JP5007580B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

この発明は、左右一対のフロントサイドフレームを備えた車体前部構造に関する。

従来より、自動車の車体前部構造において、前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームを設け、このフロントサイドフレームで前面衝突の際の衝撃を受けて、その荷重を適切に車体後方側部材（ルーフパネル等）に伝達することが知られている。

例えば、下記の特許文献１や特許文献２では、大きな前面衝突荷重をフロントサイドフレームで受けて、この衝突荷重をフロントピラーからルーフパネル側に分散伝達できるように、フロントサイドフレームの中間部とフロントピラー等とを、略上下方向延びる連結フレームで連結し、この連結フレームを介してフロントサイドフレームに作用する前面衝突荷重をフロントピラー側に分散伝達するものが提案されている。
特開２００３−１８２６３３号公報 特開２００６−２１５９０号公報

ところで、このようにフロントサイドフレームには、前面衝突の大きな衝突荷重を受けて、車体後方側部材にこの衝突荷重を適切に伝達する必要があるため、できるだけ衝突後期まで軸圧縮により変形することで車体後方側部材に衝突荷重を伝達することが求められる。

しかしながら、フロントサイドフレーム自体がキックアップ部で湾曲していることで、衝突荷重を受けた際に、このキックアップ部で屈曲変形等が生じて、所望の荷重伝達挙動や変形挙動が得られないおそれがある。

こうした問題に対しては、フロントサイドフレームの前部に脆弱ビードを設け、フロントサイドフレームの後部に補強レイン等を設けることで、フロントサイドフレームに剛性差を設定して、前部では潰れ易く後部では折れ曲がりにくくすることが考えられるが、従来は、フロントサイドフレーム自体が一つの閉断面で構成されているに過ぎないため、大きな剛性差を設定することができず、所望の荷重伝達特性等が得られない可能性があった。

そこで、本発明は、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を備えた車体前部構造において、フロントサイドフレームの前後方向の剛性差を確実に設定しつつ、所望の荷重伝達挙動や変形挙動を得ることができる車体前部構造を提供することを目的とする。

この発明の車体前部構造は、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を備えた車体前部構造であって、前記フロントサイドフレームの側面に前後方向中間部から後方側に延びる凹部を形成し、該凹部に対して凹部の前後方向中間部から後方側に延びる中間閉断面部材を連結すると共に、前記フロントサイドフレームを上側閉断面部材と下側閉断面部材とに分割し、前記中間閉断面部材を、前記フロントサイドフレームを上下方向に貫通する締結ボルトで、フロントサイドフレームに締結固定したものである。

上記構成によれば、フロントサイドフレームのフレーム断面が、フロントサイドフレーム前部では、略矩形の閉断面で構成され、フロントサイドフレーム中間部では、凹部があるため一部凹設した矩形の閉断面で構成され、フロントサイドフレーム後部では、さらに中間閉断面部材の閉断面も加わった複数の閉断面で構成されることになる。
このため、フレーム断面の断面構造が、フロントサイドフレームの後方側に向うに従って順次複雑な形状となるように構成されるため、フロントサイドフレーム自体の剛性を、車体後方側に向かうに従って確実に徐々に大きくすることができる。

また、上記構成によれば、締結ボルトで中間閉断面部材をフロントサイドフレームに締結固定することにより、フロントサイドフレームに作用する衝突荷重が、締結ボルトを介して、確実に中間閉断面部材に伝達されることになる。
すなわち、中間閉断面部材とフロントサイドフレームを締結ボルトという別部材を介して固定することで、フロントサイドフレームに対して途中から固定される中間閉断面部材に対して、前方から作用する衝突荷重を確実に伝達することができる。
よって、中間閉断面部材に対して衝突荷重を確実に伝達することができ、荷重分散を確実に行なうことができる。

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及び中間閉断面部材の横壁の数を、車体前方から順次増加するように設定したものである。
上記構成によれば、フロントサイドフレームの横壁の数が、例えば、フロントサイドフレーム前部では二つ、フロントサイドフレーム中間部では四つ、フロントサイドフレーム後部では六つと、徐々に増加することになる。
このため、前面衝突時におけるフロントサイドフレームの上下方向の挙動変化に対する剛性を高めることができ、上下方向の屈曲変形のおそれをなくすことができる。
よって、前面衝突の際に、フロントサイドフレームが上下方向に屈曲変形するのを防止して、より確実に軸圧縮を生じさせ、所望の荷重伝達挙動や変形挙動を得ることができる。

この発明の一実施態様においては、前記上側閉断面部材を車幅外方側上方で上方側に延びるフロントピラーに連結し、前記下側閉断面部材を車幅外方側下方で車体後方側に延びるサイドシルに連結し、前記中間閉断面部材を車幅内方側で車体後方側に延びるトンネル部に連結したものである。
上記構成によれば、フロントサイドフレーム及び中間閉断面部材を、フロントサイドフレーム位置を中心として放射状に三方に位置するフロントピラー、サイドシル及びトンネル部といった剛性部材に、連結することになる。
このため、フロントサイドフレームに作用する前面衝突荷重は、それぞれ放射状に三方に位置する剛性部材に、略均等に分散伝達されることになり、フロントサイドフレームに作用する衝突荷重を、確実に車体後方側の剛性部材に伝達することができる。
よって、フロントサイドフレームの荷重伝達に偏りが生じることがないため、フロントサイドフレームが確実に軸圧縮することになり、フロントサイドフレームで効果的に衝突荷重を吸収することができる。

この発明の一実施態様においては、前記中間閉断面部材を前記凹部の車幅内方側に略嵌合するように設置して、該中間閉断面部材の上方に延びる上部フランジ部を前記上側閉断面部材の車幅内方側に接合して、該中間閉断面部材の下方に延びる下部フランジ部を前記下側閉断面部材の車幅内方側に接合したものである。
上記構成によれば、フロントサイドフレームが前面衝突荷重を受けた際に、各閉断面部材が作用・反作用の関係で連結位置と逆方向に移動しようとするが、その挙動を、各閉断面部材同士が抑制し合うことになる。
すなわち、トンネル部に連結された中間閉断面部材は、前方から衝突荷重を受けた際に車幅外方側に移動しようとするが、フロントサイドフレームの凹部及び中間閉断面部材の上部並びに下部フランジ部が当接する下側並びに上側閉断面部材によってその挙動が抑えられる。また、フロントピラーに連結された上側閉断面部材は、前方から衝突荷重を受けた際に車幅内方側に移動しようとするが、中間閉断面部材の上部フランジ部によってその挙動が抑えられる。さらに、サイドシルに連結された下側閉断面部材も、前方から衝突荷重を受けた際に車幅内方側に移動しようとするが、中間閉断面部材の下部フランジ部によってその挙動が抑えられることになる。
このため、各閉断面部材は、前面衝突荷重を受けた際に、互いにその位置を拘束し合うため、確実に衝突荷重をフロントピラー、トンネル部、及びサイドシルに分散伝達することができる。
よって、閉断面部材を三方に分岐してフロントピラー、トンネル部、サイドシルに連結するように構成したフロントサイドフレームにおいて、より確実に、三つの剛性部材（フロントピラー、トンネル部、サイドシル）に対して、荷重を伝達することができる。

この発明の一実施態様においては、前記上側閉断面部材を、車幅外方側に位置する縦壁プレートと車幅内方側に位置する略ハット形メンバーを接合して構成し、前記中間閉断面部材を、車幅内方側に位置する縦壁プレートと車幅外方側に位置する略ハット形メンバーを接合して構成し、前記下側閉断面部材を、車幅外方側に位置する縦壁プレートと車幅内方側に位置する略ハット形メンバーを接合して構成する共に、該中間閉断面部材の略ハット形メンバーの上側横壁が上側閉断面部材の略ハット形メンバーの下側横壁に当接するように設定し、中間閉断面部材の略ハット形メンバーの下側横壁が下側閉断面部材の略ハット形メンバーの上側横壁に当接するように設定したものである。
上記構成によれば、各閉断面部材を構成する略ハット形メンバー同士が上下方向に重なり合うように設置することで、作用・反作用の関係で連結位置と逆方向に移動しようとする各閉断面部材の挙動を、より確実に抑えることができる。
すなわち、フロントピラーに連結された上側閉断面部材は、前方から衝突荷重を受けた際に下方側へ移動しようとするが、中間閉断面部材の略ハット形メンバーが存在することでその挙動が抑えられる。また、サイドシルに連結された下側閉断面部材も、前方から衝突荷重を受けた際に上方側に移動しようとするが、中間閉断面部材の略ハット形メンバーが存在することで、その挙動が抑えられる。さらに、中間閉断面部材の略ハット形メンバーも、前方から衝突荷重を受けた際に車幅外方側に移動しようとするが、上側閉断面部材と下側閉断面部材の上下フランジ等の存在により、その挙動が抑えられる。
このため、各閉断面部材の作用・反作用によって生じる挙動が、水平方向のみならず、上下方向でも確実に抑制されることになり、衝突荷重をより確実にフロントピラー、トンネル部、サイドシルに分散伝達することができる。
よって、フロントピラー、トンネル部、サイドシルに連結するように構成したフロントサイドフレームにおいて、確実に三つの剛性部材（フロントピラー、トンネル部、サイドシル）に対して、荷重を伝達することができる。

この発明の一実施態様においては、前記締結ボルトを、サスペンションフレームの取付けボルトとしたものである。
上記構成によれば、締結ボルトをサスペンションフレームの取付けボルトと兼ねることができる。
また、複数の閉断面を貫通する締結ボルトを、サスペンションフレームの取付けボルトとすることで、サスペンションフレームの支持剛性を高めることができる。
よって、部品点数の削減を図ることができると共に、サスペンションフレームからフロントサイドフレームに入力される荷重を確実に支持することができ、車両の操縦安定性も高めることができる。

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凹部上方の上下面に跨って、エンジンマウント固定用の締結手段を挿通したものである。
上記構成によれば、フロントサイドフレームに凹部を形成することによって生じる上下面を利用して、エンジンマウント固定用の締結手段を挿通固定できる。
これにより、従来必要であった締結手段の取付けブラケットをフロントサイドフレーム内に設けることなく、締結手段をフロントサイドフレームに設置することができる。
よって、エンジンマウントの取付け構造の簡素化を図ることができる。

この発明によれば、フレーム断面の断面構造が、フロントサイドフレームの後方側に向うに従って順次複雑な形状となるように構成されるため、フロントサイドフレーム自体の剛性を、車体後方側に向かうに従って確実に徐々に大きくすることができる。
よって、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を備えた車体前部構造において、フロントサイドフレームの前後方向の剛性差を確実に設定しつつ、所望の荷重伝達挙動や変形挙動を得ることができる。

本発明の実施形態について、以下、図面に基づいて詳述する。
まず、図１〜図６により本発明の実施形態に係る車体前部構造の全体構造について説明する。図１は車体前部構造の全体斜視図である。図２は右側フロントサイドフレーム近傍を車幅内方側からみた側面図、図３は右側フロントサイドフレーム近傍を車幅外方側からみた側面図、図４は右側フロントサイドフレーム近傍の正面図、図５は右側フロントサイドフレーム近傍の平面図、図６は右側フロントサイドフレーム近傍の底面図である。なお、図３のボディサイドパネルはアウターパネルを取り除いた状態としている。

図１に示すように、車体前部構造ＢＦは、左右一対の車体前後方向に延びるフロントサイドフレーム１，１と、そのフロントサイドフレーム１，１の前端部を車幅方向に延びて連結するバンパーフレーム２と、そのフロントサイドフレーム１，１の中間部外側側方で略上下方向に立設するサスタワー３，３と、そのサスタワー３，３の上端外側側方で車体前後方向に延びるエプロンレイン４，４と、フロントサイドフレーム１，１の後方で車幅方向且つ上下方向に広がってエンジンルームＥＲと車室ＣＢとを仕切るダッシュパネル５と、ダッシュパネル５の上端で車幅方向に延びるカウルボックス６と、そのカウルボックス６の側端に連結されて車室側壁をなすボディサイドパネル７と、ダッシュパネル５下端から車体後方に略水平方向に広がるフロアパネル８と、を備えている。

また、フロントサイドフレーム１，１の下方には、前輪のフロントサスペンション装置（図示せず）を支持する略井形状のサスペンションフレーム９を設置しており、ラバーマウント１０，１０等を介して、フロントサイドフレーム１及びフロアパネル８に対して締結固定されている。

さらに、前述のボディサイドパネル７は、カウルボックス６の連結位置より上方に位置するフロントピラー１１と、カウルボックス６の連結位置より下方に位置して上下方向に延びるドアヒンジピラー１２と、ドアヒンジピラー１２から車体後方側に延びてフロアパネル８側方に位置するサイドシル１３と、を備えている。

前述のフロントサイドフレーム１，１は、図２に示すように、前部で車体前後方向に延びるメインフレーム部２０と、後方側で三方に分岐する分岐フレーム部３０，４０，５０とを備えている。

このうち、分岐フレーム部は、上部分岐フレーム部３０と、中間分岐フレーム部４０と、下部分岐フレーム部５０の、計三本で構成しており、各後端部３１，４１，５１を、車幅外方側上方に位置するフロントピラー１１、車幅内方側に位置するトンネル部１４、車幅外方側下方に位置するサイドシル１３、にそれぞれ連結している。

具体的には、図４に示すように、上部分岐フレーム部３０が車幅外方側上方に湾曲してフロントピラー１１の下部１１ａに連結されており、中間分岐フレーム部４０が車幅内方側に湾曲してトンネル部１４の前端上部角部１４ａに連結されており、さらに、下部分岐フレーム部５０が車幅外方側下方に湾曲してサイドシル１３の前端１３ａに連結されている。

このように連結することにより、各分岐フレーム部３０，４０，５０は、図４に示すように、正面視でメインフレーム部２０の位置を中心として約１２０°間隔で放射状に延びることになり、車体前方から作用する衝突荷重を、略均等に車体後方側の各剛性部材（１１，１３，１４）に伝達することができる。

また、図５に示すように、この各分岐フレーム部３０，４０，５０の分岐点Ｘは、ダッシュパネル５から所定量前方に離間した位置に設定しており、この分岐点Ｘからダッシュパネル５との間に所定の変形空間Ｓを形成している。

すなわち、各分岐フレーム部３０，４０，５０を、ちょうど「カメラの三脚」のように分岐させることで、ダッシュパネル５との間に変形空間Ｓを形成して、前面衝突の際に、この分岐点Ｘを車体後方に後退変形させることで、この各分岐フレーム部３０，４０，５０でも衝突荷重を吸収させるようにしている。

また、各分岐フレーム部３０，４０，５０の形状を、図２、図３、図５及び図６に示すように、一旦後方側に延びた後、それぞれの連結方向に湾曲するように形成しているため、この湾曲位置で折れ曲り変形が生じ易くなっている。さらに、図４に示すように、各分岐フレーム部３０，４０，５０の閉断面を構成する平板部分３２，４２，５２を、湾曲位置の内方側に設定しているため、さらにこの湾曲位置で、各分岐フレーム部３０，４０，５０が折れ曲り変形が生じ易くなっている。

なお、上部分岐フレーム部３０については、後部を丸形パイプ３３で構成しているため、この部位における変形をできるだけ抑えて、車体前方からの衝突荷重を確実にフロントピラー１１に伝達できるように構成している。

次に、本実施形態の特徴部分であるフロントサイドフレーム１の構造について、図７〜図１０でより詳細に説明する。図７はフロントサイドフレームの詳細斜視図、図８はＡ−Ａ線矢視断面図、図９はＢ−Ｂ線矢視断面図、図１０はＣ−Ｃ線矢視断面図である。

フロントサイドフレーム１は、前述のように、メインフレーム部２０と、三本の分岐フレーム部３０，４０，５０とを備えており、それぞれが閉断面を構成している。
メインフレーム部２０は、図８に示すように、車幅外方側に位置する縦壁プレート２１と略ハット状のメインメンバー２２とを接合することで、縦長の略矩形の第一閉断面Ｗ１を構成している。

また、上部分岐フレーム部３０と下部分岐フレーム部５０は、図９に示すように、第一閉断面Ｗ１と同じ縦壁プレート２１に対して、略ハット状の第一サブメンバー３３と第二サブメンバー５３を上下位置に接合することで、それぞれ略矩形の第二閉断面Ｗ２と第三閉断面Ｗ３を構成している。

さらに、中間分岐フレーム部４０は、図１０に示すように、車幅内方側に位置する縦壁プレート４４と略ハット状の第三サブメンバー４３とを接合することで、第四閉断面Ｗ４を構成している。

これらフロントサイドフレーム１における閉断面（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４）は、車体前方から後方側に向って順次に増加するように構成している。
この閉断面（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４）の増加は、図７に示すように、フロントサイドフレーム１の内方側面に前後方向中間位置から後方に向って延びる凹状溝６０を形成し、この凹状溝６０に対して、さらに中間分岐フレーム部４０を嵌合固定することで達成している。

こうしてフロントサイドフレーム１における閉断面（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４）を増加させることにより、フロントサイドフレーム１の剛性を、前部、中部、後部の順で、順次高くすることができる。すなわち、閉断面（Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４）を順次増加させることで、フレーム面積が同一であっても、縦壁及び横壁を増加させることになり、フレーム剛性を高めることができるのである。

また、順次閉断面が増加することで、一気に大きな剛性差が生じないため、剛性差が生じる部分での応力集中の発生を緩和することができる。

また、凹状溝６０は、メインメンバー部２０の接合部２０ａの後方位置から徐々にフロントサイドフレーム１内方へ凹むように形成している。このため、第一閉断面Ｗ１から第二閉断面Ｗ２と第三閉断面Ｗ３へ閉断面が変化する間で、急激な断面変化が生じないため、この部分でも、応力集中の発生を緩和している。

中間分岐フレーム部４０は、後述のように、上部分岐フレーム部３０や下部分岐フレーム部５０等に接合されるが、この間の結合強度を高めるために、サスペンションフレーム９を取付けるサスフレーム取付けボルト６１によっても、締結固定されている。
具体的には、図９に示すように、サスフレーム取付けボルト６１を、上部分岐フレーム部３０の上横壁３４と下横壁３５の貫通穴３６，３６、中間分岐フレーム部４０の上横壁４５と下横壁４６の貫通穴４７，４７、及び下部分岐フレーム部５０の上横壁５４と下横壁５５の貫通穴５６，５６に、それぞれ挿通させて、締結ナット６２を螺合固定することにより、中間分岐フレーム部４０を上部分岐フレーム部３０と中間分岐フレーム部４０の間に締結固定している。

このように、サスフレーム取付けボルト６１によって、中間分岐フレーム部４０を締結固定することで、フロントサイドフレーム１の途中から固定される中間分岐フレーム部４０に対しても、サスフレーム取付けボルト６１を介して確実に衝突荷重を伝達できる。

また、サスフレーム取付けボルト６１側においても、この部分でフロントサイドフレーム１に締結固定されることで、サスペンションフレーム９側からサスペンション荷重を受けた場合にも、各分岐フレーム部３０，４０，５０に荷重を分散伝達できるため、サスペンション支持剛性を高めることができる。

また、図７に示すように凹状溝６０の上方に位置する上部分岐フレーム部３０には、エンジンマウント取付け用高ナット（長ナット）６３，６３を、上下方向に貫通するように、二つ設けている。

具体的には、図１０に示すように、上部分岐フレーム部３０の上横壁３４（上面）と下横壁３５（下面）に形成した貫通穴３７，３７に、エンジンマウント取付け用高ナット６３を挿通して、アーク溶接ｗ等によって上部分岐フレーム部３０に接合することで、エンジンマウント装置（図示せず）を取り付けるエンジンマウント取付け部ＥＭを構成している。なお、エンジンマウント装置は、エンジンマウント取付け用高ナット６３の上方から組付けを行なう。

このように、上部分岐フレーム部３０にエンジンマウント取付け用高ナット６３を設けることで、別途取付けブラケット等を設定しなくても、フロントサイドフレーム１にエンジンマウント取付け部ＥＭを構成することができる。

次に、図１１、図１２により、このフロントサイドフレーム１の接合方法について説明する。図１１の（ａ）が接合工程の第一段階を示した模式断面図、（ｂ）が第二段階を示した模式断面図、図１２の（ｃ）が第三段階を示した模式断面図、（ｄ）が第四段階を示した模式断面図である。

まず、（ａ）に示す第一段階では、第一サブメンバー３３と第二サブメンバー５３を接合する。この段階では、第一サブメンバー３３の下部フランジ３８と第二サブメンバー５３の上部フランジ５７を重ね合わせてスポット溶接で溶接する（×印が溶接ポイント）。このスポット溶接の後、第三サブメンバー４３を車幅内方側位置から組付ける。

次に、（ｂ）に示す第二段階では、この第三サブメンバー４３を第一サブメンバー３３と第二サブメンバー５３に接合する。この段階では、第三サブメンバー４３の上部フランジ４８を第一サブメンバー３３の内縦壁３３ａにスポット溶接して、下部フランジ４９を第二サブメンバー５３の内縦壁５３ａにスポット溶接する。このとき、第三サブメンバー４３は、第一サブメンバー３３と第二サブメンバー５３との間に、略ハット断面を嵌めこむようにして接合固定を行なう。このスポット溶接の後には、縦壁プレート２１を車幅外方側位置から組付ける。

さらに、（ｃ）に示す第三段階では、この縦壁プレート２１を第一サブメンバー３３等のフレーム組立体Ｕ１に接合する。この段階では、縦壁プレート２１の上端部２１ａを、第一サブメンバー３３の上部フランジ３９にスポット溶接して、縦壁プレート２１の中間部２１ｂを、第三サブメンバー４３の外縦壁４３ａ、第一サブフレーム３３の下部フランジ３８、第二サブフレーム５３の上部フランジ５７、に四枚重ねでスポット溶接して、さらに、縦壁プレート２１の下端部２１ｃを、第二サブメンバー５３の下部フランジ５８にスポット溶接する。これにより、上部分岐フレーム部３０と下部分岐フレーム部５０の第二閉断面Ｗ２と第三閉断面Ｗ３を構成する。このスポット溶接の後に中間分岐フレーム部４０の縦壁プレート４４を車幅内方側位置から組付ける。

最後に、（ｄ）に示す第四段階では、この中間分岐フレーム部４０の縦壁プレート４４を第一サブメンバー３３等のフレーム組立体Ｕ２に接合する。この段階では、縦壁プレート４４の上端部４４ａを第三サブフレーム４３の上部フランジ４８、第一サブフレーム３３の内縦壁３３ａにスポット接合して、縦壁プレート４４の下端部４４ｂを第三サブフレーム４３の下部フランジ４９、第二サブフレーム５３の内縦壁５３ａにスポット接合する。これにより、中間分岐フレーム部４０の第四閉断面Ｗ４を構成することになり、さらに、各分岐フレーム部３０，４０，５０を一体のフレーム組立体として構成することができる。なお、このスポット作業を行なうためには、車幅外方側の縦壁プレート２１に、図示するように溶接作業穴ＯＰを形成するのが望ましい。

以上のような、接合方法によって、三本の各分岐フレーム部３０，４０，５０を接合することで、各分岐フレーム部３０，４０，５０が一体となり、車体後方側の各剛性部材（１１，１３，１４）に対して確実に衝突荷重を伝達することができる。

特に、各分岐フレーム部３０，４０，５０の構造を略ハット状のサブメンバー（３３，４３，５３）と縦壁プレート２１，４４を組合せて構成していることで、この衝突荷重の伝達性能をより高めている。すなわち、このような組み合わせ構造によることで、衝突時に生じる作用・反作用の関係によって生じる各分岐フレーム部３０，４０，５０の挙動を互いに打ち消しあうようにでき、車体後方側の剛性部材（１１，１３，１４）に対して確実に衝突荷重を伝達することができるのである。

図１３を利用して、この作用・反作用の関係によって生じる各分岐フレーム部３０，４０，５０の挙動の打ち消し合いについて説明する。

前述のように、各分岐フレーム部３０，４０，５０は、上部分岐フレーム部３０が車幅外方側上方位置のフロントピラー１１に連結され、中間分岐フレーム部４０が車幅内方位置のトンネル部１４に連結され、下部分岐フレーム部５０が車幅外方側下方位置のサイドシル１３に連結されている。

このため、衝突荷重がフロントサイドフレーム１の前部から作用すると、作用・反作用の関係により、フロントサイドフレーム１の分岐点Ｘ（図５参照）である各分岐フレーム部３０，４０，５０の前端部には、連結位置とは逆方向に移動しようとする挙動（矢印で示す）が生じる。

この逆方向に動く挙動に対して、各分岐フレーム部３０，４０，５０が互い存在していることでその挙動を規制し合う。
まず、上部分岐フレーム部３０については、フロントピラー１１とは逆方向である車幅内方側下方（矢印α）へ移動しようとする。これに対して、中間分岐フレーム部４０の上部フランジ４０Ａが車幅内方側への動きを規制し、また、中間分岐フレーム部４０の上横壁４０Ｂ（第四閉断面Ｗ４）が下方側への動きを規制することになる。

また、中間分岐フレーム部４０については、トンネル部１４とは逆方向である車幅外方側（矢印β）へ移動しようとする。これに対して、上部分岐フレーム部３０の下部フランジ３０Ｃ、下部分岐フレーム部５０の上部フランジ５０Ａ、さらに、縦壁プレート２１が存在していることで車幅外方側への動きを規制することになる。

さらに、下部分岐フレーム部５０については、サイドシル１３とは逆方向である車幅内方側上方（矢印γ）へ移動しようとする。これに対して、中間分岐フレーム部４０の下部フランジ４０Ｃが車幅内方側への動きを規制し、また中間分岐フレーム部４０の下横壁４０Ｄ（第四閉断面Ｗ４）が上方側への動きを規制することになる。

したがって、各分岐フレーム部３０，４０，５０は、前面衝突の際に、フロントサイドフレーム１前方から大きな衝突荷重が作用しても、分岐点Ｘ（図５参照）で分離するようなこともなく、確実に、車体後方側の剛性部材（１１，１３，１４）に対して衝突荷重を分散伝達することができる。

以上により、より確実に三方に分岐して延びるフロントサイドフレーム１の効果を得ることが得ることができる。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。
この実施形態では、フロントサイドフレーム１の側面に前後方向中間部から後方側に延びる凹状溝６０を形成し、その凹状溝６０に対して凹状溝６０の前後方向中間部から後方側に延びる中間分岐フレーム部４０を連結している。

これにより、フロントサイドフレーム１のフレーム断面が、フロントサイドフレーム１前部では、略矩形の第一閉断面Ｗ１で構成され、フロントサイドフレーム１中間部では、凹状溝６０で上下に分断されて第二閉断面Ｗ２と第三閉断面Ｗ３で構成され、フロントサイドフレーム１後部では、さらに中間分岐フレーム部４０の第四閉断面Ｗ４も加わった三つの閉断面（Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４）で構成されることになる。
このため、フロントサイドフレーム１の断面構造が、フロントサイドフレーム１の後方側に向うに従って順次複雑な形状となるように構成されるため、フロントサイドフレーム１自体の剛性を、車体後方側に向かうに従って確実に徐々に大きくすることができる。
よって、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１，１を備えた車体前部構造において、フロントサイドフレーム１の前後方向の剛性差を確実に設定しつつ、所望の荷重伝達挙動や変形挙動を得ることができる。

また、この実施形態では、フロントサイドフレーム１の横壁の数を、車体前方から順次増加するように設定している。
具体的には、フロントサイドフレーム１前部では二つ（２２ａ，２２ｂ）（図８参照）、フロントサイドフレーム１中間部では四つ（３４，３５，５３ｂ，５３ｃ）（図９参照）、フロントサイドフレーム１後部では六つ（３４，３５，４５，４６，５４，５５）（図１０参照）となるように設定している。

これにより、前面衝突時におけるフロントサイドフレーム１の上下方向の挙動変化に対する剛性を高めることができ、上下方向の屈曲変形のおそれをなくすことができる。
よって、前面衝突の際に、フロントサイドフレーム１が上下方向に屈曲変形するのを防止して、より確実に軸圧縮を生じさせ、所望の荷重伝達挙動や変形挙動を得ることができる。

また、この実施形態では、上部分岐フレーム部３０を車幅外方側上方で上方側に延びるフロントピラー１１に連結し、下部分岐フレーム部５０を車幅外方側下方で車体後方側に延びるサイドシル１３に連結し、中間分岐フレーム部４０を車幅内方側で車体後方側に延びるトンネル部１４に連結している。
これにより、フロントサイドフレーム１の各分岐フレーム部３０，４０，５０を、正面視でメインフレーム部の位置を中心として放射状に三方に位置するフロントピラー１１、サイドシル１３及びトンネル部１４といった剛性部材に連結することになる。
このため、フロントサイドフレーム１に作用する前面衝突荷重は、それぞれ放射状に三方に位置する剛性部材（１１，１３，１４）に、略均等に分散伝達されることになり、フロントサイドフレーム１に作用する衝突荷重を、確実に車体後方側の剛性部材（１１，１３，１４）に伝達することができる。
よって、フロントサイドフレーム１の荷重伝達に偏りが生じることがないため、フロントサイドフレーム１が確実に軸圧縮することになり、フロントサイドフレーム１で効果的に衝突荷重を吸収することができる。

また、この実施形態では、中間分岐フレーム部４０を凹状溝６０の車幅内方側に略嵌合するように設置して、その中間分岐フレーム部４０の上部フランジ４０Ａを上部分岐フレーム部３０の車幅内方側（３３ａ）に接合して、中間分岐フレーム部４０の下部フランジ４０Ｃを下部分岐フレーム部５０の車幅内方側（５３ａ）に接合している（図１３参照）。
これにより、フロントサイドフレーム１が前面衝突荷重を受けた際に、各分岐フレーム部３０，４０，５０が作用・反作用の関係で連結位置と逆方向に移動しようとする挙動を、各分岐フレーム部３０，４０，５０同士で抑制し合うことができる。
特に、各分岐フレーム部３０，４０，５０を構成する略ハット形メンバー（３３，４３，５３）同士が上下方向に重なり合うように設置することで、作用・反作用の関係で連結位置と逆方向に移動しようとする各分岐フレーム部３０，４０，５０の挙動を、より確実に抑えることができる。
このため、各分岐フレーム部３０，４０，５０は、前面衝突荷重を受けた際に、互いにその位置を拘束し合うため、確実に衝突荷重をフロントピラー１１、トンネル部１４、及びサイドシル１３に分散伝達することができる。
よって、各分岐フレーム部３０，４０，５０を三方に分岐してフロントピラー１１、トンネル部１４、サイドシル１３に連結するように構成したフロントサイドフレーム１において、より確実に、三つの剛性部材（フロントピラー１１、トンネル部１４、サイドシル１３）に対して、荷重を伝達することができる。

また、この実施形態では、中間分岐フレーム部４０を、フロントサイドフレーム１を上下方向に貫通するサスフレーム取付けボルト６１で、締結固定している（図１０参照）。
これにより、フロントサイドフレーム１に作用する衝突荷重がサスフレーム取付けボルト６１を介して、確実に中間分岐フレーム部４０に伝達されることになる。
すなわち、中間分岐フレーム部４０をサスフレーム取付けボルト６１という別部材を介して固定することで、フロントサイドフレーム１に対して途中から固定される中間分岐フレーム部４０に対して、前方から作用する衝突荷重を確実に伝達することができる。
よって、中間分岐フレーム部４０に対して衝突荷重を確実に伝達することができ、荷重分散を確実に行なうことができる。
なお、このサスフレーム取付けボルト６１とは、別の締結ボルトを設定して、中間分岐フレーム部４０を締結固定するようにしてもよい。

特に、この実施形態では、サスフレーム取付けボルト６１で中間分岐フレーム部４０を締結固定しているため、中間分岐フレーム部４０を締結する締結ボルトと、サスペンションフレーム９を取り付けるボルトとを兼ねることができる。
また、サスフレーム取付けボルト６１が、各分岐フレーム部３０，４０，５０を貫通することになるため、サスフレーム取付けボルト６１の締結強度が高まり、サスペンションフレーム９の支持剛性を高めることができる。
よって、部品点数の削減を図ることができると共に、サスペンションフレーム９からフロントサイドフレーム１に入力される荷重を確実に支持することができ、車両の操縦安定性も高めることができる。

また、この実施形態では、上部分岐フレーム部３０の上面（上横壁３４）、下面（下横壁３５）に跨って、エンジンマウント取付け用高ナット６３を挿通している（図９参照）。
これにより、上部分岐フレーム部３０の上面と下面を利用して、エンジンマウント取付け用高ナット６３を挿通固定できる。
このため、従来、別途必要であったエンジンマウント取付け用高ナット６３の取付けブラケットを、フロントサイドフレーム１内に設けることなく、エンジンマウント取付け部ＥＭを構成することができる。
よって、エンジンマウント取付け部ＥＭの簡素化を図ることができる。
なお、この実施形態では、エンジンマウント取付け用高ナットを上部分岐フレーム部３０に設置したが、その他に、エンジンマウントを固定するための締結ボルト等を、上部分岐フレーム部３０内に挿通するように構成してもよい。

また、本実施形態では、フロントサイドフレーム１の各板厚を特に限定することなく説明したが、メインフレーム部２０を薄い板厚部材で構成して、各分岐フレーム部３０，４０，５０を厚い板厚部材で構成することで、よりメインフレーム部２０を軸圧縮するようにして、各分岐フレーム部３０，４０，５０をより変形しにくくしてもよい。

さらに、各分岐フレーム部３０，４０，５０においても、板厚を異ならせ、上部分岐フレーム部３０を最も厚くして、中間分岐フレーム部４０を次に厚くして、下部分岐フレーム部５０を最も薄くすることで、車体がノーズダイブした際のフロントサイドフレーム１の折れ曲りをできるだけ抑えるようにしてもよい。

また、参考例として、中間分岐フレーム部材４０以外の、メインフレーム部２０、上部分岐フレーム部３０、下部分岐フレーム部５０を、一体のフレーム部材で構成することも考えられる。

以上、この発明の構成と、前述の実施形態との対応において、
この発明の凹部は、実施形態の凹状溝６０に対応し、
以下、同様に
中間閉断面部材は、中間分岐フレーム部４０に対応し、
上側閉断面部材は、上部分岐フレーム部３０に対応し、
下側閉断面部材は、下部分岐フレーム部５０に対応し、
締結ボルト、取付けボルトは、サスフレーム取付けボルト６１に対応するも、
この発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、あらゆる車体前部構造の実施形態を含むものである。

実施形態に係る車体前部構造の全体斜視図。 右側フロントサイドフレーム近傍を車幅内方側からみた側面図。 右側フロントサイドフレーム近傍を車幅外方側からみた側面図。 右側フロントサイドフレーム近傍の正面図。 右側フロントサイドフレーム近傍の平面図。 右側フロントサイドフレーム近傍の底面図。 フロントサイドフレームの詳細斜視図。 図７のＡ−Ａ線矢視断面図。 図７のＢ−Ｂ線矢視断面図。 図７のＣ−Ｃ線矢視断面図。 （ａ）接合工程の第一段階を示した模式断面図、（ｂ）第二段階を示した模式断面図。 （ｃ）第三段階を示した模式断面図、（ｄ）第四段階を示した模式断面図。 作用・反作用の関係による挙動の打ち消し合いを説明する断面図。

１…フロントサイドフレーム
５…ダッシュパネル
１１…フロントピラー
１３…サイドシル
１４…トンネル部
３０…上部分岐フレーム部
４０…中間分岐フレーム部
５０…下部分岐フレーム部
６１…サスフレーム取付けボルト

Claims (7)

1. 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を備えた車体前部構造であって、
   前記フロントサイドフレームの側面に前後方向中間部から後方側に延びる凹部を形成し、
   該凹部に対して凹部の前後方向中間部から後方側に延びる中間閉断面部材を連結すると共に、
   前記フロントサイドフレームを上側閉断面部材と下側閉断面部材とに分割し、
   前記中間閉断面部材を、前記フロントサイドフレームを上下方向に貫通する締結ボルトで、フロントサイドフレームに締結固定した
   車体前部構造。
2. 前記フロントサイドフレーム及び中間閉断面部材の横壁の数を、車体前方から順次増加するように設定した
   請求項１記載の車体前部構造。
3. 前記上側閉断面部材を車幅外方側上方で上方側に延びるフロントピラーに連結し、
   前記下側閉断面部材を車幅外方側下方で車体後方側に延びるサイドシルに連結し、
   前記中間閉断面部材を車幅内方側で車体後方側に延びるトンネル部に連結した
   請求項１又２記載の車体前部構造。
4. 前記中間閉断面部材を前記凹部の車幅内方側に略嵌合するように設置して、
   該中間閉断面部材の上方に延びる上部フランジ部を前記上側閉断面部材の車幅内方側に接合して、
   該中間閉断面部材の下方に延びる下部フランジ部を前記下側閉断面部材の車幅内方側に接合した
   請求項３記載の車体前部構造。
5. 前記上側閉断面部材を、車幅外方側に位置する縦壁プレートと車幅内方側に位置する略ハット形メンバーを接合して構成し、
   前記中間閉断面部材を、車幅内方側に位置する縦壁プレートと車幅外方側に位置する略ハット形メンバーを接合して構成し、
   前記下側閉断面部材を、車幅外方側に位置する縦壁プレートと車幅内方側に位置する略ハット形メンバーを接合して構成する共に、
   該中間閉断面部材の略ハット形メンバーの上側横壁が上側閉断面部材の略ハット形メンバーの下側横壁に当接するように設定し、中間閉断面部材の略ハット形メンバーの下側横壁が下側閉断面部材の略ハット形メンバーの上側横壁に当接するように設定した
   請求項４記載の車体前部構造。
6. 前記締結ボルトを、サスペンションフレームの取付けボルトとした
   請求項１〜５いずれか記載の車体前部構造。
7. 前記フロントサイドフレームの凹部上方の上下面に跨って、エンジンマウント固定用の締結手段を挿通した
   請求項１〜６いずれか記載の車体前部構造。

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