JP6049133B2 - 車両用歩行者保護装置 - Google Patents

Description

本発明は、車体前部の下部に取付け、衝突時における歩行者の下脚部を保護するようにした車両用歩行者保護装置に関する。

一般に、車両のフロンバンパには、歩行者の脚部に衝突した際に、その衝撃エネルギを吸収すると共に下脚部（脹脛付近）を跳ね上げて、上体をフロントフード上に転倒させるようにする歩行者保護装置が備えられている。

例えば、特許文献１（特開２０１２−７６５３６号公報）に開示されている歩行者保護装置は、フロントバンパの下部に形成されているエアダム内に歩行者保護ブラケット（足払い部材）の先端部を臨ませた技術が開示されている。この歩行者保護ブラケットは、車体前部が歩行者の脚部に衝突した際に、歩行者の下脚部を前方へ跳ね上げるものであるため、歩行者の下脚部が衝突した程度では大きく変形せず、ある程度の大きな軽衝突荷重を受けた際に大きく変形する剛性（抗力）を有する構造となっている。

すなわち、この文献に開示されている歩行者保護ブラケットは、その外形を形成するブラケットの前部に上方開口の溝部を車幅方向に沿って形成し、この溝部に臨まれている縦リブの突出端部と、衝突荷重を受けるブラケットの最前面部との間に所定間隙を設けると共に、その前面に水平リブを形成し、更に、最前面部と１列目の横リブとの間のピッチを、１列目の横リブと２列目の横リブとの間のピッチよりも狭く形成している。

このような構造で、車体前部が歩行者の脚部に衝突し、そのときの荷重が歩行者保護ブラケットに印加されると、最前面部が傾倒し、この最前面部を介して突出端部が歩行者の下脚部を押圧する。

この文献に開示されている技術によれば、車体前部が歩行者の脚部に衝突すると、歩行者保護ブラケットの前端面が傾倒され、突出端部が下脚部を押圧するため、この下脚部を容易に跳ね上げることができる。

特開２０１２−７６５３６号公報

しかし、上述した文献に開示されている技術では、歩行者保護ブラケットに形成されている各セルが、縦リブと横リブとを格子状に配設した碁盤目状であるため、歩行者の脚部から衝突荷重が印加される荷重が主に縦リブを介して車体後方に伝達される。そのため、各リブは局所的な変形となり、応力集中により局所的な破壊が発生し易くなり、弾性域が減少し、その分、下脚部を蹴り上げようとする戻り反力の効率が低下してしまう不都合がある。

本発明は、上記事情に鑑み、車体前部が歩行者の脚部に衝突した際の衝撃エネルギを効率よく受けることができるようにすると共に、戻り反力により下脚部を効率よく跳ね上げることのできる車両用歩行者保護装置を提供することを目的とする。

本発明は、車体前部の下部に配設され、後部が車体フレームに固設されて、該車体前部が歩行者の下脚部に衝突した際に該下脚部が受ける衝撃を緩和すると共に戻り反力にて該下脚部を跳ね上げる歩行者保護手段を備える車両用歩行者保護装置において、前記歩行者保護手段は、車幅方向に延在して前記下脚部からの衝撃を面荷重で受ける面荷重受部と、前記面荷重受部の後部に設けられて該面荷重受部からの衝撃を撓み変形により受ける撓み荷重受部とを有し、前記撓み荷重受部は、隣接する辺を共用させて車幅方向に連設する複数の六角形セルを有するハニカム構造体で形成されているハニカム受部とアーチ状受部とを備え、前記ハニカム受部は、前記ハニカム構造体を前記面荷重受部に沿って配設し、前記アーチ状受部は、前記ハニカム構造体をアーチ状に形成し、車体前方へ突出する中央部を前記ハニカム受部に連設していることを特徴とする。

本発明によれば、面荷重受部からの衝撃を撓み変形して受ける撓み荷重受部を、面荷重受部に沿って連設する複数の六角形セルからなるハニカム構造体で形成したので、車体前部が歩行者の脚部に衝突した際に、面荷重受部がその衝撃エネルギを面荷重（等分布荷重）で受けることで弾性域が増加し、更に、この面荷重受部からの荷重を受ける撓み荷重受部をハニカム構造体としたので、このハニカム構造体の撓みにより衝撃エネルギを効率よく受けると共に戻り反力を発生させ、この戻り反力により下脚部を効率よく跳ね上げることができる。

車体前部に歩行者保護ブラケットを取付けた状態の図２のI-Iに相当する断面側面図 歩行者用保護ブラケットの上面斜視図 歩行者用保護ブラケットの下面斜視図 歩行者保護ブラケットの底面図 図４のＶ部拡大図 歩行者保護ブラケットに印加される衝突荷重に対する抗力と変形ストロークの関係を示す特性図

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１の符号１は車体前部であり、この車体前部１の前端にフロントバンパ２が配設されている。このフロントバンパ２は、バンパフェイシャ３とバンパビーム４と衝撃吸収部材５とを有している。更に、このフロントバンパ２の上部に、前方からの外気をエンジンルームへ導くフロントグリル６が設けられ、更に、その上部にエンジンルームの上面を閉塞する開閉自在なフロントフード（図示せず）の前端部が配設されている。

バンパフェイシャ３はポリプロピレン等の合成樹脂を素材に形成されて、車体前端面の造形の一部として機能しており、その上部が後述するラジエータユニット１１のアッパフレーム（図示せず）に固設され、下部、すなわち、後述するエアダム３ｃの下部が後述する歩行者保護ブラケット２１、或いはエンジンルームの下面を覆うアンダカバーの先端部に連結されている。尚、このアンダカバーの後部がフロントサスペンションを支持するサスペンションクロスメンバ等に固定されている。

又、このバンパフェイシャ３の下部に下部外気導入口３ａが開口され、この下部外気導入口３ａから導入された外気にて、主にエアコン装置のコンデンサ（図示せず）が冷却される。更に、バンパフェイシャ３の下部外気導入口３ａを挟む上下に、メインバンパ部３ｂと、走行時におけるフロント下部の空気の流れを整流するエアダム３ｃとが突出形成されている。このメインバンパ部３ｂとエアダム３ｃとは、側面視において、前端面が前方へほぼ同じ量だけ突出されていると共に、幅方向中央から左右方向へ弓状に湾曲形成されている。

又、このバンパフェイシャ３の後方、すなわち、エンジンルームの前部にラジエータユニット１１が配設されている。このラジエータユニット１１は、図示しないラジエータパネル（以下「ラジパネ」と略称）を有し、このラジパネが車幅方向左右に設けられているラジパネサイドと、各ラジパネサイドの上下に、車幅方向へ延出されて配設されているラジパネアッパ、及び、車体フレームとしてのラジパネロア１１ａとで枠状に形成されている。又、左右のラジパネサイド（図示せず）が、車体前後方向へ延在されている一対のフロントサイドフレーム（図示せず）にそれぞれ連結されている。

更に、ラジエータユニット１１は、ラジエータ１１ｂと、このラジエータ１１ｂの前方に配設された空気調和装置のコンデンサ１１ｃとを有し、これらが、上述したラジパネに固定されている。

又、バンパビーム４はメインバンパ部３ｂの後方に対設された状態で車幅方向へ水平に延在されており、その両端側が、一対のフロントサイドフレーム（図示せず）の前端にそれぞれ固設されている。このバンパビーム４の前面に衝撃吸収部材５の背面が固着されている。この衝撃吸収部材５はメインバンパ部３ｂ内に臨まされ、その前面がメインバンパ部３ｂの内面に対して所定間隔を開けた状態で対峙され、更に、車幅方向がメインバンパ部３ｂの形状に沿って弓状に延在されている。

この衝撃吸収部材５はポリウレタン発泡体やポリプロピレン発泡体等の発泡体を素材として形成されており、その発泡率は比較的高く設定されている。衝撃吸収部材５の発泡率を高く設定することで、バンパ前面が歩行者の脚部に衝突した際に、衝撃吸収部材５が塑性変形し、脚部に与える衝撃を緩和する。

又、バンパフェイシャ３の下部に形成された、後方を開口する袋状のエアダム３ｃ内に歩行者保護手段としての歩行者保護ブラケット２１の先端部が臨まされている。この歩行者保護ブラケット２１は、車体前部１が歩行者に衝突した際に、歩行者の下脚部を前方上方へ跳ね上げて、歩行者の上体をフロントフード（図示せず）上に倒伏させるようにするものである。従って、この歩行者保護ブラケット２１は歩行者の下脚部が衝突した程度では大きく変形せず、バンパビーム４が変形しない程度の軽衝突荷重で大きく変形する剛性（抗力）を有している。因みに、この歩行者保護ブラケット２１は、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を素材とする成型品である。

図２、図３に示すように、この歩行者保護ブラケット２１の外形を形成する外表部２２は下方を開口する箱形に形成され、前面に、エアダム３ｃ内に臨まされて、このエアダム３ｃの前面に沿って車幅方向へ延在された荷重受面２２ａが形成され、後部に後方へ突出する取付部２２ｂが形成されている。この取付部２２ｂは車幅方向中央と、その左右の３カ所に所定間隔を開けて形成されており、この取付部２２ｂの上面がラジパネロア１１ａの底部にボルト締めされる。

又、この歩行者保護ブラケット２１は、車幅方向両側にオフセット受部２４が形成され、中央に中央受部２５が形成されている。オフセット受部２４は、湾曲リブ２４ａを挟んで前後が二分割されており、各分割された領域に、斜めリブ２４ｂが、左右の取付部２２ｂの方向に指向された状態で配設されている。斜めリブ２４ｂを左右の各取付部２２ｂ方向へ指向させることで、車体前部の車幅方向左右端部付近が衝突した場合、そのときの荷重を取付部２２ｂ方向へ伝達させて支持させることができる。

一方、図４、図５に示すように、中央受部２５は、前部から面荷重受部２６、ハニカム受部２７、アーチ状受部２８の多段（三段）構造をなしている。尚、このハニカム受部２７とアーチ状受部２８とで、本発明の撓み荷重受部が構成されている。

面荷重受部２６は前面に、上述した荷重受面２２ａを有し、この荷重受面２２ａとハニカム受部２７の前部に形成されて車幅方向へ延在する第１ビーム状リブ２９との間に、縦リブ２６ａが一定間隔ごとに形成されている。更に、この各縦リブ２６ａ間に山形リブ２６ｂがそれぞれ形成されている。

この各山形リブ２６ｂは、裾部がハニカム受部２７側の縦リブ２６ａの基部に連設され、頂部が縦リブ２６ａ間のほぼ中央であって荷重受面２２ａの内面に連設されて、面荷重受部２６全体がトラス構造体をなしている。更に、この縦リブ２６ａ間の間隔Ｐ１が、歩行者の下脚部Ａの直径の半分程度（下脚部Ａの直径を７０[mm]とした場合、３５〜４０[mm]程度）に設定されている。

この面荷重受部２６をトラス構造体とし、しかも、縦リブ２６ａの間隔を下脚部Ａの直径の半分程度としたので、荷重受面２２ａに前方から荷重が印加されても、下脚部Ａの近辺のみが局所的に撓むことはなく、この面荷重受部２６全体の撓みにより衝突荷重が受け止められるため、下脚部Ａが衝突した際の弾性域を増加させることができる。

又、ハニカム受部２７は、第１ビーム状リブ２９とアーチ状受部２８側に形成された第２ビーム状リブ３０との間に複数の六角形セル２７ａが連続形成されている。更に、各六角形セル２７ａの一つの頂部が上述した縦リブ２６ａの基部に連設され、左右の辺が共用されて車幅方向へ延設されていると共に、上述した頂点の対角線上にある他の頂点が第２ビーム状リブ３０に連設されている。従って、ハニカム受部２７全体がハニカム構造体をなし、又、各六角形セル２７ａの頂点間の間隔はＰ１となる。

中央受部２５で受けた衝突荷重はハニカム受部２７の第１ビーム状リブ２９に連設されている各六角形セル２７ａの頂点に伝達され、左右の辺を経て、対角線上の他の頂点から第２ビーム状リブ３０側に伝達される。

又、図２〜図４に示すように、アーチ状受部２８は、上述した３カ所の取付部２２ｂを後部の突出端とし、各取付部２２ｂ間が、前方へ突出する逆Ｕ字状の第１アーチ部３２を介して連設され、又、左右の取付部２２ｂとオフセット受部２４との間、及びハニカム受部２７の端部との間が第２アーチ部３３を介して連設されている。これにより、左右の第２アーチ部３３と、その間の２つの第１アーチ部３２とが各取付部２２ｂを挟んで連続した波形状に形成される。

又、この各アーチ部３２，３３は、その後部外周に配設されて、外表部２２の一部をなすアーチ外壁部３４ａと、このアーチ外壁部３４ａに対し所定間隔を開けて前方に対峙するアーチ内壁部３４ｂとを有し、この両壁部３４ａ，３４ｂ間に複数の六角形セル３５が、互いに隣接する辺を共用し、車幅方向へ、両壁部３４ａ，３４ｂ間の形状に沿って延在されている。この各六角形セル３５は互いに共用している辺に対して直交する側の頂点が各壁部３４ａ，３４ｂに連設されている。アーチ状受部２８は、各アーチ部３２，３３により全体が波形のアーチ構造体をなし、その内部がアーチ外壁部３４ａとアーチ内壁部３４ｂとの間に六角形セル３５を連続形成するハニカム構造体となっている。

更に、各第２アーチ部３３のアーチ内壁部３４ｂの中央部３４ｃがハニカム受部２７側の第２ビーム状リブ３０に連設されている。又、この第１、第２アーチ部３２，３３の形状により、この各アーチ部３２，３３のアーチ内壁部３４ｂと第２ビーム状リブ３０とで、取付部２２ｂ側を頂点とする略三角形状の抜き孔部３６が形成されている。従って、この抜き孔３６の内周は第２ビーム状リブ３０とアーチ内壁部３４ｂとが閉ループ状に連設されている。この抜き孔部３６により、歩行者保護ブラケット２１の軽量化、及び車体前後方向への撓み性の向上を実現することができる。

又、図２に示すように、中央受部２５に位置する荷重受面２２ａと、面荷重受部２６に位置する外表部２２の上面とに長方形の長孔３７ａ，３７ｂが穿設されている。中央受部２５の前面と上面とに長孔３７ａ，３７ｂを形成したことで、前方からの衝突荷重が直接縦リブ２６ａ及び山形リブ２６ｂに伝達されるようになる。

次に、このような構成による本実施形態の作用について説明する。歩行者の脚部に車体前部１のフロントバンパ２に設けられているバンパフェイシャ３が衝突すると、上脚部（大腿部付近）がメインバンパ部３ｂに接触し、下脚部（脹脛付近）Ａ（図４、図５参照）が、メインバンパ部３ｂの下方に形成されているエアダム３ｃに接触する。

すると、上脚部に接触されたメインバンパ部３ｂが変形し、このメインバンパ部３ｂとバンパビーム４との間に介装されている衝撃吸収部材５が塑性変形され、この塑性変形により、上脚部に対する衝撃エネルギが緩和される。

一方、メインバンパ部３ｂよりも下方に位置するエアダム３ｃ内には、歩行者保護ブラケット２１の前面に形成されている荷重受面２２ａが臨まされており、下脚部Ａからの押圧荷重がエアダム３ｃを介して歩行者保護ブラケット２１の荷重受面２２ａに印加される。この下脚部Ａに対し、歩行者保護ブラケット２１の中央受部２５が接触した場合、この中央受部２５は、前部から面荷重受部２６、ハニカム受部２７、アーチ状受部２８の三段構造を有しており、下脚部Ａからの衝突荷重は、先ず、面荷重受部２６に印加される。

図３〜図５に示すように、この面荷重受部２６は、縦リブ２６ａとこの縦リブ２６ａ間に形成された山形リブ２６ｂとが車幅方向に形成されて、全体がトラス構造体を有し、しかも、各縦リブ２６ａ間の間隔Ｐ１が下脚部Ａの直径の半分程度に設定されているため、下脚部Ａからの衝突荷重が面荷重受部２６に印加されても、この面荷重受部２６が局所的に撓むことはなく、図５にハッチングで示すように面荷重受部２６全体の撓みにより衝突荷重が受け止められる。そのため、この面荷重受部２６の弾性域を増加させることができる。

その結果、この面荷重受部２６は全体が可撓性を有する剛体となり、この面荷重受部２６からの衝突荷重が、その後部に連設するハニカム受部２７に対し面荷重（等分布荷重）で伝達される。このハニカム受部２７は全体がハニカム構造体となっており、隣接する六角形セル２７ａの共用している辺に対して直交する側の頂点が面荷重受部２６側の第１ビーム状リブ２９とアーチ状受部２８側の第２ビーム状リブ３０とに各々連設されている。そのため、面荷重受部２６からの衝突荷重は、第１ビーム状リブ２９に連設する頂点を介して、各六角形セル２７ａに分散されて伝達される。

そして、各六角形セル２７ａの頂点に分散されて入力された衝突荷重は、図５に矢印で示すように、この頂点の左右の辺から隣接する六角形セル２７ａの共用する辺を経て、対角線上の頂点に集約される左右の辺を通り、第２ビーム状リブ３０に伝達される。各ビーム状セル２９，３０と、これに連設する六角形セル２７ａとは、隣接する六角形セル２７ａが辺を共用しているためトラス構造体となり、車体前後方向に潰れ難い、可撓性を有する剛体となる。従って、面荷重受部２６とハニカム受部２７とは、下脚部Ａからの衝突荷重をアーチ状受部２８に対し潰れることなく伝達させることができる。

図４に示すように、アーチ状受部２８は、３カ所の取付部２２ｂ間を連設する第１アーチ部３２のアーチ内壁部３４ｂの中央部３４ｃが第２ビーム状リブ３０に連設されていると共に、車幅方向左右の第２アーチ部３３がハニカム受部２７の端部に連設されている。更に、この各アーチ部３２，３３が複数の六角形セル３５を連設したハニカム構造体により、可撓性を有する剛体となっている。

従って、このアーチ状受部２８にハニカム受部２７からの衝突荷重が、図５に矢印で示すように中央部３４ｃから印加されると、第１アーチ部３２、及び第２アーチ部３３が潰れることなく撓み変形する。

その結果、上述した荷重受け部２６、ハニカム受部２７、及びアーチ状受部２８は、下脚部Ａからの衝突荷重を受けると、それぞれが潰れることなく、これらで構成される中央受部２５全体が撓んで衝突荷重が受けられる。その後、この中央受部２５全体の撓みによって生じる戻り反力と戻り量にて下脚部Ａを前方へ跳ね上げる。その結果、歩行者の上体がフロントフード上に倒伏されて歩行者が保護される。

図６に、歩行者保護ブラケット２１が歩行者の下脚部Ａから衝突荷重を受けた際の語彙製である抗力（戻り反力）Ｆと変形ストロークＳとの計測結果を示す。特開２０１２−７６５３６号公報等に開示されている従来の歩行者保護ブラケット２１は、リブが碁盤目状に形成されているため、歩行者の下脚部Ａから衝突荷重を受けると衝突荷重が局所的に集中して破壊し易く、この破壊により変形ストロークＳは大きくなるが、戻しエネルギが減少する。その結果、同図に一点鎖線で示すように、十分な戻り量を得ることが困難となる。

これに対し、本実施形態では、下脚部Ａからの衝突荷重が面荷重受部２６にてハニカム受部２７に面荷重（等分布荷重）で伝達され、このハニカム受部２７、及びその後部のアーチ状受部２８が、潰れることなく撓み変形することで、衝突荷重を受ける構造であるため、同図に実線で示すように、初期抗力が従来に比し大きいため、変形ストロークＳは短くなるが、戻しエネルギが保存されているため戻り量が大きくなる。従って、その分、下脚部Ａを効率よく跳ね上げることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば歩行者保護ブラケット２１のオフセット受部２４をハニカム構造体としても良い。又、取付部２２ｂは２カ所、或いは４カ所以上であっても良い。更に、歩行者保護ブラケット２１を固定する車体フレームはラジパネロア１１ａに限らず、車体下部に設けられたクロスメンバ等であっても良い。

１…車体前部
２…フロントバンパ
３…バンパフェイシャ
１１ａ…ラジパネロア
２１…歩行者保護ブラケット
２２ａ…荷重受面
２２ｂ…取付部
２４ａ…湾曲リブ
２４ｂ…斜めリブ
２５…中央受部
２６…面荷重受部
２６ａ…縦リブ
２７…ハニカム受部
２７ａ，３５…六角形セル
２８…アーチ状受部
２９…第１ビーム状リブ
３０…第２ビーム状リブ
３２…第１アーチ部
３３…第２アーチ部
３４ａ…アーチ外壁部
３４ｂ…アーチ内壁部
３４ｃ…中央部
Ａ…下脚部
Ｐ１…間隔

Claims (5)

1. 車体前部の下部に配設され、後部が車体フレームに固設されて、該車体前部が歩行者の下脚部に衝突した際に該下脚部が受ける衝撃を緩和すると共に戻り反力にて該下脚部を跳ね上げる歩行者保護手段を備える車両用歩行者保護装置において、
   前記歩行者保護手段は、
   車幅方向に延在して前記下脚部からの衝撃を面荷重で受ける面荷重受部と、
   前記面荷重受部の後部に設けられて該面荷重受部からの衝撃を撓み変形により受ける撓み荷重受部とを有し、
   前記撓み荷重受部は、隣接する辺を共用させて車幅方向に連設する複数の六角形セルを有するハニカム構造体で形成されているハニカム受部とアーチ状受部とを備え、
   前記ハニカム受部は、前記ハニカム構造体を前記面荷重受部に沿って配設し、
   前記アーチ状受部は、前記ハニカム構造体をアーチ状に形成し、車体前方へ突出する中央部を前記ハニカム受部に連設している
   ことを特徴とする車両用歩行者保護装置。
2. 前記ハニカム受部の前記ハニカム構造体を構成する前記各六角形セルの頂点間の間隔が前記下脚部の直径の約半分に設定されている
   ことを特徴とする請求項１記載の車両用歩行者保護装置。
3. 前記アーチ状受部は、後方へ突出する後部が前記車体フレームに固設される
   ことを特徴とする請求項１或いは２記載の車両用歩行者保護装置。
4. 車体前部の下部に配設され、後部が車体フレームに固設されて、該車体前部が歩行者の下脚部に衝突した際に該下脚部が受ける衝撃を緩和すると共に戻り反力にて該下脚部を跳ね上げる歩行者保護手段を備える車両用歩行者保護装置において、
   前記歩行者保護手段は、
   車幅方向に延在して前記下脚部からの衝撃を面荷重で受ける、トラス構造体で形成された面荷重受部と、
   前記面荷重受部の後部に設けられて該面荷重受部からの衝撃を撓み変形により受ける撓み荷重受部とを有し、
   前記撓み荷重受部が、隣接する辺を共用させて車幅方向に連設する複数の六角形セルを有するハニカム構造体で形成されている
   ことを特徴とする車両用歩行者保護装置。
5. 前記面荷重受部がトラス構造体で形成されており、
   前記面荷重受部の前記トラス構造体を形成する縦リブが前記ハニカム受部を形成する前記各六角形セルの頂点に連設されている
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車両用歩行者保護装置。

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