JP2001233239A

JP2001233239A - 衝撃吸収連結構造

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Publication number: JP2001233239A
Application number: JP2000041920A
Authority: JP
Inventors: Daichi Kunishi; 大地国司; Yasushi Nakagawa; 泰中川; Shigeto Kano; 重人加納; Kenichiro Yoshimoto; 謙一郎吉本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-02-18
Filing date: 2000-02-18
Publication date: 2001-08-28
Anticipated expiration: 2020-02-18
Also published as: JP3598931B2

Abstract

(57)【要約】【課題】操縦安定性能及び振動騒音性能と衝突安全性
能との両立を図る。【解決手段】サスペンションメンバ１６の車幅方向略
中央部１６Ｃには、ハンガーブレース２０を構成する左
右一対の主連結部材２６、２８の各前端部２６Ａ、２８
Ａがブラケット２２を介して固定されており、主連結部
材２６、２８の後端部２６Ｂ、２８Ｂは、それぞれフロ
ントサイドメンバ１２、１４にブラケット３２を介して
固定されている。主連結部材２６、２８の前端部２６
Ａ、２８Ａ及び後端部２６Ｂ、２８Ｂの各軸径は、前後
方向中間部２６Ｃ、２８Ｃの軸径に比べて小さく設定さ
れており、傾斜部３６、４０における小径側の境界には
衝撃吸収部としてのコーナーＲ部３８、４２が設定され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は衝撃吸収連結構造に
係り、特に、自動車等の車両における衝撃吸収連結構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等の車両における衝撃吸収
連結構造の一例としては、特開平１１−１５７４６８号
公報が知られている。

【０００３】図８に示される如く、この衝撃吸収連結構
造では、車体１００の前部１００Ａに平面視Ｖ字型のフ
レーム１０２が配設されている。このＶ字型フレーム１
０２の前端１０２Ａは、エンジンクロスメンバ１０４の
車幅方向中央部分に連結されており、Ｖ字型フレーム１
０２における左右の後端部１０２Ｂは、左右のフロント
フレーム１０６における車両フロア下部にそれぞれ連結
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この衝
撃吸収連結構造では、車両の操縦安定性及び振動騒音性
向上のために、Ｖ字型フレーム１０２の剛性を上げる必
要があるが、Ｖ字型フレーム１０２の剛性を上げ過ぎる
と、車両が衝突、特に車両が前突した場合に、Ｖ字型フ
レーム１０２がつっかえ棒となって、フロントフレーム
１０６の軸圧縮変形が妨げられる。このため、衝突時の
エネルギー吸収性能が低下する。これを改善するため、
Ｖ字型フレーム１０２にクラッシャブルビードを形成す
るこも考えられるが、この場合には、クラッシャブルビ
ードによって、Ｖ字型フレーム１０２の剛性が低下し、
操縦安定性能及び振動騒音性能が低下する。この結果、
操縦安定性能及び振動騒音性能と衝突安全性能との両立
は困難であった。

【０００５】本発明は上記事実を考慮し、操縦安定性能
及び振動騒音性能と衝突安全性能との両立が図れる衝撃
吸収連結構造を得ることが目的である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、車幅方向に延設される横方向部材の車幅方向略中央
と、車体前後方向に延設される左右の縦方向部材とを連
結する少なくとも２本の主連結部材を有する衝撃吸収連
結構造において、前記主連結部材における前記横方向部
材との第１連結部の近傍と、前記主連結部材における前
記縦方向部材との第２連結部の近傍と、のうちの少なく
とも一方に車両衝突時に変形により前記主連結部材に入
力する衝撃を吸収する衝撃吸収部を設けたことを特徴と
する。

【０００７】従って、車幅方向に延設される横方向部材
の車幅方向略中央と、車体前後方向に延設される左右の
縦方向部材とを連結する少なくとも２本の主連結部材に
よって、操縦安定性能及び振動騒音性能を確保すること
ができる。また、車両衝突時に衝撃が主連結部材に入力
した場合には、主連結部材における横方向部材との第１
連結部の近傍と、主連結部材における縦方向部材との第
２連結部の近傍と、のうちの少なくとも一方に設けた衝
撃吸収部によって主連結部材自身がエネルギーを吸収す
ると共に、衝撃吸収部が変形するため、主連結部材によ
って、縦方向部材の変形が邪魔されることが無く、主連
結部材におけるエネルギー吸収が妨げられることもな
い。この結果、従来困難であった、操縦安定性能及び振
動騒音性能と衝突安全性能との両立が図れる。

【０００８】請求項２に記載の本発明は、請求項１に記
載の衝撃吸収連結構造において、前記第１連結部は、前
記第２連結部より車体前方に位置することを特徴とす
る。

【０００９】従って、請求項１に記載の内容に加えて、
第２連結部より車体前方に位置する第１連結部が横方向
部材に連結される構成となるため、横方向部材として最
も適用性が高いサスペンションメンバに主連結部材を連
結した場合に、主連結部材がサスペンションメンバの後
側となることで、操縦安定性能上有利となる。

【００１０】請求項３に記載の本発明は、請求項１に記
載の衝撃吸収連結構造において、前記主連結部材は、車
幅方向に延設する従連結部材で互いに連結されているこ
とを特徴とする。

【００１１】従って、請求項１に記載の内容に加えて、
主連結部材が、車幅方向に延設する従連結部材で連結さ
れているため、従連結部材は、縦方向部材における車体
前後方向の変形を邪魔し難くい。この結果、衝突安全性
能を妨げることなく、主連結部材を補強できる。

【００１２】請求項４に記載の本発明は、請求項１乃至
請求項３のいずれかに記載の衝撃吸収連結構造におい
て、前記衝撃吸収部は、前記主連結部材における軸径が
変化する部位であることを特徴とする。

【００１３】従って、請求項１乃至請求項３のいずれか
に記載の内容に加えて、主連結部材における軸径の変化
のみで所望の効果が得られるため、生産性が向上する。

【００１４】請求項５に記載の本発明は、請求項１乃至
請求項４のいずれかに記載の衝撃吸収連結構造におい
て、前記主連結部材は、中空パイプ材からなることを特
徴とする。

【００１５】従って、請求項１乃至請求項４のいずれか
に記載の内容に加えて、入力した衝撃に対よって、中空
パイプの外周部に沿った円周上に応力集中が発生するた
め、全ての曲げ方向及び軸方向にも衝撃吸収部が変形可
能となるため、エネルギー吸収性能が更に向上する。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明に係る衝撃吸収連結構造の
第１実施形態を図１〜図５に従って説明する。

【００１７】なお、図中矢印ＦＲは車体前方方向を、矢
印ＵＰは車体上方方向を示す。

【００１８】図５に示される如く、自動車車体１０の前
部１０Ａにおける下部には、縦方向部材としての左右一
対のフロントサイドメンバ１２、１４が車体前後方向に
沿って配設されいる。また、これらのフロントサイドメ
ンバ１２、１４の下部には、車幅方向に沿って横方向部
材としてのサスペンションメンバ１６が架設されてい
る。

【００１９】図１に示される如く、サスペンションメン
バ１６の車幅方向両端部１６Ａ、１６Ｂは、それぞれフ
ロントサイドメンバ１２、１４に固定されており、サス
ペンションメンバ１６の車幅方向略中央部１６Ｃには、
ハンガーブレース２０が取り付けられている。ハンガー
ブレース２０は、平面視においてＡ字状とされており、
前端部に配設された第１連結部となるブラケット２２が
ボルト等の固定部材２４または溶接によってサスペンシ
ョンメンバ１６の下面に固定されている。ブラケット２
２には中空パイプ材から成る左右一対の主連結部材２
６、２８の各前端部２６Ａ、２８Ａが溶着されており、
これらの主連結部材２６、２８の後端部２６Ｂ、２８Ｂ
は、それぞれフロントサイドメンバ１２、１４の下部に
ボルト等の固定部材３０によって固定された第２連結部
となるブラケット３２に溶着されている。

【００２０】図２に示される如く、主連結部材２８の前
端部２８Ａの軸径Ｒ１は、前後方向中間部２８Ｃの軸径
Ｒ２に比べて小さく設定されており、前端部２８Ａと中
間部２８Ｃとの間の傾斜部３６における小径側（この場
合には、前端部２８Ａ側）の境界には衝撃吸収部として
のコーナーＲ部３８が設定されている。

【００２１】なお、主連結部材２８におけるモーメント
の予想分布としては、図２に示される如く、コーナーＲ
部３８におけるモーメントＭｂが、前端部２８Ａとブラ
ケット２２との連結部３９におけるモーメントＭａより
小さくなるが、コーナーＲ部３８における曲率Ｒを、軸
径Ｒ１、Ｒ２、主連結部材２８の全長Ｌ、及びコーナー
Ｒ部３８と連結部３９との距離Ｌ２を考慮して、所定の
範囲内の値に設定することで、前記モーメントＭａとＭ
ｂの大小関係を逆転して、連結部３９に代えてコーナー
Ｒ部３８において変形させるよにできるため、変形時
に、主連結部材２８とブラケット２２との干渉を防止で
きる。また、図１に示される如く、主連結部材２６の前
端部２６Ａも同様な構成となっており、傾斜部３６にお
ける小径側の境界には衝撃吸収部としてのコーナーＲ部
３８が設定されている。

【００２２】図３に示される如く、主連結部材２６の後
端部２６Ｂの軸径（前端部２６Ａと同じＲ１）は、前後
方向中間部２６Ｃの軸径に比べて小さく設定されてお
り、後端部２６Ｂと中間部２６Ｃとの間の傾斜部４０に
おける小径側（この場合には、後端部２６Ｂ側）の境界
には衝撃吸収部としてのコーナーＲ部４２が設定てい
る。なお、このコーナーＲ部４２も、前記コーナーＲ部
３８と同様に設定されている。また、図１に示される如
く、主連結部材２８の後端部２８Ｂも同様な構成となっ
ており、傾斜部４０における小径側の境界には衝撃吸収
部としてのコーナーＲ部４２が設定されている。また、
ハンガーブレース２０は、フロントサイドメンバ１２、
１４の下部となる位置に略水平に配設されている。

【００２３】図１に示される如く、主連結部材２６、２
８の前後方向中間部２６Ｃ、２８Ｃは、互いに中空パイ
プ材から成る従連結部材４４によって、連結されてい
る。この従連結部材４４の両端部４４Ａ、４４Ｂは、そ
れぞれで主連結部材２６、２８の前後方向中間部２６
Ｃ、２８Ｃに溶着されており、本実施形態においては、
従連結部材４４の軸径Ｒ３は、主連結部材２６、２８の
前端部２６Ａ、２８Ａ及び後端部２６Ｂ、２８Ｂの軸径
Ｒ１以下に設定されている。

【００２４】次に本実施形態の作用を説明する。

【００２５】本実施形態では、ハンガーブレース２０を
構成する左右の主連結部材２６、２８によって、車幅方
向に延設されるサスペンションメンバ１６の車幅方向略
中央部１６Ｃと、車体前後方向に延設される左右のフロ
ントサイドメンバ１２、１４とが連結されている。この
ため、主連結部材２６、２８の前後方向中間部２６Ｃ、
２８Ｃの軸径Ｒ２を大きくすることで、車体前部の剛性
がアップし、操縦安定性能及び振動騒音性能を確保する
ことができる。

【００２６】また、図４に示される如く、車両衝突（フ
ルラップ正面衝突）時に、衝撃（図４の矢印Ｆ１及びＦ
２）が主連結部材２６、２８に車体前方から入力した場
合には、実線で示すように、主連結部材２６、２８にお
けるサスペンションメンバ１６との第１連結部の近傍に
設けたコーナーＲ部３８によって主連結部材２６、２８
自身が屈曲変形しエネルギーを吸収すると共に、主連結
部材２６、２８におけるフロントサイドメンバ１２、１
４との第２連結部の近傍に設けたコーナーＲ部４２によ
って主連結部材自身２６、２８が軸圧縮変形しエネルギ
ーを吸収する。また、衝撃吸収部２６、２８がこのよう
に変形することによって、主連結部材２６、２８がフロ
ントサイドメンバ１２、１４における軸圧縮機変形を邪
魔することが無く、フロントサイドメンバ１２、１４に
おけるエネルギー吸収を妨げることもない。

【００２７】一方、車両衝突（オフセット正面衝突）時
に、衝撃（図４の矢印Ｆ１、Ｆ３）が、主連結部材２
６、２８に車体前方から入力した場合には、二点鎖線で
示すように、主連結部材２８におけるサスペンションメ
ンバ１６との第１連結部の近傍に設けたコーナーＲ部３
８と、主連結部材２６におけるフロントサイドメンバ１
２との第２連結部の近傍に設けたコーナーＲ部４２とに
よって主連結部材２６、２８自身が屈曲変形しエネルギ
ーを吸収すると共に、主連結部材２８におけるフロント
サイドメンバ１４との第２連結部の近傍に設けたコーナ
ーＲ部４２によって主連結部材自身２８が軸圧縮変形し
エネルギーを吸収する。また、衝撃吸収部２６、２８が
このように変形することによって、主連結部材２６、２
８がフロントサイドメンバ１２、１４における軸圧縮機
変形を邪魔することが無く、フロントサイドメンバ１
２、１４におけるエネルギー吸収を妨げることもない。

【００２８】この結果、本実施形態においては、従来困
難であった、操縦安定性能及び振動騒音性能と衝突安全
性能との両立が図れる。

【００２９】また、本実施形態では、主連結部材２６、
２８における、第２連結部としてのブラケット３２より
車体前方に位置する第１連結部としてのブラケット２２
がサスペンションメンバ１６に連結された構成となって
いる。このため、主連結部材２６、２８がサスペンショ
ンメンバ１６の後側となることで、操縦安定性能上有利
となる。

【００３０】また、本実施形態では、主連結部材２６、
２８は、車幅方向に延設する従連結部材４４で連結され
ているため、従連結部材４４は、フロントサイドメンバ
１２、１４における車体前後方向の変形を邪魔し難く
い。この結果、衝突安全性能を妨げることなく、主連結
部材２６、２８を補強できる。

【００３１】また、本実施形態では、衝撃吸収部が主連
結部材２６、２８における軸径が変化するコーナーＲ部
３８、４２であるため、主連結部材２６、２８における
軸径の変化のみで所望の効果が得られるため、生産性が
向上する。

【００３２】また、本実施形態では、主連結部材２６、
２８が中空パイプ材からなるため、入力した衝撃に対よ
って、中空パイプの外周部に沿った円周上に応力集中が
発生する。この結果、全ての曲げ方向及び軸方向にもコ
ーナーＲ部３８、４２が変形可能となるため、エネルギ
ー吸収性能が更に向上する。

【００３３】次に、本発明に係る衝撃吸収連結構造の第
２実施形態を図６に従って説明する。

【００３４】なお、第１実施形態と同一部材に付いて
は、同一符号を付してその説明を省略する。

【００３５】図６に示される如く、本実施形態では、主
連結部材２６、２８の前後方向中間部２６Ｃ、２８Ｃに
おける軸径Ｒ４が、前端部２６Ａ、２８Ａ及び後端部２
６Ｂ、２８Ｂの軸径Ｒ１（Ｒ４＝Ｒ１）と等しくなって
おり、これらの前後方向中間部２６Ｃ、２８Ｃの両端部
には、衝撃吸収部としてのコーナーＲ部３８が設定され
ている。

【００３６】次に本実施形態の作用を説明する。

【００３７】本実施形態においては、第１実施形態の作
用に加えて、車両衝突（フルラップ正面衝突及びオフセ
ット正面衝突）時に衝撃が主連結部材２６、２８に車体
前方から入力した場合には、主連結部材２６、２８の前
後方向中間部２６Ｃ、２８Ｃに設けたコーナーＲ部３８
においても主連結部材２６、２８自身が屈曲または軸圧
縮変形しエネルギーを吸収する。この結果、衝突安全性
能を更に向上することができる。

【００３８】次に、本発明に係る衝撃吸収連結構造の第
３実施形態を図７に従って説明する。

【００３９】なお、第１実施形態と同一部材に付いて
は、同一符号を付してその説明を省略する。

【００４０】図７に示される如く、本実施形態では、主
連結部材２６、２８の前端部２６Ａ、２８Ａのみの軸径
Ｒ１が他の部位の軸径Ｒ２に比べて小さくなっており、
これらの前端部２６Ａ、２８Ａのみに衝撃吸収部として
のコーナーＲ部３８が設定されている。

【００４１】次に本実施形態の作用を説明する。

【００４２】本実施形態においては、車両衝突（フルラ
ップ正面衝突及びオフセット正面衝突）時に衝撃が主連
結部材２６、２８に車体前方から入力した場合には、主
連結部材２６、２８の前端部２６Ａ、２８Ａに設けたコ
ーナーＲ部３８においてのみ主連結部材２６、２８自身
が屈曲または軸圧縮変形しエネルギーを吸収する。この
結果、衝突安全性能を向上することができる。また、主
連結部材２６、２８の前端部２６Ａ、２８Ａのみの軸径
をＲ１とすれば良いため、主連結部材２６、２８の製造
が容易となる。

【００４３】以上に於いては、本発明を特定の実施形態
について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に
限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々
の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかで
ある。例えば、上記実施形態では、主連結部材２６、２
８を中空パイプ材で構成したが、中空パイプ材に代え
て、矩形断面形状の閉断面構造部材、コ字状断面形状の
開断面構造部材、板材等によって主連結部材２６、２８
を構成しても良い。また、上記実施形態では、ブラケッ
ト２２、２４を使用したが、主連結部材２６、２８の各
前端部２６Ａ、２８Ａまたは後端部２６Ｂ、２８Ｂを直
接サスペンションメンバ１６またはフロントサイドメン
バ１２、１４Ｍに固定しても良い。

【００４４】また、上記実施形態では、縦方向部材をフ
ロントサイドメンバ１２、１４とし、横方向部材をサス
ペンションメンバ１６として説明したが、縦方向部材及
び横方向部材は、これらの部材に限定されない。また、
本発明の衝撃吸収連結構造は、車体後部にも適用可能で
ある。

【００４５】また、本実施形態では、左右の主連結部材
２６、２８を従連結部材４４によって連結したが、従連
結部材４４を除いた構成としても良い。また、従連結部
材４４の軸径Ｒ３を、主連結部材２６、２８における各
前端部２６Ａ、２８Ａまたは後端部２６Ｂ、２８Ｂの軸
径Ｒ１より大きくしても良い。また、矩形断面形状の閉
断面構造部材、コ字状断面形状の開断面構造部材、板材
等によって従連結部材４４を構成しても良い。

【００４６】

【発明の効果】請求項１に記載の本発明は、車幅方向に
延設される横方向部材の車幅方向略中央と、車体前後方
向に延設される左右の縦方向部材とを連結する少なくと
も２本の主連結部材を有する衝撃吸収連結構造におい
て、主連結部材における横方向部材との第１連結部の近
傍と、主連結部材における縦方向部材との第２連結部の
近傍と、のうちの少なくとも一方に車両衝突時に変形に
より主連結部材に入力する衝撃を吸収する衝撃吸収部を
設けたため、操縦安定性能及び振動騒音性能と衝突安全
性能との両立が図れるという優れた効果を有する。

【００４７】請求項２に記載の本発明は、請求項１に記
載の衝撃吸収連結構造において、第１連結部は、第２連
結部より車体前方に位置するため、請求項１に記載の効
果に加えて、横方向部材として最も適用性が高いサスペ
ンションメンバに適用した場合に、操縦安定性能上有利
となるという優れた効果を有する。

【００４８】請求項３に記載の本発明は、請求項１に記
載の衝撃吸収連結構造において、主連結部材は、車幅方
向に延設する従連結部材で互いに連結されているため、
請求項１に記載の効果に加えて、衝突安全性能を妨げる
ことなく、主連結部材を補強できるという優れた効果を
有する。

【００４９】請求項４に記載の本発明は、請求項１乃至
請求項３のいずれかに記載の衝撃吸収連結構造におい
て、衝撃吸収部は、主連結部材における軸径が変化する
部位であるため、請求項１乃至請求項３のいずれかに記
載の効果に加えて、軸径の変化のみで所望の効果が得ら
れるため、生産性が向上するという優れた効果を有す
る。

【００５０】請求項５に記載の本発明は、請求項１乃至
請求項４のいずれかに記載の衝撃吸収連結構造におい
て、前記主連結部材は、中空パイプ材からなるため、請
求項１乃至請求項４のいずれかに記載の効果に加えて、
エネルギー吸収性能が更に向上するという優れた効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る衝撃吸収連結構造
を示す車体下方から見た平面図である。

【図２】本発明の第１実施形態に係る衝撃吸収連結構造
の要部と予想モーメント分布を示す車体下方から見た拡
大平面図である。

【図３】図１の３−３線に沿った断面図である。

【図４】本発明の第１実施形態に係る衝撃吸収連結構造
の作用説明図である。

【図５】本発明の第１実施形態に係る衝撃吸収連結構造
が適用された車体を示す斜視図である。

【図６】本発明の第２実施形態に係る衝撃吸収連結構造
を示す車体下方から見た平面図である。

【図７】本発明の第３実施形態に係る衝撃吸収連結構造
を示す車体下方から見た平面図である。

【図８】従来の衝撃吸収連結構造を示す平面図である。

【符号の説明】

１２フロントサイドメンバ（縦方向部材）１４フロントサイドメンバ（縦方向部材）１６サスペンションメンバ（横方向部材）２０ハンガーブレース２２ブラケット（第１連結部）２６主連結部材２８主連結部材３２ブラケット（第２連結部）３６傾斜部３８コーナーＲ部（衝撃吸収部）４０傾斜部４２コーナーＲ部（衝撃吸収部）４４従連結部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者加納重人愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (72)発明者吉本謙一郎愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車幅方向に延設される横方向部材の車幅
方向略中央と、車体前後方向に延設される左右の縦方向
部材とを連結する少なくとも２本の主連結部材を有する
衝撃吸収連結構造において、前記主連結部材における前記横方向部材との第１連結部
の近傍と、前記主連結部材における前記縦方向部材との
第２連結部の近傍と、のうちの少なくとも一方に車両衝
突時に変形により前記主連結部材に入力する衝撃を吸収
する衝撃吸収部を設けたことを特徴とする衝撃吸収連結
構造。
【請求項２】前記第１連結部は、前記第２連結部より
車体前方に位置することを特徴とする請求項１に記載の
衝撃吸収連結構造。
【請求項３】前記主連結部材は、車幅方向に延設する
従連結部材で互いに連結されていることを特徴とする請
求項１に記載の衝撃吸収連結構造。
【請求項４】前記衝撃吸収部は、前記主連結部材にお
ける軸径が変化する部位であることを特徴とする請求項
１乃至請求項３のいずれかに記載の衝撃吸収連結構造。
【請求項５】前記主連結部材は、中空パイプ材からな
ることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに
記載の衝撃吸収連結構造。