JP3464597B2 - 車体前部のフレーム構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、衝撃エネルギーの
吸収構造を備えた車体前部のフレーム構造に関する。 【０００２】 【従来の技術】図４は、従来のフレーム８１を示す図で
あり、左右サイドメンバー８２，８３の前端部がＹ字状
に形成され、正面衝突時における衝突エネルギーを安定
して吸収できるように構成されているものが示されてい
る（特開平８−１６４８６９号公報参照）。 【０００３】このフレーム８１は、左右サイドメンバー
８２，８３と、各サイドメンバー８２，８３の延長上に
設けられたメインメンバー８４，８４と、各サイドメン
バー８２，８３より斜め前方へ向けて延出した補強メン
バー８５，８５とからなり、前記各メインメンバー８
４，８４及び補強メンバー８５，８５の先端は、フロン
トクロスメンバー８６に固定されている。また、前記左
右サイドメンバー８２，８３は、その先端に設けらた前
記メインメンバー８４と前記補強メンバー８５との結合
部基端が、セカンドクロスメンバー８７によって連結さ
れている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記フ
レーム８１にあっては、図５に示すように、衝撃が車体
の中心より左側へずれた部位から入力されるオフセット
衝突時において、衝突エネルギーＥを軸圧壊により吸収
しようとするメインメンバー８４は、補強メンバー８５
により補強されてしまう。これによって、前記衝突エネ
ルギーＥが、前記メインメンバー８４と前記補強メンバ
ー８５との結合部分９１に集中することにより、この結
合部分９１が折れてしまい、エネルギー吸収量が低下し
てしまう恐れがある。 【０００５】これを防止するために、前記結合部分９１
の強度を高め、前記衝突エネルギーＥを前記メインメン
バー８４と前記補強メンバー８５と軸圧壊によって確実
に吸収させることも可能であるが、この場合、前記フロ
ントクロスメンバー８６には、左端部が車体後方へ変位
する傾動方向へ力が働く。しかし、前記フロントクロス
メンバー８６は、その右端部が右サイドメンバー８３先
端の前記メインメンバー８４と補強メンバー８５とによ
って強固に固定されている。このため、前記傾動方向の
力によって、前記フロントクロスメンバー８６は、その
中央部９２にて折れてしまう恐れがあり、これによるエ
ネルギー吸収量の低下が懸念される。 【０００６】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、オフセット衝突時における衝突エ
ネルギーを効率的に吸収することができる車体前部のフ
レーム構造を提供することを目的とするものである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の車体前部のフレーム構造にあっては、左右サ
イドメンバーの先端部を連接するフロントクロスメンバ
ーの端部を各サイドメンバーの内側面に貫通して固定
し、かつ当該フロントクロスメンバーの両端に、貫通し
た前記内側面からの抜けを阻止するストッパーを設け、
前記各サイドメンバーの先端に、車体側方へ延出するフ
レームフロントサイドメンバーを車体後方へ向けて傾斜
して設けるとともに、前記左右サイドメンバーの先端よ
り後退した部位に、セカンドクロスメンバーを貫通さ
せ、該セカンドクロスメンバーの前記両サイドメンバー
より突出した部位に、前記フレームフロントサイドメン
バーを車体後方側より支持するパイプ状のステイブラケ
ットを車体前方へ向かうに従って車体側方へ傾斜して設
ける一方、前記各サイドメンバーの先端より前記セカン
ドクロスメンバーが貫通した部位までの範囲内に、各サ
イドメンバーの先端からの入力による当該サイドメンバ
ーの車体後方への変形を促す変形促進部を設定した。 【０００８】すなわち、車体前方より加えられる外力
が、フレームの中心線より左側へずれた部位に入力され
るオフセット衝突時において、前記外力は、前記フレー
ムの左サイドメンバーに対して長さ方向に入力されると
ともに、該左サイドメンバーに設けられたフレームフロ
ントサイドメンバー及び該フレームフロントサイドメン
バーを支持するステイブラケットを介して、左右サイド
メンバーを貫通して車幅方向に延在するセカンドクロス
メンバーに対して幅方向に入力される。 【０００９】 【００１０】また、前方からの外力が長さ方向に入力さ
れる前記左サイドメンバーは、その先端より前記セカン
ドクロスメンバーが貫通された部位までの範囲内に設定
された変形促進部にて軸圧壊が促進される。このため、
前記外力入力時において、前記左サイドメンバーにおけ
る先端よりセカンドクロスメンバーが貫通された部位ま
での長さ寸法は短縮されるので、当該左サイドメンバー
の先端より車体後方へ向かって傾斜して延出するフレー
ムフロントサイドメンバーは、車幅方向に沿った向き、
すなわち、入力に対して垂直に延在する方向へ傾動され
る。 【００１１】 【００１２】さらに、前記左サイドメンバーへの入力に
よる該左サイドメンバーの軸圧壊に伴い、フロントクロ
スメンバーには、右サイドメンバーを左サイドメンバー
側へ引っ張る方向への応力が生じる。このとき、前記フ
ロントクロスメンバーは、その両端が各サイドメンバー
の内側面を貫通した状態で固定されているので、第１の
エネルギー吸収段階として、入力されたエネルギーは、
前記フロントクロスメンバーと各サイドメンバーとの固
定状態が解除される際に吸収される。また、各サイドメ
ンバーとの固定状態が解除された前記フロントクロスメ
ンバーの両端には、貫通した内側面からの抜けを阻止す
るストッパーが設けられているので、第２のエネルギー
吸収段階として、入力されたエネルギーは、前記フロン
トクロスメンバーが、前記右サイドメンバーを左サイド
メンバー側へ向けて引っ張るとともに、右サイドメンバ
ーを屈曲させる際に吸収される。 【００１３】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかる車体
のフレーム１を示す図であり、該フレーム１の前端部が
示されている。 【００１４】すなわち、前記フレーム１を構成する左右
サイドメンバー５，６の前端部には、エクステンション
ロア７とエクステンションアッパ８とから閉断面に形成
されたエクステンション９が設けられており、両エクス
テンション９，９には、その外周面に沿って内側へ膨出
した変形促進部としての凹ビード１０，１０が形成され
ている。前記両エクステンション９，９の内側面１１に
は、図２にも示すように、挿通穴１２，１２が開設され
ており、両挿通穴１２，１２には、前記左サイドメンバ
ー５と右サイドメンバー６とを連接するパイプ材からな
るフロントクロスメンバー１３が挿入されている。該フ
ロントクロスメンバー１３の両端部は、前記挿通穴１
２，１２の開口縁に溶着された状態で固定されており、
前記フロントクロスメンバー１３の側面と前記挿通穴１
２，１２の開口縁との部位には溶着部１４，１４が形成
されている。また、前記エクステンション９，９内に収
容されたフロントクロスメンバー１３の左右端には、前
記挿通穴１２，１２の内径寸法より大径の左右ストッパ
ー１５，１６が設けられており、前記フロントクロスメ
ンバー１３と前記挿通穴１２，１２の開口縁とを固定す
る溶着部１４，１４が剥離された場合であっても、前記
フロントクロスメンバー１３の前記挿通穴１２，１２か
らの抜けが阻止されるように構成されている。 【００１５】前記左右サイドメンバー５，６の先端より
後退した部位には、左右に貫通する貫通穴２１，２１が
設けられており、該貫通穴２１，２１の開口縁部は、両
サイドメンバー５，６の内側面２２及び外側面２３に設
けられた補強用プレート２４，・・・によって補強され
ている。前記左右サイドメンバー５，６に設けられた各
貫通穴２１，２１には、パイプ材からなるセカンドクロ
スメンバー２５が貫通した状態で保持されており、左右
サイドメンバー５，６の外側面２３には、前記セカンド
クロスメンバー２５の左端部２６及び右端部２７が突出
している。 【００１６】また、前記エクステンション９，９の前端
には、車体側方へ延出する左右フレームフロントサイド
メンバー３１，３２が、車体後方Ｒへ傾斜した状態で設
けられており、前記左右フレームフロントサイドメンバ
ー３１，３２は、パイプ状の左右ステイブラケット３
３，３４及び各ステイブラケット３３，３４を補強する
サポートステイサイド３５，３６を介して、前記左右サ
イドメンバー５，６より突出された前記セカンドクロス
メンバー２５の左端部２６及び右端部２７にて、車体後
方Ｒ側より支持されている。 【００１７】そして、前記左右サイドメンバー５，６に
は、前記左右フレームフロントサイドメンバー３１，３
２と前記セカンドクロスメンバー２５の左端部２６及び
右端部２７との中間部位に、円形穴４１，４１を有した
ボディーマウント４２，４２が側方へ突出して設けられ
ており、各ボディーマウント４２，４２と前記左右フレ
ームフロントサイドメンバー３１，３２との間には、前
記左右サイドメンバー５，６に溶着されたバンパーマウ
ントブラケット４３，４３にボルト締めされるととも
に、図示しないバンパーを支持するバンパーステイ４
４，４４が設けられている。 【００１８】以上の構成にかかる本実施の形態を、図３
を用いて説明する。すなわち、車体前方Ｆより加えられ
る外力Ｇが、フレーム１の中心線より左側へずれた部位
から入力されるオフセット衝突時において、前記外力Ｇ
は、左サイドメンバ５と、左フレームフロントサイドメ
ンバー３１及び左ステイブラケット３３を介して左右サ
イドメンバー５，６を貫通して車幅方向に延在するセカ
ンドクロスメンバー２５との二部材に分散され入力され
るので、左サイドメンバー５の先端部がメインメンバー
と補強メンバーとによりＹ字状に形成され、前記外力Ｇ
が両メンバーに分散された後、両メンバーの結合部分に
て再び合成されることにより、この結合部分が折れてし
まい、エネルギー吸収量が低下してしまう恐れのあった
従来と比較して、エネルギー吸収量の低下を確実に防止
することができる。 【００１９】また、前記外力Ｇは、前記左サイドメンバ
ー５に対して長さ方向に入力されるとともに、前記セカ
ンドクロスメンバー２５に対して幅方向に入力されるの
で、前記外力Ｇが、Ｙ字状に形成された前記メインメン
バーと前記補強メンバーとの両者において長さ方向へ入
力され、一方のメンバーにおける軸圧壊を他方のメンバ
ーが補強してしまう従来と比較して、前記左サイドメン
バー５における軸圧壊を促進させることができる。さら
に、本実施の形態における前記左右サイドメンバー５，
６にあっては、前端部に設けられたエクステンション
９，９の外周面に沿って凹ビード１０，１０が形成され
ているので、前記左サイドメンバー５における軸圧壊を
さらに促進させることができる。これにより、オフセッ
ト衝突時における衝突エネルギーを効率的に吸収するこ
とができる。 【００２０】そして、前記凹ビード１０，１０は、前記
各サイドメンバー５，６の先端より前記セカンドクロス
メンバー２５が貫通された部位までの範囲内に設定され
ており、前記オフセット衝突時において、この範囲内に
おける前記左サイドメンバー５の長さ寸法を短縮化させ
ることができる。このため、前記左サイドメンバー５の
先端より車体後方Ｒへ向けて傾斜して設けられた前記左
フレームフロントサイドメンバー３１の傾斜角を、前方
Ｆからの前記外力Ｇの入力に対して垂直に延在する方向
へ傾動させることができ、これにより、前記外力Ｇが入
力される前方Ｆ側に面する長さ寸法を、図３中に示した
ように、Ｌ１からＬ２に変化させることができる。よっ
て、前記左フレームフロントサイドメンバー３１におけ
る前記外力Ｇの受圧面積を増大させることができる。 【００２１】また、前記左サイドメンバー５が軸圧壊さ
れ、その長さ寸法が短縮化されることにより、前記フロ
ントクロスメンバー１３には、左サイドメンバー５側へ
引っ張られる応力Ｆ１が生じる。このとき、前記フロン
トクロスメンバー１３は、その両端が各サイドメンバー
５，６の先端部に設けられたエクステンション９、９の
内側面１１，１１を貫通した状態で溶着されているの
で、第１のエネルギー吸収段階として、入力された前記
外力Ｇのエネルギーは、前記フロントクロスメンバー１
３と各サイドメンバー５，６とを固定する溶着部１４、
１４を剥離して前記フロントクロスメンバー１３と各サ
イドメンバー５，６との固定状態を解除する際に吸収さ
れる。また、各サイドメンバー５，６との固定状態が解
除された前記フロントクロスメンバー１３の両端には、
前記挿通穴１２，１２からの抜けを阻止する左右ストッ
パー１５，１６が設けられているので、第２のエネルギ
ー吸収段階として、入力された前記外力Ｇのエネルギー
は、前記フロントクロスメンバー１３が、前記右サイド
メンバー６を左サイドメンバー５側へ向けて引っ張ると
ともに、図３に示したように、右サイドメンバー６を左
サイドメンバー５側へ屈曲させる際に吸収される。 【００２２】このように、二段階のエネルギー吸収段階
を経て前記外力Ｇのエネルギーを吸収することができる
ので、左サイドメンバー５が軸圧壊され、フロントクロ
スメンバー１３が傾動する際に、フロントクロスメンバ
ー１３の右端部が、右サイドメンバー６の先端部にＹ字
状に形成されたメインメンバーと補強メンバーとによっ
て強固に固定され、前記傾動を妨げる方向へ反力が生
じ、前記フロントクロスメンバー１３が、その中央部に
て折れてしまう恐れがあった従来と比較して、フロント
クロスメンバー１３の折れを防止しつつ、右サイドメン
バー６を確実に屈曲させることができる。したがって、
フロントクロスメンバー１３の折れに起因したエネルギ
ー吸収量の低下を防止することができる。 【００２３】なお、本実施の形態にあっては、左右サイ
ドメンバー５，６の前端部にエクステンション９，９を
設けるとともに、該エクステンション９の外周面に、内
側に膨出する変形促進部としての凹ビード１０，１０を
形成したものを例に挙げて説明したが、各サイドメンバ
ー５，６の先端からの入力による当該サイドメンバー
５，６の変形、すなわち軸圧壊を促すために、外側に突
出する凸ビードを形成したり、前記外周面に複数の穴を
設けても良い。 【００２４】 【発明の効果】以上説明したように本発明の車体前部の
フレーム構造にあっては、オフセット衝突時に左側の前
方より入力される外力は、左サイドメンバーと、左右サ
イドメンバーを貫通して車幅方向に延在するセカンドク
ロスメンバーとの二部材に分散して入力されるので、サ
イドメンバーの先端部がメインメンバーと補強メンバー
とによりＹ字状に形成され、前記外力が両メンバーに分
散された後、両メンバーの結合部分にて再び合成される
ことにより、この結合部分が折れてしまい、エネルギー
吸収量が低下してしまう恐れのあった従来と比較して、
エネルギー吸収量の低下を確実に防止することができ
る。また、前記外力は、前記左サイドメンバーに対して
長さ方向に入力されるとともに、前記セカンドクロスメ
ンバーに対して幅方向に入力されるので、前記外力が、
Ｙ字状に形成された前記メインメンバーと前記補強メン
バーとの両者において長さ方向へ入力され、一方のメン
バーにおける軸圧壊を他方のメンバーが補強してしまう
従来と比較して、前記左サイドメンバーにおける軸圧壊
を促進させることができる。これにより、オフセット衝
突時における衝突エネルギーを効率的に吸収することが
できる。 【００２５】また、前記各サイドメンバーの先端より前
記セカンドクロスメンバーが貫通された部位までの範囲
内に、各サイドメンバーの先端からの入力による当該サ
イドメンバーの変形を促す変形促進部を設定することに
より、前記外力が入力された際に、先端よりセカンドク
ロスメンバーが貫通された部位までの範囲内において、
前記左サイドメンバーの軸圧壊を促進させることができ
る。そして、前記外力入力時に、この範囲内における左
サイドメンバーの長さ寸法を短縮させることができるの
で、左側の前方より外力が入力される前記オフセット衝
突時において、前記左サイドメンバーの先端より車体後
方へ向けて傾斜して延出したフレームフロントサイドメ
ンバーを、前方からの入力に対して垂直に延在する方向
へ傾動させることができる。これにより、前記フレーム
フロントサイドメンバーにおける前記外力の受圧面積を
増大させることができる。 【００２６】さらに、前記フロントクロスメンバーの両
端を、前記各サイドメンバーの内側面を貫通させた状態
で固定するとともに、前記フロントクロスメンバーの両
端に、貫通した内側面からの抜けを阻止するストッパー
を設けることによって、前記外力による左サイドメンバ
ーの軸圧壊に伴い、右サイドメンバーを左サイドメンバ
ー側へ引っ張る応力が前記フロントクロスメンバーに生
じた場合、前記フロントクロスメンバーと各サイドメン
バーとの固定状態を解除する際に前記外力を吸収する第
１のエネルギー吸収段階と、ストッパーにより各サイド
サイドメンバーからの抜けが阻止されたフロントクロス
メンバーが、前記右サイドメンバーを左サイドメンバー
側へ向けて屈曲させる際に前記外力を吸収する第２のエ
ネルギー吸収段階との二段階を経てエネルギーを吸収す
ることができる。したがって、左サイドメンバーが軸圧
壊され、フロントクロスメンバーが傾動する際に、フロ
ントクロスメンバーの右端部が、右サイドメンバーの先
端部にＹ字状に形成されたメインメンバーと補強メンバ
ーとによって強固に固定され、前記傾動を妨げる方向へ
反力が生じ、前記フロントクロスメンバーが、その中央
部にて折れてしまう恐れがあった従来と比較して、フロ
ントクロスメンバーの折れを防止しつつ、右サイドメン
バーを確実に屈曲させることができる。これにより、フ
ロントクロスメンバーの折れに起因したエネルギー吸収
量の低下を防止することができる。 【００２７】

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施の形態を示す要部の斜視図であ
る。 【図２】同実施の形態を示す模式平面図である。 【図３】同実施の形態のオフセット衝突時の変形を示す
説明図である。 【図４】従来のフレームを示す平面図である。 【図５】同従来例のオフセット衝突時の変形を示す説明
図である。 【符号の説明】 １ フレーム ５ 左サイドメンバー ６ 右サイドメンバー １０ 凹ビード １１ 内側面 １３ フロントクロスメンバー １５ 左ストッパー １６ 右ストッパー ２５ セカンドクロスメンバー ３１ 左フレームサイドメンバー ３２ 右フレームサイドメンバー ３３ 左ステイブラケット ３４ 右ステイブラケット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−295259（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−164869（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−76477（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−221062（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−153161（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−68781（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−2786（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−83678（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−161765（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 21/15 B62D 21/02 B62D 25/20

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 左右サイドメンバーの先端部を連接する
   フロントクロスメンバーの端部を各サイドメンバーの内
   側面に貫通して固定し、かつ当該フロントクロスメンバ
   ーの両端に、貫通した前記内側面からの抜けを阻止する
   ストッパーを設け、前記各サイドメンバーの先端に、車
   体側方へ延出するフレームフロントサイドメンバーを車
   体後方へ向けて傾斜して設けるとともに、 前記左右サイドメンバーの先端より後退した部位に、セ
   カンドクロスメンバーを貫通させ、該セカンドクロスメ
   ンバーの前記両サイドメンバーより突出した部位に、前
   記フレームフロントサイドメンバーを車体後方側より支
   持するパイプ状のステイブラケットを車体前方へ向かう
   に従って車体側方へ傾斜して設ける一方、 前記各サイドメンバーの先端より前記セカンドクロスメ
   ンバーが貫通した部位までの範囲内に、各サイドメンバ
   ーの先端からの入力による当該サイドメンバーの車体後
   方への変形を促す変形促進部を設定した ことを特徴とす
   る車体前部のフレーム構造。