JP7185581B2 - 車両前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両前部構造に関する。

従来、サイドフレームおよびサブフレームに連結されるフロントクロスメンバが、直線形状の中央部と、この中央部の両側の部分が端部側に行くに従って下方に傾斜する傾斜部と、この傾斜部の両側にそれぞれ直線状に成形された端部とによって構成されているフレーム構造が知られている（例えば、特許文献１）。

このようなフレーム構造は、前方からの衝撃を受けるフロントクロスメンバの両側に傾斜部が設けられて、サブフレームに対する連結部とサイドフレームに対する連結部とが上下方向においてオフセットされる。これにより、フロントクロスメンバを含む面によって衝撃を受けることになるので、吸収される衝撃エネルギーを増加させることができる。

特開２０００－２０３４５２号

ここで、乗員の傷害を低減させるためには、車両の衝突時において、乗員に作用する衝撃を緩和することだけではなく、乗員の生存空間を確保することも重要である。そして、車両前部構造の剛性を高め、自車両の乗員の生存空間を確保することも考えられるが、車両前部の剛性の高い自車両が、車両前部の剛性の低い他車両と衝突したときには、衝突相手となる他車両の乗員の生存空間を確保することが困難となり、必要以上に衝突相手となる他車両の乗員に傷害を与えかねないという問題点があった。このため、車両の衝突時において、衝突相手である他車両の乗員の生存空間を確保しつつ、自車両の乗員の生存空間を確保することが可能な車両前部構造が望まれていた。

本発明は、係る問題点に鑑み、車両の衝突時において、乗員の生存空間を確保することが可能な車両前部構造を提供することを目的とする。

このような課題を解決するために、本発明に係る車両前部構造は、車両の前後方向に延在する左右一対のメインフレームと、前記メインフレームの周辺に設けられており、前記メインフレームの幅以上の長さであって、前記車両の略左右方向に延在する横部材、及び前記横部材と連結され、前記車両の略上下方向に延在する縦部材により構成される四辺部材と、を有し、前記四辺部材の横動きにより、前記縦部材の一方が前記メインフレームの一方と係合する構成を有することを特徴とする。

また、本発明に係る車両前部構造は、前記メインフレームと、前記縦部材とを離隔する離隔部が設けられていることを特徴とする。

また、本発明に係る車両前部構造において、前記縦部材は、横方向の動きを阻害しない構造で前記メインフレームと係合されることを特徴とする。

また、本発明に係る車両前部構造において、前記縦部材は、前記メインフレームの外側に設けられており、前記メインフレームの外側には、前記縦部材の内側と係合する係合部を備えていることを特徴とする。

また、本発明に係る車両前部構造において、前記縦部材は、前記メインフレームの内側に設けられており、前記縦部材は、外側に突出する凸状部材を備えており、前記メインフレームの外側には、前記凸状部材と係合する係合部を備えていることを特徴とする、

また、本発明に係る車両前部構造において、前記メインフレームは、前記車両の後方側に狭幅する逆ハの字構成であることを特徴とする。

また、本発明に係る車両前部構造において、前記メインフレームは、前記車両の後方側に拡幅するハの字構成であることを特徴とする。

本発明によれば、車両の衝突時において、乗員の生存空間を確保することが可能な車両前部構造を提供することができる。

車両の前部構造を示す図である。 メインフレームと、ラジエータコアサポートとの関係を示す正面図である。 メインフレームと、縦部材との関係を示す上面図である。 衝突時における縦部材と、係合部との関係を示す上面図である。 第２実施形態におけるメインフレームと、ラジエータコアサポートとの関係を示す正面図である。 第２実施形態における係合部と、凸状部材との関係を示す上面図である。 第３実施形態におけるメインフレームを示す上面図である。 第４実施形態におけるメインフレームと、ラジエータコアサポートとの関係を示す上面図である。

（第１実施形態）
以下において、図１～図４を用いて本発明の第１実施形態について説明を行う。

（車両１の前部構造）
まず、図１を用いて、車両１の前部構造について説明を行う。

図１に示す通り、車両１の前部には、メインフレーム２と、アッパフレーム３と、ロアフレーム４と、ラジエータコアサポート５と、が設けられている。

メインフレーム２は、車両１の前後方向に延在して設けられている。また、メインフレーム２は、車両１の正面視右側に設けられた第１メインフレーム２ａと、車両１の正面視左側に設けられた第２メインフレーム２ｂとにより、左右一対に構成されている。

アッパフレーム３は、メインフレーム２の上方に設けられており、車両１の前後方向に延在して設けられている。また、アッパフレーム３は、車両１の正面視右側に設けられた第１アッパフレーム３ａと、車両１の正面視左側に設けられた第２アッパフレーム３ｂとにより、左右一対に構成されている。

ロアフレーム４は、メインフレーム２の下方に設けられており、車両１の前後方向に延在して設けられている。また、ロアフレーム４は、車両１の正面視右側に設けられた第１ロアフレーム４ａと、車両１の正面視左側に設けられた第２ロアフレーム４ｂとにより、左右一対に構成されている。

ラジエータコアサポート５は、メインフレーム２の周辺に設けられており、車両１のエンジンを冷却するためのラジエータが取り付けられる。また、ラジエータコアサポート５は、縦部材６と、横部材７とにより構成されている。

ここで、縦部材６は、横部材７と連結され、車両１の略上下方向に延在して設けられている。また、縦部材６は、車両１の正面視右側に設けられた第１縦部材６ａと、車両１の正面視左側に設けられた第２縦部材６ｂと、により構成されている。

一方で、横部材７は、第１メインフレーム２ａ、及び第２メインフレーム２ｂの幅以上の長さであって、車両１の略左右方向に延在して設けられている。また、横部材７は、メインフレーム２の上方に設けられ、アッパフレーム３と固定される第１横部材７ａと、メインフレーム２の下方に設けられた第２横部材７ｂと、により構成されている。

そして、ラジエータコアサポート５は、第１縦部材６ａと、第２縦部材６ｂと、第１横部材７ａと、第２横部材７ｂと、により井桁形状となっている。

（メインフレーム２と、ラジエータコアサポート５との関係）
次に、図２を用いて、メインフレーム２と、ラジエータコアサポート５との関係について説明を行う。なお、図２は、車両１の前方からメインフレーム２と、ラジエータコアサポート５と、を視た正面図でもある。

図２に示す通り、メインフレーム２は、井桁形状のラジエータコアサポート５の内側に設けられており、メインフレーム２の外側と、縦部材６の内側との間には、第１離隔部８ａと、第２離隔部８ｂとにより構成される離隔部８が設けられている。これにより、メインフレーム２と、縦部材６とが直接接していない構成となっている。

より具体的に説明すると、第１メインフレーム２ａの外側と、第１縦部材６ａの内側との間には、第１離隔部８ａが設けられている。このため、第１離隔部８ａにより、第１メインフレーム２ａと、第１縦部材６ａとが直接接しない構成となっている。

また、第２メインフレーム２ｂの外側と、第２縦部材６ｂの内側との間には、第２離隔部８ｂが設けられている。このため、第２離隔部８ｂにより、第２メインフレーム２ｂと、第２縦部材６ｂとが直接接しない構成となっている。

なお、離隔部８の間隔は、メインフレーム２と、縦部材６とが直接接していない間隔であれば、適宜設定可能である。

（メインフレーム２と、縦部材６との関係）
次に、図３を用いて、メインフレーム２と、縦部材６との関係について説明を行う。なお、図３は、車両１の上方からメインフレーム２と、ラジエータコアサポート５と、を視た上面図でもある。

図３に示す通り、メインフレーム２には、車両１の衝突時において、縦部材６と係合する係合部９が設けられている。ここで、係合部９は、第１係合部９ａと、第２係合部９ｂとにより構成されている。

具体的には、第１メインフレーム２ａには、車両１の衝突時において、第１縦部材６ａと係合する第１係合部９ａが設けられている。ここで、第１係合部９ａは、ラジエータコアサポート５の後方側であって、第１縦部材６ａの略近傍に設けられている。

また、第２メインフレーム２ｂには、車両１の衝突時において、第２縦部材６ｂと係合する第２係合部９ｂが設けられている。ここで、第２係合部９ｂは、ラジエータコアサポート５の後方側であって、第２縦部材６ｂの略近傍に設けられている。

（衝突時における縦部材６と、係合部９との関係）
次に、図４を用いて、衝突時における縦部材６と、係合部９との関係について説明を行う。なお、図４は、車両１の上方からメインフレーム２と、ラジエータコアサポート５と、を視た上面図でもある。

図４（Ａ）に示す通り、第１メインフレーム２ａは、車両１の上面視右側前方から衝突荷重が作用した場合に、衝突荷重の衝突エネルギーＥによって、車両１の後方側に潰れ変形することとなる。このとき、ラジエータコアサポート５の上面視右側が後退し、車両１の上面視左側がそれに引きずられて、車両１の上面視右側後方に移動しようとする。これにより、車両１の上面視右側方向（具体的には、Ｓ１方向）への横動きが発生し、第２縦部材６ｂと、第２係合部９ｂとが係合することとなる。この結果、第２縦部材６ｂと、第２係合部９ｂとが係合した部分を軸として、ラジエータコアサポート５に回転モーメントＭが発生することとなる。

また、図４（Ｂ）に示す通り、第２メインフレーム２ｂは、車両１の上面視左側前方から衝突荷重が作用した場合に、衝突荷重の衝突エネルギーＥによって、車両１の後方側に潰れ変形することとなる。このとき、ラジエータコアサポート５の上面視左側が後退し、車両１の上面視右側がそれに引きずられて、車両１の上面視左側後方に移動しようとする。これにより、車両１の上面視左側方向（具体的には、Ｓ２方向）への横動きが発生し、第１縦部材６ａと、第１係合部９ａとが係合することとなる。この結果、第１縦部材６ａと、第１係合部９ａとが係合した部分を軸として、ラジエータコアサポート５に回転モーメントＭが発生することとなる。

ここで、車両１に対する衝突荷重が作用する前において、縦部材６は、離隔部８によってメインフレーム２と離隔されている。また、縦部材６は、車両１に対する衝突荷重が作用した場合に、係合部９と係合することとなる。これにより、縦部材６は、車両１に衝突荷重が作用した場合であっても、車両１の横方向（具体的には、Ｓ１方向や、Ｓ２方向）の動きを阻害しない構造となっている。

また、縦部材６が、離隔部８によってメインフレーム２と離隔されているのは、前突時において、ラジエータコアサポート５の前後長分の潰れ残りを生じさせないことにより、メインフレーム２による衝撃の吸収を阻害しないためである。

（第２実施形態）
以下において、図５～図６を用いて本発明の第２実施形態について説明を行う。

（第２実施形態におけるメインフレーム２と、ラジエータコアサポート５との関係）
次に、図５を用いて、第２実施形態におけるメインフレーム２と、ラジエータコアサポート５との関係について説明を行う。なお、図５は、車両１の前方からメインフレーム２と、ラジエータコアサポート５と、を視た正面図でもある。

図５に示す通り、第２実施形態において、メインフレーム２は、ラジエータコアサポート５の外側に設けられている。また、離隔部８は、メインフレーム２の内側と、縦部材６の外側との間に設けられている。これにより、メインフレーム２と、縦部材６とが直接接していない構成となっている。

より具体的に説明すると、第１メインフレーム２ａの内側と、第１縦部材６ａの外側との間には、第１離隔部８ａが設けられている。このため、第１離隔部８ａにより、第１メインフレーム２ａと、第１縦部材６ａとが直接接しない構成となっている。

また、第２メインフレーム２ｂの内側と、第２縦部材６ｂの外側との間には、第２離隔部８ｂが設けられている。このため、第２離隔部８ｂにより、第２メインフレーム２ｂと、第２縦部材６ｂとが直接接しない構成となっている。

（第２実施形態における係合部９と、凸状部材１１との関係）
次に、図６を用いて、第２実施形態における係合部９と、凸状部材１１との関係について説明を行う。なお、図６は、車両１の上方からメインフレーム２と、ラジエータコアサポート５と、を視た上面図でもある。

図６（Ａ）に示すように、メインフレーム２は、縦部材６の外側に設けられている。そして、第２実施形態において、縦部材６には、係合部９と係合する凸状部材１１が設けられている。ここで、凸状部材１１は、第１縦部材６ａから第１メインフレーム２ａの方向に突出して設けられている第１凸状部材１１ａと、第２縦部材６ｂから第２メインフレーム２ｂの方向に突出して設けられている第２凸状部材１１ｂと、により構成されている。また、凸状部材１１は、上方に突出する突出部（斜線部）を備えている。

また、メインフレーム２の係合部９には、凸状部材１１が挿通される挿通孔１２が設けられている。ここで、挿通孔１２は、第１係合部９ａに設けられており、第１凸状部材１１ａが挿通される第１挿通孔１２ａと、第２係合部９ｂに設けられており、第２凸状部材１１ｂが挿通される第２挿通孔１２ｂと、により構成されている。なお、挿通孔１２の幅Ｗ１は、凸状部材１１の幅Ｗ２よりも大きな幅となっている。

そして、図６（Ｂ）に示すように、第１メインフレーム２ａは、車両１の上面視右側前方から衝突荷重が作用した場合に、衝突荷重の衝突エネルギーＥによって、車両１の後方側に潰れ変形することとなる。このとき、ラジエータコアサポート５の上面視右側が後退し、車両１の上面視左側がそれに引きずられて、車両１の上面視右側後方に移動しようとする。これにより、車両１の上面視右側方向（具体的には、Ｓ１方向）への横動きが発生し、第２係合部９ｂと、第２凸状部材１１ｂとが係合することとなる。この結果、第２係合部９ｂと、第２凸状部材１１ｂとが係合した部分を軸として、ラジエータコアサポート５に回転モーメントＭが発生することとなる。

また、図６（Ｃ）に示すように、第２メインフレーム２ｂは、車両１の上面視左側前方から衝突荷重が作用した場合に、衝突荷重の衝突エネルギーＥによって、車両１の後方側に潰れ変形することとなる。このとき、ラジエータコアサポート５の上面視左側が後退し、車両１の上面視右側がそれに引きずられて、車両１の上面視左側後方に移動しようとする。これにより、車両１の上面視左側方向（具体的には、Ｓ２方向）への横動きが発生し、第１係合部９ａと、第１凸状部材１１ａとが係合することとなる。この結果、第１係合部９ａと、第１凸状部材１１ａとが係合した部分を軸として、ラジエータコアサポート５に回転モーメントＭが発生することとなる。

（第３実施形態）
以下において、図７を用いて本発明の第３実施形態について説明を行う。

（第３実施形態におけるメインフレーム２）
次に、図７を用いて、第３実施形態におけるメインフレーム２について説明を行う。なお、図７は、車両１の上方からメインフレーム２を視た上面図である。

まず、図７（Ａ）に示す通り、第３実施形態におけるメインフレーム２は、車両１の後方側に狭幅する逆ハの字構成となっている。これにより、車両１に衝突荷重が作用した場合において、ラジエータコアサポート５の円周上の動きを妨げないので、メインフレーム２のエネルギー吸収を活かすことができる。

また、図７（Ｂ）に示す通り、第３実施形態におけるメインフレーム２は、車両１の後方側に拡幅するハの字構成とすることもできる。これにより、車両１に衝突荷重が作用した場合において、上述した実施形態と比較して、縦部材６と、係合部９と、をより早く係合させることができる。

（第４実施形態）
以下において、図８を用いて本発明の第４実施形態について説明を行う。

（第４実施形態におけるメインフレーム２と、ラジエータコアサポート５との関係）
次に、図８を用いて、第４実施形態におけるメインフレーム２と、ラジエータコアサポート５との関係について説明を行う。なお、図８は、車両１の上方からメインフレーム２と、ラジエータコアサポート５と、を視た上面図である。

図８（Ａ）に示すように、メインフレーム２は、縦部材６の内側に設けられている。そして、第４実施形態において、メインフレーム２には、ワイヤ１３の一端が取り付けられ、ワイヤ１３の他端には、板状部材１４が取り付けられている。

ここで、ワイヤ１３は、一端が第１メインフレーム２ａに取り付けられる第１ワイヤ１３ａと、一端が第２メインフレーム２ｂに取り付けられる第２ワイヤ１３ｂと、により構成されている。

また、板状部材１４は、第１ワイヤ１３ａの他端に取り付けられた第１板状部材１４ａと、第２ワイヤ１３ｂの他端に取り付けられた第２板状部材１４ｂと、により構成されている。

そして、図８（Ｂ）に示すように、第１メインフレーム２ａは、車両１の上面視右側前方から衝突荷重が作用した場合に、衝突荷重の衝突エネルギーＥによって、車両１の後方側に潰れ変形することとなる。このとき、ラジエータコアサポート５の上面視右側が後退し、車両１の上面視左側がそれに引きずられて、車両１の上面視右側後方に移動しようとする。これにより、車両１の上面視右側方向（具体的には、Ｓ１方向）への横動きが発生し、第２縦部材６ｂと、第２板状部材１４ｂとが接触することとなる。そして、第２縦部材６ｂは、第２ワイヤ１３ｂに対して張力が付与されることで固定されることとなる。この結果、第２縦部材６ｂと、第２板状部材１４ｂとが接触した部分を軸として、ラジエータコアサポート５に回転モーメントＭが発生することとなる。

また、図８（Ｃ）に示すように、第２メインフレーム２ｂは、車両１の上面視左側前方から衝突荷重が作用した場合に、衝突荷重の衝突エネルギーＥによって、車両１の後方側に潰れ変形することとなる。このとき、ラジエータコアサポート５の上面視左側が後退し、車両１の上面視右側がそれに引きずられて、車両１の上面視左側後方に移動しようとする。これにより、車両１の上面視左側方向（具体的には、Ｓ２方向）への横動きが発生し、第１縦部材６ａと、第１板状部材１４ａとが接触することとなる。そして、第１縦部材６ａは、第１ワイヤ１３ａに対して張力が付与されることで固定されることとなる。この結果、第１縦部材６ａと、第１板状部材１４ａとが接触した部分を軸として、ラジエータコアサポート５に回転モーメントＭが発生することとなる。

（その他変形例）
以下において、本発明のその他変形例について説明を行う。

上述した実施形態においては、四辺部材として、ラジエータコアサポート５を用いて説明したが、ラジエータコアサポート５とは別に設けられた井桁形状部材（図示せず）を採用してもよい。ここで、図示しない井桁形状部材は、複数の縦部材と、横部材とにより構成されることとなる。

このように、本発明における車両前部構造よれば、メインフレーム２は、車両１の正面視左側前方、または正面視右側前方から衝突荷重が作用した場合に、衝突荷重の衝突エネルギーＥによって、車両１の後方側に潰れ変形することとなる。このとき、ラジエータコアサポート５の正面視左側、または正面視右側が後退し、車両１の正面視右側、または正面視左側がそれに引きずられて、車両１の正面視左側後方、または正面視右側後方に移動しようとする。これにより、車両１の正面視左側方向（具体的には、Ｓ１方向）、または正面視右側方向（具体的には、Ｓ２方向）への横動きが発生し、縦部材６と、係合部９とが係合することとなる。この結果、縦部材６と、係合部９とが係合した部分を軸として、ラジエータコアサポート５に回転モーメントＭが発生することとなる。これにより、車両１の衝突時において、乗員の生存空間を確保することが可能な車両前部構造を提供することができる。

なお、本発明の実施について図面を用いて説明したが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。また、各図面で示した実施形態は、その目的及び構成等に矛盾や問題がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。また、各図面の記載内容はそれぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は各図面を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。

１：車両、２：メインフレーム、２ａ：第１メインフレーム、２ｂ：第２メインフレーム、３：アッパフレーム、３ａ：第１アッパフレーム、３ｂ：第２アッパフレーム、４：ロアフレーム、４ａ：第１ロアフレーム、４ｂ：第２ロアフレーム、５：ラジエータコアサポート、６：縦部材、６ａ：第１縦部材、６ｂ：第２縦部材、７：横部材、７ａ：第１横部材、７ｂ：第２横部材、８：離隔部、８ａ：第１離隔部、８ｂ：第２離隔部、９：係合部、９ａ：第１係合部、９ｂ：第２係合部、１１：凸状部材、１１ａ：第１凸状部材、１１ｂ：第２凸状部材、１２：挿通孔、１２ａ：第１挿通孔、１２ｂ：第２挿通孔、１３：ワイヤ、１３ａ：第１ワイヤ、１３ｂ：第２ワイヤ、１４：板状部材、１４ａ：第１板状部材、１４ｂ：第２板状部材、Ｅ：衝突エネルギー、Ｍ：回転モーメント、Ｗ１：挿通孔１２の幅、Ｗ２：凸状部材１１の幅

Claims (7)

1. 車両の前後方向に延在する左右一対のメインフレームと、
   前記メインフレームの周辺に設けられており、前記車両の略左右方向に延在する横部材、及び前記横部材と連結され、前記車両の略上下方向に延在する縦部材により構成される四辺部材と、
   を有し、
   前記四辺部材の横動きにより、前記縦部材の一方が前記メインフレームの一方と係合する構成を有することを特徴とする、
   車両前部構造。
2. 前記メインフレームと、前記縦部材とを離隔する離隔部が設けら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. 前記横部材が、一方の前記メインフレームと他方の前記メインフレームとの間の距離以上の長さを有することを特徴とする、
   請求項１に記載の車両全部構造。
4. 前記縦部材は、
   前記メインフレームの外側に設けられており、
   前記メインフレームの外側には、
   前記縦部材の内側と係合する係合部を備えていることを特徴とする、
   請求項１乃至請求項３に何れか記載の車両前部構造。
5. 前記縦部材は、
   前記メインフレームの内側に設けられており、
   前記縦部材は、
   外側に突出する凸状部材を備えており、
   前記メインフレームの外側には、
   前記凸状部材と係合する係合部を備えていることを特徴とする、
   請求項１乃至請求項３に何れか記載の車両前部構造。
6. 前記メインフレームは、
   前記車両の後方側に狭幅する逆ハの字構成であることを特徴とする、
   請求項１乃至請求項５に何れか記載の車両前部構造。
7. 前記メインフレームは、
   前記車両の後方側に拡幅するハの字構成であることを特徴とする、
   請求項１乃至請求項５に何れか記載の車両前部構造。

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