JP3018682B2 - 自動車車体の前部構造 - Google Patents

自動車車体の前部構造

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JP3018682B2 JP3317364A JP31736491A JP3018682B2 JP 3018682 B2 JP3018682 B2 JP 3018682B2 JP 3317364 A JP3317364 A JP 3317364A JP 31736491 A JP31736491 A JP 31736491A JP 3018682 B2 JP3018682 B2 JP 3018682B2
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    • B60GVEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/016Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs allowing controlled deformation during collision
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    • B60G2206/122Constructional features of arms the arm having L-shape

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  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自動車車体の前部構造に
関し、特に、車体の横方向の側部に配置され、前方から
後方へ向けてつまり前後方向へ伸びるフロントサイドメ
ンバと、各フロントサイドメンバから後方へ向けて伸び
るフロアフレームと、フロアフレームの横方向の外方に
配置され、前後方向へ伸びるロッカと、フロアフレーム
とロッカとを結合した剛性部材であるトルクボックスと
を備える自動車車体の前部構造に関する。
【0002】
【従来の技術】図5に示すように、車体の横方向の側部
に前後方向へ伸びるフロントサイドメンバ10を配置
し、このフロントサイドメンバ10から後方へ向けてフ
ロアフレーム12を伸ばし、フロアフレーム12の横方
向の外方に前後方向へ伸びるサイドシルないしロッカ1
4を配置し、フロアフレーム12とロッカ14とをトル
クボックス16で結合した車体の前部構造が提案されて
いる(実開平2-127591号公報)。
【0003】サブフレーム18が車体の横方向へ配置さ
れ、その左右の端部がそれぞれフロントサイドメンバ1
0に結合されている。前記前部構造によって、前後方向
に間隔をおいた2つの被結合部22、23を有するサス
ペンションアーム20を支持する場合、2つの被結合部
22、23は、サブフレーム18のフロントサイドメン
バ10との結合部24、25にほぼ対応する部位に結合
される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前進走行している自動
車が衝突したとき、車体の前部から後方へ向けて加わる
荷重は、エンジンブロック等を介してサスペンションア
ーム20及びタイヤ26に伝わる。このとき、タイヤ2
6を支持するサスペンションアーム20はその強度が大
きいため変形せず、荷重はフロアフレーム12に伝わる
が、フロアフレーム12は細長い部材で形成されている
ことから、低い荷重で座屈してしまう。その結果、サス
ペンションアーム20は、タイヤ26ともども、比較的
低い荷重で後退変位するようになり、衝撃エネルギの吸
収量が少ない。
【0005】フロアフレーム12は、トルクボックス1
6を介してロッカ14に結合されているが、トルクボッ
クス16は、衝突時の荷重をロッカ14にほとんど伝え
ない(前記公報4頁1〜3行)。そのため、フロントサ
イドメンバ10からトルクボックス16を経て荷重をロ
ッカ14に伝え、ロッカ14を変形させることによる衝
撃エネルギの吸収は期待できない。
【0006】後退したタイヤ26によって直接にロッカ
14を変形させるようにすれば、衝撃エネルギの吸収量
を増大しうるが、後退したタイヤ26とトルクボックス
16またはロッカ14との接触面積が小さいため、低い
変形荷重がロッカ14に加わるだけである。
【0007】本発明の目的は、前進走行の衝突時に、タ
イヤと車体側の部材との接触面積を大きくし、ロッカの
ような車体側の部材に加わる変形荷重を高く保つことの
可能な自動車車体の前部構造を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、車体の横方向
の側部に配置され、前方から後方へ向けて伸びるフロン
トサイドメンバと、このフロントサイドメンバから後方
へ向けて伸びるフロアフレームと、このフロアフレーム
の横方向の外方、かつ、前輪タイヤの後方に配置され、
前方から後方へ向けて伸びるロッカと、前記フロアフレ
ームと前記ロッカとを連結するトルクボックスとを備
え、前後方向に間隔をおいた2つの被結合部を有する前
記前輪タイヤ支持用のサスペンションアームが結合され
る自動車車体の前部構造である。前記トルクボックス
は、前記前輪タイヤに対向する前方部分に、平面視にお
いて傾斜した傾斜部分を有する案内部を備える。この案
内部の前記傾斜部分は、平面視における傾斜部分の任意
の前方部位及び後方部位のうち後方部位の方が前方部位
よりも車体の横方向の内方に位置するように傾斜されて
いる。そして、前記サスペンションアームの後方の被結
合部は、前記フロントサイドメンバに揺動可能に取り付
けられている。
【0009】別の態様では、前記フロントサイドメンバ
は、平面視において前記サスペンションアームの前方の
被結合部に対応する部分で車体の横方向の外方へ最も張
り出すように形成された湾曲部を有する。前記サスペン
ションアームは、前記サスペンションアームの前方の被
結合部からの荷重が前記湾曲部に働き、前記サスペンシ
ョンアームの後方の被結合部からの荷重が湾曲部以外の
前記フロントサイドメンバに働くように前記前部構造に
取り付けられている。
【0010】
【作用および効果】前進走行している自動車が衝突した
とき、後方へ向く荷重がエンジンブロック等を介してサ
スペンションアーム及びタイヤに加わると、サスペンシ
ョンアームとタイヤが後退し、タイヤがトルクボックス
の案内部の傾斜部分とぶつかる。さらに加わる荷重によ
って、タイヤは傾斜部分に沿って車体の横方向の内方へ
引き込まれるように変位し、ほぼ横方向を向く。これに
よって、タイヤと車体側の部材との接触面積が大きくな
る。タイヤが傾斜部分に沿って変位するとき、サスペン
ションアームの後方の被結合部が前方の被結合部の近傍
を中心として車体の横方向の内方へ向けて回転変位し、
サスペンションアームの後方の被結合部を取り付けたフ
ロントサイドメンバの部分を変形させる。
【0011】自動車が前進走行していて衝突したとき、
タイヤをトルクボックスの案内部の傾斜部分に沿って変
位させるため、タイヤを横方向へ向け易い。そして、タ
イヤが横方向を向くと、タイヤと車体側の部材との接触
面積が大きくなる結果、車体側に伝わる荷重を高く保つ
ことができ、衝撃エネルギの吸収量を増加できる。
【0012】フロントサイドメンバに取り付けられたサ
スペンションアームの後方の被結合部は、タイヤが傾斜
部分によって変位するにつれて車体の横方向の内方へ向
けて回転変位し、フロントサイドメンバを変形させると
ころ、この変形によっても衝撃エネルギを吸収すること
ができるため、全体の衝撃エネルギの吸収量が増加す
る。
【0013】別の態様では、荷重がタイヤに加わると、
フロントサイドメンバの外方へ最も張り出した湾曲部の
着力点に生ずる反力が、サスペンションアームの後方の
被結合部に対応する着力点に生ずる反力より大きくな
り、この反力差に基づいてモーメントが発生する。これ
により、サスペンションアームの後方の被結合部が車体
の横方向の内方へ向けて回転変位し、フロントサイドメ
ンバを変形させる。すなわち、この態様によれば、サス
ペンションアームの後方の被結合部は、タイヤが傾斜部
分に沿って変位する際の回転変位だけでなく、反力差に
基づくモーメントによっても回転変位し、フロントサイ
ドメンバを大きく変形させる。
【0014】フロントサイドメンバが湾曲部を有する場
合、この湾曲部の張り出し量とサスペンションアームの
前後の被結合部の横方向の間隔とを実質的に一致させる
ことができることから、サスペンションアームの前後の
被結合部に対応する着力点の反力差によりモーメントを
有効に発生させることができる。そして、このように発
生したモーメントにより、サスペンションアームの後方
の被結合部を車体の横方向の内方へ向けて強制的に回転
変位させることに加え、タイヤがトルクボックスの案内
部の傾斜部分に沿って変位するとき、サスペンションア
ームの後方の被結合部を回転変位させることから、タイ
ヤを横方向へ一層向けやすくなり、フロントサイドメン
バをより多く変形させる。その結果、タイヤと車体側の
部材との接触面積が大きくなることによるエネルギ吸収
量の増加に加え、フロントサイドメンバの変形によって
エネルギ吸収を図ることができるため、衝撃エネルギの
吸収量が増加する。
【0015】
【実施例】自動車車体の前部構造は、図1に示すよう
に、車体の横方向の2つの側部(図には一方の側部のみ
を示す。)のそれぞれに配置され、前後方向へ伸びるフ
ロントサイドメンバ10と、各フロントサイドメンバ1
0から後方へ向けて伸びるフロアフレーム28と、フロ
アフレーム28の横方向の外方かつ前輪タイヤ26の後
方に配置され、前後方向へ伸びるロッカ14と、フロア
フレーム28とロッカ14とを連結するトルクボックス
30とを備える。図中、図5に示した前部構造と実質的
に同じ部品に同じ符号をつけ、詳細な説明は省略する。
【0016】フロアフレーム28は、図示の実施例で
は、フロントサイドメンバ10に結合される部分32か
ら二股状に、車体の横方向の外方へ伸びる部分33と、
内方へ伸びる部分34とを備える。外方部分33はロッ
カ14に結合され、内方部分34は、別のフロアフレー
ム36に結合されている。
【0017】さらに、図示の実施例では、フロアフレー
ム28の外方部分33とロッカ14との間にリィインフ
ォース38を配置してそれぞれに結合してあり、リィイ
ンフォース38とフロアフレーム28の外方部分33と
によってトルクボックス30が形成されている。リィイ
ンフォース38とフロアフレームの外方部分33との結
合部分にビード40を設け、結合部分の前後方向の強度
を高めてある。ビード40は、車体の前後方向へ伸びる
凹部または凸部からなる。
【0018】トルクボックス30のリィインフォース3
8は、前輪タイヤ26に対向する前方部分に、平面視に
おいて傾斜した傾斜部分を有する案内部39を有する。
案内部39の前記傾斜部分は、平面視における傾斜部分
の任意の前方部位及び後方部位のうち後方部位の方が前
方部位よりも車体の横方向の内方に位置するように傾斜
されている。図示の実施例では、案内部39は前方に向
けて凹となった滑らかな湾曲面として形成されており、
その一部が傾斜部分となっている。平板からなるエネル
ギ吸収部材42が、案内部39とフロントサイドメンバ
10とに結合されている。
【0019】サブフレーム18は、車体の横方向へ伸び
ており、その各端部に設けた2つの結合部24、25
は、車体の横方向の側部においてフロントサイドメンバ
10に結合されている。
【0020】サスペンションアーム20は、前後方向に
間隔をおいた2つの被結合部22、23を有する。前方
の被結合部22は円筒状に形成されており、車体の前後
方向へ伸びる軸の回りに揺動可能にサブフレーム18に
取り付けられている。他方、後方の被結合部23は、車
体の前後方向へ伸びる軸として形成されており、その軸
の回りを揺動可能にフロントサイドメンバ10に取り付
けられている。サスペンションアーム20は、それ自体
公知のホイールキャリアを介してタイヤ26を支持す
る。
【0021】図2に示す実施例では、フロアフレーム1
2とロッカ14とは従来のものと実質的に同じである
が、トルクボックス50が、前方部分52と後方部分5
3とを有する二股状に形成され、前方部分52に案内部
39が設けられている。この実施例のその他の構成は、
前記実施例と実質的に同じである。
【0022】図3に示す実施例では、フロントサイドメ
ンバ60は、その平面視において、車体の横方向の外方
へ張り出すように形成された湾曲部61を有する。湾曲
部61は、サスペンションアーム20の前方の被結合部
22に対応する部分で最も張り出している。サスペンシ
ョンアーム20の前方の被結合部22は、サブフレーム
18に結合され、サブフレーム18がフロントサイドメ
ンバ60の湾曲部61に結合されていることから、荷重
がタイヤ26に加わると、その荷重の一部は、サスペン
ションアームの前方の被結合部22からサブフレーム1
8を経て、フロントサイドメンバ60の湾曲部61に働
く。この実施例のその他の構成は、図1の実施例と実質
的に同じである。
【0023】フロントサイドメンバ60の湾曲部61を
除く部分の力の作用線L1は、サスペンションアーム20
の後方の被結合部23の軸線と一致しており、湾曲部6
1の着力点62を通る力の作用線L2から距離δ、車体の
横方向の内方に位置する。その結果、荷重がタイヤ26
に加わると、前方の被結合部22に対応する着力点62
に、後方の被結合部23に対応する着力点63よりも多
くの反力が生じ、この反力差と前記距離とによってモー
メントが発生する。
【0024】前進走行している自動車が衝突したとき、
荷重Fがエンジンブロック等を介してタイヤ26に加わ
ると、図4に示すように、サスペンションアーム20と
タイヤ26が後退し、タイヤ26がトルクボックス30
の案内部39とぶつかる。さらに加わる荷重によって、
タイヤ26は案内部39の傾斜部分に沿って車体の横方
向の内方へ引き込まれるように変位し、ほぼ横方向へ向
く。これによって、タイヤ26と車体側の部材であるト
クルボックス30との接触面積が大きくなり、ロッカ1
4への高い変形荷重を維持できる。タイヤ26が傾斜部
分に沿って変位するとき、図示したようにサスペンショ
ンアーム20の後方の被結合部は前方の被結合部の近傍
を中心として回転変位し、フロントサイドメンバ10を
変形させる。
【0025】フロントサイドメンバ60が湾曲部61を
備える場合には、サスペンションアームの被結合部2
2、23に対応する着力点62、63に生ずる反力差に
基づくモーメントにより、サスペンションアーム20の
後方の被結合部23が車体の横方向の内方へ向けて回転
変位し、フロントサイドメンバ60を変形させる。これ
が案内部39の傾斜部分の作用と相まって、タイヤ26
を一層横方向へ向け易くする。
【0026】図示の実施例のように、トルクボックス3
0にエネルギ吸収部材42を設けておけば、エネルギ吸
収部材42が、図4に示すように、タイヤ26によって
変形され、それによっても衝撃エネルギを吸収すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る自動車車体の前部構造の上半分を
示す平面図である。
【図2】本発明に係る自動車車体の前部構造の別の実施
例の上半分を示す平面図である。
【図3】本発明に係る自動車車体の前部構造の、さらに
別の実施例の上半分を示す平面図である。
【図4】図1に示した自動車車体の前部構造の作用を示
す平面図である。
【図5】従来の自動車車体の前部構造の上半分を示す平
面図である。
【符号の説明】
10、60 フロントサイドメンバ 12、28 フロアフレーム 14 ロッカ 20 サスペンションアーム 22、23 被結合部 30、50 トルクボックス 39 案内部 61 湾曲部

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車体の横方向の側部に配置され、前方か
    ら後方へ向けて伸びるフロントサイドメンバと、このフ
    ロントサイドメンバから後方へ向けて伸びるフロアフレ
    ームと、このフロアフレームの横方向の外方、かつ、前
    輪タイヤの後方に配置され、前方から後方へ向けて伸び
    るロッカと、前記フロアフレームと前記ロッカとを連結
    するトルクボックスとを備え、前後方向に間隔をおいた
    2つの被結合部を有する前記前輪タイヤ支持用のサスペ
    ンションアームが結合される自動車車体の前部構造であ
    って、 前記トルクボックスは、前記前輪タイヤに対向する前方
    部分に、平面視において傾斜した傾斜部分を有する案内
    部を備え、 この案内部の前記傾斜部分は、平面視における傾斜部分
    の任意の前方部位及び後方部位のうち後方部位の方が前
    方部位よりも車体の横方向の内方に位置するように傾斜
    され、 前記サスペンションアームの後方の被結合部は、前記フ
    ロントサイドメンバに揺動可能に取り付けられた、自動
    車車体の前部構造。
  2. 【請求項2】 前記フロントサイドメンバは、平面視に
    おいて前記サスペンションアームの前方の被結合部に対
    応する部分で車体の横方向の外方へ最も張り出すように
    形成された湾曲部を有し、前記サスペンションアーム
    は、前記サスペンションアームの前方の被結合部からの
    荷重が前記湾曲部に働き、前記サスペンションアームの
    後方の被結合部からの荷重が湾曲部以外の前記フロント
    サイドメンバに働くように前記前部構造に取り付けられ
    た、請求項1に記載の自動車車体の前部構造。
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