(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前部の左右両側においてダッシュパネルから前方へ向けて各々車体前後方向に延びるとともに、中空断面を有する一対のフロントサイドフレームを備えた自動車の前部車体構造であって、
前記一対のフロントサイドフレームは、車体上下方向から見て、該フロントサイドフレームの後端部から前端側へ向かって略中央部まで前側へ行くほど互いに離れるように傾斜して延びるように形成され、
前記一対のフロントサイドフレームの中間にパワープラントが配設され、
前記各フロントサイドフレームにおける後端部から略中央部までの傾斜して延びる部分には、自動車の前面衝突時に後退するパワープラントから車体内方ないし車体後方への引張荷重を受けるように荷重入力部が設けられ、
前記フロントサイドフレームの荷重入力部の近傍には、該荷重入力部が前記パワープラントから引張荷重を受けたときに破断するように、薄肉状の破断起点部が設けられていることを特徴とする自動車の前部車体構造。
【請求項２】
請求項１において、
前記フロントサイドフレームの荷重入力部は、車体内方の側壁部に設けられたフック部材であり、
前記破断起点部は、前記フロントサイドフレームにおけるフック部材の固定部位を囲むように設けられていることを特徴とする自動車の前部車体構造。
【請求項３】
請求項２において、
前記一対のフロントサイドフレームのフック部材を互いに連結するように車幅方向にワイヤ部材が張架され、
前記パワープラントには、自動車の前面衝突時に後退する該パワープラントから前記ワイヤ部材へ荷重を伝達する荷重伝達部が設けられていることを特徴とする自動車の前部車体構造。
【請求項４】
請求項２において、
前記パワープラントの車幅方向の両端側には、自動車の前面衝突時に該パワープラントの後退によって前記フロントサイドフレームのフック部材と係合するように、車体外方へ突出した係合部が設けられていることを特徴とする自動車の前部車体構造。
【請求項５】
車体前部の左右両側においてダッシュパネルから前方へ向けて各々車体前後方向に延びるとともに、中空断面を有する一対のフロントサイドフレームを備えた自動車の前部車体構造であって、
前記一対のフロントサイドフレームは、車体上下方向から見て、該フロントサイドフレームの後端部から前端側へ向かって略中央部まで前側へ行くほど互いに離れるように傾斜して延びるように形成され、
前記一対のフロントサイドフレームの中間にパワープラントが配設され、
前記各フロントサイドフレームにおける後端部から略中央部までの傾斜して延びる部分の少なくとも車体内方側が、車体前方の前側パネルと車体後方の後側パネルとからなり、該後側パネルの前端側が前側パネルの後端側に車体内方側から接合され、
前記後側パネルにおける前側パネルとの接合部位近傍には、自動車の前面衝突時に後退するパワープラントから車体内方ないし車体後方への引張荷重を受けるように荷重入力部が設けられ、
前記後側パネルの荷重入力部の近傍は、前記荷重入力部が前記パワープラントから引張荷重を受けたときに前記前側パネルから分離するように該前側パネルに接合されていることを特徴とする自動車の前部車体構造。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１つにおいて、
前記フロントサイドフレームの前記荷重入力部近傍の車体外側面には、自動車の前輪との干渉を防ぐための凹部が車体内方へ窪むように形成されていることを特徴とする自動車の前部車体構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の前部の左右両側においてそれぞれ車体前後方向に延びるように設けられたフロントサイドフレームの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の自動車の前部車体構造として、例えば、特開２０００−５３０２２号公報に開示されるように、自動車の前面衝突の際にフロントサイドフレームの変形モードを潰れ変形から屈曲変形へ切り換えることにより、衝突初期に車体に対し相対的に大きい減速度を生じさせ、その後、一旦、車体減速度を降下させるようにしたものが知られている。
【０００３】
すなわち、図１２及び図１３に示すように、車体前部の左右両側にそれぞれ設けられるフロントサイドフレーム１００，１００の前端に、車幅方向に延びるバンパーレインフォースメント１０１の左側及び右側がそれぞれ取り付けられ、さらに、該両フロントサイドフレーム１００，１００の前後方向の中央部から前方へ向かって、車体外方へ傾斜して延びる斜方向ビーム１０２，１０２がそれぞれ設けられている。その斜方向ビーム１０２，１０２のそれぞれの前端部は、前記バンパーレインフォースメント１０１に対して前後方向に所定距離離れた状態で、かつ、車体前後方向から見て、該バンパーレインフォースメント１０１の車幅方向の両端部とそれぞれ重複するように位置付けられている。
【０００４】
そして、この構造では、前面衝突時の衝撃は、まず、バンパーレインフォースメント１０１からフロントサイドフレーム１００，１００に伝達されて、図１３に示すように、該フロントサイドフレーム１００，１００の前端側が比較的、変形荷重の大きい潰れ変形を起こす。続いて、バンパーレインフォースメント１０１の車幅方向の両端部が前記斜方向ビーム１０２，１０２の前端部に当接して、該斜方向ビーム１０２，１０２を介して側方荷重が加えられることによって、前記フロントサイドフレーム１００，１００の中央部が車体内方へ屈曲変形し、それ以降の変形荷重が比較的、小さなものとなる。このことにより、衝突初期に車体減速度を急峻に立ち上がらせて、その後、車体減速度を降下させることができる。
【０００５】
ここで、衝突時の乗員には、該乗員を拘束するシートベルト等の拘束手段からの反力によって減速度が作用するため、衝突の初期のようにシートベルトの伸びが少ない状態では乗員減速度は極めて小さい。その一方で、車体には衝突初期から大きな減速度が作用しているため、前記乗員と車体との相対移動距離は次第に大きくなって、シートベルトの伸びが最大に達した時点で乗員がシートベルトから受ける反力も最大となり、大きな衝撃荷重を受けることになる。
【０００６】
前記従来例では、この乗員への衝撃荷重を低減させるべく、衝突後にシートベルトの伸びが最大となる直前に、フロントサイドフレームの変形モードを切り換えて、車体減速度を降下させるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の構造では、一対のフロントサイドフレームの間に搭載されるパワープラントが、該各フロントサイドフレームの車体内方への屈曲変形を阻害することがあり、この場合には、上述したように車体減速度を降下させることができないため、乗員減速度の最大値、即ち衝撃荷重を狙い通りに低減できないという問題がある。
【０００８】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、主にフロントサイドフレームの構造に工夫を凝らし、衝突の途中で確実に変形モードを切り換えて、狙い通りに車体減速度を降下させることにより、乗員に作用する衝撃荷重を低減することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の第１の解決手段では、フロントサイドフレームに、自動車の前面衝突時に後退するパワープラントから引張荷重を受けて破断する破断起点部を設けた。
【００１０】
具体的には、請求項１の発明では、車体前部の左右両側においてダッシュパネルから前方へ向けて各々車体前後方向に延びるとともに、中空断面を有する一対のフロントサイドフレームを備えた自動車の前部車体構造を前提とする。そして、前記一対のフロントサイドフレームは、車体上下方向から見て、該フロントサイドフレームの後端部から前端側へ向かって略中央部まで前側へ行くほど互いに離れるように傾斜して延びるように形成され、該一対のフロントサイドフレームの中間にパワープラントを配設し、該各フロントサイドフレームにおける後端部から略中央部までの傾斜して延びる部分には、自動車の前面衝突時に後退するパワープラントから車体内方ないし車体後方への引張荷重を受けるように荷重入力部を設けるとともに、この荷重入力部の近傍に、該荷重入力部が前記パワープラントから引張荷重を受けたときに破断するように、薄肉状の破断起点部を設ける構成とする。
【００１１】
この構成によれば、自動車の前面衝突時には、まず、フロントサイドフレームが圧縮荷重を受けて潰れ変形を開始し、車体減速度が急峻に立ち上がる。このことによって、シートベルトが早期に伸びて乗員を強く拘束するようになる。続いて、パワープラントの後退に伴い、該パワープラントからフロントサイドフレームの荷重入力部に対して車体内方ないし車体後方への引張荷重が作用する。そして、前記シートベルトの伸びが最大となる前にフロントサイドフレームの破断起点部が破断して、その剛性が大幅に低下し、このことを契機として、フロントサイドフレームが屈曲変形を開始する。
【００１２】
つまり、フロントサイドフレームの変形の途中で破断起点部を破断させることにより、変形モードを狙い通りのタイミングで潰れ変形から屈曲変形に切り換えて、その変形荷重を減少させることができ、これにより、シートベルトが伸びきるときに車体減速度を低下させて、該シートベルトの反力による乗員への衝撃荷重を十分に低減することができる。
【００１３】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記フロントサイドフレームの荷重入力部を車体内方の側壁部に設けられたフック部材とし、破断起点部は該フロントサイドフレームにおけるフック部材の固定部位を囲むように設けるものとする。
【００１４】
こうすれば、自動車の前面衝突時には、後退するパワープラントからフロントサイドフレームの車体内方に設けられたフック部材に引張荷重が作用し、このフック部材の固定部位を囲むように設けられた破断起点部が確実に破断する。そして、フロントサイドフレームの車体内方の側壁部における剛性が大幅に低下することにより、該フロントサイドフレームはその前端側の部分が前記破断起点部近傍の部分よりも車体内方に大きく変位するように屈曲変形を開始する。
【００１５】
請求項３の発明では、請求項２の発明において、前記一対のフロントサイドフレームのフック部材を互いに連結するように車幅方向にワイヤ部材を張架する一方、前記パワープラントには、自動車の前面衝突時に後退する該パワープラントから前記ワイヤ部材へ荷重を伝達する荷重伝達部を設けるものとする。
【００１６】
このことで、自動車の前面衝突時に後退するパワープラントの荷重伝達部から、ワイヤ部材を介してフック部材に荷重が伝達され、これにより、該フック部材に確実に引張荷重を作用させることができる。一方、ワイヤ部材はある程度の余裕を持たせて張架するようにすれば、通常時にはパワープラントの揺動がワイヤ部材を介して車体へ伝達することを十分に抑制できる。
【００１７】
請求項４の発明では、請求項２の発明において、前記パワープラントの車幅方向の両端側には、自動車の前面衝突時に該パワープラントの後退によって前記フロントサイドフレームのフック部材と係合するように、車体外方へ突出した係合部を設けた。
【００１８】
このことで、自動車の前面衝突時には、後退するパワープラントの係合部がフロントサイドフレームのフック部材に係合して、このフック部材に確実に引張荷重を作用させることができる。一方、通常時には、パワープラントとフック部材とは係合状態でないため、該パワープラントの揺動がフック部材を介して車体に伝達することはない。
【００１９】
次に、本発明の第２の解決手段では、フロントサイドフレームの少なくとも車体内方側を前側及び後側パネルに分割し、それらの接合部位近傍に前記と同様の荷重入力部を設けるようにした。
【００２０】
具体的に、請求項５の発明では、車体前部の左右両側においてダッシュパネルから前方へ向けて各々車体前後方向に延びるとともに、中空断面を有する一対のフロントサイドフレームを備えた自動車の前部車体構造を前提とする。そして、前記一対のフロントサイドフレームは、車体上下方向から見て、該フロントサイドフレームの後端部から前端側へ向かって略中央部まで前側へ行くほど互いに離れるように傾斜して延びるように形成され、該一対のフロントサイドフレームの中間にパワープラントを配設し、該各フロントサイドフレームにおける後端部から略中央部までの傾斜して延びる部分の少なくとも車体内方側を車体前方の前側パネルと車体後方の後側パネルとからなるものとし、該後側パネルの前端側を前側パネルの後端側に車体内方側から接合するとともに、該後側パネルにおける前側パネルとの接合部位近傍には、自動車の前面衝突時に後退するパワープラントから車体内方ないし車体後方への引張荷重を受けるように荷重入力部を設け、前記後側パネルの荷重入力部の近傍は、前記荷重入力部が前記パワープラントから引張荷重を受けたときに前記前側パネルから分離するように該前側パネルに接合される構成とする。
【００２１】
この構成によれば、フロントサイドフレームの車体内方側を、前側パネルと後側パネルとに分割し、それらの接合部に請求項１の発明と同様の荷重入力部を設けたので、自動車の前面衝突時には、後退するパワープラントから前記荷重入力部に引張荷重を作用させて、前側及び後側パネルの接合部分を分離させることができ、これにより、前記請求項１の発明と同様に、フロントサイドフレームの変形の途中でその変形荷重を狙い通りに減少させて、乗員への衝撃荷重を十分に低減することができる。
【００２２】
請求項６の発明では、請求項１乃至５のいずれか１つの発明において、前記フロントサイドフレームの前記荷重入力部近傍の車体外側面には、自動車の前輪との干渉を防ぐための凹部が車体内方へ窪むように形成されている構成とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態に係る自動車の前部車体構造を示すものである。
【００２５】
この自動車は、図１に示すように、前側にエンジンルーム１が設けられ、該エンジンルーム１内にエンジン２及びミッションケース（変速装置等を収容する）３からなるパワープラント４を搭載し、該パワープラント４によって前輪８（図６に示す）を駆動するようにしている。このパワープラント４のエンジン２は、図示しないが、クランク軸が延びる方向に複数のシリンダが直線的に並ぶように構成され、該クランク軸が略車幅方向を向くように車体に対して横置きとされ、ミッションケース３の車体右側の側面がエンジン２のシリンダブロックの車体左側の側面に締結されている。また、図示しないが、エンジン２の前側壁部には吸気マニホルドや補機類等が取り付けられ、さらに、その前方の車体にはラジエータや該ラジエータのファン等が取り付けられている。尚、図１に示す符号１２は、ミッションケース３の出力軸と前記前輪８とを駆動連結するドライブシャフトである。
【００２６】
前記エンジンルーム１の後側はダッシュパネル５によって仕切られており、このダッシュパネル５の後側が車室６とされ、その車室６の下側はフロアパネル７によって仕切られている。このフロアパネル７は、ダッシュパネル５の下端縁部から、後方へ向かって下方へ傾斜して延び、車体の下端部まで達した後に、そこからは略水平に後方へ延びるように形成されている。また、そのフロアパネル７の車幅方向両端縁部には、図２にのみに示すが、該縁部に沿って延びる閉断面構造のサイドシル１０がそれぞれ設けられている。
【００２７】
前記サイドシル１０，１０の車体内方には、前記フロアパネル７の下面に沿って該サイドシル１０，１０と略平行に延びる一対のフロアフレーム２０，２０が設けられており、このフロアフレーム２０，２０は、上方が開放したコ字状断面を有し、その上端部が前記フロアパネル７の下面に溶接されている。また、該一対のフロアフレーム２０，２０に挟まれたフロアパネル７の略中央位置には、その前端から後端に亘って車室６側へ膨出するようにフロアトンネル部２１が形成されていて、該フロアトンネル部２１の前端側の部分はその前側ほど大きく膨出している。
【００２８】
前記フロアトンネル部２１とフロアフレーム２０，２０との間には、それぞれ該フロアフレーム２０，２０の車体内方側からフロアトンネル部２１の車体外方側に亘って、ダッシュパネル５の下端側とフロアパネル７の前端側とに溶接されるダッシュロアレインフォースメント２２，２２が設けられている。さらに、左側及び右側のそれぞれのフロアフレーム２０，２０の車体外方側からサイドシル１０，１０の車体内方側に亘って、前記ダッシュロアレインフォースメント２２，２２と同様に、ダッシュパネル５とフロアパネル７とに溶接されるトルクボックス２３，２３がそれぞれ設けられている。
【００２９】
また、図３に示すように、前記エンジンルーム１の車幅方向両側には、前記ダッシュパネル５からそれぞれ前方へ突出して延びる鋼板製のフロントサイドフレーム１１，１１が設けられている。この一対のフロントサイドフレーム１１，１１は、全体として略矩形状の中空断面を有し、それぞれ前記車体の下端部からフロアパネル７の傾斜部に沿って前方へ延び、エンジンルーム１の上下方向の中央部近傍で屈曲して、そこから前側の部分は略水平方向にパワープラント４の前端部よりも前方へ延びている。
【００３０】
前記フロントサイドフレーム１１，１１は、図４に示すように、それぞれ車体外方に位置するアウタパネル５０と、該アウタパネル５０の車体内方側に溶接により固定されたインナパネル５１とからなる。該アウタパネル５０は、その上縁から下縁に亘って略平坦な板状に形成される一方、インナパネル５１は車体前後方向から見て、車体外方側が開放する略コ字状断面を有するように形成されている。該インナパネル５１の開放側の上端部及び下端部は、それぞれ互いに離れるように折り曲げられてフランジ部が形成されており、該フランジ部がそれぞれアウタパネル５０の上端部及び下端部に溶接されている。
【００３１】
この一対のフロントサイドフレーム１１，１１は、車体上下方向から見て、その後端部から前端側へ向かって略中央部までは前側ほど互いに離れるように形成される一方、該中央部から前端部までは互いに略平行となるように形成されている。さらに、図５に示すように、各フロントサイドフレーム１１のアウタパネル５０の車体外方側には、前記前輪８の車体内方側を覆うようにそれぞれ設けられたフェンダエプロン５２の下縁部が溶接されている。該フェンダエプロン５２の後端部は前記ダッシュパネル５の前側に溶接されるとともに、上端部には、前輪８の車体内方に配設されたサスペンション装置（図示せず）の上端部を支持するサスペンションタワー５３が一体形成されている。
【００３２】
前記フロントサイドフレーム１１のアウタパネル５０は、図３に示すように、前記前輪８の配設位置に対応した部位が車体内方へ向かって大きく窪むように湾曲しており、該前輪８の操舵時における干渉を防ぐようになっている。また、図６に示すように、このアウタパネル５０の湾曲部位において、前記サスペンション装置の配設位置に対応した部位はさらに車体内方へ向かって窪んで凹部５４が形成されていて、該凹部５４近傍は他の部位に比べて小さい断面を有することになり、若干、脆弱である。
【００３３】
一方、前記各フロントサイドフレーム１１のインナパネル５１において、前記アウタパネル５０の凹部５４に対応する部位の車体内方側には、略コ字状のフック部材（荷重入力部）５５が取り付けられている。このフック部材５５は、車体前後方向から見て、コの字の開放側が車体外方側となるように配置され、その開放側の上下両端部がそれぞれ前記フロントサイドフレーム１１のインナパネル５１に取り付けられていて、該フック部材５５とインナパネル５１の側壁部とによって車体前後方向に貫通する略矩形の枠状部分が形成されている。
【００３４】
また、前記インナパネル５１には、前記フック部材５５の取付部から車体上下方向及び車体前後方向にそれぞれ離間して、該取付部を略矩形状に囲むように薄肉部（破断起点部）５７が形成されている。この薄肉部５７は、インナパネル５１の車体内方面に開口する溝状に形成され、その深さは該インナパネル５１の厚さの１／２くらいとされている。そして、このように左右のフロントサイドフレーム１１，１１にそれぞれ設けられたフック部材５５，５５の間には、ワイヤ部材５６が架け渡されていて、その車幅方向の両端部が該両フック部材５５，５５にそれぞれ取り付けられている。
【００３５】
また、前記フロントサイドフレーム１１，１１のそれぞれの前端側には、前面衝突時の衝撃により圧縮荷重を受けて車体前後方向に潰れ変形し、このことにより衝撃エネルギを吸収するクラッシュボックス２６，２６が設けられている。このクラッシュボックス２６，２６は、前側ほど小さい矩形断面を有するように形成されるとともに、後端部には車幅方向及び車体上下方向にそれぞれ延出した矩形のフランジ部２４，２４が設けられていて、このフランジ部２４，２４が、前記フロントサイドフレームフレーム１１，１１の前端部に設けられた略同形状のフランジ部２５，２５に取り付けられている。一方、左右両側のクラッシュボックス２６，２６の前端部には、バンパーレインフォースメント２７の車幅方向両端部がそれぞれ固定されている。
【００３６】
また、前記クラッシュボックス２６，２６には、それぞれ上面部及び両側面部に車幅方向及び車体上下方向に長い略だ円形のビードが形成されていて、このビードにより衝突の際の潰れ変形を制御して確実に所期の衝撃吸収特性を得られるようになっている。この衝撃吸収特性については、詳しくは後述するが、前記フロントサイドフレーム１１，１１が屈曲変形を開始する直前に、潰れ変形が終了することになるように設定されている。
【００３７】
また、前記フロントサイドフレーム１１，１１は、図３に示すように、前記パワープラント４をエンジンルーム１において支持している。すなわち、該パワープラント４の車幅方向の両端部近傍は、それぞれ前記フロントサイドフレーム１１，１１に対して、マウント部材１３、１４を介して弾性支持されている。このマウント部材１３、１４は、それぞれ、パワープラント４に取り付けられるブラケット１５、１７と、フロントサイドフレーム１１，１１に取り付けられるブラケット１６、１８とからなる。
【００３８】
前記パワープラント４の後部において、車体の幅方向中央部に対応する位置には、車幅方向から見て、車体後方側が開放した略コ字状のブラケット６０が設けられていて、該ブラケット６０に対して車体上下方向に延びる軸６１により滑車（荷重伝達部）６２が回動自在に支持されている。そして、前記の如く一対のフロントサイドフレーム１１，１１のフック部材５５，５５に張架されたワイヤ部材５６が、前記滑車６２に巻き掛けられていて、このワイヤ部材５６は通常走行時のパワープラント４の揺動が該ワイヤ部材６２を介して車体に伝達しないように若干、余裕を持った状態とされている。
【００３９】
斯かる構成により、自動車の前面衝突時にパワープラント４が後退すると、該パワープラント４の滑車６２が車幅方向に張架されたワイヤ部材５６を車体後方に押圧し、これにより、該ワイヤ部材５６を介してフロントサイドフレーム１１，１１のフック部材５５に車体内方及び車体後方への引張荷重が作用して、図７に示すように、該フック部材５５を囲む薄肉部５７が車体前方側から徐々に破断することになる。そして、このことによりフロントサイドフレーム１１，１１の剛性が大幅に低下し、これを契機として、該フロントサイドフレーム１１，１１が大きく折れ曲がることになる。尚、この際、衝突時の衝撃によりパワープラント４が車幅方向に移動して、ワイヤ部材５６における滑車６２から荷重を受ける部位が該ワイヤ部材の車幅方向の略中央部からずれても、滑車６２によって左右のフック部材５５，５５に略同じ荷重を作用させることができるので、左右の薄肉部５７，５７は略同時に破断する。
【００４０】
つまり、この実施形態１では、フロントサイドフレーム１１，１１の屈曲タイミングをパワープラント４の滑車６２とワイヤ部材５６との車体前後方向の配設位置、及びワイヤ部材５６の張架時の余裕によって設定できるようになっている。
【００４１】
次に、前記フロントサイドフレーム１１，１１の下方に配設されるペリメータフレーム３０について説明する。このペリメータフレーム３０は、鋼板製とされ、前記パワープラント４や操舵装置（図１に出力軸３１のみを図示する）等を支持するものであり、全体として略矩形の枠状をなすように一体構造とされている。このペリメータフレーム３０の前端側のフロントメンバ部３２は、パワープラント４よりも前方で前記クラッシュボックス２６，２６の後端部よりも若干、後方に位置付けられ、車体左側のフロントサイドフレーム１１の真下位置から車体右側のフロントサイドフレーム１１の真下位置に亘るように車幅方向に直線的に延びている。また、このフロントメンバ部３２の左右両端部からそれぞれ車体後方へ延びるように、該フロントメンバ部３２と略同形状の断面を有するサイドメンバ部３３，３３が設けられている。
【００４２】
さらに、前記各サイドメンバ部３３の前端部から所定距離後方の部位には、前記フロントメンバ部３２の断面よりも大きい断面を有するサスペンションクロスメンバ部３４が２つのサイドメンバ部３３，３３に架け渡された状態で溶接されている。また、前記サイドメンバ部３３，３３は、図１に示すように、車幅方向から見て、その後端部から前後方向の略中央部まで略水平に延びるように形成される一方、この中央部分において上方へ傾斜するように屈曲していて、さらにその傾斜方向に沿って前端部まで延びている。
【００４３】
また、前記サスペンションクロスメンバ部３４は、図示しないが、その車幅方向両端側に、前輪８のサスペンションアームが取り付けられており、車幅方向の長さは、前記フロントメンバ部３２よりも短くなっている。また、図２に示すように、各サイドメンバ部３３を車体上下方向から見ると、前端部から前後方向の略中央部までは、後側ほど車体内方に位置するように比較的緩く傾斜し、この中央部分において前側よりも車体内方へきつく傾斜するように屈曲して後端部まで延びており、該中央部分に車幅方向の外方に突出した屈曲部が形成されている。
【００４４】
前記ペリメータフレーム３０の取り付けについては、各サイドメンバ部３３の前端が各フロントサイドフレーム１１にそれぞれ固定される一方、該各サイドメンバ部３３の後端が前記パワープラント４よりも後方側の位置で前記ダッシュロアレインフォースメント２２，２２にそれぞれ固定されている。
【００４５】
詳しくは、前記ペリメータフレーム３０の前側の左右の隅部には、該隅部の上面から車体外方へかつ前方へ向かって緩やかに傾斜しながら、上方へ突出するように取付ブラケット３６，３６が設けられている。この取付ブラケット３６，３６の下端部は前記ペリメータフレーム３０に溶接される一方、上端部には軸線が上下方向に延びる円筒部３７，３７が設けられ、この円筒部３７，３７の内側には円筒状のゴムブッシュ（図示せず）が嵌合されている。さらに、このゴムブッシュには、前記円筒部３７，３７と同軸に位置するようにパイプ部材（図示せず）が固着されており、そのパイプ部材を軸線方向に貫通するボルト３８，３８によって該パイプ部材の上端部がフロントサイドフレーム１１，１１の前端側に締結されるようになっている。
【００４６】
一方、前記ペリメータフレーム３０のサイドメンバ部３３，３３の後端部には、該ペリメータフレーム３０を前記ダッシュロアレインフォースメント２２，２２に取り付けるための取付部３９，３９が、それぞれ設けられている。この取付部３９，３９にも、前記したペリメータフレーム３０の前側の取付ブラケット３６，３６の上端部と同様に円筒部４０，４０が設けられ、この円筒部４０，４０の内側にゴムブッシュ（図示せず）が嵌合されている。そして、このゴムブッシュにパイプ部材（図示せず）が固着されていて、ボルト４１，４１によって該パイプ部材の上端部がダッシュロアレインフォースメント２２，２２に締結されるようになっている。
【００４７】
次に、前記自動車が前面衝突したときのフロントサイドフレーム１１，１１やペリメータフレーム３０の変形について説明する。
【００４８】
まず、衝突の初期には、衝突時の衝撃荷重がバンパーレインフォースメント２７を介してクラッシュボックス２６，２６に入力し、該クラッシュボックス２６，２６が潰れ変形を開始する。一方、前記フロントサイドフレーム１１，１１は前記の如くペリメータフレーム３０と連結されているため、全体として高い剛性を有し、この段階では両フレーム１１、３０とも大きな変形は起こらず、車体減速度が相対的に大きく立ち上がることになる。言い換えると、前記クラッシュボックス２６，２６の衝撃吸収特性は、衝突の初期に車体減速度を急峻に立ち上がらせながら、かつ該衝突初期の衝撃により前記フロントサイドフレーム１１，１１が屈曲変形しないように過大な衝撃荷重を吸収するものとされている。
【００４９】
続いて、前記クラッシュボックス２６，２６の潰れ変形が終了すると、ラジエータや吸気マニホルド等を介してパワープラント４に直接、衝撃荷重が作用するようになり、該パワープラント４が後退していく。これにより、前記フロンとサイドフレーム１１，１１にそれぞれ設けられた各フック部材５５に対して、該パワープラント４の滑車６２から車体後方に押圧されるワイヤ部材５６の引張荷重が作用し、前記各インナパネル５１の薄肉部５７に囲まれている部分が各フック部材５５とともにフロントサイドフレーム１１から離脱する。そして、このことによるフロントサイドフレーム１１，１１の車体内方の側壁部における剛性の大幅な低下を契機として、前記フロントサイドフレーム１１，１１は、その前端側が薄肉部５７，５７近傍の部分よりも車体内方へ大きく変位するように折れ曲がる。そして、図５及び図６に二点鎖線で示すように、フロントサイドフレーム１１，１１は、前記したアウタパネル５０，５０の凹部５４，５４の近傍を起点として車体上方へ大きく折れ曲がり、一方、図示しないが、ペリメータフレーム３０はサイドメンバ部３３，３３の車幅方向から見たときの屈曲部近傍を起点として大きく車体下方へ折れ曲がる。
【００５０】
つまり、前記クラッシュボックス２６，２６の潰れた後に、インナパネル５１の薄肉部５７を破断させることにより、該クラッシュボックス２６を含むフロントサイドフレーム１１の変形モードを潰れ変形から屈曲変形に切り換えて、変形荷重を低下させ、このことにより、車体減速度を一旦、降下させることができる。この際、フロントサイドフレーム１１，１１及びペリメータフレーム３０のサイドメンバ部３３，３３はそれぞれが互いに離れるように屈曲変形するため、両フレーム１１、３０の干渉を回避でき、また、両フレーム１１、３０ともパワープラント４から離れる方向に屈曲するため、該パワープラント４との干渉も確実に回避でき、所期の狙い通りに変形荷重を低下させながら、変形ストロークも確保できる。
【００５１】
図８は、この実施形態１に係る自動車の車体減速度特性ａ（実線）及び該自動車の乗員減速度特性ｂ（一点鎖線）と、この前部車体構造を有さない比較例の車体減速度特性ｃ（破線）及び乗員減速度特性ｄ（二点差線）とを対比して示す特性図である。尚、この特性図では、横軸に車体潰れ量をとり、縦軸に減速度をとっている。
【００５２】
まず、比較例の車体及び乗員の減速度特性ｃ、ｄについて説明すると、車体減速度特性ｃは衝突初期に立ち上がって略一定の減速度を保った状態で車体の潰れ変形が進行し、衝突終盤にパワープラント４がダッシュパネル５に底付きすることで急激に上昇して、その後、車体の潰れ変形が終了して減速度は０となる。この比較例における乗員減速度特性ｄについては、車体減速度特性ｃよりも緩やかに立ち上がり、徐々に上昇度合いが高くなる。そして、乗員を拘束するシートベルトの伸びが最大に達して乗員減速度が最大となる領域でも、車体減速度が前記の如く大きいため、シートベルトによる乗員への反力が極めて大きなものとなる。
【００５３】
これに対し、本実施形態１の車体及び乗員の減速度特性ａ、ｂの場合、車体減速度特性ａは、前記の如くクラッシュボックス２６，２６の潰れ変形が開始されると急峻に立ち上がり、このことで、比較的、早期にシートベルトが伸ばされて、乗員減速度も車体減速度にあまり遅れずに上昇する（乗員減速度特性ｂ参照）。そして、該シートベルトの伸びが最大となる直前に、前記したようにクラッシュボックス２６，２６の潰れ変形が終了し、インナパネル５１の薄肉部５７が破断してフロントサイドフレーム１１，１１及びペリメータフレーム３０の屈曲変形が開始される。これにより、車体減速度が一旦、降下することになり、この車体減速度の降下する領域においてシートベルトの伸びが最大となることで、乗員が受けるシートベルトからの反力を前記比較例と比べて大幅に減少させることができる。
【００５４】
以上、説明したように、この実施形態１では、自動車の前面衝突の初期にクラッシュボックス２６，２６の潰れ変形によって車体減速度を安定的にかつ急峻に立ち上がらせる一方、その潰れ変形の終了直後にフロントサイドフレーム１１，１１及びペリメータフレーム３０を屈曲変形させて、車体減速度を降下させるようにしたので、衝突時にシートベルトからの反力によって乗員減速度が過度に大きくなることを確実に防止できる。
【００５５】
尚、この実施形態１では、パワープラント４の滑車６２に予めワイヤ部材５６を巻き掛けているが、これに限らず、該滑車６２とワイヤ部材５６とを車体前後方向に離間させておくこともできる。この場合では離間距離によってフロントサイドフレーム１１，１１の屈曲変形のタイミングを設定できる。
【００５６】
また、前記各フロントサイドフレーム１１の薄肉部５７を、前記フック部材５５の取付部の全周に亘って略矩形状に取り囲むように設けているが、該薄肉部５７は、フック部材５５の周囲を部分的に囲むように設けてもよい。
【００５７】
（実施形態２）
図９及び図１０は、本発明の実施形態２に係る自動車の前部車体構造を示すものである。
【００５８】
この実施形態２は、前記実施形態１のものとはフロントサイドフレーム１１，１１の構成が異なるだけなので、以下、同一の部分には同一の符号を付し異なる部分だけを説明する。すなわち、この実施形態２では、各フロントサイドフレーム１１のインナパネル５１を前側パネル６５及び後側パネル６６に分割してそれらを互いに接合し、自動車の前面衝突時に両者６５、６６の接合部分を分離させるようにした。
【００５９】
具体的には、前記各フロントサイドフレーム１１のインナパネル５１は、前記アウタパネル５０に形成された凹部５４に対応する部位の近傍において車体前方の前側パネル６５と車体後方の後側パネル６６とに分割され、該後側パネル６６の前端側が前側パネル６５の後端側の車体内方側に重ね合わされた状態で、それぞれの上壁部、側壁部及び下壁部同士を互いにスポット溶接によって接合している。該後側パネル６６の側壁部には、その上端側及び下端側にそれぞれ車体後方へ長く延びるように切欠部６７が形成され、その２つの切欠部６７，６７の間の部分は、その前端部が車体内方へ突出するように折り曲げられてフランジ部（荷重入力部）６８とされ、このフランジ部６８には、車体前後方向に貫通する略矩形状の孔部が形成されている。また、前記実施形態１と同様に、該フランジ部６８，６８の間には、ワイヤ部材５６が架け渡されていて、その車幅方向の両端部が該フランジ部６８，６８にそれぞれ取り付けられている。
【００６０】
次に、この自動車が前面衝突したときのフロントサイドフレーム１１，１１やペリメータフレーム３０の変形について詳しく説明する。まず、衝突の初期には、前記実施形態１と同様に、クラッシュボックス２６，２６が潰れ変形を開始する一方、フロントサイドフレーム１１，１１及びペリメータフレーム３０は、この段階で大きな変形は起こらず、相対的に大きい車体減速度が発生する。
【００６１】
続いて、前記クラッシュボックス２６，２６の潰れ変形が終了すると、前記実施形態１と同様にパワープラント４が後退し、該パワープラント４の滑車６２が前記ワイヤ部材５６を車体後方に押圧し、これにより、後側パネル６６のフランジ部６８に対して、ワイヤ部材５６から車体内方及び車体後方への引張荷重が作用することになる。この引張荷重が、前側パネル６５及び後側パネル６６の側壁部同士の溶接部分を分離させる荷重に達すると、後側パネル６６の側壁部が前側パネル６５の側壁部から分離し、このことによるフロントサイドフレーム１１，１１の剛性の低下を契機として、該フロントサイドフレーム１１，１１が大きく折れ曲がることになる。
【００６２】
これにより、前記実施形態１と同様に、前記フロントサイドフレーム１１，１１の変形モードを潰れ変形から屈曲変形に切り換えて、車体減速度を一旦、降下させることができる。この際、前記後側パネル６６の切欠部６７，６７によって、前側パネル６５及び後側パネル６６の溶接部分に対してパワープラント４からの荷重を直接的に作用させて、確実に分離させることができる。
【００６３】
したがって、この実施形態２では、フロントサイドフレーム１１のインナパネル５１を前側パネル６５及び後側パネル６６に分割して、該後側パネル６６に前記フランジ部６８及び切欠部６７，６７を設けることによって、前記実施形態１と同様な作用効果を得ることができる。
【００６４】
尚、この実施形態２における切欠部６７，６７を前記実施形態１で説明した溝状の薄肉部としてもよく、この場合では、前記フランジ部６８に作用する引張荷重が、薄肉部を破断させる荷重に達するとその薄肉部が前端部から破断していくとともに、溶接部分に引張荷重が作用するようになる。そして、該溶接部分が分離しながら薄肉部がさらに破断していき、このことによるフロントサイドフレーム１１，１１の剛性の低下を契機として、該フロントサイドフレーム１１，１１が大きく折れ曲がることになる。
【００６５】
（他の実施形態）
尚、本発明は前記実施形態１及び２に限定されるものではなく、その他の種々の実施形態を包含するものである。すなわち、前記各実施形態では、パワープラント４の係合部として滑車６２を設けているが、図１１に示すように、パワープラント４の車幅方向の両端側にそれぞれＬ字状の係合部材（係合部）７０を設けるようにしてもよい。具体的には、該各Ｌ字状部材７０の一方のアーム部を、パワープラント４の側壁部から車体外方へ延びるように取り付け、この一方のアーム部の端部から車体後方へ延びる他方のアーム部を、車体前後方向から見て、前記フック部材５５とフロントサイドフレーム１１のインナパネル５１とからなる枠状部分の内方側と重複するように位置付ける。
【００６６】
このものでは、前記した自動車の前面衝突時にパワープラント４が後退すると、Ｌ字部材７０と前記フック部材５５とが係合して、該パワープラント４からの荷重を前記フック部材５５を介して薄肉部５７に作用させるようになる。  尚、パワープラント４のＬ字部材７０とフロントサイドフレーム１１のフック部材５５とは、車体前後方向に所定距離（例えば、３０ｍｍ〜４０ｍｍ）離間しており、通常走行時のパワープラント４の揺動によって該Ｌ字部材７０及びフック部材５５が接触することはない。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明に係る自動車の前部車体構造によると、フロントサイドフレームに、自動車の前面衝突時に後退するパワープラントから引張荷重を受ける荷重入力部と、その引張荷重により破断する薄肉状の破断起点部とを設けたので、自動車の前面衝突時にフロントサイドフレームの変形途中でフロントサイドフレームの剛性を大幅に低下させて、変形モードを切り換えるができ、これにより、車体減速度を狙い通りに変化させて、乗員への衝撃荷重を確実に低減することができる。
【００６８】
請求項２記載の発明によると、自動車の前面衝突時に、後退するパワープラントからフック部材に対して引張荷重を作用させて、破断起点部を確実に破断させることができる。
【００６９】
請求項３記載の発明によると、自動車の前面衝突時に、後退するパワープラントの荷重伝達部から、ワイヤ部材を介しフック部材に対して引張荷重を確実に作用させることができる。
【００７０】
請求項４記載の発明によると、自動車の前面衝突時に、後退するパワープラントの係合部からフロントサイドフレームのフック部材に引張荷重を確実に作用させることができる。
【００７１】
請求項５記載の発明によると、請求項１の発明と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態１に係る車体前部の構造を示す側面図である。
【図２】  車体前部の構造を示す下面図である。
【図３】  車体前部の構造を示す上方から見た斜視図である。
【図４】  フロントサイドフレームのフック部材取付部の近傍を拡大して示す斜視図である。
【図５】  フロントサイドフレーム近傍の車体構造を示す上方から見た斜視図である。
【図６】  車体前部の左側を示す平面図である。
【図７】  前面衝突時におけるフロントサイドフレームの破断状態を示す図４相当図である。
【図８】  車体潰れ量に対する車体減速度の変化を示す特性図である。
【図９】  本発明の実施形態２に係る図１相当図である。
【図１０】  本発明の実施形態２に係る図４相当図である。
【図１１】  本発明の他の実施形態に係る図６相当図である。
【図１２】  従来の自動車の車体前部構造を示す平面図である。
【図１３】  前面衝突後の車体前部の状態を示す図１２相当図である。
【符号の説明】
４    パワープラント
１１  フロントサイドフレーム
５１  インナパネル
５５  フック部材（荷重入力部）
５６  ワイヤ部材
５７  薄肉部（破断起点部）
６２  滑車（荷重伝達部）
６５  前側パネル
６６  後側パネル
６８  フランジ部（荷重入力部）
７０  Ｌ字部材（係合部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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