JP2563291Y2

JP2563291Y2 - 自動車の前部車体構造

Info

Publication number: JP2563291Y2
Application number: JP1991074894U
Authority: JP
Inventors: 昌也浜本; 広道河村; 治郎前林
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1991-09-18
Filing date: 1991-09-18
Publication date: 1998-02-18
Anticipated expiration: 2006-09-18
Also published as: JPH0524483U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、モノコツク状に形成
された自動車の前部車体構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車の安全性を向上させる
ための改良が種々なされており、これの一環として、正
面衝突（以下、単に正突と呼ぶ。）時における衝突荷重
を適宜コントロールすることにより、乗員の持つエネル
ギーを最も効率良く吸収させようとする技術が開発され
ている。即ち、正突時に乗員の持つエネルギーを最も効
率よく吸収させるためには、車体の前部の潰れを乗員の
減速に効率よく用いる必要がある。具体的には、正突時
における車体のトータルの潰れ量が、乗員拘束後の最小
の潰れ量よりも長い場合には、この差分だけ、乗員の減
速に寄与しない空走潰れが発生し、この空走潰れ量が長
い程、車体前部の潰れが乗員の減速に効果的に使われて
いないことを意味するものである。

【０００３】このため、図７に示すように、衝突した瞬
間に車体エネルギーを吸収し、瞬時に車体が止まり、車
体がほとんど潰れない状態を達成し、この後、図８に示
すように、乗員が車体に例えばシートベルトにより拘束
されるか、または、車体の一部（例えば、インスツルメ
ントパネル）に接触して拘束される瞬間から、車体が潰
れ始めるように構成すれば、上述した様な乗員の持つエ
ネルギーを最も効率良く吸収させることが出来ることと
なる。尚、この理想的な衝突特性を、車体に作用する衝
突エネルギとしての衝突加速度（車体Ｇ）と、衝突によ
る車体の潰れ量との観点で、両者の相関関係を示せば、
図９に示すように、車体の潰れ量の初期においては、車
体Ｇを高く設定し、その後、車体潰れが増すにつれて、
低い車体Ｇで乗員を拘束すれば良いことが理解される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】ここで、この様な理想
的な車体潰れ特性は、従来のシヤシーフレーム構造によ
り達成され得るものである。即ち、シヤシーフレーム構
造によれば、衝突荷重を受ける点に着目すれば、アツパ
ーボデイがフレームと分離して構成され、主としてフレ
ームのみで衝突荷重を受けるようになされているので、
このフレーム構造を衝突初期荷重のみ高く、乗員拘束後
は荷重を低くして、必要車体潰れを得るように構成する
ことが容易に行い得ることとなる。

【０００５】一方、このシヤシーフレーム構造では、フ
レームを車体の前端から後端まで配設しなければならな
い等、車体重量が高くならざるをえないものである。こ
のため、近年における燃費の向上等を目的として、車体
重量の軽減化が要求される中で、その構造上、車体重量
の軽減化を容易に達成することの出来るモノコツク構造
においても、図９に示されるような理想的な車体の衝突
潰れ特性を得たいとの要求がある。

【０００６】しかしながら、このモノコツク構造におい
ては、フレームとボデイとの相乗効果により、車体剛性
を得るように構成されているため、図１０に示すよう
に、衝突直後においては、車体Ｇが低く設定され、車体
潰れ量が増すにつれて車体Ｇが高くなるような車体潰れ
特性しか得られないのが実情である。即ち、この図１０
に示す車体潰れ特性においては、衝突初期荷重が低く、
乗員拘束までの空走潰れ量が大きく、上述した理想特性
とは全く反対の特性しか得られていないものである。こ
こで、この図１０において初期衝突荷重を上昇させるべ
く、全体的に特性ラインを引き上げることが考えられる
が、このようとすると、車体エネルギーは一定であるた
め、トータルの潰れ量が減少し、乗員拘束時に必要とな
る潰れ量を確保出来なくなり、これを採用することは出
来ないものである。

【０００７】この考案は、上述した問題点に鑑みなされ
たものであり、この考案の目的は、車体をモノコツク状
に構成した場合においても、乗員拘束のための必要潰れ
量を確保した状態で、乗員の持つエネルギーを効率良く
吸収して、正突時の安全性の向上を図る事の出来る自動
車の前部車体構造を提供することをである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決
し、目的を達成するため、この考案に係わる自動車の前
部車体構造は、以下の構成を備える。即ち、モノコック
状に形成された自動車の前部車体構造において、車体前
後方向に沿って延出され、左右一対に設けられたフロン
トサイドフレームと、前記各フロントサイドフレームの
先端部に連結され、該左右のフロントサイドフレームを
互いに一体的に連結し、車幅方向に沿って延出されたク
ロスメンバと、このフロントサイドフレームに近接して
左右一対に設けられ、車体前後方向に沿って略ストレー
ト状に延出され、その前部において前記クロスメンバを
介して前記フロントサイドフレームに一体的に接合さ
れ、車体前後方向に関して所定の剛性を有するように形
成された初期衝突荷重受け部材と、車幅方向に沿って延
出され、前記初期衝突荷重受け部材の後端が接合され
て、該初期衝突荷重受け部材に加わった初期衝突荷重
を、該初期衝突荷重受け部材の後端からフロントサイド
フレーム以外の他の部材に分散させる衝突荷重分散部材
とを具備する。

【０００９】また、好ましくは、前記衝突荷重受け部材
は、対応する前記フロントサイドフレームの下方に配設
され、前記クロスメンバは、前記各フロントサイドフレ
ームの途中から下方前方に分岐した状態で延出された分
岐フレームの夫々の前部にその両端を接合されている。

【００１０】また、好ましくは、前記初期荷重受け部材
の後端は、前記フロントサイドフレームの後部から側方
下方に向けて一体的に延出される支持フレームの先端に
接合されている。

【００１１】また、好ましくは、前記衝突荷重分散部材
は、その前端を前記初期衝突荷重受け部材の後端に一体
的に連接され、その後端をサイドシルに接合された第１
衝突荷重分散部材を備える。

【００１２】また、好ましくは、前記前記第１衝突荷重
分散部材は、前記衝突荷重受け部材から後方に向かって
延出され、その途中でサイドシルに向かうように折曲さ
れている。

【００１３】また、好ましくは、前記衝突荷重分散部材
は、車幅方向に沿って延出され、前記第１衝突荷重分散
部材の途中に連接され、その両端を左右一対のピラー部
材に夫々接合された第２衝突荷重分散部材を更に備え
る。また、好ましくは、前記第２衝突荷重分散部材は、
前記第１衝突荷重分散部材の折曲部分の途中に接合され
ている。

【００１４】以上のように、本考案においては、モノコ
ック構造の車体において、正突時の初期衝突荷重は初期
衝突荷重受け部材により受けられ、更に、衝突荷重分散
部材により、初期衝突荷重受け部材に加わった初期衝突
荷重を、初期衝突荷重受け部材の後端からフロントサイ
ドフレーム以外の他の部材に分散させることになる。こ
の結果、車体潰れ量の少ない衝突初期段階で初期荷重を
上げることができ、空走潰れ量が少ない状態で乗員を拘
束することができる。

【００１５】

【実施例】以下に、この考案に係わる自動車の前部車体
構造の一実施例の構造を、添付図面の図１乃至図６を参
照して詳細に説明する。先ず、この一実施例の自動車の
前部車体構造１０は、図１及び図２に示すように、周知
のモノコツク構造が採用された構造に構成されており、
アンダー側車体としてのフレーム１２と、アツパー側車
体としてのボデイ１４とを備えて構成されている。ここ
で、フレーム１２は、図２から明らかなように、車体前
後方向に沿つて延出する左右一対のフロントサイドフレ
ーム１６ａ，１６ｂを備えており、各フロントサイドフ
レーム１６ａ，１６ｂの前端は、車体前端を規定するバ
ンパー部材（図１に示す）１８の直後方まで延出してい
る。ここで、両フロントサイドフレーム１６ａ，１６ｂ
上には、エンジン２０等のパワートレイン機構が搭載さ
れている。

【００１６】ここで、図３にも示すように、両フロント
サイドフレーム１６ａ，１６ｂの中途部には、これの下
面から下方前方に延出する分岐フレーム２２ａ，２２ｂ
が夫々一体的に連接されており、両分岐フレーム２２
ａ，２２ｂの夫々の先端には、車幅方向に沿つて延出す
るＮｏ．１クロスメンバ２４の両端が夫々連結されてい
る。一方、両フロントサイドフレーム１６ａ，１６ｂの
後端は、エンジンルームと車室とを区切るダツシユパネ
ル２６の前面に接合されており、このダツシユパネル２
６の後面には、丁度対応するフロントサイドフレーム１
６ａ，１６ｂの直後方に位置し、夫々に連結された状態
で、左右一対のヒンジピラー２８ａ，２８ｂが立設され
ている。また、両ヒンジピラー２８ａ，２８ｂの下端後
面に夫々連結された状態で、左右一対のサイドシル３０
ａ，３０ｂが配設されている。

【００１７】このように構成される前部車体構造１０の
フレーム１２において、この考案の特徴となる所の、正
突時の車体構造１０に作用する衝突荷重をコントロール
するための構成について詳細に説明する。先ず、両フロ
ント１６ａ，１６ｂの下方には、車体前後方向に沿つて
延出する左右一対の初期衝突荷重受けメンバー３２ａ，
３２ｂが配設されている。ここで、両初期衝突荷重受け
メンバー３２ａ，３２ｂは、夫々略ストレートに延出す
るように形成され、正突時の初期衝突荷重を受けるに十
分な剛性（強度）を有するように構成されている。

【００１８】ここで、両初期衝突荷重受けメンバー３２
ａ，３２ｂの先端には、図４に示すように、上述したＮ
ｏ．１クロスメンバー２４の底板２４ａの両初期衝突荷
重受けメンバー３２ａ，３２ｂが夫々接合される部分
に、後述する取り付けボルト３４が下方から挿通される
挿通穴３６が形成されており、これらの挿通穴３６と夫
々連通した状態で、この底板２４ａの上面には、ナツト
３８が溶接により固定されている。そして、各取り付け
ボルト３４は先端に、ナツト３８に螺合するねじ溝が螺
刻されている。一方、各初期衝突荷重受けメンバー３２
ａ，３２ｂの先端には、対応する固定ボルト３４が下方
に挿通される取り付け穴４０が形成されている。この様
にして、図５に示すように、各初期衝突荷重受け部材３
２ａ，３２ｂは、Ｎｏ．１クロスメンバー２４の下面
に、対応する取り付けボルト３４を介して固着されるこ
ととなる。この様にして、各初期衝突荷重受け部材３２
ａ，３２ｂの前端は、その取り付け強度を高められた状
態で、Ｎｏ．１クロスメンバー２４に固着されることと
なる。

【００１９】一方、両初期衝突荷重受け部材３２ａ，３
２ｂは、上述したダツシユパネル２６の直前方で終端し
ており、両初期衝突荷重受け部材３２ａ，３２ｂの後端
には、対応するフロントサイドフレーム１６ａ，１６ｂ
の後部から内側方下方に向けて延出する左右一対の支持
フレーム４２ａ，４２ｂの下面に固着されている。ここ
で、この固着態様は、これの前端がＮｏ．１クロスメン
バー２４に固着される態様と同様に設定されている。こ
の様にして、この一実施例においては、各初期衝突荷重
受け部材３２ａ，３２ｂは、対応するフロントサイドフ
レーム１６ａ，１６ｂにその前端及び後端を強固に固定
されることとなる。

【００２０】また、この一実施例においては、両初期衝
突荷重受け部材３２ａ，３２ｂにおいて受けられた初期
衝突荷重を、フロントサイドフレーム１６ａ，１６ｂ以
外の車体構成部材に分散させ受けさせるために、衝突荷
重分散機構４４を備えている。詳細には、この一実施例
においては、この衝突荷重分散機構４４は、各初期衝突
荷重受け部材３２ａ，３２ｂの後面に、これに一体的に
接合され、後方に向けて延出する第１の衝突荷重分散部
材４６ａ，４６ｂを備えている。ここで、各第１の衝突
荷重分散部材４６ａ，４６ｂは、上述したダツシユパネ
ル２６の直後方に位置する中途部で外側に向かうように
折曲されており、各々の後端は、上述した左右一対のサ
イドシル３０ａ，３０ｂに各々接合されている。

【００２１】一方、この衝突荷重分散機構４４は、両第
１の衝突荷重分散部材４６ａ，４６ｂの折曲部を互いに
連結すると共に、両端を、上述した左右一対のヒンジピ
ラー２８ａ，２８ｂに接合された第２の衝突荷重分散部
材４８を更に備えている。即ち、この第２の衝突荷重分
散部材４８は、車幅方向に沿つて延出しており、これの
前面には、上述したダツシユパネル２６の後面が接合さ
れている。尚、この第２の衝突荷重分散部材４８は、フ
ロアーパネル５０の中央に車体前後方向に沿つて延出す
る状態で盛り上がって形成されたトンネル部５０ａを丁
度跨ぐ状態で、これを避けるように形成されている。

【００２２】即ち、この一実施例においては、この衝突
荷重分散機構４４は、フロントサイドフレーム１６ａ，
１６ｂ以外の車体構成部材として、夫々剛性を有する左
右一対のサイドシル３０ａ，３０ｂと左右一対のヒンジ
ピラー２８ａ，２８ｂを採用しており、この結果、左右
一対の初期衝突荷重受け部材３２ａ，３２ｂで受けた初
期衝突荷重は、この衝突荷重分散機構４４により、サイ
ドシル３０ａ，３０ｂとヒンジピラー２８ａ，２８ｂと
に分散されることとなり、この正突時における衝突荷重
を確実に受けることが出来ることとなる。

【００２３】以上のように、この一実施例の前部車体構
造１０は構成されているので、これが正突した状態にお
いて、この衝突初期における衝突荷重は、左右一対の初
期衝突荷重受け部材３２ａ，３２ｂにより受けられるこ
ととなる。この結果、衝突に対する車体の耐力が高ま
り、図６に示すように、二点鎖線で示す通常のモノコツ
ク構造における特性よりも、衝突初期における衝突荷重
は、ハツチングして示す領域だけ大きく設定されること
となる。この結果、衝突初期において、乗員は素早く図
示しないシートベルト等により拘束されることとなる。
即ち、この一実施例においては、モノコツク構造が採用
されていながら、上述した図９に示すような理想的な車
体潰れ特性に近い特性を得ることが出来ることとなる。

【００２４】尚、この一実施例においては、乗員拘束後
の潰れ量を確保するため、図６において二点鎖線で示す
通常のモノコツク構造における特性よりも、衝突に対す
る耐力を弱め、実線で示すように設定している。この様
にして、この一実施例における車体潰れ特性は、更に、
図６に示す理想特性に近づくこととなる。即ち、この一
実施例の車体前部構造１０においては、モノコツク構造
を採用して、全体重量の軽減化を図り、燃費の向上を達
成することが出来ると共に、その正突時においても、車
体潰れを乗員減速に効率よく利用することが出来て。乗
員の持つエネルギーを効率的に吸収して、乗員の安全性
を向上させることが出来ることになる。

【００２５】この考案は、上述した一実施例の構成に限
定されることなく、この考案の要旨を逸脱しない範囲で
種々変形可能である事は言うまでもない。例えば、上述
した一実施例においては、初期衝突荷重受け部材３２
ａ，３２ｂは、左右のフロントサイドフレーム１６ａ，
１６ｂに対応して、左右一対設けられるように説明した
が、この考案は、この様な構成に限定されることなく、
例えば、中央に１本だけ配設するように構成しても良
い。

【００２６】また、上述した一実施例においては、これ
ら初期衝突荷重受け部材３２ａ，３２ｂの前端は、Ｎ
ｏ．１クロスメンバー２４に固着されるように説明した
が、この考案はこの様な構成に限定されることなく、要
は、フロントサイドフレーム１６ａ，１６ｂに一体的に
接合されるものであれば良く、何れの部材を介しても良
いものである。

【００２７】また、上述した一実施例においては、衝突
荷重分散機構４４は、フロントサイドフレーム１６ａ，
１６ｂ以外の車体構成部材として、ヒンジピラー２８
ａ，２８ｂとサイドシル３０ａ，３０ｂとを採用し、こ
れらに初期衝突荷重を分散させる様に構成したが、この
考案はこの様な構成に限定されることなく、初期衝突荷
重を分散されるものであればどこでも良く、例えば、両
者の一方であつても、また、更に別の車体構成部材を用
いるようにしても良いものである。

【００２８】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
モノコック状に構成された車体においても、乗員拘束の
ための必要潰れ量を確保した状態で、乗員の持つエネル
ギを効率良く吸収して、正突時の安全性を向上すること
ができる。

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係わる自動車の前部車体構造の一実
施例の構成を概略的に示す側面図である。

【図２】図１に示す前部車体構造の構成を示す平面図で
ある。

【図３】図１に示す前部車体構造の構成を示す斜視図で
ある。

【図４】初期衝突荷重受け部材の前端のＮｏ．１クロス
メンバーへの固着状態を示す断面図である。

【図５】図４に示す固着部における固着動作を説明する
ための斜視図である。

【図６】この一実施例におけるモノコツク構造の車体の
正突時の車体潰れ特性を示す線図である。

【図７】正突初期における理想的な衝突状態を概略的に
示す側面図である。

【図８】正突後半における理想的な潰れ状態をの概略的
に示す側面図である。

【図９】正突時における理想的な車体潰れ特性を示す線
図である。

【図１０】従来のモノコツク構造における車体の正突時
の車体潰れ特性を示す線図である。

【符号の説明】

１０前部車体構造、１２フレーム、１４ボデイ、１６ａ；１６ｂフロントサイドフレーム、１８バンパー部材、２０エンジン、２２ａ；２２ｂ分岐フレーム、２４Ｎｏ．１クロスメンバー、２６ダツシユパネル、２８ａ；２８ｂヒンジピラー、３０ａ；３０ｂサイドシル、３２ａ；３２ｂ初期衝突荷重受けメンバー、３４取り付けボルト、３６挿通穴、３８ナツト、４０取り付け穴、４２ａ；４２ｂ支持フレーム、４４衝突荷重分散機構、４６ａ；４６ｂ第１の衝突荷重分散部材、４８第２の衝突荷重分散部材，５０フロアーパネル、５０ａトンネル部である。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】モノコック状に形成された自動車の前部
車体構造において、車体前後方向に沿って延出され、左右一対に設けられた
フロントサイドフレーム（１６ａ、１６ｂ）と、前記各フロントサイドフレームの先端部に連結され、該
左右のフロントサイドフレームを互いに一体的に連結
し、車幅方向に沿って延出されたクロスメンバ（２４）
と、このフロントサイドフレームに近接して左右一対に設け
られ、車体前後方向に沿って略ストレート状に延出さ
れ、その前部において前記クロスメンバを介して前記フ
ロントサイドフレームに一体的に接合され、車体前後方
向に関して所定の剛性を有するように形成された初期衝
突荷重受け部材（３２ａ、３２ｂ）と、車幅方向に沿って延出され、前記初期衝突荷重受け部材
の後端が接合されて、該初期衝突荷重受け部材に加わっ
た初期衝突荷重を、該初期衝突荷重受け部材の後端から
フロントサイドフレーム以外の他の部材に分散させる衝
突荷重分散部材（４６ａ、４６ｂ、４８）とを具備する
ことを特徴とする自動車の前部車体構造。
【請求項２】前記衝突荷重受け部材は、対応する前記
フロントサイドフレームの下方に配設され、前記クロスメンバは、前記各フロントサイドフレームの
途中から下方前方に分岐した状態で延出された分岐フレ
ームの夫々の前部にその両端を接合されていることを特
徴とする請求項１に記載の自動車の前部車体構造。
【請求項３】前記初期荷重受け部材の後端は、前記フ
ロントサイドフレームの後部から側方下方に向けて一体
的に延出される支持フレームの先端に接合されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の自動車の前部車体構
造。
【請求項４】前記衝突荷重分散部材は、その前端を前
記初期衝突荷重受け部材の後端に一体的に連接され、そ
の後端をサイドシルに接合された第１衝突荷重分散部材
を備えることを特徴とする請求項１に記載の自動車の前
部車体構造。
【請求項５】前記第１衝突荷重分散部材は、前記衝突
荷重受け部材から後方に向かって延出され、その途中で
サイドシルに向かうように折曲されていることを特徴と
する請求項４に記載の自動車の前部車体構造。
【請求項６】前記衝突荷重分散部材は、車幅方向に沿
って延出され、前記第１衝突荷重分散部材の途中に連接
され、その両端を左右一対のピラー部材に夫々接合され
た第２衝突荷重分散部材を更に備えることを特徴とする
請求項５に記載の自動車の前部車体構造。
【請求項７】前記第２衝突荷重分散部材は、前記第１
衝突荷重分散部材の折曲部分の途中に接合されているこ
とを特徴とする請求項６に記載の自動車の前部車体構
造。