JP2006232013A - 車両前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の衝撃吸収性を向上させること。
【解決手段】 後端部が車両上下方向に延在するフロントピラーに接続され、車両前後方向に延在する左右一対のエプロンアッパメンバと、左右一対のエプロンアッパメンバ間に跨設される略矩形状のフードと、を備える車両前部構造であって、左右一対のエプロンアッパメンバは、エプロンアッパメンバ内において車両前後方向へ延在するフードの両端部を把持する把持部を有する。また、把持部は車両前後方向に延在する一対のレール部であり、フードの両端部は一対のレール部に挿嵌され、レール部に対して車両前後方向へ相対移動可能であることが好ましい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、衝撃吸収性を向上させた車両前部構造に関する。

従来、フロントサイドメンバとエプロンアッパメンバとを直線上のパネルで結合し、衝突時フロントサイドメンバの曲げ変形を防止する車体前部構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−１４９２６１号公報

上記従来の車体前部構造において、前方からの衝撃荷重を受ける部材としてエプロンアッパメンバが車両上部に配設されている。衝突の際は、エプロンアッパメンバはエンジンコンパートメント上部に入力した衝撃荷重をＡピラー、およびベルトラインを経てキャビンへ伝達する。

また、衝突初期から荷重を受けられるようにエプロンアッパメンバが車両前後方向へ長く形成された場合、エプロンアッパメンバは曲げ変形し易くなる。この曲げ変形により、エプロンアッパメンバは荷重を充分にキャビンへ伝達することができない為、衝撃荷重が充分に吸収されないおそれがある。一方、エプロンアッパメンバが車両前後方向へ短く形成された場合も、エプロンアッパメンバは衝突後半のみで衝撃荷重を受けることとなる為、衝撃荷重が充分に吸収されないおそれがある。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、車両の衝撃吸収性を向上させることを主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、後端部が車両上下方向に延在するフロントピラーに接続され、車両前後方向に延在する左右一対のエプロンアッパメンバと、上記左右一対のエプロンアッパメンバ間に跨設される略矩形状のフードと、を備える車両前部構造であって、上記左右一対のエプロンアッパメンバは、上記エプロンアッパメンバ内において車両前後方向へ延在する上記フードの両端辺を把持する把持部を有することを特徴とする車両前部構造である。

この一態様によれば、上記エプロンアッパメンバの上記把持部は、上記エプロンアッパメンバ内において車両前後方向へ延在する上記フードの両端辺を把持する。これにより、上記エプロンアッパメンバ内において車両前後方向へ延在する上記フードの両端が車両前方からの荷重を受けることができる。したがって、上記エプロンアッパメンバは上記フードの両端辺により支持され、車両前後方向からの荷重に対し、高い座屈荷重を確保できる。また、車両前後方向への上記エプロンアッパメンバの長さを充分確保することが可能となり、上記エプロンアッパメンバの衝撃吸収性を向上させることができる。さらに、上記エプロンアッパメンバの長さを充分確保することにより、例えば衝突時の衝突荷重を初期段階から上記エプロンアッパメンバを介して車両後方部材に伝達できる。したがって、早期に衝突荷重を吸収させることができることから、車両の衝撃吸収性が向上する。なお、上記フードの両端辺は上記エプロンアッパメンバの上記把持部により把持されることから、上記フードの座屈荷重を高めることができる。これにより、上記フードによる衝撃荷重の吸収性を向上させることができる。

なお、この一態様において、上記把持部は上記エプロンアッパメンバ内において上記フードの荷重を支持し、上記フードの移動を制限できる構成であればよく、例えば、溶接、ボルト、接着等により上記フードの両端と上記エプロンアッパメンバの内部とを結合させる構成としてもよい。

また、この一態様において、上記把持部は車両前後方向に延在する一対のレール部であり、上記フードの両端辺は上記一対のレール部に挿嵌され、上記レール部に対して車両前後方向へ相対移動可能であるのが好ましい。これにより、上記フードを車両前方に相対移動させて上記フードを開放し、上記フード内部のエンジンコンパートメント等に対し作業を行うことができる。

さらに、この一態様において、上記フードには、車両幅方向に延在する骨格部が形成されているのが好ましい。上記骨格部により上記エプロンアッパメンバの車両幅方向への変形が抑制される。したがって、上記エプロンアッパメンバにより車両前後方向の衝突荷重がより確実に吸収できる。

なお、この一態様において、車両側方に配設される一対のフェンダーを更に備え、上記フードと上記フェンダーとが連続一体に形成されているのが好ましい。これにより、従来構造において存在し、他の部分より硬く形成されるフードとフェンダーとの間の所謂見切り部を無くすことができる。したがって、上記フードと上記フェンダーとの境界領域の衝撃吸収性を向上させることができる。すなわち、上記フードと上記フェンダーとの境界領域に障害物等が衝突したときに、当該障害物等に与える衝撃を緩和することができる。また、上記フードと上記フェンダーを一体に形成することにより、従来構造に存在する見切り部によるデザインの制約を排除することができ、デザインの自由度が拡大する。

この一態様において、上記フードの内面に接合されるインナパネルを更に備え、上記フードと上記インナパネルとの接合部は、上記エプロンアッパメンバの車両上下方向の延長上にないのが好ましい。これにより、上記フードに対する車両上方からの衝撃荷重を上記インナパネルの曲げ変形により吸収することができる。したがって、車両上方から障害物等が上記フードへ衝突したときの衝撃荷重を、上記インナパネルの曲げ変形により吸収し、当該障害物等への衝撃を低減することができる。

本発明によれば、車両の衝撃吸収性を向上させることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。なお、車両前部構造の基本概念、および主要なハードウェア構成等については当業者には既知であるため、詳しい説明を省略する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車両前部構造を示す斜視図であり、フードが開放された状態を示す概略図である。また、図２（ａ）は図１に示すＸ部分を車両上下方向へ切断した際の断面図であり、フードが閉じられた状態を示す図である。さらに、図２（ｂ）は図１に示すフードを直線Ａ−Ａ′で切断した際の断面図であり、骨格部を示す図である。

本実施の形態に係る車両前部構造１において、左右一対のエプロンアッパメンバ３が車両前方かつ上方において、車両前後方向に延在する。各エプロンアッパメンバ３の後端部３ａは、フロントピラーロアの上端部に溶接等により接続されている。一対のエプロンアッパメンバ３の下方側には、車両前後方向へ延在する一対のフロントサイドメンバ５が配設されている。各フロントサイドメンバ５の後端部は、エンジンルームと車室とを画成するダッシュパネルに接続されている。また、各フロントサイドメンバ５の前端部は車両幅方向へ延在するフロントバンパリインフォースメントに接続されている。エプロンアッパメンバ３とフロントサイドメンバ５とは、略平行に配設され、パネル部材等を介在して連結されている。

一対のフロントサイドメンバ３の前端部間には、車両幅方向へ延在するラジエータサポート７が延在している。ラジエータサポート７は正面視で略「日」の字状に形成されており、上下に平行に配設されたラジエータサポートアッパ７ａおよびラジエータサポートロアと、両者を車両上下方向に繋ぐ縦柱７ｂと、によって構成される。また、各エプロンアッパメンバ３の前端部には、車両幅方向へ延在するラジエータサポートアッパ７ａの端部が溶接等により接続されている。

各エプロンアッパメンバ３は、車両前後方向へ延在し断面形状が略コ字状のアウタレール部３ｂを有している。アウタレール部３ｂの前端部はラジエータサポートアッパ７ａの端部に接続され、後端部はフロントピラーロアの上端部に接続されている。

一対のエプロンアッパメンバ３間には、開閉可能な略矩形状のフード９が跨設されている。フード９は外板をなすフードアウタ９ａと、フードアウタ９ａの骨格となるフードインナ９ｂと、から構成される。フードインナ９ｂは車両幅方向へ延在し、車両内側へ突状をなす、相互に略平行となる４つの骨格部９ｃを有し、骨格部９ｃはフードアウタ９ａの内面に接合されている。骨格部９ｃの両端には、車両下方へ延在する側壁９ｄが連続一体で形成され、側壁９ｄの端部には断面が略矩形状のインナレール部９ｅが屈曲形成されている。なお、各側壁９ｄには軽量化を目的として、３つの開口部が形成されているが、形成される開口部の数は任意でよい。また、フードアウタ９ａの内面には４つの骨格部９ｃが接合されているが、接合される骨格部９ｃの数は任意でよい。

エプロンアッパメンバ３のアウタレール部３ｂ内にフード９のインナレール部９ｅが挿嵌され、アウタレール部３ｂによりインナレール部９ｅが車両前後方向へ相対移動可能（スライド自在）に把持されている。フード９が車両前方へスライドした開放状態において、例えばフード９内に配設されるエンジンの整備等が行われる。一方、フード９が車両後方へスライドし、後述するロック機構１１によりロックされた閉状態において、車両走行等が行われる。なお、通常、フード９は閉状態に置かれる。

アウタレール部３ｂとインナレール部９ｅとの間には、車両前後方向へ延在し断面が略矩形状の延長レール部９ｆが摺動自在に介在している。この延長レール部９ｆにより、フード９が車両前方へスライドした状態において、インナレール部９ｅの剛性を高め、フード９の自重によるインナレール部９ｅの撓みを防止している。各インナレール部９ｅの前端部には、フード９が閉状態となったときに、フード９の車両前方への移動をロックするロック機構１１が配設されている。なお、ロック機構１１は各インナレール部９ｅの前端部に配設されているが、各インナレール部９ｅの後端部に配設されていてもよく、フード９の前縁中央部に配設されていてもよい（図４）。また、ロック機構１１は突起状のボタンを押すことによりロックが解除されるように構成されている。

次に、車両前部構造１における衝撃荷重の吸収原理について説明する。

図３（ａ）はエプロンアッパメンバを車両上下方向に切断した際の断面図であり、エプロンアッパメンバの座屈荷重を示す図である。また、図３（ｂ）はエプロンアッパメンバの座屈長さを示す図である。

図３（ａ）に示す如く、例えば車両前部に障害物等が衝突すると、ラジエータサポート７、バンパリインフォースメント等を介して、一対のエプロンアッパメンバ３、および一対のフロントサイドメンバ５に衝撃荷重Ｆが入力される。エプロンアッパメンバ３は、この衝撃荷重Ｆによりエプロンアッパメンバ３の前端部と後端部との間で圧縮荷重を受け、座屈する。この座屈の際に、エプロンアッパメンバ３のアウタレール部３ｂに把持されたフード９のインナレール部９ｅにより、エプロンアッパメンバ３の座屈長さが短くなり、エプロンアッパメンバ３の座屈荷重が増加する。具体的には、骨格部９ｃおよび側壁９ｄによりインナレール部９ｅおよびアウタレール部３ｂが支持され、エプロンアッパメンバ３が支持されることにより、エプロンアッパメンバ３の座屈長さを短くし、座屈荷重を増加させることができる。

なお、座屈荷重は一般に以下の（１）式（オイラー式）により算出される。

Ｐ_Ｅ＝（π^２×Ｅ×Ｉ）／Ｉ_ｒ ^２ （１）
上記（１）式において、Ｐ_Ｅは座屈荷重を示し、Ｉ_ｒは座屈長さを示している。上記（１）式からわかるように、座屈荷重Ｐ_Ｅは座屈長さＩ_ｒの２乗に反比例する。すなわち、座屈長さＩ_ｒを減少させることにより、座屈荷重Ｐ_Ｅを大幅に増加させることができる。

本実施例のようにインナレール部９ｅが側壁９ｄにより支持され、座屈長さＩ_ｒが、例えば約Ｉ_ｒ／４となれば、（１）式より座屈荷重は約Ｐ_Ｅ×１６となり、約１６倍に増加する（図３（ｂ））。

さらに、部材の吸収エネルギーＥと、部材に掛かる荷重Ｆと、荷重吸収時の部材のストロークＳとの間の関係は下記の（２）式の関係がある。

Ｅ＝Ｆ×Ｓ （２）
上記（２）式より吸収エネルギーＥは荷重ＦおよびストロークＳに比例することから、エプロンアッパメンバ３を車両前方へ延ばし、ストロークＳを増加させることにより、エプロンアッパメンバ３の吸収エネルギーＥを増加させることができる。

すなわち、本実施例のようにエプロンアッパメンバ３をラジエータサポート７から延在させ、十分な長さが確保されることにより、エプロンアッパメンバ３による衝撃エネルギーの吸収性を向上させることができる。また、エプロンアッパメンバ３の充分な長さを確保しつつ、上述したように充分な座屈荷重を確保できることから、エプロンアッパメンバ３及びベルトラインを介してキャビンへ早期に衝撃荷重を伝達し、キャビンの衝撃を早期に抑制できる。したがって、車両の快適性が向上する。さらに、フード９の両端はインナレール部９ｅおよびアウタレール部３ｂを介してエプロンアッパメンバ３により把持されることから、フード９の座屈荷重を高めることができる。これにより、フード９による衝撃荷重の吸収性が向上する。

なお、フード９が車両前方へスライド可能に取り付けられていることから、エンジンコンパートメントの作業性は維持される。また、上記第１の実施の形態において、骨格部９ｃは車両幅方向へ延在しているが、フード９前縁中央部から放射状に延在していてもよい（図４）。
（第２の実施の形態）
図５（ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る車両前部構造を示す斜視図である。また、図５（ｂ）は図５（ａ）に示すＹ部分を車両上下方向へ切断した際の断面図であり、フードを閉じた状態を示す図である。

図５に示す如く、第２の実施の形態に係る車両前部構造１１において、フード１９とフェンダー１５とが連続一体に形成されている。すなわち、フード１９の両端縁から車両下方へフェンダー１５が連続一体で延在している。また、フード１９が閉じられた状態で、フェンダー１５においてタイヤハウスに対応する部分が円弧状に欠切されている。さらに、フード１９の前端から車両下方へフロント部１９ａが延在し、フロント部１９ａにはフロントグリル、ヘッドライト開口部等が形成されている。

フード１９およびフェンダー１５には、フードインナ部１９ｂを介してインナレール部１９ｅが溶接等により接続され、インナレール部１９ｅはエプロンアッパメンバ１３のアウタレール部１３ｂに延長レール部１９ｆを介して把持されている。また、フードインナ部１９ｂはインナレール部１９ｅから車両外方へ延び、端部がフェンダー１５に接続される第１フードインナ１９ａと、車両幅方向に延在しフード１９の内面に接合される骨格部９ｃと、一端が骨格部９ｃに接続され、他端がアウタレール部１３ｂに当接する第２フードインナ１９ｄと、から構成される。

他の構成は図１乃至図４に示す第１の実施の形態と略同一である。

図５において、図１乃至図４に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図５に示す車両前部構造１１において、フード１９とフェンダー１５とを連続一体に形成することにより、従来構造において存在し、他の部分より硬く形成されるフードとフェンダーとの間の所謂見切り部を無くすことができる。これにより、当該フード１９とフェンダー１５との境界領域の衝撃吸収性を向上させることができる。したがって、フード１９とフェンダー１５との境界領域に障害物等が衝突したときに、当該障害物等に与える衝撃を緩和することができる。また、フード１９とフェンダー１５を一体に形成することにより、従来構造に存在する見切り部によるデザインの制約を排除することができ、デザインの自由度が拡大する。

さらに、骨格部９ｃと第２フードインナ１９ｄとの接続部がエプロンアッパメンバ１３上にない（第２フードインナ１９ｄが車両内側へ傾倒している）ことから、フード１９に対する車両上方からの衝撃荷重を第２フードインナ１９ｄの曲げ変形により効率よく吸収することができる。これにより、車両上方から障害物等がフード１９へ衝突したときに、衝撃荷重を第２フードインナ１９ｄの曲げ変形により効率よく吸収し、障害物等への衝撃を低減することができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上記第１および第２の実施の形態において、フード９、１９のインナレール部９ｅ、１９ｅがエプロンアッパメンバ３、１３のアウタレール部３ｂ、１３ｂに挿嵌されることにより、フード９、１９の両端部が把持される一例を示したが、フード９、１９の両端部が把持される構造であれば、あらゆるレール構造が適用可能である。

本発明は、車両の前部構造に利用できる。搭載される車両の外観、重量、サイズ、走行性能等は問わない。

本発明の第１の実施の形態に係る車両前部構造を示す斜視図であり、フードが開放された状態を示す概略図である。 （ａ）図１に示すＸ部分を車両上下方向へ切断した際の断面図であり、フードが閉じられた状態を示す図である。（ｂ）図１に示すフードを直線Ａ−Ａ′で切断した際の断面図であり、骨格部を示す図である。 （ａ）エプロンアッパメンバを車両上下方向に切断した際の断面図であり、エプロンアッパメンバの座屈荷重を示す図である。（ｂ）エプロンアッパメンバの座屈長さを示す図である。 骨格部がフード前縁中央部から放射状に延在した状態を示す図である。 （ａ）本発明の第２の実施の形態に係る車両前部構造を示す斜視図である。（ｂ）図５（ａ）に示すＹ部分を車両上下方向へ切断した際の断面図であり、フードを閉じた状態を示す図である。

符号の説明

１ 車両前部構造
３ エプロンアッパメンバ
３ｂ アウタレール部
５ フロントサイドメンバ
７ ラジエータサポート
９ フード
９ｂ フードインナ
９ｃ 骨格部
９ｄ 側壁
９ｅ インナレール部
９ｆ 延長レール部
１５ フェンダー

Claims (5)

1. 後端部が車両上下方向に延在するフロントピラーに接続され、車両前後方向に延在する左右一対のエプロンアッパメンバと、
   前記左右一対のエプロンアッパメンバ間に跨設される略矩形状のフードと、を備える車両前部構造であって、
   前記左右一対のエプロンアッパメンバは、該エプロンアッパメンバ内において車両前後方向へ延在する前記フードの両端辺を把持する把持部を有することを特徴とする車両前部構造。
2. 請求項１記載の車両前部構造であって、
   前記把持部は車両前後方向に延在する一対のレール部であり、
   前記フードの両端辺は前記一対のレール部に挿嵌され、該レール部に対して車両前後方向へ相対移動可能であることを特徴とする車両前部構造。
3. 請求項１又は２記載の車両前部構造であって、
   前記フードには、車両幅方向に延在する骨格部が形成されていること特徴とする車両前部構造。
4. 請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の車両前部構造であって、
   車両側方に配設される一対のフェンダーを更に備え、
   前記フードと前記フェンダーとが連続一体に形成されていることを特徴とする車両前部構造。
5. 請求項４記載の車両前部構造であって、
   前記フードの内面に接合されるインナパネルを更に備え、
   前記フードと前記インナパネルとの接合部は、前記エプロンアッパメンバの車両上下方向の延長上にないことを特徴とする車両前部構造。

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