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技術 車体前部構造

出願人 本田技研工業株式会社
発明者 柏木正和
出願日 2013年1月11日 (7年5ヶ月経過) 出願番号 2013-003810
公開日 2014年7月24日 (5年11ヶ月経過) 公開番号 2014-133520
状態 特許登録済
技術分野 車両用車体構造
主要キーワード 中央領 前輪ホイール アコーディオン状 アプローチアングル スペーサブロック サスペンション部品 略矩形枠状 衝撃緩和
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (16)

課題

自車両のフロントサイドフレームの大幅な剛性低下を招くことなく、小型の相手車両車幅方向にオフセットして接触した場合でも自車両から相手車両に与える衝撃を緩和できる車体前部構造を提供する。

解決手段

フロアフレームから車体前方延出する左右一対のフロントサイドフレーム5と、後縁部がフロアフレームに接続されるとともに、前縁部がフロントサイドフレーム5の各下方に配置されて、各フロントサイドフレーム5の前縁部に結合されるサブフレーム7を設ける。サブフレーム7の前方に相手車両のホイールから衝撃荷重を受ける荷重伝達ビーム17を設け、フロントサイドフレーム5の中途部の下面には窪み部18を設ける。

概要

背景

車両の前部車体構造として、車体前方側からの衝撃荷重の入力時に、フロアフレームから前方に延出する左右一対フロントサイドフレームアコーディオン状座屈させ、それにより、入力される衝撃荷重を吸収するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1,2参照。)。

特許文献1に記載の前部車体構造は、車体前部左右のフロントサイドフレームに、車体前方側からの衝撃荷重の入力時に、当該フロントサイドフレームを車幅方向に複数段屈曲されるための座屈誘導部折曲予定部)が設けられるとともに、フロントサイドフレームの付根部側に上下方向の変位規制するための補強部材が設けられている。

また、特許文献2に記載の前部車体構造は、車体前部左右のフロントサイドフレームの下方に、エンジンサスペンション部品を支持するためのサブフレームが配置され、サブフレームの左右の前縁部が、その前端部の鉛直上方に延出する直立部を介して対応するフロントサイドフレームの前縁部の下面に結合されている。各直立部は、前端部側のみでフロントサイドフレームに結合されており、車体前方側からの衝撃荷重の入力時には、上部前端側を支点として回動しつつ、フロントサイドフレームの座屈を許容する。

ところで、上記の前部車体構造のフロントサイドフレームは、いずれも衝撃荷重の入力時に自車両の衝撃緩和を主な目的として設計されているが、自車両がSUV(スポーツユーティリティビークル)やRV車(レジャー・ビークル車)等の車高の高い大型の車両の場合には、小型の相手車両と正面方向から接触したときに、自車両のフロントサイドフレームと相手車両のフロントサイドフレームが高さ方向でオフセットし、相手車両に与える衝撃が大きくなる。この場合、自車両のフロントサイドフレームの剛性を低くして相手車両に与える衝撃を緩和することも考えられるが、フロントサイドフレームの剛性を低くするのにも自車両の乗員保護の観点から自ずと限界がある。

そこで、これに対処する前部車体構造として、自車両が車高の高い大型の車両である場合に、小型の相手車両の潜り込みを防止できるようにしたものが案出されている(例えば、特許文献3参照。)。
特許文献3に記載の前部車体構造は、フロントサイドフレームの前端部の下方に、小型の相手車両が正面から接触したときに、その相手車両のフロントサイドフレームを上方側に誘導するためのガイド部材が取り付けられている。ガイド部材は、自車両のフロントサイドフレームの前端部の下方に間隔を隔てて配置されるとともに、その前部上面側には相手車両のフロントサイドフレームの前端部を上方側に誘導するための傾斜面が設けられている。

概要

自車両のフロントサイドフレームの大幅な剛性低下を招くことなく、小型の相手車両と車幅方向にオフセットして接触した場合でも自車両から相手車両に与える衝撃を緩和できる車体前部構造を提供する。フロアフレームから車体前方に延出する左右一対のフロントサイドフレーム5と、後縁部がフロアフレームに接続されるとともに、前縁部がフロントサイドフレーム5の各下方に配置されて、各フロントサイドフレーム5の前縁部に結合されるサブフレーム7を設ける。サブフレーム7の前方に相手車両のホイールから衝撃荷重を受ける荷重伝達ビーム17を設け、フロントサイドフレーム5の中途部の下面には窪み部18を設ける。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

後縁部がフロアフレームに接続され、当該フロアフレームから車体前方延出する左右一対フロントサイドフレームと、後縁部が前記フロアフレームに接続されるとともに、前縁部が前記フロントサイドフレームの各下方に配置されて、各フロントサイドフレームの前縁部に結合されるサブフレームと、前記サブフレームの前縁部の前方側車幅方向に延出し、車体前方からの衝撃荷重の入力時に前記サブフレームの前縁部に衝撃荷重を伝達する荷重伝達部材と、を備え、前記フロントサイドフレームの前後方向の中途部の下面に、前記荷重伝達部材から前記サブフレームの前縁部に衝撃荷重が入力されたときに、前記フロントサイドフレームの中途部の上下方向の屈曲誘起する屈曲誘起部が設けられていることを特徴とする車体前部構造

請求項2

前記フロントサイドフレームの前縁部の下面には連結部材が配置され、前記サブフレームの前縁部と前記フロントサイドフレームの前縁部とは、前記連結部材を挟んで締結部材によって固定されていることを特徴とする請求項1に記載の車体前部構造。

請求項3

前記フロントサイドフレームの前後方向の中途部の側面には、前記フロントサイドフレームの前端部から衝撃荷重が入力されたときに、前記フロントサイドフレームの中途部に車幅方向の屈曲を主とした座屈を誘起する座屈誘起部が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載の車体前部構造。

請求項4

前記荷重伝達部材は、自車両よりも小型の相手車両前輪ホイール半径をRとしたときに、断面中心が、相手車両の前輪ホイールの中心に0.37Rを加算した値以下となる高さ範囲に設置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の車体前部構造。

請求項5

前記荷重伝達部材は、前記左右一対のフロントサイドフレームの内側面に接続されるフロントバルクヘッド低位横梁部と、当該低位側横梁部と前記サブフレームの前端とを接続する剛性部材と、を備えていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の車体前部構造。

請求項6

前記荷重伝達部材は、前記左右一対のフロントサイドフレームの内側面に接続されるフロントバルクヘッドの低位側横梁部と、当該低位側横梁部と前記サブフレームの前端とを接続する剛性部材と、前記サブフレームの前端部を前記低位側横梁部の中央領域に連結して前記サブフレームの捩れ剛性を高めるステイと、を備え、前記低位側横梁部と前記剛性部材と前記ステイとによりトラス構造を構成していることを特徴とする請求項5に記載の車体前部構造。

請求項7

前記剛性部材と前記ステイとが一体部品として形成されていることを特徴とする請求項6に記載の車体前部構造。

請求項8

前記荷重伝達部材は、前記左右一対のフロントサイドフレームの内側面に接続されるフロントバルクヘッドの低位側横梁部を備え、前記低位側横梁部は、上方に開口するハット型断面で、その上面側に前記フロントバルクヘッドの左右の縦梁部の下端が連結され、前記低位側横梁部のうちの、少なくとも前記縦梁部に接続される前記フロントサイドフレームの内側端から、前記サブフレームの前端部側が連結される位置までの領域が、前方からの衝撃荷重の入力時に前後方向の潰れが規制される強度に設定されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の車体前部構造。

請求項9

前記低位側横梁部のうちの、少なくとも前記縦梁部に接続される前記フロントサイドフレームの内側端から、前記サブフレームの前端部側が連結される位置までの領域は、高強度鋼板によって形成されていることを特徴とする請求項8に記載の車体前部構造。

請求項10

前記低位側横梁部のうちの、少なくとも前記縦梁部に接続される前記フロントサイドフレームの内側端から、前記サブフレームの前端部側が連結される位置までの領域は、前後方向の潰れを防止する補強部材によって補強されていることを特徴とする請求項8に記載の車体前部構造。

技術分野

0001

この発明は、車体前方側から入力される衝撃荷重を吸収する機能を備えた車体前部構造に関するものである。

背景技術

0002

車両の前部車体構造として、車体前方側からの衝撃荷重の入力時に、フロアフレームから前方に延出する左右一対フロントサイドフレームアコーディオン状座屈させ、それにより、入力される衝撃荷重を吸収するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1,2参照。)。

0003

特許文献1に記載の前部車体構造は、車体前部左右のフロントサイドフレームに、車体前方側からの衝撃荷重の入力時に、当該フロントサイドフレームを車幅方向に複数段屈曲されるための座屈誘導部折曲予定部)が設けられるとともに、フロントサイドフレームの付根部側に上下方向の変位規制するための補強部材が設けられている。

0004

また、特許文献2に記載の前部車体構造は、車体前部左右のフロントサイドフレームの下方に、エンジンサスペンション部品を支持するためのサブフレームが配置され、サブフレームの左右の前縁部が、その前端部の鉛直上方に延出する直立部を介して対応するフロントサイドフレームの前縁部の下面に結合されている。各直立部は、前端部側のみでフロントサイドフレームに結合されており、車体前方側からの衝撃荷重の入力時には、上部前端側を支点として回動しつつ、フロントサイドフレームの座屈を許容する。

0005

ところで、上記の前部車体構造のフロントサイドフレームは、いずれも衝撃荷重の入力時に自車両の衝撃緩和を主な目的として設計されているが、自車両がSUV(スポーツユーティリティビークル)やRV車(レジャー・ビークル車)等の車高の高い大型の車両の場合には、小型の相手車両と正面方向から接触したときに、自車両のフロントサイドフレームと相手車両のフロントサイドフレームが高さ方向でオフセットし、相手車両に与える衝撃が大きくなる。この場合、自車両のフロントサイドフレームの剛性を低くして相手車両に与える衝撃を緩和することも考えられるが、フロントサイドフレームの剛性を低くするのにも自車両の乗員保護の観点から自ずと限界がある。

0006

そこで、これに対処する前部車体構造として、自車両が車高の高い大型の車両である場合に、小型の相手車両の潜り込みを防止できるようにしたものが案出されている(例えば、特許文献3参照。)。
特許文献3に記載の前部車体構造は、フロントサイドフレームの前端部の下方に、小型の相手車両が正面から接触したときに、その相手車両のフロントサイドフレームを上方側に誘導するためのガイド部材が取り付けられている。ガイド部材は、自車両のフロントサイドフレームの前端部の下方に間隔を隔てて配置されるとともに、その前部上面側には相手車両のフロントサイドフレームの前端部を上方側に誘導するための傾斜面が設けられている。

先行技術

0007

特開2009−137380号公報
特許第4396264号公報
特開2004−189136号公報

発明が解決しようとする課題

0008

しかしながら、特許文献3に記載の前部車体構造は、大型の自車両と小型の相手車両がほぼ正面同士で接触する場合にはガイド部材が有効に機能するものの、車両同士が車幅方向に大きくオフセットして接触する場合には、相手車両のフロントサイドフレームの前端部がガイド部材に所望通りに当接するとは限らず、ガイド部材が機能しにくくなることが懸念される。

0009

そこでこの発明は、自車両のフロントサイドフレームの大幅な剛性低下を招くことなく、小型の相手車両と車幅方向にオフセットして接触した場合でも自車両から相手車両に与える衝撃を緩和できる車体前部構造を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段

0010

この発明に係る車体前部構造では、上記課題を解決するために以下の構成を採用した。
請求項1に係る発明は、後縁部がフロアフレーム(例えば、実施形態のフロアフレーム3)に接続され、当該フロアフレームから車体前方に延出する左右一対のフロントサイドフレーム(例えば、実施形態のフロントサイドフレーム5)と、後縁部が前記フロアフレームに接続されるとともに、前縁部が前記フロントサイドフレームの各下方に配置されて、各フロントサイドフレームの前縁部に結合されるサブフレーム(例えば、実施形態のサブフレーム7)と、前記サブフレームの前縁部の前方側で車幅方向に延出し、車体前方からの衝撃荷重の入力時に前記サブフレームの前縁部に衝撃荷重を伝達する荷重伝達部材(例えば、実施形態の荷重伝達ビーム17)と、を備え、前記フロントサイドフレームの前後方向の中途部の下面に、前記荷重伝達部材から前記サブフレームの前縁部に衝撃荷重が入力されたときに、前記フロントサイドフレームの中途部の上下方向の屈曲を誘起する屈曲誘起部(例えば、実施形態の窪み部18)が設けられていることを特徴とするものである。
これにより、小型の相手車両と正面方向から接触すると、相手車両の前輪ホイールから自車両の荷重伝達部材に衝撃荷重が入力され、その衝撃荷重がフロントサイドフレームの下方のサブフレームの前縁部に入力される。サブフレームの前縁部に衝撃荷重が入力されると、その荷重は、屈曲誘起部を中心としたモーメントとしてフロントサイドフレームに作用する。この結果、フロントサイドフレームが上下方向に屈曲変形し、自車両から相手車両に与える衝撃を緩和する。

0011

請求項2に係る発明は、請求項1に係る車体前部構造において、前記フロントサイドフレームの前縁部の下面には連結部材(例えば、実施形態のスペーサブロック12)が配置され、前記サブフレームの前縁部と前記フロントサイドフレームの前縁部とは、前記連結部材を挟んで締結部材(例えば、実施形態のボルト13)によって固定されていることを特徴とするものである。
これにより、サブフレームの前縁部がフロントサイドフレームの前縁部の下方側に大きくオフセットされて配置され、荷重伝達部材からサブフレームの前縁部に衝撃荷重が入力されたときに、フロントサイドフレームに作用する屈曲誘起部を中心としたモーメントが大きくなる。

0012

請求項3に係る発明は、請求項1または2に係る車体前部構造において、前記フロントサイドフレームの前後方向の中途部の側面には、前記フロントサイドフレームの前端部から衝撃荷重が入力されたときに、前記フロントサイドフレームの中途部に車幅方向の屈曲を主とした座屈を誘起する座屈誘起部(例えば、実施形態の窪み部19)が設けられていることを特徴とするものである。
これにより、例えば、相手車両が自車両と同サイズの車両で、相手車両のフロントサイドフレームから自車両のフロントサイドフレームに衝撃荷重が入力された場合には、フロントサイドフレームの中途部が側面の座屈誘起部を起点として座屈変形する。この結果、入力された衝撃荷重がフロントサイドフレームの座屈変形によって吸収され、自車両の乗員保護機能が確保される。

0013

請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれか1項に係る車体前部構造において、前記荷重伝達部材は、自車両よりも小型の相手車両の前輪ホイールの半径をRとしたときに、断面中心が、相手車両の前輪ホイールの中心に0.37Rを加算した値以下となる高さ範囲に設置されていることを特徴とするものである。
これにより、小型の相手車両の前輪ホイールから自車両の荷重伝達部材に衝突する際に、荷重伝達部材が相手車両の前輪ホイールを乗り越えることがなくなる。

0014

請求項5に係る発明は、請求項1〜4のいずれか1項に係る車体前部構造において、前記荷重伝達部材は、前記左右一対のフロントサイドフレームの内側面に接続されるフロントバルクヘッド(例えば、実施形態のフロントバルクヘッド30)の低位横梁部(例えば、実施形態のバルクヘッドロア31)と、当該低位側横梁部と前記サブフレームの前端とを接続する剛性部材(例えば、実施形態の連結プレート36)と、を備えていることを特徴とするものである。
これにより、小型の相手車両の前輪ホイールが自車両のフロントサイドフレームの内側に進入してくると、相手車両の前輪ホイールがフロントバルクヘッドの低位側横梁部に当接することにより、衝撃荷重が剛性部材を介してサブフレームの前端部に効率良く伝達される。したがって、剛性部材を追加するだけで、既存のフロントバルクヘッドを利用して自車両から相手車両に与える衝撃を緩和できるようになる。

0015

請求項6に係る発明は、請求項5に係る車体前部構造において、前記荷重伝達部材は、前記左右一対のフロントサイドフレームの内側面に接続されるフロントバルクヘッドの低位側横梁部(例えば、実施形態のバルクヘッドロア31)と、当該低位側横梁部と前記サブフレームの前端とを接続する剛性部材(例えば、実施形態の連結プレート36)と、前記サブフレームの前端部を前記低位側横梁部の中央領域に連結して前記サブフレームの捩れ剛性を高めるステイ(例えば、実施形態のステイ40)と、を備え、前記低位側横梁部と前記剛性部材と前記ステイとによりトラス構造を構成していることを特徴とするものである。
これにより、ステイによってサブフレームの捩れ剛性が高まるとともに、低位側横梁部と前記剛性部材と前記ステイとによるトラス構造によって、小型の相手車両の前輪ホイールがフロントバルクヘッドの低位側横梁部に当接したときにおける衝撃荷重を安定的にサブフレームの前端部に伝達することが可能となる。即ち、小型の相手車両の前輪ホイールが低位側横梁部に当接して同低位側横梁部の幅方向の中央側が後方に傾斜しようとした場合であっても、トラス構造が衝撃荷重をサブフレームの前端部に確実に伝達するようになる。

0016

請求項7に係る発明は、請求項6に係る車体前部構造において、前記剛性部材と前記ステイとが一体部品として形成されていることを特徴とするものである。
これにより、部品点数が削減され、車体に対する部品の組み付けが容易になる。

0017

請求項8に係る発明は、請求項1〜7のいずれか1項に係る車体前部構造において、前記荷重伝達部材は、前記左右一対のフロントサイドフレームの内側面に接続されるフロントバルクヘッドの低位側横梁部を備え、前記低位側横梁部は、上方に開口するハット型断面で、その上面側に前記フロントバルクヘッドの左右の縦梁部(例えば、実施形態のバルクヘッドサイドステイ33)の下端が連結され、前記低位側横梁部のうちの、少なくとも前記縦梁部に接続される前記フロントサイドフレームの内側端から、前記サブフレームの前端部側が連結される位置までの領域が、前方からの衝撃荷重の入力時に前後方向の潰れが規制される強度に設定されていることを特徴とするものである。
これにより、低位側横梁部の上下方向の占有高さを低く抑えつつ、前方からの衝撃荷重の入力時には、低位側横梁部からサブフレームの前縁部に確実に荷重を伝達できるようになる。したがって、車両のアプローチアングルを高く維持するうえで有利となるとともに、バンパビームの下方に歩行者保護部材等を取り付けることも可能になる。

0018

請求項9に係る発明は、請求項8に係る車体前部構造において、前記低位側横梁部のうちの、少なくとも前記縦梁部に接続される前記フロントサイドフレームの内側端から、前記サブフレームの前端部側が連結される位置までの領域は、高強度鋼板によって形成されていることを特徴とするものである。
これにより、部品を大幅に追加せずに、低位側横梁部の所望の部位の強度を高めることが可能となる。

0019

請求項10に係る発明は、請求項8に係る車体前部構造において、前記低位側横梁部のうちの、少なくとも前記縦梁部に接続される前記フロントサイドフレームの内側端から、前記サブフレームの前端部側が連結される位置までの領域は、前後方向の潰れを防止する補強部材によって補強されていることを特徴とするものである。
これにより、簡単な部品の追加のみによって低位側横梁部の所望の部位の強度を高めることが可能となる。

発明の効果

0020

この発明によれば、小型の相手車両と正面方向から接触したときに、相手車両の前輪ホイールから入力される衝撃荷重を荷重伝達部材で受け止め、その衝撃荷重を、屈曲誘起部を中心としたモーメントとしてフロントサイドフレームに作用させることで、フロントサイドフレームを上下方向に屈曲変形させることができるため、自車両のフロントサイドフレームの大幅な剛性低下を招くことなく、小型の相手車両と車幅方向にオフセットして接触した場合であっても自車両から相手車両に与える衝撃を緩和することができる。
また、この発明によれば、フロントサイドフレームの前端部やバンパビームを下方に下げるものではないため、最低地上高やアプローチアングル(前輪接地点からバンパビームの前端部までの角度)に制限のあるSUVやRV車にも容易に適用することができる。

図面の簡単な説明

0021

この発明の第1の実施形態の自車両と相手車両の側面図である。
この発明の第1の実施形態の自車両と相手車両の右側の前輪の平面図である。
この発明の第1の実施形態の車両の前部側骨格部を下方から見た斜視図である。
この発明の第1の実施形態の車両の前部側骨格部の模式的な側面図である。
この発明の第1の実施形態の車両の前部側骨格部の模式的な斜視図である。
この発明の第1の実施形態の車両の前部側骨格部の模式的な側面図である。
この発明の第1の実施形態の車両の前部側骨格部の模式的な斜視図である。
この発明の第1の実施形態の車両の前部側骨格部の模式的な側面図である。
この発明の第1の実施形態の車両の前部側骨格部の模式的な斜視図である。
この発明の第2の実施形態の自車両と相手車両の側面図である。
この発明の第2の実施形態の車両の前部側骨格部の斜視図である。
この発明の第2の実施形態の車両の前部側骨格部の下面図である。
この発明の第2の実施形態の車両の前部側骨格部の模式的な側面図である。
この発明の第3の実施形態の車両の前部側骨格部の下面図である。
この発明の第4の実施形態の車両の前部側骨格部の下面図である。

実施例

0022

以下、この発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
最初に、図1図9に示す第1の実施形態について説明する。なお、以下で説明する各実施形態においては、共通部分には同一符号を付して重複する説明を省略するものとする。また、図面において、矢印FRは、車両の前方側を指すものとする。

0023

図1は、この実施形態に係る車両1と、この実施形態に係る車両1よりも小型の相手車両2の側面を示す図である。この実施形態に係る車両1は、SUV(スポーツ・ユーティリティ・ビークル)やRV車(レジャー・ビークル車)等の一般車両よりも車高の高い大型車両である。図2は、この実施形態に係る車両1と相手車両2の右側の前輪90を示す平面図であり、図3は、この実施形態に係る車両1の前部骨格部を下方側から見た斜視図である。
車両1は、車室の下方に車体前後方向に沿って延出する左右一対のフロアフレーム3(図3参照。)が配置され、その一対のフロアフレーム3同士が、車幅方向に沿って延出する複数のフロアクロスメンバ4(図3参照。)によって連結されている。左右のフロアフレーム3の前縁部には、エンジンルームの左右両側において車体前後方向に沿って延出するフロントサイドフレーム5が接続されている。

0024

フロントサイドフレーム5は、フロアフレーム3との接合部の前方側において上方側に湾曲し、車室とエンジンルームの間を仕切ダッシュロア6の両側位置から前方側に水平に延出している。また、左右のフロントサイドフレーム5の下方側には、図示しないエンジンやサスペンション部品を支持する井桁状のサブフレーム7が配置されている。
サブフレーム7は、車体前後方向に沿って延出する左右一対のサイドメンバ8と、車幅方向に沿って延出して両サイドメンバ8の前縁部同士と、後縁部同士をそれぞれ連結するクロスメンバ9、及び、連結ロッド10を備えている。

0025

図4は、図5は、フロントサイドフレーム5とサブフレーム7の前縁部側の連結部を含む車両1の前部骨格部の模式的な側面図と、斜視図である。
図3図4に示すように、サブフレーム7の左右の各サイドメンバ8の後縁部は、フロアフレーム3の前縁部の下面側に重ねられ、フロアフレーム3の前縁部にボルト11によって締結固定されている。サブフレーム7の左右の各サイドメンバ8は、フロアフレーム3との締結部から前方側に略水平に延出した後に前縁部側が、緩やかにクランク状に屈曲している。そして、各サイドメンバ8のクランク状の屈曲部よりも前方側の縁部は、左右の対応するフロントサイドフレーム5の下面と略平行となっている。

0026

フロントサイドフレーム5の前縁部の下面には、連結部材である略直方体状のスペーサブロック12が取り付けられている。サイドメンバ8の各前縁部はスペーサブロック12の下面に重ねられ、スペーサブロック12を間に挟んでフロントサイドフレーム5の前縁部にボルト13(締結部材)によって締結固定されている。なお、各フロントサイドフレーム5の前端部には、座屈変形容易なバンパビームエクステンション14が取り付けられ、そのバンパビームエクステンション14を介して車幅方向に延出するバンパビーム15が保持されるようになっている。

0027

また、左右の各フロントサイドフレーム5の前縁部の、スペーサブロック12の固定部よりも前方側の側面には、下方に延出するブラケット16が取り付けられ、そのブラケット16の下端に角柱状の荷重伝達ビーム17(荷重伝達部材)が取り付けられている。荷重伝達ビーム17は、サブフレーム7の左右のサイドメンバ8の前方側で車幅方向に延出し、その後面が各サイドメンバ8の前端面に対して設定隙間をもって対峙している。この実施形態の場合、荷重伝達ビーム17は左右のサイドメンバ8を超えて車幅方向外側に延出している。

0028

荷重伝達ビーム17は、車両前方側から小型の相手車両2が接触したときに、相手車両2の前輪90のホイールW2から衝撃荷重を受けるように設定されている。具体的には、荷重伝達ビーム17は、図1に示すように、相手車両のホイールの半径をRとしたときに、断面中心Gが、相手車両2の前輪90のホイールW2の中心に0.37Rを加算した値以下となる高さ範囲に配置されている。このような高さ範囲に荷重伝達ビーム17の断面中心Gが配置されている場合には、車両前方側から小型の相手車両2に接触したときに、荷重伝達ビーム17が相手車両2の前輪90を乗り越えることなく、ホイールW2から衝撃荷重を確実に受けることになる。そして、荷重伝達ビーム17は、相手車両2の前輪90のホイールW2から衝撃荷重を受けると、ブラケット16の撓み等によって車体後方側に変位して、サブフレーム7のサイドメンバ8の前端部に衝突する。
なお、図1中89は、相手車両2のフロントサイドフレームであり、88は、相手車両2のバンパビームである。

0029

また、左右のフロントサイドフレーム5の略水平に延出する領域の中途部の下面には、車幅方向に沿って延出する断面三角形状の窪み部18が設けられている。この窪み部18は、荷重伝達ビーム17からサブフレーム7のサイドメンバ8の前端部に衝撃荷重が入力されたときに、フロントサイドフレーム5の中途部の上下方向の屈曲(上方に凸の屈曲)を誘起する屈曲誘起部を構成している。

0030

さらにまた、左右のフロントサイドフレーム5の略水平に延出する領域の中途部の側面には、上下方向に沿って延出する断面三角形状の三つの窪み部19が設けられている。この実施形態の場合、窪み部19は、左右のフロントサイドフレーム5の一方の側面の略中央部に一つ設けられるとともに、他方の側面の略中央部を間に挟む前後位置に各一つずつ設けられている。フロントサイドフレーム5の両側面に設けられる三つの窪み部19は、フロントサイドフレーム5の下面に設けられる窪み部18と前後方向にずれた位置に配置されている。三つの窪み部19は、バンパビーム15を介してフロントサイドフレーム5の前端部から衝撃荷重が入力されたときに、フロントサイドフレーム5の中途部に車幅方向の屈曲を主とした座屈を誘起する座屈誘起部を構成している。なお、この実施形態においては、窪み部19をフロントサイドフレーム5の側面に三つ設けるようにしているが、フロントサイドフレーム5の側面に設ける窪み部19の数は任意である。

0031

図6図7は、車両1が、自車両と同サイズの相手車両2Aと車幅方向にオフセットせずに正面から接触した場合の車体前部の挙動を示す図である。
車両1が相手車両2Aと車幅方向にオフセットせずに正面から接触すると、自車両のバンパビーム15が相手車両2Aのバンパビームに当接し、相手車両2Aのフロントサイドフレームから自車両のバンパビームエクステンション14とフロントサイドフレーム5に衝撃荷重が正面から入力される。こうして、衝撃荷重が入力されると、図6図7中で仮想線で示すように、バンパビームエクステンション14が初期段階で座屈変形するとともに、後期段階でサブフレーム7のサイドメンバ8が上下に屈曲変形しつつフロントサイドフレーム5が両側面の窪み部19を起点として座屈変形する。自車両に入力された衝撃荷重はこの間に吸収され、自車両の乗員保護機能が発揮される。

0032

図8図9は、車両1が、小型の相手車両2と車幅方向にオフセットして正面方向から接触した場合の車体前部の挙動を示す図である。
車両1が相手車両2と車幅方向にオフセットして正面から接触すると、相手車両2の前輪90のホイールW2が自車両の荷重伝達ビーム17に向かって進入し、相手車両2のホイールW2から荷重伝達ビーム17に衝撃荷重が入力される。こうして、荷重伝達ビーム17に前方から衝撃荷重が入力されると、荷重伝達ビーム17が車体後方側に変位してサブフレーム7のサイドメンバ8の前端部に当接し、サイドメンバ8の前端部に衝撃荷重が入力される。そして、サイドメンバ8の前端部に衝撃荷重が入力されると、その荷重は、屈曲誘起部である窪み部18を中心としたモーメントとしてフロントサイドフレーム5に作用する。この結果、図8図9中で仮想線で示すように、サブフレーム7のサイドメンバ8が上下に屈曲変形しつつ、フロントサイドフレーム5が下面の窪み部19を起点として上下に屈曲変形する。自車両に入力された衝撃荷重はこの間に吸収され、自車両のフロントサイドフレーム5が相手車両に与える衝撃も緩和される。

0033

以上のようにこの実施形態に係る車両1は、小型の相手車両2と正面方向から接触したとき(車幅方向でオフセットして接触する場合も含む)に、相手車両2の前輪90のホイールW2から入力される衝撃荷重を、フロントサイドフレーム5の前部下方の荷重伝達ビーム17で受け止め、その衝撃荷重を、窪み部18を起点としたモーメントとしてフロントサイドフレーム5に作用させ、フロントサイドフレーム5を上下方向に効率良く屈曲変形させることができる。このため、自車両のフロントサイドフレーム5の大幅な剛性低下を招くことなく、小型の相手車両2と車幅方向にオフセットして接触した場合であっても自車両から相手車両2に与える衝撃を確実に緩和することができる。

0034

特に、この実施形態の車両1においては、フロントサイドフレーム5の前縁部の下面にスペーサブロック12が配置され、サブフレーム7のサイドメンバ8の前縁部とフロントサイドフレーム5の前縁部とが、スペーサブロック12を挟んでボルト13によって締結固定されているため、サイドメンバ8の前縁部がフロントサイドフレーム5の前縁部の下方側に大きくオフセットされて配置されることになる。このため、荷重伝達ビーム17からサイドメンバ8の前縁部に衝撃荷重が入力されたときに、フロントサイドフレーム5に作用するモーメントをより増大させることができる。

0035

また、この実施形態の車両1は、フロントサイドフレーム5の前後方向の中途部の側面に座屈誘起部である窪み部19が設けられているため、例えば、自車両と同サイズの車両と車幅方向にオフセットせずに正面から接触しても、フロントサイドフレーム5を確実に座屈させることによって自車両の乗員保護機能を確保することができる。

0036

また、この実施形態の車両1においては、フロントサイドフレーム5の前端部やバンパビームを下方に下げることなく、相手車両2に与える衝撃を緩和することができるため、最低地上高やアプローチアングルに制限のあるSUVやRV車に容易に適用することができる。

0037

つづいて、図10図13に示す第2の実施形態について説明する。
この第2の実施形態の車両101は、基本的な構成は第1の実施形態とほぼ同様であるが、フロントサイドフレーム5の前部下方にブラケットを介して専用の荷重伝達ビームを設置するのに代えて、車体前部の略矩形枠状骨格部材であるフロントバルクヘッド30の一部を利用するようにしている。
図10は、この実施形態に係る車両101と、小型の相手車両2の側面を示す図であり、図11図12は、車両101の前部側骨格部の斜視図と下面図である。また、図13は、車両1の前部骨格部の模式的な側面図である。

0038

フロントバルクヘッド30は、低位側横梁部であるバルクヘッドロア31と、高位側横梁部であるバルクヘッドアッパ32と、バルクヘッドロア31とバルクヘッドアッパ32を連結する縦梁部である一対のバルクヘッドサイドステイ33と、を備えている。バルクヘッドロア31の両端部は、図示しないフロントピラーに連続するホイールハウスメンバ35の前端部まで延出し、ホイールハウスメンバ35の前端部と連結されている。左右のバルクヘッドサイドステイ33は、上端側のバルクヘッドアッパ32との連結位置からホイールハウスメンバ35の付根部側に向かって延出し、ホイールハウスメンバ35の付根部と連結されている。

0039

フロントバルクヘッド30は、左右のバルクヘッドサイドステイ33の外側面(車幅方向外側の面)が左右の対応するフロントサイドフレーム5の前縁部の内側面(車幅方向内側の面)に接合されている。バルクヘッドサイドステイ33上のフロントサイドフレーム5との接合部は、バルクヘッドサイドステイ33の下端に近い位置に設定されており、フロントサイドフレーム5の前縁部の下方に、車幅方向に延出するバルクヘッドロア31が所定距離離間して配置されるようになっている。

0040

フロントサイドフレーム5の前縁部の下面には、第1の実施形態と同様にスペーサブロック12が配置され、スペーサブロック12の下面側に配置されるサブフレーム7のサイドメンバ8の前縁部が、スペーサブロック12を間に挟み込んでボルト13によって締結固定されている。この実施形態では、サイドメンバ8の前縁部の下面とバルクヘッドロア31の下面を連結する剛性の高い連結プレート36(剛性部材)が設けられている。連結プレート36は、サイドメンバ8の前縁部の下面にボルト13によって共締め固定され、サイドメンバ8の前縁部から車体前方側に向かって直線状に延出している。連結プレート36とバルクヘッドロア31の下面とはボルト締結溶接等の適宜手段によって結合されている。
この実施形態においては、バルクヘッドロア31と連結プレート36が相手車両2のホイールW2から衝撃荷重を伝達する荷重伝達部材を構成している。

0041

また、この実施形態の場合も、フロントサイドフレーム5の中途部の下面と側面には、第1の実施形態と同様の窪み部18,19が設けられている。さらに、相手車両のホイールW2から衝撃荷重を受けるバルクヘッドロア31の断面中心は、相手車両2のホイールW2の中心に0.37Rを加算した値以下となる高さ範囲に配置されている。

0042

また、この実施形態のバルクヘッドロア31は、上方に開口するハット型断面で、その上面側に左右のバルクヘッドサイドステイ33の下端が連結されるとともに、バルクヘッドロア31のうちの、バルクヘッドサイドステイ33との連結部の近傍領域(少なくとも、フロントサイドフレーム5の内側端から、サブフレーム7の前端側が連結される位置までの領域)が高強度鋼板によって形成され、それによって前方からの衝撃荷重の入力時におけるこの領域の前後方向の潰れが規制されている。

0043

この実施形態の車両101では、小型の相手車両2と車幅方向にオフセットして正方向面から接触した場合には、相手車両2のホイールからフロントバルクヘッド30のバルクヘッドロア31に衝撃荷重が入力され、バルクヘッドロア31と連結プレート36が荷重伝達部材として機能するようになる。この結果、第1の実施形態と同様に、バルクヘッドロア31と連結プレート36に入力された衝撃荷重が、窪み部18を起点としたモーメントとしてフロントサイドフレーム5に作用する。

0044

この実施形態の車両101は第1の実施形態と同様の基本的な効果を得ることができるが、連結プレート36を追加するだけで、既存のフロントバルクヘッド30を利用して自車両から相手車両に与える衝撃を緩和できるため、製造コストの低減を図れるというさらなる利点がある。

0045

また、この実施形態の車両101においては、バルクヘッドロア31が上方に開口するハット型断面で、かつ、その上面側に左右のバルクヘッドサイドステイ33の下端が連結されるとともに、バルクヘッドロア31のうちの、バルクヘッドサイドステイ33との連結部の近傍領域が高強度鋼板によって形成されているため、バルクヘッドロア31の上下方向の占有高さを低く抑えつつ、前方からの衝撃荷重の入力時には、バルクヘッドロア31からサブフレーム7の前縁部に確実に荷重を伝達することができる。このため、車両のアプローチアングルを高く維持するうえで有利となり、さらにバンパビームの下方に歩行者脚保護部材等を取り付けることも可能になる。
なお、この実施形態においては、バルクヘッドロア31の一部を高強度鋼板で形成することによってバルクヘッドロア31の前後方向の潰れ変形を規制するようにしているが、同じ領域に補強部材を追加することによって前後方向の潰れ変形を規制するようにしても良い。バルクヘッドロア31の一部を高強度鋼板で形成した場合には、部品を大幅に追加せずに、バルクヘッドロア31の所望の部位の強度を高めることが可能となり、バルクヘッドロア31に補強部材を追加した場合には簡単な部品の追加のみによってバルクヘッドロア31の所望の部位の強度を容易に高めることが可能となる

0046

図14は、第3の実施形態の車両201の前部側骨格部の下面図であり、図15は、第4の実施形態の車両301の前部側骨格部の下面図である。
図14に示す第3の実施形態の車両201は、第2の実施形態に対し、サブフレーム7の左右のサイドメンバ8の前縁部の下面と、バルクヘッドロア31の中央領域の下面を斜めに連結してサブフレーム7の捩れ剛性を高めるステイ40が追加されている。この実施形態では、バルクヘッドロア31と連結プレート36とステイ40が荷重伝達部材を構成している。

0047

この実施形態の場合、ステイ40によってサブフレーム7の捩れ剛性を高めることが可能になるとともに、バルクヘッドロア31と連結プレート36とステイ40がトラス構造を構成するようになるため、バルクヘッドロア31に前方側から衝撃荷重が入力されたときにサブフレーム7のサイドメンバ8の前端部に確実に荷重を伝達することが可能とになる。つまり、バルクヘッドロア31に前方側から衝撃荷重が入力されたときに、バルクヘッドロア31の中央側が車体後方側に傾斜しようとした場合にも、衝撃荷重をトラス構造によってサイドメンバ8の前端部に効率良く伝達することが可能になる。

0048

図15に示す第4の実施形態の車両201は、第3の実施形態の連結プレート36とステイ40を一体の三角形状のプレート50によって形成したものである。この実施形態では、バルクヘッドロア31とプレート50が荷重伝達部材を構成している。
この実施形態の場合、一枚のプレート50で連結プレート36とステイ40の機能を併せ持つことになるため、第3の実施形態と同様の効果を得つつも、部品点数の削減と部品組み付けの容易化を図ることが可能になる。

0049

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

0050

3…フロアフレーム
5…フロントサイドフレーム
7…サブフレーム
12…スペーサブロック(連結部材)
13…ボルト(締結部材)
17…荷重伝達ビーム(荷重伝達部材)
18…窪み部(屈曲誘起部)
19…窪み部(座屈誘起部)
30…フロントバルクヘッド
31…バルクヘッドロア(低位側横梁部,荷重伝達部材)
33…バルクヘッドサイドステイ(縦梁部)
36…連結プレート(剛性部材,荷重伝達部材)
40…ステイ(荷重伝達部材)
50…プレート(荷重伝達部材)
W2…ホイール(前輪ホイール)

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