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JP7011985B2 - 車体構造 - Google Patents

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JP7011985B2 JP2018133991A JP2018133991A JP7011985B2 JP 7011985 B2 JP7011985 B2 JP 7011985B2 JP 2018133991 A JP2018133991 A JP 2018133991A JP 2018133991 A JP2018133991 A JP 2018133991A JP 7011985 B2 JP7011985 B2 JP 7011985B2
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Description

本発明は、歩行者等の保護対象者を保護する車体構造に関する。
従来、この種の車体構造として、特許文献1に開示されたものが知られている。
特許文献1では、車体の前部に設けられたフードを持ち上げるポップアップフード装置を備えている。ポップアップフード装置は、フードの後端部を持ち上げるリヤポップアップフード装置と、フードの前端部を持ち上げるフロントポップアップフード装置とを含んで構成されている。ポップアップフード装置は、カメラ等の衝突検知センサが保護対象者との衝突を検出すると制御装置により作動して、フードを上昇させる。これによって、エンジンルームとフードとのクリアランスを拡大することができ、保護対象者が車体に衝突したときの衝撃を軽減することができる。
特開2017-43210号公報
しかしながら、特許文献1の車体構造では、ポップアップフード装置によりフードが上下方向に可動する構造であるため、フロントウインドウの下方に位置する剛性の高いウインドシールドロアやワイパをフードで隠すことがない。したがって、フード上に乗り上げた保護対象者がウインドシールドロアやワイパ等に対して衝突するおそれがあった。
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、エンジンルームとフードとのクリアランスを拡大して保護対象者が車体に衝突したときの衝撃を軽減できるとともに、ウインドシールドロアやワイパ等に保護対象者が衝突するのを好適に抑制できる車体構造を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明に係る車体構造は、車体に設けられたフードと、前記車体に前記フードの前部を係止する係止装置と、前記車体に対して前記フードを相対的に移動させる移動機構と、を有する車体構造であって、前記係止装置は、前記車体および前記フードの一方に設けられた係止部と、他方に設けられ前記係止部に前後方向スライド可能に係止される被係止部と、を備えており、前記移動機構は、前記フードを前記車体に対して移動可能に支持し、前記フードを前記車体に対して上方および後方に移動する構成であり、前記移動機構は、前記フードを前記車体に対して上方に移動する際に、前記フードと前記係止装置の前記係止部および前記被係止部とを一体に持ち上げることを特徴とする。
本発明によれば、エンジンルームとフードとのクリアランスを拡大して保護対象者が車体に衝突したときの衝撃を軽減できるとともに、ウインドシールドロアやワイパに保護対象者が衝突するのを好適に抑制できる車体構造が得られる。
本発明の第1実施形態に係る車体構造においてフードを作動させた状態を示す車体前部の一部省略斜視図である。 同じくフードを作動させた状態を示す車体前部の一部省略側面図である。 車体前方から視たフードおよび前部アクチュエータを示す模式図である。 前部アクチュエータを作動させた状態を示す模式図である。 ラッチとストライカとの係止状態を示す拡大側面図である。 フード後端部の構造を示す拡大側面図である。 後部アクチュエータを作動させた状態を示すフード後端部の拡大側面図である。 ポップアップ前の状態を示すフード周りの断面図である。 ウインドシールドロアやワイパの上方にフードの後端部を位置させた状態を示すフード周りの断面図である。 ウインドシールドロアやワイパの上方にフードの後端部を位置させるとともに、車体前部のフロントバルクヘッドの上方にフードの前端部を位置させた状態を示すフード周りの断面図である。 本発明の第2実施形態に係る車体構造を示すフード周りの断面図である。
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。以下では同一の構成要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。方向を説明する際は、運転者からみた前後左右上下に基づいて説明する。
(第1実施形態)
図1,図2に示すように、本実施形態に係る車体構造を備える自動車Vは、車体の前部にエンジンルームEの上面を覆うフード1を備えている。また、自動車Vは、車体に対してフード1を相対的に移動させる移動機構を備えている。移動機構は、フード1を車体に対して移動可能に支持しており、フード1を車体に対して上方および後方に移動するように構成されている。
移動機構は、図2に示すように、フード1の前部を持ち上げる前部アクチュエータ20と、フード1の後部を持ち上げる後部アクチュエータ30と、を備えている。
具体的に、前部アクチュエータ20は、図3Aに示すように、主動アクチュエータ20Aと左右一対の従動アクチュエータ20B,20Bとを備えている。主動アクチュエータ20Aは、フード1の前端中央部の下方に配置されている。フード1と主動アクチュエータ20Aとの間には、フード1を閉じた状態に保持するための係止装置40が配置されている(図4参照)。主動アクチュエータ20A、従動アクチュエータ20Bおよび後部アクチュエータ30は、エンジンルームE内の所定の箇所に支持されている。
主動アクチュエータ20Aは、筒状のシリンダ21と、シリンダ21の軸方向に移動可能なロッド22とを備えている。シリンダ21内には、ピストン部23が上下方向摺動可能に収容されており、このピストン部23にロッド22の下端部が接続されている。ロッド22の上部は、シリンダ21の上方に延出しており、その上端部が係止装置40のベース部41の下部に取り付けられている。ベース部41は、係止部として機能するラッチ42を備えている。ラッチ42には、フード1の前端中央部の下面に設けられた被係止部としてのストライカ43が係止される。ラッチ42にストライカ43が係止されることによって、フード1がエンジンルームEを塞ぐように車体に閉じられた状態で保持される(図6A参照)。
ストライカ43は、図4に示すように、側方から視て断面凹状を呈している。ストライカ43は、フード1の前端下部に支持された支持部43aと、支持部43aの下端部から前方に延びる延在部43bと、延在部43bの前端部から上方に延びる立上り部43cとを備えている。
延在部43bは、ラッチ42に対して前後方向にスライド可能に係止されている。つまり、延在部43bは、ラッチ42に係止された状態を維持しながら前後方向にスライド移動可能である。延在部43bは、ラッチ42が係止される部分よりも前方に延長された延長部43dを備えており、一般的に用いられるストライカ43の延在部に比べて前方に長く形成されている。
延長部43dの前後方向の長さL1は、フード1が後方へ所定距離移動するのを許容する長さ(フード1の後方への移動を予め見込んだ長さ)に設定されている。これにより、延在部43bにラッチ42が係止されている状態を維持したまま、フード1は、前記延長部43dの長さL1分、後方へ向けて移動可能である。
従動アクチュエータ20Bは、図1に示すように、フード1の前端部1a左右部分を下方から支持する部材であり、主動アクチュエータ20Aの作動時に従動してフード1を左右両側から支持するものである。従動アクチュエータ20Bは、図2に示すように、車体を側方から視て、主動アクチュエータ20Aの後方に配置されている。なお、従動アクチュエータ20Bは、主動アクチュエータ20Aの左右方向に一列に配置してもよいし、主動アクチュエータ20Aの前方に配置してもよい。
従動アクチュエータ20Bは、左右で同様の構成であるので、ここでは左側の従動アクチュエータ20Bを例にとって説明する。従動アクチュエータ20Bは、図3に示すように、支持ロッド24と、支持ロッド24に沿って上下方向に移動可能な有底の筒体25と、支持ロッド24の上端部と筒体25の底部との間に縮設されたスプリング26と、を備えている。
従動アクチュエータ20Bは、図示しないロック機構により、スプリング26が縮んだ状態で支持ロッド24に筒体25がロックされている。ロック機構は、主動アクチュエータ20Aに繋がる図示しないワイヤー等を利用した機械的なロック解除手段、あるいは電気的信号等を利用した電気的なロック解除手段等によって、支持ロッド24に筒体25がロックされている状態を解除する。従動アクチュエータ20Bは、後記するように、ロック機構のロックが解除されることによって、縮んでいたスプリング26が伸び、その付勢力で筒体25が上動する(図3B参照)。この場合、従動アクチュエータ20Bは、主動アクチュエータ20Aの作動後、段階的に作動するように構成してもよいし、主動アクチュエータ20Aの作動と一緒に作動するように構成してもよい。なお、上動した筒体25は、所定高さで保持されるようになっている。
後部アクチュエータ30は、図1に示すように、フード1の後端左右の下方に一対配置されている。一対の後部アクチュエータ30は、同様の構成であるので、以下では、左側に配置される後部アクチュエータ30を例にとって説明する。
後部アクチュエータ30は、図5Aに示すように、筒状のシリンダ31と、シリンダ31の軸方向に移動可能なロッド32と、を備えている。シリンダ31内には、ピストン部33が軸方向に摺動可能に収容されており、ピストン部33にロッド32の一端部が接続されている。ロッド32は、シリンダ31の後方斜め上方に延出しており、その他端部が支軸34等を介してフード開閉用の金属製のヒンジ2に近接するように配置されている。ヒンジ2は下端部が軸部2aを介して車体側に軸支され、上端部がフード1に固定されている。
なお、後部アクチュエータ30は、車体の左右のいずれか一方に設けてヒンジ2に接続してもよい。
図3Aに示すように、前部アクチュエータ20のシリンダ21には、シリンダ21の内部にガスを噴出するインフレータ27が接続されている。一方、図5Aに示すように、後部アクチュエータ30のシリンダ31には、シリンダ31の内部にガスを噴出するインフレータ37が接続されている。
インフレータ27,37は、ガス発生剤を用いたパイロタイプである。インフレータ27,37は、後記する衝突検出装置50の制御ユニット52の指令により点火されてガスを噴出する。
前部アクチュエータ20の主動アクチュエータ20Aにおいて、インフレータ27からのガスがシリンダ21内に噴出すると、図3Bに示すように、ガスの圧力によってピストン部23が上方に摺動され、ロッド22が上方に移動する。このロッド22の移動に伴って、係止装置40全体が上方に持ち上げられる。すなわち、ベース部41のラッチ42にフード1側のストライカ43が係止された状態を維持したまま、係止装置40とフード1の前部とが一体となって上昇することとなる。
また、後部アクチュエータ30において、インフレータ37からのガスがシリンダ31内に噴出すると、図5Bに示すように、ガスの圧力によってピストン部33が後方斜め上方に摺動され、ロッド32が後方斜め上方に移動する。このロッド32の移動に伴って、ヒンジ2が後方に押されて回動する。ヒンジ2は、ロッド32に押されて後方に回動する過程で、塑性変形し、起立した状態になる。このように、ヒンジ2が起立した状態になることで、フード1の後端部1bは、車体に対して上方および後方に移動する。なお、係止装置40のストライカ43は、図4に示すように、フード1の後方への移動を許容するようにラッチ42にスライド可能に係止されている。したがって、ヒンジ2が起立した状態になる過程で、ストライカ43の延在部43bは、ラッチ42に対して好適にスライドする。これにより、フード1が後方に向けてスムーズに移動する。
次に、衝突検出装置50について説明する。衝突検出装置50は、図1に示すように、フロントウインドウW越しに前方へ向けられた検出装置としてのカメラ51と、エンジンルームE内等の適所に配置された制御手段としての制御ユニット52とを備えている。
カメラ51は、例えば赤外線カメラを用いることができるが、一般的な撮影を行う公知のカメラであってもよい。カメラ51は、フード1越しに車体前方を撮影することで車体前方の状況を検出する。また、カメラ51は、運転者の運転操作を支援する先進運転支援システムに用いられるカメラを利用してもよい。先進運転支援システムは、安全でより良い運転のために車両システムを自動化、適応、強化するために開発されたシステムである。
制御ユニット52は、カメラ51からの撮像データを入力し、走行中等の自動車Vに対してフード1の前端部1aに近づいて衝突する可能性のある歩行者等(自転車等に乗った人物を含む)の保護対象者(以下、単に「歩行者」という)が存在するか否かを予測する。この場合、制御ユニット52は、例えば、所定の時刻毎にフード1の前方における遠近2位置にいる歩行者の大きさ(面積)の変化を計算して、フード1の前端部1aに衝突する可能性のある歩行者が存在するか否かを予測する。
制御ユニット52は、フード1の前端部1aに衝突する可能性のある歩行者が存在すると予測した場合に、インフレータ27,37(図3A、図5A参照)に点火信号を送信する。
なお、車体前端のバンパー等に衝突を検出する圧力センサーを配置し、この圧力センサーからの信号に基づいて制御ユニット32が実際の衝突を検出するように構成してもよい。
次に、歩行者が車体の前端部に衝突したときの作用について説明する。
初めに、イグニッションONなどで自動車Vが走行可能状態にされると、衝突検出装置50のカメラ51が車体の前方の撮影を開始し、制御ユニット52がカメラ51の撮像データを入力する。制御ユニット52は、入力した撮像データに基づいて、フード1の前端部1aに衝突する可能性のある歩行者が存在するか否かの予測を開始する。
制御ユニット52は、フード1の前端部1aに衝突する可能性のある歩行者が存在すると予測した場合に、インフレータ27,37に点火信号を送信する。すると、インフレータ27,37が点火する。これにより、図3Bに示すように、インフレータ27によって、主動アクチュエータ20Aのシリンダ21内に噴出されたガスでピストン部23が上方に摺動され、上動したロッド22によって係止装置40全体が上方に持ち上げられる。これにより、フード1の前端中央部が主動アクチュエータ20Aによって所定高さに持ち上げられる。
そして、この主動アクチュエータ20Aの作動に続けて左右一対の従動アクチュエータ20Bのロック機構のロックが解除され、スプリング26の付勢力で筒体25が上動する。上動した筒体25は、所定高さで保持され、主動アクチュエータ20Aの作動をサポートするようにフード1の左右前端部を下方から支持する。
一方、図5Bに示すように、インフレータ37によって、後部アクチュエータ30のシリンダ31内に噴出されたガスでピストン部33が後方斜め上方に摺動され、移動したロッド32に押されたヒンジ2が塑性変形して起立した状態になる。これにより、フード1の後部が上方へ持ち上げられるとともに、後方へ移動される。その過程でラッチ42に対してストライカ43の延在部43bがスライドし、フード1が後方に向けて所定距離移動される。
なお、従動アクチュエータ20Bもフード1の後方への移動を許容可能にフード1の左右前端部を支持する。
図6A~図6Cはフード1に対して所定の衝突荷重を加えるときの試験の様子を示す模式図である。衝突荷重は、日本国の自動車アセスメント(JNCAP)において規定されている歩行者頭部保護性能試験に基づいて設定される。この試験では、頭部を模擬した衝突体である頭部インパクタMを試験機からフード1上に衝突させて行う。図中一点鎖線で示したラインL2は、頭部インパクタMの衝突軌跡を示している。
図6Aに示すように、フード1が車体の前部に閉じられている通常の状態では、フロントウインドウWの下方に配置されるワイパ70およびその支持部71が、フード1の後端部1bの後方に位置して外部に露出している。このため、ワイパ70等に重なる頭部インパクタMの衝突軌跡上にワイパ70および支持部71が位置しており、これらに頭部インパクタMが衝突する可能性がある。また、頭部インパクタMの衝突軌跡上に、フロントウインドウWの下方に位置する剛性の高いウインドシールドロアWLが位置しており、これに頭部インパクタMが間接的に衝突する可能性がある。なお、フード1が閉じられているので、車体の前部に設けられるフロントバルクヘッドBHは、フード1の前端部1aで覆われている。
次に、図6Bに示すように、本実施形態の車体構造を用いて、車体に対してフード1を上方に高さH1および後方に距離N1移動させた場合について説明する。図6Bでは、フード1の後方への移動量である距離N1を多く取り、フード1の後端部1bで、上下方向にワイパ70および支持部71を覆っている。また、フード1の後端部1bで、上下方向にウインドシールドロアWLを覆っている。これにより、ワイパ70等に重なる頭部インパクタMの衝突軌跡上にフード1の後端部1bが位置し、エンジンルームEとフード1とのクリアランスを拡大して歩行者が車体に衝突したときの衝撃を軽減できるとともに、ウインドシールドロアWLやワイパ70等に歩行者が衝突するのを好適に抑制できる。
なお、車体前部に設けられるフロントバルクヘッドBHは、フロントバルクヘッドBHに重なる頭部インパクタMの衝突軌跡上に位置するが、フード1の前端部1aの少なくとも一部が上下方向にフロントバルクヘッドBHを覆っているので、フロントバルクヘッドBHに歩行者が衝突するのを好適に抑制できる。
次に、図6Cに示すように、本実施形態の車体構造を用いて、車体に対してフード1を上方に高さH1および後方に距離N2移動させた場合について説明する。図6Cでは、フード1の後方への移動量である距離N2を前記した距離N1よりも小さく設定し、フード1の後端部1bで、上下方向にワイパ70、支持部71およびウインドシールドロアWLの少なくとも一部を覆っている。
この場合にも、ワイパ70等に重なる頭部インパクタMの衝突軌跡上にフード1の後端部1bが位置している。これにより、エンジンルームEとフード1とのクリアランスを拡大して歩行者が車体に衝突したときの衝撃を軽減できるとともに、ウインドシールドロアWLやワイパ70等に歩行者が衝突するのを好適に抑制できる。
また、車体前部において、フロントバルクヘッドBHに重なる頭部インパクタMの衝突軌跡上にフード1の前端部1aが位置している。これにより、フロントバルクヘッドBHに対して歩行者が衝突するのを好適に抑制できる。
以上説明した本実施形態の車体構造では、移動機構がフード1を車体に対して上方および後方に移動するので、エンジンルームEとフード1とのクリアランスを拡大して歩行者が車体に衝突したときの衝撃を軽減できるとともに、ウインドシールドロアWLやワイパ70等に歩行者が衝突するのを好適に抑制できる。したがって、歩行者に対する保護性能が向上する。
また、移動機構は、フード1とワイパ70等の少なくとも一部とが上下方向に重なる位置までフード1を移動するので、ワイパ70等がフード1の後端部1bで好適に隠れ、ワイパ70等に歩行者が衝突するのをより好適に抑制できる。したがって、歩行者に対する保護性能が向上する。
また、移動機構は、フード1とウインドシールドロアWLの少なくとも一部とが上下方向に重なる位置までフード1を移動する。したがって、ウインドシールドロアWLがフード1の後端部1bで好適に隠れウインドシールドロアWLに歩行者が衝突するのをより好適に抑制できる。したがって、歩行者に対する保護性能が向上する。
また、移動機構によって、フード1が車体上方に移動されるとともに車体後方に移動された状態で、フード1とフロントバルクヘッドBHの少なくとも一部が上下方向に重なる。したがって、フロントバルクヘッドBHがフード1の前端部1aで好適に隠れ、フロントバルクヘッドBHに歩行者が衝突するのをより好適に抑制できる。したがって、歩行者に対する保護性能が向上する。
また、係止装置40のストライカ43の延在部43bは、ラッチ42に対してスライド可能に係止される。したがって、延在部43bにラッチ42が係止されている状態を維持したまま、フード1を後方へ移動させることができ、簡単な構造でフード1の後方への移動を実現できる。
移動機構のストライカ43は、延長部43dを備えているので、延長部43dを利用して延在部43bにラッチ42が係止されている状態を維持することができ、フード1を後方へ移動させることができる。
(第2実施形態)
図7を参照して第2実施形態の車体構造について説明する。本実施形態が前記第1実施形態と異なるところは、移動機構を後部アクチュエータ30だけで構成した点である。
この車体構造では、フード1の後部に後部アクチュエータ30が備わるので、フード1の後部が上方および後方に移動可能であり、ワイパ70等に重なる頭部インパクタMの衝突軌跡上にフード1の後端部1bを位置させることができる。
なお、フード1の前端部1aは、係止装置40によって延在部43bにラッチ42が係止されている状態を維持したまま、後方へ移動可能である。
本実施形態においても、エンジンルームEとフード1とのクリアランスを拡大して歩行者が車体に衝突したときの衝撃を軽減できるとともに、ウインドシールドロアWLやワイパ70等に歩行者が衝突するのを好適に抑制できる。
以上、本実施形態の車体構造について、図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、後部アクチュエータ30は、後方斜め上方にロッド32が移動する構成としたが、これに限られることはなく、フード1の後端部1bを上方に移動させるアクチュエータと、後方に移動させるアクチュエータとの2つのアクチュエータを備えて構成してもよい。
また、前部アクチュエータ20は、フード1の前端部1aを係止装置40ごと上方に移動させるものを説明したが、これに限られることはなく、フード1の前端部1aを係止装置40ごと後方斜め上方に移動させるアクチュエータで構成してもよい。この場合には、ストライカ43の延在部43bに延長部43dを設ける必要がなくなる。
また、係止装置40のラッチ42を車体側に設け、ストライカ43をフード1側に設けたが、これとは反対に、ラッチ42をフード1側に設け、ストライカ43を車体側に設けてもよい。
また、前記実施形態では、車体構造のフードをフード1として、これに適用したものを示したが、これに限られることはなく、車体の後部のトランクフードやその他のフードに対して適用してもよい。
また、検出装置としてカメラ51を用いたが、これに限られることはなく、レーダー装置や圧力センサーを用いて歩行者を検出するようにしてもよい。
また、本発明は、ハイブリッド自動車や、電気自動車、燃料電池自動車等、エネルギーストレージを備える車両に広く適用できる。
1 フード
20 前部アクチュエータ(移動機構)
30 後部アクチュエータ(移動機構)
40 係止装置
42 ラッチ(係止部)
43 ストライカ(被係止部)
43d 延長部
70 ワイパ
BH フロントバルクヘッド
V 自動車
W フロントウインドウ
WL ウインドシールドロア

Claims (5)

  1. 車体に設けられたフードと、
    前記車体に前記フードの前部を係止する係止装置と、
    前記車体に対して前記フードを相対的に移動させる移動機構と、を有する車体構造であって、
    前記係止装置は、前記車体および前記フードの一方に設けられた係止部と、他方に設けられ前記係止部に前後方向スライド可能に係止される被係止部と、を備えており、
    前記移動機構は、
    前記フードを前記車体に対して移動可能に支持し、
    前記フードを前記車体に対して上方および後方に移動する構成であり、
    前記移動機構は、前記フードを前記車体に対して上方に移動する際に、前記フードと前記係止装置の前記係止部および前記被係止部とを一体に持ち上げることを特徴とする車体構造。
  2. 前記車体にはフロントウインドウを払拭するワイパが備わり、
    前記移動機構は、前記フードと前記ワイパの少なくとも一部とが上下方向に重なる位置まで前記フードを移動することを特徴とする請求項1に記載の車体構造。
  3. 前記車体にはフロントウインドウを下方から支持するウインドシールドロアが設けられており、
    前記移動機構は、前記フードと前記ウインドシールドロアの少なくとも一部とが上下方向に重なる位置まで前記フードを移動することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車体構造。
  4. 前記車体の前部には、車体の左右方向に延在するフロントバルクヘッドが備わり、
    前記移動機構によって、前記車体に対して前記フードが車体上方に移動されるとともに車体後方に移動された状態で、前記フードと前記フロントバルクヘッドの少なくとも一部が上下方向に重なることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の車体構造。
  5. 前記移動機構は、前記フードを前記車体に対して後方に所定距離移動するものであり、
    前記被係止部は、前記係止部が係止される部分よりも前方に、前記所定距離分だけ延長された延長部を備えていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の車体構造。
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