(57)【要約】【課題】大幅な補強を要することなく前突時のフロントエンドクロスメンバの早期の破損を防止でき、相手車両の潜り込みを確実に防止して十分な衝撃吸収作用を達成できる車両の衝撃吸収構造を提供する。【解決手段】左右方向に延設された本体１０ａの両端を上方に屈曲形成してフロントエンドクロスメンバ１０を構成し、その左右の屈曲部１０ｂの上端をフロントサイドメンバ１の前端にそれぞれ結合すると共に、フロントエンドクロスメンバ１０の後側においてフロントサイドメンバ１間にサスペンションメンバ２を結合し、左右両側においてフロントエンドクロスメンバ１０とサスペンションメンバ２とをロッド１７により連結して、フロントエンドクロスメンバ１０を後方より支持する。【選択図】図１
2008247267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車幅方向に所定間隔をおいて配設され、それぞれ車両の前後方向に延設された一対のサイドメンバと、
車幅方向に延設された本体の両端を上方に屈曲形成してなり、両屈曲部の上端が上記サイドメンバの前部にそれぞれ結合されたフロントエンドクロスメンバと、
上記フロントエンドクロスメンバの後側で上記両サイドメンバ間に配設されて、車幅方向両側を上記サイドメンバにそれぞれ結合されて前輪のサスペンション機構を支持するサスペンションメンバと、
車幅方向の両側において上記フロントエンドクロスメンバの本体と上記サスペンションメンバとを相互に連結する一対の連結部材と
を備えたことを特徴とする車両の衝撃吸収構造。
【請求項２】
上記フロントエンドクロスメンバの本体に対する上記連結部材の結合箇所、及び上記サスペンションメンバに対する上記連結部材の結合箇所は、車幅方向及び上下方向に略対応することを特徴とする請求項１記載の車両の衝撃吸収構造。
【請求項３】
上記連結部材は、上記フロントエンドクロスメンバの本体及び上記サスペンションメンバに対してそれぞれ脱着自在に結合されたことを特徴とする請求項１または２記載の車両の衝撃吸収構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両の衝撃吸収構造に係り、特に最低地上高の高い車両のフロントバンパ下側に相手車両が潜り込む現象を防止するための衝撃吸収構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＳＵＶ車等のように最低地上高の高い車両では、比較的フロントバンパが高い位置に設置されていることから、前突時に相手車両が自車のフロントバンパ下側に潜り込む現象が発生する場合があり、これを防止するための種々の対策が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
当該特許文献１の技術では、図４に示すように、車両の左右両側に配設されたフロントサイドメンバ１０１の前端を結合するフロントエンドクロスメンバ１０２を下方にオフセット配置し、前突時に相手車両をフロントエンドクロスメンバ１０２に衝突させて潜り込みの防止を図っている。
【特許文献１】特開２００４−３０６８０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えばフロントエンドクロスメンバ１０２は、プレス成形した２枚の鋼板を結合した閉断面構造をなしているが、上記特許文献１のものでは下方へのオフセット配置のために、左右方向に延設された本体１０２ａの両側を上方に屈曲形成して構成されており、この屈曲部１０２ｂの上端がフロントサイドメンバ１０１に結合されている。
結果として、前突時の衝撃が入力されるフロントエンドクロスメンバ１０２の本体１０２ａとフロントサイドメンバ１０１への結合箇所（屈曲部１０２ｂの上端）とが上下方向に離間しているため、衝撃が入力された本体１０２ａがフロントサイドメンバ１０１との結合箇所を中心として後方に倒れ、結合箇所に応力が集中して早期に破断する場合があり、相手車両の潜り込みの防止、ひいては衝撃吸収作用の向上に関して改良の余地があった。
【０００４】
なお、破断を生じる結合箇所自体を補強する対策も考えられるが、応力が集中する結合箇所の破断を防止するには大幅な補強を要し、車両重量の増加やコスト高騰等の別の弊害を引き起こしてしまう。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、大幅な補強を要することなく前突時のフロントエンドクロスメンバの早期の破損を防止でき、これにより相手車両の潜り込みを確実に防止して十分な衝撃吸収作用を達成することができる車両の衝撃吸収構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、車幅方向に所定間隔をおいて配設され、それぞれ車両の前後方向に延設された一対のサイドメンバと、車幅方向に延設された本体の両端を上方に屈曲形成してなり、両屈曲部の上端がサイドメンバの前部にそれぞれ結合されたフロントエンドクロスメンバと、フロントエンドクロスメンバの後側で両サイドメンバ間に配設されて、車幅方向両側をサイドメンバにそれぞれ結合されて前輪のサスペンション機構を支持するサスペンションメンバと、車幅方向の両側においてフロントエンドクロスメンバの本体とサスペンションメンバとを相互に連結する一対の連結部材とを備えたものである。
【０００６】
前突時において相手車両が自車のフロントバンパ下側に潜り込むときに、相手車両はフロントエンドクロスメンバの本体に衝突し、衝突時の入力は、本体から左右の屈曲部を介してサイドメンバに伝達されだけでなく、本体から左右の連結部材を介してサスペンションメンバに伝達され、さらにサスペンションメンバから左右のサイドメンバに伝達される。結果として、フロントエンドクロスメンバの本体は左右の連結部材によって後方から支持されて後方への倒れが規制され、倒れに伴うサイドメンバとの結合箇所の早期の破断が未然に防止されることから、フロントエンドクロスメンバにより相手車両の潜り込みが確実に防止される。
【０００７】
また、フロントエンドクロスメンバとサイドメンバとの結合箇所を補強する必要がなくなるため、補強に伴う重量及びコスト増加が未然に防止される。
請求項２の発明は、請求項１において、フロントエンドクロスメンバの本体に対する連結部材の結合箇所、及びサスペンションメンバに対する連結部材の結合箇所が、車幅方向及び上下方向に略対応するものである。
【０００８】
従って、各連結部材は前後方向、換言すれば前突時の衝撃の入力方向に沿って配設されるため、前突時の連結部材はほとんど曲げ荷重を受けることなく、圧縮荷重を受けながらサスペンションメンバに入力を伝達する。結果として連結部材は力学的に有利に配置されて入力伝達時の負担が軽減されるため、連結部材の重量及び製造コストを低減可能となる。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２において、連結部材が、フロントエンドクロスメンバの本体及びサスペンションメンバに対してそれぞれ脱着自在に結合されたものである。
従って、生産ラインでの連結部材の組付けの有無に応じて、本発明の適用車両と非適用車両とを任意に製造し分けることができ、双方の車種でのフロントエンドクロスメンバ及びサスペンションメンバの共用化が可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように請求項１の発明の車両の衝撃吸収構造によれば、大幅な補強を要することなく前突時のフロントエンドクロスメンバの早期の破損を防止でき、これにより相手車両の潜り込みを確実に防止して十分な衝撃吸収作用を達成することができる。
請求項２の発明の車両の衝撃吸収構造によれば、請求項１に加えて、連結部材を力学的に有利な配置として入力伝達時の負担を軽減し、もって連結部材の重量及び製造コストを低減することができる。
【００１１】
請求項３の発明の車両の衝撃吸収構造によれば、請求項１または２に加えて、本発明の適用車両と非適用車両とでフロントエンドクロスメンバ及びサスペンションメンバを共用化し、一層のコスト低減を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明をＳＵＶ車の衝撃吸収構造に適用した一実施形態を説明する。
図１は本発明の衝撃吸収構造が適用された車両の前部を示す斜視図、図２は同じく衝撃吸収構造のロッドを示す分解斜視図、図３は車両左側から見た前突時のロッドの作用を示す説明図である。なお、各図は主に車体構造材の相互関係を示しており、フロントフェンダー、ドア、ボンネット等の外装材は省略されている。
【００１３】
車両の前部には、左右方向（車幅方向）に所定間隔をおいて一対のフロントサイドメンバ１が配設されている。両フロントサイドメンバ１は閉断面構造をなして車両後方に延設され、図示はしないが、フロントサイドメンバ１の後端はフロア下面に設けられたサイドメンバに連続している。左右のフロントサイドメンバ１間には、車両のフロントサスペンション機構３を支持するためのサスペンションメンバ２が配設されている。図３に示すように、サスペンションメンバ２の前部左右両側には前部マウント部２ａが上方に延設され、サスペンションメンバ２の後部左右両側には後部マウント部２ｂが設けられ、これらのマウント部２ａ，２ｂによりサスペンションメンバ２はフロントサイドメンバ１の下側に結合されている。
【００１４】
サスペンションメンバ２は、所定形状にプレス成形した２枚の素材を上下に重ね合わせて周囲をスポット溶接により接合した閉断面構造をなし、車両走行時に前輪Ｈ（図３に示す）からフロントサスペンション機構３を介して伝達される入力等に耐え得る十分な強度及び剛性が確保されている。サスペンションメンバ２の左右両側には、フロントサスペンション機構３を構成するロアアーム４の基端が揺動可能に連結され、ロアアーム４の先端にはナックル５の下部が連結されている。ナックル５の上部にはスプリング６及びショックアブソーバ７を備えたストラット８の下端が連結され、図示はしないが、ストラット８の上端は車体側と連結されている。ナックル５にはハブ９が回転可能に支持され、ハブ９には前輪Ｈが装着されている。詳細はしないが、ナックル５は図示しないステアリング機構及びステアリングシャフトを介して車室内のステアリングと連結され、運転者の操舵に応じてステアリング機構を介してナックルが回動操作され、これにより前輪の操舵が行われる。
【００１５】
サスペンションメンバ２の前方には、フロントエンドクロスメンバ１０が配設されている。フロントエンドクロスメンバ１０の本体１０ａは左右方向に直線状をなすように延設され、本体１０ａの両側には上方に屈曲した屈曲部１０ｂが形成されている。図２に示すようにフロントエンドクロスメンバ１０は、予め本体１０ａ及び左右の屈曲部１０ｂと対応する形状にプレス成形したアッパプレート１１及びロアプレート１２を上下に重ね合わせて、両プレート１１，１２の周囲をスポット溶接により相互に接合した閉断面構造をなしている。
【００１６】
フロントエンドクロスメンバ１０の両屈曲部１０ｂの上端は、左右のフロントサイドメンバ１の前端に対してスポット溶接により結合されている。これによりフロントエンドクロスメンバ１０は、フロントサイドメンバ１の前端に対して本体１０ａを下方にオフセット配置されることになり、結果として図３に示すように、本体１０ａは車両のフロントバンパ１３より下側かつ若干後方に退避して位置し、この本体１０ａの上下位置はサスペンションメンバ２の上下位置と略対応している。
【００１７】
なお、フロントエンドクロスメンバ１０の構成はこれに限ることはなく任意に変更可能であり、例えば閉断面構造とすることなく、アルミ製の板材の両端を上方に屈曲形成して製作してもよい。
サスペンションメンバ２の上方にはエンジンルームＥが形成され、エンジンルームＥ内に配設されたエンジン及び変速機は、左右のフロントサイドメンバ１上にエンジンマウントを介して支持されている。フロントエンドクロスメンバ１０とサスペンションメンバ２との間にはセンタメンバ１４が配設され、このセンタメンバ１４も、所定形状にプレス成形した２枚の素材を上下に重ね合わせて周囲をスポット溶接で接合した閉断面構造をなしている。センタメンバ１４の後端はサスペンションメンバ２の前縁の左右方向略中央にスポット溶接で結合され、センタメンバ１４の前端はフロントエンドクロスメンバ１０の左右方向略中央にスポット溶接で結合されている。センタメンバ１４上には図示しないロールマウントが取り付けられ、センタメンバ１４はロールマウントを介してエンジン側と連結されて、トルク反力によるエンジン及び変速機の傾動を規制する役割を果たす。
【００１８】
フロントエンドクロスメンバ１０の本体１０ａの左右両側においてロアプレート１２の上面（クロスメンバ１０内）にはナット１５が溶接され、このナット１５の雌ねじ部は、ロアプレート１２に貫設された図示しない透孔を介して下方に開口している。サスペンションメンバ２の前縁には、フロントエンドクロスメンバ１０の両ナット１５と対応する左右位置に鋼板を折曲形成したブラケット１６がそれぞれ溶接され、これらのブラケット１６は所定間隔をおいて相対向する一対の連結片１６ａを備えた凹状をなし、各連結片１６ａには透孔１６ｂが貫設されている。
【００１９】
上記センタメンバ１４の左右両側にはロッド１７（連結部材）が配設され、両ロッド１７は断面四角状をなして前後方向に延設されている。これらのロッド１７の前端には上下方向にボルト孔１７ａが貫設され、このボルト孔１７ａを介して下方よりボルト１８がナット１５に螺合してロッド１７の前端をフロントエンドクロスメンバ１０の下面に締結している。また、両ロッド１７の後端はブラケット１６の連結片１６ａの間に配置されて左右方向にボルト孔１７ｂが貫設され、ボルト孔１７ｂ及び連結片１６ａの透孔１６ｂを介してボルト１９が図示しないナットと螺合してロッド１７の後端をブラケット１６に締結している。
【００２０】
各ロッド１７は軸方向、即ち前後方向の入力に対して十分な強度及び剛性が確保されており、上記のようにサスペンションメンバ２も十分な強度及び剛性を有していることから、結果としてフロントエンドクロスメンバ１０の左右両側は、ロッド１７及びサスペンションメンバ２を介して左右のフロントサイドメンバ１に対して強固に結合されている。そして、フロントエンドクロスメンバ１０のナット１５とサスペンションメンバ２のブラケット１６とが左右方向に略対応すると共に、フロントエンドクロスメンバ１０の本体１０ａがサスペンションメンバ２と上下方向に略対応していることから、ナット１５とブラケット１６は上下方向にも略対応しており、結果として各ロッド１７は前後方向に沿って配設されている。
【００２１】
本実施形態の車両の衝撃吸収構造は以上のように構成されており、次に車両前突時の入力の伝達状況について説明する。
例えば一般乗用車を相手車両とした前突時には、図３に矢印Ａで示すように、相手車両が自車のフロントバンパ１３下側に潜り込む現象が発生する。このときの相手車両は自車のフロントバンパ１３の下側に位置するフロントエンドクロスメンバ１０の本体１０ａに衝突し、衝突時の入力は、本体１０ａから左右の屈曲部１０ｂを介してフロントサイドメンバ１に伝達されだけでなく、本体１０ａから左右のロッド１７を介してサスペンションメンバ２に伝達され、さらにサスペンションメンバ２から左右のフロントサイドメンバ１に伝達される。結果として、フロントエンドクロスメンバ１０の本体１０ａは左右のロッド１７によって後方から支持され、フロントサイドメンバ１との結合箇所（屈曲部１０ｂの上端）だけでは耐えられない衝撃が本体１０ａに入力されたときでも、後方からのロッド１７の支持により本体１０ａの後方への倒れが規制され、倒れに伴うフロントサイドメンバ１との結合箇所の早期の破断が未然に防止される。よって、フロントエンドクロスメンバ１０により相手車両の潜り込みを防止して、十分な衝撃吸収作用を達成することができる。
【００２２】
また、前突の形態としてはオフセット衝突もあり得るが、フロントエンドクロスメンバ１０の左右両側をロッド１７によりサスペンションメンバ２に連結しているため、このオフセット衝突時でも、何れか一方のロッド１７を介したサスペンションメンバ２への入力伝達が支障なく行われ、上記と全く同様の作用効果を得ることができる。
一方、［発明が解決しようとする課題］で述べたように、フロントサイドメンバ１への結合箇所を補強するには大幅な重量及びコスト増加を要するが、この対策に比較して、本発明ではロッド１７等の追加に伴う僅かの重量及びコスト増加で実施可能である。即ち、上記説明から明らかなようにロッド１７は入力をサスペンションメンバ２に伝達する機能を果たせばよく、例えばフロントサイドメンバ１やフロントエンドクロスメンバ１０と協調して車両前部にフレームを形成する一般的な車体構造材とは明確に相違する。この相違によりロッド１７は車体構造材より遥かに華奢なものでも上記作用効果を十分に発揮でき、結果としてフロントサイドメンバ１との結合箇所の補強と比較しても重量及びコスト増加が格段に少ないため、車両重量の増加及びコスト高騰を最小限に抑制することができる。
【００２３】
加えて、フロントエンドクロスメンバ１０のナット１５とサスペンションメンバ２のブラケット１６との上下方向及び左右方向の位置関係により、各ロッド１７が前後方向、換言すれば前突時の衝撃の入力方向に沿って配設されているため、前突時のロッド１７はほとんど曲げ荷重を受けることなく、圧縮荷重を受けながらサスペンションメンバ２に入力を伝達する。このようにロッド１７を力学的に有利な配置として入力伝達時の負担を軽減していることも、ロッド１７の重量及びコストの低減に貢献している。
【００２４】
また、本実施形態では、フロントエンドクロスメンバ１０及びサスペンションメンバ２に対してロッド１７の両端をボルト１８，１９により脱着自在に構成しているため、生産ラインでのロッド１７の組付けの有無に応じて、本発明の適用車両と非適用車両とを任意に製造し分けることができる。よって、双方の車種でフロントエンドクロスメンバ１０及びサスペンションメンバ２を共用化できるという効果が得られる。
【００２５】
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態ではＳＵＶ車の衝撃吸収構造に適用したが、最低地上高が高くて相手車両の潜り込みの可能性がある車両であればＳＵＶ車に限る必要はなく、例えばトラック等の産業車両に適用してもよい。
また、上記実施形態ではロッド１７の両端をボルト１８，１９により脱着可能に構成したが、これに限ることはなく、例えばフロントエンドクロスメンバ１０やサスペンションメンバ２に対してロッド１７の両端を溶接してもよい。
【００２６】
また、上記実施形態では断面四角状のロッド１７を用いたが、ロッド１７の形状はこれに限らず、例えばパイプ状の素材を所定寸法に切断してロッド１７として用いてもよい。
また、上記実施形態ではロールマウントを支持するためのセンタメンバ１４を備えたが、ロールマウントが不要の車種では、このロールマウントと共にセンタメンバ１４を省略してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の衝撃吸収構造が適用された車両の前部を示す斜視図である。
【図２】同じく衝撃吸収構造のロッドを示す分解斜視図である。
【図３】車両左側から見た前突時のロッドの作用を示す説明図である。
【図４】先行技術の衝撃吸収構造が適用された車両の前部を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２８】
１      フロントサイドメンバ
２      サスペンションメンバ
３      フロントサスペンション機構
１０    フロントエンドクロスメンバ
１０ａ  本体
１０ｂ  屈曲部
１７    ロッド（連結部材）
Ｈ      前輪
【図１】
2008247267.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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