自動車の車体前部構造
【課題】自動車の衝突時に、車体に与えられる荷重に基づき車体に与えられるエネルギーにつき、所望のエネルギー吸収量を吸収して、荷重を十分に緩和できるようにする。
【解決手段】サイドメンバ８の長手方向の中途部４０と操舵時の前車輪４との接触を避けるよう中途部４０の外側面に凹部４１を形成する。サイドメンバ８にその前方から第１荷重Ａが与えられたとき、サイドメンバ８の前部４３が圧縮変形するようこのサイドメンバ８の前部４３に変形促進部４４を形成する。エプロンメンバ３７とサイドメンバ８の中途部４０とに架設され、これら３７，４０を互いに結合させる結合部材４６を設ける。第１荷重Ａよりも大きい第２荷重Ｂがサイドメンバ８の中途部４０にその前方から与えられたとき、この中途部４０が車体２の幅方向の内方Ｃに向けて屈曲変形するようにする。
【解決手段】サイドメンバ８の長手方向の中途部４０と操舵時の前車輪４との接触を避けるよう中途部４０の外側面に凹部４１を形成する。サイドメンバ８にその前方から第１荷重Ａが与えられたとき、サイドメンバ８の前部４３が圧縮変形するようこのサイドメンバ８の前部４３に変形促進部４４を形成する。エプロンメンバ３７とサイドメンバ８の中途部４０とに架設され、これら３７，４０を互いに結合させる結合部材４６を設ける。第１荷重Ａよりも大きい第２荷重Ｂがサイドメンバ８の中途部４０にその前方から与えられたとき、この中途部４０が車体２の幅方向の内方Ｃに向けて屈曲変形するようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車が前進中に衝突して、車体にその前方から荷重（衝撃力）が与えられるとき、この荷重により上記車体が前部側から後部側に向けて、経時的に順序よく所定の変形をするようにした自動車の車体前部構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記自動車の車体前部構造には、従来、下記特許文献１に示されるものがある。この公報のものによれば、自動車の車体前部は、この車体の長手方向に延びる左右一対のサイドメンバと、これら各サイドメンバよりも上方に配置されるエプロンメンバとを備えている。このエプロンメンバは、上記各サイドメンバの外側方に配置される前車輪用の懸架装置を支持している。上記各サイドメンバの長手方向の中途部と操舵時の上記前車輪との接触を避けるよう上記中途部の外側面に凹部が形成されている。上記サイドメンバにその前方から第１荷重が与えられたとき、この第１荷重により上記サイドメンバの前部が圧縮変形（塑性変形）するようこの変形を促進する変形促進部がこのサイドメンバの前部に形成されている。
【０００３】
上記自動車が前進中に衝突して、上記サイドメンバにその前方から荷重が与えられるときには、上記変形促進部により上記サイドメンバの前部がその前端側から後端側に向けて圧縮変形させられる。すると、この変形により、上記衝突時の荷重に基づき車体に与えられようとする運動エネルギーが吸収される。これにより、上記荷重が緩和されるため、乗員に与えられる荷重が小さく抑制されて、この乗員が保護される。
【０００４】
一方、上記左右サイドメンバの間には、走行用駆動源となるエンジンユニットが配置され、このエンジンユニットは、ブラケットにより上記各サイドメンバに支持されている。ここで、前記したように、各サイドメンバの中途部には凹部が形成されており、この凹部により上記中途部の強度は低下しがちである。そこで、上記各サイドメンバの中途部に上記ブラケットを固着させることにより、上記中途部が十分に補強されている。つまり、上記ブラケットにより、上記したサイドメンバの中途部の強度低下が補填されている。
【特許文献１】特開２０００−２８９６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記したように、自動車の衝突時には、サイドメンバの前部の圧縮変形により、上記衝突時の荷重に基づき車体に与えられようとするエネルギーが吸収される。
【０００６】
しかし、前記したように、サイドメンバの中途部はエンジンユニット用のブラケットにより十分に補強されている。このため、上記サイドメンバの中途部が上記荷重により変形する、ということは防止される。よって、この荷重が大きい場合には、サイドメンバの変形による上記エネルギーの吸収量（ＥＡ量）が不足しがちになって、上記荷重の緩和が不十分になるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、自動車の衝突時に、車体に与えられる荷重に基づき車体に与えられるエネルギーにつき、所望のエネルギー吸収量を吸収して、上記荷重を十分に緩和できるようにすることである。
【０００８】
請求項１の発明は、車体２の長手方向に延びる左右一対のサイドメンバ８と、これら各サイドメンバ８よりも上方に配置されるエプロンメンバ３７とを備え、このエプロンメンバ３７が、上記各サイドメンバ８の外側方に配置される前車輪４用の懸架装置３を支持し、上記各サイドメンバ８の長手方向の中途部４０と操舵時の上記前車輪４との接触を避けるよう上記中途部４０の外側面に凹部４１を形成し、上記サイドメンバ８にその前方から第１荷重Ａが与えられたとき、上記サイドメンバ８の前部４３が圧縮変形するようこのサイドメンバ８の前部４３に変形促進部４４を形成した自動車の車体前部構造において、
上記エプロンメンバ３７と上記サイドメンバ８の中途部４０とに架設され、これら３７，４０を互いに結合させる結合部材４６を設け、上記第１荷重Ａよりも大きい第２荷重Ｂが上記サイドメンバ８の中途部４０にその前方から与えられたとき、この中途部４０が車体２の幅方向の内方Ｃに向けて屈曲変形するようにしたものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明に加えて、上記車体２の長手方向に沿った視線でみて（図４）、上記凹部４１内面を、下方に向かうに従い車体２の幅方向の内方に向かうよう形成したものである。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１、もしくは２の発明に加えて、上記各サイドメンバ８の下方に配置され、これらサイドメンバ８の後部２３における前、後取付部２４，２６に取り付けられるサブフレーム２０を設け、上記サイドメンバ８の後部２３にその前方から荷重が与えられたとき、この荷重により上記サイドメンバ８の後取付部２６に対し上記サブフレーム２０を離脱可能にする一方、上記第２荷重Ｂよりも大きい第３荷重Ｄが上記サイドメンバ８の後部２３にその前方から与えられたとき、このサイドメンバ８における上記凹部４１と前取付部２４との間の部分５５が上方Ｅに向けて屈曲変形するよう上記サイドメンバ８の部分に脆弱部５６を形成したものである。
【００１１】
なお、この項において、上記各用語に付記した符号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項や図面の内容に限定解釈するものではない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による効果は、次の如くである。
【００１３】
請求項１の発明は、車体の長手方向に延びる左右一対のサイドメンバと、これら各サイドメンバよりも上方に配置されるエプロンメンバとを備え、このエプロンメンバが、上記各サイドメンバの外側方に配置される前車輪用の懸架装置を支持し、上記各サイドメンバの長手方向の中途部と操舵時の上記前車輪との接触を避けるよう上記中途部の外側面に凹部を形成し、上記サイドメンバにその前方から第１荷重が与えられたとき、上記サイドメンバの前部が圧縮変形するようこのサイドメンバの前部に変形促進部を形成した自動車の車体前部構造において、
上記エプロンメンバと上記サイドメンバの中途部とに架設され、これらを互いに結合させる結合部材を設け、上記第１荷重よりも大きい第２荷重が上記サイドメンバの中途部にその前方から与えられたとき、この中途部が車体の幅方向の内方に向けて屈曲変形するようにしており、これによれば、次の効果が生じる。
【００１４】
即ち、上記発明の自動車が前進中に衝突して、その車体のサイドメンバにその前方から第１荷重が与えられるときには、まず、上記変形促進部により上記サイドメンバの前部がその前端側から後端側に向けて圧縮変形させられ、この前部に所定の変形が得られる。
【００１５】
ここで、上記したようにエプロンメンバは上記懸架装置を支持するものであって、強度と剛性とが大きいものである。そして、上記エプロンメンバとサイドメンバの中途部とは結合部材により互いに結合されている。これにより、上記サイドメンバの中途部は、上記結合部材を介しエプロンメンバにより補強されて上記サイドメンバの前部よりも強度と剛性とが高められる。
【００１６】
このため、上記したようにサイドメンバの前部に第１荷重が与えられたとき、この第１荷重は上記サイドメンバの中途部にも作用するが、上記のように補強されたサイドメンバの中途部は上記第１荷重に対し大きい抵抗力で対抗して、この中途部が変形させられるということは、一旦防止される。
【００１７】
上記衝突が進行して、上記第１荷重による上記サイドメンバの前部の圧縮変形がほぼ完了したとする。ここで、上記したように第１荷重に対するサイドメンバの中途部の抵抗力は上記前部よりも大きい。このため、上記衝突が更に進行すると、上記サイドメンバの中途部にその前方から与えられる荷重は上記第１荷重よりも大きい第２荷重となる。すると、この第２荷重により、上記凹部が形成されたサイドメンバの中途部は、上記したように車体の幅方向の内方に向けて屈曲変形させられ、上記中途部に所定の変形が得られる。
【００１８】
上記の結果、車両が前進中に衝突して、車体にその前方から荷重が与えられるとき、この荷重により上記車体のサイドメンバの前部と、この前部の後側の中途部とは経時的にこの順序でそれぞれ所定の変形をすることとなる。このため、上記各変形により所望のエネルギー吸収量を得ることができて、上記荷重を十分に緩和させることができる。
【００１９】
請求項２の発明は、上記車体の長手方向に沿った視線でみて、上記凹部内面を、下方に向かうに従い車体の幅方向の内方に向かうよう形成している。
【００２０】
このため、上記サイドメンバの中途部における上部は幅寸法を大きいままに保つことができて、その強度と剛性とは下部のそれよりも大きくなる。よって、上記中途部の上部は上記結合部材やエプロンメンバと共に、上記第１荷重や第２荷重に対しより強固に対抗して、上記中途部が上方など意図しない方向に屈曲しようとすることが、より確実に防止される。この結果、上記中途部に所定の変形が、より確実に得られる。
【００２１】
一方、上記中途部の下部の幅寸法は小さくできて、その強度と剛性は、より低く設定できる。このため、上記第２荷重による上記中途部の屈曲変形は、上記中途部の下部が変形を円滑に開始することによって迅速に誘発させられる。よって、上記した中途部の所定の変形は、タイミングよく得ることができる。
【００２２】
請求項３の発明は、上記各サイドメンバの下方に配置され、これらサイドメンバの後部における前、後取付部に取り付けられるサブフレームを設け、上記サイドメンバの後部にその前方から荷重が与えられたとき、この荷重により上記サイドメンバの後取付部に対し上記サブフレームを離脱可能にする一方、上記第２荷重よりも大きい第３荷重が上記サイドメンバの後部にその前方から与えられたとき、このサイドメンバにおける上記凹部と前取付部との間の部分が上方に向けて屈曲変形するよう上記サイドメンバの部分に脆弱部を形成している。
【００２３】
ここで、上記サイドメンバの後部は上記サブフレームにより補強されており、これにより、上記サイドメンバの後部は、上記中途部よりも強度と剛性とが高められる。
【００２４】
このため、上記したようにサイドメンバの中途部に第２荷重が与えられたとき、この第２荷重は上記サイドメンバの後部にも作用するが、上記のように補強されたサイドメンバの後部は上記第２荷重に対し大きい抵抗力で対抗して、この後部が変形させられるということは、一旦防止される。
【００２５】
上記衝突が進行して、上記第２荷重による上記サイドメンバの中途部の屈曲変形がほぼ完了したとする。ここで、上記したように第２荷重に対するサイドメンバの後部の抵抗力は上記中途部よりも大きい。このため、上記衝突が更に進行すると、上記サイドメンバの後部にその前方から与えられる荷重は上記第２荷重よりも大きい第３荷重となる。すると、この第３荷重により、上記脆弱部が形成されたサイドメンバの上記部分は、上記したように上方に向けて屈曲変形させられ、サイドメンバの後部に所定の変形が得られる。
【００２６】
また、上記したように、サイドメンバの後部にその前方から何らかの荷重（第１荷重、第２荷重、第３荷重のうちのいずれかの荷重）が与えられたとき、上記サイドメンバの後取付部に対し上記サブフレームは離脱させられる。ここで、上記したように、特に第３荷重に基づきサイドメンバの部分が上方に向けて屈曲変形させられるとき、この屈曲変形に連動して上記前取付部に取り付けられている上記サブフレームの前部側が上記後取付部に対し上方移動させられる。このため、上記サブフレームと後取付部との互いの取付部は、上記サブフレームの前部側の上方移動によりこじられるなどして、上記取付部には大きい応力が生じ、より容易に破断可能とされる。よって、上記サイドメンバの後取付部に対するサブフレームの離脱は容易かつ円滑にさせることができる。
【００２７】
そして、上記したように、サイドメンバ８の後取付部２６に対し上記サブフレーム２０は離脱させられるため、上記したサイドメンバの上記部分の上方に向けての屈曲変形は、上記サブフレームによって阻害されることなく、円滑に達成される。よって、上記サイドメンバの部分は、大きく屈曲変形すると同時に、上記第３荷重により後方に押されて上記屈曲変形が円滑に促進される。即ち、上記サイドメンバの後部に所定の変形がより確実に得られる。
【００２８】
上記の結果、車両が前進中に衝突して、車体にその前方から荷重が与えられるとき、この荷重により上記車体のサイドメンバの前部と、この前部の後側の中途部と、この中途部の後側の後部とは経時的にこの順序でそれぞれ所定の変形をすることとなる。このため、上記各変形により所望のエネルギー吸収量を得ることができて、上記荷重を十分に緩和させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の自動車の車体前部構造に関し、自動車の衝突時に、車体に与えられる荷重に基づき車体に与えられるエネルギーにつき、所望のエネルギー吸収量を吸収して、上記荷重を十分に緩和できるようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための最良の形態は、次の如くである。
【００３０】
即ち、自動車の車体の前部は、この車体の長手方向に延びる左右一対のサイドメンバと、これら各サイドメンバよりも上方に配置されるエプロンメンバとを備えている。このエプロンメンバは、上記各サイドメンバの外側方に配置される前車輪用の懸架装置を支持している。上記各サイドメンバの長手方向の中途部と操舵時の上記前車輪との接触を避けるよう上記中途部の外側面に凹部が形成されている。上記サイドメンバにその前方から第１荷重が与えられたとき、この第１荷重により上記サイドメンバの前部を圧縮変形させるようこの変形を促進する変形促進部がこのサイドメンバの前部に形成されている。
【００３１】
上記エプロンメンバと上記サイドメンバの中途部とに架設され、これらを互いに結合させる結合部材が設けられる。上記第１荷重よりも大きい第２荷重が上記サイドメンバの中途部にその前方から与えられたとき、この中途部が車体の幅方向の内方に向けて屈曲変形するようにしている。
【実施例】
【００３２】
本発明をより詳細に説明するために、その実施例を添付の図に従って説明する。
【００３３】
図において、符号１は自動車で、矢印Ｆｒは、この自動車１の進行方向の前方を示している。
【００３４】
上記自動車１は、板金製の車体２と、この車体２の前部にそれぞれ懸架装置３により操舵可能に懸架される左右一対の前車輪４と、上記車体２の前部にブラケット５により支持される走行駆動用のエンジンユニット６とを備え、上記懸架装置３と前車輪４とによって上記車体２の前部が走行面７上に支持されている。
【００３５】
上記車体２の前部は、この車体２の長手方向に延びる左右一対のサイドメンバ８と、これら左右サイドメンバ８の前端部同士を互いに結合させるクロスメンバ９とを備えている。また、上記サイドメンバ８は、その前部側を構成して、ほぼ水平に延びる前水平メンバ１１と、この前水平メンバ１１の後端部から後下方の傾斜方向に向かって延びる傾斜メンバ１２と、上記サイドメンバ８の後部側を構成して、上記前水平メンバ１１よりも低く位置し、上記傾斜メンバ１２の後端部からほぼ水平に延びる後水平メンバ１３とを備えている。
【００３６】
上記サイドメンバ８の前水平メンバ１１は、車体２の長手方向に沿った視線でみて、断面が外側方に向かって開口するコの字形状のメンバ本体１５と、このメンバ本体１５の上、下端縁部から一体的に延出する上、下一対の外向きフランジ１６，１７と、上記メンバ本体１５の開口を閉じるよう上記各外向きフランジ１６，１７にスポット溶接Ｓ１，Ｓ２により結合されて、これら両外向きフランジ１６，１７を互いに結合させる結合板１８とを備えている。これにより、上記サイドメンバ８の前水平メンバ１１は閉断面構造とされている。また、上記傾斜メンバ１２と後水平メンバ１３も、上記前水平メンバ１１とほぼ同構成で閉断面構造とされている。
【００３７】
上記車体２の前部は、上記各サイドメンバ８の下方に配置されるサブフレーム２０を備えている。このサブフレーム２０は、車体２の平面視で、左右サイドメンバ８に跨るように設けられるサブフレーム本体２１と、このサブフレーム本体２１の前端部から上方に突出する左右一対の取付アーム２２とを備えている。これら各取付アーム２２の突出端部は、上記各サイドメンバ８の後部２３下面に形成される前取付部２４に対し締結具２５により取り付けられている。上記前取付部２４は上記前水平メンバ１１の後端部におけるメンバ本体１５の下部に形成されている。
【００３８】
一方、上記サブフレーム本体２１の後端部は、上記各サイドメンバ８の上記後部２３下面に形成される後取付部２６に対し締結具２７により取り付けられている。上記後取付部２６は、上記傾斜メンバ１２の本体側の後端部下面に溶接により固着される板金製の中空形状体である。上記後取付部２６の下端部を構成する下面板の一部に上記締結具２７のナットが溶接されている。上記後取付部２６の下面に上記サブフレーム本体２１の後端部が当接され、この後端部をその下方から貫通する上記締結具２７のボルトが上記ナットに螺合されている。これにより、上記したように、サブフレーム本体２１の後端部は、上記後取付部２６に対し締結具２７により取り付けられている。上記サブフレーム２０は、上記左右サイドメンバ８を互いに結合するクロスメンバとして働く。
【００３９】
上記車体２の前部は、上記各サイドメンバ８の外側方に配置される側壁２９を備え、これら左右側壁２９同士の間が車室３０とされている。上記側壁２９にドア開口３１が形成されている。このドア開口３１の下部開口縁はサイドシル３２とされ、前部開口縁はフロントピラー３３とされている。これらサイドシル３２とフロントピラー３３とは、いずれも強度と剛性とが大きい閉断面構造とされ、車体２の骨格部材とされている。上記サイドシル３２の前端部とフロントピラー３３の下端部とは、車体２の長手方向で、上記サイドメンバ８の傾斜メンバ１２とほぼ同じところに位置し、この傾斜メンバ１２に連結材３４により強固に結合されている。
【００４０】
上記各フロントピラー３３の長手方向の中途部からそれぞれ前方に向かって強度と剛性が大きいエプロンメンバ３７が突設されている。これら各エプロンメンバ３７は上記各サイドメンバ８よりも上方に配置されている。これらサイドメンバ８とエプロンメンバ３７とにサスペンションタワー３８が架設されて強固に支持されている。前記前車輪４は上記サイドメンバ８の外側方に配置されている。そして、上記前車輪４は、前記懸架装置３により、上記サブフレーム２０と、上記サスペンションタワー３８、およびこのサスペンションタワー３８を介し上記エプロンメンバ３７とに支持される。
【００４１】
上記各サイドメンバ８の前水平メンバ１１における長手方向の中途部４０と操舵時の前車輪４（図１中、一点鎖線）とが互いに接触することを避けるよう上記中途部４０の外側面に凹部４１が形成されている。上記車体２の長手方向に沿った視線でみて（図４）、上記凹部４１の内面は、下方に向かうに従って車体２の幅方向の内方に向かうよう形成されている。これにより、上記サイドメンバ８の中途部４０の上部の幅寸法は、下部よりも大きくされている。前記エンジンユニット６のブラケット５は、上記凹部４１の後部に対応する上記各サイドメンバ８の前水平メンバ１１上と、上記サブフレーム２０とに支持されている。
【００４２】
上記サイドメンバ８にその前方から第１荷重Ａが与えられたとき、この第１荷重Ａにより、上記サイドメンバ８の前水平メンバ１１の前部４３を圧縮変形（塑性変形）させるようこの変形を促進する変形促進部４４が上記サイドメンバ８の前部４３に形成されている。具体的には、上記変形促進部４４は、縦方向と車体２の幅方向とに延びる複数のビードである。
【００４３】
上記サイドメンバ８の中途部４０の上部と上記エプロンメンバ３７の突出部とに架設され、これら３７，４０を互いに結合させる結合部材４６が設けられている。この結合部材４６は、上記サイドメンバ８の中途部４０を構成している上記結合板１８の上端縁部から一体的に上方に向かって延出するアウタパネル４７と、このアウタパネル４７の内面側にスポット溶接Ｓ３により結合されて、このアウタパネル４７の上端縁部よりも更に上方に向かって延出するインナパネル４８とを備えている。
【００４４】
上記インナパネル４８の下端縁部は、上記中途部４０の上側の外向きフランジ１６と結合板１８の上端縁部との間に挟まれて、前記スポット溶接Ｓ１により互いに結合されている。一方、上記インナパネル４８の上端縁部は上記エプロンメンバ３７の突出端縁部にスポット溶接Ｓ４により結合されている。上記インナパネル４８は、上記アウタパネル４７よりも板厚が大きくされている。また、上下方向における上記アウタパネル４７とインナパネル４８との各中途部４７ａ，４８ａは閉断面構造とされている。これらにより、上記結合部材４６の強度と剛性とが高められている。
【００４５】
上記各サイドメンバ８の中途部４０を補強する補強板５１が設けられている。この補強板５１は、上記サイドメンバ８の中途部４０内で、この中途部４０のメンバ本体１５内面に接合されてスポット溶接Ｓ５により結合されている。また、上記補強板５１の下端縁部は上記中途部４０の下側の外向きフランジ１７と結合板１８の下端縁部との間に挟まれて、前記スポット溶接Ｓ２により互いに結合されている。
【００４６】
上記補強板５１の板厚は、上記サイドメンバ８の前水平メンバ１１の各部のそれよりも大きくされており、かつ、上記補強板５１の上下方向での中途部に上記中途部４０の長手方向に延びるビード５２が形成されている。これにより、上記サイドメンバ８の中途部４０は、上記補強板５１によって補強されている。
【００４７】
上記第１荷重Ａよりも大きい第２荷重Ｂが上記サイドメンバ８の中途部４０にその前方から与えられたとき、この中途部４０に形成された前記凹部４１の存在により、この中途部４０は、上記結合部材４６と補強板５１とを設けたことにかかわらず、車体２の幅方向の内方Ｃに向けて屈曲変形することとされている。
【００４８】
上記第１荷重Ａや第２荷重Ｂが上記サイドメンバ８に与えられたときでは、上記サイドメンバ８の前、後取付部２４，２６に対する上記サブフレーム２０の取り付けは解除されないよう、この取り付けは強固になされている。一方、上記第２荷重Ｂよりも大きい第３荷重Ｄが、上記サイドメンバ８の後部２３にその前方から与えられたときには、上記第３荷重Ｄにより上記サイドメンバ８の後取付部２６に対し上記サブフレーム２０の後端部が離脱可能とされている（図３中一点鎖線）。
【００４９】
上記した第３荷重Ｄに基づく上記サイドメンバ８の後取付部２６からのサブフレーム２０の離脱は、例えば、上記第３荷重Ｄにより上記締結具２７のボルトに剪断力や曲げ力や引張力が与えられてこのボルトが破断することにより達成される。また、上記離脱は、例えば、上記締結具２７のナットを溶接した上記後取付部２６の下面板の一部が、上記第３荷重Ｄによりこの後取付部２６の他部から引きちぎられることにより達成される。なお、サイドメンバ８の後取付部２６からの上記サブフレーム２０の離脱は、上記第１荷重Ａもしくは第２荷重Ｂに基づくものであってもよい。
【００５０】
上記補強板５１は、上記サイドメンバ８の長手方向で、このサイドメンバ８における上記前取付部２４と凹部４１との間の部分５５に位置させられている。上記補強板５１の後下部には切り欠きが形成され、この切り欠きは、上記部分５５における下部側の強度を局部的に低下させるための脆弱部５６とされている。そして、上記サイドメンバ８の後部２３にその前方から上記第３荷重Ｄが与えられたとき、上記サイドメンバ８の部分５５における上記脆弱部５６の存在により、上記部分５５は上方Ｅに向けて屈曲変形させられるようになっている。
【００５１】
上記構成において、自動車１が前進中に衝突して、その車体２のサイドメンバ８にその前方から第１荷重Ａが与えられるときには、まず、上記変形促進部４４により上記サイドメンバ８の前部４３がその前端側から後端側に向けて圧縮変形させられ、この前部４３に所定の変形が得られる。
【００５２】
ここで、上記したようにエプロンメンバ３７は上記懸架装置３を支持するものであって、強度と剛性とが大きいものである。そして、上記エプロンメンバ３７とサイドメンバ８の中途部４０とは結合部材４６により互いに結合されており、更に、上記中途部４０に補強板５１が結合されている。これにより、上記サイドメンバ８の中途部４０は、上記結合部材４６を介しエプロンメンバ３７により補強されると共に、上記補強板５１によっても補強され、上記サイドメンバ８の前部４３よりも強度と剛性とが高められる。
【００５３】
このため、上記したようにサイドメンバ８の前部４３に第１荷重Ａが与えられたとき、この第１荷重Ａは上記サイドメンバ８の中途部４０にも作用するが、上記のように補強されたサイドメンバ８の中途部４０は上記第１荷重Ａに対し大きい抵抗力で対抗して、この中途部４０が変形させられるということは、一旦防止される。
【００５４】
上記衝突が進行して、上記第１荷重Ａによる上記サイドメンバ８の前部４３の圧縮変形がほぼ完了したとする。ここで、上記したように第１荷重Ａに対するサイドメンバ８の中途部４０の抵抗力は上記前部４３よりも大きい。このため、上記衝突が更に進行すると、上記サイドメンバ８の中途部４０にその前方から与えられる荷重は上記第１荷重Ａよりも大きい第２荷重Ｂとなる。すると、この第２荷重Ｂにより、上記凹部４１が形成されサイドメンバ８の中途部４０は、上記したように車体２の幅方向の内方Ｃに向けて屈曲変形させられ、上記中途部４０に所定の変形が得られる。
【００５５】
上記の結果、車両１が前進中に衝突して、車体２にその前方から荷重が与えられるとき、この荷重により上記車体２のサイドメンバ８は前部４３と、この前部４３の後側の中途部４０とは経時的にこの順序でそれぞれ所定の変形をすることとなる。このため、上記各変形により所望のエネルギー吸収量を得ることができて、上記荷重を十分に緩和させることができる。
【００５６】
なお、上記第２荷重Ｂの一部は、上記結合部材４６に与えられるため、この結合部材４６が上記第２荷重Ｂによってわずかながらでも圧縮や曲げ変形するようにしておけば、その分、上記エネルギー吸収量をより大きくすることができる。
【００５７】
また、前記したように、車体２の長手方向に沿った視線でみて（図４）、上記凹部４１内面を、下方に向かうに従い車体２の幅方向の内方に向かうよう形成している。
【００５８】
このため、上記サイドメンバ８の中途部４０における上部は幅寸法を大きいままに保つことができて、その強度と剛性とは下部のそれよりも大きくなる。よって、上記中途部４０の上部は、この上部に結合された上記結合部材４６やエプロンメンバ３７と共に、上記第１荷重Ａや第２荷重Ｂに対しより強固に対抗して、上記中途部４０が上方など意図しない方向に屈曲しようとすることが、より確実に防止される。この結果、上記中途部４０に所定の変形が、より確実に得られる。
【００５９】
一方、上記中途部４０の下部の幅寸法は小さくできて、その強度と剛性は、より低く設定できる。このため、上記第２荷重Ｂによる上記中途部４０の屈曲変形は、上記中途部４０の下部が変形を円滑に開始することによって迅速に誘発させられる。よって、上記した中途部４０の所定の変形は、タイミングよく得ることができる。
【００６０】
また、前記したように、各サイドメンバ８の下方に配置され、これらサイドメンバ８の後部２３における前、後取付部２４，２６に取り付けられるサブフレーム２０を設け、上記サイドメンバ８の後部２３にその前方から荷重が与えられたとき、この荷重により上記サイドメンバ８の後取付部２６に対し上記サブフレーム２０を離脱可能にする一方、上記第２荷重Ｂよりも大きい第３荷重Ｄが上記サイドメンバ８の後部２３にその前方から与えられたとき、このサイドメンバ８における上記凹部４１と前取付部２４との間の部分５５が上方Ｅに向けて屈曲変形するよう上記サイドメンバ８の部分に脆弱部５６を形成している。
【００６１】
ここで、上記サイドメンバ８の後部２３は上記サブフレーム２０により補強されており、これにより、上記サイドメンバ８の後部２３は、上記中途部４０よりも強度と剛性が高められる。
【００６２】
このため、上記したようにサイドメンバ８の中途部４０に第２荷重Ｂが与えられたとき、この第２荷重Ｂは上記サイドメンバ８の後部２３にも作用するが、上記のように補強されたサイドメンバ８の後部２３は上記第２荷重Ｂに対し大きい抵抗力で対抗して、この後部２３が変形させられるということは、一旦防止される。
【００６３】
上記衝突が進行して、上記第２荷重Ｂによる上記サイドメンバ８の中途部４０の屈曲変形がほぼ完了したとする。ここで、上記したように第２荷重Ｂに対するサイドメンバ８の後部２３の抵抗力は上記中途部４０よりも大きい。このため、上記衝突が更に進行すると、上記サイドメンバ８の後部２３にその前方から与えられる荷重は上記第２荷重Ｂよりも大きい第３荷重Ｄとなる。すると、この第３荷重Ｄにより、上記脆弱部５６が形成されたサイドメンバ８の上記部分５５は、上記したように上方Ｅに向けて屈曲変形させられ、サイドメンバ８の後部２３に所定の変形が得られる。
【００６４】
また、上記したように、サイドメンバ８の後部２３にその前方から何らかの荷重（第１荷重Ａ、第２荷重Ｂ、第３荷重Ｄのうちのいずれかの荷重）が与えられたとき、上記サイドメンバ８の後取付部２６に対し上記サブフレーム２０は離脱させられる。
【００６５】
具体的には、上記第３荷重Ｄが与えられることにより、上記サイドメンバ８の後部２３の前部側が後方に向けて圧縮変形したとする。すると、この変形に、上記サブフレーム２０の各取付アーム２２が連動して、このサブフレーム２０が上記サイドメンバ８の後部２３の後取付部２６に対し相対的に後方移動させられる。このため、上記第３荷重Ｄに基づき上記後取付部２６における締結具２７のボルトに剪断力が与えられる。
【００６６】
しかも、前記したように、脆弱部５６の存在により上記第３荷重Ｄに基づき上記サイドメンバ８の部分５５は後方かつ上方Ｅに向けて屈曲変形させられる。このため、この屈曲変形に連動して、上記部分５５の後側に隣接している上記前取付部２４は、その前端側が後端側よりも大きく後上方に向かって回動するよう変形させられる。すると、この前取付部２４に取り付けられている上記サブフレーム２０の前部側は上記後取付部２６に対し後上方に移動させられる。
【００６７】
ここで、前記したように、サブフレーム２０のサブフレーム本体２１の後端部は、上記サイドメンバ８の後部２３下面に形成された後取付部２６に取り付けられており、この後取付部２６は上記サイドメンバ８の後部２３の後部側と共に上記各荷重によっては変形し難い部分とされている。このため、上記締結具２７を含む上記後取付部２６とサブフレーム２０との互いの取付部は、上記したサブフレーム２０の前部側の後上方への移動によりこじられて、特に、上記締結具２７のボルトには剪断力、曲げ力、および引張力による複合力が同時に与えられる。
【００６８】
このため、上記ボルトに与えられる上記複合力により、このボルトには大きい応力が生じ、より容易に破断させられる。よって、上記サイドメンバ８の後取付部２６に対し上記サブフレーム２０は容易かつ円滑に離脱させられる。
【００６９】
そして、上記したように、サイドメンバ８の後取付部２６に対し上記サブフレーム２０は上記第３荷重Ｄに基づき容易かつ円滑に離脱させられるため、上記第３荷重Ｄに基づく上記サイドメンバ８の部分５５の上方Ｅに向けての屈曲変形は、上記サブフレーム２０によって阻害されることなく、円滑に達成される。よって、上記サイドメンバ８の部分５５は大きく屈曲変形すると同時に、上記第３荷重Ｄにより後方に押されて上記屈曲変形が円滑に促進される。即ち、上記サイドメンバ８の後部２３に所定の変形がより確実に得られる。
【００７０】
上記の結果、車両１が前進中に衝突して、車体２にその前方から荷重が与えられるとき、この荷重により上記車体２のサイドメンバ８は前部４３と、この前部４３の後側の中途部４０と、この中途部４０の後側の後部２３とは経時的にこの順序でそれぞれ所定の変形をすることとなる。このため、上記各変形により所望のエネルギー吸収量を得ることができて、上記荷重を十分に緩和させることができる。
【００７１】
一方、上記したように、サイドメンバ８の各部はそれぞれ所定の変形がなされるが、上記エプロンメンバ３７は、それ自身の強度と剛性とにより変形が防止される。このため、このエプロンメンバ３７にサスペンションタワー３８を介し支持される懸架装置３に対し、上記各荷重Ａ，Ｂ，Ｄに基づく悪影響が与えられることは抑制される。
【００７２】
なお、以上は図示の例によるが、サイドメンバ８の前部４３は中途部４０とは別体に設けてもよい。また、上記前部４３の前面にこの前部４３と同構成のクラッシュボックスを別途に取り付けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】車体前部の簡略部分平面図である。
【図２】車体前部の部分斜視図である。
【図３】車体前部を車室側からみた簡略側面図である。
【図４】図３のIV−IV線矢視断面図である。
【図５】図３のV−V線矢視断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 自動車
２ 車体
３ 懸架装置
４ 前車輪
５ ブラケット
６ エンジンユニット
８ サイドメンバ
２０ サブフレーム
２３ 後部
２４ 前取付部
２５ 締結具
２６ 後取付部
２７ 締結具
３７ エプロンメンバ
４０ 中途部
４１ 凹部
４３ 前部
４４ 変形促進部
４６ 結合部材
５１ 補強板
５５ 部分
５６ 脆弱部
Ａ 第１荷重
Ｂ 第２荷重
Ｃ 内方
Ｄ 第３荷重
Ｅ 上方
Ｓ１−Ｓ５ スポット溶接
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車が前進中に衝突して、車体にその前方から荷重（衝撃力）が与えられるとき、この荷重により上記車体が前部側から後部側に向けて、経時的に順序よく所定の変形をするようにした自動車の車体前部構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記自動車の車体前部構造には、従来、下記特許文献１に示されるものがある。この公報のものによれば、自動車の車体前部は、この車体の長手方向に延びる左右一対のサイドメンバと、これら各サイドメンバよりも上方に配置されるエプロンメンバとを備えている。このエプロンメンバは、上記各サイドメンバの外側方に配置される前車輪用の懸架装置を支持している。上記各サイドメンバの長手方向の中途部と操舵時の上記前車輪との接触を避けるよう上記中途部の外側面に凹部が形成されている。上記サイドメンバにその前方から第１荷重が与えられたとき、この第１荷重により上記サイドメンバの前部が圧縮変形（塑性変形）するようこの変形を促進する変形促進部がこのサイドメンバの前部に形成されている。
【０００３】
上記自動車が前進中に衝突して、上記サイドメンバにその前方から荷重が与えられるときには、上記変形促進部により上記サイドメンバの前部がその前端側から後端側に向けて圧縮変形させられる。すると、この変形により、上記衝突時の荷重に基づき車体に与えられようとする運動エネルギーが吸収される。これにより、上記荷重が緩和されるため、乗員に与えられる荷重が小さく抑制されて、この乗員が保護される。
【０００４】
一方、上記左右サイドメンバの間には、走行用駆動源となるエンジンユニットが配置され、このエンジンユニットは、ブラケットにより上記各サイドメンバに支持されている。ここで、前記したように、各サイドメンバの中途部には凹部が形成されており、この凹部により上記中途部の強度は低下しがちである。そこで、上記各サイドメンバの中途部に上記ブラケットを固着させることにより、上記中途部が十分に補強されている。つまり、上記ブラケットにより、上記したサイドメンバの中途部の強度低下が補填されている。
【特許文献１】特開２０００−２８９６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記したように、自動車の衝突時には、サイドメンバの前部の圧縮変形により、上記衝突時の荷重に基づき車体に与えられようとするエネルギーが吸収される。
【０００６】
しかし、前記したように、サイドメンバの中途部はエンジンユニット用のブラケットにより十分に補強されている。このため、上記サイドメンバの中途部が上記荷重により変形する、ということは防止される。よって、この荷重が大きい場合には、サイドメンバの変形による上記エネルギーの吸収量（ＥＡ量）が不足しがちになって、上記荷重の緩和が不十分になるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、本発明の目的は、自動車の衝突時に、車体に与えられる荷重に基づき車体に与えられるエネルギーにつき、所望のエネルギー吸収量を吸収して、上記荷重を十分に緩和できるようにすることである。
【０００８】
請求項１の発明は、車体２の長手方向に延びる左右一対のサイドメンバ８と、これら各サイドメンバ８よりも上方に配置されるエプロンメンバ３７とを備え、このエプロンメンバ３７が、上記各サイドメンバ８の外側方に配置される前車輪４用の懸架装置３を支持し、上記各サイドメンバ８の長手方向の中途部４０と操舵時の上記前車輪４との接触を避けるよう上記中途部４０の外側面に凹部４１を形成し、上記サイドメンバ８にその前方から第１荷重Ａが与えられたとき、上記サイドメンバ８の前部４３が圧縮変形するようこのサイドメンバ８の前部４３に変形促進部４４を形成した自動車の車体前部構造において、
上記エプロンメンバ３７と上記サイドメンバ８の中途部４０とに架設され、これら３７，４０を互いに結合させる結合部材４６を設け、上記第１荷重Ａよりも大きい第２荷重Ｂが上記サイドメンバ８の中途部４０にその前方から与えられたとき、この中途部４０が車体２の幅方向の内方Ｃに向けて屈曲変形するようにしたものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明に加えて、上記車体２の長手方向に沿った視線でみて（図４）、上記凹部４１内面を、下方に向かうに従い車体２の幅方向の内方に向かうよう形成したものである。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１、もしくは２の発明に加えて、上記各サイドメンバ８の下方に配置され、これらサイドメンバ８の後部２３における前、後取付部２４，２６に取り付けられるサブフレーム２０を設け、上記サイドメンバ８の後部２３にその前方から荷重が与えられたとき、この荷重により上記サイドメンバ８の後取付部２６に対し上記サブフレーム２０を離脱可能にする一方、上記第２荷重Ｂよりも大きい第３荷重Ｄが上記サイドメンバ８の後部２３にその前方から与えられたとき、このサイドメンバ８における上記凹部４１と前取付部２４との間の部分５５が上方Ｅに向けて屈曲変形するよう上記サイドメンバ８の部分に脆弱部５６を形成したものである。
【００１１】
なお、この項において、上記各用語に付記した符号は、本発明の技術的範囲を後述の「実施例」の項や図面の内容に限定解釈するものではない。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による効果は、次の如くである。
【００１３】
請求項１の発明は、車体の長手方向に延びる左右一対のサイドメンバと、これら各サイドメンバよりも上方に配置されるエプロンメンバとを備え、このエプロンメンバが、上記各サイドメンバの外側方に配置される前車輪用の懸架装置を支持し、上記各サイドメンバの長手方向の中途部と操舵時の上記前車輪との接触を避けるよう上記中途部の外側面に凹部を形成し、上記サイドメンバにその前方から第１荷重が与えられたとき、上記サイドメンバの前部が圧縮変形するようこのサイドメンバの前部に変形促進部を形成した自動車の車体前部構造において、
上記エプロンメンバと上記サイドメンバの中途部とに架設され、これらを互いに結合させる結合部材を設け、上記第１荷重よりも大きい第２荷重が上記サイドメンバの中途部にその前方から与えられたとき、この中途部が車体の幅方向の内方に向けて屈曲変形するようにしており、これによれば、次の効果が生じる。
【００１４】
即ち、上記発明の自動車が前進中に衝突して、その車体のサイドメンバにその前方から第１荷重が与えられるときには、まず、上記変形促進部により上記サイドメンバの前部がその前端側から後端側に向けて圧縮変形させられ、この前部に所定の変形が得られる。
【００１５】
ここで、上記したようにエプロンメンバは上記懸架装置を支持するものであって、強度と剛性とが大きいものである。そして、上記エプロンメンバとサイドメンバの中途部とは結合部材により互いに結合されている。これにより、上記サイドメンバの中途部は、上記結合部材を介しエプロンメンバにより補強されて上記サイドメンバの前部よりも強度と剛性とが高められる。
【００１６】
このため、上記したようにサイドメンバの前部に第１荷重が与えられたとき、この第１荷重は上記サイドメンバの中途部にも作用するが、上記のように補強されたサイドメンバの中途部は上記第１荷重に対し大きい抵抗力で対抗して、この中途部が変形させられるということは、一旦防止される。
【００１７】
上記衝突が進行して、上記第１荷重による上記サイドメンバの前部の圧縮変形がほぼ完了したとする。ここで、上記したように第１荷重に対するサイドメンバの中途部の抵抗力は上記前部よりも大きい。このため、上記衝突が更に進行すると、上記サイドメンバの中途部にその前方から与えられる荷重は上記第１荷重よりも大きい第２荷重となる。すると、この第２荷重により、上記凹部が形成されたサイドメンバの中途部は、上記したように車体の幅方向の内方に向けて屈曲変形させられ、上記中途部に所定の変形が得られる。
【００１８】
上記の結果、車両が前進中に衝突して、車体にその前方から荷重が与えられるとき、この荷重により上記車体のサイドメンバの前部と、この前部の後側の中途部とは経時的にこの順序でそれぞれ所定の変形をすることとなる。このため、上記各変形により所望のエネルギー吸収量を得ることができて、上記荷重を十分に緩和させることができる。
【００１９】
請求項２の発明は、上記車体の長手方向に沿った視線でみて、上記凹部内面を、下方に向かうに従い車体の幅方向の内方に向かうよう形成している。
【００２０】
このため、上記サイドメンバの中途部における上部は幅寸法を大きいままに保つことができて、その強度と剛性とは下部のそれよりも大きくなる。よって、上記中途部の上部は上記結合部材やエプロンメンバと共に、上記第１荷重や第２荷重に対しより強固に対抗して、上記中途部が上方など意図しない方向に屈曲しようとすることが、より確実に防止される。この結果、上記中途部に所定の変形が、より確実に得られる。
【００２１】
一方、上記中途部の下部の幅寸法は小さくできて、その強度と剛性は、より低く設定できる。このため、上記第２荷重による上記中途部の屈曲変形は、上記中途部の下部が変形を円滑に開始することによって迅速に誘発させられる。よって、上記した中途部の所定の変形は、タイミングよく得ることができる。
【００２２】
請求項３の発明は、上記各サイドメンバの下方に配置され、これらサイドメンバの後部における前、後取付部に取り付けられるサブフレームを設け、上記サイドメンバの後部にその前方から荷重が与えられたとき、この荷重により上記サイドメンバの後取付部に対し上記サブフレームを離脱可能にする一方、上記第２荷重よりも大きい第３荷重が上記サイドメンバの後部にその前方から与えられたとき、このサイドメンバにおける上記凹部と前取付部との間の部分が上方に向けて屈曲変形するよう上記サイドメンバの部分に脆弱部を形成している。
【００２３】
ここで、上記サイドメンバの後部は上記サブフレームにより補強されており、これにより、上記サイドメンバの後部は、上記中途部よりも強度と剛性とが高められる。
【００２４】
このため、上記したようにサイドメンバの中途部に第２荷重が与えられたとき、この第２荷重は上記サイドメンバの後部にも作用するが、上記のように補強されたサイドメンバの後部は上記第２荷重に対し大きい抵抗力で対抗して、この後部が変形させられるということは、一旦防止される。
【００２５】
上記衝突が進行して、上記第２荷重による上記サイドメンバの中途部の屈曲変形がほぼ完了したとする。ここで、上記したように第２荷重に対するサイドメンバの後部の抵抗力は上記中途部よりも大きい。このため、上記衝突が更に進行すると、上記サイドメンバの後部にその前方から与えられる荷重は上記第２荷重よりも大きい第３荷重となる。すると、この第３荷重により、上記脆弱部が形成されたサイドメンバの上記部分は、上記したように上方に向けて屈曲変形させられ、サイドメンバの後部に所定の変形が得られる。
【００２６】
また、上記したように、サイドメンバの後部にその前方から何らかの荷重（第１荷重、第２荷重、第３荷重のうちのいずれかの荷重）が与えられたとき、上記サイドメンバの後取付部に対し上記サブフレームは離脱させられる。ここで、上記したように、特に第３荷重に基づきサイドメンバの部分が上方に向けて屈曲変形させられるとき、この屈曲変形に連動して上記前取付部に取り付けられている上記サブフレームの前部側が上記後取付部に対し上方移動させられる。このため、上記サブフレームと後取付部との互いの取付部は、上記サブフレームの前部側の上方移動によりこじられるなどして、上記取付部には大きい応力が生じ、より容易に破断可能とされる。よって、上記サイドメンバの後取付部に対するサブフレームの離脱は容易かつ円滑にさせることができる。
【００２７】
そして、上記したように、サイドメンバ８の後取付部２６に対し上記サブフレーム２０は離脱させられるため、上記したサイドメンバの上記部分の上方に向けての屈曲変形は、上記サブフレームによって阻害されることなく、円滑に達成される。よって、上記サイドメンバの部分は、大きく屈曲変形すると同時に、上記第３荷重により後方に押されて上記屈曲変形が円滑に促進される。即ち、上記サイドメンバの後部に所定の変形がより確実に得られる。
【００２８】
上記の結果、車両が前進中に衝突して、車体にその前方から荷重が与えられるとき、この荷重により上記車体のサイドメンバの前部と、この前部の後側の中途部と、この中途部の後側の後部とは経時的にこの順序でそれぞれ所定の変形をすることとなる。このため、上記各変形により所望のエネルギー吸収量を得ることができて、上記荷重を十分に緩和させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の自動車の車体前部構造に関し、自動車の衝突時に、車体に与えられる荷重に基づき車体に与えられるエネルギーにつき、所望のエネルギー吸収量を吸収して、上記荷重を十分に緩和できるようにする、という目的を実現するため、本発明を実施するための最良の形態は、次の如くである。
【００３０】
即ち、自動車の車体の前部は、この車体の長手方向に延びる左右一対のサイドメンバと、これら各サイドメンバよりも上方に配置されるエプロンメンバとを備えている。このエプロンメンバは、上記各サイドメンバの外側方に配置される前車輪用の懸架装置を支持している。上記各サイドメンバの長手方向の中途部と操舵時の上記前車輪との接触を避けるよう上記中途部の外側面に凹部が形成されている。上記サイドメンバにその前方から第１荷重が与えられたとき、この第１荷重により上記サイドメンバの前部を圧縮変形させるようこの変形を促進する変形促進部がこのサイドメンバの前部に形成されている。
【００３１】
上記エプロンメンバと上記サイドメンバの中途部とに架設され、これらを互いに結合させる結合部材が設けられる。上記第１荷重よりも大きい第２荷重が上記サイドメンバの中途部にその前方から与えられたとき、この中途部が車体の幅方向の内方に向けて屈曲変形するようにしている。
【実施例】
【００３２】
本発明をより詳細に説明するために、その実施例を添付の図に従って説明する。
【００３３】
図において、符号１は自動車で、矢印Ｆｒは、この自動車１の進行方向の前方を示している。
【００３４】
上記自動車１は、板金製の車体２と、この車体２の前部にそれぞれ懸架装置３により操舵可能に懸架される左右一対の前車輪４と、上記車体２の前部にブラケット５により支持される走行駆動用のエンジンユニット６とを備え、上記懸架装置３と前車輪４とによって上記車体２の前部が走行面７上に支持されている。
【００３５】
上記車体２の前部は、この車体２の長手方向に延びる左右一対のサイドメンバ８と、これら左右サイドメンバ８の前端部同士を互いに結合させるクロスメンバ９とを備えている。また、上記サイドメンバ８は、その前部側を構成して、ほぼ水平に延びる前水平メンバ１１と、この前水平メンバ１１の後端部から後下方の傾斜方向に向かって延びる傾斜メンバ１２と、上記サイドメンバ８の後部側を構成して、上記前水平メンバ１１よりも低く位置し、上記傾斜メンバ１２の後端部からほぼ水平に延びる後水平メンバ１３とを備えている。
【００３６】
上記サイドメンバ８の前水平メンバ１１は、車体２の長手方向に沿った視線でみて、断面が外側方に向かって開口するコの字形状のメンバ本体１５と、このメンバ本体１５の上、下端縁部から一体的に延出する上、下一対の外向きフランジ１６，１７と、上記メンバ本体１５の開口を閉じるよう上記各外向きフランジ１６，１７にスポット溶接Ｓ１，Ｓ２により結合されて、これら両外向きフランジ１６，１７を互いに結合させる結合板１８とを備えている。これにより、上記サイドメンバ８の前水平メンバ１１は閉断面構造とされている。また、上記傾斜メンバ１２と後水平メンバ１３も、上記前水平メンバ１１とほぼ同構成で閉断面構造とされている。
【００３７】
上記車体２の前部は、上記各サイドメンバ８の下方に配置されるサブフレーム２０を備えている。このサブフレーム２０は、車体２の平面視で、左右サイドメンバ８に跨るように設けられるサブフレーム本体２１と、このサブフレーム本体２１の前端部から上方に突出する左右一対の取付アーム２２とを備えている。これら各取付アーム２２の突出端部は、上記各サイドメンバ８の後部２３下面に形成される前取付部２４に対し締結具２５により取り付けられている。上記前取付部２４は上記前水平メンバ１１の後端部におけるメンバ本体１５の下部に形成されている。
【００３８】
一方、上記サブフレーム本体２１の後端部は、上記各サイドメンバ８の上記後部２３下面に形成される後取付部２６に対し締結具２７により取り付けられている。上記後取付部２６は、上記傾斜メンバ１２の本体側の後端部下面に溶接により固着される板金製の中空形状体である。上記後取付部２６の下端部を構成する下面板の一部に上記締結具２７のナットが溶接されている。上記後取付部２６の下面に上記サブフレーム本体２１の後端部が当接され、この後端部をその下方から貫通する上記締結具２７のボルトが上記ナットに螺合されている。これにより、上記したように、サブフレーム本体２１の後端部は、上記後取付部２６に対し締結具２７により取り付けられている。上記サブフレーム２０は、上記左右サイドメンバ８を互いに結合するクロスメンバとして働く。
【００３９】
上記車体２の前部は、上記各サイドメンバ８の外側方に配置される側壁２９を備え、これら左右側壁２９同士の間が車室３０とされている。上記側壁２９にドア開口３１が形成されている。このドア開口３１の下部開口縁はサイドシル３２とされ、前部開口縁はフロントピラー３３とされている。これらサイドシル３２とフロントピラー３３とは、いずれも強度と剛性とが大きい閉断面構造とされ、車体２の骨格部材とされている。上記サイドシル３２の前端部とフロントピラー３３の下端部とは、車体２の長手方向で、上記サイドメンバ８の傾斜メンバ１２とほぼ同じところに位置し、この傾斜メンバ１２に連結材３４により強固に結合されている。
【００４０】
上記各フロントピラー３３の長手方向の中途部からそれぞれ前方に向かって強度と剛性が大きいエプロンメンバ３７が突設されている。これら各エプロンメンバ３７は上記各サイドメンバ８よりも上方に配置されている。これらサイドメンバ８とエプロンメンバ３７とにサスペンションタワー３８が架設されて強固に支持されている。前記前車輪４は上記サイドメンバ８の外側方に配置されている。そして、上記前車輪４は、前記懸架装置３により、上記サブフレーム２０と、上記サスペンションタワー３８、およびこのサスペンションタワー３８を介し上記エプロンメンバ３７とに支持される。
【００４１】
上記各サイドメンバ８の前水平メンバ１１における長手方向の中途部４０と操舵時の前車輪４（図１中、一点鎖線）とが互いに接触することを避けるよう上記中途部４０の外側面に凹部４１が形成されている。上記車体２の長手方向に沿った視線でみて（図４）、上記凹部４１の内面は、下方に向かうに従って車体２の幅方向の内方に向かうよう形成されている。これにより、上記サイドメンバ８の中途部４０の上部の幅寸法は、下部よりも大きくされている。前記エンジンユニット６のブラケット５は、上記凹部４１の後部に対応する上記各サイドメンバ８の前水平メンバ１１上と、上記サブフレーム２０とに支持されている。
【００４２】
上記サイドメンバ８にその前方から第１荷重Ａが与えられたとき、この第１荷重Ａにより、上記サイドメンバ８の前水平メンバ１１の前部４３を圧縮変形（塑性変形）させるようこの変形を促進する変形促進部４４が上記サイドメンバ８の前部４３に形成されている。具体的には、上記変形促進部４４は、縦方向と車体２の幅方向とに延びる複数のビードである。
【００４３】
上記サイドメンバ８の中途部４０の上部と上記エプロンメンバ３７の突出部とに架設され、これら３７，４０を互いに結合させる結合部材４６が設けられている。この結合部材４６は、上記サイドメンバ８の中途部４０を構成している上記結合板１８の上端縁部から一体的に上方に向かって延出するアウタパネル４７と、このアウタパネル４７の内面側にスポット溶接Ｓ３により結合されて、このアウタパネル４７の上端縁部よりも更に上方に向かって延出するインナパネル４８とを備えている。
【００４４】
上記インナパネル４８の下端縁部は、上記中途部４０の上側の外向きフランジ１６と結合板１８の上端縁部との間に挟まれて、前記スポット溶接Ｓ１により互いに結合されている。一方、上記インナパネル４８の上端縁部は上記エプロンメンバ３７の突出端縁部にスポット溶接Ｓ４により結合されている。上記インナパネル４８は、上記アウタパネル４７よりも板厚が大きくされている。また、上下方向における上記アウタパネル４７とインナパネル４８との各中途部４７ａ，４８ａは閉断面構造とされている。これらにより、上記結合部材４６の強度と剛性とが高められている。
【００４５】
上記各サイドメンバ８の中途部４０を補強する補強板５１が設けられている。この補強板５１は、上記サイドメンバ８の中途部４０内で、この中途部４０のメンバ本体１５内面に接合されてスポット溶接Ｓ５により結合されている。また、上記補強板５１の下端縁部は上記中途部４０の下側の外向きフランジ１７と結合板１８の下端縁部との間に挟まれて、前記スポット溶接Ｓ２により互いに結合されている。
【００４６】
上記補強板５１の板厚は、上記サイドメンバ８の前水平メンバ１１の各部のそれよりも大きくされており、かつ、上記補強板５１の上下方向での中途部に上記中途部４０の長手方向に延びるビード５２が形成されている。これにより、上記サイドメンバ８の中途部４０は、上記補強板５１によって補強されている。
【００４７】
上記第１荷重Ａよりも大きい第２荷重Ｂが上記サイドメンバ８の中途部４０にその前方から与えられたとき、この中途部４０に形成された前記凹部４１の存在により、この中途部４０は、上記結合部材４６と補強板５１とを設けたことにかかわらず、車体２の幅方向の内方Ｃに向けて屈曲変形することとされている。
【００４８】
上記第１荷重Ａや第２荷重Ｂが上記サイドメンバ８に与えられたときでは、上記サイドメンバ８の前、後取付部２４，２６に対する上記サブフレーム２０の取り付けは解除されないよう、この取り付けは強固になされている。一方、上記第２荷重Ｂよりも大きい第３荷重Ｄが、上記サイドメンバ８の後部２３にその前方から与えられたときには、上記第３荷重Ｄにより上記サイドメンバ８の後取付部２６に対し上記サブフレーム２０の後端部が離脱可能とされている（図３中一点鎖線）。
【００４９】
上記した第３荷重Ｄに基づく上記サイドメンバ８の後取付部２６からのサブフレーム２０の離脱は、例えば、上記第３荷重Ｄにより上記締結具２７のボルトに剪断力や曲げ力や引張力が与えられてこのボルトが破断することにより達成される。また、上記離脱は、例えば、上記締結具２７のナットを溶接した上記後取付部２６の下面板の一部が、上記第３荷重Ｄによりこの後取付部２６の他部から引きちぎられることにより達成される。なお、サイドメンバ８の後取付部２６からの上記サブフレーム２０の離脱は、上記第１荷重Ａもしくは第２荷重Ｂに基づくものであってもよい。
【００５０】
上記補強板５１は、上記サイドメンバ８の長手方向で、このサイドメンバ８における上記前取付部２４と凹部４１との間の部分５５に位置させられている。上記補強板５１の後下部には切り欠きが形成され、この切り欠きは、上記部分５５における下部側の強度を局部的に低下させるための脆弱部５６とされている。そして、上記サイドメンバ８の後部２３にその前方から上記第３荷重Ｄが与えられたとき、上記サイドメンバ８の部分５５における上記脆弱部５６の存在により、上記部分５５は上方Ｅに向けて屈曲変形させられるようになっている。
【００５１】
上記構成において、自動車１が前進中に衝突して、その車体２のサイドメンバ８にその前方から第１荷重Ａが与えられるときには、まず、上記変形促進部４４により上記サイドメンバ８の前部４３がその前端側から後端側に向けて圧縮変形させられ、この前部４３に所定の変形が得られる。
【００５２】
ここで、上記したようにエプロンメンバ３７は上記懸架装置３を支持するものであって、強度と剛性とが大きいものである。そして、上記エプロンメンバ３７とサイドメンバ８の中途部４０とは結合部材４６により互いに結合されており、更に、上記中途部４０に補強板５１が結合されている。これにより、上記サイドメンバ８の中途部４０は、上記結合部材４６を介しエプロンメンバ３７により補強されると共に、上記補強板５１によっても補強され、上記サイドメンバ８の前部４３よりも強度と剛性とが高められる。
【００５３】
このため、上記したようにサイドメンバ８の前部４３に第１荷重Ａが与えられたとき、この第１荷重Ａは上記サイドメンバ８の中途部４０にも作用するが、上記のように補強されたサイドメンバ８の中途部４０は上記第１荷重Ａに対し大きい抵抗力で対抗して、この中途部４０が変形させられるということは、一旦防止される。
【００５４】
上記衝突が進行して、上記第１荷重Ａによる上記サイドメンバ８の前部４３の圧縮変形がほぼ完了したとする。ここで、上記したように第１荷重Ａに対するサイドメンバ８の中途部４０の抵抗力は上記前部４３よりも大きい。このため、上記衝突が更に進行すると、上記サイドメンバ８の中途部４０にその前方から与えられる荷重は上記第１荷重Ａよりも大きい第２荷重Ｂとなる。すると、この第２荷重Ｂにより、上記凹部４１が形成されサイドメンバ８の中途部４０は、上記したように車体２の幅方向の内方Ｃに向けて屈曲変形させられ、上記中途部４０に所定の変形が得られる。
【００５５】
上記の結果、車両１が前進中に衝突して、車体２にその前方から荷重が与えられるとき、この荷重により上記車体２のサイドメンバ８は前部４３と、この前部４３の後側の中途部４０とは経時的にこの順序でそれぞれ所定の変形をすることとなる。このため、上記各変形により所望のエネルギー吸収量を得ることができて、上記荷重を十分に緩和させることができる。
【００５６】
なお、上記第２荷重Ｂの一部は、上記結合部材４６に与えられるため、この結合部材４６が上記第２荷重Ｂによってわずかながらでも圧縮や曲げ変形するようにしておけば、その分、上記エネルギー吸収量をより大きくすることができる。
【００５７】
また、前記したように、車体２の長手方向に沿った視線でみて（図４）、上記凹部４１内面を、下方に向かうに従い車体２の幅方向の内方に向かうよう形成している。
【００５８】
このため、上記サイドメンバ８の中途部４０における上部は幅寸法を大きいままに保つことができて、その強度と剛性とは下部のそれよりも大きくなる。よって、上記中途部４０の上部は、この上部に結合された上記結合部材４６やエプロンメンバ３７と共に、上記第１荷重Ａや第２荷重Ｂに対しより強固に対抗して、上記中途部４０が上方など意図しない方向に屈曲しようとすることが、より確実に防止される。この結果、上記中途部４０に所定の変形が、より確実に得られる。
【００５９】
一方、上記中途部４０の下部の幅寸法は小さくできて、その強度と剛性は、より低く設定できる。このため、上記第２荷重Ｂによる上記中途部４０の屈曲変形は、上記中途部４０の下部が変形を円滑に開始することによって迅速に誘発させられる。よって、上記した中途部４０の所定の変形は、タイミングよく得ることができる。
【００６０】
また、前記したように、各サイドメンバ８の下方に配置され、これらサイドメンバ８の後部２３における前、後取付部２４，２６に取り付けられるサブフレーム２０を設け、上記サイドメンバ８の後部２３にその前方から荷重が与えられたとき、この荷重により上記サイドメンバ８の後取付部２６に対し上記サブフレーム２０を離脱可能にする一方、上記第２荷重Ｂよりも大きい第３荷重Ｄが上記サイドメンバ８の後部２３にその前方から与えられたとき、このサイドメンバ８における上記凹部４１と前取付部２４との間の部分５５が上方Ｅに向けて屈曲変形するよう上記サイドメンバ８の部分に脆弱部５６を形成している。
【００６１】
ここで、上記サイドメンバ８の後部２３は上記サブフレーム２０により補強されており、これにより、上記サイドメンバ８の後部２３は、上記中途部４０よりも強度と剛性が高められる。
【００６２】
このため、上記したようにサイドメンバ８の中途部４０に第２荷重Ｂが与えられたとき、この第２荷重Ｂは上記サイドメンバ８の後部２３にも作用するが、上記のように補強されたサイドメンバ８の後部２３は上記第２荷重Ｂに対し大きい抵抗力で対抗して、この後部２３が変形させられるということは、一旦防止される。
【００６３】
上記衝突が進行して、上記第２荷重Ｂによる上記サイドメンバ８の中途部４０の屈曲変形がほぼ完了したとする。ここで、上記したように第２荷重Ｂに対するサイドメンバ８の後部２３の抵抗力は上記中途部４０よりも大きい。このため、上記衝突が更に進行すると、上記サイドメンバ８の後部２３にその前方から与えられる荷重は上記第２荷重Ｂよりも大きい第３荷重Ｄとなる。すると、この第３荷重Ｄにより、上記脆弱部５６が形成されたサイドメンバ８の上記部分５５は、上記したように上方Ｅに向けて屈曲変形させられ、サイドメンバ８の後部２３に所定の変形が得られる。
【００６４】
また、上記したように、サイドメンバ８の後部２３にその前方から何らかの荷重（第１荷重Ａ、第２荷重Ｂ、第３荷重Ｄのうちのいずれかの荷重）が与えられたとき、上記サイドメンバ８の後取付部２６に対し上記サブフレーム２０は離脱させられる。
【００６５】
具体的には、上記第３荷重Ｄが与えられることにより、上記サイドメンバ８の後部２３の前部側が後方に向けて圧縮変形したとする。すると、この変形に、上記サブフレーム２０の各取付アーム２２が連動して、このサブフレーム２０が上記サイドメンバ８の後部２３の後取付部２６に対し相対的に後方移動させられる。このため、上記第３荷重Ｄに基づき上記後取付部２６における締結具２７のボルトに剪断力が与えられる。
【００６６】
しかも、前記したように、脆弱部５６の存在により上記第３荷重Ｄに基づき上記サイドメンバ８の部分５５は後方かつ上方Ｅに向けて屈曲変形させられる。このため、この屈曲変形に連動して、上記部分５５の後側に隣接している上記前取付部２４は、その前端側が後端側よりも大きく後上方に向かって回動するよう変形させられる。すると、この前取付部２４に取り付けられている上記サブフレーム２０の前部側は上記後取付部２６に対し後上方に移動させられる。
【００６７】
ここで、前記したように、サブフレーム２０のサブフレーム本体２１の後端部は、上記サイドメンバ８の後部２３下面に形成された後取付部２６に取り付けられており、この後取付部２６は上記サイドメンバ８の後部２３の後部側と共に上記各荷重によっては変形し難い部分とされている。このため、上記締結具２７を含む上記後取付部２６とサブフレーム２０との互いの取付部は、上記したサブフレーム２０の前部側の後上方への移動によりこじられて、特に、上記締結具２７のボルトには剪断力、曲げ力、および引張力による複合力が同時に与えられる。
【００６８】
このため、上記ボルトに与えられる上記複合力により、このボルトには大きい応力が生じ、より容易に破断させられる。よって、上記サイドメンバ８の後取付部２６に対し上記サブフレーム２０は容易かつ円滑に離脱させられる。
【００６９】
そして、上記したように、サイドメンバ８の後取付部２６に対し上記サブフレーム２０は上記第３荷重Ｄに基づき容易かつ円滑に離脱させられるため、上記第３荷重Ｄに基づく上記サイドメンバ８の部分５５の上方Ｅに向けての屈曲変形は、上記サブフレーム２０によって阻害されることなく、円滑に達成される。よって、上記サイドメンバ８の部分５５は大きく屈曲変形すると同時に、上記第３荷重Ｄにより後方に押されて上記屈曲変形が円滑に促進される。即ち、上記サイドメンバ８の後部２３に所定の変形がより確実に得られる。
【００７０】
上記の結果、車両１が前進中に衝突して、車体２にその前方から荷重が与えられるとき、この荷重により上記車体２のサイドメンバ８は前部４３と、この前部４３の後側の中途部４０と、この中途部４０の後側の後部２３とは経時的にこの順序でそれぞれ所定の変形をすることとなる。このため、上記各変形により所望のエネルギー吸収量を得ることができて、上記荷重を十分に緩和させることができる。
【００７１】
一方、上記したように、サイドメンバ８の各部はそれぞれ所定の変形がなされるが、上記エプロンメンバ３７は、それ自身の強度と剛性とにより変形が防止される。このため、このエプロンメンバ３７にサスペンションタワー３８を介し支持される懸架装置３に対し、上記各荷重Ａ，Ｂ，Ｄに基づく悪影響が与えられることは抑制される。
【００７２】
なお、以上は図示の例によるが、サイドメンバ８の前部４３は中途部４０とは別体に設けてもよい。また、上記前部４３の前面にこの前部４３と同構成のクラッシュボックスを別途に取り付けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】車体前部の簡略部分平面図である。
【図２】車体前部の部分斜視図である。
【図３】車体前部を車室側からみた簡略側面図である。
【図４】図３のIV−IV線矢視断面図である。
【図５】図３のV−V線矢視断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 自動車
２ 車体
３ 懸架装置
４ 前車輪
５ ブラケット
６ エンジンユニット
８ サイドメンバ
２０ サブフレーム
２３ 後部
２４ 前取付部
２５ 締結具
２６ 後取付部
２７ 締結具
３７ エプロンメンバ
４０ 中途部
４１ 凹部
４３ 前部
４４ 変形促進部
４６ 結合部材
５１ 補強板
５５ 部分
５６ 脆弱部
Ａ 第１荷重
Ｂ 第２荷重
Ｃ 内方
Ｄ 第３荷重
Ｅ 上方
Ｓ１−Ｓ５ スポット溶接
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の長手方向に延びる左右一対のサイドメンバと、これら各サイドメンバよりも上方に配置されるエプロンメンバとを備え、このエプロンメンバが、上記各サイドメンバの外側方に配置される前車輪用の懸架装置を支持し、上記各サイドメンバの長手方向の中途部と操舵時の上記前車輪との接触を避けるよう上記中途部の外側面に凹部を形成し、上記サイドメンバにその前方から第１荷重が与えられたとき、上記サイドメンバの前部が圧縮変形するようこのサイドメンバの前部に変形促進部を形成した自動車の車体前部構造において、
上記エプロンメンバと上記サイドメンバの中途部とに架設され、これらを互いに結合させる結合部材を設け、上記第１荷重よりも大きい第２荷重が上記サイドメンバの中途部にその前方から与えられたとき、この中途部が車体の幅方向の内方に向けて屈曲変形するようにしたことを特徴とする自動車の車体前部構造。
【請求項２】
上記車体の長手方向に沿った視線でみて、上記凹部内面を、下方に向かうに従い車体の幅方向の内方に向かうよう形成したことを特徴とする請求項１に記載の自動車の車体前部構造。
【請求項３】
上記各サイドメンバの下方に配置され、これらサイドメンバの後部における前、後取付部に取り付けられるサブフレームを設け、上記サイドメンバの後部にその前方から荷重が与えられたとき、この荷重により上記サイドメンバの後取付部に対し上記サブフレームを離脱可能にする一方、上記第２荷重よりも大きい第３荷重が上記サイドメンバの後部にその前方から与えられたとき、このサイドメンバにおける上記凹部と前取付部との間の部分が上方に向けて屈曲変形するよう上記サイドメンバの部分に脆弱部を形成したことを特徴とする請求項１、もしくは２に記載の自動車の車体前部構造。
【請求項１】
車体の長手方向に延びる左右一対のサイドメンバと、これら各サイドメンバよりも上方に配置されるエプロンメンバとを備え、このエプロンメンバが、上記各サイドメンバの外側方に配置される前車輪用の懸架装置を支持し、上記各サイドメンバの長手方向の中途部と操舵時の上記前車輪との接触を避けるよう上記中途部の外側面に凹部を形成し、上記サイドメンバにその前方から第１荷重が与えられたとき、上記サイドメンバの前部が圧縮変形するようこのサイドメンバの前部に変形促進部を形成した自動車の車体前部構造において、
上記エプロンメンバと上記サイドメンバの中途部とに架設され、これらを互いに結合させる結合部材を設け、上記第１荷重よりも大きい第２荷重が上記サイドメンバの中途部にその前方から与えられたとき、この中途部が車体の幅方向の内方に向けて屈曲変形するようにしたことを特徴とする自動車の車体前部構造。
【請求項２】
上記車体の長手方向に沿った視線でみて、上記凹部内面を、下方に向かうに従い車体の幅方向の内方に向かうよう形成したことを特徴とする請求項１に記載の自動車の車体前部構造。
【請求項３】
上記各サイドメンバの下方に配置され、これらサイドメンバの後部における前、後取付部に取り付けられるサブフレームを設け、上記サイドメンバの後部にその前方から荷重が与えられたとき、この荷重により上記サイドメンバの後取付部に対し上記サブフレームを離脱可能にする一方、上記第２荷重よりも大きい第３荷重が上記サイドメンバの後部にその前方から与えられたとき、このサイドメンバにおける上記凹部と前取付部との間の部分が上方に向けて屈曲変形するよう上記サイドメンバの部分に脆弱部を形成したことを特徴とする請求項１、もしくは２に記載の自動車の車体前部構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−８７６７５（Ｐ２００８−８７６７５Ａ）
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７２２４０（Ｐ２００６−２７２２４０）
【出願日】平成１８年１０月３日（２００６．１０．３）
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月３日（２００６．１０．３）
【出願人】（０００００２９６７）ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【Ｆターム（参考）】
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