JP5914234B2

JP5914234B2 - 車両前部構造

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Publication number: JP5914234B2
Application number: JP2012166885A
Authority: JP
Inventors: 一宏太田
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2032-07-27
Also published as: JP2014024463A

Description

本発明は、自動車等の車両の前部構造に関し、特に歩行者保護性能に優れるとともに走行風を効率よく利用可能なものに関する。

自動車等の車両においては、エンジンルーム上部のフード前端部と、バンパ上部との間に設けられるグリル部から走行風を導入し、エンジンの燃焼用空気（新気）や、ラジエータコア、エアコンディショナのコンデンサ、インタークーラの冷却等に利用している。

このような車両前部の構造に関する従来技術として、例えば特許文献１には、フロントグリルから導入される走行風から、水分、塵埃等の異物を除去して吸気ダクトの吸気口に導くため、フロントグリルとラジエータとの間に、後上がりに傾斜しかつ下方が凸となるように湾曲した湾曲案内面を設け、その上方に遮断壁を設けることが記載されている。

特開２０１０−１５８９５８号公報

車両の意匠上、グリルやバンパが大きい車両の場合、グリル等の部品単体の剛性が低下することから、歩行者衝突時に良好なエネルギ吸収を行うことが困難となる。このため、グリル等単体で十分な剛性を確保できない場合であっても、衝撃を良好に吸収可能な車両前部構造が要望されている。
また、上述した特許文献１に記載された技術においては、エンジンの吸気に関しては配慮されているものの、インタークーラ、ラジエータの冷却や、歩行者保護性能に関しては何ら配慮されていない。
本発明の課題は、歩行者保護性能を向上するとともに走行風を効率よく利用可能な車両前部構造を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１に係る発明は、車体前部に設けられ走行風が導入されるフロントグリルと、
前記フロントグリルの後方側に設けられラジエータコアの上端部を支持するラジエータ保持部材と、前記フロントグリルと前記ラジエータ保持部材との間に設けられ、少なくとも前端部に車両前方側が下がった斜面部が形成されるとともに、車両前方側からの荷重入力に応じて前記斜面部の先端部が降下する方向に屈曲変形する衝撃吸収部材を備え、前記衝撃吸収部材は、車両前後方向における中間部に、前記屈曲変形の起点となる変形促進部を有し、前記衝撃吸収部材の前記斜面部は、該斜面部の上方を通過する走行風と該斜面部の下方を通過して前記ラジエータコアに導入される走行風とを分離することを特徴とする車両前部構造である。
これによれば、歩行者との衝突によってフロントグリルが後退したときに、衝撃吸収部材がフロントグリルによって押圧され、斜面部の先端部が降下する方向に屈曲変形することによって、フロントグリル単体の剛性に依存せず良好に衝撃を吸収して、歩行者保護性能の向上を図ることができる。
また、車両の通常使用時において、斜面部は例えばインタークーラ等に導入される走行風とラジエータコアに導入される走行風とを分離してこれらの気流の干渉や圧損などを抑制する整流効果を発揮する。

請求項２に係る発明は、前記変形促進部は、前記衝撃吸収部材を車両側方から見た断面形状において上方が凸となる屈曲部を有することを特徴とする請求項１に記載の車両前部構造である。
これによれば、衝突時に屈曲部が起点となって屈曲変形が発生することによって、上述した効果を確実に得ることができる。

請求項３に係る発明は、前記ラジエータ保持部材の上部に入口部が配置されたエンジンのエアインテーク部と、前記衝撃吸収部材の前記斜面部の後端部近傍から前記エアインテーク部の上部にかけて設けられ前記斜面部の上方を通過した走行風の前記エアインテーク部への流入を防止する遮蔽部材を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両前部構造である。
これによれば、グリルからインタークーラに流れる走行風がエアインテーク部へ流入し、雪、雨滴、ダスト等がエアインテーク部に入ることを防止するとともに、インタークーラへの気流を整流してインタークーラの冷却効果を高めることができる。

請求項４に係る発明は、前記衝撃吸収部材は、前記斜面部の後方側に設けられ、ラジエータコアの前方側から前記エアインテーク部へ空気を導入する開口と、前記開口の前方側に設けられ、前記斜面部の下方を通過した走行風を前記開口の入口から遠ざかる方向に偏向させる整流部とを有することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車両前部構造である。
これによれば、ラジエータコアの前方側の空気をエアインテーク部に導入する場合に、グリルから流入する走行風が直接エアインテーク部に流入することを防止して、エアインテーク部に雪等が入ることを防止できる。
また、グリルを通過した走行風は通常上向きの気流となっているが、これを水平に近づけてラジエータコア等の通過抵抗を低減することができる。

以上説明したように、本発明によれば、歩行者保護性能を向上するとともに走行風を効率よく利用可能な車両前部構造を提供することができる。

本発明を適用した車両前部構造の実施例を車幅方向における中央部で切って見た断面図である。本発明の比較例１である車両前部構造を車幅方向における中央部で切って見た断面図である。実施例の車両前部構造における走行時の気流の流れを示す模式図である。本発明の比較例２である車両前部構造における軽衝突時の挙動を示す模式図である。実施例の車両前部構造における軽衝突時の挙動を示す模式図である。

本発明は、歩行者保護性能を向上するとともに走行風を効率よく利用可能な車両前部構造を提供する課題を、グリル後方に衝突時に屈曲変形して衝撃吸収するＥＡブラケットを配置するとともに、ＥＡブラケットの一部をインタークーラへの走行風とラジエータコア等への走行風とを分離する整流板として利用することによって解決した。

以下、本発明を適用した車両前部構造の実施例について説明する。
図１は、実施例の車両前部構造を車幅方向における中央部で切って見た断面図である。
実施例の車両前部構造は、例えば乗用車等の自動車に設けられるものである。
車両前部構造は、フード１０、グリル２０、ラジエータパネルアッパ３０、ラジエータコア４０、コンデンサ５０、インテークダクト６０、衝撃吸収（ＥＡ）ブラケット１００、導風部材２００等を備えて構成されている。

フード１０は、車両のエンジンルーム上部に開閉可能に設けられる外装部品であって、例えば鋼やアルミニウム系合金の板材をプレス成型したパネルを組み合わせて構成されている。

グリル２０は、フード１０の前端部の下方に設けられ、フード１０の前端部から図示しないバンパフェイスの上部にかけて設けられた外装部材である。
グリル２０は、例えばＰＰ等の樹脂系材料をインジェクション成形して形成されている。
グリル２０は、車両の走行に伴い前方側から流れてくる気流（走行風）を通過させるルーバ部を備えている。

ラジエータパネルアッパ３０は、ラジエータコア４０及びコンデンサ５０の上部を保持する部分である。
ラジエータパネルアッパ３０は、車幅方向にほぼ沿って延びた梁状の部材であって、フード１０の前端部近傍の下方であって、グリル２０の上部の後方側に配置されている。
ラジエータパネルアッパ３０は、鋼板をプレス成型したパネルを集成しスポット溶接することによって閉断面を有するよう構成され、ホワイトボディ（未艤装車体）の一部を構成している。

ラジエータコア４０は、エンジンの冷却水を走行風によって冷却する熱交換器である。
ラジエータコア４０は、上端部がラジエータパネルアッパ３０の後方側となるように配置されている。

コンデンサ５０は、エアコンディショナの気相冷媒を走行風によって冷却し凝縮させる熱交換器である。
コンデンサ５０は、ラジエータコア４０の直前に、車両前面視において主要部が重なるよう配置されている。

インテークダクト６０は、エンジンの燃焼用空気（新気）を導入する管路である。
インテークダクト６０の入口６１は、ラジエータパネルアッパ３０の上部に設けられている。

ＥＡブラケット１００は、衝突によってフロントグリル２０が車体本体（ラジエータパネルアッパ３０等）に対して相対的に後退した際に、フロントグリル２０と当接してその剛性を補うとともに、屈曲変形することによって衝撃エネルギを吸収する部材である。
ＥＡブラケット１００は、前端部がフロントグリル２０の高さ方向中央部における後面部近傍に配置され、後端部がラジエータパネルアッパ３０に固定されている。
ＥＡブラケット１００は、例えば、ＰＰ等の樹脂系材料をインジェクション成形して一体に形成された基部１１０、斜面部１２０、縦壁部１３０等を備えて構成されている。

基部１１０は、ＥＡブラケット１００の後部を構成する部分であって、実質的に水平に配置された平板状の部分である。
基部１１０の後端部は、ラジエータパネルアッパ３０の下部に、図示しないボルト等によって締結され固定されている。
基部１１０は、開口１１１、整流板１１２を供えている。
開口１１１は、基部１１０の後部に設けられ、上下方向に貫通して形成されており、基部１１０の下側から、基部１１０の上側に設けられるインテークダクト６０の入口６１に空気を導入する部分である。
整流板１１２は、開口１１１の車両前方側の縁部に設けられ、基部１１０から下方に突き出しかつ上端部に対して下端部が後退する方向に、例えば水平面から約４５°程度傾斜した斜面部として形成されている。

斜面部１２０は、ＥＡブラケット１００の前部を構成する部分であって、車両前方側が下がるよう、例えば水平面に対して約３０°程度傾斜して配置された平板状の部分である。
斜面部１２０の前端部１２１は、他の部分に対して傾斜が急となるように屈曲して形成され、フロントグリル２０の後面部に対して、隙間を隔てて対向して配置されている。
斜面部１２０の後端部は、基部１１０の前端部の実質的に直上に配置されている。

縦壁部１３０は、基部１１０の前端部と斜面部１２０の後端部とにわたして形成され、実質的に鉛直方向及び車幅方向に沿って配置された平板状の部分である。
縦壁部１３０は、斜面部１２０と協働して、ＥＡブラケット１００を車幅方向から見たときに上方が凸となる屈曲部を形成し、この屈曲部はＥＡブラケット１００の屈曲変形を促進する機能を有する。

また、ＥＡブラケット１００には、基部１１０の下面部、縦壁部１３０の前面部、斜面部１２０の下面部から突き出して、車両前後方向に沿って連続して形成されたリブ１４０が設けられている。
リブ１４０は、耐荷重性能や変形モードのチューニングのため設けられるものであり、配置、形状、高さ、厚さなどは適宜変更することができる。
例えば、実施例の場合には、各面部からの突出量が実質的に一様となるように形成されている。

導風部材２００は、ＥＡブラケット１００の斜面部１２０の後方側に設けられ、斜面部１２０の上方を通過した走行風をインタークーラに案内する部材である。
導風部材２００は、例えばＰＰ等の樹脂系材料をインジェクション成型して一体に形成した下面部２１０、上面部２２０、基部２３０、連結部２４０等を備えて構成されている。

下面部２１０は、車両前方側が下がるように傾斜して配置された面部である。下面部２１０は、前後方向における中間部に屈曲部を有し、その前方側が後方側よりも傾斜が急になるように配置されている。
下面部２１０の前端部は、ＥＡブラケット１００の斜面部１２０の後端部と不可避的に設けられる隙間を介して隣接して配置されている。
下面部２１０の前端部には、下方へ突出したタブ部２１１が形成されている。
このタブ部２１１の前面は、ＥＡブラケット１００の縦壁部１３０の上端部近傍における後面部と対向して配置されている。

下面部２１０の後端部は、インテークダクト６０の入口６１近傍における上面部の前端部と隣接して配置されている。
下面部２１０の後端部には、下方へ段状に下がって形成された段部２１２が形成されている。
インテークダクト６０の上面部の突端は、段部２１２の後面部と対向して配置されている。

上面部２２０は、下面部２１０の上方に、下面部２１０とは間隔を隔てて対向して配置されている。
上面部２２０は、フロントグリル２０の上端部に固定されている。
上面部２２０は、前下がりの斜面部として形成された前半部及び実質的に水平に配置された後半部を有する。
上面部２２０と下面部２１０との間は、フロントグリル２０を通過しさらにＥＡブラケット１００の斜面部１２０の上側を通過した走行風を、インテークダクト６０の後方側に設けられた図示しないインタークーラに導く流路として機能する。

基部２３０は、導風部材２００をラジエータパネルアッパ３０に固定する部分である。
基部２３０は、下面部２１０の車両後方側に間隔を隔てて配置されている。
基部２３０は、実質的に水平に配置された平板状に形成され、ラジエータパネルアッパ３０の上面部に図示しないボルト等によって固定される。
また、基部２３０は、インテークダクト６０の入口６１近傍における下面部よりも下側に配置されている。

連結部２４０は、下面部２１０、上面部２２０、基部２３０を、上述した位置関係において相互に連結する部分である。
連結部２４０は、車両前後方向及び上下方向にほぼ沿って延びた平板状に形成され、車幅方向に分散して複数設けられている。
連結部２４０は、下面部２１０と上面部２２０との間、及び、下面部２１０と基部２３０との間の気流を実質的に妨げないようになっている。

次に、上述した実施例の効果を、以下説明する本発明の比較例１と対比して説明する。
図２は、比較例１の車両前部構造を車幅方向における中央部で切って見た断面図である。
比較例１の車両前部構造は、実施例の車両前部構造のＥＡブラケット１００及び導風部材２００に代えて、以下説明する導風部材３００を備えたものである。

導風部材３００は、上面部３１０、縦壁部３２０、突出面部３３０、基部３４０等を備えて構成されている。
上面部３１０は、実施例における導風部材２００の上面部２２０と実質的に同様に形成され、フロントグリル２０の上端部に固定されている。

縦壁部３２０は、上面部３１０の後端部から下方に突き出した平板状の部分である。
縦壁部３２０は、実質的に鉛直方向及び車幅方向に沿って配置されている。
縦壁部３２０の上部には、走行風をインタークーラに導入する開口３２１が形成されている。
縦壁部３２０は、ラジエータパネルアッパ３０の前面部に対して車両前方側に間隔を隔てて配置され、インテークダクト６０に導入される空気は、ラジエータコア４０等の直前から、縦壁部３２０とラジエータパネルアッパ３０との間隔を上って入口６１に流れる。

突出面部３３０は、縦壁部３２０における開口３２１の下端部から車両後方側に突き出して形成された面部である。
突出面部３３０の後端部は、インテークダクト６０の入口６１近傍における上面部と隣接して配置されている。
突出面部３３０は、開口３２１からインタークーラへ流れる気流と、導風部材３００の下方からインテークダクト６０へ流れる気流とを分離するものである。

基部３４０は、実施例における基部２３０と同様に形成され、導風部材３００をラジエータパネルアッパ３０に固定するものである。

以上説明した比較例１においては、衝突時にフロントグリル２０の後方を補剛する部材が存在しないことから、歩行者保護等のために必要な剛性をフロントグリル２０単体で持たせる必要があり、構造の複雑化や重量の増加が問題となる。
また、フロントグリル２０から流入した走行風は、導風部材３００の縦壁部３２０に衝突し、その後インタークーラ、ラジエータコア４０、インテークダクト６０等へ分散して流れることから、圧力損失が大きく、インタークーラやラジエータコア４０等の冷却能力を高めることが困難である。
さらに、縦壁部３２０の下端部近傍の気流が乱れている領域からインテークダクト６０へ空気を吸い上げることになり、インテークダクト６０への雪、雨滴、ダスト等の侵入が懸念される。

図３は、実施例の車両前部構造における走行時の気流の流れを示す模式図である。
図３に示すように、実施例においては、フロントグリル２０からエンジンルーム内に導入された走行風は、ＥＡブラケット１００の斜面部１２０によって上下に分離される。
そして、斜面部１２０の上方に入った気流Ａ１は、導風部材２００の下面部２１０と上面部２２０との間を通過し、インテークダクト６０の上方を通過して、インタークーラに導入される。

また、斜面部１２０の下方に入った気流Ａ２は、コンデンサ５０、ラジエータコア４０に順次導入されるが、ＥＡブラケット１００の下方を通過する際、気流Ａ２の一部は整流板１１２に衝突して斜め下方へ進行方向を変更する。
この下向きの気流は、エアカーテン的に作用して、フロントグリル２０から流入し、雪、雨滴、ダスト等を含む気流Ａ２が、直接開口１１１からインテークダクト６０側へ流れることを防止する。

そして、エンジンが吸気する気流Ａ３は、ラジエータパネルアッパ３０の下部の領域から吸い上げられ、開口１１１を通ってインテークダクト６０の入口６１に至る。
このような領域においては、雪、雨滴、ダスト等は自重によって降下しており、空気中の含有量は他の部分に対して減少していることから、インテークダクト６０に異物が吸い込まれることを抑制できる。

また、ＥＡブラケット１００は、歩行者等との衝突によりフロントグリル２０が後退した際に、フロントグリル２０の剛性を補うとともに、圧壊してエネルギを吸収する効果を有する。
また、ＥＡブラケット１００は、軽衝突時に、過度の荷重伝達によってラジエータパネルアッパ３０等にダメージを与えることを防止する機能も有している。
この点について以下説明する。

図４は、本発明の比較例２である車両前部構造における軽衝突時の挙動を示す模式図である。図４（ａ）は衝突前、図４（ｂ）は、障害物Ｂとの軽衝突後の状態を示している。（図５において同じ）
比較例２の車両前部構造は、実施例のＥＡブラケット１００に代えて、以下説明するＥＡブラケット１００Ａを備えている。
ＥＡブラケット１００Ａは、実施例における斜面部１２０、縦壁部１３０に相当する部分が存在せず、基部１１０をストレートに前方側に伸ばした構成となっている。
このような構成では、衝突時にＥＡブラケット１００Ａが圧壊するのに必要な抗力が大きくなり、これを支持しているラジエータパネルアッパ３０にも大きな車両後方向きの荷重が伝達されてしまう。
その結果、図４（ｂ）に示すように、ラジエータパネルアッパ３０の断面の転び（ねじれ）や曲げ、潰れといったダメージが発生し、修理に要する工数、コストが増加してしまう。

図５は、実施例の車両前部構造における軽衝突時の挙動を示す模式図である。
実施例のＥＡブラケット１００においては、図５（ｂ）に示す障害物Ｂとの衝突時においては、斜面部１２０が、前端部１２１に負荷される車両前後方向の圧縮荷重によって、縦壁部１３０に対して前下がりとなる方向に回動する屈曲変形が発生し、この屈曲変形によって衝撃エネルギを吸収する。
実施例においては、このように予め屈曲して配置された斜面部１２０と縦壁部１３０との接続部が、応力集中によって屈曲変形の起点となり、衝突時の屈曲変形を促進することから、比較的小さい抗力によって圧壊する。その結果、基部１１０からラジエータパネルアッパ３０に伝達される荷重が軽減され、上述したようなラジエータパネルアッパ３０のダメージ発生を防止して、修理に要する工数、コストを低減することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）ＥＡブラケット１００の前部に前下がりとなる斜面部１２０を設けるとともに、その後方に導風部材２００を設けることによって、フロントグリル２０から導入される走行風を、インタークーラへの気流Ａ１、ラジエータコア４０等への気流Ａ２に分離することによって、それぞれの気流に発生する圧力損失を軽減し、走行風を効率よく利用して、インタークーラ、ラジエータコア４０、コンデンサ５０の冷却能力を高めることができる。
（２）気流Ａ２を下方へエアカーテン的に偏向させる整流板１１２を設けたことによって、簡単な構成によって雪、雨滴、ダスト等が多く含まれる走行風が直接インテークダクト６０に吸い込まれることを防止できる。
また、フロントグリル２０の通過直後には上向きとなっている気流を、ラジエータコア４０等への流入前に水平に近づけて通過抵抗を低減することができる。
（３）衝突時にフロントグリル２０が後退し、斜面部１２０が前下がりとなる方向に回動するように、ＥＡブラケット１００が屈曲変形することによって、フロントグリル２０単体で十分な剛性を出すことが難しい場合であっても、歩行者衝突等による衝撃エネルギを効率よく吸収し、歩行者保護性能を向上することができる。
また、軽衝突時のラジエータパネルアッパ３０等の車体本体側への過大な荷重伝達によるダメージを抑制し、車両の修理に要する工数、コストを低減することができる。
（４）斜面部１２０及び縦壁部１３０が上方に凸となる屈曲部を形成することによって、この屈曲部が屈曲変形の起点となり、また、屈曲変形を促進し、上述した効果を確実に得ることができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
例えば、車両前部構造を構成する各部材の構造、材質、製法、形状、寸法、配置、個数、部品分割などは、上述した実施例に限定されず、適宜変更することが可能である。
また、実施例では、斜面部の上方を通過する走行風をインタークーラの冷却に用いる構成としたが、これに限らず、油脂類クーラ、電動車両のモータ、電装品等の他の冷却対象物の冷却や、キャビン内のベンチレーション等の他の目的に利用してもよい。
また、衝撃吸収部材の屈曲変形を促進させる手法は、実施例のような屈曲部を設ける構成に限らず、例えばリブ部に切り欠きを設けるなど他の手法によるものであってもよい。

１０フード２０グリル
３０ラジエータパネルアッパ４０ラジエータコア
５０コンデンサ６０インテークダクト
６１入口
１００ＥＡブラケット１１０基部
１１１開口１１２整流板
１２０斜面部１２１前端部
１３０縦壁部１４０リブ
２００導風部材２１０下面部
２１１タブ部２１２段部
２２０上面部２３０基部
２４０連結部
３００導風部材３１０上面部
３２０縦壁部３２１開口
３３０突出面部３４０基部
Ａ１〜Ａ３気流
Ｂ障害物

Claims

車体前部に設けられ走行風が導入されるフロントグリルと、
前記フロントグリルの後方側に設けられラジエータコアの上端部を支持するラジエータ保持部材と、
前記フロントグリルと前記ラジエータ保持部材との間に設けられ、少なくとも前端部に車両前方側が下がった斜面部が形成されるとともに、車両前方側からの荷重入力に応じて前記斜面部の先端部が降下する方向に屈曲変形する衝撃吸収部材を備え、
前記衝撃吸収部材は、車両前後方向における中間部に、前記屈曲変形の起点となる変形促進部を有し、
前記衝撃吸収部材の前記斜面部は、該斜面部の上方を通過する走行風と該斜面部の下方を通過して前記ラジエータコアに導入される走行風とを分離すること
を特徴とする車両前部構造。
前記変形促進部は、前記衝撃吸収部材を車両側方から見た断面形状において上方が凸となる屈曲部を有すること
を特徴とする請求項１に記載の車両前部構造。
前記ラジエータ保持部材の上部に入口部が配置されたエンジンのエアインテーク部と、
前記衝撃吸収部材の前記斜面部の後端部近傍から前記エアインテーク部の上部にかけて設けられ前記斜面部の上方を通過した走行風の前記エアインテーク部への流入を防止する遮蔽部材を有すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両前部構造。
前記衝撃吸収部材は、
前記斜面部の後方側に設けられ、ラジエータコアの前方側から前記エアインテーク部へ空気を導入する開口と、
前記開口の前方側に設けられ、前記斜面部の下方を通過した走行風を前記開口の入口から遠ざかる方向に偏向させる整流部とを有すること
を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の車両前部構造。