自動車のフレーム構造
【課題】車体前後方向に延びて後端部がダッシュパネルに接続されると共に、左右の側面部と上下の水平面部とを有して断面略矩形状とされた中空フレーム部材を有すると共に、該フレーム部材に、車体前後方向の衝撃荷重の作用時に車幅方向の一方側に折曲する折曲予定部が設けられた自動車のフレーム構造において、フロントサイドフレームの折曲開始後におけるエネルギー吸収量を増大させることができるフレーム構造を提供する。
【解決手段】フレーム部材５における前記折曲予定部Ｔ２を含む前後所定範囲の内部空間に、該フレーム部材５の折曲途中から、該フレーム部材５における前記車幅方向の一方側とは反対側の側面部５ｂの内面と当接する補強部材５０を設ける。
【解決手段】フレーム部材５における前記折曲予定部Ｔ２を含む前後所定範囲の内部空間に、該フレーム部材５の折曲途中から、該フレーム部材５における前記車幅方向の一方側とは反対側の側面部５ｂの内面と当接する補強部材５０を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の前部車体の衝撃吸収構造に関し、自動車の車体構造の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、自動車のフレーム構造として、車体前後方向に略直線状に延びて後端部がダッシュパネルに接続されるフレーム部材を有するものにおいて、該フレーム部材に、車体前後方向の衝撃荷重の作用時に車幅方向に折曲する折曲予定部を設けたものが開示されている。このような構成によれば、フレーム部材に入力された衝撃エネルギーが折曲により吸収されることとなる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２０９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記特許文献１に記載のものにおいては、フレーム部材は車体前後方向に延びる閉断面構造とされており、閉断面でない場合よりも折曲開始時におけるエネルギー吸収量を大きくすることができるが、このエネルギー吸収量の増加量は折曲開始直後から一気に減少する傾向があり、その結果、衝撃エネルギーを十分に吸収できない虞がある。
【０００５】
そこで、本発明は、フロントサイドフレームの折曲開始後におけるエネルギー吸収量を増大させることができるフレーム構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。
【０００７】
まず、本願の請求項１に記載の発明は、車体前後方向に延びて後端部がダッシュパネルに接続されると共に、左右の側面部と上下の水平面部とを有して断面略矩形状とされた中空フレーム部材を有すると共に、該フレーム部材に、車体前後方向の衝撃荷重の作用時に車幅方向の一方側に折曲する折曲予定部が設けられた自動車のフレーム構造であって、前記フレーム部材における前記折曲予定部を含む前後所定範囲の内部空間に、該フレーム部材の折曲途中から、該フレーム部材における前記車幅方向の一方側とは反対側の側面部の内面と当接する補強部材が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の自動車のフレーム構造において、前記補強部材における前記フレーム部材と当接する部位は、前記フレーム部材における前記車幅方向の一方側の側面部よりも前記一方側とは反対側の側面部に近接して設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、前記請求項１または請求項２に記載の自動車のフレーム構造において、前記補強部材は、左右の側面部とこれらの上端間または下端間に設けられた水平面部とを有して、上部側または下部側が開放される断面凵字状とされていると共に、該補強部材の前記車幅方向一方側の側面部が、前記フレーム部材における前記車幅方向の一方側の側面部に接合され、該補強部材の他方側の側面部が、前記フレーム部材の折曲途中から、該フレーム部材における前記車幅方向の一方側とは反対側の側面部の内面と当接するように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、前記請求項１または請求項２に記載の自動車のフレーム構造において、前記補強部材は、前記フレーム部材の前記車幅方向の一方側の側面部に取り付けられ、該側面部とで車体前後方向に延びる閉断面を形成していることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、前記請求項１または請求項２に記載の自動車のフレーム構造において、前記補強部材は、前記フレーム部材の前記車幅方向の一方側の側面部に取り付けられ、該補強部材単独で車体前後方向に延びる閉断面を形成していることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、前記請求項４または請求項５に記載の自動車のフレーム構造において、前記補強部材は、前記フレーム部材と共にまたは単独で、車体前後方向に延びる閉断面を車幅方向に２つ重ねて形成していることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明は、前記請求項５または請求項６に記載の自動車のフレーム構造において、前記フレーム部材は、車幅方向に離間して一対設けられていると共に、これらのフレーム部材の間に車両構成部材が配設されており、前記折曲についての車幅方向の一方は、車幅方向外方であることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項８に記載の発明は、前記請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の自動車のフレーム構造において、前記折曲予定部は、前記フレーム部材における前記車幅方向の一方側の側面部とは反対側の側面部に、上下に延び、前記車幅方向の一方側に凹む縦ビードが設けられることにより構成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項９に記載の発明は、前記請求項８に記載の自動車のフレーム構造において、略車体前後方向に延び、前端部が前記フレーム部材に前記補強部材の後端の直後方位置で接続されると共に、後端部が前記フレーム部材後方の車体構成部材に接続される補強メンバが設けられていることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項１０に記載の発明は、前記請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の自動車のフレーム構造において、複数の折曲予定部が設けられており、前記補強部材は、これらの折曲予定部のうち、予定折曲量が最大に設定された折曲予定部にのみ設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
次に、本発明の効果について説明する。
【００１８】
まず、請求項１に記載の発明によれば、前記フレーム部材における前記折曲予定部を含む前後所定範囲の内部空間に設けられた補強部材が、前記フレーム部材の折曲途中から、該フレーム部材における前記車幅方向の一方側とは反対側の側面部の内面と当接することとなる。したがって、当接した後において、フレーム部材の折曲が一気に進行するのが抑制されると共に、該補強部材を変形させることに伴って、該補強部材がない場合よりも変形荷重が増加し、かつエネルギー吸収量の総量が増大することとなる。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明によれば、前記補強部材における前記フレーム部材と当接する部位は、前記フレーム部材における前記車幅方向の一方側の側面部よりも前記一方側とは反対側の側面部に近接して設けられているから、補強部材とフレーム部材とをできるだけ早く当接させることができる。すなわち、当接によるエネルギーの吸収量を増大させることができる。
【００２０】
また、請求項３に記載の発明によれば、簡単な構造の部材によりエネルギーの吸収量増大効果が実現することができると共に、該部材の一方側の側面部を前記フレーム部材の前記一方側の側面部に溶接により容易に組み付けることができる。
【００２１】
また、請求項４に記載の発明によれば、前記補強部材は、前記フレーム部材の前記車幅方向の一方側の側面部に取り付けられ、該側面部とで車体前後方向に延びる閉断面を形成しているから、補強部材の剛性が高くなり、当接によるエネルギーの吸収量を一層増大させることができる。
【００２２】
また、請求項５に記載の発明によれば、前記補強部材は、前記フレーム部材の前記車幅方向の一方側の側面部に取り付けられ、該補強部材単独で車体前後方向に延びる閉断面を形成しているから、フレーム部材の形状、板厚等に関係なく、エネルギー増大量吸収効果を得ることができる。
【００２３】
また、請求項６に記載の発明によれば、前記補強部材は、前記フレーム部材と共にまたは単独で、車体前後方向に延びる閉断面を車幅方向に２つ重ねて形成しているから、エネルギー吸収量を一層増大させることができる。そして、車幅方向に２つ重ねて形成されているから、上下方向に２つ重ねて形成されているような場合よりも、車幅方向への折曲に対する剛性をあげすぎることがない。したがって、例えば前記フレーム部材の幅が狭く、折曲エネルギーを十分に吸収できないような場合に大きな効果が生じる。
【００２４】
また、請求項７に記載の発明によれば、記フレーム部材は、車幅方向に離間して一対設けられていると共に、これらのフレーム部材の間に車両構成部材が配設されている場合に、前記折曲についての車幅方向の一方は、車幅方向外方であるから、折曲したフレーム部材が車両構成部材に当接することがない。換言すれば、左右のフレーム部材の間に車両構成部材が配設されている場合でも、車両構成部材との当接を回避しつつ、エネルギーを吸収することができる。
【００２５】
また、請求項８に記載の発明によれば、前記折曲予定部は、前記フレーム部材における前記車幅方向の一方側の側面部とは反対側の側面部に、上下に延び、前記車幅方向の一方側に凹む縦ビードが設けられることにより構成されているから、折曲点及び折曲方向が安定することととなる。
【００２６】
また、請求項９に記載の発明によれば、略車体前後方向に延び、前端部が前記フレーム部材に前記補強部材の後端の直後方位置で接続されると共に、後端部が前記フレーム部材後方の車体構成部材に接続される補強メンバが設けられているから、前記フレーム部材の後端側が補強されることとなる。また、エネルギーの吸収の一部を補強メンバにより行うことが可能となり、補強部材の前後長等の設定自由度が向上することとなる。
【００２７】
また、請求項１０に記載の発明によれば、前記折曲予定部は複数設けられており、前記補強部材は、これらの折曲予定部のうち、予定折曲量が最大に設定された折曲予定部にのみ設けられているから、補強部材による重量増を抑制しつつ、エネルギーの吸収量を効率的に増大させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態に係る自動車のフレーム構造について説明する。
【００２９】
図１、図２に示すように、本実施の形態に係る自動車１の車体前部には、エンジンＥＧが収容されるエンジンルームＺ１と乗員が搭乗する車室Ｚ２とを仕切るダッシュパネル２が設けられている。
【００３０】
ダッシュパネル２の左右両端部にはそれぞれ、上下方向に延び、フロントドア（図示せず）が枢支されるヒンジピラー３（一方のみ図示されている）が設けられている。
【００３１】
左右のヒンジピラー３の上端部側から前方に左右一対のエプロンレインフォースメント４，４が延びている。
【００３２】
エプロンレインフォースメント４，４に対して平面視でほぼ平行に、かつ車幅方向内方に離間した位置で、左右一対のフロントサイドフレーム５，５が車体前後方向に延びている。
【００３３】
車幅方向でエプロンレインフォースメント４とフロントサイドフレーム５との間には、前輪用のホイールハウス６が設けられている。
【００３４】
フロントサイドフレーム５及びエプロンレーフォースメント４の前端部には、これらに跨って平板状のプレート７，７が取り付けられている。左右のプレート７，７間には、クラッシュカン８，８を介して、車幅方向に延びるバンパレインフォースメント９が取り付けられている。クラッシュカン８，８は、前後方向の衝撃荷重が入力されたときに車体前後方向に圧縮変形するように構成されている。
【００３５】
ダッシュパネル２の下部は、後方へ湾曲して、下端部がフロアパネル１０の前端部に接合されている。ダッシュパネル２の下部及びフロアパネル１０には、車幅方向ほぼ中央において前後方向に延び、かつ上方へ膨出するトンネル部１１が設けられている。
【００３６】
フロントサイドフレーム５の後部側は、ホイールハウス６の側方において下方に湾曲していると共に、後端部が、フロアパネル１０の下面側で車体前後方向に延びるフロアフレーム１２の前端部に接続されている（図２参照）。フロアフレーム１２は、断面ハット状の形状をしており、フロアパネル１０とで車体前後方向に延びる閉断面を形成している。
【００３７】
フロントヒンジピラー３の下端部から後方にサイドシル１３が延びている。サイドシル１３は、車体前後方向に延びる閉断面構造とされている。
【００３８】
ダッシュパネル２の下部側及び上部側にはそれぞれ、左右のフロントヒンジピラー３，３を連結すると共に、該パネル２とで車幅方向に延びる閉断面を形成する断面ハット状のロアダッシュクロスメンバ１４、及びアッパダッシュクロスメンバ１６が設けられている。
【００３９】
ホイールハウス６は、エプロンパネル１９の後部側をアーチ状に上方に膨出させることにより形成されている。エプロンパネル１９は、車幅方向外端側がエプロンレインフォースメント４に接合され、車幅方向内端部がフロントサイドフレーム５に接合されている。ホイールハウス６の上部には、エプロンパネル１９をタワー状に上方に膨出させることにより、サスペンションタワー部６ａが形成されている。
【００４０】
ダッシュパネル２の上部には、車幅方向に延びる閉断面を有するカウル部２０が設けられている。
【００４１】
エプロンレインフォースメント４は、車体前後方向に延びる断面略矩形の閉断面構造とされている。
【００４２】
本実施の形態においては、図３に示すように、ホイールハウス６部分のエプロンパネル１９の反エンジンルームＺ１側の面に補強メンバ３０が設けられている。
【００４３】
補強メンバ３０は、前端部３０ａが、フロントサイドフレーム５の外側部材５１（フロントサイドフレーム５におけるホイールハウス６内を臨む部分）に接続され、後ろ上りに延びている。後部側は、後方と上方に分岐し、後方に延びる端部３０ｂがダッシュパネル２（車体部材）に接続され、上方に延びる端部３０ｃがサスペンションタワー部６ａのトップ部６ａ′内面に接続されている。また、補強メンバ３０は、車幅方向内方側が開口する概ね断面ハット状の形状とされており、エプロンパネル１９とで閉断面を形成している。
【００４４】
また、本実施の形態においては、図１、図２からわかるように、フロントサイドフレーム５の後部側とロアダッシュクロスメンバ１４とを連結する断面ハット状の第２補強メンバ３５が設けられている。
【００４５】
また、後述する図６に示すように、トンネル部１１に沿って略車体前後方向に設けられたトンネルフレーム３６の前端部が、前記第２補強メンバ３５の後端部に連結されている。
【００４６】
次に、フロントサイドフレーム５の構造について詳しく説明する。
【００４７】
フロントサイドフレーム５は、図４に示すように、車幅方向外側の平板状の外側部材４１と、車幅方向内側の断面ハット状の内側部材４２とを接合することにより構成され、左右の側面部５ａ，５ｂと上下の水平面部５ｃ，５ｄとを有し、車体前後方向に延びる断面略矩形の中空閉断面体を構成している。
【００４８】
なお、フロントサイドフレーム５は、図１、図２からわかるように、サスペンションタワー部６ａよりも前方の部分５Ａと、後方の部分５Ｂとで構成されていいる。前方部分５Ａと後方部分５Ｂとは、異なる素材が用いられており、例えば、前方部分５Ａは、平常時における剛性を保ちつつ、衝撃荷重が入力されときには蛇腹状に圧縮変形可能なように、例えばハイテンション材等の素材を用いて形成されている。一方。後方部分５Ｂは、例えば、素材の厚みを厚くすることで、車体前方からの衝撃荷重に対する耐荷重が前方部分５Ａよりも大きくなるように構成されており、圧縮変形が生じにくくなっている。
【００４９】
また、前方部分５Ａの外側部材４１Ａ及び内側部材４２Ａにはそれぞれ、図１、図２、及び図５等からわかるように、車体前後方向に延びるビード５ｅ，５ｆが形成されている。ここで、このビード５ｅ，５ｆは、フロントサイドフレーム５の前方部分５Ａの車体前後方向の圧縮変形時における衝撃エネルギーの吸収量を多くするために設けられている。
【００５０】
図１、図４からわかるように、フロントサイドフレーム５の前方部分５Ａの後部側は、幅（車幅方向長）が徐々に小さくされている。したがって、フロントフレーム５は、車体前方から衝撃荷重が作用したときに、この部位において、車幅方向外側に折曲しやすくなっている。そして、これにより、図２、図６に示すように、フロントサイドフレーム５に、前方部分５Ａの後部側において、車幅方向外側への折曲予定部Ｔ１が構成される。
【００５１】
また、図２からわかるように、フロントサイドフレーム５の車幅方向内側の側面部５ｂ（以下、適宜、この車幅方向内側の側面部５ｂを内側面部５ｂ、車幅方向外側の側面部５ａを外側面部５ａという。）には、サスペンションタワー部６ａの側方において、上下方向に延びるビード５ｇが形成されている。このビード５ｇは、図４からわかるように、車幅方向外方に凹んでおり、車体前方から衝撃荷重がフロントサイドフレーム５に加わったときに、ビード５ｇを起点として車幅方向外側に折れ曲がるようになっている。すなわち、ビード５ｇにより折曲予定部Ｔ２が構成される。
【００５２】
また、図２、図３からわかるように、フロントサイドフレーム５の車幅方向外側の側面部５ａには、湾曲部５ｗの途中において、上下方向に延びるビード５ｈが形成されている。このビード５ｈは、車幅方向内方に凹んでおり、後述するように車体前方から衝撃荷重がフロントサイドフレーム５に加わったときに、このビード５ｈを起点として、その前方部分が車幅方向外側に折れ曲がるようになっている。すなわち、ビード５ｈにより折曲予定部Ｔ３が構成される。
【００５３】
そして、このような構成によれば、自動車１に前突等が生じて、バンパレインフォースメント９に前方から衝撃荷重が入力されると、クラッシュカン８，８を介してフロントサイドフレーム５，５に衝撃荷重が入力される。
【００５４】
そうすると、クラッシュカン８は、初期状態の図６（ａ）に示す状態から、図６（ｂ）に示すように、車体前後方向に圧縮変形する。また、フロントサイドフレーム５は、前述のように、サスペンションタワー部６ａよりも前方の部分（前後位置Ｐ１〜Ｐ２）が車体前後方向に圧縮変形すると共に、前述の各折曲予定部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３（前後位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）において車幅方向に折曲することとなる。詳しくは、フロントサイドフレーム５における前後位置Ｐ２からＰ４の間の部分が、折曲予定部Ｔ２（前後位置Ｐ３）において、車幅方向外側に突出するように折曲する。そして、この圧縮変形及び折曲により、衝撃荷重の一部が吸収される。ここで、前後位置Ｐ１はフロントサイドフレーム５の前端位置、前後位置Ｐ２はフロントサイドフレーム５の幅が縮小する位置（折曲予定部Ｔ１）、前後位置Ｐ３はビード５ｇ位置（折曲予定部Ｔ２）、前後位置Ｐ４はビードｈ位置（折曲予定部Ｔ３）、前後位置Ｐ５はフロントサイドフレーム５の後端位置である。
【００５５】
また、補強メンバ３０が設けられているから、衝撃荷重の一部が、ダッシュパネル２やサスペンションタワー６ａのトップ部６ａ′にも分散される。また、その結果、湾曲部５ｗにおいてフレーム５が上下に変位したり、折損したりするのが防止され。
【００５６】
また、第２補強メンバ３５が設けられているから、フロントサイドフレーム５が折曲予定部Ｔ３において車幅方向内側に折曲するのを防止して、確実に車幅方向外方に折曲させることができる。
【００５７】
また、左右のフロントサイドフレーム５，５はそれぞれ、車幅方向外方に向かって折曲するから、折曲したフレーム５，５がエンジンＥＧに当接することがない。換言すれば、左右のフレーム５，５の間にエンジンＥＧが配設されている場合でも、エンジンＥＧとの当接を回避しつつ、衝撃エネルギーを吸収することができる。
【００５８】
また、折曲予定部Ｔ２は、フロントサイドフレーム５の内側面部２ｂに、上下に延び、車幅方向外側に凹む縦ビード５ｇが設けられることにより構成されているから、折曲点及び折曲方向が安定することととなる。
【００５９】
ここで、本実施の形態においては、図２に示すように、前記フロントサイドフレーム５における前記折曲予定部Ｔ２を含む前後所定範囲の内部空間に、補強部材５０が設けられている。なお、補強部材５０は、前記複数の折曲予定部Ｔ１〜Ｔ３のうち、予定折曲量が最大に設定された折曲予定部Ｔ２にのみ設けられている。
【００６０】
補強部材５０は、図４に示すように、左右の側面部５０ａ，５０ｂとこれらの下端間に設けられた水平面部５０ｃとを有して、上部側が開放される断面凵字状とされている。
【００６１】
補強部材５０の車幅方向外側の側面部５０ａは、フロントサイドフレーム５の外側面部５ａに接合されている。これに対し、車幅方向内側の内側面部４０ｂは、前記フロントサイドフレーム５の外側面部５ａよりも内側面部５ｂに近接して設けられている。
【００６２】
ここで、フロントサイドフレーム５が前記折曲予定部Ｔ２において車幅方向外側へ折曲すると、図７に示すように、外側面部５ａには車体前後方向において伸び方向の力がかかり、内側面部５ｂには圧縮方向の力が加わるが、外側面部５ａ側に補強部材５０が設けられているので、内側面部５ｂの縦ビード５ｇの前後に応力が集中し、その結果、図８にもあわせて示すように上面部５ｃ，５ｄ等が変形しつつ、縦ビード５ｇの前後の部分が車幅方向外側に折れ込み、ビード５ｇの先端が補強部材の内側面部５０ｂに当接することとなる。
【００６３】
以上のように、本実施の形態によれば、フロントサイドフレーム５における前記折曲予定部Ｔ２を含む前後所定範囲の内部空間に、該フレーム５の折曲途中から、該フレーム５の側面部２ｂの内面と当接する補強部材５０が設けられているから、当接した後において、フロントサイドフレーム５の折曲が一気に進行するのが抑制されると共に、補強部材５０を変形させることに伴って、該補強部材５０がない場合よりも図９（ａ）に示すように変形荷重が増加し、かつ図９（ｂ）に示すようにエネルギー吸収量の総量が増大することとなる。
【００６４】
また、前記補強部材５０の内側面部５０ｂは、前記フロントサイドフレーム５の外側面部５ａよりも内側面部５ｂに近接して設けられているから、補強部材５０とフレーム５との当接をできるだけ早く生じさせることができる。すなわち、当接によるエネルギーの吸収量を増大させることができる。
【００６５】
また、補強部材５０を前述のような構造としたことにより、簡単な構造でエネルギーの吸収量増大効果を実現することができると共に、補強部材５０の外側面部５０ａを前記フレーム５の外側面部５ａに、ガンＧ１，Ｇ２を用いて溶接により容易に組み付けることができる。
【００６６】
また、略車体前後方向に延び、前端部がフロントサイドフレーム５に前記補強部材５０の後端の直後方位置で接続されると共に、後端部が前記フレーム５後方のダッシュパネル２及びサスペンションタワー６ａに接続される補強メンバ３０が設けられているから、フレーム５の後端側が補強されることとなる。また、エネルギーの吸収の一部を補強メンバ３０により行うことが可能となり、補強部材５０の前後長等の設定自由度が向上することとなる。
【００６７】
また、補強部材５０は、複数の折曲予定部Ｔ１〜Ｔ３のうち、予定折曲量が最大に設定された折曲予定部Ｔ２にのみ設けられているから、補強部材５０による重量増を抑制しつつ、エネルギーの吸収量を効果的に増大させることができる。
【００６８】
なお、本実施の形態においては、補強部材５０は、左右の側面部５０ａ，５０ｂとこれらの下端間に設けられた水平面部５０ｃとを有して、上部側が開放される断面凵字状とされているが、左右の側面部とこれらの上端間に設けられた水平面部とを有して、下部側が開放される断面凵字状としてもよい。
【００６９】
次に、補強部材の構造を変更した第２〜第５の実施の形態について説明する。なお、第２〜第４の実施の形態においては、補強部材以外は、第１の実施の形態と同構造であり、説明を省略すると共に、引用が必要なときは同一の符号を用いる。
【００７０】
第２の実施の形態においては、１０に示すように、補強部材６０は、上下の水平面部６０ａ，６０ｂと、該水平面部６０ａ，６０ｂの車幅方向内側（前記一方側とは反対側）の端部間に設けられた側面部６０ｃと、該水平面部６０ａ，６０ｂの車幅方向外側（前記一方側）の端部に設けられたフランジ部６０ｄ，６０ｅとを有し、車幅方向外側（前記一方側）が開放された断面ハット状の構造とされている。そして、前記フランジ部６０ｄ，６０ｅがフロントサイドフレーム５の外側面部５ａに溶接により取り付けられて、外側面部５ａとで車体前後方向に延びる閉断面を形成している。
【００７１】
車幅方向内側の内側面部４０ｂは、フロントサイドフレーム５の外側面部５ａよりも内側面部５ｂに近接して設けられている。そして、これにより、フロントサイドフレーム５が折曲予定部Ｔ２において車幅方向外側へ折曲するときに、補強部材６０の側面部６０ｃと、フロントサイドフレーム５の内側面部５ｂの内面とが早期に当接するように構成されている。
【００７２】
この第２の実施の形態によれば、補強部材６０は、フロントサイドフレーム５の外側面部５ａ（前記車幅方向の一方側の側面部）に取り付けられて、該外側面部５ａとで車体前後方向に延びる閉断面を形成しているから、補強部材６０の剛性が高くなり、当接によるエネルギーの吸収量を一層増大させることができる。
【００７３】
次に、第３の実施の形態について説明する。
【００７４】
第３の実施の形態においては、図１１に示すように、前記補強部材７０は、左右の側面部７１ａ，７１ｂと上下の水平面部７１ｃ，７１ｄとを有して車体前後方向に延びる断面略矩形状の閉断面を形成する矩形管部材７１と、上下の水平面部７１ｃ，７１ｄの車幅方向外側部分に固着された一対のブラケット７２，７２とを有している。そして、これらのブラケット７２，７２が、フロントサイドフレーム５の外側面部５ａに溶接により取り付けられている。
【００７５】
内側面部７１ｂは、前記フロントサイドフレーム５の外側面部５ａよりも内側面部５ｂに近接して設けられている。そして、これにより、フロントサイドフレーム５が折曲予定部Ｔ２において車幅方向外側へ折曲するときに、補強部材７０の内側面部７１ｂが、フロントサイドフレーム５の内側面部５ｂの内面と早期に当接するように構成されている。
【００７６】
この第３の実施の形態によれば、補強部材７０は、前記フロントサイドフレーム５の外側面部５ａ（前記車幅方向の一方側の側面部）に取り付けられ、該補強部材７０単独で車体前後方向に延びる閉断面を有しているから、フロントサイドフレーム５の形状、板厚等に関係なく、エネルギー増大量吸収効果を得ることができる。
【００７７】
次に、第４の実施の形態について説明する。
【００７８】
第４の実施の形態においては、図１２に示すように、補強部材８０は、断面円形の車体前後方向に延びる閉断面を形成する円管部材８１と、該円管部材８１の上部及び下部に固着された上下一対のブラケット８２，８２とを有している。そして、これらのブラケット８２，８２が、フロントサイドフレーム５の外側面部５ａに溶接により取り付けられている。
【００７９】
円管部材８１の内端部８１ａは、前記フロントサイドフレーム５の外側面部５ａよりも内側面部５ｂに近接して設けられている。そして、これにより、フロントサイドフレーム５が折曲予定部Ｔ２において車幅方向外側へ折曲するときに、補強部材８０の内端部８１ａが、フロントサイドフレーム５の内側面部５ｂの内面と早期に当接するように構成されている。
【００８０】
この第４の実施の形態によれば、補強部材８０は、フロントサイドフレーム５の外側面部５ａに取り付けられ、補強部材８０単独で車体前後方向に延びる閉断面を形成しているから、第３の実施の形態同様、フロントサイドフレーム５の形状、板厚等に関係なく、エネルギー増大量吸収効果を得ることができる。
【００８１】
次に、第５の実施の形態について説明する。
【００８２】
第５の実施の形態においては、図１３に示すように、フロントサイドフレーム５′の幅が、車体寸法との関係上、第１〜第４の実施の形態のものよりも小さくされている。したがって、第１〜第４の実施の形態のものと比較して、フロントサイドフレーム５′自体によるエネルギー吸収量が少なくなっている。そこで、第５の実施の形態においては、この点についての対策がなされている。
【００８３】
すなわち、補強部材９０は、車体前後方向に延びる複数の閉断面を有している。詳しくは、補強部材９０は、フロントサイドフレーム５′の外側面部５ａ′（前記一方側の側面部）に取り付けられて該面部５ａ′に平行な外側面部材９１と、該外側面部材９１に取り付けられ、内側面部５ｂ′に平行な面部９２ａを有する断面ハット状の部材９２と、これらの部材９１，９２で形成された閉断面空間内に、該空間を車幅方向に区画する、内側面部５ｂ′に平行な面部９３ａを有する断面区画部材９３とで構成されている。
【００８４】
この第５の実施の形態によれば、補強部材９０は、フロントサイドフレーム５′と共にまたは単独で、車体前後方向に延びる閉断面を車幅方向に２つ重ねて形成しているから、エネルギー吸収量を一層増大させることができる。そして、車幅方向に２つ重ねて形成されているから、上下方向に２つ重ねて形成されているような場合よりも、車幅方向への折曲に対する剛性をあげすぎることなく前述の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、車体前後方向に延びて後端部がダッシュパネルに接続されると共に、左右の側面部と上下の水平面部とを有して断面略矩形状とされた中空フレーム部材を有すると共に、該フレーム部材に、車体前後方向の衝撃荷重の作用時に車幅方向の一方側に折曲する折曲予定部が設けられた自動車のフレーム構造において、フロントサイドフレームの折曲開始後におけるエネルギー吸収量を増大させることができ、自動車産業に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態に係る自動車のフレーム構造を示す車体前方からの斜視図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】図２のＢ矢視図である。
【図４】図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】図２のＤ−Ｄ断面図である。
【図６】フロントサイドフレームの折曲の作用の説明図である。
【図７】フロントサイドフレームの折曲時における図２のＥ−Ｅ断面図である。
【図８】フロントサイドフレームの折曲時における図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図９】フロントサイドフレームの折曲時における荷重（ａ図）及びエネルギー吸収量の特性図（ｂ図）である。
【図１０】第２の実施の形態についての図４相当の断面図である。
【図１１】第３の実施の形態についての図４相当の断面図である。
【図１２】第４の実施の形態についての図４相当の断面図である。
【図１３】第５の実施の形態についての図４相当の断面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１ 自動車
２ ダッシュパネル（車体構成部材）
５ フロントサイドフレーム（フレーム部材）
５ａ 側面部、外側面部（フレーム部材の一方側の側面部）
５ｂ 側面部、内側面部（フレーム部材の他方側の側面部）
３０ 補強メンバ
５０，６０，７０，８０，９０ 補強部材
５０ａ，６０ｃ，７１ｂ 側面部（フレーム部材の一方側とは反対側の側面部と当接する部位）
８１ａ フロントサイドフレームの一方側とは反対側の側面部と当接する部位
ＥＧ エンジン（車両構成部材）
Ｔ２ 折曲予定部
ＥＧ エンジン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の前部車体の衝撃吸収構造に関し、自動車の車体構造の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、自動車のフレーム構造として、車体前後方向に略直線状に延びて後端部がダッシュパネルに接続されるフレーム部材を有するものにおいて、該フレーム部材に、車体前後方向の衝撃荷重の作用時に車幅方向に折曲する折曲予定部を設けたものが開示されている。このような構成によれば、フレーム部材に入力された衝撃エネルギーが折曲により吸収されることとなる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２０９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記特許文献１に記載のものにおいては、フレーム部材は車体前後方向に延びる閉断面構造とされており、閉断面でない場合よりも折曲開始時におけるエネルギー吸収量を大きくすることができるが、このエネルギー吸収量の増加量は折曲開始直後から一気に減少する傾向があり、その結果、衝撃エネルギーを十分に吸収できない虞がある。
【０００５】
そこで、本発明は、フロントサイドフレームの折曲開始後におけるエネルギー吸収量を増大させることができるフレーム構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。
【０００７】
まず、本願の請求項１に記載の発明は、車体前後方向に延びて後端部がダッシュパネルに接続されると共に、左右の側面部と上下の水平面部とを有して断面略矩形状とされた中空フレーム部材を有すると共に、該フレーム部材に、車体前後方向の衝撃荷重の作用時に車幅方向の一方側に折曲する折曲予定部が設けられた自動車のフレーム構造であって、前記フレーム部材における前記折曲予定部を含む前後所定範囲の内部空間に、該フレーム部材の折曲途中から、該フレーム部材における前記車幅方向の一方側とは反対側の側面部の内面と当接する補強部材が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の自動車のフレーム構造において、前記補強部材における前記フレーム部材と当接する部位は、前記フレーム部材における前記車幅方向の一方側の側面部よりも前記一方側とは反対側の側面部に近接して設けられていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、前記請求項１または請求項２に記載の自動車のフレーム構造において、前記補強部材は、左右の側面部とこれらの上端間または下端間に設けられた水平面部とを有して、上部側または下部側が開放される断面凵字状とされていると共に、該補強部材の前記車幅方向一方側の側面部が、前記フレーム部材における前記車幅方向の一方側の側面部に接合され、該補強部材の他方側の側面部が、前記フレーム部材の折曲途中から、該フレーム部材における前記車幅方向の一方側とは反対側の側面部の内面と当接するように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、前記請求項１または請求項２に記載の自動車のフレーム構造において、前記補強部材は、前記フレーム部材の前記車幅方向の一方側の側面部に取り付けられ、該側面部とで車体前後方向に延びる閉断面を形成していることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、前記請求項１または請求項２に記載の自動車のフレーム構造において、前記補強部材は、前記フレーム部材の前記車幅方向の一方側の側面部に取り付けられ、該補強部材単独で車体前後方向に延びる閉断面を形成していることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、前記請求項４または請求項５に記載の自動車のフレーム構造において、前記補強部材は、前記フレーム部材と共にまたは単独で、車体前後方向に延びる閉断面を車幅方向に２つ重ねて形成していることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明は、前記請求項５または請求項６に記載の自動車のフレーム構造において、前記フレーム部材は、車幅方向に離間して一対設けられていると共に、これらのフレーム部材の間に車両構成部材が配設されており、前記折曲についての車幅方向の一方は、車幅方向外方であることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項８に記載の発明は、前記請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の自動車のフレーム構造において、前記折曲予定部は、前記フレーム部材における前記車幅方向の一方側の側面部とは反対側の側面部に、上下に延び、前記車幅方向の一方側に凹む縦ビードが設けられることにより構成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項９に記載の発明は、前記請求項８に記載の自動車のフレーム構造において、略車体前後方向に延び、前端部が前記フレーム部材に前記補強部材の後端の直後方位置で接続されると共に、後端部が前記フレーム部材後方の車体構成部材に接続される補強メンバが設けられていることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項１０に記載の発明は、前記請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の自動車のフレーム構造において、複数の折曲予定部が設けられており、前記補強部材は、これらの折曲予定部のうち、予定折曲量が最大に設定された折曲予定部にのみ設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
次に、本発明の効果について説明する。
【００１８】
まず、請求項１に記載の発明によれば、前記フレーム部材における前記折曲予定部を含む前後所定範囲の内部空間に設けられた補強部材が、前記フレーム部材の折曲途中から、該フレーム部材における前記車幅方向の一方側とは反対側の側面部の内面と当接することとなる。したがって、当接した後において、フレーム部材の折曲が一気に進行するのが抑制されると共に、該補強部材を変形させることに伴って、該補強部材がない場合よりも変形荷重が増加し、かつエネルギー吸収量の総量が増大することとなる。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明によれば、前記補強部材における前記フレーム部材と当接する部位は、前記フレーム部材における前記車幅方向の一方側の側面部よりも前記一方側とは反対側の側面部に近接して設けられているから、補強部材とフレーム部材とをできるだけ早く当接させることができる。すなわち、当接によるエネルギーの吸収量を増大させることができる。
【００２０】
また、請求項３に記載の発明によれば、簡単な構造の部材によりエネルギーの吸収量増大効果が実現することができると共に、該部材の一方側の側面部を前記フレーム部材の前記一方側の側面部に溶接により容易に組み付けることができる。
【００２１】
また、請求項４に記載の発明によれば、前記補強部材は、前記フレーム部材の前記車幅方向の一方側の側面部に取り付けられ、該側面部とで車体前後方向に延びる閉断面を形成しているから、補強部材の剛性が高くなり、当接によるエネルギーの吸収量を一層増大させることができる。
【００２２】
また、請求項５に記載の発明によれば、前記補強部材は、前記フレーム部材の前記車幅方向の一方側の側面部に取り付けられ、該補強部材単独で車体前後方向に延びる閉断面を形成しているから、フレーム部材の形状、板厚等に関係なく、エネルギー増大量吸収効果を得ることができる。
【００２３】
また、請求項６に記載の発明によれば、前記補強部材は、前記フレーム部材と共にまたは単独で、車体前後方向に延びる閉断面を車幅方向に２つ重ねて形成しているから、エネルギー吸収量を一層増大させることができる。そして、車幅方向に２つ重ねて形成されているから、上下方向に２つ重ねて形成されているような場合よりも、車幅方向への折曲に対する剛性をあげすぎることがない。したがって、例えば前記フレーム部材の幅が狭く、折曲エネルギーを十分に吸収できないような場合に大きな効果が生じる。
【００２４】
また、請求項７に記載の発明によれば、記フレーム部材は、車幅方向に離間して一対設けられていると共に、これらのフレーム部材の間に車両構成部材が配設されている場合に、前記折曲についての車幅方向の一方は、車幅方向外方であるから、折曲したフレーム部材が車両構成部材に当接することがない。換言すれば、左右のフレーム部材の間に車両構成部材が配設されている場合でも、車両構成部材との当接を回避しつつ、エネルギーを吸収することができる。
【００２５】
また、請求項８に記載の発明によれば、前記折曲予定部は、前記フレーム部材における前記車幅方向の一方側の側面部とは反対側の側面部に、上下に延び、前記車幅方向の一方側に凹む縦ビードが設けられることにより構成されているから、折曲点及び折曲方向が安定することととなる。
【００２６】
また、請求項９に記載の発明によれば、略車体前後方向に延び、前端部が前記フレーム部材に前記補強部材の後端の直後方位置で接続されると共に、後端部が前記フレーム部材後方の車体構成部材に接続される補強メンバが設けられているから、前記フレーム部材の後端側が補強されることとなる。また、エネルギーの吸収の一部を補強メンバにより行うことが可能となり、補強部材の前後長等の設定自由度が向上することとなる。
【００２７】
また、請求項１０に記載の発明によれば、前記折曲予定部は複数設けられており、前記補強部材は、これらの折曲予定部のうち、予定折曲量が最大に設定された折曲予定部にのみ設けられているから、補強部材による重量増を抑制しつつ、エネルギーの吸収量を効率的に増大させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態に係る自動車のフレーム構造について説明する。
【００２９】
図１、図２に示すように、本実施の形態に係る自動車１の車体前部には、エンジンＥＧが収容されるエンジンルームＺ１と乗員が搭乗する車室Ｚ２とを仕切るダッシュパネル２が設けられている。
【００３０】
ダッシュパネル２の左右両端部にはそれぞれ、上下方向に延び、フロントドア（図示せず）が枢支されるヒンジピラー３（一方のみ図示されている）が設けられている。
【００３１】
左右のヒンジピラー３の上端部側から前方に左右一対のエプロンレインフォースメント４，４が延びている。
【００３２】
エプロンレインフォースメント４，４に対して平面視でほぼ平行に、かつ車幅方向内方に離間した位置で、左右一対のフロントサイドフレーム５，５が車体前後方向に延びている。
【００３３】
車幅方向でエプロンレインフォースメント４とフロントサイドフレーム５との間には、前輪用のホイールハウス６が設けられている。
【００３４】
フロントサイドフレーム５及びエプロンレーフォースメント４の前端部には、これらに跨って平板状のプレート７，７が取り付けられている。左右のプレート７，７間には、クラッシュカン８，８を介して、車幅方向に延びるバンパレインフォースメント９が取り付けられている。クラッシュカン８，８は、前後方向の衝撃荷重が入力されたときに車体前後方向に圧縮変形するように構成されている。
【００３５】
ダッシュパネル２の下部は、後方へ湾曲して、下端部がフロアパネル１０の前端部に接合されている。ダッシュパネル２の下部及びフロアパネル１０には、車幅方向ほぼ中央において前後方向に延び、かつ上方へ膨出するトンネル部１１が設けられている。
【００３６】
フロントサイドフレーム５の後部側は、ホイールハウス６の側方において下方に湾曲していると共に、後端部が、フロアパネル１０の下面側で車体前後方向に延びるフロアフレーム１２の前端部に接続されている（図２参照）。フロアフレーム１２は、断面ハット状の形状をしており、フロアパネル１０とで車体前後方向に延びる閉断面を形成している。
【００３７】
フロントヒンジピラー３の下端部から後方にサイドシル１３が延びている。サイドシル１３は、車体前後方向に延びる閉断面構造とされている。
【００３８】
ダッシュパネル２の下部側及び上部側にはそれぞれ、左右のフロントヒンジピラー３，３を連結すると共に、該パネル２とで車幅方向に延びる閉断面を形成する断面ハット状のロアダッシュクロスメンバ１４、及びアッパダッシュクロスメンバ１６が設けられている。
【００３９】
ホイールハウス６は、エプロンパネル１９の後部側をアーチ状に上方に膨出させることにより形成されている。エプロンパネル１９は、車幅方向外端側がエプロンレインフォースメント４に接合され、車幅方向内端部がフロントサイドフレーム５に接合されている。ホイールハウス６の上部には、エプロンパネル１９をタワー状に上方に膨出させることにより、サスペンションタワー部６ａが形成されている。
【００４０】
ダッシュパネル２の上部には、車幅方向に延びる閉断面を有するカウル部２０が設けられている。
【００４１】
エプロンレインフォースメント４は、車体前後方向に延びる断面略矩形の閉断面構造とされている。
【００４２】
本実施の形態においては、図３に示すように、ホイールハウス６部分のエプロンパネル１９の反エンジンルームＺ１側の面に補強メンバ３０が設けられている。
【００４３】
補強メンバ３０は、前端部３０ａが、フロントサイドフレーム５の外側部材５１（フロントサイドフレーム５におけるホイールハウス６内を臨む部分）に接続され、後ろ上りに延びている。後部側は、後方と上方に分岐し、後方に延びる端部３０ｂがダッシュパネル２（車体部材）に接続され、上方に延びる端部３０ｃがサスペンションタワー部６ａのトップ部６ａ′内面に接続されている。また、補強メンバ３０は、車幅方向内方側が開口する概ね断面ハット状の形状とされており、エプロンパネル１９とで閉断面を形成している。
【００４４】
また、本実施の形態においては、図１、図２からわかるように、フロントサイドフレーム５の後部側とロアダッシュクロスメンバ１４とを連結する断面ハット状の第２補強メンバ３５が設けられている。
【００４５】
また、後述する図６に示すように、トンネル部１１に沿って略車体前後方向に設けられたトンネルフレーム３６の前端部が、前記第２補強メンバ３５の後端部に連結されている。
【００４６】
次に、フロントサイドフレーム５の構造について詳しく説明する。
【００４７】
フロントサイドフレーム５は、図４に示すように、車幅方向外側の平板状の外側部材４１と、車幅方向内側の断面ハット状の内側部材４２とを接合することにより構成され、左右の側面部５ａ，５ｂと上下の水平面部５ｃ，５ｄとを有し、車体前後方向に延びる断面略矩形の中空閉断面体を構成している。
【００４８】
なお、フロントサイドフレーム５は、図１、図２からわかるように、サスペンションタワー部６ａよりも前方の部分５Ａと、後方の部分５Ｂとで構成されていいる。前方部分５Ａと後方部分５Ｂとは、異なる素材が用いられており、例えば、前方部分５Ａは、平常時における剛性を保ちつつ、衝撃荷重が入力されときには蛇腹状に圧縮変形可能なように、例えばハイテンション材等の素材を用いて形成されている。一方。後方部分５Ｂは、例えば、素材の厚みを厚くすることで、車体前方からの衝撃荷重に対する耐荷重が前方部分５Ａよりも大きくなるように構成されており、圧縮変形が生じにくくなっている。
【００４９】
また、前方部分５Ａの外側部材４１Ａ及び内側部材４２Ａにはそれぞれ、図１、図２、及び図５等からわかるように、車体前後方向に延びるビード５ｅ，５ｆが形成されている。ここで、このビード５ｅ，５ｆは、フロントサイドフレーム５の前方部分５Ａの車体前後方向の圧縮変形時における衝撃エネルギーの吸収量を多くするために設けられている。
【００５０】
図１、図４からわかるように、フロントサイドフレーム５の前方部分５Ａの後部側は、幅（車幅方向長）が徐々に小さくされている。したがって、フロントフレーム５は、車体前方から衝撃荷重が作用したときに、この部位において、車幅方向外側に折曲しやすくなっている。そして、これにより、図２、図６に示すように、フロントサイドフレーム５に、前方部分５Ａの後部側において、車幅方向外側への折曲予定部Ｔ１が構成される。
【００５１】
また、図２からわかるように、フロントサイドフレーム５の車幅方向内側の側面部５ｂ（以下、適宜、この車幅方向内側の側面部５ｂを内側面部５ｂ、車幅方向外側の側面部５ａを外側面部５ａという。）には、サスペンションタワー部６ａの側方において、上下方向に延びるビード５ｇが形成されている。このビード５ｇは、図４からわかるように、車幅方向外方に凹んでおり、車体前方から衝撃荷重がフロントサイドフレーム５に加わったときに、ビード５ｇを起点として車幅方向外側に折れ曲がるようになっている。すなわち、ビード５ｇにより折曲予定部Ｔ２が構成される。
【００５２】
また、図２、図３からわかるように、フロントサイドフレーム５の車幅方向外側の側面部５ａには、湾曲部５ｗの途中において、上下方向に延びるビード５ｈが形成されている。このビード５ｈは、車幅方向内方に凹んでおり、後述するように車体前方から衝撃荷重がフロントサイドフレーム５に加わったときに、このビード５ｈを起点として、その前方部分が車幅方向外側に折れ曲がるようになっている。すなわち、ビード５ｈにより折曲予定部Ｔ３が構成される。
【００５３】
そして、このような構成によれば、自動車１に前突等が生じて、バンパレインフォースメント９に前方から衝撃荷重が入力されると、クラッシュカン８，８を介してフロントサイドフレーム５，５に衝撃荷重が入力される。
【００５４】
そうすると、クラッシュカン８は、初期状態の図６（ａ）に示す状態から、図６（ｂ）に示すように、車体前後方向に圧縮変形する。また、フロントサイドフレーム５は、前述のように、サスペンションタワー部６ａよりも前方の部分（前後位置Ｐ１〜Ｐ２）が車体前後方向に圧縮変形すると共に、前述の各折曲予定部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３（前後位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）において車幅方向に折曲することとなる。詳しくは、フロントサイドフレーム５における前後位置Ｐ２からＰ４の間の部分が、折曲予定部Ｔ２（前後位置Ｐ３）において、車幅方向外側に突出するように折曲する。そして、この圧縮変形及び折曲により、衝撃荷重の一部が吸収される。ここで、前後位置Ｐ１はフロントサイドフレーム５の前端位置、前後位置Ｐ２はフロントサイドフレーム５の幅が縮小する位置（折曲予定部Ｔ１）、前後位置Ｐ３はビード５ｇ位置（折曲予定部Ｔ２）、前後位置Ｐ４はビードｈ位置（折曲予定部Ｔ３）、前後位置Ｐ５はフロントサイドフレーム５の後端位置である。
【００５５】
また、補強メンバ３０が設けられているから、衝撃荷重の一部が、ダッシュパネル２やサスペンションタワー６ａのトップ部６ａ′にも分散される。また、その結果、湾曲部５ｗにおいてフレーム５が上下に変位したり、折損したりするのが防止され。
【００５６】
また、第２補強メンバ３５が設けられているから、フロントサイドフレーム５が折曲予定部Ｔ３において車幅方向内側に折曲するのを防止して、確実に車幅方向外方に折曲させることができる。
【００５７】
また、左右のフロントサイドフレーム５，５はそれぞれ、車幅方向外方に向かって折曲するから、折曲したフレーム５，５がエンジンＥＧに当接することがない。換言すれば、左右のフレーム５，５の間にエンジンＥＧが配設されている場合でも、エンジンＥＧとの当接を回避しつつ、衝撃エネルギーを吸収することができる。
【００５８】
また、折曲予定部Ｔ２は、フロントサイドフレーム５の内側面部２ｂに、上下に延び、車幅方向外側に凹む縦ビード５ｇが設けられることにより構成されているから、折曲点及び折曲方向が安定することととなる。
【００５９】
ここで、本実施の形態においては、図２に示すように、前記フロントサイドフレーム５における前記折曲予定部Ｔ２を含む前後所定範囲の内部空間に、補強部材５０が設けられている。なお、補強部材５０は、前記複数の折曲予定部Ｔ１〜Ｔ３のうち、予定折曲量が最大に設定された折曲予定部Ｔ２にのみ設けられている。
【００６０】
補強部材５０は、図４に示すように、左右の側面部５０ａ，５０ｂとこれらの下端間に設けられた水平面部５０ｃとを有して、上部側が開放される断面凵字状とされている。
【００６１】
補強部材５０の車幅方向外側の側面部５０ａは、フロントサイドフレーム５の外側面部５ａに接合されている。これに対し、車幅方向内側の内側面部４０ｂは、前記フロントサイドフレーム５の外側面部５ａよりも内側面部５ｂに近接して設けられている。
【００６２】
ここで、フロントサイドフレーム５が前記折曲予定部Ｔ２において車幅方向外側へ折曲すると、図７に示すように、外側面部５ａには車体前後方向において伸び方向の力がかかり、内側面部５ｂには圧縮方向の力が加わるが、外側面部５ａ側に補強部材５０が設けられているので、内側面部５ｂの縦ビード５ｇの前後に応力が集中し、その結果、図８にもあわせて示すように上面部５ｃ，５ｄ等が変形しつつ、縦ビード５ｇの前後の部分が車幅方向外側に折れ込み、ビード５ｇの先端が補強部材の内側面部５０ｂに当接することとなる。
【００６３】
以上のように、本実施の形態によれば、フロントサイドフレーム５における前記折曲予定部Ｔ２を含む前後所定範囲の内部空間に、該フレーム５の折曲途中から、該フレーム５の側面部２ｂの内面と当接する補強部材５０が設けられているから、当接した後において、フロントサイドフレーム５の折曲が一気に進行するのが抑制されると共に、補強部材５０を変形させることに伴って、該補強部材５０がない場合よりも図９（ａ）に示すように変形荷重が増加し、かつ図９（ｂ）に示すようにエネルギー吸収量の総量が増大することとなる。
【００６４】
また、前記補強部材５０の内側面部５０ｂは、前記フロントサイドフレーム５の外側面部５ａよりも内側面部５ｂに近接して設けられているから、補強部材５０とフレーム５との当接をできるだけ早く生じさせることができる。すなわち、当接によるエネルギーの吸収量を増大させることができる。
【００６５】
また、補強部材５０を前述のような構造としたことにより、簡単な構造でエネルギーの吸収量増大効果を実現することができると共に、補強部材５０の外側面部５０ａを前記フレーム５の外側面部５ａに、ガンＧ１，Ｇ２を用いて溶接により容易に組み付けることができる。
【００６６】
また、略車体前後方向に延び、前端部がフロントサイドフレーム５に前記補強部材５０の後端の直後方位置で接続されると共に、後端部が前記フレーム５後方のダッシュパネル２及びサスペンションタワー６ａに接続される補強メンバ３０が設けられているから、フレーム５の後端側が補強されることとなる。また、エネルギーの吸収の一部を補強メンバ３０により行うことが可能となり、補強部材５０の前後長等の設定自由度が向上することとなる。
【００６７】
また、補強部材５０は、複数の折曲予定部Ｔ１〜Ｔ３のうち、予定折曲量が最大に設定された折曲予定部Ｔ２にのみ設けられているから、補強部材５０による重量増を抑制しつつ、エネルギーの吸収量を効果的に増大させることができる。
【００６８】
なお、本実施の形態においては、補強部材５０は、左右の側面部５０ａ，５０ｂとこれらの下端間に設けられた水平面部５０ｃとを有して、上部側が開放される断面凵字状とされているが、左右の側面部とこれらの上端間に設けられた水平面部とを有して、下部側が開放される断面凵字状としてもよい。
【００６９】
次に、補強部材の構造を変更した第２〜第５の実施の形態について説明する。なお、第２〜第４の実施の形態においては、補強部材以外は、第１の実施の形態と同構造であり、説明を省略すると共に、引用が必要なときは同一の符号を用いる。
【００７０】
第２の実施の形態においては、１０に示すように、補強部材６０は、上下の水平面部６０ａ，６０ｂと、該水平面部６０ａ，６０ｂの車幅方向内側（前記一方側とは反対側）の端部間に設けられた側面部６０ｃと、該水平面部６０ａ，６０ｂの車幅方向外側（前記一方側）の端部に設けられたフランジ部６０ｄ，６０ｅとを有し、車幅方向外側（前記一方側）が開放された断面ハット状の構造とされている。そして、前記フランジ部６０ｄ，６０ｅがフロントサイドフレーム５の外側面部５ａに溶接により取り付けられて、外側面部５ａとで車体前後方向に延びる閉断面を形成している。
【００７１】
車幅方向内側の内側面部４０ｂは、フロントサイドフレーム５の外側面部５ａよりも内側面部５ｂに近接して設けられている。そして、これにより、フロントサイドフレーム５が折曲予定部Ｔ２において車幅方向外側へ折曲するときに、補強部材６０の側面部６０ｃと、フロントサイドフレーム５の内側面部５ｂの内面とが早期に当接するように構成されている。
【００７２】
この第２の実施の形態によれば、補強部材６０は、フロントサイドフレーム５の外側面部５ａ（前記車幅方向の一方側の側面部）に取り付けられて、該外側面部５ａとで車体前後方向に延びる閉断面を形成しているから、補強部材６０の剛性が高くなり、当接によるエネルギーの吸収量を一層増大させることができる。
【００７３】
次に、第３の実施の形態について説明する。
【００７４】
第３の実施の形態においては、図１１に示すように、前記補強部材７０は、左右の側面部７１ａ，７１ｂと上下の水平面部７１ｃ，７１ｄとを有して車体前後方向に延びる断面略矩形状の閉断面を形成する矩形管部材７１と、上下の水平面部７１ｃ，７１ｄの車幅方向外側部分に固着された一対のブラケット７２，７２とを有している。そして、これらのブラケット７２，７２が、フロントサイドフレーム５の外側面部５ａに溶接により取り付けられている。
【００７５】
内側面部７１ｂは、前記フロントサイドフレーム５の外側面部５ａよりも内側面部５ｂに近接して設けられている。そして、これにより、フロントサイドフレーム５が折曲予定部Ｔ２において車幅方向外側へ折曲するときに、補強部材７０の内側面部７１ｂが、フロントサイドフレーム５の内側面部５ｂの内面と早期に当接するように構成されている。
【００７６】
この第３の実施の形態によれば、補強部材７０は、前記フロントサイドフレーム５の外側面部５ａ（前記車幅方向の一方側の側面部）に取り付けられ、該補強部材７０単独で車体前後方向に延びる閉断面を有しているから、フロントサイドフレーム５の形状、板厚等に関係なく、エネルギー増大量吸収効果を得ることができる。
【００７７】
次に、第４の実施の形態について説明する。
【００７８】
第４の実施の形態においては、図１２に示すように、補強部材８０は、断面円形の車体前後方向に延びる閉断面を形成する円管部材８１と、該円管部材８１の上部及び下部に固着された上下一対のブラケット８２，８２とを有している。そして、これらのブラケット８２，８２が、フロントサイドフレーム５の外側面部５ａに溶接により取り付けられている。
【００７９】
円管部材８１の内端部８１ａは、前記フロントサイドフレーム５の外側面部５ａよりも内側面部５ｂに近接して設けられている。そして、これにより、フロントサイドフレーム５が折曲予定部Ｔ２において車幅方向外側へ折曲するときに、補強部材８０の内端部８１ａが、フロントサイドフレーム５の内側面部５ｂの内面と早期に当接するように構成されている。
【００８０】
この第４の実施の形態によれば、補強部材８０は、フロントサイドフレーム５の外側面部５ａに取り付けられ、補強部材８０単独で車体前後方向に延びる閉断面を形成しているから、第３の実施の形態同様、フロントサイドフレーム５の形状、板厚等に関係なく、エネルギー増大量吸収効果を得ることができる。
【００８１】
次に、第５の実施の形態について説明する。
【００８２】
第５の実施の形態においては、図１３に示すように、フロントサイドフレーム５′の幅が、車体寸法との関係上、第１〜第４の実施の形態のものよりも小さくされている。したがって、第１〜第４の実施の形態のものと比較して、フロントサイドフレーム５′自体によるエネルギー吸収量が少なくなっている。そこで、第５の実施の形態においては、この点についての対策がなされている。
【００８３】
すなわち、補強部材９０は、車体前後方向に延びる複数の閉断面を有している。詳しくは、補強部材９０は、フロントサイドフレーム５′の外側面部５ａ′（前記一方側の側面部）に取り付けられて該面部５ａ′に平行な外側面部材９１と、該外側面部材９１に取り付けられ、内側面部５ｂ′に平行な面部９２ａを有する断面ハット状の部材９２と、これらの部材９１，９２で形成された閉断面空間内に、該空間を車幅方向に区画する、内側面部５ｂ′に平行な面部９３ａを有する断面区画部材９３とで構成されている。
【００８４】
この第５の実施の形態によれば、補強部材９０は、フロントサイドフレーム５′と共にまたは単独で、車体前後方向に延びる閉断面を車幅方向に２つ重ねて形成しているから、エネルギー吸収量を一層増大させることができる。そして、車幅方向に２つ重ねて形成されているから、上下方向に２つ重ねて形成されているような場合よりも、車幅方向への折曲に対する剛性をあげすぎることなく前述の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、車体前後方向に延びて後端部がダッシュパネルに接続されると共に、左右の側面部と上下の水平面部とを有して断面略矩形状とされた中空フレーム部材を有すると共に、該フレーム部材に、車体前後方向の衝撃荷重の作用時に車幅方向の一方側に折曲する折曲予定部が設けられた自動車のフレーム構造において、フロントサイドフレームの折曲開始後におけるエネルギー吸収量を増大させることができ、自動車産業に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態に係る自動車のフレーム構造を示す車体前方からの斜視図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】図２のＢ矢視図である。
【図４】図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】図２のＤ−Ｄ断面図である。
【図６】フロントサイドフレームの折曲の作用の説明図である。
【図７】フロントサイドフレームの折曲時における図２のＥ−Ｅ断面図である。
【図８】フロントサイドフレームの折曲時における図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図９】フロントサイドフレームの折曲時における荷重（ａ図）及びエネルギー吸収量の特性図（ｂ図）である。
【図１０】第２の実施の形態についての図４相当の断面図である。
【図１１】第３の実施の形態についての図４相当の断面図である。
【図１２】第４の実施の形態についての図４相当の断面図である。
【図１３】第５の実施の形態についての図４相当の断面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１ 自動車
２ ダッシュパネル（車体構成部材）
５ フロントサイドフレーム（フレーム部材）
５ａ 側面部、外側面部（フレーム部材の一方側の側面部）
５ｂ 側面部、内側面部（フレーム部材の他方側の側面部）
３０ 補強メンバ
５０，６０，７０，８０，９０ 補強部材
５０ａ，６０ｃ，７１ｂ 側面部（フレーム部材の一方側とは反対側の側面部と当接する部位）
８１ａ フロントサイドフレームの一方側とは反対側の側面部と当接する部位
ＥＧ エンジン（車両構成部材）
Ｔ２ 折曲予定部
ＥＧ エンジン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前後方向に延びて後端部がダッシュパネルに接続されると共に、左右の側面部と上下の水平面部とを有して断面略矩形状とされた中空フレーム部材を有すると共に、該フレーム部材に、車体前後方向の衝撃荷重の作用時に車幅方向の一方側に折曲する折曲予定部が設けられた自動車のフレーム構造であって、
前記フレーム部材における前記折曲予定部を含む前後所定範囲の内部空間に、該フレーム部材の折曲途中から、該フレーム部材における前記車幅方向の一方側とは反対側の側面部の内面と当接する補強部材が設けられていることを特徴とする自動車のフレーム構造。
【請求項２】
前記請求項１に記載の自動車のフレーム構造において、
前記補強部材における前記フレーム部材と当接する部位は、前記フレーム部材における前記車幅方向の一方側の側面部よりも前記一方側とは反対側の側面部に近接して設けられていることを特徴とする自動車のフレーム構造。
【請求項３】
前記請求項１または請求項２に記載の自動車のフレーム構造において、
前記補強部材は、左右の側面部とこれらの上端間または下端間に設けられた水平面部とを有して、上部側または下部側が開放される断面凵字状とされていると共に、
該補強部材の前記車幅方向一方側の側面部が、前記フレーム部材における前記車幅方向の一方側の側面部に接合され、該補強部材の他方側の側面部が、前記フレーム部材の折曲途中から、該フレーム部材における前記車幅方向の一方側とは反対側の側面部の内面と当接するように構成されていることを特徴とする自動車のフレーム構造。
【請求項４】
前記請求項１または請求項２に記載の自動車のフレーム構造において、
前記補強部材は、前記フレーム部材の前記車幅方向の一方側の側面部に取り付けられ、該側面部とで車体前後方向に延びる閉断面を形成していることを特徴とする自動車のフレーム構造。
【請求項５】
前記請求項１または請求項２に記載の自動車のフレーム構造において、
前記補強部材は、前記フレーム部材の前記車幅方向の一方側の側面部に取り付けられ、該補強部材単独で車体前後方向に延びる閉断面を形成していることを特徴とする自動車のフレーム構造。
【請求項６】
前記請求項４または請求項５に記載の自動車のフレーム構造において、
前記補強部材は、前記フレーム部材と共にまたは単独で、車体前後方向に延びる閉断面を車幅方向に２つ重ねて形成していることを特徴とする自動車のフレーム構造。
【請求項７】
前記請求項５または請求項６に記載の自動車のフレーム構造において、
前記フレーム部材は、車幅方向に離間して一対設けられていると共に、
これらのフレーム部材の間に車両構成部材が配設されており、
前記折曲についての車幅方向の一方は、車幅方向外方であることを特徴とする自動車のフレーム構造。
【請求項８】
前記請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の自動車のフレーム構造において、
前記折曲予定部は、前記フレーム部材における前記車幅方向の一方側の側面部とは反対側の側面部に、上下に延び、前記車幅方向の一方側に凹む縦ビードが設けられることにより構成されていることを特徴とする自動車のフレーム構造。
【請求項９】
前記請求項８に記載の自動車のフレーム構造において、
略車体前後方向に延び、前端部が前記フレーム部材に前記補強部材の後端の直後方位置で接続されると共に、後端部が前記フレーム部材後方の車体構成部材に接続される補強メンバが設けられていることを特徴とする自動車のフレーム構造。
【請求項１０】
前記請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の自動車のフレーム構造において、
複数の折曲予定部が設けられており、
前記補強部材は、これらの折曲予定部のうち、予定折曲量が最大に設定された折曲予定部にのみ設けられていることを特徴とする自動車のフレーム構造。
【請求項１】
車体前後方向に延びて後端部がダッシュパネルに接続されると共に、左右の側面部と上下の水平面部とを有して断面略矩形状とされた中空フレーム部材を有すると共に、該フレーム部材に、車体前後方向の衝撃荷重の作用時に車幅方向の一方側に折曲する折曲予定部が設けられた自動車のフレーム構造であって、
前記フレーム部材における前記折曲予定部を含む前後所定範囲の内部空間に、該フレーム部材の折曲途中から、該フレーム部材における前記車幅方向の一方側とは反対側の側面部の内面と当接する補強部材が設けられていることを特徴とする自動車のフレーム構造。
【請求項２】
前記請求項１に記載の自動車のフレーム構造において、
前記補強部材における前記フレーム部材と当接する部位は、前記フレーム部材における前記車幅方向の一方側の側面部よりも前記一方側とは反対側の側面部に近接して設けられていることを特徴とする自動車のフレーム構造。
【請求項３】
前記請求項１または請求項２に記載の自動車のフレーム構造において、
前記補強部材は、左右の側面部とこれらの上端間または下端間に設けられた水平面部とを有して、上部側または下部側が開放される断面凵字状とされていると共に、
該補強部材の前記車幅方向一方側の側面部が、前記フレーム部材における前記車幅方向の一方側の側面部に接合され、該補強部材の他方側の側面部が、前記フレーム部材の折曲途中から、該フレーム部材における前記車幅方向の一方側とは反対側の側面部の内面と当接するように構成されていることを特徴とする自動車のフレーム構造。
【請求項４】
前記請求項１または請求項２に記載の自動車のフレーム構造において、
前記補強部材は、前記フレーム部材の前記車幅方向の一方側の側面部に取り付けられ、該側面部とで車体前後方向に延びる閉断面を形成していることを特徴とする自動車のフレーム構造。
【請求項５】
前記請求項１または請求項２に記載の自動車のフレーム構造において、
前記補強部材は、前記フレーム部材の前記車幅方向の一方側の側面部に取り付けられ、該補強部材単独で車体前後方向に延びる閉断面を形成していることを特徴とする自動車のフレーム構造。
【請求項６】
前記請求項４または請求項５に記載の自動車のフレーム構造において、
前記補強部材は、前記フレーム部材と共にまたは単独で、車体前後方向に延びる閉断面を車幅方向に２つ重ねて形成していることを特徴とする自動車のフレーム構造。
【請求項７】
前記請求項５または請求項６に記載の自動車のフレーム構造において、
前記フレーム部材は、車幅方向に離間して一対設けられていると共に、
これらのフレーム部材の間に車両構成部材が配設されており、
前記折曲についての車幅方向の一方は、車幅方向外方であることを特徴とする自動車のフレーム構造。
【請求項８】
前記請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の自動車のフレーム構造において、
前記折曲予定部は、前記フレーム部材における前記車幅方向の一方側の側面部とは反対側の側面部に、上下に延び、前記車幅方向の一方側に凹む縦ビードが設けられることにより構成されていることを特徴とする自動車のフレーム構造。
【請求項９】
前記請求項８に記載の自動車のフレーム構造において、
略車体前後方向に延び、前端部が前記フレーム部材に前記補強部材の後端の直後方位置で接続されると共に、後端部が前記フレーム部材後方の車体構成部材に接続される補強メンバが設けられていることを特徴とする自動車のフレーム構造。
【請求項１０】
前記請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の自動車のフレーム構造において、
複数の折曲予定部が設けられており、
前記補強部材は、これらの折曲予定部のうち、予定折曲量が最大に設定された折曲予定部にのみ設けられていることを特徴とする自動車のフレーム構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−２３４４９５（Ｐ２００９−２３４４９５Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８５１９１（Ｐ２００８−８５１９１）
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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