JP3599327B2 - 車両の前部車体構造 - Google Patents

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    • B62D21/15Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B62D21/152Front or rear frames

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オフセット衝突した場合に、より確実に衝突時の衝撃を吸収して車室の変形を抑える車両の前部車体構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
衝突時の衝撃を緩和するための車両の前部車体構造としては、例えば、特許第2516212号公報「自動車の前部車体構造」が知られている。
上記公報の第1図には、車体前後方向にフロントサイドフレーム6(符号については、公報に記載されているものを使用した。以下同様。)を延ばし、このフロントサイドフレーム6の側方に設けたホイールハウス2の上部縁部及び前部縁部に沿ってエプロンフレーム7を湾曲させるとともにエプロンフレーム7の前部を車体前方に延ばし、上記したフロントサイドフレーム6とエプロンフレーム7の前部とを補強部材8,9で連結した前部車体構造が記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、他の車両のサイドフレームやバンパビームが、フロントサイドフレーム6を外れてエプロンフレーム7に衝突すれば、エプロンフレーム7が変形して衝突の衝撃を吸収するが、衝突の相手車両のサイドフレームやバンパビームの位置が高くてエプロンフレーム7の先端を上側へ外れた場合には、相手車両がエプロンフレーム7の上方に乗り上げ、エプロンフレーム7で衝撃を吸収することができなくなる。
【0004】
そこで、本発明の目的は、相手車両のサイドフレーム(サイドメンバ)側が自車のサイドメンバを外れてオフセット衝突した場合でも、確実に衝突時の衝撃を吸収して車室の変形を抑えることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1は、車室側から前方へ左右一対のサイドメンバを延ばし、これらのサイドメンバの車幅方向外側にそれぞれ前輪を配置する車両において、この車両のフロントピラーから前方にアッパメンバを延ばし、このアッパメンバの先端に設けた骨格部材を、アッパメンバから前方に延長させた延長部と、この延長部の先端からほぼ鉛直に垂らした縦長形状の鉛直部とから構成し、この鉛直部を前輪の前方に配置するとともに、鉛直部の下端部をサイドメンバよりも下方に配置し、鉛直部の下端部をサイドメンバ側に下端連結部材で連結したことを特徴とする。
【0006】
車両同士の衝突において、相手車両のサイドメンバ先端やバンバビームが、自車のサイドメンバよりも車幅方向外側に衝突した場合に、骨格部材で衝突時の衝撃を緩和することでフロントピラーに過度の衝撃が伝わるのを防止することができ、車室の変形を抑えることができる。更に、骨格部材に鉛直部を設けたことで、衝突する相手車両によってサイドメンバやバンパビームの高さが異なる場合でも、骨格部材にサイドメンバやバンパビームをより確実に当てることができ、車室の変形をより一層防止することができる。
また、骨格部材の剛性、特に車幅方向に加わる荷重に対する剛性を下端連結部材で高めるとともに、骨格部材をサイドメンバと一体的にして衝突時の衝撃をより吸収しやすくすることができる。
【0007】
請求項2は、骨格部材を、サイドメンバに第2連結部材で連結したことを特徴とする。
骨格部材の剛性を第2連結部材で高めるとともに、骨格部材をサイドメンバと一体的にして衝突時の衝撃をより吸収しやすくすることができる。
【0008】
請求項3は、第2連結部材を、骨格部材に取付ける側がサイドメンバに取付ける側よりも車体前方になるように傾斜させ渡したことを特徴とする。
第2連結部材によって、骨格部材の車体前後方向の剛性を高めることができ、衝突時の衝撃を骨格部材及びサイドメンバでより一層吸収しやすくすることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図1は本発明に係る車両の前部車体構造を説明する要部斜視図であり、車両の前部車体としてのフロントボデー10は、車室のフロアパネル側(不図示)から、車室とエンジン室とを隔てるダッシュパネル11の下部を通して車体前方(図中の白抜き矢印(front)は車体前方を表す。以下同様。)に左右一対のサイドメンバとしてのフロントサイドメンバ12,12(片側のフロントサイドメンバ12は不図示)を延ばし、これらのフロントサイドメンバ12,12の先端にバンパビーム13を渡して取付け、フロントピラーとしてのフロントピラーロア14,14(片側のフロントピラーロア14は不図示)からアッパメンバ15,15(片側のアッパメンバ15は不図示)を延ばし、一方のアッパメンバ15(ここでは運転席側のアッパメンバとする。)の先端に本発明の骨格部材16を取付け、この骨格部材16を、フロントサイドメンバ12側から延ばした下端連結部材としての第1連結部材17及び傾斜連結部材としての第2連結部材18に連結した状態を示す。
【0010】
ここで、21,21(片側の符号21は不図示)はフロントサイドメンバ12の先端部から下方に延ばしたサイドダウンメンバであり、前述の第1連結部材17の一端を連結した部材である。また、22は左右のサイドダウンメンバ21,21に渡したバルクヘッドロアビーム、23は片側の前輪である。
【0011】
図2は本発明に係る車両の前部車体構造を説明する要部側面図であり、骨格部材16は、アッパメンバ15から前方下方に傾斜させた延長部としての傾斜部27と、この傾斜部27の先端からほぼ鉛直に垂らした垂下部としての鉛直部28とからなり、この鉛直部28の下端を第1連結部材17に連結し、鉛直部28の上端を第2連結部材18に連結した部材である。なお、31は前輪23から車体に伝わる衝撃を緩和するダンパ及びスプリングからなるストラットである。
【0012】
図3は本発明に係る車両の前部車体構造を説明する要部平面図であり、フロントサイドメンバ12と骨格部材16とを、サイドメンバ12側から車幅方向外側に延ばした第1連結部材17と、骨格部材16に取付ける側がフロントサイドメンバ12に取付ける側よりも車体前方になるように傾斜させた第1連結部材18とで連結したことを示す。なお、33は前述のストラット31(図2参照)の上端を取付けるストラット取付部である。
【0013】
図4(a)〜(c)は本発明に係る骨格部材及び第1・第2連結部材の断面を説明する断面図である。
(a)は図3のa−a線断面図であり、骨格部材16の断面を示す。骨格部材16は左右に2個の断面コ字部材35,36を合わせて閉断面構造にした部材である。
【0014】
(b)は図3のb−b線断面図であり、第1連結部材17の断面を示す。第1連結部材17は上下に2個の断面コ字部材37,38を合わせて閉断面構造にした部材である。
(c)は図3のc−c線断面図であり、第2連結部材18の断面を示す。第2連結部材18は断面コ字状の部材である。
【0015】
以上に述べた車両の前部車体構造の作用を次に説明する。
図5(a),(b)は本発明に係る車両の前部車体構造の作用を説明する第1作用図であり、実際の車両同士のオフセット衝突について説明する。
(a)は、車両41と車両42とを向き合わせ、それぞれの車両41,42を矢印の向きに走行させてオフセット衝突試験を実施する状態を側面図で示す。
車両41は前述の骨格部材16(図2参照)を備えた試験車両(例えば、軽自動車)であり、車両42は例えば車両41よりも大型の衝突車両である。
【0016】
(b)は(a)の平面図であり、車両41の最大幅W(ドアミラーは除く)に対して所定割合のオーバラップ量W1だけそれぞれの車両41,42の運転席側(この場合は車両41,42のそれぞれの右側)の側面からオーバラップさせて衝突させるオフセット衝突の条件を設定した状態を示す。
この場合、車両41の最大幅Wに対してオーバラップ量W1を比較的小さくすることで、車両41に設けた骨格部材16(図2参照)の効果を確認する。
【0017】
図6は本発明に係る車両の前部車体構造の作用を説明する第2作用図であり、車両41の右前部側面部と車両42の右前部側面部とが衝突した直後の状態を示す。車両42は車両41の右前部側面部と衝突して車両41側に侵入している。
【0018】
図7は本発明に係る車両の前部車体構造の作用を説明する第3作用図であり、衝突した車両41の右前部側面部の状態を示す。なお、車両41の右側のフロントフェンダは外した状態にある。
車両41の骨格部材16は、車両後方へ変形して前輪23の前部に当たっている。また、前輪23は車体後方へ移動し、フロントピラーロア14に当たっている。
【0019】
図8(a),(b)は本発明に係る車両の前部車体構造の作用を説明する第4作用図であり、(a)及び(b)共に車両41及び車両42の前部を模式的に表した平面図である。
(a)は、オフセット衝突前の状態を示す。車両41は、ダッシュパネル11側からフロントサイドメンバ12,12を延ばし、これらのフロントサイドメンバ12,12のそれぞれの先端にバンパビーム13を取付け、左右のフロントピラーロア14,14の一方から前方にアッパメンバ15を延ばし、このアッパメンバ15に骨格部材16を取付け、この骨格部材16にフロントサイドメンバ12側から延ばした第1・第2連結部材17,18を連結したものである。なお、45,45はフロントピラーロア14,14にそれぞれ開閉可能に取付けたフロントドアである。
【0020】
車両42は、基本的には車両41と同様な構造であり、ダッシュパネル111、フロントサイドメンバ112,112、バンパビーム113、フロントピラー114,114、フロントドア145,145を備える。
【0021】
(b)は、車両41と車両42とがオフセット衝突した状態を示す。即ち、図6の状態であり、車両42の一方のフロントサイドメンバ112が(実際には、バンパビーム113を介してフロントサイドメンバ112が)、車両41のフロントサイドメンバ12から車幅方向外側へ外れて車両41の骨格部材16に衝突し、車両41側では骨格部材16を変形させることで衝突時の衝撃を吸収したことを示す。この結果、車両41のフロントピラーロア14には過度の衝撃が加わらず、フロントピラーロア14の変形は小さく、また、フロントドア45の変形も小さく、車室46の変形を抑えることができる。
【0022】
更に、車両41の骨格部材16が衝突時の衝撃を吸収することで、車両41に衝突した車両42の衝突時の衝撃をも吸収することができ、車両42側の変形、例えば、フロントドア145、車室146の変形を抑えることができる。
【0023】
図9は本発明に係る車両の前部車体構造の作用を説明する第5作用図であり、第1・第2連結部材17,18の作用を説明する。
車両41(図8(a)参照)の骨格部材16に車両42(図8(a)参照)のフロントサイドメンバ112が白抜き矢印の向きに当たって骨格部材16に矢印(1)の向きに衝撃が加わると、骨格部材16とフロントサイドメンバ12とを一体的に連結する第1連結部材17に破線の矢印(2)の向きに衝撃が伝わり、この衝撃が破線の矢印(3)の向きにフロントサイドメンバ12へと伝わるため、骨格部材16の他にフロントサイドメンバ12でも衝撃を受け止めることができる。
【0024】
また、骨格部材16から第2連結部材18を介してフロントサイドメンバ12に衝撃を矢印(4)(5)の向きに第1連結部材17に比べてよりスムーズに伝えることができるため、この衝撃をフロントサイドメンバ12で受けることができ、骨格部材16及びフロントサイドメンバ12でより大きな衝撃を支えることができるとともに吸収することができる。
【0025】
図10(a),(b)は車両の前部車体構造の作用を説明する作用図であり、(a)は本発明の実施の形態における骨格部材への他車の衝突を示し、(b)は比較例における骨格部材への他車の衝突を示す。
(a)において、車両41へ、地面48からの高さがh1の他の車両のバンパビーム113及びフロントサイドメンバ112が衝突した場合、あるいは地面48からの高さがh1よりも高い高さh2のバンパビーム123及びフロントサイドメンバ122が衝突した場合でも、このときの衝突の衝撃を骨格部材16を構成する縦長形状の鉛直部28に当てて吸収することができる。即ち、衝突する相手車両のフロントバンパの高さが異なっても、より確実に相手車両のフロントバンパのバンパビーム123を自車の骨格部材16に当ててより一層衝撃を吸収しやすくすることができる。
【0026】
(b)の比較例において、フロントピラーロア200から前方へエプロンフレーム201を延ばした車両202へ、地面48からの高さh1のバンパビーム113及びフロントサイドメンバ112が衝突した場合には、バンパビーム113及びフロントサイドメンバ112がエプロンフレーム201に当り、このときの衝撃をエプロンフレーム201で吸収するが、車両202へ、例えば、地面48からの高さがh2のバンパビーム123及びフロントサイドメンバ122が衝突した場合には、エプロンフレーム201の先端にバンパビーム123が当らず、バンパビーム123及びフロントサイドメンバ122は、エプロンフレーム201上に乗り上げ、エプロンフレーム201で衝突の衝撃を吸収することができず、車室側に変形を与えることが考えられる。
【0027】
尚、本発明では、骨格部材を2つの直線部である延長部と鉛直部とから構成したが、これに限らず、前輪の上方を越えるとともに前輪の前方に垂らした曲線状の部材で構成してもよいし、又は曲線と直線とからなる部材で構成してもよい。
また、本発明では、骨格部材は、フロントピラーから前方へ延ばしたアッパメンバの前端に別体として取付けてもよいし、アッパメンバに一体成形してもよい。
【0028】
以上の図2、図3及び図8(a),(b)に説明したように、本発明は第1に、車室46側から前方へ左右一対のフロントサイドメンバ12,12を延ばし、これらのフロントサイドメンバ12,12の外側にそれぞれ前輪23を配置する車両41において、前輪23の上方を越える傾斜部27と、この傾斜部27の前端からほぼ鉛直に立ち下げることで前輪23の前方に垂らした鉛直部28とからなる骨格部材16を、車両41のフロントピラーロア14から前方へ延ばしたアッパメンバ15の前端に設けたことを特徴とする。
【0029】
車両41,42同士の衝突において、相手車両42のフロントサイドメンバ112先端やバンバビーム113が、自車のフロントサイドメンバ12よりも車幅方向外側に衝突した場合に、骨格部材16で衝突時の衝撃を緩和することでフロントピラーロア14に過度の衝撃が伝わるのを防止することができ、車室46の変形を抑えることができる。更に、骨格部材16に鉛直部28を設けたことで、衝突する相手車両によってフロントサイドメンバやバンパビームの高さが異なる場合でも、骨格部材16にフロントサイドメンバやバンパビームをより確実に当てることができ、車室46の変形をより一層防止することができる。
【0030】
本発明は第2に、骨格部材16の鉛直部28の下端をフロントサイドメンバ12側に第1連結部材17で連結したことを特徴とする。
骨格部材16の剛性、特に車幅方向に加わる荷重に対する剛性を第1連結部材で高めるとともに、骨格部材16をフロントサイドメンバ12と一体的にして衝突時の衝撃をより吸収しやすくすることができる。
【0031】
本発明は第3に、骨格部材16とフロントサイドメンバ12との間に、骨格部材16に取付ける側がフロントサイドメンバ12に取付ける側よりも車体前方になるように傾斜させた第2連結部材18を渡したことを特徴とする。
第2連結部材18によって、骨格部材16の車体前後方向の剛性を高めることができ、衝突時の衝撃を骨格部材16及びフロントサイドメンバ12でより一層吸収しやすくすることができる。
【0032】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項1の車両の前部車体構造は、車両のフロントピラーから前方にアッパメンバを延ばし、このアッパメンバの先端に設けた骨格部材を、アッパメンバから前方に延長させた延長部と、この延長部の先端からほぼ鉛直に垂らした縦長形状の鉛直部とから構成し、この鉛直部を前輪の前方に配置するとともに、鉛直部の下端部をサイドメンバよりも下方に配置し、鉛直部の下端部をサイドメンバ側に下端連結部材で連結したので、車両同士の衝突において、相手車両のサイドメンバ先端やバンバビームが、自車のサイドメンバよりも車幅方向外側に衝突した場合に、骨格部材で衝突時の衝撃を緩和することでフロントピラーに過度の衝撃が伝わるのを防止することができ、車室の変形を抑えることができる。更に、骨格部材に鉛直部を設けたことで、衝突する相手車両によってフロントサイドメンバやバンパビームの高さが異なる場合でも、骨格部材にフロントサイドメンバやバンパビームをより確実に当てることができ、車室の変形をより一層防止することができる。
また、骨格部材の剛性、特に車幅方向に加わる荷重に対する剛性を下端連結部材で高めるとともに、骨格部材をサイドメンバと一体的にして衝突時の衝撃をより吸収しやすくすることができる。
【0033】
請求項2の車両の前部車体構造は、骨格部材を、サイドメンバに第2連結部材で連結したので、骨格部材の剛性を第2連結部材で高めるとともに、骨格部材をサイドメンバと一体的にして衝突時の衝撃をより吸収しやすくすることができる。
【0034】
請求項3の車両の前部車体構造は、第2連結部材を、骨格部材に取付ける側がサイドメンバに取付ける側よりも車体前方になるように傾斜させ渡したので、第2連結部材によって、骨格部材の車体前後方向の剛性を高めることができ、衝突時の衝撃を骨格部材及びサイドメンバでより一層吸収しやすくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る車両の前部車体構造を説明する要部斜視図
【図2】本発明に係る車両の前部車体構造を説明する要部側面図
【図3】本発明に係る車両の前部車体構造を説明する要部平面図
【図4】本発明に係る骨格部材及び第1・第2連結部材の断面を説明する断面図
【図5】本発明に係る車両の前部車体構造の作用を説明する第1作用図
【図6】本発明に係る車両の前部車体構造の作用を説明する第2作用図
【図7】本発明に係る車両の前部車体構造の作用を説明する第3作用図
【図8】本発明に係る車両の前部車体構造の作用を説明する第4作用図
【図9】本発明に係る車両の前部車体構造の作用を説明する第5作用図
【図10】車両の前部車体構造の作用を説明する作用図
【符号の説明】
12…サイドメンバ(フロントサイドメンバ)、14…フロントピラー(フロントピラーロア)、15…アッパメンバ、16…骨格部材、17…下端連結部材(第1連結部材)、18…第2連結部材、23…前輪、27…延長部(傾斜部)、28…垂下部(鉛直部)、46…車室。

Claims (3)

  1. 車室側から前方へ左右一対のサイドメンバを延ばし、これらのサイドメンバの車幅方向外側にそれぞれ前輪を配置する車両において、
    この車両のフロントピラーから前方にアッパメンバを延ばし、このアッパメンバの先端に設けた骨格部材を、前記アッパメンバから前方に延長させた延長部と、この延長部の先端からほぼ鉛直に垂らした縦長形状の鉛直部とから構成し、この鉛直部を前記前輪の前方に配置するとともに、鉛直部の下端部を前記サイドメンバよりも下方に配置し、
    鉛直部の前記下端部をサイドメンバ側に下端連結部材で連結したことを特徴とする車両の前部車体構造。
  2. 前記骨格部材は、前記サイドメンバに第2連結部材で連結したことを特徴とする請求項1記載の車両の前部車体構造。
  3. 前記第2連結部材は前記骨格部材に取付ける側が前記サイドメンバに取付ける側よりも車体前方になるように傾斜させ渡したことを特徴とする請求項2記載の車両の前部車体構造。
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