(57)【要約】【課題】車両の斜め前面衝突あるいはオフセット前面衝突時にもフロントコンパートメントでのエネルギー吸収を効率的に行わせることができる車体前部構造の提供を図る。【解決手段】車両の斜め前面衝突又はオフセット前面衝突によりフロントサイドメンバ２およびサイドフレーム１１のサイドフレーム１２に衝突荷重が入力すると、フロントサイドメンバ２の後端がサイドシル４の前端と連続的に形成されているためサイドシル４へ効率よく荷重伝達する一方、サブフレーム１１は前方からの入力荷重で後退モード調整手段４０によって後退移動が許容されるため、サイドフレーム１２への入力荷重は荷重伝達手段１８を介してフロアメンバ１５に伝達されて左右の前後方向フレーム１６に分散負担され、フロントサイドメンバ２，サイドフレーム１２への入力荷重をキャビン骨格部材へ効率良く分散伝達することができる。【選択図】      図２
2004161031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロントコンパートメントの車幅方向両側部に車体前後方向に延在配置したフロントサイドメンバと、
フロントサイドメンバの下側に配置されて、車体前後方向に延在する左右一対のサイドフレームを有するサブフレームと、
左右一対の前後方向フレームと、これら前後方向フレームの前端を連設した連結フレームとで平面略Ｕ字状に形成されて、これら前後方向フレームをフロアサイドに車体前後方向に延在配置したサイドシルとフロア中央に車体前後方向に延在するフロアトンネルとに沿って配置したフロアメンバと、を備え、
前記フロントサイドメンバの後端とサイドシルの前端とを連続的に形成する一方、
サブフレームの前端部を左右一対のフロントサイドメンバの前端部に跨って連結した車幅方向メンバに連結すると共に、後端部をダッシュクロスメンバに連結し、
前記サブフレームの後端とフロアメンバの前端との間に、前記サイドフレームに作用する前後方向の衝突入力をフロアメンバに伝達する荷重伝達手段を設け、
かつ、前記サブフレームの後端部とダッシュクロスメンバとの連結部分に、前記衝突入力でサブフレームの後退移動を許容する後退モード調整手段を設けたことを特徴とする車体前部構造。
【請求項２】
後退モード調整手段を、ダッシュクロスメンバの前壁と下壁との連設部分に後斜方向に傾斜した座面を形成し、サブフレームの後端部を該座面に締結して、該座面に作用する所定値以上の荷重で下壁が倒れ変形可能にして構成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】
後退モード調整手段を、ダッシュクロスメンバの下壁に設けたサブフレーム取付用のボルト挿通孔の後方に近接して脆弱部を設けて構成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４】
後退モード調整手段を、ダッシュクロスメンバの下壁とサブフレームの後端部との間に回転ディスクを介装し、該回転ディスクとダッシュクロスメンバ下壁およびサブフレーム後端部をそれぞれ独立してボルト締結し、これらボルト締結位置を少なくとも側面視して前後方向にオフセットして設定して構成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５】
後退モード調整手段を、ダッシュクロスメンバの下壁にサブフレームの後端部を締結し、ダッシュクロスメンバにこの締結部分の左右両側に剛性低下部を設けて構成したことを特徴とする請求項１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】
従来の自動車の車体前部構造の中には、車両の前面衝突時に、パワーユニットを搭載するサブフレームの中間部の屈曲部が路面に接触してそれ以上の変形が阻止された後に、サブフレームの後方移動を許容してフロントサイドメンバの潰れストロークを稼いで、入力荷重のエネルギー吸収効率を高めるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献】
特開２００２−１６０６６４（２頁、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構造では車両の斜め前面衝突時やオフセット前面衝突時に、サイドメンバおよびサブフレームが車幅方向に折れ変形する可能性があって、フルラップ前面衝突時と同様の反力特性を得ることが難しい。
【０００５】
そこで、本発明は車両の斜め前面衝突あるいはオフセット前面衝突時にもフロントコンパートメントでのエネルギー吸収を効率的に行わせることができる車体前部構造を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の車体前部構造にあっては、フロントコンパートメントの車幅方向両側部に車体前後方向に延在配置したフロントサイドメンバと、
フロントサイドメンバの下側に配置されて、車体前後方向に延在する左右一対のサイドフレームを有するサブフレームと、
左右一対の前後方向フレームと、これら前後方向フレームの前端を連設した連結フレームとで平面略Ｕ字状に形成されて、これら前後方向フレームをフロアサイドに車体前後方向に延在配置したサイドシルとフロア中央に車体前後方向に延在するフロアトンネルとに沿って配置したフロアメンバと、を備え、
前記フロントサイドメンバの後端とサイドシルの前端とを連続的に形成する一方、
サブフレームの前端部を左右一対のフロントサイドメンバの前端部に跨って連結した車幅方向メンバに連結すると共に、後端部をダッシュクロスメンバに連結し、
前記サブフレームの後端とフロアメンバの前端との間に、前記サイドフレームに作用する前後方向の衝突入力をフロアメンバに伝達する荷重伝達手段を設け、
かつ、前記サブフレームの後端部とダッシュクロスメンバとの連結部分に、前記衝突入力でサブフレームの後退移動を許容する後退モード調整手段を設けたことを特徴としている。
【０００７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、車両の斜め前面衝突あるいはオフセット前面衝突により、フロントサイドメンバおよびサブフレームのサイドフレームに前後方向に衝突荷重が入力した場合、フロントサイドメンバはその後端がサイドシル前端と連続的に形成されて強度剛性が十分に確保されていて、該フロントサイドメンバへの入力荷重をサイドシルへ効率よく伝達する一方、サブフレームは前方からの入力荷重で後退モード調整手段によって後退移動が許容されるため、サイドフレームへの入力荷重は荷重伝達手段を介してフロアメンバに伝達されて左右一対の前後方向フレームに分散負担され、これらフロントサイドメンバおよびサイドフレームへの入力荷重をキャビン骨格部材へ効率良く分散伝達することができる。
【０００８】
この結果、斜め前面衝突あるいはオフセット前面衝突時にあっても、フロントサイドメンバおよびサイドフレームが局所的に車幅方向に折れ変形するのを抑制して反力を高く維持し、それらの圧潰変形や曲げ変形により衝突エネルギー吸収効果を高めることができる。
【０００９】
【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。
【００１０】
図１〜図３は本発明の第１実施形態を示すもので、図１は本発明の対象とする自動車の外観斜視図、図２は車体前部構造を下側から見た斜視図、図３はダッシュクロスメンバとサブフレーム後端部との連結構造を説明する略示的断面図である。
【００１１】
図１〜図３に示すように車体１のフロントコンパートメントＦ・Ｃの車幅方向両側には、車体前後方向に延在した左右一対のフロントサイドメンバ２を備えており、また、キャビンの下面を隔成するフロアパネル３の車幅方向両側には、車体前後方向に延在した左右一対のサイドシル４を設けてあって、これら左右のサイドシル４の後側部間に跨ってフロアクロスメンバが車幅方向に接合配置される。
【００１２】
左右のフロントサイドメンバ２の前端に跨って車幅方向メンバとしてのバンパーレインフォース６を連結してあり、サイドシル４の前端にはフロントピラー７の下端を連設してある。
【００１３】
フロントサイドメンバ２，サイドシル４，バンパーレインフォース６およびフロントピラー７は何れも閉断面に形成してある。
【００１４】
前記フロントサイドメンバ２の後端部には延長部２Ａを一体に形成してあって該延長部２Ａをダッシュクロスメンバ２の側面とダッシュパネル９の下面とに接合してあると共に、このダッシュパネル９の下面に廻り込んだ延長部２Ａの後端を前記サイドシル４の前端に突合わせて接合して、該サイドシル４と連続的に形成してある。
【００１５】
フロントサイドメンバ２，２の下側には、サスペンションユニット等を支持するサブフレーム１１を配置してある。
【００１６】
サブフレーム１１は、車体前後方向に延在する左右一対のサイドフレーム１２と、これらサイドフレーム１２の前端部間および後端部間に跨って車幅方向に連結したフロントフレーム１３およびリヤフレーム１４とを備えて平面井桁状に形成してある。
【００１７】
サブフレーム１１を構成する各フレーム１２〜１４は閉断面に形成してあって、該サブフレーム１１はその前端部を前記バンパーレインフォース６の下面に、および後端部をダッシュクロスメンバ８に、それぞれボルト３０によって連結してある。
【００１８】
フロアパネル３の下面には、フロア中央に車体前後方向に設けたフロアトンネル３ａと各サイドシル４との間にフロアメンバ１５を配置してある。
【００１９】
このフロアメンバ１５は、左右一対の前後方向フレーム１６と、これら前後方向フレーム１６の前端を連設した連結フレーム１７とで平面略Ｕ字状に形成してあり、前後方向フレーム１６，１６をサイドシル４とフロアトンネル３ａとに沿って配置してある。
【００２０】
フロアメンバ１５は略ハット形断面に形成されてフロアパネル３の下面に接合して閉断面を構成している。
【００２１】
そして、前記サブフレーム１１の後端とフロアメンバ１５の前端との間には、前記サイドフレーム１２に作用する前後方向の衝突入力をフロアメンバ１５に伝達する荷重伝達手段１８を設けてある。
【００２２】
この荷重伝達手段１８は、サイドフレーム１２の後端部に後方に向けて突設した凸部１９で構成してあり、該凸部１９をフロアメンバ１５の連結フレーム１７の平面Ｕ字状の頂部に近接もしくは当接して配置してある。
【００２３】
また、前記サブフレーム１１の後端部とダッシュクロスメンバ８との締結部分に、所定値以上の前記衝突入力でサブフレーム１１の後退移動を許容する後退モード調整手段４０を設けてある。
【００２４】
ダッシュクロスメンバ８は上壁８ａと前壁８ｂおよび下壁８ｃとで略コ字形断面に形成してあり、ダッシュパネル９の縦壁に接合して閉断面を構成している。
【００２５】
このダッシュクロスメンバ８の前壁８ｂと下壁８ｃとの連設部分には後斜方向に傾斜した座面８ｄを形成して、その所要部位にボルト挿通孔３１を形成してある。
【００２６】
一方、サブフレーム１１の後端部、例えばサイドフレーム１２とリヤフレーム１４との連結部の上面には後傾した脚部３２を突設してあり、該脚部３２の上面は前記座面８ｄの傾斜角度に合わせて傾斜した座面３２ａとしてあり、これら座面８ｄと３２ａとを重合してボルト３０により締結し、座面８ｄに作用する所定値以上の荷重で下壁８ｃが下側に倒れ変形可能に構成して前記後退モード調整手段４０としてある。
【００２７】
また、本実施形態では座面８ｄと下壁８ｃとの連設部の内側に斜状の支壁８ｅを設けて、サブフレーム１１の取付強度を確保できるようにしている。
【００２８】
図２中、５はフードリッジメンバを示す。
【００２９】
以上の第１実施形態の構造にあっては、車両の斜め前面衝突又はオフセット前面衝突により、フロントサイドメンバ２およびサブフレーム１１のサイドフレーム１２に前後方向に衝突荷重が入力した場合、フロントサイドメンバ２はその後端がサイドシル４と連続的に形成されて強度剛性が十分に確保されていて、該フロントサイドメンバ２への入力荷重をサイドシル４に前後方向荷重として効率よく伝達する。
【００３０】
一方、サブフレーム１１のサイドフレーム１２に前方より作用する入力荷重が所定値以上になると、ダッシュクロスメンバ８の座面８ｄがこの荷重を受けて下壁８ｃおよび支壁８ｅが下側へ倒れ変形してサブフレーム１１の後退が許容され、サイドフレーム１２の後端部の凸部１９を介してフロアメンバ１５の連結フレーム１７に荷重が伝達されると共に、該連結フレーム１７よりフロア中央の骨格メンバであるフロアトンネル３ａおよびフロアサイドの骨格メンバであるサイドシル４にそれぞれ沿った左右の前後方向フレーム１６，１６に分岐して前後方向荷重として伝達される。
【００３１】
即ち、前記フロントサイドメンバ２およびサイドフレーム１２に作用した前後方向の衝突荷重は、サイドシル４，フロントピラー７，ダッシュクロスメンバ８，フロアメンバ１５，フロアトンネル３ａ等のキャビン骨格部材へ効率よく分散伝達することができる。
【００３２】
この結果、斜め前面衝突あるいはオフセット前面衝突時にあっても、フロントサイドメンバ２およびサイドフレーム１２が局部的に車幅方向に折れ変形するのを抑制して、フルラップ前面衝突時と遜色なく反力を高く維持し、フロントサイドメンバ２の前端からの圧潰変形やサイドフレーム１２の全体的な車幅方向の曲げ変形を促して、衝突エネルギー吸収効果を高めることができる。
【００３３】
ここで、本実施形態にあってはサブフレーム１１の後退モード調整手段４０を、ダッシュクロスメンバ８の座面８ｄを斜状に形成して、所定値以上の荷重で下壁８ｃが下側に倒れ変形可能として構成したため、別部材を用いることなくコスト的に有利に得ることができる。
【００３４】
図４は本発明の第２実施形態を示すもので、本実施形態にあってはダッシュクロスメンバ８の下壁８ｃにボルト挿通孔３１を形成して、サブフレーム１１の後端部のほぼ直状の脚部３２Ａをボルト３０により該下壁８ｃに取付けるようにしてあり、そして、このボルト挿通孔３１の後方に近接して前後方向の長孔３３を設けてこれらボルト挿通孔３１と長孔３３との間に脆弱部３４を形成して、前述の後退モード調整手段４０としている。
【００３５】
従って、この第２実施形態ではサブフレーム１１に作用する所定値以上の衝突荷重で前記脆弱部３４が破断し、ボルト３０がボルト挿通孔３１から長孔３３へ移動してサブフレーム１１の後退移動が許容される。
【００３６】
この第２実施形態では前述のようにボルト挿通孔３１の後側に近接して長孔３３を設けるだけで後退モード調整手段４０を構成できるため、設計的におよびコスト的に有利に得ることができる。
【００３７】
図５は本発明の第３実施形態を示すもので、本実施形態にあっては、ダッシュクロスメンバ８の下壁８ｃとサブフレーム１１の後端部の脚部３２Ａとの間に円形の回転ディスク３５を介装し、この回転ディスク３５と前記下壁８ｃおよび脚部３２Ａをそれぞれ独立してボルト３０，３０により締結し、これらボルト３０，３０による締結位置を側面視して前後方向にオフセットして設定することにより、前述の後退モード調整手段４０を構成している。
【００３８】
従って、この第３実施形態では斜め前面衝突又はオフセット前面衝突時に、サブフレーム１１に作用する車幅方向の荷重成分によって回転ディスク３５がダッシュクロスメンバ８の下壁８ｃとの取付点を支点に回転してサブフレーム１１の後退移動が許容される。
【００３９】
前記ボルト３０，３０による締結位置は多少左右方向にオフセットさせておいてもよい。
【００４０】
この第３実施形態では前記第２実施形態も同様であるが、ダッシュクロスメンバ８やサブフレーム１１の脚部３２等の設計変更を伴わないためコスト的に有利に得ることができる。
【００４１】
図６は本発明の第４実施形態を示すもので、本実施形態にあってはダッシュクロスメンバ８の下壁８ｃにサブフレーム１１の後端部の脚部３２Ａをボルト３０により締結する点は前記第２実施形態と同様であるが、ダッシュクロスメンバ８にはこの締結部分の左右両側に下面側から凹部３６を設けて剛性低下部３６として、前述の後退モード調整手段４０を構成している。
【００４２】
従って、この第４実施形態ではサブフレーム１１に作用する衝突荷重でダッシュクロスメンバ８のサブフレーム締結部分が、その左右の剛性低下部３６によって後方へ変形移動してサブフレーム１１の後退移動が許容される。
【００４３】
この第２実施形態ではダッシュクロスメンバ８にサブフレーム締結部の両側に凹部３６を設けて剛性低下部とするだけで後退モード調整手段を構成できるため、設計的におよびコスト的に有利に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の対象とする自動車の外観斜視図。
【図２】本発明の第１実施形態の車体前部構造を下側から見た斜視図。
【図３】本発明の第１実施形態におけるダッシュクロスメンバとサブフレーム後端部との連結構造を説明する略示的断面図。
【図４】本発明の第２実施形態の要部を示す図１と同様の斜視図。
【図５】本発明の第３実施形態の要部を示す図４と同様の斜視図。
【図６】本発明の第４実施形態の要部を示す図４と同様の斜視図。
【符号の説明】
１…車体
Ｆ・Ｃ…フロントコンパートメント
２…フロントサイドメンバ
３…フロアパネル
３ａ…フロアトンネル
４…サイドシル
６…バンパーレインフォース（車幅方向メンバ）
８…ダッシュクロスメンバ
８ｂ…前壁
８ｃ…下壁
８ｄ…座面
１１…サブフレーム
１２…サイドフレーム
１４…リヤフレーム
１５…フロアメンバ
１６…前後方向フレーム
１７…連結フレーム
１８…荷重伝達手段
３０…ボルト
３１…ボルト挿通孔
３４…脆弱部
３５…回転ディスク
３６…剛性低下部
４０…後退モード調整手段
【図１】
2004161031.tif 000003
【図２】
2004161031.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004161031.tif 000006
【図５】
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【図６】
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