(57)【要約】【課題】  衝突時に衝突エネルギ吸収部材を確実に支持すると共に充分なエネルギ吸収も行う。【解決手段】  平面視井形のフロントサブフレーム２２におけるサイドレール２２Ｄの車幅方向内側壁部２２Ｅの車幅方向内側には、車体前後方向に沿ってフロントサブフレーム補強部材３２が配設されている。また、フロントサブフレーム２２の前部には車体前方へ向かって衝突エネルギ吸収部材３４が配設されており、衝突エネルギ吸収部材３４の車体後方への延長線上にフロントサブフレーム補強部材３２が配設されている。【選択図】  図１
2005081955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前後方向に延びるサイドレールの前後両端部が、フロントサイドメンバに連結された平面視井形のフロントサブフレームと、
前記フロントサブフレームの前部に車体前方へ向かって配設された衝突エネルギ吸収部材と、
前記フロントサブフレームのサイドレールの車幅方向内側における前記衝突エネルギ吸収部材の車体後方への延長線上に配設されたフロントサブフレーム補強部材と、
を有することを特徴とする自動車の車体前部構造。
【請求項２】
前記フロントサブフレームのサイドレールの車幅方向外側壁部は、平面視において車幅方向内側へ円弧状に湾曲していることを特徴とする請求項１に記載の自動車の車体前部構造。
【請求項３】
前記フロントサブフレーム補強部材と前記フロントサイドメンバのキック部とを連結するリヤブレースを有することを特徴とする請求項１、２の何れか１項に記載の自動車の車体前部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車の車体前部構造に係り、特に衝突エネルギ吸収部材を有する自動車の車体前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の車体前部構造においては、左右一対のフロントサイドレール（フロントサイドフレームともいう）と、少なくとも前部がフロントサイドレールの前部下側に取付けられたフロントサブフレーム（ペリメータフレームともいう）とを備えており、フロントサブフレームの前部から車体前方に突出した衝突エネルギ吸収部材（衝撃吸収部材ともいう）を設けた構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−１２０７５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１におけるフロントサブフレームを、アルミ鋳造品のフロントサブフレームとした場合には、衝突時にフロントサブフレームの前部に設けた衝突エネルギ吸収部材を支え、衝突エネルギ吸収部材を確実に軸圧縮変形させるために、フロントサブフレームのサイドレールを肉厚化して強度を上げる必要があるが、サイドレールを肉厚化して強度を上げるとサイドレールが強固になりすぎる。この結果、フロントサブフレームのサイドレールにおける車体前後方向に対する変形領域が少なくなり、フロントサブフレームのサイドレールにおいて充分なエネルギ吸収ができないことが考えられる。
【０００４】
本発明は上記事実を考慮し、衝突時に衝突エネルギ吸収部材を確実に支持できると共に充分なエネルギ吸収もできる自動車の車体前部構造を提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の本発明の自動車の車体前部構造は、車体前後方向に延びるサイドレールの前後両端部が、フロントサイドメンバに連結された平面視井形のフロントサブフレームと、
前記フロントサブフレームの前部に車体前方へ向かって配設された衝突エネルギ吸収部材と、
前記フロントサブフレームのサイドレールの車幅方向内側における前記衝突エネルギ吸収部材の車体後方への延長線上に配設されたフロントサブフレーム補強部材と、
を有することを特徴とする。
【０００６】
従って、車体衝突時に、フロントサブフレームの前部に車体前方へ向かって配設された衝突エネルギ吸収部材を、フロントサブフレームのサイドレールの車幅方向内側における衝突エネルギ吸収部材の車体後方への延長線上に配設されたフロントサブフレーム補強部材で支持することができる。この結果、フロントサブフレームのサイドレールを肉厚化して強度を上げる必要がない。このため、フロントサブフレームのサイドレールが強固になりすぎ、車体前後方向に対する変形領域が少なくなことがなく、フロントサブフレームのサイドレールにおいて充分なエネルギ吸収が行なわれる。よって、衝突時に衝突エネルギ吸収部材を確実に支持できると共に充分なエネルギ吸収もできる。
【０００７】
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の自動車の車体前部構造において、前記フロントサブフレームのサイドレールの車幅方向外側壁部は、平面視において車幅方向内側へ円弧状に湾曲していることを特徴とする。
【０００８】
従って、請求項１に記載の内容に加えて、衝突時にフロントサイドメンバに作用する車体前方への慣性力により、フロントサイドメンバに連結されたフロントサブフレームのサイドレールの前後両端部に互いに接近する方向の力が作用するが、フロントサブフレームのサイドレールの車幅方向外側壁部が、平面視において車幅方向内側へ円弧状に湾曲しているため、この力が、フロントサブフレームのサイドレールの車幅方向外側壁部に曲げ力として作用する。この結果、フロントサブフレームのサイドレールの車幅方向外側壁部も塑性変形し座屈すると共にフロントサブフレームのサイドレールの車幅方向外側壁部と対向するフロントサイドメンバの部位の断面全体が軸圧縮変形する。このため、エネルギ吸収量を更に増加できる。
【０００９】
請求項３記載の本発明は、請求項１、２の何れか１項に記載の自動車の車体前部構造において、前記フロントサブフレーム補強部材と前記フロントサイドメンバのキック部とを連結するリヤブレースを有することを特徴とする。
【００１０】
従って、請求項１、２の何れか１項に記載の内容に加えて、フロントサブフレーム補強部材とフロントサイドメンバのキック部とを連結するリヤブレースを介して、フロントサイドメンバのキック部によって、フロントサブフレーム補強部材を支持できるため、車体のフロアへの荷重伝達が効果的に行え更に効果が上がる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の本発明の自動車の車体前部構造は、車体前後方向に延びるサイドレールの前後両端部が、フロントサイドメンバに連結された平面視井形のフロントサブフレームと、フロントサブフレームの前部に車体前方へ向かって配設された衝突エネルギ吸収部材と、フロントサブフレームのサイドレールの車幅方向内側における衝突エネルギ吸収部材の車体後方への延長線上に配設されたフロントサブフレーム補強部材と、を有するため、衝突時に衝突エネルギ吸収部材を確実に支持できると共に充分なエネルギ吸収もできるという優れた効果を有する。
【００１２】
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の自動車の車体前部構造において、フロントサブフレームのサイドレールの車幅方向外側壁部は、平面視において車幅方向内側へ円弧状に湾曲しているため、請求項１に記載の効果に加えて、エネルギ吸収量を更に増加できるという優れた効果を有する。
【００１３】
請求項３記載の本発明は、請求項１、２の何れか１項に記載の自動車の車体前部構造において、フロントサブフレーム補強部材とフロントサイドメンバのキック部とを連結するリヤブレースを有するため、請求項１、２の何れか１項に記載の効果に加えて、車体のフロアへの荷重伝達が効果的に行え更に効果が上がるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る自動車の車体前部構造における第１実施形態を図１〜図６に従って説明する。
【００１５】
なお、図中矢印ＦＲは車体前方方向を、矢印ＵＰは車体上方方向を、矢印ＩＮは車幅内側方向を示す。
【００１６】
図１に示される如く、本実施形態では、自動車車体１０の前部１０Ａの車幅方向両端部近傍に、車体前後方向に沿ってフロントサイドメンバ１２の前部１２Ａが配設されており、左右のフロントサイドメンバ１２の前端部１２Ｂには、フロントバンパリインフォースメント１４が架設されている。なお、図１では自動車車体１０の前部１０Ａの右半分を示している。
【００１７】
フロントサイドメンバ１２の前部１２Ａの下面１２Ｃには、フロントサブフレーム２２が取付けられており、フロントサブフレーム２２の左右のサイドレール２２Ｄには、図示を省略したエンジンがマウントを介して載置されている。また、フロントサブフレーム２２は平面視において井形となっており、所謂、井形フロントサブフレームとなっている。
【００１８】
図２に示される如く、フロントサブフレーム２２は、下方側が開口したアルミの鋳造品で構成されている。
【００１９】
図３に示される如く、フロントサブフレーム２２における前部の車幅方向両端部２２Ａは、ボルト等の締結部材２４によってフロントサイドメンバ１２の前部１２Ａの下面（図１参照）に固定されている。一方、フロントサブフレーム２２における後部の車幅方向両端部２２Ｂは、ボルト等の締結部材２６によってフロントサイドメンバ１２の前部１２Ａの下面（図１参照）に固定されている。なお、フロントサブフレーム２２における前部の車幅方向両端部２２Ａの下部近傍２２Ｃには、フロントサスペンションアーム２８の端部２８Ａが連結されている。
【００２０】
また、フロントサブフレーム２２におけるサイドレール２２Ｄの車幅方向内側部には、車体前後方向に沿ってリブ３０が形成されており、フロントサブフレーム２２におけるサイドレール２２Ｄの車幅方向内側壁部２２Ｅの車幅方向内側には、車体前後方向に沿ってフロントサブフレーム補強部材３２が配設されている。
【００２１】
図５に示される如く、フロントサブフレーム補強部材３２は断面矩形状のアルミ押出し材で構成されており、フロントサブフレーム２２におけるサイドレール２２Ｄの車幅方向内側壁部２２Ｅに当接している。
【００２２】
図４に示される如く、フロントサブフレーム２２の前部には車体前方へ向かって衝突エネルギ吸収部材３４が配設されており、衝突エネルギ吸収部材３４の車体後方への延長線上にフロントサブフレーム補強部材３２が配設されている。
【００２３】
また、フロントサブフレーム補強部材３２の前端部には前壁部３２Ａが形成されており、衝突エネルギ吸収部材３４の後壁部３４Ａと、フロントサブフレーム補強部材３２の前壁部３２Ａとは、フロントサブフレーム２２の前壁部２２Ｆを挟んでボルト４０とナット４２等の締結部材によって固定されている。
【００２４】
また、フロントサブフレーム補強部材３２の後端部には後壁部３２Ｂが形成されており、フロントサブフレーム補強部材３２の後壁部３２Ｂは、フロントサブフレーム２２の後壁部２２Ｇにボルト４４とナット４６等の締結部材によって固定されている。一方、衝突エネルギ吸収部材３４の前壁部３４Ｂには、左右の衝突エネルギ吸収部材３４を連結するサブクロス４８がボルト５０とナット５２等の締結部材によって固定されており、サブクロス４８は、フロントバンパリインフォースメント１４より車体後方側に配設されている。
【００２５】
なお、衝突エネルギ吸収部材３４の強度Ｋ１とフロントサブフレーム補強部材３２の強度Ｋ２との関係は、各部材の断面積、板厚、材料等によって、Ｋ１≦Ｋ２に設定されており、車体前方から衝突エネルギ吸収部材３４に衝突荷重が作用した場合に、先ず衝突エネルギ吸収部材３４が潰れた後、フロントサブフレーム補強部材３２が潰れるようになっている。
【００２６】
図１に示される如く、フロントサブフレーム２２のサイドレール２２Ｄの車幅方向外側壁部２２Ｈは、平面視において車幅方向内側へ向かって円弧状に湾曲している。
【００２７】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００２８】
本実施形態の自動車の車体前部構造では、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示される如く、衝突時に車体が慣性力Ｆによって前方へ移動すると、フロントバンパリインフォースメント１４を介してフロントサイドメンバ１２の前部１２Ａに衝突荷重が入力してフロントサイドメンバ１２の前端部１２Ｂ近傍が圧縮変形すると共に、サブクロス４８を介して衝突エネルギ吸収部材３４に衝突荷重が入力する。衝突エネルギ吸収部材３４に入力した衝突荷重は、フロントサイドメンバ１２に取付けられ、衝突エネルギ吸収部材３４を支持するフロントサブフレーム２２に入力する。
【００２９】
この際、フロントサブフレーム２２におけるサイドレール２２Ｄの車幅方向内側壁部２２Ｅの車幅方向内側に、衝突エネルギ吸収部材３８の車体後方への延長線上に配設されたフロントサブフレーム補強部材３２によって、衝突エネルギ吸収部材３８を支持することができる。このため、衝突エネルギ吸収部材３４が圧縮変形する。
【００３０】
更に、車体が慣性力Ｆによって前方へ移動すると、図６（Ｃ）に示される如く、フロントサブフレーム２２における前部の車幅方向両端部２２Ａのフロントサイドメンバ１２との締結点Ｐ１に対して、フロントサブフレーム２２における後部の車幅方向両端部２２Ｂのフロントサイドメンバ１２との締結点Ｐ２が接近する方向へ移動する。このため、フロントサイドメンバ１２における締結点Ｐ１と締結点Ｐ２との間となる部位が座屈し、その瞬間、締結点Ｐ２には矢印Ａで示される曲げの圧縮荷重が加わる。この結果、平面視において車幅方向内側へ円弧状に湾曲しているフロントサブフレーム２２のサイドレール２２Ｄの車幅方向外側壁部２２Ｈに、曲げの圧縮荷重が作用し、車幅方向外側壁部２２Ｈの一部２２Ｊが座屈する。この時、フロントサブフレーム補強部材３２はサイドレール２２Ｄの引張り側にあるため圧縮側の座屈を妨げない。
【００３１】
その後、図６（Ｄ）に示される如く、フロントサブフレーム２２のサイドレール２２Ｄのリブ３０も座屈し、フロントサイドメンバ１２における締結点Ｐ１と締結点Ｐ２との間となる部位の断面全体が軸圧縮変形する。
【００３２】
このように本実施形態では、車体衝突時に、フロントサブフレーム２２の前部に車体前方へ向かって配設された衝突エネルギ吸収部材３４を、衝突エネルギ吸収部材３４の車体後方への延長線上に配設されたフロントサブフレーム補強部材３２で支持することができる。この結果、フロントサブフレーム２２のサイドレール２２Ｄを肉厚化して強度を上げる必要がない。このため、フロントサブフレーム２２のサイドレール２２Ｄが強固になりすぎ、車体前後方向に対する変形領域が少なくなことが無く、フロントサブフレーム２２のサイドレール２２Ｄにおいて充分なエネルギ吸収が行なわれる。よって、衝突時に衝突エネルギ吸収部材３４を確実に支持できると共に充分なエネルギ吸収もできる。
【００３３】
次に、本発明に係る自動車の車体前部構造の第２実施形態を図７〜図１１に従って説明する。
【００３４】
なお、第１実施形態と同一部材は、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３５】
図７に示される如く、本実施形態では、フロントサブフレーム２２とフロントサイドメンバ１２のキック部１２Ｄとの間に、フロントサブフレーム補強部材３２とフロントサイドメンバ１２のキック部１２Ｄとを連結するリヤブレース６６が配設されており、リヤブレース６６は断面矩形状のアルミ押出し材で構成されている。
【００３６】
図８及び図９に示される如く、リヤブレース６６の前端部には前壁部６６Ａが形成されており、リヤブレース６６の後端部には後壁部６６Ｂが形成されている。
【００３７】
図１０に示される如く、フロントサブフレーム補強部材３２の後壁部３２Ｂと、リヤブレース６６の前壁部６６Ａとは、フロントサブフレーム２２の後壁部２２Ｇを挟んでボルト４４とナット４６等の締結部材によって固定されている。
【００３８】
また、リヤブレース６６の後壁部６６Ｂは、フロントサイドメンバ１２のキック部１２Ｄの前方側傾斜壁部１２Ｅにボルト７２とナット７４等の締結部材によって固定されている。
【００３９】
なお、衝突エネルギ吸収部材３４の強度Ｋ１と、フロントサブフレーム補強部材３２の強度Ｋ２と、リヤブレース６６の強度Ｋ３との関係は、各部材の断面積、板厚、材料等によって、Ｋ１≦Ｋ２≦Ｋ３に設定されており、車体前方から衝突エネルギ吸収部材３４に衝突荷重が作用した場合に、先ず衝突エネルギ吸収部材３４が潰れた後、フロントサブフフロントサブフレーム補強部材３２、リヤブレース６６の順に潰れるようになっている。
【００４０】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００４１】
本実施形態の自動車の車体前部構造では、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示される如く、衝突時に車体が慣性力Ｆによって前方へ移動すると、フロントバンパリインフォースメント１４を介してフロントサイドメンバ１２の前部１２Ａに衝突荷重が入力してフロントサイドメンバ１２の前端部１２Ｂ近傍が圧縮変形すると共に、サブクロス４８を介して衝突エネルギ吸収部材３４に衝突荷重が入力する。衝突エネルギ吸収部材３４に入力した衝突荷重は、フロントサイドメンバ１２に取付けられ、衝突エネルギ吸収部材３４を支持するフロントサブフレーム２２に入力する。
【００４２】
この際、フロントサブフレーム２２におけるサイドレール２２Ｄの車幅方向内側壁部２２Ｅの車幅方向内側に、衝突エネルギ吸収部材３８の車体後方への延長線上に配設されたフロントサブフレーム補強部材３２によって、衝突エネルギ吸収部材３８を支持することができる。このため、衝突エネルギ吸収部材３４も圧縮変形する。
【００４３】
また、フロントサブフレーム補強部材３２とフロントサイドメンバ１２のキック部１２Ｄとを連結するリヤブレース６６を介して、フロントサイドメンバ１２のキック部１２Ｄによって、フロントサブフレーム補強部材３２を支持することができる。
【００４４】
更に、車体が慣性力Ｆによって前方へ移動すると、図１１（Ｃ）に示される如く、フロントサブフレーム２２における前部の車幅方向両端部２２Ａのフロントサイドメンバ１２との締結点Ｐ１に対して、フロントサブフレーム２２における後部の車幅方向両端部２２Ｂのフロントサイドメンバ１２との締結点Ｐ２が接近する方向へ移動する。このため、フロントサイドメンバ１２における締結点Ｐ１と締結点Ｐ２との間となる部位が座屈し、その瞬間、締結点Ｐ２には矢印Ａで示される曲げの圧縮荷重が加わる。この結果、平面視において車幅方向内側へ円弧状に湾曲しているフロントサブフレーム２２のサイドレール２２Ｄの車幅方向外側壁部２２Ｈに、曲げの圧縮荷重が作用し、車幅方向外側壁部２２Ｈの一部２２Ｊが座屈する。この時、フロントサブフレーム補強部材３２はサイドレール２２Ｄの引張り側にあるため圧縮側の座屈を妨げない。
【００４５】
その後、図１１（Ｄ）に示される如く、フロントサブフレーム２２のサイドレール２２Ｄのリブ３０も座屈し、フロントサイドメンバ１２における締結点Ｐ１と締結点Ｐ２との間となる部位の断面全体が軸圧縮変形する。
【００４６】
このように本実施形態では、車体衝突時に、フロントサブフレーム２２の前部に車体前方へ向かって配設された衝突エネルギ吸収部材３４を、衝突エネルギ吸収部材３４の車体後方への延長線上に配設されたフロントサブフレーム補強部材３２で支持することができる。この結果、フロントサブフレーム２２のサイドレール２２Ｄを肉厚化して強度を上げる必要がない。このため、フロントサブフレーム２２のサイドレール２２Ｄが強固になりすぎ、車体前後方向に対する変形領域が少なくなことが無く、フロントサブフレーム２２のサイドレール２２Ｄにおいて充分なエネルギ吸収が行なわれる。よって、衝突時に衝突エネルギ吸収部材３４を確実に支持できると共に充分なエネルギ吸収もできる。
【００４７】
また、本実施形態では、フロントサブフレーム補強部材３２とフロントサイドメンバ１２のキック部１２Ｄとを連結するリヤブレース６６を介して、フロントサブフレーム補強部材３２を支持することができるため、車体のフロアへの荷重伝達が効果的に行え更に効果が上がる。
【００４８】
以上に於いては、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、図１２に示される如く、フロントサブフレーム２２におけるサイドレール２２Ｄの車幅方向内側壁部２２Ｅを低くすると共に、車幅方向内側壁部２２Ｅの下端部に車幅方向内側に向かってフランジ２２Ｋを形成し、フロントサブフレーム補強部材３２をフランジ２２Ｋの上に配設すると共に車幅方向内側壁部２２Ｅに当接させた構成としても良い。
【００４９】
また、フロントサブフレーム補強部材３２の断面形状及びリヤブレース６６の断面形状は矩形状に代えて円形等の他の閉断面形状としても良い。
【００５０】
また、衝突エネルギ吸収部材３４を、車体に搭載したセンサにより車体の衝突を予知した場合に、ばね、油圧、火薬等によって車体前方へ移動する可動式としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る自動車の車体前部構造の右半分を示す概略平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る自動車の車体前部構造における要部の右半分を示す車体斜め前方内側から見た一部を断面とした斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る自動車の車体前部構造における要部の右半分を示す車体斜め前方内側から見た一部を断面とした分解斜視図である。
【図４】図１の４−４線に沿った拡大断面図である。
【図５】図１の５−５線に沿った拡大断面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第１実施形態に係る自動車の車体前部構造の作用説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る自動車の車体前部構造の右半分を示す概略平面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る自動車の車体前部構造における要部の右半分を示す車体斜め前方内側から見た一部を断面とした斜視図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る自動車の車体前部構造における要部の右半分を示す車体斜め前方内側から見た一部を断面とした分解斜視図である。
【図１０】図７の１０−１０線に沿った拡大断面図である。
【図１１】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第２実施形態に係る自動車の車体前部構造の作用説明図である。
【図１２】本発明の他の実施形態に係る自動車の車体前部構造における図５に対応する断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０    自動車車体
１２    フロントサイドメンバ
１４    フロントバンパリインフォースメント
２２    フロントサブフレーム
２２Ｄ    フロントサブフレームのサイドレール
３２    フロントサブフレーム補強部材
３４    衝突エネルギ吸収部材
６６    リヤブレース
【図１】
2005081955.tif 000003
【図２】
2005081955.tif 000004
【図３】
2005081955.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005081955.tif 000009
【図８】
2005081955.tif 000010
【図９】
2005081955.tif 000011
【図１０】
2005081955.tif 000012
【図１１】
2005081955.tif 000013
【図１２】
2005081955.tif 000014