(57)【要約】【課題】フロントサブフレームに載置したステアリングギヤボックスを介する荷重を吸収し、車室内方へのダッシュボードロアの変形を抑制する車体前部構造を提供する。【解決手段】車体前部構造１１は車室２２の床をなすアンダボデー２３に前方へ連なるフロントサイドフレーム５１，５２の傾斜後部１２２が接続され、傾斜後部１２２に井桁状のフロントサブフレーム１５の後部（左後端）６６、右後端（後部）７１が締結され、後部近傍（ギヤボックス取付け部）７７に操舵装置２５の長尺なステアリングギヤボックス３８が取付けられている。ステアリングギヤボックス３８へ向いている傾斜後部１２２の前壁部１２６に、車両前面衝突によってステアリングギヤボックスが後方へ変位して押すと、変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部材１６を配置している。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室の床をなすアンダボデーに前方へ連なるフロントサイドフレームの傾斜後部が接続され、該傾斜後部に井桁状のフロントサブフレームの後部が締結され、該後部近傍に操舵装置の長尺なステアリングギヤボックスが取付けられている車体前部構造において、
前記ステアリングギヤボックスへ向いている前記傾斜後部の前壁部に、車両前面衝突によって前記ステアリングギヤボックスが後方へ変位して押すと、変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部材を配置していることを特徴とする車体前部構造。
【請求項２】
前記衝撃吸収部材は、衝撃で前記フロントサブフレームが乖離する構造の場合、乖離しない構造の場合より、下方に配置されていることを特徴とする請求項１記載の車体前部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両前面衝突の際に、操舵装置の長尺なステアリングギヤボックスの後方変位による衝撃を吸収する車体前部構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車体前部構造では、操舵装置の長いステアリングギヤボックスの保持強度を高めるために、長い補強部材を取付けているものがある。補強部材（ダッシュクロスメンバ）は、ステアリングギヤボックス配設構造に採用され、左右の車輪近傍に位置する左右のフロントサイドメンバの後部やエンジンルームとの隔壁をなすダッシュパネルに取付けられて、ステアリングギヤボックスを支持しているので、ステアリングギヤボックスの保持強度を高めることができる。また、前面衝突のとき、荷重をフロントサイドメンバからステアリングギヤボックスを介して補強部材（ダッシュクロスメンバ）やダッシュパネルに分散させることができるというものである（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−１９２９４０公報（第１１頁、図１）
【０００３】
しかし、特許文献１のステアリングギヤボックス配設構造では、ステアリングギヤボックスが左右のフロントサイドメンバの上部後端に配置される構造に限定されるため、フロントサイドフレームを用いた車両で、フロントサイドフレームにステアリングギヤボックスを配置した構造には採用できないという問題がある。
また、補強部材（ダッシュクロスメンバ）は、車両の前面から加わる荷重に対して弱く、支持しているステアリングギヤボックスを介しても荷重の吸収は小さいという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、フロントサブフレームにステアリングギヤボックスを配置しても、ステアリングギヤボックスを介する荷重を吸収し、車室内方へのダッシュボードロアの変形を抑制し、フロントサブフレームが乖離する構造であっても、ステアリングギヤボックスを介する荷重を吸収する車体前部構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、車室の床をなすアンダボデーに前方へ連なるフロントサイドフレームの傾斜後部が接続され、傾斜後部に井桁状のフロントサブフレームの後部が締結され、後部近傍に操舵装置の長尺なステアリングギヤボックスが取付けられている車体前部構造において、ステアリングギヤボックスへ向いている傾斜後部の前壁部に、車両前面衝突によってステアリングギヤボックスが後方へ変位して押すと、変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部材を配置していることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る発明では、衝撃吸収部材は、衝撃でフロントサブフレームが乖離する構造の場合、乖離しない構造の場合より、下方に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に係る発明では、ステアリングギヤボックスへ向いているフロントサイドフレームの傾斜後部の前壁部に、車両前面衝突によってステアリングギヤボックスが後方へ変位して押すと、変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部材を配置しているので、車両前面衝突のときに、ステアリングギヤボックスを載せた井桁状のフロントサブフレームとともに後退しても、衝撃吸収部材によってステアリングギヤボックスから加わる荷重を吸収することができる。従って、フロントサブフレームにステアリングギヤボックスを配置しても、ステアリングギヤボックスを介する前面衝突の荷重を吸収することができるという利点がある。
【０００８】
また、衝撃吸収部材は、ステアリングギヤボックスの後退を抑制するので、結果的に、車室内方へのダッシュボードロアの変形を抑制することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明では、衝撃吸収部材は、衝撃でフロントサブフレームが乖離する構造の場合、乖離しない構造の場合より、下方に配置されているので、衝撃でフロントサブフレームが下方に乖離して後退しても、フロントサブフレームに載せたステアリングギヤボックスは衝撃吸収部材に当接する。従って、フロントサブフレームが乖離する構造であっても、ステアリングギヤボックスを介する前面衝突の荷重を吸収することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は、本発明の車体前部構造の概要を説明する平面図である。
【００１１】
車体前部構造１１は、車両１２のエンジン１３や前サスペンション１４を支持している井桁状のサブフレーム（フロントサブフレーム）１５が取付けられ、衝撃吸収部材１６を有している。具体的には後述する。
【００１２】
車両１２は、車体１７を有し、車体１７はエンジン１３や前サスペンション１４が取付けられているフロントボデー２１と、車室２２の床をなすアンダボデー２３と、前サスペンション１４に支持している車輪２４を操舵する操舵装置２５と、を備える。
【００１３】
前サスペンション１４は、スプリング３１、アッパアーム３２、ロアアーム（図に示していない）と、アッパアーム３２及びロアアームに上・下がそれぞれ取付けられているナックル３３と、を備える。
【００１４】
操舵装置２５は、電動パワーステアリングで、ステアリングホイール３５と、ステアリングシャフト３６と、電動モータ３７と、ステアリングギヤボックス３８と、タイロッド４１と、タイロッド４１を前サスペンション１４のナックル３３に連結しているタイロッドエンド４２と、操舵角など操舵状態を検出する操舵検出部（図に示していない）と、を備える。
【００１５】
アンダボデー２３は、左右のフロアフレーム４４、左右のサイドシル４５と、フロントボデー２１のエンジンルーム４６との隔壁をなすダッシュボードロア４７と、を備える。
【００１６】
図２は、本発明の車体前部構造の斜視図であり、下から見上げた状態である。図１を併用して説明する。
【００１７】
フロントボデー２１は、左右の車輪２４の近傍に位置する左のフロントサイドフレーム５１、右のフロントサイドフレーム５２と、左のフロントサイドフレーム５１、右のフロントサイドフレーム５２の下部に、下方から矢印ａ１のように上昇させて締結部材５３で締結したサブフレーム１５を備える。
【００１８】
サブフレーム１５は、前に配置する前ビーム部材５６、前ビーム部材５６に連なる左ビーム部材５７、右ビーム部材５８と、左ビーム部材５７及び右ビーム部材５８に連なる後ビーム部材６１とで井桁状とし、前ビーム部材５６の一端に左前取付け部６３、他端に右前取付け部６４を形成してそれぞれ左のフロントサイドフレーム５１、右のフロントサイドフレーム５２の前締結部６５に締結部材５３で取付けられ、左ビーム部材５７の左後端（後部）６６に左後取付け部６７を形成し、右ビーム部材５８の右後端（後部）７１に右後取付け部７２を形成してそれぞれ左のフロントサイドフレーム５１、右のフロントサイドフレーム５２の後締結部７３に締結部材５３で取付けられている。
【００１９】
後締結部７３は、左のフロントサイドフレーム５１、右のフロントサイドフレーム５２の後部に設けているが、設けた部位がアンダボデー２３やアンダボデー２３の左右のフロアフレーム４４との境界近傍でもあり、左右のフロアフレーム４４の前部に設けたとも言える。
【００２０】
前ビーム部材５６の中央には、エンジン１３を載せている前エンジンマウント部材７５が配置され、後ビーム部材６１の中央には、エンジン１３を載せている後エンジンマウント部材７６が配置され、後ビーム部材６１に操舵装置２５のステアリングギヤボックス３８を取付けるギヤボックス取付け部７７が形成され、左ビーム部材５７、右ビーム部材５８にそれぞれ前サスペンション１４を連結するロアアーム連結部８１が形成されている。前サスペンション１４のスプリング３１はそれぞれ左のフロントサイドフレーム５１、右のフロントサイドフレーム５２のダンパハウジング（図に示していない）に接続している。
【００２１】
フロントサイドフレーム５１は、角管状のサイドフレーム本体１２１を形成して車両１２の前後方向（Ｙ軸方向）に延ばして略水平に配置し、サイドフレーム本体１２１の後端に傾斜後部であるところのサイドフレームリヤエンド１２２が溶接で接合され、且つ、アンダボデー２３のダッシュボードロア４７やフロアフレーム４４に接合している。
【００２２】
図３は、車体前部構造の傾斜後部（サイドフレームリヤエンド）の斜視図である。図２を併用して説明する。
サイドフレームリヤエンド（傾斜後部）１２２は、溝状で、後方下方へ傾斜させた傾斜部１２４を成形し、傾斜部１２４に連ねて接合代部１２５を形成している。そして、傾斜部１２４の前壁部１２６の中央に衝撃吸収部材１６が溶接で取付けられている。
右のフロントサイドフレーム５２は、左のフロントサイドフレーム５１とほぼ同様である。
【００２３】
車体前部構造１１は、ステアリングギヤボックス３８へ向いている傾斜後部（サイドフレームリヤエンド）１２２の前壁部１２６に、車両１２の前面１０５に加わる衝突によってステアリングギヤボックス３８が後方（矢印ａ２の方向）へ変位して押すと、変形して衝撃を吸収する衝撃吸収部材１６を配置している。
【００２４】
図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の車体前部構造が備える衝撃吸収部材の説明図であり、（ａ）はフロントサイドフレーム５１、５２の傾斜後部１２２に取付けられている衝撃吸収部材１６の正面図、（ｂ）は衝撃吸収部材１６の斜視図である。図２を併用して説明する。
【００２５】
衝撃吸収部材１６は、箱状で、サイドフレームリヤエンド（傾斜後部）１２２に接合している外壁部１３１と、内壁部１３２と、上壁部１３３と、下壁部１３４と、これらに連なる受け壁部１３５と、からなり、溶接（×印がスポット溶接した溶接部（ナゲット）である）で一体的に固定されている
【００２６】
受け壁部１３５は、平坦な面で、ステアリングギヤボックス３８及び／又はタイロッド４１が後退したときに当接する所定の範囲で、且つ、後退位置が上下方向にばらついても受け止める所定の範囲であり、略垂直に配置されて、中央にステアリングギヤボックス３８及び／又はタイロッド４１が後退したときに当接する高さＨ１（図５（ａ）参照）で配置されている。
受け壁部１３５は、ステアリングギヤボックス３８から距離Ｅ（図５参照）の位置に配置されている。距離Ｅは、衝撃吸収部材１６の構成条件によって任意である。
【００２７】
次に、本発明の車体前部構造の作用を説明する。
図５（ａ）、（ｂ）は、本発明の車体前部構造の荷重を吸収する機構を乖離しないフロントサブフレームの場合で説明する図である。（ａ）は車両１２の前面１０５に荷重が加わる前、（ｂ）は荷重が加わったときを示している。図２を併用して説明する。
【００２８】
（ａ）の車両１２は、車体前部構造１１の衝撃吸収部材１６を有し、車両１２の前面１０５に荷重が加わり始める。
【００２９】
（ｂ）に示すように、前面１０５に荷重が加わると、左のフロントサイドフレーム５１、右のフロントサイドフレーム５２、サブフレーム１５は、変形して荷重を吸収し始めるとともに、サブフレーム１５は後方へ移動（後退）する。移動（後退）に伴い、サブフレーム１５の後部であるギヤボックス取付け部７７に固定したステアリングギヤボックス３８（タイロッド４１を含む）が後退（矢印ａ３の方向）すると、衝撃吸収部材１６の受け壁部１３５に当接して押すので、衝撃吸収部材１６は変形することで、荷重を吸収する。従って、フロントサブフレーム１５にステアリングギヤボックス３８を配置しても、ステアリングギヤボックス３８を介する荷重を吸収することができる。
【００３０】
また、衝撃吸収部材１６は、ステアリングギヤボックス３８（タイロッド４１を含む）の後退を抑制するので、結果的に、車室２２内方（矢印ａ３の方向）へのダッシュボードロア４７の変形を抑制することができる。
【００３１】
図６は、車体前部構造の荷重吸収の機構を比較する比較図である。
横軸は時間、縦軸はステアリングギヤボックス３８（タイロッド４１を含む）が後退して加える荷重である。
（ａ）は比較例で衝撃吸収部材１６のない構造、（ｂ）は本発明の実施の形態で、図５に対応している。
【００３２】
（ａ）の比較例の車体前部構造では、タイムＴ０で前面１０５に荷重（示していない）が加わり始め、ｔ１秒経過後のタイムＴ１でステアリングギヤボックス３８（タイロッド４１を含む）がサイドフレームリヤエンド（傾斜後部）１２２に当接して、荷重Ｆ１でサイドフレームリヤエンド（傾斜後部）１２２やダッシュボードロア４７を変形させる。経過時間ｔ１秒は長く、その間、ステアリングギヤボックス３８（タイロッド４１を含む）の荷重に対する抵抗もなく、サイドフレームリヤエンド（傾斜後部）１２２に当たった瞬間に大きい荷重Ｆ１が発生するため、車室２２内方へのサイドフレームリヤエンド（傾斜後部）１２２やダッシュボードロア４７の変形量は大きくなる。
【００３３】
（ｂ）の本発明の実施の形態では、タイムＴ０で前面１０５に荷重（示していない）が加わり始め、ｔ２秒経過後のタイムＴ２でステアリングギヤボックス３８（タイロッド４１を含む）が衝撃吸収部材１６に当接する。衝撃吸収部材１６は荷重Ｆ２で変形し、荷重を吸収する。経過時間ｔ２は経過時間ｔ１に比べ、短く、衝撃吸収部材１６は時間ｔ３秒間だけ、衝撃を吸収し続ける。その結果、ステアリングギヤボックス３８（タイロッド４１を含む）がダッシュボードロア４７に達する時には、残りの荷重は小さくなり、車室２２内方へのサイドフレームリヤエンド（傾斜後部）１２２やダッシュボードロア４７の変形量を小さくすることができる。
【００３４】
受け壁部１３５は、ステアリングギヤボックス３８から距離Ｅ（図５参照）の位置に配置されているが、距離Ｅを小さくすることで、荷重をより吸収することができる。
【００３５】
衝撃吸収部材１６は、箱状に形成したが、箱形にリブや緩衝部材を設けることで、荷重をより吸収することができる。
【００３６】
次に、別の実施の形態を説明する。
図７（ａ）、（ｂ）は、別の実施の形態を説明する図である。（ａ）は側面図兼車両１２の前面１０５に荷重が加わる前を示す図、（ｂ）は荷重が加わったときを示している。
上記図１〜図５に示す実施の形態と同様の構成については、同一符号を付し説明を省略する。
【００３７】
別の実施の形態の車体前部構造１１Ｂは、衝撃でサブフレーム（フロントサブフレーム）１５Ｂが乖離する構造で、衝撃吸収部材１６は、乖離しない構造のサブフレーム（フロントサブフレーム）の場合より、下方に配置されていることを特徴とする。
衝撃吸収部材１６の高さＨ２は、衝撃吸収部材１６の高さＨ１より距離ｈだけ低い。
【００３８】
（ａ）の車両１２の前面１０５に荷重が加わり始める。
（ｂ）に示すように、前面１０５に荷重が加わると、左のフロントサイドフレーム５１、右のフロントサイドフレーム５２、サブフレーム１５Ｂは、変形して荷重を吸収し始めるが、サブフレーム１５Ｂは後締結部７３が破断して締結部材５３のマウントボルト１０３（図２参照）が抜け乖離すると、サブフレーム１５Ｂが後方下方へ移動（後退）する。下方への移動（後退）に伴い、サブフレーム１５Ｂに固定したステアリングギヤボックス３８（タイロッド４１を含む）が下方へ後退すると、距離ｈだけ下げた衝撃吸収部材１６の受け壁部１３５に当接して押すので、衝撃吸収部材１６は変形することで、荷重を吸収する。従って、乖離するフロントサブフレーム１５にステアリングギヤボックス３８を配置しても、ステアリングギヤボックス３８を介する荷重を吸収することができる。
【００３９】
尚、本発明の車体前部構造は、実施の形態では、車両のフロントボデーに採用されているが、フロントボデー以外にも採用可能である。
車体前部構造は、フロントサイドフレームに衝撃吸収部材を配置したが、フロントサイドフレーム以外の部位に衝撃吸収部材を配置することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の車体前部構造は、フロントサブフレームにステアリングギヤボックスを載せた車両に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の車体前部構造の概要を説明する平面図である。
【図２】本発明の車体前部構造の斜視図である。
【図３】車体前部構造の傾斜後部（サイドフレームリヤエンド）の斜視図である。
【図４】本発明の車体前部構造が備える衝撃吸収部材の説明図である。
【図５】本発明の車体前部構造の荷重を吸収する機構を乖離しないフロントサブフレームの場合で説明する図である。
【図６】車体前部構造の荷重吸収の機構を比較する比較図である。
【図７】別の実施の形態を説明する図である。
【符号の説明】
【００４２】
１１…車体前部構造、１５…フロントサブフレーム（サブフレーム）、１６…衝撃吸収部材、２２…車室、２３…アンダボデー、２５…操舵装置、３８…ステアリングギヤボックス、５１…左のフロントサイドフレーム、５２…右のフロントサイドフレーム、６６…フロントサブフレームの後部（左後端）、７１…右後端（後部）、７７…フロントサブフレームの後部近傍（ギヤボックス取付け部）、１２２…傾斜後部（サイドフレームリヤエンド）、１２６…前壁部。
【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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