JP4604378B2 - 自動車の前部車体構造 - Google Patents
自動車の前部車体構造 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4604378B2 JP4604378B2 JP2001091978A JP2001091978A JP4604378B2 JP 4604378 B2 JP4604378 B2 JP 4604378B2 JP 2001091978 A JP2001091978 A JP 2001091978A JP 2001091978 A JP2001091978 A JP 2001091978A JP 4604378 B2 JP4604378 B2 JP 4604378B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vehicle body
- front side
- power plant
- vehicle
- panel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Body Structure For Vehicles (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の前部の左右両側においてそれぞれ車体前後方向に延びるように設けられたフロントサイドフレームの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、この種の自動車の前部車体構造として、例えば、特開2000−53022号公報に開示されるように、自動車の前面衝突の際にフロントサイドフレームの変形モードを潰れ変形から屈曲変形へ切り換えることにより、衝突初期に車体に対し相対的に大きい減速度を生じさせ、その後、一旦、車体減速度を降下させるようにしたものが知られている。
【0003】
すなわち、図12及び図13に示すように、車体前部の左右両側にそれぞれ設けられるフロントサイドフレーム100,100の前端に、車幅方向に延びるバンパーレインフォースメント101の左側及び右側がそれぞれ取り付けられ、さらに、該両フロントサイドフレーム100,100の前後方向の中央部から前方へ向かって、車体外方へ傾斜して延びる斜方向ビーム102,102がそれぞれ設けられている。その斜方向ビーム102,102のそれぞれの前端部は、前記バンパーレインフォースメント101に対して前後方向に所定距離離れた状態で、かつ、車体前後方向から見て、該バンパーレインフォースメント101の車幅方向の両端部とそれぞれ重複するように位置付けられている。
【0004】
そして、この構造では、前面衝突時の衝撃は、まず、バンパーレインフォースメント101からフロントサイドフレーム100,100に伝達されて、図13に示すように、該フロントサイドフレーム100,100の前端側が比較的、変形荷重の大きい潰れ変形を起こす。続いて、バンパーレインフォースメント101の車幅方向の両端部が前記斜方向ビーム102,102の前端部に当接して、該斜方向ビーム102,102を介して側方荷重が加えられることによって、前記フロントサイドフレーム100,100の中央部が車体内方へ屈曲変形し、それ以降の変形荷重が比較的、小さなものとなる。このことにより、衝突初期に車体減速度を急峻に立ち上がらせて、その後、車体減速度を降下させることができる。
【0005】
ここで、衝突時の乗員には、該乗員を拘束するシートベルト等の拘束手段からの反力によって減速度が作用するため、衝突の初期のようにシートベルトの伸びが少ない状態では乗員減速度は極めて小さい。その一方で、車体には衝突初期から大きな減速度が作用しているため、前記乗員と車体との相対移動距離は次第に大きくなって、シートベルトの伸びが最大に達した時点で乗員がシートベルトから受ける反力も最大となり、大きな衝撃荷重を受けることになる。
【0006】
前記従来例では、この乗員への衝撃荷重を低減させるべく、衝突後にシートベルトの伸びが最大となる直前に、フロントサイドフレームの変形モードを切り換えて、車体減速度を降下させるようにしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の構造では、一対のフロントサイドフレームの間に搭載されるパワープラントが、該各フロントサイドフレームの車体内方への屈曲変形を阻害することがあり、この場合には、上述したように車体減速度を降下させることができないため、乗員減速度の最大値、即ち衝撃荷重を狙い通りに低減できないという問題がある。
【0008】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、主にフロントサイドフレームの構造に工夫を凝らし、衝突の途中で確実に変形モードを切り換えて、狙い通りに車体減速度を降下させることにより、乗員に作用する衝撃荷重を低減することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の第1の解決手段では、フロントサイドフレームに、自動車の前面衝突時に後退するパワープラントから引張荷重を受けて破断する破断起点部を設けた。
【0010】
具体的には、請求項1の発明では、車体前部の左右両側においてダッシュパネルから前方へ向けて各々車体前後方向に延びるとともに、中空断面を有する一対のフロントサイドフレームを備えた自動車の前部車体構造を前提とする。そして、前記一対のフロントサイドフレームは、車体上下方向から見て、該フロントサイドフレームの後端部から前端側へ向かって略中央部まで前側へ行くほど互いに離れるように傾斜して延びるように形成され、該一対のフロントサイドフレームの中間にパワープラントを配設し、該各フロントサイドフレームにおける後端部から略中央部までの傾斜して延びる部分には、自動車の前面衝突時に後退するパワープラントから車体内方ないし車体後方への引張荷重を受けるように荷重入力部を設けるとともに、この荷重入力部の近傍に、該荷重入力部が前記パワープラントから引張荷重を受けたときに破断するように、薄肉状の破断起点部を設ける構成とする。
【0011】
この構成によれば、自動車の前面衝突時には、まず、フロントサイドフレームが圧縮荷重を受けて潰れ変形を開始し、車体減速度が急峻に立ち上がる。このことによって、シートベルトが早期に伸びて乗員を強く拘束するようになる。続いて、パワープラントの後退に伴い、該パワープラントからフロントサイドフレームの荷重入力部に対して車体内方ないし車体後方への引張荷重が作用する。そして、前記シートベルトの伸びが最大となる前にフロントサイドフレームの破断起点部が破断して、その剛性が大幅に低下し、このことを契機として、フロントサイドフレームが屈曲変形を開始する。
【0012】
つまり、フロントサイドフレームの変形の途中で破断起点部を破断させることにより、変形モードを狙い通りのタイミングで潰れ変形から屈曲変形に切り換えて、その変形荷重を減少させることができ、これにより、シートベルトが伸びきるときに車体減速度を低下させて、該シートベルトの反力による乗員への衝撃荷重を十分に低減することができる。
【0013】
請求項2の発明では、請求項1の発明において、前記フロントサイドフレームの荷重入力部を車体内方の側壁部に設けられたフック部材とし、破断起点部は該フロントサイドフレームにおけるフック部材の固定部位を囲むように設けるものとする。
【0014】
こうすれば、自動車の前面衝突時には、後退するパワープラントからフロントサイドフレームの車体内方に設けられたフック部材に引張荷重が作用し、このフック部材の固定部位を囲むように設けられた破断起点部が確実に破断する。そして、フロントサイドフレームの車体内方の側壁部における剛性が大幅に低下することにより、該フロントサイドフレームはその前端側の部分が前記破断起点部近傍の部分よりも車体内方に大きく変位するように屈曲変形を開始する。
【0015】
請求項3の発明では、請求項2の発明において、前記一対のフロントサイドフレームのフック部材を互いに連結するように車幅方向にワイヤ部材を張架する一方、前記パワープラントには、自動車の前面衝突時に後退する該パワープラントから前記ワイヤ部材へ荷重を伝達する荷重伝達部を設けるものとする。
【0016】
このことで、自動車の前面衝突時に後退するパワープラントの荷重伝達部から、ワイヤ部材を介してフック部材に荷重が伝達され、これにより、該フック部材に確実に引張荷重を作用させることができる。一方、ワイヤ部材はある程度の余裕を持たせて張架するようにすれば、通常時にはパワープラントの揺動がワイヤ部材を介して車体へ伝達することを十分に抑制できる。
【0017】
請求項4の発明では、請求項2の発明において、前記パワープラントの車幅方向の両端側には、自動車の前面衝突時に該パワープラントの後退によって前記フロントサイドフレームのフック部材と係合するように、車体外方へ突出した係合部を設けた。
【0018】
このことで、自動車の前面衝突時には、後退するパワープラントの係合部がフロントサイドフレームのフック部材に係合して、このフック部材に確実に引張荷重を作用させることができる。一方、通常時には、パワープラントとフック部材とは係合状態でないため、該パワープラントの揺動がフック部材を介して車体に伝達することはない。
【0019】
次に、本発明の第2の解決手段では、フロントサイドフレームの少なくとも車体内方側を前側及び後側パネルに分割し、それらの接合部位近傍に前記と同様の荷重入力部を設けるようにした。
【0020】
具体的に、請求項5の発明では、車体前部の左右両側においてダッシュパネルから前方へ向けて各々車体前後方向に延びるとともに、中空断面を有する一対のフロントサイドフレームを備えた自動車の前部車体構造を前提とする。そして、前記一対のフロントサイドフレームは、車体上下方向から見て、該フロントサイドフレームの後端部から前端側へ向かって略中央部まで前側へ行くほど互いに離れるように傾斜して延びるように形成され、該一対のフロントサイドフレームの中間にパワープラントを配設し、該各フロントサイドフレームにおける後端部から略中央部までの傾斜して延びる部分の少なくとも車体内方側を車体前方の前側パネルと車体後方の後側パネルとからなるものとし、該後側パネルの前端側を前側パネルの後端側に車体内方側から接合するとともに、該後側パネルにおける前側パネルとの接合部位近傍には、自動車の前面衝突時に後退するパワープラントから車体内方ないし車体後方への引張荷重を受けるように荷重入力部を設け、前記後側パネルの荷重入力部の近傍は、前記荷重入力部が前記パワープラントから引張荷重を受けたときに前記前側パネルから分離するように該前側パネルに接合される構成とする。
【0021】
この構成によれば、フロントサイドフレームの車体内方側を、前側パネルと後側パネルとに分割し、それらの接合部に請求項1の発明と同様の荷重入力部を設けたので、自動車の前面衝突時には、後退するパワープラントから前記荷重入力部に引張荷重を作用させて、前側及び後側パネルの接合部分を分離させることができ、これにより、前記請求項1の発明と同様に、フロントサイドフレームの変形の途中でその変形荷重を狙い通りに減少させて、乗員への衝撃荷重を十分に低減することができる。
【0022】
請求項6の発明では、請求項1乃至5のいずれか1つの発明において、前記フロントサイドフレームの前記荷重入力部近傍の車体外側面には、自動車の前輪との干渉を防ぐための凹部が車体内方へ窪むように形成されている構成とする。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0024】
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態に係る自動車の前部車体構造を示すものである。
【0025】
この自動車は、図1に示すように、前側にエンジンルーム1が設けられ、該エンジンルーム1内にエンジン2及びミッションケース(変速装置等を収容する)3からなるパワープラント4を搭載し、該パワープラント4によって前輪8(図6に示す)を駆動するようにしている。このパワープラント4のエンジン2は、図示しないが、クランク軸が延びる方向に複数のシリンダが直線的に並ぶように構成され、該クランク軸が略車幅方向を向くように車体に対して横置きとされ、ミッションケース3の車体右側の側面がエンジン2のシリンダブロックの車体左側の側面に締結されている。また、図示しないが、エンジン2の前側壁部には吸気マニホルドや補機類等が取り付けられ、さらに、その前方の車体にはラジエータや該ラジエータのファン等が取り付けられている。尚、図1に示す符号12は、ミッションケース3の出力軸と前記前輪8とを駆動連結するドライブシャフトである。
【0026】
前記エンジンルーム1の後側はダッシュパネル5によって仕切られており、このダッシュパネル5の後側が車室6とされ、その車室6の下側はフロアパネル7によって仕切られている。このフロアパネル7は、ダッシュパネル5の下端縁部から、後方へ向かって下方へ傾斜して延び、車体の下端部まで達した後に、そこからは略水平に後方へ延びるように形成されている。また、そのフロアパネル7の車幅方向両端縁部には、図2にのみに示すが、該縁部に沿って延びる閉断面構造のサイドシル10がそれぞれ設けられている。
【0027】
前記サイドシル10,10の車体内方には、前記フロアパネル7の下面に沿って該サイドシル10,10と略平行に延びる一対のフロアフレーム20,20が設けられており、このフロアフレーム20,20は、上方が開放したコ字状断面を有し、その上端部が前記フロアパネル7の下面に溶接されている。また、該一対のフロアフレーム20,20に挟まれたフロアパネル7の略中央位置には、その前端から後端に亘って車室6側へ膨出するようにフロアトンネル部21が形成されていて、該フロアトンネル部21の前端側の部分はその前側ほど大きく膨出している。
【0028】
前記フロアトンネル部21とフロアフレーム20,20との間には、それぞれ該フロアフレーム20,20の車体内方側からフロアトンネル部21の車体外方側に亘って、ダッシュパネル5の下端側とフロアパネル7の前端側とに溶接されるダッシュロアレインフォースメント22,22が設けられている。さらに、左側及び右側のそれぞれのフロアフレーム20,20の車体外方側からサイドシル10,10の車体内方側に亘って、前記ダッシュロアレインフォースメント22,22と同様に、ダッシュパネル5とフロアパネル7とに溶接されるトルクボックス23,23がそれぞれ設けられている。
【0029】
また、図3に示すように、前記エンジンルーム1の車幅方向両側には、前記ダッシュパネル5からそれぞれ前方へ突出して延びる鋼板製のフロントサイドフレーム11,11が設けられている。この一対のフロントサイドフレーム11,11は、全体として略矩形状の中空断面を有し、それぞれ前記車体の下端部からフロアパネル7の傾斜部に沿って前方へ延び、エンジンルーム1の上下方向の中央部近傍で屈曲して、そこから前側の部分は略水平方向にパワープラント4の前端部よりも前方へ延びている。
【0030】
前記フロントサイドフレーム11,11は、図4に示すように、それぞれ車体外方に位置するアウタパネル50と、該アウタパネル50の車体内方側に溶接により固定されたインナパネル51とからなる。該アウタパネル50は、その上縁から下縁に亘って略平坦な板状に形成される一方、インナパネル51は車体前後方向から見て、車体外方側が開放する略コ字状断面を有するように形成されている。該インナパネル51の開放側の上端部及び下端部は、それぞれ互いに離れるように折り曲げられてフランジ部が形成されており、該フランジ部がそれぞれアウタパネル50の上端部及び下端部に溶接されている。
【0031】
この一対のフロントサイドフレーム11,11は、車体上下方向から見て、その後端部から前端側へ向かって略中央部までは前側ほど互いに離れるように形成される一方、該中央部から前端部までは互いに略平行となるように形成されている。さらに、図5に示すように、各フロントサイドフレーム11のアウタパネル50の車体外方側には、前記前輪8の車体内方側を覆うようにそれぞれ設けられたフェンダエプロン52の下縁部が溶接されている。該フェンダエプロン52の後端部は前記ダッシュパネル5の前側に溶接されるとともに、上端部には、前輪8の車体内方に配設されたサスペンション装置(図示せず)の上端部を支持するサスペンションタワー53が一体形成されている。
【0032】
前記フロントサイドフレーム11のアウタパネル50は、図3に示すように、前記前輪8の配設位置に対応した部位が車体内方へ向かって大きく窪むように湾曲しており、該前輪8の操舵時における干渉を防ぐようになっている。また、図6に示すように、このアウタパネル50の湾曲部位において、前記サスペンション装置の配設位置に対応した部位はさらに車体内方へ向かって窪んで凹部54が形成されていて、該凹部54近傍は他の部位に比べて小さい断面を有することになり、若干、脆弱である。
【0033】
一方、前記各フロントサイドフレーム11のインナパネル51において、前記アウタパネル50の凹部54に対応する部位の車体内方側には、略コ字状のフック部材(荷重入力部)55が取り付けられている。このフック部材55は、車体前後方向から見て、コの字の開放側が車体外方側となるように配置され、その開放側の上下両端部がそれぞれ前記フロントサイドフレーム11のインナパネル51に取り付けられていて、該フック部材55とインナパネル51の側壁部とによって車体前後方向に貫通する略矩形の枠状部分が形成されている。
【0034】
また、前記インナパネル51には、前記フック部材55の取付部から車体上下方向及び車体前後方向にそれぞれ離間して、該取付部を略矩形状に囲むように薄肉部(破断起点部)57が形成されている。この薄肉部57は、インナパネル51の車体内方面に開口する溝状に形成され、その深さは該インナパネル51の厚さの1/2くらいとされている。そして、このように左右のフロントサイドフレーム11,11にそれぞれ設けられたフック部材55,55の間には、ワイヤ部材56が架け渡されていて、その車幅方向の両端部が該両フック部材55,55にそれぞれ取り付けられている。
【0035】
また、前記フロントサイドフレーム11,11のそれぞれの前端側には、前面衝突時の衝撃により圧縮荷重を受けて車体前後方向に潰れ変形し、このことにより衝撃エネルギを吸収するクラッシュボックス26,26が設けられている。このクラッシュボックス26,26は、前側ほど小さい矩形断面を有するように形成されるとともに、後端部には車幅方向及び車体上下方向にそれぞれ延出した矩形のフランジ部24,24が設けられていて、このフランジ部24,24が、前記フロントサイドフレームフレーム11,11の前端部に設けられた略同形状のフランジ部25,25に取り付けられている。一方、左右両側のクラッシュボックス26,26の前端部には、バンパーレインフォースメント27の車幅方向両端部がそれぞれ固定されている。
【0036】
また、前記クラッシュボックス26,26には、それぞれ上面部及び両側面部に車幅方向及び車体上下方向に長い略だ円形のビードが形成されていて、このビードにより衝突の際の潰れ変形を制御して確実に所期の衝撃吸収特性を得られるようになっている。この衝撃吸収特性については、詳しくは後述するが、前記フロントサイドフレーム11,11が屈曲変形を開始する直前に、潰れ変形が終了することになるように設定されている。
【0037】
また、前記フロントサイドフレーム11,11は、図3に示すように、前記パワープラント4をエンジンルーム1において支持している。すなわち、該パワープラント4の車幅方向の両端部近傍は、それぞれ前記フロントサイドフレーム11,11に対して、マウント部材13、14を介して弾性支持されている。このマウント部材13、14は、それぞれ、パワープラント4に取り付けられるブラケット15、17と、フロントサイドフレーム11,11に取り付けられるブラケット16、18とからなる。
【0038】
前記パワープラント4の後部において、車体の幅方向中央部に対応する位置には、車幅方向から見て、車体後方側が開放した略コ字状のブラケット60が設けられていて、該ブラケット60に対して車体上下方向に延びる軸61により滑車(荷重伝達部)62が回動自在に支持されている。そして、前記の如く一対のフロントサイドフレーム11,11のフック部材55,55に張架されたワイヤ部材56が、前記滑車62に巻き掛けられていて、このワイヤ部材56は通常走行時のパワープラント4の揺動が該ワイヤ部材62を介して車体に伝達しないように若干、余裕を持った状態とされている。
【0039】
斯かる構成により、自動車の前面衝突時にパワープラント4が後退すると、該パワープラント4の滑車62が車幅方向に張架されたワイヤ部材56を車体後方に押圧し、これにより、該ワイヤ部材56を介してフロントサイドフレーム11,11のフック部材55に車体内方及び車体後方への引張荷重が作用して、図7に示すように、該フック部材55を囲む薄肉部57が車体前方側から徐々に破断することになる。そして、このことによりフロントサイドフレーム11,11の剛性が大幅に低下し、これを契機として、該フロントサイドフレーム11,11が大きく折れ曲がることになる。尚、この際、衝突時の衝撃によりパワープラント4が車幅方向に移動して、ワイヤ部材56における滑車62から荷重を受ける部位が該ワイヤ部材の車幅方向の略中央部からずれても、滑車62によって左右のフック部材55,55に略同じ荷重を作用させることができるので、左右の薄肉部57,57は略同時に破断する。
【0040】
つまり、この実施形態1では、フロントサイドフレーム11,11の屈曲タイミングをパワープラント4の滑車62とワイヤ部材56との車体前後方向の配設位置、及びワイヤ部材56の張架時の余裕によって設定できるようになっている。
【0041】
次に、前記フロントサイドフレーム11,11の下方に配設されるペリメータフレーム30について説明する。このペリメータフレーム30は、鋼板製とされ、前記パワープラント4や操舵装置(図1に出力軸31のみを図示する)等を支持するものであり、全体として略矩形の枠状をなすように一体構造とされている。このペリメータフレーム30の前端側のフロントメンバ部32は、パワープラント4よりも前方で前記クラッシュボックス26,26の後端部よりも若干、後方に位置付けられ、車体左側のフロントサイドフレーム11の真下位置から車体右側のフロントサイドフレーム11の真下位置に亘るように車幅方向に直線的に延びている。また、このフロントメンバ部32の左右両端部からそれぞれ車体後方へ延びるように、該フロントメンバ部32と略同形状の断面を有するサイドメンバ部33,33が設けられている。
【0042】
さらに、前記各サイドメンバ部33の前端部から所定距離後方の部位には、前記フロントメンバ部32の断面よりも大きい断面を有するサスペンションクロスメンバ部34が2つのサイドメンバ部33,33に架け渡された状態で溶接されている。また、前記サイドメンバ部33,33は、図1に示すように、車幅方向から見て、その後端部から前後方向の略中央部まで略水平に延びるように形成される一方、この中央部分において上方へ傾斜するように屈曲していて、さらにその傾斜方向に沿って前端部まで延びている。
【0043】
また、前記サスペンションクロスメンバ部34は、図示しないが、その車幅方向両端側に、前輪8のサスペンションアームが取り付けられており、車幅方向の長さは、前記フロントメンバ部32よりも短くなっている。また、図2に示すように、各サイドメンバ部33を車体上下方向から見ると、前端部から前後方向の略中央部までは、後側ほど車体内方に位置するように比較的緩く傾斜し、この中央部分において前側よりも車体内方へきつく傾斜するように屈曲して後端部まで延びており、該中央部分に車幅方向の外方に突出した屈曲部が形成されている。
【0044】
前記ペリメータフレーム30の取り付けについては、各サイドメンバ部33の前端が各フロントサイドフレーム11にそれぞれ固定される一方、該各サイドメンバ部33の後端が前記パワープラント4よりも後方側の位置で前記ダッシュロアレインフォースメント22,22にそれぞれ固定されている。
【0045】
詳しくは、前記ペリメータフレーム30の前側の左右の隅部には、該隅部の上面から車体外方へかつ前方へ向かって緩やかに傾斜しながら、上方へ突出するように取付ブラケット36,36が設けられている。この取付ブラケット36,36の下端部は前記ペリメータフレーム30に溶接される一方、上端部には軸線が上下方向に延びる円筒部37,37が設けられ、この円筒部37,37の内側には円筒状のゴムブッシュ(図示せず)が嵌合されている。さらに、このゴムブッシュには、前記円筒部37,37と同軸に位置するようにパイプ部材(図示せず)が固着されており、そのパイプ部材を軸線方向に貫通するボルト38,38によって該パイプ部材の上端部がフロントサイドフレーム11,11の前端側に締結されるようになっている。
【0046】
一方、前記ペリメータフレーム30のサイドメンバ部33,33の後端部には、該ペリメータフレーム30を前記ダッシュロアレインフォースメント22,22に取り付けるための取付部39,39が、それぞれ設けられている。この取付部39,39にも、前記したペリメータフレーム30の前側の取付ブラケット36,36の上端部と同様に円筒部40,40が設けられ、この円筒部40,40の内側にゴムブッシュ(図示せず)が嵌合されている。そして、このゴムブッシュにパイプ部材(図示せず)が固着されていて、ボルト41,41によって該パイプ部材の上端部がダッシュロアレインフォースメント22,22に締結されるようになっている。
【0047】
次に、前記自動車が前面衝突したときのフロントサイドフレーム11,11やペリメータフレーム30の変形について説明する。
【0048】
まず、衝突の初期には、衝突時の衝撃荷重がバンパーレインフォースメント27を介してクラッシュボックス26,26に入力し、該クラッシュボックス26,26が潰れ変形を開始する。一方、前記フロントサイドフレーム11,11は前記の如くペリメータフレーム30と連結されているため、全体として高い剛性を有し、この段階では両フレーム11、30とも大きな変形は起こらず、車体減速度が相対的に大きく立ち上がることになる。言い換えると、前記クラッシュボックス26,26の衝撃吸収特性は、衝突の初期に車体減速度を急峻に立ち上がらせながら、かつ該衝突初期の衝撃により前記フロントサイドフレーム11,11が屈曲変形しないように過大な衝撃荷重を吸収するものとされている。
【0049】
続いて、前記クラッシュボックス26,26の潰れ変形が終了すると、ラジエータや吸気マニホルド等を介してパワープラント4に直接、衝撃荷重が作用するようになり、該パワープラント4が後退していく。これにより、前記フロンとサイドフレーム11,11にそれぞれ設けられた各フック部材55に対して、該パワープラント4の滑車62から車体後方に押圧されるワイヤ部材56の引張荷重が作用し、前記各インナパネル51の薄肉部57に囲まれている部分が各フック部材55とともにフロントサイドフレーム11から離脱する。そして、このことによるフロントサイドフレーム11,11の車体内方の側壁部における剛性の大幅な低下を契機として、前記フロントサイドフレーム11,11は、その前端側が薄肉部57,57近傍の部分よりも車体内方へ大きく変位するように折れ曲がる。そして、図5及び図6に二点鎖線で示すように、フロントサイドフレーム11,11は、前記したアウタパネル50,50の凹部54,54の近傍を起点として車体上方へ大きく折れ曲がり、一方、図示しないが、ペリメータフレーム30はサイドメンバ部33,33の車幅方向から見たときの屈曲部近傍を起点として大きく車体下方へ折れ曲がる。
【0050】
つまり、前記クラッシュボックス26,26の潰れた後に、インナパネル51の薄肉部57を破断させることにより、該クラッシュボックス26を含むフロントサイドフレーム11の変形モードを潰れ変形から屈曲変形に切り換えて、変形荷重を低下させ、このことにより、車体減速度を一旦、降下させることができる。この際、フロントサイドフレーム11,11及びペリメータフレーム30のサイドメンバ部33,33はそれぞれが互いに離れるように屈曲変形するため、両フレーム11、30の干渉を回避でき、また、両フレーム11、30ともパワープラント4から離れる方向に屈曲するため、該パワープラント4との干渉も確実に回避でき、所期の狙い通りに変形荷重を低下させながら、変形ストロークも確保できる。
【0051】
図8は、この実施形態1に係る自動車の車体減速度特性a(実線)及び該自動車の乗員減速度特性b(一点鎖線)と、この前部車体構造を有さない比較例の車体減速度特性c(破線)及び乗員減速度特性d(二点差線)とを対比して示す特性図である。尚、この特性図では、横軸に車体潰れ量をとり、縦軸に減速度をとっている。
【0052】
まず、比較例の車体及び乗員の減速度特性c、dについて説明すると、車体減速度特性cは衝突初期に立ち上がって略一定の減速度を保った状態で車体の潰れ変形が進行し、衝突終盤にパワープラント4がダッシュパネル5に底付きすることで急激に上昇して、その後、車体の潰れ変形が終了して減速度は0となる。この比較例における乗員減速度特性dについては、車体減速度特性cよりも緩やかに立ち上がり、徐々に上昇度合いが高くなる。そして、乗員を拘束するシートベルトの伸びが最大に達して乗員減速度が最大となる領域でも、車体減速度が前記の如く大きいため、シートベルトによる乗員への反力が極めて大きなものとなる。
【0053】
これに対し、本実施形態1の車体及び乗員の減速度特性a、bの場合、車体減速度特性aは、前記の如くクラッシュボックス26,26の潰れ変形が開始されると急峻に立ち上がり、このことで、比較的、早期にシートベルトが伸ばされて、乗員減速度も車体減速度にあまり遅れずに上昇する(乗員減速度特性b参照)。そして、該シートベルトの伸びが最大となる直前に、前記したようにクラッシュボックス26,26の潰れ変形が終了し、インナパネル51の薄肉部57が破断してフロントサイドフレーム11,11及びペリメータフレーム30の屈曲変形が開始される。これにより、車体減速度が一旦、降下することになり、この車体減速度の降下する領域においてシートベルトの伸びが最大となることで、乗員が受けるシートベルトからの反力を前記比較例と比べて大幅に減少させることができる。
【0054】
以上、説明したように、この実施形態1では、自動車の前面衝突の初期にクラッシュボックス26,26の潰れ変形によって車体減速度を安定的にかつ急峻に立ち上がらせる一方、その潰れ変形の終了直後にフロントサイドフレーム11,11及びペリメータフレーム30を屈曲変形させて、車体減速度を降下させるようにしたので、衝突時にシートベルトからの反力によって乗員減速度が過度に大きくなることを確実に防止できる。
【0055】
尚、この実施形態1では、パワープラント4の滑車62に予めワイヤ部材56を巻き掛けているが、これに限らず、該滑車62とワイヤ部材56とを車体前後方向に離間させておくこともできる。この場合では離間距離によってフロントサイドフレーム11,11の屈曲変形のタイミングを設定できる。
【0056】
また、前記各フロントサイドフレーム11の薄肉部57を、前記フック部材55の取付部の全周に亘って略矩形状に取り囲むように設けているが、該薄肉部57は、フック部材55の周囲を部分的に囲むように設けてもよい。
【0057】
(実施形態2)
図9及び図10は、本発明の実施形態2に係る自動車の前部車体構造を示すものである。
【0058】
この実施形態2は、前記実施形態1のものとはフロントサイドフレーム11,11の構成が異なるだけなので、以下、同一の部分には同一の符号を付し異なる部分だけを説明する。すなわち、この実施形態2では、各フロントサイドフレーム11のインナパネル51を前側パネル65及び後側パネル66に分割してそれらを互いに接合し、自動車の前面衝突時に両者65、66の接合部分を分離させるようにした。
【0059】
具体的には、前記各フロントサイドフレーム11のインナパネル51は、前記アウタパネル50に形成された凹部54に対応する部位の近傍において車体前方の前側パネル65と車体後方の後側パネル66とに分割され、該後側パネル66の前端側が前側パネル65の後端側の車体内方側に重ね合わされた状態で、それぞれの上壁部、側壁部及び下壁部同士を互いにスポット溶接によって接合している。該後側パネル66の側壁部には、その上端側及び下端側にそれぞれ車体後方へ長く延びるように切欠部67が形成され、その2つの切欠部67,67の間の部分は、その前端部が車体内方へ突出するように折り曲げられてフランジ部(荷重入力部)68とされ、このフランジ部68には、車体前後方向に貫通する略矩形状の孔部が形成されている。また、前記実施形態1と同様に、該フランジ部68,68の間には、ワイヤ部材56が架け渡されていて、その車幅方向の両端部が該フランジ部68,68にそれぞれ取り付けられている。
【0060】
次に、この自動車が前面衝突したときのフロントサイドフレーム11,11やペリメータフレーム30の変形について詳しく説明する。まず、衝突の初期には、前記実施形態1と同様に、クラッシュボックス26,26が潰れ変形を開始する一方、フロントサイドフレーム11,11及びペリメータフレーム30は、この段階で大きな変形は起こらず、相対的に大きい車体減速度が発生する。
【0061】
続いて、前記クラッシュボックス26,26の潰れ変形が終了すると、前記実施形態1と同様にパワープラント4が後退し、該パワープラント4の滑車62が前記ワイヤ部材56を車体後方に押圧し、これにより、後側パネル66のフランジ部68に対して、ワイヤ部材56から車体内方及び車体後方への引張荷重が作用することになる。この引張荷重が、前側パネル65及び後側パネル66の側壁部同士の溶接部分を分離させる荷重に達すると、後側パネル66の側壁部が前側パネル65の側壁部から分離し、このことによるフロントサイドフレーム11,11の剛性の低下を契機として、該フロントサイドフレーム11,11が大きく折れ曲がることになる。
【0062】
これにより、前記実施形態1と同様に、前記フロントサイドフレーム11,11の変形モードを潰れ変形から屈曲変形に切り換えて、車体減速度を一旦、降下させることができる。この際、前記後側パネル66の切欠部67,67によって、前側パネル65及び後側パネル66の溶接部分に対してパワープラント4からの荷重を直接的に作用させて、確実に分離させることができる。
【0063】
したがって、この実施形態2では、フロントサイドフレーム11のインナパネル51を前側パネル65及び後側パネル66に分割して、該後側パネル66に前記フランジ部68及び切欠部67,67を設けることによって、前記実施形態1と同様な作用効果を得ることができる。
【0064】
尚、この実施形態2における切欠部67,67を前記実施形態1で説明した溝状の薄肉部としてもよく、この場合では、前記フランジ部68に作用する引張荷重が、薄肉部を破断させる荷重に達するとその薄肉部が前端部から破断していくとともに、溶接部分に引張荷重が作用するようになる。そして、該溶接部分が分離しながら薄肉部がさらに破断していき、このことによるフロントサイドフレーム11,11の剛性の低下を契機として、該フロントサイドフレーム11,11が大きく折れ曲がることになる。
【0065】
(他の実施形態)
尚、本発明は前記実施形態1及び2に限定されるものではなく、その他の種々の実施形態を包含するものである。すなわち、前記各実施形態では、パワープラント4の係合部として滑車62を設けているが、図11に示すように、パワープラント4の車幅方向の両端側にそれぞれL字状の係合部材(係合部)70を設けるようにしてもよい。具体的には、該各L字状部材70の一方のアーム部を、パワープラント4の側壁部から車体外方へ延びるように取り付け、この一方のアーム部の端部から車体後方へ延びる他方のアーム部を、車体前後方向から見て、前記フック部材55とフロントサイドフレーム11のインナパネル51とからなる枠状部分の内方側と重複するように位置付ける。
【0066】
このものでは、前記した自動車の前面衝突時にパワープラント4が後退すると、L字部材70と前記フック部材55とが係合して、該パワープラント4からの荷重を前記フック部材55を介して薄肉部57に作用させるようになる。 尚、パワープラント4のL字部材70とフロントサイドフレーム11のフック部材55とは、車体前後方向に所定距離(例えば、30mm〜40mm)離間しており、通常走行時のパワープラント4の揺動によって該L字部材70及びフック部材55が接触することはない。
【0067】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明に係る自動車の前部車体構造によると、フロントサイドフレームに、自動車の前面衝突時に後退するパワープラントから引張荷重を受ける荷重入力部と、その引張荷重により破断する薄肉状の破断起点部とを設けたので、自動車の前面衝突時にフロントサイドフレームの変形途中でフロントサイドフレームの剛性を大幅に低下させて、変形モードを切り換えるができ、これにより、車体減速度を狙い通りに変化させて、乗員への衝撃荷重を確実に低減することができる。
【0068】
請求項2記載の発明によると、自動車の前面衝突時に、後退するパワープラントからフック部材に対して引張荷重を作用させて、破断起点部を確実に破断させることができる。
【0069】
請求項3記載の発明によると、自動車の前面衝突時に、後退するパワープラントの荷重伝達部から、ワイヤ部材を介しフック部材に対して引張荷重を確実に作用させることができる。
【0070】
請求項4記載の発明によると、自動車の前面衝突時に、後退するパワープラントの係合部からフロントサイドフレームのフック部材に引張荷重を確実に作用させることができる。
【0071】
請求項5記載の発明によると、請求項1の発明と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態1に係る車体前部の構造を示す側面図である。
【図2】 車体前部の構造を示す下面図である。
【図3】 車体前部の構造を示す上方から見た斜視図である。
【図4】 フロントサイドフレームのフック部材取付部の近傍を拡大して示す斜視図である。
【図5】 フロントサイドフレーム近傍の車体構造を示す上方から見た斜視図である。
【図6】 車体前部の左側を示す平面図である。
【図7】 前面衝突時におけるフロントサイドフレームの破断状態を示す図4相当図である。
【図8】 車体潰れ量に対する車体減速度の変化を示す特性図である。
【図9】 本発明の実施形態2に係る図1相当図である。
【図10】 本発明の実施形態2に係る図4相当図である。
【図11】 本発明の他の実施形態に係る図6相当図である。
【図12】 従来の自動車の車体前部構造を示す平面図である。
【図13】 前面衝突後の車体前部の状態を示す図12相当図である。
【符号の説明】
4 パワープラント
11 フロントサイドフレーム
51 インナパネル
55 フック部材(荷重入力部)
56 ワイヤ部材
57 薄肉部(破断起点部)
62 滑車(荷重伝達部)
65 前側パネル
66 後側パネル
68 フランジ部(荷重入力部)
70 L字部材(係合部)
Claims (6)
- 車体前部の左右両側においてダッシュパネルから前方へ向けて各々車体前後方向に延びるとともに、中空断面を有する一対のフロントサイドフレームを備えた自動車の前部車体構造であって、
前記一対のフロントサイドフレームは、車体上下方向から見て、該フロントサイドフレームの後端部から前端側へ向かって略中央部まで前側へ行くほど互いに離れるように傾斜して延びるように形成され、
前記一対のフロントサイドフレームの中間にパワープラントが配設され、
前記各フロントサイドフレームにおける後端部から略中央部までの傾斜して延びる部分には、自動車の前面衝突時に後退するパワープラントから車体内方ないし車体後方への引張荷重を受けるように荷重入力部が設けられ、
前記フロントサイドフレームの荷重入力部の近傍には、該荷重入力部が前記パワープラントから引張荷重を受けたときに破断するように、薄肉状の破断起点部が設けられていることを特徴とする自動車の前部車体構造。 - 請求項1において、
前記フロントサイドフレームの荷重入力部は、車体内方の側壁部に設けられたフック部材であり、
前記破断起点部は、前記フロントサイドフレームにおけるフック部材の固定部位を囲むように設けられていることを特徴とする自動車の前部車体構造。 - 請求項2において、
前記一対のフロントサイドフレームのフック部材を互いに連結するように車幅方向にワイヤ部材が張架され、
前記パワープラントには、自動車の前面衝突時に後退する該パワープラントから前記ワイヤ部材へ荷重を伝達する荷重伝達部が設けられていることを特徴とする自動車の前部車体構造。 - 請求項2において、
前記パワープラントの車幅方向の両端側には、自動車の前面衝突時に該パワープラントの後退によって前記フロントサイドフレームのフック部材と係合するように、車体外方へ突出した係合部が設けられていることを特徴とする自動車の前部車体構造。 - 車体前部の左右両側においてダッシュパネルから前方へ向けて各々車体前後方向に延びるとともに、中空断面を有する一対のフロントサイドフレームを備えた自動車の前部車体構造であって、
前記一対のフロントサイドフレームは、車体上下方向から見て、該フロントサイドフレームの後端部から前端側へ向かって略中央部まで前側へ行くほど互いに離れるように傾斜して延びるように形成され、
前記一対のフロントサイドフレームの中間にパワープラントが配設され、
前記各フロントサイドフレームにおける後端部から略中央部までの傾斜して延びる部分の少なくとも車体内方側が、車体前方の前側パネルと車体後方の後側パネルとからなり、該後側パネルの前端側が前側パネルの後端側に車体内方側から接合され、
前記後側パネルにおける前側パネルとの接合部位近傍には、自動車の前面衝突時に後退するパワープラントから車体内方ないし車体後方への引張荷重を受けるように荷重入力部が設けられ、
前記後側パネルの荷重入力部の近傍は、前記荷重入力部が前記パワープラントから引張荷重を受けたときに前記前側パネルから分離するように該前側パネルに接合されていることを特徴とする自動車の前部車体構造。 - 請求項1乃至5のいずれか1つにおいて、
前記フロントサイドフレームの前記荷重入力部近傍の車体外側面には、自動車の前輪との干渉を防ぐための凹部が車体内方へ窪むように形成されていることを特徴とする自動車の前部車体構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001091978A JP4604378B2 (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 自動車の前部車体構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001091978A JP4604378B2 (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 自動車の前部車体構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002284034A JP2002284034A (ja) | 2002-10-03 |
JP4604378B2 true JP4604378B2 (ja) | 2011-01-05 |
Family
ID=18946514
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001091978A Expired - Fee Related JP4604378B2 (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 自動車の前部車体構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4604378B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4794985B2 (ja) * | 2005-11-07 | 2011-10-19 | 富士重工業株式会社 | 車両用フレーム構造 |
KR100774771B1 (ko) * | 2006-09-05 | 2007-11-07 | 현대자동차주식회사 | 전방 차체 케이블 연결구조 |
JP4853914B2 (ja) * | 2006-10-03 | 2012-01-11 | ダイハツ工業株式会社 | 自動車の車体前部構造 |
JP5092728B2 (ja) * | 2007-07-13 | 2012-12-05 | トヨタ車体株式会社 | 車体前部構造 |
JP5194855B2 (ja) * | 2008-02-07 | 2013-05-08 | 日産自動車株式会社 | 衝撃エネルギ吸収構造 |
JP4692781B2 (ja) * | 2008-06-26 | 2011-06-01 | マツダ株式会社 | 車体前部構造 |
JP4692780B2 (ja) * | 2008-06-26 | 2011-06-01 | マツダ株式会社 | 車体前部構造 |
JP2010006223A (ja) * | 2008-06-26 | 2010-01-14 | Mazda Motor Corp | 車体前部構造 |
JP2010006220A (ja) * | 2008-06-26 | 2010-01-14 | Mazda Motor Corp | 車体前部構造 |
JP4692782B2 (ja) * | 2008-06-26 | 2011-06-01 | マツダ株式会社 | 車体前部構造 |
JP5776885B2 (ja) * | 2011-04-25 | 2015-09-09 | マツダ株式会社 | 車両の車体前部構造 |
JP5360248B2 (ja) * | 2012-03-12 | 2013-12-04 | マツダ株式会社 | 自動車のフロントサブフレームの取付構造 |
JP6511885B2 (ja) * | 2015-03-17 | 2019-05-15 | 三菱自動車工業株式会社 | 自動車の前部構造 |
FR3122125A1 (fr) * | 2021-04-26 | 2022-10-28 | Psa Automobiles Sa | Véhicule à limitation de recul de la machine motrice |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5919474U (ja) * | 1982-07-30 | 1984-02-06 | トヨタ自動車株式会社 | ステアリング・コラムのブレ−クアウエイ・ブラケツト |
JPS6252081U (ja) * | 1985-09-20 | 1987-03-31 | ||
JPH0350591U (ja) * | 1989-09-25 | 1991-05-16 | ||
JPH0629920U (ja) * | 1992-09-24 | 1994-04-19 | 日産自動車株式会社 | 自動車のエンジン配置構造 |
JPH08268347A (ja) * | 1995-03-29 | 1996-10-15 | Mitsubishi Motors Corp | 車両のキャブ支持装置 |
JP2000053022A (ja) * | 1998-08-07 | 2000-02-22 | Honda Motor Co Ltd | 自動車の車体構造 |
JP2000255447A (ja) * | 1999-03-09 | 2000-09-19 | Fuji Heavy Ind Ltd | 自動車のフロントフレーム構造 |
JP2000264180A (ja) * | 1999-03-18 | 2000-09-26 | Daihatsu Motor Co Ltd | 車両用ペダル取付構造 |
-
2001
- 2001-03-28 JP JP2001091978A patent/JP4604378B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5919474U (ja) * | 1982-07-30 | 1984-02-06 | トヨタ自動車株式会社 | ステアリング・コラムのブレ−クアウエイ・ブラケツト |
JPS6252081U (ja) * | 1985-09-20 | 1987-03-31 | ||
JPH0350591U (ja) * | 1989-09-25 | 1991-05-16 | ||
JPH0629920U (ja) * | 1992-09-24 | 1994-04-19 | 日産自動車株式会社 | 自動車のエンジン配置構造 |
JPH08268347A (ja) * | 1995-03-29 | 1996-10-15 | Mitsubishi Motors Corp | 車両のキャブ支持装置 |
JP2000053022A (ja) * | 1998-08-07 | 2000-02-22 | Honda Motor Co Ltd | 自動車の車体構造 |
JP2000255447A (ja) * | 1999-03-09 | 2000-09-19 | Fuji Heavy Ind Ltd | 自動車のフロントフレーム構造 |
JP2000264180A (ja) * | 1999-03-18 | 2000-09-26 | Daihatsu Motor Co Ltd | 車両用ペダル取付構造 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002284034A (ja) | 2002-10-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4604378B2 (ja) | 自動車の前部車体構造 | |
JP3578087B2 (ja) | 自動車のパワーユニット配置構造 | |
JP4506686B2 (ja) | 車体前部構造 | |
JP7408927B2 (ja) | 車両の後部車体構造 | |
WO2013111475A1 (ja) | 自動車の車体前部構造 | |
CN105246769A (zh) | 车身前部结构 | |
US11577787B2 (en) | Rear vehicle-body structure of vehicle | |
JP2007038839A (ja) | 自動車の後部車体構造 | |
JP6865837B2 (ja) | 車両後部構造 | |
JP2002274423A (ja) | 自動車の前部車体構造 | |
JP4788045B2 (ja) | 自動車の前部車体構造 | |
JP4604368B2 (ja) | 自動車の前部車体構造 | |
JP3617481B2 (ja) | 自動車の車体前部構造 | |
JP2018154305A (ja) | 車両前部構造 | |
JP2002120755A (ja) | 自動車の前部車体構造 | |
US10994784B2 (en) | Vehicle body front structure | |
JPH1120733A (ja) | 車両の車体構造 | |
JP2005231436A (ja) | 自動車の前部車体構造 | |
JPH09221067A (ja) | 車両のカウル構造 | |
JP6887741B2 (ja) | 車両前部構造 | |
JP2002200924A (ja) | パワープラント支持構造 | |
JP4737397B2 (ja) | 自動車の後部車体構造 | |
JP4244663B2 (ja) | 車両の前部車体構造 | |
JP3707283B2 (ja) | 自動車の車体構造 | |
JP3788191B2 (ja) | 車両前部の構造 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080212 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100430 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100511 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100709 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100907 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100920 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131015 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |