(57)【要約】【課題】車両と他の車両とが衝突して、他の車両からの荷重が車両のサイドフレームよりも上方に入力しても、衝突エネルギーを好適に吸収して車室の変形を防止する。【解決手段】車両の前部構造１０は、左右のサイドフレーム１１と、ガードパイプ１２とを備える。サイドフレーム１１の前部領域１４の前端部２１には、エネルギー吸収部２５が設けられる。エネルギー吸収部２５は、サイドフレーム１１の前端から後方へ所定の大きさ以上の荷重が入力した際に、複数の凹部２４で圧縮変形或いは曲折変形することにより、衝突エネルギーを吸収する。ガードパイプ１２の左右の脚部１２ａの下端は、左右のエネルギー吸収部２５よりも前方で、左右のサイドフレーム１１の上面にそれぞれ固定される。ガードパイプ１２は、車両１の前端部５のうち、左右のサイドフレーム１１よりも上方のフレーム上方領域２８に配置される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前方から他の車両が衝突した際に変形して衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収部を前端部にそれぞれ有し、前記車両の車幅方向両側で前後方向に延びる左右１対のサイドフレームと、
前記エネルギー吸収部よりも前方で前記左右のサイドフレームに固定され、前記左右のサイドフレームよりも上方の前記車両の前端部に配置される荷重入力部と、を備える
ことを特徴とする車両の前部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、自動車のフロントサイドフレーム構造が記載されている。左右のフロントサイドフレームは、車体前部に前後方向に配置され、その前端間にバンパービームが接続されるとともに、その後部上面にエンジンルームおよび車室を仕切るバルクヘッドロアパネルが接続される。エンジン等のパワーユニットは、左右のフロントサイドフレームの前後方向中間部間に配置されて、左右のマウント部材を介して左右のフロントサイドフレームに支持される。左右のフロントサイドフレームは、その前半部分であるパワーユニット取付部と、その後半部分であるキックアップ部とを一体的に備える。キックアップ部は、前側の第１屈曲部及び後側の第２屈曲部において屈曲することで、フロントサイドフレームの後端から前方に向かって上方かつ車幅方向外側に延びている。パワーユニット取付部は、第３屈曲部において平面視で車幅方向外側に凸に屈曲している。フロントサイドフレームは、第２屈曲部の位置に、その強度を部分的に低下させた第１脆弱部を備えるとともに、第３屈曲部の直前の位置に、その強度を部分的に低下させた第２脆弱部を備える。なお、図５には、第２屈曲部の第１脆弱部と第３屈曲部の第２脆弱部との間にパワーユニットの左右のマウント部材が配置されている状態が図示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特再公表２０１２−１０８２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のフロントサイドフレーム（サイドフレーム）では、自動車（車両）が障害物（他の車両）と前面衝突した際にサイドフレームの前端から入力する荷重による衝突エネルギーを、第２屈曲部の第１脆弱部及び第３屈曲部の第２脆弱部の変形によって吸収している。しかし、車両と他の車両とが衝突した際には、サイドフレームの前端への荷重の入力以外にも、車両の前端部のうちサイドフレームの高さ位置よりも上方の領域（フレーム上方領域）に荷重が入力する場合がある。この場合、車両の前端部のフレーム上方領域に入力した荷重は、フレーム上方領域の後方のパワーユニットに入力し、パワーユニットから左右のマウント部材を介してサイドフレームに入力する。すなわち、車両の前端部のフレーム上方領域に入力する荷重に対して、第３屈曲部の第２脆弱部を機能させることが難しい。このため、第２屈曲部の第１脆弱部に入力する荷重が増大する可能性があり、第２屈曲部の第１脆弱部で衝突エネルギーを吸収しきれず、第２屈曲部よりも後方のサイドフレームが変形してしまい、このサイドフレームの変形によって車室が変形してしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、車両と他の車両とが衝突して、他の車両からの荷重が車両のサイドフレームよりも上方に入力しても、衝突エネルギーを好適に吸収して車室の変形を防止することが可能な車両の前部構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の車両の前部構造は、左右１対のサイドフレームと荷重入力部とを備える。左右１対のサイドフレームは、車両の前方から他の車両が衝突した際に変形して衝突エネルギーを吸収するエネルギー吸収部を前端部にそれぞれ有し、車両の車幅方向両側で前後方向に延びる。荷重入力部は、エネルギー吸収部よりも前方で左右のサイドフレームに固定され、左右のサイドフレームよりも上方の車両の前端部に配置される。
【０００７】
上記構成では、左右のサイドフレームは、エネルギー吸収部を前端部に有し、前後方向に延びるので、車両の前方から他の車両が衝突した際に、左右のサイドフレームの前端への衝突によって発生する衝突エネルギーは、エネルギー吸収部の変形によって吸収される。
【０００８】
また、荷重入力部が左右のサイドフレームよりも上方の車両の前端部（フレーム上方領域）に配置され、車両の前方から他の車両が衝突した際に、他の車両の前端部のうち車両のサイドフレームよりも上方に位置する部分が車両の荷重入力部に衝突すると、この荷重入力部に荷重が入力する。荷重入力部は、エネルギー吸収部よりも前方で左右のサイドフレームに固定されるので、荷重入力部に入力した荷重は、サイドフレームのエネルギー吸収部よりも前方に入力し、エネルギー吸収部に伝達される。このため、荷重入力部への衝突によって発生する衝突エネルギーをエネルギー吸収部によって吸収することができ、エネルギー吸収部よりも後方のサイドフレームの変形を抑えることができる。このように、車両の前端部のフレーム上方領域に入力する荷重に対してサイドフレームの前端部のエネルギー吸収部を有効に機能させることができ、エネルギー吸収部よりも後方のサイドフレームの変形を抑えることができるので、例えば、エネルギー吸収部よりも後方のサイドフレームの上方に車室を有する場合には、車室の変形を抑えて乗員を保護することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、車両と他の車両とが衝突して、他の車両からの荷重が車両のサイドフレームよりも上方に入力しても、衝突エネルギーを好適に吸収して車室の変形を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態の車両の側面図である。
【図２】図１の車両の前部構造の要部を示す側面図である。
【図３】本発明の一実施形態の車両の前部構造の要部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において、ＦＲは車両の前方を、ＵＰは上方を、ＩＮは車幅方向内側をそれぞれ示す。また、以下の説明において、左右方向は車両前方を向いた状態での左右方向を意味する。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態の車両の前部構造１０が適用される車両１は、例えば、小型ピックアップトラック等のフレーム付車両であり、車両１の前後に亘って延びる左右１対のサイドフレーム１１を有する（図中には、左側のサイドフレームのみを示す）。車両１の前後方向のほぼ中央部には、車室３が設けられ、車室３の前方にエンジンルーム２、後方に荷台４が設けられる。エンジンルーム２には、エンジン６や変速機７等によって構成される動力ユニット８が配置される（図２参照）。
【００１３】
図２及び図３に示すように、車両の前部構造１０は、左右のサイドフレーム１１と、ガードパイプ（荷重入力部）１２とを備える。
【００１４】
左右のサイドフレーム１１は、断面略矩形状に形成され、車幅方向に延びる複数のクロスフレーム１３（図３参照）によって連結される。なお、図３中には、左右のサイドフレーム１１の前端部同士を連結するフロントクロスフレーム１３ａのみを示す。また、左右のサイドフレーム１１は、車両１の左右に対称的に設けられて、ほぼ同様の構成を有するため、以下では左側について説明し、右側の説明を省略する。
【００１５】
サイドフレーム１１は、エンジンルーム２の下方に位置する前部領域１４と、車室３の下方に位置する中間領域１５と、荷台４の下方に位置する後部領域１６とを有する（図１参照）。図２に示すように、サイドフレーム１１の前部領域１４は、中間領域１５の前端側から前上方へ傾斜して所定の高さ位置まで延び、前記所定の高さ位置で曲折して略水平に車両１の前端部５まで延びる。サイドフレーム１１の前部領域１４には、後述するガードパイプ１２の他に、エンジンルーム２内の動力ユニット８のエンジン６、車両１の前輪９を支持するサスペンションサブフレーム（図示省略）、フロントエンドモジュール１９、及びダッシュパネル２０等が固定される。動力ユニット８のエンジン６は、ゴム等のエンジンマウント１７を介してサイドフレーム１１の前部領域１４に固定され、サイドフレーム１１に支持される。動力ユニット８の変速機７は、ゴム等の変速機マウント１８を介してサイドフレーム１１の中間領域１５の前端部に固定され、サイドフレーム１１に支持される。サスペンションサブフレーム（図示省略）は、サイドフレーム１１の前部領域１４の下方に配置されてサイドフレーム１１の前部領域１４に固定され、車両１の前輪９を支持する。フロントエンドモジュール１９は、図示しないラジエータ、ファンシュラウド、ランプ、ハーネス、及びボンネットロック等を樹脂フレーム等によって一体化したものであり、動力ユニット８の前方のサイドフレーム１１の前部領域１４の前端部２１に、ゴム等のマウント２２を介して固定され、サイドフレーム１１に支持される。ダッシュパネル２０は、エンジンルーム２と車室３とを仕切るパネルであって、サイドフレーム１１の中間領域１５の前端部にゴム等のキャブマウント２３を介して固定されて起立する。
【００１６】
サイドフレーム１１の前部領域１４の前端部２１には、エネルギー吸収部２５が設けられる。エネルギー吸収部２５は、サイドフレーム１１の前端部２１の両側面で前後方向に相互に離間して配置されて上下方向に延びる複数（本実施形態では、片側面２本）の凹部２４を有する。複数の凹部２４は、サイドフレーム１１の内側に向かって凹むようにそれぞれ形成される。エネルギー吸収部２５は、サイドフレーム１１の前端から後方へ所定の大きさ以上の荷重が入力した際に、複数の凹部２４で圧縮変形或いは曲折変形することにより、衝突エネルギーを吸収する。すなわち、エネルギー吸収部２５は、サイドフレーム１１の他の部分に比べて容易に変形する易変形領域である。サイドフレーム１１の前部領域１４のうちのエネルギー吸収部２５の後方には、サスペンションサブフレーム（図示省略）が配置されて固定されるフレーム固定領域２６が設けられる。サイドフレーム１１のフレーム固定領域２６は、サスペンションサブフレーム等の固定によって補強されて、変形し難くなっている。
【００１７】
図３に示すように、ガードパイプ１２は、上下方向に延びる左右１対の脚部１２ａと、車幅方向に延びて左右の脚部１２ａの上端同士を連結する連結部１２ｂとによって、前面視で逆Ｕ字状になるように、断面円形状のパイプを曲折させて一体形成される。左右の脚部１２ａの下端は、左右のエネルギー吸収部２５よりも前方で、左右のサイドフレーム１１の上面に溶接やボルト（図示省略）等によってそれぞれ固定される。左右の脚部１２ａは、左右のサイドフレーム１１に固定されて起立する。連結部１２ｂは、フロントクロスフレーム１３ａの上面から上方に離間して、フロントエンドモジュール１９の前方に配置される。すなわち、ガードパイプ１２は、車両１の前端部５のうち、左右のサイドフレーム１１よりも上方のフレーム上方領域２８（図２参照）に配置される。また、ガードパイプ１２は、車両１の外部から見えないように車両１の外装部品の内側（フロントグリル２７の後方）に配置される。
【００１８】
上記のように構成された車両の前部構造１０では、車両１の前方から他の車両が衝突した際、左右のサイドフレーム１１の前端に他の車両が衝突し、上記所定の大きさ以上の荷重がサイドフレーム１１の前端から入力すると、エネルギー吸収部２５が、複数の凹部２４で圧縮変形或いは曲折変形して、衝突エネルギーを吸収する。
【００１９】
また、車両１の前方から他の車両が衝突した際、車両１の前端部５のフレーム上方領域２８に他の車両が衝突し、ガードパイプ１２に荷重が入力すると、ガードパイプ１２に入力した荷重は、ガードパイプ１２の左右の脚部１２ａから左右のサイドフレーム１１のうちのエネルギー吸収部２５よりも前方に入力し、エネルギー吸収部２５に伝達される。左右の脚部１２ａから左右のサイドフレーム１１に荷重が入力し、エネルギー吸収部２５に上記所定の大きさ以上の荷重が入力すると、エネルギー吸収部２５が、複数の凹部２４で圧縮変形或いは曲折変形して、衝突エネルギーを吸収する。
【００２０】
このように、本実施形態によれば、車両１と他の車両とが衝突した際に、他の車両からの荷重が車両１の前端部５のフレーム上方領域２８に入力しても、フレーム上方領域２８に入力する荷重に対してサイドフレーム１１の前端部２１のエネルギー吸収部２５を有効に機能させることができ、衝突エネルギーを好適に吸収してエネルギー吸収部２５よりも後方のサイドフレーム１１の変形を抑えることができる。従って、サイドフレーム１１の中間領域１５の上方の車室３の変形を抑えることができ、乗員を保護することができる。
【００２１】
また、エネルギー吸収部２５を車室３から前方へ離間したサイドフレーム１１の前端部２１に配置するので、他の車両との衝突の際にサイドフレーム１１がエネルギー吸収部２５で変形しても、車室３側への他の車両の浸入を車室３から前方へ離間した位置までに抑えることができる。
【００２２】
また、ガードパイプ１２は、車両１の外部から見えないように車両１の外装部品の内側（フロントグリル２７の後方）に配置されるので、外観上の見栄えの低下を防止することができる。
【００２３】
なお、本実施形態では、断面円形状のパイプを曲折させて一体形成されたガードパイプ１２を左右のサイドフレーム１１に固定したが、これに限定されるものではなく、例えば、車幅方向に延びて起立する板状部材（荷重入力部）を車両１の前端部５のフレーム上方領域２８に配置し、前記板状部材の下端を左右のサイドフレーム１１のエネルギー吸収部２５よりも前方に固定してもよい。
【００２４】
また、ガードパイプ１２を車両１の外装部品の外側（本実施形態では、フロントグリル２７の前方）に配置して、ガードパイプ１２を露出させてもよい。
【００２５】
また、左右のサイドフレーム１１の断面形状は、断面略矩形状に限定されず、例えば、断面略コ字状等であってもよい。
【００２６】
また、本実施形態では、サイドフレーム１１の前端部２１の両側面で前後方向に相互に離間して配置されて上下方向に延びる複数の凹部２４を有するエネルギー吸収部２５を、サイドフレーム１１の前部領域１４の前端部２１に設けたが、エネルギー吸収部２５は、これに限定されるものではない。例えば、座屈波数が多い形状特性を有するエネルギー吸収部をサイドフレーム１１の前端部２１に設けてもよい。具体的には、サイドフレーム１１の前端部２１の上下面及び両側面に、前後方向に延びる複数の凹部を有するエネルギー吸収部が形成され、エネルギー吸収部の前後方向に直交する断面形状が、複数の谷部（凹部）と複数の山部とが周方向に繰り返して連続するように凹凸状に曲折する形状であってもよい。なお、座屈波数とは、最終的に発生する座屈波形のピークの数であり、座屈波数が多いほど細かく蛇腹状に変形する。
【００２７】
以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、当然に本発明を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。
【００２８】
例えば、上記実施形態では、本発明に係る車両の前部構造１０を小型ピックアップトラック等のフレーム付車両に適用したが、乗用車やトラック等のさまざまなフレーム付車両に適用することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１：車両 
５：車両の前端部
１０：車両の前部構造
１１：左右１対のサイドフレーム
１２：ガードパイプ（荷重入力部）
２１：サイドフレームの前端部
２５：エネルギー吸収部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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