JP3045337B2 - 自動車の前部構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車の前部構造に関
し、特に斜め前方からの斜突やオフセット衝突に対する
対策として有効な自動車の前部構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車の前部車体構造には、車
体前後方向に向けて配設された左右１対のフロントサイ
ドフレームが設けられ、これらフロントサイドフレーム
にはバンパーが固定的に設けられ、これらフロントサイ
ドフレームにより車体剛性を確保するとともに、正面衝
突時にはバンパーを介してこれらフロントサイドフレー
によって衝突荷重を受け止めて初期耐力を発生させつつ
圧潰的な変形により衝突エネルギーを吸収するように構
成してある。ところで、自動車の正面衝突（正突）時に
は前記フロントサイドフレームは所期の機能を発揮して
有効に機能するが、衝突時には通常のドライバーは正突
回避側へ操舵するので、車体中心線が相互にオフセット
して衝突するオフセット衝突も少なからず発生するし、
また交差点などにおいて斜め前方方向から衝突する斜突
も少なからず発生するが、オフセット衝突や斜突時には
主に一方のフロントサイドフレームだけで衝突荷重を分
担したり、或いは両方のフロントサイドフレームに衝突
荷重が殆ど作用しないことも少なくないので、オフセッ
ト衝突や斜突に対する有効な対策が要請されている。

【０００３】そこで、特開昭６４−１０１２７４号公報
には、フロントサイドフレームを、ホイールハウスの下
縁前部付近においてフロントサイドフレームから分岐し
ホイールハウスの下縁前部に沿って車体外方へ湾曲し且
つ更に前方へ延びる第１フレームと、ホイールハウスの
下縁前部付近から車体前方へ延びる第２フレームとに分
岐させるとともに、第１フレームと第２フレームの一方
を車体前方側に位置させてなる自動車の前部車体構造が
記載されている。この前部車体構造によれば、正突時に
車体前方側に位置している第１フレーム又は第２フレー
ムにより衝突荷重を受け止め、次に車体後方側に位置し
ている第１フレーム又は第２フレームにより衝突荷重を
受け止め、更に第１フレームを介して前輪によっても衝
突荷重を受けとめることができる。また、斜突時やオフ
セット衝突時には第１フレームによって衝突荷重を受け
止め、次にその後方付近に位置する前輪によって衝突荷
重を受け止めることができるので、衝突時の安全性を一
層向上させることが可能になる。

【発明が解決しようとする課題】

【０００４】前記公報に記載の自動車の前部車体構造で
は、フロントサイドフレームの前部を第１フレームと第
２フレームとに分岐させるので、フロントサイドフレー
ムやホイールエプロンの構造が複雑化し設計・製作コス
トが増加すること、第１フレームの前部に前方へ延びる
ストレート部を形成するので、前輪から第１フレームや
第２フレームの前端までの距離つまり前輪からバンパー
までの距離が大きくなり、所謂ショートノーズ型の自動
車には適用しにくいこと、第１フレームのストレート部
は前方からの荷重を受け止める上ではあまり有効に機能
しないことから構造的な無駄が多いこと、などの問題が
ある。

【０００５】本発明の目的は、フロントサイドフレーム
の構造を変更せずにサスペンションクロスメンバを有効
活用して斜突時やオフセット衝突時の対策とし得るよう
な自動車の前部構造を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る自動車の
前部構造は、車体前後方向に向けて配設された左右１対
のフロントサイドフレームを備えた自動車の前部構造に
おいて、前記左右のフロントサイドフレームに架着され
たサスペンションクロスメンバを設け、前記サスペンシ
ョンクロスメンバの前端部の左右両端部から延びる１対
の延長部であって、前輪の内側から前方側に亙って湾曲
状に夫々延び且つ対応するフロントサイドフレームより
も車幅方向外側に夫々延びる左右１対の延長部を設けた
ことを特徴とするものである。

【０００７】請求項２に係る自動車の前部構造は、請求
項１の自動車の前部構造において、前記延長部に自動車
の衝突時に延長部の変形を促進する為の衝撃吸収部を設
けたことを特徴とするものである。請求項３に係る自動
車の前部構造は、請求項１の自動車の前部構造におい
て、前記サスペンションクロスメンバが左右のフロント
サイドフレームの下面に夫々固定される左右１対の縦フ
レーム部を有し、前記延長部は縦フレーム部よりも車体
前後方向の剛性に関して低剛性に構成されたことを特徴
とするものである。

【０００８】請求項４に係る自動車の前部構造は、請求
項３の自動車の前部構造において、前記延長部の上壁部
または下壁部に、自動車の衝突時の衝撃吸収の為のビー
ドが形成されたことを特徴とするものである。

【０００９】請求項５に係る自動車の前部構造は、請求
項３の自動車の前部構造において、前記サスペンション
クロスメンバの縦フレーム部にはそれを補強する為の補
強部材を設けたことを特徴とするものである。

【００１０】請求項６に係る自動車の前部構造は、請求
項４又は請求項５の自動車の前部構造において、左右の
前輪の少なくとも一方の後方側付近には燃料タンクが配
設されたことを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】請求項１に係る自動車の前部構造においては、
車体前後方向に向けて配設された左右１対のフロントサ
イドフレームを備えた自動車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に架着されたサスペンシ
ョンクロスメンバを設け、前記サスペンションクロスメ
ンバの前端部の左右両端部から延びる１対の延長部であ
って、前輪の内側から前方側に亙って湾曲状に夫々延び
且つ対応するフロントサイドフレームよりも車幅方向外
側に夫々延びる左右１対の延長部を設けたので、正突時
に衝突荷重は主に左右のフロントサイドフレームにより
受け止められ、且つ左右の延長部によっても受け止めら
れるが、特に、斜突やオフセット衝突時に左右何れか一
方の延長部によって衝突荷重を受け止めてサスペンショ
ンクロスメンバを介してフロントサスペンションフレー
ムに伝達して分散でき且つその圧潰的変形を介して衝突
エネルギーを吸収できる。そして、ラップ幅の小さなオ
フセット衝突時にも、衝突荷重を延長部によりフロント
サイドフレームに確実に分散させて衝撃を緩和できる。
特に、延長部を、構造的に制約の多いフロントサイドフ
レームに設けるのではなく、サスペンションクロスメン
バの前端部の左右両端部から延びる１対の延長部を設け
たので、これら延長部を容易に設けることが可能とな
り、しかも、これら延長部を前輪の内側から前方側に亙
って湾曲状に延びる構造にしたので、前輪から延長部の
前端までの寸法も大きくならないことから、所謂ショー
トノーズ型の自動車にも適用可能である。また、サスペ
ンションクロスメンバは、フロントサイドフレームほど
構造・形状上の制約が大きくなく、その構造・形状の自
由度が大きく、延長部を形成することで車体構造が複雑
化することもないので、設計・製作コストを低く抑える
ことが出来る。

【００１２】請求項２に係る自動車の前部構造において
は、基本的に請求項１と同様の作用が得られるが、前記
延長部に自動車の衝突時に延長部の変形を促進する為の
衝撃吸収部を設けたので、この衝撃吸収部により延長部
の変形を促進して衝撃吸収性能を高めることができる。

【００１３】請求項３に係る自動車の前部構造において
は、基本的に請求項１と同様の作用が得られるが、前記
サスペンションクロスメンバが左右のフロントサイドフ
レームの下面に夫々固定される左右１対の縦フレーム部
を有し、延長部は縦フレーム部よりも車体前後方向の剛
性に関して低剛性に構成されているので、衝突時に縦フ
レーム部よりも先に延長部を変形させてエネルギー吸収
を図ることが出来る。

【００１４】請求項４に係る自動車の前部構造において
は、基本的に請求項３と同様の作用が得られるが、前記
延長部の上壁部または下壁部に、自動車の衝突時の衝撃
吸収の為のビードが形成されているので、衝突時このビ
ードを介して延長部の変形を促進し、衝撃吸収を図るこ
とが出来る。

【００１５】請求項５に係る自動車の前部構造において
は、基本的に請求項３と同様の作用が得られるが、前記
サスペンションクロスメンバの縦フレーム部にはそれを
補強する為の補強部材を設けたので、延長部をフロント
サイドフレームに支持する支持剛性を高めることが出来
る。

【００１６】請求項６に係る自動車の前部構造において
は、基本的に請求項４又は請求項５と同様の作用が得ら
れる。前記延長部を設けない場合、斜突やオフセット衝
突時には一方の前輪に衝突荷重が作用して前輪の後方移
動を伴うため、前輪の後方近傍部に燃料タンクを配設す
ることは出来なかったが、前記延長部を設けた場合に
は、衝突時における前輪に対する影響を大幅に緩和でき
るため、左右の前輪の少なくとも一方の後方側付近に燃
料タンクを配設することが可能になる。

【００１７】

【発明の効果】前記作用の項で説明したように、次のよ
うな効果が得られる。請求項１に係る自動車の前部構造
によれば、サスペンションクロスメンバの前端部の左右
両端部から延びる１対の延長部であって、前輪の内側か
ら前方側に亙って湾曲状に夫々延び且つ対応するフロン
トサイドフレームよりも車幅方向外側に夫々延びる左右
１対の延長部を設けたことにより、正突時の耐衝撃性・
衝突エネルギー吸収性を高めつつも、特に、斜突やオフ
セット衝突時に左右何れか一方の延長部によって衝突荷
重を受け止めてサスペンションクロスメンバを介してフ
ロントサイドフレームに分散でき且つその圧潰的変形を
介して衝突エネルギーを吸収でき、小ラップ幅のオフセ
ット衝突時にも衝突荷重をフロントサイドフレームに確
実に分散させて衝撃を緩和できる。特に、延長部を、構
造的に制約の多いフロントサイドフレームに設けるので
はなく、サスペンションクロスメンバの前端部の左右両
端部から延びる１対の延長部を設けたので、これら延長
部を容易に設けることが可能となり、しかも、これら延
長部を前輪の内側から前方側に亙って湾曲状に延びる構
造にしたので、前輪から延長部の前端までの寸法も大き
くならないことから、所謂ショートノーズ型の自動車に
も適用可能である。また、サスペンションクロスメンバ
は、フロントサイドフレームほど構造・形状上の制約が
大きくなく、その構造・形状の自由度が大きく、延長部
を形成することで車体構造が複雑化することもないの
で、設計・製作コストを低く抑えることが出来る。

【００１８】請求項２に係る自動車の前部構造によれ
ば、基本的に請求項１と同様の効果が得られるうえ、延
長部に自動車の衝突時に延長部の変形を促進する為の衝
撃吸収部を設けたので、衝撃吸収部により延長部の変形
を促進して衝撃吸収性能を高めることができる。

【００１９】請求項３に係る自動車の前部構造によれ
ば、基本的に請求項１と同様の効果が得られるうえ、延
長部をサスペンションクロスメンバの縦フレーム部より
も車体前後方向の剛性に関して低剛性に構成したことよ
り、衝突時に縦フレーム部よりも先に延長部を変形させ
て衝撃吸収を図ることが出来る。

【００２０】請求項４に係る自動車の前部構造によれ
ば、基本的に請求項３と同様の効果が得られるうえ、延
長部の上壁部または下壁部に衝突時の衝撃吸収の為のビ
ードを形成したことにより、衝突時このビードを介して
延長部の変形を促進して衝撃吸収を図ることが出来る。

【００２１】請求項５に係る自動車の前部構造によれ
ば、基本的に請求項３と同様の効果が得られるうえ、サ
スペンションクロスメンバの縦フレーム部に補強部材を
設けたことにより、延長部をフロントサイドフレームに
支持する支持剛性を高めることが出来る。

【００２２】請求項６に係る自動車の前部構造によれ
ば、基本的に請求項４又は請求項５と同様の効果が得ら
れるうえ、延長部を設けたことで衝突時における前輪に
対する影響を大幅に緩和できるため、左右の前輪の少な
くとも一方の後方側付近に燃料タンクを配設することが
可能になった。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面に基いて
説明する。本実施例は、ワンボックス型の自動車の前部
構造に本発明を適用した場合の実施例であり、以下の説
明では自動車の前後左右を前後左右として説明する。図
１〜図４に示すように１ワンボックス型の自動車１の下
部車体構造に関して、フロア部材の下面側には全長に亙
って縦通する左右１対のサイドフレーム２が設けられ、
これらサイドフレーム２は、複数のクロスメンバ３、
４、５により連結され、サイドフレーム２の前端部には
フロントバンパー６が設けられ、またサイドフレーム２
の後端部にはリヤバンパー７が設けられ、自動車１の後
部には、左右１対の後輪８が設けられ、また自動車１の
前部には左右１対の前輪９が設けられ、左側の前輪９の
後方付近には燃料タンク１０が設けられている。

【００２４】前記左右１対のサイドフレーム２の前部
は、夫々左右１対のフロントサイドフレーム２Ａに相当
するものであり、左右１対のフロントサイドフレーム２
Ａの下面にはサスペンションクロスメンバ１１が架着さ
れ、このサスペンションクロスメンバ１１にエンジンと
変速機からなるパワーユニット１２が取付けられるとと
もに、左側の前輪９を支持するＡ形サスペンションアー
ム２０の基端部がサスペンションクロスメンバ１１の左
側の縦フレーム部１３の下面側に連結され、また右側の
前輪９を支持するＡ形サスペンションアーム２０の基端
部がサスペンションクロスメンバ１１の右側の縦フレー
ム部１３の下面側に連結され、更にフロントサスペンシ
ョン装置のそのリンク部材もサスペンションクロスメン
バ１１に連結されている。

【００２５】図４〜図７に示すように、前記サスペンシ
ョンクロスメンバ１１は閉断面構造の左右１対の縦フレ
ーム部１３と、これら縦フレーム部１３の前端部間を連
結する閉断面状の横フレーム部１４と、これら縦フレー
ム部１３の後端部間を連結する閉断面状の横フレーム部
１５とからなり、各縦フレーム部１３の前端部には、対
応する前輪９の前方側へ湾曲状に延びる閉断面状の延長
部１６が一体形成されている。前記延長部１６は、主と
して斜突やオフセット衝突時に、衝突荷重を受け止めつ
つサスペンションクロスメンバ１１を介して衝突荷重を
フロントサイドフレーム２Ａに伝達分散させるととも
に、衝突荷重が大きい時には圧潰的に変形して衝突エネ
ルギーを吸収する為のものである。前記サスペンション
クロスメンバ１１の各縦フレーム部１３は対応するフロ
ントサイドフレーム２Ａの下面に沿って配設されてボル
ト孔１７に挿通させた例えば３本のボルト２１によりフ
ロントサイドフレーム２Ａに固定されるが、その状態に
おいて、左側の延長部１６の先端部は、左側の前輪９の
前方付近に位置して前輪９の外端面近傍まで延びてお
り、また右側の延長部１６の先端部は、右側の前輪９の
前方付近に位置して前輪９の外端面近傍まで延びてお
り、両延長部１６の前端はフロントサイドフレーム２Ａ
の前端よりも小距離Ｄだけ後方に位置するように配設し
てある。これは、正突時に先ずフロントサイドフレーム
２Ａに衝突荷重を作用させつつ初期耐力を発生させ、更
にそのフロントサイドフレーム２Ａの変形により衝突エ
ネルギーを吸収させ、次の瞬間には両延長部１６にも衝
突荷重を作用させる為である。但し、前記小距離Ｄは零
に設定することも可能である。

【００２６】ここで、前記サスペンションクロスメンバ
１１の縦フレーム部１３の強度が十分でない場合、斜突
やオフセット衝突時に延長部１６から入力される衝突荷
重をサスペンションクロスメンバ１１を介して左右のフ
ロントサイドフレーム２Ａに効果的に分散させることが
出来ないことから、図７に示すように、各縦フレーム部
１３内には縦フレーム部１３を補強する為のコ字状断面
の補強部材１８が設けられている。更に、延長部１６に
衝突荷重が作用した時に、延長部１６の変形を介して衝
突エネルギーを吸収させる為の衝撃吸収部として、各延
長部１６の湾曲部の上壁部には凸状のビード１９が形成
されている。このビード１９は延長部１６の幅中心線方
向については延長部１６の剛性を高める作用を持ってい
るが、略前方方向からの衝突荷重に対しては延長部１６
の剛性を低下させる作用を有するため、このビード１９
により衝撃吸収作用が得られることになる。但し、前後
方向剛性に関して、延長部１６の剛性がそれ程高くない
場合には、前記ビード１９を省略してもよいが、何れに
しても、衝撃吸収能を高める為に前後方向剛性に関し
て、延長部１６は縦フレーム部１３よりも低剛性に形成
しておくことが望ましい。図４に示すように、延長部１
６はサスペンションクロスメンバ１１の縦フレーム部１
３に対して下方へ小距離だけオフセット状に形成してあ
るので、衝突時に延長部１６に作用する曲げセーメント
が大きくなるため延長部１６の衝撃吸収能が高められて
いる。尚、前記延長部１６は縦フレーム部１３に一体形
成してあるが、縦フレーム部１３とは別体に形成して縦
フレーム部１３に溶接やボルト等により結合してもよい
ことは勿論である。また、ビード１９は、凹状のビード
に形成してもよい。

【００２７】次に、以上説明した自動車の前部構造の作
用について説明する。自動車１の正突時には、最初に左
右のフロントサイドフレーム２Ａに衝突荷重が作用し、
これらフロントサイドフレーム２Ａにより初期耐力が発
生するが、衝突荷重が大きい場合にはフロントサイドフ
レーム２Ａの圧潰的変形を介して衝撃エネルギーが吸収
され、その後左右の延長部１６にも衝突荷重が作用し、
これら延長部１６からサスペンションクロスメンバ１１
を介して左右のフロントサイドフレーム２Ａに衝突荷重
が分散され、衝突荷重が大きい場合には延長部１６の変
形を介して衝撃エネルギーが吸収され、その後延長部１
６が前輪９に衝突するため前輪９によっても衝突エネル
ギーが吸収される。従って、延長部１６を設けない場合
に比較して正突時に車室の乗員に作用する衝撃は著しく
緩和され、車室の乗員に対する安全性は格段に向上する
ことになる。

【００２８】ところで、前記延長部１６は、主に斜突や
オフセット衝突時の衝撃吸収作用を高める為のもので、
斜突やオフセット衝突時には左側又は右側の延長部１６
により衝突荷重を受け止めてサスペンションクロスメン
バ１１を介して衝突荷重をフロントサイドフレーム２Ａ
に分散させるとともに、延長部１６の変形により衝撃エ
ネルギーを吸収し、更には延長部１６から作用する衝突
荷重を前輪９でも受け止めることができるため、延長部
１６を設けない場合と比較して、衝撃吸収性能が著しく
向上し、エンジンルームや車室に対する影響度合いを著
しく低減して衝突時の安全性を格段に向上させることが
出来る。特に、サスペンションクロスメンバ１１は、フ
ロントサイドフレーム２Ａのように構造、形状の制約が
大きくなく、比較的自由に構造、形状を設定し得るの
で、サスペンションクロスメンバ１１に延長部１６を形
成してもサスペンション装置や車体構造には殆ど影響を
及ぼさないことから、延長部１６を設ける為の設計、製
作コストを低く抑えることが可能で、容易に実施可能で
ある。次に、前記サスペンションクロスメンバ１１の一
部を部分的に変更して次のように構成してもよい。但
し、変更部分についてのみ説明する。図８、図９に示す
ように、サスペンションクロスメンバ１１Ａの縦フレー
ム部１３Ａの前記補強部材１８が省略され、各縦フレー
ム部１３Ａの長さ方向中央部には、横断状の複数のビー
ド２２が適当間隔おきに形成され、これらビード２２に
より縦フレーム部１３Ａの前後方向剛性を低くして衝撃
吸収性能が高められている。このように、縦フレーム部
１３Ａに複数のビード２２を形成することにより、延長
部１６に衝突荷重が作用した時に延長部１６による衝撃
吸収に加えて、縦フレーム部１３Ａの変形による衝撃吸
収の作用が得られる。尚、本発明に係る自動車の前部構
造は、前記ワンボックス型自動車以外の通常の種々の型
式の乗用自動車や、トラックなどにも同様に適用するこ
とが出来る。

【００２９】

【図面の簡単な説明】

【図１】ワンボックス型自動車の下部車体構造の平面図
である。

【図２】前記自動車の下部車体構造を示す側面図であ
る。

【図３】自動車の前部構造の要部正面図である。

【図４】自動車の前部構造の要部側面図である。

【図５】サスペンションクロスメンバと延長部の斜視図
である。

【図６】図５の６−６線断面図である。

【図７】図５の７−７線断面図である。

【図８】変形例に係る図５相当図である。

【図９】図８の９−９線断面図である。

【符号の説明】

２Ａ フロントサイドフレーム １０ 燃料タンク １１ サスペンションクロスメンバ １３ 縦フレーム部 １６ 延長部 １８ 補強部材 １９ ビード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 21/00 - 21/02 B62D 21/15 B62D 25/20

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体前後方向に向けて配設された左右１
   対のフロントサイドフレームを備えた自動車の前部構造
   において、 前記左右のフロントサイドフレームに架着されたサスペ
   ンションクロスメンバを設け、 前記サスペンションクロスメンバの前端部の左右両端部
   から延びる１対の延長部であって、前輪の内側から前方
   側に亙って湾曲状に夫々延び且つ対応するフロントサイ
   ドフレームよりも車幅方向外側に夫々延びる左右１対の
   延長部を設けたことを特徴とする自動車の前部構造。