JP5115414B2 - 自動車の車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の前部の車体構造に係り、特に衝撃エネルギーの吸収性が改善された車体構造に関する。

自動車の前部の車体構造は、エンジンルームの上方を覆う開閉可能なフード部材と、エンジンルームの両側に配置されたフェンダパネルと、エンジンルームの内側に配置されたフェンダシールドパネル等を有している。前記フード部材とフェンダパネルを含む車体構造は、上方から入力する衝撃エネルギーを効率良く吸収できることが望まれている。

車体前部の上方から衝撃荷重が入力したとき、フード部材は比較的変形しやすいため衝撃エネルギーを吸収しやすい。しかしフード部材の両側縁とフェンダパネルの上端との境界部付近は、下方に変形できるストロークが小さいため、上方からの荷重に対して比較的剛性が高い。

フェンダパネルの上端部付近の衝撃エネルギー吸収性を改善するために、例えば下記の特許文献１では、フェンダパネルの上端部付近の車体内側に形成されている縦壁と横壁とが交わるコーナー部に、複数の孔を形成することにより、前記コーナー部の剛性を下げている。
特開平１１−２２２１５４号公報

フェンダパネルはプレスによって成形されるが、前記特許文献１に記載されているように縦壁と横壁とが交わるコーナー部に孔を開けるには、プレスとは別の孔開け工程が必要となり、その分、製造工程が複雑となる。また、縦壁と横壁とが交わるコーナー部に孔を形成しているため、コーナー部の剛性が下がってしまい、縦壁と横壁との曲げ形状を保持する上で不利になる。また上方からの衝撃荷重によって前記縦壁が下方に移動し、車体の骨格部材に当たると、いわゆる底突きを生じて荷重が急速に立ち上がる特性となるため、衝撃エネルギーを吸収しにくくなってしまう。

従って本発明の目的は、車体前部に上方から入力する衝撃荷重を効果的に吸収することができる自動車の車体構造を提供することにある。

本発明の車体構造は、エンジンルームの両側に配置されたフェンダパネルと、前記エンジンルームの内側に配置されたフェンダシールドパネルとを有する車体構造であって、前記フェンダパネルは、それぞれ、車体の外側に位置する外面部と、前記外面部の上端から車体内側で下方に延びる縦壁と、前記縦壁の下端から折曲部を境に車体の幅方向に延び前記フェンダシールドパネルの上面壁との間に隙間を形成して対向する横壁と、前記横壁に形成されて下方に突出する下向きビードと、前記下向きビードの内側に形成された変形促進手段とを具備している。

本発明の好ましい形態では、前記下向きビードと前記変形促進手段が、前記折曲部に沿って車体の前後方向の複数箇所に形成されている。また前記フェンダパネルの前記折曲部に、前記縦壁と前記横壁とにわたるコーナービードが形成されていてもよい。

本発明によれば、フェンダパネルの上端部付近に上方から衝撃荷重が入力した場合でも、前記縦壁が下向きビードを備え、エンジンルームを覆うフード部材と前記横壁との間に空間が確保されているため、フード部材の前記横壁への接触を緩和できる。また、万一、上方からの荷重によって前記下向きビードの下面がフェンダシールドパネルの上面壁に当たる位置付近まで変形したとしても、前記横壁がフェンダシールドパネルの上面壁に底突きする前に、前記変形促進手段およびその周囲が変形することにより、衝突エネルギーの一部が吸収される。このため、上方からの衝撃エネルギーを効果的に吸収することができる。

以下に本発明の１つの実施形態について、図１から図８を参照して説明する。
図１は自動車１０の前部を示している。この自動車１０は車体１１を有している。図２は、車体１１の前部の上部の車体構造１２を示している。車体構造１２は、エンジンルーム１５の上方を覆うフード部材１６（図１に示す）と、フード部材１６の両側に配置された左右一対のフェンダパネル１７などを含んでいる。図２はフード部材１６を省略して描いている。図５等に示すようにフード部材１６は、アウタパネル１６ａとインナパネル１６ｂによって構成されている。

図２に示されるようにエンジンルーム１５の前部に、車体１１の幅方向Ｗに延びるラジエータサポート部材等の車体部材２０が設けられている。車体１１の最前部にフロントバンパ２１が配置されている。エンジンルーム１５の後部には、車体１１の幅方向Ｗに延びるカウルトップ部材等の車体部材２２が設けられている。フェンダパネル１７の内側にフロントホイールハウスを構成するフロントフェンダエプロン２３が設けられている。

フロントフェンダエプロン２３の上側に、フェンダシールドパネル２７（図４と図６に一部を示す）が設けられている。フェンダシールドパネル２７は、エンジンルーム１５の内側に配置されている。フェンダシールドパネル２７は、上下方向に延びる側壁２７ａと、側壁２７ａの上端に形成された上面壁２７ｂ（図６等に示す）とを有している。上面壁２７ｂは略水平となるように折曲され、車体１１の前後方向に延びている。

一対のフェンダパネル１７は左右対称形であり、互いに共通の構成であるため、図３〜図７に示された一方のフェンダパネル１７を代表して、以下に説明する。
フェンダパネル１７は、板金をプレスすることによって下記の形状に成形されている。フェンダパネル１７は、車体１１の外側に位置する外面部３０と、外面部３０の上端から車体内側で下方に延びる縦壁３１と、縦壁３１の下端から折曲部３２を境に車体１１の幅方向Ｗ（図２に示す）に延びる横壁３３などを含んでいる。外面部３０は車体１１の外面の一部をなしている。

図６に示すように縦壁３１と横壁３３とは、車体１１の内側すなわちエンジンルーム１５の内部側に位置しており、フード部材１６が閉じた状態においてフード部材１６の側縁部１６ｃの内側に隠れるようになっている。縦壁３１は上下方向に延びており、フード部材１６と、縦壁３１と、横壁３３との間に空間Ｓが形成されている。縦壁３１の上端は、プレスによって折曲げられた稜線部３５を介して外面部３０に連なっている。縦壁３１の下端は折曲部３２を介して横壁３３に連なっている。

横壁３３は略水平であり、車体１１の幅方向Ｗに延びている。そしてこの横壁３３の下面がフェンダシールドパネル２７の上面壁２７ｂと対向している。横壁３３の端縁３３ａは、曲げ剛性を高めるために断面が湾曲した曲げ縁形状に成形されている。

縦壁３１と横壁３３とが交わる折曲部３２に、縦壁３１と横壁３３とにわたってコーナービード３７が形成されている。コーナービード３７は、折曲部３２に沿って車体１１の前後方向に所定間隔で複数箇所に形成されている。コーナービード３７によって、折曲部３２の剛性が高められている。

図５に示すように、フェンダパネル１７の横壁３３の車体前側の部位は、結合部４０において、ボルト４１とナット４２等の締結用部材によって、車体部材２０に固定されている。ボルト４１は、フェンダパネル１７に形成された孔４３（図３に示す）に挿入されている。図２に示すようにフェンダパネル１７の横壁３３は、結合部４５において、ボルト４６等の締結用部材によって、フェンダシールドパネル２７の上面壁２７ｂに固定されている。

前記結合部４０，４５を除く非結合部４８では、図６に示すように、フェンダパネル１７の横壁３３の下面とフェンダシールドパネル２７の上面壁２７ｂとの間が離れていて、横壁３３と上面壁２７ｂとの間に隙間Ｇが形成されている。

フェンダパネル１７の横壁３３に下方に突出する下向きビード５０が形成されている。詳しくは、横壁３３と上面壁２７ｂとにより形成される前記隙間Ｇに突出して下向きビード５０が形成されている。隙間Ｇが下向きビード５０を形成するのに十分でない場合は、下向きビード５０の下方への突出量を隙間Ｇに収まる程度に小さくしてもよい。なお、フェンダシールドパネル２７の位置を下方に移動させることにより、下向きビード５０を形成することのできる隙間Ｇを確保してもかまわない。下向きビード５０は、フェンダパネル１７がプレス加工される際に、フェンダパネル１７に生じる余肉による皺を吸収する機能も有している。

図３に示すように下向きビード５０は、車体１１の上方から見て、縦壁３１に近い側に形成された半円形の部分５０ａと、横壁３３の端縁３３ａに連なるストレートな形状の部分５０ｂとによって構成されている。この下向きビード５０は、前記折曲部３２に沿って、車体１１の前後方向の複数箇所（例えば３箇所）に形成されている。下向きビード５０の近傍に前記コーナービード３７が形成されている。

下向きビード５０の内側に、それぞれ、変形促進手段として機能する円形の孔５５が形成されている。孔５５は、横壁３３を上下方向（板厚方向）に貫通している。これらの孔５５は、横壁３３をプレス成形する際に、下向きビード５０と同時に形成することができる。孔５５は、横壁３３の幅方向の中央よりも折曲部３２に寄った位置に形成されている。すなわち孔５５は、折曲部３２の近傍に形成されている。下向きビード５０の内側に孔５５が形成されていることにより、横壁３３の折曲部３２付近の剛性を意図的に下げている。

図７は、衝撃試験においてフェンダパネル１７の上方からインパクト部材６０によって衝撃荷重Ｆを入力した状態を示している。上方から衝撃荷重Ｆが入力すると、フード部材１６の一部が変形して下方へ変位するとともに、縦壁３１付近も下方に押されて下方に移動する。

本実施形態では、横壁３３に下向きビード５０が形成され、フード部材１６と横壁３３との間に空間Ｓが確保されているため、フード部材１６の側縁部１６ｃが変形した場合でも、横壁３３との接触が緩和される。また、縦壁３１と横壁３３とが交わる折曲部３２にコーナービード３７が形成され、しかも横壁３３に孔５５が形成されているため、縦壁３１に上方からの衝撃荷重Ｆが入力すると、縦壁３１が座屈することなく下方に移動するとともに、下向きビード５０の下面がフェンダシールドパネル２７の上面壁２７ｂへ接触すると、横壁３３の孔５５の近傍の剛性の小さい部位が塑性変形する。このため衝撃エネルギーを効果的に吸収することができる。図８中の実線Ｌ１は、本実施形態の車体構造１２を備えた自動車の前部に、前記衝撃荷重が加わったときの変位と荷重との関係を示している。図８中の破線Ｌ２は、従来の車体構造の変位と荷重との関係を示している。従来は、変位が大きくなると荷重が急激に立ち上がることにより、ピークＰが現れている。

これに対し本実施形態によれば、上方からの衝撃荷重が入力し、下向きビード５０の下面がフェンダシールドパネル２７の上面壁２７ｂに当たる位置付近まで変形したときに、フェンダパネル１７の横壁３３に形成された孔５５の縦壁３１寄りの部分が下方に変形することができ、横壁３３がフェンダシールドパネル２７の上面壁２７ｂに突き当たる「底突き」を抑制できる。

すなわちフェンダパネル１７の横壁３３とフェンダシールドパネル２７の上面壁２７ｂとの間に隙間Ｇが確保されているため、上方からの衝撃荷重Ｆによって横壁３３がフェンダシールドパネル２７の上面壁２７ｂに突き当たる現象、いわゆる「底突き」が抑制される。このため、変位が大きくなったときの荷重の増加が比較的緩やかな特性となり、頭部等の傷害値を下げることができる。

本実施形態では、横壁３３に下向きビード５０が設けられているため、上方からの衝撃荷重Ｆによって、万一、横壁３３がフェンダシールドパネル２７の上面壁２７ｂに突き当たる位置付近まで変形しても、底突き直前に下向きビード５０の下面がフェンダシールドパネル２７の上面壁２７ｂに当たり、下向きビード５０およびその周囲が変形することにより、衝突エネルギーの一部を効果的に吸収することができる。

またフェンダパネル１７の横壁３３に下向きビード５０が設けられているため、フェンダパネル１７のプレス成形の際に生じる余肉を下向きビード５０によって吸収することができ、フェンダパネル１７の上部に皺が生じることを防止できる。しかもプレス成形の際に下向きビード５０と孔５５を同時に形成することが可能である。

なお本発明を実施するに当たり、車体構造を構成するフェンダパネルやフェンダシールドパネル、フード部材をはじめとして、前記縦壁や横壁、下向きビード、孔など、発明の構成要素の形状や配置などを適宜変形して実施できることは言うまでもない。また、前記実施形態では変形促進手段として円形の孔５５で説明したが、下向きビード５０の変形を促進するものであれば、切欠きやスリット、板厚の薄肉化等の脆弱部からなる変形促進手段を形成してもよい。

本発明の一実施形態に係る車体構造を備えた自動車の前部の斜視図。 図１に示された自動車の車体構造を上方から見た平面図。 図２に示された車体のフェンダパネルの一部の平面図。 図３に示されたフェンダパネルの一部の斜視図。 図４中のＦ５−Ｆ５線に沿う車体構造の断面図。 図４中のＦ６−Ｆ６線に沿う車体構造の断面図。 図６に示された部位が衝撃試験により変形した状態を示す断面図。 図６に示された部位に衝撃荷重を加えたときの変位と荷重との関係を示す図。

符号の説明

１０…自動車
１１…車体
１２…車体構造
１５…エンジンルーム
１６…フード部材
１７…フェンダパネル
２７…フェンダシールドパネル
２７ｂ…上面壁
３０…外面部
３１…縦壁
３２…折曲部
３３…横壁
３７…コーナービード
４０，４５…結合部
４８…非結合部
５０…下向きビード
５５…孔
Ｇ… 隙間
Ｓ… 空間

Claims (3)

1. エンジンルームの両側に配置されたフェンダパネルと、前記エンジンルームの内側に配置されたフェンダシールドパネルとを有する車体構造であって、
   前記フェンダパネルは、それぞれ、
   車体の外側に位置する外面部と、
   前記外面部の上端から車体内側で下方に延びる縦壁と、
   前記縦壁の下端から折曲部を境に車体の幅方向に延び前記フェンダシールドパネルの上面壁との間に隙間を形成して対向する横壁と、
   前記横壁に形成されて下方に突出する下向きビードと、
   前記下向きビードの内側に形成された変形促進手段と、
   を具備したことを特徴とする自動車の車体構造。
2. 前記下向きビードと前記変形促進手段が、前記折曲部に沿って車体の前後方向の複数箇所に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車の車体構造。
3. 前記フェンダパネルの前記折曲部に、前記縦壁と前記横壁とにわたるコーナービードが形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の自動車の車体構造。

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