(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
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イシャで覆われている。
【0003】
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イシャ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、熱交換器やラジエータパネル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。
【0004】
このような、車体前部に衝突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イシャ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イシャが、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イシャ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。
【0005】
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。
【0006】
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イシャとを、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、バンパフェイシャ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。
【0007】
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。
【発明を実施するための形態】
【0016】
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、
図2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6が配設されている。このフロントバンパ6はバンパフェイシャ7とバンパビーム8及び衝撃吸収部材(EA(energy absorber)部材)13とを有している。バンパフェイシャ7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。
【0017】
このバンパフェイシャ7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7aが形成されている。更に、このバンパフェイシャ7の上部前面に、外気をエンジンルーム2内に導入するグリル開口部7bが開口されており、このグリル開口部7bにフロントグリル9が取付けられている。
【0018】
又、フロントエンドであるエンジンルーム2の前部にラジエータパネル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、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、及び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。
【0019】
このラジエータパネル13とバンパフェイシャ7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、前部衝撃吸収空間16aであってバンパフェイシャ7に設けられているメインバンパ7cの後方に、上述したバンパビーム8、及びこのバンパビーム8の前面に固設されたEA部材10が配設されている。
【0020】
更に、前部衝撃吸収空間16aには、この前部衝撃吸収空間16aの上部からフロントグリル9の下端部付近にかけて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、ポリプロピレン等の軟性樹脂を材料とする樹脂成形品であり、歩行者が衝突した際の衝撃エネルギを自己変形する際の抗力で吸収する。
【0021】
図3、
図4に示すように、この上部EA部材21の上部に、バンパフェイシャ7に形成した段差部7aの底面に当接し、クリップ27によって固定される上面フランジ22が、ほぼ水平な状態で形成されている。更に、この上面フランジ22の底面に上方上部を開口するコ字状の導風枠部23の上端が連設されており、この導風枠部23の前面に、グリル開口部7bの後端縁部7d外周に装着される前端縁部23aが形成されている。
【0022】
又、導風枠部23の高さ方向の中途であるほぼ中央部位に、前方へ突出する突出部24が形成されている。この突出部24はバンパフェイシャ7の内面に沿って車幅方向に延出されていると共に、前端が上面フランジ22の前端よりも前方に突出されている。更に、この突出部24と導風枠部23とで囲まれた領域に導風口25が形成され、この導風口25はラジエータ14とコンデンサ15との上部前方に向けて開口されている。
【0023】
更に、この導風口25の導風枠部23の底部23b後端と突出部24の底面24aとの間が支柱部28を介して支持されている。この支柱部28は車幅方向に沿って所定間隔置きに形成されており、その水平断面が突出方向をバンパフェイシャ7方向に指向するU字状をなし、このU字状断面が導風枠部23の底部23bから突出部24の底面24a方向へ向かうに従い後方へ次第に拡大形成されている。更に、底部23bの支柱部28間、及び両側の支柱部28と導風枠部23との間に、導風口25から導入される外気の一部を下方へ導く切欠部23cが形成されている。
【0024】
又、突出部24の上面24bが前端から後方斜め上方へ傾斜されており、この上面24bの後部に上支持部26の下端が連設され、この上支持部26の上端が上面フランジ22に連説されている。
図2に示すように、上支持部26は、突出部24の上面24bの後部から上方斜め前方へ延出する上傾斜部26aと、この上傾斜部26aの上端から前方へ水平に延出する折れ部26bと、この折れ部26bから上方へ鉛直に延出して上面フランジ22に連設する縦支持部26cとを有しており、この突出部24と上支持部26と上面フランジ22とが、側面視で略Σ形状断面に形成されている。
【0025】
図3に示すように、上傾斜部26aには第1導出口26dが複数(本実施形態では4カ所)等間隔に開口されており、この第1導出口26dの両側に上傾斜部26aを補強するリブ26eが形成されている。尚、
図2、
図5に示すように、上面フランジ22と折れ部26bとの間にも、縦支持部26cを補強するリブ26fが所定間隔ごとに複数形成されている。
【0026】
又、
図2、
図4、7に示すように、突出部24の上面24bの後端部24cは、上傾斜部26aの下端よりも後方へ突出されて、ラジパネアッパ13aの上方に臨まされており、このラジパネアッパ13aと後端部24cとの間に第2導出口29が開口されている。更に、この後端部24cの上傾斜部26aとの接合部に対応する部位が段差を有して、ラジパネアッパ13aの上面13bに設置される固定面26gが形成されている。この固定面26gがラジパネアッパ13a上にクリップ27にて固定される。尚、図においては中央の上傾斜部26aに接合する部位の後端部24cには、固定面26gが形成されていなが、当該部位に固定面26gが形成されていても良い。
【0027】
又、突出部24の底面24aの後端部であって、支柱部28の中間、及び両側の支柱部28と導風枠部23との間に、係合突部24dが形成されており、この係合突部24dがラジパネアッパ13aの前面13cに、この係合突部24dに対応して穿設されている係入孔13dに係入されて位置決め固定される。
図6に示すように、この前面13cは後面よりも下方に所定に長く延在されて、突出部24の開口端部に対向されており、係入孔13dはその下部に穿設されている。更に、この前面13cの係入孔13d間に外気導入口13eが穿設されている。
【0028】
突出部24内は外表面に沿って形成された内面形状を有し後部を開口する空洞であり、この空洞が、ラジパネアッパ13aに形成されている外気導入口13eや支柱部28内等から流入して第2導出口29へ抜ける下部空気通路30を形成している。一方、突出部24の上面24bはフロントグリル9からの外気を第1導出口26dへ導く整流板として機能する。
【0029】
尚、図示しないが、第1導出口26dにはインタクーラに対して走行風(冷却風)を供給する第1ダクト(図示せず)が連通される。一方、第2導出口29には、エンジンに吸気を供給する第2ダクト(図示せず)が連通される。又、
図2の符号Aは車両や電柱等の障害物、Bは歩行者の上脚部(大腿部付近)、B’は頭部である。
【0030】
次に、このような構成による本発明の作用について説明する。
【0031】
[通常走行]
図1に示すように、バンパフェイシャ7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、突出部24の上面24bによって外気の導入経路が上段と下段とに区画される。すなわち、車両が走行すると、
図2、
図7に矢印で示すように、フロントグリル9側から導入される走行風が、突出部24の上面24bに沿って第1導出口26dへ導かれ、この第1導出口26dから第1ダクトを経てインタクーラ側へ冷却風として供給される。
【0032】
一方、突出部24内に形成された下部空気通路30には、支柱部28内、及びラジパネアッパ13aに開口されている外気導入口13eを経て外気が導入される。すなわち、エンジンが稼働して第2ダクトから外気が吸入されると、フロントグリル9側から上部EA部材21の下部に開口されている導風口25を経て導入された外気の一部がラジパネアッパ13aの前面13cに開口されている外気導入口13eから下部空気通路30に流入される。更に、支柱部28内を通り、バンパフェイシャ7の下部に形成されているエアダム等に流入された外気の一部が下部空気通路30に流入される。
【0033】
この下部空気通路30に流入された外気は、
図2に矢印で示すように蛇行して第2導出口29から第2ダクトに吸引され、エンジン吸気としてエンジンに供給される。又、この下部空気通路30に流入した空気に含まれている雨滴、雪片等は、下部空気通路30を蛇行する際に分離されて底部に滞留する。そして、この滞留した雨滴等は、支柱部28内から滴下される。
【0034】
このように、本実施形態による上部EA部材21は、突出部24の上面24bにてインタクーラに供給する冷却風をガイドし、又、エンジンに供給する吸気は下部空気通路30内を通過させるようにしたので、上部EA部材21をラジパネアッパ13aの前方に配設しても、インタクーラやエンジンに対する空気の供給に支障を生じさせることがない。更に、エンジンに供給する吸気からは下部空気通路30を通過する際に、雨天、雪片等が分離されるため、エンジンに供給する吸気から水分を効率良く分離することができる。
【0035】
又、上部EA部材21の導風枠部23の前端縁部23aが、バンパフェイシャ7に開口されているグリル開口部7bの後端縁部7dの外周に装着されて固定されているため、フロントグリル9に導入された空気を拡散させることなくエンジンルーム2の方向へ導くことができる。更に、導風口25に介装されている支柱部28により空気を整流させることができる。その結果、フロントグリル9側から流入する空気を、ラジエータ14やコンデンサ15側へ効率良く導くことができる。
【0036】
[脚部衝突]
歩行者の脚部が車体前部1に接触すると、この脚部のうちの上脚部(大腿部付近)Bが車体前部1のフロントバンパ6に設けられているバンパフェイシャ7や、このバンパフェイシャ7に取付けられているフロントグリル9に接触し、このバンパフェイシャ7、及びフロントグリル9を押圧して屈曲変形させ、その後方に配設されている上部EA部材21に衝突荷重を印加する。
【0037】
このとき、歩行者の上半身はフロントフード3側に振られるため、上脚部Bの上部が車体方向に傾倒した状態でフロントグリル9、及びバンパフェイシャ7を押し潰し、上部EA部材21に衝突荷重を伝達する。
【0038】
上述したように、上部EA部材21に形成されている導風枠部23の前端縁部23aが、バンパフェイシャ7に形成されているグリル開口部7bの後端縁部7dに嵌合されて固定されているため、上脚部Bの衝撃荷重がフロントグリル9、及びバンパフェイシャ7に印加されると、先ず、導風枠部23の底部23b側が後方に押圧される。すると、この押圧力により支柱部28にモーメント荷重が発生し、このモーメント荷重により、突出部24の底面24aが引張されて、この突出部24の先端側が下方に傾斜される。
【0039】
この突出部24の前端は上面フランジ22の前端よりも前方に突出されているため、衝突荷重は上面フランジ22よりも早く印加される。従って、突出部24は、その前端に上脚部Bからの衝撃荷重が印加されて下方に傾斜され、次いで、上面フランジ22の先端に上脚部Bからの衝撃荷重が印加される。
【0040】
上面フランジ22の先端に衝撃荷重が印加されると、この上面フランジ22は後方へ押圧される。すると、この上面フランジ22に連設する上支持部26の縦支持部26cに、
図2の時計回り方向のモーメント荷重が発生するため、上面フランジ22の先端が上方へ傾斜する。
【0041】
突出部24と上支持部26と上面フランジ22とは、側面視で略Σ形状断面に形成されているため、突出部24の上面24bに下方へ拡開させようとするモーメント荷重が発生し、一方、縦支持部26cは上面フランジ22と折れ部26bとを連設するリブ26fによって補強されているので、上面フランジ22と縦支持部26cとが一体で傾斜し、上支持部26の上傾斜部26aに上方へ拡開させようとするモーメント荷重が発生する。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、上脚部Bからの衝突荷重が印加されると、突出部24、上支持部26、及び上面フランジ22は車幅方向へも撓み変形する。
【0042】
その結果、上面24bが下方向に拡開変形され、上傾斜部26aが上方向に拡開変形され、この上面24b、及び、上傾斜部26aの上下方向への変形により、突出部24の前端と上面フランジ22の先端との間の距離が次第に拡大されると共に、上面24bと上傾斜部26aとの間の屈曲角度が平坦(180°)に近づくため、上面24bと上傾斜部26aとが上脚部Bからの衝撃荷重を広い面荷重(等分布荷重)で受けることになる。その結果、上脚部Bからの衝撃エネルギは上面24bと上傾斜部26aとの拡開方向への変形、及びその変形に伴う後方への移動の際に生じる抗力によって効率良く吸収される。
【0043】
更に、突出部24は、その後端部がラジパネアッパ13aの前面13cに固定されてBOX断面(閉断面)を形成しているので、上面24bの変形に伴い、底面24aも変形されるため、この底面24aの変形の際の抗力によっても上脚部Bからの衝撃エネルギが吸収される。
【0044】
そのため、衝撃荷重と上部EA部材21の変位量(変形量)との関係を示す荷重変位特性が、小さな変形ストロークで大きな衝撃荷重を吸収することのできる理想的な矩形波に近くなり、衝撃エネルギをより効率良く吸収することができる。
【0045】
尚、本実施形態では、上傾斜部26aに第1導出口26dが開口されているため、その分、衝撃荷重に対する抗力が低下するが、この抗力の低下はリブ26eで補剛される。
【0046】
[頭部衝突]
又、
図2に示すように、歩行者の頭部B’がフロントフード3の先端部とバンパフェイシャ7との境界P付近に落下すると、フロントフード3の先端部とバンパフェイシャ7の上端部に形成されている段差部7aとが下方に湾曲変形される。すると、この段差部7aの底面に固設されている上部EA部材21の上面フランジ22が縦支持部26cの上端を中心に、
図2の時計回り方向へ傾斜しようとし、そのときの押圧荷重が縦支持部26c、及びリブ26fを介して上傾斜部26aの上端に伝達される。
【0047】
この上傾斜部26aは前方斜め上方に傾斜されているため、上面フランジ22からの押圧荷重にて、
図2の反時計回り方向のモーメント荷重が発生し、下方へ屈曲変形される。すると、上面フランジ22は上傾斜部26aの変形に追従すると共に、折れ部26bと上傾斜部26aとの稜部を中心として段差部7aにクリップ27で固定されている後端部側を、図の時計回り方向へ傾斜させる。
【0048】
その結果、上面フランジ22の後端部が、フロントフード3の変形軌跡と干渉しない位置まで待避され、上部衝撃吸収空間16bでのフロントフード3の変形ストロークを確保することができる。
【0049】
従って、歩行者の頭部B’が境界P付近に落下しても、上部EA部材21の抗力(反力)によって衝撃エネルギの吸収が阻害されず、フロントフード3の変形ストロークにより当該衝撃エネルギを効率良く吸収させることができ、その結果、頭部傷害値(HIC)を低減させることができる。
【0050】
[軽衝突]
図2に示すように、車体前部1が車両や電柱等の障害物Aに対し、バンパビーム8が変形しない程度の低速で衝突(軽衝突)した場合、この衝撃エネルギは、バンパビーム8の前面に固設されているEA部材10の変形で吸収されるため、障害物Aはフロントフード3の手前で停止される。
【0051】
その際、上部EA部材21にも障害物Aの衝撃荷重が伝達されるが、上部EA部材21が障害物Aからの衝撃荷重を受けて後退してしまうと、その後方に配設されているフロントフード3やラジパネアッパ13a等の部品に損傷を与えてしまう。そのため、本実施形態では、上部EA部材21を下方へ大きく膨出変形させることで、これらの部品の損傷を防止するようにしている。
【0052】
すなわち、障害物Aは、最初にメインバンパ7cに衝突するため、このメインバンパ7cが変形し、そのときの衝撃荷重が、このメインバンパ7cの上部にクリップ27によって固定されている上部EA部材21の導風枠部23の底部23bに伝達される。すると、この底部23bが後方へ押圧され、この底部23bに連設する支柱部28に、
図2の反時計回り方向のモーメント荷重が発生し、このモーメント荷重によって、この支柱部28の上端に連設する突出部24の底面24aが後方斜め下方へ引張される。
【0053】
その結果、突出部24全体が、その後端部をラジパネアッパ13aに支持された状態で下方へ膨出変形され、それに追従して上面24bが下方へ引張されて、突出部24の前面が次第に略平坦に変形される。そのため、障害物Aの衝撃荷重が突出部24に伝達されても、この突出部24が後方へ大きく後退することはなく、この突出部24の後方に配設されているラジエータパネル13、ラジエータ14やコンデンサ15等の前部剛体の損傷を未然に防止することができる。
【0054】
更に、突出部24の上面24bが下方へ引かれると、この上面24bに連設する上傾斜部26aが引張される。この上傾斜部26aはリブ26eによって補強されているため、縦支持部26cが引張され、更に、この縦支持部26cがリブ26fによって補強されているため、上面フランジ22が下方へ引張される。すると、この上面フランジ22はバンパフェイシャ7の段差部7aにクリップ27によって固定されているため、このクリップ27付近を中心に
図2の反時計回り方向、すなわち、前方斜め下方へ屈曲変形される。そのため、上面フランジ22が障害物Aからの衝撃荷重を受けても、後方へ大きく移動することはなく、フロントフード3との干渉を回避することができる。
【0055】
このように、本実施形態による上部EA部材21は、導風枠部23の前端縁部23aをバンパフェイシャ7に形成されているグリル開口部7bの後端縁部7dに嵌合させたので、車体前部1が障害物Aに衝突してメインバンパ7cが変形すると、その衝撃荷重が、導風枠部23を介して底部23b側に直接伝達され、支柱部28を介して突出部24を下方へ大きく膨出変形させる。
【0056】
その結果、上部衝撃吸収空間16bに上部EA部材21を介装しても、この上部EA部材21が軽衝突時に後方へ大きく移動して前部剛体と干渉することがなく、前部剛体を損傷から有効に保護することができる。同様に、上面フランジ22も軽衝突時には前部が斜め下方へ傾斜するため、後方へ移動することが無く、フロントフード3との干渉が回避され、このフロントフード3を損傷から有効に保護することができる。
【0057】
又、本実施形態では、上部EA部材21を、軟性樹脂を材料とする樹脂成形品としたので、設計の自由度が高なる。その結果、上部EA部材21の導風枠部23をバンパフェイシャ7のグリル開口部7bに嵌合させることで、このバンパフェイシャ7自体をEA材の一部として機能させることができると共に、この上部EA部材21でバンパフェイシャ7を補剛することができる。更に、突出部24の後部に形成した係合突部24d及び固定面26gをラジパネアッパ13aに連設し、このラジパネアッパ13aを利用したBOX断面(閉断面)を容易に形成することができる。