JP5504820B2 - 車両の前部車体構造 - Google Patents

Description

この発明は、ダッシュパネルの車体前側に結合されて車体前後方向に延びるフロントサイドフレームの一部が、前突時の荷重によって車幅方向外側に山折れ変形するように構成された車両の前部車体構造に関する。

従来、車両前突時の乗員に対する衝突荷重を低減するために、ダッシュパネルの前方で車体前後方向に延びるフロントサイドフレームを、車幅方向に屈曲変形させ、前記衝突荷重の衝突エネルギをこのフロントサイドフレームの変形で吸収できるように構成したものが知られている。

例えば、下記特許文献１に開示された車体構造では、フロントサイドフレームの一部に折れ曲り予定部を設けており、車体前方から衝突荷重が作用した時には、この折れ曲がり予定部を起点として、フロントサイドフレームを平面視で車幅方向外側に山折れ変形できるように構成している。

また、下記特許文献１に開示された車体構造では、前記折れ曲り予定部の前部からダッシュパネルまで上方かつ後方に延びる分岐フレームを備えている。下記特許文献１では、車体前方からの衝突荷重が作用した時のフロントサイドフレームの上下方向の変位を分岐フレームによって抑制することで、上述したフロントサイドフレームの前記山折れ変形を促進することができるとしている。

特開２００９−１３７３８０号公報

しかしながら、実際には、車体前方から衝突荷重が作用した時、フロントサイドフレームの上下方向の変位を抑制するだけでは、フロントサイドフレームの折れ曲りの程度が必ずしも十分ではなく、フロントサイドフレームにおいて乗員に対する衝突荷重の低減を図るには、さらなる改善が必要であった。

この発明は、車体前突時に衝突荷重が作用した時に、フロントサイドフレームの折れ曲り予定部での折れ曲りをより促進させることを可能にし、乗員に対する衝突荷重をより確実に低減することができる車両の前部車体構造を提供することを目的とする。

この発明による車両の前部車体構造は、車体前方のエンジンルームと車室とを仕切るダッシュパネルと、該ダッシュパネルの車体前側に結合されて車体前後方向に延びるフロントサイドフレームを備え、該フロントサイドフレームの一部が、前突時の荷重によって車幅方向外側に山折れ変形するように構成された車両の前部車体構造であって、車体下方に配設されるサブフレームが、前記フロントサイドフレームにレインフォースメントを介して結合されるように構成されているとともに、該レインフォースメントの前部が、前突時に車幅方向外側に山折れ変形する前記フロントサイドフレームの折れ曲り予定部に対応する位置に設定され、前記フロントサイドフレームは、車体前後方向に延びる閉断面を有しており、前記レインフォースメントは、前記閉断面内に設けられ、前記フロントサイドフレームの下端面にサブフレーム取付部が締結固定され、前記レインフォースメントは、前記フロントサイドフレームのインナパネル本体部の下端面に面接触する水平板部と、前記インナパネル本体部の車外側側壁部に面接触する垂直板部と、該垂直板部の上端部から車外側に延びる結合支持片と、を備えており、前記レインフォースメントの前記結合支持片の自由端部には、前記サブフレーム取付部が結合されたものである。

この構成によれば、折れ曲り予定部と、レインフォースメントにより補強されたフロントサイドフレームの部位との間の剛性の差を大きく設定することができる。このため、衝突荷重がフロントサイドフレームに作用した時には、上述した剛性の差により、折れ曲り予定部での山折れ変形をより確実に発生させることができる。
つまり、レインフォースメントの前部を前記山折れ変形の起点として利用することができ、これによって、フロントサイドフレームの折れ曲り予定部での折れ曲りをより促進させることが可能になり、乗員に対する衝突荷重をより確実に低減することができる。

また、前記フロントサイドフレームが、車体前後方向に延びる閉断面を有しており、前記レインフォースメントは、前記閉断面内に設けられているものであるから、閉断面内のデッドスペースを利用してレインフォースメント等をコンパクトに配置できる。そして、閉断面による高い剛性を利用して、レインフォースメントの支持剛性の向上を図り、折れ曲り予定部と、レインフォースメントにより補強されたフロントサイドフレームの部位との間の剛性の差をより大きく設定することができる。これにより、上述した山折れ、谷折れ変形をより促進させることができる。

この発明の一実施態様においては、前記フロントサイドフレームの車内側側壁部に、車幅方向内側を凹ませた凹ビードが形成されており、該凹ビードは、前記折れ曲り予定部に対応する位置に上下方向に延びて形成されているものである。

この構成によれば、凹ビードとレインフォースメントとの協働によって折れ曲り予定部における山折れ変形をより促進させることができる。

この発明の一実施態様においては、前記フロントサイドフレームの前記ダッシュパネルとの結合部の前方位置が、前突時の荷重によって車幅方向外側に谷折れ変形するように構成され、前記レインフォースメントの後部が、前記結合部の前方位置で谷折れ変形する第２折れ曲り予定部に対応する位置に設定されているものである。

この構成によれば、第２折れ曲り予定部と、レインフォースメントにより補強されたフロントサイドフレームの部位との間の剛性の差を大きく設定することができる。このため、衝突荷重がフロントサイドフレームに作用した時には、第２折れ曲り予定部での谷折れ変形をより確実に発生させることができる。

この発明の一実施態様においては、前記フロントサイドフレームの車外側側壁部に、車幅方向外側を凹ませた凹ビードが形成されており、該凹ビードが、前記第２折れ曲り予定部に対応する位置に上下方向に延びて形成されているものである。

この構成によれば、この凹ビードとレインフォースメントとの協働によって第２折れ曲り予定部における谷折れ変形をより促進させることができる。

この発明の一実施態様においては、前記フロントサイドフレームに、サスペンションタワーが接合されるとともに、前記フロントサイドフレームと前記サスペンションタワーとの接合部の前部に、前記折れ曲り予定部が設定されており、前記サブフレームが、前記接合部の近傍に前記レインフォースメントを介して結合されるように構成されているものである。

一般的に、サスペンションタワーは、車内（エンジンルーム）側に膨出するように形成されており、サスペンションタワーの前部および後部には、フロントサイドフレームに沿う平面部位と、車内側に向かって湾曲しながら膨出する湾曲部位とにより、その境界部には谷部が形成されている。

この構成によれば、サスペンションタワーの前記境界部に形成された谷部を、折れ曲り予定部での山折れ変形の起点として利用することができる。このため、レインフォースメントと前記境界部との協働によって、折れ曲り予定部での山折れ変形をより促進させることができる。

この発明の一実施態様においては、前記フロントサイドフレームの前記サスペンションタワーとの接合部の近傍に前部が接続され、該前部から上方かつ後方に延びて後部が前記ダッシュパネルに接続される分岐フレームを備えたものである。

この構成によれば、衝突荷重を分岐フレームによって効果的に車体後方に伝達させることができるとともに、分岐フレームの前部を山折れ変形の起点として利用することができる。これにより、折れ曲り予定部での山折れ変形をより促進させることができる。

この発明の一実施態様においては、前記フロントサイドフレームの車外側上部に、車幅方向内側への折り曲げによってホイールハウス内に臨むように成形された上面部が形成されており、前記分岐フレームが、前記上面部に接続されるとともに、前記上面部の前部が、前記折れ曲り予定部に対応する位置に設定されているものである。

この構成によれば、フロントサイドフレームの車外側上部に形成された上面部の前端を前記山折れ変形の起点として利用することができる。

この発明の一実施態様においては、前記折れ曲り予定部の前部に、エンジンマウントを支持する支持部材が設けられており、前記エンジンマウントは、鉛直方向に延びるボルトと、該ボルトに螺合するナット部とにより、前記フロントサイドフレームのインナパネルの上面部に締結固定され、前記フロントサイドフレームのアウタパネルの車幅方向内側には、前記支持部材が前記フロントサイドフレームのアウタパネル本体部と略平行に配設され、前記アウタパネルと前記支持部材とで閉断面を形成しており、前記ナット部は、その車外側が、前記閉断面位置において前記支持部材の車幅方向内側の壁面に接合されているものである。

この構成によれば、本来エンジンマウントを支持するために高剛性に設定された支持部材の後部を前記山折れ変形の起点とすることができる。

この発明の一実施態様においては、前記フロントサイドフレームの上方に、車体前後方向に延びるエプロンレインフォースメントが設けられるとともに、前記支持部材の後部と前記エプロンレインフォースメントとを結合する補強部材が設けられているものである。

この構成によれば、補強部材を利用して、その後部を前記山折れ変形の起点とすることができる。

この発明によれば、折れ曲り予定部と、レインフォースメントにより補強されたフロントサイドフレームの部位との間の剛性の差を大きく設定することができる。このため、衝突荷重がフロントサイドフレームに作用した時には、上述した剛性の差により、折れ曲り予定部での山折れ変形をより確実に発生させることができる。
つまり、レインフォースメントの前部を前記山折れ変形の起点として利用することができ、これによって、フロントサイドフレームの折れ曲り予定部での折れ曲りをより促進させることが可能になり、乗員に対する衝突荷重をより確実に低減することができる。

この発明の実施形態に係る車両の前部車体構造を車体前方かつ上方から見た時の斜視図。 車両の前部車体構造の側面図であり、車幅方向の中間部分から車幅方向外方を見た状態で示す図。 車両の前部車体構造の側面図であり、車幅方向の外側から車幅方向内方を見た状態で示す図。 図３のＡ−Ａ線矢視断面図。 車両の前部車体構造の要部を示す斜視図であり、フロントサイドフレームのアウタパネルを取外した状態を示す図。 車両の前部車体構造の要部を示す斜視図であり、フロントサイドフレームのインナパネルを取外した状態を示す図。 図３のＢ−Ｂ線矢視断面図。 図３のＣ−Ｃ線矢視断面図。 図３のＤ−Ｄ線矢視断面図。 図３のＥ−Ｅ線矢視断面図。 前面衝突時における右側フロントサイドフレームの挙動を説明するための図であり、（ａ）衝突前の挙動、（ｂ）衝突初期の挙動、（ｃ）衝突後期の挙動を示す図。 車両の前部車体構造の参考例を示す要部縦断面図。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。
図１は、車両の前部車体構造を車体前方かつ上方から見た時の斜視図であり、図２、図３は、車両の前部車体構造の側面図（但し、図２は、車幅方向の中間部分から車幅方向外方を見た状態で示す側面図であり、図３は、車幅方向の外側から車幅方向内方を見た状態で示す側面図）である。なお、図中において矢印（Ｆ）は車体前方、矢印（Ｒ）は車体後方を示し、矢印（ＩＮ）は車体内方、矢印（ＯＵＴ）は車体外方を示す。

図１、２に示すように、車両Ｖの前部車体１には、該車体１の前方の車室ＳとエンジンルームＥとを前後に仕切るダッシュパネル２、このダッシュパネル２の前側に結合されて車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム３、一対のフロントサイドフレーム３の車幅方向外側上方に配置された一対のエプロンレインフォースメント４、フロントサイドフレーム３とエプロンレインフォースメント４との間でダッシュパネル２に近接配置される一対の筒状のサスペンションタワー（以下、サスタワー５と略記する。）、および、エンジンやトランスミッション等から構成される図示しないエンジンユニットを支持するエンジンマウント６等が設けられている。なお、図１、図２では、図示の便宜上、フロントサイドフレーム３、エプロンレインフォースメント４等、左右一対の車体部材のうち、車体左側部分についてはその図示を省略している。

ここで、サスタワー５は、車内（エンジンルームＥ）側に膨出するように形成されており、このサスタワー５により車外側に形成された空間は、図示しない前輪を覆うホイールハウスＷＨに設定される。そして、サスタワー５の前部および後部には、フロントサイドフレーム３に沿う平面部位と、車内側に向かって湾曲しながら膨出する湾曲部位とにより、その境界部α（図１等参照）には谷部が形成されている。

前部車体１には、エンジンルームＥの下側に配設されたサスペンションクロスメンバ７１、サスペンションクロスメンバ７１の左右両側に配置された一対のサスペンションアーム７２、前後方向に配設された左右一対のエンジンサポートメンバ７３、一対のエンジンサポートメンバ７３の前端部に架着されたフロントクロスメンバ７４等から構成されるサブフレーム７が設けられている。

ダッシュパネル２は、フロントサイドフレーム３等に比べて板厚が薄く比較的剛性の低い鋼板からなる。ダッシュパネル２は、その下端部分が、フロアパネル８の前端部分に接合されている。また、ダッシュパネル２の上端部は、車幅方向に延びるカウル部９に接合され、ダッシュパネル２の車幅方向両端部は前席用のドア（図示略）を開閉可能に支持するフロントヒンジピラー（図示略）に接合されている。

ダッシュパネル２のエンジンルームＥ側の前面には、車幅方向に延びる断面ハット状のダッシュクロスメンバ１０が設けられている。ダッシュクロスメンバ１０は、ダッシュパネル２と閉断面を形成し、ダッシュパネル２の剛性を高めている。ダッシュクロスメンバ１０の左右両側端部は、後述するフロントサイドフレーム３とダッシュパネル２の結合部Ｌに接合され、フロントサイドフレーム３の支持剛性を高めている。

図２に示すように、左右一対のフロントサイドフレーム３は、車室Ｓの前端を仕切るダッシュパネル２の前側においてエンジンルームＥの左部と右部に前後方向に延びて配設されている。すなわち、左右一対のフロントサイドフレーム３は、車両Ｖの前端位置から後方へ向かって略水平状に延び、かつ、後端側途中部がダッシュパネル２の上部に接合され、後端側部分がダッシュパネル２の下端部とフロアパネル８の下面に沿って後方下がり傾斜状に延びて接合されている。フロントサイドフレーム３の後端側部分はダッシュパネル２と結合部Ｌにより接合されている。

このフロントサイドフレーム３は、フレーム自体で閉断面部を形成する前側の前側フレーム３Ａと、ダッシュパネル２およびフロアパネル８と協働して閉断面部を形成する後側フレーム３Ｂとから構成されている。前側フレーム３Ａの後端とダッシュパネル２はスポット溶接により接合され、後側フレーム３Ｂはダッシュパネル２とフロアパネル８に接合され、前側フレーム３Ａの後端部と後側フレーム３Ｂの前端部は接合されている。

図４は、図３のＡ−Ａ線矢視断面図である。図４に示すように、前側フレーム３Ａは、車幅方向内側のインナパネル３１と、車幅方向外側のアウタパネル３２とから構成されており、これらインナパネル３１、アウタパネル３２とにより車体前後方向の延びる閉断面３０を形成している。インナパネル３１は、図１、図２、図４に示すように、上側に位置するインナ上フランジ部３１ａ、下側に位置する下フランジ部３１ｂ、両者の中間に位置する車内側側壁部としてのインナパネル本体部３１ｃを備えている。同様に、アウタパネル３２は、図３、図４に示すように、平板状の鋼板をプレス成形される部材であり、アウタパネル３２は、上側に位置するアウタ上フランジ部３２ａと、下側に位置するアウタ下フランジ部３２ｂと、両者の中間に位置する車外側側壁部としてのアウタパネル本体部３２ｃとを備えている。

図４に示すように、フロントサイドフレーム３では、インナ上フランジ部３１ａとアウタ上フランジ部３２ａがスポット溶接され、インナ下フランジ部３１ｂとアウタ下フランジ部３２ｂがスポット溶接され、前側フレーム３Ａの上側結合フランジ３０ａと、下側結合フランジ３０ｂが構成されている。下側結合フランジ３０ｂは前側フレーム３Ａの前端から結合部Ｌの前方近傍位置に亙って形成され、インナパネル本体部３１ｃとアウタパネル本体部３２ｃは、下側結合フランジ３０ｂの後端部からダッシュパネル２の下端部に亙って更に後方に延設されている。

インナパネル３１には、プレス成形時に、図２に示すような、前後方向に略直線状に延びるインナ凸部３１ｄ、上下方向に延びる第１インナビード３１ｅ、前後方向に略直線状に延びる第２インナビード３１ｆが形成されている。

インナ凸部３１ｄは、インナパネル本体部３１ｃの上下方向中段位置に、前端から前後方向中間部分に亙って形成されている。インナ凸部３１ｄは、車幅方向内側に突出しており、凸部の突出高さが後方に向かう程小さくなっている。この構成により、インナ凸部３１ｄが第１アウタビード３２ｅより後方まで延設され、第１アウタビード３２ｅの位置に対応するインナパネル３１の剛性を、第１アウタビード３２ｅの位置に対応するアウタパネル３２の剛性よりも一層高く設定している。

車体上下方向に延びる断面Ｖ字状の第１インナビード３１ｅは、車幅方向外側への突出によりインナ凸部３１ｄの後端後方位置に形成された凹ビードであり、インナパネル本体部３１ｃの上部から第２インナビード３１ｆの後部に連続するよう構成されている。

第１インナビード３１ｅは、第１アウタビード３２ｅと第２アウタビード３２ｆとの中間の前後方向位置に位置している。なお、第１インナビード３１ｅのビード深さとビード幅は、前面衝突時、インナパネル３１の第１インナビード３１ｅより後側部分に対して前側部分が車幅方向内側にく字状に折れ曲がるように、つまり、第１インナビード３１ｅの部分が車幅方向外側に向かって山折れ変形可能となるように設定されている（図１１参照）。

これにより、インナパネル３１には、第１インナビード３１ｅを形成した位置に、車幅方向外側に山折れ変形する折れ曲り予定部Ｔ１が構成されている。この折れ曲り予定部Ｔ１は、フロントサイドフレーム３とサスタワー５との接合部の前部に設定されている。

断面溝状の第２インナビード３１ｆは、インナパネル本体部３１ｃの上下方向中段位置に、アウタ凸部３２ｄより後方位置に形成されている。第２インナビード３１ｆは、車幅方向外側への突出により形成された凹ビードである。

アウタパネル３２には、プレス成形時に、図３に示すような、前後方向に略直線状に延びるアウタ凸部３２ｄ、上下方向に延びる第１アウタビード３２ｅ、フロントサイドフレーム３のダッシュパネル２への結合部Ｌの前方近傍位置に設けられた上下方向に延びる第２アウタビード３２ｆ、第２アウタビード３２ｆの後方に配置される後述する変形助長部３２ｇ等が形成されている。

アウタ凸部３２ｄは、アウタパネル本体部３２ｃの上下方向中段位置に、前端から前後方向中間部分に亙って形成されている。アウタ凸部３２ｄは、車幅方向外側に突出しており、凸部の突出高さが後方に向かう程小さくなっている。

フロントサイドフレーム３は、アウタ凸部３２ｄとインナ凸部３１ｄにより、前側フレーム３Ａの前端に十字状の開口部が形成されている。このフロントサイドフレーム３の先端に固定されるクラッシュカン（図示略）の取付け部形状が断面十字状に形成され、このクラッシュカンの取付け部がフロントサイドフレーム３の先端に固定される。

第１アウタビード３２ｅは、上下方向に延びる断面半円状に形成されている。第１アウタビード３２ｅは、車幅方向内側への突出によりアウタ凸部３２ｄの後端の後方位置に形成された凹ビードであり、アウタ凸部３２ｄの上下長よりも長く、かつ、アウタパネル本体部３２ｃの上下長よりも短く構成されている。第１アウタビード３２ｅのビード深さとビード幅と上下長は、前突時、アウタパネル３２の第１アウタビード３２ｅより前側部分に対して後側部分が車幅方向外側に折れ曲り可能に、つまり、第１アウタビード３２ｅの部分が車幅方向外側に谷折れ変形可能となるように設定されている（図１１参照）。

これにより、アウタパネル３２にて第１アウタビード３２ｅを形成した位置に、車幅方向外側に谷折れ変形する折れ曲り予定部Ｔ２が構成されている。

また、図３に示すように、第２アウタビード３２ｆは上下方向に延びる断面半円状に形成されている。この第２アウタビード３２ｆは、車幅方向内側への突出により、結合部Ｌの前方近傍で、かつ、下側結合フランジ３２ｂの車体前後方向後端部に対応する位置に形成された凹ビードであり、アウタパネル本体部３２ｃの上端部から下端部に亙って構成されている。第２アウタビード３２ｆのビード深さとビード幅は、前面衝突時、アウタパネル３２の第２アウタビード３２ｆより車体前後方向後側部分に対して前側部分が車幅方向外側に折れ曲り可能となるように、つまり第２アウタビード３２ｆの部分が車幅方向外側に谷折れ変形可能となるように設定されている（図１１参照）。

これにより、アウタパネル３２には、第２アウタビード３２ｆを形成した位置に、車幅方向外側に谷折れ変形する折れ曲り予定部Ｔ３が構成されている。

また、図３に示すように、側面視で略三角形状に形成される変形助長部３２ｇは、第２アウタビード３１ｆと結合部Ｌとの間で、車幅方向外側に突出した凸部であり、車幅方向内側が凹んでおり、第２アウタビード３２ｆと変形助長部３２ｇの三角形状の一辺が略平行となるよう構成されている。

第２アウタビード３２ｆの前側における前側フレーム３Ａの閉断面面積は第２アウタビード３２ｆの形成位置における閉断面面積より大きく設定され、変形助長部３２ｇの形成位置における閉断面面積は第２アウタビード３２ｆの前側における閉断面面積よりも更に大きく設定されている。それ故、前方からの衝突荷重に対して、変形助長部３２ｇの形成位置における剛性を、第２アウタビード３２ｆの形成位置における剛性よりも高くすることができる。

ところで、図１〜図４に示すサブフレーム７のうち、車幅方向に延びるサスペンションクロスメンバ７１は、左右の後端部に形成された一対のクロスメンバ取付面部７１ａと、左右の途中部からそれぞれ車幅方向外側へ延びる一対のクロスメンバ取付部７１ｂと、左右の前端部に設けられた一対のエンジンサポート取付部７１ｃとを備えている。

クロスメンバ取付面部７１ａは、ダッシュパネル２の下側に位置する一対のガセット１２に第１ラバーブッシュ１３を介してボルト締結される。側面視でクサビ状のガセット１２は、インナパネル本体部３１ｃとアウタパネル本体部３２ｃの夫々の後端部に重合接合される後側フレームパネル（図示略）の前端部の下方外側から三重接合されている。

クロスメンバ取付部７１ｂは、前側フレーム３Ａの下端面のうちの、サスタワー５に対応する前後方向位置に第２ラバーブッシュ１４（サスペンションサブフレーム取付部）を介して図４〜図６に示すボルト１４ａ、ナット１４ｂによって締結固定される。

図５は、前部車体１の要部を示す斜視図であり、フロントサイドフレーム３のアウタパネル３２を取外した状態で示す図である。また、図６は、前部車体１の要部を示す斜視図であり、フロントサイドフレーム３のインナパネル３１を取外した状態で示す図である。図４〜図６に示すように、フロントサイドフレーム３の閉断面３０の内部には、断面Ｚ字状のレインフォースメント１５が配設され、インナパネル３１、アウタパネル３２に接合されている。このレインフォースメント１５により、クロスメンバ取付部７１ｂは、フロントサイドフレーム３とサスタワー５との接合部の近傍に結合されている。

そして、レインフォースメント１５が配設された部位では、これによってインナパネル３１が補強されており、上述した第２ラバーブッシュ１４は、インナパネル３１をレインフォースメント１５で補強した部位に連結されている。

図４〜図６に示すように、前後方向に延びる長尺部材とされたレインフォースメント１５は、インナ下フランジ部３１ｂに面接触する第１垂直板部１５ａ、インナパネル本体部３１ｃの下端面に面接触する水平板部１５ｂ、インナパネル本体部３１ｃの車外側側壁部に面接触する第２垂直板部１５ｃと、該第２垂直板部１５ｃの上端部から車外側に延びる結合支持片１５ｄとを備えている。

図１〜図３、および図５に示すように、レインフォースメント１５の前部、具体的には、第１垂直板部１５ａと水平板部１５ｂと第２垂直板部１５ｃの前端部は、第１インナビード３１ｅに対応する位置に形成されている。一方、図３、図６に示すように、レインフォースメント１５の後部、具体的には、第１垂直板部１５ａの後端部は、第２アウタビード３２ｆの直後方の下側結合フランジ３０ｂの後端部にほぼ対応する位置に形成されている。

また、レインフォースメント１５のうち、結合支持片１５ｄの自由端部には、図５、図６に示すように、半円形状の嵌合切欠き１５ｅが形成されている。この嵌合切欠き１５ｅには、第２ラバーブッシュ１４のナット１４ｂが嵌合しており、両者が溶接等によって結合されている。これにより、ナット１４ｂ、つまりは第２ラバーブッシュ１４が、レインフォースメント１５の結合支持片１５ｄによって支持されている。

また、図６に示すように、第２垂直板部１５ｃの後端部は、変形助長部３２ｇに対応する前後方向位置まで延びる。この構成により、レインフォースメント１５は、第２ラバーブッシュ１４の支持剛性を確保しつつ、第２アウタビード３２ｆに対応する前後方向位置におけるインナパネル３１の剛性を高めている。つまり、第２アウタビード３２ｆに対応する位置において、アウタパネル３２側の剛性よりもインナパネル３１側の剛性を高めることで、フロントサイドフレーム３の車幅方向外側への谷折れ変形を抑制しつつ、車幅方向外側への山折れ変形を促進できる。

また、図１に示すように、サスペンションアーム７２の後部は支持ブラケット７２ａを介してサスペンションクロスメンバ７１に連結され、前部はサスペンションクロスメンバ７１の前部にラバーマウント（図示略）を介して連結されている。

図１〜図３に示すように、左右１対のエンジンサポートメンバ７３は、エンジン（図示略）を支持するために、エンジンルームＥの側部において前後方向に延びており、後端部７３ａがサスペンションクロスメンバ７１の前端のエンジンサポートメンバ取付部７１ｃに結合されている。エンジンサポートメンバ７３の前端部７３ｂは、フロントサイドフレーム３の前端にラバーマウント１６を介して連結される。フロントクロスメンバ７４は、エンジンサポートメンバ７３の前端部７３ｂに架着されており、その左右の端部はエンジンサポートメンバ７３を挟んでラバーマウント１６に固定されている。

図７〜図９は、それぞれ図３のＢ−Ｂ線矢視断面図、Ｃ−Ｃ線矢視断面図、Ｄ−Ｄ線矢視断面図である。本実施形態では、図１〜図３、図５、および図７〜図９に示すように、フロントサイドフレーム３におけるサスタワー５の接合部近傍から上方かつ後方に向けて分岐するように延び、該フロントサイドフレーム３と前述のダッシュロアパネル２の上部とを接続する分岐フレーム１７を設けている。

この分岐フレーム１７は、サスタワー５の側面部の車幅方向外側に配設されており、図３のＢ−Ｂ断面位置においては、図７に示すように断面略コ字状に形成されると共に、Ｃ−Ｃ断面位置においては、図８に示すように断面略Ｌ字状に形成されている。

そして、分岐フレーム１７は、図３、図５、図７〜図９に示すように、フロントサイドフレーム３に接合される下端フランジ１７ａと、分岐フレーム１７の長手方向中間部の上下に一体形成された中間上部フランジ１７ｂおよび中間下部フランジ１７ｃと、ダッシュパネル２に接合される後端フランジ１７ｄと、を備えている。

上述の分岐フレーム１７は、サスタワー５の側面部の車幅方向外側に接合されて、分岐フレーム１７と前記側面部との間に、前後方向かつ上下方向に連続する閉断面１７Ａ（図７、図９参照）が形成されている。

すなわち、図７に示すＢ−Ｂ線矢視断面位置においては、サスタワー５の側面部の車幅方向外側の面に、中間上部フランジ１７ｂ、中間下部フランジ１７ｃを接合して、前記側面部と分岐フレーム１７との間に閉断面１７Ａを形成している。

一方、図８に示すＣ−Ｃ線矢視断面位置、および、その後方においては、サスタワー５の側面部に中間下部フランジ１７ｃを接合し、かつダッシュパネル２の上部車幅方向外側に後端フランジ１７ｄを接合している。

また、フロントサイドフレーム３では、図９に示すように、インナパネル３１の上面部３１ｇの車幅方向の幅が、第１インナビード３１ｅ近傍で後方になるにつれて徐々に狭くなるように設定されている。一方、第１インナビード３１ｅの近傍で上面部３１ｇが狭まった部位対応してアウタパネル３２に上面部３２ｈが形成されている。

この上面部３２ｇは、車幅方向内側への折り曲げによってホイールハウスＷＨ内に臨むように成形された部位であり、上述した分岐フレーム１７は、その下端が、アウタパネル３２の上面部３２ｈに結合されている。

ところで、フロントサイドフレーム３の上方に配設されたエプロンレインフォースメント４は、図７に示すように、主にエプロンレインアウタ４１と、エプロンレインインナ４２とを備えており、これらの結合により、車体前後方向に延びる図示のような閉断面４Ａを有している。

そして、このエプロンレインフォースメント４は、図１〜図３、および図９に示すようにサスタワー５の前方位置で上下方向に延びる補強部材１８が結合されている。この補強部材１８は、断面略直線状の車内側パネル１８ａと断面略ハット状の車外側パネル１８ｂとにより構成され、両者の結合により閉断面１８Ａ（図９参照）を有している。

そして、この補強部材１８は、上端部がエプロンレインフォースメント４に結合される一方で、下端部がフロントサイドフレーム３のアウタパネル３２のアウタパネル本体部３２ｃに結合されている。

ところで、上述したエンジンマウント６は、フロントサイドフレーム３に固定されており、フロントサイドフレーム３を介して前記エンジンユニットを支持するものである。また、エンジンマウント６は、サスタワー５の前方にてアウタパネル３２に結合される補強部材１８にもその一部が固定されている。エンジンマウント６は、ゴム等の弾性部材によって、エンジンユニットから発生する振動が車体に直接伝達されることが防止されている。

図１０は、図３のＥ−Ｅ線矢視断面図である。図１〜図３、図５、図６、図９、および図１０に示すように、エンジンマウント６は、鉛直方向に延びるボルト１９とボルト１９に螺合するナット部２０とにより、フロントサイドフレーム３のインナパネル３１の上面部３１ｇに締結固定される。ナット部２０は、図１０に示すように、その内周面に雌ネジ部２０ａが形成された中空円筒状の部材である。また、ナット部２０の上端部には、フランジ部２０ｂが形成される。フランジ部２０ｂは、インナパネル３１の上面部３１ｇの内壁に溶接等で接合される。

また、フロントサイドフレーム３のアウタパネル３２の車幅方向内側には、板状の支持プレート２１がアウタパネル本体部３２ｃと略平行に配設されている。この支持プレート２１は、図１０に示すように、その上端部がアウタ上フランジ部３２ａ、インナ上フランジ部３１ａと溶接によって三重結合されるとともに、下端部がアウタ下フランジ部３２ｂ、インナ下フランジ部３１ｂと溶接によって三重結合されている。ナット部２０は、その車外側が支持プレート２１の車幅方向内側の壁面に溶接等によって接合されている。

また、エンジンマウント６は、図２、図６示すように、車外側に延びるアーム部６１を有しており、このアーム部６１が、補強部材１８の車内側パネル１８ａにボルト２２によって締結固定されている。

次に、前面衝突（正面衝突）時のフロントサイドフレーム３における挙動について、図１１に基づき説明する。図１１は衝突時のフロントサイドフレーム３の変形の挙動を示すもので、（ａ）は衝突前の状態、（ｂ）は衝突初期の挙動、（ｃ）は衝突後期の挙動をそれぞれ示している。なお、説明の便宜上、車体右側のフロントサイドフレーム３を示している。

図１１（ａ）に示すように、フロントサイドフレーム３には、前方から第１アウタビード３２ｅと、第１インナビード３１ｅと、第２アウタビード３２ｆとがフロントサイドフレーム３の前後方向軸心に対して平面視で左右千鳥状に形成されている。なお、フロントサイドフレーム３の前端部から第１アウタビード３２ｅまでを領域Ａ、第１アウタビード３２ｅから第１インナビード３１ｅまでを領域Ｂ、第１インナビード３１ｅから第２アウタビード３２ｆまでを領域Ｃ、第２アウタビード３２ｆからダッシュパネル２までを領域Ｄとして説明する。

前面衝突が発生した場合、最初に、フロントサイドフレーム３の前端部に設けられた中空筒状をなす公知のクラッシュカン（図示略）が衝突荷重によって潰れる。このクラッシュカンの潰れ変形によっても吸収されない衝突荷重は、フロントサイドフレーム３の前端部から入力され、後方に向かって伝搬する。

図１１（ｂ）に示すように、フロントサイドフレーム３の前端部に入力された衝突荷重は、領域Ａを潰れ変形させ、この潰れ変形とほぼ同時に、第１インナビード３１ｅの部位（折れ曲り予定部Ｔ１）の折れ曲りと、第１アウタビード３２ｅの部位（折れ曲り予定部Ｔ２）の折れ曲りと、第２アウタビード３２ｆの部位（折れ曲り予定部Ｔ３）の折れ曲りが開始される。

この時、第１インナビード３１ｅはインナパネル３１にて車幅方向外側に突出して車幅方向内側を凹ませた凹ビードであり、第１インナビード３１ｅに対応する折れ曲り予定部Ｔ１におけるフロントサイドフレーム３の断面係数もその前後の部位の断面係数よりも小さく、しかも、インナパネル３１の剛性よりもアウタパネル１３の剛性が大きいため、折れ曲り予定部Ｔ１が車幅方向外側に山折れ変形する。

第１アウタビード３２ｅがアウタパネル３２にて車幅方向内側に突出して車幅方向外側を凹ませた凹ビードであり、第１アウタビード３２ｅに対応する折れ曲り予定部Ｔ２におけるフロントサイドフレーム３の断面係数もその前後の部位の断面係数よりも小さく、しかも、アウタパネル３２の剛性よりもインナパネル３１側の剛性が大きいため、折れ曲り予定部Ｔ２が車幅方向外側に谷折れ変形する。

ここで、レインフォースメント１５や分岐フレーム１７は、第１インナビード３１ｅと第２アウタビード３２ｆの間においてフロントサイドフレーム３を補強している。一方、エンジンマウント６を支持するための補強部材１８や支持プレート２１は、第１アウタビード３２ｅと第１インナビード３１ｅの間においてフロントサイドフレーム３を補強している。

第２アウタビード３２ｆは、アウタパネル３２にて車幅方向内側に突出して車幅方向外側を凹ませたビードであり、第２アウタビード３２ｆに対応するフロントサイドフレーム３の断面係数も小さく、しかも、第２アウタビード３２ｆ（折れ曲り予定部Ｔ３）においてアウタパネル３２が変形助長部３２ｇにより補強されているため、折れ曲り予定部Ｔ３が車幅方向外側に谷折れ変形する。

衝突がさらに進行すると、図１１（ｃ）に示すように、第１アウタビード３２ｅと、第１インナビード３１ｅと、第２アウタビード３２ｆとを夫々折れ曲りの節として、フロントサイドフレーム３は、折れ曲り予定部Ｔ１が車幅方向外側へ大きく移動して、平面視で車体前後方向にジグザグ状に座屈状態に変形する。このようなフロントサイドフレーム３のジグザグ状の座屈変形を介して、大きな衝突エネルギを吸収できるため、ダッシュパネル２の後退を確実に抑制し、車室空間を衝突前と同様に維持することができる。

ここで、変形助長部３２ｇは、第２アウタビード３２ｆの後方近傍位置において領域Ｄのアウタパネル３２を補強し、第２アウタビード３２ｆにおける折れ曲りを促進している。レインフォースメント１５や分岐フレーム１７は、第１インナビード３１ｅと第２アウタビード３２ｆの間においてフロントサイドフレーム３を補強し、領域Ｃの途中における曲げ変形を抑制している。また、補強部材１８や支持プレート２１は、第１インナビード３１ｅと第１アウタビード３２ｅとの間においてフロントサイドフレーム３を補強し、領域Ｂの途中における曲げ変形を抑制している。

ここで、衝突荷重が大きく、領域Ｃが第２アウタビード３２ｆを節として大きく車幅方向外側へ折れ曲がった場合、ダッシュパネル２と第２アウタビード３２ｆとの間には領域Ｄが形成されており、領域Ｃの折れ曲りを許容する空間が確保されている。つまり、領域Ｃが第２アウタビード３２ｆを節として大きく折れ曲がったとしても、フロントサイドフレーム３の領域Ｃとダッシュパネル２との接触が回避でき、この接触に起因するダッシュパネル２の後退を抑制することができる。

このように、本実施形態では、車体下方に配設されるサブフレーム７をフロントサイドフレーム３にレインフォースメント結合するレインフォースメント１５の前部が、前突時に車幅方向外側に山折れ変形するフロントサイドフレーム３の折れ曲り予定部Ｔ１に対応する位置に設定されることにより、折れ曲り予定部Ｔ１と、レインフォースメント１５により補強されたフロントサイドフレーム３の部位との間の剛性の差を大きく設定することができる。

このため、衝突荷重がフロントサイドフレーム３に作用した時には、上述した剛性の差により、折れ曲り予定部Ｔ１での前記山折れ変形をより確実に発生させることができる。

つまり、本実施形態では、レインフォースメント１５の前部を前記山折れ変形の起点として利用することができ、これによって、フロントサイドフレーム３の折れ曲り予定部Ｔ１での折れ曲りをより促進させることが可能になり、乗員に対する衝突荷重をより確実に低減することができる。

また、フロントサイドフレーム３のインナパネル３１の第１インナビード３１ｅが、折れ曲り予定部Ｔ１に対応する位置に上下方向に延びて形成されていることにより、この第１インナビード３１ｅとレインフォースメント１５との協働によって折れ曲り予定部Ｔ１での山折れ変形をより促進させることができる。

また、レインフォースメント１５の後部が、フロントサイドフレーム３のダッシュパネル２との結合部の前方位置で谷折れ変形する折れ曲り予定部Ｔ３に対応する位置に設定されていることにより、折れ曲り予定部Ｔ３と、レインフォースメント１５により補強されたフロントサイドフレーム３の部位との間の剛性の差を大きく設定することができる。このため、衝突荷重がフロントサイドフレーム３に作用した時には、折れ曲り予定部Ｔ３での前記谷折れ変形をより確実に発生させることができる。

従って、領域Ｃが第２アウタビード３２ｆを節として大きく折れ曲がったとしても、フロントサイドフレーム３の領域Ｃとダッシュパネル２との接触が確実に回避でき、この接触に起因するダッシュパネル２の後退を抑制することができる。

また、フロントサイドフレーム３のアウタパネル３２の第２アウタビード３２ｆが、折れ曲り予定部Ｔ３に対応する位置に上下方向に延びて形成されていることにより、この第２アウタビード３２ｆとレインフォースメント１５との協働によって折れ曲り予定部Ｔ３における谷折れ変形をより促進させることができる。

また、特に図４に示すように、車体前後方向に延びる閉断面３０を有し、レインフォースメント１５をフロントサイドフレーム３の閉断面３０内に設けたことにより、閉断面３０内のデッドスペースを利用してレインフォースメント１５や第２ラバーブッシュ１４の一部（具体的には、ボルト１４ａの雄ネジ部、ナット１４ｂ）をコンパクトに配置できる。そして、閉断面３０による高い剛性を利用して、レインフォースメント１５の支持剛性の向上を図り、折れ曲り予定部Ｔ２、Ｔ３と、レインフォースメント１５により補強されたフロントサイドフレーム３の部位との間の剛性の差をより大きく設定することができる。これにより、上述した山折れ、谷折れ変形をより促進させることができる。

また、フロントサイドフレーム３とサスタワー５との接合部の前部に、折れ曲り予定部Ｔ１を設定するとともに、サブフレーム７が、前記接合部の近傍にレインフォースメント１５を介して結合されるように構成されていることにより、サスタワー５にて形成された境界部α（図１等参照）に形成された谷部を、折れ曲り予定部Ｔ１での山折れ変形の起点として利用することができる。このため、レインフォースメント１５と前記境界部αとの協働によって、折れ曲り予定部Ｔ１での山折れ変形をより促進させることができる。

また、フロントサイドフレーム３のサスタワー５との接合部の近傍に前部が接続され、該前部から上方かつ後方に延びて後部がダッシュパネル２に接続される分岐フレーム１７を備えたことにより、上述した衝突荷重を分岐フレーム１７によって効果的に車体後方に伝達させることができるとともに、分岐フレーム１７の前部を山折れ変形の起点として利用することができる。これにより、折れ曲り予定部Ｔ１における山折れ変形をより促進させることができる。

また、分岐フレーム１７が、アウタパネル３２の上面部３２ｈに接続されるとともに、この上面部の３２ｈの前部が、折れ曲り予定部Ｔ１に対応する位置に設定されていることにより、アウタパネル３２に形成された上面部３２ｃの前端を前記山折れ変形の起点として利用することができる。

また、折れ曲り予定部Ｔ１の前部に、エンジンマウント６を支持する支持プレート２１が設けられていることにより、本来エンジンマウント６を支持するために高剛性に設定された支持プレート２１の後部を前記山折れ変形の起点とすることができる。

また、支持プレート２１の後部と、フロントサイドフレーム３の上方のエプロンレインフォースメント４とを結合する補強部材１８が設けられていることにより、補強部材１８を利用して、その後部を前記山折れ変形の起点とすることができる。

図１２は参考例を示し、同図に示す補強部材１１５のように、第１垂直板部１５ａに相当する第１垂直板部１１５ａに連続する水平板部１１５ｂの位置をレインフォースメント１５の水平板部１５ｂよりも高い位置に設定し、水平板部１１５ｂに連続する第２垂直板部１１５ｃをインナパネル本体部３１ｃの垂直部に面接触させるような構成とすることにより、フロントサイドフレーム３の閉断面３０内に第２の閉断面Ｘを形成してもよい。なお、図１２において、図１〜図１１に示す最初の実施形態と同様の構成要素については、同一の番号を付して説明を省略する。

図１２に示す参考例では、水平面部１１５ｂの一部に挿通孔１１５ｅを穿設して、そこに第２ラバーブッシュ１４のナット１４ｂを挿通させ、両者を溶接により結合している。つまり、本実施形態では、水平面部１１５ｂが、レインフォースメント１５の連結支持片１５ｄと同様、ナット１４ｂの支持部材として機能している。

このように、フロントサイドフレーム３内において、第２の閉断面Ｘを形成することで、フロントサイドフレーム３にて形成される閉断面３０の剛性をさらに高めることができる。このため、閉断面３０内におけるレインフォースメント１１５の支持剛性をさらに向上させることができ、これによって折れ曲り予定部Ｔ１、Ｔ３と、レインフォースメント１５によって補強されたフロントサイドフレーム３の部位との間の剛性の差をさらに大きく設定することができる。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の、折れ曲り予定部は、折れ曲り予定部Ｔ１に対応し、
以下同様に、
車内側を凹ませた凹ビードは、第１インナビード３２ｅに対応し、
第２折れ曲り予定部は、折れ曲り予定部Ｔ３に対応し、
車外側を凹ませた凹ビードは、第２アウタビード３２ｆに対応し、
支持部材は、支持プレート２１に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

２…ダッシュパネル
３…フロントサイドフレーム
５…サスペンションタワー
６…エンジンマウント
７…サブフレーム
１４…第２ラバーブッシュ（サブフレーム取付部）
１５…レインフォースメント
１５ｂ…水平板部
１５ｃ…垂直板部
１５ｄ…結合支持片
１７…分岐フレーム
１８…補強部材
１９…ボルト
２０…ナット部
２１…支持プレート（支持部材）
３１…インナパネル
３１ｃ…インナパネル本体部
３１ｅ…第１インナビード（凹ビード）
３１ｇ…上面部
３２…アウタパネル
３２ｃ…アウタパネル本体部
３２ｆ…第２アウタビード（凹ビード）
Ｅ…エンジンルーム
Ｓ…車室
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３…折れ曲り予定部
ＷＨ…ホイールハウス

Claims (9)

1. 車体前方のエンジンルームと車室とを仕切るダッシュパネルと、
   該ダッシュパネルの車体前側に結合されて車体前後方向に延びるフロントサイドフレームを備え、
   該フロントサイドフレームの一部が、前突時の荷重によって車幅方向外側に山折れ変形するように構成された車両の前部車体構造であって、
   車体下方に配設されるサブフレームが、前記フロントサイドフレームにレインフォースメントを介して結合されるように構成されているとともに、
   該レインフォースメントの前部が、前突時に車幅方向外側に山折れ変形する前記フロントサイドフレームの折れ曲り予定部に対応する位置に設定され、
   前記フロントサイドフレームは、車体前後方向に延びる閉断面を有しており、
   前記レインフォースメントは、前記閉断面内に設けられ、
   前記フロントサイドフレームの下端面にサブフレーム取付部が締結固定され、
   前記レインフォースメントは、前記フロントサイドフレームのインナパネル本体部の下端面に面接触する水平板部と、前記インナパネル本体部の車外側側壁部に面接触する垂直板部と、該垂直板部の上端部から車外側に延びる結合支持片と、を備えており、
   前記レインフォースメントの前記結合支持片の自由端部には、前記サブフレーム取付部が結合された
   車両の前部車体構造。
2. 前記フロントサイドフレームの車内側側壁部には、車幅方向内側を凹ませた凹ビードが形成されており、
   該凹ビードは、前記折れ曲り予定部に対応する位置に上下方向に延びて形成されている
   請求項１記載の車両の前部車体構造。
3. 前記フロントサイドフレームの前記ダッシュパネルとの結合部の前方位置が、前突時の荷重によって車幅方向外側に谷折れ変形するように構成され、
   前記レインフォースメントの後部が、前記結合部の前方位置で谷折れ変形する第２折れ曲り予定部に対応する位置に設定されている
   請求項１または２記載の車両の前部車体構造。
4. 前記フロントサイドフレームの車外側側壁部には、車幅方向外側を凹ませた凹ビードが形成されており、
   該凹ビードは、前記第２折れ曲り予定部に対応する位置に上下方向に延びて形成されている
   請求項３記載の車両の前部車体構造。
5. 前記フロントサイドフレームには、サスペンションタワーが接合されるとともに、
   前記フロントサイドフレームと前記サスペンションタワーとの接合部の前部に、前記折れ曲り予定部が設定されており、
   前記サブフレームは、前記接合部の近傍に前記レインフォースメントを介して結合されるように構成されている
   請求項１〜４の何れか一項に記載の車両の前部車体構造。
6. 前記フロントサイドフレームの前記サスペンションタワーとの接合部の近傍に前部が接続され、該前部から上方かつ後方に延びて後部が前記ダッシュパネルに接続される分岐フレームを備えた
   請求項５記載の車両の前部車体構造。
7. 前記フロントサイドフレームの車外側上部には、車幅方向内側への折り曲げによってホイールハウス内に臨むように成形された上面部が形成されており、
   前記分岐フレームが、前記上面部に接続されるとともに、
   前記上面部の前部が、前記折れ曲り予定部に対応する位置に設定されている
   請求項６記載の車両の前部車体構造。
8. 前記折れ曲り予定部の前部に、エンジンマウントを支持する板状の支持部材が設けられており、
   前記エンジンマウントは、鉛直方向に延びるボルトと、該ボルトに螺合するナット部とにより、前記フロントサイドフレームのインナパネルの上面部に締結固定され、
   前記フロントサイドフレームのアウタパネルの車幅方向内側には、前記支持部材が前記フロントサイドフレームのアウタパネル本体部と略平行に配設され、前記アウタパネルと前記支持部材とで閉断面を形成しており、
   前記ナット部は、その車外側が、前記閉断面位置において前記支持部材の車幅方向内側の壁面に接合されている
   請求項１〜７の何れか一項に記載の車両の前部車体構造。
9. 前記フロントサイドフレームの上方に、車体前後方向に延びるエプロンレインフォースメントが設けられるとともに、
   前記支持部材の後部と前記エプロンレインフォースメントとを結合する補強部材が設けられている
   請求項８記載の車両の前部車体構造。

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