JP4214629B2 - 車両の前部車体構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の前部車体構造に関し、具体的には、車両衝突時の衝撃エネルギーを吸収するエネルギー吸収機能を備えた前部車体構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、前部車体構造のフロントサイドフレームには、正面衝突時の衝撃エネルギーの吸収を図るため、脆弱部等のエネルギー吸収部を設けることが一般的に行われている。
【０００３】
例えば、特開平９−１８３３８８号公報には、フロントサイドフレーム内に設けられるレインフォースメントを、薄板と厚板を組合せた、突き合わせ溶接材で構成し、前側の薄板部分でエネルギー吸収を図るものが提案されている。
【０００４】
【発明の解決しようとする課題】
ところで、車両の衝突性能を高めるためには、正面衝突だけではなく、さらにオフセット衝突に対しても、エネルギー吸収性能を高める必要がある。
【０００５】
ただし、オフセット衝突を考慮した場合には、衝突側のフロントサイドフレームだけで、衝撃エネルギーの全てを吸収しなければならないため、クラッシュスペース長（つぶれ代長さ）をその分、長くする必要が生じる。
【０００６】
ところが、車両前部の長さを長くすると、車室長が制限されるため、車両前部の長さを、あまりに長くすることはできない。
【０００７】
よって、短い車両前部長で、いかにオフセット衝突時の衝撃エネルギーを吸収させるかが問題となる。
【０００８】
この点、オフセット衝突時の荷重入力状態を図１５から図１７で検討すると、オフセット衝突は大きく2つの類型があることがわかる。
【０００９】
１つは、車体重心と干渉物体の重心が左右にずれる場合（図１５参照）、もう１つは、干渉物体が斜め前方から侵入する場合（図１６参照）である。
【００１０】
なお、Ｘは車体、Ｙは干渉物体、Ｓ１、Ｓ２はフロントサイドフレーム、Ｍはクロスメンバー、Ｆは衝突荷重、Ｆ１は車両前後方向成分の衝突荷重、Ｆ２は車幅方向成分の衝突荷重である。
【００１１】
この2つの類型とも、衝突荷重は、当然車両前後方向の成分Ｆ１を持つが、さらに、クロスメンバーＭ等で連結されていることから、車幅方向の成分Ｆ２も持つことになる。
【００１２】
この車幅方向の成分の衝突荷重Ｆ２については、図１７に示す衝突モデル図に示すように、もう一方のフロントサイドフレームＳ２で車幅方向成分のエネルギー吸収を行なえば、衝突側のフロントサイドフレームＳ１だけで、車両前後方向の成分を吸収するものより、オフセット衝突のエネルギー吸収性能を高めることができると考えられる。
【００１３】
しかし、通常のフロントサイドフレームでは、車両前後方向のエネルギー吸収だけを考慮しているだけであるため、いかなるエネルギー吸収構造を採用するかが、さらに問題となる。
【００１４】
まず、通常のフロントサイドフレームに採用される車幅方向に伸びるビード構造であれば、フレームの車両前後方向の剛性を落とすことはできるが、かえって車幅方向の剛性が高まるため、車幅方向の剛性を落とすエネルギー吸収構造には適当でない。
【００１５】
次に、フロントサイドフレームに複数の孔を穿設する構造であれば、フレームの車体前後方向及び車幅方向を共に脆弱にできるため、車両前後方向と車幅方向のエネルギー吸収を行なうことは可能となる。
【００１６】
しかし、サンペンションやエンジンから長期間、振動を受けるフロントサイドフレームに孔を穿設すると、その孔の周縁等に応力集中が生じ、車体剛性が悪化するといった問題が生じる。
【００１７】
本発明は、以上のような問題点に鑑み発明されたもので、正面衝突時のエネルギー吸収と、オフセット衝突時のエネルギー吸収を、車両前部の長さを長くすることなく有効に行なうことができ、さらに車体剛性も確保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。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明は以下のように構成される。
【００１９】
請求項１記載の発明は、車両前部に、左右一対の車両前後方向に伸びるフロントサイドフレームを設けた車両の前部車体構造において、前記左右一対のフロントサイドフレームの前部に、該フロントサイドフレームを、車幅方向に伸びて連結する連結部材を設け、前記フロントサイドフレームの下方に、左右一対で車両前後方向に伸びる前後方向メンバーと該前後方向メンバーの前端を連結する連結メンバーとで構成したサブフレームを配置し、前記連結部材と前記サブフレームの連結メンバーを車両上下方向に重なるように設定すると共に、前記フロントサイドフレームを構成する板部材の板厚と前記サブフレームの前後方向メンバーを構成する板部材の板厚を、両者が略一致する位置で、中間部を前部および後部に比して薄く設定したものである。
【００２０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両の前部車体構造において、前記板部材の前部と中間部の板厚変化位置を、車両平面視で車両内側に対して、車両外側を前方に位置するように設定したものである。
【００２１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の車両の前部車体構造において、前記フロントサイドフレームの上方に、車外と車内を仕切るホイルエプロンを設け、該ホイルエプロンの構成する板部材の板厚を、車両前後方向で、該フロントサイドフレームと略同一位置の中間部で薄く設定したものである。
【００２２】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３いずれか１項記載の車両の前部車体構造において、前記サブフレームの後端取付部に、サブフレームに車両斜め前方から荷重が作用した際、サブフレームの後端が車両中央側に変位するのを規制する変位規制手段を設けたものである。
【００２３】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４いずれか１項記載の車両の前部車体構造において、前記板部材が、突き合わせ溶接で板厚変化させた突き合わせ溶接材であるものである。
【００２４】
【作用及び効果】
請求項１記載の前部車体構造によれば、フロントサイドフレームを、車幅方向に伸びて連結する連結部材を設け、そのフロントサイドフレームを構成する板部材の板厚を、前部及び後部に比して中間部を薄く設定したしたことにより、正面衝突の場合には、左右一対のフロントサイドフレームのそれぞれの中間部で、前後方向の衝撃エネルギーを吸収しつつ、オフセット衝突の場合には、衝突側のフロントサイドフレームの中間部で、前後方向の衝撃エネルギーを吸収し、さらに、連結部材によって伝達される衝撃エネルギーを、他方のフロントサイドフレームを中間部で屈曲変形させることで、車幅方向に変換された衝撃エネルギーを吸収することができる。
【００２５】
よって、正面衝突であっても、オフセット衝突であっても、２つのフロントサイドフレームで、有効に衝撃エネルギーを分担して吸収することができ、オフセット衝突のため、敢えて車両前部長を長くする必要をなくすことができる。
【００２６】
また、板部材の板厚を薄く設定してエネルギー吸収を行なうため、フロントサイドフレームに孔を穿設したもののように、応力集中も生じない。よって、車体剛性を充分に確保しつつ、衝突性能を高めることができる。
【００２７】
さらに、サブフレームを構成する板部材の板厚を、車両前後方向で、前記フロントサイドフレームと略同一位置の中間部で薄く設定したことにより、エンジンやサスペンション等を支持するサブフレームを、フロントサイドフレームの中間部の変形を阻害しないように変形させることができるため、正面衝突であっても、オフセット衝突であっても、有効に衝撃エネルギーを吸収することができる。
【００２８】
加えて、サブフレームを、左右一対で車両前後方向に伸びる前後方向メンバーと、前後方向メンバーの前端を連結する連結メンバーとで構成したことにより、サブフレームもフロントサイドフレームと同様に、正面衝突であっても、オフセット衝突であっても、２つの前後方向メンバーで、有効に衝撃エネルギーを吸収することができるため、フロントサイドフレームの変形と相俟って、さらに有効に衝撃エネルギーを分担して吸収することができる。
【００２９】
請求項２記載の前部車体構造によれば、板部材の前部と中間部の板厚変化位置を、車両平面視で車両内側に対して、車両外側を前方に位置するように設定したことにより、オフセット衝突時に、衝突側のフロントサイドフレームや、サブフレームを、他方のフロントサイドフレームや、サブフレームに衝突荷重を伝達しやすく変形させることができるため、さらにオフセット衝突時のエネルギー吸収性能を、安定して高めることができる。
【００３０】
請求項３記載の前部車体構造によれば、ホイルエプロンの構成する板部材の板厚を、車両前後方向で、フロントサイドフレームと略同一位置の中間部で薄く設定したことにより、フロントサイドフレームの変形挙動とホイルエプロンの変形挙動を一致させることができるため、正面衝突であっても、オフセット衝突であっても、さらに有効に衝撃エネルギーを吸収することができる。
【００３１】
請求項４記載の前部車体構造によれば、サブフレームの後端取付部に、車両斜め前方からの荷重が、サブフレームに作用した際、サブフレームの後端が車両中央側に変位するのを規制する変位規制手段を設けたことにより、オフセット衝突の際に、衝突側のサブフレームの後端が車両中央側に変位するのを規制しつつ、他方側のフロントサイドフレームやサブフレームに効果的に衝突エネルギーを伝達することができるため、オフセット衝突時の車室内への影響を極力無くし、サブフレームで衝撃エネルギーを有効に吸収することができる。
【００３２】
請求項５記載の前部車体構造によれば、板部材が、突き合わせ溶接で板厚を変化させた突き合わせ溶接材であることにより、容易且つ自由に板厚を変化させたフロントサイドフレームやサブフレーム、及びホイルエプロンを構成することができる。
【００３３】
【実施例】
本発明の実施例を以下、図面に基づいて詳述する。
図1は本発明の採用された車両の前部車体構造の斜視図である。図２は、その前部車体構造の側面図、図３は、その平面図である。
【００３４】
前部車体構造には、左右両側に車両前後方向に伸びるフロントサイドフレーム１、２がそれぞれ配置され、その前端には、車幅方向に伸び、両フロントサイドフレーム１、２を連結する第1クロスメンバー３が、結合部３ａの幅を広くして、強固に溶接固定されている。
【００３５】
フロントサイドフレーム１、２の後端には、エンジンルームＥと車室Ｃとを仕切るダッシュパネル４が設けられ、その上端には車幅方向に伸びるカウルボックス５が設けられている。
【００３６】
フロントサイドフレーム１、２の外側には、フロントタイヤＴが配置され、そのフロントタイヤＴを覆うように、タイヤハウス６が設けられている。
タイヤハウス６にはサスペンションダンパ（図示せず）を支持するサスタワー７が設けられ、タイヤハウス６の前後には、フロントサイドフレーム１、２の上方でエンジンルームＥと車外を仕切るホイルエプロン８が設けられている。
【００３７】
ホイルエプロン８の上端には、車両前後方向に伸びてエンジンルームＥの上端を補強するホイルエプロンメンバー９が設けられている。
【００３８】
フロントサイドフレーム１、２の前方には、車幅方向に伸びてフロントバンパー１０内に貫通配置されるパンパーレイン１１が設けられ、そのバンパーレイン１１の後方に伸びる連結部１１ａがフロントサイドフレーム１、２の前端に嵌合され、固定ボルトＢ１によって、強固に締結固定されている。
【００３９】
フロントサイドフレーム１、２の下方には、フロントサイドフレーム同様、車両前後方向に伸びるサスクロスメンバー２０が配置され、そのサスクロスメンバー１２は、前端でフロントサイドフレーム１、２の前端にボルト固定Ｂ２され、後端でフロアパネルＣＦ下面に溶接固定されたサスクロス取付ブラケット１３にボルト固定Ｂ３されている。
【００４０】
図４、図５は、それぞれ図１のＡ−Ａ断面と、Ｂ−Ｂ断面を示した図である。
図４に示すように、フロントサイドフレーム１は、前部を厚板１Ａ、中間部を薄板１Ｂ、後部を厚板１Ｃとした突き合わせ溶接材で構成されている。
【００４１】
この前部厚板部１Ａには、パンパーレインの連結部１１ａをボルト固定するためのボルト穴Ｂ１ａが設けられ、また第１クロスメンバーの結合部３ａも、前部厚板部１Ａの側面に溶接固定されるように構成されている。
【００４２】
後部厚板部１Ｃは、サスタワー位置より、若干前方からダッシュパネル位置まで設定され（図１参照）、エンジンルーム後半部の剛性を高めている。
【００４３】
中間薄板部１Ｂは、前部厚板部１Ａと後部厚板部１Ｃとの間に設定され、フロントサイドフレーム１に衝突荷重が入力された際には、積極的に変形し、衝撃エネルギーを吸収するように構成されている。
【００４４】
図５に示すように、ホイルエプロン８、ホイルハウス６及びサスタワー７は、フロントサイドフレーム１、２と同様に突き合わせ溶接材で構成され、フロントサイドフレーム１、２と車両前後方向の同じ位置で板厚が変化するように、前部厚板部８Ａ、中部薄板部８Ｂ、６Ｂ後部厚板部６Ｃ、７Ｃと設定されている（図１参照）。
【００４５】
このように板厚が設定されていることにより、衝突荷重が入力された際には、フロントサイドフレーム１、２と同様、中間薄板部８Ｂ、６Ｂが、積極的に変形し、衝撃エネルギーを吸収するように構成されている。
【００４６】
図６、図７にサスクロスメンバーの平面図と側面図を示す。
このサスクロスメンバー２０は、車両前後方向に伸び、途中に屈曲部を有する左右一対の前後方向メンバー２１、２２と、その前後方向メンバー２１、２２の前端で車幅方向に伸び、各前後方向メンバーを連結する連結メンバー２３とから構成され、各前後方向メンバー２１、２２の側面には、それぞれ外側に向かってサスペンションアーム（図示せず）を支持するアーム支持部１２４が設けられている。
【００４７】
また、その前後方向メンバー２１，２２の前端と後端には、フロントサイドフレーム１、２の前端と、フロアパネル下面ＣＦに接合されたサスクロス取付ブラケット１３にボルト固定するためのボルト穴Ｂ２ａ、Ｂ３ａが、それぞれ形成されている。
【００４８】
このサスクロスメンバー２０も、前記フロントサイドフレーム１、２と同様、前部を厚板２１Ａ、２２Ａ、中間部を薄板２１Ｂ、２２Ｂ、後部を厚板２１Ｃ、２２Ｃとした突き合わせ溶接材で構成され、中間薄板部２１Ｂ、２２Ｂで、前後方向の衝撃エネルギーを吸収するように構成されている。
【００４９】
以上のように、フロントサイドフレーム１、２、ホイルエプロン８、ホイルハウス６、及びサスクロスメンバー２０等から成る前部車体構造が、突き合わせ溶接材で、前部を厚板、中間部を薄板、後部を厚板といった設定で構成されることにより、車両の正面衝突時に前方からの衝突荷重を受けた場合には、主にフロントサイドフレーム１、２の中間薄板部１Ｂ、２Ｂが積極的に変形することにより、前後方向の衝撃エネルギーを充分に吸収することができる。
【００５０】
また、前部車体構造の左右一方側だけが前方からの衝突荷重を受ける、いわゆるオフセット衝突時には、衝突側のフロントサイドフレーム１が、前後方向の衝撃エネルギーを吸収すると共に、他方側のフロントサイドフレーム２にも第１クロスメンバー３やバンパーレイン１１を介して、衝突荷重が伝達される。
【００５１】
この伝達された衝突荷重は、第１クロスメンバー３やバンパーレイン１１を介して伝達されるため、他方側のフロントサイドフレーム２に車幅方向の衝突荷重として作用する。
【００５２】
この車幅方向の衝突荷重に対して、他方側のフロントサイドフレーム２は、中間薄板部２Ｂで積極的に車幅方向に屈曲変形し、衝撃エネルギーの吸収を行なう。
【００５３】
こうして、オフセット衝突時の前後方向の衝撃エネルギーは、衝突側のフロントサイドフレーム１で前後方向エネルギーが、他方のフロントサイドフレーム２で車幅方向エネルギーが、それぞれ有効に吸収されるため、本実施例の前部車体構造では、衝突側のフロントサイドフレーム１で吸収するよりも、多くの衝撃エネルギーを２つのフロントフレーム１，２によって、分担して吸収することができる。
【００５４】
さらに、サスクロスメンバー２０においても、左右一対の前後方向メンバー２１、２２に中間薄板部２１Ｂ、２２Ｂを設定し、その前後方向メンバーの前端を連結メンバー２３で連結していることにより、フロントサイドフレームと同様、オフセット衝突の際に、衝突側の前後方向メンバー２１で、前後方向の衝撃エネルギーを吸収し、他方の前後メンバー２２で、車幅方向に変換された衝撃エネルギーを、それぞれ有効に吸収できる。
【００５５】
よって、サスクロスメンバー２０も、２つの前後方向メンバー２１、２２で、有効に衝撃エネルギーを分担して吸収することができる。
【００５６】
以上のように、フロントサイドフレーム１、２と、サスクロスメンバー２０がオフセット衝突の衝撃エネルギーを吸収することにより、フロントサイドフレームやサスクロスメンバーなどに、オフセット衝突のために、敢えて長いクラッシュスペースを設定しなくてもよいため、前部車体構造を短く設定することができる。
【００５７】
次に、フロアパネル下面に接合された、サスクロス取付ブラケット１３について、図８の全体斜視図、及び図３のＣ−Ｃ断面を示す図９により説明する。
【００５８】
このサスクロス取付ブラケット１３は、サスクロスメンバーの前後方向メンバー２１、２２後端を支持し、その後端をボルト固定する台座部１３Ａと、その台座部１３ａの周囲で、フロアパネル等に接合される接合フランジ１３Ｂと、台座部上の前後方向メンバー後端の斜め後方でＬ字状に***した規制部１３Ｃとから構成されている。
【００５９】
接合フランジ１３Ｂは、フロアパネルＣＦ下面に接合されるフロア接合フランジ１３Ｂ１と、フロントサイドフレーム２側面に接合されるフレーム接合フランジ１３Ｂ２とから構成される。
【００６０】
規制部１３Ｃは、図９に示すように、正面視で前後方向メンバー２２後端の内方側に一部重合する斜め後方位置に形成され、規制部壁面１３Ｃａの高さは、前後方向メンバー２２の厚みとほぼ同等に設定されている。
【００６１】
このようにサスクロス取付ブラケット１３が構成され、前後方向メンバー２１、２２の後端が取付けられることにより、サスクロス取付ブラケットの規制部１３Ｃは、オフセット衝突時に、前後方向メンバー２１、２２が斜め後方へ変位する際、その後端の変位を規制することができる。
【００６２】
これにより、オフセット衝突時の衝突側の前後方向メンバーの後退量が抑制され、衝突側の車体変形が抑えられ、車室内への影響を極力抑えることができる。また、その衝撃エネルギーを反対側の前後方向メンバーに効果的に分散して、衝撃エネルギーを吸収できる。
【００６３】
さらに、図９や、図１０などに示すように、サスクロス取付ブラケット１３が接合された位置に対応するフロアパネルＣＰには、左右のサスクロス取付ブラケットを繋ぐように、補強板部材２４が車幅方向に貼設されている。
【００６４】
この補強板部材２４は、車両前方から、薄板２４Ｄ、中板２４Ｅ、厚板２４Ｆと、順に組合された突き合わせ溶接材で構成され、中央部２４ａがトンネル部に対応して***し、両端２４ｂがサスクロス取付ブラケット１３の規制部１３Ｃに対応する位置まで設けられている。
【００６５】
この補強板部材２４がフロアパネルＣＰに貼設されていることにより、フロア強度が高められ、サスクロス取付ブラケット１３の規制部１３Ｃの強度をさらに高めることができるため、規制部１３Ｃが荷重を受けた際の変位を抑え、規制部１３Ｃの機能をさらに高めることができる。
【００６６】
また、補強板部材２４を突き合わせ溶接材で構成したことにより、フロアパネルＣＰ強度を段階的に変化させることができるため、フロアパネルＣＰの衝突時の変形が一気に生じる事も抑えられる。
【００６７】
さらに、他の車両の構成部材との配置関係で、強度を高めたい所と、レイアウトスペースがない所が隣接している場合にも、１枚の補強板部材２４で、それぞれの要求を満足することができる。
【００６８】
図１１は、補強板部材をなくした場合の実施例を示した図で、フロアパネルＣＰ自体を突き合わせ溶接材で構成したものである。
【００６９】
この実施例のフロアパネルＣＰは、少なくとも前部フロアパネルＣＰ１と後部フロアパネルＣＰ２に分割され、前部フロアパネルＣＰ１の後端に後部フロアパネルＣＰ２の前端を車幅方向に渡って溶接することにより構成されている。
【００７０】
このうち、前部フロアパネルＣＰ１は突き合わせ溶接材で構成され、中央部を厚板部ＣＰ１Ｇ、側部を薄板部ＣＰ１Ｈとして設定されている。中央厚板部ＣＰ１Ｇの両端は、サスクロス取付ブラケット１３の規制部１３Ｃに対応する位置にまで設けられ、規制部１３Ｃの強度をさらに高めている。
【００７１】
また、側部を薄板部ＣＰ１Ｈとすることにより、車両側突時などには、側部の薄板部ＣＰ１Ｈから徐々に変形させることができるため、フロアパネルが一気に変形することを防止できる。
【００７２】
なお、サスクロス取付ブラケット１３の規制部１３Ｃは、サスクロス取付ブラケットと別体に構成してもよく、サスクロスメンバーの車両内方側後方への変位を規制するものであれば、全て本発明に含まれる。
【００７３】
次に、サスクロスメンバーの別の実施例について、図１２、図１３及び図１４により説明する。
【００７４】
図１２のサスクロスメンバー３０は、サスクロスメンバー３０を構成する突き合わせ溶接材の接合面（板厚変化位置）を、平面視で車両前後方向に対して車両内方側に傾斜させ、さらに、衝突性能を向上させたものである。
【００７５】
このサスクロスメンバー３０の平面（上面と下面）では、前後方向メンバー３１、３２の前部３１Ａ、３２Ａと中間部３１Ｂ、３２Ｂの接合面Ｌ１を、車両前後方向に対して車両内方側に所定角θ１程傾斜させ、中間部３１Ｂ、３２Ｂと後部３１Ｃ、３２Ｃの接合面Ｌ２も、車両内方側に所定角θ２程傾斜させている。
【００７６】
このように接合面Ｌ１、Ｌ２を傾斜して設定することにより、オフセット衝突時に、衝突側の前後方向メンバー３１を、他方の前後方向メンバー３２に衝突荷重を伝達しやすく、車幅方向に変形させることができるため、オフセット衝突時のエネルギー吸収性能をさらに向上することができる。
【００７７】
図１３のサスクロスメンバー４０は、サスクロスメンバー４０を構成する突き合わせ溶接材の接合面を、側面視で車両前後方向に対して車両下方に傾斜させ、さらに、衝突性能を向上させたものである。
【００７８】
このサスクロスメンバー４０の側面では、前後方向メンバー４１、４２の前部４１Ａ、４２Ａと中間部４１Ｂ、４２Ｂの接合面Ｌ３を、車両前後方向に対して車両下方に所定角θ３程傾斜させ、中間部４１Ｂ、４２Ｂと後部４１Ｃ、４２Ｃの接合面Ｌ４も、車両前後方向に対して車両下方に所定角θ４程傾斜させている。
【００７９】
このように接合面Ｌ３、Ｌ４を傾斜して設定することにより、衝突時にサスクロスメンバー４０がＺ状に変形しやすくなるため、例えば、エンジンなどをサスクロスメンバーに支持するものの場合、エンジンなどを下方に引き落すことができるため、衝突時のエネルギー吸収性能をさらに向上することができる。
【００８０】
図１４のサスクロスメンバー５０は、サスクロスメンバー５０を構成する突き合わせ溶接材の接合面を、各面で山形に設定し、さらに衝突性能を向上させたものである。
【００８１】
このサスクロスメンバー５０の各面（図１４では上面だけ図示）では、前後方向メンバーの前部５１Ａ、５２Ａと中間部５１Ｂ、５２Ｂの接合面Ｌ７と、中間部５１Ｂ、５２Ｂと後部５１Ｃ、５２Ｃの接合面Ｌ８をそれぞれ山形に設定している。
【００８２】
このように、各接合面Ｌ７、Ｌ８を山形に設定することにより、衝突時、各接合面Ｌ７、Ｌ８に急激な荷重変化が生じず、応力集中も生じないため、より安定した衝突挙動変形を得ることができる。
【００８３】
なお、このような接合面の設定は、フロントサイドフレーム１、２に採用しても同様の効果を得ることができる。
【００８４】
また、以上のような板厚の設定や接合面の設定は、左右対称でなくともよく、エンジンルーム内の構成部品等との関係で、左右別々に設定してもよい。
【００８５】
さらに、前記実施例では、板厚の設定を全て車両前方から厚、薄、厚の設定にしたが、車幅方向のメンバー部材を介して、他方のフロントサイドフレーム等に衝突荷重が伝達できれば、前部の板厚を中板にして、車両前方から中、薄、厚の設定にしてもよい。
【００８６】
また、フロントサイドフレームの下方に配置される車両前後方向に伸びるメンバー部材も、サスクロスメンバー以外にも、エンジンマウントメンバーや、サスペンションのテンションロッドを支持するテンションロッドメンバーが考えられるが、これらのメンバー部材も同様に、突き合わせ溶接材で車両前方から厚、薄、厚の設定で構成することにより、サスクロスメンバーと同様の効果を得ることができる。
【００８７】
なお、この場合、エンジンマウントメンバーが車両中央にだけに設けられるセンターメンバータイプのものであれば、前端の取付部の間隔を広げることにより、オフセット衝突の際に、より確実にエネルギー吸収をさせることができる。
【００８８】
また、テンションロッドメンバーであれば、左右のテンションロッドメンバーを前端で連結することに、サスクロスメンバーとほぼ同様の変形をさせることができる。
【００８９】
以上、さまざまな実施例について説明したが、本発明は、これら実施例に限定されるものではなく、突き合わせ溶接材を用いて、オフセット衝突時のエネルギー吸収を衝突側部材だけでなく、さらに他方側部材にも吸収させ、衝撃エネルギーを効率よく吸収する前部車体構造であれば、全て包括するものであり、この他、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、適宜詳細構造を変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が採用された前部車体構造の全体斜視図。
【図２】前部車体構造の側面図。
【図３】前部車体構造の平面図。
【図４】図１のＡ−Ａ断面図。
【図５】図１のＢ−Ｂ断面図。
【図６】サスクロスメンバーの平面図。
【図７】サスクロスメンバーの側面図。
【図８】サスクロス取付ブラケットの斜視図。
【図９】図３のＣ−Ｃ断面図。
【図１０】フロアパネルを車室側から見た斜視図。
【図１１】別のフロアパネルを車室側から見た斜視図。
【図１２】別のサスクロスメンバーを示した平面図。
【図１３】さらに、別のサスクロスメンバーを示した側面図。
【図１４】またさらに、別のサスクロスメンバーを示した平面図。
【図１５】オフセット衝突時の荷重入力状態の第１類型を示した図。
【図１６】オフセット衝突時の荷重入力状態の第２類型を示した図。
【図１７】オフセット衝突時の衝突モデル図。
【符号の説明】
１、２…フロントサイドフレーム
１Ａ、２Ａ…前部厚板部
１Ｂ、２Ｂ…中間薄板部
１Ｃ、２Ｃ…後部厚板部
３…第１クロスメンバー（連結部材）
６…ホイルハウス
７…サスタワー
８…ホイルエプロン
６Ｃ、７Ｃ…後部厚板部
８Ｂ、６Ｂ…中部薄板部
８Ａ…前部厚板部
１１…バンパーレイン（連結部材）
１３…サスクロス取付ブラケット
１３Ｃ…規制部（変位規制手段）
２０…サスクロスメンバー
２１、２２…前後方向メンバー
２１Ａ、２２Ａ…前部厚板部
２１Ｂ、２２Ｂ…中間薄板部
２１Ｃ、２２Ｃ…後部厚板部
２３…連結メンバー
３０…サスクロスメンバー
３１、３２…前後方向メンバー
３１Ａ、３２Ａ…前部厚板部
３１Ｂ、３２Ｂ…中間薄板部
３１Ｃ、３２Ｃ…後部厚板部
３３…連結メンバー
４０…サスクロスメンバー
４１、４２…前後方向メンバー
４１Ａ、４２Ａ…前部厚板部
４１Ｂ、４２Ｂ…中間薄板部
４１Ｃ、４２Ｃ…後部厚板部
４３…連結メンバー
５０…サスクロスメンバー
５１、５２…前後方向メンバー
５１Ａ、５２Ａ…前部厚板部
５１Ｂ、５２Ｂ…中間薄板部
５１Ｃ、５２Ｃ…後部厚板部
５３…連結メンバー
Ｘ…車体
Ｙ…干渉物体
Ｓ１、Ｓ２…フロントサイドフレーム
Ｍ…クロスメンバー
Ｆ…衝突荷重
Ｆ１…車両前後方向成分の衝突荷重
Ｆ２…車幅方向成分の衝突荷重
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の前部車体構造に関し、具体的には、車両衝突時の衝撃エネルギーを吸収するエネルギー吸収機能を備えた前部車体構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、前部車体構造のフロントサイドフレームには、正面衝突時の衝撃エネルギーの吸収を図るため、脆弱部等のエネルギー吸収部を設けることが一般的に行われている。
【０００３】
例えば、特開平９−１８３３８８号公報には、フロントサイドフレーム内に設けられるレインフォースメントを、薄板と厚板を組合せた、突き合わせ溶接材で構成し、前側の薄板部分でエネルギー吸収を図るものが提案されている。
【０００４】
【発明の解決しようとする課題】
ところで、車両の衝突性能を高めるためには、正面衝突だけではなく、さらにオフセット衝突に対しても、エネルギー吸収性能を高める必要がある。
【０００５】
ただし、オフセット衝突を考慮した場合には、衝突側のフロントサイドフレームだけで、衝撃エネルギーの全てを吸収しなければならないため、クラッシュスペース長（つぶれ代長さ）をその分、長くする必要が生じる。
【０００６】
ところが、車両前部の長さを長くすると、車室長が制限されるため、車両前部の長さを、あまりに長くすることはできない。
【０００７】
よって、短い車両前部長で、いかにオフセット衝突時の衝撃エネルギーを吸収させるかが問題となる。
【０００８】
この点、オフセット衝突時の荷重入力状態を図１５から図１７で検討すると、オフセット衝突は大きく2つの類型があることがわかる。
【０００９】
１つは、車体重心と干渉物体の重心が左右にずれる場合（図１５参照）、もう１つは、干渉物体が斜め前方から侵入する場合（図１６参照）である。
【００１０】
なお、Ｘは車体、Ｙは干渉物体、Ｓ１、Ｓ２はフロントサイドフレーム、Ｍはクロスメンバー、Ｆは衝突荷重、Ｆ１は車両前後方向成分の衝突荷重、Ｆ２は車幅方向成分の衝突荷重である。
【００１１】
この2つの類型とも、衝突荷重は、当然車両前後方向の成分Ｆ１を持つが、さらに、クロスメンバーＭ等で連結されていることから、車幅方向の成分Ｆ２も持つことになる。
【００１２】
この車幅方向の成分の衝突荷重Ｆ２については、図１７に示す衝突モデル図に示すように、もう一方のフロントサイドフレームＳ２で車幅方向成分のエネルギー吸収を行なえば、衝突側のフロントサイドフレームＳ１だけで、車両前後方向の成分を吸収するものより、オフセット衝突のエネルギー吸収性能を高めることができると考えられる。
【００１３】
しかし、通常のフロントサイドフレームでは、車両前後方向のエネルギー吸収だけを考慮しているだけであるため、いかなるエネルギー吸収構造を採用するかが、さらに問題となる。
【００１４】
まず、通常のフロントサイドフレームに採用される車幅方向に伸びるビード構造であれば、フレームの車両前後方向の剛性を落とすことはできるが、かえって車幅方向の剛性が高まるため、車幅方向の剛性を落とすエネルギー吸収構造には適当でない。
【００１５】
次に、フロントサイドフレームに複数の孔を穿設する構造であれば、フレームの車体前後方向及び車幅方向を共に脆弱にできるため、車両前後方向と車幅方向のエネルギー吸収を行なうことは可能となる。
【００１６】
しかし、サンペンションやエンジンから長期間、振動を受けるフロントサイドフレームに孔を穿設すると、その孔の周縁等に応力集中が生じ、車体剛性が悪化するといった問題が生じる。
【００１７】
本発明は、以上のような問題点に鑑み発明されたもので、正面衝突時のエネルギー吸収と、オフセット衝突時のエネルギー吸収を、車両前部の長さを長くすることなく有効に行なうことができ、さらに車体剛性も確保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。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明は以下のように構成される。
【００１９】
請求項１記載の発明は、車両前部に、左右一対の車両前後方向に伸びるフロントサイドフレームを設けた車両の前部車体構造において、前記左右一対のフロントサイドフレームの前部に、該フロントサイドフレームを、車幅方向に伸びて連結する連結部材を設け、前記フロントサイドフレームの下方に、左右一対で車両前後方向に伸びる前後方向メンバーと該前後方向メンバーの前端を連結する連結メンバーとで構成したサブフレームを配置し、前記連結部材と前記サブフレームの連結メンバーを車両上下方向に重なるように設定すると共に、前記フロントサイドフレームを構成する板部材の板厚と前記サブフレームの前後方向メンバーを構成する板部材の板厚を、両者が略一致する位置で、中間部を前部および後部に比して薄く設定したものである。
【００２０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両の前部車体構造において、前記板部材の前部と中間部の板厚変化位置を、車両平面視で車両内側に対して、車両外側を前方に位置するように設定したものである。
【００２１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の車両の前部車体構造において、前記フロントサイドフレームの上方に、車外と車内を仕切るホイルエプロンを設け、該ホイルエプロンの構成する板部材の板厚を、車両前後方向で、該フロントサイドフレームと略同一位置の中間部で薄く設定したものである。
【００２２】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３いずれか１項記載の車両の前部車体構造において、前記サブフレームの後端取付部に、サブフレームに車両斜め前方から荷重が作用した際、サブフレームの後端が車両中央側に変位するのを規制する変位規制手段を設けたものである。
【００２３】
請求項５記載の発明は、請求項１〜４いずれか１項記載の車両の前部車体構造において、前記板部材が、突き合わせ溶接で板厚変化させた突き合わせ溶接材であるものである。
【００２４】
【作用及び効果】
請求項１記載の前部車体構造によれば、フロントサイドフレームを、車幅方向に伸びて連結する連結部材を設け、そのフロントサイドフレームを構成する板部材の板厚を、前部及び後部に比して中間部を薄く設定したしたことにより、正面衝突の場合には、左右一対のフロントサイドフレームのそれぞれの中間部で、前後方向の衝撃エネルギーを吸収しつつ、オフセット衝突の場合には、衝突側のフロントサイドフレームの中間部で、前後方向の衝撃エネルギーを吸収し、さらに、連結部材によって伝達される衝撃エネルギーを、他方のフロントサイドフレームを中間部で屈曲変形させることで、車幅方向に変換された衝撃エネルギーを吸収することができる。
【００２５】
よって、正面衝突であっても、オフセット衝突であっても、２つのフロントサイドフレームで、有効に衝撃エネルギーを分担して吸収することができ、オフセット衝突のため、敢えて車両前部長を長くする必要をなくすことができる。
【００２６】
また、板部材の板厚を薄く設定してエネルギー吸収を行なうため、フロントサイドフレームに孔を穿設したもののように、応力集中も生じない。よって、車体剛性を充分に確保しつつ、衝突性能を高めることができる。
【００２７】
さらに、サブフレームを構成する板部材の板厚を、車両前後方向で、前記フロントサイドフレームと略同一位置の中間部で薄く設定したことにより、エンジンやサスペンション等を支持するサブフレームを、フロントサイドフレームの中間部の変形を阻害しないように変形させることができるため、正面衝突であっても、オフセット衝突であっても、有効に衝撃エネルギーを吸収することができる。
【００２８】
加えて、サブフレームを、左右一対で車両前後方向に伸びる前後方向メンバーと、前後方向メンバーの前端を連結する連結メンバーとで構成したことにより、サブフレームもフロントサイドフレームと同様に、正面衝突であっても、オフセット衝突であっても、２つの前後方向メンバーで、有効に衝撃エネルギーを吸収することができるため、フロントサイドフレームの変形と相俟って、さらに有効に衝撃エネルギーを分担して吸収することができる。
【００２９】
請求項２記載の前部車体構造によれば、板部材の前部と中間部の板厚変化位置を、車両平面視で車両内側に対して、車両外側を前方に位置するように設定したことにより、オフセット衝突時に、衝突側のフロントサイドフレームや、サブフレームを、他方のフロントサイドフレームや、サブフレームに衝突荷重を伝達しやすく変形させることができるため、さらにオフセット衝突時のエネルギー吸収性能を、安定して高めることができる。
【００３０】
請求項３記載の前部車体構造によれば、ホイルエプロンの構成する板部材の板厚を、車両前後方向で、フロントサイドフレームと略同一位置の中間部で薄く設定したことにより、フロントサイドフレームの変形挙動とホイルエプロンの変形挙動を一致させることができるため、正面衝突であっても、オフセット衝突であっても、さらに有効に衝撃エネルギーを吸収することができる。
【００３１】
請求項４記載の前部車体構造によれば、サブフレームの後端取付部に、車両斜め前方からの荷重が、サブフレームに作用した際、サブフレームの後端が車両中央側に変位するのを規制する変位規制手段を設けたことにより、オフセット衝突の際に、衝突側のサブフレームの後端が車両中央側に変位するのを規制しつつ、他方側のフロントサイドフレームやサブフレームに効果的に衝突エネルギーを伝達することができるため、オフセット衝突時の車室内への影響を極力無くし、サブフレームで衝撃エネルギーを有効に吸収することができる。
【００３２】
請求項５記載の前部車体構造によれば、板部材が、突き合わせ溶接で板厚を変化させた突き合わせ溶接材であることにより、容易且つ自由に板厚を変化させたフロントサイドフレームやサブフレーム、及びホイルエプロンを構成することができる。
【００３３】
【実施例】
本発明の実施例を以下、図面に基づいて詳述する。
図1は本発明の採用された車両の前部車体構造の斜視図である。図２は、その前部車体構造の側面図、図３は、その平面図である。
【００３４】
前部車体構造には、左右両側に車両前後方向に伸びるフロントサイドフレーム１、２がそれぞれ配置され、その前端には、車幅方向に伸び、両フロントサイドフレーム１、２を連結する第1クロスメンバー３が、結合部３ａの幅を広くして、強固に溶接固定されている。
【００３５】
フロントサイドフレーム１、２の後端には、エンジンルームＥと車室Ｃとを仕切るダッシュパネル４が設けられ、その上端には車幅方向に伸びるカウルボックス５が設けられている。
【００３６】
フロントサイドフレーム１、２の外側には、フロントタイヤＴが配置され、そのフロントタイヤＴを覆うように、タイヤハウス６が設けられている。
タイヤハウス６にはサスペンションダンパ（図示せず）を支持するサスタワー７が設けられ、タイヤハウス６の前後には、フロントサイドフレーム１、２の上方でエンジンルームＥと車外を仕切るホイルエプロン８が設けられている。
【００３７】
ホイルエプロン８の上端には、車両前後方向に伸びてエンジンルームＥの上端を補強するホイルエプロンメンバー９が設けられている。
【００３８】
フロントサイドフレーム１、２の前方には、車幅方向に伸びてフロントバンパー１０内に貫通配置されるパンパーレイン１１が設けられ、そのバンパーレイン１１の後方に伸びる連結部１１ａがフロントサイドフレーム１、２の前端に嵌合され、固定ボルトＢ１によって、強固に締結固定されている。
【００３９】
フロントサイドフレーム１、２の下方には、フロントサイドフレーム同様、車両前後方向に伸びるサスクロスメンバー２０が配置され、そのサスクロスメンバー１２は、前端でフロントサイドフレーム１、２の前端にボルト固定Ｂ２され、後端でフロアパネルＣＦ下面に溶接固定されたサスクロス取付ブラケット１３にボルト固定Ｂ３されている。
【００４０】
図４、図５は、それぞれ図１のＡ−Ａ断面と、Ｂ−Ｂ断面を示した図である。
図４に示すように、フロントサイドフレーム１は、前部を厚板１Ａ、中間部を薄板１Ｂ、後部を厚板１Ｃとした突き合わせ溶接材で構成されている。
【００４１】
この前部厚板部１Ａには、パンパーレインの連結部１１ａをボルト固定するためのボルト穴Ｂ１ａが設けられ、また第１クロスメンバーの結合部３ａも、前部厚板部１Ａの側面に溶接固定されるように構成されている。
【００４２】
後部厚板部１Ｃは、サスタワー位置より、若干前方からダッシュパネル位置まで設定され（図１参照）、エンジンルーム後半部の剛性を高めている。
【００４３】
中間薄板部１Ｂは、前部厚板部１Ａと後部厚板部１Ｃとの間に設定され、フロントサイドフレーム１に衝突荷重が入力された際には、積極的に変形し、衝撃エネルギーを吸収するように構成されている。
【００４４】
図５に示すように、ホイルエプロン８、ホイルハウス６及びサスタワー７は、フロントサイドフレーム１、２と同様に突き合わせ溶接材で構成され、フロントサイドフレーム１、２と車両前後方向の同じ位置で板厚が変化するように、前部厚板部８Ａ、中部薄板部８Ｂ、６Ｂ後部厚板部６Ｃ、７Ｃと設定されている（図１参照）。
【００４５】
このように板厚が設定されていることにより、衝突荷重が入力された際には、フロントサイドフレーム１、２と同様、中間薄板部８Ｂ、６Ｂが、積極的に変形し、衝撃エネルギーを吸収するように構成されている。
【００４６】
図６、図７にサスクロスメンバーの平面図と側面図を示す。
このサスクロスメンバー２０は、車両前後方向に伸び、途中に屈曲部を有する左右一対の前後方向メンバー２１、２２と、その前後方向メンバー２１、２２の前端で車幅方向に伸び、各前後方向メンバーを連結する連結メンバー２３とから構成され、各前後方向メンバー２１、２２の側面には、それぞれ外側に向かってサスペンションアーム（図示せず）を支持するアーム支持部１２４が設けられている。
【００４７】
また、その前後方向メンバー２１，２２の前端と後端には、フロントサイドフレーム１、２の前端と、フロアパネル下面ＣＦに接合されたサスクロス取付ブラケット１３にボルト固定するためのボルト穴Ｂ２ａ、Ｂ３ａが、それぞれ形成されている。
【００４８】
このサスクロスメンバー２０も、前記フロントサイドフレーム１、２と同様、前部を厚板２１Ａ、２２Ａ、中間部を薄板２１Ｂ、２２Ｂ、後部を厚板２１Ｃ、２２Ｃとした突き合わせ溶接材で構成され、中間薄板部２１Ｂ、２２Ｂで、前後方向の衝撃エネルギーを吸収するように構成されている。
【００４９】
以上のように、フロントサイドフレーム１、２、ホイルエプロン８、ホイルハウス６、及びサスクロスメンバー２０等から成る前部車体構造が、突き合わせ溶接材で、前部を厚板、中間部を薄板、後部を厚板といった設定で構成されることにより、車両の正面衝突時に前方からの衝突荷重を受けた場合には、主にフロントサイドフレーム１、２の中間薄板部１Ｂ、２Ｂが積極的に変形することにより、前後方向の衝撃エネルギーを充分に吸収することができる。
【００５０】
また、前部車体構造の左右一方側だけが前方からの衝突荷重を受ける、いわゆるオフセット衝突時には、衝突側のフロントサイドフレーム１が、前後方向の衝撃エネルギーを吸収すると共に、他方側のフロントサイドフレーム２にも第１クロスメンバー３やバンパーレイン１１を介して、衝突荷重が伝達される。
【００５１】
この伝達された衝突荷重は、第１クロスメンバー３やバンパーレイン１１を介して伝達されるため、他方側のフロントサイドフレーム２に車幅方向の衝突荷重として作用する。
【００５２】
この車幅方向の衝突荷重に対して、他方側のフロントサイドフレーム２は、中間薄板部２Ｂで積極的に車幅方向に屈曲変形し、衝撃エネルギーの吸収を行なう。
【００５３】
こうして、オフセット衝突時の前後方向の衝撃エネルギーは、衝突側のフロントサイドフレーム１で前後方向エネルギーが、他方のフロントサイドフレーム２で車幅方向エネルギーが、それぞれ有効に吸収されるため、本実施例の前部車体構造では、衝突側のフロントサイドフレーム１で吸収するよりも、多くの衝撃エネルギーを２つのフロントフレーム１，２によって、分担して吸収することができる。
【００５４】
さらに、サスクロスメンバー２０においても、左右一対の前後方向メンバー２１、２２に中間薄板部２１Ｂ、２２Ｂを設定し、その前後方向メンバーの前端を連結メンバー２３で連結していることにより、フロントサイドフレームと同様、オフセット衝突の際に、衝突側の前後方向メンバー２１で、前後方向の衝撃エネルギーを吸収し、他方の前後メンバー２２で、車幅方向に変換された衝撃エネルギーを、それぞれ有効に吸収できる。
【００５５】
よって、サスクロスメンバー２０も、２つの前後方向メンバー２１、２２で、有効に衝撃エネルギーを分担して吸収することができる。
【００５６】
以上のように、フロントサイドフレーム１、２と、サスクロスメンバー２０がオフセット衝突の衝撃エネルギーを吸収することにより、フロントサイドフレームやサスクロスメンバーなどに、オフセット衝突のために、敢えて長いクラッシュスペースを設定しなくてもよいため、前部車体構造を短く設定することができる。
【００５７】
次に、フロアパネル下面に接合された、サスクロス取付ブラケット１３について、図８の全体斜視図、及び図３のＣ−Ｃ断面を示す図９により説明する。
【００５８】
このサスクロス取付ブラケット１３は、サスクロスメンバーの前後方向メンバー２１、２２後端を支持し、その後端をボルト固定する台座部１３Ａと、その台座部１３ａの周囲で、フロアパネル等に接合される接合フランジ１３Ｂと、台座部上の前後方向メンバー後端の斜め後方でＬ字状に***した規制部１３Ｃとから構成されている。
【００５９】
接合フランジ１３Ｂは、フロアパネルＣＦ下面に接合されるフロア接合フランジ１３Ｂ１と、フロントサイドフレーム２側面に接合されるフレーム接合フランジ１３Ｂ２とから構成される。
【００６０】
規制部１３Ｃは、図９に示すように、正面視で前後方向メンバー２２後端の内方側に一部重合する斜め後方位置に形成され、規制部壁面１３Ｃａの高さは、前後方向メンバー２２の厚みとほぼ同等に設定されている。
【００６１】
このようにサスクロス取付ブラケット１３が構成され、前後方向メンバー２１、２２の後端が取付けられることにより、サスクロス取付ブラケットの規制部１３Ｃは、オフセット衝突時に、前後方向メンバー２１、２２が斜め後方へ変位する際、その後端の変位を規制することができる。
【００６２】
これにより、オフセット衝突時の衝突側の前後方向メンバーの後退量が抑制され、衝突側の車体変形が抑えられ、車室内への影響を極力抑えることができる。また、その衝撃エネルギーを反対側の前後方向メンバーに効果的に分散して、衝撃エネルギーを吸収できる。
【００６３】
さらに、図９や、図１０などに示すように、サスクロス取付ブラケット１３が接合された位置に対応するフロアパネルＣＰには、左右のサスクロス取付ブラケットを繋ぐように、補強板部材２４が車幅方向に貼設されている。
【００６４】
この補強板部材２４は、車両前方から、薄板２４Ｄ、中板２４Ｅ、厚板２４Ｆと、順に組合された突き合わせ溶接材で構成され、中央部２４ａがトンネル部に対応して***し、両端２４ｂがサスクロス取付ブラケット１３の規制部１３Ｃに対応する位置まで設けられている。
【００６５】
この補強板部材２４がフロアパネルＣＰに貼設されていることにより、フロア強度が高められ、サスクロス取付ブラケット１３の規制部１３Ｃの強度をさらに高めることができるため、規制部１３Ｃが荷重を受けた際の変位を抑え、規制部１３Ｃの機能をさらに高めることができる。
【００６６】
また、補強板部材２４を突き合わせ溶接材で構成したことにより、フロアパネルＣＰ強度を段階的に変化させることができるため、フロアパネルＣＰの衝突時の変形が一気に生じる事も抑えられる。
【００６７】
さらに、他の車両の構成部材との配置関係で、強度を高めたい所と、レイアウトスペースがない所が隣接している場合にも、１枚の補強板部材２４で、それぞれの要求を満足することができる。
【００６８】
図１１は、補強板部材をなくした場合の実施例を示した図で、フロアパネルＣＰ自体を突き合わせ溶接材で構成したものである。
【００６９】
この実施例のフロアパネルＣＰは、少なくとも前部フロアパネルＣＰ１と後部フロアパネルＣＰ２に分割され、前部フロアパネルＣＰ１の後端に後部フロアパネルＣＰ２の前端を車幅方向に渡って溶接することにより構成されている。
【００７０】
このうち、前部フロアパネルＣＰ１は突き合わせ溶接材で構成され、中央部を厚板部ＣＰ１Ｇ、側部を薄板部ＣＰ１Ｈとして設定されている。中央厚板部ＣＰ１Ｇの両端は、サスクロス取付ブラケット１３の規制部１３Ｃに対応する位置にまで設けられ、規制部１３Ｃの強度をさらに高めている。
【００７１】
また、側部を薄板部ＣＰ１Ｈとすることにより、車両側突時などには、側部の薄板部ＣＰ１Ｈから徐々に変形させることができるため、フロアパネルが一気に変形することを防止できる。
【００７２】
なお、サスクロス取付ブラケット１３の規制部１３Ｃは、サスクロス取付ブラケットと別体に構成してもよく、サスクロスメンバーの車両内方側後方への変位を規制するものであれば、全て本発明に含まれる。
【００７３】
次に、サスクロスメンバーの別の実施例について、図１２、図１３及び図１４により説明する。
【００７４】
図１２のサスクロスメンバー３０は、サスクロスメンバー３０を構成する突き合わせ溶接材の接合面（板厚変化位置）を、平面視で車両前後方向に対して車両内方側に傾斜させ、さらに、衝突性能を向上させたものである。
【００７５】
このサスクロスメンバー３０の平面（上面と下面）では、前後方向メンバー３１、３２の前部３１Ａ、３２Ａと中間部３１Ｂ、３２Ｂの接合面Ｌ１を、車両前後方向に対して車両内方側に所定角θ１程傾斜させ、中間部３１Ｂ、３２Ｂと後部３１Ｃ、３２Ｃの接合面Ｌ２も、車両内方側に所定角θ２程傾斜させている。
【００７６】
このように接合面Ｌ１、Ｌ２を傾斜して設定することにより、オフセット衝突時に、衝突側の前後方向メンバー３１を、他方の前後方向メンバー３２に衝突荷重を伝達しやすく、車幅方向に変形させることができるため、オフセット衝突時のエネルギー吸収性能をさらに向上することができる。
【００７７】
図１３のサスクロスメンバー４０は、サスクロスメンバー４０を構成する突き合わせ溶接材の接合面を、側面視で車両前後方向に対して車両下方に傾斜させ、さらに、衝突性能を向上させたものである。
【００７８】
このサスクロスメンバー４０の側面では、前後方向メンバー４１、４２の前部４１Ａ、４２Ａと中間部４１Ｂ、４２Ｂの接合面Ｌ３を、車両前後方向に対して車両下方に所定角θ３程傾斜させ、中間部４１Ｂ、４２Ｂと後部４１Ｃ、４２Ｃの接合面Ｌ４も、車両前後方向に対して車両下方に所定角θ４程傾斜させている。
【００７９】
このように接合面Ｌ３、Ｌ４を傾斜して設定することにより、衝突時にサスクロスメンバー４０がＺ状に変形しやすくなるため、例えば、エンジンなどをサスクロスメンバーに支持するものの場合、エンジンなどを下方に引き落すことができるため、衝突時のエネルギー吸収性能をさらに向上することができる。
【００８０】
図１４のサスクロスメンバー５０は、サスクロスメンバー５０を構成する突き合わせ溶接材の接合面を、各面で山形に設定し、さらに衝突性能を向上させたものである。
【００８１】
このサスクロスメンバー５０の各面（図１４では上面だけ図示）では、前後方向メンバーの前部５１Ａ、５２Ａと中間部５１Ｂ、５２Ｂの接合面Ｌ７と、中間部５１Ｂ、５２Ｂと後部５１Ｃ、５２Ｃの接合面Ｌ８をそれぞれ山形に設定している。
【００８２】
このように、各接合面Ｌ７、Ｌ８を山形に設定することにより、衝突時、各接合面Ｌ７、Ｌ８に急激な荷重変化が生じず、応力集中も生じないため、より安定した衝突挙動変形を得ることができる。
【００８３】
なお、このような接合面の設定は、フロントサイドフレーム１、２に採用しても同様の効果を得ることができる。
【００８４】
また、以上のような板厚の設定や接合面の設定は、左右対称でなくともよく、エンジンルーム内の構成部品等との関係で、左右別々に設定してもよい。
【００８５】
さらに、前記実施例では、板厚の設定を全て車両前方から厚、薄、厚の設定にしたが、車幅方向のメンバー部材を介して、他方のフロントサイドフレーム等に衝突荷重が伝達できれば、前部の板厚を中板にして、車両前方から中、薄、厚の設定にしてもよい。
【００８６】
また、フロントサイドフレームの下方に配置される車両前後方向に伸びるメンバー部材も、サスクロスメンバー以外にも、エンジンマウントメンバーや、サスペンションのテンションロッドを支持するテンションロッドメンバーが考えられるが、これらのメンバー部材も同様に、突き合わせ溶接材で車両前方から厚、薄、厚の設定で構成することにより、サスクロスメンバーと同様の効果を得ることができる。
【００８７】
なお、この場合、エンジンマウントメンバーが車両中央にだけに設けられるセンターメンバータイプのものであれば、前端の取付部の間隔を広げることにより、オフセット衝突の際に、より確実にエネルギー吸収をさせることができる。
【００８８】
また、テンションロッドメンバーであれば、左右のテンションロッドメンバーを前端で連結することに、サスクロスメンバーとほぼ同様の変形をさせることができる。
【００８９】
以上、さまざまな実施例について説明したが、本発明は、これら実施例に限定されるものではなく、突き合わせ溶接材を用いて、オフセット衝突時のエネルギー吸収を衝突側部材だけでなく、さらに他方側部材にも吸収させ、衝撃エネルギーを効率よく吸収する前部車体構造であれば、全て包括するものであり、この他、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、適宜詳細構造を変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が採用された前部車体構造の全体斜視図。
【図２】前部車体構造の側面図。
【図３】前部車体構造の平面図。
【図４】図１のＡ−Ａ断面図。
【図５】図１のＢ−Ｂ断面図。
【図６】サスクロスメンバーの平面図。
【図７】サスクロスメンバーの側面図。
【図８】サスクロス取付ブラケットの斜視図。
【図９】図３のＣ−Ｃ断面図。
【図１０】フロアパネルを車室側から見た斜視図。
【図１１】別のフロアパネルを車室側から見た斜視図。
【図１２】別のサスクロスメンバーを示した平面図。
【図１３】さらに、別のサスクロスメンバーを示した側面図。
【図１４】またさらに、別のサスクロスメンバーを示した平面図。
【図１５】オフセット衝突時の荷重入力状態の第１類型を示した図。
【図１６】オフセット衝突時の荷重入力状態の第２類型を示した図。
【図１７】オフセット衝突時の衝突モデル図。
【符号の説明】
１、２…フロントサイドフレーム
１Ａ、２Ａ…前部厚板部
１Ｂ、２Ｂ…中間薄板部
１Ｃ、２Ｃ…後部厚板部
３…第１クロスメンバー（連結部材）
６…ホイルハウス
７…サスタワー
８…ホイルエプロン
６Ｃ、７Ｃ…後部厚板部
８Ｂ、６Ｂ…中部薄板部
８Ａ…前部厚板部
１１…バンパーレイン（連結部材）
１３…サスクロス取付ブラケット
１３Ｃ…規制部（変位規制手段）
２０…サスクロスメンバー
２１、２２…前後方向メンバー
２１Ａ、２２Ａ…前部厚板部
２１Ｂ、２２Ｂ…中間薄板部
２１Ｃ、２２Ｃ…後部厚板部
２３…連結メンバー
３０…サスクロスメンバー
３１、３２…前後方向メンバー
３１Ａ、３２Ａ…前部厚板部
３１Ｂ、３２Ｂ…中間薄板部
３１Ｃ、３２Ｃ…後部厚板部
３３…連結メンバー
４０…サスクロスメンバー
４１、４２…前後方向メンバー
４１Ａ、４２Ａ…前部厚板部
４１Ｂ、４２Ｂ…中間薄板部
４１Ｃ、４２Ｃ…後部厚板部
４３…連結メンバー
５０…サスクロスメンバー
５１、５２…前後方向メンバー
５１Ａ、５２Ａ…前部厚板部
５１Ｂ、５２Ｂ…中間薄板部
５１Ｃ、５２Ｃ…後部厚板部
５３…連結メンバー
Ｘ…車体
Ｙ…干渉物体
Ｓ１、Ｓ２…フロントサイドフレーム
Ｍ…クロスメンバー
Ｆ…衝突荷重
Ｆ１…車両前後方向成分の衝突荷重
Ｆ２…車幅方向成分の衝突荷重
Claims (5)
- 車両前部に、左右一対の車両前後方向に伸びるフロントサイドフレームを設けた車両の前部車体構造において、
前記左右一対のフロントサイドフレームの前部に、該フロントサイドフレームを、車幅方向に伸びて連結する連結部材を設け、
前記フロントサイドフレームの下方に、左右一対で車両前後方向に伸びる前後方向メンバーと該前後方向メンバーの前端を連結する連結メンバーとで構成したサブフレームを配置し、
前記連結部材と前記サブフレームの連結メンバーを車両上下方向で重なるように設定すると共に、
前記フロントサイドフレームを構成する板部材の板厚と前記サブフレームの前後方向メンバーを構成する板部材の板厚を、両者が略一致する位置で、中間部を前部および後部に比して薄く設定した、
車両の前部車体構造。 - 前記板部材の前部と中間部の板厚変化位置を、車両平面視で車両内側に対して、車両外側を前方に位置するように設定した、
請求項１記載の車両の前部車体構造。 - 前記フロントサイドフレームの上方に、車外と車内を仕切るホイルエプロンを設け、該ホイルエプロンの構成する板部材の板厚を、車両前後方向で、該フロントサイドフレームと略同一位置の中間部で薄く設定した、
請求項１又は２記載の車両の前部車体構造。 - 前記サブフレームの後端取付部に、サブフレームに車両斜め前方から荷重が作用した際、サブフレームの後端が車両中央側に変位するのを規制する変位規制手段を設けた、
請求項１〜３のいずれか１項記載の車両の前部車体構造。 - 前記板部材が、突き合わせ溶接で板厚変化させた突き合わせ溶接材である、
請求項１〜４のいずれか１項記載の車両の前部車体構造。
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