車体前部構造
【課題】本発明は、車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームを備えた車体前部構造において、より大きな前面衝突荷重が作用した場合でも、適切に荷重分散することができる車体前部構造を提供することを目的とする。
【解決手段】中間分岐フレーム部４０は、前端部がサスペンションフレームを締結固定するサスフレーム取付けボルト６１によって、フロントサイドフレーム１に連結され、中間部が車幅内方側に屈曲して車幅中央に形成されるトンネル部１４まで延設され、その後部がトンネル部１４の上端角部の下方位置（車室外方）に、この上端角部に沿って車体前後方向に延びるように設置されている。
【解決手段】中間分岐フレーム部４０は、前端部がサスペンションフレームを締結固定するサスフレーム取付けボルト６１によって、フロントサイドフレーム１に連結され、中間部が車幅内方側に屈曲して車幅中央に形成されるトンネル部１４まで延設され、その後部がトンネル部１４の上端角部の下方位置（車室外方）に、この上端角部に沿って車体前後方向に延びるように設置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、左右一対のフロントサイドフレームを備えた車体前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車の車体前部構造において、前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームを設け、このフロントサイドフレームで前面衝突の際の衝撃を受けて、その荷重を適切に車体後方側部材（ルーフパネル等）に伝達することが知られている。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１や特許文献２では、大きな前面衝突荷重をフロントサイドフレームで受けて、この衝突荷重をフロントピラーからルーフパネル側に分散伝達できるように、フロントサイドフレーム中間部とフロントピラー等とを、略上下方向延びる連結フレームで連結し、この連結フレームを介してフロントサイドフレームに作用する前面衝突荷重をフロントピラー側に分散伝達するものが提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１８２６３３号公報
【特許文献２】特開２００６−２１５９０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、前面衝突時には、大きな衝突荷重がフロントサイドフレームに作用するため、できるだけ多くの車体後方側部材を利用して、フロントサイドフレームの衝突荷重を分散することが求められる。
【０００５】
この点、前述の特許文献１及び特許文献２では、フロントサイドフレームに作用する荷重をフロントピラーに伝達する点が開示されているものの、その他の部材に衝突荷重を伝達する構造については何ら開示されておらず、さらに大きな衝突荷重を受けた場合には、適切な荷重分散ができないおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームを備えた車体前部構造において、より大きな前面衝突荷重が作用した場合でも、適切に荷重分散することができる車体前部構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の車体前部構造は、車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームと、該フロントサイドフレームの後方でエンジンルームと車室とを仕切るように設けたダッシュパネルとを備えた車体前部構造であって、前記ダッシュパネル及び車室のフロアパネルの車幅中央で、上方に隆起するように形成された車体前後方向に延びるトンネル部と、前記フロントサイドフレームに前端部が結合されて、途中で車幅内方側に屈曲し、後部が前記トンネル部の車室外側で該トンネル部の上端角部との間で閉断面を構成するように車体後方側に延びるセンター側フレーム部材とを備えたものである。
上記構成によれば、センター側フレーム部材によって、フロントサイドフレームとトンネル部が連結され、特にセンター側フレーム部材の後部ではトンネル部の上端角部との間で閉断面が構成されることになる。
このため、フロントサイドフレームに作用する大きな前面衝突荷重を、剛性部材であるトンネル部に確実に伝達することができ、トンネル部に対して荷重分散することができる。
なお、センター側フレーム部材は、できるだけトンネル部と共に車体後方側まで延びるように設置するのが望ましい。トンネル部全体にわたり荷重を分散できるからである。
【０００８】
この発明の一実施態様においては、前記センター側フレーム部材の後端を、車幅方向に延びるクロスメンバーに結合したものである。
上記構成によれば、センター側フレーム部材の後端が、クロスメンバーに結合されることで、車幅方向に延びるクロスメンバーにも荷重を伝達することができる。
よって、車体後部の車体剛性部材であるクロスメンバーも利用して、確実に前面衝突荷重を支持できる。
【０００９】
この発明の一実施態様においては、前記センター側フレーム部材の前部を、二つの部材を結合して閉断面構造として構成し、該二つの部材のうち上側に位置する上側部材を前記ダッシュパネルに突き当て接合し、該上側部材が突き当て接合された部分に対応する車室内側に、前記トンネル部の上端角部に沿って車体後方側に延びる縦方向部材を接合したものである。
上記構成によれば、センター側フレーム部材の上側部材に対応するように、車室内側に、縦方向部材が位置することになる。
このため、車室内側の縦方向部材に対して、前面衝突荷重を伝達することができ、ダッシュパネルの強度に関係なく、縦方向部材を利用して荷重分散をすることができる。
よって、ダッシュパネルを補強することなく、より大きな衝突荷重を荷重分散することができる。
【００１０】
この発明の一実施態様においては、前記縦方向部材と前記センター側フレーム部材とを、前記トンネル部の上端角部を挟んで閉断面を構成するように対応して設けたものである。
上記構成によれば、トンネル部の上端角部を挟んで縦方向部材とセンター側フレーム部材とで閉断面を構成することになる。
このため、トンネル部の上端角部の形状等に関係なく、車体前後方向に延びる閉断面のフレーム体をトンネル部の上端角部に構成することができる。
よって、トンネル部の上端角部の強度等を考慮することなく、トンネル部に対して前面衝突荷重を伝達することができ、車体の衝突性能を高めることができる。
【００１１】
この発明の一実施態様においては、前記縦方向部材を、前記トンネル部の上端角部との間で閉断面を構成するように該上端角部との間に空間を有して設置したものである。
上記構成によれば、縦方向部材と上端角部との間にも、閉断面を構成することができ、また、縦方向部材にも前後方向に延びる稜線を複数形成することができる。
このため、トンネル部の上端角部の上下位置に前後方向に延びる二つの閉断面を構成できるため、さらにトンネル部の上端角部の剛性を高めることができる。また、縦方向部材も前後方向剛性を高めることができる。
よって、トンネル部の上端角部における衝突荷重の伝達性能を高めることができる。さらに、トンネル部前端のダッシュパネルとの結合部を大きな曲率の曲面で形成した場合でも、縦方向部材との干渉を防ぐことができる。
【００１２】
この発明の一実施態様においては、前記センター側フレーム部材の前部の閉断面を構成する二つの部材のうち、一つの部材を、前部を平板体として、後部を途中から隆起して折曲形成したメンバー体として構成したものである。
上記構成によれば、センター側フレーム部材を構成する部材を、前部を平板体とすることで前後方向の荷重に対して変形しやすくでき、後部をメンバー体とすることで変形しにくくすることができる。
このため、前面衝突荷重を受けた際、センター側フレーム部材の前部では折れ曲りが生じやすくなり、衝撃吸収をおこなうことができ、センター側フレーム部材の後部では折れ曲りが生じにくくなり、荷重伝達性能を高めることができる。
よって、センター側フレーム部材を構成する部材が、一つの部材によって複数の機能を得ることができ、センター側フレーム部材の機能を高めることができる。
【００１３】
この発明の一実施態様においては、前記センター側フレーム部材に加えて、前記フロントサイドフレームとフロントピラーとを車幅外方側上方に延びて連結する上部フレーム部材と、該フロントサイドフレームとサイドシルとを車幅外方側下方に延びて連結する下部フレーム部材とを備えたものである。
上記構成によれば、センター側フレーム部材に加えて、さらに、上部フレーム部材と下部フレーム部材とにより、フロントサイドフレームに作用する衝突荷重を、車体後方の剛性部材である、フロントピラーとサイドシルに対して伝達することができる。
このため、大きな衝突荷重を、車体後方側の剛性部材であるフロントピラー、サイドシル、それとトンネル部の三部材に荷重分散することができる。
よって、フロントサイドフレーム位置を中心に放射状に広がる方向に位置する三部材を利用して、車体の前面衝突性能をより高めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、フロントサイドフレームに作用する大きな前面衝突荷重を、剛性部材であるトンネル部に確実に伝達することができ、トンネル部に対して荷重分散することができる。
よって、車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームを備えた車体前部構造において、より大きな前面衝突荷重が作用した場合でも、適切に荷重分散することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態について、以下、図面に基づいて詳述する。
まず、図１〜図６により本発明の実施形態に係る車体前部構造の全体構造について説明する。図１は車体前部構造の全体斜視図である。図２は右側フロントサイドフレーム近傍を車幅内方側から見た側面図、図３は右側フロントサイドフレーム近傍を車幅外方側から見た側面図、図４は右側フロントサイドフレーム近傍の正面図、図５は右側フロントサイドフレーム近傍の平面図、図６は右側フロントサイドフレーム近傍の底面図である。なお、図３のボディサイドパネルはアウタパネルを取り除いた状態としている。
【００１６】
図１に示すように、車体前部構造ＢＦは、左右一対の車体前後方向に延びるフロントサイドフレーム１，１と、そのフロントサイドフレーム１，１の前端部を車幅方向に延びて連結するバンパーフレーム２と、そのフロントサイドフレーム１，１の中間部外側側方で略上下方向に立設するサスタワー３，３と、そのサスタワー３，３の上端外側側方で車体前後方向に延びるエプロンレイン４，４と、フロントサイドフレーム１，１の後方で車幅方向且つ上下方向に広がってエンジンルームＥＲと車室ＣＢとを仕切るダッシュパネル５と、ダッシュパネル５の上端で車幅方向に延びるカウルボックス６と、そのカウルボックス６の側端に連結されて車室側壁をなすボディサイドパネル７と、ダッシュパネル５下端から車体後方に略水平方向に広がるフロアパネル８と、を備えている。
【００１７】
また、フロントサイドフレーム１，１の下方には、前輪のフロントサスペンション装置（図示せず）を支持する略井型形状のサスペンションフレーム９を設置しており、ラバーマウント１０，１０等を介して、フロントサイドフレーム１及びフロアパネル８に締結固定している。
【００１８】
さらに、前述のボディサイドパネル７は、カウルボックス６の連結位置より上方に位置するフロントピラー１１と、カウルボックス６の連結位置より下方に位置して上下方向に延びるドアヒンジピラー１２と、ドアヒンジピラー１２下端から車体後方側に延びてフロアパネル８側方に位置するサイドシル１３と、を備えている。
【００１９】
前述のフロントサイドフレーム１，１は、図２に示すように、前部で車体前後方向に延びるメインフレーム部２０と、後方側で三方に分岐する分岐フレーム部３０，４０，５０とを備えている。
【００２０】
このうち、分岐フレーム部は、上部分岐フレーム部３０と、中間分岐フレーム部４０と、下部分岐フレーム部５０の、計三本で構成しており、図２に示すように、各後端部３１，４１，５１を、車幅外方側上方に位置するフロントピラー１１、車幅内方側に位置するトンネル部１４、車幅外方側下方に位置するサイドシル１３、にそれぞれ連結固定している。
【００２１】
具体的には、図４に示すように、上部分岐フレーム部３０が車幅外方側上方に湾曲してフロントピラー１１の下部１１ａに連結されており、中間分岐フレーム部４０が車幅内方側に湾曲してトンネル部１４の前端上部角部１４ａに連結されており、さらに、下部分岐フレーム部５０が車幅外方側下方に湾曲してサイドシル１３の前端１３ａに連結されている。
【００２２】
このように構成することにより、各分岐フレーム部３０，４０，５０は、図４に示すように、正面視でメインフレーム部２０の位置を中心として約１２０°間隔で放射状に延びることになり、車体前方から作用する衝突荷重を、略均等に車体後方側の各剛性部材（１１，１３，１４）に伝達することができる。
【００２３】
また、図５に示すように、この各分岐フレーム部３０，４０，５０の分岐点Ｘは、ダッシュパネル５から所定量前方に離間した位置に設定しており、この分岐点Ｘからダッシュパネル５との間に所定の変形空間Ｓを形成している。
【００２４】
すなわち、各分岐フレーム部３０，４０，５０を、ちょうど「カメラの三脚」のように分岐させることで、ダッシュパネル５との間に変形空間Ｓを形成して、前面衝突の際に、この分岐点Ｘを車体後方に後退変形させることで、この各分岐フレーム部３０，４０，５０でも衝突荷重を吸収させるようにしているのである。
【００２５】
また、各分岐フレーム部３０，４０，５０の形状を、図２、図３、図５及び図６に示すように、一旦後方側に延びた後、それぞれの連結方向に湾曲するように形成している。これにより、この湾曲位置で折れ曲り変形が生じ易くなっている。さらに、図４に示すように、各分岐フレーム部３０，４０，５０の閉断面を構成する平板部分３２，４２，５２を、湾曲位置の内方側に設定している。これにより、さらにこの湾曲位置で、各分岐フレーム部３０，４０，５０を折れ曲りやすくしている。
【００２６】
なお、上部分岐フレーム部３０については、後部に丸形パイプ３３を固定しており、この部位における変形をできるだけ抑えて、車体前方からの衝突荷重を確実にフロントピラー１１に伝達できるように構成している。
【００２７】
次に、本実施形態の特徴部分である中間分岐フレーム部４０の構造について、図７〜図１３でより詳細に説明する。図７は中間分岐フレーム部の分岐部分近傍を車幅内方側から見た上方斜視図、図８はその中間分岐フレーム部の分岐部分近傍を車幅内方側から見た下方傾斜図、図９は車室内方から前方に向ってダッシュパネルの車室側面（後方側面）を見た上方斜視図、図１０は中間分岐フレームを構成するメンバー部材単品の組立説明図、図１１は図９のＡ−Ａ線矢視断面図、図１２は車室内後方のトンネル部後端近傍を上方から見た平面図、図１３は図１２のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【００２８】
この実施形態の中間分岐フレーム部４０は、図７に示すように、前端部４０ａがサスペンションフレーム９を締結固定するサスフレーム取付けボルト６１によって、フロントサイドフレーム１に連結され、中間部４０ｂが車幅内方側に屈曲して車幅中央に形成されるトンネル部１４まで延設され、その後部４０ｃがトンネル部１４の上端角部１５（図９参照）の下方位置（車室外方）に、この上端角部１５に沿って車体前後方向に延びるように設置されている。
【００２９】
この中間分岐フレーム部４０は、図１０に示すように、ロアメンバー４０Ａとアッパーメンバー４０Ｂの二つのメンバー部材を接合することによって構成している。
【００３０】
具体的には、車幅外方側及び上方側に位置するアッパーメンバー４０Ｂと、車幅内方側及び下方側に位置するロアメンバー４０Ａとを、矢印で示すように上下方向に重ね合わせて接合フランジ等で接合することで、閉断面を構成するフレーム部材として構成している。
【００３１】
このうち、アッパーメンバー４０Ｂは、前部を断面略ハット形状に形成して嵌込み部４３としている。また、中間部を車幅内方側に屈曲させると共に嵌込み部４３の突出量を徐々に小さくなるように形成している。そして、後部を断面逆Ｌ字形状に形成しメンバー部４４として構成している。また、メンバー部４４の後端に上方及び側方に折曲形成した接合フランジ４５，４５を設けている。
【００３２】
一方、ロアメンバー４０Ａは、前部を平板部分４２として構成し、中間部を車幅内方側に屈曲させると共に、その中央位置に車幅内方側に徐々に隆起する隆起部４６を形成している。また、この隆起部４６は、後部で徐々に大きくなり断面略階段状に形成したメンバー部４７として構成している。そして、このメンバー部４７は一旦下方に傾斜して、その下端から車体後方側に延びるように形成している。
【００３３】
このアッパーメンバー４０Ｂとロアメンバー４０Ａは、前側部分において上部と下部で縦方向に延びる接合フランジ４８ａ、４８ｂで接合されて（接合点×印）、中間位置から後側部分にかけて、上部の接合フランジ４８ａのみが横方向に倒れる横方向フランジ４８ｃとなるように形成される。
【００３４】
このように、上部の接合フランジ４８ａが途中で横方向に倒れる横方向フランジ４８ｃとしているのは、ロアメンバー４０Ａの後部をトンネル部１４下方に潜り込ませつつも、アッパーメンバー４０Ｂにフロントサイドフレーム１に連結する嵌込み部４３を形成しているからである。
【００３５】
また、この中間分岐フレーム部４０では、フレームの閉断面空間を主に構成するメンバー部材を、アッパーメンバー４０Ｂから徐々にロアメンバー４０Ａとなるように形成している。これは、閉断面空間を構成するメンバー部材を急激に変化させると、この変化部分に応力集中するおそれがあるからである。
【００３６】
さらに、ロアメンバー４０Ａでは、平板部分４２から徐々に隆起する隆起部４６を形成し、その後方のメンバー部４７につながるように形成している。これは、中間分岐フレーム部４０の前部では、折り曲げ変形しやすくして、後部では剛性を高めることで荷重伝達性能を高めるためである。
【００３７】
このように、中間分岐フレーム部４０は、異形のメンバー部材のアッパーメンバー４０Ｂとロアメンバー４０Ａとを組合せて接合することで、フロントサイドフレーム１からトンネル部１４に衝突荷重を伝達する伝達部材として機能している。
【００３８】
この中間分岐フレーム部４０のうち、ロアメンバー４０Ａは、図８に示すように、ダッシュパネル５位置よりも車体後方側に延びるように設置しており、トンネル部１４の車室外方側（下方側）でトンネル部１４に沿って前後方向に車体後方側に延びるように設置している。
【００３９】
一方、アッパーメンバー４０Ｂは、図７に示すように、後端の接合フランジ４５，４５をダッシュパネル５に突き当て接合することで、ダッシュパネル５より前側位置にのみ設置している。このため、ロアメンバー４０Ａは、ダッシュパネル５より後方位置では、トンネル部１４との間で閉断面を構成している。
【００４０】
図９に示すように、このアッパーメンバー４０Ｂの突き当て接合位置に対応するダッシュパネル５の車室ＣＢ側位置には、車室側レインメンバー５３を設けている。この車室側レインメンバー５３は、断面略ハット状のメンバー体で構成しており、トンネル部１４の上端角部１５に沿って車体前後方向に延びるように設置している（図９では便宜上右側のみを開示）。
【００４１】
この車室側レインメンバー５３の前端には、ダッシュパネル５に突き当て接合する上部フランジ５４と外部フランジ５５に設けている。また、車幅内方側には、トンネル部１４前端とダッシュパネル５の結合部分における大きな曲率の曲面部Ｒを避けるため、円弧状に形成した湾曲部５６を設けている。
【００４２】
この車室側レインメンバー５３は、この上面部５３ａに複数の取付け穴５７…を穿設している。この取付け穴５７…は、例えば、エアバッグセンサー、電気ハーネス、インパネブラケット、チェンジレバー、センターコンソール、パーキングレバー、パーキングケーブル（全て図示せず）などを取付けるために穿設している。
【００４３】
この車室側レインメンバー５３は、図１１に示すように、トンネル部１４の上端角部１５の上方（車室内方側）に位置するように設置され、上部接合フランジ５３ｂをトンネル部１４の上壁面１４Ａに、下部接合フランジ５３ｃをトンネル部１４の側壁面１４Ｂに、それぞれ接合するように構成している。
【００４４】
そして、上面部５３ａがトンネル部１４の上壁面１４Ａより上方位置に突出するように、内側面部５３ｄと外側面部５３ｅを上方に延びるように設けている。このため、上面部５３ａの取付け穴５７内側にウェルドナットＮを設置することが可能となり、ボルト部材Ｍで所定の取付け部材（図示せず）を締結固定できるように構成している。
【００４５】
また、トンネル部１４の上端角部１５の下方には、車室側レインメンバー５３に対応するように、中間分岐フレーム部４０のロアメンバー４０Ａを接合固定している。このロアメンバー４０Ａの上部接合フランジ４０Ａｂをトンネル部１４の上壁面１４Ａに接合して、下部接合フランジ４０Ａｃをトンネル部１４の側壁面１４Ｂに接合することで、ロアメンバー４０Ａをトンネル部１４の車室外方側に接合している。
【００４６】
このように、車室側レインメンバー５３とロアメンバー４０Ａをトンネル部１４に接合することで、車室側レインメンバー５３とトンネル部１４で上部閉断面Ｗ１を構成し、トンネル部１４とロアメンバー４０Ａとで下部閉断面Ｗ２を構成している。
【００４７】
また、接合フランジの接合位置を一致させることで、車室側レインメンバー５３とロアメンバー４０Ａによっても、見かけ上、上部閉断面Ｗ１と下部閉断面Ｗ２とを合算した大きな閉断面を有する一本のフレーム部材を構成していることと同様となる。本実施形態では、特に、トンネル部１４の板厚ｔ１よりも、車室側レインメンバー５３の板厚ｔ２やロアメンバー４０Ａの板厚ｔ３を大きくしているため、この一本のフレーム部材化を顕著に達成することができる。
【００４８】
このため、トンネル部１４の上端角部１５には、強固な閉断面部（Ｗ１，Ｗ２）が構成されることになり、トンネル部１４の上端角部１５の剛性を高めることができる。
【００４９】
よって、トンネル部１４において、フロントサイドフレーム１からの衝突荷重を適切に分散支持することができる。
【００５０】
図１２及び図１３は、トンネル部１４の後端部分の平面図と断面図である（図１２では、便宜上、車室側レインメンバー５３を取り外している）。これらの図に示すように、中間分岐フレーム部４０（ロアメンバー４０Ａ）後端は、車幅方向に延びる後部クロスメンバー７０に接合するように構成している。
【００５１】
この後部クロスメンバー７０は、トンネル部１４後方でフロアパネル８を上方に隆起したフロアピックアップ部８１の下方位置で、車幅方向に延びて左右のサイドシルを繋ぐように設置している。そして、この後部クロスメンバー７０は、フロアパネル８下面に接合される断面略ハット形状のメンバー体で構成している。
【００５２】
この後部クロスメンバー７０の前側縦面７０ａに対して、ロアメンバー４０Ａの後端の後部フランジ４９を接合することで、ロアメンバー４０Ａを後部クロスメンバー７０に接合している。
【００５３】
なお、図１３に示すように、車室側レインメンバー５３についても、その後端の接合フランジ５８を、フロアピックアップ部８１に接合することで、後部クロスメンバー７０の閉断面Ｗ３に対して接合している。
【００５４】
このように、この実施形態では、ロアメンバー４０Ａ及び車室側レインメンバー５３を、後部クロスメンバー７０等に接合することにより、フロントサイドフレーム１から作用する衝突荷重を、ロアメンバー４０Ａ、車室側レインメンバー５３を介して、後部クロスメンバー７０にも伝達している。
【００５５】
このため、前面衝突荷重の荷重分散を、車体の後方部材（７０）も利用してより効果的に行なうことができる。特に車幅方向に延びる後部クロスメンバー７０で荷重を支持することで、大きな衝突荷重であっても、確実に支持することができる。
【００５６】
また、この実施形態では、図１２に示すように、ロアメンバー４０Ａの下部接合フランジ４０Ａｃに一致するように、中央クロスメンバー７１の内側フランジ７１ａを接合している。
【００５７】
このため、ロアメンバー４０Ａに作用する前面衝突荷重を、中央クロスメンバー７０にも伝達することができ、より荷重分散を図ることができる。
【００５８】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
この実施形態の車体前部構造は、ダッシュパネル５及び車室のフロアパネル８の車幅中央で、上方に隆起するように形成された車体前後方向に延びるトンネル部１４と、フロントサイドフレーム１に前端部が結合されて、途中で車幅内方側に屈曲し、後部がトンネル部１４の車室外側でそのトンネル部１４の上端角部１５との間で下部閉断面Ｗ２（図１１参照）を構成するように車体後方側に延びる中間分岐フレーム部４０（４０Ａ）とを備えている。
これにより、中間分岐フレーム部４０で、フロントサイドフレーム１とトンネル部１４が連結され、特に中間分岐フレーム部４０の後部では、トンネル部１４の上端角部１５との間で下部閉断面Ｗ２を構成することになる。
このため、フロントサイドフレーム１に作用する大きな前面衝突荷重を、車体の剛性部材であるトンネル部１４に確実に伝達することができ、トンネル部１４に対して荷重分散することができる。
よって、車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム１、１を備えた車体前部構造において、より大きな前面衝突荷重が作用した場合でも、適切に荷重分散することができる。
特に、本実施形態の場合には、トンネル部１４の上端角部１５に下部閉断面Ｗ２を構成して、この下部閉断面Ｗ２に荷重を伝達するように構成しているため、例えば、前面オフセット衝突の際に、オフセット荷重が入力された場合でも、従来の車体構造のように、トンネル部の上端角部の稜線自体が、開放断面となっていないため、傾斜して作用するオフセット荷重でも確実に支持できるといった効果が得られる。
【００５９】
また、この実施形態では、中間分岐フレーム部４０の後端を、車幅方向に延びる後部クロスメンバー７０に結合している。
これにより、車幅方向に延びる後部クロスメンバー７０にも衝突荷重を伝達することができる。
よって、車体後部の車体剛性部材である後部クロスメンバー７０も利用して、確実に前面衝突荷重を支持できる。
【００６０】
また、この実施形態では、中間分岐フレーム部４０の前部を、アッパーメンバー４０Ｂとロアメンバー４０Ａを結合して閉断面構造として構成し、このうちアッパーメンバー４０Ｂをダッシュパネル５に突き当て接合し、アッパーメンバー４０Ｂが突き当て接合された部分に対応する車室内側に、トンネル部１４の上端角部１５に沿って車体後方側に延びる車室側レインメンバー５３を接合している。
これにより、中間分岐フレーム部４０のアッパーメンバー４０Ｂに対応して、車室内側に、車室側レインメンバー５３が位置することになる。
このため、車室内側の車室側レインメンバー５３に対して、前面衝突荷重を伝達することができ、ダッシュパネル５の強度に関係なく、車室側レインメンバー５３を利用して荷重分散をすることができる。
よって、ダッシュパネル５を補強することなく、より大きな衝突荷重を荷重分散することができる。
【００６１】
また、この実施形態では、車室側レインメンバー５３と中間分岐フレーム部４０とを、トンネル部１４の上端角部１５を挟んで、閉断面（上部閉断面Ｗ１と下部閉断面Ｗ２）を構成するように対応して設けている。
これにより、トンネル部１４の上端角部１５を挟んで車室側レインメンバー５３と中間分岐フレーム部４０との間で閉断面（Ｗ１、Ｗ２）を構成することになり、トンネル部１４の上端角部１５の形状等に関係なく、車体前後方向に延びるフレーム体を、トンネル部１４の上端角部１５に構成することができる。
よって、トンネル部１４の上端角部１５の強度を高めることで、確実に、トンネル部１４に対して前面衝突荷重を伝達することができ、車体の衝突性能を高めることができる。
【００６２】
また、この実施形態では、車室側レインメンバー５３を、トンネル部１４の上端角部１５との間で上部閉断面Ｗ１を構成するように、その上端角部１５との間に空間を有して設置している。
これにより、車室側レインメンバー５３と上端角部１５との間に、上部閉断面Ｗ１を構成することができ、また、車室側レインメンバー５３にも、図１１に示すように前後方向に延びる稜線５３ｆ…を複数形成することができる。
このため、トンネル部１４の上端角部１５の上下位置に、前後方向に延びる二つの閉断面（上部閉断面Ｗ１と下部閉断面Ｗ２）を構成できるため、さらにトンネル部１４の上端角部１５の剛性を高めることができる。また、車室側レインメンバー５３も前後方向剛性を高めることができる。
よって、トンネル部１４の上端角部１５における衝突荷重の伝達性能を高めることができる。
また、車室側レインメンバー５３の上面部５３ａが、高い位置に位置するため、トンネル部１４前端とダッシュパネル５の結合部分の曲面部Ｒを避けて（図９参照）、車室側レインメンバー５３を組付けることもできる。
【００６３】
また、この実施形態では、中間分岐フレーム部４０のロアメンバー４０Ａを、前部を平板部分４２として、後部を途中から隆起して折曲形成したメンバー部４７として構成している。
これにより、ロアメンバー４０Ａが、前部を平板体とすることで前後方向の荷重に対して変形しやすくなり、後部をメンバー体とすることで変形しになる。
このため、前面衝突荷重を受けた際、中間分岐フレーム部４０の前部では折れ曲りが生じやすくなり、衝撃吸収をおこなうことができ、中間分岐フレーム部４０の後部では折れ曲りが生じにくくなり、荷重伝達性能を高めることができる。
よって、中間分岐フレーム部４０で、前述した分岐フレーム部の「カメラの三脚」による効果を得つつも、荷重伝達部材としての機能も得ることができる。
【００６４】
また、この実施形態では、中間分岐フレーム部４０に加えて、フロントサイドフレーム１とフロントピラー１１とを車幅外方側上方に延びて連結する上部分岐フレーム部３０と、フロントサイドフレーム１とサイドシル１３とを車幅外方側下方に延びて連結する下部分岐フレーム部５０とを備えている。
これにより、中間分岐フレーム部４０に加えて、上部分岐フレーム部３０と下部分岐フレーム部５０とにより、フロントサイドフレーム１に作用する衝突荷重を車体後方の剛性部材である、フロントピラー１１と、サイドシル１３にも伝達することができる。
このため、大きな衝突荷重を、車体後方側の剛性部材であるフロントピラー１１、サイドシル１３、それとトンネル部１４の三部材に荷重分散することができる。
よって、フロントサイドフレーム１の位置を中心に、放射状に広がる方向に位置する剛性部材の三部材（１１，１３，１４）を利用して、車体の前面衝突性能をより高めることができる。
特に、本実施形態のように、トンネル部１４の剛性を、中間分岐フレーム部４０のロアメンバー４０Ａと車室側レインメンバー５３とによって高めることによって、三部材（１１，１３，１４）の剛性差がほとんどなくなるため、三部材に均等に荷重分散を行なうことができ、より確実に車体の前面衝突性能を高めることができる。
【００６５】
なお、本実施形態では、中間分岐フレーム部４０をアッパーメンバー４０Ｂとロアメンバー４０Ａの二つの部材で構成するもので説明したが、本発明は、必ずしもこれに限定されるものではなく、中間分岐フレーム部を一部材、又は三部材、四部材で構成するようにしてもよい。
【００６６】
また、本発明では、車室側レインメンバー５３についても、上部閉断面Ｗ１を構成せずに、単にトンネル部１４の上端角部１５を補強するプレート状部材であってもよい。さらに、車室側レインメンバー５３をなくしてもよい。
【００６７】
以上、この発明の構成と、前述の実施形態との対応において、
この発明のセンター側フレーム部材は、実施形態の中間分岐フレーム部４０に対応し、
以下、同様に
クロスメンバーは、後部クロスメンバー７０に対応し、
上側部材は、アッパーメンバー４０Ｂに対応し、
縦方向部材は、車室側レインメンバー５３に対応し、
上部フレーム部材は、上部分岐フレーム部３０に対応し、
下部フレーム部材は、下部分岐フレーム部５０に対応するも、
この発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、あらゆる車体前部構造の実施形態を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】実施形態に係る車体前部構造の全体斜視図。
【図２】右側フロントサイドフレーム近傍を車幅内方側から見た側面図。
【図３】右側フロントサイドフレーム近傍を車幅外方側から見た側面図。
【図４】右側フロントサイドフレーム近傍の正面図。
【図５】右側フロントサイドフレーム近傍の平面図。
【図６】右側フロントサイドフレーム近傍の底面図。
【図７】中間分岐フレーム部の分岐部分近傍を車幅内方側から見た上方斜視図。
【図８】中間分岐フレーム部の分岐部分近傍を車幅内方側から見た下方傾斜図。
【図９】車室内方から前方に向ってダッシュパネルの車室側面（後方側面）を見た上方斜視図。
【図１０】中間分岐フレームを構成するメンバー部材単品の組立説明図。
【図１１】図９のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図１２】車室内後方のトンネル部後端近傍を上方から見た平面図。
【図１３】図１２のＢ−Ｂ線矢視断面図。
【符号の説明】
【００６９】
１…フロントサイドフレーム
１１…フロントピラー
１３…サイドシル
１４…トンネル部
１５…トンネル部の上端角部
３０…上部分岐フレーム部
４０…中間分岐フレーム部
４０Ａ…ロアメンバー
４０Ｂ…アッパーメンバー
５０…下部分岐フレーム部
５３…車室側レインメンバー
７０…後部クロスメンバー
【技術分野】
【０００１】
この発明は、左右一対のフロントサイドフレームを備えた車体前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車の車体前部構造において、前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームを設け、このフロントサイドフレームで前面衝突の際の衝撃を受けて、その荷重を適切に車体後方側部材（ルーフパネル等）に伝達することが知られている。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１や特許文献２では、大きな前面衝突荷重をフロントサイドフレームで受けて、この衝突荷重をフロントピラーからルーフパネル側に分散伝達できるように、フロントサイドフレーム中間部とフロントピラー等とを、略上下方向延びる連結フレームで連結し、この連結フレームを介してフロントサイドフレームに作用する前面衝突荷重をフロントピラー側に分散伝達するものが提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１８２６３３号公報
【特許文献２】特開２００６−２１５９０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、前面衝突時には、大きな衝突荷重がフロントサイドフレームに作用するため、できるだけ多くの車体後方側部材を利用して、フロントサイドフレームの衝突荷重を分散することが求められる。
【０００５】
この点、前述の特許文献１及び特許文献２では、フロントサイドフレームに作用する荷重をフロントピラーに伝達する点が開示されているものの、その他の部材に衝突荷重を伝達する構造については何ら開示されておらず、さらに大きな衝突荷重を受けた場合には、適切な荷重分散ができないおそれがあった。
【０００６】
そこで、本発明は、車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームを備えた車体前部構造において、より大きな前面衝突荷重が作用した場合でも、適切に荷重分散することができる車体前部構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の車体前部構造は、車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームと、該フロントサイドフレームの後方でエンジンルームと車室とを仕切るように設けたダッシュパネルとを備えた車体前部構造であって、前記ダッシュパネル及び車室のフロアパネルの車幅中央で、上方に隆起するように形成された車体前後方向に延びるトンネル部と、前記フロントサイドフレームに前端部が結合されて、途中で車幅内方側に屈曲し、後部が前記トンネル部の車室外側で該トンネル部の上端角部との間で閉断面を構成するように車体後方側に延びるセンター側フレーム部材とを備えたものである。
上記構成によれば、センター側フレーム部材によって、フロントサイドフレームとトンネル部が連結され、特にセンター側フレーム部材の後部ではトンネル部の上端角部との間で閉断面が構成されることになる。
このため、フロントサイドフレームに作用する大きな前面衝突荷重を、剛性部材であるトンネル部に確実に伝達することができ、トンネル部に対して荷重分散することができる。
なお、センター側フレーム部材は、できるだけトンネル部と共に車体後方側まで延びるように設置するのが望ましい。トンネル部全体にわたり荷重を分散できるからである。
【０００８】
この発明の一実施態様においては、前記センター側フレーム部材の後端を、車幅方向に延びるクロスメンバーに結合したものである。
上記構成によれば、センター側フレーム部材の後端が、クロスメンバーに結合されることで、車幅方向に延びるクロスメンバーにも荷重を伝達することができる。
よって、車体後部の車体剛性部材であるクロスメンバーも利用して、確実に前面衝突荷重を支持できる。
【０００９】
この発明の一実施態様においては、前記センター側フレーム部材の前部を、二つの部材を結合して閉断面構造として構成し、該二つの部材のうち上側に位置する上側部材を前記ダッシュパネルに突き当て接合し、該上側部材が突き当て接合された部分に対応する車室内側に、前記トンネル部の上端角部に沿って車体後方側に延びる縦方向部材を接合したものである。
上記構成によれば、センター側フレーム部材の上側部材に対応するように、車室内側に、縦方向部材が位置することになる。
このため、車室内側の縦方向部材に対して、前面衝突荷重を伝達することができ、ダッシュパネルの強度に関係なく、縦方向部材を利用して荷重分散をすることができる。
よって、ダッシュパネルを補強することなく、より大きな衝突荷重を荷重分散することができる。
【００１０】
この発明の一実施態様においては、前記縦方向部材と前記センター側フレーム部材とを、前記トンネル部の上端角部を挟んで閉断面を構成するように対応して設けたものである。
上記構成によれば、トンネル部の上端角部を挟んで縦方向部材とセンター側フレーム部材とで閉断面を構成することになる。
このため、トンネル部の上端角部の形状等に関係なく、車体前後方向に延びる閉断面のフレーム体をトンネル部の上端角部に構成することができる。
よって、トンネル部の上端角部の強度等を考慮することなく、トンネル部に対して前面衝突荷重を伝達することができ、車体の衝突性能を高めることができる。
【００１１】
この発明の一実施態様においては、前記縦方向部材を、前記トンネル部の上端角部との間で閉断面を構成するように該上端角部との間に空間を有して設置したものである。
上記構成によれば、縦方向部材と上端角部との間にも、閉断面を構成することができ、また、縦方向部材にも前後方向に延びる稜線を複数形成することができる。
このため、トンネル部の上端角部の上下位置に前後方向に延びる二つの閉断面を構成できるため、さらにトンネル部の上端角部の剛性を高めることができる。また、縦方向部材も前後方向剛性を高めることができる。
よって、トンネル部の上端角部における衝突荷重の伝達性能を高めることができる。さらに、トンネル部前端のダッシュパネルとの結合部を大きな曲率の曲面で形成した場合でも、縦方向部材との干渉を防ぐことができる。
【００１２】
この発明の一実施態様においては、前記センター側フレーム部材の前部の閉断面を構成する二つの部材のうち、一つの部材を、前部を平板体として、後部を途中から隆起して折曲形成したメンバー体として構成したものである。
上記構成によれば、センター側フレーム部材を構成する部材を、前部を平板体とすることで前後方向の荷重に対して変形しやすくでき、後部をメンバー体とすることで変形しにくくすることができる。
このため、前面衝突荷重を受けた際、センター側フレーム部材の前部では折れ曲りが生じやすくなり、衝撃吸収をおこなうことができ、センター側フレーム部材の後部では折れ曲りが生じにくくなり、荷重伝達性能を高めることができる。
よって、センター側フレーム部材を構成する部材が、一つの部材によって複数の機能を得ることができ、センター側フレーム部材の機能を高めることができる。
【００１３】
この発明の一実施態様においては、前記センター側フレーム部材に加えて、前記フロントサイドフレームとフロントピラーとを車幅外方側上方に延びて連結する上部フレーム部材と、該フロントサイドフレームとサイドシルとを車幅外方側下方に延びて連結する下部フレーム部材とを備えたものである。
上記構成によれば、センター側フレーム部材に加えて、さらに、上部フレーム部材と下部フレーム部材とにより、フロントサイドフレームに作用する衝突荷重を、車体後方の剛性部材である、フロントピラーとサイドシルに対して伝達することができる。
このため、大きな衝突荷重を、車体後方側の剛性部材であるフロントピラー、サイドシル、それとトンネル部の三部材に荷重分散することができる。
よって、フロントサイドフレーム位置を中心に放射状に広がる方向に位置する三部材を利用して、車体の前面衝突性能をより高めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、フロントサイドフレームに作用する大きな前面衝突荷重を、剛性部材であるトンネル部に確実に伝達することができ、トンネル部に対して荷重分散することができる。
よって、車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームを備えた車体前部構造において、より大きな前面衝突荷重が作用した場合でも、適切に荷重分散することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態について、以下、図面に基づいて詳述する。
まず、図１〜図６により本発明の実施形態に係る車体前部構造の全体構造について説明する。図１は車体前部構造の全体斜視図である。図２は右側フロントサイドフレーム近傍を車幅内方側から見た側面図、図３は右側フロントサイドフレーム近傍を車幅外方側から見た側面図、図４は右側フロントサイドフレーム近傍の正面図、図５は右側フロントサイドフレーム近傍の平面図、図６は右側フロントサイドフレーム近傍の底面図である。なお、図３のボディサイドパネルはアウタパネルを取り除いた状態としている。
【００１６】
図１に示すように、車体前部構造ＢＦは、左右一対の車体前後方向に延びるフロントサイドフレーム１，１と、そのフロントサイドフレーム１，１の前端部を車幅方向に延びて連結するバンパーフレーム２と、そのフロントサイドフレーム１，１の中間部外側側方で略上下方向に立設するサスタワー３，３と、そのサスタワー３，３の上端外側側方で車体前後方向に延びるエプロンレイン４，４と、フロントサイドフレーム１，１の後方で車幅方向且つ上下方向に広がってエンジンルームＥＲと車室ＣＢとを仕切るダッシュパネル５と、ダッシュパネル５の上端で車幅方向に延びるカウルボックス６と、そのカウルボックス６の側端に連結されて車室側壁をなすボディサイドパネル７と、ダッシュパネル５下端から車体後方に略水平方向に広がるフロアパネル８と、を備えている。
【００１７】
また、フロントサイドフレーム１，１の下方には、前輪のフロントサスペンション装置（図示せず）を支持する略井型形状のサスペンションフレーム９を設置しており、ラバーマウント１０，１０等を介して、フロントサイドフレーム１及びフロアパネル８に締結固定している。
【００１８】
さらに、前述のボディサイドパネル７は、カウルボックス６の連結位置より上方に位置するフロントピラー１１と、カウルボックス６の連結位置より下方に位置して上下方向に延びるドアヒンジピラー１２と、ドアヒンジピラー１２下端から車体後方側に延びてフロアパネル８側方に位置するサイドシル１３と、を備えている。
【００１９】
前述のフロントサイドフレーム１，１は、図２に示すように、前部で車体前後方向に延びるメインフレーム部２０と、後方側で三方に分岐する分岐フレーム部３０，４０，５０とを備えている。
【００２０】
このうち、分岐フレーム部は、上部分岐フレーム部３０と、中間分岐フレーム部４０と、下部分岐フレーム部５０の、計三本で構成しており、図２に示すように、各後端部３１，４１，５１を、車幅外方側上方に位置するフロントピラー１１、車幅内方側に位置するトンネル部１４、車幅外方側下方に位置するサイドシル１３、にそれぞれ連結固定している。
【００２１】
具体的には、図４に示すように、上部分岐フレーム部３０が車幅外方側上方に湾曲してフロントピラー１１の下部１１ａに連結されており、中間分岐フレーム部４０が車幅内方側に湾曲してトンネル部１４の前端上部角部１４ａに連結されており、さらに、下部分岐フレーム部５０が車幅外方側下方に湾曲してサイドシル１３の前端１３ａに連結されている。
【００２２】
このように構成することにより、各分岐フレーム部３０，４０，５０は、図４に示すように、正面視でメインフレーム部２０の位置を中心として約１２０°間隔で放射状に延びることになり、車体前方から作用する衝突荷重を、略均等に車体後方側の各剛性部材（１１，１３，１４）に伝達することができる。
【００２３】
また、図５に示すように、この各分岐フレーム部３０，４０，５０の分岐点Ｘは、ダッシュパネル５から所定量前方に離間した位置に設定しており、この分岐点Ｘからダッシュパネル５との間に所定の変形空間Ｓを形成している。
【００２４】
すなわち、各分岐フレーム部３０，４０，５０を、ちょうど「カメラの三脚」のように分岐させることで、ダッシュパネル５との間に変形空間Ｓを形成して、前面衝突の際に、この分岐点Ｘを車体後方に後退変形させることで、この各分岐フレーム部３０，４０，５０でも衝突荷重を吸収させるようにしているのである。
【００２５】
また、各分岐フレーム部３０，４０，５０の形状を、図２、図３、図５及び図６に示すように、一旦後方側に延びた後、それぞれの連結方向に湾曲するように形成している。これにより、この湾曲位置で折れ曲り変形が生じ易くなっている。さらに、図４に示すように、各分岐フレーム部３０，４０，５０の閉断面を構成する平板部分３２，４２，５２を、湾曲位置の内方側に設定している。これにより、さらにこの湾曲位置で、各分岐フレーム部３０，４０，５０を折れ曲りやすくしている。
【００２６】
なお、上部分岐フレーム部３０については、後部に丸形パイプ３３を固定しており、この部位における変形をできるだけ抑えて、車体前方からの衝突荷重を確実にフロントピラー１１に伝達できるように構成している。
【００２７】
次に、本実施形態の特徴部分である中間分岐フレーム部４０の構造について、図７〜図１３でより詳細に説明する。図７は中間分岐フレーム部の分岐部分近傍を車幅内方側から見た上方斜視図、図８はその中間分岐フレーム部の分岐部分近傍を車幅内方側から見た下方傾斜図、図９は車室内方から前方に向ってダッシュパネルの車室側面（後方側面）を見た上方斜視図、図１０は中間分岐フレームを構成するメンバー部材単品の組立説明図、図１１は図９のＡ−Ａ線矢視断面図、図１２は車室内後方のトンネル部後端近傍を上方から見た平面図、図１３は図１２のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【００２８】
この実施形態の中間分岐フレーム部４０は、図７に示すように、前端部４０ａがサスペンションフレーム９を締結固定するサスフレーム取付けボルト６１によって、フロントサイドフレーム１に連結され、中間部４０ｂが車幅内方側に屈曲して車幅中央に形成されるトンネル部１４まで延設され、その後部４０ｃがトンネル部１４の上端角部１５（図９参照）の下方位置（車室外方）に、この上端角部１５に沿って車体前後方向に延びるように設置されている。
【００２９】
この中間分岐フレーム部４０は、図１０に示すように、ロアメンバー４０Ａとアッパーメンバー４０Ｂの二つのメンバー部材を接合することによって構成している。
【００３０】
具体的には、車幅外方側及び上方側に位置するアッパーメンバー４０Ｂと、車幅内方側及び下方側に位置するロアメンバー４０Ａとを、矢印で示すように上下方向に重ね合わせて接合フランジ等で接合することで、閉断面を構成するフレーム部材として構成している。
【００３１】
このうち、アッパーメンバー４０Ｂは、前部を断面略ハット形状に形成して嵌込み部４３としている。また、中間部を車幅内方側に屈曲させると共に嵌込み部４３の突出量を徐々に小さくなるように形成している。そして、後部を断面逆Ｌ字形状に形成しメンバー部４４として構成している。また、メンバー部４４の後端に上方及び側方に折曲形成した接合フランジ４５，４５を設けている。
【００３２】
一方、ロアメンバー４０Ａは、前部を平板部分４２として構成し、中間部を車幅内方側に屈曲させると共に、その中央位置に車幅内方側に徐々に隆起する隆起部４６を形成している。また、この隆起部４６は、後部で徐々に大きくなり断面略階段状に形成したメンバー部４７として構成している。そして、このメンバー部４７は一旦下方に傾斜して、その下端から車体後方側に延びるように形成している。
【００３３】
このアッパーメンバー４０Ｂとロアメンバー４０Ａは、前側部分において上部と下部で縦方向に延びる接合フランジ４８ａ、４８ｂで接合されて（接合点×印）、中間位置から後側部分にかけて、上部の接合フランジ４８ａのみが横方向に倒れる横方向フランジ４８ｃとなるように形成される。
【００３４】
このように、上部の接合フランジ４８ａが途中で横方向に倒れる横方向フランジ４８ｃとしているのは、ロアメンバー４０Ａの後部をトンネル部１４下方に潜り込ませつつも、アッパーメンバー４０Ｂにフロントサイドフレーム１に連結する嵌込み部４３を形成しているからである。
【００３５】
また、この中間分岐フレーム部４０では、フレームの閉断面空間を主に構成するメンバー部材を、アッパーメンバー４０Ｂから徐々にロアメンバー４０Ａとなるように形成している。これは、閉断面空間を構成するメンバー部材を急激に変化させると、この変化部分に応力集中するおそれがあるからである。
【００３６】
さらに、ロアメンバー４０Ａでは、平板部分４２から徐々に隆起する隆起部４６を形成し、その後方のメンバー部４７につながるように形成している。これは、中間分岐フレーム部４０の前部では、折り曲げ変形しやすくして、後部では剛性を高めることで荷重伝達性能を高めるためである。
【００３７】
このように、中間分岐フレーム部４０は、異形のメンバー部材のアッパーメンバー４０Ｂとロアメンバー４０Ａとを組合せて接合することで、フロントサイドフレーム１からトンネル部１４に衝突荷重を伝達する伝達部材として機能している。
【００３８】
この中間分岐フレーム部４０のうち、ロアメンバー４０Ａは、図８に示すように、ダッシュパネル５位置よりも車体後方側に延びるように設置しており、トンネル部１４の車室外方側（下方側）でトンネル部１４に沿って前後方向に車体後方側に延びるように設置している。
【００３９】
一方、アッパーメンバー４０Ｂは、図７に示すように、後端の接合フランジ４５，４５をダッシュパネル５に突き当て接合することで、ダッシュパネル５より前側位置にのみ設置している。このため、ロアメンバー４０Ａは、ダッシュパネル５より後方位置では、トンネル部１４との間で閉断面を構成している。
【００４０】
図９に示すように、このアッパーメンバー４０Ｂの突き当て接合位置に対応するダッシュパネル５の車室ＣＢ側位置には、車室側レインメンバー５３を設けている。この車室側レインメンバー５３は、断面略ハット状のメンバー体で構成しており、トンネル部１４の上端角部１５に沿って車体前後方向に延びるように設置している（図９では便宜上右側のみを開示）。
【００４１】
この車室側レインメンバー５３の前端には、ダッシュパネル５に突き当て接合する上部フランジ５４と外部フランジ５５に設けている。また、車幅内方側には、トンネル部１４前端とダッシュパネル５の結合部分における大きな曲率の曲面部Ｒを避けるため、円弧状に形成した湾曲部５６を設けている。
【００４２】
この車室側レインメンバー５３は、この上面部５３ａに複数の取付け穴５７…を穿設している。この取付け穴５７…は、例えば、エアバッグセンサー、電気ハーネス、インパネブラケット、チェンジレバー、センターコンソール、パーキングレバー、パーキングケーブル（全て図示せず）などを取付けるために穿設している。
【００４３】
この車室側レインメンバー５３は、図１１に示すように、トンネル部１４の上端角部１５の上方（車室内方側）に位置するように設置され、上部接合フランジ５３ｂをトンネル部１４の上壁面１４Ａに、下部接合フランジ５３ｃをトンネル部１４の側壁面１４Ｂに、それぞれ接合するように構成している。
【００４４】
そして、上面部５３ａがトンネル部１４の上壁面１４Ａより上方位置に突出するように、内側面部５３ｄと外側面部５３ｅを上方に延びるように設けている。このため、上面部５３ａの取付け穴５７内側にウェルドナットＮを設置することが可能となり、ボルト部材Ｍで所定の取付け部材（図示せず）を締結固定できるように構成している。
【００４５】
また、トンネル部１４の上端角部１５の下方には、車室側レインメンバー５３に対応するように、中間分岐フレーム部４０のロアメンバー４０Ａを接合固定している。このロアメンバー４０Ａの上部接合フランジ４０Ａｂをトンネル部１４の上壁面１４Ａに接合して、下部接合フランジ４０Ａｃをトンネル部１４の側壁面１４Ｂに接合することで、ロアメンバー４０Ａをトンネル部１４の車室外方側に接合している。
【００４６】
このように、車室側レインメンバー５３とロアメンバー４０Ａをトンネル部１４に接合することで、車室側レインメンバー５３とトンネル部１４で上部閉断面Ｗ１を構成し、トンネル部１４とロアメンバー４０Ａとで下部閉断面Ｗ２を構成している。
【００４７】
また、接合フランジの接合位置を一致させることで、車室側レインメンバー５３とロアメンバー４０Ａによっても、見かけ上、上部閉断面Ｗ１と下部閉断面Ｗ２とを合算した大きな閉断面を有する一本のフレーム部材を構成していることと同様となる。本実施形態では、特に、トンネル部１４の板厚ｔ１よりも、車室側レインメンバー５３の板厚ｔ２やロアメンバー４０Ａの板厚ｔ３を大きくしているため、この一本のフレーム部材化を顕著に達成することができる。
【００４８】
このため、トンネル部１４の上端角部１５には、強固な閉断面部（Ｗ１，Ｗ２）が構成されることになり、トンネル部１４の上端角部１５の剛性を高めることができる。
【００４９】
よって、トンネル部１４において、フロントサイドフレーム１からの衝突荷重を適切に分散支持することができる。
【００５０】
図１２及び図１３は、トンネル部１４の後端部分の平面図と断面図である（図１２では、便宜上、車室側レインメンバー５３を取り外している）。これらの図に示すように、中間分岐フレーム部４０（ロアメンバー４０Ａ）後端は、車幅方向に延びる後部クロスメンバー７０に接合するように構成している。
【００５１】
この後部クロスメンバー７０は、トンネル部１４後方でフロアパネル８を上方に隆起したフロアピックアップ部８１の下方位置で、車幅方向に延びて左右のサイドシルを繋ぐように設置している。そして、この後部クロスメンバー７０は、フロアパネル８下面に接合される断面略ハット形状のメンバー体で構成している。
【００５２】
この後部クロスメンバー７０の前側縦面７０ａに対して、ロアメンバー４０Ａの後端の後部フランジ４９を接合することで、ロアメンバー４０Ａを後部クロスメンバー７０に接合している。
【００５３】
なお、図１３に示すように、車室側レインメンバー５３についても、その後端の接合フランジ５８を、フロアピックアップ部８１に接合することで、後部クロスメンバー７０の閉断面Ｗ３に対して接合している。
【００５４】
このように、この実施形態では、ロアメンバー４０Ａ及び車室側レインメンバー５３を、後部クロスメンバー７０等に接合することにより、フロントサイドフレーム１から作用する衝突荷重を、ロアメンバー４０Ａ、車室側レインメンバー５３を介して、後部クロスメンバー７０にも伝達している。
【００５５】
このため、前面衝突荷重の荷重分散を、車体の後方部材（７０）も利用してより効果的に行なうことができる。特に車幅方向に延びる後部クロスメンバー７０で荷重を支持することで、大きな衝突荷重であっても、確実に支持することができる。
【００５６】
また、この実施形態では、図１２に示すように、ロアメンバー４０Ａの下部接合フランジ４０Ａｃに一致するように、中央クロスメンバー７１の内側フランジ７１ａを接合している。
【００５７】
このため、ロアメンバー４０Ａに作用する前面衝突荷重を、中央クロスメンバー７０にも伝達することができ、より荷重分散を図ることができる。
【００５８】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
この実施形態の車体前部構造は、ダッシュパネル５及び車室のフロアパネル８の車幅中央で、上方に隆起するように形成された車体前後方向に延びるトンネル部１４と、フロントサイドフレーム１に前端部が結合されて、途中で車幅内方側に屈曲し、後部がトンネル部１４の車室外側でそのトンネル部１４の上端角部１５との間で下部閉断面Ｗ２（図１１参照）を構成するように車体後方側に延びる中間分岐フレーム部４０（４０Ａ）とを備えている。
これにより、中間分岐フレーム部４０で、フロントサイドフレーム１とトンネル部１４が連結され、特に中間分岐フレーム部４０の後部では、トンネル部１４の上端角部１５との間で下部閉断面Ｗ２を構成することになる。
このため、フロントサイドフレーム１に作用する大きな前面衝突荷重を、車体の剛性部材であるトンネル部１４に確実に伝達することができ、トンネル部１４に対して荷重分散することができる。
よって、車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム１、１を備えた車体前部構造において、より大きな前面衝突荷重が作用した場合でも、適切に荷重分散することができる。
特に、本実施形態の場合には、トンネル部１４の上端角部１５に下部閉断面Ｗ２を構成して、この下部閉断面Ｗ２に荷重を伝達するように構成しているため、例えば、前面オフセット衝突の際に、オフセット荷重が入力された場合でも、従来の車体構造のように、トンネル部の上端角部の稜線自体が、開放断面となっていないため、傾斜して作用するオフセット荷重でも確実に支持できるといった効果が得られる。
【００５９】
また、この実施形態では、中間分岐フレーム部４０の後端を、車幅方向に延びる後部クロスメンバー７０に結合している。
これにより、車幅方向に延びる後部クロスメンバー７０にも衝突荷重を伝達することができる。
よって、車体後部の車体剛性部材である後部クロスメンバー７０も利用して、確実に前面衝突荷重を支持できる。
【００６０】
また、この実施形態では、中間分岐フレーム部４０の前部を、アッパーメンバー４０Ｂとロアメンバー４０Ａを結合して閉断面構造として構成し、このうちアッパーメンバー４０Ｂをダッシュパネル５に突き当て接合し、アッパーメンバー４０Ｂが突き当て接合された部分に対応する車室内側に、トンネル部１４の上端角部１５に沿って車体後方側に延びる車室側レインメンバー５３を接合している。
これにより、中間分岐フレーム部４０のアッパーメンバー４０Ｂに対応して、車室内側に、車室側レインメンバー５３が位置することになる。
このため、車室内側の車室側レインメンバー５３に対して、前面衝突荷重を伝達することができ、ダッシュパネル５の強度に関係なく、車室側レインメンバー５３を利用して荷重分散をすることができる。
よって、ダッシュパネル５を補強することなく、より大きな衝突荷重を荷重分散することができる。
【００６１】
また、この実施形態では、車室側レインメンバー５３と中間分岐フレーム部４０とを、トンネル部１４の上端角部１５を挟んで、閉断面（上部閉断面Ｗ１と下部閉断面Ｗ２）を構成するように対応して設けている。
これにより、トンネル部１４の上端角部１５を挟んで車室側レインメンバー５３と中間分岐フレーム部４０との間で閉断面（Ｗ１、Ｗ２）を構成することになり、トンネル部１４の上端角部１５の形状等に関係なく、車体前後方向に延びるフレーム体を、トンネル部１４の上端角部１５に構成することができる。
よって、トンネル部１４の上端角部１５の強度を高めることで、確実に、トンネル部１４に対して前面衝突荷重を伝達することができ、車体の衝突性能を高めることができる。
【００６２】
また、この実施形態では、車室側レインメンバー５３を、トンネル部１４の上端角部１５との間で上部閉断面Ｗ１を構成するように、その上端角部１５との間に空間を有して設置している。
これにより、車室側レインメンバー５３と上端角部１５との間に、上部閉断面Ｗ１を構成することができ、また、車室側レインメンバー５３にも、図１１に示すように前後方向に延びる稜線５３ｆ…を複数形成することができる。
このため、トンネル部１４の上端角部１５の上下位置に、前後方向に延びる二つの閉断面（上部閉断面Ｗ１と下部閉断面Ｗ２）を構成できるため、さらにトンネル部１４の上端角部１５の剛性を高めることができる。また、車室側レインメンバー５３も前後方向剛性を高めることができる。
よって、トンネル部１４の上端角部１５における衝突荷重の伝達性能を高めることができる。
また、車室側レインメンバー５３の上面部５３ａが、高い位置に位置するため、トンネル部１４前端とダッシュパネル５の結合部分の曲面部Ｒを避けて（図９参照）、車室側レインメンバー５３を組付けることもできる。
【００６３】
また、この実施形態では、中間分岐フレーム部４０のロアメンバー４０Ａを、前部を平板部分４２として、後部を途中から隆起して折曲形成したメンバー部４７として構成している。
これにより、ロアメンバー４０Ａが、前部を平板体とすることで前後方向の荷重に対して変形しやすくなり、後部をメンバー体とすることで変形しになる。
このため、前面衝突荷重を受けた際、中間分岐フレーム部４０の前部では折れ曲りが生じやすくなり、衝撃吸収をおこなうことができ、中間分岐フレーム部４０の後部では折れ曲りが生じにくくなり、荷重伝達性能を高めることができる。
よって、中間分岐フレーム部４０で、前述した分岐フレーム部の「カメラの三脚」による効果を得つつも、荷重伝達部材としての機能も得ることができる。
【００６４】
また、この実施形態では、中間分岐フレーム部４０に加えて、フロントサイドフレーム１とフロントピラー１１とを車幅外方側上方に延びて連結する上部分岐フレーム部３０と、フロントサイドフレーム１とサイドシル１３とを車幅外方側下方に延びて連結する下部分岐フレーム部５０とを備えている。
これにより、中間分岐フレーム部４０に加えて、上部分岐フレーム部３０と下部分岐フレーム部５０とにより、フロントサイドフレーム１に作用する衝突荷重を車体後方の剛性部材である、フロントピラー１１と、サイドシル１３にも伝達することができる。
このため、大きな衝突荷重を、車体後方側の剛性部材であるフロントピラー１１、サイドシル１３、それとトンネル部１４の三部材に荷重分散することができる。
よって、フロントサイドフレーム１の位置を中心に、放射状に広がる方向に位置する剛性部材の三部材（１１，１３，１４）を利用して、車体の前面衝突性能をより高めることができる。
特に、本実施形態のように、トンネル部１４の剛性を、中間分岐フレーム部４０のロアメンバー４０Ａと車室側レインメンバー５３とによって高めることによって、三部材（１１，１３，１４）の剛性差がほとんどなくなるため、三部材に均等に荷重分散を行なうことができ、より確実に車体の前面衝突性能を高めることができる。
【００６５】
なお、本実施形態では、中間分岐フレーム部４０をアッパーメンバー４０Ｂとロアメンバー４０Ａの二つの部材で構成するもので説明したが、本発明は、必ずしもこれに限定されるものではなく、中間分岐フレーム部を一部材、又は三部材、四部材で構成するようにしてもよい。
【００６６】
また、本発明では、車室側レインメンバー５３についても、上部閉断面Ｗ１を構成せずに、単にトンネル部１４の上端角部１５を補強するプレート状部材であってもよい。さらに、車室側レインメンバー５３をなくしてもよい。
【００６７】
以上、この発明の構成と、前述の実施形態との対応において、
この発明のセンター側フレーム部材は、実施形態の中間分岐フレーム部４０に対応し、
以下、同様に
クロスメンバーは、後部クロスメンバー７０に対応し、
上側部材は、アッパーメンバー４０Ｂに対応し、
縦方向部材は、車室側レインメンバー５３に対応し、
上部フレーム部材は、上部分岐フレーム部３０に対応し、
下部フレーム部材は、下部分岐フレーム部５０に対応するも、
この発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、あらゆる車体前部構造の実施形態を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】実施形態に係る車体前部構造の全体斜視図。
【図２】右側フロントサイドフレーム近傍を車幅内方側から見た側面図。
【図３】右側フロントサイドフレーム近傍を車幅外方側から見た側面図。
【図４】右側フロントサイドフレーム近傍の正面図。
【図５】右側フロントサイドフレーム近傍の平面図。
【図６】右側フロントサイドフレーム近傍の底面図。
【図７】中間分岐フレーム部の分岐部分近傍を車幅内方側から見た上方斜視図。
【図８】中間分岐フレーム部の分岐部分近傍を車幅内方側から見た下方傾斜図。
【図９】車室内方から前方に向ってダッシュパネルの車室側面（後方側面）を見た上方斜視図。
【図１０】中間分岐フレームを構成するメンバー部材単品の組立説明図。
【図１１】図９のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図１２】車室内後方のトンネル部後端近傍を上方から見た平面図。
【図１３】図１２のＢ−Ｂ線矢視断面図。
【符号の説明】
【００６９】
１…フロントサイドフレーム
１１…フロントピラー
１３…サイドシル
１４…トンネル部
１５…トンネル部の上端角部
３０…上部分岐フレーム部
４０…中間分岐フレーム部
４０Ａ…ロアメンバー
４０Ｂ…アッパーメンバー
５０…下部分岐フレーム部
５３…車室側レインメンバー
７０…後部クロスメンバー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームと、該フロントサイドフレームの後方でエンジンルームと車室とを仕切るように設けたダッシュパネルとを備えた車体前部構造であって、
前記ダッシュパネル及び車室のフロアパネルの車幅中央で、上方に隆起するように形成された車体前後方向に延びるトンネル部と、
前記フロントサイドフレームに前端部が結合されて、途中で車幅内方側に屈曲し、後部が前記トンネル部の車室外側で該トンネル部の上端角部との間で閉断面を構成するように車体後方側に延びるセンター側フレーム部材とを備えた
車体前部構造。
【請求項２】
前記センター側フレーム部材の後端を、車幅方向に延びるクロスメンバーに結合した
請求項１記載の車体前部構造。
【請求項３】
前記センター側フレーム部材の前部を、二つの部材を結合して閉断面構造として構成し、
該二つの部材のうち上側に位置する上側部材を前記ダッシュパネルに突き当て接合し、
該上側部材が突き当て接合された部分に対応する車室内側に、前記トンネル部の上端角部に沿って車体後方側に延びる縦方向部材を接合した
請求項１又は２記載の車体前部構造。
【請求項４】
前記縦方向部材と前記センター側フレーム部材とを、前記トンネル部の上端角部を挟んで閉断面を構成するように対応して設けた
請求項３記載の車体前部構造。
【請求項５】
前記縦方向部材を、前記トンネル部の上端角部との間で閉断面を構成するように該上端角部との間に空間を有して設置した
請求項３又は４記載の車体前部構造。
【請求項６】
前記センター側フレーム部材の前部の閉断面を構成する二つの部材のうち、一つの部材を、前部を平板体として、後部を途中から隆起して折曲形成したメンバー体として構成した
請求項３〜５いずれか記載の車体前部構造。
【請求項７】
前記センター側フレーム部材に加えて、
前記フロントサイドフレームとフロントピラーとを車幅外方側上方に延びて連結する上部フレーム部材と、
該フロントサイドフレームとサイドシルとを車幅外方側下方に延びて連結する下部フレーム部材とを備えた
請求項１〜６いずれか記載の車体前部構造。
【請求項１】
車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームと、該フロントサイドフレームの後方でエンジンルームと車室とを仕切るように設けたダッシュパネルとを備えた車体前部構造であって、
前記ダッシュパネル及び車室のフロアパネルの車幅中央で、上方に隆起するように形成された車体前後方向に延びるトンネル部と、
前記フロントサイドフレームに前端部が結合されて、途中で車幅内方側に屈曲し、後部が前記トンネル部の車室外側で該トンネル部の上端角部との間で閉断面を構成するように車体後方側に延びるセンター側フレーム部材とを備えた
車体前部構造。
【請求項２】
前記センター側フレーム部材の後端を、車幅方向に延びるクロスメンバーに結合した
請求項１記載の車体前部構造。
【請求項３】
前記センター側フレーム部材の前部を、二つの部材を結合して閉断面構造として構成し、
該二つの部材のうち上側に位置する上側部材を前記ダッシュパネルに突き当て接合し、
該上側部材が突き当て接合された部分に対応する車室内側に、前記トンネル部の上端角部に沿って車体後方側に延びる縦方向部材を接合した
請求項１又は２記載の車体前部構造。
【請求項４】
前記縦方向部材と前記センター側フレーム部材とを、前記トンネル部の上端角部を挟んで閉断面を構成するように対応して設けた
請求項３記載の車体前部構造。
【請求項５】
前記縦方向部材を、前記トンネル部の上端角部との間で閉断面を構成するように該上端角部との間に空間を有して設置した
請求項３又は４記載の車体前部構造。
【請求項６】
前記センター側フレーム部材の前部の閉断面を構成する二つの部材のうち、一つの部材を、前部を平板体として、後部を途中から隆起して折曲形成したメンバー体として構成した
請求項３〜５いずれか記載の車体前部構造。
【請求項７】
前記センター側フレーム部材に加えて、
前記フロントサイドフレームとフロントピラーとを車幅外方側上方に延びて連結する上部フレーム部材と、
該フロントサイドフレームとサイドシルとを車幅外方側下方に延びて連結する下部フレーム部材とを備えた
請求項１〜６いずれか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２００８−２２２１８５（Ｐ２００８−２２２１８５Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６７７５８（Ｐ２００７−６７７５８）
【出願日】平成１９年３月１６日（２００７．３．１６）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１６日（２００７．３．１６）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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