JP5417463B2 - 自動車の車体前部構造 - Google Patents

Description

この発明は、自動車の車体前部構造に関する。

自動車等の車両の中には、車両前面衝突時に、フロントクロスメンバの後方に位置するロアメンバを下方に屈曲させることで、ロアメンバに支持されたスタビライザ等のサスペンション部品を下方に変位させて、車体前部のクラッシュストロークを確保する技術が知られている（特許文献１参照）。
また、車体前部の下部にサスペンション部材を支持するサブフレームを備え、このサブフレームの後端部を固定するボルトを、前面衝突をトリガーとして火薬を爆発させて引き抜き、サブフレームに支持されたサスペンション部材を下方に変位させ、車体前部のクラッシュストロークを確保する技術が知られている（特許文献２参照）。

特開２０１０−２４７５９８号公報 米国特許出願公開第２０１０／０００４８２６号明細書

前者の技術においては、ロアメンバが衝突時に変形することを前提としているため、フロントクロスメンバとフロアパネルとの結合力が弱くなる。そのため、サスペンション支持剛性を確保するためには、クロスメンバとフロントサイドフレームとを補強することが不可欠となり重量増加が避けられないという課題がある。
後者の技術においては、火薬によりボルトを抜く構造であるためボルト締結部での衝突エネルギー吸収は見込めず、かつサブフレーム変形量と火薬を爆発させるタイミングの設定が難しいという課題がある。

そこで、この発明は、重量増加を抑えつつ、より多くのエネルギー吸収を行うことができ、衝突時のエネルギー吸収のタイミングの設定が容易な自動車の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に、請求項１に記載した発明は、車体前部の左右に車体前後方向に沿って配置されたフロントサイドフレーム（例えば、実施形態におけるフロントサイドフレーム７，７）と、車体フロア（例えば、実施形態におけるフロントフロアパネル１、ダッシュボードパネル２）の前部とに渡って、サスペンション部品（例えば、実施形態におけるロアアーム３８）を支持するサブフレーム（例えば、実施形態におけるサブフレーム２２）が、少なくとも前端部（例えば、実施形態における前端取付部２９）と後端部（例えば、実施形態における締結部４４）で支持され、前記サブフレームは、車両前面衝突時の入力荷重により前後方向中途部で下方に向かって折れ曲がる起点となる脆弱起点部（例えば、実施形態における凹み形状部３２）を備え、前記後端部には前記車体フロアの前部に対する締結部（例えば、実施形態における締結部４４）が設けられ、前記締結部から運転姿勢にある乗員の踵位置付近に至る範囲で後方に後端延長部（例えば、実施形態における後端延長部４９）が延出するとともに、左右一対の前記フロントサイドフレームの前端部に取り付けられるフロントバルクヘッドを備え、前記サブフレームは、サブフレーム本体と、前記サブフレーム本体の前端両側部から前側に延びる左右一対の延長アームと、を含み、前記延長アームは、延長アーム本体と、前記延長アーム本体の後端部に設けた後端取付部と、前記延長アーム本体の前端部に設けた前端取付部と、を含み、前記延長アームの後端取付部は、前記サブフレーム本体に固定され、前記延長アームの前端取付部は、前記フロントバルクヘッドに固定され、前記脆弱起点部は、前記延長アーム本体の後端部に形成されることを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、前記車体フロアの車幅方向中央部にフロアトンネル部（例えば、実施形態におけるフロアトンネル部３）が形成され、このフロアトンネル部の両側に前後方向に延びるフロアセンタフレーム（例えば、実施形態におけるフロアセンタフレーム１３）が設けられ、各フロアセンタフレームの前端部に前端延長部（例えば、実施形態における前端延長部１４）が設けられ、前記サブフレームの前記締結部は、前記フロアセンタフレームの前記前端延長部に固定され、この前端延長部の前方に、前記サブフレームに支持される車載部品（例えば、実施形態におけるステアリングギヤボックスＧ）を配置するとともに、前記前端延長部はＬ字形状であり、フロントフロアパネルとダッシュボードパネルとに亘って接合されることを特徴とする。
請求項３に記載した発明は、前端部が前記フロントサイドフレームの後端部に接続されるフロントサイドフレームリヤエンドを備え、前記前端延長部は、ハット型断面形状に形成され前記フロアセンタフレームに重合されて閉断面構造部を形成する後部と、前記後部の前端から車幅方向外側に伸び前記フロントサイドフレームリヤエンドの内側壁に接合されて閉断面構造部を形成する前部連結部と、を含むことを特徴とする。

請求項４に記載した発明は、前記フロアセンタフレームの前記前端延長部は、前記サブフレームの前記後端延長部を受け入れる凹部（例えば、実施形態における凹部１７）を備えていることを特徴とする。

請求項５に記載した発明は、前記サブフレームの前記前端部は前記サブフレームの前記脆弱起点部よりも高い位置にあることを特徴とする。

請求項６に記載した発明は、前記サブフレームの前記後端延長部は、前記サブフレームの前記脆弱起点部よりも後方部分と同等以上の強度剛性を備えていることを特徴とする。

請求項７に記載した発明は、前記サブフレームの前記締結部の周囲が補強されていることを特徴とする。

請求項８に記載した発明は、前記サブフレームは前記脆弱起点部よりも後方部分に前記フロントサイドフレームとの中間締結部（例えば、実施形態における上部取付アーム部２５）を備え、この中間締結部には下方に向く荷重を受けると離脱する離脱起点部（例えば、実施形態における離脱用切欠き３７）が設けられていることを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、車両前面衝突の際にサブフレームの前端部に入力荷重が作用すると、サブフレームは脆弱起点部で下方に向かって折れ曲がり、サブフレームの後端延長部の後端を中心にしてサブフレームの後端部の締結部を下向きに引き出すように荷重が作用する。そのため、サブフレームの後端部の締結部がボルトなどで固定されていた場合には、ボルトが車体フロアの前部を破壊してタイミングよく下方に引き抜かれるように作用し、衝突エネルギーを吸収すると共に車体フロアを上側に変形させることを防止できる。
また、サブフレームが脆弱起点部で下方に向かって折れ曲がるためサブフレームに支持されたサスペンション部品や車載部品を下方に変位させるので、サスペンション部品や車載部品をフロントサイドフレームのクラッシュストロークの範囲外に待避させ、車体の変形ストローク、つまりフロントサイドフレームの座屈ストロークを大きく確保して衝突エネルギーを十分に吸収できる。
よって、例え、乗員の足下付近の車体フロアがサブフレームの後端延長部に押圧されて上側に変形したとしても、その変形は乗員の踵部付近を隆起させるに止まるため、乗員のつま先付近が押圧される場合と異なり、乗員の足首角度が拡大する方向への車体フロアの変形となるので、乗員に与えるダメージを小さくできる。
請求項２，３に記載した発明によれば、サブフレームの締結部からの衝突エネルギーを強度剛性の高いフロアセンタフレームに分散できる。また、サブフレームの後端延長部の後端を強度剛性の高いフロアセンタフレームの前端延長部で支持することができるので、サブフレームの脆弱起点部から後側の長さを長くし、ダッシュボードパネル近傍でサブフレームに支持される車載部品を大きく下方に待避させフロントサイドフレームのクラッシュストロークを確保し、フロントサイドフレームが屈曲したりして衝突エネルギー吸収量が減少するのを防止できる。
請求項４に記載した発明によれば、サブフレームの後端延長部を受け入れるフロアセンタフレームの前端延長部の長さと凹部の設定により、フロアセンタフレームの前端延長部の変形する部位を調整でき、乗員の足下付近の車体フロア上方隆起位置を、乗員に与える影響が小さい位置に設定できる。
請求項５に記載した発明によれば、サブフレームの脆弱起点部を下方に向かって折れ曲がり易くできる。
請求項６に記載した発明によれば、サブフレームの後端延長部が変形しないで、サブフレームが後端延長部の後端を中心にして確実に回動できる。これによって、サブフレーム後端部の締結部のボルトなどの締結具をてこの原理で確実に引き抜くことができる。
請求項７に記載した発明によれば、サブフレームの支持剛性を向上でき、サブフレームの締結部をボルト等で固定した場合に、このボルトの離脱を容易に行うことができる。
請求項８に記載した発明によれば、サスペンション部品をサブフレームの脆弱起点部よりも後方に支持できるので、車体前部を短縮して小型化できる。また、離脱起点部によりサブフレームが後端延長部の後端を中心にして回動する動作を阻害しない。

この発明の実施形態の自動車の車体前部を下側から見た斜視図である。 図１の要部拡大斜視図である。 車体前部を下側から見た下面図である。 車体前部を右斜め上から見た斜視図である。 車体前部左側を下方から見た斜視図である。 車体前部を左外側斜め下から見た斜視図である。 車体前部を前方斜め右下から見た斜視図である。 延長アームの取付部位を左前方斜め前側から見た斜視図である。 延長アームの取付部位を左側方やや斜め前から見た斜視図である。 図９のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 ロアアームを取付けた状態を左側斜め下から見た斜視図である。 ロアアームを取付けた状態の要部下面図である。 後端延長部の付近を下から見た斜視図である。 締結部を車室内から見た一部切欠斜視図である。 図１４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図１３のＣ−Ｃ断面図である。 サブフレーム本体の後部取付部の側断面図である。 衝突状態を示す側面説明図である。

次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、自動車の車体の前部を下側から見た斜視図である。図１に車体前部構造を示すように、フロントフロアパネル１の前端部にはダッシュボードパネル２の後端部が接続されている。ダッシュボードパネル２は後端部がフロントフロアパネル１と同様に平坦に形成され、前側が斜め前方に向かって立ち上がり、車室とエンジンルームとを隔成している。尚、ダッシュボードパネル２の平坦な部分及び前方で立ち上がり始める部分もフロントフロアパネル１と共に車体フロアとして構成される。

フロントフロアパネル１には、車幅方向中央部に前後方向に沿って車室内側に膨出するフロアトンネル部３が形成されている。このフロアトンネル部３はダッシュボードパネル２の後端部に向かって延びダッシュボードパネル２の後端部の切欠部に接続されている。フロアトンネル部３（ダッシュボードパネル２も同様）は頂部からそのままフロントフロアパネル１の高さまで下がるように形成されているのではなく、頂部よりも一段下がったやや低い部分が形成され、その後にフロントフロアパネル１の平坦部分に連なっている（図１６参照）。フロントフロアパネル１の両側部にはサイドシル４，４が取り付けられ、サイドシル４，４とフロアトンネル部３との間には、フロントフロアパネル１の平坦部の上面に接合されて閉断面構造部を形成するハット型断面形状のフロアフレーム５，５（波線で示す）が車体前後方向に沿って設けられている。

ダッシュボードパネル２の下面にはフロアフレーム５の前端部に下側から重なるようにフロントサイドフレームリヤエンド６が接合されている。このフロントサイドフレームリヤエンド６の前端部に、エンジンルームの骨格部材としてフロントフロアパネル１の平坦部よりもやや高い位置で車体前部の左右に車体前後方向に沿ってフロントサイドフレーム７が接合されている。

左右一対のフロントサイドフレーム７の前端部には矩形枠状のフロントバルクヘッド８が、左右に上下に延びるサイドステイ８ｓ（図４参照）の外面で取り付けられている。フロントサイドフレームリヤエンド６とサイドシル４の前端部との間にはアウトリガ９が接続されアウトリガ９の前側に位置するダッシュボードパネル２の前端部にはホイルハウス１０が接続されている。
ホイルハウス１０の上側にはホイルハウスアッパメンバ１１が接合され、ホイルハウスアッパメンバ１１の前端部にホイルハウスロアエクステンション１２の前端部が接合され、ホイルハウスロアエクステンション１２の後端部がフロントサイドフレーム７の側部に接合されている。

そして、フロントフロアパネル１の下面にはフロアトンネル部３の両側に車体前後方向に沿って延び、フロントフロアパネル１の下面に閉断面構造部を形成するハット型断面形状のフロアセンタフレーム１３，１３が取り付けられている。

図２は図１の要部拡大斜視図であって、フロントフロアパネル１の左前側を下側から拡大して示している。図２において、フロントサイドフレームリヤエンド６はハット型断面形状の部材であって、フロントフロアパネル１とダッシュボードパネル２との接合部分の下側に閉断面構造を形成し、後端部はフロアフレーム５（波線で示す）の前端部に下側から重なる位置に接合され、前端部はフロントサイドフレーム７の後端部に接続されている。

したがって、このフロントサイドフレームリヤエンド６によって、閉断面構造のフロントサイドフレーム７とフロントフロアパネル１上に閉断面構造部を形成するフロアフレーム５（波線で示す）とが閉断面構造部で連結される。
尚、フロアフレーム５の前端部とフロントサイドフレームリヤエンド６の後端部はフロントフロアパネル１を挟んで互いに重なり合う部分が存在し、各々が他と重なり合う部分では、先端部に向かうほど徐々に断面積が小さくなるように形成されて、フロントフロアパネル１の表裏に接合されている。

フロントサイドフレームリヤエンド６の車幅方向の外側には、各フロントサイドフレームリヤエンド６の底壁部と各サイドシル４とに渡ってアウトリガ９が下側（図２においては上側）から重合されている。アウトリガ９は、車幅方向外側部分でフロントフロアパネル１とダッシュボードパネル２との境界部分にも跨るようにして、各サイドシル４の下面に接合されている。

各フロアセンタフレーム１３の前端部には、フロントフロアパネル１とダッシュボードパネル２とに渡ってＬ字形状の前端延長部１４が下側（図２においては上側）から接合されている。この前端延長部１４は、ハット型断面形状に形成されフロアセンタフレーム１３に重合されて閉断面構造部を形成する後部１４ｒと、この後部１４ｒに外側に屈曲して連なり同じく閉断面構造部を形成する前部連結部１４ｆとで構成されている。前部連結部１４ｆは後部１４ｒの前端から車幅方向外側に伸びて、周縁フランジ部の幅方向外側部位がフロントサイドフレームリヤエンド６の内側壁に接合されている。この前部連結部１４ｆを備えた前端延長部１４によって、フロアセンタフレーム１３とフロントサイドフレーム７とが閉断面構造部で連結される。

前部連結部１４ｆは、前端側に下方に向いたサブフレーム後端取付座１５を備えている。このサブフレーム後端取付座１５は、図２におけるフロアセンタフレーム１３の高さよりも低い位置（地上からはより高い位置）に設けられ、このサブフレーム後端取付座１５の後方部位に隣接して前部連結部１４ｆの前側に、前部連結部１４ｆの後側に比較して突出量が低く抑えられた凹部１７が形成されている。サブフレーム後端取付座１５にボルト孔１６が形成され、凹部１７に後述するサブフレーム２２のサブフレーム本体２３の後端延長部４９（図１３参照）が受け入れられる。
ここで、フロントサイドフレーム７の後端部にはサブフレーム中間結合孔１８が形成され、フロントサイドフレームリヤエンド６の前端部にはロアアームの後端支持ブラケット外側取付孔１９が形成されている。尚、ダッシュボードパネル２には前端延長部１４の前側にステアリングシャフト挿通孔２０が形成されている。

図３〜図５はサブフレームを取付けた状態を示し、図３は車体前部を下側から見た下面図、図４は車体前部を右斜め上から見た斜視図、図５は車体前部左側を下方から見た斜視図である。
図３〜図５に示すように、フロントサイドフレーム７，７と、フロントフロアパネル１の前部とに渡って、図示しないロアアーム、タイヤ等を含むサスペンション部品や電動パワーステアリング装置ＥＰＳ（後述）を支持するサブフレーム２２が、前端部と後端部と前後方向中央部で支持されている。具体的には、フロントサイドフレーム７，７に取付けられたフロントバルクヘッド８の下部両端コーナー部とフロントフロアパネル１に取付けられたフロアセンタフレーム１３前端の前端延長部１４とに渡って、サブフレーム２２が固定されている。

サブフレーム２２は、アルミニウム合金で鋳造された台形状のサブフレーム本体２３と、サブフレーム本体２３の前端両側部から末広がり状に前側に延びる左右一対の延長アーム２４，２４とで構成されている。前端延長部１４の前方位置であって、図４に示すようにサブフレーム２２、つまりサブフレーム本体２３上面の車幅方向３カ所で電動パワーステアリング装置ＥＰＳがボルトＢによって固定されている。尚、図４において電動パワーステアリング装置ＥＰＳの左側にはステアリングギヤボックスＧが設けられ、ステアリングギヤボックスＧはステアリングシャフト挿通孔２０の下側に近接して配置されている。

サブフレーム本体２３は、平面から見ると、前側に湾曲した後縁と、前方に向かい外側に開いて直線状に延びる左右の側縁と、車幅方向に直線状に延びる前縁とを備えたほぼ台形状の部材である。サブフレーム本体２３は上面が平坦で、下面に剛性を高めるため複数の交差する縦リブ（図１１，図１２参照）を備え、サブフレーム本体２３の前部の両端部には上方に延びる上部取付アーム部２５を備えている。

図６は車体前部を左外側斜め下から見た斜視図、図７は車体前部を前方斜め右下から見た斜視図、図８は延長アームの取付部位を左前方斜め前側から見た斜視図、図９は延長アームの取付部位を左側方やや斜め前から見た斜視図である。
図６〜図９にも示すように、延長アーム２４，２４は、延長アーム本体２４ａと、延長アーム本体２４ａの後端部に設けた後端取付部２７と、延長アーム本体２４ａの前端部に設けた前端取付部２９とで構成されている。
後端取付部２７は、サブフレーム本体２３の前部コーナー部を下側から支持する取付板２７ｌと上側の上取付片２７ｕとこれら連続させる前壁２７ｆとで構成されている。

取付板２７ｌは下側から三角形をなすように３本の締結ボルト２６，２６，２６でサブフレーム本体２３のねじ穴（ボス形状が一体形成されている）に締結固定され、上取付片２７ｕは下側から１本の締結ボルト２６をい挿通してナット２６’により締結固定されている。この後端取付部２７により延長アーム２４，２４がサブフレーム本体２３を上下から挟み込み前側を押さえるように固定されている。ここで、取付板２７ｌは上取付片２７ｕに比べて面積が大きく後方に延び、上取付片２７ｕは後端取付部２７の上部内側に形成されている。後端取付部２７の上部は上取付片２７ｕから外側に向かって延び、その後徐々に高さが下がり（図８参照）は最終的に下方に向かって下がっている。後端取付部２７の前壁２７ｆの外側寄りに、延長アーム本体２４ａの後端部が接続されている。

後端取付部２７により延長アーム２４，２４がサブフレーム本体２３を上下から挟み込み前側を押さえるように固定され、取付板２７ｌが三角形状の３点で締結されているため、サブフレーム２２の延長アーム２４，２４が末広がり状に前方ほど開くように配置されていても、前側から衝撃荷重が作用した場合に後述する凹み形状部３２において延長アーム２４，２４が確実に下方向へ屈曲できる。

延長アーム２４，２４の前端取付部２９は、後端取付部２７よりも高い位置（地上高で）に配置され、延長アーム本体２４ａの前端部にフロントバルクヘッド８の下部コーナー部、つまりサイドステイ８ｓとロアクロス８ｌとの接合部分に固定ボルト２８で締め付け固定されている。前端取付部２９は内蔵されたカラー３０を介して下方から固定ボルト２８とナット３１によって締結固定されている。前端取付部２９の先端部下片はフロントバルクヘッド８のロアクロス８ｌの下面に締結されている。

延長アーム本体２４ａは下側が開放された開断面形状の上部材２４ａｕに下側から上側が開放された開断面形状の下部材２４ａｌを差し込んで閉断面構造に形成されたものである（図１０参照）。
延長アーム本体２４ａの後端部には、後端取付部２７の前壁２７ｆへの取付部からやや前側に凹み形状部３２が形成されている。この凹み形状部３２は側面から見てくびれている部位であって、通常は何ら折れ曲がるようなことはないが、車両前面衝突時の所定の入力荷重により前後方向中途部で下方に向かって折れ曲がる起点となる。この凹み形状部３２が、これを起点として延長アーム本体２４ａ、つまり延長アーム２４が下側に折れ曲がる脆弱起点部を構成している。
ここで、凹み形状部３２は延長アーム２４の前端取付部２９よりも低い位置に形成されている。また、サブフレーム２２は凹み形状部３２の後方部分に上部取付アーム部２５を備えることになる。凹み形状部３２は上部材２４ａｕと下部材２４ａｌの双方が縮径して凹み形状部３２を形成している。

図１１に示すように、サブフレーム本体２３の上部取付アーム部２５の上端部に連結ブラケット３３が２本の固定ボルト３４，３４により側方から固定されている。そして、この連結ブラケット３３が上方向に向かって挿通された締結ボルト３５によりフロントサイドフレーム７の後端部のサブフレーム中間結合孔１８（図２参照）に締結固定されている。
ここで、固定ボルト３４，３４が挿通される連結ブラケット３３のボルト挿入孔３６には下側の一部が切欠かれた離脱用切欠き３７が設けられている。これにより、延長アーム２４，２４が凹み形状部３２を起点として下側に折れた際に、下方に向く荷重が作用すると連結ブラケット３３をフロントサイドフレーム７に残した状態で固定ボルト３４，３４が連結ブラケット３３から離脱して上部取付アーム部２５、つまりサブフレーム本体２３が下方へ変位するのを許容している。したがって、離脱用切欠き３７の大きさは、サブフレーム本体２３が折れ曲がる際に作用する荷重に対応して決められている。

ここで、図１１、図１２、図１３において、３８はサスペンション部品であるロアアームを示している。ロアアーム３８は後端部を支持ブラケット３９を介してフロントサイドフレーム７とサブフレーム本体２３にほぼ前後方向を軸にして揺動可能に支持され、前端部はサブフレーム本体２３に支持部２１を介してほぼ前後方向を軸にして揺動可能に支持されている。
具体的には、支持ブラケット３９は図示しない軸受け部材をＵ字状態に取り囲むように構成されていて、外側の端部の挿通孔４２に下方から挿入された支持ボルト４０が後端支持ブラケット外側取付孔１９（図２参照）に締付固定され、内側の端部がサブフレーム本体２３の取り付け部に固定ボルト４１により締結固定されている。

ここで、支持ブラケット３９の外側の挿通孔４２には、外側の一部が切欠かれた離脱起点部として機能する離脱用切欠き４３が設けられている。
これにより、延長アーム２４，２４が凹み形状部３２を起点として下側に折れた際に、支持ブラケット３９が支持ボルト４０を残して離脱してロアアーム３８が下方へ変位するのを許容している。したがって、離脱用切欠き４３の大きさは、サブフレーム２２が折れ曲がる際に下向きに作用する荷重に対応して決められている。

図１３に示すように、サブフレーム本体２３の後部両側にはフロントフロアパネル１の前部、すなわちフロントフロアパネル１に接続されるフロアセンタフレーム１３の前端延長部１４のサブフレーム後端取付座１５に対する締結部４４が設けられている。この締結部４４は円柱形状の部分で、この締結部４４には締結ボルト４５が下方から挿通されサブフレーム後端取付座１５に設けたボルト孔１６（図２，図１５参照）に締結固定されている。
図１４は締結部４４を車室内から見た一部切欠斜視図である。図１５は図１４のＢ−Ｂ線に沿う（締結ボルト４５を除いた）断面図である。図１４、図１５に示すように、締結部４４に挿通された締結ボルト４５は、サブフレーム後端取付座１５の裏面に溶接されたウエルドナット４６に締結されている。このウエルドナット４６の周囲には、このウエルドナット４６の外形よりも大きい直径でウエルドナット４６を取り囲むように補強板４７が重合して溶接固定されている。

つまり、補強板４７にはウエルドナット４６の周囲を逃げるようにして孔４８が形成されている。そのため、補強板４７によりサブフレーム後端取付座１５はその周囲が補強されるがウエルドナット４６が取付けられたその部位自体は補強されない状態となるので、締結ボルト４５が下向きに引き抜かれる力を受けると、締結ボルト４５がウエルドナット４６と共にサブフレーム後端取付座１５を破断してサブフレーム後端取付座１５から引き抜かれ易くなっている。

図１６は図１３のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図１７はサブフレーム本体２３の後部取付部の側断面図である。サブフレーム本体２３の締結部４４には、締結部４４から運転姿勢にある乗員の踵位置付近（図１７参照）に至る範囲で後方に延出する後端延長部４９が形成されている。この後端延長部４９は前端延長部１４の前部連結部１４ｆの前側に設けられた凹部１７内に収まるようになっている。

図１６に示すように、ダッシュボードパネル２はフロアトンネル部３の両側に、頂部よりもやや高さが低いが平坦部５１よりも一段高くなっている膨出部分５０が形成されている。この膨出部分５０の裏側にフロアセンタフレーム１３の前端延長部１４が接合され、この前端延長部１４の後部１４ｒの前側に形成された凹部１７にサブフレーム本体２３の後端延長部４９が収まり、これら前端延長部１４と後端延長部４９とがダッシュボードパネル２の平坦部５１よりも下側には突出していない。
ここで、サブフレーム本体２３の後端延長部４９は、サブフレーム２２の凹み形状部３２よりも後方部分、つまり延長アーム２４の後端取付部２７及びサブフレーム本体２３と同等以上の強度剛性を備えている。この実施形態では後端延長部４９はサブフレーム本体２３の下面に設けられと同様の縦リブを備えて必要な曲げ剛性を得ている（図１６参照）。

上記実施形態によれば、車両前面衝突時に衝撃荷重が作用すると、この前突荷重は前方ほど開くように末広がり状に配置された一対の延長アーム２４，２４からサブフレーム本体２３を介して、強度剛性の高いフロアセンタフレーム１３，１３に分散される。

ここで、一定以上の前突荷重（矢印Ｆ）が作用して、図１８に示すように、フロントバルクヘッド８の下部に後ろ向きの荷重が作用すると、サブフレーム２２の延長アーム２４が凹み形状部３２を起点として下側に折れ曲がり、サブフレーム２２のサブフレーム本体２３の後端延長部４９の後端を中心Ｐにして、サブフレーム本体２３の後端部の締結部４４を下向き（矢印Ｕ）に引き出すように荷重が作用する。
この荷重（矢印Ｕ）は締結部４４を固定している締結ボルト４５がウエルドナット４６を介してウエルドナット４６周囲でサブフレーム後端取付座１５を破壊して下方に引き抜かれるように作用するため、ウエルドナット４６の周囲が破断する際に衝突エネルギーを吸収すると共にサブフレーム後端取付座１５及びその周囲のフロントフロアパネル１やダッシュボードパネル２の平坦部を上側に変形させることを防止できる。
したがって、前突荷重を利用して、締結ボルト４５を引き抜く構造であるので、火薬などを使用した場合のように、タイミングを図る必要もなく適正なタイミングで確実に動作する。

また、延長アーム２４が凹み形状部３２を起点として下方に向かって折れ曲がるため、サブフレーム２２に支持された電動パワーステアリング装置ＥＰＳを下方に（矢印Ｄ）変位させるので、特に乗員の足元付近にある電動パワーステアリング装置ＥＰＳのステアリングギヤボックスＧをフロントサイドフレーム７，７の前後方向のクラッシュストロークの範囲外、つまり下側に待避させ、車体の変形ストロークを大きく確保して衝突エネルギーを十分に吸収できる。

よって、たとえ乗員の足下付近のダッシュボードパネル２がサブフレーム本体２３の後端延長部４９に押圧されて上側に変形する力が作用（矢印Ｅ）したとしても、その変形は乗員の踵部付近を隆起させるに止まり、乗員のつま先付近が押圧される場合と異なり、乗員の足首角度が拡大する方向へのフロントフロアパネル１の変形となるので、乗員へ与えるダメージを小さくできる。尚、図１８において乗員の足の位置は、後側が衝突前、前側が衝突後を示している。
ここで、剛性の高いサブフレーム本体２３にサスペンション部品であるロアアーム３８などを支持しているため、そのための補強が不要となりサブフレーム全体としての重量増加を抑えることができる。

また、サブフレーム本体２３の後端延長部４９の後端を強度剛性の高いフロアセンタフレーム１３の前端延長部１４で支持することができるので、延長アーム２４，２４の凹み形状部３２から後側のサブフレーム２２の長さを長くし、ダッシュボードパネル２近傍でサブフレーム２２に支持される電動パワーステアリング装置ＥＰＳのステアリングギヤボックスＧを大きく下方に待避させることができる。よって、フロントサイドフレーム７，７のクラッシュストロークを確保し、フロントサイドフレーム７，７の屈曲による衝突エネルギー吸収を減少させることはない。

サブフレーム本体２３の後端延長部４９を受け入れるフロアセンタフレーム１３の前端延長部１４の長さと凹部１７の設定により、フロアセンタフレーム１３の前端延長部１４の変形する部位を調整できるので設定が容易であり、乗員の足下付近のフロントフロアパネル１あるいはダッシュボードパネル２の上方隆起位置を、乗員に与える影響が小さい位置に設定できる。
延長アーム２４，２４の凹み形状部３２は延長アーム２４，２４の前端取付部２９よりも低い位置に形成されているため、延長アーム２４，２４の前端取付部２９が凹み形状部３２よりも高い位置になり、延長アーム２４，２４の凹み形状部３２を下方に向かって折れ曲がり易くできる。

サブフレーム本体２３の後端延長部４９は、サブフレーム２２の凹み形状部３２よりも後方部分と同等以上の強度剛性を備えているため、サブフレーム本体２３の後端延長部４９が変形しないで、サブフレーム本体２３が後端延長部４９の後端を中心Ｐにして確実に回動して、締結ボルト４５を引き抜くことができる。
そして、締結ボルト４５の周囲が補強板４７で補強されているため、サブフレーム本体２３の支持剛性を向上しつつ、補強板４７は締結ボルト４５を締結するウエルドナット４６よりも大きな孔４８でウエルドナット４６自体を補強していないので、締結ボルト４５の離脱を容易に行うことができる。

延長アーム２４に凹み形状部３２が形成され、延長アーム２４の後端部に取付けられたサブフレーム本体２３に上部取付アーム部２５が設けられているため、凹み形状部３２よりも後方に上部取付アーム部２５が位置する。そのため、車体前部を短縮して車体を小型化できる。また、上部取付アーム部２５に対して固定ボルト３４で固定される連結ブラケット３３の固定ボルト３４のボルト挿入孔３６に離脱用切欠き３７が設けられているため、上部取付アーム部２５に下向きの一定の荷重が作用するとボルト挿入孔３６が離脱用切欠き３７で破断して、連結ブラケット３３を残したまま、上部取付アーム部２５が下方に変位できる。その結果、サブフレーム本体２３，つまりサブフレーム２２が後端延長部４９の後端を支点として回動する動作を阻害することはない。

そして、このように離脱用切欠き３７により上部取付アーム部２５が下方に変位する際には、ロアアーム３８の支持ブラケット３９にも支持ボルト４０の挿通孔４２に離脱用切欠き４３が設けられているため、ロアアーム３８の支持ブラケット３９もサブフレーム本体２３と同じように下方に変位でき、サブフレーム本体２３の動きを阻害することはない。
尚、この発明は上述した実施形態に限られるものではなく、例えば締結ボルト４５に換えてリベットなどを用いてもよい。また、サブフレーム２２は前端と後端と前後方向中央部で支持された構造で説明したが、少なくとも前端と後端とで支持されていればよい。凹み形状部３２は断面が縮小していれば、上部材２４ａｕ、下部材２４ａｌのいずれかの断面が縮小していてもよい。ここで、断面の縮小の程度を調整することで折れ曲がりの開始荷重などの設定が自由に調整できる。

７ フロントサイドフレーム
１ フロントフロアパネル（車体フロア）
２ ダッシュボードパネル（車体フロア）
３８ ロアアーム（サスペンション部品）
２２ サブフレーム
２９ 前端取付部（前端部）
４４ 締結部（後端部）
３２ 凹み形状部（脆弱起点部）
４９ 後端延長部
３ フロアトンネル部
１３ フロアセンタフレーム
１４ 前端延長部
Ｇ ステアリングギヤボックス（車載部品）
２５ 上部取付アーム部（中間締結部）
３７ 離脱用切欠き（離脱起点部）

Claims (8)

1. 車体前部の左右に車体前後方向に沿って配置されたフロントサイドフレームと、車体フロアの前部とに渡って、サスペンション部品を支持するサブフレームが、少なくとも前端部と後端部で支持され、
   前記サブフレームは、車両前面衝突時の入力荷重により前後方向中途部で下方に向かって折れ曲がる起点となる脆弱起点部を備え、
   前記後端部には前記車体フロアの前部に対する締結部が設けられ、前記締結部から運転姿勢にある乗員の踵位置付近に至る範囲で後方に後端延長部が延出するとともに、
   左右一対の前記フロントサイドフレームの前端部に取り付けられるフロントバルクヘッドを備え、
   前記サブフレームは、サブフレーム本体と、前記サブフレーム本体の前端両側部から前側に延びる左右一対の延長アームと、を含み、
   前記延長アームは、延長アーム本体と、前記延長アーム本体の後端部に設けた後端取付部と、前記延長アーム本体の前端部に設けた前端取付部と、を含み、
   前記延長アームの後端取付部は、前記サブフレーム本体に固定され、
   前記延長アームの前端取付部は、前記フロントバルクヘッドに固定され、
   前記脆弱起点部は、前記延長アーム本体の後端部に形成されることを特徴とする自動車の車体前部構造。
2. 前記車体フロアの車幅方向中央部にフロアトンネル部が形成され、このフロアトンネル部の両側に前後方向に延びるフロアセンタフレームが設けられ、各フロアセンタフレームの前端部に前端延長部が設けられ、
   前記サブフレームの前記締結部は、前記フロアセンタフレームの前記前端延長部に固定され、この前端延長部の前方に、前記サブフレームに支持される車載部品を配置するとともに、
   前記前端延長部はＬ字形状であり、フロントフロアパネルとダッシュボードパネルとに亘って接合されることを特徴とする請求項１記載の自動車の車体前部構造。
3. 前端部が前記フロントサイドフレームの後端部に接続されるフロントサイドフレームリヤエンドを備え、
   前記前端延長部は、ハット型断面形状に形成され前記フロアセンタフレームに重合されて閉断面構造部を形成する後部と、前記後部の前端から車幅方向外側に伸び前記フロントサイドフレームリヤエンドの内側壁に接合されて閉断面構造部を形成する前部連結部と、を含むことを特徴とする請求項２記載の自動車の車体前部構造。
4. 前記フロアセンタフレームの前記前端延長部は、前記サブフレームの前記後端延長部を受け入れる凹部を備えていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の自動車の車体前部構造。
5. 前記サブフレームの前記前端部は前記サブフレームの前記脆弱起点部よりも高い位置にあることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の自動車の車体前部構造。
6. 前記サブフレームの前記後端延長部は、前記サブフレームの前記脆弱起点部よりも後方部分と同等以上の強度剛性を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の自動車の車体前部構造。
7. 前記サブフレームの前記締結部の周囲が補強されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の自動車の車体前部構造。
8. 前記サブフレームは前記脆弱起点部よりも後方部分に前記フロントサイドフレームとの中間締結部を備え、この中間締結部には下方に向く荷重を受けると離脱する離脱起点部が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の自動車の車体前部構造。

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