JP7152982B2 - 車両前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両前部構造に関する。

従来、車両の前後方向に延在するメインフレームの下方にサブフレームを設け、メインフレームの先端部と、後方部とをサブフレームと結合した車両の前部構造が知られている（例えば、特許文献１）。このような車両の前部構造は、衝突時において、メインフレームと、サブフレームとを変形させることにより衝突エネルギーを吸収することができる。

特開２００３－１４６２４２号公報

ここで、上述した車両の前部構造は、図７に示す通り、車高の低い第１車両１００（例えば、スポーツカー）を運転している場合において、第１車両１００と比較して車高の高い第２車両２００（例えば、ＳＵＶ車）と衝突した場合に、第２車両２００の下方に潜り込んでしまい、第１車両１００の乗員の安全性を担保することができないという問題点があった。

本発明は、係る問題点に鑑み、車高の低い車両の乗員の安全性を担保することが可能な車両前部構造を提供することを目的とする。

このような課題を解決するために、本発明に係る車両前部構造は、車両の前後方向に延在する左右一対のメインフレームと、前記メインフレームの上方に設けられ、前記車両の前後方向に延在する左右一対のアッパフレームと、前記メインフレーム、及び前記アッパフレームと固定され、複数の縦部材、及び複数の横部材からなる四辺部材と、を有し、前記メインフレームには、前記四辺部材と固定される固定点よりも前記車両の後方側に設けられ、衝突時の衝撃を吸収するメイン吸収部が設けられ、前記アッパフレームには、前記四辺部材と固定される固定点よりも前記車両の後方側に設けられ、衝突時の衝撃を吸収するアッパ吸収部が設けられ、前記メイン吸収部の終了点は、前記アッパ吸収部の終了点よりも前記車両の後方側にあることを特徴とする。

また、本発明に係る車両前部構造において、前記メイン吸収部には、溝部が設けられていることを特徴とする。

また、本発明に係る車両前部構造において、前記溝部は、前記車両の前方側から、前記車両の後方側に向けて傾斜していることを特徴とする。

また、本発明に車両前部構造において、前記メインフレーム、または四辺部材には、前記車両の後方側に向けて突出する突出部が設けられていることを特徴とする。

また、本発明に係る車両前部構造において、前記メインフレームには、前記車両の衝突時において、前記突出部と係合する係合孔部が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、車高の低い車両の乗員の安全性を担保することが可能な車両前部構造を提供することができる。

車両の前部構造を示す図である。 メインフレームと、アッパフレームと、ラジエータコアサポートとの関係を示す側面図である。 衝突時におけるメインフレームと、アッパフレームと、ラジエータコアサポートとの関係を示す側面図である。 第２実施形態におけるメインフレームと、アッパフレームと、ラジエータコアサポートとの関係を示す側面図である。 第３実施形態におけるメインフレームと、アッパフレームと、ラジエータコアサポートとの関係を示す側面図である。 第４実施形態におけるメインフレームと、アッパフレームと、ラジエータコアサポートとの関係を示す側面図である。 車高の低い車両と、車高の高い車両とを示す図である。

（第１実施形態）
以下において、図１～図３を用いて本発明の第１実施形態について説明を行う。

（車両１の前部構造）
まず、図１を用いて、車両１の前部構造について説明を行う。

図１に示す通り、車両１の前部には、メインフレーム２と、アッパフレーム３と、ロアフレーム４と、ラジエータコアサポート５と、が設けられている。

メインフレーム２は、車両１の前後方向に延在して設けられている。また、メインフレーム２は、車両１の正面視右側に設けられた第１メインフレーム２ａと、車両１の正面視左側に設けられた第２メインフレーム２ｂとにより、左右一対に構成されている。

アッパフレーム３は、メインフレーム２の上方に設けられており、車両１の前後方向に延在して設けられている。また、アッパフレーム３は、車両１の正面視右側に設けられた第１アッパフレーム３ａと、車両１の正面視左側に設けられた第２アッパフレーム３ｂとにより、左右一対に構成されている。

ロアフレーム４は、メインフレーム２の下方に設けられており、車両１の前後方向に延在して設けられている。また、ロアフレーム４は、車両１の正面視右側に設けられた第１ロアフレーム４ａと、車両１の正面視左側に設けられた第２ロアフレーム４ｂとにより、左右一対に構成されている。

ラジエータコアサポート５は、メインフレーム２の周辺に設けられている。また、ラジエータコアサポート５は、縦部材６と、横部材７とにより構成されており、車両１のエンジンを冷却するためのラジエータが取り付けられる。

ここで、縦部材６は、横部材７と連結され、車両１の略上下方向に延在して設けられている。また、縦部材６は、車両１の正面視右側に設けられた第１縦部材６ａと、車両１の正面視左側に設けられた第２縦部材６ｂと、により構成されている。

一方で、横部材７は、第１メインフレーム２ａ、及び第２メインフレーム２ｂの幅以上の長さであって、車両１の略左右方向に延在して設けられている。また、横部材７は、メインフレーム２の上方に設けられ、アッパフレーム３と固定される固定点を有する第１横部材７ａと、メインフレーム２と固定される固定点を有する第２横部材７ｂと、により構成されている。

そして、ラジエータコアサポート５は、第１縦部材６ａと、第２縦部材６ｂと、第１横部材７ａと、第２横部材７ｂと、により井桁形状となっている。

（メインフレーム２と、アッパフレーム３と、ラジエータコアサポート５との関係）
次に、図２を用いて、メインフレーム２と、アッパフレーム３と、ラジエータコアサポート５との関係について説明を行う。なお、図２は、車両１の側面からメインフレーム２と、アッパフレーム３と、ラジエータコアサポート５と、を視た側面図でもある。

図２（Ａ）に示す通り、第１メインフレーム２ａの上方には、第１アッパフレーム３ａが設けられている。また、第１メインフレーム２ａは、第２横部材７ｂと固定されており、第１アッパフレーム３ａは、第１横部材７ａと固定されている。

そして、第１メインフレーム２ａには、衝突時の衝撃を吸収する第１メイン吸収部８ａが設けられている。また、第１メイン吸収部８ａには、衝突時の衝撃を吸収する終了点である第１メイン終了点９ａが設けられている。

また、第１アッパフレーム３ａには、衝突時の衝撃を吸収する第１アッパ吸収部１０ａが設けられている。また、第１アッパ吸収部１０ａには、衝突時の衝撃を吸収する終了点である第１アッパ終了点１１ａが設けられている。

一方で、図２（Ｂ）に示す通り、第２メインフレーム２ｂの上方には、第２アッパフレーム３ｂが設けられている。また、第２メインフレーム２ｂは、第２横部材７ｂと固定されており、第２アッパフレーム３ｂは、第１横部材７ａと固定されている。

そして、第２メインフレーム２ｂには、衝突時の衝撃を吸収する第２メイン吸収部８ｂが設けられている。また、第２メイン吸収部８ｂには、衝突時の衝撃を吸収する終了点である第２メイン終了点９ｂが設けられている。

また、第２アッパフレーム３ｂには、衝突時の衝撃を吸収する第２アッパ吸収部１０ｂが設けられている。また、第２アッパ吸収部１０ｂには、衝突時の衝撃を吸収する終了点である第２アッパ終了点１１ｂが設けられている。

ここで、第１メイン吸収部８ａと、第２メイン吸収部８ｂと、を総称して「メイン吸収部８」という。また、第１メイン終了点９ａと、第２メイン終了点９ｂと、を総称して「メイン終了点９」という。また、第１アッパ吸収部１０ａと、第２アッパ吸収部１０ｂと、を総称して「アッパ吸収部１０」という。また、第１アッパ終了点１１ａと、第２アッパ終了点１１ｂと、を総称して「アッパ終了点１１」という。

（衝突時におけるメインフレーム２と、アッパフレーム３と、ラジエータコアサポート５との関係）
次に、図３を用いて、衝突時におけるメインフレーム２と、アッパフレーム３と、ラジエータコアサポート５との関係について説明を行う。なお、図３は、車両１の側面からメインフレーム２と、アッパフレーム３と、ラジエータコアサポート５と、を視た側面図でもある。

図３に示す通り、メインフレーム２、及びアッパフレーム３は、車両１の前方から衝突荷重が作用した場合に、衝突荷重の衝突エネルギーＥによって、車両１の後方側に潰れ変形することとなる。そして、衝突エネルギーＥは、メイン吸収部８と、アッパ吸収部１０とにより吸収されることとなる。この結果、メインフレーム２は、メイン終了点９まで潰れ変形することとなり、アッパフレーム３は、アッパ終了点１１まで潰れ変形することとなる。

具体的には、第１メインフレーム２ａは、第１メイン終了点９ａまで潰れ変形することとなり、第２メインフレーム２ｂは、第２メイン終了点９ｂまで潰れ変形することとなる。また、第１アッパフレーム３ａは、第１アッパ終了点１１ａまで潰れ変形することとなり、第２アッパフレーム３ｂは、第２アッパ終了点１１ｂまで潰れ変形することとなる。

ここで、メインフレーム２のうち、メインフレーム２の全体の長さから、メイン吸収部８の長さを減算した部分は、メインフレーム２の潰れ変形しない部分となる。具体的には、第１メインフレーム２ａのうち、第１メインフレーム２ａの全体の長さから、第１メイン吸収部８ａの長さを減算した部分は、第１メインフレーム２ａの潰れ変形しない部分となる。同様に、第２メインフレーム２ｂのうち、第２メインフレーム２ｂの全体の長さから、第２メイン吸収部８ｂの長さを減算した部分は、第２メインフレーム２ｂの潰れ変形しない部分となる。

また、アッパフレーム３のうち、アッパフレーム３の全体の長さから、アッパ吸収部１０の長さを減算した部分は、アッパフレーム３の潰れ変形しない部分となる。具体的には、第１アッパフレーム３ａのうち、第１アッパフレーム３ａの全体の長さから、第１アッパ吸収部１０ａの長さを減算した部分は、第１アッパフレーム３ａの潰れ変形しない部分となる。同様に、第２アッパフレーム３ｂのうち、第２アッパフレーム３ｂの全体の長さから、第２アッパ吸収部１０ｂの長さを減算した部分は、第２アッパフレーム３ｂの潰れ変形しない部分となる。

そして、メイン終了点９は、メインフレーム２の潰れ変形しない部分と、メイン吸収部８の潰れ変形した潰れ残りの部分と、を加算することで算出することができる。具体的には、第１メイン終了点９ａは、第１メインフレーム２ａの潰れ変形しない部分と、第１メイン吸収部８ａの潰れ変形した潰れ残りの部分と、を加算することで算出することができる。同様に、第２メイン終了点９ｂは、第２メインフレーム２ｂの潰れ変形しない部分と、第２メイン吸収部８ｂの潰れ変形した潰れ残りの部分と、を加算することで算出することができる。

また、アッパ終了点１１は、アッパフレーム３の潰れ変形しない部分と、アッパ吸収部１０の潰れ変形した潰れ残りの部分と、を加算することで算出することができる。具体的には、第１アッパ終了点１１ａは、第１アッパフレーム３ａの潰れ変形しない部分と、第１アッパ吸収部１０ａの潰れ変形した潰れ残りの部分と、を加算することで算出することができる。同様に、第２アッパ終了点１１ｂは、第２アッパフレーム３ｂの潰れ変形しない部分と、第２アッパ吸収部１０ｂの潰れ変形した潰れ残りの部分と、を加算することで算出することができる。

ここで、メイン終了点９は、アッパ終了点１１よりも車両１の前後方向で後方側に設けられている。このため、メインフレーム２がメイン終了点９まで潰れ変形し、アッパフレーム３がアッパ終了点１１まで潰れ変形すると、ラジエータコアサポート５は、前傾姿勢となる。

（第２実施形態におけるメインフレーム２と、アッパフレーム３と、ラジエータコアサポート５との関係）
次に、図４を用いて、第２実施形態におけるメインフレーム２と、アッパフレーム３と、ラジエータコアサポート５との関係について説明を行う。なお、図４は、車両１の側面からメインフレーム２と、アッパフレーム３と、ラジエータコアサポート５と、を視た側面図でもある。

図４（Ａ）に示す通り、第２実施形態におけるメインフレーム２のメイン吸収部８には、複数の溝部１２が設けられている。ここで、溝部１２は、メインフレーム２の上側に設けられている上側溝部１２ａと、メインフレーム２の下側に設けられている下側溝部１２ｂとにより構成されており、半円形状となっている。なお、上側溝部１２ａと、下側溝部１２ｂとは、それぞれが略等間隔に設けられている。

なお、アッパフレーム３のアッパ吸収部１０にも溝部１２が設けられていてもよい。この場合においても、上側溝部１２ａと、下側溝部１２ｂとからなる複数の溝部１２が略等間隔に設けられることとなる。

また、図４（Ｂ）に示す通り、メイン吸収部８に設けられた溝部１２は、車両１の前方側から後方側に傾斜して設けられていてもよい。なお、アッパフレーム３のアッパ吸収部１０に、車両１の前方側から後方側に傾斜する溝部１２を設けることとしてもよい。

なお、上側溝部１２ａと、下側溝部１２ｂとが異なる形状であってもよい。例えば、図４（Ｃ）に示す通り、メイン吸収部８に設けられた上側溝部１２ａの溝が車両１の前方側から後方側に傾斜して設けられる一方で、下側溝部１２ｂの溝は、半円形状となっていてもよい。

また、図示はしないが、メイン吸収部８に設けられた下側溝部１２ｂの溝が車両１の前方側から後方側に傾斜して設けられる一方で、上側溝部１２ａの溝を半円形状とすることもできる。

（第３実施形態におけるメインフレーム２と、アッパフレーム３と、ラジエータコアサポート５との関係）
次に、図５を用いて、第３実施形態におけるメインフレーム２と、アッパフレーム３と、ラジエータコアサポート５との関係について説明を行う。なお、図５は、車両１の側面からメインフレーム２と、アッパフレーム３と、ラジエータコアサポート５と、を視た側面図でもある。

図５（Ａ）に示す通り、第３実施形態におけるメインフレーム２は、車両１の後方側に拡幅するテーパ形状となっている。また、ラジエータコアサポート５の横部材７には、車両１の前方側から後方側に突出する突出部１３が複数設けられている。そして、メインフレーム２の潰れ変形しない部分には、車両１の衝突時において、複数設けられた突出部１３のそれぞれと係合する係合孔部１４が複数設けられている。

具体的には、第１メインフレーム２ａは、車両１の後方側に拡幅するテーパ形状となっている。また、ラジエータコアサポート５の第２横部材７ｂには、車両１の後方側に突出する第１突出部１３ａが設けられている。そして、第１メインフレーム２ａの潰れ変形しない部分には、車両１の衝突時において、第１突出部１３ａと係合する第１係合孔部１４ａが設けられている。

同様に、第２メインフレーム２ｂは、車両１の後方側に拡幅するテーパ形状となっている。また、ラジエータコアサポート５の第２横部材７ｂには、車両１の後方側に突出する第２突出部１３ｂが設けられている。そして、第２メインフレーム２ｂの潰れ変形しない部分には、車両１の衝突時において、第２突出部１３ｂと係合する第２係合孔部１４ｂが設けられている。

ここで、第１突出部１３ａと、第２突出部１３ｂと、を総称して「突出部１３」という。また、第１係合孔部１４ａと、第２係合孔部１４ｂと、を総称して「係合孔部１４」という。

そして、図５（Ｂ）に示す通り、メインフレーム２は、車両１の前方から衝突荷重が作用した場合に、衝突荷重の衝突エネルギーＥによって、メイン終了点９まで潰れ変形することとなる。また、アッパフレーム３は、車両１の前方から衝突荷重が作用した場合に、衝突荷重の衝突エネルギーＥによって、アッパ終了点１１まで潰れ変形することとなる。このとき、突出部１３は、係合孔部１４に係合されることとなるので、ラジエータコアサポート５を前傾姿勢で固定することができる。

なお、第３実施形態において、メインフレーム２のメイン吸収部８や、アッパフレーム３のアッパ吸収部１０に上述した溝部１２を設けることとしてもよい。

また、第３実施形態において、突出部１３は、ラジエータコアサポート５の横部材７に設けられることとしているが、これに限定されることはなく、例えば、突出部１３をメインフレーム２に設けることとしてもよい。この場合においても、突出部１３は、車両１の前方から衝突荷重が作用した場合に、メインフレーム２に設けられた係合孔部１４と係合することとなる。

また、第３実施形態において、メインフレーム２、またはラジエータコアサポート５の横部材７に突出部１３を設けた場合において、係合孔部１４がメインフレーム２に設けられていなくてもよい。この場合においては、車両１の前方から衝突荷重が作用した場合に、突出部１３が、突出部より後方のメインフレーム２と当接することとなる。これにより、ラジエータコアサポート５が後方に移動することを抑止することができる。

（第４実施形態におけるメインフレーム２と、アッパフレーム３と、ラジエータコアサポート５との関係）
次に、図６を用いて、第４実施形態におけるメインフレーム２と、アッパフレーム３と、ラジエータコアサポート５との関係について説明を行う。なお、図６は、車両１の側面からメインフレーム２と、アッパフレーム３と、ラジエータコアサポート５と、を視た側面図でもある。

図６（Ａ）に示す通り、第４実施形態において、ラジエータコアサポート５は、前傾姿勢でメインフレーム２と、アッパフレーム３とに固定される。

そして、図６（Ｂ）に示す通り、メインフレーム２、及びアッパフレーム３は、車両１の前方から衝突荷重が作用した場合に、衝突荷重の衝突エネルギーＥによって、車両１の後方側に潰れ変形することとなる。そして、衝突エネルギーＥは、メイン吸収部８と、アッパ吸収部１０とにより吸収され、メインフレーム２は、メイン終了点９まで潰れ変形することとなり、アッパフレーム３は、アッパ終了点１１まで潰れ変形することとなる。この際に、ラジエータコアサポート５は、前傾姿勢を維持したまま、車両１の後方側に移動することとなる。

（その他変形例）
以下において、本発明のその他変形例について説明を行う。

上述した実施形態においては、四辺部材として、ラジエータコアサポート５を用いて説明したが、ラジエータコアサポート５とは別に設けられた井桁形状部材（図示せず）を採用してもよい。ここで、図示しない井桁形状部材は、複数の縦部材と、横部材とにより構成されることとなる。

このように、本発明によれば、メインフレーム２には、衝突時の衝撃を吸収するメイン吸収部８が設けられ、メイン吸収部８には、衝突時の衝撃を吸収する終了点であるメイン終了点９が設けられている。また、アッパフレーム３には、衝突時の衝撃を吸収するアッパ吸収部１０が設けられ、アッパ吸収部１０には、衝突時の衝撃を吸収する終了点であるアッパ終了点１１が設けられている。そして、メイン終了点９は、アッパ終了点１１よりも車両１の前後方向で後方側に設けられている。このため、メインフレーム２がメイン終了点９まで潰れ変形し、アッパフレーム３がアッパ終了点１１まで潰れ変形すると、ラジエータコアサポート５は、前傾姿勢となる。これにより、本発明における車両前部構造を車高の低い第１車両１００に採用することで、第１車両１００と、第２車両２００とが衝突した場合において、第１車両１００が第２車両２００の下に潜り込むことを防止することができることから、車高の低い車両の乗員の安全性を担保することが可能な車両前部構造を提供することができる。

なお、本発明の実施について図面を用いて説明したが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。また、各図面で示した実施形態は、その目的及び構成等に矛盾や問題がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。また、各図面の記載内容はそれぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は各図面を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。

１：車両、２：メインフレーム、２ａ：第１メインフレーム、２ｂ：第２メインフレーム、３：アッパフレーム、３ａ：第１アッパフレーム、３ｂ：第２アッパフレーム、４：ロアフレーム、４ａ：第１ロアフレーム、４ｂ：第２ロアフレーム、５：ラジエータコアサポート、６：縦部材、６ａ：第１縦部材、６ｂ：第２縦部材、７：横部材、７ａ：第１横部材、７ｂ：第２横部材、８：メイン吸収部、８ａ：第１メイン吸収部、８ｂ：第２メイン吸収部、９：メイン終了点、９ａ：第１メイン終了点、９ｂ：第２メイン終了点、１０：アッパ吸収部、１０ａ：第１アッパ吸収部、１０ｂ：第２アッパ吸収部、１１：アッパ終了点、１１ａ：第１アッパ終了点、１１ｂ：第２アッパ終了点、１２：溝部、１２ａ：上側溝部、１２ｂ：下側溝部、１３：突出部、１３ａ：第１突出部、１３ｂ：第２突出部、１４：係合孔部、１４ａ：第１係合孔部、１４ｂ：第２係合孔部、１００：第１車両、２００：第２車両、Ｅ：衝突エネルギー

Claims (5)

1. 車両の前後方向に延在する左右一対のメインフレームと、
   前記メインフレームの上方に設けられ、前記車両の前後方向に延在する左右一対のアッパフレームと、
   前記メインフレーム、及び前記アッパフレームと固定され、複数の縦部材、及び複数の横部材からなる四辺部材と、
   を有し、
   前記メインフレームには、
   前記四辺部材と固定される固定点よりも前記車両の後方側に設けられ、衝突時の衝撃を吸収するメイン吸収部が設けられ、
   前記アッパフレームには、
   前記四辺部材と固定される固定点よりも前記車両の後方側に設けられ、衝突時の衝撃を吸収するアッパ吸収部が設けられ、
   前記メイン吸収部の終了点は、
   前記アッパ吸収部の終了点よりも前記車両の後方側にあることを特徴とする、
   車両前部構造。
2. 前記メイン吸収部には、溝部が設けられていることを特徴とする、
   請求項１に記載の車両前部構造。
3. 前記溝部は、
   前記車両の前方側から、前記車両の後方側に向けて傾斜していることを特徴とする、
   請求項２に記載の車両前部構造。
4. 前記メインフレーム、または四辺部材には、
   前記車両の後方側に向けて突出する突出部が設けられていることを特徴とする、
   請求項１、乃至請求項３の何れか一に記載の車両前部構造。
5. 前記メインフレームには、
   前記車両の衝突時において、前記突出部と係合する係合孔部が設けられていることを特徴とする、
   請求項４に記載の車両前部構造。

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