WO2013153872A1 - 自動車のｃｆｒｐ製キャビン、自動車のｃｆｒｐ製キャビンの製造方法および自動車の前部車体構造 - Google Patents

Abstract

自動車のＣＦＲＰ製キャビン（１１）は少なくともフロアパネル部（２４）および左右のサイドシル部（２１）を備えており、前輪（３３）の後方に位置するサイドシル部（２１）の前端の車幅方向幅（Ｗ１）をフロントサイドフレーム（３０）側に向けて拡大し、前輪（３３）の車幅方向幅（Ｗ２）よりも大きくしたので、前面衝突時に前輪（３３）から入力する荷重をサイドシル部（２１）の前端に分散して伝達することで、サイドシル部（２１）の前端の面外変形による脆性破壊を防止して車室の変形を最小限に抑えることができる。

Description

自動車のＣＦＲＰ製キャビン、自動車のＣＦＲＰ製キャビンの製造方法および自動車の前部車体構造

　本発明は、少なくともフロアパネル部と、左右のサイドシル部と、前記左右のサイドシル部の前部および前記フロアパネル部の前部を接続するダッシュパネル部とを備える自動車のキャビンをＣＦＲＰで構成した自動車のＣＦＲＰ製キャビンと、前記ＣＦＲＰ製キャビンの製造方法と、前記ＣＦＲＰ製キャビンを備える自動車の前部車体構造とに関する。

　ＣＦＲＰ（カーボン繊維強化樹脂）でバスタブ状に成形した自動車のキャビンのサイドシル部の内部に、側面視で波板状に屈曲するエネルギー吸収部材を配置し、前面衝突時にサイドシル部に入力する荷重でエネルギー吸収部材を圧壊させて衝突エネルギーを吸収するものが、下記特許文献１により公知である。

日本特許第４７８８５３９号公報

　ところで、上記特許文献１に記載されたものは、車両の前面衝突時に後退する前輪の荷重がフロントピラーロア部を介してサイドシル部の前端に入力したとき、フロントピラーロア部が変形しながら後方に倒れてサイドシル部の前端との接続部のＣＦＲＰ材が脆性破壊し、その脆性破壊がサイドシル部の全体に伝播することで車室の変形を招く可能性があった。

　本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、前面衝突時におけるＣＦＲＰ製のキャビンのサイドシル部の脆性破壊を防止することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明によれば、少なくともフロアパネル部と、左右のサイドシル部と、前記左右のサイドシル部の前部および前記フロアパネル部の前部を接続するダッシュパネル部とを備える自動車のキャビンをＣＦＲＰで構成した自動車のＣＦＲＰ製キャビンであって、前輪の後方に位置する前記サイドシル部の前端の車幅方向幅をフロントサイドフレーム側に向けて拡大し、前記前輪の車幅方向幅よりも大きくしたことを第１の特徴とする自動車のＣＦＲＰ製キャビンが提案される。

　また本発明によれば、前記第１の特徴に加えて、前記前輪の後部に対向する前記サイドシル部の前壁の車幅方向内端から車幅方向内方および前方に湾曲する前側連結壁を前記フロントサイドフレームの後端に接続し、前記サイドシル部の車幅方向内側の側壁の前端から前記前側連結壁の後面に沿って延びる後側連結壁を前記フロントサイドフレームの後端に接続したことを第２の特徴とする自動車のＣＦＲＰ製キャビンが提案される。

　また本発明によれば、前記第１または第２の特徴に加えて、前記サイドシル部の前端は上方に立ち上がってフロントピラーロア部を構成し、前記フロントピラーロア部の前面にダンパーハウジングを支持し、前記フロントピラーロア部の上面の車幅方向幅と前記ダンパーハウジングの上面の車幅方向幅とを略一致させたことを第３の特徴とする自動車のＣＦＲＰ製キャビンが提案される。

　また本発明によれば、前記第３の特徴に加えて、前記サイドシル部は前記フロントピラーロア部の後方に変形不可部を備え、前記変形不可部は側面視で前後方向および上下方向に対して傾斜して前記サイドシル部の上壁および下壁を接続する複数のリブを備えることを第４の特徴とする自動車のＣＦＲＰ製キャビンが提案される。

　また本発明によれば、前記第３または第４の特徴に加えて、前記サイドシル部の前記フロントピラーロア部は内部に衝撃吸収部材を配置した変形許可部を構成することを第５の特徴とする自動車のＣＦＲＰ製キャビンが提案される。

　また本発明によれば、前記第５の特徴に加えて、前記衝撃吸収部材はハニカムコアであることを第６の特徴とする自動車のＣＦＲＰ製キャビンが提案される。

　また本発明によれば、前記第５の特徴に加えて、前記衝撃吸収部材は前後方向に延びる合成樹脂製のリブであることを第７の特徴とする自動車のＣＦＲＰ製キャビンが提案される。

　また本発明によれば、前記第１～第７の何れか１つの特徴に記載のＣＦＲＰ製のキャビンのダッシュパネル部に、サスペンションを支持するサスペンション支持モジュールを結合し、前記サスペンション支持モジュールを、バンパービームを有するフロントエンドモジュールと前記ダッシュパネル部との間に配置した自動車の車体前部構造であって、前記サスペンション支持モジュールはダンパーハウジングとフロントサイドフレーム後部とを軽金属で一体に鋳造して構成され、前記フロントサイドフレーム後部の前端と前記フロントエンドモジュールとの間に軽金属の中空管よりなるフロントサイドフレーム前部を接続したことを第８の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

　また本発明によれば、前記第８の特徴に加えて、前記フロントサイドフレーム後部は前側部分、中間部分および後側部分からなり、平面視で、前記前側部分は車幅方向に並置されて後方に向かって収束する複数の第１リブを備え、前記中間部分は前記収束した複数の第１リブの後端に連なる１本の第２リブを備え、前記後側部分は前記第２リブの後端に連なって後方に向かって拡開する複数の第３リブを備えることを第９の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

　また本発明によれば、前記第８または第９の特徴に加えて、前記サスペンション支持モジュールの後面は前記ダッシュパネル部の前面に当接し、後方から挿入したボルトで前記ダッシュパネル部に締結されることを第１０の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

　また本発明によれば、前記第１０の特徴に加えて、前記ダッシュパネル部にはホイールハウス後壁が一体に形成され、前記ボルトは前記ホイールハウス後壁の周囲の平坦部にインサートした補強部材を貫通して前記サスペンション支持モジュールに螺合することを第１１の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

　また本発明によれば、前記第８～第１１の何れか１つの特徴に加えて、前記フロントサイドフレーム前部は押出し材よりなり、前記フロントサイドフレーム後部の前端に嵌合することを第１２の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

　また本発明によれば、前記第８～第１２の何れか１つの特徴に加えて、前記フロントサイドフレーム前部の前端に設けた連結プレートと、前記フロントエンドモジュールのバンパービームから後方に延びるバンパービームエクステンションの後端に設けた連結プレートとを重ね合わせて締結したことを第１３の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

　また本発明によれば、前記第８～第１３の何れか１つの特徴に加えて、アッパーメンバの後部を前記ダッシュパネル部の車幅方向両端上部に接続するとともに、前記アッパーメンバの上面と前記ダンパーハウジングの上面とを連結部材で接続したことを第１４の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

　また本発明によれば、前記第８～第１４の何れか１つの特徴に加えて、前記ダッシュパネル部は前記フロントサイドフレーム後部の後端が締結される部分から後下方に延びる傾斜壁を備え、前記傾斜壁の厚さはその後方に連続するフロアパネル部の厚さよりも大きいことを第１５の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

　また本発明によれば、前記第１５の特徴に加えて、前記傾斜壁の車幅方向内端を前記フロアパネル部に形成したフロアトンネルに接続するとともに、車幅方向外端を前記ダッシュパネル部に形成したホイールハウス後壁を介してサイドシル部に接続したことを第１６の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

　また本発明によれば、前記第１５または第１６の特徴に加えて、前記傾斜壁はアッパーパネルおよびロアパネルの間にハニカムコアを挟んで構成されることを第１７の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

　また本発明によれば、前記第１４の特徴に加えて、前記アッパーメンバの前端を前記フロントエンドモジュールから後方に延びるロアメンバの後端に嵌合し、前記アッパーメンバおよび前記ロアメンバの嵌合部を、その内部に配置したカラーを貫通するボルトで前記ダンパーハウジングに締結したことを第１８の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

　また本発明によれば、前記第１の特徴に加えて、前記キャビンの車内側の面を構成するアッパーパネルと、前記キャビンの車外側の面を構成するロアパネルとを、前記キャビンの外周を囲む接合フランジで接合したことを第１９の特徴とする自動車のＣＦＲＰ製キャビンが提案される。

　また本発明によれば、前記第１９の特徴に加えて、前記接合フランジは、前後方向に対して上下に傾斜する前後方向位置決め部を備えることを第２０の特徴とする自動車のＣＦＲＰ製キャビンが提案される。

　また本発明によれば、前記第１９または第２０の特徴に加えて、前記アッパーパネルは車幅方向に延びて上向きに隆起するクロスメンバを一体に備え、前記ロアパネルは平坦に構成されることを第２１の特徴とする自動車のＣＦＲＰ製キャビンが提案される。

　また本発明によれば、前記第１９～第２１の何れか１つの特徴に加えて、前記サイドシル部における前記接合フランジは、前記サイドシル部の断面の図心の高さに沿って形成されることを第２２の特徴とする自動車のＣＦＲＰ製キャビンが提案される。

　また本発明によれば、前記第１９～第２２の何れか１つの特徴に加えて、前記左右のサイドシル部の後端から略同一断面形状で上方に屈曲して後方に延びる左右のリヤサイドフレーム部と、前記左右のリヤサイドフレーム部の後端間を車幅方向に接続するリヤクロスメンバ部とからなるＵ字状の後部フレームを備え、前記フロアパネル部は前記左右のサイドシル部の下部間を接続するフロントフロアパネル部と、前記フロントフロアパネル部の後端から立ち上がるキックアップ部と、前記キックアップ部の上端から後方に延びて前記リヤサイドフレーム部および前記リヤクロスメンバ部の高さ方向中間部に接続するリヤフロアパネル部とを備えることを第２３の特徴とする自動車のＣＦＲＰ製キャビンが提案される。

　また本発明によれば、前記第１および第１９～第２３の何れか１つの特徴に記載の自動車のＣＦＲＰ製キャビンの製造方法であって、前記アッパーパネルおよび前記ロアパネルの素材となるプリフォームを支持プレート上に支持する工程と、前記プリフォームを前記支持プレート上に支持した状態でプレス金型内に挿入して加熱プレス成形する工程とを含むことを第２４の特徴とする自動車のＣＦＲＰ製キャビンの製造方法が提案される。

　尚、実施の形態のフロントフロアパネル部２４、キックアップ部２５およびリヤフロアパネル部２６は本発明のフロアパネル部に対応し、実施の形態のハニカムコア３７およびリブ４０は本発明の衝撃吸収部材に対応し、実施の形態の第１連結プレート５２および第２連結プレート５３は本発明の連結プレートに対応し、実施の形態の第１補強部材５７および第２補強部材５８は本発明の補強部材に対応する。

　本発明の第１の特徴によれば、自動車のＣＦＲＰ製キャビンが、少なくともフロアパネル部と、左右のサイドシル部と、左右のサイドシル部の前部およびフロアパネル部の前部を接続するダッシュパネル部とを備え、前輪の後方に位置するサイドシル部の前端の車幅方向幅をフロントサイドフレーム側に向けて拡大し、前輪の車幅方向幅よりも大きくしたので、前面衝突時に前輪から入力する荷重をサイドシル部の前端に分散して伝達することで、サイドシル部の前端の面外変形による脆性破壊を防止して車室の変形を最小限に抑えることができる。

　また本発明の第２の特徴によれば、前輪の後部に対向するサイドシル部の前壁の車幅方向内端から車幅方向内方および前方に湾曲する前側連結壁をフロントサイドフレームの後端に接続し、サイドシル部の車幅方向内側の側壁の前端から前側連結壁の後面に沿って延びる後側連結壁をフロントサイドフレームの後端に接続したので、フロントサイドフレームに入力した前面衝突の衝撃を前側連結壁および後側連結壁を介してサイドシル部に確実に伝達することができる。

　また本発明の第３の特徴によれば、サイドシル部の前端から上方に立ち上がるフロントピラーロア部の前面にダンパーハウジングを支持し、フロントピラーロア部の上面の車幅方向幅とダンパーハウジングの上面の車幅方向幅とを略一致させたので、前面衝突の荷重がダンパーハウジングからフロントピラーロア部を介してサイドシル部に入力するとき、その荷重をサイドシル部に確実に伝達することができる。

　また本発明の第４の特徴によれば、サイドシル部はフロントピラーロア部の後方に変形不可部を備え、変形不可部は側面視で前後方向および上下方向に対して傾斜してサイドシル部の上壁および下壁を接続する複数のリブを備えるので、サイドシル部の前端に前面衝突の荷重が入力したときに、リブにより補強されたサイドシル部の変形不可部の脆性破壊を防止して車室の変形を最小限に抑えることができる。

　また本発明の第５の特徴によれば、サイドシル部のフロントピラーロア部は内部に衝撃吸収部材を配置した変形許可部を構成するので、前面衝突に荷重がサイドシル部の前端に入力したときに、フロントピラーロア部の内部に収納した衝撃吸収部材が圧壊してエネルギー吸収性能を発揮することができる。

　また本発明の第６の特徴によれば、衝撃吸収部材はハニカムコアであるので、軽量でありながら高いエネルギー吸収性能を発揮することができる。

　また本発明の第７の特徴によれば、衝撃吸収部材は前後方向に延びる合成樹脂製のリブであるので、簡単な構造でありながら高いエネルギー吸収性能を発揮することができる。

　また本発明の第８の特徴によれば、バンパービームを有するフロントエンドモジュールとダッシュパネル部との間に配置されるサスペンション支持モジュールは、ダンパーハウジングとフロントサイドフレーム後部とを軽金属で一体に鋳造して構成されるので、部品点数を最小限に抑えることができるだけでなく、ダンパーハウジングをダッシュパネル部に隣接させて車体の前後方向寸法を短縮することができ、しかもフロントサイドフレーム後部の前端に軽金属の中空管よりなるフロントサイドフレーム前部を接続するので、フロントサイドフレーム前部の分だけサスペンション支持モジュールを小型化し、それを鋳造する金型を小型化してコストダウンを図ることができる。

　また本発明の第９の特徴によれば、フロントサイドフレーム後部の前側部分、中間部分および後側部分を平面視で見ると、前側部分は車幅方向に並置されて後方に向かって収束する複数の第１リブを備え、中間部分は収束した複数の第１リブの後端に連なる１本の第２リブを備え、後側部分は第２リブの後端に連なって後方に向かって拡開する複数の第３リブを備えるので、前輪との干渉を回避するためにフロントサイドフレーム後部が平面視で湾曲している場合であっても、フロントサイドフレーム後部に入力した前面衝突の荷重をダッシュパネル部に確実に伝達して吸収することができる。

　また本発明の第１０の特徴によれば、サスペンション支持モジュールの後面はダッシュパネル部の前面に当接し、後方から挿入したボルトでダッシュパネル部に締結されるので、サスペンション支持モジュールをダッシュパネル部の後方に車室側からボルトで固定することが可能となって組立性が向上する。

　また本発明の第１１の特徴によれば、ダッシュパネル部にホイールハウス後壁を一体に形成することでダッシュパネル部の強度が高められ、強度が高められたホイールハウス後壁の周囲の平坦部にインサートした補強部材を貫通するボルトをサスペンション支持モジュールに螺合するので、サスペンション支持モジュールをダッシュパネル部に強固に固定することができる。

　また本発明の第１２の特徴によれば、フロントサイドフレーム前部を押出し材で構成したので製造コストを低減することができるだけでなく、フロントサイドフレーム前部をフロントサイドフレーム後部の前端に嵌合するので、フロントサイドフレーム前部およびフロントサイドフレーム後部を簡単かつ強固に結合することができ、しかもフロントサイドフレーム前部の切断長さを変更するだけでフロントサイドフレームの長さを容易に調整することができる。

　また本発明の第１３の特徴によれば、フロントサイドフレーム前部の前端に設けた連結プレートと、フロントエンドモジュールのバンパービームから後方に延びるバンパービームエクステンションの後端に設けた連結プレートとを重ね合わせて締結したので、バンパービームエクステンションの断面積を拡大して衝撃吸収性能を確保しながら、バンパービームエクステンションをフロントサイドフレーム前部に強固に締結することができる。

　また本発明の第１４の特徴によれば、アッパーメンバの後部をダッシュパネル部の車幅方向両端上部に接続するとともに、アッパーメンバの上面とダンパーハウジングの上面とを連結部材で接続したので、アッパーメンバをサスペンション支持モジュールと別体に構成することで、サスペンション支持モジュールを鋳造する金型を小型化してコストダウンを図りながら、アッパーメンバをダッシュパネル部およびダンパーハウジングに接続して必要な強度を確保することができる。

　また本発明の第１５の特徴によれば、ダッシュパネル部はフロントサイドフレーム後部の後端が締結される部分から後下方に延びる傾斜壁を備え、傾斜壁の厚さはその後方に連続するフロアパネル部の厚さよりも大きいので、傾斜壁に入力した衝突荷重をフロアパネル部に均等に分散して効果的に吸収することができる。

　また本発明の第１６の特徴によれば、傾斜壁の車幅方向内端をフロアパネル部に形成したフロアトンネルに接続するとともに、車幅方向外端をダッシュパネル部に形成したホイールハウス後壁を介してサイドシル部に接続したので、傾斜壁に入力した衝突荷重をフロアトンネルおよびサイドシル部に分散して効果的に吸収することができる。

　また本発明の第１７の特徴によれば、傾斜壁はアッパーパネルおよびロアパネルの間にハニカムコアを挟んで構成されるので、前面衝突の荷重がサスペンション支持モジュールを介して傾斜壁に伝達されたとき、その荷重をフロアパネル部に一層均等に分散することができる。

　また本発明の第１８の特徴によれば、アッパーメンバの前端をフロントエンドモジュールから後方に延びるロアメンバの後端に嵌合し、アッパーメンバおよびロアメンバの嵌合部を、その内部に配置したカラーを貫通するボルトでダンパーハウジングに締結したので、アッパーメンバおよびロアメンバをダンパーハウジングに強固に固定することができる。

　また本発明の第１９の特徴によれば、キャビンの車内側の面を構成するアッパーパネルと、キャビンの車外側の面を構成するロアパネルとを、キャビンの外周を囲む接合フランジで接合して構成されるので、軽量で剛性の高い構造でありながら、上壁部、縦壁部および下壁部を有するサイドシルアウタパネルの下壁部にフロアパネルの車幅方向外縁を接合した後に、サイドシルアウタパネルの車幅方向内側の開口部をサイドシルインナパネルで閉じる従来のキャビンに比べて、その生産性を大幅に高めることができる。

　また本発明の第２０の特徴によれば、接合フランジは前後方向に対して上下に傾斜する前後方向位置決め部を備えるので、アッパーパネルの接合フランジおよびロアパネルの接合フランジを接合したときに、前後方向位置決め部によってアッパーパネルおよびロアパネルを前後方向に位置決めして精度良く接合することができる。

　また本発明の第２１の特徴によれば、アッパーパネルは車幅方向に延びて上向きに隆起するクロスメンバを一体に備えるので、クロスメンバによって側面衝突時のフロアパネル部の変形を防止することができるだけでなく、ロアパネルは平坦に構成されるので、ロアパネルの下方に特別のアンダーカバーを設けることなく、車体下面における空気の流れを整流して空気抵抗を低減することができる。

　また本発明の第２２の特徴によれば、サイドシル部における接合フランジは、サイドシル部の断面の図心の高さに沿って形成されるので、サイドシル部の内部に特別のバルクヘッドを設けることなく、サイドシル部の車幅方向外側面の剛性を接合フランジによって効果的に高め、前面衝突時における前記外側面の面外変形を抑制することができる。

　また本発明の第２３の特徴によれば、左右のサイドシル部の後端から略同一断面形状で上方に屈曲して後方に延びる左右のリヤサイドフレーム部と、左右のリヤサイドフレーム部の後端間を車幅方向に接続するリヤクロスメンバ部とからなるＵ字状の後部フレームを備えるので、中空構造のサイドシル部と中空構造の後部フレームとを一体に連結して軽量でありながら剛性の高いキャビンを得ることができる。

　しかもフロアパネル部は左右のサイドシル部の下部間を接続するフロントフロアパネル部と、フロントフロアパネル部の後端から立ち上がるキックアップ部と、キックアップ部の上端から後方に延びてリヤサイドフレーム部およびリヤクロスメンバ部の高さ方向中間部に接続するリヤフロアパネル部とを備えるので、後部フレームの車室側の側面の高さ方向中間部の剛性をリヤフロアパネル部によって効果的に高めることが可能となり、車両の旋回時や後面衝突時における前記車室側の側面の面外変形を抑制することができる。

　また本発明の第２４の特徴によれば、自動車のキャビンのアッパーパネルおよびロアパネルの素材となるプリフォームを支持プレート上に支持した状態でプレス金型内に挿入して加熱プレス成形するので、剛性が小さいためにプレス金型内への搬送作業やプレス金型内へのセット作業が困難なプリフォームを、プレス金型内に簡単に搬送およびセットすることが可能となり、ＣＦＲＰ製のキャビンの生産性が向上する。

図１は自動車のＣＦＲＰ製のキャビンの斜視図である。（第１の実施の形態） 図２は図１の２方向矢視図である。（第１の実施の形態） 図３は図２の３Ａ方向および３Ｂ方向矢視図である。（第１の実施の形態） 図４は図３（Ａ）の４－４線断面図である。（第１の実施の形態） 図５は図３（Ａ）の５－５線断面図である。（第１の実施の形態） 図６はアッパーパネルおよびロアパネルの製造工程の説明図である。（第１の実施の形態） 図７は前記図３（Ａ）に対応する図である。（第２の実施の形態） 図８は図７の８－８線断面図である。（第２の実施の形態） 図９は図７の９－９線断面図である。（第２の実施の形態） 図１０は図８の１０－１０線断面図である。（第２の実施の形態） 図１１は前記図８に対応する図である。（第３の実施の形態） 図１２は自動車の車体フレームの斜視図である。（第４の実施の形態） 図１３は図１２の１３方向矢視図である。（第４の実施の形態） 図１４は図１３の１４方向矢視図である。（第４の実施の形態） 図１５は図１４の１５－１５線断面図である。（第４の実施の形態） 図１６は図１４の１６－１６線断面図である。（第４の実施の形態） 図１７は図１３の１７－１７線断面図である。（第４の実施の形態） 図１８は図１４の１８方向矢視図である。（第４の実施の形態） 図１９は図１８（Ｂ）に対応する分解斜視図である。（第４の実施の形態） 図２０は図１８（Ａ）の２０－２０線断面図である。（第４の実施の形態） 図２１は図１８（Ａ）の２１－２１線断面図である。（第４の実施の形態）

１１　　　　キャビン
１１ａ　　　前後方向位置決め部
１２　　　　サスペンション支持モジュール
１３　　　　フロントサイドフレーム前部
１４　　　　フロントエンドモジュール
１５　　　　ロアメンバ
１６　　　　アッパーメンバ
１８　　　　アッパーパネル
１８ａ　　　接合フランジ
１８ｂ　　　クロスメンバ
１９　　　　ロアパネル
１９ａ　　　接合フランジ
２０　　　　ダッシュパネル部
２０ａ　　　ホイールハウス後壁
２０ｂ　　　傾斜壁
２１　　　　サイドシル部
２１ａ　　　車幅方向内壁
２１ｃ　　　上壁
２１ｄ　　　下壁
２２　　　　リヤサイドフレーム部
２３　　　　リヤクロスメンバ部
２４　　　　フロントフロアパネル部（フロアパネル部）
２４ａ　　　フロアトンネル
２５　　　　キックアップ部（フロアパネル部）
２６　　　　リヤフロアパネル部（フロアパネル部）
２７　　　　バンパービーム
２８　　　　バンパービームエクステンション
３０　　　　フロントサイドフレーム後部（フロントサイドフレーム）
３０ｃ　　　第１リブ
３０ｄ　　　第２リブ
３０ｅ　　　第３リブ
３０ｆ　　　第３リブ
３１　　　　ダンパーハウジング
３２　　　　フロントピラーロア部
３２ａ　　　前壁
３２ｂ　　　側壁
３３　　　　前輪
３４　　　　前側連結壁
３５　　　　後側連結壁
３６　　　　変形許可部
３７　　　　ハニカムコア（衝撃吸収部材）
３８　　　　変形不可部
３９　　　　リブ
４０　　　　リブ（衝撃吸収部材）
４１　　　　支持プレート
４２　　　　プリフォーム
４３　　　　プレス金型
５２　　　　第１連結プレート（連結プレート）
５３　　　　第２連結プレート（連結プレート）
５７　　　　第１補強部材（補強部材）
５８　　　　第２補強部材（補強部材）
５９　　　　ボルト
６１　　　　ボルト
６２　　　　連結部材
６４　　　　ボルト
６５　　　　カラー
６７　　　　ハニカムコア
Ｆ　　　　　前側部分
Ｃ　　　　　中間部分
Ｒ　　　　　後側部分
Ｗ１　　　　サイドシル部の前端の車幅方向幅
Ｗ２　　　　前輪の車幅方向幅
Ｗ３　　　　フロントピラーロア部の上面の車幅方向幅
Ｗ４　　　　ダンパーハウジングの上面の車幅方向幅

　以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態

　先ず、図１～図６に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。尚、本明細書における前後方向、左右方向（車幅方向）および上下方向は、運転席に着座した運転者を基準としている。

　図１および図２に示すように、自動車の車体フレームはカーボン繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）製のキャビン１１と、キャビン１１の前端に接続されたアルミニウム合金の鋳造部品である左右一対のサスペンション支持モジュール１２，１２と、アルミニウム合金の押出し材を所定長さに切断した左右一対のフロントサイドフレーム前部１３，１３と、ＣＦＲＰ製のフロントエンドモジュール１４と、ＣＦＲＰ製の左右一対のロアメンバ１５，１５と、ＣＦＲＰ製の左右一対のアッパーメンバ１６，１６とを備える。キャビン１１の後部上面には、２本のステーで補強されたＣＦＲＰ製のロールバー１７が立設される。

　キャビン１１はアッパーパネル１８およびロアパネル１９を上下に接合した中空構造であり、前端のダッシュパネル部２０と、ダッシュパネル部２０の車幅方向両端から後方に延びる左右一対のサイドシル部２１，２１と、サイドシル部２１，２１の後端から後上方に延びる左右一対のリヤサイドフレーム部２２，２２と、リヤサイドフレーム部２２，２２の後端間を車幅方向に接続するリヤクロスメンバ部２３と、ダッシュパネル部２０および左右のサイドシル部２１，２１を接続するフロントフロアパネル部２４と、フロントフロアパネル部２４の後端から立ち上がるキックアップ部２５と、キックアップ部２５の上端から後方に延びてリヤサイドフレーム部２２，２２およびリヤクロスメンバ部２３に接続するリヤフロアパネル部２６とを備える。

　フロントエンドモジュール１４は、車幅方向に延びるバンパービーム２７と、バンパービーム２７の車幅方向両端部から後方に延びてフロントサイドフレーム前部１３，１３の前端に接続される左右一対のバンパービームエクステンション２８，２８と、バンパービームエクステンション２８，２８間に支持された枠状のフロントバルクヘッド２９とを備える。各々のサスペンション支持モジュール１２は、フロントサイドフレーム前部１３の後端とダッシュパネル部２０の前面とに接続されたフロントサイドフレーム後部３０と、フロントサイドフレーム後部３０から車幅方向外側かつ上方に延びてダッシュパネル部２０の前面に接続されたダンパーハウジング３１とを一体に備える。ロアメンバ１５，１５はバンパービーム２７の車幅方向両端部から車幅方向外側に延び、そこから後上方に屈曲してアッパーメンバ１６，１６の前端に接続され、アッパーメンバ１６，１６の後端はダッシュパネル部２０の車幅方向両端上部に接続される。

　次に、図１～図５に基づいてキャビン１１の構造を詳細に説明する。

　キャビン１１を構成するアッパーパネル１８およびロアパネル１９は、その外周を取り囲むように延びる接合フランジ１８ａ，１９ａを備えており、両接合フランジ１８ａ，１９ａは接着、溶着、リベット等で接合される。接合フランジ１８ａ，１９ａは大部分の位置で概ね水平方向に延びているが、リヤサイドフレーム部２２，２２の前部、つまりサイドシル部２１，２１の後端から上方に立ち上がる部分で、後方側が前方側よりも高くなるように前後方向に傾斜しており、またサイドシル部２１，２１の前部、つまりサイドシル部２１，２１がダッシュパネル部２０に連なるフロントピラーロア部で、前方側が後方側よりも高くなるように前後方向に傾斜している。接合フランジ１８ａ，１９ａのうち、これらの傾斜した部分は、アッパーパネル１８およびロアパネル１９を接合する際に前後方向の位置決めを行うための前後方向位置決め部１１ａ…（図２参照）を構成する。

　サイドシル部２１，２１およびリヤサイドフレーム部２２，２２の車幅方向外側面における接合フランジ１８ａ，１９ａは、サイドシル部２１，２１およびリヤサイドフレーム部２２，２２の断面の図心Ｇ（図５参照）の高さに概ね沿うように、つまり前記車幅方向外側面の高さ方向の略中央部に沿うように形成される。同様に、リヤクロスメンバ部２３の後側面における接合フランジ１８ａ，１９ａは、リヤクロスメンバ部２３の断面の図心Ｇの高さに概ね沿うように、つまり前記後側面の高さ方向の略中央部に沿うように形成される。

　フロントフロアパネル部２４を構成するアッパーパネル１８およびロアパネル１９の車幅方向中央部には、前後方向に延びるフロアトンネル２４ａが上向きに隆起するように形成される。ロアパネル１９は、フロアトンネル２４ａとサイドシル部２１，２１との間が平坦であるのに対し、アッパーパネル１８はフロアトンネル２４ａとサイドシル部２１，２１とを車幅方向に接続する前後２本のクロスメンバ１８ｂ，１８ｂを備える。一方、リヤフロアパネル部２６は、アッパーパネル１８およびロアパネル１９が共に平坦に形成される。

　次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

　図６に示すように、キャビン１１のアッパーパネル１８およびロアパネル１９は、カーボン繊維のシートを所定形状に裁断して製品の形状に賦形したプリフォーム４２に樹脂を含浸させた後、プレス金型４３を用いて圧縮および加熱することで成形される。プリフォーム４２はそれ自体が殆ど剛性を持たないため、プリフォーム４２をプレス金型４３まで搬送してプレス金型４３の内部にセットする作業が困難であり、カーボン繊維がほつれて形崩れし易いという問題がある。

　本実施の形態では、製品形状と同形の支持プレート４１を金属あるいはＣＦＲＰの板材で製造し、この支持プレート４１上に賦形後のプリフォーム４２を載置して樹脂を含浸させた状態のまま、プレス金型４３内にセットして圧縮および加熱を行う。よって、支持プレート４１がプリフォーム４２を支持する支持面は、プレス金型４３の凸型および凹型の何れか一方の成形面として利用されることになる。成形完了後に支持プレート４１および製品はプレス金型４３から取り出され、支持プレート４１から製品であるアッパーパネル１８あるいはロアパネル１９が分離される。

　これにより、プリフォーム４２の搬送、樹脂の含浸およびプレス金型４３へのセットが容易になり、作業性が大幅に向上する。

　このようにして製造されたアッパーパネル１８およびロアパネル１９は、それらの外周に突設した接合フランジ１８ａ，１９ａにおいて接着、溶着、リベット等により接合される。このとき、アッパーパネル１８およびロアパネル１９の接合フランジ１８ａ，１９ａが一平面内にあると仮定すると、アッパーパネル１８およびロアパネル１９を前後方向に位置決めすることができず、接合時に位置ずれが発生する可能性がある。しかしながら、本実施の形態によれば、接合フランジ１８ａ，１９ａは前後方向に対して上下に傾斜する前後方向位置決め部１１ａ…（図５参照）を備えるので、アッパーパネル１８の接合フランジ１８ａおよびロアパネル１９の接合フランジ１９ａを接合したときに、前後方向位置決め部１１ａ…によってアッパーパネル１８およびロアパネル１９を自動的に前後方向に位置決めすることができる。従って、接合作業を行うときに、アッパーパネル１８およびロアパネル１９が左右方向（車幅方向）に位置ずれしないように注意するだけで、アッパーパネル１８およびロアパネル１９を精度良く接合することが可能となって作業性が向上する。

　このように、ＣＦＲＰ製のキャビン１１は、その車内側の面を構成するアッパーパネル１８と、その車外側の面を構成するロアパネル１９とを接合フランジ１８ａ，１９ａで接合して構成されるので、軽量で剛性の高い構造でありながら、上壁部、縦壁部および下壁部を有するサイドシルアウタパネルの下壁部にフロアパネルの車幅方向外縁を接合した後に、サイドシルアウタパネルの車幅方向内側の開口部をサイドシルインナパネルで閉じる従来のキャビンに比べて、その生産性を大幅に高めることができる。

　特に、サイドシル部２１，２１、リヤサイドフレーム部２２，２２およびリヤクロスメンバ部２３における接合フランジ１８ａ，１９ａは、それらの断面の図心Ｇの高さに沿って形成されるので、それらの外側面の剛性を接合フランジ１８ａ，１９ａによって効果的に高め、前面衝突時や後面衝突時における前記外側面の面外変形を抑制することができる。その結果、それらの内部に補強用のバルクヘッドを設ける必要がなくなり、キャビン１１を更に軽量化することができる。

　またフロントフロアパネル部２４を構成するアッパーパネル１８は車幅方向に延びて上向きに隆起するクロスメンバ１８ｂ，１８ｂを一体に備えるので、クロスメンバ１８ｂ，１８ｂによって側面衝突時におけるフロントフロアパネル部２４の変形を防止することができる。またロアパネル１９は平坦に構成されるので、ロアパネル１９の下方に特別のアンダーカバーを設けることなく、車体下面における空気の流れを整流して空気抵抗を低減することができる。

　また左右のサイドシル部２１，２１の後端から略同一断面形状で上方に屈曲して後方に延びる左右のリヤサイドフレーム部２２，２２と、左右のリヤサイドフレーム部２２，２２の後端間を車幅方向に接続するリヤクロスメンバ部２３とからなるＵ字状の後部フレームを備えるので、中空構造のサイドシル部２１，２１と中空構造の後部フレームとを一体に連結して軽量でありながら剛性の高いキャビン１１を得ることができる。

　しかもキャビン１１のフロア部は左右のサイドシル部２１，２１の下部間を接続するフロントフロアパネル部２４と、フロントフロアパネル部２４の後端から立ち上がるキックアップ部２５と、キックアップ部２５の上端から後方に延びてリヤサイドフレーム部２２，２２およびリヤクロスメンバ部２３の高さ方向中間部に接続するリヤフロアパネル部２６とを備えるので、後部フレームの車室側の側面の高さ方向中間部の剛性をリヤフロアパネル部２６によって効果的に高めることが可能となり、車両の旋回時や後面衝突時における前記外側面の面外変形を抑制することができる。

第２の実施の形態

　次に、図７～図１０に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

　サイドシル部２１の前部は上方に立ち上がってフロントピラーロア部３２を構成しており、フロントピラーロア部３２の前壁３２ａ（図８参照）は前輪３３の後面に対向するホイールハウス後壁を構成する。フロントピラーロア部３２の車幅方向内側の側壁３２ｂ（図７および図１０参照）は、サイドシル部２１の車幅方向内壁２１ａに対して車幅方向内側に拡開しており、これによりフロントピラーロア部３２の前壁３２ａの車幅方向幅、つまりサイドシル部２１の前端の車幅方向幅Ｗ１は、その前方に位置する前輪３３の車幅方向幅Ｗ２よりも大きくなっている（図７参照）。

　フロントピラーロア部３２の前壁３２ａは車幅方向内方かつ前方に弧状に湾曲して前側連結壁３４（図１０参照）を構成するとともに、フロントピラーロア部３２の側壁３２ｂは車幅方向内方かつ前方に弧状に湾曲して後側連結壁３５（図１０参照）を構成し、前側連結壁３４および後側連結壁３５はダッシュパネル部２０の前面に締結されたサスペンション支持モジュール１２のフロントサイドフレーム後部３０の後端に接続する。フロントピラーロア部３２の上端の車幅方向幅Ｗ３は、サスペンション支持モジュール１２のダンパーハウジング３１の上端の車幅方向幅Ｗ４に略一致している（図７参照）。

　サイドシル部２１のフロントピラーロア部３２は車両の前面衝突時に圧壊して衝突エネルギーを吸収する変形許可部３６（図８参照）を構成するもので、その内部には例えばアルミニウム合金製の四角柱の集合体であるハニカムコア３７が軸線を前後方向に向けて配置される。サイドシル部２１のフロントピラーロア部３２よりも後方部分は強度の高い変形不可部３８（図８参照）を構成するもので、その内部には側面視でＸ字状を成す合成樹脂製の複数のリブ３９…が配置される。

　リブ３９…はジグザグに折り曲げられた上半部および下半部からなり、上半部はサイドシル部２１の上壁２１ｃに接着され、下半部はサイドシル部２１の下壁２１ｄに接着され、上半部および下半部どうしはＸ字状の交差部で接着される（図８参照）。またリブ３９…の左右両端はサイドシル部２１の車幅方向内壁２１ａおよび車幅方向外壁２１ｂに接着される（図９参照）。ハニカムコア３７の前端はフロントピラーロア部３２の前壁３２ａに接着され、ハニカムコア３７の後端はサイドシル部２１のリブ３９…の前端のＸ字状の交差部に接着される（図８参照）。

　次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

　自動車が前面衝突すると、フロントエンドモジュール１４に入力した衝突荷重はフロントサイドフレーム前部１３からフロントサイドフレーム後部３０およびダンパーハウジング３１よりなるサスペンション支持モジュール１２に伝達され、そこからキャビン１１のダッシュパネル部２０およびフロントピラーロア部３２に入力される。また前面衝突により前輪３３が後退すると、前輪３３の後方に位置するキャビン１１のフロントピラーロア部３２の前壁３２ａに衝突荷重が入力される。

　前輪３３の後部に対向するフロントピラーロア部３２の前壁３２ａの車幅方向内端から車幅方向内方および前方に湾曲する前側連結壁３４をダッシュパネル部２０を挟んでフロントサイドフレーム後部３０の後端に接続し、サイドシル部２１のフロントピラーロア部３２の車幅方向内側の側壁３２ｂの前端から前側連結壁３４の後面に沿って延びる後側連結壁３５をダッシュパネル部２０を挟んでフロントサイドフレーム後部３０の後端に接続したので、フロントサイドフレーム後部３０に入力した前面衝突の衝撃を前側連結壁３４および後側連結壁３５を介してサイドシル部２１に確実に伝達して分散することができる。

　しかもサスペンション支持モジュール１２のダンパーハウジング３１の上面の車幅方向幅Ｗ４と、その後方に接続されたサイドシル部２１の前端のフロントピラーロア部３２の上面の車幅方向幅Ｗ３とを略一致させたので（図７参照）、前面衝突の荷重がダンパーハウジング３１からフロントピラーロア部３２を介してサイドシル部２１に入力するとき、その荷重を均等に分散してフロントピラーロア部３２に伝達することができる。

　またホイールハウス後壁を構成するフロントピラーロア部３２の前壁３２ａに前輪３３から衝突荷重が入力するとき、フロントピラーロア部３２前端の車幅方向幅Ｗ１を車幅方向内側に向けて拡大し、前輪３３の車幅方向幅Ｗ２よりも大きくしたので（図７参照）、前輪３３から入力する衝突荷重をサイドシル部２１のフロントピラーロア部３２に分散して伝達することで、フロントピラーロア部３２の面外変形による脆性破壊を防止して車室の変形を最小限に抑えることができる。

　このとき、フロントピラーロア部３２は、内部にハニカムコア３７よりなる衝撃吸収部材を配置した変形許可部３６を構成するので、前面衝突の荷重がフロントピラーロア部３２に入力したときに、フロントピラーロア部３２の内部に収納したハニカムコア３７が圧壊してエネルギー吸収性能を発揮することができる。特に、衝撃吸収部材をハニカムコア３７で構成したので、軽量でありながら高いエネルギー吸収性能を発揮することができる。

　一方、サイドシル部２１はフロントピラーロア部３２の後方に変形不可部３８を備え、変形不可部３８は側面視で前後方向および上下方向に対して傾斜してサイドシル部２１の上壁２１ｃおよび下壁２１ｄを接続する複数のＸ字状のリブ３９…を備えるので、サイドシル部２１の前端に前面衝突の荷重が入力したときに、リブ３９…により補強されたサイドシル部２１の変形不可部３８の脆性破壊を防止して車室の変形を最小限に抑えることができる。

第３の実施の形態

　次に、図１１に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。

　第２の実施の形態ではフロントピラーロア部３２の内部に配置される衝撃吸収部材がハニカムコア３７で構成されているが、第３の実施の形態は前記衝撃吸収部材が前後方向および上下方向に延びる１枚の合成樹脂製のリブ４０で構成される。リブ４０の前端はフロントピラーロア部３２の前壁３２ａに接着され、下端はフロントピラーロア部３２の下壁３２ｄに接着され、後端はサイドシル部２１の内部に配置したＸ字状のリブ３９…に接着される。

　本実施の形態によれば、衝撃吸収部材を前後方向および上下方向に延びる１枚の合成樹脂製のリブ４０で構成したので、簡単な構造でありながら高いエネルギー吸収性能を発揮することができる。

第４の実施の形態

　以下、図１２～図２１に基づいて本発明の第４の実施の形態を説明する。

　図１２および図１５から明らかなように、バンパービーム２７の車幅方向端部から後方に延びるバンパービームエクステンション２８は、その内部にＸ字状に交差する多数のリブ２８ａ…を備えており、バンパービーム２７から前面衝突の荷重が入力したときにリブ２８ａ…が圧壊することで衝突エネルギーを吸収する。バンパービームエクステンション２８の後端にはＣＦＲＰで構成された矩形状の第１連結プレート５２が設けられており、フロントサイドフレーム１３の前端に溶接した金属製の第２連結プレート５３がバンパービームエクステンション２８の第１連結プレート５２に重ね合わされ、第１連結プレート５２に設けた４本のスタッドボルト５４…が第２連結プレート５３を貫通してナット５５…に締結される。

　バンパービームエクステンション２８の上下幅および左右幅はフロントサイドフレーム前部１３の上下幅および左右幅よりも大きいが、断面積に差のあるバンパービームエクステンション２８およびフロントサイドフレーム前部１３を、それらの断面積よりも大きい寸法の第１連結プレート５２および第２連結プレート５３を用いて結合することで、バンパービームエクステンション２８の断面積を充分に拡大して衝撃吸収性能を確保しながら、バンパービームエクステンション２８をフロントサイドフレーム前部１３に強固に締結することができる。

　図１７から明らかなように、アルミニウム合金の鋳造品であるサスペンション支持モジュール１２のフロントサイドフレーム後部３０は、前側部分Ｆ、中間部分Ｃおよび後側部分Ｒから構成されており、前側部分Ｆ、中間部分Ｃおよび後側部分Ｒを通して連続する上壁３０ａおよび下壁３０ｂを備える。前側部分Ｆは、車幅方向に並置されて上壁３０ａおよび下壁３０ｂを接続し、後方に向かって収束する左右一対の縦壁よりなる第１リブ３０ｃ，３０ｃを備えており、その前端の矩形状の開口部にフロントサイドフレーム前部１３の後端が嵌合する。フロントサイドフレーム前部１３は「日」字状の断面を有するアルミニウム合金の押出し材からなり、その内部に水平方向に延びるリブ１３ａが設けられる。

　中間部分Ｃは、収束した左右一対の第１リブ３０ｃ，３０ｃの後端に連なる１本の第２リブ３０ｄを備え、後側部分Ｒは前記第２リブ３０ｄの後端に連なって後方に向かって拡開する４枚の第３リブ３０ｅ，３０ｅ，３０ｆ，３０ｆを備える。そのうち２枚の第３リブ３０ｅ，３０ｅは車幅方向に並置されて上壁３０ａおよび下壁３０ｂを接続し、他の２枚の第３リブ３０ｆ，３０ｆはＸ字状に交差して上壁３０ａおよび下壁３０ｂを接続する。また中間部分Ｃおよび後側部分Ｒの境界には、上下方向および左右方向に延びて上壁３０ａおよび下壁３０ｂを接続する１枚の第４リブ３０ｇが形成される。

　フロントサイドフレーム前部１３を押出し材で構成したので製造コストを低減することができるだけでなく、フロントサイドフレーム前部１３をフロントサイドフレーム後部３０の前端に嵌合するので、フロントサイドフレーム前部１３およびフロントサイドフレーム後部３０を簡単かつ強固に結合することができ、しかもフロントサイドフレーム前部１３の切断長さを変更するだけでフロントサイドフレームの長さを容易に調整することができる。

　平面視で、フロントサイドフレーム前部１３は前後方向に直線状に延びているのに対し、フロントサイドフレーム後部３０は前輪３３（図１３参照）との干渉を回避するために、後方側が車幅方向内側に向かって湾曲している。しかしながら、フロントサイドフレーム前部１３から入力した衝突荷重を、前側部分Ｆの後方に向かって収束する２枚の第１リブ３０ｃ，３０ｃと、中間部分Ｃの１枚の第２リブ３０ｄと、後側部分Ｒの後方に向かって拡開する４枚の第３リブ３０ｅ，３０ｅ，３０ｆ，３０ｆを介してダッシュパネル部２０に効率よく伝達してキャビン１１の分散させることで、フロントサイドフレーム後部３０の圧壊を防止することができる。

　図１６～図１９から明らかなように、サスペンション支持モジュール１２はフロントサイドフレーム後部３０から上方および車幅方向外側に延びる壁状のダンパーハウジング３１を一体に備えており、サスペンション支持モジュール１２はフロントサイドフレーム後部３０の４カ所と、ダンパーハウジング３１の３カ所とでダッシュパネル部２０の前面に締結される。

　即ち、ダッシュパネル部２０の内部には何れもアルミニウムの押出し材よりなる第１、第２補強部材５７，５８が予めインサートされている。第１補強部材５７は矩形状の平坦な部材であり、その角部に２個のボルト孔５７ａ，５７ａと２個の雌ねじ孔５７ｂ，５７ｂとが形成される。第２補強部材５８は三角形状の平坦な部材であり、その角部に３個のボルト孔５８ａ…が形成される。一方、サスペンション支持モジュール１２のフロントサイドフレーム後部３０の後端には、２個の雌ねじ孔３０ｈ，３０ｈと２個のボルト孔３０ｉ，３０ｉとが形成され、サスペンション支持モジュール１２のダンパーハウジング３１の後端には３個の雌ねじ孔３１ａ…が形成される。

　そして第１補強部材５７の２個のボルト孔５７ａ，５７ａを後から前に貫通する２本のボルト５９，５９をフロントサイドフレーム後部３０の２個の雌ねじ孔３０ｈ，３０ｈに螺合し、フロントサイドフレーム後部３０の２個のボルト孔３０ｉ，３０ｉを前から後に貫通する２本のボルト６０，６０を第１補強部材５７の２個の雌ねじ孔５７ｂ，５７ｂに螺合し、第２補強部材５８の３個のボルト孔５８ａ…を後から前に貫通する３本のボルト６１…をダンパーハウジング３１の３個の雌ねじ孔３１ａ…に螺合することで、サスペンション支持モジュール１２がダッシュパネル部２０の前面に締結される。尚、ボルト５９，５９，６１…をボルト６０，６０と同じ方向（前から後）に挿入することも可能である。

　サスペンション支持モジュール１２をダッシュパネル部２０の前面に締結する合計７本のボルト５９，５９，６０，６０，６１…のうち、フロントサイドフレーム後部３０の車幅方向内側部分を締結する２本のボルト６０，６０はエンジンルーム側から後向きに挿入されて第１補強部材５７に螺合する。その理由は、前記２本のボルト６０，６０はエンジンルームの中央部に臨んでいるため、エンジンルーム側から容易に操作することが可能であるからである。一方、残りの５本のボルト５９，５９，６１…はエンジンルーム側に作業スペースが確保することが難しいが、それら５本のボルト５９，５９，６１…は充分な作業スペースが確保できる車室側から前向きに挿入されてサスペンション支持モジュール１２に螺合するので、サスペンション支持モジュール１２の組付性が向上する。

　このとき、サスペンション支持モジュール１２が取り付けられるダッシュパネル部２０の平坦部は、その近傍に曲面壁よりなるホイールハウス後壁２０ａが一体に形成されて強度が高められているため、その平坦部に第１、第２補強部材５７，５８をインサートすることで、サスペンション支持モジュール１２を一層強固に固定することができる。

　図１８（Ａ）、図２０および図２１から明らかなように、ＣＦＲＰで矩形断面のパイプ状に形成されたアッパーメンバ１６の上面と、サスペンション支持モジュール１２のダンパーハウジング３１の上部の車幅方向外面とが、ＣＦＲＰ製の連結部材６２によって連結される。連結部材６２は、その車幅方向外側を前後方向に延びる接合フランジ６２ａにおいてアッパーメンバ１６の上面に接着されるとともに、その上部の前後２カ所の締結部６２ｂ，６２ｂにおいてダンパーハウジング３１の車幅方向外面にボルト６３，６３で締結される。

　このように、アッパーメンバ１６の後部をダッシュパネル部２０に接続するとともに、アッパーメンバ１６の上面とダンパーハウジング３１の上面とを連結部材６２で接続したので、アッパーメンバ１６をサスペンション支持モジュール１２と別体に構成することで、サスペンション支持モジュール１２を鋳造する金型を小型化してコストダウンを図りながら、アッパーメンバ１６をダッシュパネル部２０およびダンパーハウジング３１に接続して必要な強度を確保することができる。

　また断面Ｌ字状になったロアメンバ１５の上端とダンパーハウジング３１の車幅方向外面との間にアッパーメンバ１６の前端が挟まれており、ロアメンバ１５およびアッパーメンバ１６を貫通するボルト６４がダンパーハウジング３１の車幅方向外面に締結される。このとき、アッパーメンバ１６の内部にボルト６４が貫通するカラー６５を配置することにより、ＣＦＲＰ製のアッパーメンバ１６が潰れるのを防止しながら、ボルト６４の締結力を高めることができる。更に、ロアメンバ１５の上面から上方に延びる締結フランジ１５ａと、連結部材６２の前端部とを車幅方向外側から内側に貫通するボルト６６をダンパーハウジング３１の車幅方向外面に螺合することで、ロアメンバ１５および連結部材６２がダンパーハウジング３１に共締めされる。

　図１４および図１５から明らかなように、ダッシュパネル部２０の下部にはフロントフロアパネル部２４に向かって後下方に傾斜する傾斜壁２０ｂが形成される。傾斜壁２０ｂはアッパーパネル１８およびロアパネル１９間にハニカムコア６７（図１５参照）を挟んだ構造であり、その厚さはフロントフロアパネル部２４の厚さよりも厚くなっている。尚、ハニカムコア６７を波板形状としても良い。また傾斜壁２０ｂの車幅方向外側は曲面よりなるホイールハウス後壁２０ａに連なるとともに、傾斜壁２０ｂの車幅方向内側はフロントフロアパネル部２４の車幅方向中央部に前後方向に形成したフロアトンネル２４ａに連続的に連なっている。

　従って、前面衝突の荷重がフロントサイドフレーム後部３０からダッシュパネル部２０に入力したとき、その荷重をハニカムコア６７で補強されて強度が高い傾斜壁２０ｂを介してフロントフロアパネル部２４に均等に分散して効果的に吸収することができる。このとき、ダッシュパネル部２０の傾斜壁２０ｂに入力された荷重は、ホイールハウス後壁２０ａを介してサイドシル部２１に伝達されるととともに、フロントフロアパネル部２４のフロアトンネル２４ａにも伝達されるため、衝突荷重をキャビン１１の全体に分散して更に効果的に吸収することができる。

　以上のように、本実施の形態によれば、フロントエンドモジュール１４とダッシュパネル部２０との間に配置されるサスペンション支持モジュール１２を、ダンパーハウジング３１とフロントサイドフレーム後部３０とを軽金属で一体に鋳造して構成したので、部品点数を最小限に抑えることができるだけでなく、ダンパーハウジング３１をダッシュパネル部２０に隣接させて車体の前後方向寸法を短縮することができる。しかもフロントサイドフレーム後部３０の前端に軽金属の中空管よりなるフロントサイドフレーム前部１３を接続するので、フロントサイドフレーム前部１３の分だけサスペンション支持モジュール１２を小型化し、それを鋳造する金型を小型化してコストダウンを図ることができる。

　以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

　例えば、実施の形態ではキャビン１１をアッパーパネル１８およびロアパネル１９の二つの部材で構成しているが、アッパーパネル１８およびロアパネル１９以外の部材を付加することも可能である。

　またハニカムコア３７は四角柱の集合体である必要はなく、六角柱や三角柱の集合体であっても良く、その材質はアルミニウム合金等の金属に限定されず、合成樹脂であっても良い。

　また実施の形態ではサスペンション支持モジュール１２をダッシュパネル２０に締結する７本のボルト５９，５９，６０，６０，６１…のうち、５本のボルト５９，５９，６１…を車室側から挿入しているが、それらをエンジンルーム側から挿入しても良く、またボルトの数も任意である。

Claims (24)

1. 　少なくともフロアパネル部（２４，２５，２６）と、左右のサイドシル部（２１）と、前記左右のサイドシル部（２１）の前部および前記フロアパネル部（２４，２５，２６）の前部を接続するダッシュパネル部（２０）とを備える自動車のキャビン（１１）をＣＦＲＰで構成した自動車のＣＦＲＰ製キャビンであって、
   　前輪（３３）の後方に位置する前記サイドシル部（２１）の前端の車幅方向幅（Ｗ１）をフロントサイドフレーム（３０）側に向けて拡大し、前記前輪（３３）の車幅方向幅（Ｗ２）よりも大きくしたことを特徴とする自動車のＣＦＲＰ製キャビン。
2. 　前記前輪（３３）の後部に対向する前記サイドシル部（２１）の前壁（３２ａ）の車幅方向内端から車幅方向内方および前方に湾曲する前側連結壁（３４）を前記フロントサイドフレーム（３０）の後端に接続し、前記サイドシル部（２１）の車幅方向内側の側壁（３２ｂ）の前端から前記前側連結壁（３４）の後面に沿って延びる後側連結壁（３５）を前記フロントサイドフレーム（３０）の後端に接続したことを特徴とする、請求項１に記載の自動車のＣＦＲＰ製キャビン。
3. 　前記サイドシル部（２１）の前端は上方に立ち上がってフロントピラーロア部（３２）を構成し、前記フロントピラーロア部（３２）の前面にダンパーハウジング（３１）を支持し、前記フロントピラーロア部（３２）の上面の車幅方向幅（Ｗ３）と前記ダンパーハウジング（３１）の上面の車幅方向幅（Ｗ４）とを略一致させたことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の自動車のＣＦＲＰ製キャビン。
4. 　前記サイドシル部（２１）は前記フロントピラーロア部（３２）の後方に変形不可部（３８）を備え、前記変形不可部（３８）は側面視で前後方向および上下方向に対して傾斜して前記サイドシル部（２１）の上壁（２１ｃ）および下壁（２１ｄ）を接続する複数のリブ（３９）を備えることを特徴とする、請求項３に記載の自動車のＣＦＲＰ製キャビン。
5. 　前記サイドシル部（２１）の前記フロントピラーロア部（３２）は内部に衝撃吸収部材（３７，４０）を配置した変形許可部（３６）を構成することを特徴とする、請求項３または請求項４に記載の自動車のＣＦＲＰ製キャビン。
6. 　前記衝撃吸収部材はハニカムコア（３７）であることを特徴とする、請求項５に記載の自動車のＣＦＲＰ製キャビン。
7. 　前記衝撃吸収部材は前後方向に延びる合成樹脂製のリブ（４０）であることを特徴とする、請求項５に記載の自動車のＣＦＲＰ製キャビン。
8. 　請求項１～請求項７の何れか１項に記載のＣＦＲＰ製のキャビン（１１）のダッシュパネル部（２０）に、サスペンションを支持するサスペンション支持モジュール（１２）を結合し、前記サスペンション支持モジュール（１２）を、バンパービーム（２７）を有するフロントエンドモジュール（１４）と前記ダッシュパネル部（２０）との間に配置した自動車の車体前部構造であって、
   　前記サスペンション支持モジュール（１２）はダンパーハウジング（３１）とフロントサイドフレーム後部（３０）とを軽金属で一体に鋳造して構成され、前記フロントサイドフレーム後部（３０）の前端と前記フロントエンドモジュール（１４）との間に軽金属の中空管よりなるフロントサイドフレーム前部（１３）を接続したことを特徴とする自動車の車体前部構造。
9. 　前記フロントサイドフレーム後部（３０）は前側部分（Ｆ）、中間部分（Ｃ）および後側部分（Ｒ）からなり、平面視で、前記前側部分（Ｆ）は車幅方向に並置されて後方に向かって収束する複数の第１リブ（３０ｃ）を備え、前記中間部分（Ｃ）は前記収束した複数の第１リブ（３０ｃ）の後端に連なる１本の第２リブ（３０ｄ）を備え、前記後側部分（Ｒ）は前記第２リブ（３０ｄ）の後端に連なって後方に向かって拡開する複数の第３リブ（３０ｅ，３０ｆ）を備えることを特徴とする、請求項８に記載の自動車の車体前部構造。
10. 　前記サスペンション支持モジュール（１２）の後面は前記ダッシュパネル部（２０）の前面に当接し、後方から挿入したボルト（５９，６１）で前記ダッシュパネル部（２０）に締結されることを特徴とする、請求項８または請求項９に記載の自動車の車体前部構造。
11. 　前記ダッシュパネル部（２０）にはホイールハウス後壁（２０ａ）が一体に形成され、前記ボルト（５９，６１）は前記ホイールハウス後壁（２０ａ）の周囲の平坦部にインサートした補強部材（５７，５８）を貫通して前記サスペンション支持モジュール（１２）に螺合することを特徴とする、請求項１０に記載の自動車の車体前部構造。
12. 　前記フロントサイドフレーム前部（１３）は押出し材よりなり、前記フロントサイドフレーム後部（３０）の前端に嵌合することを特徴とする、請求項８～請求項１１の何れか１項に記載の自動車の車体前部構造。
13. 　前記フロントサイドフレーム前部（１３）の前端に設けた連結プレート（５３）と、前記フロントエンドモジュール（１４）のバンパービーム（２７）から後方に延びるバンパービームエクステンション（２８）の後端に設けた連結プレート（５２）とを重ね合わせて締結したことを特徴とする、請求項８～請求項１２の何れか１項に記載の自動車の車体前部構造。
14. 　アッパーメンバ（１６）の後部を前記ダッシュパネル部（２０）の車幅方向両端上部に接続するとともに、前記アッパーメンバ（１６）の上面と前記ダンパーハウジング（３１）の上面とを連結部材（６２）で接続したことを特徴とする、請求項８～請求項１３の何れか１項に記載の自動車の車体前部構造。
15. 　前記ダッシュパネル部（２０）は前記フロントサイドフレーム後部（３０）の後端が締結される部分から後下方に延びる傾斜壁（２０ｂ）を備え、前記傾斜壁（２０ｂ）の厚さはその後方に連続するフロアパネル部（２４）の厚さよりも大きいことを特徴とする、請求項８～請求項１４の何れか１項に記載の自動車の車体前部構造。
16. 　前記傾斜壁（２０ｂ）の車幅方向内端を前記フロアパネル部（２４）に形成したフロアトンネル（２４ａ）に接続するとともに、車幅方向外端を前記ダッシュパネル部（２０）に形成したホイールハウス後壁（２０ａ）を介してサイドシル部（２１）に接続したことを特徴とする、請求項１５に記載の自動車の車体前部構造。
17. 　前記傾斜壁（２０ｂ）はアッパーパネル（１８）およびロアパネル（１９）の間にハニカムコア（６７）を挟んで構成されることを特徴とする、請求項１５または請求項１６に記載の自動車の車体前部構造。
18. 　前記アッパーメンバ（１６）の前端を前記フロントエンドモジュール（１４）から後方に延びるロアメンバ（１５）の後端に嵌合し、前記アッパーメンバ（１６）および前記ロアメンバ（１５）の嵌合部を、その内部に配置したカラー（６５）を貫通するボルト（６４）で前記ダンパーハウジング（３１）に締結したことを特徴とする、請求項１４に記載の自動車の車体前部構造。
19. 　前記キャビン（１１）の車内側の面を構成するアッパーパネル（１８）と、前記キャビン（１１）の車外側の面を構成するロアパネル（１９）とを、前記キャビン（１１）の外周を囲む接合フランジ（１８ａ，１９ａ）で接合したことを特徴とする、請求項１に記載の自動車のＣＦＲＰ製キャビン。
20. 　前記接合フランジ（１８ａ，１９ａ）は、前後方向に対して上下に傾斜する前後方向位置決め部（１１ａ）を備えることを特徴とする、請求項１９に記載の自動車のＣＦＲＰ製キャビン。
21. 　前記アッパーパネル（１８）は車幅方向に延びて上向きに隆起するクロスメンバ（１８ｂ）を一体に備え、前記ロアパネル（１９）は平坦に構成されることを特徴とする、請求項１９または請求項２０に記載の自動車のＣＦＲＰ製キャビン。
22. 　前記サイドシル部（２１）における前記接合フランジ（１８ａ，１９ａ）は、前記サイドシル部（２１）の断面の図心の高さに沿って形成されることを特徴とする、請求項１９～請求項２１の何れか１項に記載の自動車のＣＦＲＰ製キャビン。
23. 　前記左右のサイドシル部（２１）の後端から略同一断面形状で上方に屈曲して後方に延びる左右のリヤサイドフレーム部（２２）と、前記左右のリヤサイドフレーム部（２２）の後端間を車幅方向に接続するリヤクロスメンバ部（２３）とからなるＵ字状の後部フレームを備え、
    　前記フロアパネル部は前記左右のサイドシル部（２１）の下部間を接続するフロントフロアパネル部（２４）と、前記フロントフロアパネル部（２４）の後端から立ち上がるキックアップ部（２５）と、前記キックアップ部（２５）の上端から後方に延びて前記リヤサイドフレーム部（２２）および前記リヤクロスメンバ部（２３）の高さ方向中間部に接続するリヤフロアパネル部（２６）とを備えることを特徴とする、請求項１９～請求項２２の何れか１項に記載の自動車のＣＦＲＰ製キャビン。
24. 　請求項１および請求項１９～請求項２３の何れか１項に記載の自動車のＣＦＲＰ製キャビンの製造方法であって、
    　前記アッパーパネル（１８）および前記ロアパネル（１９）の素材となるプリフォーム（４２）を支持プレート（４１）上に支持する工程と、前記プリフォーム（４２）を前記支持プレート（４１）上に支持した状態でプレス金型（４３）内に挿入して加熱プレス成形する工程とを含むことを特徴とする自動車のＣＦＲＰ製キャビンの製造方法。

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