車体前部構造
【課題】前突時のノーズダイブ挙動を低減する。
【解決手段】カウル部３下方のダッシュパネル４から前方に延出する左右一対のフロントサイドフレーム９と、当該フロントサイドフレームに連結された左右のサスペンションサポート１４とを備える車体前部構造であって、前記フロントサイドフレームの前端部近傍に車体前方から見て矩形状の矩形フレーム部１３が設けられ、前記矩形フレーム部は左右一対の鉛直に延びる縦メンバ１３ａと、上下一対の水平に延びる横メンバ１３ｂとが連結されて構成されており、前記縦メンバが前記フロントサイドフレームに連結されており、左右両側の夫々において、前記サスペンションサポートの上部１４ａと前記縦メンバの上端部とを第１メンバ１５で連結し、当該サスペンションサポートの上部と前記縦メンバの中間部とを第２メンバ１６で連結して、前記縦メンバ、第１メンバ、及び第２メンバにより三角形状フレーム部を形成した。
【解決手段】カウル部３下方のダッシュパネル４から前方に延出する左右一対のフロントサイドフレーム９と、当該フロントサイドフレームに連結された左右のサスペンションサポート１４とを備える車体前部構造であって、前記フロントサイドフレームの前端部近傍に車体前方から見て矩形状の矩形フレーム部１３が設けられ、前記矩形フレーム部は左右一対の鉛直に延びる縦メンバ１３ａと、上下一対の水平に延びる横メンバ１３ｂとが連結されて構成されており、前記縦メンバが前記フロントサイドフレームに連結されており、左右両側の夫々において、前記サスペンションサポートの上部１４ａと前記縦メンバの上端部とを第１メンバ１５で連結し、当該サスペンションサポートの上部と前記縦メンバの中間部とを第２メンバ１６で連結して、前記縦メンバ、第１メンバ、及び第２メンバにより三角形状フレーム部を形成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前突時の衝突エネルギーを吸収する車体前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車体前部構造として、特許文献１には、車体前部の車幅方向から前方に延びるエプロンレイン前方を大きく垂下させることにより、車体前方からの衝突エネルギーを上下に亘って受け止めるようにした構造が記載されている。
【０００３】
また、一般に車体前部には車幅方向の両側から前方にフロントサイドフレームが延びており、これにより車体前方からの衝突エネルギーを吸収するように構成されている。
【特許文献１】特開２００３−４０１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の構造では、前突時に入力される衝突エネルギーにより、フロントサイドフレームがその基部である車室前端の仕切壁となるダッシュパネル付近から上方に折れ曲がり、車室前端部のダッシュパネル（特に、乗員の足付近）が後方且つ上方に変位する、所謂ノーズダイブ挙動が発生し、このノーズダイブ挙動を低減することが課題となっている。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１は、車体前方からの衝突エネルギーは吸収するものの、車体前部に入力される衝突エネルギーによるノーズダイブ挙動を低減することはできない。
【０００６】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされ、その目的は、前突時のノーズダイブ挙動を低減できる技術を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る第１の形態は、カウル部下方のダッシュパネルから前方に延出する左右一対のフロントサイドフレームと、当該フロントサイドフレームに連結された左右のサスペンションサポートとを備える車体前部構造であって、前記フロントサイドフレームの前端部近傍に車体前方から見て矩形状の矩形フレーム部が設けられ、前記矩形フレーム部は左右一対の鉛直に延びる縦メンバと、上下一対の水平に延びる横メンバとが連結されて構成されており、前記縦メンバが前記フロントサイドフレームに連結されており、左右両側の夫々において、前記サスペンションサポートの上部と前記縦メンバの上端部とを第１メンバで連結し、当該サスペンションサポートの上部と前記縦メンバの中間部とを第２メンバで連結して、前記縦メンバ、第１メンバ、及び第２メンバにより三角形状フレーム部を形成した。
【０００８】
この第１の形態によれば、前突時に車体前面の矩形フレーム部に入力される衝突エネルギーが、縦メンバを含む三角形状フレーム部を通じてサスペンションサポート及び車体上部に伝達されるため、フロントサイドフレームに入力される衝突エネルギーを低減し、ノーズダイブ挙動を低減することができる。
【０００９】
また、第２の形態では、前記第１及び第２メンバは、車体前方に向けて下方に傾斜するように配置されている。この形態よれば、三角形状フレーム部が、よりフロントサイドフレームに近い部位の衝突エネルギーを吸収するので、フロントサイドフレームへの前突荷重の入力を効果的に低減できる。
【００１０】
また、第３の形態では、前記第２メンバは前記第１メンバより長く、前記第１メンバは前記三角形状フレーム部を構成する縦メンバ部分より長い。この形態によれば、三角形状フレーム部の前端部分（縦メンバ）より第１メンバと第２メンバとの連結部の位置が高くなり、三角形状フレーム部が前突荷重の入力時に車体左側から見て反時計方向（右側から見て時計方向）に回動してサスペンションサポート上部及びカウル部を上昇させるように作用するため、ノーズダイブ挙動の低減効果を高めることができる。
【００１１】
また、第４の形態では、前記第２メンバの前端部は、前記縦メンバと前記フロントサイドフレームとの連結部に連結されている。この形態によれば、衝突エネルギーがフロントサイドフレームへ入力されると同時に三角形状フレーム部に入力されるため、フロントサイドフレームの折れ曲がりを前突の初期段階から低減できる。また、矩形フレーム部とサスペンションサポート上部との間にトラスが形成されるので、車体の剛性を高めることができる。
【００１２】
また、第５の形態では、前記第１及び第２メンバと前記サスペンションサポートの上部との連結部に、車体前方からの衝撃によって前記三角形状フレームが当該連結部を中心として回動することを許容する脆弱部を形成した。この形態によれば、前突時の三角形状フレーム部の回動挙動を促進し、第１メンバや第２メンバが座屈等して狙いの回動挙動が阻害されるのを防止できる。
【００１３】
また、第６の形態では、前記サスペンションサポートの上部と前記ダッシュパネルとを連結する左右一対の第３メンバを更に備える。この形態によれば、三角形状フレーム部に入力された衝突エネルギーを直接車体上部に伝達するための伝達経路ができるので、フロントサイドフレームへの前突荷重の入力を効果的に低減できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、前突時にフロントサイドフレームに入力される衝突エネルギーを低減し、ノーズダイブ挙動を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００１７】
［全体構造の説明］
図１は本発明に係る実施形態の車体前部構造を示す斜視図、図２は本発明に係る実施形態の車体前部構造を示す平面（上面）図、図３は本発明に係る実施形態の車体前部構造を示す正面図、図４は本発明に係る実施形態の車体前部構造を示す底面図、図５は本発明に係る実施形態の車体前部構造を示す左側面図である。なお、本実施形態の車体前部は車幅方向の中心を車体前後方向に延びる中心線に対して左右対称な構造であるので、図５とは反対の右側面図は省略する。
【００１８】
図１乃至図５において、車室１の前部は、フロントガラスの下縁部に位置し左右のＡピラー（ウインドウピラー）２を車幅方向に連結するカウル部３、車室１とエンジン室とを仕切る隔壁となるダッシュパネル４、左右のＡピラー２から下方に延びるヒンジタワー５を主な要素として画成されている。ダッシュパネル４はカウル部３の下部に設けられ、その左右の側縁部が左右のヒンジタワー５に夫々連結されている。ヒンジタワー５には、左右のフロントサイドドア（不図示）を開閉自在に支持するドアヒンジが設けられる。また、ヒンジタワー５の下端部は車室１の底面部に配設されるフロアフレーム６に連結される。
【００１９】
エンジン室の左右の側部には、上記左右のＡピラー２とヒンジタワー５の夫々の連結部から車体前方に延びる左右のエプロンレインフォースメント７、エプロンレインフォースメント７の下部のホイールハウス（スプラッシュシールド）８、不図示のシャシーフレームから車体前方に延びる左右のフロントサイドフレーム９が設けられる。左右のエプロンレインフォースメント７の上記連結部からの長さはエンジン室の前後方向の長さの１／３程度で、通常より短く形成されて軽量化が図られている。
【００２０】
フロントサイドフレーム９はカウル部３下方のダッシュパネル４から前方に延出しており、このフロントサイドフレーム９には左右のサスペンションタワー（サスペンションサポート）１４の下部が連結され支持されている。なお、Ｘはサスペンションダンパー及びコイルスプリングの中心線である。
【００２１】
エンジン室の底部には、フロアフレーム６から車体前方に延びるフロントサブフレーム（フロントクロスメンバに代替されるペリメータフレーム）１０が設けられている。このフロントサブフレーム１０の左右の端部はフロントサスペンションを構成するロアアーム２１を支持する。フロントサブフレーム１０はフロントクロスメンバより小型化及び軽量化された構成となっている。
【００２２】
上記左右のフロントサイドフレーム９の前端部にはクラッシュ管１１を介して車幅方向に延びるバンパーレインフォースメント１２が連結されている。クラッシュ管１１には、側面部に複数の長穴部１１ａが形成されており、前突時にクラッシュ管１１が軸方向に潰れ易く構成して衝突エネルギーを吸収する。このバンパレインフォースメント１２に対して不図示のバンパが取り付けられる。クラッシュ管１１は前突時にバンパレインフォースメント１２を通じて入力される衝突エネルギーを吸収する。
【００２３】
上記バンパーレインフォースメント１２より後方には、不図示のラジエータユニット（ラジエータや電動ファン等）を支持するラジエータシュラウド１３が配設されている。このラジエータシュラウド１３は、車体前部から見たときに略矩形状（長方形状）の枠体（矩形フレーム部）で構成されている。ラジエータシュラウド１３は、左右一対の鉛直に延びる直線状の縦メンバ１３ａと、上下一対の車幅方向に水平に延びる直線状の横メンバ１３ｂとを有し、縦メンバ１３ａの各下端部と下側横メンバ１３ｂの両端部とを連結すると共に、縦メンバ１３ａの各上端部と上側横メンバ１３ｂの両端部とを連結して全体として横長の長方形の矩形状に構成され、前突時に広い面積範囲で車両等の衝突物体を受けることができる。
【００２４】
ラジエータシュラウド１３は、左右両側において、縦メンバ１３ａがフロントサイドフレーム９に連結されている。
【００２５】
上記ダッシュパネル４、左右のフロントサイドフレーム９、及びラジエータシュラウド１３で囲まれる空間がエンジン室となり、一点鎖線で仮想的に示すエンジンＥＧ、トランスミッションＴＭ及び差動機構（デファレンシャル）ＤＩＦを含むパワートレインＰＴが横置き（クランク軸やエキセントリック軸が車幅方向に延びるように配置）された状態で不図示のエンジンマウントを介してフロントサイドフレーム９に支持される。
【００２６】
車体の左右両側の夫々において、サスペンションタワー１４の上部１４ａには、前輪を軸支するサスペンションストラット等のフロントサスペンションの上端部が取り付けられる。また、サスペンションストラットの下端部はロアアーム２１に支持される。
【００２７】
更に、上記サスペンションタワー上部１４ａと左右の縦メンバ１３ａの上端部とが直線状の第１メンバ１５で連結されると共に、サスペンションタワー上部１４ａと左右の縦メンバ１３ａの略中間部とが直線状の第２メンバ１６で連結されている。そして、エンジン室の左右両側において、縦メンバ１３ａ、第１メンバ１５、及び第２メンバ１６により三角形状のフレーム構造体（三角形状フレーム部）を形成している。
【００２８】
上記第１メンバ１５及び第２メンバ１６は車体前方に向けて下方に傾斜するように配置されている。第２メンバ１６は第１メンバ１５より長軸とされ、第１メンバ１５は上記三角形状フレーム部の一部（一辺）を構成する縦メンバ１３ａ部分より長軸とされる。即ち、第２メンバ１６は第１メンバ１５より下方に配置される。第２メンバ１６の前端部１６ａは、縦メンバ１３ａとフロントサイドフレーム９との連結部に連結されている。
【００２９】
また、左右のサスペンションタワー上部１４ａが直線状のタワーバー１８により連結されている。そして、ラジエータシュラウド１３の上側横メンバ１３ｂと、タワーバー１８と、左右の第１メンバ１５により平面視（上面から見て）で車体前方に向けて先細りする台形状アッパフレームを形成している。即ち、上側横メンバ１３ｂがタワーバー１８より長軸とされ、上側横メンバ１３ｂの両端部と左右のサスペンションタワー上部１４ａとを左右の第１メンバ１５により連結し、全体として台形状に構成されている。
【００３０】
また、左右両側において、サスペンションタワー上部１４ａとカウル部３の側端部３ａとが直線状の第３メンバ１９で連結され、タワーバー１８の略中間部とカウル部３の側端部３ａとが左右一対の直線状の第４メンバ２０で連結されている。
【００３１】
第１メンバ１５及び第２メンバ１６とサスペンションタワー上部１４ａとの連結部には、後述するように、車体前方からの衝撃によって上記三角形状フレーム部が当該連結部を中心として回動することを許容する脆弱部が形成されている。
【００３２】
更に、サスペンションタワー上部１４ａとダッシュパネル４とが左右一対の直線状の第３メンバ１９により連結されている。
【００３３】
なお、本実施形態の車体前部を構成する各要素は主に金属材料で構成されている。
【００３４】
［断面形状及び接続構造の説明］
図６は本実施形態のサスペンションタワー上部の接続構造を示す図、図７は本実施形態のフロントサイドフレームに連結されるラジエータシュラウドの縦メンバ、クラッシュ管、及び第２メンバの接続構造を示す図、図８は本実施形態のラジエータシュラウド及び第１メンバの接続構造を示す図、図９は本実施形態の第１メンバの構造を示す図、図１０は本実施形態のタワーバーと第４メンバとの接続構造を示す図、図１１は本実施形態のカウル部及びダッシュパネルの構造を示す断面図である。
【００３５】
先ず、図６を参照して、本実施形態のサスペンションタワーの上部の接続構造について説明する。
【００３６】
図６に示すように、サスペンションタワー１４は、上端部が閉じた中空円筒状の本体部１４ｂを有する。この本体部１４ｂの内部にはフロントサスペンションを構成するコイルスプリングＳＰを保持する受部３１が形成され、略中央部にはゴムブッシュ３２等を介して不図示のダンパー軸が配される貫通孔３３が形成されている。この本体部１４ｂの上端部に、外縁部が起立した円盤状の補強部材１４ｃがボルト３４等で固定されることにより、サスペンションタワー上部１４ａが構成される。本体部１４ｂと補助部材１４ｃとに挟まれた空間３６は平面視（上方から見て）で略リング状の閉断面を構成し、剛性を高めている。補助部材１４ｃの側面部には上記第１メンバ１５及び第２メンバ１６の後端部がボルト３５等で固定される。また、補助部材１４ｃの外面には、一部を平面状に削除した部分３７が形成されており、この削除部分３７に第３メンバ１９の前端部がボルト３５等で固定される。
【００３７】
次に、図７を参照して、本実施形態のフロントサイドフレームに連結されるラジエータシュラウドの縦メンバ、クラッシュ管、及び第２メンバの接続構造について説明する。
【００３８】
図７に示すように、フロントサイドフレーム９は略凸状の断面を有する２枚の板材９ａの凹部が対向するように重ね合わせ、重なり合う側縁部９ｂを溶接等で接合した剛性の高い閉断面構造を有している。また、ラジエータシュラウド１３の縦メンバ１３ａと第１メンバ１５とは略コの字状の断面を有している。そして、縦メンバ１３ａの中間部に第２メンバ１６の前端部を嵌め込み共通のボルト孔４１を介してフロントサイドフレーム９に対してボルト４２等で固定される。また、フロントサイドフレーム９の前端部にはクラッシュ管１１の取付プレート４４が溶接等で固定され、この取付プレート４４に対してクラッシュ管１１のフランジ部１１ｂがボルト４５等で固定される。なお、フロントサイドフレーム９と第２メンバ１６とが接触する部分に窪み等の逃げ部４３が形成され、フロントサイドレーム９と第２メンバ１６とが干渉しないように構成されている。
【００３９】
次に、図８を参照して、本実施形態のラジエータシュラウド及び第１メンバの接続構造について説明する。
【００４０】
図８に示すように、ラジエータシュラウド１３における縦メンバ１３ａと横メンバ１３ｂは、コの字状断面を有する横メンバ１３ｂの両端部において、その下側（下側横メンバの場合は上側）の壁部を一部削除した部位に縦メンバ１３ａの端部を係合させると共に、夫々の端部の一部を折り曲げて接合代１３ｃを形成しておき、これら接合代１３ｃをスポット溶接等で接合する。
【００４１】
また、第１メンバ１５の前端部は、断面を構成する３つの壁部に取付代１５ａ〜１５ｃが形成され、各取付代１５ａ〜１５ｃには貫通孔が形成されている。また、上記縦メンバ１３ａと横メンバ１３ｂの連結部には、上記貫通孔に合致する貫通孔が形成されている。そして、上記縦メンバ１３ａと横メンバ１３ｂの連結部の内面側に両側の取付代１５ａ，１５ｃを挿入すると共に、当該連結部の外面側に中央の取付代１５ｂを重ね合わせ、この状態で各取付代１５ａ〜１５ｃの貫通孔と上記縦メンバ１３ａと横メンバ１３ｂの連結部に形成された貫通孔とを合致させ、ボルト４６等で固定する。
【００４２】
次に、図９を参照して、本実施形態の第１メンバの構造について説明する。
【００４３】
図９に示すように、第１メンバ１５の後端部には取付フランジ４７が形成され、この取付フランジ４７が上述したサスペンションタワー上部１４ａの補強部材１４ｃに連結される。第１メンバ１５における取付フランジ４７近傍には、コの字状断面を有し軸方向の断面積は一定であるが、断面の上下の長さｈが上記フランジ４７に近づくほど短く（ｈ１＞ｈ２）且つ横の長さｄが長く（ｄ１＜ｄ２）なるように断面積が滑らかに変化する脆弱部４８が形成されている。この脆弱部４８は、軸方向の断面積が一定であるので軸力に対する剛性は変化しないが、軸方向と交差する下方（コの字状断面の開いた部分の方向）に曲がりやすくなっている。この脆弱部４８は、車体前方からの衝撃によって上述した三角形状フレーム部が当該脆弱部４８を中心として回動することを許容し、前突時の三角形状フレーム部の回動挙動を促進し、第１メンバ１５や第２メンバ１６が座屈等して狙いの回動挙動が阻害されるのを防止する機能を有する。
【００４４】
なお、第２メンバの対応する部位に同様の脆弱部を形成してもよい。
【００４５】
次に、図１０を参照して、本実施形態のタワーバーと第４メンバとの接続構造について説明する。
【００４６】
タワーバー１８は、下方に開いた略コの字状断面を有する。第４メンバ２０は、中空円形の断面を有するパイプ材である。左右の第４メンバ２０の各後端部はタワーバー１８の車幅方向の中間部付近で互いに隣接するように、タワーバー１８の外形に合致するようなひと回り大きいコの字状断面を有する接合部材５０に溶接等で接合される。接合部材５０は、タワーバー１８の軸方向の中間部付近にボルト５１等で固定される。
【００４７】
最後に、図１１を参照して、本実施形態のカウル部及びダッシュパネルの構造について説明する。
【００４８】
図１１に示すように、カウル部３は板材を折り曲げて構成された前側のフロントパネル３ａと後側のリヤパネル３ｂとを重ね合わせ、重なり合う側縁部を溶接等で接合した剛性の高い閉断面構造を有している。また、ダッシュパネル４は、上部のアッパパネル４ａと下部のロアパネル４ｂとで構成され、アッパパネル４ａとロアパネル４ｂとがボルト等で連結される。そして、アッパパネル４ａの上縁部がカウル部３の下縁部にボルト等で連結される。更に、カウル部３のフロントパネル３ａに第３メンバ１９の後端部が連結される。
【００４９】
［前突時の車体前部の挙動］
図１２乃至図１５は本実施形態の車体前部構造による前突時の挙動を従来の構造と比較して示す図である。なお、図示の挙動は、本実施形態と従来例の夫々において車体前部をバリヤーに衝突させたときのシミュレーション結果である。
【００５０】
なお、図１２（ｂ）乃至図１５（ｂ）に示す従来の構造において、本実施形態の構成と同一又は類似する要素には符号に「’」を付して示している。また、各図において、Ｔは前輪タイヤ、Ｗはタイヤホイール、Ｂはバリヤー、Ｇはタイヤがパンクしないと仮定した場合の地面線（タイヤＴの接地面）、Ｇ’はタイヤがパンクしたと仮定した場合の地面線（ホイールＷの接地面）である。
【００５１】
前突初期から前突中期において、従来の構造（図１３（ｂ），図１４（ｂ））では、クラッシュ管１１’、バンパーレインフォースメント１２’、及びラジエータシュラウド１３’が変形して衝突エネルギーを吸収するものの、衝撃エネルギーが車体上部に分散せずにフロントサイドフレーム９’に集中するため、フロントサイドフレーム９’がその基部であるダッシュパネル４’付近から上方に折れ曲がり始め、エンジン室内のパワートレインＰＴ’が後方且つ上方に変位するノーズダイブ挙動が発生する。また、タイヤホイールＷが硬質のためホイールハウス８’に衝突しダッシュパネル４’の後退を助長する。
【００５２】
これに対して、本実施形態の構造（図１３（ａ），図１４（ａ））では、クラッシュ管１１、バンパーレインフォースメント１２、及びラジエータシュラウド１３が変形して衝突エネルギーを吸収し、更に衝撃エネルギーが三角形状フレーム１３ａ、１５，１６を通じて車体上部（サスペンションタワー上部１４ａ及び第３メンバ１９）に分散して伝達されるため、フロントサイドフレーム９は折れ曲がらずに軸方向に圧縮されていく。更に、三角形状フレーム１３ａ，１５，１６が（図示の車体左側から見て）反時計方向に回動してパワーとレインＰＴを斜め下方に変位しノーズダイブ挙動が抑制される。
【００５３】
上記前突中期から更に前突が進むと、従来の構造（図１５（ｂ））では、フロントサイドフレーム９’が逆への字状に大きく上方に折れ曲がりノーズダイブ挙動が更に大きくなり、エプロンレインフォースメント７’も潰れる。
【００５４】
これに対して、本実施形態の構造（図１５（ａ））では、フロントサイドフレーム９が更に圧縮されて軸方向に潰れていくと共に、三角形状フレーム１３ａ，１５，１６が（図示の車体左側から見て）反時計方向に回動してサスペンションタワー上部１４ａ及びカウル部３を上昇させるように、ノーズダイブ挙動とは反対方向に作用し、結果としてノーズダイブ挙動が抑制される。
【００５５】
［効果の説明］
以下に、本実施形態の奏する効果について説明する。
（１）前突時にラジエータシュラウド１３に入力される衝突エネルギーは、フロントサイドフレーム９と、三角形状フレーム部を通じたサスペンションタワー１４やエプロンレインフォースメント７等の車体上部とに分散して伝達される。このため、フロントサイドフレーム９に入力される衝突エネルギーを低減でき、ノーズダイブ挙動を低減することができる。
【００５６】
また、フロントサイドフレーム９に入力される衝突エネルギーが低減されるので、必要な剛性を維持しながら従来よりフロントサイドフレームを細い形状として小型化及び軽量化を実現することができる。
【００５７】
また、第１乃至第３メンバ１５，１６，１９が直線状であるため、折れ曲がったりせずにサスペンションタワー上部１４ａを通じて衝突荷重を車体上部に確実に伝達することができる。
【００５８】
更に、ラジエータシュラウド１３の縦メンバ１３ａを、フロントサイドフレーム９と第１メンバ１５とに連結したので、左右両側のエプロンレインフォースメント７を従来より短縮して軽量化を図ると共に、前突時における車体前部の剛性を確保できる。
（２）三角形状フレーム部がラジエータシュラウド１３の縦メンバ１３ａを構成要素として含み、第１及び第２メンバ１５，１６が車体前方に向けて下方に傾斜するように配置されているので、よりフロントサイドフレーム９に近い部位の衝突エネルギーを吸収でき、フロントサイドフレーム９への衝突エネルギーの集中を低減できる。また、三角形状フレーム部によってラジエータシュラウド１３の衝突エネルギーの多くをサスペンションタワー上部１４ａに集中させることができる。
（３）第２メンバ１６が第１メンバ１５より長軸とし、第１メンバ１５が三角形状フレーム部を構成する縦メンバ１３ａ部分より長軸としたので、三角形状フレーム部の縦メンバ１３ａより第１メンバ１５と第２メンバ１６との連結部の位置が高くなり、三角形状フレーム部が前突時に車体左側から見て反時計方向に回動してサスペンションタワー上部１４ａ及びカウル部３を上昇させるように作用する。よって、ノーズダイブ挙動の低減効果を高めることができる。
（４）第２メンバ１６の前端部が縦メンバ１３ａとフロントサイドフレーム９との連結部に連結されているので、衝突エネルギーがフロントサイドフレーム９へ入力されると同時に三角形状フレーム部に分散され、フロントサイドフレーム９の折れ曲がりを前突初期段階から低減できる。また、第２メンバ１６がラジエータシュラウド１３とサスペンションタワー上部１４ａとの間にトラスとなるので、車体前部の剛性を高めることができる。
（５）サスペンションタワー上部１４ａとダッシュパネル４とを直線状の第３メンバ１９で連結したことで、三角形状フレーム部に入力された衝突エネルギーを直接車体上部に伝達するための伝達経路が形成されるので、フロントサイドフレーム９への衝突エネルギーの入力を効果的に低減できる。また、車体前部の上方及び下方にそれぞれ衝突エネルギーの伝達経路が形成されるので、従来のエプロンレインフォースメントに対する代替技術として有用となる。
（６）左右のサスペンションタワー上部１４ａを直線状のタワーバー１８により連結し、ラジエータシュラウド１３の上側横メンバ１３ｂと、タワーバー１８と、左右の第１メンバ１５により平面視で車体前方に向けて先細りする台形状アッパフレームを形成したことにより、前突時の衝突エネルギーが左右の第１メンバ１５の後端部に対して車幅方向に広がる方向に作用し、タワーバー１８を左右に引っ張る応力に変換される（つまり、前後方向の荷重が左右方向に変換される。）。従って、台形状アッパフレーム後方の車体に伝達される衝突エネルギーをタワーバー１８で吸収でき、車室１の変形を小さくできる。
（７）タワーバー１８の中間部とカウル部３の側端部３ａとを左右一対の直線状の第４メンバ２０で連結したことにより、タワーバー１８の引張強度を増加することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係る実施形態の車体前部構造を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る実施形態の車体前部構造を示す平面図である。
【図３】本発明に係る実施形態の車体前部構造を示す正面図である。
【図４】本発明に係る実施形態の車体前部構造を示す底面図である。
【図５】本発明に係る実施形態の車体前部構造を示す左側面図である。
【図６】本実施形態のサスペンションタワー上部の接続構造を示す図である。
【図７】本実施形態のフロントサイドフレームに連結されるラジエータシュラウドの縦メンバ、クラッシュ管、及び第２メンバの接続構造を示す図である。
【図８】本実施形態のラジエータシュラウド及び第１メンバの接続構造を示す図である。
【図９】本実施形態の第１メンバの構造を示す図である。
【図１０】本実施形態のタワーバーと第４メンバとの接続構造を示す図である。
【図１１】本実施形態のカウル部及びダッシュパネルの構造を示す断面図である。
【図１２】本実施形態の車体前部構造による前突時の挙動を従来の構造と比較して示す図である。
【図１３】本実施形態の車体前部構造による前突時の挙動を従来の構造と比較して示す図である。
【図１４】本実施形態の車体前部構造による前突時の挙動を従来の構造と比較して示す図である。
【図１５】本実施形態の車体前部構造による前突時の挙動を従来の構造と比較して示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 車室
２ Ａピラー（ウインドウピラー）
３ カウル部
４ ダッシュパネル
５ ヒンジタワー
６ フロアフレーム
７ エプロンレインフォースメント
８ ホイールハウス
９ フロントサイドフレーム
１０ フロントサブフレーム（ペリメータフレーム）
１１ クラッシュ管
１２ バンパーレインフォースメント
１３ ラジエータシュラウド
１４ サスペンションタワー
１５ 第１メンバ
１６ 第２メンバ
１８ タワーバー
１９ 第３メンバ
２０ 第４メンバ
２１ ロアアーム
ＥＧ エンジン
ＴＭ トランスミッション
ＤＩＦ 差動機構
ＰＴ パワートレイン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前突時の衝突エネルギーを吸収する車体前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車体前部構造として、特許文献１には、車体前部の車幅方向から前方に延びるエプロンレイン前方を大きく垂下させることにより、車体前方からの衝突エネルギーを上下に亘って受け止めるようにした構造が記載されている。
【０００３】
また、一般に車体前部には車幅方向の両側から前方にフロントサイドフレームが延びており、これにより車体前方からの衝突エネルギーを吸収するように構成されている。
【特許文献１】特開２００３−４０１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の構造では、前突時に入力される衝突エネルギーにより、フロントサイドフレームがその基部である車室前端の仕切壁となるダッシュパネル付近から上方に折れ曲がり、車室前端部のダッシュパネル（特に、乗員の足付近）が後方且つ上方に変位する、所謂ノーズダイブ挙動が発生し、このノーズダイブ挙動を低減することが課題となっている。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１は、車体前方からの衝突エネルギーは吸収するものの、車体前部に入力される衝突エネルギーによるノーズダイブ挙動を低減することはできない。
【０００６】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされ、その目的は、前突時のノーズダイブ挙動を低減できる技術を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る第１の形態は、カウル部下方のダッシュパネルから前方に延出する左右一対のフロントサイドフレームと、当該フロントサイドフレームに連結された左右のサスペンションサポートとを備える車体前部構造であって、前記フロントサイドフレームの前端部近傍に車体前方から見て矩形状の矩形フレーム部が設けられ、前記矩形フレーム部は左右一対の鉛直に延びる縦メンバと、上下一対の水平に延びる横メンバとが連結されて構成されており、前記縦メンバが前記フロントサイドフレームに連結されており、左右両側の夫々において、前記サスペンションサポートの上部と前記縦メンバの上端部とを第１メンバで連結し、当該サスペンションサポートの上部と前記縦メンバの中間部とを第２メンバで連結して、前記縦メンバ、第１メンバ、及び第２メンバにより三角形状フレーム部を形成した。
【０００８】
この第１の形態によれば、前突時に車体前面の矩形フレーム部に入力される衝突エネルギーが、縦メンバを含む三角形状フレーム部を通じてサスペンションサポート及び車体上部に伝達されるため、フロントサイドフレームに入力される衝突エネルギーを低減し、ノーズダイブ挙動を低減することができる。
【０００９】
また、第２の形態では、前記第１及び第２メンバは、車体前方に向けて下方に傾斜するように配置されている。この形態よれば、三角形状フレーム部が、よりフロントサイドフレームに近い部位の衝突エネルギーを吸収するので、フロントサイドフレームへの前突荷重の入力を効果的に低減できる。
【００１０】
また、第３の形態では、前記第２メンバは前記第１メンバより長く、前記第１メンバは前記三角形状フレーム部を構成する縦メンバ部分より長い。この形態によれば、三角形状フレーム部の前端部分（縦メンバ）より第１メンバと第２メンバとの連結部の位置が高くなり、三角形状フレーム部が前突荷重の入力時に車体左側から見て反時計方向（右側から見て時計方向）に回動してサスペンションサポート上部及びカウル部を上昇させるように作用するため、ノーズダイブ挙動の低減効果を高めることができる。
【００１１】
また、第４の形態では、前記第２メンバの前端部は、前記縦メンバと前記フロントサイドフレームとの連結部に連結されている。この形態によれば、衝突エネルギーがフロントサイドフレームへ入力されると同時に三角形状フレーム部に入力されるため、フロントサイドフレームの折れ曲がりを前突の初期段階から低減できる。また、矩形フレーム部とサスペンションサポート上部との間にトラスが形成されるので、車体の剛性を高めることができる。
【００１２】
また、第５の形態では、前記第１及び第２メンバと前記サスペンションサポートの上部との連結部に、車体前方からの衝撃によって前記三角形状フレームが当該連結部を中心として回動することを許容する脆弱部を形成した。この形態によれば、前突時の三角形状フレーム部の回動挙動を促進し、第１メンバや第２メンバが座屈等して狙いの回動挙動が阻害されるのを防止できる。
【００１３】
また、第６の形態では、前記サスペンションサポートの上部と前記ダッシュパネルとを連結する左右一対の第３メンバを更に備える。この形態によれば、三角形状フレーム部に入力された衝突エネルギーを直接車体上部に伝達するための伝達経路ができるので、フロントサイドフレームへの前突荷重の入力を効果的に低減できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、前突時にフロントサイドフレームに入力される衝突エネルギーを低減し、ノーズダイブ挙動を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００１７】
［全体構造の説明］
図１は本発明に係る実施形態の車体前部構造を示す斜視図、図２は本発明に係る実施形態の車体前部構造を示す平面（上面）図、図３は本発明に係る実施形態の車体前部構造を示す正面図、図４は本発明に係る実施形態の車体前部構造を示す底面図、図５は本発明に係る実施形態の車体前部構造を示す左側面図である。なお、本実施形態の車体前部は車幅方向の中心を車体前後方向に延びる中心線に対して左右対称な構造であるので、図５とは反対の右側面図は省略する。
【００１８】
図１乃至図５において、車室１の前部は、フロントガラスの下縁部に位置し左右のＡピラー（ウインドウピラー）２を車幅方向に連結するカウル部３、車室１とエンジン室とを仕切る隔壁となるダッシュパネル４、左右のＡピラー２から下方に延びるヒンジタワー５を主な要素として画成されている。ダッシュパネル４はカウル部３の下部に設けられ、その左右の側縁部が左右のヒンジタワー５に夫々連結されている。ヒンジタワー５には、左右のフロントサイドドア（不図示）を開閉自在に支持するドアヒンジが設けられる。また、ヒンジタワー５の下端部は車室１の底面部に配設されるフロアフレーム６に連結される。
【００１９】
エンジン室の左右の側部には、上記左右のＡピラー２とヒンジタワー５の夫々の連結部から車体前方に延びる左右のエプロンレインフォースメント７、エプロンレインフォースメント７の下部のホイールハウス（スプラッシュシールド）８、不図示のシャシーフレームから車体前方に延びる左右のフロントサイドフレーム９が設けられる。左右のエプロンレインフォースメント７の上記連結部からの長さはエンジン室の前後方向の長さの１／３程度で、通常より短く形成されて軽量化が図られている。
【００２０】
フロントサイドフレーム９はカウル部３下方のダッシュパネル４から前方に延出しており、このフロントサイドフレーム９には左右のサスペンションタワー（サスペンションサポート）１４の下部が連結され支持されている。なお、Ｘはサスペンションダンパー及びコイルスプリングの中心線である。
【００２１】
エンジン室の底部には、フロアフレーム６から車体前方に延びるフロントサブフレーム（フロントクロスメンバに代替されるペリメータフレーム）１０が設けられている。このフロントサブフレーム１０の左右の端部はフロントサスペンションを構成するロアアーム２１を支持する。フロントサブフレーム１０はフロントクロスメンバより小型化及び軽量化された構成となっている。
【００２２】
上記左右のフロントサイドフレーム９の前端部にはクラッシュ管１１を介して車幅方向に延びるバンパーレインフォースメント１２が連結されている。クラッシュ管１１には、側面部に複数の長穴部１１ａが形成されており、前突時にクラッシュ管１１が軸方向に潰れ易く構成して衝突エネルギーを吸収する。このバンパレインフォースメント１２に対して不図示のバンパが取り付けられる。クラッシュ管１１は前突時にバンパレインフォースメント１２を通じて入力される衝突エネルギーを吸収する。
【００２３】
上記バンパーレインフォースメント１２より後方には、不図示のラジエータユニット（ラジエータや電動ファン等）を支持するラジエータシュラウド１３が配設されている。このラジエータシュラウド１３は、車体前部から見たときに略矩形状（長方形状）の枠体（矩形フレーム部）で構成されている。ラジエータシュラウド１３は、左右一対の鉛直に延びる直線状の縦メンバ１３ａと、上下一対の車幅方向に水平に延びる直線状の横メンバ１３ｂとを有し、縦メンバ１３ａの各下端部と下側横メンバ１３ｂの両端部とを連結すると共に、縦メンバ１３ａの各上端部と上側横メンバ１３ｂの両端部とを連結して全体として横長の長方形の矩形状に構成され、前突時に広い面積範囲で車両等の衝突物体を受けることができる。
【００２４】
ラジエータシュラウド１３は、左右両側において、縦メンバ１３ａがフロントサイドフレーム９に連結されている。
【００２５】
上記ダッシュパネル４、左右のフロントサイドフレーム９、及びラジエータシュラウド１３で囲まれる空間がエンジン室となり、一点鎖線で仮想的に示すエンジンＥＧ、トランスミッションＴＭ及び差動機構（デファレンシャル）ＤＩＦを含むパワートレインＰＴが横置き（クランク軸やエキセントリック軸が車幅方向に延びるように配置）された状態で不図示のエンジンマウントを介してフロントサイドフレーム９に支持される。
【００２６】
車体の左右両側の夫々において、サスペンションタワー１４の上部１４ａには、前輪を軸支するサスペンションストラット等のフロントサスペンションの上端部が取り付けられる。また、サスペンションストラットの下端部はロアアーム２１に支持される。
【００２７】
更に、上記サスペンションタワー上部１４ａと左右の縦メンバ１３ａの上端部とが直線状の第１メンバ１５で連結されると共に、サスペンションタワー上部１４ａと左右の縦メンバ１３ａの略中間部とが直線状の第２メンバ１６で連結されている。そして、エンジン室の左右両側において、縦メンバ１３ａ、第１メンバ１５、及び第２メンバ１６により三角形状のフレーム構造体（三角形状フレーム部）を形成している。
【００２８】
上記第１メンバ１５及び第２メンバ１６は車体前方に向けて下方に傾斜するように配置されている。第２メンバ１６は第１メンバ１５より長軸とされ、第１メンバ１５は上記三角形状フレーム部の一部（一辺）を構成する縦メンバ１３ａ部分より長軸とされる。即ち、第２メンバ１６は第１メンバ１５より下方に配置される。第２メンバ１６の前端部１６ａは、縦メンバ１３ａとフロントサイドフレーム９との連結部に連結されている。
【００２９】
また、左右のサスペンションタワー上部１４ａが直線状のタワーバー１８により連結されている。そして、ラジエータシュラウド１３の上側横メンバ１３ｂと、タワーバー１８と、左右の第１メンバ１５により平面視（上面から見て）で車体前方に向けて先細りする台形状アッパフレームを形成している。即ち、上側横メンバ１３ｂがタワーバー１８より長軸とされ、上側横メンバ１３ｂの両端部と左右のサスペンションタワー上部１４ａとを左右の第１メンバ１５により連結し、全体として台形状に構成されている。
【００３０】
また、左右両側において、サスペンションタワー上部１４ａとカウル部３の側端部３ａとが直線状の第３メンバ１９で連結され、タワーバー１８の略中間部とカウル部３の側端部３ａとが左右一対の直線状の第４メンバ２０で連結されている。
【００３１】
第１メンバ１５及び第２メンバ１６とサスペンションタワー上部１４ａとの連結部には、後述するように、車体前方からの衝撃によって上記三角形状フレーム部が当該連結部を中心として回動することを許容する脆弱部が形成されている。
【００３２】
更に、サスペンションタワー上部１４ａとダッシュパネル４とが左右一対の直線状の第３メンバ１９により連結されている。
【００３３】
なお、本実施形態の車体前部を構成する各要素は主に金属材料で構成されている。
【００３４】
［断面形状及び接続構造の説明］
図６は本実施形態のサスペンションタワー上部の接続構造を示す図、図７は本実施形態のフロントサイドフレームに連結されるラジエータシュラウドの縦メンバ、クラッシュ管、及び第２メンバの接続構造を示す図、図８は本実施形態のラジエータシュラウド及び第１メンバの接続構造を示す図、図９は本実施形態の第１メンバの構造を示す図、図１０は本実施形態のタワーバーと第４メンバとの接続構造を示す図、図１１は本実施形態のカウル部及びダッシュパネルの構造を示す断面図である。
【００３５】
先ず、図６を参照して、本実施形態のサスペンションタワーの上部の接続構造について説明する。
【００３６】
図６に示すように、サスペンションタワー１４は、上端部が閉じた中空円筒状の本体部１４ｂを有する。この本体部１４ｂの内部にはフロントサスペンションを構成するコイルスプリングＳＰを保持する受部３１が形成され、略中央部にはゴムブッシュ３２等を介して不図示のダンパー軸が配される貫通孔３３が形成されている。この本体部１４ｂの上端部に、外縁部が起立した円盤状の補強部材１４ｃがボルト３４等で固定されることにより、サスペンションタワー上部１４ａが構成される。本体部１４ｂと補助部材１４ｃとに挟まれた空間３６は平面視（上方から見て）で略リング状の閉断面を構成し、剛性を高めている。補助部材１４ｃの側面部には上記第１メンバ１５及び第２メンバ１６の後端部がボルト３５等で固定される。また、補助部材１４ｃの外面には、一部を平面状に削除した部分３７が形成されており、この削除部分３７に第３メンバ１９の前端部がボルト３５等で固定される。
【００３７】
次に、図７を参照して、本実施形態のフロントサイドフレームに連結されるラジエータシュラウドの縦メンバ、クラッシュ管、及び第２メンバの接続構造について説明する。
【００３８】
図７に示すように、フロントサイドフレーム９は略凸状の断面を有する２枚の板材９ａの凹部が対向するように重ね合わせ、重なり合う側縁部９ｂを溶接等で接合した剛性の高い閉断面構造を有している。また、ラジエータシュラウド１３の縦メンバ１３ａと第１メンバ１５とは略コの字状の断面を有している。そして、縦メンバ１３ａの中間部に第２メンバ１６の前端部を嵌め込み共通のボルト孔４１を介してフロントサイドフレーム９に対してボルト４２等で固定される。また、フロントサイドフレーム９の前端部にはクラッシュ管１１の取付プレート４４が溶接等で固定され、この取付プレート４４に対してクラッシュ管１１のフランジ部１１ｂがボルト４５等で固定される。なお、フロントサイドフレーム９と第２メンバ１６とが接触する部分に窪み等の逃げ部４３が形成され、フロントサイドレーム９と第２メンバ１６とが干渉しないように構成されている。
【００３９】
次に、図８を参照して、本実施形態のラジエータシュラウド及び第１メンバの接続構造について説明する。
【００４０】
図８に示すように、ラジエータシュラウド１３における縦メンバ１３ａと横メンバ１３ｂは、コの字状断面を有する横メンバ１３ｂの両端部において、その下側（下側横メンバの場合は上側）の壁部を一部削除した部位に縦メンバ１３ａの端部を係合させると共に、夫々の端部の一部を折り曲げて接合代１３ｃを形成しておき、これら接合代１３ｃをスポット溶接等で接合する。
【００４１】
また、第１メンバ１５の前端部は、断面を構成する３つの壁部に取付代１５ａ〜１５ｃが形成され、各取付代１５ａ〜１５ｃには貫通孔が形成されている。また、上記縦メンバ１３ａと横メンバ１３ｂの連結部には、上記貫通孔に合致する貫通孔が形成されている。そして、上記縦メンバ１３ａと横メンバ１３ｂの連結部の内面側に両側の取付代１５ａ，１５ｃを挿入すると共に、当該連結部の外面側に中央の取付代１５ｂを重ね合わせ、この状態で各取付代１５ａ〜１５ｃの貫通孔と上記縦メンバ１３ａと横メンバ１３ｂの連結部に形成された貫通孔とを合致させ、ボルト４６等で固定する。
【００４２】
次に、図９を参照して、本実施形態の第１メンバの構造について説明する。
【００４３】
図９に示すように、第１メンバ１５の後端部には取付フランジ４７が形成され、この取付フランジ４７が上述したサスペンションタワー上部１４ａの補強部材１４ｃに連結される。第１メンバ１５における取付フランジ４７近傍には、コの字状断面を有し軸方向の断面積は一定であるが、断面の上下の長さｈが上記フランジ４７に近づくほど短く（ｈ１＞ｈ２）且つ横の長さｄが長く（ｄ１＜ｄ２）なるように断面積が滑らかに変化する脆弱部４８が形成されている。この脆弱部４８は、軸方向の断面積が一定であるので軸力に対する剛性は変化しないが、軸方向と交差する下方（コの字状断面の開いた部分の方向）に曲がりやすくなっている。この脆弱部４８は、車体前方からの衝撃によって上述した三角形状フレーム部が当該脆弱部４８を中心として回動することを許容し、前突時の三角形状フレーム部の回動挙動を促進し、第１メンバ１５や第２メンバ１６が座屈等して狙いの回動挙動が阻害されるのを防止する機能を有する。
【００４４】
なお、第２メンバの対応する部位に同様の脆弱部を形成してもよい。
【００４５】
次に、図１０を参照して、本実施形態のタワーバーと第４メンバとの接続構造について説明する。
【００４６】
タワーバー１８は、下方に開いた略コの字状断面を有する。第４メンバ２０は、中空円形の断面を有するパイプ材である。左右の第４メンバ２０の各後端部はタワーバー１８の車幅方向の中間部付近で互いに隣接するように、タワーバー１８の外形に合致するようなひと回り大きいコの字状断面を有する接合部材５０に溶接等で接合される。接合部材５０は、タワーバー１８の軸方向の中間部付近にボルト５１等で固定される。
【００４７】
最後に、図１１を参照して、本実施形態のカウル部及びダッシュパネルの構造について説明する。
【００４８】
図１１に示すように、カウル部３は板材を折り曲げて構成された前側のフロントパネル３ａと後側のリヤパネル３ｂとを重ね合わせ、重なり合う側縁部を溶接等で接合した剛性の高い閉断面構造を有している。また、ダッシュパネル４は、上部のアッパパネル４ａと下部のロアパネル４ｂとで構成され、アッパパネル４ａとロアパネル４ｂとがボルト等で連結される。そして、アッパパネル４ａの上縁部がカウル部３の下縁部にボルト等で連結される。更に、カウル部３のフロントパネル３ａに第３メンバ１９の後端部が連結される。
【００４９】
［前突時の車体前部の挙動］
図１２乃至図１５は本実施形態の車体前部構造による前突時の挙動を従来の構造と比較して示す図である。なお、図示の挙動は、本実施形態と従来例の夫々において車体前部をバリヤーに衝突させたときのシミュレーション結果である。
【００５０】
なお、図１２（ｂ）乃至図１５（ｂ）に示す従来の構造において、本実施形態の構成と同一又は類似する要素には符号に「’」を付して示している。また、各図において、Ｔは前輪タイヤ、Ｗはタイヤホイール、Ｂはバリヤー、Ｇはタイヤがパンクしないと仮定した場合の地面線（タイヤＴの接地面）、Ｇ’はタイヤがパンクしたと仮定した場合の地面線（ホイールＷの接地面）である。
【００５１】
前突初期から前突中期において、従来の構造（図１３（ｂ），図１４（ｂ））では、クラッシュ管１１’、バンパーレインフォースメント１２’、及びラジエータシュラウド１３’が変形して衝突エネルギーを吸収するものの、衝撃エネルギーが車体上部に分散せずにフロントサイドフレーム９’に集中するため、フロントサイドフレーム９’がその基部であるダッシュパネル４’付近から上方に折れ曲がり始め、エンジン室内のパワートレインＰＴ’が後方且つ上方に変位するノーズダイブ挙動が発生する。また、タイヤホイールＷが硬質のためホイールハウス８’に衝突しダッシュパネル４’の後退を助長する。
【００５２】
これに対して、本実施形態の構造（図１３（ａ），図１４（ａ））では、クラッシュ管１１、バンパーレインフォースメント１２、及びラジエータシュラウド１３が変形して衝突エネルギーを吸収し、更に衝撃エネルギーが三角形状フレーム１３ａ、１５，１６を通じて車体上部（サスペンションタワー上部１４ａ及び第３メンバ１９）に分散して伝達されるため、フロントサイドフレーム９は折れ曲がらずに軸方向に圧縮されていく。更に、三角形状フレーム１３ａ，１５，１６が（図示の車体左側から見て）反時計方向に回動してパワーとレインＰＴを斜め下方に変位しノーズダイブ挙動が抑制される。
【００５３】
上記前突中期から更に前突が進むと、従来の構造（図１５（ｂ））では、フロントサイドフレーム９’が逆への字状に大きく上方に折れ曲がりノーズダイブ挙動が更に大きくなり、エプロンレインフォースメント７’も潰れる。
【００５４】
これに対して、本実施形態の構造（図１５（ａ））では、フロントサイドフレーム９が更に圧縮されて軸方向に潰れていくと共に、三角形状フレーム１３ａ，１５，１６が（図示の車体左側から見て）反時計方向に回動してサスペンションタワー上部１４ａ及びカウル部３を上昇させるように、ノーズダイブ挙動とは反対方向に作用し、結果としてノーズダイブ挙動が抑制される。
【００５５】
［効果の説明］
以下に、本実施形態の奏する効果について説明する。
（１）前突時にラジエータシュラウド１３に入力される衝突エネルギーは、フロントサイドフレーム９と、三角形状フレーム部を通じたサスペンションタワー１４やエプロンレインフォースメント７等の車体上部とに分散して伝達される。このため、フロントサイドフレーム９に入力される衝突エネルギーを低減でき、ノーズダイブ挙動を低減することができる。
【００５６】
また、フロントサイドフレーム９に入力される衝突エネルギーが低減されるので、必要な剛性を維持しながら従来よりフロントサイドフレームを細い形状として小型化及び軽量化を実現することができる。
【００５７】
また、第１乃至第３メンバ１５，１６，１９が直線状であるため、折れ曲がったりせずにサスペンションタワー上部１４ａを通じて衝突荷重を車体上部に確実に伝達することができる。
【００５８】
更に、ラジエータシュラウド１３の縦メンバ１３ａを、フロントサイドフレーム９と第１メンバ１５とに連結したので、左右両側のエプロンレインフォースメント７を従来より短縮して軽量化を図ると共に、前突時における車体前部の剛性を確保できる。
（２）三角形状フレーム部がラジエータシュラウド１３の縦メンバ１３ａを構成要素として含み、第１及び第２メンバ１５，１６が車体前方に向けて下方に傾斜するように配置されているので、よりフロントサイドフレーム９に近い部位の衝突エネルギーを吸収でき、フロントサイドフレーム９への衝突エネルギーの集中を低減できる。また、三角形状フレーム部によってラジエータシュラウド１３の衝突エネルギーの多くをサスペンションタワー上部１４ａに集中させることができる。
（３）第２メンバ１６が第１メンバ１５より長軸とし、第１メンバ１５が三角形状フレーム部を構成する縦メンバ１３ａ部分より長軸としたので、三角形状フレーム部の縦メンバ１３ａより第１メンバ１５と第２メンバ１６との連結部の位置が高くなり、三角形状フレーム部が前突時に車体左側から見て反時計方向に回動してサスペンションタワー上部１４ａ及びカウル部３を上昇させるように作用する。よって、ノーズダイブ挙動の低減効果を高めることができる。
（４）第２メンバ１６の前端部が縦メンバ１３ａとフロントサイドフレーム９との連結部に連結されているので、衝突エネルギーがフロントサイドフレーム９へ入力されると同時に三角形状フレーム部に分散され、フロントサイドフレーム９の折れ曲がりを前突初期段階から低減できる。また、第２メンバ１６がラジエータシュラウド１３とサスペンションタワー上部１４ａとの間にトラスとなるので、車体前部の剛性を高めることができる。
（５）サスペンションタワー上部１４ａとダッシュパネル４とを直線状の第３メンバ１９で連結したことで、三角形状フレーム部に入力された衝突エネルギーを直接車体上部に伝達するための伝達経路が形成されるので、フロントサイドフレーム９への衝突エネルギーの入力を効果的に低減できる。また、車体前部の上方及び下方にそれぞれ衝突エネルギーの伝達経路が形成されるので、従来のエプロンレインフォースメントに対する代替技術として有用となる。
（６）左右のサスペンションタワー上部１４ａを直線状のタワーバー１８により連結し、ラジエータシュラウド１３の上側横メンバ１３ｂと、タワーバー１８と、左右の第１メンバ１５により平面視で車体前方に向けて先細りする台形状アッパフレームを形成したことにより、前突時の衝突エネルギーが左右の第１メンバ１５の後端部に対して車幅方向に広がる方向に作用し、タワーバー１８を左右に引っ張る応力に変換される（つまり、前後方向の荷重が左右方向に変換される。）。従って、台形状アッパフレーム後方の車体に伝達される衝突エネルギーをタワーバー１８で吸収でき、車室１の変形を小さくできる。
（７）タワーバー１８の中間部とカウル部３の側端部３ａとを左右一対の直線状の第４メンバ２０で連結したことにより、タワーバー１８の引張強度を増加することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係る実施形態の車体前部構造を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る実施形態の車体前部構造を示す平面図である。
【図３】本発明に係る実施形態の車体前部構造を示す正面図である。
【図４】本発明に係る実施形態の車体前部構造を示す底面図である。
【図５】本発明に係る実施形態の車体前部構造を示す左側面図である。
【図６】本実施形態のサスペンションタワー上部の接続構造を示す図である。
【図７】本実施形態のフロントサイドフレームに連結されるラジエータシュラウドの縦メンバ、クラッシュ管、及び第２メンバの接続構造を示す図である。
【図８】本実施形態のラジエータシュラウド及び第１メンバの接続構造を示す図である。
【図９】本実施形態の第１メンバの構造を示す図である。
【図１０】本実施形態のタワーバーと第４メンバとの接続構造を示す図である。
【図１１】本実施形態のカウル部及びダッシュパネルの構造を示す断面図である。
【図１２】本実施形態の車体前部構造による前突時の挙動を従来の構造と比較して示す図である。
【図１３】本実施形態の車体前部構造による前突時の挙動を従来の構造と比較して示す図である。
【図１４】本実施形態の車体前部構造による前突時の挙動を従来の構造と比較して示す図である。
【図１５】本実施形態の車体前部構造による前突時の挙動を従来の構造と比較して示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
１ 車室
２ Ａピラー（ウインドウピラー）
３ カウル部
４ ダッシュパネル
５ ヒンジタワー
６ フロアフレーム
７ エプロンレインフォースメント
８ ホイールハウス
９ フロントサイドフレーム
１０ フロントサブフレーム（ペリメータフレーム）
１１ クラッシュ管
１２ バンパーレインフォースメント
１３ ラジエータシュラウド
１４ サスペンションタワー
１５ 第１メンバ
１６ 第２メンバ
１８ タワーバー
１９ 第３メンバ
２０ 第４メンバ
２１ ロアアーム
ＥＧ エンジン
ＴＭ トランスミッション
ＤＩＦ 差動機構
ＰＴ パワートレイン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カウル部下方のダッシュパネルから前方に延出する左右一対のフロントサイドフレームと、当該フロントサイドフレームに連結された左右のサスペンションサポートとを備える車体前部構造であって、
前記フロントサイドフレームの前端部近傍に車体前方から見て矩形状の矩形フレーム部が設けられ、
前記矩形フレーム部は左右一対の鉛直に延びる縦メンバと、上下一対の水平に延びる横メンバとが連結されて構成されており、
前記縦メンバが前記フロントサイドフレームに連結されており、
左右両側の夫々において、前記サスペンションサポートの上部と前記縦メンバの上端部とを第１メンバで連結し、当該サスペンションサポートの上部と前記縦メンバの中間部とを第２メンバで連結して、前記縦メンバ、第１メンバ、及び第２メンバにより三角形状フレーム部を形成したことを特徴とする車体前部構造。
【請求項２】
前記第１及び第２メンバは、車体前方に向けて下方に傾斜するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
【請求項３】
前記第２メンバは前記第１メンバより長く、前記第１メンバは前記三角形状フレーム部を構成する縦メンバ部分より長いことを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
【請求項４】
前記第２メンバの前端部は、前記縦メンバと前記フロントサイドフレームとの連結部に連結されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車体前部構造。
【請求項５】
前記第１及び第２メンバと前記サスペンションサポートの上部との連結部に、車体前方からの衝撃によって前記三角形状フレームが当該連結部を中心として回動することを許容する脆弱部を形成したことを特徴とする請求項３に記載の車体前部構造。
【請求項６】
前記サスペンションサポートの上部と前記ダッシュパネルとを連結する左右一対の第３メンバを更に備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車体前部構造。
【請求項１】
カウル部下方のダッシュパネルから前方に延出する左右一対のフロントサイドフレームと、当該フロントサイドフレームに連結された左右のサスペンションサポートとを備える車体前部構造であって、
前記フロントサイドフレームの前端部近傍に車体前方から見て矩形状の矩形フレーム部が設けられ、
前記矩形フレーム部は左右一対の鉛直に延びる縦メンバと、上下一対の水平に延びる横メンバとが連結されて構成されており、
前記縦メンバが前記フロントサイドフレームに連結されており、
左右両側の夫々において、前記サスペンションサポートの上部と前記縦メンバの上端部とを第１メンバで連結し、当該サスペンションサポートの上部と前記縦メンバの中間部とを第２メンバで連結して、前記縦メンバ、第１メンバ、及び第２メンバにより三角形状フレーム部を形成したことを特徴とする車体前部構造。
【請求項２】
前記第１及び第２メンバは、車体前方に向けて下方に傾斜するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
【請求項３】
前記第２メンバは前記第１メンバより長く、前記第１メンバは前記三角形状フレーム部を構成する縦メンバ部分より長いことを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
【請求項４】
前記第２メンバの前端部は、前記縦メンバと前記フロントサイドフレームとの連結部に連結されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車体前部構造。
【請求項５】
前記第１及び第２メンバと前記サスペンションサポートの上部との連結部に、車体前方からの衝撃によって前記三角形状フレームが当該連結部を中心として回動することを許容する脆弱部を形成したことを特徴とする請求項３に記載の車体前部構造。
【請求項６】
前記サスペンションサポートの上部と前記ダッシュパネルとを連結する左右一対の第３メンバを更に備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車体前部構造。
【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１４】
【図１５】
【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１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００７−１４５１２８（Ｐ２００７−１４５１２８Ａ）
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４０７８２（Ｐ２００５−３４０７８２）
【出願日】平成１７年１１月２５日（２００５．１１．２５）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２５日（２００５．１１．２５）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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