(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロントコンパートメントの左右両側部に配設されて車体前後方向に延在するサイドメンバと、
前記サイドメンバの下側に配設されて車両ユニット部品を搭載支持するサブフレームと、
前記左右のサイドメンバの前端部に跨って結合されて車幅方向に延在するファーストクロスメンバと、を備え、
前記ファーストクロスメンバをサイドメンバの前端よりも前方にオフセットして配設する一方、
前記サブフレームの前端位置とサイドメンバの前端位置とを略同一に設定し  かつ、前記サブフレームの前端部を、その前端がファーストクロスメンバの後面に対向する高さ位置に設定し、前面衝突の初期段階でファーストクロスメンバを介してサブフレームの前端部に略直線状に衝突荷重を伝達できるようにしたことを特徴とする車体前部構造。
【請求項２】
ファーストクロスメンバのサイドメンバ前端からのオフセット量を、サイドメンバの前端に結合配置したバンパーステイおよびバンパーレインフオースのみが変形する軽衝突時における潰れ残り量の範囲内に設定したことを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
【請求項３】
サブフレームの前端部およびファーストクロスメンバを、何れもボックス状の取付ブラケットを介してサイドメンバに結合し、こららボックス状の取付ブラケット同士を前後方向に結合したことを特徴とする請求項１，２に記載の車体前部構造。
【請求項４】
サブフレームの取付ブラケットの前壁と、ファーストクロスメンバの取付ブラケットの後壁である１枚のパネル材とを結合したことを特徴とする請求項３に記載の車体前部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車の車体前部構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車体前部構造の中には、例えば特開平９−９９８６７号公報に示されているように、フロントコンパートメントの左右両側部に配設した前後方向骨格メンバのサイドメンバの下側に、パワーユニットやサスペンションユニット等の車両ユニット部品を搭載支持するサブフレームを配設したものが知られている。
【０００３】
前記左右１対のサイドメンバは、それらの前端部の下面に跨って車幅方向骨格メンバであるファーストクロスメンバを結合配置してあり、従って、前記サブフレームの前端部は前記ファーストクロスメンバよりも後方の位置で、サイドメンバの下面に取付ブラケットを介して締結固定してある。
【０００４】
また、サイドメンバの前端にはその延長上にボックス状のバンパーステイを結合配置して、該バンパーステイにフロントバンパーのバンパーレインフオースを結合支持してある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
車両の前面衝突時には、バンパーレインフオースおよびバンパーステイからサイドメンバに軸方向に衝突荷重が作用することにより、該サイドメンバが蛇腹状に圧潰変形して、主要なエネルギー吸収部材としての機能を発揮して衝突エネルギーを吸収することができる。
【０００６】
ところが、サブフレームはその前端部がサイドメンバの下面に取付ブラケットを介して結合されているため、サイドメンバに作用した軸方向入力が前記取付ブラケットを介して下側にオフセットしてサブフレームに荷重伝達されて、荷重伝達効率が悪くなってしまうことと併せて、バンパーレインフオース、バンパーステイが潰れ変形して衝突物体からサブフレームの前端部に直接的に衝突荷重が入力するようになるが、サブフレームの前端がサイドメンバの前端よりも後方に位置しているため、サイドメンバの圧潰反力の立上がりに対して遅れが生じてしまい、衝突エネルギーの吸収効率が悪くなってしまう。
【０００７】
また、このようなエネルギー吸収性能とは別に、フロントコンパートメントのパワーユニット搭載ルームの前端部を確定するファーストクロスメンバよりも前方に張り出してバンパーステイおよびバンパーレインフオースが存在するため、フロントコンパートメントのフロントオーバーハング量が大きくなってデザイン上の自由度が損なわれてしまう。
【０００８】
そこで、本発明は前面衝突の初期段階からサブフレームをサイドメンバと共にエネルギー吸収部材として機能させることができて、衝突エネルギー吸収効率を高めることができる車体前部構造を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にあっては、フロントコンパートメントの左右両側部に配設されて車体前後方向に延在するサイドメンバと、
前記サイドメンバの下側に配設されて車両ユニット部品を搭載支持するサブフレームと、
前記左右のサイドメンバの前端部に跨って結合されて車幅方向に延在するファーストクロスメンバと、を備え、
前記ファーストクロスメンバをサイドメンバの前端よりも前方にオフセットして配設する一方、
前記サブフレームの前端位置とサイドメンバの前端位置とを略同一に設定し、かつ、前記サブフレームの前端部を、その前端がファーストクロスメンバの後面に対向する高さ位置に設定し、前面衝突の初期段階でファーストクロスメンバを介してサブフレームの前端部に略直線状に衝突荷重を伝達できるようにしたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２の発明にあっては、請求項１に記載の車体前部構造において、前記ファーストクロスメンバのサイドメンバ前端からのオフセット量を、サイドメンバ前端に結合配置したバンパーステイおよびバンパーレインフオースのみが変形する軽衝突時における潰れ残り量の範囲内に設定したことを特徴としている。
【００１１】
請求項３の発明にあっては、請求項１，２に記載の車体前部構造において、前記サブフレームの前端部およびファーストクロスメンバを、何れもボックス状の取付ブラケットを介してサイドメンバに結合し、これらボックス状の取付ブラケット同士を前後方向に結合したことを特徴としている。
【００１２】
請求項４の発明にあっては、請求項３に記載の車体前部構造において、前記サブフレームの取付ブラケットの前壁と、ファーストクロスメンバの取付ブラケットの後壁である１枚のパネル材とを結合したことを特徴としている。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、ファーストクロスメンバをサイドメンバ前端よりも前方にオフセット配設して、サブフレームとサイドメンバの各前端位置を略同一に設定し、そして、サブフレームの前端部を、その前端がファーストクロスメンバの後面に対向する高さ位置に設定してあるため、前面衝突の初期段階でファーストクロスメンバを介してサブフレームの前端部に略直線状に衝突荷重を伝達することができると共に、サブフレームの圧潰反力の立上がりを速めてサイドメンバと略同時期とすることができる。
【００１４】
この結果、衝突初期段階からサイドメンバと共にサブフレームを圧潰変形させて主要なエネルギー吸収部材として機能させることができて、これらサイドメンバ、サブフレームの圧潰変形によって衝突エネルギー吸収効果を高めることができる。
【００１５】
また、ファーストクロスメンバをサイドメンバ前端よりも前方にオフセット配置することによって、サイドメンバのバンパーステイ、バンパーレインフオースを含めた前後長を短縮化できてフロントコンパートメントのフロントオーバーハング量を小さくすることができ、フロントコンパートメントの造形上の自由度を高めることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、ファーストクロスメンバのサイドメンバ前端からのオフセット量を、バンパーステイおよびバンパーレインフオースの潰れ残り量の範囲内としてあるため、軽衝突時にファーストクロスメンバおよびその後方のサブフレームに変形を波及させることがない。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１，２の発明の効果に加えて、ファーストクロスメンバをサイドメンバの前端よりも前方にオフセット配置してあっても、該ファーストクロスメンバの取付ブラケットおよびサブフレームの取付ブラケットを何れもボックス状に形成してあって、これら両取付ブラケットを前後方向に結合してあるため、ファーストクロスメンバの取付剛性を十分に確保することができる。
【００１８】
また、前記両ブラケットを前後方向に結合してあるため、ファーストクロスメンバからサブフレームへの荷重伝達性をより一層向上することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３の発明の効果に加えて、サブフレームの取付ブラケットの前壁と、ファーストクロスメンバの取付ブラケットの後壁である１枚のパネル材とを結合しているため、これら両ブラケットをコンパクトに一体に構成できると共に、部品点数を削減できてコスト的におよび重量的に有利に得ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００２１】
図１はフロントコンパートメントＦ・Ｃの車体骨格構造を示しており、フロントコンパートメントＦ・Ｃの左右両側部には、車体前後方向の骨格メンバとしてのサイドメンバ１を配設してある。
【００２２】
このサイドメンバ１の後側部は、図外のダッシュパネルの前面からフロア下面に廻り込んで接合されて前後方向に延在するエクステンションサイドメンバ２としてある。
【００２３】
左右のサイドメンバ１，１の前端部は、後述するように車幅方向の骨格メンバであるファーストクロスメンバ３で結合してある。
【００２４】
各サイドメンバ１，１の前端には図２にも示すようにクロージングプレート４を接合配置してあり、このクロージングプレート４を介してボックス状のバンパーステイ５を図外のボルト・ナットにより同軸線上に締結固定して、左右のバンパーステイ５，５に跨ってフロントバンパーのバンパーレインフオース６を取付けてある。
【００２５】
前記サイドメンバ１の下側にはサブフレーム７を配置して、該サブフレーム７に図外のパワーユニットやサスペンションユニット等の車両ユニット部品を搭載支持するようにしている。
【００２６】
前記ファーストクロスメンバ３はサイドメンバ１の前端よりも前方にオフセットして配置してある一方、サブフレーム７はその前端位置をサイドメンバ１の前端位置と略同一に設定してある。
【００２７】
ファーストクロスメンバ３およびサブフレーム７は、何れもボックス状の取付ブラケット８，９を介してサイドメンバ１の前端部に結合してある。
【００２８】
これら取付ブラケット８，９は前後方向に結合してあり、本実施形態では前記サブフレーム７の取付ブラケット９は、底壁と左右側壁および後壁とで構成して、該底壁の前端部を、ファーストクロスメンバ３の取付ブラケット８の後壁に結合するにより、取付ブラケット９の前壁と取付ブラケット８の後壁とを、この後壁を構成する１枚のパネル材１０で構成して、これら両ブラケット８，９をパネル材１０を境にして前後に一体に連設してある。
【００２９】
具体的には前記パネル材１０は、上方に延出するブラケット部１０Ａを備えていて、前記サブフレーム７の取付ブラケット９の前壁は、このパネル材１０における前記ファーストクロスメンバ３の取付ブラケット８の後壁部分からブラケット部１０Ａに亘る部分で構成されており、該ブラケット部１０Ａをサイドメンバ１のクロージングプレート４とバンパーステイ５のフランジ５Ａとで挟んで図外のボルト・ナットにより締結固定すると共に、取付ブラケット９の後壁および左右側壁の上縁フランジ９ａをサイドメンバ１の下面に重合して、図外のボルト・ナットにより締結固定するようにしている。
【００３０】
取付ブラケット９の底壁と後壁とに跨って、上面にナット１２を配設したＬ字状断面のナットプレート１１を接合配置してある。
【００３１】
このナットプレート１１と前記底壁との間には、ナット１２と同軸線上にカラー１３を接合配置してある。
【００３２】
サブフレーム７はその前端部上面と取付ブラケット９の底壁下面との間に防振ブッシュ１５を介装して、下面側よりボルト１４を前記カラー１３に通してナット１１に螺合して取付けてある。
【００３３】
このように、サブフレーム７の前端部の取付けボルト１４を、取付ブラケット９の底壁とその上方のナットプレート１１とに跨ってカラー１３を介して取付けることによって、該サブフレーム７の支持剛性を高めている。
【００３４】
そして、このサブフレーム７の前端部と前記ファーストクロスメンバ３とを略同一高さ位置に設定してある。
【００３５】
このサブフレーム７の後端部は図示は省略したが、前記エクステンションサイドメンバ２等のフロア骨格メンバの下面に締結固定される。
【００３６】
前記バンパーステイ５およびバンパーレインフォース６は、サイドメンバ１よりも強度剛性を低く設定してあって、軽衝突時にはこれらバンパーステイ５およびバンパーレインフオース６のみが潰れ変形して、サイドメンバ１に変形が波及しないようにしてある。
【００３７】
そこで、前記ファーストクロスメンバ３のサイドメンバ１前端からの前方へのオフセット量Ｓ１  は、図４に示すように前記バンパーステイ５およびバンパーレインフオース６の軽衝突時における潰れ残り量Ｓ２  の範囲内に設定してある。
【００３８】
以上の実施形態の構造によれば、車両の前面衝突により図３に示すように衝突物Ｍがバンパーレインフォース６に干渉すると、該バンパーレインフオース６およびバンパーステイ５を介してサイドメンバ１に軸方向に衝突荷重Ｆ１が作用する。
【００３９】
バンパーレインフオース６およびバンパーステイ５は、サイドメンバ１よりも強度剛性を低く設定してあるため、サイドメンバ１の軸方向の蛇腹状変形に先立ってこれらバンパーレインフオース６およびバンパーステイ５が図３に示すように圧潰変形し、続いてサイドメンバ１がその前端側から蛇腹状に圧潰変形して衝突エネルギーを吸収する。
【００４０】
ここで、前記左右のサイドメンバ１の前端部に跨って車幅方向に結合配置したファーストクロスメンバ３を、サイドメンバ１の前端よりも前方にオフセットして配設して、サブフレーム７とサイドメンバ１の各前端位置を略同一に設定し、そして、ファーストクロスメンバ３とサブフレーム７の前端部とを略同一高さ位置に設定してあるため、前述のように衝突初期段階でバンパーレインフオース６およびバンパーステイ５の圧潰変形に続いて衝突物Ｍがファーストクロスメンバ３に干渉し、該ファーストクロスメンバ３が後退移動してサイドフレーム７の前端に干渉することにより、この衝突初期段階で該サイドフレーム７に略直線状に衝突荷重Ｆ２を伝達することができると共に、サブフレーム７の圧潰反力の立上がりを速めてサイドメンバ１と略同時期とすることができる。
【００４１】
この結果、衝突初期段階からサイドメンバ１と共にサブフレーム７を圧潰変形させて主要なエネルギー吸収部材として機能させることができて、これらサイドメンバ１およびサブフレーム７の圧潰変形によって衝突エネルギー吸収効果を高めることができる。
【００４２】
前述のように、ファーストクロスメンバ３をサイドメンバ１の前端よりも前方にオフセット配置してあっても、本実施形態では該ファーストクロスメンバ３の取付ブラケット８およびサブフレーム７の取付ブラケット９を何れもボックス状に形成してあって、これら両取付ブラケット８，９を前後方向に結合してあるため、ファーストクロスメンバ３の取付剛性を十分に確保することができる。
【００４３】
また、両取付ブラケット８，９を前後方向に結合してあるため、衝突初期段階におけるファーストクロスメンバ３からサブフレーム７への荷重伝達性をより一層向上することができる。
【００４４】
しかも、サブフレーム７の取付ブラケット９の前壁と、ファーストクロスメンバ３の取付ブラケット８の後壁である１枚のパネル材１０とを結合しているため、これら両ブラケット８，９をコンパクトに一体に構成できると共に、部品点数を削減できてコスト的におよび重量的に有利に得ることができる。
【００４５】
一方、車両の軽衝突時には、図４に示すように衝突荷重によってバンパーレインフォース６およびバンパーステイ５が圧潰変形するが、前記ファーストクロスメンバ３のサイドメンバ１前端からのオフセット量Ｓ1 を、バンパーステイ５およびバンパーレインフオース６のサイドメンバ１前端での潰れ残り量Ｓ2 の範囲内としてあるため、軽衝突時にファーストクロスメンバ７およびその後方のサブフレーム７に変形を波及させることはない。
【００４６】
そして、前述のようにフロントコンパートメントＦ・Ｃのパワーユニット搭載ルームの前側部を確定するファーストクロスメンバ３をサイドメンバ１の前端よりも前方にオフセットして配設することにより、サイドメンバ１のバンパーステイ５およびバンパーレインフォース６を含めた前後長を短縮して、フロントコンパートメントＦ・Ｃのフロントオーバーハング量（前輪からの前方張り出し量）を小さくすることができ、フロントコンパートメントＦ・Ｃの造形上の自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の車体骨格構造を示す斜視図。
【図２】本発明の実施形態の要部を示す断面説明図。
【図３】本発明の実施形態の前面衝突時における変形挙動を示す図２と同様の断面説明図。
【図４】本発明の実施形態の軽衝突時における変形挙動を示す図２と同様の断面説明図。
【符号の説明】
Ｆ・Ｃ…フロントコンパートメント
１…サイドメンバ
３…ファーストクロスメンバ
５…バンパーステイ
６…バンパーレインフオース
７…サブフレーム
８…ファーストクロスメンバの取付ブラケット
９…サブフレームの取付ブラケット
１０…パネル材
Ｓ1 …オフセット量
Ｓ2 …潰れ残り量
【図１】
0003659218.tif 000002
【図２】
0003659218.tif 000003
【図３】
0003659218.tif 000004
【図４】
0003659218.tif 000005