JPH07329826A - 自動車の前部車体構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】キャブオーバ型車両において、自動車の正面衝
突時にフロントサイドフレーム先端部を下方へ折り曲げ
ることで、ステアリングギヤボックス、ステアリングシ
ャフトを介してステアリングホイールを下方に移動さ
せ、乗員生存空間の拡大を図ると共に、３点式シートベ
ルトにおける乗員胸部衝撃荷重いわゆる胸Ｇの改善を図
る。 【構成】車両の前後方向にフロントサイドフレーム１０
が配設され、該フロントサイドフレーム１０の前端部１
０ａに、その断面中心が上記フロントサイドフレーム１
０の断面中心より下方にオフセットされた伝達フレーム
１１が連結され、上記伝達フレーム１１の後方における
フロントサイドフレーム１０の前部１０ｂにはステアリ
ングホイール２４と連結されるステアリングギヤボック
ス２５が配設され、上記ステアリングギヤボックス２５
配設部より後方の足元スペース対応位置におけるフロン
トサイドフレーム１０の上面が上記ステアリングギヤボ
ックス２５配設部におけるフロントサイドフレーム１０
の上面に対して高剛性に形成されたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両の正面衝突時に
乗員生存空間を確保するような自動車の前部車体構造に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上述例の自動車の前部車体構造と
しては、例えば、実開平２−３４３８０号公報の構造が
ある。すなわち、図９、図１０に示すようにエンジン９
１をマウントするエンジンマウントメンバとしての車体
前後方向に延びるセンタメンバ９２を設け、このセンタ
メンバ９２の側面視形状を略Ｖ字状と成して、このセン
タメンバ９２の中央部位にピン９３を介してドローバー
９４の下端を連結し、このドローバー９４の上端に一体
的に形成した短管部９５でステアリングシャフト９６を
回動自在に保持すると共に、この短管部９５直下におけ
るステアリングシャフト９６に係止ピン９７を突設し、
図１０に示すように車両が正面衝突した時、上述の略Ｖ
字状のセンタメンバ９２のピン９３配設部に対応する中
央の屈曲部位を起点として、このセンタメンバ９２を屈
曲させ、この中央部から下方に折れ曲がるセンタメンバ
９２に連結したドローバー９４を下方に引張り、これに
よりドローバー９４上端の短管部９５が係止ピン９７に
係合してステアリングシャフト９６およびステアリング
ホイール９８を下方に引き下げて、運転席乗員の胸部前
方側の空間（いわゆる乗員生存空間）を拡大すべく構成
したステアリング引込装置である。

【０００３】この従来装置によれば、上述の乗員生存空
間の拡大することで、衝突の際に３点式シートベルトか
ら乗員胸部に働く衝撃荷重いわゆる胸Ｇの改善を図るこ
ともできる。つまり、シートベルトは衝突時に切れない
荷重を有して乗員を拘束するが、乗員を完全固定するも
のではなく、ある程度の衝撃吸収効果を備えている。そ
して、上述の乗員生存空間の拡大によりベルト強度の設
定が容易となるため所謂胸Ｇの改善が可能となる。

【０００４】しかし、この従来の自動車の前部車体構造
はドライバーズシート９９を有する運転室前方にエンジ
ンルームが位置する３ボックス、２ボックスタイプの自
動車には適用できても、エンジン上部に運転台が設定さ
れたキャブオーバ（cab-over）型車両への適用ができな
い問題点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のものは、エンジ
ンルーム下部すなわち車室前方位置にセンタメンバを設
け、このセンタメンバを衝突荷重によりくの字形状に折
り曲げ、その変形動作をドローバーによりステアリング
シャフトに伝達するものである。ところが、キャブオー
バタイプの車両にあっては上記の如きセンタメンバを乗
員よりも前方に配設するレイアウトスペースの確保は困
難であり、また、このスペースを仮に確保できたとして
も、ステアリングシャフトを充分に移動させることがで
きないことが懸念される。

【０００６】この発明の請求項１記載の発明では、上記
の問題点を解決し、ステアリングシャフトを介してステ
アリングホイールを下方に移動させ、乗員生存空間の拡
大を図ると共に、３点式シートベルトにおける乗員胸部
衝撃荷重いわゆる胸Ｇの改善を図ることができる自動車
の前部車体構造の提供を目的とする。

【０００７】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の目的と併せて、伝達フレームとフロ
ントサイドフレームとの連結部の下面を面一とすること
で、フロントサイドフレーム側に衝突荷重に対する充分
な受け面を設定し、かつフロントサイドフレームの所定
部下面に凹部を形成することで、自動車の正面衝突時に
フロントサイドフレーム先端部を確実に下方へ折り曲げ
ることができ、乗員生存空間の確実な拡大を図ることが
できる自動車の前部車体構造の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の発明は、車両の前後方向にフロントサイドフレームが
配設され、該フロントサイドフレームの前端部に、その
断面中心が上記フロントサイドフレームの断面中心より
下方にオフセットされた伝達フレームが連結され、上記
伝達フレームの後方におけるフロントサイドフレームの
前部にはステアリングホイールと連結されるステアリン
グギヤボックスが配設され、上記ステアリングギヤボッ
クス配設部より後方の足元スペース対応位置におけるフ
ロントサイドフレームの上面が上記ステアリングギヤボ
ックス配設部におけるフロントサイドフレームの上面に
対して高剛性に形成された自動車の前部車体構造である
ことを特徴とする。

【０００９】この発明の請求項２記載の発明は、上記請
求項１記載の発明の構成と併せて、上記伝達フレームと
上記フロントサイドフレームとの連結部はそれぞれの下
面が面一状になるように連結され、上記ステアリングギ
ヤボックス配設部の後方におけるフロントサイドフレー
ムの下面に凹部が形成された自動車の前部車体構造であ
ることを特徴とする。

【００１０】

【発明の作用及び効果】この発明の請求項１記載の発明
によれば、上述のフロントサイドフレームの上面はステ
アリングギアボックス配設部に対してその後方の足元ス
ペース対応位置が高剛性に形成されているので、上述の
フロントサイドフレームにおける足元スパース対応位置
の荷重設定強度は同フロントサイドフレームにおけるス
テアリングギアボックス配設部の荷重設定強度に対して
大となる。また上述の伝達フレームの断面中心はフロン
トサイドフレームの断面中心に対してオフセットされて
いるので、正面衝突時の荷重入力によりフロントサイド
フレームの断面中心に対して下向きのモーメントが作用
する。

【００１１】上述の荷重設定強度の大小と、上記モーメ
ントの作用との相乗効果により、自動車の正面衝突時に
はフロントサイドフレーム前部のステアリングギヤボッ
クス配設部が下方に折り曲がり、このステアリングギヤ
ボックスが正規の位置から下方位置に下がるので、ステ
アリングシャフトを介してステアリングホイールを下方
に移動させて、乗員生存空間の拡大を図ることができる
と共に、３点式シートベルトにおける乗員胸部衝撃荷重
いわゆる胸Ｇの改善を図ることができる効果がある。

【００１２】この発明の請求項２記載の発明によれば、
上記請求項１記載の発明の効果と併せて、上述の伝達フ
レームと上述のフロントサイドフレームとの連結部はそ
れぞれの下面が面一状になるように連結したので、フロ
ントサイドフレーム側に衝撃荷重に対する充分な受け面
を設定することができ、かつフロントサイドフレームに
おけるステアリングギヤボックス配設部の後方部位下面
に凹部を形成したので、上記受け面に対する衝突荷重入
力時に上述の凹部を中心としてフロントサイドフレーム
先端部を確実に下方へ折り曲げることができ、この結
果、乗員生存空間の確実な拡大を図ることができる効果
がある。

【００１３】

【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。図面はキャブオーバ型の自動車の前部車体構造
を示し、図１においてエンジン１の上方にエンジンデッ
キ２を設定したキャブオーバ型の自動車３は、フロア
４、ヒンジピラー５、Ａピラー６、ルーフ７およびＢピ
ラー８で囲繞された空間を乗員生存空間９に設定してい
る。

【００１４】一方、車両の下部には該車両の前後方向に
延びるフロントサイドフレーム１０を配設し、このフロ
ントサイドフレーム１０の前端部１０ａには伝達フレー
ム１１を介してバンパレインフォースメント１２を取付
けている。ここで、上述のフロントサイドフレーム１０
は図２、図３に示す如くアウタフレーム１３とインナフ
レーム１４を備え、これら両者を接合して構成されたフ
ロントサイドフレーム１０の前端部１０ａに板部材１５
を介して上述の伝達フレーム１１を取付けている。

【００１５】この伝達フレーム１１は図１から明らかな
ようにその断面中心が上述のフロントサイドフレーム１
０の断面中心に対して下方にオフセットするように取付
けられ、かつ伝達フレーム１１とフロントサイドフレー
ム１０との連結部はそれぞれの下面が面一状になるよう
に連結されている。

【００１６】上述の伝達フレーム１１の詳細構造は図４
に示す通りである。すなわち、略正方形状の前面板１６
と、略正方形状の後面板１７と、これら前後の各板１
６，１７の上下対向部位を連結する断面門形状の上面板
１８および下面板１９と、上述の前後の各板１６，１７
の左右対向部位を連結する左側面板２０および右側面板
２１とを備え、上述の左右の各側面板２０，２１の上下
両端部には該板２０，２１の長手方向に所定の間隔を隔
てて上下に対応する複数の凹部２２…を形成し、上下に
対応する凹部２２相互間の距離Ｌ１を、凹部が形成され
ていない部位の側面板上下両端間の距離Ｌ２に対して小
（Ｌ１＜Ｌ２）に設定することで、正面衝突時にこの伝
達フレーム１１を蛇腹状に潰すように構成している。な
お、図４以外の他図においては、この伝達フレーム１１
を図示の便宜上、概略的に示している。 ところで、上
述の伝達フレーム１１がその前端部１０ａに連結された
フロントサイドフレーム１０における伝達フレーム１１
よりも後方における前部１０ｂには、ステアリングシャ
フト２３を介してステアリングホイール２４と連結され
るステアリングギヤボックス２５を配置している。

【００１７】而して、このステアリングギヤボックス２
５の配設部より後方で、かつ足元スペースと対応する位
置におけるフロントサイドフレーム１０の上面は、該ス
テアリングギヤボックス２５配設部におけるフロントサ
イドフレーム１０の上面に対して高剛性に形成してい
る。この実施例では該フロントサイドフレーム１０のキ
ックアップ部１０ｃの上面に断面が門形のレインフォー
スメント２６を接合固定することで、該部の剛性を高め
ている。

【００１８】また上述のステアリングギヤボックス２５
配設部の後方におけるフロントサイドフレ−ム１０の下
面には凹部２７を形成している。さらに上述の各部の板
厚は例えば次のように設定している。すなわち、伝達フ
レーム１１を構成する各板１６〜２１の板厚は３．２mm
に、板部材１５の板厚は４．５mmに、フロントサイドフ
レーム１０を構成するアウタフレーム１３およびインナ
フレーム１４の板厚は４．５mmに、レインフォースメン
ト２６の板厚は３．２〜４．５mmにそれぞれ設定し、図
２に示す各領域の荷重設定強度（圧縮荷重、形状保持剛
性）の関係がＸ＞Ｙ＞Ｚとなるように構成している。

【００１９】一方、上述のフロントサイドフレーム１０
の前部上面にはキャブマウントブラケット２８、キャブ
マウントラバー２９を介して車体を取付けている。ま
た、図中、３０はサスペンションダンパ取付用ブラケッ
ト、３１はインストルメントパネルである。なお、図３
に示すようにフロントサイドフレーム１０を構成するア
ウタフレーム１３およびインナフレーム１４の前端部分
の形状が同図の仮想線より上方のみの形状αを有する場
合には同図の仮想線より下方の形状βに相当するブラケ
ットを追加形成するとよい。

【００２０】このように構成した自動車の前部車体構造
の作用を以下に述べる。自動車が正面衝突すると、まず
衝撃吸収部材としての伝達フレーム１１が上記Ｌ１＜Ｌ
２（図４参照）の長さに対応する強度の関係により蛇腹
状に潰れ、次に上述のＸ＞Ｙ（図２参照）の荷重設定強
度の大小と、断面中心のオフセットに起因するモーメン
トの作用との相乗効果により、図５に示すようにフロン
トサイドフレーム１０の前部１０ｂが上述の凹部２７を
中心として下方に折れ曲がり、このフロントサイドフレ
ーム１０の前部に取付けられたステアリングギヤボック
ス２５が正規の位置から下方位置に下がるので、ステア
リングシャフト２３を介してステアリングホイール２４
を下方に移動させて、乗員生存空間９の拡大を図ること
ができると共に、３点式シートベルトにおける乗員胸部
衝撃荷重いわゆる胸Ｇの改善を図ることができる効果が
ある。

【００２１】また足元スペース対応位置に対応して設け
られた上述のレインフォースメント２６の剛性により、
フロントサイドフレーム１０の上方への折り曲げ挙動を
確実に防止して、このフロントサイドフレーム１０の先
端部を確実に下方に折り曲げることができるので、フロ
ア４の足元スペースの上方への変形を阻止することもで
きる。

【００２２】加えて、上述の伝達フレーム１１と上述の
フロントサイドフレーム１０との連結部はそれぞれの下
面が面一状になるように連結したので、フロントサイド
フレーム１０側に衝突荷重に対する充分な受け面を設定
することができ、かつフロンサイドフレーム１０におけ
るステアリングギヤボックス２５配設部の後方部位下面
に凹部２７を形成したので、上述の受け面に対する衝突
荷重入力時に上記凹部２７を中心としてフロントサイド
フレーム１０の先端部を確実に下方へ折り曲げることが
できて、乗員生存空間９の確実な拡大を図ることができ
る効果がある。

【００２３】図６、図７は自動車の前部車体構造の他の
実施例を示し、フロントサイドフレーム１０を凹部２７
の略中間位置で前後に２分割し、後側のフロントサイド
フレーム３２と前側のフロントサイドフレーム３３とを
各フランジ３２ａ，３３ａで接合すべく構成すると共
に、前側のフロントサイドフレーム３３の板厚ｔ１（但
し、この板厚ｔ１は伝達フレーム１１の板厚により大に
する）に対して後側のフロントサイドフレーム３２の板
厚ｔ２を大に設定している。

【００２４】このように構成すると、上述のレインフォ
ースメント２６を省略しても、先の実施例とほぼ同様の
作用、効果を奏するので、図６において前図と同一部分
には同一番号を付して、その詳しい説明を省略する。

【００２５】図８は自動車の前部車体構造のさらに他の
実施例を示し、キックアップ部を有さないストレート構
造のフロントサイドフレーム１０において同フロントサ
イドフレーム１０のステアリングギヤボックス配設部直
後に相当する下面にのみ複数の凹部３４，３４を形成
し、このフロントサイドフレーム１０の上面の強度を大
に、下面の強度を小に設定したものである。このように
構成しても先の実施例とほぼ同様の作用、効果を奏する
ので、図８において前図と同一の部分には同一番号を付
して、その詳しい説明を省略する。

【００２６】なお、フロントサイドフレーム１０の上下
に強度差を形成する他の手段として、フロントサイドフ
レーム１０の上部板厚を大とし、下部板厚を小としても
よく、フロントサイドフレーム１０の上下で上記強度差
を得るようにフレーム構成材質を異ならせてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動車の前部車体構造を示す概略側面
図。

【図２】図１の要部の斜視図。

【図３】図２の分解斜視図。

【図４】伝達フレームの斜視図。

【図５】正面衝突時の各部の挙動を示す説明図。

【図６】本発明の自動車の前部車体構造の他の実施例を
示す概略側面図。

【図７】図６のＡ−Ａ線矢視断面図。

【図８】本発明の自動車の前部車体構造のさらに他の実
施例を示す概略側面図。

【図９】従来の自動車の前部車体構造を示す概略側面
図。

【図１０】従来構成における正面衝突時の各部の挙動を
示す説明図。

【符号の説明】

１０…フロントサイドフレーム １０ａ…前端部 １０ｂ…前部 １１…伝達フレーム ２４…ステアリングホイール ２５…ステアリングギヤボックス ２７…凹部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両の前後方向にフロントサイドフレーム
   が配設され、該フロントサイドフレームの前端部に、そ
   の断面中心が上記フロントサイドフレームの断面中心よ
   り下方にオフセットされた伝達フレームが連結され、上
   記伝達フレームの後方におけるフロントサイドフレーム
   の前部にはステアリングホイールと連結されるステアリ
   ングギヤボックスが配設され、上記ステアリングギヤボ
   ックス配設部より後方の足元スペース対応位置における
   フロントサイドフレームの上面が上記ステアリングギヤ
   ボックス配設部におけるフロントサイドフレームの上面
   に対して高剛性に形成された自動車の前部車体構造。
2. 【請求項２】上記伝達フレームと上記フロントサイドフ
   レームとの連結部はそれぞれの下面が面一状になるよう
   に連結され、上記ステアリングギヤボックス配設部の後
   方におけるフロントサイドフレームの下面に凹部が形成
   された請求項１記載の自動車の前部車体構造。