(57)【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配設されて車体前後方向に延在する閉断面構造のサイドメンバと、これら左右のサイドメンバの前端に跨って結合されて車幅方向に延在する閉断面構造のファーストクロスメンバとを備えた自動車の車体前部構造において、
前記ファーストクロスメンバの閉断面内に、前記サイドメンバ前端の略延長上にエネルギー吸収部材を配設すると共に、
該ファーストクロスメンバの前記サイドメンバ前端との結合部よりも車幅方向内側にオフセットした位置に該ファーストクロスメンバの後壁を除いて他の車体部品を結合する高剛性部を設定し、
かつ、該ファーストクロスメンバのサイドメンバ前端との結合部と、前記高剛性部との間における後壁に易変形部を設けたことを特徴とする自動車の車体前部構造。
【請求項２】
サイドメンバ前端とファーストクロスメンバとの結合部に、高剛性プレートを介装した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】
エネルギー吸収部材をサイドメンバよりも座屈強度を低くしたことを特徴とする請求項１，２に記載の自動車の車体前部構造。
【請求項４】
ファーストクロスメンバの高剛性部を、該ファーストクロスメンバの上，下壁に形成したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の自動車の車体前部構造。
【請求項５】
ファーストクロスメンバ前壁のサイドメンバとの結合部の前方の壁面位置を、高剛性部を設定した部分の壁面位置よりも後方にオフセットして設定したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の自動車の車体前部構造。
【請求項６】
ファーストクロスメンバのサイドメンバ前端を結合した部位の閉断面前後幅を、高剛性部を設定した部位の閉断面前後幅よりも小さく設定したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の自動車の車体前部構造。
【請求項７】
サイドメンバの後側部を、部分的に形成した複数のブラケット部でのみストラットハウジングに接合したことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の自動車の車体前部構造。
【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】
自動車の車体前部構造の中には、例えば特開２０００−１６３２７号公報に示されているように、サスペンションリンクおよび又はパワーユニットの下部を支持するサブフレームの前端部を、サイドメンバの前端部下面に結合したものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
サイドメンバは周知のように閉断面に形成され、フロントコンパートメントの車幅方向両側部に前後方向に配設されて、車両の前面衝突時には前後方向に潰れ変形して衝突エネルギーを吸収する主要なエネルギー吸収部材であるが、前述のようにその前端部にサブフレームの前端部を結合してあることによって、該サイドメンバの前端部に高剛性部が形成され、このため、サイドメンバの軸圧潰時に該高剛性部が潰れ残りとなってこの部分で十分なエネルギー吸収や荷重分散が行われなくなる可能性がある。
【０００４】
そこで、本発明はサイドメンバの前端部分に潰れ残りを生じることがなく軸圧潰を良好に行わせてエネルギー吸収効率を高めることができる自動車の車体前部構造を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にあっては、フロントコンパートメントの車幅方向両側部に配設されて車体前後方向に延在する閉断面構造のサイドメンバと、これら左右のサイドメンバの前端に跨って結合されて車幅方向に延在する閉断面構造のファーストクロスメンバとを備えた自動車の車体前部構造において、
前記ファーストクロスメンバの閉断面内に、前記サイドメンバ前端の略延長上にエネルギー吸収部材を配設すると共に、
該ファーストクロスメンバの前記サイドメンバ前端との結合部よりも車幅方向内側にオフセットした位置に該ファーストクロスメンバの後壁を除いて他の車体部品を結合する高剛性部を設定し、
かつ、該ファーストクロスメンバのサイドメンバ前端との結合部と、前記高剛性部との間における後壁に易変形部を設けたことを特徴としている。
【０００６】
請求項２の発明にあっては、請求項１に記載の自動車の車体前部構造であって、前記サイドメンバ前端とファーストクロスメンバとの結合部に、高剛性プレートを介装したことを特徴としている。
【０００７】
請求項３の発明にあっては、請求項１，２に記載の自動車の車体前部構造であって、前記エネルギー吸収部材をサイドメンバよりも座屈強度を低くしたことを特徴としている。
【０００８】
請求項４の発明にあっては、請求項１〜３に記載の自動車の車体前部構造であって、前記ファーストクロスメンバの高剛性部を、該ファーストクロスメンバの上，下壁に形成したことを特徴としている。
【０００９】
請求項５の発明にあっては、請求項１〜４に記載の自動車の車体構造であって、前記ファーストクロスメンバ前壁のサイドメンバとの結合部の前方の壁面位置を、高剛性部を設定した部分の壁面位置よりも後方にオフセットして設定したことを特徴としている。
【００１０】
請求項６の発明にあっては、請求項１〜４に記載の自動車の車体前部構造であって、前記ファーストクロスメンバのサイドメンバ前端を結合した部位の閉断面前後幅を、高剛性部を設定した部位の閉断面前後幅よりも小さく設定したことを特徴としている。
【００１１】
請求項７の発明にあっては、請求項１〜６に記載の自動車の車体前部構造であって、前記サイドメンバの後側部を、部分的に形成した複数のブラケット部でのみストラットハウジングに接合したことを特徴としている。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、車両が前面衝突すると、サイドメンバ前端の略延長上に配設したファーストクロスメンバ閉断面内のエネルギー吸収部材から効率的にサイドメンバへの荷重伝達が行われて圧潰反力が発生し、この圧潰反力により前記エネルギー吸収部材が圧潰変形（座屈変形）するが、この際、ファーストクロスメンバのサイドメンバ前端との結合部と、それよりも車幅方向内側の高剛性部との間に設けた易変形部が変形するため、前記エネルギー吸収部材の座屈変形がこの高剛性部の影響を受けることがなく、該エネルギー吸収部材の軸方向の座屈変形がスムーズに行われると共に、このエネルギー吸収部材の軸方向の座屈変形に続いてサイドメンバが軸方向に座屈変形し、これらエネルギー吸収部材とサイドメンバの各軸方向の座屈変形によりエネルギー吸収が行われる。
【００１３】
しかも、前述のようにファーストクロスメンバの高剛性部はサイドメンバの軸線よりも車幅方向内側に存在しているため、該高剛性部がサイドメンバの軸線上で潰れ残ることがなく、サイドメンバの潰れストロークを拡大することができる。
【００１４】
この結果、前記エネルギー吸収部材によるエネルギー吸収効果と相俟ってエネルギー吸収量を高めることができる。
【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、ファーストクロスメンバとサイドメンバ前端との結合部に介装した高剛性プレートの存在により、エネルギー吸収部材の座屈変形が高剛性プレートで留められて該エネルギー吸収部材の座屈変形作用がサイドメンバの前端部に波及するのが阻止されるため、サイドメンバを前端部から安定した潰れモードで軸方向に座屈変形させることができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１，２の発明の効果に加えて、エネルギー吸収部材はサイドメンバよりも座屈強度が低く設定されているため、エネルギー吸収部材からサイドメンバへと座屈変形が荷重作用方向から順序よく行われ、エネルギー吸収部材を確実に座屈変形させることができると共に、サイドメンバを前端側からより安定した潰れモードで座屈変形させることができて、効率的なエネルギー吸収を行わせることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の発明の効果に加えて、ファーストクロスメンバの高剛性部を該ファーストクロスメンバの上，下壁に設けてあって、易変形部によるサイドメンバ前端を結合したファーストクロスメンバ後壁の変形が該高剛性部の影響を受けることがなく、従って、エネルギー吸収部材の軸方向の座屈変形をより適切に行わせることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４の発明の効果に加えて、車両の前面衝突時にファーストクロスメンバの高剛性部を設定した部位がサイドメンバ結合部の前方延長上の部位よりも先に衝突物と接触するため、易変形部に直ちに変形荷重を作用させて変形させることができ、エネルギー吸収部材の軸方向の座屈変形をより安定的に行わせることができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜４の発明の効果に加えて、車両の前面衝突時にファーストクロスメンバの前面が、高剛性部を設定した部位とサイドメンバ結合部の前方延長上の部位とが衝突物に対して同時に接触した場合に、易変形部に直ちに変形荷重を作用させて変形させることができ、エネルギー吸収部材の軸方向の座屈変形をより安定的に行わせることができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明によれば、サイドメンバの後側部をストラットハウジングに対して複数のブラケット部でのみ接合して、接合ケ所を必要最小限に抑えることができるため、ストラットハウジングとの接合によりサイドメンバ後側部が高剛性となることによる変形モードへの悪影響を少なくできて、サイドメンバを前端から後側部にまで安定した潰れモードで座屈変形させてエネルギー吸収効果を高めることができる。
【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１，２において、１はフロントコンパートメントＦ・Ｃの車幅方向両側部に配設されて車体前後方向に延在するサイドメンバを示す。
【００２３】
このサイドメンバ１はフロントコンパートメントＦ・Ｃの前面衝突時における主要なエネルギー吸収部材を成すもので、本実施形態にあってはＬ字状に形成したアウタパネル１ａとインナパネル１ｂとを突き合わせてフランジ接合して４角形の閉断面に形成してあると共に、前端から後端に至るにしたがって径大となるテーパ状としてある。
【００２４】
また、このサイドメンバ１の前端部には、４角形の各角部に前後方向に亘って複数のビード２を設けて、車両の前面衝突時における軸方向の座屈変形を誘起し得るようにしてある。
【００２５】
これらサイドメンバ１の後部には接続プレート３を介してエクステンションメンバ４を接合連結してあり、該エクステンションメンバ４をダッシュパネル５の前面から下面に廻り込んで接合固定してある。
【００２６】
また、左右のサイドメンバ１，１はそれらの前端において車幅方向に延在するファーストクロスメンバ６で結合してある。
【００２７】
このファーストクロスメンバ６はＬ字状に形成したフロントパネル６ａとリヤパネル６ｂとを突き合わせてフランジ接合して４角形の閉断面に形成してある。
【００２８】
ファーストクロスメンバ６の閉断面内には、前記サイドメンバ１の前端の略延長上にエネルギー吸収部材７を配設してある。
【００２９】
本実施形態ではこのエネルギー吸収部材７を金属プレートにより裁頭４角錐のクラッシュボックスとして形成してあり、該クラッシュボックス７をサイドメンバ１の略軸線上に揃えてファーストクロスメンバ６の前，後壁に跨って固設してある。
【００３０】
このクラッシュボックス７はサイドメンバ１よりもその前後方向の座屈強度を低く設定してある。
【００３１】
また、サイドメンバ１の前端はファーストクロスメンバ６の後壁に突き合わせて接合固定されるが、該サイドメンバ１の前端にはこれらサイドメンバ１，ファーストクロスメンバ６よりも剛性の高い金属材料からなる高剛性プレート８を予め接合配置して閉断面を閉塞してあり、該高剛性プレート８を介してファーストクロスメンバ６の後壁に重合して接合固定してある。
【００３２】
一方、ファーストクロスメンバ６には、前記サイドメンバ１前端との結合部よりも車幅方向内側にオフセットした位置に高剛性部９を設けてあり、ファーストクロスメンバ６の下壁側において該高剛性部９に他の車体部品としてのサブフレーム１１の前端部をボルト・ナット１２により締結固定し、該サブフレーム１１の後端部を前記サイドメンバ１のエクステンションメンバ４に同じくボルト・ナット１２により締結固定してある。
【００３３】
また、ファーストクロスメンバ６には、前記サイドメンバ１前端との結合部と、前記高剛性部９との間に、後壁に複数の縦方向のビード１３ａを設けて易変形部１３を形成してある。
【００３４】
前記高剛性部９はサブフレーム１１の前端部を固定するボルト・ナット１２の締結剛性を確保し得るようにブロック状に構成されるが、前述のようにファーストクロスメンバ６の後壁には易変形部１３を形成するため、該高剛性部９はファーストクロスメンバ６の上，下壁に亘って設けて後壁にはこの高剛性部９による易変形部１３の変形作用に影響を及ぼさないようにすることが望ましい。
【００３５】
また、本実施形態にあってはファーストクロスメンバ６の左右両側端部で前壁を後方に向けて湾曲成形して、ファーストクロスメンバ６の前壁のサイドメンバ１との結合部前方の壁面位置が、高剛性部９を設定した部分の壁面位置よりも後方にオフセットするようにしてある。
【００３６】
他方、サイドメンバ１の後側部は、通常、フランジを介してストラットハウジング１４の下端の略全域で接合されるが、本実施形態にあっては該サイドメンバ１の後側部に図３に示すように前後複数のブラケット部１５を突設して、該ブラケット部１５の部分でのみストラットハウジング１４に接合固定してある。
【００３７】
以上の実施形態の構造によれば、図４〜７に示すように車両が衝突物２０に前面衝突すると、サイドメンバ１前端の略延長上に配設したファーストクロスメンバ６の閉断面内のクラッシュボックス７から効率的にサイドメンバ１の軸方向への荷重伝達が行われて圧潰反力が発生し、この圧潰反力により前記クラッシュボックス７が軸方向に座屈変形するが、この際、ファーストクロスメンバ６の後壁のサイドメンバ１前端との結合部と、それよりも車幅方向内側の高剛性部９との間に設けた易変形部１３を構成する縦方向のビード１３ａが車幅方向に伸び変形するため、前記クラッシュボックス７の座屈変形がこの高剛性部９の影響を受けることがなく、該クラッシュボックス７の軸方向の座屈変形がスムーズに行われる。
【００３８】
このクラッシュボックス７の軸方向の座屈変形に続いてサイドメンバ１が軸方向に変形し、これらクラッシュボックス７とサイドメンバ１の各軸方向の座屈変形によってエネルギー吸収が行われる。
【００３９】
しかも、前述のようにファーストクロスメンバ６の高剛性部はサイドメンバ１の軸線よりも車幅方向内側に存在しているため、該高剛性部９がサイドメンバ１の軸線上で潰れ残ることがなく、サイドメンバ１の潰れストロークを拡大することができる。
【００４０】
そして、サイドメンバ１の前端部の潰れ変形の進行と共に、図８に示すように高剛性部９に結合したサブフレーム１１が衝突荷重Ｆによって曲げ変形する。
【００４１】
この結果、前記クラッシュボックス７によるエネルギー吸収作用、およびサイドメンバ１の潰れストロークの増大と相俟ってエネルギー吸収量を高めることができる。
【００４２】
ここで、前記衝突物２０との前面衝突の際に、図５に示すようにファーストクロスメンバ６の前面の高剛性部９を設定した部位のＡ点が、サイドメンバ１との結合部の前方延長上の部位のＢ点よりも先に衝突物２０と接触するため、前記ビード１３ａにはモーメントＭが発生して該ビード１３ａに直ちに変形荷重を作用させて変形させることができるため、図６に示すように前記クラッシュボックス７の軸方向の座屈変形を安定して行わせることができる。
【００４３】
特に、前述のように高剛性部９をファーストクロスメンバ６の上，下壁に設けるようにすれば、後壁に設けたこのビード１３ａの変形が該高剛性部９の剛性影響を受けないため、該ビード１３ａの変形がスムーズに行われて前記クラッシュボックス７の軸方向の座屈変形をより安定的に行わせることができる。
【００４４】
一方、前記クラッシュボックス７はサイドメンバ１よりも座屈強度が低く設定されているため、図６，７に示すようにクラッシュボックス７からサイドメンバ１へと座屈変形が荷重作用方向から順序よく行われ、クラッシュボックス７を確実に座屈変形させることができる。
【００４５】
この時、サイドメンバ１の前端とファーストクロスメンバ６の後壁との結合部には高剛性プレート８を介装してあるため、このクラッシュボックス７の座屈変形が該高剛性プレート８で留められて、該クラッシュボックス７の座屈変形作用がサイドメンバ１の前端部に波及するのが阻止され、この結果、座屈変形がクラッシュボックス７から順序よく行われることと相俟って、サイドメンバ１を前端から安定した潰れモードで軸方向に座屈変形させることができて効率的なエネルギー吸収を行わせることができる。
【００４６】
そして、サイドメンバ１の軸方向の座屈変形が後側部へ進行した場合、このサイドメンバ１の後側部はフロントコンパートメントＦ・Ｃの骨格メンバの１つであるストラットハウジング１４に対して複数のブラケット部１５でのみ接合して、接合ケ所を必要最小限に抑えてあるため、該ストラットハウジング１４との接合によりサイドメンバ１の後側部が高剛性となることによる変形モードへの悪影響を少なくできて、該サイドメンバ１を前端から後側部にまで安定した潰れモードで座屈変形させてエネルギー吸収効果を高めることができる。
【００４７】
前記実施形態ではファーストクロスメンバ６の易変形部１３を縦方向のビード１３ａで構成しているが、図９に示す第２実施形態のように所要の引張荷重で車幅方向に破断するようにノッチ等を設けた脆弱部として構成するようにしてもよい。
【００４８】
図１０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ファーストクロスメンバ６の前壁は車幅方向に直線状に形成して、サイドメンバ１前端を結合した部位の閉断面前後幅Ｌ2 を、高剛性部９を設定した部位の閉断面前後幅Ｌ1 よりも小さく設定（Ｌ2 ＜Ｌ1 ）してある。
【００４９】
従って、この第３実施形態の場合、衝突物２０と前面衝突するとファーストクロスメンバ６の前面の高剛性部９を設定した部位のＡ点と、サイドメンバ１との結合部の前方延長上の部位のＢ点とが衝突部２０に対して同時に接触するようになるが、前記閉断面前後幅Ｌ1 ，Ｌ2 の差分によって易変形部１３に直ちに曲げ変形モーメントを発生させて該易変形部１３を変形させ、前記第１実施形態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】本発明の第１実施形態を示す分解斜視図。
【図２】本発明の第１実施形態の組立状態を示す側面図。
【図３】本発明の第１実施形態におけるストラットハウジングとの接合状態を示す側面図。
【図４】本発明の第１実施形態の前面衝突時の作用を説明する図２のＡ−Ａ線に沿う断面説明図。
【図５】本発明の第１実施形態の前面衝突時の作用を説明する図４と同様の断面説明図。
【図６】本発明の第１実施形態の前面衝突時の作用を説明する図４と同様の断面説明図。
【図７】本発明の第１実施形態の前面衝突時の作用を説明する図４と同様の断面説明図。
【図８】本発明の第１実施形態の前面衝突時におけるサイドメンバとサブフレームの変形状態を示す側面説明図。
【図９】本発明の第２実施形態を示す図５と同様の断面説明図。
【図１０】本発明の第３実施形態を示す図４と同様の断面説明図。
【符号の説明】
Ｆ・Ｃ  フロントコンパートメント
１  サイドメンバ
６  ファーストクロスメンバ
７  クラッシュボックス（エネルギー吸収部材）
８  高剛性プレート
９  高剛性部
１１  サブフレーム（他の車体部品）
１３  易変形部
１４  ストラットハウジング
１５  ブラケット部
【図１】
0003861622.tif 000002
【図２】
0003861622.tif 000003
【図３】
0003861622.tif 000004
【図４】
0003861622.tif 000005
【図５】
0003861622.tif 000006
【図６】
0003861622.tif 000007
【図７】
0003861622.tif 000008
【図８】
0003861622.tif 000009
【図９】
0003861622.tif 000010
【図１０】
0003861622.tif 000011