JP2004189136A - 自動車の前部車体構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】RV車15のペリメータフレーム10の前端には、前方に向けて突出したガイド部材12を含むガイドユニット11が設けられている。ガイド部材12は、前方に向けて下方に傾斜した傾斜面で構成されている。ガイドユニット11はフロントサイドメンバ13の下方に位置している。乗用車16と衝突すると、乗用車16のフロントサイドメンバ17は、ガイド部材12によって案内されて、RV車15のフロントサイドメンバ13と衝突するように促される。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は自動車の前部車体構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車の前部車体構造は、車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバを含み、自動車の正面衝突事故から乗員を保護するために、フロントサイドメンバにバンパを支持させるのが一般的である。図1に見られるように、バンパ1は、車幅方向に延びるバンパレインフォースメント2を含み、このバンパレインフォースメント2の左右両端はフロントサイドメンバ3の前端に取り付けられおり、このフロントサイドメンバ3の後端はサイドシル4に連結されている。
【0003】
すなわち、自動車の前部車体構造は、車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバ3を含み、この左右のフロントサイドメンバ3、3の前端に、車幅方向に延びるバンパレインフォースメント2が配設されている。自動車の前部にエンジンEGを搭載したフロントエンジン形式の自動車にあっては、一般的に、フロントサイドメンバ3の下方に配置したペリメータフレーム5(perimeter frame)に、エンジンEGを含むパワーユニットが搭載される。ペリメータフレーム5は、枠形フレームと称されるように、車体前後方向に延びる左右一対のサブサイドメンバ6と、車幅方向に延びて左右のサブサイドメンバ間を連結するサブクロスメンバとで構成される。図1では、作図上の理由からサブクロスメンバが現れていない。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−160663号公報
【0005】
この特開2002−160663号公報は、ペリメータフレームの前端に車幅方向に延びる第1サブクロスメンバを設けると共に、ペリメータフレームのサブサイドメンバと、その上方に位置するフロントサイドメンバとを、下方に向かうに従って後方に傾斜した連結部材で連結することを提案している。
【0006】
この提案によれば、衝撃力によってフロントサイドメンバが座屈するなどにより、連結部材との結合点が後方に移動し始めると、連結部材が起立し始めてペリメータフレームのサブサイドメンバを下方に押し下げる。この押し下げ力とペリメータフレームのサブサイドメンバの前端部分の屈曲変形とによって、ペリメータフレームに搭載されているパワーユニットを大きく下方に移動させることができる。
【特許文献2】
特開2002−120755号公報
【0007】
この特開2002−120755号は、ペリメータフレームに関し、ペリメータフレームのサブサイドメンバの前端を前方に延長し、この延長部分を衝撃吸収部材で構成することを提案している。この提案によれば、衝突荷重がフロントサイドメンバに入力されると共にペリメータフレームのサブサイドメンバにも入力され、この両者で衝撃荷重を受けることにより、つぶれ初期の減速度を高めることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
図1、図2は、左側にRV車、右側に乗用車を画いてあるが、RV車に含まれる部材には、参照符号にLを付記し、乗用車やスポーツカーに含まれる部材にはSを付記することにより識別することとし、総称するときには単に数字だけを記して説明する。
【0009】
図1と図2とを対比すると理解できるように、自動車のフロントサイドメンバの高さレベルは自動車の車高の大きさによって左右され、例えば多目的車(RV車)のフロントサイドメンバ3Lの高さレベルは比較的高く、乗用車やスポーツカーのフロントサイドメンバ3Sは比較的高さレベルが低いのが通例である。
【0010】
このことから、例えばRV車と乗用車などが正面衝突したときには、フロントサイドメンバ3L、3Sの前端同士が上下にオフセットした状態で衝撃力を受けることになり、図2に図示のように、RV車のフロントサイドメンバ3Lが乗用車などのフロントサイドメンバ3Sの上に乗り上げてしまい、換言すれば、乗用車などのフロントサイドメンバ3SがRV車のフロントサイドメンバ3Lの下に潜り込んでしまい、このため、両車両のフロントサイドメンバ3の衝撃吸収機能が充分に発揮しない可能性を含む。
【0011】
そこで、本発明の目的は、相対的に高さレベルの異なるフロントサイドメンバを備えた車両が衝突したときに、両方の車両が共に衝撃吸収性能を充分に発揮するのを促すことのできる自動車の前部車体構造を提供することにある。
【0012】
本発明の他の目的は、比較的高さレベルの高いフロントサイドメンバを備えた車両に好適に適用でき、比較的高さレベルの低いフロントサイドメンバを備えた車両と衝突したときに、高さレベルの低いフロントサイドメンバを備えた車両に与えるダメージを低減することのできる自動車の前部車体構造を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
かかる技術的課題は、本発明の第1の観点によれば、
車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバを備えた自動車の前部車体構造において、
前記フロントサイドメンバの前端部の下方に間隔を隔ててガイド部材が配設され、
該ガイド部材は、その前端に向けて下方に傾斜した上面を備えて、該傾斜した上面によって前記フロントサイドメンバ側に衝突時の相手の車両のフロントサイドメンバを案内することを特徴とする自動車の前部車体構造を提供することにより達成される。
【0014】
この第1の観点の発明によれば、比較的車高の低い、例えば乗用車のような車両と衝突したときに、相手側の車両のフロントサイドメンバの上下の逃げ、特に下方への潜り込みをガイド部材によって防止することができ、双方の車両のフロントサイドメンバの衝突を促すことにより、このフロントサイドメンバの衝撃吸収機能を十分に発揮させることができる。
【0015】
また、本発明の第2の観点によれば、上述した技術的課題は、
車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバの前端に衝撃吸収部を備えた自動車の前部車体構造において、
前記フロントサイドメンバの前端から前方に突出したガイド部材が該フロントサイドメンバの下方に配置され、
該ガイド部材は、前方に向けて下方に傾斜する上面を有し、
該ガイド部材によって、衝突時に相手の車両側フロントサイドメンバを、前記フロントサイドメンバの前端面に向けて案内することができることを特徴とする自動車の前部車体構造。
【0016】
この第2の観点の発明によれば、比較的車高の低い、例えば乗用車のような車両と衝突したときに、相手側の車両のフロントサイドメンバをガイド部材によって自車両のフロントサイドメンバに向けて誘導することができ、これにより、双方の車両のフロントサイドメンバの衝突を促すことにより、このフロントサイドメンバの衝撃吸収機能を十分に発揮させることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態では、図3に示すように、ペリメータフレーム10の前端、より詳しくは、ペリメータフレーム10のサブサイドメンバ11の前端に、前方に向けて突出したガイド部材12が設けられる。
【0018】
このようにガイド部材12を別途独立してフロントサイドメンバの下方に配置させるのに比べて、ペリメータフレーム10の前端にガイド部材12を設けることにより、ガイド部材12をフロントサイドメンバの下方に位置させるための取付部材などを不要にすることができるだけでなく、衝突時にガイド部材12に加わる荷重や衝撃力をペリメータフレーム10に分散させることができる。
【0019】
ガイド部材12は、その上面12aが前方に向けて下方に傾斜した傾斜面で構成されている。ガイド部材12の上面12aの前端は、乗用車(特に小型乗用車)やスポーツカー(以下、これらを総称して乗用車という)のフロントサイドメンバの下面の前端と同じか、それよりも若干低い高さレベルを有するのが好ましい。また、ガイド部材12の前端は、図3に図示したように、フロントサイドメンバ13に連結されたバンパレインフォースメント14の前端とほぼ同じ前後位置またはバンパレインフォースメント14の前端から若干前方に突出していてもよく、あるいは、図4に図示のように、バンパレインフォースメント14の前端よりも前方に大きく突出していてもよい。
【0020】
図4に図示したように、ガイド部材12をフロントサイドメンバ13よりも前方に突出させたときには、この突出部分の上面を傾斜面で構成するのがよい。バンパレインフォースメント14は、一般的に、クラッシュカンと呼ばれる衝撃吸収部材を介してフロントサイドメンバ13の前端に連結されるが、図4に図示した構成を採用することにより、このフロントサイドメンバ13の前端の衝撃吸収部材に向けて、衝突時に相手側の乗用車16のフロントサイドメンバ17の前端をガイド部材12の傾斜面によって案内することができる。このようなガイド機能をガイド部材12に効果的に発揮させるには、ガイド部材12をフロントサイドメンバ13との離間距離を小さく設定するのがよい。
【0021】
また、ガイド部材12は、図3に示すように、フロントサイドメンバ13から大きく離間していてもよいが、フロントサイドメンバ13とガイド部材11との間の離間距離は、一般的なフロントサイドメンバの高さ寸法よりも小さいのが好ましい。
【0022】
図3、図4は、左側の自動車15がRV車であり、このRV車15にガイド部材12を設けた例を図示している。図3、図4の右側の自動車16は乗用車であり、この乗用車16のフロントサイドメンバ17は、RV車12のフロントサイドメンバ13に比べて低い位置に配設されている。換言すれば、ガイド部材12を備えたRV車15のフロントサイドメンバ13は比較的高い位置に配設されている。なお、図3の参照符号18は、乗用車16に設けられたペリメータフレームを示す。
【0023】
このようなRV車15が乗用車16と正面衝突した場合、乗用車16のフロントサイドメンバ17(バンパレインフォースメント19を含む)はRV車15のガイド部材12の傾斜した上面12aによって上方に案内される。このガイド機能を十分に発揮するには、ガイド部材12は、上下方向に対する曲げ剛性を備えているのがよく、また、正面からの衝撃に対しては、この衝撃を座屈することによって吸収できる構成を有しているのが好ましい。
【0024】
RV車15が乗用車16と衝突したとき、乗用車16のフロントサイドメンバ17は、RV車15のガイド部材12に案内されて上方に持ち上げられる傾向になり、RV車15のフロントサイドメンバ13の下に潜り込んでしまう現象の発生が抑えられる。したがって、乗用車16のフロントサイドメンバ17(バンパレインフォースメント19を含む)は、RV車15のフロントサイドメンバ13(バンパレインフォースメント14を含む)と衝突し、この両者が本来的に備えている衝撃吸収機能が共に作用することになり、これにより図5に示すように、車体の変形が従来に比べて小さく抑えることができる。
【0025】
図5は、乗用車16のダッシュパネルの後退量(車室内への進入量)を縦軸に、時間を横軸にしたグラフである。好ましい実施の形態によれば、両方の車両のフロントサイドメンバ13、17が共に衝撃を効果的に吸収するため、車体の他の部分の変形を抑えることができると共に、乗用車16のダッシュパネルの後退量及びその速度を抑えることができる。
【0026】
【実施例】
以下に、添付の図面のうち図6以降の図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳しく説明する。
【0027】
図6は、ガイドユニット20を斜め前方から見た斜視図である。ガイドユニット20は左右一対のガイド部材21と、これらガイド部21、21の前端同士を連結するクロス部材22とからなる。左右一対のガイド部材21は閉断面構造を有する。また、各ガイド部材21は、車体前後方向に延びる形状を有し且つその上面21aが前方に向けて下方に傾斜した傾斜面(俯角をθで示す)で構成され、また、前方に向かうに従って厚みが薄くなるくさび状の形状を有する。クロス部材22は、この実施例では、閉断面の中空パイプで構成されているが、中実部材で構成されていてもよい。ガイドユニット20は、左右一対のガイド部材21の後端部分に透孔23が形成されている。
【0028】
図7は、ガイドユニット20を装着したペリメータフレーム25を斜め前方から見た斜視図である。ペリメータフレーム25は、左右一対のサブサイドメンバ26、26と、その前端同士を連結するフロントクロスメンバ27と、後端同士を連結するリヤクロスメンバ28とを有し、サブサイドメンバ26は、前方からの衝撃を受けたときに、この衝撃を変形することにより吸収するのが好ましい。
【0029】
図8、図9を参照すると、フロントサイドメンバ31は、前端から後方にほぼ水平に延びた後、後端部が下方に傾斜して延びて後端がダッシュロア30などに連結されている。フロントサイドメンバ31は、その前端に、衝撃吸収部としてのクラッシュカン32を介して、バンパレインフォースメント33が連結され、このバンパレインフォースメント33は車幅方向に延びている。バンパレインフォースメント33の前方には、図9から理解できるように、バンパフェイス34が配設され、このバンパフェイス34の下端部には、エア導入孔36が形成されている。
【0030】
バンパフェイス34は、ペリメータフレーム25とバンパレインフォースメント33を覆い且つ更にその上方まで延びており、その上端は、ボンネット35の前端に突き合わせられて、このバンパフェイス34とボンネット35とで、エンジンルーム37の前壁及び上壁が形成されている。
【0031】
図10を参照すると、ペリメータフレーム25は、そのサブサイドメンバ26の前端に、前方且つ上方に延びる取付部40を有し、この取付部40はマウントラバー41を含み、このマウントラバー41を貫通して上方に延びるボルト42によってフロントサイドメンバ31の前端部に固定される。
【0032】
ガイドユニット20は、図10から理解できるように、ガイド部21の後端が後方に開放した形状を有する。ガイドユニット20は、その後方開口部の中に、ペリメータフレーム25の前端つまりサブサイドメンバ26の前端及び取付部40を挿入することで、ペリメータフレーム25に組み付けることができる。ガイドユニット20をペリメータフレーム25に組み付けた状態では、ガイド部21の透孔23がサブサイドメンバ26の取付部40と一致する。
【0033】
この実施例では、ガイド部21の後方開口縁をペリメータフレーム25に溶接することにより、ガイドユニット20とペリメータフレーム25とが一体化されているが、ガイドユニット20とペリメータフレーム25とをボルト締結により一体化するようにしてもよい。ガイドユニット20とペリメータフレーム25とをボルト締結するときには、ペリメータフレーム25をフロントサイドメンバ31に締結するボルトを用いるのがよく、この共通ボルトで、ペリメータフレーム25とガイドユニット20とをフロントサイドメンバ31に連結するのが、車両の組み立てや車両の補修作業にとって都合がよい。
【0034】
ガイドユニット20とフロントサイドメンバ31(バンパレインフォースメント33)とは、サブサイドメンバ26の前端の取付部40によって上下に離間して配置されており、バンパフェイス34のエア導入孔36から導入された外気は、ガイドユニット20とバンパレインフォースメント33との間の隙間を通り、ラジエータやオイルクーラー又は空調システムのコンデンサなどの熱交換器44の冷却に用いられる。
【0035】
既知のように、ペリメータフレーム25には、図8、図11に図示のように、エンジンEGを含むパワーユニットが搭載される。図11は、車体前部のフレーム構造を下から見た底面図である。ペリメータフレーム25の後端はブラケット45を介してフロントサイドメンバ31の後端部に取り付けられ、フロントサイドメンバ31の後端はダッシュロア30を介してサイドシル46及びフロアフレーム47に連結される。
【0036】
上述したガイドユニット20は、RV車のように比較的車高の高い自動車に適用するのが最も好ましい。図12は、ガイドユニット20を搭載したRV車60と乗用車とがオフセット衝突したときに状態を図示している。この図12において、乗用車及びこれに関連した部材には、図3で使用した参照符号を付してある。
【0037】
実施例の前部車体構造を備えたRV車60と乗用車16とが衝突したときに、乗用車16のフロントサイドメンバ17がRV車60のガイドユニット20によって上方にガイドされ、RV車60のフロントサイドメンバ31側に移動するため、両方の車両60、16のフロントサイドメンバ31と17とが衝突して、追突時の衝撃が両方の車両60、16のフロントサイドメンバ31、17で吸収されるため、このフロントサイドメンバ31、17の衝撃吸収効果により車室への影響を低減することができる。
【0038】
また、RV車60にあっては、ガイドユニット20とフロントサイドメンバ31との間が離間しているため、場合によっては、この両者20、31の間の隙間に、乗用車16のフロントサイドメンバ17がくさび状に進入したとしても、乗用車16のフロントサイドメンバ17は、RV車60のガイドユニット20とフロントサイドメンバ31との双方に当たることにより、乗用車16のフロントサイドメンバ17が上方又は下方に変位することなく安定した状態で衝撃力を受けることから、乗用車16のフロントサイドメンバ17は、追突による衝撃を確実且つ効果的に吸収することができる。
【0039】
また、ガイドユニット20の前端には、左右のガイド部材21、21間を連結するクロス部材22が設けられているため、図12から理解できるように、オフセット衝突であっても、RV車60のバンパレインフォースメント33とガイドユニット20のクロス部材22とで、乗用車16のフロントサイドメンバ17を挟み込むことができ、これにより乗用車16のフロントサイドメンバ17の上下への変位を抑えることができることから、乗用車16のフロントサイドメンバ17が潜り込むのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の前部車体構造による問題点を説明するための図である。
【図2】衝突時に発生する従来の前部車体構造の問題点を説明するための図である。
【図3】実施の形態の一例を説明するための図である。
【図4】実施の形態の他の例を説明するための図である。
【図5】本発明による効果を従来と対比して示すグラフである。
【図6】実施例に含まれるガイドユニットを斜め前方から見た斜視図である。
【図7】ガイドユニットをペリメータフレームに組み付けた状態の斜視図である。
【図8】実施例の前部車体構造を抽出して示す、斜め前方から見た斜視図である。
【図9】実施例の前部車体構造に含まれるバンパフェイスにエア導入孔を設け、このエア導入孔を通過した外気が当たる位置にラジエータを配置した例を説明するための側面図である。
【図10】ガイドユニットをペリメータフレームに溶接して一体化し、これをボルトを介してフロントサイドメンバの前端部に連結する具体的な構造を示すための断面図である。
【図11】実施例の前部車体構造を下方から見た底面図である。
【図12】実施例の前部車体構造を備えた自動車が乗用車とオフセット衝突した様子を説明するための図である。
【符号の説明】
20 ガイドユニット
21 ガイド部材
21a ガイド部材の上面
22 ガイドユニットに含まれるクロス部材
25 ペリメータフレーム
31 フロントサイドメンバ
32 クラッシュカン
33 バンパレインフォースメント
34 バンパフェイス
36 エア導入孔
44 熱交換器
Claims (11)
- 車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバを備えた自動車の前部車体構造において、
前記フロントサイドメンバの前端部の下方に間隔を隔ててガイド部材が配設され、
該ガイド部材は、その前端に向けて下方に傾斜した上面を備えて、該傾斜した上面によって前記フロントサイドメンバ側に衝突時の相手の車両のフロントサイドメンバを案内することを特徴とする自動車の前部車体構造。 - 前記ガイド部材が上下方向に対する曲げ剛性を有し、
前記ガイド部材の上面が、該ガイド部材の後端に向かうに従って徐々に前記フロントサイドメンバの前端よりも後方の部分の下面に接近している、請求項1に記載の自動車の前部車体構造。 - 車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバの前端に衝撃吸収部を備えた自動車の前部車体構造において、
前記フロントサイドメンバの前端から前方に突出したガイド部材が該フロントサイドメンバの下方に配置され、
該ガイド部材は、前方に向けて下方に傾斜する上面を有し、
該ガイド部材によって、衝突時に相手の車両側フロントサイドメンバを、前記フロントサイドメンバの前端面に向けて案内することができることを特徴とする自動車の前部車体構造。 - 左右の前記ガイド部材が、車幅方向に延びる閉断面構造のクロス部材によって連結されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の自動車の前部車体構造。
- 左右の前記フロントサイドメンバの前端に、車幅方向に延びるバンパレインフォースメントが連結され、
左右の前記ガイド部材が、車幅方向に延びるクロス部材によって連結されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の自動車の前部車体構造。 - 前記フロントサイドメンバが前端から後方に略水平に延び、該フロントサイドメンバの後端部分が後端に向けて下方に傾斜する形状を有し、
エンジンを含むパワーユニットを搭載するための平面視で枠形のペリメータフレームの前端部が前記フロントサイドメンバの前端部に固定され、該ペリメータフレームの後端部が前記フロントサイドメンバの後端部に固定され、
前記ガイド部材が前記ペリメータフレームの前端に取り付けられている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の自動車の前部車体構造。 - 前記ガイド部材及び前記ペリメータフレームが、前方からの衝撃を受けたときに変形することにより衝撃を吸収する、請求項6に記載の自動車の前部車体構造。
- 前記ガイド部材が前記ペリメータフレームに脱着可能に取り付けられ、
前記ペリメータフレームを前記フロントサイドメンバに締結するボルトによって、前記ガイド部材が前記ペリメータフレームに固定されている、請求項1〜7のいずれか一項に記載の自動車の前部車体構造。 - 前記ガイド部材の前端が、前記バンパレインフォースメントの前端と略同一の前後位置に位置している、請求項5に記載の自動車の前部車体構造。
- 前記フロントサイドメンバ及び前記ガイド部材がバンパフェイスによって覆われている、請求項1〜9のいずれか一項に記載の自動車の前部車体構造。
- 前記バンパフェイスがエア導入孔を有し、該バンパフェイスのエア導入孔を通過した外気が当たる位置に熱交換器が配置されている、請求項10に記載の自動車の前部車体構造。
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