JP2003160061A - 乗用車の前部車体構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 乗員の安全性を確実なものとする乗用車の前
部車体構造を提供する。 【解決手段】 各ベース部材５が、ベース部材５が結合
されたサイドメンバ２の下部で、フロント・サポーティ
ング・ピラー６およびリア・サポーティング・ピラー７
と専ら結合され、車両の長手方向３において、各サイド
メンバ２よりも大きい剛性を有するように設計されてお
り、サポーティング・ピラー６、７が、前記サイドメン
バ２および／またはベース部材５に接続され、該ベース
部材５とサイドメンバ２との間の車両の長手方向３にお
ける相対的な変位の間、車両の長手方向に関して本質的
に横方向に走っている枢動軸２０、２１、２２、２３の
回りを枢動するように設計される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の前提部
分の特徴を有する、車両、特に乗用車両の前部車体構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】特許文献１は、車両の長手方向に対して
本質的に平行に走っている２つのサイドメンバと、一体
型部材と、この一体型部材に取り付けられている乗用車
両用の駆動ユニットとを有する乗用車両を開示してい
る。一体型部材は、車両の両側に、車両の長手方向に対
して本質的に平行に走り、各場合でフロント・サポーテ
ィング・ピラーによっておよびリア・サポーティング・
ピラーによって、サイドメンバの下部の一部に結合され
たベース部材を有する。公知の前部車体構造の場合で
は、セントラル・サポーティング・ピラーも設けられ、
それによって、ベース部材がフロント・サポーティング
・ピラーとリア・サポーティング・ピラーの間で、サイ
ドメンバにさらに結合されている。サイドメンバは、少
なくともフロント・サポーティング・ピラーとリア・サ
ポーティング・ピラーの間で、車両の長手方向に変形可
能な設計である。すなわち、衝突の場合、サイドメンバ
は、この目的のために設けられた領域内へ変形し、それ
によって衝突エネルギーを吸収する。このタイプの手段
を用いて、衝突の場合、車両乗員への荷重を低減するこ
とができ、彼らの生存の可能性が増加する。

【０００３】

【特許文献１】独国特許発明第１９５４７４９１号明細
書

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、更なる改良
により、乗員の安全性を確実なものとする乗用車の前部
車体構造を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的は、請求項１の
特徴を有する前部車体構造によって、本発明に従って解
決される。即ち、車両の長手方向に本質的に平行に走っ
ている２つのサイドメンバと、自動車の駆動ユニットが
取り付けられ、車両の両側に、車両の長手方向に本質的
に平行に走り、各場合でフロント・サポーティング・ピ
ラーおよびリア・サポーティング・ピラーによって前記
サイドメンバの下部の一部に結合されたベース部材を有
する一体型部材とを有し、各サイドメンバが、少なくと
も前記サポーティング・ピラーの間で車両の長手方向に
変形可能な設計となっている、自動車、特に乗用車の前
部車体構造において、各ベース部材が、該ベース部材が
結合されたサイドメンバの下部で、前記フロント・サポ
ーティング・ピラーおよび前記リア・サポーティング・
ピラーと専ら結合され、車両の長手方向において、前記
各サイドメンバよりも大きい剛性を有するように設計さ
れており、サポーティング・ピラーが、サイドメンバお
よび／またはベース部材に接続され、該ベース部材とサ
イドメンバとの間の車両の長手方向における相対的な変
位の間、車両の長手方向に関して本質的に横方向に走っ
ている枢動軸の回りを枢動するように設計されている。

【０００６】本発明は、衝突の際、一体型部材がサイド
メンバに対して車両の長手方向に変位可能なるように一
体型部材をサイドメンバに結合するという一般的な概念
に基づいている。この手段は、一体型部材が、サイドメ
ンバの変形可能な領域を強化しないように構成されてい
ることを意味しており、したがって、そのエネルギー吸
収効果は本質的に妨げられずに使用されることができ
る。一体型部材の可動性（変位可能性）はまた、たとえ
ば駆動ユニットなどに接続された車両の構成要素の可動
性をもたらし、その結果、変形するために設けられた領
域、いわゆる「クランプル・ゾーン（衝撃吸収域）」を
車両の長手方向においてより大きい寸法にすることがで
きる。

【０００７】本発明の場合、ベース部材を車両の長手方
向に関して特に寸法的に安定した設計とし、さらに該ベ
ース部材がそれぞれ結合されるサイドメンバよりも大き
な剛性を有するように構成されることにより、一体型部
材の枢動性（枢動可能性）および可動性を達成すること
を目的としている。また、各ベース部材はそれぞれ、そ
のフロント・サポーティング・ピラーおよびそのリア・
サポーティング・ピラーを介してのみ、サイドメンバと
接続されている。このため、衝突の際、車両前部の正面
荷重が、サイドメンバを車両の長手方向に変形させ、ベ
ース部材をそれに接続されたアセンブリおよび構成部品
とともに後方へ変位させるという作用を生じさせ、サポ
ーティング・ピラーは、不能になるか、または車両の長
手方向に関して本質的に横方向に走っている枢動軸に関
する枢動運動が、サポーティング・ピラーに生じるよう
にして変形される。このサポーティング・ピラーの枢動
調節によって、事実上、ベース部材の後方への平行な調
節または変位が可能になる。２つのベース部材は、通
常、クロス・メンバを介して互いに接続され、したがっ
て、エンジン区画の上記に述べたアセンブリまたは構成
部品が上に固定されるサポーティング・フレームを形成
している。したがって、一体型部材は、それに接続され
たアセンブリおよび構成部品とともに、衝突の際、その
全体においてほぼ後方へ移動することができるユニット
を形成する。

【０００８】特別な一実施形態によると、車両の車両フ
レームが、各リア・サポーティング・ピラーが車両の長
手方向後方に車両フレームに至るまでの間に隙間を有す
るように、一体型部材の領域内に設計されている。この
構成によって、フレーム側部のベース部材の可動性もま
た確実となる。

【０００９】特有の実施形態では、前輪のトランスバー
ス・リンク用のフロント・ベアリングおよびリア・ベア
リングは、各ベース部材上に形成される。このタイプの
トランスバース・リンクは、特に寸法的に安定であり、
その結果、それぞれのベース部材の安定性は、それに取
り付けられたトランスバース・リンクによってかなり向
上する。したがって、この構成によれば、衝突の際、事
実上未変形であるようにして一体型部材をベース部材の
領域で後方に変位調節可能であり、本発明が目的とする
作用に対して有利である。

【００１０】また、ここで有利なことには、フロント・
ベアリングがフロント・サポーティング・ピラーの下部
に配置され、リア・ベアリングがリア・サポーティング
・ピラーの下部に配置され、その結果、衝突の際、ベー
ス部材が、サポーティング・ピラーとの接続によって最
大の剛性範囲内でガイドされるようにして枢動すること
ができる。

【００１１】さらに有利な実施形態によると、車両が駆
動可能な前輪を有する場合、サポーティング・ピラー間
およびベース部材とサイドメンバの間を貫通させて駆動
ユニットから各車輪に向けて、ドライブ・シャフトを設
けることができる。ドライブ・シャフトは、駆動ユニッ
トのギア機構から前輪へ至るリンクシャフトである。ド
ライブ・シャフトの選択された配置によって、特にドラ
イブ・シャフトがリア・サポーティング・ピラーの近傍
に位置決めされている場合、衝突の際、ドライブ・シャ
フトとサポーティング・ピラーとの不利な衝突を避ける
ことができる。

【００１２】自動車の特別な実施形態の場合において、
ステアリング・ロッドが、リア・サポーティング・ピラ
ーの後方に配置されている場合、さらに有利な実施形態
として、前記ステアリング・ロッドは、車両の長手方向
後方に、車両フレームに至るまでの間に隙間を有するこ
とができ、その結果、衝突の際、ステアリング・ロッド
は、変位する一体型部材に沿って移動することができ
る。

【００１３】本発明のさらに重要な特徴および利点は、
従属請求項から、図面、および図面を参照にして添付さ
れた図面の説明から明確となる。

【００１４】言うまでもなく、上述の、および以下で説
明する特徴は、記載された組み合わせだけでなく、他の
組み合わせまたはそれ自体でも、本発明の範囲を逸脱す
ることなく使用することができる。

【００１５】本発明の好ましい例示的な実施形態を図面
に示し、以下の説明でより詳細に説明する。図面は、各
場合で概略的に示されている。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１乃至図３によると、自動車
（別段の記載のない場合図示せず）、特に乗用車の前部
１は、車両の両側に、矢印によって表された車両の長手
方向３に本質的に平行に延びているサイドメンバ２と車
両フレーム１２とを有する。車両フレーム１２は、サイ
ドメンバ２の一部を構成するものであっても、サイドメ
ンバ２とは別部材のものであっても、どちらでもよい。
サイドメンバ２の下部には、車両の幅の本質的に全長に
わたって延びている一体型部材４が配置されている。一
体型部材４は、車両の両側に、それが結合されるサイド
メンバ２からある鉛直方向距離のところに車両の長手方
向３とほぼ平行に延びているベース部材５を有する。こ
れら２つのベース部材５は、通常クロス・メンバ（図示
せず）を介して互いに固定接続され、そして、車両の様
々なアセンブリおよび構成部品がその上に取り付けられ
るサポーティング・フレームを形成している。たとえ
ば、自動車の駆動ユニットが、それに対応したエンジン
・ベアリングを介してこのサポーティング・フレーム上
に取り付けられる。

【００１７】各ベース部材５は、フロント・サポーティ
ング・ピラー６およびリア・サポーティング・ピラー７
を介して、サイドメンバ２に固定接続されており、対応
する接続ポイントがそれぞれ、符号８および９で表され
ている。これら接続は、溶接、ネジ止め、接着などによ
り行われるのが好ましい。図１による未変形（変形前）
の状態では、フロント・サポーティング・ピラー６は、
前方に向いた傾斜を有するが、リア・サポーティング・
ピラー７は、ベース部材５から後方へ傾斜している。サ
ポーティング・ピラー６と７の間、およびサイドメンバ
２とベース部材５の間には開口１０が形成されており、
駆動される前輪（図示せず）に駆動ユニットを接続する
ため、ドライブ・シャフト１１がその開口内で内側から
外側へガイドされる。ドライブ・シャフト１１は、リア
・サポーティング・ピラー７の近傍の開口１０内に位置
決めされている。

【００１８】また、車両フレーム１２は、車両の長手方
向３でリア・サポーティング・ピラー７と車両フレーム
１２の間に隙間１３が形成されるように設計されてい
る。この隙間１３の中には、ステアリング・システム
（別段の記載のない場合図示せず）の一部を構成してい
るステアリング・ロッド（コントロール・アーム、セン
ターリンク、クロスロッド、リレーロッドとも呼ばれ
る）１４が、リア・サポーティング・ピラー７の近傍に
配置されている。

【００１９】ここに示された実施形態の場合、好ましく
は、各ベース部材５はそれぞれ、フロント・サポーティ
ング・ピラー６の下のフロント・ベアリング１５と、リ
ア・サポーティング・ピラー７の下のリア・ベアリング
１６とを有する。２つのベアリング１５および１６は、
前輪のトランスバース・リンク（図示せず）の取付け部
の働きをする。このタイプのトランスバース・リンク
は、通常、従来の衝突の場合の情況では事実上変形不可
能である高剛性の構成部品として設計されている。

【００２０】各サイドメンバ２には、少なくともサポー
ティング・ピラー６と７の間に延び、衝突の際に車両の
長手方向３にその領域内で変形するセクション（変形領
域）１７が形成されている。さらに、これら各サイドメ
ンバ２の前端にはまた、車両の長手方向３にその領域内
で変形するセクション（変形領域）１８が形成されてい
る。

【００２１】本発明によると、各ベース部材５は、車両
の長手方向３において、該各ベース部材５が結合される
サイドメンバ２よりも高い剛性を有するように構成され
ている。また、さらに、サイドメンバ２は、リア・サポ
ーティング・ピラー７との結合部よりも後方の領域にお
いて、前方の領域よりも高い剛性を有するようにしてお
くのが好ましい。

【００２２】車両対障害物の正面衝突の場合、力の正面
への作用が生じ、この力により、図２によると、サイド
メンバ２の変形領域１７および変形領域１８の車両の長
手方向３での変形を生じさせる。この過程で、車両の長
手方向３で測定すると、サイドメンバ２の長さが短くな
っている。衝突の際に変形領域１７および１８内に生じ
る、それに対応するしわ１９が、図２に符号により示さ
れている。サポーティング・ピラー６と７の間に配置さ
れた変形可能な変形領域１７を用いて、サポーティング
・ピラー６および７がサイドメンバ２に固定取り付けさ
れている接合ポイント８と９の間の距離が変形に応じて
短縮される。また、有効な力が、一体型部材４およびそ
のサポーティング・フレームをベース部材５とともに、
それ自体に平行に後方に変形させ、そこに枢着された剛
性を有するクロス・メンバによって適切に支持されてい
る場合、ベース部材５の高い剛性が、ベース部材５およ
びサポーティング・フレームの変形を本質的に防ぐこと
が確実となる。特にサポーティング・フレーム上および
一体型部材４上に枢着されたアセンブリおよび構成部品
は、同時に後方へ変位調節可能となる。

【００２３】この結合で特に重要なのは、サイドメンバ
２との結合領域内で、およびそれぞれのベース部材５と
の結合範囲内で、衝突中、サポーティング・ピラー６お
よび７が、車両の長手方向３に対して横方向に伸び、サ
ポーティング・ピラー６および７のそれぞれの接続ポイ
ント８および９を通って延材する枢動軸回りの枢動運動
を行うごとく変形可能な構造となっているサポーティン
グ・ピラー６および７の構成である。それぞれの枢動軸
は、図２に符号２０，２１，２２および２３で示されて
いる。

【００２４】図２によると、衝突後、フロント・サポー
ティング・ピラー６は、ベース部材５に関して後方に向
けられた傾斜を有する。すなわち、衝突によって、フロ
ント・サポーティング・ピラー６の上端はフロント・サ
ポーティング・ピラー６の下端を通り越して後方へ移動
する。それに対応するようにして、高い剛性を有するベ
ース部材５によって、衝突中、リア・サポーティング・
ピラー７の下端はリア・サポーティング・ピラー７の上
端を通り越して後方へ移動し、それによって衝突後、リ
ア・サポーティング・ピラー７は、ベース部材５に関し
て前方に向けられた傾斜を有する。衝突によって、ベー
ス部材５の下端は、隙間１３内へ突き抜け、この場合、
変位する一体型部材４が、適切な場合、同時にステアリ
ング・ロッド１４を移動させる。

【００２５】これと反対に、ドライブ・シャフト１１
は、その接続のため、衝突の場合サイドメンバ２に関し
て定位置に相対的に固定されたままであることができ
る。このドライブ・シャフト１１を開口１０内のリア・
サポーティング・ピラー７の近傍に配置することによっ
て、一体型部材４は、一体型部材４とドライブ・シャフ
ト１１の間の衝突が生じることなく、ドライブ・シャフ
ト１１に対して後方へ変位することができる。したがっ
て、衝突の際に車両に作用する減加速度のグラフは、乗
客にとって好ましい特性曲線を有する。

【００２６】図２は、衝突後でさえも一体型部材４が、
そのベース部材５の領域で本質的に変形せず、したがっ
て、衝突の際にかなり高い確実性で、一体型部材４と接
続された構成部品およびアセンブリを同時に後方へ変位
調節することが可能となり、それによって、エネルギー
を吸収するためにサイドメンバ２の比較的大きな変形を
確実に許容することができることを明確に示している。

【００２７】別のサポーティング・ピラーまたは類似の
ものがフロント・サポーティング・ピラー６とリア・サ
ポーティング・ピラー７の間に配置されていないため、
開口１０は、比較的大きな開口面を有し、その結果、開
口１０を通って突き出している、たとえばドライブ・シ
ャフト１１などの構成部品は、かなり大きな変位調節経
路を有することができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、乗員の安全性を更に確
実なものとする乗用車の前部車体構造を提供することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】未変形状態（変形前）の本発明による車体前部
の側部概略図である。

【図２】変形状態（変形後）の本発明による車体前部の
側部概略図である。

【図３】本発明による車体前部の斜視図である。

【符号の説明】

１ 前部 ２ サイドメンバ ３ 長手方向 ４ 一体型部材 ５ ベース部材 ６ フロント・サポーティング・ピラー ７ リア・サポーティング・ピラー ８、９ 接続ポイント １０ 開口 １１ ドライブ・シャフト １２ 車両フレーム １３ 隙間 １４ ステアリング・ロッド １５ フロント・ベアリング １６ リア・ベアリング １７、１８ 変形領域 １９ しわ ２０、２１、２２、２３ 枢動軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アルフレッド・シナベル ドイツ連邦共和国 75382 アルテンシュ テッテ，ビルケンヴェック ９ (72)発明者 ロドルフォ・ショーエネブルク ドイツ連邦共和国 72379 ヘヒンゲン, エミール−ヴァイル−ヴェック ５ Ｆターム(参考） 3D003 AA05 BB02 CA09 DA08 DA09

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の長手方向（３）に本質的に平行に
   走っている２つのサイドメンバ（２）と、自動車の駆動
   ユニットが取り付けられ、車両の両側に、車両の長手方
   向（３）に本質的に平行に走り、各場合でフロント・サ
   ポーティング・ピラー（６）およびリア・サポーティン
   グ・ピラー（７）によって前記サイドメンバ（２）の下
   部の一部に結合されたベース部材（５）を有する一体型
   部材（４）とを有し、各サイドメンバ（２）が、少なく
   とも前記サポーティング・ピラー（６、７）の間で車両
   の長手方向（３）に変形可能な設計となっている、自動
   車、特に乗用車の前部車体構造であって、 前記各ベース部材（５）が、該ベース部材（５）が結合
   される前記サイドメンバ（２）の下部で、前記フロント
   ・サポーティング・ピラー（６）および前記リア・サポ
   ーティング・ピラー（７）と専ら結合され、車両の長手
   方向（３）において、前記各サイドメンバ（２）よりも
   大きい剛性を有するように設計されており、 前記サポーティング・ピラー（６、７）が、前記サイド
   メンバ（２）および／または前記ベース部材（５）に接
   続され、該ベース部材（５）とサイドメンバ（２）との
   間の車両の長手方向（３）における相対的な変位の間、
   車両の長手方向に関して本質的に横方向に走っている枢
   動軸（２０、２１、２２、２３）の回りを枢動するよう
   に設計されていることを特徴とする乗用車の前部車体構
   造。
2. 【請求項２】 前記各リア・サポーティング・ピラー
   （７）が、車両の長手方向（３）後方に、車両フレーム
   （１２）に至るまでの間に隙間（１３）を有することを
   特徴とする請求項１に記載の乗用車の前部車体構造。
3. 【請求項３】 車両前輪のトランスバース・リンク用の
   フロント・ベアリング（１５）およびリア・ベアリング
   （１６）が、前記各ベース部材（５）上に形成されてい
   ることを特徴とする請求項１または２に記載の乗用車の
   前部車体構造。
4. 【請求項４】 前記フロント・ベアリング（１５）が前
   記フロント・サポーティング・ピラー（６）の下部に配
   置され、前記リア・ベアリング（１６）が前記リア・サ
   ポーティング・ピラー（７）の下部に配置されているこ
   とを特徴とする請求項３に記載の乗用車の前部車体構
   造。
5. 【請求項５】 車両が駆動可能な前輪を有する場合、前
   記サポーティング・ピラー（６、７）間、および前記ベ
   ース部材（５）と前記サイドメンバ（２）を貫通させて
   駆動ユニットから各前輪に向けて、ドライブ・シャフト
   （１１）を設けることを特徴とする請求項１から４の一
   項に記載の乗用車の前部車体構造。
6. 【請求項６】 前記ドライブ・シャフト（１１）が、前
   記リア・サポーティング・ピラー（７）の近傍に配置さ
   れていることを特徴とする請求項５に記載の乗用車の前
   部車体構造。
7. 【請求項７】 前記リア・サポーティング・ピラー
   （７）の後部に配置されたステアリング・ロッド（１
   ４）が、車両の長手方向（３）後方に、車両フレーム
   （１２）に至るまでの間に隙間（１３）を有することを
   特徴とする請求項１から６の一項に記載の乗用車の前部
   車体構造。