JPH10316011A - 車両のフレーム構造 - Google Patents

車両のフレーム構造

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JPH10316011A
JPH10316011A JP14460097A JP14460097A JPH10316011A JP H10316011 A JPH10316011 A JP H10316011A JP 14460097 A JP14460097 A JP 14460097A JP 14460097 A JP14460097 A JP 14460097A JP H10316011 A JPH10316011 A JP H10316011A
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JP
Japan
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sub
main member
main
vehicle
reinforcement
Prior art date
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Pending
Application number
JP14460097A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Maeda
浩 前田
Mitsuhiro Kawamura
光洋 川村
Haruyuki Tamamura
治之 玉村
Tatsuyoshi Toda
竜義 戸田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Auto Body Co Ltd
Original Assignee
Toyota Auto Body Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両の低速衝突時におけるエアバックの不要
な作動を防ぎ、かつ、高速衝突時における乗員の安全を
確保すること。 【解決手段】 左右のフロントサイドメンバ1を、長手
方向にリインフォースメント5を設けて補強したメイン
メンバ2と、メインメンバ2の前端付近から斜め前方外
側へ延出するサブメンバ3とでほぼY字形状に構成し、
メインメンバ2の先端およびサブメンバ3の先端をフロ
ントクロスメンバ4に結合した車両のフレーム構造にお
いて、サブメンバ3はその先端の位置を、メインメンバ
2の先端よりも後退した位置に設定する一方、上記リイ
ンフォースメント5の先端の位置を上記メインメンバ2
の先端よりも後退した位置に設定して、上記メインメン
バ2の前端部に非補強部24を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両のフレーム構
造、特に、車両前部のフレーム構造に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】バン型車両やワゴン型車両等、乗員室が
車体の前部にある車両のフレームは、車両の高速走行中
の衝突時に、乗員の安全を確保するために、衝突荷重に
対してフレームの潰れる範囲をフレームの前端からでき
るだけ短い範囲に抑え、かつ、その間に衝突エネルギー
を効率良く吸収するものとする必要がある。
【0003】この種のフレーム構造は一般に、図7に示
すように、左右のフロントサイドメンバ1A(図はその
一方のみを示す)を、内部に長手方向にリインフォース
メント5Aを設けた高剛性なメインメンバ2Aと、メイ
ンメンバ2Aから斜め外側前方へ延出するサブメンバ3
AとでほぼY字形状に形成し、メインメンバ2Aの先端
およびサブメンバ3Aの先端を共にフロントクロスメン
バ4Aに結合した構造として、高速衝突時の衝撃荷重に
対して、潰れる範囲を極力抑えている。
【0004】Y字形に形成したフロントサイドメンバ1
Aは高速衝突時の安全性を重視して剛性が高いので、車
両の低速衝突ではフロントサイドメンバ1Aは潰れず衝
突エネルギーを吸収できない。そして、車両の減速度を
感知してエアバックを作動させる車両では低速衝突時に
もエアバックシステムが作動してしまう。そこで、低速
衝突時にはエアバックシステムを作動させないように、
上記メインメンバ2Aの前方位置で、フロントクロスメ
ンバ4Aの前面に、前方に突出する衝撃吸収部材6を取
付け、低速衝突時に上記衝撃吸収部材6が潰れて衝突エ
ネルギーを吸収し、車両の減速度を低くしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
フレーム構造では、別体の衝撃吸収部材6を取付けてい
るため、その分、コストがかかり、取付け工程が増え
る。また、衝撃吸収部材6はフロントクロスメンバ4A
の前面から40mm〜70mm程度突出しているので、フロ
ントバンパー等の車両の前面を構成する他の部材の取付
けの自由度が制約される。そこで、本発明は、衝撃吸収
部材等の別部材を設けることなく、フレーム自体で、低
速衝突時に衝突エネルギーを効率良く吸収してエアバッ
クの不要な作動をなくし、高速衝突時にも大衝突エネル
ギーを吸収して安全性を向上することのできる車両のフ
レーム構造を実現することを課題としてなされたもので
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、左右のフロン
トサイドメンバと、両フロントサイドメンバの先端間を
架けわたすフロントクロスメンバとを備え、各フロント
サイドメンバは、長手方向にリインフォースメントを設
けて補強したメインメンバと、メインメンバの前端付近
から斜め前方外側へ延出するサブメンバとでほぼY字形
状に構成し、メインメンバの先端およびサブメンバの先
端を上記フロントクロスメンバに結合した車両のフレー
ム構造において、サブメンバはその先端の位置を、メイ
ンメンバの先端よりも後退した位置に設定する一方、上
記リインフォースメントの先端の位置を上記メインメン
バの先端よりも後退した位置に設定して、上記メインメ
ンバの前端部に非補強部を形成する(請求項1)。車両
の低速衝突時に、メインメンバ前端の非補強部が潰れて
衝突エネルギーを吸収し、車両の減速度を低減すること
ができる。
【0007】上記リインフォースメントの先端の位置
を、上記メインメンバとサブメンバとの連結部よりも前
方で、上記サブメンバの先端よりも後退した位置に設定
する(請求項2)。フロントサイドメンバは、先端から
後方に向かって段階的に剛性が高くなる構造となり、高
速衝突時に効率良く衝突エネルギーを吸収することがで
きる。
【0008】
【発明の実施の形態】図1に示すように、車両フレーム
の前後方向に延びる左右一対のフロントサイドメンバ1
(図はその一方を示す)は、メインメンバ2と、メイン
メンバ2から斜め外側前方へ突出するサブメンバ3とで
ほぼY字形状としてある。そして、メインメンバ2の先
端およびサブメンバ3の先端は、フロントクロスメンバ
4に結合してある。
【0009】図1ないし図3に示すように、上記メイン
メンバ2は、上部が開口する断面ほぼU字形のメインロ
ア21とメインロア21の開口を塞ぐ平板状のメインア
ッパ22,22aとで構成した閉断面構造で、前端部が
車両中心側へ若干屈曲せしめてある。該屈曲部のメイン
アッパ22aは、上記サブメンバ3側に延出したほぼY
字形状としてある。更に、メインメンバ2の一般部23
にはその内部にリインフォースメント5が設けてある。
リインフォースメント5は平板体で、上記メインロア2
1内の上下方向中間位置で、メインロア21の左右の側
壁間を架けわたすように、リインフォースメント5の左
右の側縁をそれぞれメインロア21の左右の側壁に溶接
固定して、メインメンバ2の一般部23を上下2段の閉
断面構造として補強している(図2(B))。また、リ
インフォースメント5はその先端位置をメインメンバ2
の先端よりも400mm程度後退したメインメンバ2の先
端と上記屈曲部とのほぼ中間位置に設定してあり、メイ
ンメンバ2はリインフォースメント5よりも前方を非補
強部24としてある(図2(A))。そして、非補強部
24の先端は、後方に向かって開口する断面ほぼコ字形
のフロントクロスメンバ4の開口内に嵌入して溶接固定
してある。
【0010】上記サブメンバ3は、メインメンバ2と同
様に、断面ほぼU字形のサブロア31と平板体のサブア
ッパ32とで構成した閉断面構造で、基端部33がメイ
ンメンバ2の屈曲部に結合されて、メインメンバ2の斜
め外側前方へ延出している。サブメンバ3の基端部33
は、サブアッパ32よりサブロア31が後方に延出して
おり、延出したサブロア31の内側側壁を切欠いて、メ
インメンバ2側に開口する断面ほぼL字形に形成してあ
る。そして、図2(C)に示すように、サブメンバ3の
基端部33の開口内にメインメンバ2を嵌入して、両者
2,3間の前方の交差角度が鋭角をなすようにY字形に
交差せしめ、メインメンバ2の底面にサブロア31の底
面を重ね合わせて溶接するとともに、サブロア31の基
端部の上面は上記メインアッパ22aの延出部を溶接
し、閉断面構造としてある。
【0011】図1および図3に示すように、サブメンバ
3はメインメンバ2の屈曲部から先端までの前部よりも
寸法が短くしてあり、サブメンバ3の先端位置は、メイ
ンメンバ2の非補強部24の外側かつ水平位置で、メイ
ンメンバ2の先端よりも後方に後退し、リインフォース
メント5の先端よりも前方に延出し、上記非補強部24
のほぼ中間部に対応する位置としてある。そして、サブ
メンバ3の先端は、フロントクロスメンバ4のメインメ
ンバ2の非補強部24の先端と結合した上記結合部から
屈曲して斜め後方外側に延出する側端部に溶接固定して
ある。
【0012】図3に示すように、メインメンバ2の先端
位置からサブメンバ3の先端位置までの区間X(サブメ
ンバ3先端の後退分)の寸法は、車両の低速衝突時に、
メインメンバ2の非補強部24が潰れて衝突エネルギー
を吸収するのに必要な寸法に設定してある。また、サブ
メンバ3の先端位置からリインフォースメント5の先端
位置までの区間Yの寸法は、車両が比較的高速で衝突し
た場合に、メインメンバ2の非補強部24とサブメンバ
3とが共に潰れてその衝突エネルギーを吸収するのに必
要な寸法に設定してある。更に、上記衝突エネルギー以
上の大きな衝突エネルギーが発生した場合には、メイン
メンバ2の補強部23とサブメンバ3とが組合さった区
間Zでその衝突エネルギーを吸収するように、フロント
サイドメンバ1は先端から後方に向かって段階的に剛性
が高くなる構造としてある。
【0013】本発明の車両のフレームは、上述のフロン
トサイドメンバ1と左右対称な同一構造のフロントサイ
ドメンバを有し、該フロントサイドメンバを上記フロン
トクロスメンバ4の他方の側端側に結合して構成され
る。
【0014】本発明の車両フレームの低速および高速で
の衝突実験を行い、その結果を図4、図5および図6に
示す。図4は低速衝突後のフレームの変形を示し、図5
は高速衝突後のフレームの変形を示し、図6は車両にか
かる減速度を示すもので、実線は低速衝突時の減速度、
一点鎖線は高速衝突時の減速度を表す。
【0015】低速衝突時には、図4に示すように、フロ
ントサイドメンバ1の最も剛性の低い区間X(図3)、
即ち、メインメンバ2の非補強部24の前端のみが潰れ
て、低速衝突の衝突エネルギーを吸収する。この場合、
図6に示すように、車両の減速度の最高値Aを低く抑え
ることができ、エアバックは作動しない。
【0016】高速衝突時には、図5に示すように、ま
ず、フロントサイドメンバ1の区間X(図3)が潰れ、
続いて区間Y(図3)、即ち、メインメンバ2の非補強
部24とサブメンバ3とを組合せた中剛性部位が潰れ
て、衝突エネルギーを吸収する。この場合、図6に示す
ように、車両の減速度の最高値Bは高くなり、これを感
知してエアバックが作動する。
【0017】従って、低速衝突時の減速度の最高値Aと
高速衝突時の減速度の最高値Bとの差Cを明確すること
ができ、低速衝突時にはエアバックの不要な作動を防止
し、高速衝突時には確実にエアバックを作動させ乗員の
安全性を確保することができる。更に、フロントサイド
メンバ1を先端から後方に向かって段階的に剛性が高く
なる構造(区間X、区間Y、区間Z)としたので、より
大きな衝突エネルギーも区間Zを含むフロントサイドメ
ンバ1の前部で効率良く吸収し、乗員室の変形を防ぎ、
乗員の安全性を確保することができる。また、従来のよ
うに、フレームの前方へ突出する衝撃吸収部材が必要な
いので、そのコストおよび取付け工程が不要となり、か
つ、バンパー等の車両の前部を構成する他部材の制約が
無くなる。
【0018】
【発明の効果】本発明の車両のフレームの構造によれ
ば、衝撃吸収部材等の別部材を設けることなく、フレー
ム自体で、低速衝突時に衝突エネルギーを効率良く吸収
してエアバックの不要な作動を防ぎ、高速衝突時にも大
衝突エネルギーを吸収して安全性を向上することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフレーム構造の前部を示す斜視図であ
る。
【図2】図2(A)は図1のIIA −IIA 線に沿う位置で
の断面図、図2(B)は図1のIIB −IIB 線に沿う位置
での断面図、図2(C)は図1のIIC −IIC 線に沿う位
置での断面図である。
【図3】本発明のフレーム構造の前部を示す平面図であ
る。
【図4】本発明のフレーム構造の低速衝突時のフレーム
の変形を示す平面図である。
【図5】本発明のフレーム構造の高速衝突時のフレーム
の変形を示す平面図である。
【図6】上記低速衝突および高速衝突実験で車両の減速
度の測定結果を示す図である。
【図7】従来のフレーム構造の前部を示す斜視図であ
る。
【符号の説明】
1 フロントサイドメンバ 2 メインメンバ 24 非補強部 3 サブメンバ 4 フロントクロスメンバ 5 リインフォースメント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸田 竜義 愛知県刈谷市一里山町金山100番地 トヨ タ車体株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 左右のフロントサイドメンバと、両フロ
    ントサイドメンバの先端間を架けわたすフロントクロス
    メンバとを備え、各フロントサイドメンバは、長手方向
    にリインフォースメントを設けて補強したメインメンバ
    と、メインメンバの前端付近から斜め前方外側へ延出す
    るサブメンバとでほぼY字形状に構成し、メインメンバ
    の先端およびサブメンバの先端を上記フロントクロスメ
    ンバに結合した車両のフレーム構造において、サブメン
    バはその先端の位置を、メインメンバの先端よりも後退
    した位置に設定する一方、上記リインフォースメントの
    先端の位置を上記メインメンバの先端よりも後退した位
    置に設定して、上記メインメンバの前端部に非補強部を
    形成した車両のフレーム構造。
  2. 【請求項2】 上記リインフォースメントの先端の位置
    を、上記メインメンバとサブメンバとの連結部よりも前
    方で、上記サブメンバの先端よりも後退した位置に設定
    した請求項1記載の車両のフレーム構造。
JP14460097A 1997-05-19 1997-05-19 車両のフレーム構造 Pending JPH10316011A (ja)

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