JP6001481B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両の車体前部構造に関し、特に歩行者保護性能を確保しつつ軽衝突時の車体損傷を抑制したものに関する。

自動車の車体前端部に設けられるバンパは、車両外装の一部を構成する意匠部分であるバンパフェイスの内側に、歩行者等との衝突時にバンパフェイスからの圧縮荷重を受けて車体本体側に伝達するとともに、エネルギ吸収効果を有するエネルギ吸収（ＥＡ）部材を配置して構成されている。
このような車両用バンパ構造に関する従来技術として、例えば特許文献１には、バンパフェイスの下部（エアダム部）の内側に、水平に配置された上面部から下方に複数の前後方向リブ、車幅方向リブを下垂させたエネルギ吸収ブラケットを配置することが記載されている。

特開２００８−２６５３９９号公報

上述したようなエネルギ吸収ブラケットは、歩行者脚部との衝突時においては、衝突後早期に荷重を発生させて歩行者の脚部を跳ね上げて膝部の曲げを抑制し、傷害値を軽減することが要求される。
しかし、他車両との軽衝突等においては、エネルギ吸収ブラケットが車体を押すことによる車体の損傷を防止する必要がある。
ここで、車体側を補強することも考えられるが、他車両との軽衝突時には歩行者との衝突よりもはるかに大きな荷重が車体に伝達されることになるため、これに耐えるよう車体を補強すると、重量増や構造の複雑化が問題となる。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、歩行者保護性能を確保しつつ軽衝突時の車体損傷を抑制した車体前部構造を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、車両前端部における下部に設けられた外装部材と、前端部が前記外装部材の後面部に対向して配置され、後端部が車体構造部材に取付けられた衝撃吸収ブラケットとを備える車体前部構造であって、前記衝撃吸収ブラケットは、上面部から下方に突き出して形成され、車幅方向にほぼ沿って延びるとともに車両前後方向に複数が配列された車幅方向リブと、前記上面部から下方に突き出して形成され、車両前後方向にほぼ沿って延びるとともに車幅方向に複数が配列された前後方向リブとを格子状に配置して構成され、前記前後方向リブは、前後方向の圧縮荷重に対する変形強度が他部に対して低い低剛性部が設けられた第１の前後方向リブと、前記低剛性部が前記第１の前後方向リブに対して前後方向にオフセットした箇所に設けられた第２の前後方向リブとを車幅方向に交互に配置したことを特徴とする車体前部構造である。
これによれば、低剛性部を隣り合った前後方向リブ間で前後にオフセットして配置したことによって、上面部の座屈線がジグザグとなり、このような低剛性部を車幅方向に揃えて配置した場合に対して、ある程度の荷重までは衝撃吸収ブラケットが屈曲変形し難くなる。
このため、歩行者脚部との衝突のように比較的入力荷重が低い領域においては、衝撃吸収ブラケットが屈曲変形することが防止され、立ち上がりのよい荷重特性を得て歩行者保護性能を確保することができる。
一方、対車両の軽衝突のように比較的大きな荷重が負荷された場合には、低剛性部を起点として衝撃吸収ブラケットが屈曲変形することによって、車体側に伝搬される荷重が低下し、車体の損傷を抑制することができる。

請求項２に係る発明は、前記第１の前後方向リブ、前記第２の前後方向リブの前記低剛性部は、前記衝撃吸収ブラケットにおける車両後方側の領域に設けられることを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造である。
これによれば、歩行者脚部が局所的に衝突した場合に、低剛性部よりも前方側に配置された車幅方向リブによって、入力荷重を車幅方向に配置された複数の前後方向リブに分散させることによって、局所的に前後方向リブの変形が生じて荷重が低下することを防止できる。

請求項３に係る発明は、前記第１の前後方向リブ、前記第２の前後方向リブの前記低剛性部は、上端部に対して下端部が広がった形状に形成されかつ下端部が開放された切欠き部を有し、前記第１の前後方向リブの前記切欠き部の上端部と、前記第２の前後方向リブの前記切欠き部の上端部とを前後方向にオフセットして配置したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車体前部構造である。
これによれば、切欠き部が狭まる方向に前後方向リブが変形することによって、上述した効果を確実に得ることができる。
また、前後方向リブの変形が開始されてから切欠き部の両端部が当接するまでは荷重を低下させた状態を維持できることから、車体側の損傷を良好に防止することができる。

請求項４に係る発明は、前記第１の前後方向リブ、前記第２の前後方向リブの前記低剛性部は、少なくとも一つの前記車幅方向リブの前記第１の前後方向リブとの交差箇所と、前記第２の前後方向リブとの交差箇所とを、前後方向にオフセットして配置することによって構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車体前部構造である。
前後方向リブの前後方向圧縮荷重に対する座屈変形が生じる荷重は、前後方向リブのスパン（車幅方向リブの間隔）が大きいほど小さくなり、このように長いスパンの箇所は、低剛性部として機能する。
本発明によれば、車幅方向リブをジグザグ状に配置することによって、ジグザグ状の車幅方向の前方で長スパンとなる前後方向リブと、後方で長スパンとなる前後方向リブとが交互に配置されることになり、上述した効果を得ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、歩行者保護性能を確保しつつ軽衝突時の車体損傷を抑制した車体前部構造を提供することができる。

本発明を適用した車体前部構造の実施例１を車幅方向中央部で切って見た模式的断面図である。 図１のII−II部矢視断面図である。 図２のIII−III部矢視断面図である。 図２のIV−IV部矢視断面図である。 実施例１及び本発明の比較例の車体前部構造における衝突時の荷重とストロークの相関を模式的に示すグラフである。 本発明を適用した車体前部構造の実施例２に設けられる衝撃吸収ブラケットを水平面で切って見た断面図である。

本発明は、歩行者保護性能を確保しつつ軽衝突時の車体損傷を抑制した車体前部構造を提供する課題を、上面部から複数の車幅方向リブ、前後方向リブを突出させて構成される衝撃吸収ブラケットにおいて、前後方向にオフセットした箇所に低剛性部が形成された前後方向リブを交互に配置して上面部の座屈線をジグザグにすることによって解決した。

以下、本発明を適用した車体前部構造の実施例１について説明する。
実施例１の車両前部構造は、例えば乗用車等の自動車に設けられるものである。
図１は、実施例１の車両前部構造を車幅方向中央部で切って見た断面図である。
図１（ａ）は、衝突前の状態を示し、図１（ｂ）は、他車両の車体前部を模したバリアＢとの軽衝突後の状態を示している。
車両前部構造は、ラジエータパネルロワ１０、バンパビーム２０、バンパフェイス１００、衝撃吸収（ＥＡ）ブラケット２００等を備えて構成されている。

ラジエータパネルロワ１０は、車体前部における下部に設けられ、車幅方向にほぼ沿って延びた梁状の部材である。
ラジエータパネルロワ１０は、図示しないラジエータコア、エアコンディショナのコンデンサの下端部を保持するものである。
ラジエータパネルロワ１０は、例えば鋼板をプレス成型した複数のパネルを集成し、スポット溶接して構成されており、閉断面を有し、バンパフェイス１００、ＥＡブラケット２００に対して比較的強固に形成されている。
ラジエータパネルロワ１０は、ホワイトボディ（未艤装車体）の一部を構成している。

バンパビーム２０は、図示しない車体のフロントサイドフレームの前側に設けられ、車幅方向にほぼ沿って延びた梁状の部材である。
バンパビーム２０は、ラジエータパネルロワ１０よりも高くかつ車両前方側へ突き出した位置に配置されている。
バンパビーム２０は、正面衝突時に衝突対象物からの荷重を受けて車体後方側へ伝達する部材である。
バンパビーム２０は、例えば、鋼板をロール成形するなどして形成され、閉断面形状となっている。
バンパビーム２０の前方側には、ＥＡフォーム２１が取り付けられている。

バンパフェイス１００は、車両の前端部において車外に露出して配置された外装部品であって、例えばＰＰ等の樹脂系材料によって一体に形成されている。
バンパフェイス１００は、バンパビーム２０の前方側に配置された本体部１１０、及び、本体部１１０の下方に配置されたエアダム部１２０等を備えて構成されている。
本体部１１０とエアダム部１２０との間には、ラジエータコア等に走行風を導入するための開口Ｏが設けられている。
本体部１１０の上方には、グリル１３０が設けられ、グリル１３０の上端部は、フードＨの前端部と隣接して配置されている。
エアダム部１２０は、車幅方向から見た横断面形状が、車両前方側が凸となるように湾曲して形成されている。

ＥＡブラケット２００は、エアダム部１２０の後方側でありかつラジエータパネルロワ１０の前方側に配置され、衝突時に変形することによってエアダム部１２０から入力されるエネルギを吸収するとともに、荷重をラジエータパネルロワ１０に伝達するものである。
ＥＡブラケット２００の前端部は、エアダム部１２０の内部に車両後方側から挿入されている。
ＥＡブラケット２００の後端部は、ラジエータパネルロワ１０に固定されている。

図２は、図１のII−II部矢視断面図であって、ＥＡブラケット２００を高さ方向における中央部を通る水平面で切って見た断面図である。
図３は、図２のIII−III部矢視断面図である。
図４は、図２のIV−IV部矢視断面図である。
ＥＡブラケット２００は、上面部２１０、第１車幅方向リブ２２１、第２車幅方向リブ２２２、第３車幅方向リブ２２３、第４車幅方向リブ２２４、第５車幅方向リブ２２５、第１前後方向リブ２３１、第２前後方向リブ２３２等を有して構成されている。
ＥＡブラケット２００は、例えば、ＰＰ等の樹脂系材料をインジェクション成形して一体に形成されている。

上面部２１０は、ＥＡブラケット２００の上部に設けられ、水平方向にほぼ沿って延びた実質的に平板状の部分（天面部）である。

第１車幅方向リブ２２１、第２車幅方向リブ２２２、第３車幅方向リブ２２３、第４車幅方向リブ２２４、第５車幅方向リブ２２５は、上面部２１０から下方に突き出して形成されるとともに、車幅方向にほぼ沿って延在している。
第１車幅方向リブ２２１、第２車幅方向リブ２２２、第３車幅方向リブ２２３、第４車幅方向リブ２２４、第５車幅方向リブ２２５は、車両前方側から所定の間隔を隔てて順次配列されている。

第１車幅方向リブ２２１は、上面部２１０の前縁部に沿って設けられている。
第５車幅方向リブ２２５は、上面部２１０の後縁部に沿って設けられている。
第１車幅方向リブ２２１、第２車幅方向リブ２２２、第３車幅方向リブ２２３は、上方から見たときに、車両前方側が凸となる円弧状に湾曲して形成されている。
この円弧の曲率は、第１車幅方向リブ２２１、第２車幅方向リブ２２２、第３車幅方向リブ２２３の順に大きくなっている。
第４車幅方向リブ２２４、第５車幅方向リブ２２５は、上方から見たときに実質的に車幅方向に沿ってストレートに形成されている。

第１前後方向リブ２３１、第２前後方向リブ２３２は、上面部２１０から下方に突き出して形成されるとともに、車両前後方向にほぼ沿って延在している。
第１前後方向リブ２３１、第２前後方向リブ２３２は、車幅方向に所定の間隔を隔てて交互に配列されている。
第１前後方向リブ２３１、第２前後方向リブ２３２の前端部は、第１車幅方向リブ２２１の後面部に接続されている。
第１前後方向リブ２３１、第２前後方向リブ２３２の後端部は、第５車幅方向リブ２２５の前面部に接続されている。
第２車幅方向リブ２２２、第３車幅方向リブ２２３、第４車幅方向リブ２２４は、第１前後方向リブ２３１、第２前後方向リブ２３２と十字状に交差している。

図３等に示すように、第１前後方向リブ２３１には、切欠き部２３１ａが形成されている。
切欠き部２３１ａは、第３車幅方向リブ２２３の下端部と第４車幅方向リブ２２４の下端部とを結ぶ直線を底辺とし、第３車幅方向リブ２２３の上端部近傍に頂点を有する三角形状に形成されている。

図４等に示すように、第２前後方向リブ２３２には、切欠き部２３２ａが形成されている。
切欠き部２３２ａは、第３車幅方向リブ２２３の下端部と第４車幅方向リブ２２４の下端部とを結ぶ直線を底辺とし、第４車幅方向リブ２２４の上端部近傍に頂点を有する三角形状に形成されている。

以上説明した実施例１においては、切欠き部２３１ａ、２３２ａの頂点の位置を前後方向にずらし、車幅方向に交互に配置したことによって、ＥＡブラケット２００が前後方向の圧縮荷重を受けた場合に、ＥＡブラケット２００は第３車幅方向リブ２２３と第４車幅方向リブ２２４との間で上面部２１０が座屈し、前端部が下垂する方向に屈曲変形を示すようになるが、上面部２１０の座屈線がジグザグとなるため、歩行者脚部と衝突する程度の荷重ではＥＡブラケット２００は屈曲変形せず、荷重を発生させて歩行者脚部を跳ね上げて歩行者をフード上に転ばせ、歩行者の傷害を抑制することが可能である。

一方、対車両の軽衝突時において、歩行者脚部との衝突時に必要な荷重よりも大きな荷重が負荷された場合には、上面部２１０が第３車幅方向リブ２２３と第４車幅方向リブ２２４との間で座屈し、図１（ｂ）に示すように、ＥＡブラケット２００は前端部が下垂する方向へ屈曲変形し、ラジエータパネルロワ１０に伝搬される荷重を低下させてラジエータパネルロワ１０の損傷を防止することができる。
このとき、切欠き部２３１ａ、２３２ａの両端部が当接する角度までＥＡブラケット２００が屈曲するまでは特に荷重を低くすることが可能であり、ラジエータパネルロワ１０の損傷を確実に防止することができる。

図５は、実施例１及び本発明の比較例の車体前部構造における衝突時の荷重とストロークの相関を模式的に示すグラフである。
本発明の比較例の車体前部構造は、上述した実施例１のＥＡブラケット２００において、切欠き部２３１ａ，２３２ａを形成していないものである。
比較例においては、ストロークの増加に応じて荷重が単調に増加しているが、実施例１においては、比較的荷重、ストロークが小さい歩行者衝突の領域においては、比較例と実質的に同様の荷重の立ち上がり特性を得ることが可能であるが、ストロークが所定値以上となる軽衝突の領域においては、荷重を実質的に増加しないようにして、車体へ伝播される荷重を抑制することができる。

次に、本発明を適用した車体前部構造の実施例２について説明する。
なお、上述した実施例１と実質的に共通する箇所については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
実施例２の車体前部構造は、実施例１の車体前部構造のエネルギ吸収ブラケット２００に代えて、以下説明するエネルギ吸収ブラケット（ＥＡブラケット）２００Ａを備えている。
図６は、実施例２の車体前部構造に設けられる衝撃吸収ブラケットを、高さ方向における中央部を通る水平面で切って見た断面図である。

実施例２のＥＡブラケット２００は、第１前後方向リブ２３１における第３車幅方向リブ２２３との交差箇所が、第２前後方向リブ２３２における第３車幅方向リブ２２３との交差箇所に対して車両前方側にオフセットされるように、第３車幅方向リブ２２３をジグザグに形成している。
また、実施例２においては、実施例１のような切欠き部２３１ａ、２３１ｂは形成していない。
このような構成によって、第１前後方向リブ２３１は、第２車幅方向リブ２２２と第３車幅方向リブ２２３との間が、他の部分よりもスパンが長く座屈荷重が低くなる低剛性部２３１ｂとなる。
また、第２前後方向リブ２３２は、第３車幅方向リブ２２３と第４車幅方向リブ２２４との間が、他の部分よりもスパンが長く座屈荷重が低くなる低剛性部２３２ｂとなる。
以上説明した実施例２においても、上述した実施例１と実質的に同様の効果を得ることができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
例えば、衝撃吸収ブラケットを構成する各部の形状、構造、材質、製法、個数、配置等は、適宜変更することができる。
例えば、実施例１において、切欠き部の形状は三角形状であるが、これに限らず、台形やその他の形状であってもよい。
また、切欠き部の上端部の位置や高さ、切欠き部の底辺の範囲等も特に限定されない。

１０ ラジエータパネルロワ ２０ バンパビーム
２１ ＥＡフォーム １００ バンパフェイス
１１０ 本体部 １２０ エアダム部
Ｏ 開口 １３０ グリル
Ｈ フード ２００ 衝撃吸収（ＥＡ）ブラケット
２００Ａ 衝撃吸収（ＥＡ）ブラケット ２１０ 上面部
２２１ 第１車幅方向リブ ２２２ 第２車幅方向リブ
２２３ 第３車幅方向リブ ２２４ 第４車幅方向リブ
２２５ 第５車幅方向リブ ２３１ 第１前後方向リブ
２３１ａ 切欠き部 ２３１ｂ 低剛性部
２３２ 第２前後方向リブ ２３２ａ 切欠き部
２３２ｂ 低剛性部 Ｂ バリア

Claims (4)

1. 車両前端部における下部に設けられた外装部材と、
   前端部が前記外装部材の後面部に対向して配置され、後端部が車体構造部材に取付けられた衝撃吸収ブラケットと
   を備える車体前部構造であって、
   前記衝撃吸収ブラケットは、上面部から下方に突き出して形成され、車幅方向にほぼ沿って延びるとともに車両前後方向に複数が配列された車幅方向リブと、前記上面部から下方に突き出して形成され、車両前後方向にほぼ沿って延びるとともに車幅方向に複数が配列された前後方向リブとを格子状に配置して構成され、
   前記前後方向リブは、前後方向の圧縮荷重に対する変形強度が他部に対して低い低剛性部が設けられた第１の前後方向リブと、前記低剛性部が前記第１の前後方向リブに対して前後方向にオフセットした箇所に設けられた第２の前後方向リブとを車幅方向に交互に配置したこと
   を特徴とする車体前部構造。
2. 前記第１の前後方向リブ、前記第２の前後方向リブの前記低剛性部は、前記衝撃吸収ブラケットにおける車両後方側の領域に設けられること
   を特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
3. 前記第１の前後方向リブ、前記第２の前後方向リブの前記低剛性部は、上端部に対して下端部が広がった形状に形成されかつ下端部が開放された切欠き部を有し、
   前記第１の前後方向リブの前記切欠き部の上端部と、前記第２の前後方向リブの前記切欠き部の上端部とを前後方向にオフセットして配置したこと
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車体前部構造。
4. 前記第１の前後方向リブ、前記第２の前後方向リブの前記低剛性部は、少なくとも一つの前記車幅方向リブの前記第１の前後方向リブとの交差箇所と、前記第２の前後方向リブとの交差箇所とを、前後方向にオフセットして配置することによって構成されること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車体前部構造。

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