(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面とこれと相対向して配置される下面と前記上面と下面間に略垂直に架設されるウエブとからなる略コ字形状断面からなり車幅方向に所定間隔で配置される左右のサイドメンバ１，１と、サイドメンバ１の前記上面及び下面と当接する上面４ａ及び下面４ｂと上面４ａと下面４ｂ間に略垂直に架設され前記サイドメンバ１の前記ウエブからやや離れた位置に配置されるウエブ４ｃを有し、前記サイドメンバ１の前端を覆って固定されるステアリングブラケット４と、ステアリングブラケット４で覆われている左右のサイドメンバ１，１間に架設されるファーストクロスメンバ２と、左右のステアリングブラケット４，４間に架設されるバンパクロスメンバ３とを有し、シャシフレームの外力作用時における安全性を確保するための衝突安全構造であって、ステアリングブラケット４の上面４ａの端縁を車幅方向に沿って内側に延設してフランジ４０を形成し、ステアリングブラケット４とサイドメンバ１の車幅方向の図心を合致させることを特徴とする車両のシャシフレーム衝突安全構造。
【請求項２】
ステアリングブラケット４の上面４ａの全面積が、下面４ｂの全面積よりもフランジ４０の分だけ広面積に形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両のシャシフレーム衝突安全構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衝突時等における外力作用時におけるシャシフレームの変形を低減すると共に衝撃エネルギーの吸収効率を向上し車両の安全性を確保する車両のシャシフレーム衝突安全構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のシャシフレームの前方側の構造としては図６，図７に示すものが一般に用いられている。すなわち、略コ字形状断面のサイドメンバ１の前端にはこれを覆う略コ字形状断面のステアリングブラケット４′が固着される。また、左右のステアリングブラケット４′，４′間にはバンパクロスメンバ３が架設され、サイドメンバ１，１間の前端側にはファーストクロスメンバ２が架設されている。ステアリングブラケット４′は図略のステアリングユニットを取り付けるためのブラケットであるが、これを配設することによりシャシフレームの前端部における強度が向上し、外力作用時におけるシャシフレームの変形を低減すべく機能する。
【０００３】
従来技術におけるステアリングブラケット４′とこれに固着されるサイドメンバ１との位置関係としては図７に示すものが一般である。すなわち、ステアリングブラケット４′の断面形状における図心６とサイドメンバ１の断面形状における図心７とは車幅方向においてずれた状態にある。一方、シャシフレームのサイドメンバを補強する公知技術としては各種のものがあり、例えば、フランジを用いてサイドメンバを補強するものとして特開平２−１６４６７６号公報や実開平２−８３１６８号公報が挙げられる。しかしながら、これ等の公知技術はサイドメンバとクロスメンバとの間に設けられる補強構造であり、発明の目的としてはサイドメンバとクロスメンバとのリベット結合におけるリベット配置に主眼点を置くものであり、本発明のようにサイドメンバの強度に直接的に影響のあるステアリングブラケットにおける補強構造とは構成，目的において相違する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図６，図７に示した従来技術におけるシャシフレームでは、前記のようにステアリングブラケット４′とサイドメンバ１の図心がずれている。そのため、外力作用時においてはステアリングブラケット４′とサイドメンバ１との変形形態にずれが生じ、サイドメンバ１に直接外力が伝達されず外力に対する抵抗力が低減すると共に横折れの変形モードとなり、衝撃エネルギーの吸収効率が低下する可能性がある。この可能性を解消するためにステアリングブラケット４′やサイドメンバ１の肉厚を厚くすると、その分だけ重量増及びコスト高となる可能性が生ずる。
【０００５】
本発明は以上の可能性を解消するもので、部材の肉厚を変えることなく外力作用時において荷重の伝達が円滑に行われて抵抗力が増大し、変形モードが横折れから縦折れに移行でき、かつ衝撃エネルギーの吸収効率を向上し得る車両のシャシフレーム衝突安全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】
本発明は、以上の目的を達成するために、上面とこれと相対向して配置される下面と前記上面と下面間に略垂直に架設されるウエブとからなる略コ字形状断面からなり車幅方向に所定間隔で配置される左右のサイドメンバ１，１と、サイドメンバ１の前記上面及び下面と当接する上面４ａ及び下面４ｂと上面４ａと下面４ｂ間に略垂直に架設され前記サイドメンバ１の前記ウエブからやや離れた位置に配置されるウエブ４ｃを有し、前記サイドメンバ１の前端を覆って固定されるステアリングブラケット４と、ステアリングブラケット４で覆われている左右のサイドメンバ１，１間に架設されるファーストクロスメンバ２と、左右のステアリングブラケット４，４間に架設されるバンパクロスメンバ３とを有し、シャシフレームの外力作用時における安全性を確保するための衝突安全構造であって、ステアリングブラケット４の上面４ａの端縁を車幅方向に沿って内側に延設してフランジ４０を形成し、ステアリングブラケット４とサイドメンバ１の車幅方向の図心を合致させることを特徴とする。また、ステアリングブラケット４の上面４ａの全面積が、下面４ｂの全面積よりもフランジ４０の分だけ広面積に形成されることを特徴とするものである。
【０００７】
それぞれ略コ字形状断面のサイドメンバとこれを覆うステアリングブラケットとの車幅方向の図心を合致させることにより外力作用時における荷重が直接サイドメンバに円滑に伝達される。これにより外力に対する抗力が大となり最大抗力も増加する。また、その後の抗力の落ち込みも鈍る。また、ステアリングブラケットの上面を下面に対して延設してフランジを形成することによりステアリングブラケットの図心とサイドメンバの図心を合致せしめることができると共に上面と下面の剛性に差を与えて外力作用時において下面を上面より早めに座屈させる。これにより変形モードが横折れモードから縦折れモードに変り、変形量も低減する。以上により、衝撃エネルギー吸収量を全体として増加でき、車両の安全性の向上が図れる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の車両のシャシフレーム衝突安全構造の実施の形態を図面を参照して詳述する。図１は車両のシャシフレームの右前方側の概要構造を示すものである。サイドメンバ１は略コ字形状の断面形状を有するものからなる。このサイドメンバ１の前端にはこれを覆って略コ字形状断面のステアリングブラケット４が固着される。また、図１，図３に示すように、左右のステアリングブラケット４，４間にはバンパクロスメンバ３が両端をステアリングブラケット４に固着した状態で架設される。また、ステアリングブラケット４に固着されているサイドメンバ１の前端側にはその両端をサイドメンバ１に固着した状態で左右のサイドメンバ１，１間にファーストクロスメンバ２が架設される。なお、ファーストクロスメンバ２はステアリングブラケット４にも固着される。
【０００９】
図２及び図４に示すように、ステアリングブラケット４は上面４ａと、これに相対向して配設される下面４ｂと、上面４ａと下面４ｂの基端部に一体的に架設されるウエブ４ｃとからなる略コ字形状断面の部材からなる。従来技術では上面４ａと下面４ｂとは同一長さのものからなるが、本発明では上面４ａはその端縁を内側に延設したフランジ４０を形成するものからなる。すなわち、上面４ａは下面４ｂよりもフランジ４０の分だけ内側方向に長く形成され、フランジ４０はステアリングブラケット４の全長にわたって形成されるため上面４ａは下面４ｂに対しフランジ４０の形成される面積だけ広く形成される。
【００１０】
図４に示すように、ステアリングブラケット４の上面４ａが下面４ｂに較べてフランジ４０の分だけ長く形成されることにより、その断面の車幅方向の図心の位置は図７に示した図心６から図心５の位置に移動する。フランジ４０の寸法ａ（図４）を所定値にすることによりステアリングブラケット４の図心５を図７に示したサイドメンバ１の図心７と合致させることができる。なお、この合致した図心を図心５で表示する。
【００１１】
ステアリングブラケット４とサイドメンバ１の図心５を合致させると外力作用時においてステアリングブラケット４に作用する力がそのまま直接サイドメンバ１に伝達され抗力が増加する。一方、フランジ４０を上面４ａに形成することにより、ステアリングブラケット４の上面４ａと下面４ｂとの間に剛性差が生じ、座屈発生時には、まず、下面４ｂからの座屈が誘発される。そのため、シャシフレームの変形モードが横折れから縦折れに変り変形量も低減する。その結果、衝撃エネルギーの吸収量の増加が図れる。図５は以上の状態を模式的に図示したものである。すなわち、図の横軸には外力作用時のシャシフレームの撓み（δ）が表示され、縦軸には外力作用時におけるシャシフレームの抗力すなわち荷重（Ｆ）が示されている。なお、図中Ａは本発明の効果であり、Ｂは従来技術である。図において撓み（δ）を一定とするとその時のシャシフレームの抗力である荷重（Ｆ）が本発明の方が高く、この状態はシャシフレームの外力作用時におけるすべての変形状態においてほぼ成立する。そのため、図示のハッチングで示すように、本発明では衝撃エネルギー吸収量（ＥＡ量）が増加することがわかる。また、本発明における最大抗力は図示のｂの値だけ従来技術における最大抗力よりも高く、その後の抗力の落ち込みも緩やかである。以上のように、単にステアリングブラケット４の上面４ａを下面４ｂに対し延設させるだけの極めて簡便な方法により、前記の効果を上げることができる。なお、フランジ４０の分だけ重量増やコスト高となるが、ステアリングブラケット４やサイドメンバ１の全体の肉厚を厚くすることに較べてその増加分は極めて小さく問題にならない。
【００１２】
【発明の効果】
１）本発明の請求項１及び２に記載の車両のシャシフレーム衝突安全構造によれば、ステアリングブラケットの上面にフランジを形成するだけの簡便な手段により最大抗力を増大し外力に対する抗力の増大が図れ、変形モードが横折れから縦折れになって変形量も低減し、衝撃エネルギーの吸収効率が大幅に向上し、車両の安全性が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用されるシャシフレームの前端部の部分構造を示す斜視図。
【図２】本発明におけるステアリングブラケットの構造を示す斜視図。
【図３】本発明のシャシフレームの左前端側の部分構造を示す平面図。
【図４】図３におけるＡ−Ａ線拡大断面図。
【図５】本発明の効果を示す荷重（Ｆ）−撓み（δ）線図。
【図６】従来のシャシフレーム左前端側の部分構造を示す平面図。
【図７】図６のＢ−Ｂ線拡大断面図。
【符号の説明】
１    サイドメンバ
２    ファーストクロスメンバ
３    バンパクロスメンバ
４    ステアリングブラケット
４ａ  上面
４ｂ  下面
４ｃ  ウエブ
５    図心
４０  フランジ
【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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【図７】
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