(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前後方向に延びる矩形断面の一対のフレームの各前端部に取着された取付ブラケットを介してフレーム間に渡設されたビームを備えた前部車体構造において、前記ブラケットは、フレームの内側面と略平行に配置されてビーム端部が固定される第１の面と該第１の面から延設されフレームの前端面を覆う第２の面と該第２の面から車体外側に延設されるとともに折り返されてフレームの外側面に接合される第３の面から構成され、前記第１の面は第２の面より車体後方にオフセットされて形成されるとともに、前記ビームの前面は前記フレームの前端面より車体後方に配設されたことを特徴とする前部車体構造。
【請求項２】
前記第１の面は前記フレームの内側面と所定の間隔を置いて配設されたことを特徴とする請求項１に記載の前部車体構造。
【請求項３】
前記第１の面から車体内側に延設される第４の面を前記ビームと平行に配設するとともに、該第４の面と前記ビームとを所定値以上の力が加わった際に車体幅方向に相対移動可能に長孔等を介した締結手段により固定したことを特徴とする請求項１または２に記載の前部車体構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の前部においてバンパ表皮の裏面に配設されて、前面衝突あるいはオフセット衝突の衝撃を変形吸収でき、車体前後方向に延びる左右一対のフレームを備える前部車体構造に関する。本発明の構成は車両の後部にも適用が可能である。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、図６に示すように、車体前後方向に延びる左右一対のサイドフレーム（あるいはフロントフレーム）等のフレーム２１、２１が配設されている。これらのフレーム２１、２１には、エンジン等のパワートレインや種々の車両部品が搭載される他、オフセット衝突を含む前面衝突事故の際の前後方向の衝撃に対して、衝突の際は、フレーム２１自体に形成された溝部等からなる複数個の脆弱部２４の変形を伴いながら、矩形断面の前端部を上下左右に拡開変形して衝撃を吸収しつつ、車体後側方等への衝撃分散がなされるように設計されている。これらのフレーム挙動によって乗員室近傍の車体および乗員が有効に保護される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記左右一対のフレーム２１、２１の前端部に特に何も設置されていない形式の前部車体構造の場合では、車両があまり高くない強度の障害物に衝突した際にフレーム２１の先端が障害物に貫入して、フレーム２１の有効な衝撃吸収変形が行われない虞れが生じていた。また、一対のフレーム２１、２１の前端部間にバンパビームが渡設された一般的なバンパビーム形式の前部車体構造の場合では、前述のようなフレーム先端の障害物への貫入による不都合は生じにくいものの、バンパビームのような大型の部品を車両のフレーム前端部に固定して搭載する必要があることから、固定部材も含めて重量増は避けられず、車体バランスに大きな影響を与えていた。したがって、走行中の運動性能や燃費等の点で不利であった。
【０００４】
また、通常、一対のフレームの前端部間に渡設されたビームはバンパ表皮の裏面に密接して配設されていることから、駐車場のポール等の車体幅より小さな障害物に衝突した場合は、低速であってもバンパ表皮を通じてビーム自体が損傷し、車体に影響を及ぼす虞れも生じた。さらに、バンパ表皮の裏面に密接して配設されたビームの存在により、バンパ表皮における空気導入孔の配設等の造形に制約を生じていた。
【０００５】
そこで、本発明では、前記従来の前部車体構造の諸課題を解決して、衝突時のフレームの適正な変形モードを維持して、安定した変形による有効な衝撃の吸収、分散を可能にするとともに、ビームの損傷の虞れが少なく、バンパ表皮の造形設計の自由度が高い、軽量で簡素な構造の前部車体構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、車体前後方向に延びる矩形断面の一対のフレームの各前端部に取着された取付ブラケットを介してフレーム間に渡設されたビームを備えた前部車体構造において、前記ブラケットは、フレームの内側面と略平行に配置されてビーム端部が固定される第１の面と該第１の面から延設されフレームの前端面を覆う第２の面と該第２の面から車体外側に延設されるとともに折り返されてフレームの外側面に接合される第３の面から構成され、前記第１の面は第２の面より車体後方にオフセットされて形成されるとともに、前記ビームの前面は前記フレームの前端面より車体後方に配設されたことを特徴とする。また本発明は、前記第１の面は前記フレームの内側面と所定の間隔を置いて配設されたことを特徴とする。また本発明は、前記第１の面から車体内側に延設される第４の面を前記ビームと平行に配設するとともに、該第４の面と前記ビームとを所定値以上の力が加わった際に車体幅方向に相対移動可能に長孔等を介した締結手段により固定したことを特徴とするもので、ビーム端部が固定される取付ブラケットがフレームの前端面を覆って折り返されてフレームの外側面に接合されていることにより、軽度の衝突時においてもフレームの変形を妨げることなく容易に拡開変形してフレームの適正な変形モードを妨げることがない。また、取付ブラケットの形状の選定により、ビームの損傷の虞れが少なく、バンパ表皮の造形設計の自由度の高い、軽量で簡素な構造の前部車体構造が提供できる。
【０００７】
【実施の形態】
以下、本発明における前部車体構造の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１〜図５は、本発明の前部車体構造の１実施の形態を示すもので、図１はフレーム前端部における前部車体構造の斜視図、図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は内側面図、図３（Ａ）は衝突時の平面図、図３（Ｂ）は内側面図、図４は取付ブラケットとビームとの接続固定部の分解斜視図、図５（Ａ）は初期状態にある前部車体構造の平面図、図５（Ｂ）はオフセット衝突時の変形後の前部車体構造の平面図である。本発明は、図１に示すように、車体前後方向に延びる矩形断面の一対のフレーム１、１（左側は図示省略）の各前端部に取着された取付ブラケット３を介してフレーム１、１間に渡設されたビーム２を備えた前部車体構造において、前記ブラケット３は、フレーム１の内側面と略平行に配置されてビーム２の端部が固定される第１の面３−１、と該第１の面３−１から延設されフレームの前端面１Ａを覆う第２の面３−２と該第２の面３−２から車体外側に延設されるとともに折り返されてフレームの外側面１Ｂに接合される第３の面３−３から構成され、前記第１の面３−１は第２の面３−２より車体後方にオフセットされて形成されるとともに、前記ビーム２の前面は前記フレーム１の前端面より車体後方に配設されたことを特徴とする。
【０００８】
詳述すると、車体前後方向に延びる中空で矩形断面の一対のフレーム１、１（左側については図示省略、図５参照）は、各辺を僅か折り返されて前端面１Ａが形成され、前端部近傍には衝撃吸収のための変形促進部を構成する溝部等からなる複数個の脆弱部４が形成される。図５に示すように、各フレーム１、１の前端部に取着された取付ブラケット３を介してフレーム１、１間に渡設されてビーム２が配設される。図示の例では、車体左側のフレーム１の前端部に取着された取付ブラケット３にビーム２の左端部が直接に接合される。一方、車体右側のフレーム１の前端部に取着された取付ブラケット３に対しては、筒状の保持部材６を介して接合される（図４に拡大分解斜視図として示されている）。
【０００９】
図１および図２に示すように、略門形形状を呈する取付ブラケット３は、フレーム１の内側面１Ｃと幅間隙Ｗを置いて略平行に配置されビーム２の端部を保持部材６を介して接合、固定する第１の面３−１（つまり、保持部材６が第１の面３−１に略直角に固着されている。図４参照）と、該第１の面３−１から延設されフレームの前端面１Ａを覆う第２の面３−２と、該第２の面３−２から車体外側に延設されるとともに折り返されてフレームの外側面１Ｂに接合（ボルト等の外面取付具５による。溶接等による固定も可。好適には外面取付具５等の接合部は前記脆弱部４を避けた位置とされる。）される第３の面３−３から構成される。そして、前記第１の面３−１と第２の面３−２とを接続する傾斜状の第５の面３−５に別部材からなる第４の面３−４の傾斜状の第６の面３−６がスポット溶接等により接合される。第４の面３−４は、前記第１の面３−１から略直交して車体内側に延設され、ビーム２と平行に配設される。そして、前記第１の面３−１は第２の面３−２より車体後方にオフセットされて形成される。したがって、第１の面３−１に略直交して接合されるビーム２の前面は前記フレーム１の前端面１ＡよりＬ（図２（Ａ））だけ車体後方に配設されている。
【００１０】
ビーム２は、図４に例示されるように、略円形断面をしており（空気導入孔からの導入空気による冷却性能に影響を及ぼさない範囲で可能な限り面積を確保できる形状で、衝突障害物へのフレーム１の貫入を緩和できるものであれば断面形状は適宜採用される。）、右端部２Ｂは潰されるか、別部材にてフランジ部２Ａが形成され、該フランジ部２Ａには長孔７、７が穿設される。フランジ部２Ａは、前記保持部材６におけるフランジ部６Ａと取付ブラケット３の第４の面３−４との間に挟持添設される。したがって、ビーム２の端部２Ｂは保持部材６における抱持部６Ｂ内に収容される。前記ビーム２のフランジ部２Ａの長孔７、７と、取付ブラケット３における第４の面３−４の取付孔８および保持部材６におけるフランジ部６Ａの取付孔９に取付具１０（図１参照）が挿入されて固定され、所定値以上の力が加わった際に、ビーム２と取付ブラケット３すなわちフレーム１とが僅かに車体幅方向に相対移動可能に構成される。
【００１１】
以上のように構成されているので、図３の白矢印のように、前面衝突あるいはオフセット衝突による衝撃が加わると、ビーム２を介して左右のフレーム１、１間を渡設して配設された取付ブラケット３は、第３の面３−３によってフレーム１の外側面１Ｂのみにて接合、固定されるとともに、第１の面３−１とフレーム１の内側面１Ｃとの間に間隙Ｗが設けられていることにより、取付ブラケット３はフレーム１の前端部を抱き抱える形態の略門形形状を呈して衝突方向には強固な構造を呈するものでありながら、図３（Ａ）に示されるように、フレーム１の前端部の黒矢印のような拡開変形（潰れモードの変形）に対しては、取付ブラケット３における第３の面３−３の容易な倒れ変形と、取付ブラケット３における第１の面３−１とフレーム１における内側面１Ｃとの間の前記間隙Ｗの存在により、フレーム１の適正な潰れモードを阻害することがない。したがって、前記衝突方向における強固な構造と相俟って、特に、一方のフレーム１のみに衝撃が加わるオフセット衝突時に、フレーム前方およびビーム２に入力した荷重はフレーム１に効果的に伝達されて、適正な変形による衝撃荷重の吸収と車体後側方への適正な衝撃荷重の伝達が可能となる。
【００１２】
図５はオフセット衝突時におけるビーム２と左右のフレーム１、１間における衝撃の伝達と各部の変形挙動を説明する図で、図５（Ａ）の初期状態から、図５（Ｂ）に示すような障害物にオフセット衝突した場合には、ビーム２が左右のフレーム１、１間を渡設、連結していることにより、フレーム１、１間の距離が拘束され、衝突側フレーム（右フレーム１、図５では左側）の外側方への倒れ変形が抑制され、取付ブラケット３を介して衝撃荷重が適正に矢印Ａ方向に軸入力される。同時に、矢印Ｂのように反対側（左側、図５では右側））フレーム１にも衝撃荷重が分散されて矢印Ｃのような衝撃吸収作用がなされる。
【００１３】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で溝部等の脆弱部の形成形態や数、断面形状を含むフレームの形状および材質、ビームの形状、材質、取付ブラケットの形状（図示の例では２つの別部材を溶接等により一体化して構成したが、１つの部材を適宜に折り曲げて構成することもできる）、材質、取付ブラケットとフレーム外側面との接合形態、保持部材の形状、材質およびその取付ブラケットならびにビームとの接合形態等については適宜選定できる。また、本発明の構成は車両の後部にも適用が可能である。
【００１４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明では、車体前後方向に延びる矩形断面の一対のフレームの各前端部に取着された取付ブラケットを介してフレーム間に渡設されたビームを備えた前部車体構造において、前記ブラケットは、フレームの内側面と略平行に配置されてビーム端部が固定される第１の面と該第１の面から延設されフレームの前端面を覆う第２の面と該第２の面から車体外側に延設されるとともに折り返されてフレームの外側面に接合される第３の面から構成され、前記第１の面は第２の面より車体後方にオフセットされて形成されるとともに、前記ビームの前面は前記フレームの前端面より車体後方に配設されたことにより、前面衝突あるいはオフセット衝突による衝撃が加わると、ビームを介して左右のフレーム間を渡設して配設された取付ブラケットは、フレームの外側面のみにて接合、固定されているので、取付ブラケットが略門形形状を呈して衝突方向には強固な構造を呈するものでありながら、フレームの前端部の潰れモードの変形を何ら阻害することがなく、適正な変形による衝撃荷重の吸収と車体後側方への適正な衝撃荷重の伝達が可能となり、乗員室への悪影響を最小限に抑制できる。しかも、フレームの前端面を覆って配設されるバンパ表皮とビームとの間に所定のスペースが確保されるので、ビームの存在の影響が少なくバンパ表皮の設計の自由度が向上する他、軽度の衝突時にはバンパ表皮の損傷がビームにまで到達しないので、バンパ表皮の交換のみで済み経済的である。
【００１５】
また、前記第１の面は前記フレームの内側面と所定の間隔を置いて配設された場合は、フレームの前端部の内側面における潰れモードの変形の際に、その適正な潰れモードを阻害することがないので、安定した衝撃吸収が可能となる。
【００１６】
さらにまた、前記第１の面から車体内側に延設される第４の面を前記ビームと平行に配設するとともに、該第４の面と前記ビームとを所定値以上の力が加わった際に車体幅方向に相対移動可能に長孔等を介した締結手段により固定した場合は、取付ブラケットすなわち車体に対するビームの幅方向の組付け誤差を吸収できて、艤装作業性が向上する他、軽度のオフセット衝突時には、ビームの取付ブラケットに対する長孔の範囲内での相対変位を許容して、むしろ反対側のフレームへの影響を最小限にすることができる。
このように本発明によれば、衝突時のフレームの適正な変形モードを維持して、安定した変形による有効な衝撃の吸収、分散を可能にするとともに、ビームの損傷の虞れが少なく、バンパ表皮の造形設計の自由度が高い、軽量で簡素な構造の前部車体構造が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の前部車体構造の１実施の形態を示すもので、フレーム前端部における前部車体構造の斜視図である。
【図２】同、図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は内側面図である。
【図３】同、図３（Ａ）は衝突時の平面図、図３（Ｂ）は内側面図である。
【図４】同、取付ブラケットとビームとの接続固定部の分解斜視図である。
【図５】同、図５（Ａ）は初期状態にある前部車体構造の平面図、図５（Ｂ）はオフセット衝突時の変形後の前部車体構造の平面図である。
【図６】従来の前部車体構造の斜視図である。
【符号の説明】
１      フレーム
１Ａ      前端面
１Ｂ      外側面
１Ｃ      内側面
２      ビーム
２Ａ      フランジ部
２Ｂ      右端部
３      取付ブラケット
３−１    第１の面
３−２    第２の面
３−３    第３の面
３−４    第４の面
３−５    第５の面
３−６    第６の面
４      脆弱部
５      外面取付具
６      保持部材
６Ａ      フランジ部
６Ｂ      抱持部
７      長孔
８      取付孔
９      取付孔
１０      取付具
Ｌ      前後オフセット
Ｗ      幅間隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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