JPH0999865A - 自動車の車体構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両の前面衝突時におけるエネルギ吸収量を
好適に確保する。 【解決手段】 自動車の前部にて車室のフロア１１との
結合部からバンパ取付部に至るまで前後方向に延在する
フロントサイドフレーム１を設け、フロントサイドフレ
ーム１のフロア近傍にて立設するフロントダンパーサポ
ート２を設け、フロントダンパーサポート２の上端に設
けたフロントダンパーハウジング４とフロントサイドフ
レームの前端部との間をフロントアッパメンバ３により
連結し、フロントサイドフレーム１とフロントダンパー
サポート２とフロントアッパメンバ３とにより、略三角
形状を形成する。前面衝突時にフロントサイドフレーム
の曲がりを抑止して、座屈変形を促進させることができ
るため、少ない変位量にて多くの衝撃エネルギを吸収で
き、必要最小限のエンジンルームスペースにて従来の車
体構造における衝突エネルギ吸収能力以上の性能を発揮
し得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の前部の車
体構造に関し、特にフロントサイドフレームを備える自
動車の車体構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、全面衝突時の衝撃力吸収に対する
前部車体構造には種々のものがある。例えば１．フロン
トサイドフレームの板厚を車体前後方向に対して変化さ
せた差圧接合を行ったものや、２．フロントサイドフレ
ームにスティフナを溶接し、衝突荷重に対する補強を行
ったものがある。

【０００３】上記１．のものにあっては、前側を薄肉に
して後ろ側を厚肉にしたものがあり、全面衝突時に前端
部から円滑に座屈をさせるようにしている。また、上記
２．のものにあっては、屈曲部や断面係数の小さな部分
など衝突の際に応力集中が発生するところにスティフナ
を設けることにより、見かけ上の板厚を厚くしたり、あ
るいは、バルクヘッドをフロントサイドフレームの内部
に設けるなどして、入力に対するタフネス性を向上させ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、フロントサ
イドフレームにあっては、そのフロントバンパ取付部
（前端）と車室側のフロントフロア結合部（後端）とが
高さ方向に対して差を生じていると共に、エンジン・ト
ランスミッションなどとのレイアウトの関係上、車幅方
向でも差が生じている。従って、フロントサイドフレー
ムの形状は、完全な直線にはならず、クランク形を横方
向に伸ばしたような形になる。

【０００５】一般に、フレーム構造体の軸線方向変位量
に対するエネルギの吸収量は曲がりよりも座屈によるも
のの方が大きいことが知られている。上記フロントサイ
ドフレーム形状では、前面衝突時には曲折部において折
れが生じており、座屈のみの衝突エネルギの吸収に対し
て、車両前後方向に対する吸収エネルギ量が少ないとい
う問題がある。

【０００６】多大なエネルギ吸収量を得るためには、フ
ロントサイドフレームの曲がりを無くせば良いが、上記
したようにレイアウト上極めて困難である。また、フロ
ントサイドフレームの板厚を厚くすることも考えられる
が、その場合には重量増やコスト高になる。また、フロ
ントサイドフレームの全長を長くすることも考えられる
が、車両寸法が拡大したり、上記と同様に重量増やコス
ト高になるなどの問題がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決し
て、重量増や車両寸法長を増大させることなく前面衝突
時におけるエネルギ吸収量を好適に確保することを実現
するために、本発明に於いては、自動車の前部にて車室
のフロアとの結合部からバンパ取付部に至るまで前後方
向に延在するフロントサイドフレームを備える自動車の
車体構造であって、前記フロントサイドフレームの前記
フロア近傍にて立設する支柱と、前記フロントサイドフ
レーム及び前記支柱と共働して略三角形状を形成するよ
うに前記支柱の上端部と前記フロントサイドフレームの
前端部との間に連結された突っ張り部材とを設けたもの
とした。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された具体
例に基づいて本発明の実施の形態について詳細に説明す
る。

【０００９】図１は、本発明が適用された自動車の前部
のフレームの一部を示す要部斜視図である。本自動車の
フレームは、アルミニウム合金などの軽金属材を押し出
し加工した各フレーム部材を組み合わせて構成されてい
る。

【００１０】本自動車の前部にあっては、図１に示され
るように、車体前部の左右にそれぞれ前後方向に延在す
るフロントサイドフレーム１と、そのフロントサイドフ
レーム１のフロア近傍にて立設する支柱としてのフロン
トダンパーサポート２と、フロントダンパーサポート２
の上端部とフロントサイドフレーム１の車両前方側前端
部との間に連結された突っ張り部材としてのフロントア
ッパメンバ３とが設けられている。これらフロントサイ
ドフレーム１・フロントダンパーサポート２・フロント
アッパメンバ３は、矩形閉断面形状にて押し出し加工さ
れて形成されている。

【００１１】本図示例では、フロントダンパーサポート
２の上端部とフロントアッパメンバ３との接続部にはフ
ロントダンパーハウジング４が設けられており、フロン
トダンパーハウジング４を介してフロントダンパーサポ
ート２の上端部とフロントアッパメンバ３とが互いに結
合されている。従って、図示されないフロントダンパー
を受けるフロントダンパーハウジング４を、フロントダ
ンパーサポート２とフロントアッパメンバ３との２本の
柱により支持する構造になり、支柱１本で受ける場合よ
りもより一層強固になる。そして、フロントサイドフレ
ーム１とフロントダンパーサポート２とフロントアッパ
メンバ３とにより、図２に示されるように略三角形状が
形成されている。

【００１２】フロントサイドフレーム１は、図示されな
い車室のフロアを構成するフロアフレームとの結合部か
ら車両の前端部に取り付けられるフロントバンパ取付部
に至るまで設けられている。また、両フロントサイドフ
レーム１の各前端間にはフロントバンパ取付用部材５が
掛け渡されて固着され、両フロントサイドフレーム１の
各前端部の下面にはフロントバンパ取付用部材５の下方
に位置するバルクヘッドロア部材６が吊り下げられた状
態にて固着されている。

【００１３】なお、両フロントダンパーサポート２の下
部同士間には車幅方向に延在するように掛け渡された状
態のダッシュボードロア部材７が両端部を固着されて設
けられている。また、図２に示されるように、フロント
サイドフレーム１のフロントダンパーサポート２よりも
車室内側にはフロントピラーロア部材８が立設してお
り、そのフロントピラーロア部材８の上端にはフロント
ピラーアッパノード９が設けられ、フロントダンパーサ
ポート２の上端部に一端を結合されたフロントダンパー
リアメンバ１０の他端がフロントピラーアッパノード９
に結合されている。

【００１４】このようにしてなる自動車の前部構造にお
ける前面衝突時のエネルギ吸収要領について図２を参照
して以下に示す。図２に示されるように、前面衝突によ
りフロントサイドフレーム１の前端部に衝撃荷重Ｆが加
わった場合には、先ずフロントサイドフレーム１の前端
部が図の矢印Ａに示されるように軸線方向に座屈変形す
る。

【００１５】ところで、車室フロア高さに対してバンパ
の高さが高いため、フロントサイドフレーム１は、車室
フロア側のフレーム１１とのフロア結合部１１ａに対し
てバンパ取付部である前端部側を持ち上げるように高さ
方向に対して差が生じるように曲折されている。なお、
バンパ取付側である前端部を上記前面衝突時に好適に座
屈変形させるべく概ね水平になるようにしており、従っ
て、フロントサイドフレーム１は、前端近傍の第１曲折
部Ｋ１とフロア結合部１１ａ近傍の第２曲折部Ｋ２との
２箇所で曲げられている。

【００１６】上記したように前端部を若干持ち上げるよ
うに曲げられたフロントサイドフレーム１は、衝撃荷重
Ｆにより上方に折れ曲がろうとするが、フロントアッパ
メンバ３により上記曲げ方向の力を阻止する突っ張り力
が働き、上方への折れ曲がりを阻止している。また、フ
ロントダンパーサポート２によりフロントサイドフレー
ム１の第２曲折部Ｋ２を支点とした下方への折れ曲がり
を抑制している。従って、フロントサイドフレーム１に
極力折れ曲がりが生じないようにして、衝突エネルギの
吸収に効果的な座屈変形のみを起こさせるようにしてい
る。そのため、従来の折れ曲がりを伴う変形に対して、
少ない変位量にて多大なエネルギの吸収を行うことがで
きる。

【００１７】本図示例では、上記フロントアッパメンバ
３はフロントダンパーハウジング４の側面に突き当てて
結合しているが、両者の結合構造にあってはこれに限る
ものではなく、例えばフロントアッパメンバ３を、フロ
ントダンパーハウジング４に形成した受け部とフロント
ダンパーハウジング４を覆うように形成したアッパーハ
ウジングとにより挟み込む形で結合しても良い。また、
フロントアッパメンバ３をフロントダンパーハウジング
４の１部品で挟み込む形で結合しても良い。さらに、フ
ロントダンパーハウジング４内にフロントアッパメンバ
３からの入力を分散させるリインフォースメントを設け
ても良い。

【００１８】また、上記フロントアッパメンバ３はフロ
ントサイドフレーム１の上面に突き当てて結合している
が、両者の結合構造にあってはこれに限るものではな
く、例えば別部品からなる複数のエクステンションによ
り結合部の回りを覆うようにしてフロントアッパメンバ
３とフロントサイドフレーム１との両者間に連結して結
合部を補強するようにしても良い。また、フロントサイ
ドフレーム１にスリットあるいは孔を設け、フロントア
ッパメンバ３の結合部の形状をそれらと補完的形状をな
すように形成して嵌合し、結合するようにしても良い。
あるいは、フロントアッパメンバ３とフロントサイドフ
レーム１とを別部品からなる継ぎ手を介して結合しても
良い。

【００１９】なお、上記各結合手法は、溶接を基本とす
るが、接着なども可能である。また、フロントダンパー
サポート２とフロントダンパーハウジング４、フロント
ダンパーサポート２とフロントサイドフレーム１との各
結合構造及び手法についても上記と同様である。

【００２０】本発明によれば、重量や車体寸法の増大無
しに、必要最小限のエンジンルームスペースにて従来の
車体構造における衝突エネルギ吸収能力以上の性能を発
揮し得る。他に、エンジンやトランスミッションなどの
重量、サブフレームの有無、フロントサイドフレームの
形状の違いにかかわらず、フロントアッパメンバ３やフ
ロントダンパーサポート２の形状・配置、及びフロント
サイドフレーム・フロントダンパーハウジング４との結
合方法を変えることにより、衝突エネルギをフロントサ
イドフレームの座屈にて吸収させることができる。

【００２１】ところで多大なエネルギ吸収量を得るため
に、従来例のようにフロントサイドフレームの板厚を車
両前後方向について変化させる差厚接合を行う場合があ
るが、本具体例に示したアルミ押し出し材を用いたスペ
ースフレーム構造などには適用できないが、本発明の構
造によれば、より一層の多大なエネルギ吸収量を得るこ
とができる。

【００２２】

【発明の効果】このように本発明によれば、フロントサ
イドフレームに対する軸線方向荷重が加わった場合に、
突っ張り部材によりフロントサイドフレームの曲がりを
抑止することができ、エネルギ吸収量の大きい座屈変形
を好適に促進させることができる。従って、少ない変位
量にて多くの衝撃エネルギを吸収でき、重量を増加させ
たり車体全長を増加させることなく、必要最小限のエン
ジンルームスペースにて従来の車体構造における衝突エ
ネルギ吸収能力以上の性能を発揮し得る。また、座屈量
（軸線方向変位）も任意に設定でき、車体発生Ｇを制御
することができる。また、本具体例のように押し出し材
を用いたスペースフレーム構造において、衝突エネルギ
吸収性能向上のためのプレス部品などを用いて部分補強
する必要がなく、重量・部品コストの削減に対して特に
効果が大きくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された自動車の前部のフレームの
一部を示す要部斜視図。

【図２】図１の矢印II線から見た要部側面図。

【符号の説明】

１ フロントサイドフレーム ２ フロントダンパーサポート ３ フロントアッパメンバ ４ フロントダンパーハウジング ５ フロントバンパ取付用部材 ６ バルクヘッドロア部材 ７ ダッシュボードロア部材 ８ フロントピラーロア部材 ９ フロントピラーアッパノード １０ フロントダンパーリアメンバ １１ フレーム １１ａ フロア結合部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車の前部にて車室のフロアとの結合
   部からバンパ取付部に至るまで前後方向に延在するフロ
   ントサイドフレームを備える自動車の車体構造であっ
   て、 前記フロントサイドフレームの前記フロア近傍にて立設
   する支柱と、前記フロントサイドフレーム及び前記支柱
   と共働して略三角形状を形成するように前記支柱の上端
   部と前記フロントサイドフレームの前端部との間に連結
   された突っ張り部材とを設けたことを特徴とする自動車
   の車体構造。
2. 【請求項２】 前記支柱の上端部と前記突っ張り部材と
   の接続部にフロントダンパーハウジングを設けたことを
   特徴とする請求項１に記載の自動車の車体構造。