JP5482987B2 - 車両の前部車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、車両の前部車体構造に関し、特に前部車体の左右１対のフロントサイドフレームを衝突荷重により車幅方向外側に変形させる変形促進部を設けた車両の前部車体構造に関する。

従来より、車両の前部車体に設けた左右１対の１対のフロントサイドフレームが、ダッシュパネルの前面側に接続され、その後端部分がダッシュパネルの傾斜部に沿って後方へフロアパネルの前端付近まで延び、ダッシュパネルとフロアパネルに車室外側から接合される前部車体構造は公知である。尚、本明細書では、車体の前後方向を前後方向として説明する。

特許文献１に記載された車体構造においては、左右１対のサイドフレームが、ダッシュパネルの前面に前方から接合されるフレーム前部と、フレーム前部の後端部からダッシュパネルの傾斜部とフロアパネルの下面側に沿って後方へ延びるフレーム後部とで構成されている。サイドフレームに対応する位置において、車室内でフロアパネル上面に第１補強部材が接合されてフロアパネルと閉断面を形成し、第１補強部材の前端部とダッシュパネルの傾斜部とを挟むように重合接合される第２補強部材が設けられている。

特許文献１の車体構造では、サイドフレームとダッシュパネルとの接合部が第２補強部材で補強されるため、サイドフレームのダッシュパネルへの結合剛性を向上できるうえ、第１補強部材によりサイドフレームの曲げ剛性を補強することができる。サイドフレームのフレーム前部とフレーム後部とダッシュパネルとの接合部位を第２補強部材で補強して剛性を高めると共に、フレーム後部の上方に対向する第１補強部材とフロアパネルとで閉断面を構成して、フレーム後部とフロアパネルで構成する閉断面を補強して剛性を高めている。この車体構造は、ダッシュパネルと左右のサイドフレームとの結合部とその後方周辺部を補強することで剛性・強度を高めるものである。

一方、車両の前面衝突時の乗員に対する衝撃荷重を低減する為に、フロントサイドフレームに入力される衝突荷重によりフロントサイドフレームを所定の変形モードで変形させることで衝突エネルギーを吸収する変形モード制御も実用化されている。
この変形モード制御においては、衝突初期にフロントサイドフレームの先端部分( クラッシュ缶) を潰れ変形させ、衝突中期以降では、フロントサイドフレームを、ダッシュパネルとの結合部を中心として平面視で車幅方向外側へ向かうように屈曲変形させることで、衝突初期に車体減速度を大きくし、その後も大きな車体減速度を維持する。

特開２００７−５５５２９号公報

前記変形モード制御において、車両の衝突時に、フロントサイドフレームのダッシュパネルとの結合部を中心とした屈曲変形や折れ変形が起こると、前記結合部自体の変形や、変形後に後退移動するフロントサイドフレームとの接触によるダッシュパネルの変形等によって、比較的剛性の低いダッシュパネルが後退して車室内へ突入する虞がある。
そこで、フロントサイドフレーム前端部分の潰れ変形のみ発生可能にし、フロントサイドフレームの折れ変形を伴わない変形モード制御とすることも考えられるが、フロントサイドフレーム前端部分の潰れ変形のみでは充分な衝撃吸収性能を達成することが難しい。

特許文献１の車体構造では、ダッシュパネルと左右のサイドフレームとの結合部とその後方周辺部を補強することで剛性・強度を高めて、車両衝突時にダッシュパネルが車室側へ後退することを防止可能であるとしても、車両の衝突時にサイドフレームの折れ変形や屈曲変形を促進して衝突エネルギーの吸収を促進する構造ではないため、乗員への衝撃を緩和する面では十分とは言い難い。

本発明の目的は、前面衝突時にフロントサイドフレームをダッシュパネルへの結合部の前方部位において車幅方向外側へ折れ変形させることで衝撃を吸収可能にし、ダッシュパネルの車室内向への後退を抑制可能にした車両の前部車体構造を提供することである。

請求項１の車両の前部車体構造は、車室の前端に配設されたダッシュパネルと、このダッシュパネルの前側に配設され且つダッシュパネルに結合された後端側部分がダッシュパネルの下端まで後方下がり傾斜状に延びる左右1 対のフロントサイドフレームとを有する車両の前部車体構造において、前記フロントサイドフレームのダッシュパネルへの結合部の前方近傍位置において、衝突時の荷重によって前記フロントサイドフレームを車幅方向外側に折れ変形させる変形促進部を前記フロントサイドフレームに設け、前記フロントサイドフレームは、車幅方向外側のアウタパネルと、このアウタパネルと協働して閉断面を形成するインナパネルを備え、前記変形促進部は、衝突荷重が前方からフロントサイドフレームに作用したとき、前記アウタパネルを車幅方向外側へ折れ変形させるように構成され、前記フロントサイドフレームは前側フレームと後側フレームとからなり、前記前側フレームの後端に接合される後側フレームの前端は、前記変形促進部に対応する前後方向位置に設定され、前記変形促進部に対応する位置において、前記インナパネルに、前記フロントサイドフレームの車幅方向内側への変形を抑制する変形抑制部を設けたことを特徴としている。

この前部車体構造においては、前方から衝突荷重が作用したとき、変形促進部が、フロントサイドフレームを車幅方向外側に折れ変形させるため、衝突時の衝撃を効果的に吸収でき、乗員に対する衝撃の低減を図ることができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記変形促進部は、前記アウタパネルに上下方向に延びるように形成されたビードによって構成されたことを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記フロントサイドフレームの下面に、前記アウタパネルと前記インナパネルの結合フランジが設けられ、この結合フランジの後端部が、前記変形促進部に対応する車体前後方向位置に設定されたことを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか１つの発明において、前記アウタパネルの前記インナパネルと結合する結合フランジの後部に、この結合フランジ成形用のノッチを備え、このノッチが前記変形促進部に対応する車体前後方向位置に設定されたことを特徴としている。

請求項５の発明は、請求項１〜４の何れか１つの発明において、前記アウタパネルのうちの前記変形促進部と前記結合部の間の部位に、前記アウタパネルを補強すると共に、衝突荷重がフロントサイドフレームに作用したとき、前記変形促進部の車幅方向外側への折れ変形を助長する変形助長部を設けたことを特徴としている。

請求項６の発明は、請求項１の発明において、前記変形抑制部の後部が、前記フロントサイドフレームの後側部材の前部と接続されたことを特徴としている。

請求項７の発明は、請求項１または６の発明において、前記変形抑制部は、サスペンションサブフレーム取付部の補強部材で構成されたことを特徴としている。

請求項８の発明は、請求項１〜７の何れか１つの発明において、前記インナパネルに、前記変形促進部よりも前方位置で、衝突荷重によって前記インナパネルを車幅方向内側に折れ変形させるインナパネル変形促進部を備えたことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、フロントサイドフレームのダッシュパネルへの結合部の前方近傍位置において、衝突時の荷重によって前記フロントサイドフレームを車幅方向外側に折れ変形させる変形促進部をフロントサイドフレームに設けたので、前方からフロントサイドフレームに衝突荷重が作用したとき、変形促進部がフロントサイドフレームを車幅方向外側に折れ変形させるため、乗員に対する衝撃の緩和を確実に図ることができる。

しかも、変形促進部は、フロントサイドフレームのダッシュパネルへの結合部の前方近傍位置においてフロントサイドフレームを車幅方向外側に折れ変形させるため、ダッシュパネルと変形促進部との間にフロントサイドフレームの折れ変形を許容する空間を確保でき、ダッシュパネルの車室内方向への後退量を小さく抑えることができる。
また、変形促進部は、フロントサイドフレームに作用する衝突荷重をアウタパネルが車幅方向外側へ折れ変形するように構成するため、フロントサイドフレームのインナパネルの構造を変更することなく、変形促進部を構成することができる。
フロントサイドフレームが前側フレームと後側フレームとからなり、前側フレームの後端に接合される後側フレームの前端が、変形促進部に対応する前後方向位置に設定されるため、前側フレームの後端と後側フレームの前端とが接合される接合部位であって、フロントサイドフレームの剛性が不連続となる部位に対応する位置に変形促進部を設定することにより、変形促進部の機能を高めることができる。
更に、変形促進部に対応する位置に、インナパネルにフロントサイドフレームの車幅方向内側への変形を抑制する変形抑制部を設けたため、車両の衝突時に前記変形促進部においてフロントサイドフレームが車幅方向外側へ折れ変形するのを促進することができる。

請求項２の発明によれば、変形促進部はアウタパネルに形成した上下方向に延びるビードで構成したため、フロントサイドフレームが折れ変形する際に前記ビードが座屈変形の起点となって変形するため、簡単な構成の変形促進部とすることができる。

請求項３の発明によれば、フロントサイドフレームのアウタパネルとインナパネルの結合フランジの後端部を前記変形促進部に対応する車体前後方向位置に設定し、結合フランジの後端部に対応する、フロントサイドフレームの剛性が不連続となる部位に、前記変形促進部を設けることで、変形促進部の機能を高めることができる。

請求項４の発明によれば、アウタパネルとインナパネルの結合フランジ成形用のノッチを、前記変形促進部に対応する車体前後方向位置に設定したため、前記結合フランジ成形用のノッチによってフロントサイドフレームの剛性が不連続となる部位に、前記変形促進部を設けることで、変形促進部の機能を高めることができる。

請求項５の発明によれば、前記変形促進部とフロントサイドフレームのダッシュパネルへの結合部の間の部位に、アウタパネルを補強する変形助長部を設けたため、変形促進部と結合部の間におけるアウタパネルの変形を防止し、衝突時における前記変形促進部の車幅方向外側への折れ変形を助長することができる。

請求項６の発明によれば、変形抑制部の後部をフロントサイドフレームの後側部材の前部に接続することにより、フロントサイドフレームの車幅方向内側への変形をさらに抑制することができる。

請求項７の発明によれば、前記変形抑制部はサスペンションサブフレーム取付部を補強する補強部材で構成したため、別途部材を設けずに、インナパネルを補強できる。

請求項８の発明によれば、変形促進部よりも前方位置に衝突荷重によってインナパネルを車幅方向内側へ折れ変形させるインナパネル変形促進部を設けたため、前記変形促進部よりも前方位置のフロントサイドフレームを、インナパネル変形促進部においてく字状に外側へ膨らむ状態に折れ変形させることができ、フロントサイドフレームをく字状に変形させることで衝突エネルギーを吸収して効果的に衝撃荷重の低減を図ることができる。

本発明の実施例１に係る前部車体の斜視図である。 前部車体の平面図である。 前部車体の底面図である。 前部車体の側面図である。 前部車体の右半部の内側を視た斜視図である。 前部車体の左半部を斜め下方から視た斜視図である。 図６の要部を拡大した要部拡大斜視図である。 フロントサイドフレームの分解斜視図である。 図４のIX−IX線断面図である。 図４のX −X 線断面図である。 図４のXI−XI線断面図である。 前面衝突時における左側フロントサイドフレームの挙動の説明図であり、（ａ）は衝突前の挙動、（ｂ）は衝突初期の挙動、（ｃ）は衝突後期の挙動を示す図である。 実施例２に係る図４相当図である。 実施例３に係る図４相当図である。

以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
尚、以下の実施例において、車両の前後方向を前後方向とし、車両の左右方向を左右方向として説明する。

以下、本発明の実施例について図１〜図１２に基づいて説明する。
図１〜図５に示すように、車両Ｖの前部車体１には、車室ＳとエンジンルームＥとを前後に仕切るダッシュパネル２、このダッシュパネル２の前側に配設される左右１対のフロントサイドフレーム３、１対のフロントサイドフレーム３の車幅方向外側上方に配置された１対のエプロンレインフォースメント４、フロントサイドフレーム３とエプロンレインフォースメント４との間でダッシュパネル２に近接配置される１対の筒状のサスタワー５等が設けられている。尚、符号４ａはタイヤハウス（図示略）の外側に配置され、タイヤハウスと協働して閉断面部を形成して、前面衝突荷重をダッシュパネル２とフロントヒンジピラー（図示略）に分散する補助フレームを示している。

前部車体１には、エンジンルームＥの下側に配設されたサスペンションクロスメンバ６、サスペンションクロスメンバ６の左右両側に配置された１対のサスペンションアーム７、前後方向に配設された左右１対のエンジンサポートメンバ８、１対のエンジンサポートメンバ８の前端部に架着されたフロントクロスメンバ９等が設けられている。

ダッシュパネル２は、フロントサイドフレーム３等に比べて板厚が薄く比較的剛性の低い鋼板からなる。ダッシュパネル２は、車室Ｓの前端部において上下方向に延びる縦壁部２ａと、縦壁部２ａの下端縁から後方に向かって後方下がり傾斜状に延びる傾斜部２ｂとを備えている。縦壁部２ａの下端部と傾斜部２ｂの上端部はスポット溶接により接合されている。傾斜部２ｂの後端部分は、フロアパネル（図示略）の前端部分に接合されている。縦壁部２ａの上端部は、車幅方向に延びるカウル部（図示略）に接合され、ダッシュパネル２の車幅方向両端部はフロントヒンジピラーに接合されている。

ダッシュパネル２の縦壁部２ａと傾斜部２ｂの接合部分において、エンジンルームＥ側の前面には、車幅方向に延びる断面ハット状のダッシュクロスメンバ１０が設けられている。ダッシュクロスメンバ１０は、ダッシュパネル２と閉断面部を形成し、ダッシュパネル２の剛性を高めている。ダッシュクロスメンバ１０の左右両側端部は、後述するフロントサイドフレーム３とダッシュパネル２の結合部Ｌに接合され、フロントサイドフレーム３の支持剛性を高めている。

図４に示すように、左右１対のフロントサイドフレーム３は、車室Ｓの前端を仕切るダッシュパネル２の前側においてエンジンルームＥの左部と右部に前後方向向きに配設されている。即ち、左右１対のフロントサイドフレーム３は、車両Ｖの前端位置から後方へ向かって略水平状に延び且つ後端側途中部がダッシュパネル２の縦壁部２ａに接合され、後端側部分が傾斜部２ｂとフロアパネルの下面に沿って後方下がり傾斜状に延びて接合されている。フロントサイドフレーム３の後端側部分はダッシュパネル２と結合部Ｌにより接合されている。

このフロントサイドフレーム３は、フレーム自体で閉断面部を形成する前側の前側フレーム３Ａ（前側部材）と、傾斜部２ｂ及びフロアパネルと協働して閉断面部を形成する後側フレーム３Ｂ（後側部材）とから構成されている。前側フレーム３Ａの後端とダッシュパネル２の縦壁部２ａ及び傾斜部２ｂはスポット溶接により接合され、後側フレーム３Ｂは傾斜部２ｂとフロアパネルに接合され、前側フレーム３Ａの後端部と後側フレーム３Ｂの前端部は接合されている。

図９に示すように、前側フレーム３Ａは、車幅方向外側のアウタパネル１３と、車幅方向内側のインナパネル１４とから構成されている。アウタパネル１３は、平板状の鋼板をプレス成形される部材であり、アウタパネル１３は、上側に位置するアウタ上フランジ部１３ａと、下側に位置するアウタ下フランジ部１３ｂと、両者の中間に位置するアウタパネル本体部１３ｃとを備えている。同様に、インナパネル１４は、上側に位置するインナ上フランジ部１４ａ、下側に位置するインナ下フランジ部１４ｂ、両者の中間に位置するインナパネル本体部１４ｃを備えている。

アウタ上フランジ部１３ａとインナ上フランジ部１４ａがスポット溶接され、アウタ下フランジ部１３ｂとインナ下フランジ部１４ｂがスポット溶接され、前側フレーム３Ａの上側結合フランジ１１ａと、下側結合フランジ１１ｂが構成されている。下側結合フランジ１１ｂは前側フレーム３Ａの前端から結合部Ｌの前方近傍位置に亙って形成され、アウタパネル本体部１３ｃとインナパネル本体部１４ｃは、下側結合フランジ１１ｂの後端部から傾斜部２ｂの中段部に亙って更に後方に延設されている（図８参照）。

図４に示すように、プレス成形時に、アウタパネル１３には、前後方向に略直線状に延びるアウタ凸部１３ｄ、上下方向に延びる第１アウタビード１３ｅ、フロントサイドフレーム３のダッシュパネル２への結合部Ｌの前方近傍位置に設けられた上下方向に延びる第２アウタビード１３ｆ（これが、変形促進部に相当する）、第２アウタビード１３ｆの後方に配置される後述する変形助長部１３ｇ等が形成されている。

アウタ凸部１３ｄは、アウタパネル本体部１３ｃの上下方向中段位置に、前端から前後方向中間部分に亙って形成されている。アウタ凸部１３ｄは、車幅方向外側に凸状に形成され、凸部の突出高さが後方に向かう程小さくなっている。

第１アウタビード１３ｅは、上下方向に延びる断面半円状に形成されている。第１アウタビード１３ｅは、アウタ凸部１３ｄの後端の後方位置に、車幅方向内側に向かって凹入状に形成され、且つアウタ凸部１３ｄの上下長よりも長く且つアウタパネル本体部１３ｃの上下長よりも短く構成されている。第１アウタビード１３ｅのビード深さとビード幅と上下長は、前面衝突時、アウタパネル１３の第１アウタビード１３ｅより前側部分に対して後側部分が車幅方向外側に折れ変形するように設定されている（図１２参照）。

図７に示すように、第２アウタビード１３ｆは上下方向に延びる断面半円状に形成されている。この第２アウタビード１３ｆは、結合部Ｌの前方近傍で且つ下側結合フランジ１１ｂの車体前後方向後端部に対応する位置に、車幅方向内側へ凹入するように形成され、アウタパネル本体部１３ｃの上端部から下端部に亙って構成されている。第２アウタビード１３ｆのビード深さとビード幅は、前面衝突時、アウタパネル１３の第２アウタビード１３ｆより車体前後方向後側部分に対して前側部分が車幅方向外側に折れ変形可能となるよう設定されている。尚、図７では、サスペンションクロスメンバ６が図示省略されている。

図１、図７に示すように、側面視で略三角形状に形成される変形助長部１３ｇは、第２アウタビード１３ｆと結合部Ｌとの間の位置に、車幅方向外側に凸状に形成され、第２アウタビード１３ｆと変形助長部１３ｇの三角形状の一辺が略平行となるよう構成されている。

第２アウタビード１３ｆの前側における前側フレーム３Ａの閉断面面積は第２アウタビード１３ｆの形成位置における閉断面面積より大きく設定され、変形助長部１３ｇの形成位置における閉断面面積は第２アウタビード１３ｆの前側における閉断面面積よりも更に大きく設定されている。それ故、前方からの衝突荷重に対して、変形助長部１３ｇの形成位置における剛性を、第２アウタビード１３ｆの形成位置における剛性よりも高くすることができる。

図５に示すように、プレス成形時に、インナパネル１４には、前後方向に略直線状に延びるインナ凸部１４ｄ、上下方向に延びる第１インナビード１４ｅ（インナパネル変形促進部）、前後方向に略直線状に延びる第２インナビード１４ｆが形成されている。

インナ凸部１４ｄは、インナパネル本体部１４ｃの上下方向中段位置に、前端から前後方向中間部分に亙って形成されている。インナ凸部１４ｄは、車幅方向内側に向かって凸状に形成され、凸部の突出高さが後方に向かう程小さくなっている。この構成により、インナ凸部１４ｄが第１アウタビード１３ｅより後方まで延設され、第１アウタビード１３ｅの位置に対応するインナパネル１４の剛性を、第１アウタビード１３ｅの位置に対応するアウタパネル１３の剛性よりも一層高く設定している。

フロントサイドフレーム３は、アウタ凸部１３ｄとインナ凸部１４ｄにより、前側フレーム３Ａの前端に十字状の開口部が形成されている。このフロントサイドフレーム３の先端に固定されるクラッシュ缶（図示略）の取付け部形状が断面十字状に形成され、このクラッシュ缶の取付け部がフロントサイドフレーム３の先端に固定される。

車体上下方向に延びる断面Ｖ字状の第１インナビード１４ｅは、インナ凸部１４ｄの後端後方位置に、車幅方向外側に凹入するように形成されると共に、インナパネル本体部１３ｃの上端部から第２インナビード１４ｆの後部に連続するよう構成されている。

第１インナビード１４ｅは、第１アウタビード１３ｅと第２アウタビード１３ｆとの中間の前後方向位置に位置している。尚、第１インナビード１４ｅのビード深さとビード幅は、前面衝突時、インナパネル１４の第１インナビード１４ｅより後側部分に対して前側部分が車幅方向内側にく字状に折れ変形するよう設定されている。
断面溝状の第２インナビード１４ｆは、インナパネル本体部１４ｃの上下方向中段位置に、アウタ凸部１３ｄより後方位置に形成されている。第２インナビード１４ｆは、車幅方向外側へ凹入するように形成されている。

図７に示すように、後側フレーム３Ｂは、ダッシュパネル２の傾斜部２ｂ及びフロアパネルと、断面溝形の後側フレームパネル１５によって構成されている。後側フレームパネル１５は、車室Ｓの前方外側に設けられ、傾斜部２ｂとフロアパネルの下面に接合することにより閉断面部を構成している。

図７，図８に示すように、後側フレームパネル１５は、傾斜部２ｂの中段部に位置するアウタパネル本体部１３ｃとインナパネル本体部１４ｃの夫々の後端部に外側から重合接合すると共に、後側フレームパネル１５の前端はアウタ下フランジ部１３ｂとインナ下フランジ部１４ｂとからなる下側結合フランジ１１ｂの後端部に対応する位置、第２アウタビード１３ｆに対応する位置まで延設されている。

図８に示すように、アウタ下フランジ部１３ｂを成形する際に必要とされる切欠状ノッチが１３ｈで示されている。このノッチ１３ｈは、下側結合フランジ１１ｂの後端部、後側フレームパネル１５の先端及び変形助長部１３ｇの前端側一辺と同様に、第２アウタビード１３ｆの直ぐ後方に対応する位置に設けられている。

車幅方向に延びるサスペンションクロスメンバ６は、左右の後端部に形成された１対のクロスメンバ取付面部６ａと、左右の途中部から夫々車幅方向外側へ延びる１対のクロスメンバ取付部６ｂと、左右の前端部に設けられた１対のエンジンサポート取付部６ｃとを備えている。

クロスメンバ取付面部６ａは、傾斜部２ｂの中段部の下側に位置すると共に後側フレームパネル１５の前端部の外側に設けられた１対のガセット１６に第１ラバーブッシュ１７を介してボルト締結される。側面視でクサビ状のガセット１６は、アウタパネル本体部１３ｃとインナパネル本体部１４ｃの夫々の後端部に重合接合される後側フレームパネル１５の前端部の下方外側から３重接合されている。

クロスメンバ取付部６ｂは、前側フレーム３Ａの下端面のうちの、サスタワー５に対応する前後方向位置に第２ラバーブッシュ１８（サスペンションサブフレーム取付部）を介してボルト１８ａによって締結固定される。図８，図９に示すように、第２ラバーブッシュ１８は、インナパネル１４を、インナパネル１４の内部に接合された断面Ｚ字状の補強部材１９（変形抑制部）で補強した部位に連結されている。

図８〜図１１に示すように、前後方向に延びる長尺部材とされた補強部材１９は、インナ下フランジ部１４ｂに面接触する第１垂直板部１９ａ、インナパネル本体部１４ｃの下端面に面接触する水平板部１９ｂ、インナパネル本体部１４ｃの垂直部に面接触する第２垂直板部１９ｃとを備えている。

図８に示すように、第１垂直板部１９ａと水平板部１９ｂと第２垂直板部１９ｃの前端部は、第１インナビード１４ｅに対応する位置に形成されている。第１垂直板部１９ａの後端部は、第２アウタビード１３ｆの直後方の下側結合フランジ１１ｂの後端部にほぼ対応する位置に形成されている。

水平板部１９ｂの後端部は、後側フレームパネル１５の前端部まで延びている。つまり、水平板部１９ｂの後端部は、後側フレームパネル１５の前端部と協働してインナパネル本体部１４ｃの後端部を挟み込むように３重接合される。

図８，図１１に示すように、第２垂直板部１９ｃの後端部は、変形助長部１３ｇに対応する前後方向位置まで延びる。この構成により、補強部材１９は、第２ラバーブッシュ１８の支持剛性を確保しつつ、第２アウタビード１３ｆに対応する前後方向位置におけるインナパネル１４の剛性を高めている。つまり、第２アウタビード１３ｆに対応する位置において、アウタパネル１３側の剛性よりもインナパネル１４側の剛性を高めることで、フロントサイドフレーム３の車幅方向内側への変形を抑制しつつ、車幅方向外側への変形を促進できる。

図３に示すように、サスペンションアーム７の後部は支持ブラケット７ａを介してサスペンションクロスメンバ６に連結され、前部はサスペンションクロスメンバ６の前部にラバーマウント（図示略）を介して連結されている。

図１〜図５に示すように、左右１対のエンジンサポートメンバ８は、エンジン（図示略）を支持するために、エンジンルームの側部において前後方向に延びており、後端部８ａがサスペンションクロスメンバ６の前端のエンジンサポートメンバ取付部６ｃに結合されている。エンジンサポートメンバ８の前端部８ｂは、フロントサイドフレーム３の前端にラバーマウント２０を介して連結される。フロントクロスメンバ９は、エンジンサポートメンバ８の前端部８ｂに架着されており、その左右の端部はエンジンサポートメンバ８を挟んでラバーマウント２０に固定されている。

次に、前記前部車体構造の作用、効果について説明する。
最初に、前面衝突（正面衝突）時のフロントサイドフレーム３における変形モード制御について図１２に基づいて説明する。図１２は衝突時のフロントサイドフレーム３の変形の挙動を示すもので、（ａ）は衝突前の挙動、（ｂ）は衝突初期の挙動、（ｃ）は衝突後期の挙動を夫々示している。尚、説明の便宜上、左側のフロントサイドフレーム３を示している。

図１２（ａ）に示すように、フロントサイドフレーム３には、前方から第１アウタビード１３ｅと、第１インナビード１４ｅと、第２アウタビード１３ｆとがフロントサイドフレーム３の前後方向軸心に対して平面視で左右千鳥状に形成されている。尚、フロントサイドフレーム３の前端部から第１アウタビード１３ｅまでを領域Ａ、第１アウタビード１３ｅから第１インナビード１４ｅまでを領域Ｂ、第１インナビード１４ｅから第２アウタビード１３ｆまでを領域Ｃ、第２アウタビード１３ｆからダッシュパネル２までを領域Ｄとして説明する。

前面衝突が発生した場合、最初に、フロントサイドフレーム３前端部に設けられたクラッシュ缶（図示略）が衝突荷重によって潰れる。このクラッシュ缶の潰れ変形によっても吸収されない衝突荷重は、フロントサイドフレーム３の前端部から入力され、後方に向かって伝搬する。

図１２（ｂ）に示すように、フロントサイドフレーム３の前端部に入力された衝突荷重は、領域Ａを潰れ変形させ、この潰れ変形とほぼ同時に、第１アウタビード１３ｅの部位の折れ変形と、第１インナビード１４ｅの部位の折れ変形と、第２アウタビード１３ｆの部位の折れ変形が開始する。

このとき、第１アウタビード１３ｅがアウタパネル１３に凹入状に形成されたビードで、この部位におけるフロントサイドフレーム３の断面係数もその前後の部位の断面係数よりも小さく、しかも、アウタパネル１３側の剛性よりもインナパネル１４側の剛性が大きいため、第１アウタビード１３ｅの部位が車幅方向外側に面する谷折れ部になる。

第１インナビード１４ｅはインナパネル１４に凹入状に形成されたビードで、この部位におけるフロントサイドフレーム３の断面係数もその前後の部位の断面係数よりも小さく、しかも、インナパネル１４の剛性よりもアウタパネル１３の剛性が大きいため、第１インナビード１４ｅの部位が車幅方向内側に面する谷折れ部になる。しかも、補強部材１９は、第１インナビード１４ｅと第２アウタビード１３ｆの間において主にインナパネル１４を補強している。

第２アウタビード１３ｆは、アウタパネル１３に凹入状に形成されたビードで、この部位におけるフロントサイドフレーム３の断面係数も小さく、しかも、第２アウタビード１３ｆの後方付近においてアウタパネル１３が変形助長部１３ｇにより補強されているため、第２アウタビード１３ｆの部位が車幅方向外側に面する谷折れ部になる。

衝突がさらに進行すると、１２（ｃ）に示すように、第１アウタビード１３ｅと、第１インナビード１４ｅと、第２アウタビード１３ｆとを夫々折れ変形の節として、フロントサイドフレーム３は、第１インナビード１４ｅに対応する部位が車幅方向外側へ大きく移動して、平面視で車体前後方向にジグザグ状に座屈状態に変形する。このようなフロントサイドフレーム３のジグザグ状の座屈変形を介して、大きな衝突エネルギーを吸収できるため、ダッシュパネル２の後退を確実に抑制し、車室空間を衝突前と同様に維持することができる。

ここで、変形助長部１３ｇは、第２アウタビード１３ｆの後方近傍位置において領域Ｄのアウタパネル１３を補強し、第２アウタビード１３ｆにおける折れ変形を促進している。補強部材１９は、第１インナビード１４ｅと第２アウタビード１３ｆの間において主にインナパネル１４を補強し、領域Ｃの途中における曲げ変形を抑制している。下側結合フランジ１１ｂの後端部とノッチ１３ｈを、第２アウタビード１３ｆに対応する位置に配置することで、第２アウタビード１３ｆの位置でのフロントサイドフレーム３の剛性を不連続化して第２アウタビード１３ｆの位置での折れ変形を促進している。

衝突荷重が大きく、領域Ｃが第２アウタビード１３ｆを節として大きく車幅方向外側へ折れ変形した場合、ダッシュパネル２と第２アウタビード１３ｆとの間には領域Ｄが形成されており、領域Ｃの折れ変形を許容する空間が確保されている。つまり、領域Ｃが第２アウタビード１３ｆを節として大きく折れ変形したとしても、フロントサイドフレーム３の領域Ｃとダッシュパネル２との接触が回避でき、この接触に起因するダッシュパネル２の後退を抑制することができる。

上記のように、衝突時の荷重によってフロントサイドフレーム３を車幅方向外側に折れ変形させる変形促進部１３ｆをフロントサイドフレーム３に設けたので、前方からフロントサイドフレーム３に衝突荷重が作用したとき、変形促進部１３ｆがフロントサイドフレーム３を車幅方向外側に折れ変形させるため、乗員に対する衝撃の緩和を確実に図ることができる。

しかも、変形促進部１３ｆは、フロントサイドフレーム３のダッシュパネル２への結合部の前方近傍位置においてフロントサイドフレーム３を車幅方向外側に折れ変形させるため、ダッシュパネル２と変形促進部１３ｆとの間にフロントサイドフレーム３の折れ変形を許容する空間を確保でき、ダッシュパネル２の車室Ｓ内方向への後退量を小さく抑えることができる。

前記変形促進部１３ｆは、フロントサイドフレーム３に作用する衝突荷重をアウタパネル１３が車幅方向外側へ折れ変形するように構成するため、フロントサイドフレーム３のインナパネル１４の構造を変更することなく、変形促進部１３ｆを構成することができる。前記変形促進部１３ｆはアウタパネル１３に形成した上下方向に延びるビードで構成したため、フロントサイドフレーム３が折れ変形する際に前記ビードが座屈変形の起点となって変形するため、簡単な構成の変形促進部１３ｆとすることができる。

フロントサイドフレーム３のアウタパネル１３とインナパネル１４の結合フランジ１１ａ，１１ｂの後端部を前記変形促進部１３ｆに対応する車体前後方向位置に設定し、結合フランジ１１ａ，１１ｂの後端部に対応する、フロントサイドフレーム３の剛性が不連続となる部位に、前記変形促進部１３ｆを設けることで、変形促進部１３ｆの機能を高めることができる。

アウタパネル１３とインナパネル１４の結合フランジ成形用のノッチ１３ｈを、前記変形促進部に対応する車体前後方向位置に設定したため、前記結合フランジ成形用のノッチ１３ｈによってフロントサイドフレーム３の剛性が不連続となる部位に、前記変形促進部１３ｆを設けることで、変形促進部１３ｆの機能を高めることができる。

前記変形促進部１３ｆとフロントサイドフレーム３のダッシュパネル２への結合部の間の部位に、アウタパネル１３を補強する変形助長部１３ｇを設けたため、変形促進部１３ｆと結合部の間におけるアウタパネル１３の変形を防止し、衝突時における前記変形促進部１３ｆの車幅方向外側への折れ変形を助長することができる。

フロントサイドフレーム３が前側フレーム３Ａと後側フレーム３Ｂとからなり、前側フレーム３Ａの後端に接合される後側フレーム３Ｂの前端が、変形促進部１３ｆに対応する前後方向位置に設定されるため、前側フレーム３Ａの後端と後側フレーム３Ｂの前端とが接合される接合部位であって、フロントサイドフレーム３の剛性が不連続となる部位に対応する位置に変形促進部１３ｆを設定することにより、変形促進部１３ｆの機能を高めることができる。

変形促進部１３ｆに対応する位置に、インナパネル１４にフロントサイドフレーム３の車幅方向内側への変形を抑制する変形抑制部１９を設けたため、車両の衝突時に前記変形促進部１３ｆにおいてフロントサイドフレームが車幅方向外側へ折れ変形するのを促進することができる。

変形抑制部１９の後部をフロントサイドフレーム３の後側フレームの前部に接続することにより、フロントサイドフレームの車幅方向内側への変形をさらに抑制することができる。前記変形抑制部１９はサスペンションサブフレーム取付部を補強する補強部材で構成したため、別途部材を設けずに、インナパネル１４を補強できる。

変形促進部１３ｆよりも前方位置に衝突荷重によってインナパネル１４を車幅方向内側へ折れ変形させるインナパネル変形促進部１４ｅを設けたため、前記変形促進部１３ｆよりも前方位置のフロントサイドフレーム３を、インナパネル変形促進部１４ｅにおいてく字状に外側へ膨らむ状態に折れ変形させることができ、フロントサイドフレーム３をく字状に変形させることで衝突エネルギーを吸収して効果的に衝撃荷重の低減を図ることができる。

次に、実施例２に係る車両の前部車体構造について図１３に基づいて説明する。尚、前記実施例１の前部車体構造と異なる構成についてのみ説明し、前記実施例と同一の部材に、同一符号を付して説明を省略する。

図１３に示すように、フロントサイドフレーム３は、フレーム自体で閉断面部を形成する前側の前側フレーム３Ａと、傾斜部２ｂとフロアパネルと協働して閉断面部を形成する後側の後側フレーム３Ｂとから構成されている。
前側フレーム３Ａは、車幅方向外側のアウタパネル１３と、車幅方向内側のインナパネル１４とで構成されている。アウタパネル１３は、上側に位置するアウタ上フランジ部１３ａ、下側に位置するアウタ下フランジ部１３ｂ、両者の中間に位置するアウタパネル本体部１３ｃとを備えている。

アウタパネル１３には、前後方向に略直線状に延びるアウタ凸部１３ｄ、アウタパネル前部に形成されて上下方向に延びる第１アウタビード１３ｅ、フロントサイドフレーム３のダッシュパネル２への結合部Ｌの前方近傍位置に上下方向に細長く形成された矩形状の開口部１３ｉ（変形促進部）、該開口部１３ｉの後方に配置される変形助長部１３ｊとが設けられている。

前記開口部１３ｉは、結合部Ｌの前方近傍で且つ下側結合フランジ１１ｂの後端部に対応する位置で、アウタパネル１３を貫通しており、アウタパネル本体部１３ｃの上端部から下端部に亙って矩形状に開口している。前記変形助長部１３ｊは、開口部１３ｉと結合部Ｌとの間の位置に、車幅方向外側に凸状に形成されると共に開口部１３ｉの上下方向縁と変形助長部１３ｊの三角形状の一辺が略平行となるよう構成されている。

前記開口部１３ｉが形成される部位は、その前後領域よりも低剛性に構成され、且つ車体前後方向同位置におけるインナパネル１４よりも低剛性に構成されるため、前面衝突時、前記実施例１と同様に、前側フレーム３Ａは開口部１３ｉを起点として平面視で車幅方向外側に折れ変形する。しかも、開口部１３ｉの後方付近のアウタパネル１３の部分には変形助長部１３ｊが形成されるため、ダッシュパネル２と開口部１３ｉとの間には前側フレーム３Ａの折れ変形を許容する空間を確実に確保することができる。

尚、開口部１３ｉは樹脂製のカバー（図示略）等でカバーされるようになっている。また、変形促進部は、矩形状の開口部１３ｉに限らず、アウタパネル１３をダッシュパネル２から離間した位置で折れ変形可能であれば良く、例えば、楕円形状の開口や、複数の孔、或いはアウタパネル１３における薄肉部等の脆弱部で構成してもよい。

次に、実施例３に係る車両の前部車体構造について図１４に基づいて説明する。尚、前記実施例１の前部車体構造と異なる構成についてのみ説明し、前記実施例と同一の部材に、同一符号を付して説明を省略する。
図１４に示すように、アウタパネル１３には、前後方向に略直線状に延びるアウタ凸部１３ｄ、アウタパネル前部において上下方向に延びる第１アウタビード１３ｅ、結合部Ｌの前方近傍位置に配置される変形促進部１３ｋ及び変形助長部１３ｊなどが設けられている。

前記アウタパネル１３のうちの、変形助長部１３ｊを含むその付近の領域に高剛性部Ｈが形成され、この高剛性部Ｈはアウタパネル１３を構成する鋼板を焼き入れ処理することで剛性を高めたものであるが、高剛性部Ｈの剛性は変形助長部１３ｊによっても高められている。この高剛性部Ｈの前端には、アウタパネル１３の全高に亙り且つ鉛直方向に延びる直線状の剛性不連続部１３ｋ（これが、変形促進部に相当する）であって、衝突時の荷重によってフロントサイドフレーム３を車幅方向外側に折れ変形させる剛性不連続部１３ｋが形成されている。

剛性不連続部１３ｋの部位においてフロントサイドフレーム３の剛性が不連続となり、剛性不連続部１３ｋの部位の剛性が剛性不連続部１３ｋより後側の高剛性部Ｈの剛性よりも低いため、衝突時の荷重によって剛性不連続部１３ｋの部位において折れ変形が発生する。しかも、ダッシュパネル２と剛性不連続部１３ｋとの間には前側フレーム３Ａの折れ変形を許容する空間を確実に確保することができる。
尚、焼き入れ処理で高剛性部Ｈを形成する代わりに、鋼板の板厚を増すことにより高剛性部Ｈを形成してもよく、別途補強板を接合することで高剛性部Ｈを形成してもよい。

その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。

本発明は、車体前部に、車体の左右両側で前後方向に延びる一対のフロントサイドフレームとダッシュパネルとを有する車両の前部車体構造において、衝突荷重により変形するフロントサイドフレームの変形モードを適切に設定することができる。

Ｖ 車両
１ 前部車体構造
２ ダッシュパネル
３ フロントサイドフレーム
３Ａ 前側フレーム
１１ａ 上側結合フランジ
１１ｂ 下側結合フランジ
３Ｂ 後側フレーム
１３ アウタパネル
１３ｂ アウタ下フランジ部
１３ｅ 第１アウタビード
１３ｆ 第２アウタビード（変形促進部）
１３ｇ 変形助長部
１３ｈ ノッチ
１３ｉ 開口部（変形促進部）
１３ｊ 変形助長部
１３ｋ 剛性不連続部（変形促進部）
１４ インナパネル
１４ｂ インナ下フランジ部
１４ｅ 第１インナビード
１４ｆ 第２インナビード
１９ 補強部材
Ｓ 車室
Ｌ 結合部

Claims (8)

1. 車室の前端に配設されたダッシュパネルと、このダッシュパネルの前側に配設され且つダッシュパネルに結合された後端側部分がダッシュパネルの下端まで後方下がり傾斜状に延びる左右1 対のフロントサイドフレームとを有する車両の前部車体構造において、
   前記フロントサイドフレームのダッシュパネルへの結合部の前方近傍位置において、衝突時の荷重によって前記フロントサイドフレームを車幅方向外側に折れ変形させる変形促進部を前記フロントサイドフレームに設け、
   前記フロントサイドフレームは、車幅方向外側のアウタパネルと、このアウタパネルと協働して閉断面を形成するインナパネルを備え、
   前記変形促進部は、衝突荷重が前方からフロントサイドフレームに作用したとき、前記アウタパネルを車幅方向外側へ折れ変形させるように構成され、
   前記フロントサイドフレームは前側フレームと後側フレームとからなり、前記前側フレームの後端に接合される後側フレームの前端は、前記変形促進部に対応する前後方向位置に設定され、
   前記変形促進部に対応する位置において、前記インナパネルに、前記フロントサイドフレームの車幅方向内側への変形を抑制する変形抑制部を設けたことを特徴とする車両の前部車体構造。
2. 前記変形促進部は、前記アウタパネルに上下方向に延びるように形成されたビードによって構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両の前部車体構造。
3. 前記フロントサイドフレームの下面に、前記アウタパネルと前記インナパネルの結合フランジが設けられ、この結合フランジの後端部が、前記変形促進部に対応する車体前後方向位置に設定されたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の前部車体構造。
4. 前記アウタパネルの前記インナパネルと結合する結合フランジの後部に、この結合フランジ成形用のノッチを備え、
   このノッチが前記変形促進部に対応する車体前後方向位置に設定されたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の車両の前部車体構造。
5. 前記アウタパネルのうちの前記変形促進部と前記結合部の間の部位に、前記アウタパネルを補強すると共に、衝突荷重がフロントサイドフレームに作用したとき、前記変形促進部の車幅方向外側への折れ変形を助長する変形助長部を設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の車両の前部車体構造。
6. 前記変形抑制部の後部が、前記フロントサイドフレームの後側部材の前部と接続されたことを特徴とする請求項１に記載の車両の前部車体構造。
7. 前記変形抑制部は、サスペンションサブフレーム取付部の補強部材で構成されたことを特徴とする請求項１または６に記載の車両の前部車体構造。
8. 前記インナパネルに、前記変形促進部よりも前方位置で、衝突荷重によって前記インナパネルを車幅方向内側に折れ変形させるインナパネル変形促進部を備えたことを特徴とする請求項１〜７の何れか１つに記載の車両の前部車体構造。