JP2002240738A - 自動車の前部車体構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 前面衝突の途中で、フロントサイドフレーム
の変形モードを確実に切り換えて、狙い通りに車体減速
度を降下させることにより、乗員に作用する衝撃荷重を
低減する。 【解決手段】 フロントサイドフレーム１１，１１の下
方にペリメータフレーム３０を設け、そのペリメータフ
レーム３０の各サイドメンバ部３３，３３の前側及び後
側をそれぞれ各フロントサイドフレーム１１，１１及び
ダッシュロアレインフォースメント２２，２２に固定す
る。該各サイドメンバ部３３，３３を、衝突の際に、そ
の中間部分が下方へ屈曲するように構成し、該それぞれ
の中間部分を各フロントサイドフレーム１１，１１に連
結する連結部材５０，５０を設ける。連結部材５０に
は、衝突時に、乗員を拘束するシートベルトの伸びが最
大となる直前に破断するように切り欠き部５０ａを設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フロントサイドフ
レームの下方にペリメータフレームを配設した車体前部
の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の自動車の前部車体構
造として、例えば、特開２０００−５３０２２号公報に
開示されるように、自動車の前面衝突の際にフロントサ
イドフレームの変形モードを潰れ変形から屈曲変形へ切
り換えることにより、衝突初期に車体に対し相対的に大
きい減速度を生じさせ、その後、一旦、車体減速度を降
下させるようにしたものが知られている。

【０００３】すなわち、図８及び図９に示すように、車
体前部の左右両側にそれぞれ設けられるフロントサイド
フレーム８０，８０の前端に、車幅方向に延びるバンパ
ーレインフォースメント８１の左側及び右側がそれぞれ
取り付けられ、さらに、該両フロントサイドフレーム８
０，８０の前後方向の中央部から前方へ向かって、車体
外方へ傾斜して延びる斜方向ビーム８２，８２がそれぞ
れ設けられている。その斜方向ビーム８２，８２のそれ
ぞれの前端部は、前記バンパーレインフォースメント８
１に対して前後方向に所定距離離れた状態で、かつ、車
体前後方向から見て、該バンパーレインフォースメント
８１の車幅方向の両端部とそれぞれ重複するように位置
付けられている。

【０００４】そして、この構造では、前面衝突時の衝撃
は、まず、バンパーレインフォースメント８１からフロ
ントサイドフレーム８０，８０に伝達されて、図９に示
すように、該フロントサイドフレーム８０，８０の前端
側が比較的、変形荷重の大きい潰れ変形を起こす。続い
て、バンパーレインフォースメント８１の車幅方向の両
端部が前記斜方向ビーム８２，８２の前端部に当接し
て、該斜方向ビーム８２，８２を介して側方荷重が加え
られることによって、前記フロントサイドフレーム８
０，８０の中央部が車体内方へ屈曲変形し、それ以降の
変形荷重が比較的、小さなものとなる。このことによ
り、衝突初期に車体減速度を急峻に立ち上がらせて、そ
の後、車体減速度を降下させることができる。

【０００５】ここで、衝突時の乗員には、該乗員を拘束
するシートベルト等の拘束手段からの反力によって減速
度が作用するため、衝突の初期のようにシートベルトの
伸びが少ない状態では乗員減速度は極めて小さい。その
一方で、車体には衝突初期から大きな減速度が作用して
いるため、前記乗員と車体との相対移動距離は次第に大
きくなって、シートベルトの伸びが最大に達した時点で
乗員がシートベルトから受ける反力も最大となり、大き
な衝撃荷重を受けることになる。

【０００６】前記従来例では、この乗員への衝撃荷重を
低減させるべく、衝突後にシートベルトの伸びが最大と
なる直前に、フロントサイドフレームの変形モードを切
り換えて、車体減速度を降下させるようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
構造では、一対のフロントサイドフレームの間に搭載さ
れるパワープラントが、該各フロントサイドフレームの
車体内方への屈曲変形を阻害することがあり、この場合
には、上述したように車体減速度を降下させることがで
きないため、乗員減速度の最大値、即ち衝撃荷重を狙い
通りに低減できないという問題がある。

【０００８】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、主にフロントサイド
フレームの構造に工夫を凝らし、衝突の途中で確実に変
形モードを切り換えて、狙い通りに車体減速度を降下さ
せることにより、乗員に作用する衝撃荷重を低減するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の解決手段では、フロントサイドフレームと
その下方に配設したペリメータフレームとを連結部材に
より連結し、自動車の前面衝突時にフロントサイドフレ
ームの変形の途中で該連結部材を分離させることによ
り、該フロントサイドフレームの変形モードを切り換え
るようにした。

【００１０】具体的には、請求項１の発明では、車体前
部の左右両側において各々車体前後方向に延びるように
一対のフロントサイドフレームを設けるとともに、該各
フロントサイドフレームの下方においてそれぞれ車体前
後方向に延びる一対のサイドメンバ部を有するペリメー
タフレームを配設し、その各サイドメンバ部の前端側を
各フロントサイドフレームの前端側に設けられた前端側
固定部に固定する一方、各サイドメンバ部の後端側を各
フロントサイドフレームの後端側ないしその近傍の車体
構成部材に設けられた後端側固定部に固定した自動車の
前部車体構造を前提とする。そして、前記ペリメータフ
レームの各サイドメンバ部を、それぞれ、前記前端側及
び後端側固定部の中間部分において各フロントサイドフ
レームに連結する連結部材を設け、前記各サイドメンバ
部を、前記フロントサイドフレームが圧縮荷重を受けて
変形するときに、前記中間部分において下方へ折れ曲が
るように構成し、前記連結部材には、前記各サイドメン
バ部の折れ曲がりによって作用する引張荷重が設定値よ
りも大きくなったときに分離する分離起点部を設ける構
成とする。

【００１１】この構成によれば、例えば、自動車の前面
衝突時には、まず、フロントサイドフレームが圧縮荷重
を受けて潰れ変形を開始する。この際、該フロントサイ
ドフレームとペリメータフレームとが連結部材により連
結されていて、全体として高い剛性を有するので、衝突
の初期には車体減速度が急峻に立ち上がり、シートベル
トが早期に伸びて乗員を強く拘束するようになる。

【００１２】また、前記フロントサイドフレームの潰れ
変形に伴い、ペリメータフレームのサイドメンバ部が下
方へ折れ曲がることになり、これにより連結部材に引張
荷重が作用する。そして、前記シートベルトの伸びが最
大となる前に、連結部材に作用する引張荷重が設定値よ
りも大きくなって、該連結部材が分離起点部から分離
し、このことを契機として、フロントサイドフレームが
屈曲変形を開始する。

【００１３】つまり、フロントサイドフレームの変形の
途中で前記連結部材を分離させることにより、変形モー
ドを狙い通りのタイミングで潰れ変形から屈曲変形に切
り換えて、その変形荷重を減少させることができ、これ
により、シートベルトが延びきるときに車体減速度を低
下させて、該シートベルトの反力による乗員への衝撃荷
重を十分に低減することができる。

【００１４】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、前記各フロントサイドフレームの前端側固定部よ
りも前側に、圧縮荷重を受けて潰れ変形することにより
連結部材に作用する引張荷重を設定値以下に保つ衝撃吸
収部を設けるものとする。

【００１５】このことで、フロントサイドフレームの前
端側固定部よりも前側に、衝突初期に潰れ変形すること
により連結部材に作用する荷重を設定値以下に保つ衝撃
吸収部を設けたので、衝突初期の車体減速度を急峻に立
ち上げながら、かつ該衝突初期に連結部材に作用する過
大な衝撃荷重を吸収して該連結部材の破断を防止でき
る。

【００１６】請求項３の発明では、請求項１又は２のい
ずれかの発明における連結部材の分離起点部を、切り欠
き部とする。このことにより、連結部材の分離起点部を
相対的に脆弱な切り欠き部として、該分離起点部を確実
に分離させることができる。また、切り欠き部の形状や
大きさを変更するだけで前記設定値の変更を行えるた
め、分離タイミングの設定を容易に行うことができる。

【００１７】請求項４の発明では、請求項１又は２のい
ずれかの発明における連結部材の分離起点部を、孔部と
する。このことにより、前記請求項３と同様の作用効果
を得ることができる。すなわち、前記連結部材の分離起
点部を確実に分離させることができ、また、分離タイミ
ングの設定を容易に行うことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１９】図１〜図４は、本発明の実施形態に係る自
動車の前部車体構造を示すものである。尚、図１及び図
２は、それぞれ垂直方向の断面図及び下面図であり、図
３及び図４は、それぞれ車体上方及び車体下方から見た
斜視図である。

【００２０】この車両は、図１に示すように、前側にエ
ンジンルーム１が設けられ、該エンジンルーム１内にエ
ンジン２及びミッションケース（変速装置等を収容す
る）３からなるパワープラント４を搭載し、該パワープ
ラント４によって前輪（図示しない）を駆動するように
している。前記エンジンルーム１の後側はダッシュパネ
ル５によって仕切られており、このダッシュパネル５の
後側が車室６とされ、その車室６の下側はフロアパネル
７によって仕切られている。このフロアパネル７は、ダ
ッシュパネル５下端縁部から、後方へ向かって下方へ傾
斜して車体の下端部まで達した後に、そこから略水平に
後方へ延びるように形成され、その車幅方向両端縁部に
は、図２に示すように、該縁部に沿って延びる閉断面の
サイドシル１０がそれぞれ設けられている。

【００２１】また、前記エンジンルーム１の車幅方向両
側には、前記ダッシュパネル５からそれぞれ前方へ突出
して延びる一対のフロントサイドフレーム１１，１１が
設けられている。この一対のフロントサイドフレーム１
１，１１は、それぞれ略矩形状の閉断面を有し、前記車
体の下端部からフロアパネル７の傾斜部に沿って前方へ
延び、エンジンルーム１の上下方向の中央部近傍まで達
してそこから略水平方向へ屈曲して、パワープラント４
の前端部よりも前方へ延びるように形成されている。

【００２２】前記パワープラント４のエンジン２は、図
示しないが、クランク軸が延びる方向に複数のシリンダ
が直線的に並ぶように構成されている。また、このエン
ジン２は、クランク軸が略車幅方向を向くように車体に
対して横置きとされ、ミッションケース３の車体右側の
側面がエンジン２のシリンダブロックの車体左側の側面
に締結されている。尚、図１に示す符号１２は、ミッシ
ョンケース３の出力軸と前輪とを回転一体に連結するド
ライブシャフトである。

【００２３】このように構成されたパワープラント４
は、図３及び図４に示すように、エンジンルーム１にお
いて該パワープラント４の車幅方向の両端部近傍をそれ
ぞれ前記フロントサイドフレーム１１，１１に対して、
一対のマウント部材１３、１４を介して弾性支持されて
いる。

【００２４】この一対のマウント部材１３、１４のうち
の車体左側に位置するマウント部材１３は、ミッション
ケース３の上面に固定されるミッション側ブラケット１
５と、車体左側のフロントサイドフレーム１１の上面及
び車体内方の側面に固定される車体側ブラケット１６
と、該ミッション側及び車体側ブラケット１５、１６の
間に介在され、例えばゴム等の振動を減衰する部材とを
備えるものである。一方、車体右側に位置するマウント
部材１４は、エンジン２に固定されるエンジン側ブラケ
ット１７と、右側のフロントサイドフレーム１１の上部
に固定される車体側ブラケット１８と、該エンジン側及
び車体側ブラケット１７、１８の間に介在され、振動を
減衰する部材とを備えるものである。

【００２５】前記一対のフロントサイドフレーム１１，
１１は、車体上下方向から見て、その後端部から前方へ
向かって略中央部までは前側ほど互いに離れるように形
成される一方、該中央部から前端部までは互いに略平行
となるように形成されている。さらに、図３に示すよう
に、このフロントサイドフレーム１１，１１の車体外方
の側面は、その後端部から前後方向の略中央部に亘っ
て、車体内方側へ向かって窪んだ凹部が形成され、前記
前輪の操舵時における該前輪との干渉を防ぐようになっ
ている。このため、フロントサイドフレーム１１，１１
の後側は、前側に比べて小さい断面を有することにな
り、若干、脆弱である。

【００２６】また、前記一対のフロントサイドフレーム
１１，１１の後端側は、図２に示すように、前記フロア
パネル７の下面に沿って前記サイドシル１０と平行に後
方へ延びるように設けられた一対のフロアフレーム２
０，２０の前端側にそれぞれ連続している。この各フロ
アフレーム２０，２０は、上方が開放したコ字状断面を
有し、その上端部が前記フロアパネル７の下面に溶接さ
れている。また、該一対のフロアフレーム２０，２０に
挟まれた略中央位置に対応するフロアパネル７には、そ
の前端から後端に亘るように車室６側へ向かって膨出し
たフロアトンネル部２１が形成され、該フロアトンネル
部２１の前端側の部分はその前側ほど大きく膨出してい
る。

【００２７】前記フロアトンネル部２１と各フロアフレ
ーム２０，２０との間には、それぞれ該フロアフレーム
２０，２０の車体内方側からフロアトンネル部２１の車
体外方側に亘ってダッシュパネル５下端側とフロアパネ
ル７前端側とに溶接されるダッシュロアレインフォース
メント２２，２２が設けられている。さらに、左側及び
右側のそれぞれのフロアフレーム２０，２０の車体外方
側からサイドシル１０，１０の車体内方側に亘って、前
記ダッシュロアレインフォースメント２２，２２と同様
に、ダッシュパネル５とフロアパネル７とに溶接される
トルクボックス２３，２３がそれぞれ設けられている。

【００２８】一方、前記フロントサイドフレーム１１，
１１のそれぞれの前端側には、車幅方向及び上下方向に
それぞれ延出した矩形のフランジ部２４，２４が設けら
れている。このフランジ部２４，２４には、後端部にこ
のフランジ部２４，２４と略同形状のフランジ部２５，
２５を有するクラッシュボックス２６，２６（衝撃吸収
部）が取り付けられて、フロントサイドフレーム１１，
１１の前端部分を構成している。該クラッシュボックス
２６，２６は、前側ほど小さい矩形断面を有するように
形成され、前面衝突時の衝撃により圧縮荷重を受けて前
後方向に潰れ変形して、このことにより衝撃を吸収する
ものであり、この衝突の際の潰れ変形を確実に起こすよ
うに、その上面及び両側面には、それぞれ車幅方向及び
上下方向に長い略だ円形のビードが形成されている。さ
らに、この左右両側のクラッシュボックス２６，２６の
前端部には、バンパーレインフォースメント２７の車幅
方向両端部がそれぞれ固定されている。このクラッシュ
ボックス２６，２６の衝撃吸収特性は、詳しくは後述す
る衝突時に、乗員を拘束するシートベルトの伸びが最大
となる前に潰れ変形が終了するように設定されている。

【００２９】次に、前記フロントサイドフレーム１１，
１１の下方に配設されるペリメータフレーム３０につい
て説明する。このペリメータフレーム３０は、鋼板製と
され、前記パワープラント４や操舵装置（図１に出力軸
３１のみを図示する）等を支持するものであり、全体と
して略矩形の枠状をなすように一体構造とされている。
このペリメータフレーム３０の前端側は、パワープラン
ト４よりも前方で、左側のフロントサイドフレーム１１
の真下位置から右側のフロントサイドフレーム１１の真
下位置に亘るように車幅方向に直線的に延びるフロント
メンバ部３２とされ、このフロントメンバ部３２の左右
両端側には、それぞれ該フロントメンバ部３２と略同形
状の断面を有するとともに該両端側から後方へ延びるサ
イドメンバ部３３，３３が設けられている。

【００３０】この各サイドメンバ部３３，３３は、上下
方向から見て、後端部が前端部よりも若干、車体内方側
に位置するように全体として傾斜して配置され、それぞ
れの後端部から所定距離前方の部位には、前記フロント
メンバ部３２の断面よりも大きい断面を有するサスペン
ションクロスメンバ部３４が２つのサイドメンバ部３
３，３３に架け渡された状態で溶接されている。また、
前記サイドメンバ部３３，３３は、図１に示すように車
幅方向から見て、その後端部から前後方向の略中央部ま
で略水平に延びるように形成される一方、この中央部分
において上方へ傾斜するように屈曲して、さらにその傾
斜方向に前端まで延びている。

【００３１】前記の如く構成されたペリメータフレーム
３０をフロントサイドフレーム１１，１１に取り付けた
状態では、それら両フレーム１１、３０の中間部分が互
いに上下方向に離間している。すなわち、フロントサイ
ドフレーム１１の前側は略水平で後側が後方へ向かって
下方へ傾斜するような形状を有する一方、ペリメータフ
レーム３０は後側が略水平で前側が前方へ向かって上方
へ傾斜するような形状を有するため、それぞれの前端部
から後方へ向かってペリメータフレーム３０の屈曲部位
までは後側ほど互いに離れるようになる。そして、該ペ
リメータフレーム３０の屈曲部位からフロントサイドフ
レーム１１，１１の屈曲部位までは略同間隔を保ち、こ
の屈曲部位よりも後側はそれぞれの後端部に向かって後
側ほど互いに近接するようになる。

【００３２】前記ペリメータフレーム３０の取り付けに
ついては、該ペリメータフレーム３０の前端が前記一対
のフロントサイドフレーム１１，１１の前端側の固定部
１１ａ，１１ａにそれぞれ固定される一方、該ペリメー
タフレーム３０の後端が前記パワープラント４よりも後
方側の位置で前記ダッシュロアレインフォースメント２
２，２２にそれぞれ固定されている。詳しくは、前記ペ
リメータフレーム３０の前側の左右の隅部には、該隅部
の上面から車体外方へかつ前方へ向かって緩やかに傾斜
しながら、上方へ突出するように取付ブラケット３６，
３６が設けられている。この取付ブラケット３６，３６
の下端部は前記ペリメータフレーム３０に溶接される一
方、上端部には軸線が上下方向に延びる円筒部３７，３
７が設けられ、この円筒部３７，３７の内側には円筒状
のゴムブッシュ（図示せず）が嵌合されている。さら
に、このゴムブッシュには、前記円筒部３７，３７と同
軸に位置するようにパイプ部材（図示せず）が固着され
ており、そのパイプ部材を軸線方向に貫通するボルト３
８，３８によって該パイプ部材の上端部がフロントサイ
ドフレーム１１，１１の前端側固定部１１ａ，１１ａに
締結されるようになっている。

【００３３】一方、前記ペリメータフレーム３０のサイ
ドメンバ部３３，３３の後端部には、該ペリメータフレ
ーム３０を前記ダッシュロアレインフォースメント２
２，２２に取り付けるための取付部３９，３９が、それ
ぞれ設けられている。この取付部３９，３９にも、前記
したペリメータフレーム３０の前側の取付ブラケット３
６，３６の上端部と同様に円筒部４０，４０が設けら
れ、この円筒部４０，４０の内側にゴムブッシュが嵌合
されている。そして、該ゴムブッシュにパイプ部材が固
着されていて、ボルト４１，４１によって該パイプ部材
の上端部がダッシュロアレインフォースメント２２，２
２の固定部２２ａ，２２ａ（後端側固定部）に締結され
るようになっている。

【００３４】前記のようにフロントサイドフレーム１
１，１１とペリメータフレーム３０とが、それぞれの中
間部分が互いに上下方向に離間するように構成されてい
るため、前面衝突時の衝撃荷重によりフロントサイドフ
レーム１１，１１の変形が起こると、前記ペリメータフ
レーム３０のサイドメンバ部３３，３３には、その前側
の取付ブラケット３６，３６と後側の取付部３９，３９
との中間部分に対し下方へ変位するような曲げ荷重が作
用する。続いて、前記フロントサイドフレーム１１，１
１は、その車体外方の側面に形成された凹部近傍を起点
として上方へ大きく変位するように折れ曲がり、一方、
前記ペリメータフレーム３０の中間部分は、サイドメン
バ部３３，３３の屈曲部位近傍を起点として下方へ大き
く変位するように折れ曲がることになる。

【００３５】この衝突時のフロントサイドフレーム１
１，１１及びペリメータフレーム３０の屈曲変形に対
し、この実施形態では、その屈曲変形のタイミングを制
御するために、前記フロントサイドフレーム１１，１１
及びペリメータフレーム３０のそれぞれの中間部分を連
結する連結部材５０，５０を設けるようにしている。

【００３６】この連結構造について、図１に基づいて説
明すると、前記ペリメータフレーム３０のサイドメンバ
部３３，３３における屈曲部位と該サイドメンバ部３
３，３３におけるサスペンションクロスメンバ部３４の
溶接部位との略中央部を、鋼板からなる連結部材５０，
５０によって、前記フロントサイドフレーム１１，１１
に連結するようにしている。該連結部材５０，５０は、
両者１１、３３を連結した状態で車幅方向から見て、全
体として上下に長い略矩形状に形成されるとともに、上
端縁部及び下端縁部は略半円形状とされている。また、
該連結部材５０の上下方向の略中央部には、車体前後方
向の長さが相対的に短くなるように、前側及び後側にそ
れぞれ同形状の切り欠き部５０ａ，５０ａが設けられて
いる。また、該連結部材５０の上端部近傍にはボルト孔
５０ｂが形成され、このボルト孔５０ｂを貫通するボル
ト５１により該連結部材５０がフロントサイドフレーム
１１へ締結されるようになっている。

【００３７】前記のような形状とされた連結部材５０，
５０は、それぞれ長手方向が前記ペリメータフレーム３
０のサイドメンバ部３３，３３に対し略直交するよう
に、その下端側が該サイドメンバ部３３，３３の車体外
方の側面に溶接されている。一方、フロントサイドフレ
ーム１１，１１の車体内方側の壁部には、図示しない
が、それぞれ前記連結部材５０，５０のボルト孔５０
ｂ，５０ｂに対応する部分に、予め貫通孔が形成され、
かつその裏側にはナットが溶接されている。そして、エ
ンジンルーム１内から連結部材５０，５０のボルト孔５
０ｂ，５０ｂ及びフロントサイドフレーム１１，１１の
貫通孔にボルト５１，５１を挿通して該ボルト５１，５
１をナットに螺合させることにより、連結部材５０，５
０の上端側をフロントサイドフレーム１１，１１に固定
する。

【００３８】前記のように、連結部材５０，５０の下端
側をペリメータフレーム３０に溶接して両者５０、３０
を一体化しておけば、該連結部材５０，５０のフロント
サイドフレーム１１，１１への取り付けを容易に行うこ
とができる。

【００３９】そして、前記のようなフロントサイドフレ
ーム１１，１１とペリメータフレーム３０との連結構造
によって、衝突時には前記連結部材５０，５０に対して
引張荷重が作用することになる。この引張荷重が連結部
材５０，５０の切り欠き部５０ａ，５０ａにおける破断
荷重に達すると、連結部材５０，５０は、該切り欠き部
５０ａ，５０ａが分離起点部となって該分離起点部より
も上側の部分と下側の部分とに分離し、その後、フロン
トサイドフレーム１１，１１及びペリメータフレーム３
０がそれぞれ屈曲変形を起こすようになる。すなわち、
前記フロントサイドフレーム１１，１１及びペリメータ
フレーム３０の屈曲変形のタイミングを、前記連結部材
５０，５０の切り欠き部５０ａ，５０ａにおける破断荷
重によって設定することができ、この実施形態の場合
は、前記クラッシュボックス２６，２６の潰れ変形が終
了した直後に連結部材５０，５０が分離して、両フレー
ム１１、３０が屈曲変形を開始するように切り欠き部５
０ａ，５０ａの破断荷重が設定されている。この破断荷
重の大きさは、前記連結部材５０，５０の切り欠き部５
０ａ，５０ａの大きさ、数並びに形状等によって自由に
設定できる。

【００４０】次に、この車両が前面衝突したときのフロ
ントサイドフレーム１１やペリメータフレーム３０の変
形について、図５に基づいて詳しく説明する。尚、図５
は、衝突後の車体前部の状態を概略的に示すものであ
る。まず、衝突初期では、衝突時の衝撃荷重がバンパー
レインフォースメント２７を介してクラッシュボックス
２６，２６に入力し、該クラッシュボックス２６，２６
が潰れ変形を開始する。一方、前記フロントサイドフレ
ーム１１，１１及びペリメータフレーム３０は、前記の
如く破断荷重が設定された切り欠き部５０ａ，５０ａを
有する連結部材５０，５０により連結されていて、全体
として高い剛性を保っているため、この段階では大きな
変形は起こらず、前記クラッシュボックス２６，２６の
潰れ変形のみによって相対的に大きい車体減速度が発生
する。つまり、前記クラッシュボックス２６，２６の衝
撃吸収特性は、衝突初期の車体減速度を急峻に立ち上が
らせながら、かつ該衝突初期の衝撃により前記連結部材
５０，５０の切り欠き部５０ａ，５０ａが破断しないよ
うなものとされている。

【００４１】そして、前記クラッシュボックス２６，２
６の潰れ変形が終了して衝突荷重がさらに上昇すると、
前記連結部材５０，５０の切り欠き部５０ａ，５０ａが
破断して前記フロントサイドフレーム１１，１１及びペ
リメータフレーム３０のそれぞれの中間部分が上側及び
下側へ変位するように折れ曲がるようになる。つまり、
クラッシュボックス２６を含むフロントサイドフレーム
１１の変形モードが潰れ変形から屈曲変形に切り換わっ
て、変形荷重が低下し、このことにより、車体減速度が
一旦、降下する。この際、両フレーム１１、３０は、そ
れぞれの中間部分が互いに上下方向に離れるように屈曲
変形するため、両フレーム１１、３０の干渉やエンジン
ルーム１内のパワープラント４との干渉を回避して、十
分な変形ストロークを確保することができる。

【００４２】図６は、この実施形態に係る車両の減速度
特性ａ（実線）及び該車両の乗員減速度特性ｂ（一点鎖
線）と、この前部車体構造を有さない比較例の車両減速
度特性ｃ（破線）及び乗員減速度特性ｄ（二点差線）と
を対比して示す特性図である。尚、この特性図では、横
軸に車体潰れ量をとり、縦軸に減速度をとっている。

【００４３】まず、比較例の車体及び乗員の減速度特性
ｃ、ｄについて説明すると、車体減速度特性ｃは衝突初
期に立ち上がって略一定の減速度を保った状態で車体の
潰れ変形が進行し、衝突終盤にパワープラント４がダッ
シュパネル５に底付きすることで急激に上昇して、その
後、車体の潰れ変形が終了して減速度は０となる。この
比較例における乗員減速度特性ｄについては、車体減速
度特性ｃよりも緩やかに立ち上がり、徐々に上昇度合い
が高くなる。そして、乗員を拘束するシートベルトの伸
びが最大に達して乗員減速度が最大となる領域でも、車
体減速度が前記の如く高いため、シートベルトによる乗
員への反力が極めて大きなものとなる。

【００４４】これに対し、本実施形態の車体及び乗員の
減速度特性ａ、ｂ場合、車体減速度特性ａは、前記の如
くクラッシュボックス２６，２６の潰れ変形が開始され
ると急峻に立ち上がり、このことで、比較的早期にシー
トベルトが伸ばされて、乗員減速度も車体減速度にあま
り遅れずに上昇する（乗員減速度特性ｂ参照）。そし
て、該シートベルトの伸びが最大となる直前に、前記し
たようにクラッシュボックス２６，２６の潰れ変形が終
了し、連結部材５０，５０が破断して両フレーム１１、
３０の屈曲変形が開始されることで、車体減速度が一
旦、降下することになり、この車体減速度の降下する領
域においてシートベルトの伸びが最大となることで、乗
員が受けるシートベルトからの反力を前記比較例と比べ
て大幅に減少させることができる。

【００４５】以上、説明したように、この実施形態で
は、自動車の前面衝突初期に連結部材によってフロント
サイドフレーム１１とペリメータフレーム３０とを連結
しつつ、クラッシュボックス２６，２６の潰れ変形によ
って車体減速度を安定的にかつ急峻に立ち上がらせ、そ
の潰れ変形の終了直後に連結部材５０を破断させて、前
記両フレーム１１、３０が屈曲変形を開始するようにし
たので、衝突時にシートベルトからの反力によって乗員
減速度が過度に大きくなることを確実に防止できる。

【００４６】（他の実施形態）尚、本発明は前記実施形
態に限定されるものではなく、その他の種々の実施形態
を包含するものである。すなわち、前記実施形態では、
連結部材５０の分離起点部として該連結部材５０の前後
方向の長さが相対的に短くなるような切り欠き部５０ａ
を形成しているが、これに限らず、例えば、該連結部材
５０を拡大して示す図７の（ａ）のように、車幅方向に
相対的に薄くなるような切り欠き部５０ｃを形成しても
よい。また、同図（ｂ）に示すように、連結部材５０の
上下方向の略中央部に、車幅方向に貫通するような孔部
５０ｄを形成してもよい。

【００４７】また、図示しないが、連結部材５０上端側
を固定するボルト５１に、該連結部材５０へ作用する引
張荷重が設定値よりも大きくなったときに、該ボルト５
１の頭部が軸部から分離するような脆弱部を予め設けて
おき、この部位を前記分離起点部とするようにしてもよ
い。

【００４８】また、同図（ｃ）に示すように、前記連結
部材５０の分離起点部としては、該連結部材５０の上端
縁部から下方へ向かって、前後方向の長さが前記ボルト
孔５０ｂと同寸法となるような溝部５０ｅを形成して、
この溝部５０ｅ近傍をボルト５１によってフロントサイ
ドフレーム１１に締結するようにしてもよい。このもの
では、ボルト５１の締結力によって、分離時の荷重を自
由に設定することができる。

【００４９】また、前記実施形態では、連結部材５０を
鋼板製としているが、これに限らず、例えば、樹脂製と
してもよく、また、ワイヤ等の可撓性を有する部材でも
よい。

【００５０】また、前記実施形態では、連結部材５０の
固定手段として上端側及び下端側をそれぞれ締結具５１
による固定及び溶接による固定としているが、これに限
らず、例えば両方を締結固定もしくは溶接固定としても
よい。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
係る自動車の前部車体構造によると、フロントサイドフ
レームに対してペリメータフレームの前後方向の中間部
分を連結する連結部材を設けるとともに、ペリメータフ
レームをフロントサイドフレームが圧縮荷重を受けて変
形するときにその中間部分が下方に折れ曲がるように構
成し、そのペリメータフレームの折れ曲がりによって連
結部材に作用する引張荷重が設定値よりも大きくなった
ときに該連結部材を分離させるようにしたので、自動車
の衝突時の車体減速度を狙い通りに変化させて、乗員へ
の衝撃荷重を確実に低減することができる。

【００５２】請求項２記載の発明によると、衝突初期に
おいて連結部材に作用する荷重を設定値以下に保つ衝撃
吸収部を設けたので、衝突初期の車体減速度を安定的に
かつ急峻に立ち上げながら、このときの連結部材の破断
を防止することができる。

【００５３】請求項３記載の発明によると、連結部材の
分離起点部を相対的に脆弱な切り欠き部としたので、該
分離起点部を確実に分離させることができ、また、分離
タイミングの設定を容易に行うことができる。

【００５４】請求項４記載の発明によると、前記請求項
３と同様の作用効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る車体前部の断面図であ
る。

【図２】車体前部の構造を示す下面図である。

【図３】車体前部の構造を示す上方から見た斜視図であ
る。

【図４】車体前部の構造を示す下方から見た斜視図であ
る。

【図５】前面衝突後の車体前部の状態を示す図１相当図
である。

【図６】車体潰れ量に対する車体減速度の変化を示す特
性図である。

【図７】他の実施形態に係る連結部材の拡大図である。

【図８】従来の自動車の車体前部構造を示す平面図であ
る。

【図９】前面衝突後の車体前部の状態を示す図８相当図
である。

【符号の説明】

１１ フロントサイドフレーム １１ａ 前端側固定部 ２２ ダッシュロアレインフォースメント（車体構成
部材） ２２ａ 後端側固定部 ２６ クラッシュボックス（衝撃吸収部） ３０ ペリメータフレーム ３３ サイドメンバ部 ５０ 連結部材 ５０ａ 切り欠き部（分離起点部） ５０ｄ 孔部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺田 栄 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 花田 裕 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 Ｆターム(参考） 3D003 AA05 BB01 CA09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体前部の左右両側において各々車体前
   後方向に延びるように一対のフロントサイドフレームが
   設けられるとともに、該各フロントサイドフレームの下
   方においてそれぞれ車体前後方向に延びる一対のサイド
   メンバ部を有するペリメータフレームが配設され、その
   各サイドメンバ部の前端側が各フロントサイドフレーム
   の前端側に設けられた前端側固定部に固定される一方、
   各サイドメンバ部の後端側が各フロントサイドフレーム
   の後端側ないしその近傍の車体構成部材に設けられた後
   端側固定部に固定された自動車の前部車体構造におい
   て、 前記ペリメータフレームの各サイドメンバ部を、それぞ
   れ、前記前端側及び後端側固定部の中間部分において各
   フロントサイドフレームに連結する連結部材が設けら
   れ、 前記各サイドメンバ部は、前記フロントサイドフレーム
   が圧縮荷重を受けて変形するときに、前記中間部分にお
   いて下方へ折れ曲がるように構成され、 前記連結部材には、前記サイドメンバ部の折れ曲がりに
   よって作用する引張荷重が設定値よりも大きくなったと
   きに分離する分離起点部が設けられていることを特徴と
   する自動車の前部車体構造。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記各フロントサイドフレームの前端側固定部よりも前
   側には、圧縮荷重を受けて潰れ変形することにより連結
   部材に作用する引張荷重を設定値以下に保つ衝撃吸収部
   が設けられていることを特徴とする自動車の前部車体構
   造。
3. 【請求項３】 請求項１又は２のいずれかにおいて、 前記連結部材の分離起点部は、切り欠き部とされている
   ことを特徴とする自動車の前部車体構造。
4. 【請求項４】 請求項１又は２のいずれかにおいて、 前記連結部材の分離起点部は、孔部とされていることを
   特徴とする自動車の前部車体構造。