JPH06329045A

JPH06329045A - フロントボデーの構造

Info

Publication number: JPH06329045A
Application number: JP11829393A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Shimizu; 忠清水
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-05-20
Filing date: 1993-05-20
Publication date: 1994-11-29

Abstract

(57)【要約】【目的】サスペンションメンバとサイドメンバの取付
剛性のチューニングを容易にすると共に、衝突エネルギ
ーの吸収量を増加させることを目的とする。【構成】サスペンションメンバ１２はサイドメンバ１
０に前部取付部２４及び後部取付部２６で固定される。
前部取付部２４は、剛性のボルト１６で固定され、後部
取付部２６は、衝突荷重を受けて破断変形するボルト１
８で固定されている。衝突時、サイドメンバ前端部１０
ａを塑性変形させると共に、後部取付部２６の固定を切
り離すことで、サイドメンバ１０のエンジン後方部分１
０ｂに衝突荷重を集中させ、塑性変形させることで衝突
エネルギーを吸収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両衝突時における衝
突エネルギーを吸収し、乗員の安全性を向上させた車両
のフロントボデーの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両が衝突した場合、車両のボデーには
非常に大きな衝突エネルギーが加わり、ボデーの一部が
変形する。一般に車両の骨格は剛体であり、また剛体の
エンジンやシャシーが備わっているので、ボデーに衝突
エネルギーを吸収する工夫がされていなければ、衝突時
に車室内の乗員に与える衝撃が大きくなる恐れがある。
そのため、ボデーには衝突エネルギーを吸収する構造が
設けられ、乗員に衝突の影響が及ばないように工夫され
ている。例えば車両が前突した場合、フロントサイドメ
ンバ（以下、サイドメンバと呼ぶ）をその前端部から衝
突の荷重によって変形（以下、塑性変形と呼ぶ）させ、
かつサスペンションメンバも塑性変形させて衝突のエネ
ルギーの吸収を向上させたフロントボデーの構造が、実
開昭５７−１２７０６３号公報に開示されている。

【０００３】実開昭５７−１２７０６３号公報による
と、図４（ａ）に示すように車両のフロントボデーの構
造は、大別して、サイドメンバ５０、サスペンションメ
ンバ５２及びサスペンションアーム７４から構成されて
いる。サスペンションメンバ５２の前側上面には、ブラ
ケット５６が溶接によって取り付け（以下、溶接取付部
７２と呼ぶ）られており、車両横方向の左右両端には、
サスペンションアーム７４が前部取付部６５でボルト６
４により揺動可能に支持され、後部取付部６６で揺動可
能かつ衝突時に後方へ移動できるように支持されてい
る。そして、サスペンションメンバ５２は、サイドメン
バ５０に前部取付部６８及び後部取付部７０で取り付け
られている。前部取付部６８は、ブラケット５６をボル
ト６０でサイドメンバ５０に取り付け、後部取付部７０
は、ボルト６２でサイドメンバ５０に取り付けた構成で
ある。

【０００４】衝突時、サイドメンバ５０の前端部が衝突
荷重によって軸方向に塑性変形されると共に、剛性のエ
ンジン５４が衝突荷重を受けて後方（矢印Ｘ方向）に押
動されると、サスペンションメンバ５２と剛性のサスペ
ンションアーム７４は、エンジン５４から押動されて衝
突荷重を受ける。そして、図４（ｂ）のように溶接取付
部７２では、サスペンションメンバ５２が衝突荷重によ
りブラケット５６から切り離される。サスペンションア
ーム７４は、その後部取付部６６を後方（矢印Ｙ方向）
に突出させながら衝突荷重により後方に移動する。一
方、サスペンションメンバ５２は、その後部取付部７０
がボルト６２で固定されているので、衝突荷重を受けて
塑性変形する。その結果、サスペンションメンバ５２で
も衝突エネルギーが吸収される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来技術では、サ
スペンションメンバ５２が、サイドメンバ５０に前部取
付部６８、後部取付部７０及び溶接取付部７２の三箇所
で取り付けられている。その中でも溶接取付部７２は、
通常の車両走行時にサスペンション全体に加わる大荷
重、例えば車両が縁石等の路面段差を乗り越える時にサ
スペンションメンバ５２に加わる大荷重に対しては切り
離さないように取付剛性をかなり強くしてあると同時
に、衝突時にサスペンションメンバ５２の取付が切り離
される程度の強度に溶接してある。

【０００６】しかしながら、このような条件を十分に満
たす取付を実現するには、チューニングが非常に難しく
なるという問題がある。しかも、衝突時に溶接取付部７
２を切り離すと共に、サスペンションアーム７４の後部
取付部６６を後方に移動させるという複雑な構成である
ので、溶接取付部７２と後部取付部６６の取付バランス
を考えたチューニングをする必要がある。

【０００７】そこで本発明は、車両衝突時にサスペンシ
ョンメンバをサイドメンバに取り付ける複数の取付部の
うち後部取付部のみの取付を解除することによって、取
付チューニングを簡易にすると共に、衝突エネルギーの
吸収量を向上させることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のフロントボデーの構造は、フロントホイー
ルを支持するサスペンションアームと、該サスペンショ
ンアームが揺動可能に支持されたサスペンションメンバ
と、車体側部に配置され前記サスペンションメンバを固
定するサイドメンバとから成り、前記サイドメンバが衝
突エネルギーを吸収する機能を備えた車両において、前
記サスペンションメンバの車両前後方向前部取付部が剛
性なる第１取付部材によってサイドメンバに固定され、
サスペンションメンバの車両前後方向後部取付部は、衝
突エネルギーを受けたとき固定を解除する第２取付部材
によってフロントサイドメンバに固定されたことを特徴
とする。

【０００９】

【作用】本発明のフロントボデーの構造によれば、車両
衝突時、最初にサイドメンバの前端部が衝突荷重により
塑性変形する。その後、衝突荷重はサイドメンバ、フロ
ントホイール及びエンジンに分散されて作用し、エンジ
ン及びフロントホイールに分散された一部の衝突荷重
は、剛性の第１取付部材と第２取付部材に伝達される。
そして、第２取付部材には、前方から受けた衝突荷重の
反作用荷重が、サイドメンバの車両後方から加わるの
で、第２取付部材は破断変形し、サスペンションメンバ
の後部取付部の固定が解除される。一方、第１取付部材
は、第２取付部材に比して取付剛性が大きいので、前部
取付部の固定が保持される。その結果、サイドメンバの
エンジン後方部分には、反作用荷重が分散されることな
く伝達され、荷重が集中するので、塑性変形が発生す
る。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の実施例について図１から図４
に基づいて説明する。図面に示したＦＲＯＮＴは車両前
後方向の前方を示し、ＵＰは車両上下方向の上方を示
し、ＯＵＴは車両外側方向を示す。

【００１１】以下、図１に基づいてフロントボデーの構
造を説明する。図１は本実施例のフロントボデーにおけ
るサイドメンバ１０とサスペンションメンバ１２及びサ
スペンションアーム１４の取付全体を示した斜視図であ
る。通常、サイドメンバ１０、サスペンションメンバ１
２及びサスペンションアーム１４は、車両が走行してい
る時に加わる荷重を受けても変形しないように、剛体か
らできている。

【００１２】サイドメンバ１０は車体の前部構造の剛性
を高めるための基本的な骨格であり、車体の側部左右
（図１では右側部のみを示す）にそれぞれ配置され、車
両前後方向に伸びている。また、サイドメンバ１０下面
の後端（車両前後方向後部）には、サスペンションメン
バ１２を固定するための取付用の挿通孔３０が形成され
ている。更に、サイドメンバ１０下面中央（車両前後方
向中央部）にはサスペンションメンバ１２を取り付けす
るためのブラケット２２が溶接等によって結合されてい
る。ブラケット２２下面には前記挿通孔３０と同様の挿
通孔２８が形成されている。なお、サイドメンバ１０
は、衝突エネルギーを効率よく吸収するための機能を有
している。具体的には、サイドメンバ１０に図示を省略
したビードあるいはベローズ（蛇腹）等が設けられてい
る。

【００１３】サスペンションメンバ１２は車体の横方向
に伸びており、その横方向両端は略Ｌ字状に形成されて
いる。そしてＬ字状のそれぞれの端部には、サスペンシ
ョンメンバ１２をサイドメンバ１０に固定するための前
部挿通孔３２、後部挿通孔３４が形成されている。前部
挿通孔３２に剛性の第１取付部材であるボルト１６を嵌
挿し、挿通孔２８に螺着することで、サスペンションメ
ンバ１２をサイドメンバ１０に固定している。また、後
部挿通孔３４及び後述するゴムブッシュ３８に、車両衝
突時に衝突荷重を受けて破断変形するように設計された
第２取付部材であるボルト１８を嵌挿し、挿通孔３０に
螺着することで、サスペンションメンバ１２をサイドメ
ンバ１０に固定している。なお、サスペンションメンバ
１４は、通常の走行中にサスペンション全体に加わる大
荷重を受けてもサイドメンバ１０から外れないようにボ
ルト１６、ボルト１８で固定されている。ボルト１８の
径は、ボルト１６に比して細径の構造である。

【００１４】サスペンションアーム１４は略Ｖ字形状を
しており、そのＶ字形状の凸部分１４ａに図示省略のフ
ロントホイールが取り付けられている。また、Ｖ字状の
凹部分の一端１４ｂ（車両前後方向の前側）にはゴムブ
ッシュ３６が設置され、他端１４ｃ（車両前後方向の後
側）にはゴムブッシュ３８が設置されている。一端１４
ｂのブッシュ３６には剛性のボルト４０が嵌挿され、サ
スペンションメンバ１２の取付孔３３に揺動自在に枢支
されている。また、他端１４ｃのゴムブッシュ３８に
は、後部挿通孔３４と共に前述のボルト１８が嵌挿さ
れ、サイドメンバ１０の挿通孔３０に揺動自在に枢支さ
れている。

【００１５】次に、本実施例のフロントボデーの構造に
おける車両衝突時の衝突エネルギーを吸収する作用につ
いて図２を用いて説明する。ここで、図２はフロントボ
デーの側面の状態を示す側面図である。

【００１６】車両の正面衝突時、図２（ａ）の衝突前期
の側面図ように、サイドメンバ前端部１０ａが衝突荷重
Ｆによって塑性変形するが、長さＫまでサイドメンバ１
０が塑性変形したところで、剛性のフロントホイール４
８やエンジン４６があるため、それ以上に塑性変形せ
ず、フロントホイール４８とエンジン４６を押動する。
その時、前方からの衝突荷重Ｆ（Ｆ＝Ｆ₁＋Ｆ₂＋Ｆ₃
の関係を有する）は、図２（ｂ）のようにサイドメンバ
１０には衝突荷重Ｆ₁が加わり、エンジン４６には衝突
荷重Ｆ₂が加わり、フロントホイール４８には衝突荷重
Ｆ₃が加わるように分散される。衝突荷重Ｆ₂、Ｆ₃の
一部は前部取付部２４のボルト１６に加わるが、ボルト
１６は衝突荷重Ｆ₂、Ｆ₃を受けても十分耐えられるよ
うに取付剛性がチューニングされているので、破断変形
することなくサスペンションメンバ１２をサイドメンバ
１０に固定保持する。

【００１７】一方、後部取付部２６のボルト１８は、前
方から衝突荷重Ｆ₂、Ｆ₃の一部が加わると共に、前方
からの衝突荷重Ｆの反作用荷重Ｆ₀（Ｆ₀＝Ｆの関係を
有する）がサイドメンバ１０の車両後方から加わるの
で、図２（ｃ）のように破断変形を生じ、サスペンショ
ンメンバ１２がサイドメンバ１０から切り離され、固定
が解除される。そして、後部取付部２６が切り離された
後も反作用荷重Ｆ₀は分散されることなく、後方から加
わるので、サイドメンバ１０のエンジン後方部分１０ｂ
に衝突荷重が集中して塑性変形が発生する。以上のこと
より、衝突時にサスペンションメンバ１２をサイドメン
バ１０から切り離す取付部が一箇所だけでよいので、取
付チューニングを取るのが容易となる。

【００１８】また、衝突時、サスペンションメンバ１２
の後部取付部２６をサイドメンバ１０から切り離すの
で、サイドメンバ１０のエンジン４６の後方部分１０ｂ
に衝突荷重が集中し、その部分で塑性変形が発生して衝
突のエネルギーが吸収される。即ち、剛性のフロントホ
イール４８やエンジン４６があるため、衝突時に直接、
衝突荷重を伝達して、塑性変形させることができなかっ
たエンジン後方部分１０ｂが、車両後方からの反作用荷
重によって塑性変形され、サイドメンバ１０の塑性変形
可能部分が増加するので、衝突エネルギーの吸収量が増
加する。

【００１９】以上、本実施例では、後部取付部２６のボ
ルト１８を、前部取付部２４のボルト１６に比して、ボ
ルト径を小さくして衝突時に破断変形させ、後部取付部
２６の固定を解除したが、この構成に限定するものでは
ない。他の構成例として、図３（ａ）のように、後部取
付部２６の挿通孔３０ａを長楕円の形状とし、ボルト１
８を挿通孔３０ａの一端によせて、サスペンションメン
バ１２をサイドメンバ１０に摺動可能に固定する構成も
考えられる。衝突時は、サスペンションメンバ１２が衝
突荷重により後方に押動されると、ボルト１８は挿通孔
３０ａの一端から他端へ摺動するので、後部取付部２６
の固定が解除される。

【００２０】また、図３（ｂ）のように後部取付部２６
のボルトの数を前部取付部２４の数より少なくして、衝
突時にボルト１８のみを破断変形させて、後部取付部２
６の固定を解除する構成としてもよい。他にも、前部取
付部２４、後部取付部２６のそれぞれに嵌挿するボルト
を異なる材質にして、衝突時に後部取付部２６の固定を
解除してもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明における車両のフロントボデーの
構造は、車両衝突時に衝突エネルギーを吸収するため
に、サスペンションメンバをサイドメンバに固定する取
付部のうち、後部取付部のみ固定を解除する構成とした
ので、通常走行時に加わる大荷重と衝突時の荷重に対す
るサスペンションメンバの取付部の取付チューニングが
簡易になるという効果がある。

【００２２】また、衝突時に後部取付部の固定が解除さ
れると、サイドメンバの塑性変形可能部分を増加させる
ことができるので、衝突エネルギーの吸収量が増加し、
乗員が受ける衝撃が低減されるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるフロントボデーの斜視
図。

【図２】本発明の実施例におけるフロントボデー側面
図、（ａ）衝突前期の荷重の側面図、（ｂ）衝突中期の
荷重の側面図、（ｃ）衝突後期の荷重の側面図。

【図３】本発明のサスペンションメンバをサイドメンバ
に固定する他の構成例の斜視図。

【図４】本発明のサスペンションメンバをサイドメンバ
に固定する他の構成例の斜視図。

【図５】衝突エネルギーを吸収する従来のフロントボデ
ーの構造における、（ａ）衝突前期の側面図、（ｂ）衝
突後期の側面図。

【符号の説明】

１０・・・フロントサイドメンバ１２・・・サスペンションメンバ１４・・・サスペンションアーム１６・・・ボルト（第１取付部材）１８・・・ボルト（第２取付部材）４６・・・エンジン４８・・・フロントホイール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フロントホイールを支持するサスペンシ
ョンアームと、該サスペンションアームが揺動可能に支
持されたサスペンションメンバと、車体側部に配置され
前記サスペンションメンバを固定するフロントサイドメ
ンバとから成り、前記フロントサイドメンバが衝突エネ
ルギーを吸収する機能を備えた車両において、前記サス
ペンションメンバの車両前後方向前部取付部が剛性なる
第１取付部材によってフロントサイドメンバに固定さ
れ、サスペンションメンバの車両前後方向後部取付部
は、衝突エネルギーを受けたとき固定を解除する第２取
付部材によってフロントサイドメンバに固定されたこと
を特徴とするフロントボデーの構造。