JP6212376B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、バンパフェースとその後方に配設されている前部剛体との間の上部に歩行
者保護用衝撃吸収部材を介装した車体前部構造に関する。

従来、エンジンルームの前部に配設されているフロントエンドには、ラジエータや空調装置のコンデンサ等の熱交換器を保持するラジエータパネルが配設されており、このラジエータパネルの前方がフロントバンパフェースで覆われている。

ラジエータやコンデンサ等の熱交換器は高価であるため、この熱交換器とバンパフェースとの間に衝撃吸収空間を設け、この衝撃吸収空間に設けたバンパビームの前面に衝撃吸収部材を配設し、先行車や電柱等の障害物に対して低速で衝突（軽衝突）した場合は、衝撃吸収部材のみの変形で衝撃エネルギを吸収し、熱交換器等の前部剛体の損傷を防止するようにした技術が知られている。

このような、車体前部に衝撃吸収空間を有する車両では、必然的にラジエータパネルがフロントバンパフェースの前端部から後方へ所定距離離間した位置に配設されるため、例えばフロントバンパフェースが、車体前部を車幅方向及び上下方向にわたって広く覆うノーズコーンタイプの場合、このフロントバンパフェースの上端をラジエータパネルに直接固定することが困難となり、ブラケットなどを介して固定することになる。

一方、車体前面に歩行者の脚部が衝突した場合、歩行者の上半身はエンジンルームの上部を覆うフロントフード側に傾斜するため、頭部がフロントフードに落下する。この場合、フロントフードの変形により、頭部からの衝撃エネルギを吸収させるためには、このフロントフードの変形ストロークを保証するための空間を確保する必要がある。この場合、フロントフード先端部の下方にはラジエータパネルのアッパフレームが対峙されており、このアッパフレームは剛体であるため、変形ストローク分の空間は、このアッパフレームとフロントフードとの間に確保する必要がある。

例えば特許文献１（特開２０１２−１４８６１３号公報）には、フロントフードとバンパフェースとを、ラジエータパネルのアッパフレーム(バルクヘッド)に対して、衝撃吸収空間を確保した状態で固定する技術が開示されている。すなわち、同公報に開示されている技術では、フロントフードの前端部に設けられているフードインナパネル（フードフレーム）をラジエータパネルのアッパフレーム方向へ膨出させ、このフードインナパネルとラジエータパネルのアッパフレーム（以下、「ラジパネアッパ」と称する）との間にフードロック機構を設け、又、バンパフェースの上端部とラジパネアッパとを合成樹脂製の板状ブラケットで連設するようにしている。

この公報に開示されている技術では、車両が歩行者の脚部に前面衝突した場合、前方からの衝撃は板状ブラケットが後方向へ座屈することで吸収し、前上方からの頭部等の落下による衝撃は板状ブラケットに設けられているボックス状の衝撃吸収部が圧壊することで吸収するようにしている。

ところで、エンジンに外気を取り入れる吸気ダクトの空気取り入れ口をラジパネアッパに固定するものが知られている。この場合、例えば特許文献２（特開２００６−１９３１２２号公報）に開示されているように、板状ブラケット（カバー）に開口部（導風孔）を穿設して、フロントグリルから取り入れる外気を、板状ブラケットの開口部を通過させて吸気ダクトへ導く必要がある。

特開２０１２−１４８６１３号公報 特開２００６−１９３１２２号公報

しかし、板状ブラケットに開口部（導風孔）を穿設すると強度が低下するため、衝撃吸収材としての機能が低下してしまう問題がある。これに対処するには、板状ブラケットにリブを形成したりして、強度を保証する必要があるが、構造が複雑化するため好ましくない。

又、フロントグリルから外気と共に導入され、ラジエータパネルに固定されている熱交換器に衝突して舞い上がる雪が開口部を経て吸気ダクトに吸い込まれ易くなり、雪が吸気ダクトに吸い込まれた場合、内部に堆積して吸気抵抗となる不具合がある。

本発明は、上記事情に鑑み、簡単な構造で、衝撃吸収材の機能を低下させることなく、吸気ダクトに入り込む雨雪を阻止することのできる車体前部構造を提供することを目的とする。

本発明は、外気を取り入れるフロントグリルが取付けられているバンパフェースと、前記バンパフェースの後方に車幅方向に沿って配設されている前部剛体と、前記前部剛体を支持する支持部材と、前記支持部材の上部に空気取り入れ口側が載置固定されている吸気ダクトと、前記バンパフェースと前記前部剛体との間の上部に車幅方向に沿って介装され、後部が前記支持部材に固設されている歩行者保護用衝撃吸収部材とを備える車体前部構造において、前記歩行者保護用衝撃吸収部材が車幅方向に延在する筒状の閉断面に形成されていると共に、両端部が開口され、且つ前記空気取り入れ口に臨まされる面に導風孔が穿設されており、前記導風孔は、前方からの衝突により前記歩行者保護用衝撃吸収部材が圧潰された際に、最も前後の隙間が狭くなる位置に形成されている。

本発明によれば、歩行者保護用衝撃吸収部材を車幅方向に延在する筒状の閉断面に形成すると共に、両端部を開口し、且つ吸気ダクトの空気取り入れ口に臨まされる面に導風孔を開口したので、フロントグリル側から取り入れられる外気は、歩行者保護用衝撃吸収部材を迂回して、その両端部から内部を通り、導風孔を経て吸気ダクトの空気取り入れ口に吸い込まれる。その結果、例えば、フロントグリルから外気とともに雨雪が入り込んでも、この雨雪は自己の慣性力により後方の前部剛体の方向へ導かれるため、歩行者保護用衝撃吸収部材内に吸い込まれ難くなり、従って、吸気ダクトに入り込む雨雪を阻止することができる。又、歩行者保護用衝撃吸収部材の内部空間を空気通路として利用しているため、歩行者保護用衝撃吸収部材の機能を低下させることなく、良好な衝撃吸収能力を得ることができる。

車体前部の要部断面側面図 図１のII-II断面斜視図 上部衝撃吸収部材の車幅方向端部の斜視図

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にエンジンルーム２が形成されており、このエンジンルーム２の上部が開閉自在なフロントフード３で閉塞されている。又、車体前部１の前端にフロントバンパ１０が配設されている。このフロントバンパ１０はバンパフェース１１と、図示しないバンパビーム及び衝撃吸収（ＥＡ(energy absorber)）部材を有している。バンパフェース１１は合成樹脂等の弾性材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、本実施形態では、車体前面を車幅方向及び上下方向にわたって広く覆うノーズコーンタイプが採用されている。

このバンパフェース１１の上端部には、フロントフード３の先端部との境界Ｐを形成する段差部１１ａが形成されている。更に、このバンパフェース１１の上部前面が開口されており、この開口部位に、前方からの外気をエンジンルーム２へ導くフロントグリル１２が取付けられている。又、フロントエンドであるエンジンルーム２の前部に枠状に形成されたラジエータパネル１３が車幅方向に沿って配設され、このラジエータパネル１３の後部に、熱交換器としてのラジエータ１４及び空調装置のコンデンサ１５が固設されている。尚、このラジエータパネル１３が本発明の支持部材に相当し、又、このラジエータパネル１３に固設されている熱交換器が、本発明の前部剛体に相当している。

このラジエータパネル１３とバンパフェース１１との間に前部衝撃吸収空間１６ａが形成され、又、ラジエータパネル１３のアッパフレーム（ラジパネアッパ）１３ａとフロントフード３との間に上部衝撃吸収空間１６ｂが形成されている。尚、図示しないが、前部衝撃吸収空間１６ａには、上述したバンパビーム、及びこのバンパビームの前面に固設された前部衝撃吸収部材（前部ＥＡ部材）が配設されている。

更に、両衝撃吸収空間１６ａ，１６ｂが交わるバンパフェース１１の上部付近に歩行者保護用衝撃吸収部材としての上部衝撃吸収部材（以下、「上部ＥＡ部材」と称する）２１が車幅方向に沿って配設されている。この上部ＥＡ部材２１は薄板を加工した板金製であり、前壁部材２２と後壁部材２３とをスポット溶接によって接合して筒状に形成されている。

前壁部材２２は側面視で、上面２２ａ、前面２２ｂ、底面２２ｃ、及び後面２２ｄが曲げ形成されて、後部上面が開口する箱形に形成されている。又、この前壁部材２２は、車幅方向にバンパフェース１１の内面に対向した状態で配設されており、この前壁部材２２の後面２２ｄの上端部に、上面２２ａとほぼ平行な状態で対峙して後方へ延在する後部フランジ２２ｅが形成されている。この上面２２ａの底面、及び後部フランジ２２ｅの上面に、後壁部材２３の上面フランジ２３ａと下面フランジ２３ｂとがスポット溶接等を介して各々接合されて、前壁部材２２の後部上面の開口が閉塞されている。

又、上面２２ａの後端部がバンパフェース１１の段差部１１ａの下面にクリップ２６によって固定されている。一方、後部フランジ２２ｅ（及び、後部フランジ２２ｅにスポット溶接されている下面フランジ２３ｂ）がラジパネアッパ１３ａの上面にネジ止めされている。又、このラジパネアッパ１３ａの前面に前壁部材２２の後面２２ｄが接合されており、この後面２２ｄがラジエータパネル１３の車幅方向左右に設けられているサイドフレーム（以下、「ラジパネサイド」と称する）１３ｂにネジ止めされている。尚、後部フランジ２２ｅ、及び後面２２ｄはラジパネアッパ１３ａ、及びラジパネサイド１３ｂにスポット溶接されていても良い。

又、前壁部材２２の前面２２ｂは、バンパフェース１１から離間する方向に屈曲された凹屈曲部２２ｆを有し、この凹屈曲部２２ｆに下方斜め前方へ延在する下傾斜面２２ｇが形成されている。更に、この凹屈曲部２２ｆの上端部に上突出部２２ｈが形成され、一方、下傾斜面２２ｇに下突出部２２ｉが形成されている。この下突出部２２ｉに底面２２ｃが連続形成されている。この底面２２ｃは後方下方へやや傾斜された状態で延在され、その後端に後面２２ｄが連続形成されている。この両突出部２２ｈ，２２ｉは、いずれもバンパフェース１１側に突出されていると共に、下突出部２２ｉが上突出部２２ｈよりも前方に突出されている。又、符号Ｌは、下突出部２２ｉから後面２２ｄまでのＥＡスペースであり、本実施形態では、前部衝撃吸収空間１６ａの前後方向のほぼ全体にＥＡスペースＬが確保されている。従って、車体前面が車両、電柱等の障害物に軽衝突した場合、直ちに下突出部２２ｉに衝撃エネルギが伝達される。

又、後壁部材２３は、上面フランジ２３ａの前端から下方にほぼ垂直に縦壁面部２３ｃが延在され、この縦壁面部２３ｃの下端に後方下方へ延在する斜面部２３ｄが連続形成され、更に、この斜面部２３ｄの後端に、上述した下面フランジ２３ｂが連続されている。

本実施形態による上部ＥＡ部材２１は、前壁部材２２と後壁部材２３とでＢＯＸ断面（閉断面）に形成されていると共に、図２、図３に示すように、左右端部２１ａが開口されている。又、下面フランジ２３ｂの後端部上に、図示しないエンジンに外気を取り入れる吸気ダクト２７の空気取り入れ口２７ａが載置固定されている。尚、図３は説明を容易にするため板厚を省略して示している。

この吸気ダクト２７の空気取り入れ口２７ａ側を載置固定する下面フランジ２３ｂには、この空気取り入れ口２７ａの直前であって、上部ＥＡ部材２１の内部空間２１ｂに連通する導風孔２３ｅが開口されている。図１に示すように、フロントフード３にてエンジンルーム２を閉塞すると、このフロントフード３の内面にて吸気ダクト２７と導風孔２３ｅの上方が覆われ、更に、吸気ダクト２７の空気取り入れ口２７ａの前方に上部ＥＡ部材２１の後壁部材２３が対峙される。そのため、吸気ダクト２７の空気取り入れ口２７ａからエンジン側へ吸い込まれる外気（新気）は、そのほとんどが、上部ＥＡ部材２１の内部空間２１ｂから導風孔２３ｅを経て供給される。従って、上部ＥＡ部材２１の内部空間２１ｂは、左右端部２１ａから外気を導入する空気通路として機能する。又、破線で示す符号３１は脚部インパクタであり、３１’は衝突した際の脚部インパクタの侵入位置が示されている。尚、上述した導風孔２３ｅは、衝突後の脚部インパクタ３１’の侵入位置と支持部材であるラジパネアッパ１３ａ前面との前後の隙間が最も狭くなる位置、すなわち、導風孔２３ｅの後端が、前壁部材２２の後面２２ｄとほぼ同じ位置に臨まされている。

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。

［通常走行］
バンパフェース１１とラジエータパネル１３との間に形成された前部衝撃吸収空間１６ａの上部に配設されている上部ＥＡ部材２１は、車幅方向に閉断面構造となっていると共に、左右端部２１ａが開口されている。又、後壁部材２３の下面フランジ２３ｂに、内部空間２１ｂに連通する導風孔２３ｅが穿設され、その直後に吸気ダクト２７の空気取り入れ口２７ａが臨まされている。更に、この吸気ダクト２７の空気取り入れ口２７ａが配置されている上部衝撃吸収空間１６ｂは、その上方がフロントフード３で閉塞され、前方に上部ＥＡ部材２１の後壁部材２３が対峙されている。そのため、吸気ダクト２７の空気取り入れ口２７ａから吸い込まれてエンジンに供給される外気（新気）のほとんどは上部ＥＡ部材２１の内部空間２１ｂから導風孔２３ｅを経て供給される。

一方、車両が走行すると、フロントグリル１２側から前部衝撃吸収空間１６ａ内に走行風（外気）が導入され、この走行風（外気）の一部が、図２に実線で示す矢印のように、上部ＥＡ部材２１の底面２２ｃを迂回させて、左右端部２１ａから内部空間２１ｂに導入される。そして、この内部空間２１ｂに導入された外気が導風孔２３ｅを経て吸気ダクト２７の空気取り入れ口２７ａに吸い込まれる。

その際フロントグリル１２から走行風と共に前部衝撃吸収空間１６ａに導入された雨雪は、上部ＥＡ部材２１の底面２２ｃを迂回して、左右端部２１ａ方向へ導かれることはなく、自身の慣性力により、図２に一点鎖線で示すように、ラジエータパネル１３に固定されている熱交換器（ラジエータ１４、コンデンサ１５）の方向へ導かれる。そして、熱交換器（ラジエータ１４、コンデンサ１５）に衝突した雪は上方へ舞い上がるが、図１に示すように、上部ＥＡ部材２１は車幅方向に閉断面構造となっており、特に、底面２２ｃにて阻害されるため、内部空間２１ｂに入り込む雪量を大幅に低減することができる。同様に、走行風と共に前部衝撃吸収空間１６ａに導入された雨水も底面２２ｃにて阻害されるため内部空間２１ｂに入り込む雨量を大幅に低減させることができる。

その結果、上部ＥＡ部材２１の内部空間２１ｂ、及び吸気ダクト２７内に堆積する雪量を大幅に低減させることができ吸気抵抗の増加を未然に防止することができる。又、雨水の侵入量も大幅に低減できるので、エンジン出力低下を未然に防止することもできる。

［脚部衝突］
脚部インパクタ３１が車体前部１に接触すると、この脚部インパクタ３１のうちの上脚部（大腿部付近）に相当する部位が車体前部１のフロントバンパ１０に設けられているバンパフェース１１、及び、このバンパフェース１１に取付けられているフロントグリル１２に接触し、フロントグリル１２、及びバンパフェース１１を押圧して、その後方に配設されている上部ＥＡ部材２１に衝突荷重が印加される。

このとき、図１に破線で示すように、脚部インパクタ３１は、上端がフロントフード３側に振られるため、その上部が車体方向に傾倒した状態でフロントグリル１２、及びバンパフェース１１を押し潰し、上部ＥＡ部材２１に衝突荷重を伝達する。

脚部インパクタ３１は、上部ＥＡ部材２１に対し、最初に下突出部２２ｉに衝突する。すると、底面２２ｃが下方へ湾曲変形して下突出部２２ｉが後退すると共に、下傾斜面２２ｇに対して下方へのモーメント荷重が発生し、下突出部２２ｉと同一面になる方向へ押圧変形されて、脚部インパクタ３１は上部ＥＡ部材２１の後面２２ｄ方向へ移動する。

その後、脚部インパクタ３１の上部が上突出部２２ｈに衝突すると、この上突出部２２ｈが圧潰される。脚部インパクタ３１の上部は車体側に傾斜しているため、この上突出部２２ｈには斜め上方へ曲げさせようとするモーメント荷重が発生する。すると、互いに接合されている上面２２ａと上面フランジ２３ａとの後端が下方（図１の時計回り方向）へ屈曲し、後壁部材２３の下面フランジ２３ｂはラジパネアッパ１３ａの前面方向へ屈曲される。尚、この上部ＥＡ部材２１はある程度の剛性を有しているため、脚部インパクタ３１の衝突荷重が印加されると車幅方向へも撓み変形する。

その結果、上部ＥＡ部材２１の前壁部材２２は上下方向へ膨出変形しながら後退し、脚部インパクタ３１を受ける前面２２ｂの面積が広くなり、衝撃荷重を広い面荷重（等分布荷重）で受けることができると共に、後方への移動により効率良く吸収させることができる。更に、この上部ＥＡ部材２１は、車幅方向にＢＯＸ断面（閉断面）状に形成されているため、後壁部材２３に導風孔２３ｅが開口されていても、衝撃吸収能力が低下することはなく、構造の簡素化を実現することができる。

又、衝突時における前壁部材２２の変形に伴い、後壁部材２３も、ラジパネアッパ１３ａに支持された状態で変形され、薄板板金製の前壁部材２２と後壁部材２３とによって、脚部インパクタ３１の衝撃エネルギをより効率良く吸収することができる。

その際、導風孔２３ｅが開口されている後壁部材２３の下面フランジ２３ｂは、図１の矢印方向の一点鎖線で示すように、ラジパネアッパ１３ａの前面側、すなわち、衝突後の脚部インパクタ３１’と支持部材であるラジパネアッパ１３ａ前面との隙間が最も狭くなる部位に屈曲されるため、導風孔２３ｅが開口されていても衝撃吸収能力には影響せず、更に、圧壊残りを減少させることができ、その分、底付き荷重を緩和させることができる。又、本実施形態では上部ＥＡ部材２１の内部空間２１ｂを空気通路として利用しているだけであるため、この上部ＥＡ部材２１の機能を低下させることなく、良好な衝撃吸収能力を得ることができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えば上部ＥＡ部材２１の前壁部材２２の上面２２ａと後部フランジ２２ｅの一方を折り返して、上面フランジ２３ａ、或いは下面フランジ２３ｂを形成すれば、前壁部材２２と後壁部材２３とを１枚の板材から形成することができる。

１…車体前部、
１０…フロントバンパ、
１１…バンパフェース、
１２…フロントグリル、
１３…ラジエータパネル、
１３ａ…アッパフレーム、
１４…ラジエータ、
１５…コンデンサ、
１６ａ…前部衝撃吸収空間、
２１…上部衝撃吸収部材、
２１ａ…左右端部、
２１ｂ…内部空間、
２２…前壁部材、
２２ｂ…前面、
２３…後壁部材、
２３ｂ…下面フランジ、
２３ｅ…導風孔、
２７…吸気ダクト、
２７ａ…空気取り入れ口、
３１…脚部インパクタ、
Ｌ…衝撃吸収スペース

Claims (1)

1. 外気を取り入れるフロントグリルが取付けられているバンパフェースと、
   前記バンパフェースの後方に車幅方向に沿って配設されている前部剛体と、
   前記前部剛体を支持する支持部材と、
   前記支持部材の上部に空気取り入れ口側が載置固定されている吸気ダクトと、
   前記バンパフェースと前記前部剛体との間の上部に車幅方向に沿って介装され、後部が前記支持部材に固設されている歩行者保護用衝撃吸収部材と
   を備える車体前部構造において、
   前記歩行者保護用衝撃吸収部材が車幅方向に延在する筒状の閉断面に形成されていると共に、両端部が開口され、且つ前記空気取り入れ口に臨まされる面に導風孔が穿設されており、
   前記導風孔は、前方からの衝突により前記歩行者保護用衝撃吸収部材が圧潰された際に、最も前後の隙間が狭くなる位置に形成されている
   ことを特徴とする車体前部構造。

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