JP2004189136A

JP2004189136A - 自動車の前部車体構造

Info

Publication number: JP2004189136A
Application number: JP2002360777A
Authority: JP
Inventors: Shinji Fujii; 真司藤井; Takayuki Sunakawa; 孝之砂川; Eiji Fujita; 英治藤田; Yutaka Tsukiji; 裕築地; Yoshinori Oga; 美範大賀; Masanobu Fukushima; 正信福島; Akiko Abe; 晶子安部
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2022-12-12
Also published as: JP4296777B2

Abstract

【課題】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。
【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

【０００１】
【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

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。