JP4830499B2 - 車両前部構造 - Google Patents

Description

本発明は車両前部構造に関し、特にラジエータの路面との干渉を防止する車両前部構造に関する。

サスペンションアームを支持すると共に、車体に支持されるサブフレームと、サブフレームの車両前後方向前方に配置されたラジエータと、を備える車両前部構造においては、高い段差を後退しながら下りるとき、ラジエータが段差部分で路面に衝突する場合があるという問題が知られている。
ところで、ラジエータ等の車両前部に搭載される部材を保護するための技術として、特許文献１に示すものが知られている。この特許文献１では、車両のサイドフレームから当該サイドフレームよりも車両前後方向前側に突出した車体フレームにかけて、ブラケットを掛け渡すことで、車両が前方の障害物と衝突したときに、当該サイドフレームと車体フレームの間に配置されるラジエータ等が損傷するのを防止している。
特開平６−２７０８３８号公報

上記問題は、特許文献１に示す技術によっても回避することができるが、当該技術では車両前方からの衝突入力によるラジエータの損傷を避ける目的からサブフレームを前方の車体フレームに掛け渡さなければならず、例えば、車体フレームの前方への突出量が小さい場合や、サブフレームと車体フレームの間にスペースがない場合等、レイアウトによっては、上記技術を適用できない場合があった。
本発明は上述のような問題点に鑑みてなされたものであり、種々の車両に適用でき、後退しながら段差を下りる際に、確実にラジエータと路面との衝突を防止可能な車両前部構造を提供する。

上記課題を解決するために、本発明による車両前部構造は、車体フレームの下側に弾性支持されるサブフレームと、前記サブフレームの車両前後方向前方に配置されたラジエータと、を備え、前記サブフレームは、車幅方向に間隔を置いて配置され、車両前後方向に延在する１対のサブサイドメンバと、前記１対のサブサイドメンバの前側からそれぞれ上方に延び、前記車体フレームに弾性支持される連結部材と、を備える車両前部構造において、前記サブフレームの前側に取り付けられ、前記サブフレームの下方又は前記ラジエータ側に向けて斜め下方に突出した突起部材を備え、前記突起部材は、前記サブフレームの下方又は前記ラジエータ側に向けて斜め下方に延びる略コ字状部材であり、凹部を車両前後方向前方又は後方に向けて配置されることで、路面との衝突により一部が塑性変形可能に構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、後退しながら段差を下りる際に、確実にラジエータと路面との衝突を防止できる。また、取り付けが容易で、種々の車両に適用できる。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
本実施形態では車両前後方向前側にエンジンを搭載するフロントエンジンの車両構成を例に説明する。図１（ａ）は本実施形態の車両前部構造の概要を示す図である。
車体フレーム２は、車両前後方向に延在する左右一対のフロントサイドメンバ２１と、車幅方向に延びて左右のフロントサイドメンバ２１間を連結する複数のフロントクロスメンバ（不図示）と、から構成される。各フロントサイドメンバ２１は、ダッシュパネル（不図示）部分で下方に屈曲して傾斜部２１ａを構成し、その傾斜部２１ａより車両前後方向後方が車体フロアの下側に配置されるエクステンション部２１ｂとなっている。

上記車体フレーム１の車両前後方向前側にはラジエータ４が配置されると共に、下側にはサブフレーム３が弾性支持される。
サブフレーム３は、図２に示すように、フレーム本体３１と、連結部材３２と、を備えて構成される。図２のサブフレーム３は、独立懸架式のサスペンションを構成するものであり、左右のサスペンションアーム（図示せず）を揺動可能に結合することで、車輪を車体に連結する。また、上記サスペンションアーム等のサスペンションを構成する部材の他に、図２のサブフレーム３にはエンジンも搭載される。
フレーム本体３１は、フロントサイドメンバ２１と上下に対向して車幅方向に延びる左右のサブサイドフレーム３１ａ，３１ａと、その左右のサブサイドフレーム３１ａ，３１ａ間を連結する前後のサブクロスフレーム３１ｂ，３１ｂと、を備え井桁状に形成されている。

連結部材３２は、サブサイドフレーム３１ａの前端とサブクロスフレーム３１ｂとの結合部分からこれと上下で対向するフロントサイドメンバ２１まで延設され、これらサブサイドフレーム３１ａ及びサブクロスフレーム３１ｂとフロントサイドメンバ２１とを連結している。連結部材３２は、サブサイドフレーム３１ａに一体的に結合する。一方、結合する連結部材３２の上部は、筒状となって、その内周にインシュレータ３３を嵌合しており、これを介してフロントサイドメンバ２１に結合している。インシュレータ３３は、軸を上下に向けて配置される内筒と、内筒の外周にこれと同軸に配置される外筒と、内筒及び外筒の間に介装される弾性体と、を備え、外筒が連結部材３２に嵌合されると共に、内筒内を貫通するボルトによってフロントサイドメンバ２１に固定されている。このように、連結部材３２とフロントサイドメンバ２１とを弾性体を介して結合し、結合部分の拘束力を小さくすることで、車両前後方向の衝突入力があった場合に、サブフレーム３の変形に伴うフロントサイドメンバ２１の曲げ変形を誘発しにくくし、圧縮変形が支配的となるようにしている。

そして、本実施形態において、上記サブフレーム３の車両前後方向前側に配されたサブクロスフレーム３１ｂに、左右１対のラジエータガード５，５が取り付けられている。このラジエータガード５が、本発明の突起部材に相当する。左右１対のラジエータガード５，５は、サブクロスフレーム３１ｂのうち、ラジエータ４の車幅方向両端部の後方又は当該後方の部分よりも車幅方向外側の部分に配置されている。図３（ａ）に、ラジエータガード５の斜視図、及び、その斜視図の下に車両への取り付け状態を説明する側面図を示す。各ラジエータガード５は、サブクロスフレーム３１ｂの下側からラジエータ４に向かって斜め下方に突出した略コ字状部材である。当該略コ字状部材の凹部３４ａは車両前後方向後方に向けて配置されている。また、ラジエータガード５は、車両前後方向両側から最下端部５ｂに向かうにつれて突出した前後の傾斜面５ｃ、５ｃを備える。その最下端部５ｂはラジエータ４よりも下方に突出するものの、平坦な路面に干渉しない長さとなっている。
なお、本実施形態ではラジエータガード５は鋼より形成され、サブクロスフレーム３１ｂには溶接により取り付けられている。

次に、図２（ｂ）〜（ｄ）を参照して、本実施形態の作用、効果について説明する。
図２（ｂ）〜（ｄ）は車両が後退しながら縁石などの段差を通過する場合の車両前部の様子を示す概念図である。図２（ｂ）は、後輪（図示せず）が段差を通過した後、前輪ＦＷが段差を通過する前の状態を示す。
その状態から後退して、前輪ＦＷが段差を通過すると、これに続いて車両前部も下段に向けて斜め下方に移動する。しかし、車体が完全に下段上に移動するまでの間に、車両前後方向前側のサブクロスフレーム３１ｂが段差上に差し掛かったところで、下方に突出したラジエータガード５が上段側路面に衝突する。このとき受ける上向きの反力により、車体前部の軌道が変化し、斜め上方への移動に切り替わり（図２（ｃ））、上段側路面から離れる。これにより、当初のラジエータ４の軌道上に位置した上段側路面が衝突後の軌道から外れ、ラジエータ４自体は衝突することなく下段上に移動することができる。

さらに、衝突時にはラジエータガード５に圧縮力が働くが、ラジエータガード５は、略コ字状に形成されているため、全体として突出長さを略維持しつつ、開放された車両前後方向後ろ側の部分が圧縮方向に若干塑性変形する。これにより、上段側路面に衝突した際の衝突エネルギーは、ラジエータガード５を介してサブフレーム３に全て伝わることなく、一部が塑性変形エネルギーとして吸収される。このため、ラジエータガード５の衝突によって、車体フレーム２ほど剛性が高くはないサブフレーム３が変形するのを防止できる。

例えば、もし衝突エネルギーを全て伝える構造にすると、サブフレーム３が変形するのを回避するために、ラジエータガード５をより剛性の高い車体フレーム２に取り付ける必要が生じる。しかし、その場合には、図１に示すような車両前部構造であると、車体フレーム２から連結部材３２を挟んでサブフレーム３の下方までラジエータガードを延設しなければならない。こうしてラジエータガードが長くなれば、それだけ重くなってしまうほか、ラジエータガード自体の剛性が不足してしまい、１度の衝突で大きく変形し使用不能になるおそれがある。これに対し、本実施形態では、車体フレーム２の下側に弾性支持されるサブフレーム３に、ラジエータガード５を取り付けるため、ラジエータガード５を短くできる。このため、ラジエータガード５自体に、ラジエータの軌跡をコントロールするのに十分な剛性を確保でき、また耐久性も確保できる。また、サブフレーム３に加わる荷重は、上記のように塑性変形を許容することで低減されるので、比較的剛性の小さいサブフレーム３でも十分に成立する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の適用は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

（変形例）
例えば、ラジエータガード５の形状は上記のものに限定されず、例えば、ラジエータガード５が傾斜面５ｃ，５ｃを備えず、例えば、図３の（ｂ）に示すように下端が平坦な面となっているものでもよい。但し、例えば、ラジエータガード５下端部の高さと同等又はそれ以上の高さの段差に前進で乗り上げる際に、最下端部５ｂに向かうにつれて突出する構造にすると、ラジエータガード５が段差面に真正面から衝突することなく、前方に向く傾斜面５ｃが段差面に沿って乗り上げて段差を通過することができる。なお、前進しながら段差に乗り上げる場合と同様に、後退しながら段差に乗り上げる場合も、後方に向く傾斜面５ｃが段差面に沿って乗り上げることで段差を通過することができる。

また、図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、中実部材からなるラジエータガード５を用いることもできる。但し、図３（ａ）に示すようにコ字状部材を用いると、上述のように、下端部が路面と衝突した際にラジエータガード５が塑性変形しやすくなるので好ましい。なお、コ字状部材の車両前後方向後方に向く面を開放せずに、図３（ｄ）に示すように、前方に向く面の方を開放してもよい。また、両方を開放してもよいが、片方のみをコ字状に開放すると、一方の側を塑性変形させつつ、他方の側の形状を維持することができるので、衝突エネルギーを吸収しつつラジエータガード５の地上高を維持することができる。なお、中実部材を用いる場合には、例えば、衝突エネルギーが全てサブフレーム３に伝わらないように、塑性変形可能な硬度の低い材料で形成してもよい。

このほか、図示しないが、ラジエータガード５を斜め下方に突出させずに、サブフレーム３の真下に突出させてもよい。斜め下方に突出させる場合は、ラジエータ４の直ぐ後方にラジエータガード５の最も突出した部分を配置することが可能である。また、斜め下方に突出させる場合は、車両前後方向片側のみを塑性変形させたりるすることが可能である。

また、ラジエータガード５は、上記実施形態のように２つ配置せずに、１つのみ、又は、３つ以上設けてもよい。１つでなく、ラジエータ４の幅と略同等の間隔を置いて、２つを配置することで、段差に向かって直進せずに、斜めから侵入することで、ラジエータ４下端部の路面に対する高さが左右で変わる場合にも対応可能となる。
また、本発明の適用は上記構造のサブフレーム３に限定されず、車体フレーム２やサブフレーム３が種々の構造をとる場合にも適用可能である。例えば、図４に示すように、サブフレーム３に連結部材３２を備えないで、車体フレーム２のフロントサイドメンバ２１が前部で下方に延びてサブフレーム３に接続する構造の場合にも、本発明を適用可能である。

（ａ）は本実施形態の車両から見た車両前部構造を説明する図、（ｂ）〜（ｄ）は、車両が後退しながら段差を下りる様子を説明する図である。 ラジエータガードを取り付けたサブフレームを示す図である（（ａ）は車両側面から見た図、（ｂ）は下面図、（ｃ）は上面図）。 ラジエータガードを説明する図である。 他の構造のサブフレームに本発明を適用した場合を示す図である。

符号の説明

１ 車体フレーム、２ 車体フレーム、２１ フロントサイドメンバ、２１ａ 傾斜部、２１ｂ エクステンション部、３ サブフレーム、４ ラジエータ、３１ フレーム本体、３１ａ サブサイドフレーム、３１ｂ サブクロスフレーム、３２ 連結部材、３３ インシュレータ、５ ラジエータガード、５ａ 凹部、５ｂ 最下端部、５ｃ 傾斜面、ＦＷ 前輪

Claims (3)

1. 車体フレームの下側に弾性支持されるサブフレームと、
   前記サブフレームの車両前後方向前方に配置されたラジエータと、
   を備え、
   前記サブフレームは、車幅方向に間隔を置いて配置され、車両前後方向に延在する１対のサブサイドメンバと、前記１対のサブサイドメンバの前側からそれぞれ上方に延び、前記車体フレームに弾性支持される連結部材と、を備える車両前部構造において、
   前記サブフレームの前側に取り付けられ、前記サブフレームの下方又は前記ラジエータ側に向けて斜め下方に突出した突起部材を備え、
   前記突起部材は、前記サブフレームの下方又は前記ラジエータ側に向けて斜め下方に延びる略コ字状部材であり、凹部を車両前後方向前方又は後方に向けて配置されることで、路面との衝突により一部が塑性変形可能に構成されていることを特徴とする車両前部構造。
2. 前記突起部材は、車幅方向に離れて左右１対設けられ、当該１対の突起部材は、前記ラジエータの車幅方向両端部の略後方又は当該後方の部分よりも車幅方向外側の部分に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車両前部構造。
3. 前記突起部材は、車両前後方向両側から最下端部に向かうにつれて突出していることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両前部構造。

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