JP3460311B2 - 自動車の前部車体構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両の正面衝突時に
乗員生存空間を確保するような自動車の前部車体構造に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上述例の自動車の前部車体構造と
しては、例えば、実開平２−３４３８０号公報の構造が
ある。すなわち、図９、図１０に示すようにエンジン９
１をマウントするエンジンマウントメンバとしての車体
前後方向に延びるセンタメンバ９２を設け、このセンタ
メンバ９２の側面視形状を略Ｖ字状と成して、このセン
タメンバ９２の中央部位にピン９３を介してドローバー
９４の下端を連結し、このドローバー９４の上端に一体
的に形成した短管部９５でステアリングシャフト９６を
回動自在に保持すると共に、この短管部９５直下におけ
るステアリングシャフト９６に係止ピン９７を突設し、
図１０に示すように車両が正面衝突した時、上述の略Ｖ
字状のセンタメンバ９２のピン９３配設部に対応する中
央の屈曲部位を起点として、このセンタメンバ９２を屈
曲させ、この中央部から下方に折れ曲がるセンタメンバ
９２に連結したドローバー９４を下方に引張り、これに
よりドローバー９４上端の短管部９５が係止ピン９７に
係合してステアリングシャフト９６およびステアリング
ホイール９８を下方に引き下げて、運転席乗員の胸部前
方側の空間（いわゆる乗員生存空間）を拡大すべく構成
したステアリング引込装置である。

【０００３】この従来装置によれば、上述の乗員生存空
間を拡大することで、衝突の際に３点式シートベルトか
ら乗員胸部に働く衝撃荷重いわゆる胸Ｇの改善を図るこ
ともできる。つまり、シートベルトは衝突時に切れない
荷重を有して乗員を拘束するが、乗員を完全固定するも
のではなく、ある程度の衝撃吸収効果を備えている。そ
して、上述の乗員生存空間の拡大によりベルト強度の設
定が容易となるため所謂胸Ｇの改善が可能となる。

【０００４】しかし、この従来の自動車の前部車体構造
はドライバーズシート９９を有する運転室前方にエンジ
ンルームが位置する３ボックス、２ボックスタイプの自
動車には適用できても、エンジン上部に運転台が設定さ
れたキャブオーバ（cab-over）型車両への適用ができな
い問題点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のものは、エンジ
ンルーム下部すなわち車室前方位置にセンタメンバを設
け、このセンタメンバを衝突荷重によりくの字形状に折
り曲げ、その変形動作をドローバーによりステアリング
シャフトに伝達するものである。ところが、キャブオー
バタイプの車両にあっては上記の如きセンタメンバを乗
員よりも前方に配設するレイアウトスペースの確保は困
難であり、また、このスペースを仮に確保できたとして
も、ステアリングシャフトを充分に移動させることがで
きないことが懸念される。

【０００６】この発明は、上記の問題点を解決し、ステ
アリングシャフトを介してステアリングホイールを下方
に移動させ、乗員生存空間の拡大を図ると共に、３点式
シートベルトにおける乗員胸部衝撃荷重いわゆる胸Ｇの
改善を図ることができ、特に、フロントサイドフレーム
の先端部を確実に下方に折り曲げて、フロアパネルの足
元スペースの上方への変形を阻止することができる自動
車の前部車体構造の提供を目的とする。

【０００７】この発明の一実施態様は、伝達フレームと
フロントサイドフレームとの連結部の下面を面一とする
ことで、フロントサイドフレーム側に衝突荷重に対する
充分な受け面を設定し、かつフロントサイドフレームの
所定部下面に凹部を形成することで、自動車の正面衝突
時にフロントサイドフレーム先端部を確実に下方へ折り
曲げることができ、乗員生存空間の確実な拡大を図るこ
とができる自動車の前部車体構造の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明による自動車の
前部車体構造は、車両の前後方向にフロントサイドフレ
ームが配設され、該フロントサイドフレームの前端部
に、その断面中心が上記フロントサイドフレームの断面
中心より下方にオフセットされた伝達フレームが連結さ
れ、上記伝達フレームの後方におけるフロントサイドフ
レームの前部にはステアリングホイールと連結されるス
テアリングギヤボックスが配設され、上記フロントサイ
ドフレームにはフロアパネルの前端から後方に延びるレ
インフォースメントが取付けられて、上記ステアリング
ギヤボックス配設部より後方の足元スペース対応位置に
おけるフロントサイドフレームの上面が上記ステアリン
グギヤボックス配設部におけるフロントサイドフレーム
の上面に対して高剛性に形成され、正面衝突時には上記
フロアパネルの前端に対応する位置において、フロント
サイドフレームが該フロアパネルよりも下方に折れ曲が
るように構成されたものである。

【０００９】この発明の一実施態様は、上記伝達フレー
ムと上記フロントサイドフレームとの連結部はそれぞれ
の下面が面一状になるように連結され、上記ステアリン
グギヤボックス配設部の後方におけるフロントサイドフ
レームの下面に凹部が形成されたものである。

【００１０】

【発明の作用及び効果】この発明によれば、上述のフロ
ントサイドフレームの上面はステアリングギアボックス
配設部に対してその後方の足元スペース対応位置が高剛
性に形成されているので、上述のフロントサイドフレー
ムにおける足元スパース対応位置の荷重設定強度は同フ
ロントサイドフレームにおけるステアリングギアボック
ス配設部の荷重設定強度に対して大となる。また上述の
伝達フレームの断面中心はフロントサイドフレームの断
面中心に対して下方にオフセットされているので、正面
衝突時の荷重入力によりフロントサイドフレームの断面
中心に対して下向きのモーメントが作用する。

【００１１】上述の荷重設定強度の大小と、上記モーメ
ントの作用との相乗効果により、自動車の正面衝突時に
はフロントサイドフレーム前部のステアリングギヤボッ
クス配設部が下方に折り曲がり、このステアリングギヤ
ボックスが正規の位置から下方位置に下がるので、ステ
アリングシャフトを介してステアリングホイールを下方
に移動させて、乗員生存空間の拡大を図ることができる
と共に、３点式シートベルトにおける乗員胸部衝撃荷重
いわゆる胸Ｇの改善を図ることができる効果がある。

【００１２】しかも、上述のレインフォースメントがフ
ロアパネルの前端から後方に延びてフロントサイドフレ
ームに取付けられると共に、フロアパネルの前端に対応
する位置において、フロントサイドフレームが該フロア
パネルよりも下方に折れ曲がるように構成されているの
で、フロアパネルの足元スペースの上方への変形を阻止
して乗員生存空間を安全に確保することができる。

【００１３】この発明の一実施態様によれば、上述の伝
達フレームと上述のフロントサイドフレームとの連結部
はそれぞれの下面が面一状になるように連結したので、
フロントサイドフレーム側に衝撃荷重に対する充分な受
け面を設定することができ、かつフロントサイドフレー
ムにおけるステアリングギヤボックス配設部の後方部位
下面に凹部を形成したので、上記受け面に対する衝突荷
重入力時に上述の凹部を中心としてフロントサイドフレ
ーム先端部を確実に下方へ折り曲げることができ、この
結果、乗員生存空間の確実な拡大を図ることができる効
果がある。

【００１４】

【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。図面はキャブオーバ型の自動車の前部車体構造
を示し、図１においてエンジン１の上方にエンジンデッ
キ２を設定したキャブオーバ型の自動車３は、フロアパ
ネル４、ヒンジピラー５、Ａピラー６、ルーフ７および
Ｂピラー８で囲繞された空間を乗員生存空間９に設定し
ている。

【００１５】一方、車両の下部には該車両の前後方向に
延びるフロントサイドフレーム１０を配設し、このフロ
ントサイドフレーム１０の前端部１０ａには伝達フレー
ム１１を介してバンパレインフォースメント１２を取付
けている。ここで、上述のフロントサイドフレーム１０
は図２、図３に示す如くアウタフレーム１３とインナフ
レーム１４を備え、これら両者１３，１４を接合して構
成されたフロントサイドフレーム１０の前端部１０ａに
板部材１５を介して上述の伝達フレーム１１を取付けて
いる。

【００１６】この伝達フレーム１１は図１から明らかな
ようにその断面中心が上述のフロントサイドフレーム１
０の断面中心に対して下方にオフセットするように取付
けられ、かつ伝達フレーム１１とフロントサイドフレー
ム１０との連結部はそれぞれの下面が面一状になるよう
に連結されている。

【００１７】上述の伝達フレーム１１の詳細構造は図４
に示す通りである。すなわち、略正方形状の前面板１６
と、略正方形状の後面板１７と、これら前後の各板１
６，１７の上下対向部位を連結する断面門形状の上面板
１８および下面板１９と、上述の前後の各板１６，１７
の左右対向部位を連結する左側面板２０および右側面板
２１とを備え、上述の左右の各側面板２０，２１の上下
両端部には該板２０，２１の長手方向に所定の間隔を隔
てて上下に対応する複数の凹部２２…を形成し、上下に
対応する凹部２２相互間の距離Ｌ１を、凹部が形成され
ていない部位の側面板上下両端間の距離Ｌ２に対して小
（Ｌ１＜Ｌ２）に設定することで、正面衝突時にこの伝
達フレーム１１を蛇腹状に潰すように構成している。な
お、図４以外の他図においては、この伝達フレーム１１
を図示の便宜上、概略的に示している。

【００１８】ところで、上述の伝達フレーム１１がその
前端部１０ａに連結されたフロントサイドフレーム１０
における伝達フレーム１１よりも後方における前部１０
ｂには、ステアリングシャフト２３を介してステアリン
グホイール２４と連結されるステアリングギヤボックス
２５を配置している。

【００１９】而して、このステアリングギヤボックス２
５の配設部より後方で、かつ足元スペースと対応する位
置におけるフロントサイドフレーム１０の上面は、該ス
テアリングギヤボックス２５配設部におけるフロントサ
イドフレーム１０の上面に対して高剛性に形成してい
る。この実施例では該フロントサイドフレーム１０のキ
ックアップ部１０ｃの上面に断面が門形のレインフォー
スメント２６を接合固定することで、該部の剛性を高め
ている。図１から明白なように、上述のレインフォース
メント２６はフロアパネル４の前端から後方に延びてフ
ロントサイドフレーム１０に取付けられたものである。

【００２０】また上述のステアリングギヤボックス２５
配設部の後方におけるフロントサイドフレ−ム１０の下
面には凹部２７を形成している。さらに上述の各部の板
厚は例えば次のように設定している。すなわち、伝達フ
レーム１１を構成する各板１６〜２１の板厚は３．２mm
に、板部材１５の板厚は４．５mmに、フロントサイドフ
レーム１０を構成するアウタフレーム１３およびインナ
フレーム１４の板厚は４．５mmに、レインフォースメン
ト２６の板厚は３．２〜４．５mmにそれぞれ設定し、図
２に示す各領域の荷重設定強度（圧縮荷重、形状保持剛
性）の関係がＸ＞Ｙ＞Ｚとなるように構成している。

【００２１】一方、上述のフロントサイドフレーム１０
の前部上面にはキャブマウントブラケット２８、キャブ
マウントラバー２９を介して車体を取付けている。ま
た、図中、３０はサスペンションダンパ取付用ブラケッ
ト、３１はインストルメントパネルである。なお、図３
に示すようにフロントサイドフレーム１０を構成するア
ウタフレーム１３およびインナフレーム１４の前端部分
の形状が同図の仮想線より上方のみの形状αを有する場
合には同図の仮想線より下方の形状βに相当するブラケ
ットを追加形成するとよい。

【００２２】このように構成した自動車の前部車体構造
の作用を以下に述べる。自動車が正面衝突すると、まず
衝撃吸収部材としての伝達フレーム１１が上記Ｌ１＜Ｌ
２（図４参照）の長さに対応する強度の関係により蛇腹
状に潰れ、次に上述のＸ＞Ｙ（図２参照）の荷重設定強
度の大小と、断面中心のオフセットに起因するモーメン
トの作用との相乗効果により、図５に示すようにフロン
トサイドフレーム１０の前部１０ｂが上述の凹部２７を
中心として下方に折れ曲がり、このフロントサイドフレ
ーム１０の前部１０ｂに取付けられたステアリングギヤ
ボックス２５が正規の位置から下方位置に下がるので、
ステアリングシャフト２３を介してステアリングホイー
ル２４を下方に移動させて、乗員生存空間９の拡大を図
ることができると共に、３点式シートベルトにおける乗
員胸部衝撃荷重いわゆる胸Ｇの改善を図ることができる
効果がある。

【００２３】また足元スペース対応位置に対応して設け
られた上述のレインフォースメント２６の剛性により、
フロントサイドフレーム１０の上方への折り曲げ挙動を
確実に防止して、このフロントサイドフレーム１０の先
端部を確実に下方に折り曲げることができるので、フロ
アパネル４の足元スペースの上方への変形を阻止するこ
とができる。

【００２４】換言すれば、正面衝突時にはフロアパネル
４の前端に対応する位置において、フロントサイドフレ
ーム１０が該フロアパネル４よりも下方に折れ曲がるよ
うに構成されたものである。

【００２５】加えて、上述の伝達フレーム１１と上述の
フロントサイドフレーム１０との連結部はそれぞれの下
面が面一状になるように連結したので、フロントサイド
フレーム１０側に衝突荷重に対する充分な受け面を設定
することができ、かつフロンサイドフレーム１０におけ
るステアリングギヤボックス２５配設部の後方部位下面
に凹部２７を形成したので、上述の受け面に対する衝突
荷重入力時に上記凹部２７を中心としてフロントサイド
フレーム１０の先端部を確実に下方へ折り曲げることが
できて、乗員生存空間９の確実な拡大を図ることができ
る効果がある。

【００２６】要するに上記構成の自動車の前部車体構造
は、上述のレインフォースメント２６がフロアパネル４
の前端から後方に延びてフロントサイドフレーム１０に
取付けられると共に、車両正突時にはフロアパネル４の
前端に対応する位置において、フロントサイドフレーム
１０が該フロアパネル４よりも下方に折れ曲がるように
構成されているので、フロアパネル４の足元スペースの
上方への変形を阻止して乗員生存空間を安全に確保する
ことができる。

【００２７】図６、図７は自動車の前部車体構造の他の
構造を示し、フロントサイドフレーム１０を凹部２７の
略中間位置で前後に２分割し、後側のフロントサイドフ
レーム３２と前側のフロントサイドフレーム３３とを各
フランジ３２ａ，３３ａで接合すべく構成すると共に、
前側のフロントサイドフレーム３３の板厚ｔ１（但し、
この板厚ｔ１は伝達フレーム１１の板厚により大にす
る）に対して後側のフロントサイドフレーム３２の板厚
ｔ２を大に設定したものである。

【００２８】なお、図６において前図と同一の部分には
同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。

【００２９】図８は自動車の前部車体構造のさらに他の
構造を示し、キックアップ部を有さないストレート構造
のフロントサイドフレーム１０において同フロントサイ
ドフレーム１０のステアリングギヤボックス配設部直後
に相当する下面にのみ複数の凹部３４，３４を形成し、
このフロントサイドフレーム１０の上面の強度を大に、
下面の強度を小にそれぞれ設定したものであり、図８に
おいて前図と同一の部分には同一符号を付して、その詳
しい説明を省略する。

【００３０】なお、フロントサイドフレーム１０の上下
に強度差を形成する他の手段として、フロントサイドフ
レーム１０の上部板厚を大とし、下部板厚を小としても
よく、フロントサイドフレーム１０の上下で上記強度差
を得るようにフレーム構成材質を異ならせてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の自動車の前部車体構造を示す概略側
面図。

【図２】 図１の要部の斜視図。

【図３】 図２の分解斜視図。

【図４】 伝達フレームの斜視図。

【図５】 正面衝突時の各部の挙動を示す説明図。

【図６】 自動車の前部車体構造の他の構造を示す概略
側面図。

【図７】 図６のＡ−Ａ線矢視断面図。

【図８】 自動車の前部車体構造のさらに他の構造を示
す概略側面図。

【図９】 従来の自動車の前部車体構造を示す概略側面
図。

【図１０】 従来構成における正面衝突時の各部の挙動
を示す説明図。

【符号の説明】４…フロアフレーム １０…フロントサイドフレーム １０ａ…前端部 １０ｂ…前部 １１…伝達フレーム ２４…ステアリングホイール ２５…ステアリングギヤボックス２６…レインフォースメント ２７…凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭56−166974（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 21/15 B60R 21/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の前後方向にフロントサイドフレーム
   が配設され、 該フロントサイドフレームの前端部に、その断面中心が
   上記フロントサイドフレームの断面中心より下方にオフ
   セットされた伝達フレームが連結され、 上記伝達フレームの後方におけるフロントサイドフレー
   ムの前部にはステアリングホイールと連結されるステア
   リングギヤボックスが配設され、上記フロントサイドフレームにはフロアパネルの前端か
   ら後方に延びるレインフォースメントが取付けられて、 上記ステアリングギヤボックス配設部より後方の足元ス
   ペース対応位置におけるフロントサイドフレームの上面
   が上記ステアリングギヤボックス配設部におけるフロン
   トサイドフレームの上面に対して高剛性に形成され、 正面衝突時には上記フロアパネルの前端に対応する位置
   において、フロントサイドフレームが該フロアパネルよ
   りも下方に折れ曲がるように構成された 自動車の前部車
   体構造。
2. 【請求項２】上記伝達フレームと上記フロントサイドフ
   レームとの連結部はそれぞれの下面が面一状になるよう
   に連結され、 上記ステアリングギヤボックス配設部の後方におけるフ
   ロントサイドフレームの下面に凹部が形成された請求項
   １記載の自動車の前部車体構造。