JP2000177626A - 車両のシャシフレ―ム衝突安全構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サイドメンバの前端に架設されるファースト
クロスメンバに外力が作用するシャシフレームの外力作
用箇所近傍における変形を低減し、シャシフレームの抗
力の増大と前後方向の変形量を低減し、居住空間を確保
すると共に衝撃エネルギーの吸収効率を向上し得る車両
のシャシフレーム衝突安全構造を提供する。 【解決手段】 略コ字形状断面のサイドメンバ２の前端
に架設されるファーストクロスメンバ５のサイドメンバ
２と連結する端部の空間部１０内に補強部材１を挿入し
て固着する。また、衝撃吸収部材９を補強部材１とほぼ
相対向する位置においてファーストクロスメンバ５の前
面から突出せしめて配置する。補強部材１によりファー
ストクロスメンバ５の端部が補強され、このまわりの変
形が防止されると共に衝撃吸収部材のファーストクロス
メンバ５内へのめり込みもなく、シャシフレームの抗力
の増大と変形量の低減及び衝撃エネルギーの吸収効率が
向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サイドメンバの前
端にファーストクロスメンバを設けるシャシフレームの
衝撃力作用時におけるファーストクロスメンバ及びファ
ーストクロスメンバとサイドメンバとの連結部位におけ
る変形を低減し、車両の安全性を確保する車両のシャシ
フレーム衝突安全構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両のシャシフレームの前方側の概要構
造としては図６に示すものがある。略コ字形状断面のサ
イドメンバ２はその開口部側を略コ字形状断面のクロー
ジングプレート３により閉止され閉断面のサイドメンバ
体２′を形成する。左右のサイドメンバ２，２の前端に
は閉断面形状のファーストクロスメンバ５が架設されそ
の端部はサイドメンバ２内に挿入されて固着される。な
お、サイドメンバ２の前端にファーストクロスメンバ５
の端部が挿入されるため図示のようにクロージングプレ
ート３はファーストクロスメンバ５の後方までしかサイ
ドメンバ２に装着されていない。

【０００３】ファーストクロスメンバ５の後方にはセカ
ンドクロスメンバ４が配置されているが、このセカンド
クロスメンバ４はサイドメンバ体２′の変曲部８の近傍
において左右のサイドメンバ体２′，２′に架設され
る。また、図示のように、セカンドクロスメンバ４の後
方にはエンジンクロスメンバ６が左右のサイドメンバ体
２′，２′に架設されて配置される。また、図示のよう
に、サイドメンバ２の外面にはステアリングギヤブラケ
ット７が固定される。通常、衝突時等の外力はファース
トクロスメンバ５に直接作用するが、図６に示すように
ファーストクロスメンバ５の端部に衝撃吸収部材９を突
設せしめ、衝撃力をこの衝撃吸収部材９で受けてシャシ
フレーム側への衝撃力の作用を緩和させる手段も従来よ
り採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記したように、クロ
ージングプレート３はファーストクロスメンバ５の端部
の後方までしか配設されていない。そのため、サイドメ
ンバ２とファーストクロスメンバ５との連結部位の剛性
は他の部分に較べて弱い。一方、クロージングプレート
３をファーストクロスメンバ５側まで挿入するとファー
ストクロスメンバ５の上面とサイドメンバ２の上面との
間の段差が大きくなり、キャブのキャブマウントブラケ
ット等を取り付けるための平坦面の形成ができなくな
る。以上の構造のため、衝突時等においてファーストク
ロスメンバ５に外力が作用すると図７に示すようにサイ
ドメンバ体２′とファーストクロスメンバ５との連結部
位が大きく鈍角状に変位する可能性がある。なお、サイ
ドメンバ体２′全体には大きく横方向（外方向）に折れ
曲がる横折れモードの変形が生ずる。また、ファースト
クロスメンバ５をサイドメンバ２に溶着している部分が
外力により剥がれ、シャシフレームの抗力が低下し更に
大きな変形が発生する可能性もある。また、横折れモー
ドの変形が発生するとシャシフレームの前後方向の変形
量が大きくなり、キャブの居住空間が狭くなる可能性も
ある。なお、図６に示すように、シャシフレームの左側
にはステアリングギヤブラケット７が取り付けられてい
ないため外力作用時において右側と異なる変形が生ずる
が、左側もほぼ同様に大きく座屈変形し、シャシフレー
ムの変形量を増大させる可能性もある。

【０００５】前記したように、ファーストクロスメンバ
５の端部には衝撃吸収部材９を設ける場合もあり、ファ
ーストクロスメンバ５に作用する衝撃力を緩和させるこ
とができる。しかしながら、車両の衝突時等の大きな外
力が作用する場合には、ファーストクロスメンバ５が座
屈変形し、衝撃吸収部材９が機能しない可能性がある。
すなわち、ファーストクロスメンバ５は閉断面形状の比
較的剛性のあるものから形成されているが、外力作用時
には衝撃吸収部材９がファーストクロスメンバ５の前板
に局部的に作用し、前記前板を凹ませるような大きな力
となって作用する可能性がある。ファーストクロスメン
バ５は閉断面であるが内部に空間部１０があるため前記
前板が空間部１０内に大きく凹み、図８に示すように衝
撃吸収部材９がファーストクロスメンバ５内にめり込ん
で衝撃力を吸収しなくなる可能性がある。

【０００６】クロスメンバを補強する公知技術として、
例えば、実開平５−６８７８１号公報が挙げられる。こ
の「クロスメンバーの取付構造」はパイプ状のクロスメ
ンバの端部の第１のブラケットに略コ字形状断面の第２
のブラケットを補強部材として固着したものである。補
強部材を有する点において後に説明する本発明と類似す
る点もあるが、この公知技術はクロスメンバを着脱可能
にサイドメンバに取り付けるためにその端部剛性が低下
するのを補強するためのものであり、かつクロスメンバ
はシャシフレームの前端に配置されて直接外力を受ける
ものでなく構成，目的が本発明と全く相違する。

【０００７】本発明は、以上の事情に鑑みて発明された
もので、外力作用時においてサイドメンバとファースト
クロスメンバとの連結部位の変形が少なく、シャシフレ
ームの抗力が増大し、変形量が低減し、居住空間が確保
されると共に衝撃エネルギーの吸収効率が向上する車両
のシャシフレーム衝突安全構造を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の目的を
達成するために、略コ字形状断面をなし車幅方向に所定
間隔で配置されるサイドメンバと、該サイドメンバの開
口部側を閉止するクロージングプレートと、左右の前記
サイドメンバの前端側にその端部を挿入して架設固定さ
れる閉断面形状のファーストクロスメンバと、該ファー
ストクロスメンバの後方で前記サイドメンバの変曲部の
近傍において左右のサイドメンバに架設されるセカンド
クロスメンバ等を前端側に有するシャシフレームの外力
作用時における主に前記サイドメンバとファーストクロ
スメンバとの連結箇所における変形と前記ファーストク
ロスメンバの変形を防止する車両のシャシフレーム衝突
安全構造であって、前記ファーストクロスメンバ内の前
記サイドメンバと連結される前記端部に、該ファースト
クロスメンバの閉断面の内部空間を埋める補強部材を設
ける車両のシャシフレーム衝突安全構造を構成するもの
である。また、衝撃力を吸収すべく前記ファーストクロ
スメンバの前記端部に突設される衝撃力吸収部材が前記
補強部材とほぼ相対向する位置に配置されることを特徴
とするものである。

【０００９】サイドメンバに端部を挿入して固着される
ファーストクロスメンバの前記端部の空間部には比較的
高剛性の補強部材が挿入されて固着される。そのため、
連結部位の剛性が高くなり、外力作用時における連結部
位の大きな変形がなくなる。そのため、シャシフレーム
の抗力が増大し、前後方向の変形量が低減し、キャブの
居住空間が確保される。また、衝撃吸収部材は補強部材
により支持されるためファーストクロスメンバ内へのめ
り込みがなくなり、衝撃エネルギーの吸収が十分に行わ
れる。以上により、衝撃エネルギーの吸収効率を向上す
ることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の車両のシャシフレ
ーム衝突安全構造の実施の形態を図面を参照して詳述す
る。図１に示すように、略コ字形状断面のサイドメンバ
２の開口部側に略コ字形状断面のクロージングプレート
３が固着され閉断面のサイドメンバ体２′を形成する。
左右のサイドメンバ２，２の前端には閉断面のファース
トクロスメンバ５が架設される。なお、クロージングプ
レート３はファーストクロスメンバ５がサイドメンバ２
と連結する端部の後方まで配設される。左右のサイドメ
ンバ体２′，２′にはセカンドクロスメンバ４やエンジ
ンクロスメンバ６が架設される。なお、セカンドクロス
メンバ４はサイドメンバ体２′の変曲部８の近傍におい
てサイドメンバ体２′に連結して固着される。また、右
側のサイドメンバ２の外面の変曲部８の近傍にはステア
リングギヤブラケット７が固定される。

【００１１】次に、本発明の車両のシャシフレーム衝突
安全構造の主要構成要素の補強部材１及び衝撃吸収部材
９の構造や取り付け位置等を図１乃至図４により説明す
る。図２において、サイドメンバ２の前端に挿入された
ファーストクロスメンバ５は閉断面のものからなるが、
その端面はサイドメンバ２の内面には溶着できない。そ
のため、ファーストクロスメンバ５の端部には低剛性の
空間部１０が形成される。一方、前記したようにクロー
ジングプレート３はファーストクロスメンバ５の後方の
部位までしか配設されない。よって、それ等の連結部位
にはウィークポイント１１が形成される。本発明に係る
補強部材１は空間部１０内に挿入され、望ましくは前記
のウィークポイント１１を補完し得る位置に配設され
る。

【００１２】この補強部材１は本実施の形態では図４に
示すようなコ字形状断面の比較的高剛性の部材からな
り、図２，図３に示すように予めファーストクロスメン
バ５の端部の所定位置に固着される。そのため、ファー
ストクロスメンバ５は補強部材１を内部に溶着した後に
その前板５ａ（図２）を溶着する構造から形成される。
この補強部材１はファーストクロスメンバ５の各面に当
接し、空間部１０内にほぼ充填された状態に挿着され
る。そのため、ファーストクロスメンバ５の端部は高剛
性となり十分に補強される。

【００１３】図１乃至図３に示すように、衝撃吸収部材
９はファーストクロスメンバ５の端部に突出して固定さ
れるが、補強部材１の配設される位置とほぼ相対向する
位置に配設される。従って、衝撃吸収部材９は補強部材
１を内蔵するファーストクロスメンバ５により高強度に
支持される。よって、従来技術のように衝撃吸収部材９
がファーストクロスメンバ５内にめり込むことはない。

【００１４】本発明の車両のシャシフレーム衝突安全構
造を有するシャシフレームに外力が作用すると、補強部
材１がサイドメンバ２とファーストクロスメンバ５との
連結部位における変形を防止し、かつウィークポイント
１１を補完するため図５に示すように連結部位はほぼも
との直角状態を保持し、従来技術のように鈍角にならな
い。よって、横折れがなくなり縦折れ変形となる。その
ため変形量が低減する。また、衝撃吸収部材９は前記の
ようにファーストクロスメンバ５側にめり込まず、その
まま変形し衝撃エネルギーを吸収し衝撃力を緩和する。
以上により、シャシフレーム側の抗力が向上し、居住空
間も確保される。

【００１５】以上の説明において補強部材１を図示の構
造のものとしたが、勿論、これに限定するものではな
い。また、サイドメンバ２とファーストクロスメンバ５
との連結部位における両者の構造においても図１のよう
な単純な形態でないものもあるが、補強部材１を配設す
る基本的構造においては同様である。

【００１６】

【発明の効果】１）本発明の請求項１に記載の車両のシ
ャシフレーム衝突安全構造によれば、比較的単純な構造
の補強部材をファーストクロスメンバ内に設けることに
より、外力作用時における極端な座屈変形がなくなり、
シャシフレームの抗力が増大し、前後方向の変形量も低
減する。これにより、キャブの居住空間が確保されると
共に衝撃エネルギーの吸収効率が向上し、車両の安全性
の向上が図れる。 ２）本発明の請求項２に記載の車両のシャシフレーム衝
突安全構造によれば、衝撃力吸収部材が補強部材により
支持されるため従来技術のようにめり込みがなくなり、
衝撃エネルギーを十分に吸収する効果を上げることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車両のシャシフレーム衝突安全構造が
適用されたシャシフレームの前方側の概要構造を示す平
面図。

【図２】本発明の補強部材の構造及びその配置を示す拡
大断面図。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。

【図４】本発明の補強部材の構造を示す斜視図。

【図５】本発明の車両のシャシフレーム衝突安全構造の
外力作用時のシャシフレームの変形の状態を示す模式
図。

【図６】従来のシャシフレームの前方側の概要構造を示
す平面図。

【図７】従来のシャシフレームの外力作用時の変形状態
を示す模式図。

【図８】従来のシャシフレームに付設される衝撃吸収部
材の外力作用時における異常形態を説明するための部分
拡大断面図。

【符号の説明】

１ 補強部材 ２ サイドメンバ ２′ サイドメンバ体 ３ クロージングプレート ４ セカンドクロスメンバ ５ ファーストクロスメンバ ５ａ 前板 ６ エンジンクロスメンバ ７ ステアリングギヤブラケット ８ 変曲部 ９ 衝撃吸収部材 １０ 空間部 １１ ウィークポイント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 哲也 神奈川県藤沢市土棚８番地 いすゞ自動車 株式会社藤沢工場内 (72)発明者 小黒 龍児 神奈川県藤沢市土棚８番地 いすゞ自動車 株式会社藤沢工場内 (72)発明者 國樹 宏行 北海道恵庭市恵み野北３丁目１番１号 い すゞ自動車株式会社北海道開発センター内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略コ字形状断面をなし車幅方向に所定間
   隔で配置されるサイドメンバと、該サイドメンバの開口
   部側を閉止するクロージングプレートと、左右の前記サ
   イドメンバの前端側にその端部を挿入して架設固定され
   る閉断面形状のファーストクロスメンバと、該ファース
   トクロスメンバの後方で前記サイドメンバの変曲部の近
   傍において左右のサイドメンバに架設されるセカンドク
   ロスメンバ等を前端側に有するシャシフレームの外力作
   用時における主に前記サイドメンバとファーストクロス
   メンバとの連結箇所における変形と前記ファーストクロ
   スメンバの変形を防止する車両のシャシフレーム衝突安
   全構造であって、前記ファーストクロスメンバ内の前記
   サイドメンバと連結される前記端部に該ファーストクロ
   スメンバの閉断面の内部空間を埋める補強部材を設ける
   ことを特徴とする車両のシャシフレーム衝突安全構造。
2. 【請求項２】 衝撃力を吸収すべく前記ファーストクロ
   スメンバの前記端部に突設される衝撃力吸収部材が前記
   補強部材とほぼ相対向する位置に配置されることを特徴
   とする請求項１に記載の車両のシャシフレーム衝突安全
   構造。