JP6548084B2 - 車体側部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の車体側部構造に関し、さらに詳しくは、歩行者保護を目的としたフェンダーパネル内部の衝撃吸収構造に係るものである。

一般に、走行中の車両が歩行者に衝突した際には、歩行者が車体前部のフードや前側部のフェンダーパネルに二次衝突する場合が多い。薄い金属板や樹脂で構成されるフードやフェンダーパネルに対して、それらの内側にある車体側部の骨格構造は剛性が高く、衝突時の衝撃も大きい。したがって、車体のこれらの部位は、二次衝突時に歩行者（特に頭部）を車体の骨格構造から保護する構造が要求される。

例えば、特許文献１では、車体前側部のフェンダーを骨格構造に締結固定するブラケットの剛性を制限することで、二次衝突時の衝撃を緩和する技術が開示されている。しかしながら、このようなブラケットはフェンダーパネルの縁部にのみ設置可能であることに加えて、変形モードが単純であるため、エネルギー吸収効率に課題を残していた。

特開２００５−１６１８８８号公報

本発明は従来技術のこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、設置の自由度が高く総合的なエネルギー吸収効率の向上に有利な車体側部構造を提供することにある。

上記従来技術の有する課題を解決するため、本発明は、
車両のカウルサイド部に上下方向に延びる第１の骨格構造部（１２，１３）と、
前記第１の骨格構造部から前方に延びる第２の骨格構造部（１４，１５）と、
前記第１および第２の骨格構造部の表面側に装着され、上部が車幅方向内側への傾斜を有するフェンダーパネル（３）と、
を備えた車体側部構造において、
前記第１の骨格構造部または前記第２の骨格構造部に固定される基部（４１）と、
前記基部の一側に車長方向に沿う第１曲部（４ｂ）から前記フェンダーパネルの内面に向けて斜め外側上方に延びる中間部（４２）と、
前記フェンダーパネルの内面に近接した前記中間部の上端に車長方向に沿う第２曲部（４ｃ）から前記フェンダーパネルの内面と間隔を有して斜め内側上方に延びる上面部（４３）と、を含むサイドブラケット（４）を備えたことを特徴とする。

本発明に係る車体側部構造は、上述の通り構成されているので、
フェンダーパネル上部に上方からの衝突があった場合、フェンダーパネルがサイドブラケットの上面部に当接することで初期減速度が上昇し、その後、基部および中間部が内側に巻き込まれるように変形することで、効率的に衝撃を吸収するうえで有利である。
また、フェンダーパネルとは接合されない構造であるため、フェンダーパネルの縁部以外の任意の位置に設置可能であり、設置の自由度が高く総合的なエネルギー吸収効率の向上に有利である。

本発明の好適な態様では、前記中間部（４２）と前記上面部（４３）との間の前記第２曲部（４ｃ）の角度が鈍角（Ｃ）であるので、初期減速度が上昇し、効率的に衝撃を吸収するうえで一層有利である。

本発明の好適な態様では、前記サイドブラケット（４）の前記上面部（４３）は、前記第１の骨格構造部の上下方向かつ車長方向に拡がる側壁面（１３１）との間に所定の間隔を有して配設されているので、サイドブラケットが内側に巻き込み変形する過程で、上面部が側壁面に当接することで２次的に減速度が上昇し、フェンダーパネルの変形が抑制され、衝突物が下方かつ車幅方向外側に導かれる利点がある。

本発明の好適な態様では、前記第１の骨格構造部の前記側壁面（１３１）の前縁から車幅方向内側に拡がる前壁面（１３２）と、前記前壁面の前方に車長方向かつ車幅方向に拡がる前記第２の骨格構造部の上面（１５）との間に間隙（Ｄ）が画成されており、前記サイドブラケット（４）は、前記上面部の前側部分から前記間隙に臨み車幅方向内側に延出した延長部（４３ａ）をさらに備えているので、サイドブラケット上面部の車長方向後側が側壁面に当接した後も、サイドブラケット上面部の車長方向前側では、延長部が間隙に進入することで巻き込み変形が継続され、総合的なエネルギー吸収効率の向上に有利である。

本発明が適用される車体側部のフェンダーパネルを取り外した状態を示す斜視図である。 本発明実施形態に係るサイドブラケットの取付けを示す図１の要部拡大図である。 本発明実施形態に係るサイドブラケットを車幅方向外側から見た斜視図である。 本発明実施形態に係るサイドブラケットを車幅方向内側から見た斜視図である。 本発明実施形態に係るサイドブラケットの取付け状態を示す車幅方向縦断面図である。 インパクターが衝突した場合におけるフェンダーパネルおよび本発明実施形態に係るサイドブラケットの変形を示す車幅方向縦断面図である。 インパクターが衝突した場合におけるフェンダーパネルおよび比較例のサイドブラケットの変形を示す車幅方向縦断面図である。 インパクターが衝突した場合における本発明実施形態および比較例のサイドブラケットの変形ストロークと減速度の関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１おいて、車両１は、車体前部にエンジン室２０を備えたフロントエンジン車両であり、エンジン室２０の上部は開閉式のフロントフード２で覆われ、車体前部の左右両側はフェンダーパネル３で覆われるが、図１では右側のフェンダーパネル３が取り外され、内部の車体骨格構造が露見した状態で示されている。

エンジン室２０と乗員室１０とがダッシュパネル１６によって画成されている。ダッシュパネル１６の下部には、エプロンサイドメンバー１８とサイドシルとの間に延在するダッシュロアエクステンション１７が接合され、左右のエプロンサイドメンバー１８の前端部にはバンパー１９が接合されている。

ダッシュパネル１６の上部には、フロントウインドウの下縁を画成すべく車幅方向Ｗに延在するカウルトップパネル１１が接合されており、それらの左右両側にダッシュサイドパネル１２（カウルサイドパネル）が接合され、ダッシュサイドパネル１２の車幅方向外側にフロントドアヒンジリンフォース１３が接合されている。

フロントドアヒンジリンフォース１３は、要部拡大図である図２に示すように、ダッシュサイドパネル１２に接合されるドア開口フランジ１３０、ダッシュサイドパネル１２に対して車幅方向Ｗの外側に膨出して車高方向Ｈおよび車長方向Ｆ−Ｒに拡がる側壁面１３１、その前縁から車幅方向Ｗの内側に拡がる前壁面１３２、および、ダッシュサイドパネル１２の前縁部１２３に接合されるフランジ部１３３を含むハット状の水平断面形状を有し、ダッシュサイドパネル１２と共に、車両１のカウルサイド部に上下方向（Ｈ）に延びる閉断面の第１骨格構造部を形成している。

車両１のカウルサイド部において、ダッシュサイドパネル１２はフロントドアヒンジリンフォース１３よりも前方に延出しており、この延出部分の車幅方向Ｗ外側にダッシュサイドフロントパネル１５の不図示の縦壁面が接合されている。ダッシュサイドフロントパネル１５（カウルサイドフロントパネル）は、縦壁面とその上縁に隣接した上面を有し、縦断面逆Ｌ字状をなして車長方向前方Ｆに延出している。

ダッシュサイドフロントパネル１５の車幅方向外側にはカウルサイドアウターメンバー１４が接合されている。カウルサイドアウターメンバー１４は、縦壁面と不図示の底面を有し、縦壁面の端部が、フロントドアヒンジリンフォース１３の側壁面１３１にボルトで固定され、縦断面Ｌ字状をなして車長方向前方Ｆに延出しており、ダッシュサイドフロントパネル１５と共に、カウルサイド部の第１骨格構造部（１２，１３）から車長方向前方Ｆに延出した閉断面の第２骨格構造部（１４，１５）を形成している。

カウルサイドアウターメンバー１４の上縁部は車幅方向外側に折曲されフランジ１４５が形成されており、このフランジ１４５にダッシュサイドフロントパネル１５の上面縁部が接合されるが、ダッシュサイドフロントパネル１５の上面はカウルサイドアウターメンバー１４よりも前方で終端しており、フロントドアヒンジリンフォース１３の前壁面１３２との間に間隙Ｄが画成されている。

以上のように構成された車両１のカウルサイド部は、先述したようにフェンダーパネル３で覆われる。図１に示すように、フェンダーパネル３は、ダッシュサイドフロントパネル１５の上面に取付けられたフェンダーブラケット６、ダッシュサイドフロントパネル１５の前端に接合されたランプサポートメンバー、ドア開口に沿ったフロントドアヒンジリンフォース１３のフランジ１３０など、パネルの周縁部分において車体に取り付けられるが、パネルの中間部分には固定点を持たないため、外部から中間部分に衝撃が加わった場合、フェンダーパネル３の撓曲により車体の骨格構造部に衝突することになる。

そこで、車体の骨格構造部とフェンダーパネル３の内面との間に衝撃吸収材としてサイドブラケット４が設けられ、このサイドブラケット４の変形に衝突のエネルギーが消費されるようにするとともに、フェンダーパネル３の変形モードが緩和されることで、衝突物が側方に導かれるようにしている。以下、サイドブラケット４の構造および機能について図面と共に説明する。

サイドブラケット４は、図２に二点鎖線（４′）で示されるように、ダッシュサイドフロントパネル１５の上面を越えて後方に延在するカウルサイドアウターメンバー１４のフランジ１４４上に固定される基部４１と、基部４１から斜め外側上方に延びる中間部４２と、中間部４２の上端から斜め内側上方に延びる上面部４３とを含み、車長方向後方Ｒに向けて先細になる断面Ｃ字状またはく字状をなしている。

基部４１は、図３および図４に示されるように、中間部４２に対して車長方向に沿う第１曲部４ｂで折曲されたフランジ状をなし、車体側の取付け部となる平坦なフランジ１４４に部分的に接するように下方に突出した２つの固定部４１ａ，４１ｂを有する。これら固定部４１ａ，４１ｂにおいてフランジ１４４に溶接５されることで、サイドブラケット４のフランジ１４４に対する取付け剛性が制限されている。

中間部４２は、図５に示されるように、基部４１に対して鈍角となる角度Ａをなして第１曲部４ｂからフェンダーパネル３の内面に向けて斜め外側上方に延びており、図３および図４に示されるように、基部４１の２つの固定部４１ａ，４１ｂに対応する位置に同方向に延在する２つのビード部４２ａ，４２ｂを有することで、他の部位に比べて曲げ剛性が高められている。

上面部４３は、図５に示されるように、中間部４２に対して鈍角となる角度Ｃをなして第２曲部４ｃからフェンダーパネル３の内面に沿って斜め内側上方に延びており、図３および図４に示されるように、車長方向前側部分にそれ以外の部分に対して車幅方向内側に延出した延長部４３ａを有している。

この延長部４３ａは、図２に示されるフロントドアヒンジリンフォース１３の前壁面１３２とダッシュサイドフロントパネル１５との間隙Ｄに臨み、好ましくは、車長方向の位置および幅が略一致するように形成される。また、好ましくは、上面部４３の車幅方向Ｗの中心点が、第１曲部４ｂの直上の点よりも車幅方向内側（側壁面１３１側）に位置するように延長部４３ａの延出量Ｂが設定されている。

以上のような構造を有するサイドブラケット４は、特に限定されるものではないが、好適には、金属板を用いてプレス成形される。金属板としては薄板鋼板、例えば板厚０．５〜０．７ｍｍの鋼板が好適であり、実施例では０．６ｍｍの鋼板を用いた。あるいは、繊維強化樹脂材や金属板と繊維強化樹脂の複合材や積層材から構成することもできる。また、サイドブラケット４は、溶接以外の固定方法、例えば、ネジやボルトなどの締結などにより固定されても良い。

次に、上記構成に基づく作用を検証するために、シミュレーションソフトウエアを用いて変形モードの解析を行った。図６は、球状の頭部インパクターＰを上方から落下させた場合におけるフェンダーパネル３およびサイドブラケット４の変形を示している。

先ず、インパクターＰがフェンダーパネル３に衝突すると、直後にフェンダーパネル３はサイドブラケット４の上面部４３に当接し、フェンダーパネル３が３′の方向に湾曲する過程で、サイドブラケット４は第１曲部４ｂを中心に基部４１および中間部４２が内側に巻き込まれるように変形し、この変形に衝突エネルギーが消費されることで、フェンダーパネル３の変形が減速され、衝突初期における衝撃が緩和される。

次いで、サイドブラケット４の上面部４３（の延長部４３ａ以外の部分）がフロントドアヒンジリンフォース１３の側壁面１３１に当接し（４′）、さらに、上面部４３の延長部４３ａが前壁面１３２とダッシュサイドフロントパネル１５との間の間隙Ｄに進入することで、基部４１および中間部４２がさらに内側に巻き込み変形することで（４″）、二次的に減速度が上昇し、フェンダーパネル３の変形がさらに減速され（３″）、この後、インパクターＰ″は車幅方向外側に導かれる。

次に、図７に概略的に示される比較例のサイドブラケット８について、同様に変形モードの解析を行った。このサイドブラケット８は第１曲部８ｂの角度が９０°より小さく、上面部に相当する構成は有していない。なお、図７ではインパクターの図示は省略されている。

この比較例では、サイドブラケット８の変形が直ちに開始され、衝突初期における減速度が小さいうえ、サイドブラケット８の上端が比較的早期に側壁面１３１に当接し（８′）、それ以降の変形が小さい（８″）ので、二次的な衝撃吸収は殆ど期待できない。

図８は、上記変形モード解析における本発明に係るサイドブラケット４と比較例のサイドブラケット８の変形ストロークＳと減速度Ｇの関係（Ｇ−Ｓ波形）を示すグラフである。

先ず、本発明に係るサイドブラケット４では、斜め外側上方に延びる中間部４２とフェンダーパネル３に沿って斜め内側上方に延びる上面部４３の構成により衝突初期の小ストローク領域において比較的大きな減速度Ｇが得られ、その後も、基部４１および中間部４２の巻き込み変形によって広いストローク範囲に亘って穏やかな減速作用が持続することに加えて、上面部４３が側壁面１３１に当接した後も、延長部４３ａが間隙Ｄに進入することで変形が継続され、ストローク全般に分散して適度な減速度Ｇが得られる。

一方、比較例のサイドブラケット８では、衝突初期の小ストローク領域における減速度が小さく、サイドブラケット８が側壁面１３１に当接するまで変形が一気に進行してしまい、その後は急激に減速度が増大しており、全体に変形モードが単調で衝撃緩和効果が小さいことが分かる。

以上、本発明の実施の形態について述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいてさらに各種の変形および変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、フロントドアヒンジリンフォース１３とカウルサイドアウターメンバー１４の接合部分におけるフランジ１４４に設置する場合を示したが、設置位置はこれに限定されるものではなく、より前方のフランジ１４５におけるダッシュサイドパネル１５の上面や、フランジ１４４，１４５に跨って設置することもでき、また、フロントドアヒンジリンフォース１３の側壁面１３１に設置することもできる。

１ 車両
２ フロントフード
３ フェンダーパネル
４ サイドブラケット
４ｂ 第１曲部
４ｃ 第２曲部
５ 溶接
６ フェンダーブラケット
８ サイドブラケット（比較例）
１０ 乗員室
１１ カウルトップパネル
１２ ダッシュサイドパネル
１３ フロントドアヒンジリンフォース
１４ カウルサイドアウターメンバー
１５ ダッシュサイドフロントパネル
１６ ダッシュパネル
２０ エンジン室
４１ 基部
４１ａ，４１ｂ 固定部
４２ 中間部
４２ａ，４２ｂ ビード
４３ 上面部
４３ａ 延長部
１３１ 側壁面
１３２ 前壁面
１４４，１４５ フランジ
Ａ，Ｃ 角度
Ｄ 間隙

Claims (4)

1. 車両のカウルサイド部に上下方向に延びる第１の骨格構造部と、
   前記第１の骨格構造部から前方に延びる第２の骨格構造部と、
   前記第１および第２の骨格構造部の表面側に装着され、上部が車幅方向内側への傾斜を有するフェンダーパネルと、
   を備えた車体側部構造において、
   前記第１の骨格構造部または前記第２の骨格構造部に固定される基部と、
   前記基部の一側に車長方向に沿う第１曲部から前記フェンダーパネルの内面に向けて斜め外側上方に延びる中間部と、
   前記フェンダーパネルの内面に近接した前記中間部の上端に車長方向に沿う第２曲部から前記フェンダーパネルの内面と間隔を有して斜め内側上方に延びる上面部と、
   を含むサイドブラケットを備えたことを特徴とする車体側部構造。
2. 前記中間部と前記上面部との間の前記第２曲部の角度が鈍角であることを特徴とする請求項１に記載の車体側部構造。
3. 前記サイドブラケットの前記上面部は、前記第１の骨格構造部の上下方向かつ車長方向に拡がる側壁面との間に所定の間隔を有して配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車体側部構造。
4. 前記第１の骨格構造部の前記側壁面の前縁から車幅方向内側に拡がる前壁面と、前記前壁面の前方に車長方向かつ車幅方向に拡がる前記第２の骨格構造部の上面との間に間隙が画成されており、
   前記サイドブラケットは、前記上面部の前側部分から前記間隙に臨み車幅方向内側に延出した延長部をさらに備えていることを特徴とする請求項３に記載の車体側部構造。

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