JP4403831B2

JP4403831B2 - 車体前部構造

Info

Publication number: JP4403831B2
Application number: JP2004060870A
Authority: JP
Inventors: 浩史玉腰
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-03-04
Filing date: 2004-03-04
Publication date: 2010-01-27
Anticipated expiration: 2024-03-04
Also published as: JP2005247152A

Description

本発明は車体前部構造に関し、特に、自動車等の車体において衝突時の衝撃を吸収する車体前部構造に関する。

従来から、自動車等の車体において衝突時の衝撃を吸収する車体前部構造においては、バンパリインフォースメントの下方でタイヤ前端接地点とバンパカバー下端を結ぶアプローチアングル近傍に下部衝撃吸収部材を配設し、バンパ下部における衝撃吸収性能を向上させた構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、車体フレームの前端下部に揺動するアームを取付け、前突を検知すると、アプローチアングルに影響を与えない跳ね上がった位置にあるアームが下方へ移動し、アームに設けた下部衝撃吸収部材（バンパ）で衝突体を受ける構成が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−２６４１４３号公報特開平１１−１６５６０１号公報

しかしながら、特許文献１では、下部衝撃吸収部材がアプローチアングルより下方へ突出しない位置に配設されている。この結果、衝突体の一部等がフロントバンパの下方をすり抜けて下部衝撃吸収部材に衝突した場合には、下部衝撃吸収部材の衝突体と当接する受圧面が小さくなり、大きな荷重を支持することが出来ない。また、特許文献２では、下方へ移動したアームを車体後方側から支持する部材がないため、大幅な補強を行わないないと大きな荷重を支持することが出来ない。

本発明は上記事実を考慮し、衝突体がフロントバンパの下方をすり抜けて衝撃吸収部材に衝突した場合にも衝撃吸収部材によって大きな荷重を支持できる車体前部構造を提供することが目的である。

請求項１記載の本発明の車体前部構造は、自動車車体の前部の車幅方向両端部に車体前後方向に沿って配置されたサイドメンバと、
車体前後方向に沿った直線状とされ前記サイドメンバの下方に配置されると共に、後端部が車体の下部骨格に後側ヒンジを介して連結された支持手段と、
前記自動車車体の前部のアプローチアングルより車体上方に配設されていると共に、車体側面視において車体前方上側から車体後方下側に向かって傾斜配置され、前端部が前記サイドメンバの前部に前側ヒンジを介して連結され、後端部が前記支持手段の前端部に中間ヒンジを介して連結された衝撃吸収部材と、
を有し、前記衝撃吸収部材と前記支持手段の各取付角度及び前後長は、前記衝撃吸収部材が前記中間ヒンジを中心に車体上方へ回転し車体垂直方向位置となった場合に、前記支持手段は前記後側ヒンジを中心に車体下方へ回転し車体水平位置に対して傾斜した位置から車体水平位置になり、車体前方から車体後方に向かって作用する衝突荷重を前記支持手段の軸力で受けるように設定されていることを特徴とする。

従って、車体の前突によってサイドメンバの前部が潰れた場合には、自動車車体の前部のアプローチアングルより車体上方に配設されていると共に、車体側面視において車体前方上側から車体後方下側に向かって傾斜配置され、前端部がサイドメンバの前部に前側ヒンジを介して連結され、後端部が支持手段の前端部に中間ヒンジを介して連結された衝撃吸収部材が、後端部を回転中心にして車体上方の直立方向へ回転する。この結果、車体前方から車体後向へ向かって当接する衝突体に対して衝撃吸収部材の受圧面積が広くなる。このため、衝突体がフロントバンパの下方をすり抜けて衝撃吸収部材に衝突した場合にも衝撃吸収部材によって大きな荷重を支持できる。また、衝撃吸収部材と支持手段の各取付角度及び前後長によって、車体の前突時に衝撃吸収部材が中間ヒンジを中心に車体上方へ回転し車体垂直方向位置となった場合に、車体前後方向に沿った直線状とされた支持手段は後側ヒンジを中心に車体下方へ回転し車体水平位置に対して傾斜した位置から車体水平位置になるため、車体前方から車体後方に向かって作用する衝突荷重を支持手段の車体前後方向に沿った軸力で受けることができる。また、通常走行時に衝撃吸収部材がアプローチアングルに影響を及ぼすことがない。

請求項１記載の本発明の車体前部構造は、自動車車体の前部の車幅方向両端部に車体前後方向に沿って配置されたサイドメンバと、車体前後方向に沿った直線状とされサイドメンバの下方に配置されると共に、後端部が車体の下部骨格に後側ヒンジを介して連結された支持手段と、前記自動車車体の前部のアプローチアングルより車体上方に配設されていると共に、車体側面視において車体前方上側から車体後方下側に向かって傾斜配置され、前端部がサイドメンバの前部に前側ヒンジを介して連結され、後端部が支持手段の前端部に中間ヒンジを介して連結された衝撃吸収部材と、を有し、衝撃吸収部材と支持手段の各取付角度及び前後長は、衝撃吸収部材が中間ヒンジを中心に車体上方へ回転し車体垂直方向位置となった場合に、支持手段は後側ヒンジを中心に車体下方へ回転し車体水平位置に対して傾斜した位置から車体水平位置になり、車体前方から車体後方に向かって作用する衝突荷重を前記支持手段の軸力で受けるように設定されているため、衝突体がフロントバンパの下方をすり抜けて衝撃吸収部材に衝突した場合にも衝撃吸収部材によって大きな荷重を支持できると共に、車体前方から車体後方に向かって作用する衝突荷重を支持手段の車体前後方向に沿った軸力で受けることができるという優れた効果を有する。また、通常走行時に衝撃吸収部材がアプローチアングルに影響を及ぼすことがないという優れた効果を有する。

本発明における車体前部構造の一実施形態を図１〜図３に従って説明する。

なお、図中矢印ＵＰは車体上方方向を示し、図中矢印ＦＲは車体前方方向を示している。

図１に示される如く、本実施形態の自動車車体１０の前部には、車幅方向両端部に車体前後方向に沿ってサイドメンバ１２が配設されている。また、左右のサイドメンバ１２の前端部１２Ａには、フロントバンパ１４のバンパリインフォースメント１６が架設されており、車体１０が前突（前面衝突）した場合には、バンパリインフォースメント１６に入力する衝突荷重を左右のサイドメンバ１２で受けるようになっている。

サイドメンバ１２の前部はクラッシュボックス１２Ｂとなっており、クラッシュボックス１２Ｂは衝突初期に図２に示される如く、車体前後方向に沿って軸圧縮変形するようになっている。

サイドメンバ１２の後部１２Ｃの下部には、車体の下部骨格としてのフロントクロスメンバ１８が車幅方向に沿って配設されており、フロントクロスメンバ１８はサイドメンバ１２に結合されている。また、サイドメンバ１２の後部１２Ｃの上部には、前輪タイヤ２０のサスペンションタワー２１が配設されている。

フロントクロスメンバ１８の前壁部１８Ａの下部１８Ｂには、後側ヒンジ２２を介して支持手段としての左右一対のアーム２６の後端部２６Ａがヒンジ軸２８を中心に上下方向へ回転可能に軸支されている。

図３に示される如く、アーム２６の前端部２６Ｂには、中間ヒンジ３０を介して金属の板材からなる衝撃吸収部材３２の後端部３２Ａの車幅方向両端部がヒンジ軸３４を中心に上下方向へ回転可能に軸支されている。

図１に示される如く、衝撃吸収部材３２は、車体側面視において車体前方上側から車体後方下側に向かって傾斜配置されている。また、衝撃吸収部材３２の前端部３２Ｂはクラッシュボックス１２Ｂの前端下部に１２Ｄに前側ヒンジ３６を介して連結されており、衝撃吸収部材３２の前端部３２Ｂはヒンジ軸４０を中心に上下方向へ回転可能に軸支されている。

衝撃吸収部材３２は、車体１０の前端下部１０Ａから前輪タイヤ２０の外周２０Ａに引いた接平面Ｐが、地面Ｓとなす最小角度αであるアプローチアングルより車体上方に配設されている。

なお、アプローチアングルの前輪タイヤ２０の半径は静荷重半径であり、ナンバープレートは除外し、車体姿勢は標準積載状態とする。

また、図２に示される如く、車体１０が前突して、クラッシュボックス１２Ｂが軸圧縮変形した場合には、前側ヒンジ３６が車体後方へ相対移動することで、衝撃吸収部材３２がヒンジ軸３４を中心に上方（図２の矢印Ａ方向）へ回転すると共に、アーム２６が後側ヒンジ２２のヒンジ２８軸を中心に下方（図２の矢印Ｂ方向）へ回転するようになっている。

また、衝撃吸収部材３２とアーム２６の各取付角度及び前後長は、衝撃吸収部材３２が図２に示す車体垂直方向位置となると、アーム２６が車体水平位置になるように設定されている。

次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態では、図２に示される如く、他車両等の衝突体Ｋが、車体１０に前突し、サイドメンバ１２の前部のクラッシュボックス１２Ｂが潰れた場合には、側面視において車体前方上側から車体後方下側に向かって傾斜配置され、前端部３２Ｂがクラッシュボックス１２Ｂの前端下部に前側ヒンジ３６を介して連結され、後端部３２Ｂが左右一対のアーム２６の前端部２６Ｂに中間ヒンジ３０を介して連結された衝撃吸収部材３２が、衝撃吸収部材３２の後端部３２Ａ側のヒンジ軸３４を回転中心にして、車体上方の直立方向（図２の矢印Ａ方向）へ回転する。

この結果、車体前方から車体後方へ向かって当接する衝突体Ｋの一部Ｋ１例えば、他車両の前輪タイヤに対して、衝撃吸収部材３２の受圧面積が広くなる。

このため、衝突体Ｋの一部Ｋ１がフロントバンパ１４の下方をすり抜けて衝撃吸収部材３２に衝突した場合にも衝撃吸収部材３２によって大きな荷重を支持できる。

また、本実施形態では、衝撃吸収部材３２とアーム２６の各取付角度及び前後長は、衝撃吸収部材３２が車体垂直方向位置となると、アーム２６が車体水平位置になるように設定されている。この結果、図２に示される如く、前突時に衝撃吸収部材３２が車体垂直方向位置となると、左右一対のアーム２６が車体水平位置になる。このため、車体前方から車体後方に向かって作用する衝突荷重Ｆをアーム２６の車体前後方向に沿った軸力で受け、車体の下部骨格としてのフロントクロスメンバ１８に確実に伝達することができる。

また、本実施形態では、図１に示される如く、衝撃吸収部材３２がアプローチアングルより車体上方に配設されているため、衝撃吸収部材３２がアプローチアングルに影響を及ぼすことがない。

また、本実施形態では、衝撃吸収部材３２をラジエータやエンジンのアンダーカバーとしても使用できる。

以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、衝撃吸収部材３２を金属の板材で構成したが、衝撃吸収部材３２を金属の板材に限定されず、図４に示される如く、衝撃吸収部材３２を金属の網で構成しても良い。また、衝撃吸収部材３２は金属以外の材料と組み合わせても良く、金属以外の材料のみで構成しても良い。

また、上記実施形態では、左右一対のアーム２６の後端部２６Ａを支持する後側ヒンジ２２を車体の下部骨格としてのフロントクロスメンバ１８に固定したが、後側ヒンジ２２を固定する車体の下部骨格はフロントクロスメンバ１８に限定されず、例えば、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示される如く、フロントサイドメンバ５０の下部に配設された車体の下部骨格としてのサブフレーム５２の前壁部５２Ａに左右一対のアーム２６の後端部２６Ａを支持する後側ヒンジ２２を固定した構成としても良い。

また、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示される如く、フロントサイドメンバ５０の後部に下方に向って形成された車体の下部骨格としてのキック部５０Ａの前壁部に左右一対のアーム２６の後端部２６Ａを支持する後側ヒンジ２２を固定した構成としても良い。

また、図３に示される如く、中間ヒンジ３０にストッパ５４を形成し、衝撃吸収部材３２が図２に示す車体垂直方向位置となると、衝撃吸収部材３２がストッパ５４に当接し、衝撃吸収部材３２が車体垂直方向位置に確実に停止する構成としても良い。

また、後側ヒンジ２２、中間ヒンジ３０及び前側ヒンジ３６の構成は上記実施形態の構成に限定されない。

本発明の一実施形態に係る車体前部構造を示す概略側面図である。本発明の一実施形態に係る車体前部構造を示す前突時の状態を示す概略側面図である。本発明の一実施形態に係る車体前部構造の要部を示す車体斜め後方から見た斜視図である。本発明の他の実施形態に係る車体前部構造の要部を示す車体斜め後方から見た斜視図である。（Ａ）は本発明の他の実施形態に係る車体前部構造を示す概略側面図であり、（Ｂ）は本発明の他の実施形態に係る車体前部構造を示す前突時の状態を示す概略側面図である。（Ａ）は本発明の他の実施形態に係る車体前部構造を示す概略側面図であり、（Ｂ）は本発明の他の実施形態に係る車体前部構造を示す前突時の状態を示す概略側面図である。

符号の説明

１０自動車車体
１２サイドメンバ
１２Ａサイドメンバの前端部
１２Ｂクラッシュボックス
１４フロントバンパ
１６バンパリインフォースメント
１８フロントクロスメンバ（車体の下部骨格）
２０前輪タイヤ
２２後側ヒンジ
２６アーム（支持手段）
３０中間ヒンジ
３２衝撃吸収部材
３６前側ヒンジ
５０フロントサイドメンバ
５０Ａフロントサイドメンバのキック部（車体の下部骨格）
５２サブフレーム（車体の下部骨格）

Claims

自動車車体の前部の車幅方向両端部に車体前後方向に沿って配置されたサイドメンバと、
車体前後方向に沿った直線状とされ前記サイドメンバの下方に配置されると共に、後端部が車体の下部骨格に後側ヒンジを介して連結された支持手段と、
前記自動車車体の前部のアプローチアングルより車体上方に配設されていると共に、車体側面視において車体前方上側から車体後方下側に向かって傾斜配置され、前端部が前記サイドメンバの前部に前側ヒンジを介して連結され、後端部が前記支持手段の前端部に中間ヒンジを介して連結された衝撃吸収部材と、
を有し、前記衝撃吸収部材と支持手段の各取付角度及び前後長は、前記衝撃吸収部材が前記中間ヒンジを中心に車体上方へ回転し車体垂直方向位置となった場合に、前記支持手段は前記後側ヒンジを中心に車体下方へ回転し車体水平位置に対して傾斜した位置から車体水平位置になり、車体前方から車体後方に向かって作用する衝突荷重を前記支持手段の軸力で受けるように設定されていることを特徴とする車体前部構造。