JP2004114814A - 車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【解決手段】サブフレーム１４を車体前後方向に延ばすとともにサブフレーム１４の後部にほぼＳ字状の屈曲部５２，５２を設け、これらの屈曲部５２，５２の後端部を車体側としてのアウトリガ１２，１３に取付けるとともに、屈曲部５２，５２の後方に且つアウトリガ１２，１３に、これらの屈曲部５２，５２が後方に移動したときに屈曲部５２，５２を受け止めるキャッチャ部材２３，２４を設けた。
【効果】車体の前部が衝突して、衝撃荷重がフロントサイドフレーム及びサブフレームに伝わったときに、サブフレームから屈曲部を介してキャッチャ部材、そして車体側のフロアフレーム、フロアパネルにその荷重を伝達することができ、衝突エネルギーをフロントサイドフレーム及びサブフレームの両方で吸収しつつ車体側へ分散させることができる。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、ミッドシップ車において、車両衝突時に衝突エネルギーをサイドフレームとサブフレームとの両方で効率良く吸収して車体側へ分散する車体前部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の車体前部構造として、サブフレームを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２６４８４７号（第３−４頁、図１）
【０００４】
特許文献１の図１を以下の図８で説明する。なお、符号は振り直した。
図８は従来の車体前部構造を示す平面図であり、車体の前部に、クロスメンバ本体２０１と、このクロスメンバ本体２０１を車体側（例えば左右のフロントフレーム２０２，２０２及びこれらのフロントフレーム２０２，２０２の後部にそれぞれ連結した連結フレーム２０３）に取付けるための取付けブラケット２０４，２０４及び取付けアーム部材２０５，２０５とからなるサブフレームとしての車両用クロスメンバが記載されている。
クロスメンバ本体２０１は、前輪用サスペンションを構成するロアアーム２０７，２０７及び図示せぬエンジンを支持する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した車両用クロスメンバは、前輪用サスペンション及びエンジンを支持するために、その剛性を高めているので、例えば、車両が前面衝突した際に、フロントフレーム２０２，２０２で受けた衝撃荷重が上記のクロスメンバに伝われば、衝撃荷重を上記のクロスメンバとフロントフレーム２０２，２０２とで吸収しつつ車体側へ分散することが可能になる。
【０００６】
しかし、例えば、車体の前部にエンジンを搭載しないミッドシップ車では、クロスメンバに前輪用サスペンションやステアリングギヤボックス等を取付けるだけでよく、クロスメンバの剛性は小さくなる。従って、車両の衝突時の衝撃を剛性の小さいクロスメンバで吸収するのは難しく、ミッドシップ車のフロントフレームだけで衝突時の衝撃の大部分を吸収することになり、負担が大きくなる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、特に、ミッドシップ車において車体前部構造を改良することで、車両衝突時に衝突エネルギーをサイドフレームとサブフレームとの両方で効率良く吸収して車体側へ分散させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、車体前部の左右にフロントサイドフレームを設け、このフロントサイドフレームに、サスペンションを支持するサブフレームを取付けた車体前部構造において、サブフレームを車体前後方向に延ばすとともにサブフレームの後部にほぼＳ字状の屈曲部を設け、この屈曲部の後端部を車体側に取付けるとともに、屈曲部の後方に且つ車体側に、この屈曲部が後方へ移動したときに屈曲部を受け止めるキャッチャ部材を設けたことを特徴とする。
【０００９】
サブフレームのＳ字状の屈曲部の後方にキャッチャ部材を設けることで、車体の前部が衝突して、衝撃荷重がフロントサイドフレーム及びサブフレームに伝わったときに、サブフレームから屈曲部を介してキャッチャ部材、そして車体側のフロアフレームにその荷重を伝達することができ、衝突エネルギーをフロントサイドフレーム及びサブフレームの両方で吸収しつつ車体側へ分散させることができる。
【００１０】
請求項２は、車体前方からの衝撃荷重を緩衝しつつサブフレームに伝えるボックス状部材をサブフレームの前部若しくは前方に設けたことを特徴とする。
車体前方からの衝撃荷重を衝突初期の段階で迅速にボックス状部材からサブフレームへ伝えて車体側へ分散させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る車体前部構造を示す第１斜視図（車体前部の下部を見上げた図で、矢印（ｆｒｏｎｔ）は車体前方を表す。）であり、車両１０のフロアパネル１１の前端部に左右一対のアウトリガ（Ｏｕｔｒｉｇｇｅｒ：張出し部）１２，１３を取付け、これらのアウトリガ１２，１３にサブフレーム１４の後端を取付け、このサブフレーム１４の側部に、フロントサスペンションを構成するＡ字形のロアアーム１６，１７及びステアリングギヤボックス１８を取付け、フロアパネル１１を支持するフロアフレーム２１，２２の前端部に前述のアウトリガ１２，１３をそれぞれ被せ、これらのアウトリガ１２，１３に、車両衝突時の衝撃でサブフレーム１４が後退したときにサブフレーム１４を受け止めるキャッチャ部材２３，２４をそれぞれ取付けたことを示す。なお、２５は右前輪である。
【００１２】
図２は本発明に係る車体前部構造を示す第２斜視図（車体前部の下部を見上げた図）であり、図１に示したフロントサブフレーム１４を外して、サブフレーム１４の後端部を取付けるためにアウトリガ１２，１３（アウトリガ１２は不図示）においてボックスに近い形状に窪ませた取付凹部３１を示す。
【００１３】
アウトリガ１２，１３は、詳しくは、フロアパネル１１とこのフロアパネル１１の前端部に取りつけたダッシュボードロアパネル３３との結合部に下方から被せるとともに、左右のフロントサイドフレーム３５，３６（フロントサイドフレーム３５は不図示）の各後端をダッシュボードロアパネル３３に連結するパネル部材である。
【００１４】
キャッチャ部材２３，２４（キャッチャ部材２３は不図示）は、フロントサイドフレーム３５，３６とフロアフレーム２１，２２（フロアフレーム２１は不図示）との連結部に下方から被せたアウトリガ１２，１３に取りつけたものである。なお、４１はロアアーム１７の先端に取付けたナックル、４２はナックル４１に下端側を取付けるとともに上端側を車体に取付けたフロントダンパである。
【００１５】
図３は本発明に係る車体前部構造を示す底面図であり、ダッシュボードロアパネル３３（図２参照）から車体前方に左右のフロントサイドフレーム３５，３６を延ばし、これらのフロントサイドフレーム３５，３６にクロスメンバ４４を介してサブフレーム１４の前部を取付け、このサブフレーム１４の後端部をアウトリガ１２，１３に取付け、サブフレーム１４の後端部の内側にキャッチャ部材２３，２４を配置した状態を示す。なお、４５…（…は複数個を表す。以下同じ。）はサブフレーム１４をクロスメンバ４４及びアウトリガ１２，１３に取付けるための取付ボルト、４６はバンパビームである。
【００１６】
サブフレーム１４は、車体前後方向に延ばしたストレート部５１及びこのストレート部５１の後部に連結したＳ字状の屈曲部５２からなるパイプ状部材５３、５４を左右に配置してこれらのパイプ状部材５３，５４をビーム５６で一体に連結したものであり、各ストレート部５１にロアアーム１６，１７を上下スイング可能に取付ける。
【００１７】
図４は図３の４−４線断面図であり、サブフレーム１４の後方にキャッチャ部材２３，２４（キャッチャ部材２４は不図示）を配置し、また、サブフレーム１４の前部に一体的にエネルギー吸収部材であるボックス状部材６０を設けたことを示す。
【００１８】
キャッチャ部材２３は、水平部６３と、この水平部６３の前端から上方斜め後方に延ばした傾斜部６４と、この傾斜部６４の先端に設けたフランジ部６５とからなるほぼＶ字断面の部材であり、水平部６３の後端とフランジ部６５とをアウトリガ１２に取付ける。キャッチャ部材２４もキャッチャ部材２３と同一形状のものである。
【００１９】
ボックス状部材６０は、車体前部に設けたトランクルーム（後で詳述する。）の隅部に形成した箱形の部材であり、トランクルームの壁６７，６８と、これらの壁６７，６８の間に取付けたボックス形成プレート７１及びトランクルームの底板７２はボックス状部材６０の一部を構成する。ボックス状部材６０と一対になる右側のボックス状部材６１（図３参照）もボックス状部材６０と同一形状の部材である。なお、３５はフロントサイドフレームであり、サブフレーム１４よりも上方に配置するとともにダッシュボードロアパネル３３（図２参照）側から車体前方へほぼ直線状に延ばした部材である。フロントサイドフレーム３６もフロントサイドフレーム３５と同様である。
【００２０】
図５は図３の５−５線断面図（図中の矢印（ｌｅｆｔ）は車体左方、矢印（ｒｉｇｈｔ）は車体右方を表す。）であり、アウトリガ１２にサブフレーム１４のパイプ状部材５３の後端をボルト４５及びナット７５で取付け、このパイプ状部材５３に隣接させて同じくアウトリガ１２にキャッチャ部材２３を取付け、また、アウトリガ１３にサブフレーム１４のパイプ状部材５４の後端をボルト４５及びナット７５で取付け、このパイプ状部材５４に隣接させて同じくアウトリガ１３にキャッチャ部材２４を取付けた状態を示す。
キャッチャ部材２３，２４は、それぞれ側壁７７，７７を備える。
【００２１】
図６は本発明に係るサブフレーム及び車両のトランクルームを示す斜視図であり、サブフレーム１４の前方の空間に、ミッドシップ車用の物入れとするトランクルーム８０を配置し、このトランクルーム８０の前部左右の隅部に前述のボックス状部材６０，６１を形成したことを示す。
トランクルーム８０は、前壁６７、前部側壁８１，８２、前部後壁８３，６８、後部側壁８４，８６、後壁８７及び底板７２からなる。
【００２２】
上記したボックス状部材６０は、前部前壁８１と底板７２とに断面がほぼＬ字状でフランジ９１，９２を設けたボックス形成プレート９３を取付けることにより、このボックス形成プレート９３、前壁６７、前部側壁８１、前部後壁８３及び底板７２で構成するものである。
【００２３】
上記したボックス状部材６１は、前部側壁８２と底板７２とに断面がほぼＬ字状でフランジ９４，９６を設けたボックス形成プレート７１を取付けることにより、このボックス形成プレート７１、前壁６７、前部側壁８２、前部後壁６８及び底板７２で構成するものである。
【００２４】
ここで、１０１，１０１はロアアーム１６，１７（図３参照）の後部を取付けるためにサブフレーム１４に設けたアーム取付部、１０２，１０２はロアアーム１６，１７のサブフレーム１４への取付部の上方を覆うためにストレート部５１，５１の前端から側方に延ばしたカバー部材である。
【００２５】
以上に述べた車体前部構造の作用を次に説明する。
図７（ａ），（ｂ）は本発明に係る車体前部構造の作用を説明する作用図である。
（ａ）において、車両１０に、白抜き矢印に示すように、前方から例えば、他の車両１１０が衝突すると、衝突直後には衝撃荷重が図中の矢印のように伝わる。即ち、衝撃荷重は、まず、矢印ａ，ａのように、バンパビーム４６からフロントサイドフレーム３５，３６に伝わり、更に、矢印ｃ，ｃのように、フロントサイドフレーム３５，３６からクロスメンバ４４を介してサブフレーム１４に伝わり、矢印ｄ，ｄのように、サブフレーム１４から車体側であるフロアパネル側に伝わる。一方、衝撃荷重は、フロントサイドフレーム３５，３６から直接にフロアフレーム側に伝わる。
【００２６】
この結果、まず、フロントサイドフレーム３５，３６のみが潰れ、これらのフロントサイドフレーム３５，３６の前端がボックス状部材６０，６１の前端に揃った後は、ボックス状部材６０，６１にも衝撃荷重が伝わるため、フロントサイドフレーム３５，３６及びボックス状部材６０，６１の双方が、（ｂ）に示すように、矢印ｆ，ｆのように、蛇腹状に潰れて衝突エネルギーを吸収しつつ、ボックス状部材６０，６１側ではその衝撃荷重をサブフレーム１４に伝え、矢印ｇ，ｇのように、サブフレーム１４のストレート部５１，５１が後方へ移動することによって屈曲部５２，５２に曲げ変形が生じて、矢印ｈ，ｈのように、ストレート部５１，５１の後部が内側に移動するとともに、矢印ｊ，ｊのように屈曲部５２，５２がキャッチャ部材２３，２４に当たり、キャッチャ部材２３，２４を後方へ押すことで、キャッチャ部材２３，２４から衝突エネルギーがフロアフレーム側へ分散する。
また、フロントサイドフレーム３５，３６側でも、車体前後方向に潰れて衝突エネルギーを吸収しつつフロアフレーム側へ分散させる。
【００２７】
このように、ボックス状部材６０，６１は、フロントサイドフレーム３５，３６の前端近傍に取付けたものであるから、衝突の初期の段階で、ボックス状部材６０，６１からサブフレーム１４に衝撃荷重を伝えることができる。
【００２８】
以上の図３及び図７で説明したように、本発明は第１に、車体前部の左右にフロントサイドフレーム３５，３６を設け、このフロントサイドフレーム３５，３６に、フロントサスペンションを構成するロアアーム１６，１７を支持するサブフレーム１４を取付けた車体前部構造において、サブフレーム１４を車体前後方向に延ばすとともにサブフレーム１４の後部にほぼＳ字状の屈曲部５２，５２を設け、これらの屈曲部５２，５２の後端部を車体側としてのアウトリガ１２，１３に取付けるとともに、屈曲部５２，５２の後方に且つアウトリガ１２，１３に、これらの屈曲部５２，５２が後方へ移動したときに屈曲部５２，５２を受け止めるキャッチャ部材２３，２４を設けたことを特徴とする。
【００２９】
サブフレーム１４のＳ字状の屈曲部５２，５２の後方にキャッチャ部材２３，２４を設けることで、車体の前部が衝突して、衝撃荷重がフロントサイドフレーム３５，３６及びサブフレーム１４に伝わったときに、サブフレーム１４から屈曲部５２，５２を介してキャッチャ部材２３，２４、そして車体側のフロアフレーム２１，２２、フロアパネル１１にその荷重を伝達することができ、衝突エネルギーをフロントサイドフレーム３５，３６及びサブフレーム１４の両方で吸収しつつ車体側へ分散させることができる。従って、フロントサイドフレーム３５，３６の負担を軽減することができ、効率良く衝突エネルギーを吸収することができる。
【００３０】
本発明は第２に、車体前方からの衝撃荷重を緩衝しつつサブフレーム１４に伝えるボックス状部材６０，６１を、▲１▼サブフレーム１４の前部に設ける、即ちボックス状部材６０，６１をサブフレーム１４の前端に一体的に取付ける、若しくは、▲２▼サブフレーム１４の前方に設ける、即ちボックス状部材６０，６１をサブフレーム１４の前端から前方に離して設けることを特徴とする。
【００３１】
上記▲１▼は、ボックス状部材６０，６１から直接にサブフレーム１４に衝撃荷重を伝える。上記▲２▼は、車両衝突時に、ボックス状部材６０，６１が後方へ移動してサブフレーム１４に当たった後にサブフレーム１４に衝撃荷重を伝える。
【００３２】
上記構成により、車体前方からの衝撃荷重を衝突初期の段階で迅速にボックス状部材６０，６１からサブフレーム１４へ伝えて車体側へ分散させることができる。
【００３３】
尚、本発明では、サブフレームの後部にほぼＳ字状の屈曲部を設けたが、これに限らず、屈曲部を複数の直線部分から構成してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１の車体前部構造は、サブフレームを車体前後方向に延ばすとともにサブフレームの後部にほぼＳ字状の屈曲部を設け、この屈曲部の後端部を車体側に取付けるとともに、屈曲部の後方に且つ車体側に、この屈曲部が後方へ移動したときに屈曲部を受け止めるキャッチャ部材を設けたので、サブフレームのＳ字状の屈曲部の後方にキャッチャ部材を設けることで、車体の前部が衝突して、衝撃荷重がフロントサイドフレーム及びサブフレームに伝わったときに、サブフレームから屈曲部を介してキャッチャ部材、そして車体側のフロアフレームにその荷重を伝達することができ、衝突エネルギーをフロントサイドフレーム及びサブフレームの両方で吸収しつつ車体側へ分散させることができる。
【００３５】
請求項２の車体前部構造は、車体前方からの衝撃荷重を緩衝しつつサブフレームに伝えるボックス状部材をサブフレームの前部若しくは前方に設けたので、車体前方からの衝撃荷重を衝突初期の段階で迅速にボックス状部材からサブフレームへ伝えて車体側へ分散させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車体前部構造を示す第１斜視図
【図２】本発明に係る車体前部構造を示す第２斜視図
【図３】本発明に係る車体前部構造を示す底面図
【図４】図３の４−４線断面図
【図５】図３の５−５線断面図
【図６】本発明に係るサブフレーム及び車両のトランクルームを示す斜視図
【図７】本発明に係る車体前部構造の作用を説明する作用図
【図８】従来の車体前部構造を示す平面図
【符号の説明】
１０…車両、１１…車体側（フロアパネル）、１２，１３…車体側（アウトリガ）、１４…サブフレーム、２１，２２…車体側（フロアフレーム）、２３，２４…キャッチャ部材、３５，３６…フロントサイドフレーム、５２…サブフレームの屈曲部、６０，６１…ボックス状部材。

Claims (2)

1. 車体前部の左右にフロントサイドフレームを設け、このフロントサイドフレームに、サスペンションを支持するサブフレームを取付けた車体前部構造において、
   前記サブフレームを車体前後方向に延ばすとともにサブフレームの後部にほぼＳ字状の屈曲部を設け、この屈曲部の後端部を車体側に取付けるとともに、前記屈曲部の後方に且つ車体側に、この屈曲部が後方へ移動したときに前記屈曲部を受け止めるキャッチャ部材を設けたことを特徴とする車体前部構造。
2. 車体前方からの衝撃荷重を緩衝しつつ前記サブフレームに伝えるボックス状部材をサブフレームの前部若しくは前方に設けたことを特徴とする請求項１記載の車体前部構造。

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