JP3535633B2 - 車両の前部車体構造 - Google Patents

車両の前部車体構造

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JP3535633B2
JP3535633B2 JP27493895A JP27493895A JP3535633B2 JP 3535633 B2 JP3535633 B2 JP 3535633B2 JP 27493895 A JP27493895 A JP 27493895A JP 27493895 A JP27493895 A JP 27493895A JP 3535633 B2 JP3535633 B2 JP 3535633B2
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鉄也 島田
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Fuji Jukogyo KK
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の前部車体構
造に関するものであり、特に車体前部のフレーム下部に
設けられるサブフレームの衝突エネルギ吸収特性の改善
をはかろうとするものである。
【0002】
【従来の技術】車両の前部車体のフレーム下部にサブフ
レームを設け、該サブフレームにサスペンションやエン
ジンをマウントすると共に、車両の前面衝突時の大荷重
の入力に対して有効な衝突エネルギ吸収機能を発生させ
ることが、従来より開発され、例えば実開平4−518
4号公報にて開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図4に
示すように、サブフレームaは、レイアウト上の制約か
ら、サスペンションやエンジン等のマウント機能を優先
させることになるから、途中に下方へ屈曲する曲り部b
をもち、この曲り部bにてサブフレームaの前方部分が
車体フレームcに対し下方にオフセットした構造となる
ことが多い。このように曲り部bをもったサブフレーム
構造は、前面衝突時の有効な抗力部材としては極めて不
利である。この曲り形状のサブフレームaに目標とする
抗力部材としての機能をもたせるには、サブフレームa
の板厚を厚くすることによって対処するのが一般的であ
るが、板厚を上げると重量が増大しコストが嵩むといっ
た課題が生じる。
【0004】更に、曲り部のあるサブフレームを備えた
前部車体の衝突時のG波形(エネルギ吸収波形)は、図
6の実線示のような特性を示す。
【0005】即ち、図5(A)に示す衝突初期からほぼ
リニアに抗力が増大し、図5(B)のようにバンパビー
ムが潰れることで、図6のに示すように、一時的に抗
力が減少する。バンパビームが完全に潰れると、図5
(C)に示すように、車体フレームcとサブフレームa
との座屈抗力が発生し、再びほぼリニアに抗力が増大す
る。しかし、図6のに示す抗力のピークを越えると、
図5(D)に示すようにサブフレームaの曲り部bにて
曲げ変形がはじまり、それに伴って車体フレームcも曲
りはじめ、抗力が減少傾向に転じる。その抗力減少途中
で一時的に抗力の増大が現れるが、これは図5(E)に
示すようにサブフレームaの曲りが車体フレームcを押
しあげることによって生じるものであり、衝突エネルギ
の吸収効果に影響を与えるほどのものではない。
【0006】サブフレームaの板厚を上げて抗力増大を
はかろうとすると、図6の点線示のように、実線示の特
性とほぼ同じ形の波形にて全体的に抗力が増大するだけ
で、ピークを過ぎたら抗力が急激に減少傾向をたどる、
という特性は変わらない。
【0007】衝突エネルギを効果的に吸収するには、抗
力のピークがある程度の時間持続する波形となることが
望ましいが、上記のようにサブフレームaの曲り変形の
発生により、ピークを過ぎると抗力が急激に減少傾向を
たどる特性になり、サブフレームaの板厚を上げても効
果的な衝突エネルギ吸収効果を得ることは難しい、とい
う課題を有している。
【0008】本発明は上記のような従来の課題を解決す
ることを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記のように
縦フレーム途中に曲り部を有し前側部分が後側部分より
下方にオフセットしているサブフレームにおいて、上記
曲り部或は前側部分の上面部上に箱形断面をなすクラッ
シュボックスを取付け、前面衝突時にサブフレームの縦
フレームが曲り部から曲げ変形しようとしたとき、該ク
ラッシュボックスがサブフレームの前部マウント部や車
体フレームに押し潰され、これにより衝突エネルギの吸
収機能の向上がはかれるようにしたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
乃至図3を参照して説明する。
【0011】図1において、1,1は車両の車体前部即
ちエンジンルームの左右の側壁に沿って縦通する左右の
車体フレームであり、該車体フレーム1は、従来より周
知のように箱形断面をなす。
【0012】2はサブフレームであり、該サブフレーム
2は、上記車体フレーム1の下面部に取付固定される左
右の縦フレーム3,3と、該縦フレーム3,3を前部と
後部とで連結する前側横フレーム4及び後側横フレーム
5とから構成され、上記縦フレーム3,前側横フレーム
4及び後側横フレーム5はそれぞれ箱形断面部材にて構
成される。
【0013】縦フレーム3の前後方向のほぼ中間部には
下方に屈曲する曲り部31が形成され、該曲り部31に
て、車体フレーム1の下面部にほぼ沿う縦フレーム3の
後側部分32に対し、前側部分33が下方にオフセット
し、曲り部31から前側部分33の前端部にかけて車体
フレーム1の下面部との間に隙間が形成される構造とな
っている。前側部分33の前端部付近に上方へ突出する
前部マウント部33aが設けられ、後側部分32の後部
に設けられる後部マウント部32aと該前部マウント部
33aとでサブフレーム2が車体フレーム1の下面部に
取付けられる構成となっている。
【0014】上記縦フレーム3の曲り部31の上面部に
は、箱形断面をなすクラッシュボックス6が溶接による
固着若しくはボルト等による固定にて取付けられ、該ク
ラッシュボックス6車体フレーム1の下面部と縦フレ
ーム3の曲り部31との間の隙間内に介在することによ
って、該隙間を実質的に縮小する構造となっている。ク
ラッシュボックス6の取付位置は、図示の曲り部31に
限らず、曲り部31より前方の前側部分33の上面部に
取付けても良く、該クラッシュボックス6の高さ,幅及
び長さは任意に設定できる。このクラッシュボックス6
は、サブフレーム2を構成する板材より薄い板材にて構
成されるが、1枚の薄板で一体に構成しても良いし、ま
た複数の薄板を溶接して構成しても良い。
【0015】上記の構成において、車両の前面衝突時の
車体フレーム1及びサブフレーム2の変形態様は、図2
の(A),(B),(C)に順次示す通りであり、その
ときの衝突エネルギ吸収特性は、図3の実線示のG波形
に示す通りである。
【0016】即ち、衝突初期から抗力はほぼリニアに増
大し、バンパビームの潰れにて図3のに示すように抗
力が少し減少した後、車体フレーム1及びサブフレーム
2の縦フレーム3の座屈抗力が発生して抗力がリニアに
増大する。ここまでのG波形は図6に示す従来構造のG
波形と同じである。
【0017】図3のに示すように抗力がピークに達
し、縦フレーム3の曲り部31よりの曲りが発生する
と、抗力は減少傾向に入るが、縦フレーム3が曲り始め
ると、図2(B)から(C)のように、クラッシュボッ
クス6が車体フレーム1の下面部に押しつけられると共
に、前部マウント部33aに押されて、上下方向及び前
後方向に徐々に潰され、このクラッシュボックス6の潰
れ変形の抗力発生にて、図3のに示すように、G波形
が再び上昇する。そして、該クラッシュボックス6の潰
れ変形抗力と、該クラッシュボックス6により縦フレー
ム3の曲りがある程度抑えられることによる該縦フレー
ム3の座屈変形時間の延長とで、抗力がピークに近い高
い値を示す状態が所定時間続き、従来構造の場合に比
し、斜線を付した部分だけ効果的に衝突エネルギの吸
収を行なうことができる。
【0018】上記図3の実線示の衝突エネルギ吸収特性
は、クラッシュボックス6の高さ,幅,長さ,板厚,取
付位置等のチューニングを行なうことにより、例えば図
3の鎖線示のような衝突エネルギ吸収特性を得るように
することも可能であり、サブフレーム2を異なる車種に
兼用する場合の衝突エネルギ吸収特性のチューニングを
クラッシュボックス6だけで容易に行なうことができ
る。
【0019】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、左右の車
体フレームの下面部に接合固定される左右の縦フレーム
と、該左右の縦フレームを前部と後部とで連結する前側
横フレーム及び後側横フレームとからなるサブフレーム
であって、上記縦フレームに下向きに屈曲する曲り部が
形成され後方部分に対し前方部分が下方にオフセットし
ているものにおいて、縦フレームの曲り部又は前側部分
の上面部に、箱形断面をなすクラッシュボックスを取付
けたことにより、前面衝突時における縦フレームの曲り
変形発生時、該クラッシュボックスが潰れ変形すること
で、衝突エネルギ吸収機能の向上をはかることができる
と共に、衝突エネルギ吸収特性のチューニングを上記ク
ラッシュボックスにて容易に行なうことができるもの
で、クラッシュボックスが比較的薄い板材で構成され重
量増加とならないこと、コストが安価で組付けが容易で
あること等と相俟って、実用上多大の効果をもたらし得
るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すもので、(A)は斜
視図、(B)は(A)のB−B断面図である。
【図2】(A),(B)及び(C)は、前面衝突時の車
体フレーム及びサブフレームの変形態様を順次示す側面
説明図である。
【図3】本発明の前面衝突時における衝突エネルギ吸収
特性を説明する図である。
【図4】従来のサブフレーム構造の一例を示す斜視図で
ある。
【図5】(A)乃至(E)は、図5に示すサブフレーム
を装備した車両の前面衝突時の変形態様を順次示す側面
説明図である。
【図6】従来構造のものの前面衝突時の衝突エネルギ吸
収特性を説明する図である。
【符号の説明】
1 車体フレーム 2 サブフレーム 3 縦フレーム 4 前側フレーム 5 後側フレーム 6 クラッシュボックス 31 曲り部 32 後側部分 32a 後部マウント部 33 前側部分 33a 前部マウント部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−50084(JP,A) 特開 平5−8755(JP,A) 特開 平3−139474(JP,A) 特開 昭63−263177(JP,A) 実開 平3−55381(JP,U) 実開 平3−91282(JP,U) 実開 昭58−35471(JP,U) 実開 平4−5184(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B62D 25/08 B62D 21/15

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 前部車体の左右の車体フレームの下部に
    取付けられるサブフレームであって、前後方向の途中の
    曲り部にて前方部分が車体フレームの下方に所定の間隔
    を隔てて位置するものにおいて、サブフレームの上記曲
    り部上に、箱形断面をなすクラッシュボックスを固定
    し、該クラッシュボックスが上記サブフレームの曲り部
    と車体フレームとの間隔内に介在する構成としたことを
    特徴とする車両の前部車体構造。
  2. 【請求項2】 前部車体の左右の車体フレームの下部に
    取付けられるサブフレームであって、前後方向の途中の
    曲り部にて前方部分が車体フレームの下方に所定の間隔
    を隔てて位置するものにおいて、サブフレームの上記曲
    り部より前方の部分の上面部に、箱形断面をなすクラッ
    シュボックスを固定し、該クラッシュボックスが上記
    ブフレームの前側部分と車体フレームとの間隔内に介在
    する構成としたことを特徴とする車両の前部車体構造。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の車両の前部車体
    構造において、サブフレームの前側部分の前端部には前
    部マウント部が上向きに突出形成され、該前部マウント
    部にて前側部分を車体フレーム下部に取付ける構成とな
    っており、サブフレーム上に固定したクラッシュボック
    スは、車両の前面衝突時、車体フレームと前部マウント
    部とで押し潰されるようになっていることを特徴とする
    車両の前部車体構造。
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JP4558137B2 (ja) * 2000-04-28 2010-10-06 富士重工業株式会社 車両の車体前部構造
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