JP2001030816A - 自動車の車体構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通常時の使い勝手を低下させることのないシ
ートの位置調節機構を備え、かつ乗員減速度の低減に効
果的なシート減速度を実現した上で軽量化をより一層推
進することのできる自動車の車体構造を提供する。 【解決手段】 衝突荷重を受けて変形し易いサイドフレ
ーム１を備えるメインフレーム４と、該サイドフレーム
に比して衝突初期により変形し難い部分および前記メイ
ンフレームに対して衝突荷重の作用方向に沿って移動可
能な部分を備えるコントロールフレーム５と、着座した
乗員を拘束するシートベルト８を備え且つコントロール
フレーム側に結合されたシート９と、衝突荷重に対向す
る力を衝突中期にコントロールフレーム側に加えるべく
メインフレームに設けられたストッパ１１とを有すると
共に、シート位置調節手段としてのラッチ爪１５及びラ
ック部材１６を、コントロールフレームとシートとの間
に設ける。これにより、通常は位置調節手段の働きでシ
ートの位置調節が行え、衝突時は、コントロールフレー
ムとシートとが一体となっているのでシート減速度を正
確にコントロールすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、衝突時の乗員保護
性能をより一層向上するための自動車の車体構造に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車が例えば剛体に正面衝突した場
合、乗員は、シートベルトを用いてその移動を拘束され
てはいるものの、シートベルトの弛みを皆無にすること
はできないので、車体が停止した後も、慣性力によって
前方への移動を継続する。そして乗員の前方への移動に
よってシートベルトが伸ばされ、その伸びが最大に達し
たところで乗員減速度がピークに達する。この乗員減速
度のピーク値は、乗員の移動量が大きければ大きいほど
高くなり、一般に車体の平均減速度よりも高くなると言
われている。

【０００３】さて、自動車が衝突した時に乗員に加わる
ダメージを低減するには、乗員減速度をできる限り低く
することが肝要である。乗員減速度を低くするために
は、車体（またはシート）に対し、平均減速度よりも高
い減速度を衝突初期に一定時間（短時間）発生させ、続
いて衝突中期に逆向きの減速度（加速度）を一定時間
（短時間）発生させた、衝突終盤では一定の減速度で減
速させるような減速度パターンとすることが効果的であ
ることが分かっている（図参照）。

【０００４】本件出願人は、このような減速度パターン
を実現するための車体構造として、シートベルトを一体
的に組み込んだシートが結合された第１のフロアを、車
体の外殻を構成する第２のフロアから分離独立させ、か
つ衝突荷重による変形強度が互いに異なるフレームに各
フロアを結合した車体構造を既に提案している（特願平
１０−２３３７４９号明細書参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、既出願の車
体構造によると、第１のフロアと第２のフロアとの減速
度を互いに異ならせる都合上、シートの位置調節機構を
どのようにするのかが問題となる。減速度を正確にコン
トロールする上からは第１のフロアにシートを剛固に結
合してしまうことが理想的であるが、これは使い勝手を
悪化させるので好ましくはない。一対のシートスライド
レールの一方に位置決め機構を設けた従来形式による
と、シートスライドレールごと第１のフロアに組み付け
なければならないので、車体の軽量化が困難である。

【０００６】本発明は、このような不都合を解消するべ
く案出されたものであり、その主な目的は、通常時の使
い勝手を低下させることのないシートの位置調節機構を
備え、かつ乗員減速度の低減に効果的なシート減速度を
実現した上で軽量化をより一層推進することのできる自
動車の車体構造を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を果たす
ために、本発明においては、衝突荷重を受けて変形し易
い部分（サイドフレーム１）を備えるメインフレーム
（４）と、該メインフレームの前記変形し易い部分に比
して衝突初期により変形し難い部分および前記メインフ
レームに対して衝突荷重の作用方向に沿って移動可能な
部分を備えるコントロールフレーム（５）と、着座した
乗員を拘束するシートベルト（８）を備え且つ前記移動
可能な部分に結合されたシート（９）と、衝突荷重に対
向する力を衝突中期に前記移動可能な部分に加えるべく
前記メインフレームに設けられた力発生手段（ストッパ
１１）とを有すると共に、シートの位置調節手段（ラッ
チ爪１５及びラック部材１６）を、コントロールフレー
ムとシートとの間に設けるものとした。

【０００８】これによれば、通常は位置調節手段の働き
でシートの位置調節が行え、衝突時は、コントロールフ
レームとシートとが一体となっているのでシート減速度
を正確にコントロールすることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された具体
的な実施の形態を参照して本発明について詳細に説明す
る。

【００１０】図１は、本発明の原理を説明するための概
念図である。この車体構造は、より具体的な図２に併せ
て示すように、車体の前後方向に延在するサイドフレー
ム１、フロントダッシュボード２、及びフロントフロア
３からなるメインフレーム４と、メインフレーム４に対
して後方へある距離を移動可能なコントロールフレーム
５とに分割されている。

【００１１】コントロールフレーム５は、運転席と助手
席との各シートの幅方向の中央直下にそれぞれが車体前
後方向に延在する一対のビーム状部分６を備え、その後
端側に固定されたステー７に、乗員Ｐを拘束するための
シートベルト８の両端を結合したシート９が結合される
ようになっている。

【００１２】そしてメインフレーム４の左右サイドフレ
ーム１とコントロールフレーム５との前端同士は、車幅
方向に延在するフロントメンバ１０で連結されている。

【００１３】これらメインフレーム４に於ける左右サイ
ドフレーム１の前部並びにコントロールフレーム５の前
部は、共に衝突時の衝撃荷重を受けて圧縮変形し、車両
の居住空間部分に作用する減速度を低減させると共に、
居住空間部分に変形が及ぶ以前に衝撃エネルギを吸収す
る機能を担っている。

【００１４】メインフレーム４に於けるビーム状部分６
の後端面に対向する位置には、コントロールフレーム５
の後方への移動距離を規定するストッパ１１が設けられ
ている。このストッパ１１の前面には、コントロールフ
レーム５に与える負の減速度（加速度）を適切にするた
めのダンパ部材Ｄが設けられている。

【００１５】メインフレーム４のフロントフロア３上に
は、図３に示すように、左右各一対のガイドレール１２
が固定されている。これら左右のガイドレール１２は、
それぞれが前後方向に延在すると共に、一対のガイドレ
ール１２毎に、シート９の下面に固定されたスライドシ
ュー１３が摺合している。これにより、フロントフロア
３上にガイドレール１２で規定された範囲内を、運転席
と助手席との各シート９が前後に移動可能になってい
る。

【００１６】ビーム状部分６に固定されたステー７は、
フロントフロア３に設けられた開口１４から車室内に入
り込んでおり、その上面に、シート９を任意の位置で固
定するべくシート９側に枢着されたラッチ爪１５を係合
させるためのラック部材１６が取り付けられている。な
お、このシート位置の調節機構自体は、上記のラッチ爪
１５とラック部材１６との組み合わせに限定されるもの
ではなく、公知のシート位置調節機構をそのまま応用で
きる。

【００１７】ここで肝心な点は、シート９の幅方向の中
央直下、つまりシート９の重心位置の直下に、車体前後
方向に延在する一対のビーム状部分６を通し、かつビー
ム状部分６に対してシート９の位置決めを行うものとし
たことにある。このようにすることにより、シート９及
び乗員Ｐの慣性力がコントロールフレーム５に於けるビ
ーム状部分６の延在方向に作用し、コントロールフレー
ム５に水平面内でのモーメントが作用しなくなるので、
コントロールフレーム５の強度負担を軽減できるという
利点が得られる。

【００１８】なお、コントロールフレーム５は、図には
示されていないが、前輪懸架装置用のサブフレームとし
て利用することもできる。

【００１９】次に本発明の作用について、路上構築物に
車両が正面衝突した場合を想定し、図４および図５を併
せて参照して説明する。

【００２０】車両が衝突した瞬間にサイドフレーム１の
前部並びにコントロールフレーム５の前部が共に衝撃荷
重を受けて変形を開始するが、コントロールフレーム５
の前部に発生する変形応力に対してコントロールフレー
ム５側の質量が十分に小さいので、メインフレーム４側
に比して急峻に立ち上がる大きな減速度（図５のａの領
域）をもって、コントロールフレーム５に固定されたシ
ート９がより早期に減速する。このため、シート９は、
サイドフレーム１の圧縮変形によって前方への移動を継
続するフロントフロア３に対し、見掛け上は後方へ移動
する（図４−Ａ）。

【００２１】この状態では、慣性力により乗員Ｐが前方
へ移動しようとするが、ビーム状部分６と一体をなすシ
ート９はフロントフロア３に対して瞬時に後方へ移動す
るので、乗員Ｐに対して加わるシートベルト８の拘束力
が増大し、乗員Ｐの前方への移動が阻止される。

【００２２】衝突中期では、その前部が突っ張っている
ために大きな減速度が作用しているビーム状部分６の後
端に、サイドフレーム１の圧縮変形によって前方への移
動を継続しているメインフレーム４のストッパ１１（ダ
ンパ部材Ｄ）が衝当する（図４−Ｂ）。するとメインフ
レーム４の慣性力がコントロールフレーム５に伝わり、
ダンパ部材Ｄの変形が底付きするまで、フロントフロア
３とビーム状部分６との相対移動が継続する。これによ
り、メインフレーム４に作用している衝突荷重に対向す
る力がビーム状部分６を介してシート９に加わり、この
衝突時の車両進行方向への加速度によって乗員Ｐに作用
している前方への慣性力がうち消される（図５のｂの領
域）。

【００２３】衝突終期では、サイドフレーム１の変形応
力にコントロールフレーム５の変形応力が加わった瞬間
に減速度が高まり（図５のｃの領域）、その後、フロン
トフロア３とシート９とが一体となって減速する（図４
−Ｃ）。そして上記のプロセスを経てフロントフロア３
とシート９との相対速度がゼロになり、シートベルト８
の拘束荷重が衝突終期の減速度とつり合うので、乗員Ｐ
もフロントフロア３およびシート９と一体となって減速
し、この状態は車体が完全停止するまで継続する（図５
のｄの領域）。

【００２４】車両衝突時に乗員Ｐの受ける衝撃の低減を
考える上で、まず乗員減速度を小さく抑えることが重要
な要素であるが、以上説明したように、衝突初期に平均
車体減速度より高い減速度をシート９に短時間発生さ
せ、次いで逆向きの減速度（加速度）をシート９に短時
間発生させ、その後平均車体減速度で減速するような減
速度波形（図５の実線）とすれば、図５の破線で示すよ
うに、同一車体変形量で比較した場合、従来の車体構造
の車両に比して乗員減速度を低く抑えられる。

【００２５】

【発明の効果】このように本発明によれば、通常時は位
置調節手段の働きでシートの位置調節が行え、衝突時は
コントロールフレームとシートとが一体となっているの
でシート減速度を正確にコントロールすることができ
る。しかもコントロールフレームとシートとの間にフロ
アが介在しないので、軽量化を実現し得る。即ち本発明
により、通常時の使い勝手を低下させることのないシー
トの位置調節機構を備え、かつ乗員減速度の低減に効果
的なシート減速度を実現した上で軽量化をより一層推進
することのできる自動車の車体構造を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された自動車の車体構造の概念図

【図２】本発明の車体構造の要部を示す分解斜視図

【図３】シート取付部の縦断面図

【図４】衝突時の挙動説明図

【図５】車体減速度及び乗員減速度の望ましい波形図

【符号の説明】

１ サイドフレーム ４ メインフレーム ５ コントロールフレーム ８ シートベルト ９ シート １１ ストッパ １５ ラッチ爪 １６ ラック部材

フロントページの続き (72)発明者 岩部 竜男 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 鶴田 誠 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 吉田 和也 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 川村 康 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3B087 BA02 BB04 BC05 CD01 CD05

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 衝突荷重を受けて変形し易い部分を備え
   るメインフレームと、該メインフレームの前記変形し易
   い部分に比して衝突初期により変形し難い部分および前
   記メインフレームに対して衝突荷重の作用方向に沿って
   移動可能な部分を備えるコントロールフレームと、着座
   した乗員を拘束するシートベルトを備え且つ前記移動可
   能な部分に結合されたシートと、衝突荷重に対向する力
   を衝突中期に前記移動可能な部分に加えるべく前記メイ
   ンフレームに設けられた力発生手段とを有する自動車の
   車体構造であって、 前記シートの位置調節手段が、前記コントロールフレー
   ムと前記シートとの間に設けられることを特徴とする自
   動車の車体構造。