JP5509242B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体前後方向に延ばされた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車幅外方に配置され、フロントサイドフレームに前突荷重を伝達するガセットと、を備えた車体前部構造に関する。

車体前部構造は、車体前後方向にフロントサイドフレームを延ばし、このフロントサイドフレームの車幅外方にて平面視でフロントサイドフレームに略平行にロアメンバを延ばし、フロントサイドフレームの先端に内バンパビームエクステンションを配置し、ロアメンバの先端に外バンパビームエクステンションを配置し、これらのバンパビームエクステンションにバンパビームを車幅方向に渡したものである。

この車体前部構造によれば、車両の車幅外方端部の狭い範囲に前突荷重が作用するナローオフセット衝突が発生した場合にも、外バンパビームエクステンションで衝撃吸収をすることが可能である（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１０−８３４４８号公報

しかし、特許文献１の車体前部構造では、外バンパビームエクステンション及びロアメンバに作用する前突荷重を、例えば、ロアメンバからフロントサイドフレームに積極的に伝達できる手段はない。従って、ナローオフセット衝突が発生した場合には、フロントサイドフレームの車幅外方の部材で前突荷重を受けることになり、衝撃吸収能力が限られる。

また、特許文献１の車体前部構造では、外バンパビームエクステンションの長さは内バンパビームエクステンションの長さよりも短い。例えば、フロントサイドフレームを含む範囲のオフセット衝突が発生した場合には、外バンパビームエクステンション及び内バンパビームエクステンションが前突荷重の衝撃吸収に関与できる。しかし、フロントサイドフレームの車幅外方のみにオフセット衝突（ナローオフセット衝突）が発生した場合には、内バンパビームエクステンションは衝撃吸収に関与しにくい。従って、外バンパビームエクステンションの衝撃吸収能力を高めておくことが好ましい。

さらに、特許文献１の車体前部構造では、外バンパビームエクステンション及び内バンパビームエクステンション同士の連結状態が乏しく、それぞれのバンパビームエクステンションが単独で配置されている。これでは、外バンパビームエクステンションに前突荷重が作用する場合には、内バンパビームエクステンションを衝撃吸収に寄与させ難い。

特許文献１の車体前部構造では、フロントサイドフレームの先端を、平面視で車体前方に向けて拡げているので、フロントサイドフレームとロアメンバ間のスペースが小さくなり、その空間内への部品搭載が困難となる。また、成形する金型が大型化するとともに、フロントサイドフレームの歩留まりも損なわれる。

本発明は、当接幅が狭いオフセット衝突が発生したときに、前突荷重の衝撃吸収能力を拡大することができるとともに、前突荷重の衝撃吸収能力を拡大するにあたって、ガセット等の連結部材を設ける場合には、前突荷重でガセット等がはがれ難くする車体前部構造を提供することを課題とする。
本発明は、前突荷重が小さい軽度のナローオフセット衝突の場合には、前突荷重の衝撃吸収に関与するバンパビームエクステンションに十分な衝撃吸収ストローク与えることができる車体前部構造を提供することを課題とする。

本発明は、外バンパビームエクステンション及び内バンパビームエクステンション等のように、複数のバンパビームエクステンションを設ける場合には、これらのバンパビームエクステンション同士の連結状態を向上させることができる車体前部構造を提供することを課題とする。
本発明は、車体前部構造が構成される部品の製造を容易におこなうことができるとともに、部品の歩留まりの向上を図ることができる車体前部構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車体前後方向に延ばされた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車幅外方に配置され、フロントサイドフレームの車幅外方に前突荷重が作用したときにフロントサイドフレームに前突荷重を伝達するガセットと、を備えた車体前部構造であって、ガセットが、平面視でフロントサイドフレームの先端から所定距離離れて車体後方に配置され、フロントサイドフレームの先端とガセットの外端部との間に、フロントサイドフレームからガセットが剥離することを防止するテンション部材が架設され、フロントサイドフレームは、ガセットが結合され高強度となるガセット結合部と、該ガセット結合部の車体後方にてエンジンをマウントするために高強度とされるエンジンマウント部と、を備え、ガセット結合部とエンジンマウント部との間に、該フロントサイドフレームに前突荷重が作用したときに、該フロントサイドフレームが折れ曲がることを可能にする低強度部の折れ点を設定するたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、車体前後方向に延ばされた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車幅外方に配置され、該フロントサイドフレームの車幅外方に前突荷重が作用したときに該フロントサイドフレームに前突荷重を伝達するガセットと、を備えた車体前部構造であって、ガセットは、平面視でフロントサイドフレームの先端から所定距離離れて車体後方に配置され、フロントサイドフレームの先端とガセットの外端部との間に、該フロントサイドフレームから該ガセットが剥離することを防止するテンション部材が架設され、ガセットが、フロントサイドフレームと、フロントサイドフレームに沿わせて配置するロアメンバとを連結するロアメンバ連結部材であり、ロアメンバ連結部材が、平面視でフロントサイドフレームの前方部位とでＬ字形状が構成されるように配置されるとともに、ロアメンバ連結部材の前壁がロアメンバの先端と車体前後方向で略同一位置に配置され、フロントサイドフレームの先端に前突荷重を吸収する内バンパビームエクステンションが配置され、ロアメンバの先端に前突荷重を吸収する外バンパビームエクステンションが配置され、外バンパビームエクステンションが、内バンパビームエクステンションよりも長く形成されることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、内及び外バンパビームエクステンションの前端同士が補強部材で連結されて一体化されたことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、テンション部材が、鋼板にてプレートに形成され、テンション部材、ロアメンバ連結部材、及びフロントサイドフレームの前方部位で略台形形状の構造体を形成し、略台形形状の構造体の前部に三角形中空構造部を形成することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、フロントサイドフレームの前方に車幅方向にバンパビームを備え、バンパビームはフロントサイドフレームの車幅外方まで延ばされ、外バンパビームエクステンションが、車体の左右に一対設けられ、左右の外バンパビームエクステンションは、バンパビームの両端に結合することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、テンション部材が、内及び外バンパビームエクステンションの取付プレートを兼ねることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、ロアメンバ連結部材が、ロアメンバ連結部材の前壁に車幅外方に延びる前壁延長部を備え、前壁延長部が、テンション部材とロアメンバの先端で挟み込み結合されることを特徴とする。

本発明は以下の効果を奏する。
請求項１及び２に係る発明では、車体前部構造は、車体前後方向に延ばされた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車幅外方に配置され、フロントサイドフレームの車幅外方に前突荷重が作用したときにフロントサイドフレームに前突荷重を伝達するガセットと、を備える。
車両の衝突実験などでは正面衝突を想定したものが多かったが、実際の衝突事故の場合は真正面からの衝突より、左右どちらかに大きくズレ、フロントサイドフレームの車幅方向外方に前突荷重が作用する衝突が多いことが判明した。このような衝突をナローオフセット衝突という。正面衝突は車の前面全てで衝撃を吸収するが、ナローオフセット衝突ではフロントサイドフレームに衝突荷重が作用しないので、エネルギー吸収ができないため、車のダメージがより大きくなる。従って、このナローオフセット衝突を想定して車体の強度や衝撃吸収の設計をすることが求められている。
そこで、フロントサイドフレームの車幅外方に配置され、フロントサイドフレームの車幅外方にナローオフセット衝突の前突荷重が作用したときにフロントサイドフレームに前突荷重を伝達するガセットを設けることで、前突荷重をガセットが受けてからフロントサイドフレームを折りエネルギー吸収する。この結果、ナローオフセット衝突の前突荷重の衝撃吸収能力を拡大することができる。
ガセットが、平面視でフロントサイドフレームの先端から所定距離離れて車体後方に配置され、フロントサイドフレームの先端とガセットの外端部との間に、フロントサイドフレームからガセットが剥離することを防止するテンション部材が架設されたので、ナローオフセット衝突が発生したときに、ガセットがフロントサイドフレームから剥がれることを防止できる。この結果、ナローオフセット衝突でフロントサイドフレームの外側に作用した前突荷重に抗してテンション部材がフロントサイドフレームからガセットが剥離することを防止し、該ガセットがフロントサイドフレームを折ることで、前突荷重による衝撃エネルギーを吸収することができる。

特に、請求項１に係る発明では、フロントサイドフレームに、ガセットが結合され高強度となるガセット結合部と、ガセット結合部の車体後方にてエンジンをマウントするために高強度とされるエンジンマウント部と、を備える。ガセット結合部及びエンジンマウント部はおのずと高強度に形成される部位である。
そこで、ガセット結合部とエンジンマウント部との間に、フロントサイドフレームに前突荷重が作用したときに、フロントサイドフレームが折れ曲がる低強度部の折れ点を設定することで、フロントサイドフレームに凹み形状などの特別な形状追加や、補強部材（補強材）の追加などが必要なくなる。この結果、製造を容易におこなうことができるとともに、部品の歩留まりの向上を図ることができる。さらに、車体の軽量化にもつながる。

特に、請求項２に係る発明では、ガセットが、フロントサイドフレームと、フロントサイドフレームに沿わせて配置するロアメンバとを連結するロアメンバ連結部材である。
ロアメンバ連結部材が、平面視でフロントサイドフレームの前方部位とでＬ字形状が構成されるように配置されるとともに、ロアメンバ連結部材の前壁がロアメンバの先端と車体前後方向で略同一位置に配置される。
フロントサイドフレームの先端に前突荷重を吸収する内バンパビームエクステンションが配置され、ロアメンバの先端に前突荷重を吸収する外バンパビームエクステンションが配置され、外バンパビームエクステンションが、内バンパビームエクステンションよりも長く形成されたので、前突荷重が小さい軽度のナローオフセット衝突では、十分な衝撃吸収ストロークが得られ、ロアメンバの破損を抑制することができる。この結果、外バンパビームエクステンションのみの交換で修理が可能となり経済的となる。

請求項３に係る発明では、内及び外バンパビームエクステンションの前端同士が補強部材で連結されて一体化されたので、ナローオフセット衝突においても、内バンパビームエクステンションを外バンパビームエクステンションとともに座屈可能とすることができる。この結果、前突荷重の効率的な衝撃吸収を図ることができる。

請求項４に係る発明では、テンション部材が、鋼板にてプレートに形成され、テンション部材、ロアメンバ連結部材、及びフロントサイドフレームの前方部位で略台形形状の構造体を形成し、略台形形状の構造体の前部に三角形中空構造部を形成したので、ナローオフセット衝突が発生したときに、三角形中空構造部を衝撃吸収エリアとして作用させることができる。また、ナローオフセット衝突が発生してロアメンバ連結部材に前突荷重が作用するときに、テンション部材でロアメンバ連結部材をフロントサイドフレームの先端に引っ張っておくことができる。ここで、テンション作用とは、前突荷重に抗してロアメンバ連結部材を車体前方に引っ張り、ロアメンバ連結部材をフロントサイドフレームに留め置く作用をいう。すなわち、ロアメンバ連結部材に十分なテンション作用を付加することができ、ロアメンバ連結部材の剥離を防止することができる。

請求項５に係る発明では、フロントサイドフレームの前方に車幅方向にバンパビームを備え、バンパビームはフロントサイドフレームの車幅外方まで延ばされ、外バンパビームエクステンションが、車体の左右に一対設けられ、左右の外バンパビームエクステンションは、バンパビームの両端に結合した。
すなわち、ナローオフセット衝突におけるフロントサイドフレームの外側の入力に対して、フロントサイドフレームの車幅外方まで延ばされ、左右の外バンパビームエクステンションをバンパビームの両端に結合することで、ナローオフセット衝突の初期段階から前突荷重をロアメンバ及びフロンントサイドフレームへ荷重伝達させることが可能となる。この結果、前突荷重の衝撃吸収能力の拡大を図ることができる。

請求項６に係る発明では、テンション部材が、内及び外バンパビームエクステンションの取付プレートを兼ねたので、車体前部の構造の簡略化を図ることができるとともに、車体前部の部品点数の削減を図ることができる。

請求項７に係る発明では、ロアメンバ連結部材は、ロアメンバ連結部材の前壁に車幅外方に延びる前壁延長部を備え、前壁延長部が、テンション部材とロアメンバの先端で挟み込み結合されたので、ナローオフセット衝突が発生し、ロアメンバ連結部材に前突荷重が作用するときに、前突荷重に抗してロアメンバ連結部材を車体前方に引っ張り、ロアメンバ連結部材をフロントサイドフレームに留め置くテンション作用を高めることができる。

本発明に係る車体前部構造を示す斜視図である。 図１に示された車体前部構造の側面図である。 図１に示された車体前部構造の車体左側が示される斜視図である。 図１に示された車体前部構造の車体左側が示される平面図である。 図４の５−５線断面図である。 図４の６−６線断面図である。 図４の７−７線断面図である。 図１に示された車体前部構造の主要部が示される斜視図である。 図１に示された車体前部構造の車幅外方の後方から見た斜視図である。 図１に示された車体前部構造の下方から見た斜視図である。 図１に示された車体前部構造の分解斜視図である。 図１に示された車体前部構造のバンパエクステンション組立体の斜視図である。 図１に示された車体前部構造のバンパビームの取付状態の斜視図である。 図１に示された車体前部構造の略台形形状の構造体の説明図である。 図１に示された車体前部構造のＬ字形状の説明図である。 図１に示された車体前部構造の比較検討図である。 図１に示された車体前部構造のナローオフセット衝突の経過が示される説明図である。 図１に示された車体前部構造の衝撃吸収エリア及び荷重伝達の流れが示される説明図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

図１〜図４に示されたように、本発明に係る車体前部構造は、フロントサイドフレーム１５、ロアメンバ２２、ガセット（ロアメンバ連結部材）３１、内バンパビームエクステンション２４、外バンパビームエクステンション２５、テンション部材（取付プレート）３２、補強部材４４を主要構成として、ナローオフセット衝突に対して効果を発揮できる構造である。

ここで、先に発明の概要を述べる。
テンション部材３２をフロントサイドフレーム１５の先端１５ａとガセット（ロアメンバ連結部材）３１に架設し、ナローオフセット衝突でガセット３１からフロントサイドフレーム１５に荷重伝達可能として衝撃エネルギーを吸収できるようにした（図１６（ｂ）参照）。また、外バンパビームエクステンション２５を内バンパビームエクステンション２４よりも長く設定して前突荷重が小さい軽度のナローオフセット衝突に対応した（図１８（ａ）参照）。

さらに、内バンパビームエクステンション２４及び外バンパビームエクステンション２５の前端２４ａ，２５ａ同士を補強部材４４で一体化してナローオフセット衝突でも内バンパビームエクステンション２４を座屈可能とした（図１２参照）。このときに、補強部材４４を、前後２枚のコ字断面鋼板プレートの底面同士を結合して、ナローオフセット衝突のときに、内バンパビームエクステンション２４を一層座屈できるようにした。
以下、発明の詳細を述べる。

図１〜図４に示されたように、車両１０は、車体１１の前部に、車体前後方向に延ばされた左右のフロントサイドフレーム１５と、これらのフロントサイドフレーム１５の前部内方に設けられたバルクヘッド１６と、左右のフロントサイドフレーム１５の前方に車幅方向にバンパビーム１７と、車体１１を前後方向に仕切るダッシュボードロアパネル１８と、このダッシュボードロアパネル１８の側方に設けられる左右のフロントピラー１９と、左右のフロントピラー１９から車体前後方向に延ばされた左右のアッパメンバ２１と、左右のアッパメンバ２１から車体前方に向けて斜め下方に延ばされた左右のロアメンバ２２と、を備える。

フロントサイドフレーム１５の先端１５ａ（図８参照）に、前突荷重を吸収する内バンパビームエクステンション２４が設けられる。ロアメンバ２２の先端２２ａ（図８参照）に、前突荷重を吸収する外バンパビームエクステンション２５が設けられる。外バンパビームエクステンション２５は、内バンパビームエクステンション２４より長く設定される。

バンパビーム１７は、フロントサイドフレーム１５の車幅外方まで延ばされ、外バンパビームエクステンション２５が、車体１１の左右に一対設けられ、左右の外バンパビームエクステンション２５，２５は、バンパビーム１７の両端１７ａ，１７ａに結合する。

バルクヘッド１６の左右の上端１６ａと左右のアッパメンバ２１の先端２１ａとの間は、それぞれ左右のバルクヘッドサポート部材２６で連結される。
フロントサイドフレーム１５及びアッパメンバ２１は、ダッシュボードロアパネル１８側でフロントサイドフレーム１５とアッパメンバ２１との間にダンパハウジング２７が設けられる。
左右のダンパハウジング２７は、ストラットタワーバー２８で連結され、車体剛性が高めされている。

図４に示されたように、フロントサイドフレーム１５は、車幅外方に配置され、フロントサイドフレーム１５の車幅外方に前突荷重が作用したときにフロントサイドフレーム１５に前突荷重を伝達するガセット３１を備える。
詳細には、ガセット３１は、フロントサイドフレーム１５と、フロントサイドフレーム１５に沿わせて配置するロアメンバ２２とを連結するロアメンバ連結部材であり、ガセット３１は、平面視でフロントサイドフレーム１５の先端１５ａから所定距離離れて車体後方に配置され、フロントサイドフレーム１５の先端１５ａとガセット３１の外端部３１ａとの間に、フロントサイドフレーム１５からガセット３１が剥離することを防止するテンション部材３２が架設されている。
以下、ガセット３１を、適宜「ガセット３１」又は「ロアメンバ連結部材３１」と記載する。

フロントサイドフレーム１５は、ガセット３１が結合されるガセット結合部３５と、ガセット結合部３５の車体後方にてエンジン３６をマウントするエンジンマウント部３７と、ガセット結合部３５とエンジンマウント部３７との間に設定される折れ点３８と、が設けられる。
ガセット結合部３５は、ガセット（ロアメンバ連結部材）３１が結合され高強度となる（図５も参照）。

エンジンマウント部３７は、エンジン３６をマウントするエンジンマウントブラケット４１と、エンジン３６側から延びる固定部材４２と、が締結され高強度となる。エンジンマウントブラケット４１は、振動吸収のためのラバー部材（不図示）が介在される。
すなわち、エンジンマウント部３７は、エンジンマウントブラケット４１や固定部材４２などで構成されるエンジンマウントブラケット構造により高強度となる（図７も参照）。

折れ点３８は、フロントサイドフレーム１５に前突荷重が作用したときに、フロントサイドフレーム１５が折れ曲がることを可能にする。
折れ点３８は、フロントサイドフレーム１５の周辺に結合する部材がなく、低強度となる（図６参照）。

折れ点３８は、フロントサイドフレーム１５のガセット結合部３５（高強度）とエンジンマウント部３７（高強度）との間の低強度部であるので、フロントサイドフレーム１５に凹み形状などの特別な形状追加や、補強部材等の追加など必要がなくなり、製造容易かつ軽量化となる。

図８〜図１５に示されたように、内及び外バンパビームエクステンション２４，２５は、内及び外バンパビームエクステンション２４，２５の前端２４ａ，２５ａ同士が補強部材４４で連結されて一体化され、さらに、内及び外バンパビームエクステンション２４，２５の後端２４ｂ，２５ｂ同士がテンション部材３２で連結される。
内バンパビームエクステンション２４、外バンパビームエクステンション２５、補強部材４４及びテンション部材３２で、二つのバンパビームエクステンション２４，２５がユニット化され、バンパビームエクステンション組立体４６が形成される。
バンパビームエクステンション組立体４６は、車体前方からフロントサイドフレーム１５及びロアメンバ２２のそれぞれの締結部４７，４８に一体で取付けられる。

テンション部材３２は、段差状の部材であり、内バンパビームエクステンション２４を取付ける内取付部５１と、外バンパビームエクステンション２５を取付ける外取付部５２と、これらの内取付部５１と外取付部５２との間に設けられたテンション部５３と、からなる。
テンション部材（テンションプレート）３２は、内及び外バンパビームエクステンション２４，２５の取付プレートを兼ねる。

内取付部５１は、フロントサイドフレーム１５の先端１５ａに結合される。内取付部５１の締結部５１ａ〜５１ｄは、４箇所設けられる。
外取付部５２は、ガセット３１を介してロアメンバ２２の先端２２ａに結合される。外取付部５２の締結部５２ａ〜５２ｃは、３箇所設けられる。

テンション部５３は、内取付部５１及び外取付部５２に一体的に形成することで、ナローオフセット衝突が発生してロアメンバ連結部材３１に前突荷重が作用するときに、ロアメンバ連結部材３１をフロントサイドフレーム１５の先端１５ａに引っ張っておく部分である。

テンション部材３２は、鋼板にてプレートに形成され、テンション部材３２、ロアメンバ連結部材３１、及びフロントサイドフレーム１５の前方部位１５ｂで略台形形状の構造体５４を形成し、略台形形状の構造体５４の前部に三角形中空構造部５５を形成している。これにより、ナローオフセット衝突の際に三角形中空構造の衝撃吸収エリアを三角形中空構造部５５で確保できるとともに、テンション作用（効果）を発揮できる。ここで、テンション作用とは、前突荷重に抗してロアメンバ連結部材３１を車体前方に引っ張り、ロアメンバ連結部材３１をフロントサイドフレーム１５に留め置く作用をいう。

補強部材４４は、前プレート５７と後プレート５８とからなる。すなわち、補強部材４４は、前後２枚のコ字断面鋼板プレートを結合して、ナローオフセット衝突のときに、内バンパビームエクステンション２４も座屈可能とした。
補強部材４４には、外バンパビームエクステンション２５側に２箇所、内バンパビームエクステンション２４側に３箇所のバンパビーム締結部４４ａ〜４４ｅが設けられる。また、テンション部材３２の締結部５１ａの締結用の開口４５が一箇所設けられる。

図９〜図１１に示されたように、ガセット３１は、平板状のアッパ部材６１と、Ｕ字状のロア部材６２とから構成され、アッパ部材６１及びロア部材６２で車幅方向に指向する閉断面が形成される。
アッパ部材６１は、ロア部材６２に結合する本体部６３と、ロアメンバ２２に結合するアッパ側フランジガセット３１と、が形成される。なお、本体部６３は、フロントサイドフレーム１５、ロア部材６２の前上フランジ６７ａ及び後上フランジ６９ａに結合される。

ロア部材６２は、前壁６７、底壁６８及び後壁６９からＵ字状に形成される。
前壁６７には、車幅外方に延ばされた前壁延長部７１と、アッパ部材６１に結合する前上フランジ６７ａと、フロントサイドフレーム１５に結合する前内フランジ６７ｂと、が形成される。

底壁６８には、フロントサイドフレーム１５側に結合する内フランジ６８ａと、ロアメンバ２２に結合する外フランジ６８ｂと、が形成される。
後壁６９には、アッパ部材６１に結合する後上フランジ６９ａと、フロントサイドフレーム１５に結合する後内フランジ６９ｂと、ロアメンバ２２に結合する後外フランジ６９ｃと、が形成される。
なお、ガセット３１の外端部３１ａは、アッパ部材６１のアッパ側フランジ６５、外フランジ６８ｂ及び後外フランジ６９ｃ位置である。

すなわち、ガセット３１は、フロントサイドフレーム１５の外側に上下前後４か所フランジ結合し、ロアメンバ２２に上下後方３か所フランジ結合し、前壁延長部７１は、ロアメンバ２２の先端２２ａの締結部４８に当て、前壁延長部７１に前方からテンション部材３２を重ね締結される。言い換えれば、ガセット（ロアメンバ連結部材）３１は、ロアメンバ連結部材３１の前壁６７に車幅外方に延びる前壁延長部７１を備え、前壁延長部７１が、テンション部材３２とロアメンバ２２の先端２２ａで挟み込み結合されるものということができる。

図１１及び図１５に示されたように、ガセット（ロアメンバ連結部材）３１は、平面視でフロントサイドフレーム１５の前方部位１５ｂとでＬ字形状５６が構成されるように配置されるとともに、ロアメンバ連結部材３１の前壁がロアメンバ２２の先端２２ａと車体前後方向で略同一位置に配置されたものとみることができる。

図１６（ａ）は、比較例の車体前部構造が示され、車体前後方向にフロントサイドフレーム１１１が設けられ、このフロントサイドフレーム１１１の外方にロアメンバ１１２が設けられ、フロントサイドフレーム１１１とロアメンバ１１２との間にガセット（ロアメンバ連結部材）１１３が設けられ、フロントサイドフレーム１１１の先端に内バンパビームエクステンション１１４が設けられ、ロアメンバ１１２の先端に外バンパビームエクステンション１１５が設けられ、これらのバンパビームエクステンション１１４，１１５の前端にバンパビーム１１６が設けられている。

比較例の車体前部構造では、フロントサイドフレーム１１１の先端とロアメンバ連結部材の外端部との間にテンション部材がないので、ナローオフセット衝突が発生し、矢印ａ１の如くロアメンバ連結部材に前突荷重が作用したときに、ロアメンバ連結部材は矢印ｂ２の如くフロントサイドフレーム１１１から剥がれてしまう。この結果、ナローオフセット衝突時の前突荷重をフロントサイドフレーム１１１に伝達することはできない。

図１６（ｂ）は、実施例の車体前部構造が示され、テンション部材（テンションプレート）３２をフロントサイドフレーム１５の先端１５ａとガセット３１の外端部３１ａに架設されている。この結果、ナローオフセット衝突が発生し、矢印ａ３の如くロアメンバ連結部材３１に前突荷重が作用したときに、ロアメンバ連結部材３１をフロントサイドフレーム１５の先端１５ａに引っ張っておくことができる。これにより、フロントサイドフレーム１５からロアメンバ連結部材３１が剥がれることを防止することができる。この結果、ロアメンバ連結部材３１が前突荷重を矢印ａ４の如くフロントサイドフレーム１５に伝達でき、フロントサイドフレーム１５を折れ点３８で折ることにより衝撃エネルギー吸収できる。

図１７（ａ）〜（ｄ）にナローオフセット衝突の時間経過にともなう車体１１の変形の様子が示される。
車両の衝突実験などでは正面衝突を想定したものが多かったが、実際の衝突事故の場合は真正面からの衝突より、左右どちらかに大きくズレ、フロントサイドフレームの車幅方向外方に前突荷重が作用する衝突が多いことが判明した。このような衝突をナローオフセット衝突という。正面衝突は車の前面全てで衝撃を吸収するが、ナローオフセット衝突ではフロントサイドフレームに衝突荷重が作用しないので、エネルギー吸収ができないため、車のダメージがより大きくなる。従って、このナローオフセット衝突を想定して車体の強度や衝撃吸収の設計をすることが求められている。

（ａ）はナローオフセット衝突発生前の時間０ｍｓの車体１１が示され、車体１１はまだ変形されていない。（ｂ）は車両１０が障害物（若しくは相手側車両）Ｓ１に当接し、ナローオフセット衝突発生後の時間１０ｍｓの車体１１が示され、フロントサイドフレーム１５の車幅外方に矢印ｂ１の如く前突荷重が作用する。フロントサイドフレーム１５の車幅外方に作用した前突荷重は、テンション部材３２及びロアメンバ連結部材３１を介して矢印ｂ２の如くフロントサイドフレーム１５に伝達される。

（ｃ）はナローオフセット衝突発生後の時間２５ｍｓの車体１１が示され、図１６（ｂ）に示されたように、テンション部材３２により、ガセット３１の外端部３１ａをフロントサイドフレーム１５の先端１５ａに引っ張り、ロアメンバ連結部材３１の内側端部（フロントサイドフレーム１５のガセット結合部３５）の剥がれを抑制し、ロアメンバ連結部材３１は後方へ倒れ（移動され）、フロントサイドフレーム１５の折れ点３８を折ることが可能となり、衝撃エネルギーを吸収できる。

（ｄ）はナローオフセット衝突発生後の時間３０ｍｓの車体１１が示され、ナローオフセット衝突部分はさらに後方に移動するとともに、フロントサイドフレーム１５の折れも進行する。

図１８（ａ）に示されたように、ロアメンバ連結部材３１をフロントサイドフレーム１５の先端１５ａより車体後方に移動し、フロントサイドフレーム１５の前方部位１５ｂとでＬ字形状５６となるように配置することで、内及び外バンパビームエクステンション（TWIN EXTENSON）２４，２５の外バンパビームエクステンション２５の長さをＬ１、内バンパビームエクステンション２４の長さをＬ２とするときに、外バンパビームエクステンション２５の長さＬ１を内バンパビームエクステンション２４の長さＬ２より長くした（Ｌ１＞Ｌ２）。この結果、ナローオフセット衝突が発生し、これが衝突荷重の小さい軽衝突の場合では外バンパビームエクステンション２５に十分な衝撃吸収ストロークが得られ、ロアメンバ２２の破損を抑制できる。すなわち、外バンパビームエクステンション２５のみの交換で修理可能となり経済的となる。

図１８（ｂ）に示されたように、バンパビーム１７は、車幅方向に延びるバンパビーム１７の両端１７ａ，１７ａが外側に延長されている。また、内及び外バンパビームエクステンション２４，２５の前端２４ａ，２５ａ（図１１参照）に補強部材４４が渡されている。これにより、ナローオフセット衝突が発生し、矢印ｃ１で示されるフロントサイドフレーム１５の外側の入力（前突荷重）に対して、衝突初期から矢印ｃ２の如くフロントサイドフレーム１５に伝達できる。すなわち、衝突初期からフロントサイドフレーム１５及びロアメンバ２２に分散できる。

また、フロントサイドフレーム１５に伝達された荷重はロアメンバ連結部材３１を介して矢印ｃ３の如くロアメンバ２２に伝達でき、ロアメンバ２２に伝達された荷重はロアメンバ連結部材３１を介して矢印ｃ４の如くフロントサイドフレーム１５に相互に伝達することができる。この結果、ナローオフセット衝突において、前突荷重の円滑な荷重伝達を実現することができる。

図４及び図８に示されたように、車体前部構造では、車体前後方向に延ばされたフロントサイドフレーム１５と、このフロントサイドフレーム１５の車幅外方に配置され、フロントサイドフレーム１５の車幅外方に前突荷重が作用したときにフロントサイドフレーム１５に前突荷重を伝達するガセット３１と、を備える。

フロントサイドフレーム１５の車幅外方に配置され、フロントサイドフレーム１５の車幅外方にナローオフセット衝突の前突荷重が作用したときにフロントサイドフレーム１５に前突荷重を伝達するガセットを設けることで、前突荷重をガセット３１が受けてからフフロントサイドフレーム１５を折りエネルギー吸収する。この結果、ナローオフセット衝突の前突荷重の衝撃吸収能力を拡大することができる。

ガセット３１が、平面視でフロントサイドフレーム１５の先端１５ａから所定距離離れて車体後方に配置され、フロントサイドフレーム１５の１５ａとガセット３１の外端部３１ａとの間に、ロントサイドフレーム１５からガセット３１が剥離することを防止するテンション部材３２が架設されたので、ナローオフセット衝突が発生したときに、ガセット３１がフロントサイドフレーム１５から剥がれることを防止できる。この結果、ナローオフセット衝突でフロントサイドフレーム１５の外側に作用した前突荷重に抗してテンション部材３２がフロントサイドフレーム１５からガセット３１が剥離することを防止し、該ガセット３１がフロントサイドフレーム１５を折ることで、前突荷重による衝撃エネルギーを吸収することができる。

図４に示されたように、車体前部構造では、フロントサイドフレーム１５に、ガセット（ロアメンバ連結部材）３１が結合され高強度となるガセット結合部３５と、ガセット結合部３５の車体後方にてエンジン３６をマウントするために高強度とされるエンジンマウント部３７と、を備える。ガセット結合部３５及びエンジンマウント部３７はおのずと高強度に形成される部位である。

そこで、ガセット結合部３５とエンジンマウント部３７との間に、フロントサイドフレーム１５に前突荷重が作用したときに、フロントサイドフレーム１５が折れ曲がる低強度部の折れ点３８を設定することで、フロントサイドフレーム１５に凹み形状などの特別な形状追加や、補強部材（補強材）の追加など必要がなくなる。この結果、製造を容易におこなうことができるとともに、部品の歩留まりの向上を図ることができる。さらに、車体１１の軽量化にもつながる。

図１５及び図１８（ｂ）に示されたように、車体前部構造では、ガセット３１が、フロントサイドフレーム１５と、フロントサイドフレーム１５に沿わせて配置するロアメンバ２２とを連結するロアメンバ連結部材３１である。
ロアメンバ連結部材３１が、平面視でフロントサイドフレーム１５の前方部位１５ｂとでＬ字形状５６が構成されるように配置されるとともに、ロアメンバ連結部材３１の前壁がロアメンバ２２の先端２２ａと車体前後方向で略同一位置に配置される。

フロントサイドフレーム１５の先端１５ａに前突荷重を吸収する内バンパビームエクステンション２４が配置され、ロアメンバ２２の先端２２ａに前突荷重を吸収する外バンパビームエクステンション２５が配置され、外バンパビームエクステンション２５が、内バンパビームエクステンション２４よりも長く形成されたので、前突荷重が小さい軽度のナローオフセット衝突では、十分な衝撃吸収ストロークが得られ、ロアメンバ２２の破損を抑制することができる。この結果、外バンパビームエクステンション２５のみの交換で修理が可能となり経済的となる。

図１２に示されたように、車体前部構造では、内及び外バンパビームエクステンション２４，２５は、内及び外バンパビームエクステンション２４，２５の前端２４ａ，２５ａ同士が補強部材４４で連結されて一体化されたので、ナローオフセット衝突においても、内バンパビームエクステンション２４を外バンパビームエクステンション２５とともに座屈可能とすることができる。この結果、前突荷重の効率的な衝撃吸収を図ることができる。

図１４に示されたように、車体前部構造では、テンション部材３２が、鋼板にてプレートに形成され、テンション部材３２、ロアメンバ連結部材３１、及びフロントサイドフレーム１５の前方部位１５ｂで略台形形状の構造体５４を形成し、略台形形状の構造体５４の前部に三角形中空構造部５５を形成したので、ナローオフセット衝突が発生したときに、三角形中空構造部５５を衝撃吸収エリアとして作用させることができる。また、ナローオフセット衝突が発生してロアメンバ連結部材３１に前突荷重が作用するときに、テンション部材３２でロアメンバ連結部材３１をフロントサイドフレーム１５の先端１５ａに引っ張っておくことができる。すなわち、ロアメンバ連結部材３１に十分なテンション作用を付加することができ、ロアメンバ連結部材３１の剥離を防止することができる。

図１に示されたように、車体前部構造では、フロントサイドフレーム１５の前方に車幅方向にバンパビーム１７を備え、バンパビーム１７はフロントサイドフレーム１５の車幅外方まで延ばされ、外バンパビームエクステンション２５が、車体１１の左右に一対設けられ、左右の外バンパビームエクステンション２５，２５は、バンパビーム１７の両端１７ａ，１７ａに結合した。

すなわち、ナローオフセット衝突におけるフロントサイドフレーム１５の外側の入力に対して、フロントサイドフレーム１５の車幅外方まで延ばされ、左右の外バンパビームエクステンション２５，２５をバンパビーム１７の両端１７ａ，１７ａに結合することで、ナローオフセット衝突の初期段階から前突荷重をロアメンバ２２及びフロントサイドフレーム１５へ荷重伝達させることが可能となる。この結果、前突荷重の衝撃吸収能力の拡大を図ることができる。

図１１に示されたように、車体前部構造では、テンション部材３２が、内及び外バンパビームエクステンション２４，２５の取付プレートを兼ねたので、車体前部の構造の簡略化を図ることができるとともに、車体前部の部品点数の削減を図ることができる。

図９及び図１４に示されたように、車体前部構造では、ロアメンバ連結部材３１は、ロアメンバ連結部材３１の前壁に車幅外方に延びる前壁延長部７１を備え、前壁延長部７１が、テンション部材３２とロアメンバ２２の先端２２ａで挟み込み結合されたので、ナローオフセット衝突が発生し、ロアメンバ連結部材３１に前突荷重が作用するときに、前突荷重に抗してロアメンバ連結部材３１を車体前方に引っ張り、ロアメンバ連結部材３１をフロントサイドフレーム１５に留め置くテンション作用を高めることができる。

尚、本発明に係る車体前部構造は、図１２に示すように、テンション部材３２は内及び外バンパビームエクステンション２４，２５の取付プレートを兼ねるものであったが、テンション部材を別体で設けることを妨げるものではない。

本発明に係る車体前部構造は、図１４に示すように、テンション部材３２、ロアメンバ連結部材３１、及びフロントサイドフレーム１５の前方部位１５ｂで略台形形状の構造体５４を形成したが、略台形形状の構造体に、ロアメンバ２２のテンション部材３２の結合部位を組み入れるものであってもよい。

本発明に係る車体前部構造は、セダンやワゴンなどの乗用車に採用するのに好適である。

１１…車体、１５…フロントサイドフレーム、１５ａ…フロントサイドフレームの先端、１５ｂ…フロントサイドフレームの前方部位、１７…バンパビーム、１７ａ…バンパビームの両端、２２…ロアメンバ、２２ａ…ロアメンバの先端、２４…内バンパビームエクステンション、２５…外バンパビームエクステンション、３１…ガセット（ロアメンバ連結部材）、３１ａ…ガセットの外端部、３２…テンション部材（取付プレート）、３５…ガセット結合部、３７…エンジンマウント部、３８…折れ点、４４…補強部材、５４…略台形形状の構造体、５５…三角形中空構造部、６７…ロアメンバ連結部材の前壁、７１…前壁延長部。

Claims (7)

1. 車体前後方向に延ばされた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車幅外方に配置され、該フロントサイドフレームの車幅外方に前突荷重が作用したときに該フロントサイドフレームに前突荷重を伝達するガセットと、を備えた車体前部構造であって、
   前記ガセットは、平面視で前記フロントサイドフレームの先端から所定距離離れて車体後方に配置され、前記フロントサイドフレームの先端と前記ガセットの外端部との間に、該フロントサイドフレームから該ガセットが剥離することを防止するテンション部材が架設され、
   前記フロントサイドフレームは、前記ガセットが結合され高強度となるガセット結合部と、該ガセット結合部の車体後方にてエンジンをマウントするために高強度とされるエンジンマウント部と、を備え、
   前記ガセット結合部と前記エンジンマウント部との間に、該フロントサイドフレームに前突荷重が作用したときに、該フロントサイドフレームが折れ曲がることを可能にする低強度部の折れ点を設定することを特徴とする車体前部構造。
2. 車体前後方向に延ばされた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車幅外方に配置され、該フロントサイドフレームの車幅外方に前突荷重が作用したときに該フロントサイドフレームに前突荷重を伝達するガセットと、を備えた車体前部構造であって、
   前記ガセットは、平面視で前記フロントサイドフレームの先端から所定距離離れて車体後方に配置され、前記フロントサイドフレームの先端と前記ガセットの外端部との間に、該フロントサイドフレームから該ガセットが剥離することを防止するテンション部材が架設され、
   前記ガセットは、前記フロントサイドフレームと、該フロントサイドフレームに沿わせて配置するロアメンバとを連結するロアメンバ連結部材であり、
   前記ロアメンバ連結部材は、平面視で前記フロントサイドフレームの前方部位とでＬ字形状が構成されるように配置されるとともに、前記ロアメンバ連結部材の前壁が前記ロアメンバの先端と車体前後方向で略同一位置に配置され、
   前記フロントサイドフレームの先端に前突荷重を吸収する内バンパビームエクステンションが配置され、前記ロアメンバの先端に前突荷重を吸収する外バンパビームエクステンションが配置され、
   前記外バンパビームエクステンションは、前記内バンパビームエクステンションよりも長く形成されることを特徴とする車体前部構造。
3. 前記内及び外バンパビームエクステンションは、内及び外バンパビームエクステンションの前端同士が補強部材で連結されて一体化されたことを特徴とする請求項２記載の車体前部構造。
4. 前記テンション部材は、鋼板にてプレートに形成され、該テンション部材、前記ロアメンバ連結部材、及び前記フロントサイドフレームの前方部位で略台形形状の構造体を形成し、該略台形形状の構造体の前部に三角形中空構造部を形成することを特徴とする請求項２又は３のいずれか１項記載の車体前部構造。
5. 前記フロントサイドフレームの前方に車幅方向にバンパビームを備え、該バンパビームは前記フロントサイドフレームの車幅外方まで延ばされ、
   前記外バンパビームエクステンションは、車体の左右に一対設けられ、左右の外バンパビームエクステンションは、前記バンパビームの両端に結合することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項記載の車体前部構造。
6. 前記テンション部材は、前記内及び外バンパビームエクステンションの取付プレートを兼ねることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項記載の車体前部構造。
7. 前記ロアメンバ連結部材は、該ロアメンバ連結部材の前壁に車幅外方に延びる前壁延長部を備え、
   前記前壁延長部は、前記テンション部材と前記ロアメンバの先端で挟み込み結合されることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項記載の車体前部構造。

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