JPWO2011077554A1 - 車両前部構造 - Google Patents
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Abstract
本発明に係る車両前部構造は、後方斜め下方に延在するキック部(11)と、メンバ前半部(10)と、メンバ後半部(12)とからなるフロントサイドメンバ(1)を備えている。このフロントサイドメンバ(1)の下方に並置されたサブフレーム(2)は、メンバ後半部(12)に当接する。サブフレーム(2)の後端部には、後方斜め下方に延在してフロントサイドメンバ(1)に当接する第1の傾斜部(30a)が形成されている。フロントサイドメンバ(1)には、第1の傾斜部(30a)に当接する第2の傾斜部(23a)が形成されている。第1の傾斜部(30a)は、第2の傾斜部(23a)に対して相対移動可能に保持されている。
Description
本発明は、フロントサイドメンバの下方にサブフレームが配置された車両前部構造に関するものである。
従来、このような分野の技術として、特開2004−237969号公報がある。この公報に記載されている車両前部構造にあっては、フロントサイドメンバの下方にサブフレームが配置されている。サブフレームの前端は、ファーストクロスメンバを介してフロントサイドメンバに連結され、サブフレームの後端は、ボルトを介してフロントサイドメンバのメンバ後半部の前端に連結されている。メンバ後半部には、ボルトが固定され、サブフレームの後端には、ボルトが貫通する長穴が形成されている。そして、サブフレームには、長穴を挟み込むように上下2枚のプレートが固定され、各プレートにより長穴の一部が塞がれている。このような車両前部構造を備えた車両が正面衝突すると、車両に入力された荷重を、フロントサイドメンバとサブフレームとに分散させることができ、フロントサイドメンバへの入力荷重をコントロールすることができる。
サブフレームに固定されたプレートは、ボルトによって変形させられ、サブフレームの入力荷重をフロントサイドメンバに伝達している。従って、サブフレームに入力した荷重のコントロールを可能にし、サブフレームでのエネルギ吸収の効率化が図られている。しかしながら、更なるエネルギ吸収性能の向上が望まれている。
本発明は、サブフレームに入力した荷重のエネルギ吸収効率の更なる向上を図るようにした車両前部構造を提供することを目的とする。
本発明に係る車両前部構造は、後方斜め下方に延在するキック部と、キック部より車両前方に位置するメンバ前半部と、キック部より車両後方に位置するメンバ後半部とからなるフロントサイドメンバと、
メンバ前半部の下方に並置されると共に、メンバ後半部又はキック部に当接するサブフレームと、を有し、
サブフレームの後端部には、後方斜め下方に延在してフロントサイドメンバに当接する第1の傾斜部が形成され、フロントサイドメンバには、第1の傾斜部に当接する第2の傾斜部が形成され、第1の傾斜部は、第2の傾斜部に対して相対移動可能に保持されている。
メンバ前半部の下方に並置されると共に、メンバ後半部又はキック部に当接するサブフレームと、を有し、
サブフレームの後端部には、後方斜め下方に延在してフロントサイドメンバに当接する第1の傾斜部が形成され、フロントサイドメンバには、第1の傾斜部に当接する第2の傾斜部が形成され、第1の傾斜部は、第2の傾斜部に対して相対移動可能に保持されている。
この車両前部構造においては、正面衝突時に、サブフレームの後端部に形成された第1の傾斜部が、フロントサイドメンバに形成された第2の傾斜部に沿ってスライドしながら移動する。この時、第1の傾斜部が第2の傾斜部に当接し続けるので、サブフレームの入力荷重をフロントサイドメンバに継続的に伝達することが可能になり、効率的にサブフレームの入力荷重をフロントサイドメンバに伝達させることができる。しかも、フロントサイドメンバの入力荷重によってキック部が変形するような曲げモーメントが発生しても、この全て又は一部をキャンセルさせるような曲げモーメントを、サブフレームの入力荷重によって発生させることができる。従って、キック部の曲がりを抑制させることができる。このような車両前部構造は、フロントサイドメンバの変形ストロークを確保し易く、キック部における曲げモーメントのキャンセル力を発生させることができ、エネルギ吸収効率の向上を図ることができる。
また、第1の傾斜部及び/又は第2の傾斜部には、傾斜方向に沿って延在する長穴が形成され、長穴内にボルトの軸部が挿入されて、第1の傾斜部と第2の傾斜部がボルトとナットとの協働によって圧着させられていると好適である。
このような構成を採用すると、衝突時において、第2の傾斜部に対する第1の傾斜部の連続的な当接状態の維持を、簡単な構成によって実現でき、確実性も図られる。
このような構成を採用すると、衝突時において、第2の傾斜部に対する第1の傾斜部の連続的な当接状態の維持を、簡単な構成によって実現でき、確実性も図られる。
また、第2の傾斜部は、メンバ後半部の前端部で下方に突出する突起部に形成されていると好適である。
このような構成は、サブフレームに入力した荷重のエネルギ吸収に際し、メンバ後半部の全長を有効に活用できる。
このような構成は、サブフレームに入力した荷重のエネルギ吸収に際し、メンバ後半部の全長を有効に活用できる。
また、突起部は、メンバ後半部に溶接又は一体で形成されていると好適である。
溶接を採用することで、別部品として突起部を製作することができ、設計変更が容易になる。
溶接を採用することで、別部品として突起部を製作することができ、設計変更が容易になる。
また、サブフレームは、第1のメンバと第2のメンバとからなり、第1のメンバは、第2のメンバより前方に位置し、
第1のメンバの後端部には、後方斜め下方に延在して第2のメンバの前端部に当接する第3の傾斜部が形成され、第2のメンバの前端部には、第3の傾斜部に当接する第4の傾斜部が形成され、第3の傾斜部は、第4の傾斜部に対して相対移動可能に保持されていると好適である。
このような構成を採用すると、サブフレームの途中においても、サブフレームに入力した荷重のエネルギ吸収効率をコントロールすることができるので、車両への適用範囲を広げることができる。
第1のメンバの後端部には、後方斜め下方に延在して第2のメンバの前端部に当接する第3の傾斜部が形成され、第2のメンバの前端部には、第3の傾斜部に当接する第4の傾斜部が形成され、第3の傾斜部は、第4の傾斜部に対して相対移動可能に保持されていると好適である。
このような構成を採用すると、サブフレームの途中においても、サブフレームに入力した荷重のエネルギ吸収効率をコントロールすることができるので、車両への適用範囲を広げることができる。
また、第1のメンバは、第2のメンバより剛性が低いと好適である。
このような構成は、衝突時に、第1のメンバの変形後に第2のメンバが変形するので、第2のメンバの変形を抑制することができ、第2のメンバの変形量を小さくしたい場合に適している。
このような構成は、衝突時に、第1のメンバの変形後に第2のメンバが変形するので、第2のメンバの変形を抑制することができ、第2のメンバの変形量を小さくしたい場合に適している。
本発明に係る車両前部構造は、フロントサイドメンバのキック部とサブフレームとの接合面が、荷重によって任意の方向へ移動可能な傾斜面によって形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、サブフレームに入力した荷重のエネルギ吸収効率の更なる向上を図ることができる。
1…フロントサイドメンバ、2…サブフレーム、10…メンバ前半部、11…キック部、12…メンバ後半部、13…第1のメンバ、14…第2のメンバ、20,40…突起部、23a…第2の傾斜部、23b…長穴、26…ボルト、26a…ボルトの軸部、27…ナット部、30a…第1の傾斜部、31a…第3の傾斜部、34a…第4の傾斜部。
以下、図面を参照しつつ本発明に係る車両前部構造の好適な実施形態について詳細に説明する。
図1に示すように、衝突安全性を高めた車両前部構造においては、フロントサイドメンバ1の下方にサブフレーム2が並置されている。車両前後方向に延びる左右のフロントサイドメンバ1には、途中において後方斜め下方に延在するキック部11が設けられている。キック部11より前方には、エンジンルーム内で略水平方向に延在するメンバ前半部10が設けられている。キック部11より後方には、車室フロアの下面に沿って後方へ水平に延在するメンバ後半部12が設けられている。そして、左右のフロントサイドメンバ1は、クロスメンバにより連結されている。
サブフレーム2は、エンジンルーム内で略水平方向に延在するサブメンバ(第1のメンバ)13と、エンジンEやサスペンション等を支持するサスペンションメンバ(第2のメンバ)14とからなる。フロントサイドメンバ1及びサブフレーム2の前端にはラジエータコアサポート15が連結され、ラジエータコアサポート15には、クラッシュボックス16,17が固定されている。そして、クラッシュボックス16,17の前端には、バンパーのリーインホースメントが固定されている。
メンバ後半部12の前端部には、下方に向けて突出する突起部20が設けられている。後側連結部H1において、サブフレーム2の後端は、突起部20に連結されている。図2に示すように、この突起部20は、メンバ後半部12の前端部に溶接により固定されると共に、中空状に形成することで、軽量化を可能にしている。突起部20をメンバ後半部12の前端部に固定させることにより、サブフレーム2に入力した荷重のエネルギ吸収に際し、メンバ後半部12の全長を有効に活用できる。
図2及び図3に示すように、突起部20は、メンバ後半部12の側面12aに固定されると共に、互いに平行な2枚の側板21,22と、側板21,22間を連結すると共に、ガイド面(第2の傾斜部)23aが設けられた前面板23と、前面板23の後端と側板21,22の後端に固定された背面板24と、背面板24の上端から後方に突出する舌片25とからなる。側板21,22の遊端は、メンバ後半部12の側面12aにスポット溶接により固定され、舌片25は、メンバ後半部12の下面12bにスポット溶接により固定されている。舌片25の採用によって、突起部20の安定性を高めると共に、入力荷重F2をメンバ後半部12に伝達させ易くしている。別部品として突起部20を製作しているので、設計変更が容易である。
前面板23のガイド面23aは、後方斜め下方に向けて延在し、前面板23には、傾斜方向に沿って延在する長穴23bが形成されている。この長穴23b内には、ボルト26の軸部26aが挿入される。
サスペンションメンバ14の後端部には後端板30が設けられ、この後端板30には、後方斜め下方に向けて延在する当接面(第1の傾斜部)30aが形成されている。後端板30には、ボルト26の軸部26aが貫通する丸穴30bが形成されている。丸穴30b及び長穴23bにボルト26の軸部26aが挿入され、軸部26aにナット27がねじ込まれている。これによって、後端板30の当接面30aと突起部20の前面板23のガイド面23aとが、所定の締め付け力によって圧着させられている。なお、この締め付け力は、サスペンションメンバ14に所定の荷重が入力された際に、ガイド面23aに沿って当接面30aが摺動する程度のものである。
ボルト26の軸部26aが長穴23bの端に達して、軸部26aを破断させるか否かの軸部26aの強度は、荷重S2に基づいて設定される。
図1及び図4に示すように、前側連結部H2において、中空棒状のサブメンバ13の後端部には、後端板31が設けられ、この後端板31には、後方斜め下方に向けて延在する当接面(第3の傾斜部)31aが設けられている。この後端板31には、ボルト33の軸部33aが貫通する丸穴31bが形成されている。
サスペンションメンバ14の前端部には前端板34が設けられ、この前端板34には、後方斜め下方に向けて延在するガイド面(第4の傾斜部)34aが形成されている。前端板34には、傾斜方向に沿って延在して、ボルト33の軸部33aが貫通する長穴34bが形成されている。なお、サスペンションメンバ14の前側に位置するガイド面34aと後側に位置する当接面30aとは、同じ傾斜角度に設定されている。ガイド面34aと当接面30aとを異なる傾斜角度にしても良い。
丸穴31b及び長穴34bにボルト33の軸部33aが挿入され、軸部33aにナット35がねじ込まれている。これによって、後端板31の当接面31aとサスペンションメンバ14の前端板34のガイド面34aとが、所定の締め付け力によって圧着させられている。
図5に示すように、正面衝突時に、サブフレーム2の後端部に形成された当接面(第1の傾斜部)30aが、フロントサイドメンバ1に形成されたガイド面(第2の傾斜部)23aに沿ってスライドしながら移動し、この時、当接面30aがガイド面23aに当接し続けるので、サブフレーム2の入力荷重をフロントサイドメンバ1のメンバ後半部12に継続的に伝達することが可能になり、効率的にサブフレーム2の入力荷重をフロントサイドメンバ1に伝達させることができる。
このとき、サブメンバ13は、サスペンションメンバ14よりも剛性が低いので、サスペンションメンバ14より先にサブメンバ13を容易に変形させることができる。このような構成は、衝突時に、サブメンバ13の変形を抑制することができるので、サブメンバ13の変形量を小さくしたい場合に適している。
図1に示すように、フロントサイドメンバ1の入力荷重F1によってキック部11が変形するような曲げモーメントM1が発生しても、サブフレーム2の入力荷重F2がガイド面23aで荷重S1とS2に分散されるので、分散荷重S1によって、曲げモーメントM1をキャンセルするような曲げモーメントM2を発生させることができる。従って、この曲げモーメントM2でキック部11の曲がりを抑制することができる。
前述したように、車両前部構造においては、フロントサイドメンバ1の変形ストロークを確保し易く、キック部11における曲げモーメントM1のキャンセル力を発生させることができ、エネルギ吸収効率の向上を図ることができる。
また、長穴23bにボルト26の軸部26aが挿入され、ボルト26とナット27との協働により、当接面(第1の傾斜部)30aがガイド面(第2の傾斜部)23aに圧着されている。従って、衝突時に、ガイド面23aに対する当接面30aの連続的な当接状態の維持を、簡単な構成によって実現でき、確実性も図られる。
前側連結部H2は、後側連結部H1と同様な構成を備えているので、サブフレーム2の途中においても、サブフレーム2に入力した荷重のエネルギ吸収効率をコントロールすることができるので、前側連結部H2の採用は、車両への適用範囲を広げることができる。
本発明に係る車両前部構造において、突起部20がキック部11に溶接されて、サブフレーム2の入力荷重をキック部11に伝達させるようにしてもよい。
丸穴30b及び丸穴31bを長穴にしてもよい。この場合、長穴23b及び長穴34bは、丸穴でも長穴でも何れであってもよい。
ガイド面23aに沿ったサブフレーム2のスライド量を大きくすればするほど、衝突時に、エンジンEやサスペンション等を支持するサスペンションメンバ14の移動限界設定を長くすることができる。
図6に示すように、他の実施形態に係る車両前部構造において、傾斜したガイド面40aを有する突起部40が、メンバ後半部41の前部に一体成形されている。他の構成は、図1に示された車両前部構造と同一である。
本発明によれば、サブフレームに入力した荷重のエネルギ吸収効率の更なる向上を図ることができる。
本発明に係る車両前部構造は、後方斜め下方に延在するキック部と、キック部より車両前方に位置するメンバ前半部と、キック部より車両後方に位置するメンバ後半部とからなるフロントサイドメンバと、メンバ前半部の下方に並置されると共に、メンバ後半部又はキック部に当接するサブフレームと、を有し、サブフレームの後端部には、後方斜め下方に延在してフロントサイドメンバに当接する第1の傾斜部が形成され、フロントサイドメンバには、第1の傾斜部に当接する第2の傾斜部が形成され、第1の傾斜部は、第2の傾斜部に対して相対移動可能に保持され、サブフレームは、第1のメンバと第2のメンバとからなり、第1のメンバは、第2のメンバより前方に位置し、第1のメンバの後端部には、後方斜め下方に延在して第2のメンバの前端部に当接する第3の傾斜部が形成され、第2のメンバの前端部には、第3の傾斜部に当接する第4の傾斜部が形成され、第3の傾斜部は、第4の傾斜部に対して相対移動可能に保持されている。
この車両前部構造においては、正面衝突時に、サブフレームの後端部に形成された第1の傾斜部が、フロントサイドメンバに形成された第2の傾斜部に沿ってスライドしながら移動する。この時、第1の傾斜部が第2の傾斜部に当接し続けるので、サブフレームの入力荷重をフロントサイドメンバに継続的に伝達することが可能になり、効率的にサブフレームの入力荷重をフロントサイドメンバに伝達させることができる。しかも、フロントサイドメンバの入力荷重によってキック部が変形するような曲げモーメントが発生しても、この全て又は一部をキャンセルさせるような曲げモーメントを、サブフレームの入力荷重によって発生させることができる。従って、キック部の曲がりを抑制させることができる。このような車両前部構造は、フロントサイドメンバの変形ストロークを確保し易く、キック部における曲げモーメントのキャンセル力を発生させることができ、エネルギ吸収効率の向上を図ることができる。また、サブフレームの途中においても、サブフレームに入力した荷重のエネルギ吸収効率をコントロールすることができるので、車両への適用範囲を広げることができる。
Claims (7)
- 後方斜め下方に延在するキック部と、前記キック部より車両前方に位置するメンバ前半部と、前記キック部より車両後方に位置するメンバ後半部とからなるフロントサイドメンバと、
前記メンバ前半部の下方に並置されると共に、前記メンバ後半部又は前記キック部に当接するサブフレームと、を有し、
前記サブフレームの後端部には、後方斜め下方に延在して前記フロントサイドメンバに当接する第1の傾斜部が形成され、前記フロントサイドメンバには、前記第1の傾斜部に当接する第2の傾斜部が形成され、前記第1の傾斜部は、前記第2の傾斜部に対して相対移動可能に保持されている車両前部構造。 - 前記第1の傾斜部及び/又は前記第2の傾斜部には、傾斜方向に沿って延在する長穴が形成され、前記長穴内にボルトの軸部が挿入されて、前記前記第1の傾斜部と前記第2の傾斜部が前記ボルトとナットとの協働によって圧着させられている請求項1記載の車両前部構造。
- 前記第2の傾斜部は、前記メンバ後半部の前端部で下方に突出する突起部に形成されている請求項1又は2記載の車両前部構造。
- 前記突起部は、前記メンバ後半部に溶接又は一体で形成されている請求項3記載の車両前部構造。
- 前記サブフレームは、第1のメンバと第2のメンバとからなり、前記第1のメンバは、前記第2のメンバより前方に位置し、
前記第1のメンバの後端部には、後方斜め下方に延在して前記第2のメンバの前端部に当接する第3の傾斜部が形成され、前記第2のメンバの前端部には、前記第3の傾斜部に当接する第4の傾斜部が形成され、前記第3の傾斜部は、前記第4の傾斜部に対して相対移動可能に保持されている請求項1〜4のいずれか一項に記載の車両前部構造。 - 前記第1のメンバは、前記第2のメンバより剛性が低い請求項5記載の車両前部構造。
- フロントサイドメンバのキック部とサブフレームとの接合面は、荷重によって任意の方向へ移動可能な傾斜面によって形成されていることを特徴とする車両前部構造。
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