(57)【要約】      （修正有）【課題】車両の前面衝突時にバルクヘッドアッパに適切な衝撃吸収性能を発揮させる。【解決手段】車体前部に配置されたバルクヘッド２９は、上下方向に延びる左右一対のバルクヘッドサイド２８と、左右方向に延びるバルクヘッドアッパ２６と、左右方向に延びるバルクヘッドロア２４とを備えて枠状に構成される。フロントサイドフレーム１１から上方に突出するバルクヘッドサイド２８に折れビードよりなる第１脆弱部２８ｄを形成したので、歩行者との前面衝突によってバルクヘッドアッパ２６に前方からの衝突荷重が加わったとき、第１脆弱部２８ｄの屈曲によりバルクヘッドサイド２８の上部を後方に倒してバルクヘッドアッパ２６を後方に移動させることで、衝撃吸収ストロークを充分に確保して歩行者に加わる衝撃を軽減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前部に配置された枠状のバルクヘッド（２９）が、左右のフロントサイドフレーム（１１）に接続されて上下方向に延びる左右一対のバルクヘッドサイド（２８）と、前記左右一対のバルクヘッドサイド（２８）の上端間を接続するバルクヘッドアッパ（２６）と、前記左右一対のバルクヘッドサイド（２８）の下端間を接続するバルクヘッドロア（２４）とを備える自動車の車体前部構造において、
前記フロントサイドフレーム（１１）から上方に突出する前記左右一対のバルクヘッドサイド（２８）に第１脆弱部（２８ｄ）を形成し、前記バルクヘッドアッパ（２６）に前方からの衝突荷重が入力したときに、前記第１脆弱部（２８ｄ）の屈曲により前記バルクヘッドアッパ（２６）を後方に移動させることを特徴とする自動車の車体前部構造。
【請求項２】
前記バルクヘッドアッパ（２６）に第２脆弱部（２６ｃ，２６ｄ）を形成し、前記バルクヘッドアッパ（２６）に前方からの衝突荷重が入力したときに、前記第２脆弱部（２６ｃ，２６ｄ）の屈曲により前記バルクヘッドアッパ（２６）を後方に湾曲させることを特徴とする、請求項１に記載の自動車の車体前部構造。
【請求項３】
前記第２脆弱部（２６ｃ，２６ｄ）は前記バルクヘッドアッパ（２６）の長手方向に沿って複数個配置されており、左右方向端部側に位置する前記第２脆弱部（２６ｃ）は前記バルクヘッドアッパ（２６）の前面に形成され、左右方向中央部側に位置する前記第２脆弱部（２６ｄ）は前記バルクヘッドアッパ（２６）の後面に形成されることを特徴とする、請求項２に記載の自動車の車体前部構造。
【請求項４】
前記第１脆弱部（２８ｄ）は折れビードあるいは切欠きであることを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の自動車の車体前部構造。
【請求項５】
前記第２脆弱部（２６ｃ，２６ｄ）は折れビードあるいは切欠きであることを特徴とする、請求項２〜請求項４の何れか１項に記載の自動車の車体前部構造。
【請求項６】
前記折れビードは三角錐を構成する三つの三角形のうちの二つの三角形で構成され、底壁（２８ａ）および二つの側壁（２８ｂ）を有する断面コ字状の部材の前記二つの側壁（２８ｂ）に相互に対向するように形成されることを特徴とする、請求項５に記載の自動車の車体前部構造。
【請求項７】
板材をく字状に屈曲したブラケット（３４）の両端を、前記二つの折れビードを跨ぐように、前記二つの側壁（２８ｂ）の縁部に結合したことを特徴とする、請求項６に記載の自動車の車体前部構造。
【請求項８】
前記折れビードは、衝突荷重によって圧縮力が作用する部分に設けられることを特徴とする、請求項５〜請求項７の何れか１項に記載の自動車の車体前部構造。
【請求項９】
前記切欠きは、衝突荷重によって引張力が作用する部分に設けられることを特徴とする、請求項５〜請求項７の何れか１項に記載の自動車の車体前部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体前部に配置された枠状のバルクヘッドが、左右のフロントサイドフレームに接続されて上下方向に延びる左右一対のバルクヘッドサイドと、前記左右一対のバルクヘッドサイドの上端間を接続するバルクヘッドアッパと、前記左右一対のバルクヘッドサイドの下端間を接続するバルクヘッドロアとを備える自動車の車体前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
左右のフロントサイドフレームの前端に逆Ｕ字状のバルクヘッドアッパの左右の下端部を前後回動可能にボルトで締結し、自動車が歩行者に前面衝突してバルクヘッドアッパに後向きの衝突荷重が入力したとき、バルクヘッドアッパが下端の枢支部に作用する回動抵抗に抗して後方に倒れることで、充分な衝撃吸収ストロークを確保して歩行者に加わる衝撃を軽減する自動車の車体前部構造が、下記特許文献１により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１７３５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記従来のものは、バルクヘッドアッパの下端の枢支部に作用する回動抵抗がボルトの締結トルクに依存するため、ボルトの締結トルクが強すぎてバルクヘッドアッパの後方への倒れが阻害されたり、ボルトの締結トルクが弱すぎてバルクヘッドアッパが後方に簡単に倒れてしまったりし、適切な衝撃吸収性能を発揮できない可能性があった。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、車両の前面衝突時にバルクヘッドアッパに適切な衝撃吸収性能を発揮させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車体前部に配置された枠状のバルクヘッドが、左右のフロントサイドフレームに接続されて上下方向に延びる左右一対のバルクヘッドサイドと、前記左右一対のバルクヘッドサイドの上端間を接続するバルクヘッドアッパと、前記左右一対のバルクヘッドサイドの下端間を接続するバルクヘッドロアとを備える自動車の車体前部構造において、前記フロントサイドフレームから上方に突出する前記左右一対のバルクヘッドサイドに第１脆弱部を形成し、前記バルクヘッドアッパに前方からの衝突荷重が入力したときに、前記第１脆弱部の屈曲により前記バルクヘッドアッパを後方に移動させることを特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記バルクヘッドアッパに第２脆弱部を形成し、前記バルクヘッドアッパに前方からの衝突荷重が入力したときに、前記第２脆弱部の屈曲により前記バルクヘッドアッパを後方に湾曲させることを特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。
【０００８】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記第２脆弱部は前記バルクヘッドアッパの長手方向に沿って複数個配置されており、左右方向端部側に位置する前記第２脆弱部は前記バルクヘッドアッパの前面に形成され、左右方向中央部側に位置する前記第２脆弱部は前記バルクヘッドアッパの後面に形成されることを特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。
【０００９】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記第１脆弱部は折れビードあるいは切欠きであることを特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。
【００１０】
また請求項５に記載された発明によれば、請求項２〜請求項４の何れか１項の構成に加えて、前記第２脆弱部は折れビードあるいは切欠きであることを特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。
【００１１】
また請求項６に記載された発明によれば、請求項５の構成に加えて、前記折れビードは三角錐を構成する三つの三角形のうちの二つの三角形で構成され、底壁および二つの側壁を有する断面コ字状の部材の前記二つの側壁に相互に対向するように形成されることを特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。
【００１２】
また請求項７に記載された発明によれば、請求項６の構成に加えて、板材をく字状に屈曲したブラケットの両端を、前記二つの折れビードを跨ぐように、前記二つの側壁の縁部に結合したことを特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。
【００１３】
また請求項８に記載された発明によれば、請求項５〜請求項７の何れか１項の構成に加えて、前記折れビードは、衝突荷重によって圧縮力が作用する部分に設けられることを特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。
【００１４】
また請求項９に記載された発明によれば、請求項５〜請求項７の何れか１項の構成に加えて、前記切欠きは、衝突荷重によって引張力が作用する部分に設けられることを特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の構成によれば、車体前部に配置された枠状のバルクヘッドは、左右のフロントサイドフレームに接続されて上下方向に延びる左右一対のバルクヘッドサイドと、左右一対のバルクヘッドサイドの上端間を接続するバルクヘッドアッパと、左右一対のバルクヘッドサイドの下端間を接続するバルクヘッドロアとを備える。フロントサイドフレームから上方に突出する左右一対のバルクヘッドサイドに第１脆弱部を形成したので、歩行者との前面衝突によってバルクヘッドアッパに前方からの衝突荷重が加わったとき、第１脆弱部の屈曲によりバルクヘッドサイドの上部を後方に倒してバルクヘッドアッパを後方に移動させることで、衝撃吸収ストロークを充分に確保して歩行者に加わる衝撃を軽減することができる。
【００１６】
また請求項２の構成によれば、バルクヘッドアッパに第２脆弱部を形成したので、バルクヘッドアッパに前方からの衝突荷重が入力したときに、第２脆弱部の屈曲により前記バルクヘッドアッパを後方に湾曲させることで、バルクヘッドアッパの後方への移動量を更に増加させることができる。
【００１７】
また請求項３の構成によれば、バルクヘッドアッパの長手方向に沿って配置された複数の第２脆弱部のうち、左右方向端部側に位置する第２脆弱部はバルクヘッドアッパの前面に形成され、左右方向中央部側に位置する第２脆弱部はバルクヘッドアッパの後面に形成されるので、バルクヘッドアッパに前方から衝突荷重が入力したとき、バルクヘッドアッパは端部側の第２脆弱部において前方に凸に変形し、中央部側の第２脆弱部において後方に凸に変形することで、バルクヘッドアッパの後方への移動量を最大限に確保することができる。
【００１８】
また請求項４の構成によれば、第１脆弱部は折れビードあるいは切欠きであるので、衝突荷重によって第１脆弱部を確実に折り曲げることができる。
【００１９】
また請求項５の構成によれば、第２脆弱部は折れビードあるいは切欠きであるので、衝突荷重によって第２脆弱部を確実に折り曲げることができる。
【００２０】
また請求項６の構成によれば、折れビードは三角錐を構成する三つの三角形のうちの二つの三角形で構成され、底壁および二つの側壁を有する断面コ字状の部材の二つの側壁に相互に対向するように形成されるので、衝突荷重によって部材に曲げモーメントが作用したときに、折れビードに応力を集中して確実に折り曲げることができる。
【００２１】
また請求項７の構成によれば、底壁および二つの側壁を有する断面コ字状の部材の二つの側壁の縁部に、板材をく字状に屈曲したブラケットの両端を、二つの側壁に相互に対向するように形成した二つの折れビードを跨ぐように結合したので、そのブラケットで部材の変形に伴う衝撃吸収量を増加させることができるだけでなく、ブラケットのく字状の屈曲角度を変化させることで衝撃吸収量を容易に調整することができる。
【００２２】
また請求項８の構成によれば、折れビードは衝突荷重によって圧縮力が作用する部分に設けられるので、圧縮力によって折れビードを座屈させて該折れビードが設けられた部材を確実に変形させることができる。
【００２３】
また請求項９の構成によれば、切欠きは衝突荷重によって引張力が作用する部分に設けられるので、引張力によって切欠きを開いて該切欠きが設けられた部材を確実に変形させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】自動車の車体前部の斜視図。（第１の実施の形態）
【図２】図１の２方向矢視図。（第１の実施の形態）
【図３】図１の３方向矢視図。（第１の実施の形態）
【図４】図１の４方向矢視図。（第１の実施の形態）
【図５】図３の５方向矢視図。（第１の実施の形態）
【図６】脆弱部の効果を説明するグラフ。（第１の実施の形態）
【図７】前記図５に対応する図。（第２の実施の形態）
【図８】ブラケットの効果を説明するグラフ。（第２の実施の形態）
【図９】バルクヘッドアッパの他の実施の形態を示す図。（第３の実施の形態）
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図１〜図６に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。尚、本明細書における前後方向および左右方向とは、運転席に着座した乗員を基準として定義される。
【００２６】
図１〜図４に示すように、自動車の車体前部には前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム１１，１１が設けられており、その後方に左右一対のミドルサイドフレーム１２，１２が接続される。フロントサイドフレーム１１，１１およびミドルサイドフレーム１２，１２の間には左右方向に延びるダッシュボード１３が起立しており、このダッシュボード１３によって前方のエンジンルーム１４と後方の車室１５とが仕切られる。左右一対のフロントピラー１６，１６は、ルーフパネル１７の前縁から前下方に延びるピラーアッパ１８，１８と、ピラーアッパ１８，１８の前下端からダッシュボード１３の側縁に沿って下方に延び、左右一対のサイドシル２０，２０の前端に接続されるピラーロア１９，１９とで構成される。
【００２７】
ピラーアッパ１８，１８の前下端から前下方に延びる左右一対のフロントアッパメンバ２１，２１は、後側のアッパメンバ２２，２２と、前側の垂下部２３，２３とで構成される。左右の垂下部２３，２３の下端間が左右方向に延びるバルクヘッドロア２４で接続され、その接続部の上方において左右の垂下部２３，２３が左右方向に延びるバンパービーム２５で接続される。左右のアッパメンバ２２，２２の前後方向中間部間が左右方向に延びるバルクヘッドアッパ２６で接続され、その接続部がガセット２７，２７で補強される。左右一対のバルクヘッドサイド２８，２８の上下方向中間部がフロントサイドフレーム１１，１１の左右方向内面に固定されており、その上端はバルクヘッドアッパ２６の左右方向端部の近傍の下面に固定され、その下端はバルクヘッドロア２４の左右方向端部の近傍の上面に固定される。
【００２８】
パイプ材よりなるバルクヘッドロア２４、パイプ材よりなるバルクヘッドアッパ２６およびコ字状断面の板材よりなる左右一対のバルクヘッドサイド２８，２８は四角枠状のバルクヘッド２９を構成し、その内部に図示せぬラジエータやエアコンのコンデンサが支持される。
【００２９】
フロントサイドフレーム１１，１１、フロントアッパメンバ２１，２１およびダッシュボード１３に囲まれた空間に前輪３０，３０のホイールハウス３１，３１およびフロントダンパハウジング３２，３２ガ配置される。またパイプ材よりなる補強用の連結部材３３，３３で、フロントサイドフレーム１１，１１および垂下部２３，２３が接続される。
【００３０】
図５に示すように、バルクヘッドサイド２８は金属板を断面コ字状にプレス成型した部材であって、前側の底壁２８ａと、底壁２８ａの左右両端から後方に延びる左右の側壁２８ｂ，２８ｂとを有し、左右の側壁２８ｂ，２８ｂは後方に向かって開放している。左右の側壁２８ｂ，２８ｂはクランク状に屈曲した凹部２８ｃ，２８ｃを有しており、一方の凹部２８ｃがフロントサイドフレーム１１に嵌合するように結合される。
【００３１】
バルクヘッドサイド２８の左右の側壁２８ｂ，２８ｂの凹部２８ｃ，２８ｃよりも僅かに上方位置に、折れビードよりなる左右の第１脆弱部２８ｄ，２８ｄが相互に対向するように形成される。各々の折れビードは、側壁２８ｂの後縁から前縁に向かってテーパーする三角錐を構成する三つの三角形のうちの二つの三角形よりなる面ａ，ｂで構成されている。
【００３２】
図３および図４に示すように、バルクヘッドアッパ２６は、左右方向中央に位置する第１部分２６ａと、第１部分２６ａの両端から左右方向に延びてフロントアッパメンバ２１，２１に接続される左右の第２部分２６ｂ，２６ｂとを備えており、正面視で左右の第２部分２６ｂ，２６ｂは第１部分２６ａに向かって斜め上方に傾斜し、第１部分２６ａは水平に配置される。フロントアッパメンバ２１，２１との結合部に近い左右の第２部分２６ｂ，２６ｂの前面には切欠きよりなる各１個の第２脆弱部２６ｃが形成され、中央の第１部分２６ａの後面には切欠きよりなる３個の第２脆弱部２６ｄ…が形成される。
【００３３】
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。
【００３４】
自動車が歩行者のような障害物に前面衝突した場合、フロントバンパーに脚部を押された歩行者が後方に倒れることで、歩行者の大腿部あるいは腰部からフロントフードを介してバルクヘッドアッパ２６に衝突荷重が入力される。バルクヘッドアッパ２６に前方からの衝突荷重が入力すると、図５に示すように、バルクヘッドアッパ２６の左右両側の第２部分２６ｂ，２６ｂから左右各々のバルクヘッドサイド２８の上端に後向きの荷重が加わり、バルクヘッドサイド２８の上部にはフロントサイドフレーム１１に結合された凹部２８ｃを中心とする曲げモーメントが作用する。
【００３５】
この曲げモーメントにより、バルクヘッドサイド２８の左右の側壁２８ｂ，２８ｂに形成した折れビードよりなる第１脆弱部２８ｄ，２８ｄに応力が集中し、その上側の面ａ，ａと下側の面ｂ，ｂとが相互に接近する方向に圧縮されて左右の側壁２８ｂ，２８ｂが外側に開くように座屈する。その結果、第１脆弱部２８ｄ，２８ｄを中心としてバルクヘッドサイド２８の上部が後方に倒れることで、左右のバルクヘッドサイド２８，２８の上端間を接続するバルクヘッドアッパ２６が大きなストロークで後方に移動する。
【００３６】
これと同時に、前方からの衝突荷重が入力されたバルクヘッドアッパ２６は、その左右の第２部分２６ｂ，２６ｂの前面に形成された切欠きよりなる第２脆弱部２６ｃ，２６ｃが開くように変形し、左右の第２部分２６ｂ，２６ｂは前側に凸に湾曲する。更に、バルクヘッドアッパ２６の中央の第１部分２６ａは、その後面に形成された３個の切欠きよりなる第２脆弱部２６ｄ…が開くように変形し、中央の第１部分２６ａは後方に凸に湾曲する。このようにバルクヘッドアッパ２６の第１部分２６ａおよび第２部分２６ｂ，２６ｂが湾曲することで、バルクヘッドアッパ２６は更に大きく後方に移動し、前述したバルクヘッドサイド２８の第１脆弱部２８ｄ，２８ｄの折れ曲がりによる後方への移動と相まって、バルクヘッドアッパ２６の衝撃吸収ストロークを増加させて充分な衝撃吸収性能を確保することができる。
【００３７】
図６（Ａ）は、衝突時にバルクヘッドアッパ２６から歩行者に加わる荷重の時間変化を示すもので、実線は本願発明、破線は第１脆弱部２８ｄ，２８ｄおよび第２脆弱部２６ｃ，２６ｃ，２６ｄ…を持たない比較例を示している。同図から明らかなように、本願発明は比較例に比べて荷重が大幅に低減している。
【００３８】
図６（Ｂ）は、衝突によるバルクヘッドアッパ２６の後方移動量（衝撃吸収ストローク）の時間変化を示すもので、実線は本願発明、破線は第１脆弱部２８ｄ，２８ｄおよび第２脆弱部２６ｃ，２６ｃ，２６ｄ…を持たない比較例を示している。同図から明らかなように、本願発明は比較例に比べて後方移動量が大幅に増加している。
【００３９】
次に、図７および図８に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００４０】
図７に示すように、第２の実施の形態は、バルクヘッドサイド２８の左右の第１脆弱部２８ｄ，２８ｄの後方を覆うようにブラケット３４を設けたものである。ブラケット３４は、金属板を屈曲部でく字状に折り曲げた本体部３４ａと、本体部３４ａの上下両端に形成されてバルクヘッドサイド２８の左右の側壁２８ｂ，２８ｂの外面に溶接される取付部３４ｂ…とを備える。
【００４１】
このブラケット３４をバルクヘッドサイド２８に付加することで、前面衝突によりバルクヘッドサイド２８が第１脆弱部２８ｄ，２８ｄにおいて後方に屈曲するときに、バルクヘッドアッパ２６から歩行者に加わる荷重を任意に調整することができる。
【００４２】
図８（Ａ）は、ブラケット３４のオフセット量Ｏ（図７参照）を変化させたときの歩行者に加わる荷重の時間変化を示すもので、オフセット量Ｏが増加するのに伴って荷重が低減することが分かる。
【００４３】
図８（Ｂ）は、オフセット量Ｏが小さいブラケット３４（図７の実線参照）を単体で設けたときの歩行者に加わる荷重（実線参照）と、オフセット量Ｏが大きいブラケット３４（図７の鎖線参照）を単体で設けたときの前記荷重（鎖線参照）と、前記二つのブラケット３４，３４を重ねて設けたときの前記荷重（破線参照）とを示している。このように、複数のブラケット３４…を組み合わせて用いることで、バルクヘッドアッパ２６から歩行者に加わる荷重の特性を更にきめ細かく調整することができる。
【００４４】
次に、図９に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。
【００４５】
第１の実施の形態ではバルクヘッドアッパ２６がパイプ材で構成されるが、第３の実施の形態のバルクヘッドアッパ２６は、金属板を下面が開放するハット状断面に屈曲したもので構成される。
【００４６】
図９（Ａ）の例は、衝突荷重によって圧縮荷重が加わる部分の第２脆弱部２６ｃ、つまりバルクヘッドアッパ２６の第２部分２６ｂの第２脆弱部２６ｃを、折れビードで構成したものである。
【００４７】
図９（Ｂ）の例は、衝突荷重によって引張荷重が加わる部分の第２脆弱部２６ｄ、つまりバルクヘッドアッパ２６の第１部分２６ａの第２脆弱部２６ｄを、種々の形状の切欠き（開口）で構成したものである。
【００４８】
この第３の実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の作用効果を達成することができる。
【００４９】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００５０】
例えば、バルクヘッドサイド２８の第１脆弱部２８ｄ，２８ｄを、折れビードではなく切欠きで構成することができる。
【００５１】
また第１脆弱部２８ｄおよび第２脆弱部２６ｃ，２６ｄの数は実施の形態に限定されず、適宜変更可能である。
【００５２】
また実施の形態ではバルクヘッドアッパ２６の左右両端がアッパメンバ２１，２１に接続されているが、それがアッパメンバ２１，２１に接続されていない場合には、バルクヘッドアッパ２６の第２部分２６ｂ，２６ｂの第２脆弱部２６ｃ，２６ｃは不要であり、第１部分２６ａの第２脆弱部２６ｄ…だけで良い。
【００５３】
また実施の形態ではバルクヘッド２９をバルクヘッドロア２４、バルクヘッドアッパ２６および左右のバルクヘッドサイド２８，２９の四つの部材で構成しているが、バルクヘッド２９をどのように分割して構成するかは任意である。
【符号の説明】
【００５４】
１１        フロントサイドフレーム
２４        バルクヘッドロア
２６        バルクヘッドアッパ
２６ｃ      第２脆弱部
２６ｄ      第２脆弱部
２８        バルクヘッドサイド
２８ａ      底壁
２８ｂ      側壁
２８ｄ      第１脆弱部
２９        バルクヘッド
３４        ブラケット
【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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