(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のボンネットの前方下側にフロントフレームの前端部側に支持された車幅方向部材を含むバンパーを備えた前部車体構造であって、
前記車幅方向部材の下側から車両前方側へ突出した位置に設けられた車幅方向に延びる突出部材と、
前記突出部材を後方変位可能に連結して支持する支持ステーと、
前記支持ステーと車幅方向部材とを連結すると共に外的荷重により突出部材が後方へ変位する際にエネルギーを吸収するエネルギー吸収部材とを備え、
前記支持ステーの後端部分を車幅方向部材とフロントフレームの間に挟み込んで固定し、前記外的荷重により支持ステーの変形を介して突出部材を後方へ変位させるように構成したことを特徴とする車両の前部車体構造。
【請求項２】
前記車幅方向部材がバンパーレインフォースメントであることを特徴とする請求項１に記載の車両の前部車体構造。
【請求項３】
前記支持ステーとして１対のフロントフレームに対応する１対の支持ステーを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の前部車体構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の前部車体構造に関し、特に、バンパーの車幅方向部材の下側から車両前方側へ突出した位置に突出部材を設け、この突出部材に作用する外的荷重を緩衝しエネルギーを吸収するようにした前部車体構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の前部車体構造におけるバンパーとして、例えば、特開平１１−１１４９号公報に、フロントフレームに連結されたバンパーレインフォースメントと、バンパーレインフォースメントの前面部に取付けられた発泡材からなる衝撃吸収部材と、バンパーレインフォースメントと衝撃吸収部材の前側を覆うバンパーフェースを有する一般的なバンパーが開示されている。
【０００３】
一方、特開平６−７２２８４号公報には、フロントバンパーにエアバッグを格納し、超音波センサにより車両前方の障害物を検出すると共に、その他種々のセンサ類により車両走行状態（車速等）を検出し、制御装置によりこれら検出情報に基づいて車両と障害物との衝突を予測し、その衝突前に障害物とバンパーの間にエアバッグを展開させるようにしたエアバッグ装置が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特開平１１−１１４９号公報のような一般的なバンパーでは、障害物に衝突した際に作用する外的荷重を緩衝しエネルギー吸収性を高めるのに限度があるし、衝突による衝撃が障害物に対して水平方向からまともに作用するため、安全性を高めること（障害値を軽減すること）はかなり難しい。そこで、前記外的荷重に対するエネルギー吸収性を高めるために、バンパーを大型化することが考えられる。しかし、バンパーが大型化して重量が重くなると、このバンパーのフロントフレームへの取付けが大変になり、その取付け構造も複雑になるため製作コスト的に不利になる。
【０００５】
特開平６−７２２８４号公報のエアバッグ装置では、車両衝突時の衝撃緩衝機能を高めることができる反面、超音波センサを含む種々のセンサ類や、センサ類で検出された情報に基づいてエアバッグを展開制御する制御装置等が必要になるため、構造が複雑化し高価になるうえ、誤作動する懸念もある。
【０００６】
本発明の目的は、車両の前部車体構造において、車両前方から障害物が衝突した際のエネルギー吸収効果を高めること、障害物をボンネット側に誘導しその障害物に対する衝撃を軽減して安全性を高めること、等である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の車両の前部車体構造は、車両のボンネットの前方下側にフロントフレームの前端部側に支持された車幅方向部材を含むバンパーを備えた前部車体構造であって、前記車幅方向部材の下側から車両前方側へ突出した位置に設けられた車幅方向に延びる突出部材と、前記突出部材を後方変位可能に連結して支持する支持ステーと、前記支持ステーと車幅方向部材とを連結すると共に外的荷重により突出部材が後方へ変位する際にエネルギーを吸収するエネルギー吸収部材とを備え、前記支持ステーの後端部分を車幅方向部材とフロントフレームの間に挟み込んで固定し、前記外的荷重により支持ステーの変形を介して突出部材を後方へ変位させるように構成したことを特徴とするものである。
【０００８】
車両前方から障害物が衝突した際、その障害物から作用する外的荷重をバンパーだけでなくエネルギー吸収部材により緩衝しエネルギー吸収を行うことができるため、エネルギー吸収効果を格段に高めることができる。しかも、エネルギーを吸収しつつ、突出部材で障害物をすくい上げるようにしてボンネット側に誘導できるため、その障害物に対する衝撃を効果的に逃して軽減することができ、安全性を高めること（障害値を軽減すること）ができる。
【０００９】
障害物が突出部材の車幅方向のどの位置に衝突しても、その外的荷重を突出部材と支持ステーを介してエネルギー吸収部材に確実に作用させることができる。つまり、エネルギー吸収部材を、バンパーの衝撃吸収部材のように車幅方向略全幅に亙って設けなくても、車幅方向に数個設けるだけでそのエネルギー吸収機能を確実に達成できる。それ故、突出部材、支持ステー、エネルギー吸収部材の全体的な構造が簡単化し重量も軽くできるため、それらを取付ける構造も簡単になり、また、バンパーと共に突出部材と支持ステーとエネルギー吸収部材をバンパーユニットとして構成でき外観状の見栄えもよく、製作コスト的に有利になる。
【００１０】
外的荷重により１対のフロントフレームが変形してエネルギー吸収を行うようにした車両に適用する場合、突出部材、支持ステー、エネルギー吸収部材が、１対のフロントフレームへの外的荷重の入力方向、つまり、１対のフロントフレームの変形モードに殆ど悪影響を与えない。即ち、１対のフロントフレームによるエネルギー吸収効果をほぼ十分に発揮させることができる。
【００１１】
請求項２の車両の前部車体構造は、請求項１の発明において、前記車幅方向部材がバンパーレインフォースメントであることを特徴とするものである。つまり、既設部材であるバンパーレインフォースメントを有効利用することができる。
【００１２】
請求項３の車両の前部車体構造は、請求項１又は２の発明において、前記支持ステーとして１対のフロントフレームに対応する１対の支持ステーを設けたことを特徴とするものである。１対の支持ステーにより、突出部材を車幅方向部材又はフロントフレームに後方変位可能に確実に連結して支持することができる。１対の支持ステーを１対のフロントフレームに連結する連結構造を簡単化でき、また、１対の支持ステーを車幅方向部材に連結する場合には、１対のフロントフレームを利用して行うことでその連結構造を簡単化できる。
【００１３】
外的荷重により１対のフロントフレームが変形してエネルギー吸収を行うものでは、突出部材と１対の支持ステーとエネルギー吸収部材を介して１対のフロントフレームに作用する外的荷重を、車両正面側から真っ直ぐ入力させることができるため、１対のフロントフレームによるエネルギー吸収効果を十分に発揮させることができる。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態は、自動車のボンネットの前方下側にバンパーを備えた前部車体構造に本発明を適用した場合の一例である。
【００１８】
図１〜図３に示すように、自動車Ｃの車体の前部に、エンジンルームの上側を覆うボンネット１が設けられ、このボンネット１の前端下側にラジエータグリル２が設けられ、このラジエータグリル２の下側（ボンネット１の前方下側）に、バンパー５と、本願特有の突出部材１０と１対の支持ステー２０と１対のエネルギー吸収部材３０が設けられている。尚、ボンネット１はボンネットパネル１ａとこれを補強するボンネットレインフォースメント１ｂを有する。
【００１９】
自動車Ｃの車体の前部には、前輪３の内側において車両前後方向に延びる左右１対のフロントフレーム４が設けられている。これらフロントフレーム４の前端部側に、バンパー５と突出部材１０と支持ステー２０とエネルギー吸収部材３０が取付けられ、これらの表面が合成樹脂製（例えば、硬質ウレタン製）のバンパーフェース９で覆われてバンパーユニットを構成している。
【００２０】
前記バンパー５は、１対のフロントフレーム４の前端部に連結された車幅方向に長いバンパーレインフォースメント６（車幅方向部材）と、バンパーレインフォースメント６の前面部に取付けられた車幅方向に長い発泡材からなるバンパー本体７とを有する。
【００２１】
図２、図３に示すように、突出部材１０は衝突する障害物からの外的荷重を入力する為のもので、例えば金属製の中空又は中実ロッドで構成され、バンパーレインフォースメント６の下側から車両前方側へ突出した位置で、例えばバンパー本体７の前端位置に一致する前後方向位置に設けられて車幅方向に延びている。尚、バンパーフェース９には、バンパー本体７と突出部材１０の間において、エンジンルーム側へ外気を導入する為の外気導入口９ａが形成されている。
【００２２】
図２、図３に示すように、１対の支持ステー２０は、突出部材１０をバンパーレインフォースメント６とフロントフレーム４に後方変位可能に連結して支持する為のもので、１対のフロントフレーム４に対応するようにこれらフロントフレーム４と同じ車幅方向位置に設けられ、前記外的荷重により支持ステー２０が変形しその変形を介して突出部材１０を後方へ変位させるように構成してある。
【００２３】
各支持ステー２０は、上後側に位置する鉛直部２１と、鉛直部２１の下端に繋がって前方下側へ傾斜状に延びる傾斜部２２と、傾斜部２２の前端部に繋がって前方へ延びる水平部２３を一体形成して構成され、水平部２３の前端部が突出部材１０に連結されている。
【００２４】
支持ステー２０の後端部分の鉛直部２１がフロントフレーム４とバンパーレインフォースメント６のフランジ４ａ，６ａ間に挟み込まれ、複数のボルト（図示略）等により固定され連結されている。ここで、支持ステー２０の鉛直部２１と傾斜部２２との境界付近部が変形促進部２４に構成され、この変形促進部２４が主に変形して突出部材１０が後方へ変位するようになっている。
【００２５】
図２〜図４に示すように、１対のエネルギー吸収部材３０は、１対の支持ステー２０とバンパーレインフォースメント６とを夫々連結すると共に外的荷重により突出部材１０が後方へ変位する際にエネルギーを吸収する為のものであり、各エネルギー吸収部材３０は、帯板状の金属板を蛇腹状に折曲げたエネルギー吸収部３１と、エネルギー吸収部３１の上下両端側のブラケット３２，３３を一体形成して構成されている。
【００２６】
上側のブラケット３２がそのボルト孔３２ａに挿通させたボルト（図示略）によりフロントフレーム４の前端下部に固定され、下側のブラケット３３がそのボルト孔３３ａに挿通させたボルト（図示略）により支持ステー２０の傾斜部２２の長さ方向中央部分に連結され、エネルギー吸収部材３０は、通常状態で、下方後側へ傾斜する姿勢になっている。
【００２７】
上記前部車体構造の作用・効果について説明する。バンパー５よりも十分に高さの高い障害物が、バンパー５とバンパーフェース９を介して突出部材１０に衝突した場合を想定する。先ず、障害物の衝突による外的荷重がバンパー５のバンパーフェース９を介してバンパー本体７に入力され、このバンパー本体７が圧縮変形することによるクッション作用により外的荷重を緩衝することができる。尚、外的荷重が大きい場合、その外的荷重がバンパー５を介して１対のフロントフレーム４に入力され、これらフロントフレーム４が圧縮（座屈）変形して外的荷重を緩衝しエネルギーを吸収することができる。
【００２８】
外的荷重はバンパー本体７に入力されるのと略並行して、バンパーフェース９を介して突出部材１０にも入力される。突出部材１０から入力された外的荷重は、１対の支持ステー２０に作用しその変形促進部２４を主に変形させて、これら支持ステー２０と共に突出部材１０を後方へ変位させる。突出部材１０から入力された外的荷重の殆どは、１対の支持ステー２０を介して１対のエネルギー吸収部材３０に作用するため、突出部材１０が後方へ変位する際、１対のエネルギー吸収部材３０が引張られてその蛇腹状のエネルギー吸収部３１が伸長し、外的荷重を緩衝しエネルギーを吸収することができる。
【００２９】
このように、突出部材１０、１対の支持ステー２０、１対のエネルギー吸収部材３０を設けたことにより、車両前方から障害物が衝突した際、その障害物から作用する外的荷重を、バンパー５やフロントフレーム４だけでなく、エネルギー吸収部材３０により緩衝しエネルギー吸収を行うことができるため、エネルギー吸収効果を格段に高めることができる。しかも、エネルギーを吸収しつつ突出部材１０で障害物をすくい上げるようにしてボンネット１側に誘導できるため、その障害物に対する衝撃を効果的に逃して軽減することができ、安全性を高めること（障害値を軽減すること）ができる。
【００３０】
障害物が突出部材１０の車幅方向のどの位置に衝突しても、その外的荷重を突出部材１０と１対の支持ステー２０を介して１対のエネルギー吸収部材３０に確実に作用させることができる。つまり、エネルギー吸収部材３０を、バンパー本体７のように車幅方向略全幅に亙って設けなくても、車幅方向に１対設けるだけでそのエネルギー吸収機能を確実に達成できる。それ故、突出部材１０、支持ステー２０、エネルギー吸収部材３０の全体的な構造が簡単化し重量も軽くできるため、それらを取付ける構造も簡単になり、バンパー５と共に突出部材１０と支持ステー２０とエネルギー吸収部材３０をバンパーユニットとして構成でき外観状の見栄えもよくなり、製作コスト的に有利になる。
【００３１】
支持ステー２０やエネルギー吸収部材３０を取付ける為に、車幅方向部材として既設部材であるバンパーレインフォースメント６を有効利用することができるため、突出部材１０、支持ステー２０、エネルギー吸収部材３０を取付ける構造を確実に簡単化でき全体的な重量も確実に軽くすることができる。
【００３２】
支持ステー２０として１対のフロントフレーム４に対応する１対の支持ステー２０を設けたので、これら１対の支持ステー２０により、突出部材１０をフロントフレーム４とバンパーレインフォースメント６で後方変位可能に確実に連結して支持することができる。しかも、支持ステー２０の後端部分の鉛直部２１をフロントフレーム４とバンパーレインフォースメント６の間に挟み込んで固定したので、フロントフレーム４とバンパーレインフォースメント６との連結構造を利用して、支持ステー２０を簡単に連結できる。そして、前記外的荷重により支持ステー２０の変形を介して突出部材１０を確実に変位させることができる。
【００３３】
外的荷重により１対のフロントフレーム４が変形してエネルギー吸収を行うようにしてあるが、突出部材１０、支持ステー２０、エネルギー吸収部材３０が、１対のフロントフレーム４への外的荷重の入力方向、つまり、１対のフロントフレーム４の変形モードに殆ど悪影響を与えず、１対のフロントフレーム４に作用する外的荷重を車両正面側から真っ直ぐ入力させることができるため、更に、支持ステー２０をフロントフレーム４の前端側に連結したので、フロントフレーム４の変形領域を縮小させることなく十分に維持でき、１対のフロントフレーム４によるエネルギー吸収効果を十分かつ確実に発揮させることができる。
【００３４】
次に、前記エネルギー吸収部材３０の代わりに適用可能な種々のエネルギー吸収部材について図５を参照して説明する。
（ａ）のエネルギー吸収部材３５は合成樹脂製のベルトであり、引張られると全体的に伸長してエネルギーを吸収する。
【００３５】
（ｂ）のエネルギー吸収部材３６は、長さ方向途中部２ヵ所をＵターン状に屈曲させた塑性変形可能な金属製ベルト３６ａと、この金属製ベルト３６ａのＵターン状に屈曲した上下２つのＵターン部３６ｂの間において金属製ベルト３６ａを束ねるバンド３６ｃを有する。エネルギー吸収部材３５が引張られると、バンド３６ｃにより拘束された金属製ベルト３６ａがＵターン部３６ｂを移動させて塑性変形を行いながら伸長してエネルギーを吸収する。
【００３６】
（ｃ）のエネルギー吸収部材３７は複数の穴３７ａを形成した穴開き鉄板であり、引張られると穴３７ａ以外の部分が伸長するように変形してエネルギーを吸収する。（ｄ）のエネルギー吸収部材３８はベローズ管からなり、引張られるとベローズ管の一部が伸長するように変形してエネルギーを吸収する。尚、（ａ）〜（ｄ）のエネルギー吸収部材３５〜３８の上下両部には、図４のエネルギー吸収部材３０のブラケット３２，３３と同様に、連結用のブラケットが一体的に設けられている。但し、その符号は省略する。
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
その他の変形例について説明する。
【００４１】
１〕支持ステーとして３つ以上の支持ステーを設け、これら３つ以上の支持ステーにより、突出部材１０をバンパーレインフォースメント６又はフロントフレーム４に後方変位可能に連結するようにしてもよい。尚、１つの支持ステーにより突出部材１０をバンパーレインフォースメントに連結することも可能である。但しこの場合、支持ステーの左右方向幅をある程度長くする必要はある。
【００４２】
２〕バンパーフェース９の内側において突出部材１０の前側に発泡材からなる衝撃吸収部材を設けてもよい。
３〕その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更を付加した形態で実施することが可能である。
【００４３】
【発明の効果】
請求項１の車両の前部車体構造によれば、車幅方向部材の下側から車両前方側へ突出した位置に設けられた車幅方向に延びる突出部材と、突出部材を車幅方向部材又はフロントフレームに後方変位可能に連結して支持する支持ステーと、前記支持ステーと車幅方向部材とを連結すると共に外的荷重により突出部材が後方へ変位する際にエネルギーを吸収するエネルギー吸収部材とを設けた。それ故、車両前方から障害物が衝突した際、その障害物から作用する外的荷重をバンパーだけでなくエネルギー吸収部材により緩衝しエネルギー吸収を行うことができるため、エネルギー吸収効果を格段に高めることができ、しかも、エネルギーを吸収しつつ突出部材で障害物をすくい上げるようにしてボンネット側に誘導できるため、その障害物に対する衝撃を効果的に逃して軽減することができ、安全性を高めること（障害値を軽減すること）ができる。
【００４４】
突出部材、支持ステー、エネルギー吸収部材の全体的な構造が簡単化し重量も軽くできるため、それらを取付ける構造も簡単になり、バンパーと共に突出部材と支持ステーとエネルギー吸収部材をバンパーユニットとして構成でき外観状の見栄えもよく、製作コスト的に有利になる。
外的荷重により１対のフロントフレームが変形してエネルギー吸収を行うようにした車両に適用する場合、突出部材、支持ステー、エネルギー吸収部材が、１対のフロントフレームへの外的荷重の入力方向、つまり、１対のフロントフレームの変形モードに殆ど悪影響を与えず、１対のフロントフレームに作用する外的荷重を車両正面側から真っ直ぐ入力させることができるため、更に、支持ステーをフロントフレームの前端側に連結したので、フロントフレームの変形領域を縮小させることなく十分に維持でき、１対のフロントフレームによるエネルギー吸収効果を十分かつ確実に発揮させることができる。
【００４５】
請求項２の車両の前部車体構造によれば、車幅方向部材がバンパーレインフォースメントであることを特徴とするものであるので、既設部材であるバンパーレインフォースメントを有効利用することができる。
【００４６】
請求項３の車両の前部車体構造によれば、支持ステーとして１対のフロントフレームに対応する１対の支持ステーを設けたので、１対の支持ステーにより、突出部材を車幅方向部材又はフロントフレームに後方変位可能に確実に連結して支持でき、１対の支持ステーを１対のフロントフレームに連結する連結構造を簡単化でき、また、１対の支持ステーを車幅方向部材に連結する場合、１対のフロントフレームを利用して行うことでその連結構造を簡単化できる。外的荷重により１対のフロントフレームが変形してエネルギー吸収を行うものでは、突出部材と１対の支持ステーとエネルギー吸収部材を介して１対のフロントフレームに作用する外的荷重を車両正面側から真っ直ぐ入力させることができるため、１対のフロントフレームによるエネルギー吸収効果を十分に発揮させることができる。
【００４７】
【００４８】
【００４９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る自動車の斜視図である。
【図２】自動車の前部車体構造の要部斜視図である。
【図３】自動車の前部車体構造の要部縦断面図である。
【図４】エネルギー吸収部材の斜視図である。
【図５】適用可能な種々のエネルギー吸収部材の斜視図である。
【符号の説明】
Ｃ    自動車
１    ボンネット
４    フロントフレーム
５    バンパー
６    バンパーレインフォースメント
１０    突出部材
２０    支持ステー
３０，３５〜３８    エネルギー吸収部材
【図１】
0004006615.tif 000002
【図２】
0004006615.tif 000003
【図３】
0004006615.tif 000004
【図４】
0004006615.tif 000005
【図５】
0004006615.tif 000006