JP2006175988A - 車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 オフセット衝突やポール衝突等に対して、クラッシュカンで効率的に衝突エネルギーを吸収可能な車体前部構造を提供する。
【解決手段】 車体前後方向に延設された左右一対のフロントサイドフレーム３と、フロントサイドフレーム３の下方に車体前後方向に沿って延設された左右一対のサブサイドフレーム５１とを備える。フロントサイドフレーム３の前端部に衝撃を緩和するための上側クラッシュカン４６が前方に向かって突設されるとともに、この上側クラッシュカン４６の前端同士を橋渡すバンパレインフォースメント４が車幅方向に沿って延設される。サブサイドフレーム５１の前端部に衝撃を緩和するための下側クラッシュカン５８が前方に向かって突設されるとともに、この下側クラッシュカン５８の前端同士を橋渡すサブレインフォースメント６０が車幅方向に沿って延設されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車体前後方向に延設された左右一対のフロントサイドフレームと、このフロントサイドフレームの下方に配設された例えば周囲型のサブフレームに含まれるサブサイドフレームとを備えた自動車の前部構造に関する。

車体の前部構造において、車体の前後方向に延設された左右一対のフロントサイドフレームに加えて、前突時に車体に入力される衝撃荷重を効率的に分散させ、またエンジンの振動伝達を効果的に遮断する等の観点から、上記フロントサイドフレームの下方にいわゆる周囲型（変形周囲型）のサブフレームが設けられることがある。

例えば、特許文献１の車体前部構造は、車体の前後方向に延設された左右一対のフロントサイドフレーム（フロントサイドメンバ）と、このフロントサイドフレームの前端部間に架設されたバンパレインフォースメント（フロントクロスメンバ）とを備え、上記フロントサイドフレームの下方に、略矩形枠状のサブフレームが配設されている。このサブフレームは、上記フロントサイドフレームに沿って配設された左右一対のサブサイドフレーム（サイドレール）と、これらのサブサイドフレームの前端部および後端部間に架設されたクロスメンバとを有し、この車体前部側のクロスメンバが、平面視において上記バンパレインフォースメントから後方に退入した位置に配設されている。また、このサブフレームはその前端面における車幅方向両端部に前方に向かって突設された緩衝部としてのクラッシュカンが着脱自在に取り付けられている。

この特許文献１に記載のように、サブフレームが設けられた車体前部構造によれば、前突時にフロントサイドフレームおよびサブフレーム、中でもサブサイドフレームに効率的に衝撃荷重を分散、吸収させることができるとともに、バンパレインフォースメントが設けられた高さよりも低い被衝突物に衝突した場合でもサブサイドフレームで衝撃荷重を吸収することができ、これにより乗員を衝撃から効果的に保護することができるという利点がある。特に、上記特許文献１に記載の車体前部構造によれば、サブフレームにクラッシュカンが突設されているので、被衝突物との相対速度が低速時の衝突であって、車両と車両とが車幅方向にフルラップするフルラップ衝突時においてはサブフレームを損壊させることなく、クラッシュカンだけで衝撃を吸収することができる場合がある。そして、この場合にはクラッシュカンを取り替えるだけでよいので、衝突後の修理が容易であり、これに伴う費用も可及的に安く抑制することができるという利点がある。
実開平３−９１２８２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の構造のように、フロントサブフレームの両サブサイドフレーム前端部に、クラッシュカンを設けただけの構成では、車両と車両とが車幅方向にフルラップするような衝突時には有効であるものの、車両と車両とが左右にオフセットした状態での衝突（オフセット衝突）に対しては衝突エネルギーを左右両方の緩衝部で吸収させることができず、一方の緩衝部だけで衝突エネルギーを吸収させなければならなかった。このため、フルラップ衝突時にはクラッシュカンだけで吸収が可能な衝撃エネルギーであっても、オフセット衝突時にはサブフレームまで損壊させるといった不都合があった。

また、ポールなどの幅が小さい被衝突物に対する衝突（ポール衝突）にあっては、その衝突位置によっては、クラッシュカンを有効に活用することができず、衝突荷重が直接サブフレームに作用する虞があった。このため、低速衝突時等、衝突荷重が比較的に小さい場合であっても修理にあたってサブフレームの全体を取り替えたりするなど、手間暇だけでなく、その修理コストがかさむものとなっていた。

本発明は、このような事情のもとになされたものであり、オフセット衝突やポール衝突等どのような衝突に対しても、クラッシュカン等の緩衝部で効率的に衝突エネルギーを吸収可能な車体前部構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明に係る車体前部構造は、車体前後方向に延設された左右一対のフロントサイドフレームと、これらのフロントサイドフレームの下方に車体前後方向に沿って延設された左右一対のサブサイドフレームとを備えた車体前部構造において、上記フロントサイドフレームの前端部に衝撃を緩和するための上側緩衝部が前方に向かって突設されるとともに、この上側緩衝部の前端同士を橋渡す上側レインフォースメントが車幅方向に沿って延設され、上記サブサイドフレームの前端部に衝撃を緩和するための下側緩衝部が前方に向かって突設されるとともに、この下側緩衝部の前端同士を橋渡す下側レインフォースメントが車幅方向に沿って延設されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、上下両側の緩衝部がそれぞれ車体の前後方向に延びるフロント或いはサブサイドフレームに突設され、これらの緩衝部を橋渡すように上下両側のレインフォースメントがそれぞれ車幅方向に延設されているので、いわゆるフルラップ衝突時において上下両側のレインフォースメントの少なくとも一方を介して対応する緩衝部に効果的に衝撃荷重を分散させることができる。このため、衝突時における被衝突物（衝突対象物）との相対速度が低速である場合には、この衝突に伴ってフロントサイドフレームおよびサブサイドフレームを損壊させることなく上下少なくとも一方側の緩衝部およびレインフォースメントだけで確実に衝撃エネルギーを吸収することができる。従って、衝突後の修理にあたっては緩衝部およびレインフォースメントを取り替えるだけでよく、修理に要する手間暇および費用を削減することができる。

特に、衝突時相対速度が低速である場合であって、被衝突物の高さが上側レインフォースメントの配設高さよりも低い場合でも、下側レインフォースメントを介して下側緩衝部で確実かつ効果的に衝撃エネルギーを吸収することができ、例えばサブサイドフレームの損壊に伴う交換作業等を要さず、簡易かつ低コストで修理することができる。しかも、下側緩衝部の前端同士を橋渡すように下側レインフォースメントが当該下側緩衝部間に架設されるので、いわゆるオフセット衝突時やポール衝突時等でも、下側レインフォースメントを介して左右の下側緩衝部に衝撃荷重を効率的に分散伝達することができ、これによりサブサイドフレーム等の下部車体構造に衝撃荷重が直接的に入力されて損壊されることを効果的に防止することができる。

ここで、上記上側および下側レインフォースメントの車体前後方向における位置関係は特に限定するものではなく、車体前後方向に相互にずれているものであってもよいが、上記上側および下側レインフォースメントは、平面視において少なくともその一部が重複する状態で配置されているのが好ましい（請求項２）。

このように構成すれば、上側レインフォースメントの配設高さよりも高い被衝突物に衝突した場合に、上下両側のレインフォースメントおよびこれらのレインフォースメントを介して上下両側の緩衝部で確実に衝撃エネルギーを吸収することができる。しかも、衝撃エネルギーを各緩衝部に分散させて効率的に吸収させるので、吸収可能な衝撃エネルギーも大きくなり、より確実にフロントサイドフレームやサブサイドフレーム等の損壊を抑制することができ、効果的に車体を保護することができる。

上記下側レインフォースメントの具体的構造は特に限定するものではなく、例えば車幅方向の長さが左右のサブサイドフレーム間の間隔と同一ないしは略同一に形成されるものであってもよいが、上記下側レインフォースメントは、その車幅方向両端部が平面視において上記フロントサイドフレームから車幅方向外方に向かって延出しているのが好ましい（請求項３）。

このように構成すれば、下側レインフォースメントが車幅方向についてフロントサイドフレームよりも外方に延出して構成されているので、車幅方向の広範囲で下側レインフォースメントおよび下側緩衝部で衝撃エネルギーを吸収することができ、より確実に車体を保護することができる。

この場合、上記サブサイドフレームは、その前端部に、車幅方向についてフロントサイドフレームよりも外方に突出する拡幅突出部を有し、この拡幅突出部に上記下側緩衝部が設けられているのが好ましい（請求項４）。

このように構成すれば、この拡幅突出部によりサブサイドフレームの前端部を車幅方向に拡幅させることができ、これにより正面視においてフロントサイドフレームの左右各前端面とサブサイドフレームの左右各前端面によって囲まれる方形領域を裾拡がり状態に拡大することができる。このため、拡幅突出部を設けるという簡単な構成で、前突時、特に高速前突時に、被衝突物を広範囲に圧潰することができ、フロントサイドフレームおよびサブサイドフレームに効率的に衝撃荷重を分散、吸収させて乗員を衝撃から有効に保護することができる。しかも、拡幅突出部に下側緩衝部が設けられているので、下側レインフォースメントの長手方向両端部に入力された衝撃荷重に対して下側レインフォースメントの折れ曲がりを防止しつつ、適正に下側緩衝部に伝達することができ、この下側緩衝部で効果的に衝撃エネルギーを吸収することができる。

また、この場合、上記サブサイドフレームの前端部に衝撃を緩和するためのフレーム緩衝部が上記下側緩衝部に対して車幅方向に並べられた状態で設けられ、このフレーム緩衝部の前端に上記下側レインフォースメントが取り付けられているのが好ましい（請求項５）。

このように構成すれば、下側レインフォースメントに入力された衝撃荷重を複数の緩衝部に分散させることができ、これによりこれらの緩衝部でより大きな衝撃エネルギーを吸収することができる。しかも、下側レインフォースメントがその長手方向に沿って複数の緩衝部で支持されているので、例えば車体の前後方向に対して斜め前方から衝撃荷重が入力された場合でも下側緩衝部およびフレーム緩衝部の倒伏を効果的に抑制することができ、これにより各緩衝部において適正に衝撃エネルギーを吸収させることができる。

上記構成の発明によれば、いわゆるフルラップ衝突時において上下両側のレインフォースメントの少なくとも一方を介して対応する緩衝部に効果的に衝撃荷重を分散させ、特に、衝突時における被衝突物との相対速度が低速である場合には、この衝突に伴ってサブサイドフレームを損壊させることなく上下少なくとも一方側の緩衝部及びレインフォースメントだけで確実に衝撃エネルギーを吸収することができるという利点がある。従って、衝突後の修理にあたっては緩衝部およびレインフォースメントを取り替えるだけでよく、修理に要する手間暇および費用を削減することができる。また、衝突時相対速度が低速である場合であって、被衝突物の高さが上側レインフォースメントの配設高さよりも低い場合でも、下側レインフォースメントを介して下側緩衝部で確実かつ効果的に衝撃エネルギーを吸収することができる。しかも、いわゆるオフセット衝突時やポール衝突時でも、下側レインフォースメントを介して左右の下側緩衝部に衝撃荷重を適正に分散伝達することができ、これによりサブサイドフレーム等の下部車体構造に衝撃荷重が直接的に入力されて損壊されることを効果的に防止することができる。

本発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は車体の前部構造を示す斜視図であり、図２は同前部構造を示す底面図であり、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

この前部車体には、車体の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と、このフロントサイドフレーム３の前端部間に取り外し可能に架設されたバンパレインフォースメント４とを備え、このフロントサイドフレーム３の下方に、略矩形枠状のフロントサブフレーム５（サブフレームに相当する）が配設されている。なお、図１中二点鎖線で示される部材は、フロントサイドフレーム３およびバンパレインフォースメント４に着脱可能に取り付けられる合成樹脂製のラジエータシュラウド１００である。

各フロントサイドフレーム３は、図３に明示するように、その後部が後下がりに傾斜することによりキックアップ部３ａが形成され、その後端部がフロアフレーム６に接続されている。このフロアフレーム６上には、フロアパネル９が接合されており、このフロアパネル９の前端縁はエンジンルームと車室とを仕切るダッシュパネル１０に連設されている。

また、このフロントサイドフレーム３の車幅方向外方に、図２に明示するように、ホイルハウジング７が設けられ、このホイルハウジング７内に前輪８が格納されている。各前輪８は、サスペンションアーム等の支持部材（図示せず）を介して前部車体に支持されている。このホイルハウジング７の後方には、フロアパネル９の車幅方向両端縁における前端部に接続フレーム１２（図３参照）を介して接合されたサイドシル１１が配設されている。

バンパレインフォースメント４は、鋼板材をプレス加工する等して形成されている。具体的には、このバンパレインフォースメント４は、一方向（後方）に開口する断面視略コ字状に形成されたバンパレイン本体部４１と、このバンパレイン本体部４１の開口縁から上下方向に延びるフランジ部４２とを有し、上側クラッシュカン（上側緩衝部に相当する）４６を介してフロントサイドフレーム３の前端面に架け渡すように車幅方向に沿って延設されている。

上側クラッシュカン４６は、車体前後方向に直交する断面が閉断面として形成された筒状のクラッシュカン本体部４６ａと、このクラッシュカン本体部４６ａの前後に設けられた取付フランジ部４６ａとを有し、取付フランジ部４６ａのうち後側に配設された取付フランジ部４６ａは前側に配設された取付フランジ部（図示せず）よりも大きく形成されている。そして、後側に配設された取付フランジ部４６ａは、フロントサイドフレーム３の前端縁に形成された取付フランジ３１に重ね合わされ、ボルト等の締結具によって着脱自在に取り付けられている。一方、前側に配設された取付フランジ部４６ｂは、バンパレイン本体部４１の後方開口部に嵌め込まれ、当該バンパレイン本体部４１の後面に重ね合わされて溶接等により強固に接合されている。従って、上側クラッシュカン４６は、その先端（前端）がバンパレイン本体部４１の後面に突き当てられた状態でバンパレインフォースメント４に接合されている。

上側クラッシュカン４６は、軸線方向からの荷重の入力に対して押し潰されるもので、この押し潰される過程で衝撃エネルギーを吸収して衝突等に伴う衝撃を緩和するものである。当実施形態では、上側クラッシュカン４６は角筒状の中空形状を呈しいているが、このクラッシュカン４６の形状、大きさ、板厚、強度、材質は吸収するべき衝撃エネルギー等を勘案して適宜設定することができる。このクラッシュカン４６は、その後端部に設けられた取付フランジ部４６ｂにおいてボルト等の締結具によりフロントサイドフレーム３の前端面に着脱可能に取り付けられている。また、この上側クラッシュカン４６にビードや圧潰を促進するべく圧潰促進孔等を適宜設けるものであってもよい。

この上側クラッシュカン４６は、当実施形態ではバンパレインフォースメント４内に収容された状態となっているが、バンパレインフォースメント４の後端側に突出するものであってもよいことは言うまでもない。

なお、バンパレインフォースメント４の長さは、車両の種類に応じて適宜調整される。従って、車両先端部が平面視において丸みを帯びた流線型に形成される場合でも、デザイン効果を低減させることもない。

フロントサブフレーム５は、エンジンルームに配設されるエンジンの振動伝達を抑制するとともに前突時の衝撃荷重を分散、吸収させる変形周囲型のサブフレームで、いわゆるペリメーターフレームと呼ばれるものである。

このフロントサブフレーム５について、図２ないし図４を用いて具体的に説明する。図４は、フロントサブフレームを示す斜視図である。

フロントサブフレーム５は、車体前後方向に延設される左右一対のサブサイドフレーム５１と、これらのサブサイドフレーム５１の前端部および後端部において両者間に架設された前後各サブクロスメンバ５２，５３とを備え、全体として略矩形状、詳しくは前方に向かうに従って拡幅される略台形状に形成されている。

また、このフロントサブフレーム５は、各サブサイドフレーム５１にその長手方向に沿って設けられた複数の支持部５４〜５６が設けられている。そして、フロントサブフレーム５は、この支持部５４〜５６において、上方に配置されているフロントサイドフレーム３の下面の所定箇所に連結部１３を介して取り付けられている。この連結部１３は、いわゆるラバーブッシュであり、内外筒の間に軸方向に圧縮したラバーを介在させて、無摺動、無潤滑で揺動可能に構成されたものである。

サブサイドフレーム５１は、それぞれフロントサイドフレーム３の略直下に位置し、前端縁がフロントサイドフレーム３の前端縁よりも車体後方側に退入した位置、詳しくは図１に二点鎖線で示すラジエータシュラウド１００の後方近傍位置に配設されている。このサブサイドフレーム５１は、略水平方向に延びるフレーム前部５１１と、このフレーム前部５１１の後端縁から延設され後下がりに傾斜する傾斜段差部５１２と、この傾斜段差部５１２の後端縁に接続され略水平方向に延びるフレーム後部５１３と、サブサイドフレーム５１の前端部に設けられた拡幅突出部５７とを備え、フレーム前後部５１１，５１３間に傾斜段差部５１２を介在させることによってフレーム前部５１１の軸心とフレーム後部５１３の軸心とが偏心されるように構成されている。このようにフレーム前部５１１とフレーム後部５１３との軸心を偏心させると、フレーム前部５１１の前端部から軸心方向に入力された荷重を傾斜段差部５１２で吸収させてからフレーム後部５１３に伝達させることができ、衝撃荷重等を効果的に吸収することができる。すなわち、サブサイドフレーム５１の屈曲変形を促進させるような構造を採用することにより、効果的に緩衝効果（衝撃吸収効果）を得ることができる。また特に、下方に向かう屈曲変形を促進させるような構造を採用することにより、サブサイドフレーム５１とフロントサイドフレーム３との干渉を回避してフロントサイドフレーム３の損傷等を効果的に抑制することができる。

なお、当実施形態では、製作上の理由から、フレーム前部５１１と傾斜段差部５１２は一体に形成され、一方、フレーム後部５１３はフレーム前部５１１等と別体に形成されてから傾斜段差部５１２の後端縁に接合するものとなされているが、各部について一体に形成されるものであってもよいし、また各々別部材として形成されるものであってもよい。

また、サブサイドフレーム５１は、下方に開口する断面視ハット状のパネル部材と上方に開口する断面視逆ハット状のパネル部材とが各開口部を対向させた状態で組み合わされて、長手方向に直交する断面が閉断面となる筒状に形成されている。そして、このサイドフレーム５１について、衝突後にフレーム前部５１１の高さ位置が衝突前後で略同じ高さ位置になるように傾斜段差部５１２とフレーム前後部５１１，５１３との境界部を屈曲させるとともに、フレーム後部５１３が確実に下方に屈曲させるような変形（図３に示す二点鎖線を参照）を促進させるために、種々の工夫が施されている。

当実施形態では、フレーム前部５１１および傾斜段差部５１２を構成する上記パネル部材と、フレーム後部５１３を構成する上記パネル部材との間で、板厚が異なるように構成されている。すなわち、フレーム前部５１１および傾斜段差部５１２を構成する上記パネル部材の板厚が、フレーム後部５１３を構成する上記パネル部材の板厚よりも厚いものが用いられ、これによりフレーム後部５１３の曲げ変形量（当実施形態では上下方向の曲げ変形量）が大きくなるように構成されている。従って、フレーム後部５１３は、その軸心がフレーム前部５１１の軸心よりも下方に位置されていることと相俟って、確実に下方に屈曲変形し、フレーム後部５１３が上方に屈曲変形することによりフロントサイドフレーム３に接触して当該フロントサイドフレーム３を損壊させるといった事態を確実に回避することができる。

さらに、フレーム後部５１３の長手方向に直交する閉断面積が、車体の前側に向かうに連れ縮小するように構成され、フレーム後部５１３の中の前端部、言い換えるとフレーム後部５１３とと傾斜段差部５１２との境界部近傍での変形量が、フレーム後部５１３の中の後端部の変形量よりも大きくなるように構成されている。従って、傾斜段差部５１２での屈曲変形が促進されることになる。なお、サイドフレーム５１、特にフレーム後部５１３は、図２に明示するように、車体前方に向かうに従って拡幅するように構成されている。

一方、前側サブクロスメンバ５２は、長手方向両端部がサブサイドフレーム５１に接合され、図３に示すように、長手方向に直交する断面が閉断面として形成されるとともに、図４に示すように、下方に湾曲形成され、車幅方向中央部が両端部に比べて若干下側に位置するように構成されている。

後側サブクロスメンバ５３も、長手方向両端部がサブサイドフレーム５１に接合されている。この後側サブサイドメンバ５３は、図３に示すように、長手方向に直交する断面が偏平形状の閉断面として形成されるとともに、図２に示すように、その長手方向中央部の幅（車体前後方向に沿った長さ）が両端部の幅に比べて小さい値に設定されている。

拡幅突出部５７は、平面視においてフロントサイドフレーム３の外側面よりも車幅方向外方に突出した状態でサブサイドフレーム５１の前端部に設けられている。この拡幅突出部５７は、フロントサブフレーム５と別体に形成され、その一端部をサブサイドフレーム５１のフレーム前部５１１に接合することにより、サブサイドフレーム５１を拡幅するものとなされている。すなわち、拡幅突出部５７は、図２に示すように、フロントサブフレーム５の前端部の幅Ｗ０を幅Ｗ１（Ｗ１＞Ｗ０）に拡幅するものである。

この拡幅突出部５７について、図５ないし図８を主に用いて説明する。図５は拡幅突出部５７を拡大して示す斜視図であり、図６は同平面図であり、図７は同正面図であり、図８は図７のVIII−VIII線断面図である。なお、これらの図では、車幅方向右側に配設された拡幅突出部５７について示しており、従って以下の説明においてもこの右側に配設された拡幅突出部５７を例にとって説明するが、左側に配設された拡幅突出部５７も対象形状ではあるものの略同様に形成されている。

拡幅突出部５７は、前面が前側サブクロスメンバ５２の前端面形状から略連続するように車幅方向外方に突出する突出本体部５７１と、この突出本体部５７１の後面からサブサイドフレーム５１の外側面にかけて筋交状に配設された突出補強部５７２とを備え、当実施形態では一本の角形鋼管に切込みを入れてくの字状に屈曲して所定箇所を接合することにより形成されている。この拡幅突出部５７は、フレーム前後部５１１，５１３とフレーム段差部５１２とからなるサイドフレーム本体の車幅方向外側面に接合されている。この接合は、公知の接合構造が採用されているが、ここでは拡幅突出部５７の端部に設けられた接合フランジ５７３をサイドフレーム本体の上面、下面および外側面に重合溶接することにより行われている。

突出本体部５７１は、前面が平面として構成され、車幅方向に沿って真っ直ぐ外方に延びて形成されている。この突出本体部５７１の突出量は特に限定するものではないが、当実施形態では、図７に示すように、少なくとも正面視において前輪８と重なるように設定されている。より具体的には、正面視において、突出本体部５７１の先端縁が前輪８の幅方向中心よりもやや内側に位置するように設定されている。この突出本体部５７１の突出量は、大きければ大きいほど緩衝効果が大きくなるが、一方において大きくなると車体重量が増大し、車体前部のデザインも悪化する。従って、この突出本体部５７１の突出量は、その先端が正面視において、前輪８の幅寸法範囲内の所定位置に存在するように適宜設定されるのが好ましく、さらに好ましくは前輪８の幅方向中心からその幅方向内端縁の範囲内の所定位置に存在するように設定されるのがよい。

一方、突出補強部５７２は、上記突出本体部５７１に一体に形成され、図６に示すように、この突出本体部５７１の後面側から車体後方に若干延び、かつ、その後端から車体後方に向かうに従って車幅方向内方に傾斜して形成されている。従って、この突出補強部５７２は、突出本体部５７１を筋交状に支持することにより、突出本体部５７１の車体後方への倒伏を効果的に抑制する添え木としての機能を果たす。

そして、この突出補強部５７２の後端面は、傾斜段差部５１２の車幅方向外側面に当接し、この当接部分において強固に接合されている。従って、この拡幅突出部５７は、サブサイドフレーム５１のフレーム前部５１１と傾斜段差部５１２とに跨って接合され、これによりサブサイドフレーム５１における荷重の入力を分散させることができる。この突出補強部５７２は、上記傾斜部分の中間部において屈曲部５７２ａが設けられており、この屈曲部５７２ａで傾斜角度が変更されるものとなされている。また、この突出補強部５７２は、図７に示すように、車体の前後方向について後下がりに傾斜して形成されている。

上記構成の拡幅突出部５７は、その前端面であって車幅方向外端部に、車体前方に突出する緩衝部としての下側クラッシュカン（下側緩衝部に相当する）５８が配設されている。この下側クラッシュカン５８は、軸線方向からの荷重の入力に対して押し潰されるもので、この押し潰される過程で衝撃エネルギーを吸収して衝突等に伴う衝撃を緩和するものである。当実施形態では、クラッシュカン５８は角筒状の中空形状を呈しいているが、このクラッシュカン５８の形状、大きさ、板厚、強度、材質は吸収するべき衝撃エネルギー等を勘案して適宜設定することができる。このクラッシュカン５８は、その後端部に設けられた接合フランジにおいてボルト等の締結具により拡幅突出部５７の前端面に着脱可能に取り付けられている。また、このクラッシュカン５８にビードや圧潰を促進するべく圧潰促進孔等を適宜設けるものであってもよい。

また、当実施形態では、クラッシュカン５８に加えて、フロントサブフレーム５の前端面であって、左右に設けられたクラッシュカン５８の車幅方向内側に、緩衝部としてのフレームクラッシュカン５９が設けられている。このフレームクラッシュカン５９も、突出長さ、形状等について若干異なるものの、拡幅突出部５７に設けられたクラッシュカン５８と略同様に形成されている。なお、このフレームクラッシュカン５９は、クラッシュカン５８と異なり先すぼまり状に形成されている。

上記各クラッシュカン５８，５９の先端部には、これらの先端部同士を橋渡すように車幅方向に延びるサブバンパレインフォースメント（以下、単に「サブレイン」という。こサブレインは下側レインフォースメントに相当する）６０が取り付けられている。このようにサブレイン６０は車幅方向左右に配置されたそれぞれ２個のクラッシュカン５８，５９により支持されているので、斜め前方からの衝突に対してもクラッシュカン５８，５９の車幅方向への倒伏を効果的に防止することができる。

サブレイン６０は、鋼板材をプレス加工する等して形成されている。具体的には、このサブレイン６０は、図３に示すように、後方に開口する断面視凸状のサブレイン前面部材６０１と、この前面部材６０１の後方開口部を閉塞する断面コ字状のサブレイン後面部材６０２とを備え、サブレイン前面部材６０１の後部内面とサブレイン後面部材６０２の後部外面とが重ね合わされてスポット溶接により接合されることにより、長手方向に直交する断面が閉断面となる部材として形成されている。そして、各クラッシュカン５８，５９の先端部がサブレイン後面部材６０２の開口部に嵌め込まれ、クラッシュカン５８，５９の先端縁をサブレイン後面部材６０２の後面に突き当てた状態で溶接によって強固に接合されている。

このサブレイン６０は、車幅方向に沿ってアーチ状に形成されるとともにバンパレインフォースメント４よりも長く形成され、その両端部が車幅方向についてフロントサブフレーム５の両外側縁から突出した状態で配置されている。そして、サブレイン６０は、図２に示すように、平面視における車体前後方向についてバンパレインフォースメント４と略全長にわたって重なる位置、詳しくは前面がバンパレインフォースメント４の前面よりも僅かに退入した位置に配設され、車体正面で被衝突物に接触するものとなされている。しかも、このサブレイン６０が比較的車体前寄りに配設されているため、例えば被衝突物が歩行者等である場合には、このサブレイン６０が足払いとして機能し、被衝突物の車体下方への潜り込みを効果的に防止することができる。

サブレイン前面部材６０１は、前面高さ方向中間部が円弧状に膨出して形成されている。このサブレイン前面部材６０１と、サブレイン後面部材６０２との間の空間は、当実施形態は空洞とされているが、バンパレインフォースメント４と同様に、柔軟な衝撃吸収部材を充填するものであってもよい。

なお、上記構成の車体前部構造は、図示しないバンパーフェースやフロントグリル等によって被覆装飾されている。

ここで、車両の高速前突（被衝突物との相対速度が高速時における前方衝突）時には、図１および図７に示すように、フロントサイドフレーム３の左右各前端面およびフロントサブフレーム５の車幅方向両端部（サブサイドフレーム５１の前端面）によって囲まれた方形領域の全体で被衝突物が圧潰されることになるから、この方形領域が大きければ大きいほど被衝突物を広範囲に潰すことができ、これにより乗員に対する衝撃が緩和されることになる。当実施形態では、フロントサイドフレーム３にバンパレインフォースメント４が取り付けられており、また、フロントサブフレーム５に拡幅突出部５７が設けられるとともにこの拡幅突出部５７の前面から突設されたクラッシュカン５８にサブレイン６０が取り付けられているので、上記方形領域は、図１および図７に示すように、各フレーム３，５に車幅方向両端部が支持されたバンパレインフォースメント４およびサブレイン６０の車幅方向各両端部によって囲まれる領域Ａ１となる。従って、この方形領域Ａ１は、フロントサブフレーム５に拡幅突出部５７が設けられていない場合の方形領域Ａ２と比べて裾広がり状態に領域面積を拡大することができる（Ａ１＞Ａ２）。このため、当実施形態の車体前部構造によれば、拡幅突出部５７を設けるとともに、この拡幅突出部５７にサブレイン６０を支持させるという簡単な構成で、前突時、特に高速前突時に、被衝突物を広範囲で圧潰することができ、フロントサイドフレーム３およびサブフレーム５に効果的に荷重を分散、吸収させて乗員を衝撃から一層有効に保護することができる。しかも、拡幅突出部５７を設けることにより、方形領域Ａ１が領域Ａ２よりも車幅方向に拡大されているため、フルラップ衝突時だけでなく、オフセット衝突時においてもさらなる緩衝効果を得ることができる。

また、バンパレインフォースメント４が上側クラッシュカン４６の前端同士を橋渡すように車幅方向に延設されるとともにサブレイン６０がクラッシュカン５８，５９の前端同士を橋渡すように車幅方向に延設されるので、オフセット衝突時やポール衝突時等においても、各レインフォースメント４，６０を通じて適正に左右両側のクラッシュカン４６，５８，５９に衝撃荷重を分散させることができ、これらのレインフォースメント４，６０およびクラッシュカン４６，５８，５９で効果的に衝撃エネルギーを吸収緩和することができる。このため、特に、低速前突時においては、このレインフォースメント４，６０とクラッシュカン４６，５８，５９だけで衝撃を吸収することができる場合があり、このような場合にはフロントサイドフレーム３およびフロントサブフレーム５を損傷させることがなく、レインフォースメント４，６０とクラッシュカン４６，５８，５９を取り替えるだけで元通りの状態に戻すことができる。従って、修理に要する手間および費用を削減することができる。

しかも、サブレイン６０が車体の下部において車幅方向に延設されているので、バンパレインフォースメント４の配設高さに至らない被衝突物と衝突した場合でも、効果的に衝撃を吸収緩和することができるとともに、被衝突物の損壊も抑えることができる。

また、拡幅突出部５７について、その突出本体部５７１の突出量を好適範囲、すなわち正面視において前輪８と重なるように調整されているので、前突（車両前方側からの衝突）によってフロントサブフレーム５の前端部が変形して収縮し後方に退入した場合に、突出本体部５７１が前輪８に当接して、この当接部分を介して前輪８ひいては前輪８を支持する車体部分に衝撃荷重が分散伝達される。このため、より広い範囲に衝撃荷重を分散、吸収させることができ、これにより乗員を衝撃からより一層効果的に保護することができる。一方、例えば強い衝撃荷重が入力された場合にはサブサイドフレーム５１等の変形に加えて前輪８までもが後方に退入することになるが、この場合には、前輪８がサイドシル１１に当接し、この当接部分を通じても衝撃荷重が分散伝達される。従って、前突に伴う衝突荷重を車体の複数部分に分散、吸収させて、衝突に伴う衝撃を効果的に緩和することができる。

さらに、拡幅突出部５７が車体下部に配設されるフロントサブフレーム５に設けられ、これらの拡幅突出部５７にサブレイン６０が架設されているので、バンパレインフォースメント４を延長する場合に比べて、意匠的影響が比較的小さい車体下部のスペースを有効に利用することにより、車体前部における意匠的効果の低減を可及的に抑制することができる。

なお、本発明の車体前部構造の具体的構成は、上記実施形態に限定されず、種々変更可能である。他の実施形態を以下に説明する。

（１）上記実施形態では、フロントサブフレーム５のサブサイドフレーム５１をフロントサイドフレーム３に支持させるものとなされているが、サブサイドフレーム５１を支持するのはフロントサイドフレーム３に限定されるものではなく、その他の車体剛性フレーム等に支持させるものであってもよい。

（２）上記実施形態では、サブサイドフレーム５１のフレーム後部５１３が略水平方向に延びるように構成されているが、フレーム後部５１３を所定の傾斜角度をもって配設するものであってもよい。例えば、フレーム後部５１３を後上がりに形成するものであってもよい。

（３）上記実施形態では、拡幅突出部５７は、一本の鋼管を屈曲することにより形成されているが、本発明の拡幅突出部の具体的構成はこれに限定されるものではない。例えば、図９に示すように、拡幅突出部１５７は、突出本体部１５８と突出補強部１５９とに別体として形成され、両者１５８，１５９を溶接によって接合した後に、フロントサブフレーム５（サブサイドフレーム５１）に接合するものとしてもよい。具体的には、突出本体部１５８は、鋼板がプレス加工されて後方に開口するコ字状に形成されている。一方、突出補強部１５９も鋼板がプレス加工されて車幅方向内側に開口するコ字状に形成されるとともに先端部に接合片１５９ａが突出形成され、この接合片１５９ａを突出本体部１５８の外側縁に重ね合わせて溶接により接合されている。なお、図９中に×印で表している箇所は、溶接による接合箇所を示している。

このように構成しても、上記実施形態の拡幅突出部５７と同様の効果を得ることができる。

さらに、図１０に示すように、フロントサブフレーム５０の前側サブクロスメンバ２５２を利用して拡幅突出部２５７を構成するものとしてもよい。すなわち、前側サブクロスメンバ２５２は、車幅方向についてフロントサイドフレームよりも外方に突出する状態にまで延長して形成され、当該延長部分が拡幅突出部２５７の突出本体部２５８として構成されるものであってもよい。この突出本体部２５８は後方に開口する断面視コ字状に形成され、この後方開口部に突出補強部２５９が突き当て状態で接合されている。すなわち、この突出補強部２５９は、鋼管を湾曲形成したもので前端縁が車体前方に開口する一方、後端縁が車幅方向に開口するものとなされている。そして、各開口縁には径方向外方に突出する接合フランジ２５９ａが設けられ、この接合フランジ２５９ａにおいてボルト等の締結具により突出本体部２５８或いはサブサイドフレーム５１に接合されている。

このように構成しても、上記実施形態の拡幅突出部５７と同様の効果を得ることができる。また、前側サブクロスメンバ２５２を有効に利用した拡幅突出部２５７によれば、専用の前側サブクロスメンバ２５２を製作する必要があるものの、その製作作業が簡略化される。

（４）上記実施形態では、サブレイン６０が左右のクラッシュカン５８間に架設されているが、図１１に示すように、サブレイン６０を短く製作して、このサブレイン１６１をフレームクラッシュカン５９間に架設するものとしてもよい。この場合にはクラッシュカン５８を適宜省略することができる。

また、サブレイン６０を省略した場合でも、サブサイドフレーム５１の前端面とバンパレインフォースメント４の左右両端部とで囲まれる方形領域によって被衝突物を広範囲に圧潰することができ、一定の衝撃緩衝効果を得ることができる。

（５）上記実施形態では、拡幅突出部５７がフレーム前部５１１や傾斜段差部５１２等に直接取り付けられている場合について説明したが、拡幅突出部５７がフレーム前部５１１や傾斜段差部５１２などからなるサイドフレーム本体に間接的に取り付けられているものであってもよい。要は、拡幅突出部５７に入力される荷重がサイドフレーム本体に伝達されればよい。

（６）上記実施形態では、平面視においてバンパレインフォースメント４およびサブレイン６０が略全長に亘って重なるように配置されているが、一部重複するように配置してもよく、さらに車体前後方向にずれた状態で配置してもよい。

当実施形態の車体前部構造の前部を示す斜視図である。 同車体前部構造を示す底面図である。 図２のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 当実施形態の車体前部構造のフロントサブフレームを示す斜視図である。 同構造の要部を示す斜視図である。 同構造の要部を示す平面図である。 同構造の要部を示す正面図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。 同構造の拡幅突出部の変形例を示す斜視図である。 同構造の拡幅突出部のさらに別の変形例を示す斜視図である。 同構造の変形例を示す図６に相当する平面図である。

符号の説明

３ フロントサイドフレーム
４ バンパレインフォースメント
５ フロントサブフレーム
４６ 上側クラッシュカン
５１ サブサイドフレーム
５７ 拡幅突出部
５８ 下側クラッシュカン
５９ フレームクラッシュカン
６０ サブレイン

Claims (5)

1. 車体前後方向に延設された左右一対のフロントサイドフレームと、これらのフロントサイドフレームの下方に車体前後方向に沿って延設された左右一対のサブサイドフレームとを備えた車体前部構造において、
   上記フロントサイドフレームの前端部に衝撃を緩和するための上側緩衝部が前方に向かって突設されるとともに、この上側緩衝部の前端同士を橋渡す上側レインフォースメントが車幅方向に沿って延設され、
   上記サブサイドフレームの前端部に衝撃を緩和するための下側緩衝部が前方に向かって突設されるとともに、この下側緩衝部の前端同士を橋渡す下側レインフォースメントが車幅方向に沿って延設されていることを特徴とする車体前部構造。
2. 請求項１記載の車体前部構造において、上記上側および下側レインフォースメントは、平面視において少なくともその一部が重複する状態で配置されていることを特徴とする車体前部構造。
3. 請求項１または請求項２記載の車体前部構造において、上記下側レインフォースメントは、その車幅方向両端部が平面視において上記フロントサイドフレームから車幅方向外方に向かって延出していることを特徴とする車体前部構造。
4. 請求項３記載の車体前部構造において、上記サブサイドフレームは、その前端部に、車幅方向についてフロントサイドフレームよりも外方に突出する拡幅突出部を有し、この拡幅突出部に上記下側緩衝部が設けられていることを特徴とする車体前部構造。
5. 請求項４記載の車体前部構造において、上記サブサイドフレームの前端部に衝撃を緩和するためのフレーム緩衝部が上記下側緩衝部に対して車幅方向に並べられた状態で設けられ、このフレーム緩衝部の前端に上記下側レインフォースメントが取り付けられていることを特徴とする車体前部構造。

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