JP2004338671A

JP2004338671A - フロントエンドパネル

Info

Publication number: JP2004338671A
Application number: JP2003140501A
Authority: JP
Inventors: Yuhei Kunikata; 裕平國方
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2023-05-19
Also published as: JP4211485B2

Abstract

【課題】衝突安全性の向上を図りながら歩行者を衝突時の衝撃から保護する。
【解決手段】中空断面形状を有する金属製の衝撃緩和部材３を樹脂製のパネル本体２のアッパメンバ部にに一体化する。これにより、靱性の高い金属製の衝撃緩和部材３が変形することにより衝撃エネルギを吸収することができ、高い耐力を確保しながら衝撃エネルギを吸収することができる。また、金属製の衝撃緩和部材３がクラッシュボックスのごとく変形することにより衝撃エネルギを吸収するので、歩行者と車両とが衝突した際に、フロントエンドパネル１を容易に変形させることができ得る。したがって、フロントエンドパネル１にて歩行者と車両とが衝突した際の衝撃力を容易に吸収することができるので、歩行者が受けるダメージ、特に、頭部に作用するダメージを低減することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の前端部にて車両ボディに組み付けられるフロントエンドパネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車両前後方向に延びるサイドメンバの一部（以下、この部位をクラッシャブルゾーンと呼ぶ。）を座屈変形し易くし、クラッシャブルゾーンの座屈変形を利用して前方側から外力、つまり衝突事故時に作用する衝突力を吸収するようにしている。
【０００３】
また、ラジエータ等が組み付けられるフロントエンドパネルは、サイドメンバに組み付けられるため、車両の前面側に衝突力が作用してクラッシャブルゾーンが変形する際に、クラッシャブルゾーンの変形と共にフロントエンドパネル及びラジエータ等のフロントエンドパネルに組み付けられた機器も破損してしまうおそれがある。
【０００４】
そこで従来は、フロントエンドパネルを変形可能なブラケットを介してサイドメンバに組み付けることにより、サイドメンバに入力された衝突力をブラケットで吸収し、サイドメンバと共にフロントエンドパネルが変形してしまうことを防止している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
なお、フロントエンドパネルは、車両の前端部にて車両ボディに組み付けられるとともに、前述のごとく、ラジエータや前照灯（ヘッドライト）等の車両前端に搭載される部品が組み付けられるものであり、文献によっては、ラジエータサポート又はキャリアと呼ばれるものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２４０７４４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、車両の衝突事故に備えてフロントエンドパネル等の車両前面側に配置された部材の剛性を上げれば、衝突事故時に車両に作用する衝突力に対する耐力を向上させることができる。
【０００８】
しかし、フロントエンドパネルの剛性が高いと、歩行者と車両とが衝突した際に、フロントエンドパネルを変形し難いため、フロントエンドパネルにて衝撃力を吸収することが難く、歩行者が受けるダメージを低減することが難しい。
【０００９】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規なフロントエンドパネルを提供し、第２には、衝突安全性の向上を図りながら歩行者を衝突時の衝撃から保護することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、車両の前端部にて車両ボディに組み付けられるフロントエンドパネルであって、樹脂製のパネル本体（２）と、車両前面側から衝突力を吸収するとともに、パネル本体（２）に一体化された金属製の衝撃緩和部材（３）とを有するフロントエンドパネル。
【００１１】
これにより、靱性の高い金属製の衝撃緩和部材（３）が変形することにより衝撃エネルギを吸収することができるので、高い耐力を確保しながら衝撃エネルギを吸収することができる。
【００１２】
また、金属製の衝撃緩和部材（３）がクラッシュボックスのごとく変形することにより衝撃エネルギを吸収するので、歩行者と車両とが衝突した際に、フロントエンドパネル（１）を容易に変形させることができ得る。
【００１３】
したがって、フロントエンドパネル（１）にて歩行者と車両とが衝突した際の衝撃力を容易に吸収することができるので、歩行者が受けるダメージ、特に、頭部に作用するダメージを低減することができる。
【００１４】
以上に述べたように本発明では、衝突安全性の向上を図りながら歩行者を衝突時の衝撃から保護することができる。
【００１５】
ところで、歩行者が受けるダメージを低減するに当たって、従来は、エンジンフード（ボンネット）とフロントエンドパネルとの間に比較的大きな隙間を設けてエンジンフードが衝突時に容易に変形するようにして衝突時のダメージを吸収していた。
【００１６】
しかし、本発明では、前述のごとく、金属製の衝撃緩和部材（３）にて衝突時のダメージを吸収できるので、エンジンフード（ボンネット）とフロントエンドパネルとの間に比較的大きな隙間を設け必要性が低下する。延いては、車両前端部のデザイン（設計）自由度が増大するので、開発工数を低減することができ得る。
【００１７】
請求項２に記載の発明では、衝撃緩和部材（３）は、中空断面を有する筒部（３ａ）及びパネル本体（２）に一体的に結合された結合部（３ｂ）を有して構成されていることを特徴とする。
【００１８】
これにより、金属製の衝撃緩和部材（３）の軽量化を図りながら、必要な曲げ剛性を確保することができるとともに、歩行者と車両との衝突又はオフセット衝突等の局部的に衝突力が作用する際には、筒部（３ａ）の断面形状を容易に変形させて衝突エネルギを吸収することができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明では、筒部（３ａ）には、筒部（３ａ）の剛性を低下させる剛性低下部（３ｈ）が設けられていることを特徴とする。
【００２０】
これにより、衝撃緩和部材（３）を更に容易に変形させることができるので、衝突エネルギをより確実に吸収することができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明では、剛性低下部は、車両前後方向に筒部（３ａ）を貫通する穴部（３ｈ）にて構成されていることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項５に記載の発明では、衝撃緩和部材（３）は、衝撃緩和部材（３）をパネル本体（２）を成形するための金型内に配置した状態で溶融状態の樹脂を金型内に射出することによりパネル本体（２）と一体化されていることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項６に記載の発明では、結合部（３ｂ）には、成形時に樹脂が入り込む凹部又は穴部（３ｅ、３ｆ）が設けられいることを特徴とする。
【００２４】
これにより、パネル本体（２）と衝撃緩和部材（３）とを強固に一体化することができる。
【００２５】
請求項７に記載の発明では、衝撃緩和部材（３）には、溶融状態の樹脂を金型内に射出する際に、筒部（３ａ）内に溶融状態の樹脂が流れ込むことを防止する流入防止手段が設けられていることを特徴とする。
【００２６】
これにより、筒部（３ａ）内に樹脂が充填されてしまうことを防止できるので、筒部（３ａ）を確実に中空断面とすることができるので、上記した機能を十分に発揮させることができる。
【００２７】
請求項８に記載の発明では、金属板を筒状に湾曲させることにより筒部（３ａ）が形成され、さらに、流入防止手段は、金属板のうち筒部（３ａ）の筒形状を形成するための合わせ面（３ｃ、３ｄ）に設けられていることを特徴とするものである。
【００２８】
請求項９に記載の発明では、穴部（３ｅ、３ｆ）は合わせ面（３ｃ、３ｄ）に設けられていることを特徴とするものである。
【００２９】
請求項１０に記載の発明では、合わせ面（３ｃ、３ｄ）のうち一方側の面（３ｄ）には、穴部をなす第１貫通穴（３ｅ）が設けられ、他方側の面（３ｃ）には、穴部をなす第２貫通穴（３ｆ）及びこの第２貫通穴（３ｆ）から第１貫通穴（３ｅ）側に突出して第１貫通穴（３ｅ）を貫通する筒状のバーリング部（３ｇ）が設けられており、さらに、バーリング部（３ｇ）は、その先端側が拡げられるようにしてカシメられていることを特徴とする。
【００３０】
これにより、射出された樹脂がバーリング部（３ｇ）により堰き止められ、合わせ面（３ｃ、３ｄ）間の隙間から筒部（３ａ）内に樹脂が充填されてしまうことを防止できる。したがって、筒部（３ａ）を確実に中空断面とすることができるので、上記した機能を十分に発揮させることができる。
【００３１】
請求項１１に記載の発明では、合わせ面（３ｃ、３ｄ）は溶接されていることを特徴とする。
【００３２】
これにより、筒部（３ａ）内に樹脂が充填されてしまうことを防止できるので、筒部（３ａ）を確実に中空断面とすることができるので、上記した機能を十分に発揮させることができる。
【００３３】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００３４】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は本実施形態に係るフロントエンドパネル１の斜視図であり、図２はフロントエンドパネル１を構成する樹脂製のパネル本体２から金属製の衝撃緩和部材３を取り外した状態を示す斜視図であり、図３は衝撃緩和部材３の斜視図であり、図４はパネル本体２と衝撃緩和部材３との結合構造を示す斜視図であり、図５は図４のＡ矢視図であり、図６は結合部３ｂの製造方法を示す説明図である。
【００３５】
パネル本体２は、図１、２に示すように、ラジエータが組み付けられるラジエータ組み付け部２ａ、ラジエータに冷却用空気を送風する送風機が組み付けられるファンステー２ｂ、及びラジエータと送風機との隙間を覆うようにして送風機にて誘起された空気流がラジエータを迂回して流れることを防止するファンシュラウド２ｃ、及びフロントエンドパネル１を車両ボディ側に組み付けるための取付部２ｄ等からなるなるものである。
【００３６】
そして、本実施形態では、ガラス繊維や炭素繊維等にて引っ張り強度を向上させた強化樹脂にてパネル本体２を構成する各部位２ａ〜２ｄを一体成形している。
【００３７】
また、衝撃緩和部材３は、図３に示すように、中空の矩形断面を有する筒部３ａ及びパネル本体２に一体的に結合される結合部３ｂ等からなる金属（本実施形態では、アルミニウム合金）製のもので、本実施形態では、パネル本体２を成形するための金型内に衝撃緩和部材３を配置した状態で溶融状態の樹脂を金型のキャビティ内に射出することにより、パネル本体２と衝撃緩和部材３とを一体化している。
【００３８】
具体的には、衝撃緩和部材３は、金属板にプレス成形を施すことにより金属板を折り曲げるように湾曲させて筒部３ａを形成し、この筒部３ａが閉断面となるように金属板の端部側の合わせ面３ｃ、３ｄを合わせて結合部３ｂを形成したものである。
【００３９】
そして、パネル本体２を成形する際に、衝撃緩和部材３を金型内に配置した状態で溶融状態の樹脂をキャビティ内に射出することにより、合わせ面３ｃ、３ｄ、つまり結合部３ｂを樹脂にて挟み込むようにしてパネル本体２と衝撃緩和部材３とを一体化する。
【００４０】
このとき、結合部３ｂ、つまり合わせ面３ｃ、３ｄには、成形時に樹脂が入り込む穴部３ｅ、３ｆが設けられているため、射出された樹脂と衝撃緩和部材３とは、機械的に係合するようにして強固に一体化される。
【００４１】
なお、合わせ面３ｃ、３ｄのうち一方側の合わせ面３ｄに設けられた穴部３ｅ及び他方側の合わせ面３ｃの穴部３ｆは、共に合わせ面３ｃ、３ｄ貫通する貫通穴である。
【００４２】
また、一方側の合わせ面３ｄには、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、この穴部３ｆから他方側の穴部３ｅ側に突出して穴部３ｅを貫通する筒状のバーリング部３ｇが設けられており、このバーリング部３ｇの先端側を、図６（ｃ）に示すように、拡管するように拡げて両合わせ面３ｃ、３ｄをカシメ固定している。
【００４３】
つまり、本実施形態では、バーリング部３ｇをカシメることにより両合わせ面３ｃ、３ｄを機械的に結合した状態で、更に両合わせ面３ｃ、３ｄを樹脂にて挟み込むようにしてパネル本体２と衝撃緩和部材３とを一体化している。
【００４４】
なお、フロントエンドパネル１は、図５に示すように、軽量化及び高剛性化を図るべく、補強面をトラス構造としている。なお、図４、５の斜線部分はパネル本体２部分を示すもので、断面ハッチングでなはい。
【００４５】
次に、本実施形態に係るフロントエンドパネル１の作用効果を述べる。
【００４６】
樹脂製のフロントエンドパネル１は金属製のフロントエンドパネル１に比べて軽量化を図ることができるものの、樹脂のみでは必要な機械的強度、つまり耐力を得ることが難しい。
【００４７】
これに対しては、本実施形態のごとく、強化樹脂を用いれば、必要な機械的強度を得ることができるものの、ガラス繊維や炭素繊維にて強化された樹脂は、金属に比べて靱性が極めて低いので、衝突力が耐力を超えると、変形することなく破断破壊してしまう。
【００４８】
つまり、樹脂（強化樹脂を含む。）のみからなるフロントエンドパネル１では、フロントエンドパネル１が変形することによって衝撃エネルギを吸収するといった衝撃吸収能力を得ることが難しい。
【００４９】
しかし、本実施形態では、金属製の衝撃緩和部材３を樹脂製のパネル本体２に一体化しているので、靱性の高い金属製の衝撃緩和部材３が変形することにより衝撃エネルギを吸収することができ、高い耐力を確保しながら衝撃エネルギを吸収することができる。
【００５０】
また、金属製の衝撃緩和部材３がクラッシュボックスのごとく変形することにより衝撃エネルギを吸収するので、歩行者と車両とが衝突した際に、フロントエンドパネル１を容易に変形させることができ得る。
【００５１】
したがって、フロントエンドパネル１にて歩行者と車両とが衝突した際の衝撃力を容易に吸収することができるので、歩行者が受けるダメージ、特に、頭部に作用するダメージを低減することができる。
【００５２】
また、本実施形態では、衝撃緩和部材３に中空断面形状を有する筒部３ａを設けているので、金属製の衝撃緩和部材３の軽量化を図りながら、必要な曲げ剛性を確保することができるとともに、歩行者と車両との衝突又はオフセット衝突等の局部的に衝突力が作用する際には、筒部３ａの断面形状を容易に変形させて衝突エネルギを吸収することができる。
【００５３】
ところで、歩行者が受けるダメージを低減するに当たって、従来は、エンジンフード（ボンネット）とフロントエンドパネル１との間に比較的大きな隙間を設けてエンジンフードが衝突時に容易に変形するようにして衝突時のダメージを吸収していた。
【００５４】
しかし、本実施形態では、前述のごとく、金属製の衝撃緩和部材３にて衝突時のダメージを吸収できるので、エンジンフード（ボンネット）とフロントエンドパネル１との間に比較的大きな隙間を設け必要性が低下する。延いては、車両前端部のデザイン（設計）自由度が増大するので、開発工数を低減することができ得る。
【００５５】
ところで、本実施形態では、筒部３ａを中空断面とすることにより軽量化を図りながら、筒部３ａを衝突エネルギを吸収するクラッシュボックスのごとく機能させるので、パネル本体２を成形する際に、樹脂が筒部３ａ内に進入して筒部３ａに樹脂が充填されてしまうと、上記した機能を十分に発揮させることが難しい。
【００５６】
これに対して本実施形態では、穴部３ｆから他方側の穴部３ｅ側に突出して穴部３ｅを貫通するバーリング部３ｇを、図６（ｃ）に示すように、拡管するように拡げて両合わせ面３ｃ、３ｄをカシメ固定しているので、射出された樹脂がバーリング部３ｇにより堰き止められ、合わせ面３ｃ、３ｄ間の隙間から筒部３ａ内に樹脂が充填されてしまうことを防止できる。したがって、筒部３ａを確実に中空断面とすることができるので、上記した機能を十分に発揮させることができる。
【００５７】
また、射出された樹脂が穴部３ｅ、３ｆに入り込むため、射出された樹脂、つまりパネル本体２と衝撃緩和部材３とを強固に一体化することができる。
【００５８】
（第２実施形態）
本実施形態は、図７に示すように、筒部３ａの剛性を低下させる剛性低下部として、筒部３ａに車両前後方向に貫通する複数個の貫通穴３ｈを設けたものである。
【００５９】
これにより、衝撃緩和部材３を更に容易に変形させることができるので、衝突エネルギをより確実に吸収することができる。
【００６０】
なお、本実施形態では、図７、８に示すように、ホーンやフードロック等の車両前端部品を組み付けるためのステー３ｊを衝撃緩和部材３（結合部３ｂ）に設けている。
【００６１】
（第３実施形態）
上述の実施形態では、バーリング部３ｇを利用して筒部（３ａ）内に溶融状態の樹脂が流れ込むことを防止する流入防止手段を構成したが、本実施形態は、図９に示すように、合わせ面３ｃ、３ｄのうち筒部３ａ側を筒部３ａの長手方向に沿うように溶接することにより流入防止手段を構成したものである。
【００６２】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、歩行者と車両とが衝突した際にアッパメンバ部に最も大きな衝突力が作用するので、パネル本体２のうち上方側に左右方向に延びるアッパメンバ部に衝撃緩和部材３を一体化したが、本発明は、上述の説明からも明らかなように、アッパメンバ部に衝撃緩和部材３を配置することのみに限定されるものではない。
【００６３】
また、上述の実施形態では、パネル本体２のうち上方側に左右方向に延びるアッパメンバ部に対応する部位にのみ筒部３ａとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６４】
また、上述の実施形態では、衝撃緩和部材３をプレス加工にて製造したが、本発明はこれに限定されるものではなく、押し出し加工又は引き抜き加工にて製造してもよい。
【００６５】
また、上述の実施形態では、衝撃緩和部材３をアルミニウム合金製としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば鉄やマグネシウム等の金属製としてもよい。
【００６６】
また、上述の実施形態では、筒部３ａを矩形断面としていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば円形断面としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にフロントエンドパネルの斜視図である。
【図２】本発明の実施形態にフロントエンドパネルにおいて、パネル本体から金属製の衝撃緩和部材を取り外した状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る衝撃緩和部材の斜視図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るパネル本体と衝撃緩和部材との結合構造を示す斜視図である。
【図５】図４のＡ矢視図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る材結合部の製造方法を示す説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る衝撃緩和部材の斜視図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るパネル本体と衝撃緩和部材との結合構造を示す斜視図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る衝撃緩和部材の斜視図である。
【符号の説明】
１…フロントエンドパネル、２…パネル本体、３…衝撃緩和部材。

Claims

車両の前端部にて車両ボディに組み付けられるフロントエンドパネルであって、
樹脂製のパネル本体（２）と、
車両前面側から衝突力を吸収するとともに、前記パネル本体（２）に一体化された金属製の衝撃緩和部材（３）とを有するフロントエンドパネル。
前記衝撃緩和部材（３）は、中空断面を有する筒部（３ａ）及び前記パネル本体（２）に一体的に結合された結合部（３ｂ）を有して構成されていることを特徴とする請求項１に記載のフロントエンドパネル。
前記筒部（３ａ）には、前記筒部（３ａ）の剛性を低下させる剛性低下部（３ｈ）が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のフロントエンドパネル。
前記剛性低下部は、車両前後方向に前記筒部（３ａ）を貫通する穴部（３ｈ）にて構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のフロントエンドパネル。
前記衝撃緩和部材（３）は、前記衝撃緩和部材（３）を前記パネル本体（２）を成形するための金型内に配置した状態で溶融状態の樹脂を前記金型内に射出することにより前記パネル本体（２）と一体化されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のフロントエンドパネル。
前記結合部（３ｂ）には、成形時に樹脂が入り込む凹部又は穴部（３ｅ、３ｆ）が設けられいることを特徴とする請求項５に記載のフロントエンドパネル。
前記衝撃緩和部材（３）には、溶融状態の樹脂を前記金型内に射出する際に、前記筒部（３ａ）内に溶融状態の樹脂が流れ込むことを防止する流入防止手段が設けられていることを特徴とする請求項６に記載のフロントエンドパネル。
金属板を筒状に湾曲させることにより前記筒部（３ａ）が形成され、
さらに、前記流入防止手段は、前記金属板のうち前記筒部（３ａ）の筒形状を形成するための合わせ面（３ｃ、３ｄ）に設けられていることを特徴とする請求項７に記載のフロントエンドパネル。
前記穴部（３ｅ、３ｆ）は前記合わせ面（３ｃ、３ｄ）に設けられていることを特徴とする請求項８に記載のフロントエンドパネル。
前記合わせ面（３ｃ、３ｄ）のうち一方側の面（３ｄ）には、前記穴部をなす第１貫通穴（３ｅ）が設けられ、他方側の面（３ｃ）には、前記穴部をなす第２貫通穴（３ｆ）及びこの第２貫通穴（３ｆ）から前記第１貫通穴（３ｅ）側に突出して前記第１貫通穴（３ｅ）を貫通する筒状のバーリング部（３ｇ）が設けられており、
さらに、前記バーリング部（３ｇ）は、その先端側が拡げられるようにしてカシメられていることを特徴とする請求項８又は９に記載のフロントエンドパネル。
前記合わせ面（３ｃ、３ｄ）は溶接されていることを特徴とする請求項１０に記載のフロントエンドパネル。