車両の車体前部

【課題】車両の正面に入力された衝撃（荷重）を吸収し、車体前部の前後の長さ（クラッシャブルゾーン）を短縮した車両の車体前部を提供する。
【解決手段】車体前部１２は、左右のフロントサイドフレーム１６に取付けたサブフレーム１５から正面枠部（バルクヘッド）３７までサイドビーム７４を延ばした。サイドビーム７４は、車両１１の前方へ向くサブフレーム１５の前壁７５に接合して前方へ延ばした中央水平部１３５を形成し、中央水平部１３５に連ね斜め上方へ延びる傾斜部１３６を形成した下部緩衝バー部材１３７と、傾斜部１３６及びバルクヘッド３７に接合し、車両１１の正面７９に入力される衝撃に対し強度が下部緩衝バー部材１３７より小さい屈曲衝撃吸収部材８１と、を備えている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室の床の前に設けたサブフレームから車両正面近傍まで衝撃吸収用のビームを延ばした車両の車体前部に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車体前部には、車両の正面に第１衝撃吸収部、この下に第２衝撃吸収部を設けたものがある。
この車体前部は、前輪に沿うフロントサイドフレームの先端に設けた第１衝撃吸収部、フロントサイドフレームの下位に配置したエプロンロアメンバ（ビーム）の先端に設けた第２衝撃吸収部によって、車両前方からの衝撃を吸収することができるというものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、従来技術（特許文献１）は、フロントサイドフレームの下位に配置したエプロンロアメンバ（ビーム）の衝撃吸収量が小さくなることがある。
すなわち、エプロンロアメンバに入力された衝撃（荷重）は、エプロンロアメンバからエプロンロアメンバの根本を接続しているサスペンションフレーム（サブフレーム）に一直線に伝わるため、エプロンロアメンバの座屈強度が大きく、エプロンロアメンバは衝撃を十分吸収することができない。
また、車両正面に入力される衝撃を十分に吸収することができないと、車体前部の前後の長さ（クラッシャブルゾーン）を長くする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−５１４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、車両の正面に入力された衝撃（荷重）を吸収し、車体前部の前後の長さ（クラッシャブルゾーン）を短縮し、空間を形成してエンジン補機（例えば、コンプレッサー）を配置した車両の車体前部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】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、車両の車室に連続する車体前部の左右のフロントサイドフレームに車室の床の前に配置され左右に延びるサブフレームを取付けた車体前部において、サブフレームから車体前部の正面枠部まで延びるサイドビームを有し、サイドビームは、車両の前方へ向くサブフレームの前壁に接合して前方へ延ばした中央水平部を形成し、中央水平部に連ね斜め上方へ延びる傾斜部を形成した下部緩衝バー部材と、傾斜部及び正面枠部に接合し、車両の正面に入力される衝撃に対し強度が下部緩衝バー部材より小さい屈曲衝撃吸収部材と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、正面枠部の下面に屈曲衝撃吸収部材の上面を接触させて結合していることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、屈曲衝撃吸収部材の前方に衝撃吸収突出部材を屈曲衝撃吸収部材を延ばすように設けていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に係る発明は、サブフレームは、車両の前方へ向く前壁と、前壁に連なり左右の端部にサスペンション装置のロアアームを支持している前アーム連結部を有し、下部緩衝バー部材の後部を前アーム連結部を設けた前壁に結合していることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に係る発明は、正面枠部から車両前方へ足払いプレートを張りだし、衝撃吸収突出部材は足払いプレートに一体的に接合していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明では、サイドビームは、車両の前方へ向くサブフレームの前壁に接合して前方へ延ばした中央水平部を形成し、中央水平部に連ね斜め上方へ延びる傾斜部を形成した下部緩衝バー部材と、傾斜部及び正面枠部に接合し、車両の正面に入力される衝撃に対し強度が下部緩衝バー部材より小さい屈曲衝撃吸収部材と、を備えているので、車両の正面に衝撃（荷重）が入力されると、強度の小さい屈曲衝撃吸収部材が、その上面を谷折りして屈曲変形することによって、車両の変形量（衝撃吸収代(クラッシャブルゾーン））の長さ（ストローク）を短くしつつ、比較的小さい衝撃を吸収することができる。
【００１２】
また、屈曲衝撃吸収部材が屈曲変形した後、上位の正面枠部が後退して屈曲衝撃吸収部材に荷重を伝えるので、下部緩衝バー部材は下方へＶ字状に折り曲がることによって、屈曲しつつ衝撃を吸収することができる。
【００１３】
さらに、屈曲衝撃吸収部材の上方に設けた空間にエンジン補機（例えば、コンプレッサー）を配置することができる。
すなわち、屈曲衝撃吸収部材が正面枠部から下方へ傾斜して延びているので、正面枠部から水平に屈曲衝撃吸収部材を延ばしたものに比べ、屈曲衝撃吸収部材の上方の空間を大きくすることができる。
【００１４】
請求項２に係る発明では、正面枠部の下面に屈曲衝撃吸収部材の上面を接触させて結合しているので、屈曲衝撃吸収部材が変形した後、続いて、上方の正面枠部から屈曲衝撃吸収部材の上面を介して下方の下部緩衝バー部材の上面に衝撃（荷重）を圧縮するように伝えることができる。その結果、屈曲衝撃吸収部材の上面を容易に谷折りして屈曲変形させることができる。
【００１５】
請求項３に係る発明では、屈曲衝撃吸収部材の前方に衝撃吸収突出部材を屈曲衝撃吸収部材を延ばすように設けているので、車両の正面に衝撃（荷重）が入力されると、正面に近い衝撃吸収突出部材が圧縮変形することによって、衝撃（荷重）を吸収し始める。その結果、より小さい衝撃を吸収することができ、結果的に、衝撃吸収を高めることができる。
【００１６】
請求項４に係る発明では、サブフレームは、車両の前方へ向く前壁と、前壁に連なり左右の端部にサスペンション装置のロアアームを支持している前アーム連結部を有し、下部緩衝バー部材の後部を前アーム連結部を設けた前壁に結合しているので、車両の正面から下部緩衝バー部材に衝撃（荷重）が伝わると、下部緩衝バー部材から前壁を介して近傍のロアアームに伝わる。そして、ロアアームから車体に衝撃（荷重）を分散することができる。
【００１７】
請求項５に係る発明では、正面枠部から車両前方へ足払いプレートを張りだし、衝撃吸収突出部材は足払いプレートに一体的に接合しているので、張り出した足払いプレートを衝撃吸収突出部材で補強することができ、足を払う効果を高めることができる。
また、足払いプレートの設置が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例に係る車両の概要を示す断面図である。
【図２】右下から見た車体前部の斜視図である。
【図３】車体前部の分解斜視図である。
【図４】下から見た車体前部の左部の下面図である。
【図５】実施例に係るサブフレーム、サイドビームの斜視図である。
【図６】実施例に係る正面枠部、サブフレーム、サイドビームの斜視図である。
【図７】実施例に係るサイドビームを取り外した状態を示す斜視図である。
【図８】図６の８−８線断面図である。
【図９】図６の９矢視図である。
【図１０】図６の１０−１０線断面である。
【図１１】正面枠部に取付けるサイドビームの斜視図である。
【図１２】図７の１２−１２線断面図である。
【図１３】図７の１３−１３線断面図である。
【図１４】足払いプレートを示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。
【図１５】車体前部の衝撃を吸収する機構を説明する図で、（ａ）は衝撃を入力する前の側面図、（ｂ）は（ａ）の続きを示す図、（ｃ）は（ｂ）の続きを示す図、（ｄ）は（ｃ）の続きを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、実施例で詳細に説明する。
【実施例】
【００２０】
車両１１は、図１〜図３に示すように、実施例に係る車体前部１２を採用している。
車体前部１２は、車体１４のフロントボデーであり、サブフレーム１５を備える。このサブフレーム１５および左右のフロントサイドフレーム１６、１７にエンジン１８を載せ、前サスペンション装置２１を支持している。
【００２１】
ここで、車両１１前後方向をＸ軸方向、車両１１左右方向（車幅方向）をＹ軸方向、車両１１上下方向をＺ軸方向とする。
左右は、運転手を基準とし、運転席に座って正面を見た状態で、運転手の右が右とする。
【００２２】
エンジン１８は、図１、図５、図６に示すように、既存の横置（Ｙ軸方向）きで、右に配置したエンジン本体２３と、エンジン本体２３に接続し左に配置した変速装置２４
と、右のサイドビーム７４の上方に配置したエンジン補機（例えば、コンプレッサー）１８ａと、を有する。
【００２３】
前サスペンション装置２１は、図５、図６、図９に示す通り、マクファーソンストラット式で、前輪２６（図１）を支持するロアアーム２７と、このロアアーム２７に下端を取付け立設したダンパー（ストラット）２８と、を備える。
【００２４】
ロアアーム２７は、既存のもので、鉄（鋼）またはアルミニウム合金を用いた鋳造品（中実）であり、鋼板を用いたサブフレーム１５に比べ強度が大きい。
そして、サブフレーム１５に連結するロアアーム前連結端３１と、ロアアーム後連結端３２と、前輪２６を支持したダンパー２８の下端を連結する先端リンク部３３と、を備える。なお、ダンパー２８の上端を車体前部１２のダンパーハウジング３４(図２)に締結する。
【００２５】
車体前部（フロントボデー）１２は、左右のフロントサイドフレーム１６、１７、このフロントサイドフレーム１６、１７の先端に取付けた正面枠部（バルクヘッド）３７、フロントサイドフレーム１６、１７に立設したダンパーハウジング３４と、を備える。
【００２６】
フロントサイドフレーム１６、１７は、図１〜図４に示すように、ほぼ水平なフレーム本体３８と、フレーム本体３８から後方下方（矢印ａ１の方向）に下がり傾斜したフロントフロアフレーム４１と、を有する。
フロントフロアフレーム４１の中央に設けた前フレーム締結部４３、後部に設けた後フレーム締結部４４に下方からサブフレーム１５を締結し、フロントフロアフレーム４１を床（アンダボデー）４５に一体的に接合している。
【００２７】
アンダボデー４５は、図２に示す通り、フロントフロアパネル４６の左右の端を左右のサイドボデー４７、４８のサイドシル５１に接合している。
また、フロントフロアパネル４６と、フロントフロアパネル４６の左右の中央に設けたトンネル部５２と、図２〜図４に示すフロントフロアフレーム４１から延びるフロアセンタフレーム５４、フロアフレーム５５、アウトリガー５６と、を備える。
これらフロアフレーム５５の後端、アウトリガー５６の外端を左右のフロントサイドフレーム１６、１７の後方でサイドシル５１に接合している。
【００２８】
フロントサイドフレーム１６、１７はまた、フレーム本体３８の前部を前衝撃吸収部５８とし、この前衝撃吸収部５８にバンパ装置６１のバンパビーム６２を取付けている。
前衝撃吸収部５８はバンパビーム６２に入力された衝撃（荷重）を直接吸収する。
【００２９】
バンパビーム６２は、前衝撃吸収部５８の先端に直接締結したものである。すなわち、バンパビーム６２に入力された衝撃（荷重）を吸収するものをフロントサイドフレーム１６、１７との間に介在させていない。
【００３０】
前衝撃吸収部５８の内側には正面枠部（バルクヘッド）３７を取付けている。
正面枠部（バルクヘッド）３７は、左右のフロントサイドフレーム１６、１７に立設したフロントサイドバルクヘッド６４、フロントサイドバルクヘッド６４の上部に接合したバルクヘッドアッパフレーム６５、フロントサイドバルクヘッド６４の下部に接合したフロントバルクヘッドロアクロスメンバ６６を備える。６８はフロントバルクヘッドロアクロスメンバ６６に接合した足払いプレートである。
【００３１】
次に、車体前部１２の主要構成を図１〜図１３で説明する。
車体前部１２は、車両１１の車室７１に連続する車体前部１２の左右のフロントサイドフレーム１６、１７に車室７１の床（アンダボデー）４５の前に配置された左右に延びるサブフレーム１５を取付けた。
そして、サブフレーム１５から車体前部１２の正面枠部（バルクヘッド）３７まで延びるサイドビーム７４を有する。
【００３２】
サイドビーム７４は、車両１１の前方へ向くサブフレーム１５の前壁７５に接合して前方へ延ばした中央水平部１３５を形成し、中央水平部１３５に連ね斜め上方へ延びる傾斜部１３６を形成した下部緩衝バー部材１３７と、傾斜部１３６及び正面枠部（バルクヘッド）３７に接合し、車両１１の正面７９に入力される衝撃に対し強度が下部緩衝バー部材１３７より小さい屈曲衝撃吸収部材８１と、を備えている。
【００３３】
正面枠部（バルクヘッド）３７の下面８３（図９、図１０）に屈曲衝撃吸収部材８１の上面８２を接触させて結合している。
【００３４】
屈曲衝撃吸収部材８１の前方に衝撃吸収突出部材１３８を屈曲衝撃吸収部材８１を延ばすように設けている（図９）。
【００３５】
サブフレーム１５は、車両１１の前方へ向く前壁７５と、前壁７５に連なり左右の端部にサスペンション装置（前サスペンション装置）２１のロアアーム２７を支持している前アーム連結部８５を有する。
そして、下部緩衝バー部材１３７の後部１４１を前アーム連結部８５を設けた前壁７５に結合している（図８）。
【００３６】
正面枠部（バルクヘッド）３７から車両１１前方へ足払いプレート６８を張りだしている。
衝撃吸収突出部材１３８は足払いプレート６８に一体的に接合している。
【００３７】
次に、車体前部１２を詳しく説明していく。
車体前部１２は、既に述べた下部緩衝バー部材１３７と、屈曲衝撃吸収部材８１と、衝撃吸収突出部材１３８と、足払いプレート６８と、を有する。
【００３８】
下部緩衝バー部材１３７は、図７、図１１に示す通り、角管状（図１３）の本体の中央水平部１３５を一直線に形成し、後部１４１よりも前部１９６を距離Ｈｆだけ上位に配置している。中央水平部１３５を後部１４１より距離Ｈｒだけ下位に配置している。なお、傾斜部１３６に前部１９６を含める。
【００３９】
また、図６〜図８に示す通り、後部１４１を締結する締結ブラケット１５２を有する。締結ブラケット１５２は、断面Ｕ状で、開口を下方に向け前壁７５に溶接（溶接部１５４）で接合されている。
後部１４１には、ボルト１５５を通して締結力（軸力）を伝える締結力伝達部１５６を形成している。
【００４０】
傾斜部１３６および傾斜部１３６近傍の中央水平部１３５は、図９、図１０に示す通り、屈曲衝撃吸収部材８１内に嵌り、溶接を施すことで接合されている。
【００４１】
屈曲衝撃吸収部材８１は、鋼板を塑性加工したもので、図７、図９、図１０〜図１２に示す通り、断面Ｕ字状の吸収フレーム部９１にフランジ部１９７を形成し、開口を車両１１の下方へ向け配置されている。
【００４２】
屈曲衝撃吸収部材８１の峰部８１ａには、ビード８１ｂを形成している。そして、下部緩衝バー部材１３７を嵌めた部位では下部緩衝バー部材１３７の天部１３７ａに屈曲衝撃吸収部材８１を接触させている。その結果、屈曲衝撃吸収部材８１の強度を設定することができる。
【００４３】
屈曲衝撃吸収部材８１の吸収前部１９８（下部緩衝バー部材１３７を嵌めていない残りの部位）を正面枠部（バルクヘッド）３７のフロントバルクヘッドロアクロスメンバ６６に、フロントバルクヘッドロアクロスメンバ６６のナットプレート２０１にボルト２０２をねじ込むことで締結している。
屈曲衝撃吸収部材８１の前方には衝撃吸収突出部材１３８を前述したように設けている。
【００４４】
屈曲衝撃吸収部材８１の前方に衝撃吸収突出部材１３８を屈曲衝撃吸収部材８１を延ばすように設けている（図９）。
「屈曲衝撃吸収部材８１を延ばすように」とは、車両平面視（図９の裏から見た視点）、屈曲衝撃吸収部材８１の軸線８１ａと衝撃吸収突出部材１３８の軸線１３８ａとを一致させている。また、車両側面視（図１０の視点）、屈曲衝撃吸収部材８１の上面８２の車両上下方向（Ｚ軸方向）の高さと衝撃吸収突出部材１３８の下端１３８ｂの高さ（Ｚ軸方向）を一致させている。
【００４５】
衝撃吸収突出部材１３８は、図９〜図１１に示すように、鋼板を塑性加工したもので、車両側面視（図１０の視点）、三角形で、前方へ向け先細りに形成されている。
【００４６】
また、衝撃吸収突出部材１３８は吸収本体１３８ｃに連なる上フランジ２０５、ベースフランジ２０６を形成したものである。ベースフランジ２０６をフロントバルクヘッドロアクロスメンバ６６の前壁部６６ａに重ねて接合した。
そして、上フランジ２０５を足払いプレート６８に重ねて接合し、足払いプレート６８とで閉断面形状（図１０）を形成している。
【００４７】
足払いプレート６８は、図１４に示す通り、鋼板を塑性加工したもので、正面枠部（バルクヘッド）３７のフロントバルクヘッドロアクロスメンバ６６に接合する根本端部２０８と、根本端部２０８に連続する衝撃変形部２１１と、衝撃変形部２１１に連続した正面先端部２１２と、衝撃変形部２１１に開けた開口２１３と、開口２１３間に設けたビード１４６と、を備える。
【００４８】
ビード１４６は、溝状に形成した部位で、開口１４６ａを下方へ向け、車両１１の前後に根本端部２０８から正面先端部２１２まで延び、高さｈ、幅ｗで形成されている。ビード１４６を形成することによって、足払いプレート６８の強度を確保している。
その結果、足払いプレート６８の正面先端部２１２が下がるたわみを抑制することができ、且つ、吸収する衝撃（荷重）の大きさを設定することができる。
【００４９】
次に、実施例に係る車体前部１２の作用を説明する。
車体前部１２の衝撃を吸収する機構を説明する（図１５参照）。
車体前部１２では、車両１１の正面７９（図１）に他の自動車など障害物が接触すると、前から順に、足払いプレート６８、衝撃吸収突出部材１３８、屈曲衝撃吸収部材８１、下部緩衝バー部材１３７が変形することによって、車両１１の変形量の長さを短くしつつ、衝撃（荷重）を吸収することができる。
呼称を変えていうと、車両１１のクラッシャブルゾーンのストロークを短くしつつ、衝撃（荷重）を吸収することができる。
【００５０】
具体的には、図１５（ａ）に示す車体前部１２に障害物が接触し、正面に衝撃（荷重）が矢印ｄ１のように入力されると、図１５（ｂ）に示す通り、足払いプレート６８が変形する。
ほぼ同時に、衝撃吸収突出部材１３８も圧縮変形する。
【００５１】
足払いプレート６８および衝撃吸収突出部材１３８は、正面枠部（バルクヘッド）３７やフロントサイドフレーム１６、１７に衝撃（荷重）を伝えるため、屈曲衝撃吸収部材８１より先に変形し始める。
その結果、車両１１の変形量（衝撃吸収代(クラッシャブルゾーン））の長さ（ストローク）を短くしつつ、比較的小さい衝撃を吸収することができる。
【００５２】
続いて、図１５（ｃ）に示す通り、屈曲衝撃吸収部材８１が下部緩衝バー部材１３７に重なる境界部（重なることで板の厚さが変化する部位）８１ｃ（図１０参照）から上面を谷折りするよう折れ曲がる。
【００５３】
入力される屈曲衝撃吸収部材８１の前部は、境界部より上位であり、偏心しているため、上面を谷折りするように曲がる。
また、境界部は、下部緩衝バー部材１３７に重ねることで、板厚が変化しているため、荷重が集中し、折れの起点となる。
【００５４】
最後に、図１５（ｄ）に示す通り、下部緩衝バー部材１３７が変形する。下方に偏心している中央水平部１３５と後部１４１の境またはその近傍から上面を谷折りするように曲がって折れる。
【００５５】
このように、車体前部１２では、前から順に、足払いプレート６８、衝撃吸収突出部材１３８、屈曲衝撃吸収部材８１、下部緩衝バー部材１３７が変形するので、衝撃（荷重）を吸収することができる。
【００５６】
また、屈曲衝撃吸収部材８１の上方に設けた空間にエンジン補機（例えば、コンプレッサー）１８ａ（図１参照）を配置することができる。
【００５７】
さらに、車両１１の正面７９から下部緩衝バー部材１３７に衝撃（荷重）が伝わると、下部緩衝バー部材１３７から前壁７５を介して近傍のロアアーム２７に伝わる。そして、ロアアーム２７からサブフレーム１５の後締結部９８、後フレーム締結部４４を介して車体１４に衝撃（荷重）を分散することができる（図４）。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の車両の車体前部は、自動車に好適である。
【符号の説明】
【００５９】
１１…車両、１２…車体前部、１５…サブフレーム、１６…左のフロントサイドフレーム、１７…右のフロントサイドフレーム、２１…サスペンション装置（前サスペンション装置）、２７…ロアアーム、３７…正面枠部（バルクヘッド）、４５…床（アンダボデー）、６８…足払いプレート、７１…車室、７４…サイドビーム、７５…サブフレームの前壁、７９…車両の正面、８１…屈曲衝撃吸収部材、８２…屈曲衝撃吸収部材の上面、８３…正面枠部（バルクヘッド）の下面、８５…サブフレームの前アーム連結部、１３５…中央水平部、１３６…傾斜部、１３７…下部緩衝バー部材、１３８…衝撃吸収突出部材、１４１…下部緩衝バー部材の後部。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車室に連続する車体前部の左右のフロントサイドフレームに前記車室の床の前に配置され左右に延びるサブフレームを取付けた車体前部において、
前記サブフレームから前記車体前部の正面枠部まで延びるサイドビームを有し、
前記サイドビームは、前記車両の前方へ向く前記サブフレームの前壁に接合して前方へ延ばした中央水平部を形成し、該中央水平部に連ね斜め上方へ延びる傾斜部を形成した下部緩衝バー部材と、前記傾斜部及び前記正面枠部に接合し、前記車両の正面に入力される衝撃に対し強度が前記下部緩衝バー部材より小さい屈曲衝撃吸収部材と、を備えていることを特徴とする車両の車体前部。
【請求項２】
前記正面枠部の下面に前記屈曲衝撃吸収部材の上面を接触させて結合していることを特徴とする請求項１記載の車両の車体前部。
【請求項３】
前記屈曲衝撃吸収部材の前方に衝撃吸収突出部材を前記屈曲衝撃吸収部材を延ばすように設けていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両の車体前部。
【請求項４】
前記サブフレームは、前記車両の前方へ向く前壁と、該前壁に連なり左右の端部にサスペンション装置のロアアームを支持している前アーム連結部を有し、
前記下部緩衝バー部材の後部を前記前アーム連結部の前記前壁に結合していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の車両の車体前部。
【請求項５】
前記正面枠部から車両前方へ足払いプレートを張りだし、
前記衝撃吸収突出部材は前記足払いプレートに一体的に接合していることを特徴とする請求項３又は請求項４記載の車両の車体前部。

【図１】