車両の前部構造
【課題】 車両のオフセット前面衝突時に生ずる車体の重心まわりの激しい回転運動を抑制し、衝突荷重に対する抗力の向上をはかる。
【解決手段】 前辺部５と左右の側辺部６とからなり平面視で前開きのほぼ三角形をなすサブフレーム４を、前方左右２点の頂点部を左右のフロントフレーム１にボルト７にて軸着し、後方１点の頂点部を後部クロスメンバ３にボルト８にて軸着して取付け、オフセット前面衝突にて片側のフロントフレーム１に衝突荷重が入力し、車体重心まわりのモーメントＭ1 が発生したとき、サブフレーム４の前方片側の取付部が後方へ変位することで後方１点の頂点部の軸着部を中心としてサブフレーム４が回動し、その反力にて上記モーメントＭ1 を打ち消す方向の車体重心まわりのモーメントＭ2 が発生して車体の激しい回転運動を抑制するようにした。
【解決手段】 前辺部５と左右の側辺部６とからなり平面視で前開きのほぼ三角形をなすサブフレーム４を、前方左右２点の頂点部を左右のフロントフレーム１にボルト７にて軸着し、後方１点の頂点部を後部クロスメンバ３にボルト８にて軸着して取付け、オフセット前面衝突にて片側のフロントフレーム１に衝突荷重が入力し、車体重心まわりのモーメントＭ1 が発生したとき、サブフレーム４の前方片側の取付部が後方へ変位することで後方１点の頂点部の軸着部を中心としてサブフレーム４が回動し、その反力にて上記モーメントＭ1 を打ち消す方向の車体重心まわりのモーメントＭ2 が発生して車体の激しい回転運動を抑制するようにした。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の前部構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両の前部は、基本的には、エンジンルームの左右両側壁を構成するフロントホイールエプロンに沿って前後方向に配設される閉断面の左右のフロントフレームと、該左右のフロントフレームの前端部にバンパステーによって結合されたフロントバンパとで構成され、前面衝突時は、先ずフロントバンパが潰れて、該フロントバンパのバンパビーム及びバンパステーを介して衝突荷重が左右のフロントフレームに入力し、該フロントフレームが座屈変形して衝突エネルギーの吸収を行なうようになっている。
【０００３】更に、図３（Ａ）に示すように、左右のサイドメンバｂ，ｂと前後のクロスメンバｃ，ｄとから構成した井桁形状のサブフレーム（エンジンサポートメンバ）ａを、その前後左右の四隅部の４箇所にて左右のフロントフレーム１，１に取付け、該サブフレームａにより前面衝突時の衝突荷重に対する抗力を向上させるようにしたものも従来より一般に採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、実際に起こる前面衝突は、斜め前方からの衝突等、車体前部の片側に衝突荷重が入力する所謂オフセット衝突が多いが、例えば図３（Ａ）のような従来構造のものがオフセット衝突すると、図３（Ｂ）のように、衝突した側の車体の変形が大きい上に、片側に入力した衝突荷重により車体重心ＣＧまわりにモーメントＭ1 が発生して車体に回転運動が発生するという課題を有している。
【０００５】本発明は上記のような従来の課題に対処することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、例えば前辺部と左右の側辺部とからなり平面視で前開きのほぼ三角形をなすサブフレームを構成し、このサブフレームの前方の左右２点を左右の前部車体側部材に取付け、該サブフレームの後方の１点を車体の重心より前方に配設されたクロスメンバ部材に回動可能に軸着して取付けたことを特徴とするものである。
【０００７】これにより、オフセット前面衝突にて片側のフロントフレームに衝突荷重が入力し、車体重心まわりのモーメントＭ1 が発生したとき、サブフレームの前方の片側の車体側部材への取付部が後方へ変位することにより後方１点のクロスメンバ部材への軸着部を中心としてサブフレームが回動し、その反力にて上記モーメントＭ1 を打ち消す方向の車体重心まわりのモーメントＭ2 が発生し、車体の回転運動を抑制することができる。
【０００８】又、上記サブフレームの回動にて片側の車体側部材に入力した衝突荷重が、他の側の車体側部材に伝達，分散され、衝突荷重に対する抗力の向上をはかることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図１，図２を参照して説明する。
【００１０】図１において、１，１は車体前部のエンジンルームの左右の側壁に沿って前後方向に配設された閉断面の左右のフロントフレームであり、該左右のフロントフレーム１，１の前端にはフロントバンパ２が取付けられ、前面衝突時は該フロントバンパ２を介してフロントフレーム１，１に衝突荷重が入力し、該フロントフレーム１，１が座屈変形することにより、衝突エネルギーの吸収を行なうものである。３はエンジンルームの後部において左右のフロントフレーム１，１を連結する後部クロスメンバである。該後部クロスメンバ３は所定以上の強度をもった部材例えば閉断面部材にて構成され、車体の重心ＣＧより前方に配設されるものである。
【００１１】４は前部クロスメンバとなる前辺部５と左右の側辺部６，６とからなる平面形状が前開きのほぼ三角形をなすサブフレームであり、該サブフレーム４は、前辺部５の左右端部を左右のフロントフレーム１，１にボルト７，７にて回動可能に軸着されると共に、左右の側辺部６，６の後端の頂点部を車体重心ＧＣの前方に設けられた後部クロスメンバ３の車幅方向ほぼ中央部に上下方向に挿通されたボルト８にて回動可能に軸着することにより、左右のフロントフレーム１，１及び後部クロスメンバ３に取付けられる。
【００１２】このサブフレーム４は、従来のサブフレームと同様に、パワユニット，フロントサスペンション，ステアリングギヤボックス等をマウントするものであり、サブフレーム４の前辺部５及び左右の側辺部６，６等は閉断面部材にて構成されるものとする。
【００１３】そして、平面視でほぼ三角形をなすサブフレーム４の前方２点の頂点部及び後方１点の頂点部の各軸着部には、ゴム等の弾性材よりなるブッシュを介在させてフローティング状態で取付ける構成を採ることにより、振動，騒音等の低減をはかることが望ましい。
【００１４】尚、図示の実施例では、後部クロスメンバ３の左右両端部を左右のフロントフレーム１，１にボルト締めにて取付けた例を示しているが、エンジンルームの後部に車体骨格部材として後部クロスメンバ３を溶接等にて固設したものであっても良い。
【００１５】上記のように、前辺部５と左右の側辺部６，６とからなり平面視でほぼ三角形をなすサブフレーム４を三角形の頂点部の３点にて軸着して取付けたものにおいて、バリアＢが車体前面の片側例えば右側に衝突した所謂オフセット衝突時は、図２に示すように、右側のフロントフレーム１に入力した衝突荷重によって車体重心ＣＧ部に図において時計方向のモーメントＭ1 が発生する。そして、右側のフロントフレーム１が座屈変形することにより、サブフレーム４の右側のフロントフレーム１への軸着点が後方へ変位し、該サブフレーム４は後部クロスメンバ３への軸着点まわりに図において時計方向に回動して車体をバリアＢから逃がすように作用し、その反力による反時計方向のモーメントＭ2 が車体重心ＣＧまわりに発生して前記時計方向のモーメントＭ1 はキャンセルされ、モーメントＭ1による車体の回転運動は抑制される。
【００１６】又、右側のフロントフレーム１への軸着点からサブフレーム４の右側の側辺部６に入力した衝突荷重は、サブフレーム４のイコライザ効果により、サブフレーム４の後端の軸着点から後部クロスメンバ３を経て衝突を受けない左側のフロントフレーム１へと伝達，分散されることにより、該衝突荷重に対する抗力は大幅に向上する。
【００１７】尚、上記実施例では、平面視でほぼ三角形をなすサブフレーム４の前方２点の頂点部を左右のフロントフレーム１，１にボルト７，７にて回動可能に軸着した例を示しているが、サブフレーム４の前方の左右２点を左右のフロントフレーム１，１又はエンジンルームの側壁構成部材等の左右の任意の前部車体側部材に固着した構成としても良い。このようにサブフレーム４の前方の左右２点を左右の前部車体側部材に固着した構成としても、後端の１点を後部クロスメンバ３に回転可能に軸着しておけば、オフセット衝突時に車体重心ＣＧまわりのモーメントＭ1 を打ち消す方向にモーメントＭ2 が発生して車体の回転運動は抑制され、又片側の前部車体側部材に入力した衝突荷重がサブフレームにより他方の前部車体側部材に伝達，分散される、という上記実施例と同様の作用，効果を果たすことができる。又、このようにサブフレーム４の前方左右２点を前部車体側部材に固着する場合でも、ゴム等の弾性材を介在させフローティング状態とすることが望ましい。
【００１８】オフセット衝突でない前面衝突時に、サブフレーム４により衝突荷重に対する抗力が向上し、衝突エネルギーの効果的な吸収を行なうことができることはいうまでもない。
【００１９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、例えば前辺部と左右の側辺部とからなる平面視で前開きのほぼ三角形をなすサブフレームを、前方の左右の２点を左右の前部車体側部材に取付け、後方の１点の頂点部を車体重心より前方に配設されたクロスメンバ部材に回動可能に軸着して取付けたことにより、オフセット前面衝突の際に発生する車体重心まわりのモーメントＭ1 を上記サブフレームによって生ずる車体重心まわりのモーメントＭ2 によって打ち消し、車体の回転運動を抑制することができると共に、片側の前部車体側部材に入力した衝突荷重を上記サブフレームにて他方の前部車体側部材に伝達，分散することができるもので、構造が簡単でコスト低廉なることと相俟って、実用上多大の効果をもたらし得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すもので、（Ａ）はサブフレームの配設位置の概略を示す平面説明図、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。
【図２】図１に示すサブフレームを装備した車両におけるオフセット前面衝突時の車体変形態様を説明する平面説明図である。
【図３】従来のサブフレームを装備した車両の一例を示す図で、（Ａ）は衝突前の要部平面説明図、（Ｂ）はオフセット前面衝突時の車体変形態様を説明する平面説明図である。
【符号の説明】
１ フロントフレーム
２ フロントバンパ
３ 後部クロスメンバ
４ サブフレーム
５ 前辺部
６ 側辺部
７，８ ボルト
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の前部構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】車両の前部は、基本的には、エンジンルームの左右両側壁を構成するフロントホイールエプロンに沿って前後方向に配設される閉断面の左右のフロントフレームと、該左右のフロントフレームの前端部にバンパステーによって結合されたフロントバンパとで構成され、前面衝突時は、先ずフロントバンパが潰れて、該フロントバンパのバンパビーム及びバンパステーを介して衝突荷重が左右のフロントフレームに入力し、該フロントフレームが座屈変形して衝突エネルギーの吸収を行なうようになっている。
【０００３】更に、図３（Ａ）に示すように、左右のサイドメンバｂ，ｂと前後のクロスメンバｃ，ｄとから構成した井桁形状のサブフレーム（エンジンサポートメンバ）ａを、その前後左右の四隅部の４箇所にて左右のフロントフレーム１，１に取付け、該サブフレームａにより前面衝突時の衝突荷重に対する抗力を向上させるようにしたものも従来より一般に採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、実際に起こる前面衝突は、斜め前方からの衝突等、車体前部の片側に衝突荷重が入力する所謂オフセット衝突が多いが、例えば図３（Ａ）のような従来構造のものがオフセット衝突すると、図３（Ｂ）のように、衝突した側の車体の変形が大きい上に、片側に入力した衝突荷重により車体重心ＣＧまわりにモーメントＭ1 が発生して車体に回転運動が発生するという課題を有している。
【０００５】本発明は上記のような従来の課題に対処することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、例えば前辺部と左右の側辺部とからなり平面視で前開きのほぼ三角形をなすサブフレームを構成し、このサブフレームの前方の左右２点を左右の前部車体側部材に取付け、該サブフレームの後方の１点を車体の重心より前方に配設されたクロスメンバ部材に回動可能に軸着して取付けたことを特徴とするものである。
【０００７】これにより、オフセット前面衝突にて片側のフロントフレームに衝突荷重が入力し、車体重心まわりのモーメントＭ1 が発生したとき、サブフレームの前方の片側の車体側部材への取付部が後方へ変位することにより後方１点のクロスメンバ部材への軸着部を中心としてサブフレームが回動し、その反力にて上記モーメントＭ1 を打ち消す方向の車体重心まわりのモーメントＭ2 が発生し、車体の回転運動を抑制することができる。
【０００８】又、上記サブフレームの回動にて片側の車体側部材に入力した衝突荷重が、他の側の車体側部材に伝達，分散され、衝突荷重に対する抗力の向上をはかることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図１，図２を参照して説明する。
【００１０】図１において、１，１は車体前部のエンジンルームの左右の側壁に沿って前後方向に配設された閉断面の左右のフロントフレームであり、該左右のフロントフレーム１，１の前端にはフロントバンパ２が取付けられ、前面衝突時は該フロントバンパ２を介してフロントフレーム１，１に衝突荷重が入力し、該フロントフレーム１，１が座屈変形することにより、衝突エネルギーの吸収を行なうものである。３はエンジンルームの後部において左右のフロントフレーム１，１を連結する後部クロスメンバである。該後部クロスメンバ３は所定以上の強度をもった部材例えば閉断面部材にて構成され、車体の重心ＣＧより前方に配設されるものである。
【００１１】４は前部クロスメンバとなる前辺部５と左右の側辺部６，６とからなる平面形状が前開きのほぼ三角形をなすサブフレームであり、該サブフレーム４は、前辺部５の左右端部を左右のフロントフレーム１，１にボルト７，７にて回動可能に軸着されると共に、左右の側辺部６，６の後端の頂点部を車体重心ＧＣの前方に設けられた後部クロスメンバ３の車幅方向ほぼ中央部に上下方向に挿通されたボルト８にて回動可能に軸着することにより、左右のフロントフレーム１，１及び後部クロスメンバ３に取付けられる。
【００１２】このサブフレーム４は、従来のサブフレームと同様に、パワユニット，フロントサスペンション，ステアリングギヤボックス等をマウントするものであり、サブフレーム４の前辺部５及び左右の側辺部６，６等は閉断面部材にて構成されるものとする。
【００１３】そして、平面視でほぼ三角形をなすサブフレーム４の前方２点の頂点部及び後方１点の頂点部の各軸着部には、ゴム等の弾性材よりなるブッシュを介在させてフローティング状態で取付ける構成を採ることにより、振動，騒音等の低減をはかることが望ましい。
【００１４】尚、図示の実施例では、後部クロスメンバ３の左右両端部を左右のフロントフレーム１，１にボルト締めにて取付けた例を示しているが、エンジンルームの後部に車体骨格部材として後部クロスメンバ３を溶接等にて固設したものであっても良い。
【００１５】上記のように、前辺部５と左右の側辺部６，６とからなり平面視でほぼ三角形をなすサブフレーム４を三角形の頂点部の３点にて軸着して取付けたものにおいて、バリアＢが車体前面の片側例えば右側に衝突した所謂オフセット衝突時は、図２に示すように、右側のフロントフレーム１に入力した衝突荷重によって車体重心ＣＧ部に図において時計方向のモーメントＭ1 が発生する。そして、右側のフロントフレーム１が座屈変形することにより、サブフレーム４の右側のフロントフレーム１への軸着点が後方へ変位し、該サブフレーム４は後部クロスメンバ３への軸着点まわりに図において時計方向に回動して車体をバリアＢから逃がすように作用し、その反力による反時計方向のモーメントＭ2 が車体重心ＣＧまわりに発生して前記時計方向のモーメントＭ1 はキャンセルされ、モーメントＭ1による車体の回転運動は抑制される。
【００１６】又、右側のフロントフレーム１への軸着点からサブフレーム４の右側の側辺部６に入力した衝突荷重は、サブフレーム４のイコライザ効果により、サブフレーム４の後端の軸着点から後部クロスメンバ３を経て衝突を受けない左側のフロントフレーム１へと伝達，分散されることにより、該衝突荷重に対する抗力は大幅に向上する。
【００１７】尚、上記実施例では、平面視でほぼ三角形をなすサブフレーム４の前方２点の頂点部を左右のフロントフレーム１，１にボルト７，７にて回動可能に軸着した例を示しているが、サブフレーム４の前方の左右２点を左右のフロントフレーム１，１又はエンジンルームの側壁構成部材等の左右の任意の前部車体側部材に固着した構成としても良い。このようにサブフレーム４の前方の左右２点を左右の前部車体側部材に固着した構成としても、後端の１点を後部クロスメンバ３に回転可能に軸着しておけば、オフセット衝突時に車体重心ＣＧまわりのモーメントＭ1 を打ち消す方向にモーメントＭ2 が発生して車体の回転運動は抑制され、又片側の前部車体側部材に入力した衝突荷重がサブフレームにより他方の前部車体側部材に伝達，分散される、という上記実施例と同様の作用，効果を果たすことができる。又、このようにサブフレーム４の前方左右２点を前部車体側部材に固着する場合でも、ゴム等の弾性材を介在させフローティング状態とすることが望ましい。
【００１８】オフセット衝突でない前面衝突時に、サブフレーム４により衝突荷重に対する抗力が向上し、衝突エネルギーの効果的な吸収を行なうことができることはいうまでもない。
【００１９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、例えば前辺部と左右の側辺部とからなる平面視で前開きのほぼ三角形をなすサブフレームを、前方の左右の２点を左右の前部車体側部材に取付け、後方の１点の頂点部を車体重心より前方に配設されたクロスメンバ部材に回動可能に軸着して取付けたことにより、オフセット前面衝突の際に発生する車体重心まわりのモーメントＭ1 を上記サブフレームによって生ずる車体重心まわりのモーメントＭ2 によって打ち消し、車体の回転運動を抑制することができると共に、片側の前部車体側部材に入力した衝突荷重を上記サブフレームにて他方の前部車体側部材に伝達，分散することができるもので、構造が簡単でコスト低廉なることと相俟って、実用上多大の効果をもたらし得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すもので、（Ａ）はサブフレームの配設位置の概略を示す平面説明図、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。
【図２】図１に示すサブフレームを装備した車両におけるオフセット前面衝突時の車体変形態様を説明する平面説明図である。
【図３】従来のサブフレームを装備した車両の一例を示す図で、（Ａ）は衝突前の要部平面説明図、（Ｂ）はオフセット前面衝突時の車体変形態様を説明する平面説明図である。
【符号の説明】
１ フロントフレーム
２ フロントバンパ
３ 後部クロスメンバ
４ サブフレーム
５ 前辺部
６ 側辺部
７，８ ボルト
【特許請求の範囲】
【請求項１】 前方の左右２点を左右の前部車体側部材のそれぞれに取付けられると共に、後方の１点を車体の重心より前方に設けられたクロスメンバ部材に回動可能に軸着して取り付けられたサブフレームを備えたことを特徴とする車両の前部構造。
【請求項２】 上記サブフレームは、その後方の１点を上記クロスメンバ部材の車体幅方向のほぼ中央位置にほぼ鉛直な軸を中心として回動可能なるよう軸着して取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両の前部構造。
【請求項３】 上記サブフレームは、前辺部と左右の側辺部とからなり平面視で前開きのほぼ三角形をなし、前方左右２点の頂点部を上記左右の前部車体側部材にそれぞれ取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の前部構造。
【請求項４】 上記サブフレームの前方２点の左右の前部車体側部材への取付部にゴム等の弾性材を介在させ、該サブフレームの後方１点の上記クロスメンバ部材への軸着部にゴム等の弾性材を介在させたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の車両の前部構造。
【請求項５】 上記サブフレームの前方の左右２点を、左右の前部車体側部材に回動可能に軸着して取付けたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の車両の前部構造。
【請求項６】 上記サブフレームは、パワユニット，フロントサスペンション，ステアリングギヤボックスの少くとも何れか１つをマウントしたものであることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の車両の前部構造。
【請求項７】 上記左右の前部車体側部材は、左右のフロントフレームであることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の車両の前部構造。
【請求項１】 前方の左右２点を左右の前部車体側部材のそれぞれに取付けられると共に、後方の１点を車体の重心より前方に設けられたクロスメンバ部材に回動可能に軸着して取り付けられたサブフレームを備えたことを特徴とする車両の前部構造。
【請求項２】 上記サブフレームは、その後方の１点を上記クロスメンバ部材の車体幅方向のほぼ中央位置にほぼ鉛直な軸を中心として回動可能なるよう軸着して取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両の前部構造。
【請求項３】 上記サブフレームは、前辺部と左右の側辺部とからなり平面視で前開きのほぼ三角形をなし、前方左右２点の頂点部を上記左右の前部車体側部材にそれぞれ取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の前部構造。
【請求項４】 上記サブフレームの前方２点の左右の前部車体側部材への取付部にゴム等の弾性材を介在させ、該サブフレームの後方１点の上記クロスメンバ部材への軸着部にゴム等の弾性材を介在させたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の車両の前部構造。
【請求項５】 上記サブフレームの前方の左右２点を、左右の前部車体側部材に回動可能に軸着して取付けたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の車両の前部構造。
【請求項６】 上記サブフレームは、パワユニット，フロントサスペンション，ステアリングギヤボックスの少くとも何れか１つをマウントしたものであることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の車両の前部構造。
【請求項７】 上記左右の前部車体側部材は、左右のフロントフレームであることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の車両の前部構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開平１１−７８９５９
【公開日】平成１１年（１９９９）３月２３日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平９−２６９２８１
【出願日】平成９年（１９９７）９月１６日
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【公開日】平成１１年（１９９９）３月２３日
【国際特許分類】
【出願日】平成９年（１９９７）９月１６日
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
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