JP2004314899A - 車体の前部構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車体20は、車体前部で左右のフロントサイドフレーム31,31を車体前後に延ばし、フロントサイドフレームの車幅方向外側で且つ上側で左右のフロントピラー24,24から前方へ左右のアッパメンバ32,32を延ばし、アッパメンバの前端からフロントサイドフレームより下方へ左右の垂下部33,33を延ばしたものである。フロントサイドフレームより上位で、左右の垂下部の上部間にフロントアッパクロスメンバ41を掛け渡し、フロントサイドフレームより下位で、左右の垂下部の下部間にフロントロアクロスメンバ42を掛け渡し、左右のフロントサイドフレームの前端間にフロントバンパビーム60を掛け渡し、フロントバンパビームの両端を車幅外方へ延ばし、左右の垂下部の前端にも取付けた。車体前部は正面視略日の字状になる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は車両における車体の前部構造の改良技術に関する。なお、「車体の前部」とは、車体のうち、フロントピラーやダッシュボードよりも前の部分のことを言う。
【0002】
【従来の技術】
自動車などの車両には、前面衝突時の衝突エネルギーを車体前部で吸収できるようにしたものがある(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開2003−40142公報(第2−3頁、図1)
【0004】
特許文献1による従来の車体の前部構造の概要を、次の図7で説明する。図7は従来の車体の前部構造の概要図であり、特開2003−40142公報の図1を再掲する。なお、符号は振り直した。
【0005】
従来の車体の前部構造は、車体100前部の左右両側で左右一対のフロントサイドフレーム101(左側のみを示す。以下同じ。)を車体前後に延ばし、これらのフロントサイドフレーム101の車幅方向外側で且つ上側で左右のフロントピラー102から前方へ左右のアッパメンバ103を延ばし、これらのアッパメンバ103の前端から前下方へ傾斜部104を延ばし、これらの傾斜部104の前端から下方へ鉛直部105を延ばし、これらの鉛直部105の下端間をバルクヘッドロアビーム106並びに第1連結部材107によって連結したというものである。
傾斜部104と鉛直部105の組合わせ構造は骨格部材111をなす。112はダッシュボード、113は第2連結部材、114はサイドダウンメンバ、115はフロントバンパビーム、116は前輪である。
【0006】
車体100前部のうち、フロントサイドフレーム101よりも車幅方向外側の位置に車体100前方から衝突エネルギーが作用したとき、いわゆる車体100の前面へのオフセット衝突時の衝突エネルギーは、鉛直部105に作用する。鉛直部105や傾斜部104が塑性変形することによって、フロントピラー102に作用する衝突エネルギーを緩和することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の車体の前部構造においては、車両の前面衝突時や前面へのオフセット衝突時に、車室内のスペースを十分に確保することが求められている。車室内のスペースを確保するには、衝突エネルギーを車体100前部によって、より効率良く吸収することが好ましい。
【0008】
そこで本発明の目的は、車両の前面衝突時や前面へのオフセット衝突時の衝突エネルギーを車体前部によって、より効率良く吸収することができる技術を提供することにある。
【0009】
【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、車体前部の左右両側で左右一対のフロントサイドフレームを車体前後に延ばし、これらのフロントサイドフレームの車幅方向外側で且つ上側で左右のフロントピラーから前方へ左右のアッパメンバを延ばし、これらのアッパメンバの前端から左右のフロントサイドフレームよりも下方へ左右の垂下部を延ばした車体の前部構造において、
左右のフロントサイドフレームよりも上位で、左右の垂下部の上部間に平面視略直線状のフロントアッパクロスメンバを掛け渡すとともに、左右のフロントサイドフレームよりも下位で、左右の垂下部の下部間に平面視略直線状のフロントロアクロスメンバを掛け渡し、
さらに、左右のフロントサイドフレームの前端間にフロントバンパビームを掛け渡すとともに、このフロントバンパビームの長手方向両端を車幅方向外側へ延ばして、左右の垂下部の前端にも取付けることで、
車体前部を正面視略日の字状に構成したことを特徴とする。
【0010】
請求項1によれば、車体前部を正面視略日の字状に構成したので、車両の前面衝突時の衝突エネルギーを、左右のフロントサイドフレームや左右のアッパメンバに、より効率良く分散させることができる。従って、衝突エネルギーを車体前部によって、より効率良く吸収することができる。
しかも、フロントサイドフレームやアッパメンバが効率良く塑性変形することができるので、フロントピラーやダッシュボードに作用する過大な衝突エネルギーを緩和することができる。この結果、フロントピラーやダッシュボードが車室側に塑性変形する変形量を、抑制することができる。従って、車両が前面衝突したときに、フロントピラーやダッシュボードの変形をより抑制して、車室内のスペースをより十分に確保することができる。
さらには、自分の車両における車体前部によって衝突エネルギーを十分に吸収することができるので、衝突した相手の車両に対する衝突エネルギーをも、より緩和することができる。
【0011】
さらにまた、車体前部のうち、フロントサイドフレームよりも車幅方向外側の位置に車体前方から衝突エネルギーが作用したとき、いわゆる車両の前面へのオフセット衝突時の衝突エネルギーを、平面視略直線状のフロントアッパクロスメンバ、平面視略直線状のフロントロアクロスメンバ、並びにフロントバンパビームを介して、左右のフロントサイドフレームや左右のアッパメンバに、より効率良く分散させることができる。
従って、オフセット衝突時の衝突エネルギーであっても、車体前部の全体によって、より効率良く吸収することができる。このため、フロントサイドフレームやアッパメンバが効率良く塑性変形することができるので、フロントピラーやダッシュボードに作用する、オフセット衝突時の過大な衝突エネルギーを緩和することができる。この結果、フロントピラーやダッシュボードが車室側に塑性変形する変形量を、極力抑制することができる。従って、車両がオフセット衝突したときであっても、フロントピラーやダッシュボードの変形をより抑制して、車室内のスペースをより十分に確保することができる。
しかも、自分の車両における車体前部によって、オフセット衝突時の過大な衝突エネルギーを十分に吸収することができるので、衝突した相手の車両に対する衝突エネルギーをも、より緩和することができる。
【0012】
請求項2は、フロントアッパクロスメンバの長手方向両端を、フロントアッパクロスメンバの後側に設けた横板状の接合部材によって、左右の垂下部に接合したことを特徴とする。
フロントアッパクロスメンバの長手方向両端を、フロントアッパクロスメンバの後側に設けた横板状の接合部材によって、左右の垂下部に接合したので、左右の垂下部に対するフロントアッパクロスメンバの接合部分の剛性を、より高めることができる。このため、フロントアッパクロスメンバと左右のアッパメンバとの間で、衝突エネルギーをより効率良く伝えることができる。従って、衝突エネルギーを車体前部によって、より一層効率良く吸収することができる。
しかも、接合部材をフロントアッパクロスメンバの後側に設けたので、車体前面から接合部材が突出することはない。従って、車体の設計上の自由度を確保することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向に従い、Frは前側、Rrは後側、Lは左側、Rは右側、CLは車幅中心(車体中心)を示す。また、図面は符号の向きに見るものとする。
【0014】
図1は本発明に係る車体前部の斜視図であり、車体20の前部構造を示す。
車両10は、車体20(すなわち、車体フレーム20)をダッシュボード21によって前部のエンジンルーム22と後部の車室23とに仕切り、ダッシュボード21の近傍で起立した左右のフロントピラー24,24を設けた自動車である。
【0015】
モノコックボディからなる車体20の前部の構成について以下に説明する。「車体20の前部」とは、車体20のうち、ダッシュボード21やフロントピラー24,24よりも前の部分のことを言う。ダッシュボード21は仕切板であり、ダッシュパネルとも言う。フロントピラー24,24は、フロントガラスとサイドガラスとの間に配置した支柱である。
【0016】
車体20の前部は、車体前部の左右両側で左右一対のフロントサイドフレーム31,31を車体前後に延ばし、これらのフロントサイドフレーム31,31の車幅方向外側で且つ上側で左右のフロントピラー24,24から前方へ左右のアッパメンバ32,32を延ばし、これらのアッパメンバ32,32の前端から左右のフロントサイドフレーム31,31よりも下方へ左右の垂下部33,33を延ばし、左右のフロントサイドフレーム31,31の前部並びに左右の垂下部33,33の前部にフロントバルクヘッド40を接合し、フロントサイドフレーム31,31とアッパメンバ32,32との間に左右のフロントダンパハウジング34,34並びに左右のホイールハウス35,35を掛け渡したものである。
【0017】
このような車両10は、フロントサイドフレーム31,31の車幅方向外側に左右の前輪51(図では左のみを示す。)を配置することになる。
フロントサイドフレーム31,31の後端は、左右のセンタサイドフレーム36,36に連なる。フロントダンパハウジング34は、前輪51用フロントサスペンション(図示せず)の上部を支える部材である。
ホイールハウス35は、前輪51の上部を覆うように車体中心側へ膨出したカバーであって、フロントダンパハウジング34に接合した部材である。
【0018】
フロントバルクヘッド40は、左右の垂下部33,33の上部間に掛け渡したフロントアッパクロスメンバ41と、左右の垂下部33,33の下部間に掛け渡したフロントロアクロスメンバ42と、フロントアッパ・ロアクロスメンバ41,42間に掛け渡した左右のサイドステイ43,43と、からなる。
フロントアッパクロスメンバ41は、左右のフロントサイドフレーム31,31よりも上位にあり、ラジエータ(図示せず)を支える役割を果たす。一方、フロントロアクロスメンバ42は、左右のフロントサイドフレーム31,31よりも下位にあり、ラジエータ(図示せず)を載せる役割を果たす。起立した左右のサイドステイ43,43を、左右のフロントサイドフレーム31,31にも接合したので、車体20の剛性を高めることができる。
【0019】
さらに車体20は、左右のフロントサイドフレーム31,31の前端31a,31a間にフロントバンパビーム60を掛け渡すとともに、このフロントバンパビーム60の長手方向両端を車幅方向外側へ延ばして、左右の垂下部33,33の前端33a,33aにも取付けたことを特徴とする。図中、27はルーフ、37はサイドシルである。
【0020】
図2は本発明に係る車体前部の左側面図であり、アッパメンバ32並びに垂下部33の構成を、より詳しく表したものである。
センタサイドフレーム36は、前端から前上方へ延長部39を延ばし、この延長部39の前端にフロントサイドフレーム31の後端を接合した部材である。フロントピラー24は、下半部のピラーロア25と上半部のピラーアッパ26とからなる。
【0021】
アッパメンバ32は、前輪51の上方を超えるように、ピラーロア25の上端から前下方へ傾きつつ延びた部材である。垂下部33は、前輪51の前方に垂らすように、アッパメンバ32の前端から下方へ湾曲しつつ延び、さらに下方へほぼ垂直に下がる部材である。アッパメンバ32と垂下部33との組合わせ構造は、フロントアッパメンバ38をなす。
フロントピラー24、アッパメンバ32並びに垂下部33は、これらの全部材を一体に形成した構成、又は一部を一体に接合した構成にすることができる。
【0022】
図3は本発明に係る車体前部の平面図であり、左右のフロントサイドフレーム31,31の前端31a,31aよりも後方に、フロントロアクロスメンバ42を配置し、このフロントロアクロスメンバ42よりも後方に、フロントアッパクロスメンバ41を配置したことを示す。
フロントアッパクロスメンバ41及びフロントロアクロスメンバ42は、車幅方向に長い、平面視略直線状の丸パイプである。
【0023】
フロントバンパビーム60は、車体前方へ突き出るように湾曲した円弧状ビームである。さらにフロントバンパビーム60のうち、フロントサイドフレーム31,31よりも車幅方向外側へ延びた左右のビーム延長部61,61は、垂下部33,33の前端33a,33aに重ね合わせられるように、車体中央部分よりも小さく湾曲しつつ後方へ延びた、平面視小円弧状の部分である。
左右のビーム延長部61,61を、湾曲した平面視小円弧状に形成したので、車体20の前面へのオフセット衝突時の衝突エネルギーが、左又は右のビーム延長部61に作用したときに、衝突エネルギーを吸収しやすくなる。
【0024】
フロントアッパクロスメンバ41は、その長手方向の両端41a,41a(すなわち車幅方向の両端41a,41a)を、フロントアッパクロスメンバ41の後側に設けた横板状の接合部材44,44により、左右の垂下部33,33に溶接等で接合したものである。
【0025】
詳しく説明すると、フロントアッパクロスメンバ41の両端41a,41aは、左右の垂下部33,33の各内側の面33b,33bの近傍まで延び、しかも、上記図2に示すように側方から見たときに、垂下部33,33の湾曲した上面33c,33cよりも上位にある。このため、フロントアッパクロスメンバ41の両端41a,41aにおける後下部から、垂下部33,33の各内側の面33b,33bまで、接合部材44,44を延ばして溶接等によって接合したものである。接合部材44,44は、平面視略三角形状のガセットプレートである。
【0026】
このようにすることで、左右の垂下部33,33に対するフロントアッパクロスメンバ41の接合部分の剛性を、より高めることができる。このため、フロントアッパクロスメンバ41と左右のアッパメンバ32,32との間で、衝突エネルギーをより効率良く伝えることができる。従って、衝突エネルギーを車体20前部によって、より一層効率良く吸収することができる。
【0027】
しかも、垂下部33,33に対して、丸パイプのフロントアッパクロスメンバ41の接合が容易である。さらには、接合部材44,44をフロントアッパクロスメンバ41の後側に設けたので、車体20前面から接合部材44,44が突出することはない。従って、車体20の設計上の自由度を確保することができる。
【0028】
図4は本発明に係る車体前部の正面図であり、フロントアッパクロスメンバ41が正面視略ハット状を呈し、また、フロントロアクロスメンバ42が、正面視でも略直線状を呈することを示す。
フロントロアクロスメンバ42は、その長手方向両端42a,42aを、フロントロアクロスメンバ42の後側に設けた縦板状の接合部材45,45により、左右の垂下部33,33の前端33a,33aにボルト止めや溶接等で接合したものである。
【0029】
この図は、左右の垂下部33,33、上位のフロントアッパクロスメンバ41、想像線にて示す中位のフロントバンパビーム60、及び下位のフロントロアクロスメンバ42の組合わせ構造によって、車体20の前部を正面視略日の字状(すなわち、正面視略四角形の閉断面の中央を、水平なバーが横切る閉断面形状)に構成したことを示す。
【0030】
ここで、上記図2及び図3をも参照しつつ説明すると、車体20は、左右のフロントサイドフレーム31,31から車幅方向外側へ、ほぼ水平に左右の連結部材71,71を延ばすことで、フロントサイドフレーム31,31と垂下部33,33とを連結部材71,71によって連結したものである。
具体的には、図3に示すように車体20を上方から見たとき、連結部材71,71は、フロントアッパクロスメンバ41よりも後方の位置でフロントサイドフレーム31,31に一端を連結するとともに、フロントアッパクロスメンバ41の両端41a,41a近傍の位置で垂下部33,33に接合板72,72を介して他端を連結した丸パイプである。
【0031】
図5は本発明に係る車体前部の分解図であり、左右のフロントサイドフレーム31,31の前端31a,31a及び左右の垂下部33,33の前端33a,33aに、フロントバンパビーム60を複数のボルト62・・・(・・・は複数を示す。以下同じ。)によって取外し可能に取付けることができることを示す。
【0032】
図6(a),(b)は本発明に係る車体前部の作用図であり、(a)は車体20前部を模式的に表した斜視図、(b)は車体20前部を模式的に表した平面図である。
【0033】
車両10が前面衝突(正面衝突)したときのことを考える。フロントバンパビーム60の中央に作用した衝突エネルギーE1は、左右のフロントサイドフレーム31,31及び垂下部33,33に分散して伝わる。
また、フロントアッパクロスメンバ41の中央に作用した衝突エネルギーE2や、フロントロアクロスメンバ42の中央に作用した衝突エネルギーE3は、垂下部33,33に伝わり、さらにフロントバンパビーム60を介して左右のフロントサイドフレーム31,31にも分散して伝わる。
【0034】
このように、車体20前部を正面視略日の字状に構成したので、車両10の前面衝突時の衝突エネルギーE1,E2,E3を、左右のフロントサイドフレーム31,31や左右のアッパメンバ32,32に、より効率良く分散させることができる。従って、衝突エネルギーE1,E2,E3を車体20前部によって、より効率良く吸収することができる。
【0035】
しかも、フロントサイドフレーム31,31やアッパメンバ32,32が効率良く塑性変形することができるので、フロントピラー24,24やダッシュボード21に作用する過大な衝突エネルギーE1,E2,E3を緩和することができる。この結果、フロントピラー24,24やダッシュボード21が車室23側に塑性変形する変形量を、抑制することができる。従って、車両10が前面衝突したときに、フロントピラー24,24やダッシュボード21の変形をより抑制して、車室23内のスペースをより十分に確保することができる。
さらには、自分の車両10における車体20前部によって衝突エネルギーE1,E2,E3を十分に吸収することができるので、衝突した相手の車両に対する衝突エネルギーをも、より緩和することができる。
【0036】
次に、車両10が前面へのオフセット衝突したときのことを考える。右のビーム延長部61に作用した衝突エネルギーE4は、左右のフロントサイドフレーム31,31及び垂下部33,33に分散して伝わる。
また、右の垂下部33の上部に作用した衝突エネルギーE5や、右の垂下部33の下部に作用した衝突エネルギーE6は、フロントアッパ・ロアクロスメンバ41、42を介して左の垂下部33にも伝わるとともに、フロントバンパビーム60を介して、左右のフロントサイドフレーム31,31及び左の垂下部33にも分散して伝わる。
【0037】
このように、車体20前部を正面視略日の字状に構成したので、車両10の前面へのオフセット衝突時の衝突エネルギーE4,E5,E6を、平面視略直線状のフロントアッパクロスメンバ41、平面視略直線状のフロントロアクロスメンバ42、並びにフロントバンパビーム60を介して、左右のフロントサイドフレーム31,31や左右のアッパメンバ32,32に、より効率良く分散させることができる。
【0038】
従って、オフセット衝突時の衝突エネルギーE4,E5,E6であっても、車体20前部の全体によって、より効率良く吸収することができる。このため、フロントサイドフレーム31,31やアッパメンバ32,32が効率良く塑性変形することができるので、フロントピラー24,24やダッシュボード21に作用する、オフセット衝突時の過大な衝突エネルギーE4,E5,E6を緩和することができる。この結果、フロントピラー24,24やダッシュボード21が車室23側に塑性変形する変形量を、極力抑制することができる。従って、車両10がオフセット衝突したときであっても、フロントピラー24,24やダッシュボード21の変形をより抑制して、車室23内のスペースをより十分に確保することができる。
しかも、自分の車両10における車体20前部によって、オフセット衝突時の過大な衝突エネルギーE4,E5,E6を十分に吸収することができるので、衝突した相手の車両に対する衝突エネルギーをも、より緩和することができる。
【0039】
【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は、車体前部を正面視略日の字状に構成したので、車両の前面衝突時の衝突エネルギーを、左右のフロントサイドフレームや左右のアッパメンバに、より効率良く分散させることができる。従って、衝突エネルギーを車体前部によって、より効率良く吸収することができる。
しかも、フロントサイドフレームやアッパメンバが効率良く塑性変形することができるので、フロントピラーやダッシュボードに作用する過大な衝突エネルギーを緩和することができる。この結果、フロントピラーやダッシュボードが車室側に塑性変形する変形量を、抑制することができる。従って、車両が前面衝突したときに、フロントピラーやダッシュボードの変形をより抑制して、車室内のスペースをより十分に確保することができる。
さらには、自分の車両における車体前部によって衝突エネルギーを十分に吸収することができるので、衝突した相手の車両に対する衝突エネルギーをも、より緩和することができる。
【0040】
さらにまた、車体前部のうち、フロントサイドフレームよりも車幅方向外側の位置に車体前方から衝突エネルギーが作用したとき、いわゆる車両の前面へのオフセット衝突時の衝突エネルギーを、平面視略直線状のフロントアッパクロスメンバ、平面視略直線状のフロントロアクロスメンバ、並びにフロントバンパビームを介して、左右のフロントサイドフレームや左右のアッパメンバに、より効率良く分散させることができる。
従って、オフセット衝突時の衝突エネルギーであっても、車体前部の全体によって、より効率良く吸収することができる。このため、フロントサイドフレームやアッパメンバが効率良く塑性変形することができるので、フロントピラーやダッシュボードに作用する、オフセット衝突時の過大な衝突エネルギーを緩和することができる。この結果、フロントピラーやダッシュボードが車室側に塑性変形する変形量を、極力抑制することができる。従って、車両がオフセット衝突したときであっても、フロントピラーやダッシュボードの変形をより抑制して、車室内のスペースをより十分に確保することができる。
しかも、自分の車両における車体前部によって、オフセット衝突時の過大な衝突エネルギーを十分に吸収することができるので、衝突した相手の車両に対する衝突エネルギーをも、より緩和することができる。
【0041】
請求項2は、フロントアッパクロスメンバの長手方向両端を、フロントアッパクロスメンバの後側に設けた横板状の接合部材によって、左右の垂下部に接合したので、左右の垂下部に対するフロントアッパクロスメンバの接合部分の剛性を、より高めることができる。このため、フロントアッパクロスメンバと左右のアッパメンバとの間で、衝突エネルギーをより効率良く伝えることができる。従って、衝突エネルギーを車体前部によって、より一層効率良く吸収することができる。
しかも、接合部材をフロントアッパクロスメンバの後側に設けたので、車体前面から接合部材が突出することはない。従って、車体の設計上の自由度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る車体前部の斜視図
【図2】本発明に係る車体前部の左側面図
【図3】本発明に係る車体前部の平面図
【図4】本発明に係る車体前部の正面図
【図5】本発明に係る車体前部の分解図
【図6】本発明に係る車体前部の作用図
【図7】従来の車体の前部構造の概要図
【符号の説明】
10…車両、20…車体、24…フロントピラー、31…フロントサイドフレーム、31a…フロントサイドフレームの前端、32…アッパメンバ、33…垂下部、33a…垂下部の前端、41…フロントアッパクロスメンバ、41a…フロントアッパクロスメンバの長手方向両端、42…フロントロアクロスメンバ、44…接合部材、60…フロントバンパビーム。
Claims (2)
- 車体前部の左右両側で左右一対のフロントサイドフレームを車体前後に延ばし、これらのフロントサイドフレームの車幅方向外側で且つ上側で左右のフロントピラーから前方へ左右のアッパメンバを延ばし、これらのアッパメンバの前端から前記左右のフロントサイドフレームよりも下方へ左右の垂下部を延ばした車体の前部構造において、
前記左右のフロントサイドフレームよりも上位で、前記左右の垂下部の上部間に平面視略直線状のフロントアッパクロスメンバを掛け渡すとともに、前記左右のフロントサイドフレームよりも下位で、前記左右の垂下部の下部間に平面視略直線状のフロントロアクロスメンバを掛け渡し、
さらに、前記左右のフロントサイドフレームの前端間にフロントバンパビームを掛け渡すとともに、このフロントバンパビームの長手方向両端を車幅方向外側へ延ばして、前記左右の垂下部の前端にも取付けることで、
車体前部を正面視略日の字状に構成したことを特徴とする車体の前部構造。 - 前記フロントアッパクロスメンバの長手方向両端は、フロントアッパクロスメンバの後側に設けた横板状の接合部材によって、前記左右の垂下部に接合したことを特徴とする請求項1記載の車体の前部構造。
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