝撃を効率良く緩和し得る車体前部の衝撃吸収構造を提供することにある。

請求項１に係る発明は、フロントバルクヘッドにラジエータグリルが取付けられ、このラジエータグリルの下方にバンパビームが設けられた車体前部の衝撃吸収構造において、フロントバルクヘッドの上部を構成するバルクヘッドアッパービームと、バンパビームとのそれぞれにステイが掛け渡され、このステイに衝撃吸収材が取付けられ、ラジエータグリルの背面に軸が取付けられ、この軸と衝撃吸収材とが球面軸受で連結されていることを特徴とする。

ラジエータグリルに作用する荷重が、（１）ラジエータグリルの揺動軸となる球面軸受に向かう荷重である場合には、その荷重の車体前後方向の成分がラジエータグリルから軸、球面軸受を介して衝撃吸収材に伝わり、衝撃吸収材が変形することで衝撃が吸収される。

また、ラジエータグリルに作用する荷重が、（２）ラジエータグリルの揺動軸となる球面軸受に向かう荷重ではなく、且つ車体前後方向に対して傾いた方向の荷重である場合には、ラジエータグリルから衝撃吸収材に伝わった荷重により衝撃吸収材が変形して衝撃が吸収されるとともに、ラジエータグリル及び軸が球面軸受を中心に三次元的に揺動して衝突物が移動しようとする挙動を妨げないから、衝突物との接触面積が大きくなり、局所的な入力荷重が発生しないので、衝撃が緩和される。

請求項２に係る発明は、ラジエータグリルの外周縁が、バンパーフェイスと、ラジエータグリルの両側方に配置されたヘッドランプと、フロントバルクヘッドの上方から後方に延びるエンジンフードの前端と、衝撃力によりラジエータグリルが軸回転した際、連続面を形成することを特徴とする。

車体前部に設けられたラジエータグリル、バンパフェイス、ヘッドランプ、エンジンフードの前端が連続した面を形成するため、例えば、車体の前方から車体前面に衝突物があった場合には、衝突物が車体前部の上方又は両側方へ移動しやすくなり、衝突物との接触面積が大きくなり、局所的な入力荷重が発生しないので、衝撃が緩和される。

請求項３に係る発明は、衝撃吸収材が、車体前後方向成分の入力荷重のみにより、変形して衝撃を吸収することを特徴とする。
車体の前方斜め上方、前方斜め側方から衝突物があった場合は、衝突時に作用する荷重の大部分を占める車体前後方向成分で衝撃吸収材が変形することで衝撃が吸収され、車体前後方向成分以外の入力荷重に対しては、球面軸受を中心にしてラジエータグリルと軸とが揺動することで衝突物への入力荷重が低減され、衝撃が吸収される。

請求項１に係る発明では、フロントバルクヘッドの上部を構成するバルクヘッドアッパービームと、バンパビームとのそれぞれにステイが掛け渡され、このステイに衝撃吸収材が取付けられ、ラジエータグリルの背面に軸が取付けられ、この軸と衝撃吸収材とが球面軸受で連結されているので、車体前部に衝突物があり、ラジエータグリルに作用する荷重が球面軸受に向かう荷重である場合には、その荷重によって衝撃吸収材が変形することで衝突時の衝撃を吸収することができる。

また、車体前部に衝突物があり、ラジエータグリルに作用する荷重が球面軸受に向かう荷重ではなく、且つ車体前後方向に対して傾いた方向の荷重である場合には、その荷重によって衝撃吸収材が変形することで衝突時の衝撃を吸収することができるとともに、ラジエータグリル及び軸が球面軸受を中心に三次元的に揺動して衝突物が移動しようとする挙動を妨げないようにすることができ、衝突物への局所的な入力荷重を低下させて衝突時の衝撃を緩和することができる。

請求項２に係る発明では、ラジエータグリルの外周縁が、バンパーフェイスと、ラジエータグリルの両側方に配置されたヘッドランプと、フロントバルクヘッドの上方から後方に延びるエンジンフードの前端と、衝撃力によりラジエータグリルが軸回転した際、連続面を形成するので、車体の前方から車体前部に衝突物があった場合には、衝突物を車体前部の上方又は両側方へ移動しやすくすることができ、衝突物への入力荷重を低減することができて、衝突物が受ける衝撃を緩和することができる。

請求項３に係る発明では、衝撃吸収材が、車体前後方向成分の入力荷重のみにより、変形して衝撃を吸収するので、車体の前方斜め上方、前方斜め側方から衝突物があった場合は、衝突時に作用する荷重の大部分を占める車体前後方向成分で衝撃吸収材が変形することで衝撃を吸収することができ、車体前後方向成分以外の入力荷重に対しては、球面軸受を中心にしてラジエータグリルと軸とを揺動させることで衝突物への局所的な入力荷重を低減して衝撃を吸収することができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る衝撃吸収構造を備えた車両の車体前部を示す断面図であり、図中の矢印（ＦＲＯＮＴ）は車両前方を示している。
車体前部には、フロントバルクヘッド１１と、このフロントバルクヘッド１１の前方に配置されたフロントバンパ１２とが設けられる。

フロントバルクヘッド１１は、その上部がフロントバルクヘッドアッパビーム１３、下部がフロントロアクロスメンバ１４で構成され、フロントバンパ１２は、バンパビーム１６と、このバンパビーム１６の前方を覆うバンパフェイス１７とから構成される。

フロントバルクヘッドアッパビーム１３とフロントロアクロスメンバ１４との間には、ラジエータ１８と、このラジエータ１８の前方に位置するエアコンディショナ用のコンデンサ２１とが配置されている。

ラジエータ１８の前方で且つフロントバンパ１２の上方には、上部がフロントバルクヘッドアッパビーム１３に取付けられたラジエータグリル２３が配置され、また、フロントバルクヘッドアッパビーム１３とバンパビーム１６とにはステイ２４が渡され、これらのラジエータグリル２３とステイ２４との間に衝撃吸収装置２６が取付けられている。
図中の符号２７はエンジンルームの上方を覆うエンジンフード、２８はフロントバルクヘッドアッパビーム１３にエンジンフード２７を係合させるロック装置である。

衝撃吸収装置２６は、ラジエータグリル２３の背面に取付けられた軸部材３１と、この軸部材３１の後端に設けられた球面軸受（不図示）と、この球面軸受を支持する軸受支持部材３３と、この軸受支持部材３３が前面に取付けられるとともに背面がステイ２４に取付けられた衝撃吸収材３４とからなり、車体前部に衝突物があった場合に、衝撃吸収材３４で衝撃を吸収するとともに、球面軸受によりラジエータグリル２３を荷重入力方向へ傾かせて衝突物の移動を妨げないようにするものである。
図中に示した符号３０は、バンパフェイス１７、ラジエータグリル２３及びエンジンフード２７のそれぞれの前端に沿う直線であり、車体前部が上下に直線状に連続している。

図２は本発明に係る衝撃吸収装置の取付構造を示す分解斜視図であり、ラジエータグリル２３の背面に軸部材３１が車体後方に延びるように取付けられ、この軸部材３１の後端に球面軸受３２の構成部材３６（詳細は後述する。）が取付けられ、軸受支持部材３３の中央部に球面軸受３２の構成部材３７（詳細は後述する。）が取付けられ、フロントバルクヘッドアッパビーム１３の車幅方向の中央部とバンパビーム１６の車幅方向の中央部とに上下に渡されたステイ２４に衝撃吸収材３４が取付けられる。

図中の符号４１は軸受支持部材３３を衝撃吸収材３４に取付ける際にボルトを通すために軸受支持部材３３に形成されたボルト挿通穴、４２は上記ボルトをねじ込むために衝撃吸収材３４の前面に形成されたねじ穴である。

図３は本発明に係る球面軸受を示す断面図であり、球面軸受３２は、内周面に凹状の球面３７ａが形成された構成部材３７としての外輪３７と、この外輪３７の球面３７ａに滑り自在に嵌合する凸状の球面３６ａが外周面に形成された構成部材３６としての内輪３６とからなり、外輪３７は、軸受支持部材３３に開けられた軸受取付穴３３ａに嵌合し、内輪３６は、軸部材３１の後端に形成された小径部３１ａに嵌合している。

図中の符号３３ｂは軸受支持部材３３の軸受取付穴３３ａに設けられた段部、４４は外輪３７の抜け止めをするために軸受取付穴３３ａに装着された止め輪、４５は内輪３６の抜け止めをするために小径部３１ａに装着された止め輪である。

図４（ａ），（ｂ）は本発明に係る車体前部を示す平面図である。
（ａ）において、車両前後方向に延びるとともに車幅方向の中央を通る車体中心線５０に沿うように衝撃吸収装置２６が配置され、前方に凸状に湾曲したラジエータグリル２３の両側にそれぞれヘッドランプ５１，５２が配置され、ラジエータグリル２３の前面２３ａと、ヘッドランプ５１，５２の前面５１ａ，５２ａと、バンパフェイス１７の前面１７ａとが連続した曲面上に位置する。なお、符号５５はフロントフェンダである。

このように、ラジエータグリル２３の前面２３ａ、ヘッドランプ５１，５２の前面５１ａ，５２ａ、バンパフェイス１７の前面１７ａが連続した曲面上に連続するように位置する、即ち、車体前部が左右に連続していることで、例えば、車体前部に衝突物があった場合に、衝突物を車体側方へスムーズに移動させることが可能になる。

（ｂ）はバンパフェイス１７とラジエータグリル２３との合わせ部を示す断面図であり、バンパフェイス１７の内側端部には車幅方向内方に延びる受け部１７ｂが一体に形成され、、ラジエータグリル２３の外側端部には車幅方向内方に折り曲げられた折曲げ部２３ｂが一体に形成され、受け部１７ｂの前側に折曲げ部２３ｂが被さった構造とされている。

図１及び図４において、バンパフェイス１７、ラジエータグリル２３及びエンジンフード２７のそれぞれの前端が直線３０に沿うように配置されているのと同様に、バンパフェイス１７、ヘッドランプ５１（又はヘッドランプ５２）及びエンジンフード２７も、それぞれの前端が直線に沿うように配置されている。

以上より、ラジエータグリル２３、バンパフェイス１７、ヘッドランプ５１，５２、エンジンフード２７の前端で構成された車体前部の前面が、上下方向に直線状に連続し、且つ左右方向に連続した曲面を形成している。

以上に述べた衝撃吸収装置２６の作用を次に説明する。
図５（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る衝撃吸収装置の作用を示す第１作用図である。
（ａ）は、車体前部に衝突物６０が衝突する前の状態を示している。
（ｂ）は衝突物６０が車体前部に衝突した直後の状態を示している。
衝突物６０は、車体前部の形状（車体前部下部が車体前部上部よりも前方に突出している形状）や衝突物６０の上下方向の重量分布（衝突物下部よりも衝突物上部が重くなっているような重量分布）の影響を受けて、白抜き矢印で示す向きに移動しようとする挙動を示す。

このとき、衝突物６０からラジエータグリル２３、軸部材３１、球面軸受３２、軸受支持部材３３を介して衝撃吸収材３４に衝突時の荷重の車体前後方向成分が伝わり、衝撃吸収材３４が前後方向に変形して衝突時の衝撃を吸収する。

そして、衝撃吸収材３４が衝突時の衝撃を吸収しながら、（ｃ）において、上記衝突物６０からラジエータグリル２３へ入力される荷重の入力方向へラジエータグリル２３が球面軸受３２を中心にして矢印Ａに示すように傾くため、衝突物６０は、白抜き矢印Ｂで示す方向にスムーズに移動するとともに、白抜き矢印Ｃで示すように、エンジンフード２７に倒れる。
衝突物６０はラジエータグリル２３が回転して衝突物６０との接触面積が広くなるため、衝突物６０へ局所的に荷重が作用せず、衝突物６０への衝撃が緩和される。

図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る衝撃吸収装置の作用を示す第２作用図であり、球面軸受３２の作用を示している。
（ａ）はラジエータグリル２３へ衝突物が衝突する前の状態を示している。

（ｂ）において、ラジエータグリル２３へ衝突物があると、衝突物からラジエータグリルへの荷重入力方向に応じてラジエータグリル２３は、球面軸受３２を中心にして矢印の向きに揺動する。
球面軸受３２では、外輪３７の凹状の球面３７ａに対して内輪３６の凸状の球面３６ａが滑り、軸受支持部材３３に対して軸部材３１が揺動する。なお、符号６５は軸部材３１の揺動中心である。

球面軸受３２において、外輪３７と内輪３６とは球面で滑るから、ラジエータグリル２３及び軸部材３１は、図に示した矢印の向きに限らず、荷重入力方向に応じて紙面の表裏方向など三次元的なあらゆる方向に揺動可能である。

図７（ａ），（ｂ）は本発明に係る衝撃吸収装置の作用を示す第３作用図であり、車体前部での作用を平面図で示している。
（ａ）は車体前部に衝突物６０が衝突する前の状態を示している。

（ｂ）は衝突物６０が車体前部に衝突したときの状態を示している。
衝突物６０が、例えば、車体中心線５０に対して、右側にオフセットして衝突した場合、ラジエータグリル２３は、球面軸受３２を中心にして矢印Ｅの向きに揺動する。この衝突によって、衝突物６０には白抜き矢印Ｆで示す向きに荷重成分が発生する。

衝突物６０は、上記白抜き矢印Ｆの向きの荷重成分によって車両側方へ逃げやすくなり、衝突物６０が受ける衝撃が緩和される。
このとき、バンパフェイス１７の前面１７ａは、矢印Ｇで示すように、揺動したラジエータグリル２３の端部に押し付けられて変形する。

図８（ａ），（ｂ）は本発明に係る衝撃吸収装置の作用を示す第４作用図である。
（ａ）は図７（ｂ）におけるラジエータグリル２３の右端部とバンパフェイス１７の右端部との位置関係を断面にて示している。即ち、ラジエータグリル２３の右端の折曲げ部２３ｂが、バンパフェイス１７の右端の受け部１７ｂを車体後方へ押付け、バンパフェイス１７が変形した状態を示している。この状態でも、ラジエータグリル２３とバンパフェイス１７とは連続している。従って、衝突物６０（図７（ｂ）参照）の車両側方への移動がスムーズに行われる。

（ｂ）は図７（ｂ）におけるラジエータグリル２３の左端部とバンパフェイス１７の左端部との位置関係を断面にて示している。即ち、ラジエータグリル２３の揺動によって、ラジエータグリル２３の左端の折曲げ部２３ｂが、矢印Ｈで示すように、バンパフェイス１７の左端の受け部１７ｂから遠ざかった状態を示している。

以上の図１、図３、図５に示したように、フロントバルクヘッド１１にラジエータグリル２３が取付けられ、このラジエータグリル２３の下方にバンパビーム１６が設けられた車体前部の衝撃吸収構造において、フロントバルクヘッド１１の上部を構成するバルクヘッドアッパービーム１３と、バンパビーム１６とのそれぞれにステイ２４が掛け渡され、このステイ２４に衝撃吸収材３４が取付けられ、ラジエータグリル２３の背面に軸としての軸部材３１が取付けられ、この軸部材３１と衝撃吸収材３４とが球面軸受３２で連結されているので、車体前部に衝突物６０があり、ラジエータグリル２３に作用する荷重が球面軸受３２に向かう荷重である場合には、その荷重によって衝撃吸収材３４が変形することで衝突時の衝撃を吸収することができる。

また、車体前部に衝突物６０があり、ラジエータグリル２３に作用する荷重が球面軸受３２に向かう荷重ではなく、且つ車体前後方向に対して傾いた方向の荷重である場合には、その荷重によって衝撃吸収材３４が変形することで衝突時の衝撃を吸収することができるとともに、ラジエータグリル２３及び軸部材３１が球面軸受３２を中心に三次元的に揺動して衝突物６０が移動しようとする挙動を妨げないようにすることができ、衝突物６０への局所的な入力荷重を低下させて衝突時の衝撃を緩和することができる。
以上より、車体前部の衝撃吸収構造、即ち、衝撃吸収装置２６によって、衝突物６０が受ける衝撃を緩和することができる。

また、図１、図４、図７に示したように、ラジエータグリル２３の外周縁が、バンパーフェイス１７と、ラジエータグリル２３の両側方に配置されたヘッドランプ５１，５２と、フロントバルクヘッド１１の上方から後方に延びるエンジンフード２７の前端と、衝撃力によりラジエータグリル２３が軸回転した際、連続面を形成するので、車体の前方から車体前部に衝突物６０があった場合には、衝突物６０を車体前部の上方又は両側方などへ移動しやすくすることができ、衝突物６０への局所的な入力荷重を低減することができて、衝突物６０が受ける衝撃を緩和することができる。

更に、図１、図５、図６に示したように、衝撃吸収材３４が、車体前後方向成分の入力荷重のみにより、変形して衝撃を吸収するので、車体の前方斜め上方、前方斜め側方から衝突物６０があった場合は、衝突時に作用する荷重の大部分を占める車体前後方向成分で衝撃吸収材３４が変形することで衝撃を吸収することができ、車体前後方向成分以外の入力荷重に対しては、球面軸受３２を中心にしてラジエータグリル２３と軸部材３１とを揺動させることで衝突物６０への入力荷重を低減して衝撃を吸収することができる。

尚、本実施形態では、図３に示したように、球面軸受３２を、外輪３７と、この外輪３７と球面にて滑り自在に嵌合する内輪３６とから構成したが、このような形式に限らず、球面にて滑る構造の球面軸受であればよい。

本発明の車体前部の衝撃吸収構造は、四輪車に好適である。

本発明に係る衝撃吸収構造を備えた車両の車体前部を示す断面図である。本発明に係る衝撃吸収装置の取付構造を示す分解斜視図である。本発明に係る球面軸受を示す断面図である。本発明に係る車体前部を示す平面図である。本発明に係る衝撃吸収装置の作用を示す第１作用図である。本発明に係る衝撃吸収装置の作用を示す第２作用図である。本発明に係る衝撃吸収装置の作用を示す第３作用図である。本発明に係る衝撃吸収装置の作用を示す第４作用図である。従来の車体前部の衝撃吸収構造を示す断面図である。

符号の説明

１１…フロントバルクヘッド、１３…フロントバルクヘッドアッパビーム、１６…バンパビーム、１７…バンパフェイス、２３…ラジエータグリル、２４…ステイ、２７…エンジンフード、３０…直線、３１…軸（軸部材）、３２…球面軸受、３４…衝撃吸収材、５１，５２…ヘッドランプ、５１ａ，５２ａ…前面。

Claims

フロントバルクヘッドにラジエータグリルが取付けられ、このラジエータグリルの下方にバンパビームが設けられた車体前部の衝撃吸収構造において、
前記フロントバルクヘッドの上部を構成するバルクヘッドアッパービームと、前記バンパビームとのそれぞれにステイが掛け渡され、このステイに衝撃吸収材が取付けられ、前記ラジエータグリルの背面に軸が取付けられ、この軸と前記衝撃吸収材とが球面軸受で連結されていることを特徴とする車体前部の衝撃吸収構造。
前記ラジエータグリルの外周縁は、前記バンパーフェイスと、前記ラジエータグリルの両側方に配置されたヘッドランプと、前記フロントバルクヘッドの上方から後方に延びるエンジンフードの前端と、衝撃力によりラジエータグリルが軸回転した際、連続面を形成することを特徴とする請求項１記載の車体前部の衝撃吸収構造。
前記衝撃吸収材は、車体前後方向成分の入力荷重のみにより、変形して衝撃を吸収することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車体前部の衝撃吸収構造。