(57)【要約】  少なくとも繊維強化樹脂からなる車体の前部構造体であって、構造体の構成要素として、少なくとも、上部で車幅方向に延びるアッパと、下部で車幅方向に延びるロアと、アッパとロアの車幅方向両端に接続され上下方向に延びる２つのサイドと、アッパの両端部から車体後方に延びるアッパサイドとを有する構造体において、上下方向に延びアッパとロアを連結するセンターステーおよび斜め方向に延びアッパとサイドを連結するサイドステーの少なくとも一つが付加されており、該付加されたステーに、車体前方からの外力に対し該ステーの他の部位よりも弱められた脆弱部が設けられている車体前部構造体。付加ステー自体に脆弱部を設けることにより、車体上下方向については望ましい強度、剛性を確保しつつ、車体前後方向については歩行者保護のために適切に強度、剛性を弱めることができる。
2012153601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも繊維強化樹脂からなる車体の前部構造体であって、構造体の構成要素として、少なくとも、上部で車幅方向に延びるアッパと、下部で車幅方向に延びるロアと、アッパとロアの車幅方向両端に接続され上下方向に延びる２つのサイドと、アッパの両端部から車体後方に延びるアッパサイドとを有する車体前部構造体において、上下方向に延びアッパとロアを連結するセンターステーおよび斜め方向に延びアッパとサイドを連結するサイドステーの少なくとも一つが付加されており、該付加されたステーに、車体前方からの外力に対し該ステーの他の部位よりも弱められた脆弱部が設けられていることを特徴とする車体前部構造体。
【請求項２】
さらに、前記サイドにも、車体前方からの外力に対し該サイドの他の部位よりも弱められた脆弱部が設けられている、請求項１に記載の車体前部構造体。
【請求項３】
前記脆弱部が、薄肉化、切欠設置、強化繊維配向状態の部分的変更、成形時の樹脂流れの衝突部であるウエルドの意図的付与のいずれか、またはこれらのいずれかの組み合わせによって構成されている、請求項１または２に記載の車体前部構造体。
【請求項４】
前記脆弱部が、その上端がラジエータの上部以上の位置になるように設けられている、請求項１〜３のいずれかに記載の車体前部構造体。
【請求項５】
前記繊維強化樹脂の強化繊維として炭素繊維および/またはガラス繊維が含まれている、請求項１〜４のいずれかに記載の車体前部構造体。
【請求項６】
射出成形により全体が一体成形されている、請求項１〜５のいずれかに記載の車体前部構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体前部構造体に関し、とくに、車体前後方向には比較的弱く車体上下方向には比較的強くした車体前部構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
車体前部には、とくにラジエータの前面側周囲には、通常、例えば図１１に示すような車体前部構造体１０１が設けられる。車体前部構造体１０１は、例えば、構造体１０１の上部で車幅方向に延びるアッパ１０２と、下部で車幅方向に延びるロア１０３と、アッパ１０２とロア１０３の車幅方向両端に接続され上下方向に延びる２つのサイド１０４と、アッパ１０２の両端部から車体後方に延びるアッパサイド１０５とを有している。【０００３】
このような車体前部構造体１０１には、衝突時の歩行者保護性能を高めるために、車体前後方向には比較的弱い構成が求められることがある。とくに、歩行者の腰部や大腿部の高さに相当する部位の車体前後方向の強度、剛性が比較的弱いことが、歩行者をより適切に保護できる観点から好ましい。一方で、車体前部構造体１０１には、車体上下方向に比較的強い構成が求められることが多い。とくに上記アッパ１０２には、フードの係止構造部が設けられることが多いので、フードの強閉や衝突時の跳ね上げ等の際の荷重に対し十分に耐え得るだけの強度、剛性を確保することが求められる。また、車体前部構造体１０１には、ラジエータの保護等の車両としての性能維持のための役割も求められることから、構造体全体として脆弱すぎるものは好ましくなく、車体前部に必要な強度、剛性は確保されなければならない。【０００４】
このような要求性能に鑑み、とくに歩行者保護性能を高めるために、従来から種々の提案がなされている。例えば、特許文献１には、アッパの強度がロアの強度よりも弱く形成されることにより、歩行者保護を図るようにした構造が開示されている。しかし、アッパの強度を弱くした場合、上述したような車体上下方向の荷重に耐えられない可能性がある。【０００５】
また、特許文献２には、バルクヘッド（車体前部構造体）の縦部材が、車両後方へ回動可能に取り付けられることにより、歩行者の衝撃を吸収するようにした構造が開示されている。しかし、この構造では、バルクヘッドが回動できるだけの十分なスペースが必要となるため、スペースが確保できない車両には適用が難しい。【０００６】
さらに、特許文献３には、金属製の衝撃緩和部材と樹脂製のパネルを一体化することにより歩行者を衝突時の衝撃から保護するようにした構造が開示されている。しかし、この構造では、金属製の衝撃緩和部材と樹脂製のパネルを一体化させなければならないため、作製のための作業工数が増加するという問題がある。また、金属製の衝撃緩和部材は中空の部材とはされているものの、比較的大型の部材となるため、車体前部構造体全体としての軽量化は難しい構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１６２３６８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７３５５６号公報
【特許文献３】特開２００４−３３８６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明の課題は、上記のような現状に鑑み、構造体全体として、とくにアッパに、車体上下方向に負荷される可能性のある荷重に耐え得るだけの十分に高い強度、剛性を持たせつつ、衝突時の歩行者保護性能を高めるために、車体前後方向には強度、剛性を弱めた、それぞれの方向への要求性能をともに満たすことが可能な車体前部構造体を提供することにあり、しかも、それを、設置スペースを増大させることなく、かつ、車体の軽量化を阻害することなく達成することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る車体前部構造体は、少なくとも繊維強化樹脂からなる車体の前部構造体であって、構造体の構成要素として、少なくとも、上部で車幅方向に延びるアッパと、下部で車幅方向に延びるロアと、アッパとロアの車幅方向両端に接続され上下方向に延びる２つのサイドと、アッパの両端部から車体後方に延びるアッパサイドとを有する車体前部構造体において、上下方向に延びアッパとロアを連結するセンターステーおよび斜め方向に延びアッパとサイドを連結するサイドステーの少なくとも一つが付加されており、該付加されたステーに、車体前方からの外力に対し該ステーの他の部位よりも弱められた脆弱部が設けられていることを特徴とするものからなる。ここで「少なくとも繊維強化樹脂からなる」とは、基本的には繊維強化樹脂で構成されるが、他の部材との取付等のために、金属部品等を取り付けたり、インサート成形により組み込んだりすることが可能であることを意味している。また、上記アッパサイドは、アッパの両端部から車体後方に延びて車体のサイドメンバと接続されることも可能であるし、サイドメンバとは接続されずに車体後方に延びることも可能である。【００１０】
このような本発明に係る車体前部構造体においては、センターステーおよびサイドステーの少なくとも一つが付加されており、これら付加ステーは車体上下方向に延びることになるので（サイドステーは斜めに車体上下方向に延びる）、車体上下方向に関しては突っかい棒の形態をなし、車体前部構造体の車体上下方向の強度、剛性が高められる。とくにこれら付加ステーはアッパに連結されているので、アッパの車体上下方向の強度、剛性が効率よく高められ、アッパに関して、フードの強閉や衝突時の跳ね上げ等の際の荷重に対し十分に耐え得るだけの強度、剛性を確保することが可能になる。そして、上記付加ステーには、車体前方からの外力に対し他の部位（付加ステーの他の部位）よりも弱められた脆弱部が設けられているので、この脆弱部にて、つまり緩衝部材などを付設することなく車体前部構造体自体に設けられた脆弱部にて、車体前後方向の強度、剛性が意図的に弱められることになる。したがって、車体前部に歩行者が衝突した際の歩行者保護性能が、少なくとも繊維強化樹脂からなる車体前部構造体自体にて効果的に高められることになる。その結果、この車体前部構造体においては、車体上下方向には必要な強度、剛性が確保されつつ、車体前後方向には強度、剛性が弱められて歩行者保護性能が向上され、各方向に対する要求性能がともに満たされる。しかも、本発明に係る車体前部構造体は基本的に繊維強化樹脂からなるので、大型の金属部材を含む場合に比べ軽量に構成できる。さらに、上記センターステーおよびサイドステーの付加ステーは、ともに図１１に示したような従来の車体前部構造体の枠内に配置されるものであるから、実質的に新たな設置スペースは要求されず、かつ、回動部分は皆無であるから、部材回動用スペースも不要であり、設置スペース的な不利は発生せず、本発明は容易に実施できる。【００１１】
上記本発明に係る車体前部構造体においては、さらに、上記サイドにも、車体前方からの外力に対し該サイドの他の部位よりも弱められた脆弱部が設けられている構造とすることができる。このような構造を採用すれば、車体前部構造体全体としてさらに車体前後方向の強度、剛性が弱められ、歩行者保護性能が一層向上される。【００１２】
また、上記脆弱部は、例えば、薄肉化、切欠設置、強化繊維配向状態の部分的変更、成形時の樹脂流れの衝突部であるウエルドの意図的付与のいずれか、またはこれらのいずれかの組み合わせによって構成することができる。いずれの形態であっても、その部位にて、車体前後方向の強度、剛性に的を絞って意図的に弱めることが可能である。【００１３】
また、上記脆弱部は、その上端がラジエータの上部以上の位置になるように設けられていることが好ましい。すなわち、車両の前部に設置されるラジエータは、通常、構造的に相当高い剛性を有しているので、歩行者に衝突した際にラジエータが衝撃荷重を支えてしまうと、車体前部構造体を介して歩行者に大きな衝撃が加わるおそれがある。しかし、脆弱部をラジエータに対して上位に設けておくことにより、より正確には、脆弱部の上端がラジエータの上部以上の位置になるように設けておくことにより、車体前方から衝撃力等の外力が加わった際に、脆弱部から上部の構造体部分のみを後方へ折れ曲がらせることが可能になり、ラジエータからの反力が直接的に歩行者に伝達されないようにすることが可能になり、上述したような歩行者保護性能のさらなる向上が可能となる。【００１４】
本発明に係る車体前部構造体を構成する繊維強化樹脂の種類はとくに限定されず、強化繊維としても、炭素繊維および/またはガラス繊維、アラミド繊維、さらにはこれらを組み合わせたハイブリッド構成の強化繊維の使用が可能である。成形のし易さ、強度、剛性を確保しながら軽量化できる点などからは、炭素繊維の使用が好ましく、成形のし易さに加え、安価である点を考慮すると、ガラス繊維の使用が好ましい。ただし、強化繊維の全部が炭素繊維やガラス繊維である必要はなく、他の繊維が含まれていてもよい。とくに、繊維強化樹脂の強化繊維の一部としてあるいは全体として炭素繊維が含まれていると、成形性の向上や、強度、剛性の確保、軽量化が可能になる。【００１５】
また、本発明に係る車体前部構造体は、成形サイクルの短縮、量産性の向上等の面から、射出成形により全体が一体成形されていることが好ましい。射出成形とする場合には、構造体を構成する繊維強化樹脂のマトリックス樹脂には、とくに熱可塑性樹脂を使用すると良い。また、強化繊維としては、短繊維を使用することが好ましく、それによって短繊維の強化繊維をマトリックス樹脂とともに良好に成形型内に射出できるようになる。
【発明の効果】
【００１６】
このように、本発明に係る車体前部構造体によれば、特定の付加ステーを設け、その付加ステー自体に脆弱部を設けることにより、車体上下方向については望ましい強度、剛性を確保しつつ、車体前後方向については歩行者保護のために適切に強度、剛性を弱めることができる。そして、これらの望ましい性能を、設置スペースを増大させることなく、かつ、車体の軽量化をはかりつつ、満たすことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施態様に係る車体前部構造体とラジエータの構造を示す概略斜視図である。
【図２】図１の構造の分解斜視図である。
【図３】図２の構造の背面側から見た分解斜視図である。
【図４】図１の構造のＡ−Ａ線に沿う拡大縦断面図である。
【図５】図１の構造のＢ−Ｂ線に沿う拡大縦断面図である。
【図６】図１の構造のＣ−Ｃ線に沿う拡大横断面図である。
【図７】薄肉化による脆弱部構成の一例を示す概略断面図である。
【図８】切欠設置による脆弱部構成の一例を示す概略断面図である。
【図９】強化繊維配向状態の部分的変更による脆弱部構成の一例およびウエルドの意図的付与による脆弱部構成の一例を示す概略断面図で、（Ａ）と（Ｂ）は互いに直交する断面で見た図である。
【図１０】本発明の別の実施態様に係る車体前部構造体の構造を示す概略斜視図である。
【図１１】従来の車体前部構造体の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１〜図６は、本発明の一実施態様に係る車体前部構造体１を示しており、ラジエータ２の前面側に配置された例を示している。車体前部構造体１は、少なくとも繊維強化樹脂からなる車体の前部構造体からなる。この車体前部構造体１には、フードの係止機構や他の金具などが付設されたり、インサート成形等によって設けられてもよいが、図示した車体前部構造体１は、繊維強化樹脂のみからなり、全体が一体成形された部分のみを示している。車体前部構造体１は、その構成要素として、上部で車幅方向（車体左右方向）に延びるアッパ３と、下部で車幅方向に延びるロア４と、アッパ３とロア４の車幅方向両端に接続され上下方向に延びる２つのサイド５と、アッパ３の両端部から車体後方に延びるアッパサイド６とを有している。この車体前部構造体１に、上下方向に延びアッパ３とロア４をそれらの中央部で連結するセンターステー７と、斜め方向に延びアッパ３とサイド５を連結するサイドステー８が付加されており、これらセンターステー７とサイドステー８も他の部分とともに一体成形されている。このように構成された車体前部構造体１の直後方に、ラジエータ２が、アッパ３とロア４間で両サイド５間に位置するように設置されている。符号９は、このラジエータ２を取り付けるためのラジエータ取付部を示している。
【００１９】
上記付加ステー７，８の少なくとも一つに（本実施態様では、センターステー７と両サイドステー８の全てに）、車体前方からの外力に対し他のステー部位よりも弱められた脆弱部１０が設けられている。脆弱部１０は、図４に示すように、脆弱部１０の上端の位置がラジエータ２の上部以上の位置になるように設けられている。
【００２０】
このように、センターステー７と両サイドステー８を設けることにより車体上下方向には望ましい強度、剛性を確保しつつ、とくにアッパ３の望ましい強度、剛性を確保しつつ、車体前部構造体１の上部側にてセンターステー７と両サイドステー８に脆弱部１０を設けることにより、それら脆弱部１０を設けた高さ位置で車体前部構造体１の車体前後方向における強度、剛性を適切に弱めることができ、それによって衝突時の歩行者保護性能を向上することができる。とくに脆弱部１０をその上端の位置がラジエータ２の上部以上の位置になるように設けることで、衝突時にラジエータ２に阻害されることなく、脆弱部１０から上位の車体前部構造体１部分を下位の部分に対して円滑に折れ曲がらせることが可能になり、より適切に歩行者を保護することが可能になる。また、センターステー７と両サイドステー８は、アッパ３、ロア４、サイド５に囲まれた領域の範囲内に設けられるので、これらステーを設置するための特別なスペースは実質的に不要である。また、車体前部構造体１は繊維強化樹脂からなるので、全体として容易に必要な強度、剛性を達成しつつ、軽量化をはかることができる。さらに、この車体前部構造体１を射出成形により一体成形すれば、成形の容易性を確保しつつ、量産性の向上が可能になる。
【００２１】
上記脆弱部１０は、以下のように、薄肉化、切欠設置、強化繊維配向状態の部分的変更、成形時の樹脂流れの衝突部であるウエルドの意図的付与のいずれか、またはこれらのいずれかの組み合わせによって構成することが可能である。
【００２２】
例えば、センターステー７に脆弱部１０を設ける場合の一例を図７に示すように（サイドステー８についても同様に設けることができる。以下の各種形態についても同じである。）、例えばラジエータ２よりも上部の位置において、繊維強化樹脂からなるセンターステー７を部分的に薄肉化することにより、車体前後方向に弱い脆弱部１０ａを設けることができる。
【００２３】
また、図８に示すように、繊維強化樹脂からなるセンターステー７の特定部位に切欠１０ｂ（図示例では、Ｖ字状の切欠）を設けることにより、車体前後方向に弱い脆弱部１０ｂを設けることができる。
【００２４】
また、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、繊維強化樹脂からなるセンターステー７の特定部位において、強化繊維配向状態を部分的に変更することにより（配向方向にばらつきを持たせることにより）、および/または、強化繊維１１の配置密度を意図的に変更することにより(例えば、意図的に低下させることにより)、車体前後方向に弱い脆弱部１０ｃを設けることができる。
【００２５】
例えば、強化繊維１１の配向を部分的に変更させると、脆弱部１０ｃで強化繊維１１による強化度合を弱めることができる。図９（Ａ）、（Ｂ）に示すような状態を実現するための具体的手段の一例として、繊維強化樹脂からなるセンターステー７の特定部位において、成形時の樹脂流れの衝突部であるウエルドを意図的に付与することが挙げられ、このウエルド部分を車体前後方向に弱い脆弱部１０ｃとして構成することができる。図示例では、脆弱部１０ｃを構成するウエルド部分において、例えば射出成形時の両側からの樹脂流れが衝突し、衝突した樹脂流れの方向に沿って、強化繊維１１の配向方向が、車体上下方向から車体左右方向へとほぼ９０度変更されている。強化繊維１１が車体上下方向に配向されている部分では車体上下方向の強度、剛性が高められているが、ほぼ９０度変更されて強化繊維１１が車体左右方向に配向された脆弱部１０ｃ（ウエルド部分）では、車体前後方向の強度、剛性が弱められている。
【００２６】
なお、前述の図１に示した実施態様では、脆弱部１０をセンターステー７と両サイドステー８に設けた例を示したが、さらに、サイド５にも、車体前方からの外力に対し該サイド５の他の部位よりも弱められた脆弱部を設けることができる。例えば、図１０に、図１に示した車体前部構造体１に、さらに、両側のサイド５にも脆弱部２０を設けた例を示す。このような脆弱部２０を追加して設けることにより、車体前部構造体１全体としてさらに車体前後方向の強度、剛性を弱めることができ、歩行者保護性能を一層向上することが可能になる。図示例では、両側のサイド５にそれぞれ脆弱部２０を設けたが、脆弱部２０は、左右いずれか一方のサイド５のみに設けることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明に係る車体前部構造体は、衝突時の歩行者保護性能の向上が求められる、あらゆる車体に適用可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１：車体前部構造体
２：ラジエータ
３：アッパ
４：ロア
５：サイド
６：アッパサイド
７：センターステー
８：サイドステー
９：ラジエータ取付部
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、２０：脆弱部
１１：強化繊維
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
2012153601.tif 000014
2012153601.tif 000015
2012153601.tif 000016
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