(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダッシュパネルにより車室の前側に隔成されたパワーユニット搭載室の後部に、車両のオフセット衝突時の入力による変位で相互に当接して反力を発生する反力発生部材を設け、この反力発生部材を、車幅方向両側の後端部をダッシュパネルの下面側に締結固定した井桁状のサブフレームと、ダッシュパネルの下面で前記サブフレームの後端部に近接し、かつ、該後端部よりも車幅方向内側にオフセットして配置したフロア骨格メンバと、で構成したことを特徴とする車体前部構造。
【請求項２】
反力発生部材を、車両のフルラップ衝突時の入力による変位では、相互に当接しないように配置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】
フロア骨格メンバを、ダッシュパネルの下面前端部分からフロアパネルに亘って車体前後方向に延在して配設したことを特徴とする請求項１または２に記載の車体前部構造。
【請求項４】
フロア骨格メンバよりも車幅方向外側で車体前後方向に配設されたフロントサイドメンバと、該フロア骨格メンバとに跨って閉断面部を設け、該閉断面部の下面にサブフレームの後端部を締結固定したことを特徴とする請求項３に記載の車体前部構造。
【請求項５】
フロア骨格メンバの後端部を、フロアパネルに車幅方向両側のサイドシルに跨って結合配置したクロスメンバと交差して配設したことを特徴とする請求項３または４に記載の車体前部構造。
【請求項６】
フロア骨格メンバの前側部に、サブフレームの後端部の車幅方向内側への回転変位で干渉可能な突出部を設けたことを特徴とする請求項４または５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】
自動車にあっては周知のように、車両の前面衝突時には車室前方のパワーユニット搭載室の左右両側に車体前後方向に配設したフロントサイドメンバの座屈変形や、パワーユニットを支持したサブフレームの下折れ変形等によって衝突エネルギーを吸収するようにしている（特開平９−８６４３５号公報，特開２０００−１６３２７号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
車両の前面衝突時でもオフセット衝突の場合、衝突荷重が車体前部の片側に集中するため、フルラップ衝突に較べて車体前部の潰れ変形量が大きくなる傾向にある。
【０００４】
そこで、このオフセット衝突時に車体前部の潰れ変形量が大きくなっても、車室前部の変形を小さく抑制するためには、該車室前部の強度剛性を大きくする必要があるが、車室前部の強度剛性を大きくした場合には、今度はフルラップ衝突時における衝突後期の反力が大きくなり過ぎて理想的なエネルギー吸収特性が得られなくなってしまう。
【０００５】
そこで、本発明はオフセット衝突時には車室前部の変形を小さく抑えて良好なエネルギー吸収特性が得られる一方、フルラップ衝突時には衝突後期に反力が大きくなり過ぎるのを回避することができる車室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の発明にあっては、ダッシュパネルにより車室の前側に隔成されたパワーユニット搭載室の後部に、車両のオフセット衝突時の入力による変位で相互に当接して反力を発生する反力発生部材を設け、この反力発生部材を、車幅方向両側の後端部をダッシュパネルの下面側に締結固定した井桁状のサブフレームと、ダッシュパネルの下面で前記サブフレームの後端部に近接し、かつ、該後端部よりも車幅方向内側にオフセットして配置したフロア骨格メンバと、で構成したことを特徴としている。
【０００７】
請求項２の発明にあっては、請求項１に記載の反力発生部材を、車両のフルラップ衝突時の入力による変位では、相互に当接しないように配置したことを特徴としている。
【０００９】
請求項３の発明にあっては、請求項１または２に記載のフロア骨格メンバを、ダッシュパネルの下面前端部分からフロアパネルに亘って車体前後方向に延在して配設したことを特徴としている。
【００１０】
請求項４の発明にあっては、請求項３に記載のフロア骨格メンバよりも車幅方向外側で車体前後方向に配設されたフロントサイドメンバと、該フロア骨格メンバとに跨って閉断面部を設け、該閉断面部の下面にサブフレームの後端部を締結固定したことを特徴としている。
【００１１】
請求項５の発明にあっては、請求項３または４に記載のフロア骨格メンバの後端部を、フロアパネルに車幅方向両側のサイドシルに跨って結合配置したクロスメンバと交差して配設したことを特徴としている。
【００１２】
請求項６の発明にあっては、請求項４または５に記載のフロア骨格メンバの前側部に、サブフレームの後端部の車幅方向内側への回転変位で干渉可能な突出部を設け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、車両がオフセット状態で前面衝突すると、その衝突入力により反力発生部材相互が変位，当接して反力を発生するため、車室前部の変形を小さく抑制して理想的なエネルギー吸収特性を得ることができる。
【００１４】
また、ダッシュパネルの板厚増大やステイフナーの配設等による車室前部の全体的な強度剛性の増強を施していないため、車両のフルラップ状態での前面衝突時の衝突後期で反力が大きくなり過ぎるのを回避することができる。
更に、サブフレームを反力発生部材の一方として有効利用できるためコスト的に有利に得ることができると共に、反力発生部材の他方をフロア骨格メンバとして構成しているため、フロア剛性を高めて車両前面衝突時における車室前部の変形をより一層小さく抑制することができる。
【００１５】
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、車両のフルラップ衝突時には反力発生部材相互が当接しないため、衝突後期での反力の過大化を確実に防止することができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２の発明の効果に加えて、フロア骨格メンバをダッシュパネルの下面前端部分からフロアパネルに亘って車体前後方向に配設しているため、車両前面衝突時におけるパワーユニットの後退移動を該フロア骨格メンバによって抑制して車室前部の変形抑制効果を高めることができる。
【００１８】
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、サブフレーム後端部の締結固定部分を、フロントサイドメンバとフロア骨格メンバとに跨って設けた閉断面部としてあるため、サブフレーム後端部の固定部の強度剛性が高く、パワーユニットの搭載支持剛性を高めることができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、請求項３または４の発明の効果に加えて、車両前面衝突時にフロア骨格メンバに作用する衝突入力をクロスメンバ，サイドシル等へ効率よく伝達して分散負担させることができて、フロア剛性を更に高めることができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、請求項４または５の発明の効果に加えて、車両のオフセット衝突時におけるサブフレーム後端部の車幅方向内側への回転変位で、該サブフレーム後端部をフロア骨格メンバの突出部に干渉させて確実に反力を発生させることができる。
【００２１】
【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。
【００２２】
図１〜６において、１は車室Ｒとその前方のパワーユニット搭載室Ｐ・Ｒとを隔成するダッシュパネルを示し、その下側部の傾斜したトーボード１ｂの下端部は略水平に曲折してフロアパネル２の前端部に接合してある。
【００２３】
パワーユニット搭載室Ｐ・Ｒの左右両側部には、車体前後方向の骨格部材としてのフロントサイドメンバ３を配設してあり、該フロントサイドメンバ３はダッシュパネル１の立上がり壁１ａの前面に突合わせて接合すると共に、その後側部はトーボード１ｂからその下面に廻り込ませてフロアパネル２の後方に向けて前後方向に延在させて接合してエクステンション部５としてある。
【００２４】
フロアパネル２の左右両側端部には同じく車体前後方向の骨格部材としてのサイドシル６を接合配置してあり、該サイドシル６の前端部とフロントサイドメンバ３のエクステンション部５の前端部分とをアウトリガー７で結合して骨格部材同志の結合としてある。
【００２５】
左右のフロントサイドメンバ３，３の前端部は図外の車幅方向の骨格部材としてのファーストクロスメンバで結合してあり、これら左右のフロントサイドメンバ３，３の前端部下面には下向きに突出する取付座８を形成して、該取付座８に図外のエンジンユニットまたはモーターユニット等のパワーユニットを搭載支持するサブフレーム９の車幅方向両側の前端部をボルト・ナット等により締結固定してある。
【００２６】
このサブフレーム９はフロントフレーム９f ，リヤフレーム９r ，両側のサイドフレーム９s とで井桁状に形成してあり、その車幅方向両側の後端部９E 、具体的にはサイドフレーム９ｓの後端部は後述するようにダッシュパネル１の下面側、即ち、トーボード１ｂの下面側に締結固定される。
【００２７】
そして、前記パワーユニット搭載室Ｐ・Ｒの後部に、車両のオフセット衝突時の入力による変位で相互に当接して反力を発生する反力発生部材１１，１２を設けてある。
【００２８】
本実施形態では前述の車幅方向両側の後端部９E をダッシュパネル１の下面側に締結固定した井桁状のサブフレーム９を一方の反力発生部材１１としてあり、他方の反力発生部材１２は、ダッシュパネル１の下面、具体的にはトーボード１ｂの下面で前記サブフレーム９の後端部９E に近接し、かつ、該後端部９E よりも車幅方向内側にオフセットして配置したフロア骨格メンバ１３で構成している。
【００２９】
本実施形態ではこのフロア骨格メンバ１３は前記トーボード１ｂからフロアパネル２に亘って、隣設のエクステンション部５と平行に車体前後方向に延在して接合配置してあり、その後端部はフロアパネル２の上面に左右のサイドシル６に跨って接合配置したセカンドクロスメンバ（クロスメンバ）１４と交差した位置を止端部として構成しているが、これは勿論、更に後方に延設して図外のリヤシートクロスメンバと交差した位置を止端部としてもよい。
【００３０】
フロア骨格メンバ１３は前記エクステンション部５と略同じ下方突出高さに形成してあり、これらフロア骨格メンバ１３の前端部とエクステンション部５の前端部分とに跨って閉断面部１５を設けて、該閉断面部１５の下面に前述のサブフレーム９の車幅方向両側の後端部９E を締結固定してある。
【００３１】
１６は前記閉断面部１５を構成するブラケットを示し、該ブラケット１６は底壁１７と、底壁１７の前端部から立上がった前壁１８と、底壁１７の後端部から立上がった後壁１９とを備えている。
【００３２】
底壁１７の上面（内側面）にはステイフナー２０を重合配置してあり、該底壁１７の一方の側部を前記エクステンション部５の下面に、および他方の側部を前記フロア骨格メンバ１３の下面にそれぞれ重合して接合してある。
【００３３】
前壁１８はその一側のフランジ１８ａを介してフロントサイドメンバ３のエクステンション部５の連設部となるキックアップ部４の側面に重合して接合すると共に、上端部をダッシュパネル１の立上がり壁１ａに重合して接合してあり、前記フロア骨格メンバ１３の前端はフランジ１３ａを介して前壁１８に重合して接合して前端開口部を閉塞している。
【００３４】
後壁１９はその上縁のフランジ１９ａをフロアパネル２（トーボード１ｂの下端水平部を含む）に重合して接合してある。
【００３５】
サブフレーム９の後端部９E はブラケット１６に設けたボルト２１を介して前記閉断面部１５の下面に締結固定してある。
【００３６】
ボルト２１はブラケット１６の底壁１７およびステイフナー２０を貫通して、軸部中間に設けたフランジ２１ａを該ステイフナー２０に接合して固定してある。
【００３７】
前記閉断面部１５内にはこのボルト２１の上端部を貫通させて支持するボルト支持ブラケット２２を配設してある。
【００３８】
ボルト支持ブラケット２２は上壁２３と後壁２４とを備えていて、上壁２３の前端のフランジ２３ａをブラケット１６の前壁１８に重合して接合すると共に、一側のフランジ２３ｂを対応するフロア骨格メンバ１３の側面に重合して接合し、また、後壁２４の下端のフランジ２４ａをブラケット１６の底壁１７に重合して接合すると共に、一側のフランジ２４ｂを対応するフロア骨格メンバ１３の側面に重合して接合して、前記閉断面部１５内に該閉断面部１５を上下に隔成するように配置してあり、前記ボルト２１の上端部はこのボルト支持ブラケット２２の上壁２３を貫通して支持される。
【００３９】
以上の実施形態の構造によれば、車両がフルラップ状態で前面衝突した場合、左右のフロントサイドメンバ３が前後方向に座屈変形すると共に、サブフレーム９のサイドフレーム９s が下向きに折れ変形し、これらフロントサイドメンバ３の座屈変形とサブフレーム９の下折れ変形とによって衝突エネルギーを吸収する。
【００４０】
このフルラップ衝突時には、前記サイドフレーム９s の後端部９E とフロア骨格メンバ１３の前端部とは車幅方向にオフセット配置してあるため、サブフレーム９が車体前部の潰れ変形によって後退移動しても、前記サイドフレーム９s の後端部９E がフロア骨格メンバ１３の前端部に当接することはなく、従って、このフルラップ衝突時の衝突後期で反力が過大となることはなく、図９に示すような理想的なエネルギー吸収特性を得ることができる。
【００４１】
即ち、図９の線図においてＰ1 は衝突初期におけるフロントサイドメンバ３とサブフレーム９の変形荷重（反力）のピーク値を示し、Ｐ2 はサブフレーム９のくの字状の下折れ変形が進行して路面干渉した時点における反力の下降点を示し、また、Ｐ3 はサブフレーム９の路面干渉後に再び上昇した反力のピーク値を示している。
【００４２】
他方、車両がオフセット状態で前面衝突した場合、衝突荷重が車体前部の片側に集中するため、フルラップ衝突に較べて車体前部の潰れ変形量が大きく、この時、片側のフロントサイドメンバ３の座屈変形とサブフレーム９の片側のサイドフレーム９s の下折れ変形とによってエネルギー吸収が行われる。
【００４３】
従って、図１０のａ線で示すように衝突初期における反力の立上がりピーク値Ｐ11はフルラップ衝突時のそれに較べて小さい。
【００４４】
このオフセット衝突時には、例えば図７に示すように衝突荷重Ｆが集中する片側のサイドフレーム９SLと反対側のサイドフレーム９SRの後端部９E の締結固定部をほぼ中心としたサブフレーム９の矢印方向の回転変位が伴い、前記サイドフレーム９SLの後端部９E は閉断面部１５の潰れ変形と共に隣接するフロア骨格メンバ１３の前端部にラップするように変位する。
【００４５】
前記片側のサイドフレーム９SLのくの字状の下折れ変形の進行に伴って反力が低下し、その後、該サイドフレーム９SLが路面干渉すると（ａ線のＰ12点）、該サイドフレーム９SLから閉断面部１５およびフロア骨格メンバ１３への入力伝達により再び反力が上昇するが、該サイドフレーム９SLの後端部９E が図８に示すようにフロア骨格メンバ１３の前端部に突き上げるように強圧干渉することによって、図１０のａ線のＰx 点で反力の立上がりが急上昇し、衝突後期の反力のピーク値がＰ13に示すように上昇して効率的なエネルギー吸収を行なうと共に、これらサブフレーム９の後端部９E とフロア骨格メンバ１３との当接によってダッシュパネル１の車室Ｒ側への変形を小さく抑制することができる。
【００４６】
図１０のｂ線はフロア骨格メンバ１３を設けていない場合のオフセット衝突時のエネルギー吸収特性を示しており、サブフレーム９の片側サイドフレーム９s がくの字状に折れ変形して路面干渉すると、反力発生手段がないため同図のＰ12点から反力が低下した後、ダッシュパネル１への入力伝達により徐々に反力が上昇するが反力のピーク値は低く、ダッシュパネル１の車室Ｒ側への変形量が大きくなってしまう。
【００４７】
このように本実施形態によれば、車両のオフセット衝突時には、反力発生部材であるサブフレーム９の後端部９E とフロア骨格メンバ１３との相互の変位，当接により反力を発生するため、車室前部の変形を小さく抑制して理想的なエネルギー吸収特性を得ることができ、しかも、ダッシュパネル１の板厚増大やステイフナーの配設等による車室前部の全体的な強度剛性の増強を施してなく、フルラップ衝突時にはこれらサブフレーム９の後端部９E とフロア骨格メンバ１３との相互が当接しないため、衝突後期での反力の過大化を確実に防止することができる。
【００４８】
また、前述のように一方の反力発生部材１１としてサブフレーム９を有効利用しているためコスト的に有利に得ることができると共に、他方の反力発生部材１２をフロア骨格メンバ１３として構成しているため、フロア剛性を高めて車両前面衝突時における車室前部の変形をより一層小さく抑制することができる。
【００４９】
また、このフロア骨格メンバ１３をダッシュパネル１の下面前端部分、即ち、トーボード１ｂからフロアパネル２に亘って車体前後方向に配設してあるため、車両前面衝突時における図外のパワーユニットの後退移動を該フロア骨格メンバ１３によって抑制して車室前部の変形抑制効果を高めることができる。
【００５０】
しかも、このフロア骨格メンバ１３の後端部はフロアパネル２に接合配置したセカンドクロスメンバ１４と交差して配設してあるため、車両前面衝突時にフロア骨格メンバ１３に作用する衝突入力を該クロスメンバ１４，サイドシル６，フロントサイドメンバ３のエクステンション部５等へ効率よく伝達して分散負担させることができて、フロア剛性を更に高めることができる。
【００５１】
更に、サブフレーム９の後端部９E の締結固定部分を、前記エクステンション部５とフロア骨格メンバ１３とに跨って設けた閉断面部１５として構成してあるため、サブフレーム９の後端部９E の固定部の強度剛性が高く、エンジン，モーター等のパワーユニットの搭載支持剛性を高めることができる。
【００５２】
図１１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、前記第１実施形態におけるフロア骨格メンバ１３の前側部に、オフセット衝突時におけるサブフレーム９の後端部９E の車幅方向内側への回転変位で該後端部９E と干渉可能な突出部２５を設けてある。
【００５３】
この第２実施形態の構造によれば、車両のオフセット衝突により前述のようにサブフレーム９の後端部９E が車幅方向内側に回転変位した際には、該後端部９E がフロア骨格メンバ１３の突出部２５に当接して確実に反力を発生させることができる。
【００５４】
図１２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、ダッシュパネル１のトーボード１ｂの下側に三角形状の閉断面部を形成する略Ｌ字状断面のダッシュクロスメンバ２６を接合配置してある。
【００５５】
このダッシュクロスメンバ２６は左右のフロントサイドメンバ３，３のエクステンション部５，５の前端部間に跨って配設してあり、該ダッシュクロスメンバ２６の左右両側部はその底壁２６ａが前記エクステンション部５の下方突出高さと略同位置となるように有段成形して、該底壁２６ａの側縁部をエクステンション部５の下面に接合してある。
【００５６】
また、フロア骨格メンバ１３の前端部側面は前記底壁２６ａの段部側面に接合して、これらエクステンション部５とフロア骨格メンバ１３の前端部間を前記第１実施形態と略同様の閉断面構造とし、その下面側にボルト２１を突出配置して該ボルト２１を介してサブフレーム９の後端部９E を締結固定するようにしている。
【００５７】
前記フロア骨格メンバ１３の前端部はフロアパネル２面に接合されたダッシュクロスメンバ２６の底壁２６ａに重合して接合するため、該前端部は前記第１実施形態のものと異なって後端部側と同一閉断面形状に形成してあると共に、前端は閉塞端部として構成してある。
【００５８】
従って、この第３実施形態の構造にあっても前記第１実施形態と同様の効果を得ることができると共に、ダッシュクロスメンバ２６の存在により車室前部の強度剛性を高められて車両前面衝突時における車室前部の変形抑制効果をより一層高めることができる。
【００５９】
図１３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前記第３実施形態におけるフロア骨格メンバ１３の前側部に、オフセット衝突時におけるサブフレーム９の後端部９E の車幅方向内側への回転変位で該後端部９E と干渉可能な突出部２５を形成してある。
【００６０】
従って、この第４の実施形態によれば前記第３実施形態の効果に加えて、車両のオフセット衝突により前述のようにサブフレーム９の後端部９E が車幅方向内側に回転変位した際には、該後端部９E がフロア骨格メンバ１３の突出部２５に当接して確実に反力を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の車体前部構造の底面側を示す斜視図。
【図２】サブフレームを外した状態を示す図１と同様の斜視図。
【図３】サブフレーム後端部の締結固定部分の底面側を示す分解斜視図。
【図４】本発明の第１実施形態を示す底面図。
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図６】図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図７】オフセット衝突時の変形状態を示す図４と同様の底面図。
【図８】オフセット衝突時の変形状態を示す断面図。
【図９】フルラップ衝突時のエネルギー吸収特性図。
【図１０】オフセット衝突時のエネルギー吸収特性図。
【図１１】本発明の第２実施形態を示す図２と同様の斜視図。
【図１２】本発明の第３実施形態を示す図２と同様の斜視図。
【図１３】本発明の第４実施形態を示す図２と同様の斜視図。
【符号の説明】
Ｒ  車室
Ｐ・Ｒ  パワーユニット搭載室
１  ダッシュパネル
２  フロアパネル
３  フロントサイドメンバ
６  サイドシル
９  サブフレーム
９E   後端部
１１，１２  反力発生部材
１３  フロア骨格メンバ
１４  クロスメンバ
１５  閉断面部
２５  突出部
【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】
0003765234.tif 000011
【図１１】
0003765234.tif 000012
【図１２】
0003765234.tif 000013
【図１３】
0003765234.tif 000014