JP5466062B2 - 自動車の衝突エネルギー吸収構造 - Google Patents

Description

本発明は、左，右のサイドメンバと、該左，右のサイドメンバの先端面に接続されたバンパリインホースと、該バンパリインホースの車両前後方向外側に配設されたエネルギー吸収部材とを備えた自動車の衝突エネルギー吸収構造に関する。

自動車においては、歩行者保護の観点から、軽衝突時の荷重を吸収するようにしたエネルギー吸収部材を設ける場合がある。この場合、車両の前後長には制約があることから、エネルギー吸収部材を配置することによって車室やエンジンルームが縮小されるのをできるだけ抑えることが要請される。

例えば、特許文献１では、エネルギー吸収部材を、左，右のサイドメンバに結合された断面ボックス形状のバンパリインホースに配置するとともに、軽衝突時の荷重に対して２段階で圧縮変形させることにより、エネルギー吸収部材の前後方向長さを短縮しつつ、エネルギー吸収量を確保するようにしている。

特開２００４−３２２８７６号公報

ところで、前記従来構造では、左，右のサイドメンバに結合された剛性の高いバンパリインホースにエネルギー吸収部材を配置している。このため必要なエネルギー吸収量を確保するには、これに対応した変形ストロークが得られるようにエネルギー吸収部材自体の前後長を設定する必要があり、結果的に前後長を小さくするには限界がある。特に、小型車においては、車両の前後長の制約が厳しいことから、エンジンルーム及び室内スペースを確保する上での改善が要請されている。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、必要なエネルギー吸収量を確保しつつ、エネルギー吸収部材の前後長を縮小できる自動車の衝突エネルギー吸収構造を提供することを課題としている。

本発明は、車両前後方向に延びる左，右のサイドメンバと、該左，右のサイドメンバの前後方向先端面に接続され、車幅方向に延びるバンパリインホースと、該バンパリインホースの車両前後方向外側に配設され、車幅方向に延びるエネルギー吸収部材とを備えた自動車の衝突エネルギー吸収構造であって、前記バンパリインホースは、１枚の板材からなり、該バンパリインホースの、前記左，右のサイドメンバへの接続部分はサイドメンバの上下方向長さより大きい上下方向長さを有し、前記左，右のサイドメンバ間部分は前記サイドメンバの上下方向長さより小さい上下方向長さを有し、前記エネルギー吸収部材は、前記サイドメンバへの接続部分に位置し、車両前後方向外方に膨出する上，下２段の断面カップ形状のサイド変形部と、前記サイドメンバ間部分に位置し、１段の断面カップ形状のセンタ変形部とを有し、前記サイド変形部及びセンタ変形部の車両前後方向長さは略同等に設定されていることを特徴としている。

本発明に係る衝突エネルギー吸収構造によれば、１枚の板材からなるバンパリインホースの、サイドメンバ接続部分をサイドメンバの上下方向長さより大きくし、サイドメンバ間部分をサイドメンバの上下方向長さより小さくし、またエネルギー吸収部材のサイドメンバ接続部分に上，下２段のサイド変形部を形成し、サイドメンバ間部分に１段のセンタ変形部を形成し、サイド変形部とセンタ変形部の車両前後方向長さを略同等とした。

このようにエネルギー吸収部材のサイドメンバ接続部分を上，下２段のサイド変形部としたので、衝突荷重を、変形部が２段階で変形しつつ吸収することとなり、エネルギー吸収部材の前後長を縮小しても必要なエネルギー吸収量を確保できる。また、エネルギー吸収部材のサイドメンバ間部分については、衝突時の荷重によりセンタ変形部と共にバンパリインホースが後方に変形してエネルギー吸収部材として機能することとなり、エネルギー吸収部材の１段のセンタ変形部を２段のサイド変形部と同等の前後長としても必要なエネルギー吸収量を確保することができる。

これによりエネルギー吸収部材の前後長を縮小することが可能となり、ひいてはエンジンルーム及び室内スペースへの影響を抑制でき、その結果、車両前後長の制約が厳しい小型車の要請に対応できる。

本発明の実施例１による自動車の衝突エネルギー吸収構造を説明するための前部車体の正面図である。 前記前部車体の平面図である。 前記前部車体の断面図（図１のIII-III線断面図）である。 前記前部車体の断面図（図１のIV-IV線断面図）である。 前記前部車体の断面図（図１のV-V線断面図）である。 前記前部車体の断面図（図１のVI-VI線断面図）である。 前記前部車体の斜視図である。 衝突荷重によるエネルギー吸収部材の変形状態を示す模式図である。 エネルギー吸収部材の荷重と変形ストロークとの関係を示す特性図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図７は、本発明の実施例１による自動車の衝突エネルギー吸収構造を説明するための図である。本実施例の説明のなかで前後，左右という場合は、特記なき限り、自動車に搭載されたシートに着座した状態で車両進行方向に見た場合の前後，左右を意味する。

図において、１は本実施例の衝突エネルギー吸収構造が適用された自動車の前部車体を示している。この前部車体１は、車両前後方向に延びる左，右のサイドメンバ２，２と、該左，右のサイドメンバ２の前端面に架け渡して接続され、車幅方向に延びるバンパリインホース３と、該バンパリインホース３の車両前側に配設され、車幅方向に延びるエネルギー吸収部材４とを備えている。

また前記前部車体１は、前記バンパリインホース３の後側に配設されたラジエータサポート５と、該ラジエータサポート５の上方に配設されたフード６とを備えている。

前記左，右のサイドメンバ２のラジエータサポート５の後方には、フロントピラー７，７が配設され、該左，右のフロントピラー７には前方に延びるエプロンメンバ８，８の後端部が接続され、該左，右のエプロンメンバ８の内側にはサスペンションタワー９，９が接続されている（図７参照）。

前記前部車体１の前端面には、前記ラジエータサポート５を前方から覆うようにフロントバンパ１５が配設されている。このフロントバンパ１５のバンパリインホース３の下側に臨む部分には、ラジエータ（不図示）に走行風を導入する開口部１５ａが形成されている。この開口部１５ａは、バンパリインホース３の下側の略全域に渡って形成されており、該開口部１５ａにはラジエータグリル１６が装着されている（図６参照）。

前記ラジエータサポート５は、その上下方向中央部が前記サイドメンバ２の内側壁に結合された左，右のサイドサポート部材５ａ，５ａと、該左，右のサイドサポート部材５ａの下端部に配置されたロアサポート部材５ｂと、上端部に配置されたアッパサポート部材５ｃとを略矩形をなすよう結合した構造を有する。

前記アッパサポート部材５ｃの車幅方向中央部には、前記フード６の前縁部に設けられたストライカ６ａが係脱可能に係合するロック部材１３が取り付けられている。該ロック部材１３は、前記バンパリインホース３にボルト締め固定されたサポート部材１４により支持されている。

前記ラジエータサポート５のロアサポート部材５ｂには、前方に突出する衝突荷重吸収部材１７が接続されている（図７参照）。この衝突荷重吸収部材１７は、薄板を中空状をなすよう屈曲形成した構造を有し、前記フロントバンパ１５の下端部に被衝突物が衝突したときに、該被衝突物がバンパ下方に入り込むのを防止している。

前記左，右のサイドメンバ２は、車幅方向外側方に開口する断面ハット形状のメンバ本体２ａと、該メンバ本体２ａの開口を覆うように接合された板部材２ｂとを有する。この左，右のサイドメンバ２の前部には、車両衝突時の荷重を軸方向に座屈変形することにより吸収する複数の変形誘発部２ｄが所定間隔をあけて形成されている。

また前記左，右のサイドメンバ２は、これの前端開口を閉塞するように結合された前壁部材２ｃを有する。この左側の前壁部材２ｃには、牽引フック１０が着脱可能に取り付けられるナット部材１１が結合されている。

前記バンパリインホース３は、１枚の鋼板材からなるものであり、これの両端部が上下一対のボルト１２，１２により前記サイドメンバ２の前壁部材２ｃに締結固定されている。このバンパリインホース３は、これの両端部に対して中央部が車両前方に膨出するように湾曲形成されている。

前記バンパリインホース３の上辺部及び下辺部には、車幅方向に延びる上ビード部３ａ及び下ビード部３ｂが前方に突出形成されている。これによりバンパリインホース３自体の外力に対する剛性，強度を高めている。

前記バンパリインホース３の左，右のサイドメンバ接続部分３ｃ，３ｃは、車両正面から見て、サイドメンバ２を含む外周部を覆うように形成されている。

また前記バンパリインホース３のサイドメンバ間部分３ｄである車幅方向中央部分の車両後方には、該サイドメンバ間部分３ｄの後方への変形を許容する空間Ａが設けられている（図５，図６参照）。なお、１９はシールプレートである。

前記バンパリインホース３の左，右のサイドメンバ接続部分３ｃの上下方向長さＨ１は、前記サイドメンバ２の上下方向長さＨ２より大きく設定されている（図１，図３参照）。

また前記バンパリインホース３のサイドメンバ間部分３ｄの上下方向長さＨ３は、前記サイドメンバ２の上下方向長さＨ２より小さく設定されている（図１，図６参照）。詳細には、サイドメンバ間部分３ｄの上下方向長さＨ３は、サイドメンバ接続部分３ｃの上下方向長さＨ１の略１／３程度となっている。

前記エネルギー吸収部材４は、前記バンパリインホース３より板厚の小さい１枚の薄板材からなり、これの上，下縁部４ｅ，４ｆが前記バンパリインホース３に溶接により接続されている。

前記エネルギー吸収部材４は、前記バンパリインホース３を前方から略覆うように、かつ該バンパリインホース３に沿って車幅方向に延びるように形成されている。これによりエネルギー吸収部材４は、両端部に対して車幅方向中央部がＢだけ車両前方に膨出するよう湾曲形成されている（図２，図５参照）。

前記エネルギー吸収部材４は、車両正面から見ると、サイドメンバ間部分４ｄが略直線状をなし、左，右のサイドメンバ接続部分４ｃ，４ｃがサイドメンバ間部分４ｄより上下寸法が大きくなるよう形成されている。詳細には、エネルギー吸収部材４の上縁が略直線状をなし、左，右のサイドメンバ接続部分４ｃの下縁がサイドメンバ間部分４ｄの下縁より下方に位置するように形成されている。ここで、エネルギー吸収部材４のサイドメンバ接続部分４ｃとは、バンパリインホース３のサイドメンバ接続部分３ｃに対応する部位のことをいい、エネルギー吸収部材４がサイドメンバ２に接続されていることを意味するものではない。

前記エネルギー吸収部材４の左，右のサイドメンバ接続部分４ｃには、前記バンパリインホース３をサイドメンバ２に取り付けるための作業用開口４ｇ，４ｇが形成されている。

前記エネルギー吸収部材４の左，右のサイドメンバ接続部分４ｃには、上，下２段の第１，第２変形部（上段，下段変形部）４ａ，４ａ′が形成され、これにより本発明のサイド変形部が構成されている。また前記エネルギー吸収部材４のサイドメンバ間部分４ｄには、１段の第３変形部４ｂが形成されており、これにより本発明のセンタ変形部が構成されている。

この第１〜第３変形部４ａ，４ａ′，４ｂは、バンパリインホース３からフロントバンパ１５に近接するよう、かつ断面大略カップ形状をなすよう車両前方に膨出形成されている。

前記第１変形部４ａは、これの前端面が第２変形部４ａ′より車両前方に位置するよう形成されており、前記第３変形部４ｂ及び第１変形部４ａの車両前後方向長さＣは略同等となるように設定されている。

また左，右の第１変形部４ａは、第３変形部４ｂに車幅方向に連続するように、つまり略同じ高さに位置するように形成されている。また左，右の第２変形部４ａ′は、サイドメンバ間部分４ｄの中途部にて第３変形部４ｂに合流するように形成されている。さらにまた前述の作業用開口４ｇは、前記第１，第２変形部４ａ，４ａ′に跨がるように形成されている。

図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、車両の軽衝突により、フロントバンパ１５を介してエネルギー吸収部材４のサイドメンバ接続部分４ｃに荷重Ｆが加わると、エネルギー吸収部材４のサイド変形部を構成する第１，第２変形部４ａ，４ａ′の上，下屈曲部ａ，ａが上，下に広がるように屈曲変形して一部荷重Ｆ１を吸収し、第２変形部４ａ′がバンパリインホース３に略当接した時点から第１変形部４ａの上，下屈曲部ａ′，ａ′が圧縮変形して残りの荷重Ｆ２を吸収する。このように、軽衝突時の荷重Ｆを２段階で吸収することとなる（図９参照）。なお、軽衝突の荷重より大きい荷重が加わる車両衝突時には、サイドメンバ２が軸方向に座屈変形することにより吸収することとなる。

本実施例によれば、１枚の鋼板材からなるバンパリインホース３の左，右のサイドメンバ接続部分３ｃをサイドメンバ２の上下方向長さＨ２より大きくし、サイドメンバ間部分３ｄをサイドメンバ２の上下方向長さＨ２より小さくし、またエネルギー吸収部材４の左，右サイドメンバ接続部分４ｃに上，下２段の第１，第２変形部４ａ，４ａ′を形成し、サイドメンバ間部分４ｄに１段の第３変形部４ｂを形成する構成とした。

このようにエネルギー吸収部材４のサイドメンバ接続部分４ｃに上，下２段の第１，第２変形部４ａ，４ａ′を形成したので、衝突荷重に対して第１，第２変形部４ａ，４ａ′が２段階で圧縮変形することにより荷重を吸収することとなり、エネルギー吸収部材４の前後長を縮小しつつ、剛性の高いサイドメンバ２が位置するサイドメンバ接続部分４ｃにおける必要なエネルギー吸収量を確保できる。

また衝突時の荷重によりバンパリインホース３のサイドメンバ間部分３ｄが後方に変形してエネルギー吸収部材として機能することとなり、エネルギー吸収部材４のサイドメンバ間部分４ｄに１段の変形部４ｂを形成して変形ストローク量を小さくしても必要なエネルギー吸収量を確保することができる。

これによりエネルギー吸収部材４の前後長を縮小することが可能なり、ひいてはエンジンルーム及び室内スペースへの影響を抑制でき、その結果、車両前後長の制約が厳しい小型車の要請に対応できる。

また前記バンパリインホース３のサイドメンバ間部分３ｄの上下方向長さＨ３を両端部より小さくしたので、エネルギー吸収部材４を付加しながら重量増加を抑制できる。さらにまた、バンパリインホース３のサイドメンバ間部分３ｄを小さくし、かつ上方に偏位させたので、該サイドメンバ間部分３ｄの下方に、フロントバンパ１５の開口部１５ａを位置させることができ、フロントバンパ１５の意匠に対する自由度を向上できる。

前記バンパリインホース３に車幅方向に延びる上，下ビード部３ａ，３ｂを形成したので、バンパリインホース３を１枚の鋼板材により形成した場合の外力に対する剛性，強度を確保することができる。

なお、前記実施例では、衝突エネルギー吸収構造を前部車体に適用した場合を例に説明したが、本発明は、後部車体にも適用でき、この場合にも前記実施例と略同様の効果が得られる。

２ サイドメンバ
３ バンパリインホース
３ｃ サイドメンバ接続部分
３ｄ サイドメンバ間部分
４ エネルギー吸収部材
４ａ，４ａ′ ２段の変形部（サイド変形部）
４ｂ １段の変形部（センタ変形部）
４ｃ サイドメンバ接続部分
４ｄ サイドメンバ間部分
Ｈ１ サイドメンバ接続部分の上下方向長さ
Ｈ２ サイドメンバの上下方向長さ
Ｈ３ サイドメンバ間部分の上下方向長さ

Claims (1)

1. 車両前後方向に延びる左，右のサイドメンバと、該左，右のサイドメンバの前後方向先端面に接続され、車幅方向に延びるバンパリインホースと、該バンパリインホースの車両前後方向外側に配設され、車幅方向に延びるエネルギー吸収部材とを備えた自動車の衝突エネルギー吸収構造であって、
   前記バンパリインホースは、１枚の板材からなり、該バンパリインホースの、前記左，右のサイドメンバへの接続部分はサイドメンバの上下方向長さより大きい上下方向長さを有し、前記左，右のサイドメンバ間部分は前記サイドメンバの上下方向長さより小さい上下方向長さを有し、
   前記エネルギー吸収部材は、前記サイドメンバへの接続部分に位置し、車両前後方向外方に膨出する上，下２段の断面カップ形状のサイド変形部と、前記サイドメンバ間部分に位置し、１段の断面カップ形状のセンタ変形部とを有し、前記サイド変形部及びセンタ変形部の車両前後方向長さは略同等に設定されている
   ことを特徴とする自動車の衝突エネルギー吸収構造。

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