JP4396264B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両に対する衝突、特に車長方向からの衝突における衝撃を吸収する車体前部構造に関するものである。

従来より、車両前方のサイドメンバ（フロントサイドメンバ）の衝撃吸収性と剛性とを両立させ、車両前方が衝突した場合における当該車両の安全性能を向上させる技術が開発されている。
このような技術は、具体的には、車両前方が衝突した場合に、フロントサイドメンバの一部がアコーディオン状に潰れ得るように形成することで、車室に対して伝達される衝撃を吸収するとともに、車室まわりを形成する部材の剛性を高く設定することで、車両の安全性を向上させるものである。

また、このフロントサイドメンバに下面には、井桁フレームと呼ばれるサブフレームが固定される場合がある。このサブフレーム上には、エンジン、駆動装置（トランスミッション，ディファレンシャルギアなど）、操舵装置（ステアリングギアボックスなど）などが取り付けられ、車両生産時およびメンテナンス時などに、このサブフレームをフロントサイドメンバに対して着脱することによって、エンジン、駆動装置、操舵装置などを車両に対して容易に着脱することができ、艤装性，組付け性を向上させることができるようになっている。

さらに、このサブフレームに対し、艤装性や組付け性を向上させる機能だけではなく、車両が衝突した場合にこの衝撃を吸収するという機能を持たせる技術も開発されている（例えば、以下の特許文献１の技術参照）。
特開平２００３−７２５８５号公報

しかしながら、フロントサイドメンバとサブフレームとの双方の異なる部材による衝撃吸収性を効率良く実現することは困難である。この困難性を示す具体例を、図７および図８を用いて説明する。
図７は、フロントサイドメンバ１０２とこのフロントサイドメンバ１０２の下面にサブフレーム１０３を固定した一般的な車体前部構造１０１を模式的に示す側面図であり、図８は、図７に示す一般的な車体前部構造に対して前方より衝撃を加えた実験の結果を模式的に示す側面図である。

図７に示す一般的な車体前部構造１０１は、車長方向に配設されたフロントサイドメンバ１０２と、このフロントサイドメンバ１０２に溶接され下方に突出するブラケット１０４と、ブラケット１０４に対してボルト（図示略）によって固定されるとともに、フロントサイドメンバ１０２の後部とボルト（図示略）によって固定されたサブフレーム１０３とによって主に構成されている。

フロントサイドメンバ１０２は、水平に延在する第１水平部１０２ａと、第１水平部１０２ａの後端部から後下方に向けて傾斜して延在する傾斜部１０２ｂと、傾斜部１０２ｂの後端部から再び略水平に屈曲して水平に延在する第２水平部１０２ｃとから構成され、これらの各部１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃはすべて一体に構成されている。
また、この第１水平部１０２ａはクラッシャブル構造が適用された構造となっており、フロントサイドメンバ１０２に対して前方から荷重（衝撃）が入力されると、この荷重によって第１水平部１０２ａはアコーディオン状に潰れるようになっている。

ブラケット１０４は、フロントサイドメンバ１０２の車両外側の面に溶接され、下方に向けて突出したプレートであって、その下端が車両内側へ折れるようにプレス成型されている。また、このブラケット１０４下端にはウェルドナット１０４ａが設けられ、このウェルドナット１０４ａにサブフレーム１０３を固定する上述のボルト（図示略）が係合されている。

サブフレーム１０３は、前側がブラケット１０４を介してフロントサイドメンバの第１水平部１０２ａに固定され、また、後側がボルトによって直接フロントサイドメンバ１０２の第２水平部１０２ｃに固定されている。
そして、このような一般的な車両構造１０１に対して、前方から衝撃が加えられると、この車両構造は図８に示すように変形する。

この図８に示す実験結果を検証すると、フロントサイドメンバ１０２は、第１水平部１０２ａと傾斜部１０２ｂとの境界近傍で屈曲している。また、サブフレーム１０３の中程が下方に向けて座屈している。
そして、この図８に示す実験結果で特に着目すべき点は、本来、衝撃を受けるとアコーディオン状に潰れることで衝撃を吸収すべき構造、即ち、クラッシャブル構造が適用されているフロントサイドメンバ１０２の第１水平部１０２ａがほとんど変形していない点である。つまり、このフロントサイドメンバ１０２の第１水平部１０２ａは潰れ残ってしまっており（図８中矢印Ａ参照）、換言すれば、フロントサイドメンバ１０２は入力された衝撃をうまく吸収していない。また、サブフレーム１０３も、その中間部一箇所が曲がっているのみで、当該曲げに相当する分しか衝撃を吸収していない。したがって、フロントサイドメンバ１０２とサブフレーム１０３との双方の異なる部材が協働して衝撃を吸収することがいかに困難であることを示している。

本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、サイドメンバとサブフレームとの双方の異なる部材による衝撃吸収性能を効率的に向上させる、車体前部構造を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の車体前部構造は、車長方向に配設されたサイドメンバと、該サイドメンバの下方に設けられ後方で該サイドメンバに接続されるサブフレームとを備えた車体前部構造において、側面視において、該サブフレームは、該サイドメンバに対して直交して接続される直立部と、該直立部と一体に形成され該直立部の下方の屈曲箇所から後方に屈曲して水平に延在する水平部とから構成され、該直立部の上端の前方側部分を介して該サブフレームと該サイドメンバの前端近傍とが接続され且つ、該直立部の上端後縁は該サイドメンバに固定されていないことを特徴としている。

また、請求項２記載の本発明の車体前部構造は、請求項１記載の内容において、該サブフレームの水平部の前端が該サイドメンバの前端よりも後方に位置するように固定されていることを特徴としている。
また、請求項３記載の本発明の車体前部構造は、請求項１または２記載の内容において、該サブフレームの該屈曲箇所における該直立部と該水平部との屈曲角度が略直角であることを特徴としている。

また、請求項４記載の本発明の車体前部構造は、請求項１〜３のいずれか１項記載の内容において、該サブフレームが、断面中空のパイプ部材によって構成されていることを特徴としている。
また、請求項５記載の本発明の車体前部構造は、請求項１〜４のいずれか１項記載の内容において、該サブフレームは、ブラケットを介して該サイドメンバに固定され、該ブラケットは、該サブフレームの該直立部の上方の前方側部分に対して固着されるとともに、該サイドメンバに対してボルトにより固定されていることを特徴としている。

また、請求項６記載の本発明の車体前部構造は、請求項１〜５のいずれか１項記載の内容において、該サブフレームの該水平部において、操舵装置が取り付けられ、該サブフレームの該水平部に対し該水平部の軸線方向に荷重が入力されて該水平部が座屈すると、該操舵装置が下方へ変位するように構成されていることを特徴としている。

本発明の車体前部構造によれば、サイドメンバに荷重（衝撃）が入力された後、サブフレームに対して伝達された荷重は、サブフレームの屈曲箇所において、「サブフレームの屈曲箇所から直立部の上端部分までの距離」と「入力された荷重」とを積算することによって近似的に算出される曲げモーメントを作用させることができる。
したがって、サブフレームは屈曲箇所を中心にして曲げられるので、入力された荷重のうち当該曲げに相当する荷重をサブフレームが吸収する。一方、サイドメンバもその軸線方向に圧縮されて潰れることにより荷重を吸収する。したがって、フロントサイドメンバとサブフレームとの双方による衝撃吸収性能を効率的に向上させることができる。（請求項１）
また、サブフレームの水平部の前端がサイドメンバの前端よりも後方に位置するように、サブフレームがサイドメンバに対して固定されているので、車両が衝突した場合、この衝突による衝撃は、まず、サイドメンバに入力され、サイドメンバが衝撃を吸収し始めた後、即ち、サイドメンバが潰れはじめた後に、サブフレームの水平部に対して衝撃が入力されるようになっている。また、このサブフレームの水平部に入力された衝撃は、この水平部の軸線方向に沿って入力されるので、サブフレームは入力された荷重を確実に受け止めることが可能となる。これにより、サイドメンバのみによって吸収できない衝撃を、Ｌ字型サブフレームが分担することによって、車両の安全性能を向上させることができる。（請求項２）
また、サブフレームの直立部と水平部との屈曲角度が略直角であるので、衝突初期段階において、サブフレームの屈曲箇所に適度な大きさの曲げモーメントを確実に作用させることが可能となり、衝撃吸収性能を向上させることができる。（請求項３）
また、サブフレームが、断面中空のパイプ部材によって構成されているので、衝突の初期段階において、サブフレームの屈曲箇所が適度に曲げ易くすることができるとともに、衝突の中期〜終期段階において、サブフレームの水平部が入力された衝撃を確実に受け止めることができる。また、サブフレームの軽量化を図ることもできる。（請求項４）
また、サブフレームは、ブラケットを介してサイドメンバに固定され、ブラケットは、サブフレームの直立部の上方の前方側に対して固着されるとともに、サイドメンバに対してボルトにより固定されているので、サブフレームの屈曲箇所に対する曲げモーメントの作用を妨げることなく、また、容易に脱着できるように、サイドメンバに対してサブフレームを取り付けることができる。（請求項５）
また、サブフレームの水平部において、操舵装置が取り付けられ、サブフレームの水平部に荷重が入力されてこの水平部が座屈すると、前記の操舵装置が下方へ変位するように構成されているので、車両の前方が衝突した場合に、この操舵装置が下方へ変位することによって、衝突時における安全性、特に乗員保護性能を向上させることができる。（請求項６）

以下、本発明の一実施形態にかかる車体前部構造について図１〜図６を用いて説明すると、図１はその模式的な斜視図、図２はその模式的な側面図、図３〜図６はそれぞれ前面衝突実験における変形を示す模式的な側面図である。
本発明の一実施形態にかかる車体前部構造１は、図１に示すように、車長方向に配設された２本のフロントサイドメンバ（サイドメンバ）２，２と、これらのフロントサイドメンバ２，２の下方に固定されたサブフレーム３，３とによって主に構成されている。なお、左右のフロントサイドメンバ２，２は、それぞれ略同一の形状および構造であるので、本実施形態においては、左右を特に区別せずに符号２で示して説明する。

このフロントサイドメンバ２は、図２に示すように、水平に延在する第１水平部２ａと、第１水平部２ａの後部から後下方に屈曲する第１屈曲箇所２ｄと、この第１屈曲箇所２ｄから後下方へ傾斜して延在する傾斜部２ｂと、傾斜部２ｂの後部から再び水平に屈曲する第２屈曲箇所２ｅと、この第２屈曲箇所２ｅから水平に延在する第２水平部２ｃとから構成され、これらの各部２ａ〜２ｅはすべて一体の部材として構成されている。

また、この第１水平部２ａはクラッシャブル構造が適用された構造となっており、フロントサイドメンバ２に前方から荷重（衝撃）が入力されると、この荷重によって前面から後方に向けて圧縮されてアコーディオン状に潰れるようになっている。
サブフレーム３は、図１に示すように、左右のサイドメンバ２の下方にそれぞれ設けられ、これらの各サブフレーム３，３の間は２本のクロスメンバ３ａ，３ｂによって接続されており、また、これらのサブフレーム３，３およびクロスメンバ３ａ，３ｂによって囲まれる領域には、図示しないエンジン、駆動装置、操舵装置などが、図示しないマウントを介して実装され、サブフレーム３，３をサイドメンバ２，２に対して脱着することによって、これらの装置類を車両に対して容易に取り付けたり取り外したりできるようになっている。

なお、本実施形態において、左右のサブフレーム３，３は略同一の形状および構造であるので特に区別せずに符号３で示して説明する。
このサブフレーム３は、図２に示すように、側面視において、Ｌ字型に形成され、サイドメンバ２に対して直交して接続される直立部３ｃと、この直立部３ｃと一体に形成され直立部３ｃの下方で水平方向に屈曲した第１屈曲箇所（屈曲箇所）３ｅと、この第１屈曲箇所３ｅから水平に延在する水平部３ｄとから構成されている。そして、直立部３ｃの上方の前端部分がサイドメンバ２の第１水平部２ａと接続され、また、水平部３ｄの後端部分がサイドメンバ２の第２水平部２ｃと接続されることで、サイドメンバ２とＬ字型サブフレーム３とが固定されるようになっており、フロントサイドメンバ２とともに、車体前方の強度向上および車体前方から入力される衝撃を吸収できるようになっている。

また、直立部３ｃの上方の前方側部分３ｃ−１にはブラケット４が溶接され、このブラケット４を介して直立部３ｃがサイドメンバ２の第１水平部２ａの下面にボルト（図示略）によって固定されることにより、直立部３ｃの上端の前方側部分３ｃ−２を介してサブフレーム３がサイドメンバ２に接続される。また、水平部３ｄの後端部分は特にブラケットなどを介さず、直接ボルト（図示略）によってサイドメンバ２の第２水平部２ｃの下面に固定されている。

また、このＬ字型サブフレーム３の材料は断面が円形で中空の鋼管（パイプ部材）であり、また、直立部３ｃと水平部３ｄとの屈曲箇所３ｅにおける角度（屈曲角度）は、直角となるように形成されている。なお、この屈曲角度は厳密に９０度であることを要求するものではなく、略９０度となっていればよい。
また、Ｌ字型サブフレーム３の屈曲箇所３ｅの前端にはクラッシュコントロールボックス５と呼ばれる中空箱状の部材が車両前方に突出して溶接されている。このクラッシュコントロールボックス５はサイドメンバ２の前端位置（図２中符号Ｂ₁参照）とサブフレーム３の水平部３ｃの前端位置（図２中符号Ｂ₂参照）との位置関係を調整するものである。本実施形態において、水平部３ｃの先端Ｂ₂は、サイドメンバ２の先端Ｂ₁よりも後方であり、かつ、Ｌ字型サブフレーム３の直立部３ｃとサイドメンバ２との接続箇所（図２中符号Ｂ₃参照）よりも後方に位置するように設定され、実質的に水平部３ｄの先端がフロントサイドメンバ２の前端よりも後方に位置するようになっている。

このサブフレーム３上には、上述したように、エンジンや駆動装置などが実装されており、特に、本実施形態においては、水平部３ｄにおいて、ステアリングシャフト（図示略）に接続された操舵装置としてのステアリングギアボックス（図示略）が取り付けられている。そして、詳しくは後述するが、サブフレーム３の水平部３ｄの軸線方向に荷重が入力され、この水平部３ｄが座屈すると、ステアリングギアボックスが下方へ変位するように構成されている。

また、この水平部３ｄは、第１屈曲箇所３ｅの後部から後方へ水平に延在している第１水平部３ｄ−１と、第１水平部３ｄ−１の後部から上後方へ屈曲する第２屈曲箇所３ｆと、この第２屈曲箇所３ｆから斜め後上方に傾斜して延在する第２傾斜部３ｄ−２と、この第２傾斜部３ｄ−２の後部で再び水平に屈曲する第３屈曲箇所３ｇと、この第３屈曲箇所３ｇから後方へ水平に延在する第２水平部３ｄ−３とから構成されている。

水平部３ｄを上述のように構成することによって、水平部３ｄの軸線方向に対して前方から大きな荷重が入力されると、この水平部３ｄは、第２屈曲箇所３ｆ近傍が下方へ折れ曲がることによって、水平部３ｄが下方へ座屈するようになっている。なお、図２中、符号３ｈ，３ｉで示す構成要素は駆動装置や操舵装置をサブフレーム３に対してマウントするためのブラケットである。

本発明の一実施形態に係る車体前部構造は上述のように構成されているので、その作用・効果について説明すると、以下のようになる。
車両が前方の他の車両や壁部１０などに衝突した初期の段階では、図３に示すように、サイドメンバ２がまず最初に壁部１０と接触して衝撃を吸収する。この図３と、従来の技術の欄で説明した図８とを比較すると、図８に示す従来の車体前部構造１０１では、サイドメンバ１０２の最前部である第１水平部１０２ａにクラッシャブル構造を適用しているにもかかわらず、入力された衝撃をうまく吸収できず、潰れ残り（図８中矢印Ａ参照）が生じている。これに対して、本実施形態の車体前部構造１では、図３に示すように、サイドメンバ２の最前部である第１水平部２ａは、潰れ残りなく圧縮され、入力された衝撃を確実に吸収することができる。

また、この図３で着目すべき点は、Ｌ字型サブフレーム３の直立部３ｃの上端後縁がサイドフレーム２に固定されていないため、図中符号Ｇで示すように、直立部３ｃの上端後縁とサイドメンバ２との間の隙間が拡がり、サイドメンバ２の潰れを阻害していないという点である。この現象は、衝突の中期段階を示す図４でさらに顕著になって現れる。つまり、直立部３ｃの上端後縁とサイドフレーム２の下面との間に生じる隙間Ｇが、図３おいて示す衝突初期段階における場合よりも、図４および図５において示す衝突中期段階における場合のほうがさらに広がっているのである。

これは、Ｌ字型サブフレーム３の直立部３ｃの上端の前方側部分３ｃ−２が、サイドメンバ２の第１部２ａに接続され、一方、直立部３ｃの上端後縁は特に何ら固定されていないという構成による現象である。
また、図４に示す状態からさらに、車両１が前進し、サイドメンバ２に荷重（衝撃）が引き続き入力されると、ブラケット４を介してＬ字型サブフレーム３に伝達された荷重は、Ｌ字型サブフレーム３の屈曲箇所３ｅにおいて、次式（１）によって近似的に算出される曲げモーメントとして作用する。
「屈曲箇所３ｅから直立部３ｃの上端部分までの距離」×「入力荷重」・・・（１）
したがって、Ｌ字型サブフレーム３は、直立部３ｃが前方から衝撃を受けると、屈曲箇所３ｅを中心として曲げられ、このため、衝突の初期段階において、Ｌ字型サブフレーム３が当該曲げに相当する荷重を吸収する。したがって、サイドメンバ２の圧縮による潰れと相まって衝撃吸収性能が向上される。なお、先述の通り、直立部３ｃはその上端の前方側部分３ｃ−２のみにおいてサイドメンバ２に接続されているため、荷重が作用したときにサブフレーム３の屈曲箇所３ｅは曲がり易くなっている。

そして、衝突の中期段階では、図４および図５に示すように、サイドメンバ２の第１水平部２ａが衝撃を吸収しながら車両はさらに前方へ進行し、壁部１０がＬ字型サブフレーム３の水平部３ｄの先端に設けられたクラッシュコントロールボックス５に接触する。これにより、荷重（衝撃）はサイドメンバ２で受け止められるとともに、Ｌ字型サブフレーム３の水平部３ｄによっても受け止めることになる。

また、Ｌ字型サブフレーム３の水平部３ｄに入力された荷重は水平部３ｄの軸方向に作用する圧縮力である。即ち、図４に示す段階においては、屈曲箇所３ｅに対して作用する力は上述したような曲げモーメントではなく、水平部３ｄの軸方向に沿った圧縮力が作用する。したがって、Ｌ字型サブフレーム３はサイドメンバ２と協働して入力された荷重を軸方向の圧縮力として受け止めるようになっている。

つまり、サブフレーム３は、屈曲箇所３ｅの曲げと軸方向の圧縮力との両方で荷重を吸収するので、より大きな荷重を吸収できるとともに、持続的に荷重を吸収できる。
そして、図４および図５に示す状態からさらに車両１が前方に進行し、最終的にその進行が停止するような段階、即ち、図６に示す衝突終期段階では、サイドメンバ２の第１水平部２ａは完全に潰れ、また、Ｌ字型サブフレーム３の水平部３ｄも中ほどで下方へ向けて座屈している。つまり、この図６に示すように、サイドメンバ２の第１水平部２ａに適用されたクラッシャブル構造による衝撃吸収性能が最大限に活用されて、入力された衝撃が吸収されるとともに、Ｌ字型サブフレーム３の水平部３ｄによっても、入力された衝撃が確実に吸収されていることが示されている。

また、衝撃が入力されたＬ字型サブフレーム３の最終的な変形について着目すると、図６に示すように、サブフレーム３は、第１屈曲箇所３ｅにおいて直立部３ｃと第１水平部３ｄ―１とのなす角度θ₁が拡がるように変形するとともに、第２屈曲箇所３ｆにおいて第１水平部３ｄ−１と第２傾斜部３ｄ−２とのなす角度θ₂が小さくなるように変形する。また、第２水平部３ｄ−３とフロントサイドメンバ２の傾斜部２ｂとのなす角度θ₄が拡がるように変形する。

つまり、衝撃が入力されたＬ字型サブフレーム３は、「第１屈曲箇所３ｅ」，「第２屈曲箇所３ｆ」および「フロントサイドメンバ２とＬ字型サブフレーム３の水平部３ｄとの接続点近傍」の３点で折れ曲がることで、入力された荷重を吸収する。
また、図６に示すように、下方に大きく座屈しているＬ字型サブフレーム３の水平部３ｄには、上述したステアリングシャフト（図示略）に接続されたステアリングギアボックス（図示略）が取り付けられており、水平部３ｄが下方に座屈することによって、ステアリングギアボックスの位置が下方へ変位する。

つまり、車両１の前方が衝突した場合に、Ｌ字型サブフレーム３の水平部３ｄに設けられたステアリングギアボックスが下方へ変位することによって、ステアリングギアボックスに接続されたステアリングシャフト、および、このステアリングシャフトに接続されたステアリングホイール（図示略）が突き上げられることがなく、衝突時における安全性（乗員保護性）を向上させることができる。

上述のように、本発明の車体前部構造によれば、サブフレーム３が、サイドメンバ２に対して直交して接続される直立部３ｃと、この直立部３ｃと一体に形成され直立部３ｃの下方で水平方向に屈曲した屈曲箇所３ｅから水平に延在する水平部３ｄとをそなえて側面視においてＬ字型に形成され、さらに、直立部３ｃの上端の前方側部分３ｃ−２を介して、サブフレーム３とサイドメンバ２とが接続された構成となっているので、サイドメンバ２に荷重（衝撃）が入力された後、Ｌ字型サブフレーム３に対して伝達された荷重は、Ｌ字型サブフレーム３の屈曲箇所３ｅにおいて、「屈曲箇所３ｅから直立部３ｃの上端部分までの距離」×「入力荷重」という式によって近似的に算出される曲げモーメントとして作用する。

したがって、Ｌ字型サブフレーム３は屈曲箇所３ｅを中心にして曲げられることとなるので、入力された荷重のうち、当該曲げに相当する荷重をサブフレームが吸収する。一方、サイドメンバ２もその軸線方向に圧縮されて潰れることにより、荷重を吸収する。したがって、フロントサイドメンバ２のクラッシャブル構造を十分に機能させることができる。つまり、衝突の初期段階において、入力された荷重（衝撃）をサイドメンバ２によって確実に吸収させることが可能となり、フロントサイドメンバ２とサブフレーム３との双方による衝撃吸収性能を効率的に向上させることができる。

また、Ｌ字型サブフレーム３の水平部３ｄの前端がサイドメンバ２の前端よりも後方に位置するように、サブフレーム３がサイドメンバ２に対して固定されているので、車両１の前方が衝突した場合、この衝突による衝撃は、まず、前方からサイドメンバ２に入力され、サイドメンバ２が衝撃を吸収し始めた後、即ち、サイドメンバ２が潰れはじめた後に、Ｌ字型サブフレーム３の水平部３ｄに対して衝撃が入力される。つまり、サイドメンバ２で、衝突初期の衝撃を吸収した後に、サブフレーム３に大きな荷重を伝達でき、これにより、フロントサイドメンバ２とサブフレーム３とによって、衝撃を多段的に受け止められることができる。

また、このＬ字型サブフレーム３の水平部３ｄに入力された衝撃は、この水平部３ｄの軸線方向に沿って入力されるので、Ｌ字型サブフレーム３は入力された荷重を確実に受け止めることが可能となる。これにより、サイドメンバ２のみによって吸収できない荷重（衝撃）を、Ｌ字型サブフレーム３が分担することによって、車両１の安全性能を向上させることができる。

また、Ｌ字型サブフレーム３の直立部３ｃと水平部３ｄとの屈曲角度３ｅが略直角であるので、Ｌ字型サブフレーム３の屈曲箇所３ｅに適切な大きさの曲げモーメントを作用させることが可能となり、衝撃吸収性能を向上させることができる。
また、Ｌ字型のサブフレーム３が、円形断面で中空のパイプ部材によって構成されているので、衝突の初期段階において、Ｌ字型サブフレーム３の屈曲箇所３ｅが適度に曲げ易くすることができるとともに、衝突の中期段階において、Ｌ字型サブフレーム３の水平部３ｄが入力された衝撃を確実に受け止めることができる。また、Ｌ字型サブフレーム３の軽量化を図ることもできる。

また、Ｌ字型のサブフレーム３は、ブラケット４を介してサイドメンバ２に固定され、ブラケット４は、Ｌ字型サブフレーム３の直立部３ｃの上方の前方側部分３ｃ−１に対して固着されるとともに、サイドメンバ３に対してボルトにより固定されているので、特に、衝突の初期段階において、Ｌ字型サブフレーム３の屈曲箇所３ｅに対する曲げモーメントの作用を妨げることなく、また、容易に脱着できるように、サイドメンバ２に対してＬ字型サブフレーム３を取り付けることができる。

また、Ｌ字型のサブフレーム３の水平部３ｄにおいて、ステアリングシャフトに接続されたステアリングギアボックスが取り付けられ、Ｌ字型サブフレーム３の水平部３ｄに荷重が入力されてこの水平部３ｄが座屈すると、前記のステアリングギアボックスが下方へ変位するように構成されているので、車両の前方が衝突した場合に、ステアリングギアボックスが下方へ変位することによって、ステアリングギアボックスに接続されたステアリングシャフト、および、このステアリングシャフトに接続されたステアリングホイールが突き上げられることがなく、衝突時における安全性、特に、乗員保護性を向上させることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
上述の実施形態においては、Ｌ字型のサブフレーム３が、円形断面の中空のパイプ部材によって構成された場合について説明したが、このような部材に限定するものではなく、例えば、断面が多角形の中空パイプ部材であっても良いし、中空でない一般的な鋼材を用いてもかまわない。しかしながら、断面が中空のパイプ部材を用いた方が、車両の軽量化および座屈変形の容易性、生産性、コストなどの観点から好ましい。

また、上述の実施形態においては、ブラケット４をＬ字型サブフレーム３の直立部３ｃの上方の前方側部分３ｃ―１に対して溶接するとともに、サイドメンバ２の下面に対してボルトにより固定する構成としたが、特にこのような構成に限定するものではない。例えば、ブラケット４をＬ字型サブフレーム３の直立部３ｃの上方の前方側部分３ｃ−１に対して十分な強度を持つボルトによって固定しても良いし、また、ブラケット４をサイドメンバ２の下面に対して溶接によって固定しても良い。つまり、ブラケット４を介してサイドメンバ２とＬ字型サブフレーム３とを接続する場合に、どのような接続手法を用いるにせよ、Ｌ字型サブフレーム３の直立部３ｃの上端の前方側３ｃ−２がサイドメンバ２に対して確実に固定され、一方、直立部３ｃの上端の後縁がサイドメンバ２に対して固定されていない構成となることが重要である。

一般的な自動車に限らず、工作車両のような特殊車両など種々の車両に対して広く適用可能である。

本発明の一実施形態に係る車体前部構造の構成を示す模式的な斜視図である。 本発明の一実施形態に係る車体前部構造の構成を示す模式的な側面図である。 本発明の一実施形態に係る車体前部構造の構成を示す模式的な側面図であって、衝突実験の結果を示すものである。 本発明の一実施形態に係る車体前部構造の構成を示す模式的な側面図であって、衝突実験の結果を示すものである。 本発明の一実施形態に係る車体前部構造の構成を示す模式的な側面図であって、衝突実験の結果を示すものである。 本発明の一実施形態に係る車体前部構造の構成を示す模式的な側面図であって、衝突実験の結果を示すものである。 一般的な車体前部構造の構成を示す模式的な側面図である。 一般的な車体前部構造の構成を示す模式的な側面図であって、衝突実験の結果を示すものである。

符号の説明

１ 車体前部構造
２ フロントサイドメンバ（サイドメンバ）
３ サブフレーム
３ｃ 直立部
３ｃ−１ 直立部の上方の前方側
３ｃ−２ 直立部の上端の前方側部分
３ｄ 水平部
３ｅ 屈曲箇所
４ ブラケット

Claims (6)

1. 車長方向に配設されたサイドメンバと、該サイドメンバの下方に設けられ後方で該サイドメンバに接続されるサブフレームとを備えた車体前部構造において、
   側面視において、
   該サブフレームは、該サイドメンバに対して直交して接続される直立部と、該直立部と一体に形成され該直立部の下方の屈曲箇所から後方に屈曲して水平に延在する水平部とから構成され、
   該直立部の上端の前方側部分を介して該サブフレームと該サイドメンバの前端近傍とが接続され且つ、
   該直立部の上端後縁は該サイドメンバに固定されていない
   ことを特徴とする、車体前部構造。
   
2. 該サブフレームの該水平部の前端が該サイドメンバの前端よりも後方に位置するように固定されている
   ことを特徴とする、請求項１記載の車体前部構造。
3. 該サブフレームの該屈曲箇所における該直立部と該水平部との屈曲角度が略直角である
   ことを特徴とする、請求項１または２記載の車体前部構造。
4. 該サブフレームが、断面中空のパイプ部材によって構成されている
   ことを特徴とする、請求項１〜３いずれか１項に記載の車体前部構造。
5. 該サブフレームは、ブラケットを介して該サイドメンバに固定され、
   該ブラケットは、該サブフレームの該直立部の上方の前方側部分に対して固着されるとともに、該サイドメンバに対してボルトにより固定されている
   ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の車体前部構造。
6. 該サブフレームの該水平部において、操舵装置が取り付けられ、
   該サブフレームの該水平部に対し該水平部の軸線方向に荷重が入力されて該水平部が座屈すると、該操舵装置が下方へ変位するように構成されている
   ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の車体前部構造。
   
   
   
   

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