JP2000177627A - 車両のシャシフレ―ム衝突安全構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両の衝突時等の外力作用時におけるシャシ
フレームの変形モードを縦折れ状態にし、変形量を低減
しキャブ内の居住空間を確保すると共に衝撃エネルギー
の吸収効率の向上を図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】 サイドメンバ１の前端にこれを覆って配
設されその中間部に変曲部７，８を形成するステアリン
グブラケット４の変曲部７，８の近傍の内部の空間部１
０にレインフォース１１を設けて外力作用時における変
曲部７，８からの座屈をなくす。これにより、シャシフ
レームは縦折れ状態となり前後方向の変形量が低減し、
居住空間が確保される。また、最大抗力及び抗力が増加
し、ＥＡ量の増大が図れる。また、レインフォース１１
はステアリングユニットの取り付けの邪魔にならない形
状のものからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両のシャシフレ
ームの前端側に設けられるステアリングブラケットの外
力作用時における変曲部まわりの座屈を防止しシャシフ
レームの変形の低減と変形モードの変更を行うと共に衝
撃エネルギーの吸収効率の向上を図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概要構造
としては図７，図８等に示すものがある。略コ字形状断
面のサイドメンバ１の前端にはこれを覆う略コ字形状断
面のステアリングブラケット４が固着される。また、左
右のステアリングブラケット４，４間にはバンパクロス
メンバ３が架設され、サイドメンバ１，１間の前端側に
はファーストクロスメンバ２が架設される。ステアリン
グブラケット４にはボルト孔５等を介してステアリング
ユニット６が取り付けられると共に、該ステアリングユ
ニット６が取り付けられる部位近傍には変曲部７，８が
形成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ステアリングブラケッ
ト４は比較的高剛性のものからなり、例えば、衝突面９
に衝突するような外力作用時においてシャシフレームの
変形を低減すべく機能するが、前記のように変曲部７，
８が形成され、かつこの変曲部７，８の近傍にはサイド
フレーム１とバンパクロスメンバ３との間の空間部１０
が形成される。従って、外力が作用すると変曲部７，８
から座屈が発生し、図８に示すようにシャシフレームは
大きな横折れ状に変形し、縦折れ変形は図９に示すよう
にほとんど生じない。

【０００４】図８に示すような横折れの座屈変形が生ず
るとシャシフレームの前後方向変形量が大となり、図略
のキャブの居住空間が狭くなる可能性がある。一方、車
両の衝突時等の外力作用時において衝撃力を緩和させる
公知技術としては数多くあるが、シャシフレームの前端
側における衝撃力緩衝手段の１つとして特開平８−２０
７８２６号公報に挙げられるものがある。この「車両の
フレーム構造」はサイドメンバの前端から前方に向かっ
て延設するクラッシャブルゾーンを設けたものであり、
かつこのクラッシャブルゾーンは比較的低剛性のサイド
メンバのインナメンバに同厚のかぶせを設けたものから
なる。このクラッシャブルゾーンにより衝撃力は緩和さ
れるが構成，目的，効果において本発明とはかなり相違
するものである。

【０００５】本発明は、以上の事情に鑑みて発明された
ものであり、外力作用時における変形モードを横折れか
ら縦折れに変更し、シャシフレームの変形量を低減し、
居住空間を確保すると共に最大抗力の増加と衝撃エネル
ギーの吸収効率を向上し、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を提供することを目的と
する。

【０００６】

【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
間隔で配置される左右のサイドメンバと、各サイドメン
バの前端に各サイドメンバを覆って固定され略コ字形状
断面を有して各サイドメンバの前端の近傍に変曲部を有
するステアリングブラケットと、左右のステアリングブ
ラケットの前端側に架設されるバンパクロスメンバと、
前記左右のサイドメンバの前端近傍に架設されるファー
ストクロスメンバ等を備えるシャシフレームの外力作用
時における変形の低減と変形モードの変更と衝撃エネル
ギーの吸収効率の向上とをなすための車両のシャシフレ
ーム衝突安全構造であって、前記変曲部近傍の前記ステ
アリングブラケット内にレインフォースを固定する車両
のシャシフレーム衝突安全構造を構成するものである。
更に具体的に、前記レインフォースが、前記サイドメン
バの前端と前記バンパクロスメンバとの間の空間部内に
設けられるものであり、前記レインフォースが、前記ス
テアリングブラケットの略コ字形状断面の開口部の変形
を防止すべく前記ステアリングブラケットの上面と下面
間に架設されるリブ部材を有することを特徴とするもの
である。

【０００７】座屈し易いステアリングブラケットの変曲
部の近傍の空間部に剛性のあるレインフォースを設ける
ことにより変曲部を基点とする横折れ座屈変形がなくな
り、シャシフレームは縦折れ状態で座屈変形する。その
ため、シャシフレームの前後の変形量が低減し、居住空
間が確保される。また、シャシフレームの外力に対する
抗力が大となり、かつ同一のシャシフレームの変位に対
する抗力が従来技術より大となり全体として衝撃エネル
ギーの吸収量（ＥＡ量）が増加する。これにより、車両
の安全性の向上が図れる。

【０００８】

【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及び図２は車両のシャシフレームにおける前端
部のみの構造を拡大表示した図面である。サイドメンバ
１は略コ字形状断面からなり車幅方向に所定間隔を介し
て左右に配設される。サイドメンバ１の前端にはこれを
覆って略コ字形状断面のステアリングブラケット４が固
定される。また、左右のステアリングブラケット４，４
間にはバンパクロスメンバ３が架設され、その両端はス
テアリングブラケット４，４に固定される。また、サイ
ドメンバ１，１間の前端側にはファーストクロスメンバ
２が架設され、その両端はサイドメンバ１，１に固定さ
れる。ステアリングブラケット４にはステアリングユニ
ット（図略）がボルト孔５を介して固定される。そのた
め、ステアリングブラケット４の内部のサイドメンバ１
の前端とバンパクロスメンバ３との間には空間部１０が
形成される。また、図１に示すようにステアリングブラ
ケット４のほぼ中間部の上下には変曲部７，８が形成さ
れ、この変曲部７，８は空間部１０の近傍において形成
されている。

【０００９】本発明における主要構成要素であるレイン
フォース１１は変曲部７，８の近傍の空間部１０内に設
けられるものであり、この部分の補強部材として機能す
る。図１乃至図３にはレインフォース１１の詳細構造が
示されている。このレインフォース１１は比較的複雑な
凹凸形状のアンバランスな構造のものからなるが、これ
はステアリングブラケット４にステアリングユニットを
固定するためのボルト（図略）との干渉を防止すると共
に該ボルト等の緊締作業を容易に、かつ円滑に行わしめ
るためである。

【００１０】図３に示すように、レインフォース１１は
上板１２と、下板１３と、側板１４及び上板１２と下板
１３との間に架設されるリブ部材１５等とからなる。な
お、上板１２の逃げ部１６や側板１４の逃げ部１７，１
８は前記したように前記ボルト等との干渉を避けるため
の逃げである。

【００１１】ステアリングブラケット４は前記したよう
に略コ字形状断面からなり、図１に示すように上面４ａ
と下面４ｂ及びその間に一体的に架設されるウエブ４ｃ
からなる。図１，図２に示すようにレインフォース１１
はその上板１２及び下板１３をステアリングブラケット
４の上面４ａ及び下面４ｂの内面に当接して固定される
と共に側板１４をステアリングブラケット４のウエブ４
ｃの内面に当接して固定される。以上により、ステアリ
ングブラケット４の変曲部７，８の近傍はレインフォー
ス１１により高剛性に補強される。

【００１２】レインフォース１１を設けることにより外
力作用時において変曲部７，８を基点とする座屈がなく
なり、図４，図５に示すように、シャシフレームは従来
の横折れの変形モードから縦折れの変形モードに変る。
この縦折れの変形モードになることによりシャシフレー
ムの前後方向の変形量が低減し、居住空間の狭くなるこ
とが防止される。また、変曲部７，８の座屈がないた
め、外力に対する抗力が高くなる。また、レインフォー
ス１１の形状とその配設位置との関係からこの抗力は従
来技術に較べてそれ程高くないがその変化も緩やかであ
る。

【００１３】図６は、本発明と従来技術とにおける衝撃
エネルギーの吸収度合を模式的に表示したシャシフレー
ムの荷重（Ｆ）−撓み（δ）線図である。図においてＡ
は本発明でありＢは従来技術で、図において撓み（δ）
を一定とするとその時のシャシフレームの抗力である荷
重（Ｆ）が本発明の方が高く、この状態はシャシフレー
ムの外力作用時におけるすべての変形状態においてほぼ
成立する。そのため、図示のハッチングで示すように本
発明ではＥＡ量が増加することがわかる。また、図６に
示すように、本発明における最大抗力は図示のｂの値だ
け従来技術における最大抗力よりも高くなり、かつ抗力
は緩やかに落ち込んでいることがわかる。

【００１４】ステアリングブラケット４を補強する手段
としては各種のものがあり、例えば、ステアリングブラ
ケット４の開口部を閉止してコ字形状断面を閉断面にす
ることもできるが、重量増となり、かつコスト高とな
る。一方、前記したように、本発明のレインフォース１
１は複雑な形状からなるが、単品のものからなり重量増
やコスト高となる度合は少ない。また、レインフォース
１１はステアリングユニットの取り付けの邪魔にならな
い。なお、以上の説明ではレインフォース１１は図示の
ような形状としたが、勿論これに限定するものではな
い。

【００１５】

【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、レインフォースを
変曲部の近傍に設けることによりステアリングブラケッ
トの変曲部の座屈がなくなり、縦折れの変形モードとな
り、シャシフレームの前後方向の変形量が低減し居住空
間の確保が図れると共に、最大抗力が向上し、ＥＡ量の
増加が図れる。 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、レインフォースが比較的低剛性の
空間部に設けられ、空間部が変曲部に近いため、前記し
た効果が確実に上げられる。 ３）本発明の請求項３に記載の車両のシャシフレーム衝
突安全構造によれば、レインフォースはリブ部材を有す
る高剛性のものからなり、変曲部の座屈防止が確実に行
われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるレインフォースを設けたシャシ
フレームの前端部の詳細構造を示す側断面図。

【図２】図１の上面図。

【図３】本発明におけるレインフォースの詳細構造を示
す斜視図。

【図４】本発明におけるシャシフレームの外力作用時の
変形状態を示す平面図。

【図５】図４の側面図。

【図６】本発明における最大抗力の向上とＥＡ量の増加
を説明するための模式的荷重（Ｆ）−撓み（δ）線図。

【図７】従来のシャシフレームの前端部の概要構造を示
す側面図。

【図８】従来のシャシフレームの外力作用時の変形状態
を示す平面図。

【図９】図８の側面図。

【符号の説明】 １ サイドメンバ ２ ファーストクロスメンバ ３ バンパクロスメンバ ４ ステアリングブラケット ４ａ 上面 ４ｂ 下面 ４ｃ ウエブ ５ ボルト孔 ６ ステアリングユニット ７ 変曲部 ８ 変曲部 ９ 衝突面 １０ 空間部 １１ レインフォース １２ 上板 １３ 下板 １４ 側板 １５ リブ部材 １６ 逃げ部 １７ 逃げ部 １８ 逃げ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津山 浩一 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 富沢 達也 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 神尾 和良 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 但野 博幸 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 (3)

【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
   隔で配置される左右のサイドメンバと、各サイドメンバ
   の前端に各サイドメンバを覆って固定され略コ字形状断
   面を有して各サイドメンバの前端の近傍に変曲部を有す
   るステアリングブラケットと、左右のステアリングブラ
   ケットの前端側に架設されるバンパクロスメンバと、前
   記左右のサイドメンバの前端近傍に架設されるファース
   トクロスメンバ等を備えるシャシフレームの外力作用時
   における変形の低減と変形モードの変更と衝撃エネルギ
   ーの吸収効率の向上とをなすための車両のシャシフレー
   ム衝突安全構造であって、前記変曲部近傍の前記ステア
   リングブラケット内にレインフォースを固定することを
   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】 前記レインフォースが、前記サイドメン
   バの前端と前記バンパクロスメンバとの間の空間部内に
   設けられることを特徴とする請求項１の車両のシャシフ
   レーム衝突安全構造。
3. 【請求項３】 前記レインフォースが、前記ステアリン
   グブラケットの略コ字形状断面の開口部の変形を防止す
   べく前記ステアリングブラケットの上面と下面間に架設
   されるリブ部材を有するものである請求項１又は２に記
   載の車両のシャシフレーム衝突安全構造。