(57)【要約】【課題】オフセット衝突時及びフルラップ衝突時の双方において、良好な衝撃吸収を可能とする。【解決手段】オフセット衝突した側のフロントサイドメンバ１０に車両前方から作用する荷重が所定値以上となった場合には、オフセット衝突した側のフロントサイドメンバ１０が変形することで、フロントサスペンションメンバ２０が回転する。この結果、オフセット衝突した側のフロントサイドメンバ１０に配設した後側取付ブラケット５０のスリット８２の枝部８２Ｂに、フロントサスペンションメンバ２０を挿通するボルト５８が係合し、オフセット衝突した側のフロントサイドメンバ１０と、フロントサスペンションメンバ２０との固定状態が保持されるようになっている。【選択図】  図１
2004203274.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前部に車体前後方向に沿って配設された左右一対のフロントサイドメンバと、
車幅方向両端部がそれぞれ前方側の固定部と後方側の固定部とのそれぞれ２箇所で前記左右一対のフロントサイドメンバに固定された連結部材と、
前記後方側の左右の固定部に配設され、フルラップ衝突時には、前記フロントサイドメンバに車両前方から作用する荷重が所定値以上となった場合に、固定状態を解除すると共に、オフセット衝突時には、オフセット衝突した側の固定状態を保持する固定手段と、
を有することを特徴とする車両のフロントボデー構造。
【請求項２】
前記連結部材はフロントサスペンションメンバであることを特徴とする請求項１記載の車両のフロントボデー構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両のフロントボデー構造に係り、特に、自動車等の車両の前突時に乗員に作用する衝撃を低減するための車両のフロントボデー構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車等の車両の前突時に乗員に作用する衝撃を低減するための車両のフロントボデー構造においては、フロントサブフレームをメインフレームに固定され後端開放のスリットが形成されたブラケットにボルトで支持しており、前突時に後側のボルトがスリットの後端開放部から脱落することにより、フロントサブフレームに邪魔されることなくメインフレームを圧壊可能にする構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、自動車等の車両の前突時に乗員に作用する衝撃を低減するための車両のフロントボデー構造においては、車両前縁部に車幅方向に沿って延設されるフロントクロスメンバを、略中央部で二分割して左右のクロスメンバとすると共に、この左右のクロスメンバの中央結合部に、左右のクロスメンバの略中央部を回動中心とする回動移動を対称に規制するコンパス機構部を設けた構成が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１７１０４６号公報
【特許文献２】
特開平１１−１９８８５４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１においては、車両がオフセット衝突した場合にも、後側の左右のボルトがスリットの後端開放部から脱落し、衝突した側のフロントサイドメンバのみで衝撃を吸収する。このため、車両がオフセット衝突した場合の衝撃吸収量が、フルラップ衝突（全突）の場合に比べて小さくなり、良好な衝撃吸収ができない。また、特許文献２においては、大きな衝突荷重に対するコンパス機構部の強度上の問題から良好な衝撃吸収に限度がある。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、オフセット衝突時及びフルラップ衝突時の双方において、良好な衝撃吸収が可能な車両のフロントボデー構造を得ることが目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、車体前部に車体前後方向に沿って配設された左右一対のフロントサイドメンバと、
車幅方向両端部がそれぞれ前方側の固定部と後方側の固定部とのそれぞれ２箇所で前記左右一対のフロントサイドメンバに固定された連結部材と、
前記後方側の左右の固定部に配設され、フルラップ衝突時には、前記フロントサイドメンバに車両前方から作用する荷重が所定値以上となった場合に、固定状態を解除すると共に、オフセット衝突時には、オフセット衝突した側の固定状態を保持する固定手段と、
を有することを特徴とする。
【０００８】
従って、車両がフルラップ衝突した場合には、フロントサイドメンバと連結部材との後方側の固定部に配設された固定手段により、両者の固定状態が解除される。この結果、左右のフロントサイドメンバが荷重を受け変形することで衝撃を吸収する。
【０００９】
一方、車両がオフセット衝突した場合には、オフセット衝突した側のフロントサイドメンバと連結部材との後方側の固定部に配設された固定手段により、両者の固定状態が保持される。この結果、オフセット衝突した側のフロントサイドメンバが荷重の一部を受け変形することで衝撃を吸収すると共に、固定手段も荷重の一部を受け変形することで衝撃を吸収する。更に、固定手段を介して、反対側のフロントサイドメンバも荷重の一部を受け変形することで衝撃を吸収する。
【００１０】
この結果、車両がオフセット衝突した場合にも、車両がフルラップ衝突した場合と略等しい衝撃吸収効果を得られるため、オフセット衝突時及びフルラップ衝突時の双方において、良好な衝撃吸収が可能となる。
【００１１】
請求項２記載の本発明は、請求項１記載の車両のフロントボデー構造において、前記連結部材はフロントサスペンションメンバであることを特徴とする。
【００１２】
従って、請求項１記載の内容に加えて、連結部材としてフロントサスペンションメンバを利用できるため、連結部材を特別に配設する必要が無く構成が簡単である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明における車両のフロントボデー構造の一実施形態を図１〜図８に従って説明する。
【００１４】
なお、図中矢印ＦＲは車両前方方向を、矢印ＵＰは車両上方方向を示す。
【００１５】
図１に示される如く、本実施形態では、車体前部に車体前後方向に沿って左右一対のフロントサイドメンバ１０、１２が配設されており、フロントサイドメンバ１０、１２の前端部１０Ａ、１２Ａには、図示を省略したフロントバンパが架設されている。また、左右一対のフロントサイドメンバ１０、１２の前部には、連結部材としてのフロントサスペンションメンバ２０が架設されている。
【００１６】
図２に示される如く、フロントサスペンションメンバ２０は、車両前後方向に沿って延設された直線状の２本のサイドレール２２、２４の間にフロントクロスメンバ２６とリヤクロスメンバ２８を架設した構成となっている。また、フロントクロスメンバ２６は平面視で車両後方側へ膨出した円弧状となっており、リヤクロスメンバ２８は平面視で車両前方側へ大きく膨出した円弧状となっている。
【００１７】
左右一対のフロントサイドメンバ１０、１２の前部下面１０Ｂ、１２Ｂには、前側取付ブラケット３０、３２が配設されており、これらの前側取付ブラケット３０、３２には、サイドレール２２、２４の各前端部２２Ａ、２４Ａが、サイドレール２２、２４の各前端部２２Ａ、２４Ａに嵌合する前部ラバーマウント３４、３６を貫通するボルト３８、４０によりそれぞれ固定されている。
【００１８】
また、左右一対のフロントサイドメンバ１０、１２の後部下面１０Ｃ、１２Ｃには、固定手段としての後側取付ブラケット５０、５２が配設されており、これらの後側取付ブラケット５０、５２には、サイドレール２２、２４の各後端部２２Ｂ、２４Ｂが、サイドレール２２、２４の各後端部２２Ｂ、２４Ｂに嵌合する後部ラバーマウント５４、５６を貫通するボルト５８、６０によりそれぞれ固定されている。
【００１９】
図３に示すように、後部ラバーマウント５４、５６はインナーパイプ６２及びアウターリング６４を弾性部材６６で接続した周知の構成であり、弾性部材６６にはバネ定数を調整するためのセンターリング６８が埋設される。また、フロントサスペンションメンバ２０は、アッパーパネル２０Ａとロアパネル２０Ｂとを一体に溶接した閉断面構造となっており、後部ラバーマウント５４、５６が車両下方（図３の上方）から嵌合可能なカップ状のホルダー７０が、アッパーパネル２０Ａ及びロアパネル２０Ｂ間に溶接されている。
【００２０】
また、後側取付ブラケット５０、５２は、板材を折り曲げて形成されており、車体前後方向に沿って延設され、車両前後方向から見た断面形状が、開口部を車両上方へ向けたコ字状となっている。また、両側壁部５０Ａ、５２Ａの上端縁部はそれぞれフロントサイドメンバ１０、１２の両側壁部１０Ｄ、１２Ｄに溶着されている。
【００２１】
なお、図３の符号７２はボルト５８、６０に螺合したナットであり、符号７４はワッシャである。
【００２２】
図２に示される如く、後側取付ブラケット５０、５２の底壁５０Ｂ、５２Ｂには、車両後方側へ開いたスリット８２が形成されており、スリット８２の後端開口部８２Ａの近傍には、車両後方内側に向って分岐した枝部８２Ｂが形成されている。
【００２３】
従って、図４に示される如く、車両が壁８６等にフルラップ衝突し、左右のフロントサイドメンバ１０、１２に車両前方から作用する荷重が所定値以上となった場合には、左右のフロントサイドメンバ１０、１２に配設した後側取付ブラケット５０、５２のスリット８２に沿って、フロントサスペンションメンバ２０を挿通するボルト５８、６０が車両後方（図４の矢印Ａ方向）へ移動しスリット８２の後端開口部８２Ａから抜けることにより、左右のフロントサイドメンバ１０、１２と、フロントサスペンションメンバ２０との固定状態が解除されるようになっている。
【００２４】
一方、図５に示される如く、車両が壁８６等にオフセット衝突し、オフセット衝突した側のフロントサイドメンバ１０に車両前方から作用する荷重が所定値以上となった場合には、オフセット衝突した側のフロントサイドメンバ１０が変形することで、フロントサスペンションメンバ２０が図５の矢印Ｂ方向へ回転する。この結果、フロントサイドメンバ１０に配設した後側取付ブラケット５０のスリット８２に沿って、フロントサスペンションメンバ２０を挿通するボルト５８が車両後方へ移動し、スリット８２の枝部８２Ｂに係合する。このため、オフセット衝突した側のフロントサイドメンバ１０と、フロントサスペンションメンバ２０との固定状態が保持されるようになっている。
【００２５】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００２６】
本実施形態では、図４に示される如く、車両が壁８６等にフルラップ衝突し、左右のフロントサイドメンバ１０、１２に車両前方から作用する荷重が所定値以上となった場合には、左右のフロントサイドメンバ１０、１２に配設した後側取付ブラケット５０、５２のスリット８２に沿って、フロントサスペンションメンバ２０を挿通するボルト５８、６０が車両後方（図４の矢印Ａ方向）へ移動しスリット８２の後端開口部８２Ａから抜けることにより、左右のフロントサイドメンバ１０、１２と、フロントサスペンションメンバ２０との固定状態が解除される。
【００２７】
この結果、左右のフロントサイドメンバ１０、１２が、それぞれ衝突荷重を受け変形することで衝撃を吸収することができる。このため、左右のフロントサイドメンバ１０、１２の車両前後方向に沿った各ばね定数をＫ１、Ｋ２とすると、フルラップ衝突時の反力Ｆ１は、図６のグラフに示される如く、左右のフロントサイドメンバ１０、１２の変形ストロークＳに比例して、Ｆ１＝Ｋ１・Ｓ＋Ｋ２・Ｓとなる。ここで、Ｋ１＝Ｋ２とすると、Ｆ１＝２・Ｋ１・Ｓとなる。
【００２８】
一方、図５に示される如く、車両が壁８６等にオフセット衝突し、オフセット衝突した側のフロントサイドメンバ１０に車両前方から作用する荷重が所定値以上となった場合には、オフセット衝突した側のフロントサイドメンバ１０が変形することで、フロントサスペンションメンバ２０が図５の矢印Ｂ方向へ回転する。この結果、オフセット衝突した側のフロントサイドメンバ１０に配設した後側取付ブラケット５０のスリット８２の枝部８２Ｂに、フロントサスペンションメンバ２０を挿通するボルト５８が係合することにより、オフセット衝突した側のフロントサイドメンバ１０と、フロントサスペンションメンバ２０との固定状態が保持される。
【００２９】
この結果、オフセット衝突した側のフロントサイドメンバ１０が衝突荷重の一部を受け変形することで衝撃の一部を吸収することができる。この時、オフセット衝突した側の反力Ｆ２は、図７のグラフに示される如く、オフセット衝突した側のフロントサイドメンバ１０の変形ストロークＳに比例して、Ｆ１＝Ｋ１・Ｓとなる。
【００３０】
また、オフセット衝突した場合には、オフセット衝突した側のフロントサイドメンバ１０と、フロントサスペンションメンバ２０との固定状態が保持されるため、フロントサスペンションメンバ２０が衝突荷重の一部を受け変形することで衝撃の一部を吸収することができる。この時、フロントサスペンションメンバ２０の反力Ｆ３は、フロントサスペンションメンバ２０の車両前後方向に沿ったばね定数をＫ３とすると、変形ストロークＳに比例して、Ｆ３＝Ｋ３・Ｓとなる。
【００３１】
更に、オフセット衝突した場合には、反対側のフロントサイドメンバ１２にフロントサスペンションメンバ２０の回転に対する反力Ｆ４＝α・Ｓ（αは定数）が発生する。
【００３２】
従って、オフセット衝突した場合の全反力Ｆ５は、オフセット衝突した側のフロントサイドメンバ１０の変形ストロークＳに比例して、図７のグラフに示される如く、Ｆ５＝Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４＝Ｋ１・Ｓ＋Ｋ３・Ｓ＋α・Ｓとなる。
【００３３】
この結果、フルラップ衝突時の反力がＦ１＝２・Ｋ１・Ｓであるから、Ｋ１・Ｓ＝Ｋ３・Ｓ＋α・Ｓとなるように、フロントサスペンションメンバ２０のばね定数をＫ３と、フロントサイドメンバ１０、１２におけるフロントサスペンションメンバ２０の回転に対する反力の定数αを調整することで、フルラップ衝突時の反力Ｆ１と、オフセット衝突時の全反力Ｆ５とが略等しくなり（Ｆ１≒Ｆ５）、車両がオフセット衝突した場合にも、車両がフルラップ衝突した場合と略等しい衝撃吸収効果が得られる。
【００３４】
このため、本実施形態では、オフセット衝突時及びフルラップ衝突時の双方において、良好な衝撃吸収が可能となる。
【００３５】
また、本実施形態では、連結部材としてフロントサスペンションメンバ２０を利用できるため、連結部材を特別に配設する必要が無く構成が簡単である。
【００３６】
なお、上記実施形態では、バネ定数を用いて弾性変形として説明したが、実際の衝突による変形、即ち、塑性変形を含む場合であっても、同様な作用効果となる。
【００３７】
以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されているものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記実施形態では、固定手段としての後側取付ブラケット５０、５２に形成したスリット８２の枝部８２Ｂにボルト５８、６０を係合する構成としたが、枝部８２Ｂに代えて、図８に示される如く、スリット８２の内周面に、凹凸面、大摩擦面等のボルト５８、６０の移動を抑制するボルト移動抑制手段８２Ｃを形成しても良い。
【００３８】
また、図９に示される如く、車体８４の前部８４Ａの車幅方向両端部近傍に配設した衝突検知センサ８６、８８と、後側取付ブラケット５０、５２のスリット８２の開口端部近傍に配設され、アクチュエータ９０の作動により、スリット８２の開口端部８２Ａを開閉するロックバー９２を配設し、制御装置９４により、衝突検知センサ８６、８８からの検知信号に基いて、オフセット衝突した側のフロントサイドメンバ１０のアクチュエータ９０を作動して、ロックバー９２を矢印Ｃ方向に回転して、図９に実線で示すスリット８２の開口端部８２Ａを解放する位置から、図９に二点鎖線で示すスリット８２の開口端部８２Ａを閉塞するロック位置に移動する構成としても良い。
【００３９】
また、図１０に示される如く、スリット８２の後端開口部８２Ａの近傍に、車両後方内側に向って分岐した枝部８２Ｂと、車両後方外側に向って分岐した枝部８２Ｄとを形成し、万一、オフセット衝突した側のフロントサイドメンバ１０において、ボルト５８がスリット８２の後端開口部８２Ａを通過してしまった場合に、反対側のフロントサイドメンバ１２において、ボルト６０がスリット８２の枝部８２Ｄに係合することで、オフセット衝突時の衝撃吸収効果の低下を防止しする構成としても良い。
【００４０】
また、本実施形態では、連結部材をフロントサスペンションメンバ２０としたが、連結部材はフロントサスペンションメンバに限定されず、フロントサブフレーム、エンジン等の他の部材でも良く、専用の部材でも良い。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明は、車体前部に車体前後方向に沿って配設された左右一対のフロントサイドメンバと、車幅方向両端部がそれぞれ前方側の固定部と後方側の固定部とのそれぞれ２箇所で左右一対のフロントサイドメンバに固定された連結部材と、後方側の左右の固定部に配設され、フルラップ衝突時には、フロントサイドメンバに車両前方から作用する荷重が所定値以上となった場合に、固定状態を解除すると共に、オフセット衝突時には、オフセット衝突した側の固定状態を保持する固定手段と、を有するため、オフセット衝突時及びフルラップ衝突時の双方において、良好な衝撃吸収が可能となるという優れた効果を有する。
【００４２】
請求項２記載の本発明は、請求項１記載の車両のフロントボデー構造において、連結部材はフロントサスペンションメンバであるため、請求項１記載の効果に加えて、構成が簡単であるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両のフロントボデー構造を示す車両下方から見た平面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車両のフロントボデー構造を示す車両斜め前側下方から見た分解斜視図である。
【図３】図１の３−３線に沿った拡大断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る車両のフロントボデー構造のフルラップ衝突状態を示す車両下方から見た平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る車両のフロントボデー構造のオフセット衝突状態を示す車両下方から見た平面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る車両のフロントボデー構造におけるフルラップ衝突状態の反力特性を示すグラフである。
【図７】本発明の一実施形態に係る車両のフロントボデー構造におけるオフセット衝突状態の反力特性を示すグラフである。
【図８】本発明の他の実施形態に係る車両のフロントボデー構造を示す車両下方から見た平面図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る車両のフロントボデー構造を示す車両下方から見た平面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る車両のフロントボデー構造を示す車両下方から見た平面図である。
【符号の説明】
１０    フロントサイドメンバ
１２    フロントサイドメンバ
２０    フロントサスペンションメンバ（連結部材）
２２    フロントサスペンションメンバのサイドレール
２４    フロントサスペンションメンバのサイドレール
２６    フロントサスペンションメンバのフロントクロスメンバ
２８    フロントサスペンションメンバのリヤクロスメンバ
５０    後側取付ブラケット（固定手段）
５２    後側取付ブラケット（固定手段）
５８    ボルト
６０    ボルト
８２    スリット
８２Ａ    スリットの後端開口部
８２Ｂ    スリットの枝部
８２Ｃ    スリットの移動抑制手段
８６    衝突検知センサ
９０    アクチュエータ
９２    ロックバー
９４    制御装置
【図１】
2004203274.tif 000003
【図２】
2004203274.tif 000004
【図３】
2004203274.tif 000005
【図４】
2004203274.tif 000006
【図５】
2004203274.tif 000007
【図６】
2004203274.tif 000008
【図７】
2004203274.tif 000009
【図８】
2004203274.tif 000010
【図９】
2004203274.tif 000011
【図１０】
2004203274.tif 000012