JP2014133520A - 車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】自車両のフロントサイドフレームの大幅な剛性低下を招くことなく、小型の相手車両と車幅方向にオフセットして接触した場合でも自車両から相手車両に与える衝撃を緩和できる車体前部構造を提供する。
【解決手段】フロアフレームから車体前方に延出する左右一対のフロントサイドフレーム５と、後縁部がフロアフレームに接続されるとともに、前縁部がフロントサイドフレーム５の各下方に配置されて、各フロントサイドフレーム５の前縁部に結合されるサブフレーム７を設ける。サブフレーム７の前方に相手車両のホイールから衝撃荷重を受ける荷重伝達ビーム１７を設け、フロントサイドフレーム５の中途部の下面には窪み部１８を設ける。
【選択図】図８

Description

この発明は、車体前方側から入力される衝撃荷重を吸収する機能を備えた車体前部構造に関するものである。

車両の前部車体構造として、車体前方側からの衝撃荷重の入力時に、フロアフレーム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をアコーディオン状に座屈させ、それにより、入力される衝撃荷重を吸収するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１，２参照。）。

特許文献１に記載の前部車体構造は、車体前部左右のフロントサイドフレームに、車体前方側からの衝撃荷重の入力時に、当該フロントサイドフレームを車幅方向に複数段に屈曲されるための座屈誘導部（折曲予定部）が設けられるとともに、フロントサイドフレームの付根部側に上下方向の変位を規制するための補強部材が設けられている。

また、特許文献２に記載の前部車体構造は、車体前部左右のフロントサイドフレームの下方に、エンジンやサスペンション部品を支持するためのサブフレームが配置され、サブフレームの左右の前縁部が、その前端部の鉛直上方に延出する直立部を介して対応するフロントサイドフレームの前縁部の下面に結合されている。各直立部は、前端部側のみでフロントサイドフレームに結合されており、車体前方側からの衝撃荷重の入力時には、上部前端側を支点として回動しつつ、フロントサイドフレームの座屈を許容する。

ところで、上記の前部車体構造のフロントサイドフレームは、いずれも衝撃荷重の入力時に自車両の衝撃緩和を主な目的として設計されているが、自車両がＳＵＶ（スポーツ・ユーティリティ・ビークル）やＲＶ車（レジャー・ビークル車）等の車高の高い大型の車両の場合には、小型の相手車両と正面方向から接触したときに、自車両のフロントサイドフレームと相手車両のフロントサイドフレームが高さ方向でオフセットし、相手車両に与える衝撃が大きくなる。この場合、自車両のフロントサイドフレームの剛性を低くして相手車両に与える衝撃を緩和することも考えられるが、フロントサイドフレームの剛性を低くするのにも自車両の乗員保護の観点から自ずと限界がある。

そこで、これに対処する前部車体構造として、自車両が車高の高い大型の車両である場合に、小型の相手車両の潜り込みを防止できるようにしたものが案出されている（例えば、特許文献３参照。）。
特許文献３に記載の前部車体構造は、フロントサイドフレームの前端部の下方に、小型の相手車両が正面から接触したときに、その相手車両のフロントサイドフレームを上方側に誘導するためのガイド部材が取り付けられている。ガイド部材は、自車両のフロントサイドフレームの前端部の下方に間隔を隔てて配置されるとともに、その前部上面側には相手車両のフロントサイドフレームの前端部を上方側に誘導するための傾斜面が設けられている。

特開２００９−１３７３８０号公報 特許第４３９６２６４号公報 特開２００４−１８９１３６号公報

しかしながら、特許文献３に記載の前部車体構造は、大型の自車両と小型の相手車両がほぼ正面同士で接触する場合にはガイド部材が有効に機能するものの、車両同士が車幅方向に大きくオフセットして接触する場合には、相手車両のフロントサイドフレームの前端部がガイド部材に所望通りに当接するとは限らず、ガイド部材が機能しにくくなることが懸念される。

そこでこの発明は、自車両のフロントサイドフレームの大幅な剛性低下を招くことなく、小型の相手車両と車幅方向にオフセットして接触した場合でも自車両から相手車両に与える衝撃を緩和できる車体前部構造を提供しようとするものである。

この発明に係る車体前部構造では、上記課題を解決するために以下の構成を採用した。
請求項１に係る発明は、後縁部がフロアフレーム（例えば、実施形態のフロアフレーム３）に接続され、当該フロアフレームから車体前方に延出する左右一対のフロントサイドフレーム（例えば、実施形態のフロントサイドフレーム５）と、後縁部が前記フロアフレームに接続されるとともに、前縁部が前記フロントサイドフレームの各下方に配置されて、各フロントサイドフレームの前縁部に結合されるサブフレーム（例えば、実施形態のサブフレーム７）と、前記サブフレームの前縁部の前方側で車幅方向に延出し、車体前方からの衝撃荷重の入力時に前記サブフレームの前縁部に衝撃荷重を伝達する荷重伝達部材（例えば、実施形態の荷重伝達ビーム１７）と、を備え、前記フロントサイドフレームの前後方向の中途部の下面に、前記荷重伝達部材から前記サブフレームの前縁部に衝撃荷重が入力されたときに、前記フロントサイドフレームの中途部の上下方向の屈曲を誘起する屈曲誘起部（例えば、実施形態の窪み部１８）が設けられていることを特徴とするものである。
これにより、小型の相手車両と正面方向から接触すると、相手車両の前輪ホイールから自車両の荷重伝達部材に衝撃荷重が入力され、その衝撃荷重がフロントサイドフレームの下方のサブフレームの前縁部に入力される。サブフレームの前縁部に衝撃荷重が入力されると、その荷重は、屈曲誘起部を中心としたモーメントとしてフロントサイドフレームに作用する。この結果、フロントサイドフレームが上下方向に屈曲変形し、自車両から相手車両に与える衝撃を緩和する。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る車体前部構造において、前記フロントサイドフレームの前縁部の下面には連結部材（例えば、実施形態のスペーサブロック１２）が配置され、前記サブフレームの前縁部と前記フロントサイドフレームの前縁部とは、前記連結部材を挟んで締結部材（例えば、実施形態のボルト１３）によって固定されていることを特徴とするものである。
これにより、サブフレームの前縁部がフロントサイドフレームの前縁部の下方側に大きくオフセットされて配置され、荷重伝達部材からサブフレームの前縁部に衝撃荷重が入力されたときに、フロントサイドフレームに作用する屈曲誘起部を中心としたモーメントが大きくなる。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る車体前部構造において、前記フロントサイドフレームの前後方向の中途部の側面には、前記フロントサイドフレームの前端部から衝撃荷重が入力されたときに、前記フロントサイドフレームの中途部に車幅方向の屈曲を主とした座屈を誘起する座屈誘起部（例えば、実施形態の窪み部１９）が設けられていることを特徴とするものである。
これにより、例えば、相手車両が自車両と同サイズの車両で、相手車両のフロントサイドフレームから自車両のフロントサイドフレームに衝撃荷重が入力された場合には、フロントサイドフレームの中途部が側面の座屈誘起部を起点として座屈変形する。この結果、入力された衝撃荷重がフロントサイドフレームの座屈変形によって吸収され、自車両の乗員保護機能が確保される。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に係る車体前部構造において、前記荷重伝達部材は、自車両よりも小型の相手車両の前輪ホイールの半径をＲとしたときに、断面中心が、相手車両の前輪ホイールの中心に０．３７Ｒを加算した値以下となる高さ範囲に設置されていることを特徴とするものである。
これにより、小型の相手車両の前輪ホイールから自車両の荷重伝達部材に衝突する際に、荷重伝達部材が相手車両の前輪ホイールを乗り越えることがなくなる。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項に係る車体前部構造において、前記荷重伝達部材は、前記左右一対のフロントサイドフレームの内側面に接続されるフロントバルクヘッド（例えば、実施形態のフロントバルクヘッド３０）の低位側横梁部（例えば、実施形態のバルクヘッドロア３１）と、当該低位側横梁部と前記サブフレームの前端とを接続する剛性部材（例えば、実施形態の連結プレート３６）と、を備えていることを特徴とするものである。
これにより、小型の相手車両の前輪ホイールが自車両のフロントサイドフレームの内側に進入してくると、相手車両の前輪ホイールがフロントバルクヘッドの低位側横梁部に当接することにより、衝撃荷重が剛性部材を介してサブフレームの前端部に効率良く伝達される。したがって、剛性部材を追加するだけで、既存のフロントバルクヘッドを利用して自車両から相手車両に与える衝撃を緩和できるようになる。

請求項６に係る発明は、請求項５に係る車体前部構造において、前記荷重伝達部材は、前記左右一対のフロントサイドフレームの内側面に接続されるフロントバルクヘッドの低位側横梁部（例えば、実施形態のバルクヘッドロア３１）と、当該低位側横梁部と前記サブフレームの前端とを接続する剛性部材（例えば、実施形態の連結プレート３６）と、前記サブフレームの前端部を前記低位側横梁部の中央領域に連結して前記サブフレームの捩れ剛性を高めるステイ（例えば、実施形態のステイ４０）と、を備え、前記低位側横梁部と前記剛性部材と前記ステイとによりトラス構造を構成していることを特徴とするものである。
これにより、ステイによってサブフレームの捩れ剛性が高まるとともに、低位側横梁部と前記剛性部材と前記ステイとによるトラス構造によって、小型の相手車両の前輪ホイールがフロントバルクヘッドの低位側横梁部に当接したときにおける衝撃荷重を安定的にサブフレームの前端部に伝達することが可能となる。即ち、小型の相手車両の前輪ホイールが低位側横梁部に当接して同低位側横梁部の幅方向の中央側が後方に傾斜しようとした場合であっても、トラス構造が衝撃荷重をサブフレームの前端部に確実に伝達するようになる。

請求項７に係る発明は、請求項６に係る車体前部構造において、前記剛性部材と前記ステイとが一体部品として形成されていることを特徴とするものである。
これにより、部品点数が削減され、車体に対する部品の組み付けが容易になる。

請求項８に係る発明は、請求項１〜７のいずれか１項に係る車体前部構造において、前記荷重伝達部材は、前記左右一対のフロントサイドフレームの内側面に接続されるフロントバルクヘッドの低位側横梁部を備え、前記低位側横梁部は、上方に開口するハット型断面で、その上面側に前記フロントバルクヘッドの左右の縦梁部（例えば、実施形態のバルクヘッドサイドステイ３３）の下端が連結され、前記低位側横梁部のうちの、少なくとも前記縦梁部に接続される前記フロントサイドフレームの内側端から、前記サブフレームの前端部側が連結される位置までの領域が、前方からの衝撃荷重の入力時に前後方向の潰れが規制される強度に設定されていることを特徴とするものである。
これにより、低位側横梁部の上下方向の占有高さを低く抑えつつ、前方からの衝撃荷重の入力時には、低位側横梁部からサブフレームの前縁部に確実に荷重を伝達できるようになる。したがって、車両のアプローチアングルを高く維持するうえで有利となるとともに、バンパビームの下方に歩行者脚保護部材等を取り付けることも可能になる。

請求項９に係る発明は、請求項８に係る車体前部構造において、前記低位側横梁部のうちの、少なくとも前記縦梁部に接続される前記フロントサイドフレームの内側端から、前記サブフレームの前端部側が連結される位置までの領域は、高強度鋼板によって形成されていることを特徴とするものである。
これにより、部品を大幅に追加せずに、低位側横梁部の所望の部位の強度を高めることが可能となる。

請求項１０に係る発明は、請求項８に係る車体前部構造において、前記低位側横梁部のうちの、少なくとも前記縦梁部に接続される前記フロントサイドフレームの内側端から、前記サブフレームの前端部側が連結される位置までの領域は、前後方向の潰れを防止する補強部材によって補強されていることを特徴とするものである。
これにより、簡単な部品の追加のみによって低位側横梁部の所望の部位の強度を高めることが可能となる。

この発明によれば、小型の相手車両と正面方向から接触したときに、相手車両の前輪ホイールから入力される衝撃荷重を荷重伝達部材で受け止め、その衝撃荷重を、屈曲誘起部を中心としたモーメントとしてフロントサイドフレームに作用させることで、フロントサイドフレームを上下方向に屈曲変形させることができるため、自車両のフロントサイドフレームの大幅な剛性低下を招くことなく、小型の相手車両と車幅方向にオフセットして接触した場合であっても自車両から相手車両に与える衝撃を緩和することができる。
また、この発明によれば、フロントサイドフレームの前端部やバンパビームを下方に下げるものではないため、最低地上高やアプローチアングル（前輪の接地点からバンパビームの前端部までの角度）に制限のあるＳＵＶやＲＶ車にも容易に適用することができる。

この発明の第１の実施形態の自車両と相手車両の側面図である。 この発明の第１の実施形態の自車両と相手車両の右側の前輪の平面図である。 この発明の第１の実施形態の車両の前部側骨格部を下方から見た斜視図である。 この発明の第１の実施形態の車両の前部側骨格部の模式的な側面図である。 この発明の第１の実施形態の車両の前部側骨格部の模式的な斜視図である。 この発明の第１の実施形態の車両の前部側骨格部の模式的な側面図である。 この発明の第１の実施形態の車両の前部側骨格部の模式的な斜視図である。 この発明の第１の実施形態の車両の前部側骨格部の模式的な側面図である。 この発明の第１の実施形態の車両の前部側骨格部の模式的な斜視図である。 この発明の第２の実施形態の自車両と相手車両の側面図である。 この発明の第２の実施形態の車両の前部側骨格部の斜視図である。 この発明の第２の実施形態の車両の前部側骨格部の下面図である。 この発明の第２の実施形態の車両の前部側骨格部の模式的な側面図である。 この発明の第３の実施形態の車両の前部側骨格部の下面図である。 この発明の第４の実施形態の車両の前部側骨格部の下面図である。

以下、この発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
最初に、図１〜図９に示す第１の実施形態について説明する。なお、以下で説明する各実施形態においては、共通部分には同一符号を付して重複する説明を省略するものとする。また、図面において、矢印ＦＲは、車両の前方側を指すものとする。

図１は、この実施形態に係る車両１と、この実施形態に係る車両１よりも小型の相手車両２の側面を示す図である。この実施形態に係る車両１は、ＳＵＶ（スポーツ・ユーティリティ・ビークル）やＲＶ車（レジャー・ビークル車）等の一般車両よりも車高の高い大型車両である。図２は、この実施形態に係る車両１と相手車両２の右側の前輪９０を示す平面図であり、図３は、この実施形態に係る車両１の前部骨格部を下方側から見た斜視図である。
車両１は、車室の下方に車体前後方向に沿って延出する左右一対のフロアフレーム３（図３参照。）が配置され、その一対のフロアフレーム３同士が、車幅方向に沿って延出する複数のフロアクロスメンバ４（図３参照。）によって連結されている。左右のフロアフレーム３の前縁部には、エンジンルームの左右両側において車体前後方向に沿って延出するフロントサイドフレーム５が接続されている。

フロントサイドフレーム５は、フロアフレーム３との接合部の前方側において上方側に湾曲し、車室とエンジンルームの間を仕切るダッシュロア６の両側位置から前方側に水平に延出している。また、左右のフロントサイドフレーム５の下方側には、図示しないエンジンやサスペンション部品を支持する井桁状のサブフレーム７が配置されている。
サブフレーム７は、車体前後方向に沿って延出する左右一対のサイドメンバ８と、車幅方向に沿って延出して両サイドメンバ８の前縁部同士と、後縁部同士をそれぞれ連結するクロスメンバ９、及び、連結ロッド１０を備えている。

図４は、図５は、フロントサイドフレーム５とサブフレーム７の前縁部側の連結部を含む車両１の前部骨格部の模式的な側面図と、斜視図である。
図３、図４に示すように、サブフレーム７の左右の各サイドメンバ８の後縁部は、フロアフレーム３の前縁部の下面側に重ねられ、フロアフレーム３の前縁部にボルト１１によって締結固定されている。サブフレーム７の左右の各サイドメンバ８は、フロアフレーム３との締結部から前方側に略水平に延出した後に前縁部側が、緩やかにクランク状に屈曲している。そして、各サイドメンバ８のクランク状の屈曲部よりも前方側の縁部は、左右の対応するフロントサイドフレーム５の下面と略平行となっている。

フロントサイドフレーム５の前縁部の下面には、連結部材である略直方体状のスペーサブロック１２が取り付けられている。サイドメンバ８の各前縁部はスペーサブロック１２の下面に重ねられ、スペーサブロック１２を間に挟んでフロントサイドフレーム５の前縁部にボルト１３（締結部材）によって締結固定されている。なお、各フロントサイドフレーム５の前端部には、座屈変形容易なバンパビームエクステンション１４が取り付けられ、そのバンパビームエクステンション１４を介して車幅方向に延出するバンパビーム１５が保持されるようになっている。

また、左右の各フロントサイドフレーム５の前縁部の、スペーサブロック１２の固定部よりも前方側の側面には、下方に延出するブラケット１６が取り付けられ、そのブラケット１６の下端に角柱状の荷重伝達ビーム１７（荷重伝達部材）が取り付けられている。荷重伝達ビーム１７は、サブフレーム７の左右のサイドメンバ８の前方側で車幅方向に延出し、その後面が各サイドメンバ８の前端面に対して設定隙間をもって対峙している。この実施形態の場合、荷重伝達ビーム１７は左右のサイドメンバ８を超えて車幅方向外側に延出している。

荷重伝達ビーム１７は、車両前方側から小型の相手車両２が接触したときに、相手車両２の前輪９０のホイールＷ２から衝撃荷重を受けるように設定されている。具体的には、荷重伝達ビーム１７は、図１に示すように、相手車両のホイールの半径をＲとしたときに、断面中心Ｇが、相手車両２の前輪９０のホイールＷ２の中心に０．３７Ｒを加算した値以下となる高さ範囲に配置されている。このような高さ範囲に荷重伝達ビーム１７の断面中心Ｇが配置されている場合には、車両前方側から小型の相手車両２に接触したときに、荷重伝達ビーム１７が相手車両２の前輪９０を乗り越えることなく、ホイールＷ２から衝撃荷重を確実に受けることになる。そして、荷重伝達ビーム１７は、相手車両２の前輪９０のホイールＷ２から衝撃荷重を受けると、ブラケット１６の撓み等によって車体後方側に変位して、サブフレーム７のサイドメンバ８の前端部に衝突する。
なお、図１中８９は、相手車両２のフロントサイドフレームであり、８８は、相手車両２のバンパビームである。

また、左右のフロントサイドフレーム５の略水平に延出する領域の中途部の下面には、車幅方向に沿って延出する断面三角形状の窪み部１８が設けられている。この窪み部１８は、荷重伝達ビーム１７からサブフレーム７のサイドメンバ８の前端部に衝撃荷重が入力されたときに、フロントサイドフレーム５の中途部の上下方向の屈曲（上方に凸の屈曲）を誘起する屈曲誘起部を構成している。

さらにまた、左右のフロントサイドフレーム５の略水平に延出する領域の中途部の側面には、上下方向に沿って延出する断面三角形状の三つの窪み部１９が設けられている。この実施形態の場合、窪み部１９は、左右のフロントサイドフレーム５の一方の側面の略中央部に一つ設けられるとともに、他方の側面の略中央部を間に挟む前後位置に各一つずつ設けられている。フロントサイドフレーム５の両側面に設けられる三つの窪み部１９は、フロントサイドフレーム５の下面に設けられる窪み部１８と前後方向にずれた位置に配置されている。三つの窪み部１９は、バンパビーム１５を介してフロントサイドフレーム５の前端部から衝撃荷重が入力されたときに、フロントサイドフレーム５の中途部に車幅方向の屈曲を主とした座屈を誘起する座屈誘起部を構成している。なお、この実施形態においては、窪み部１９をフロントサイドフレーム５の側面に三つ設けるようにしているが、フロントサイドフレーム５の側面に設ける窪み部１９の数は任意である。

図６，図７は、車両１が、自車両と同サイズの相手車両２Ａと車幅方向にオフセットせずに正面から接触した場合の車体前部の挙動を示す図である。
車両１が相手車両２Ａと車幅方向にオフセットせずに正面から接触すると、自車両のバンパビーム１５が相手車両２Ａのバンパビームに当接し、相手車両２Ａのフロントサイドフレームから自車両のバンパビームエクステンション１４とフロントサイドフレーム５に衝撃荷重が正面から入力される。こうして、衝撃荷重が入力されると、図６，図７中で仮想線で示すように、バンパビームエクステンション１４が初期段階で座屈変形するとともに、後期段階でサブフレーム７のサイドメンバ８が上下に屈曲変形しつつフロントサイドフレーム５が両側面の窪み部１９を起点として座屈変形する。自車両に入力された衝撃荷重はこの間に吸収され、自車両の乗員保護機能が発揮される。

図８，図９は、車両１が、小型の相手車両２と車幅方向にオフセットして正面方向から接触した場合の車体前部の挙動を示す図である。
車両１が相手車両２と車幅方向にオフセットして正面から接触すると、相手車両２の前輪９０のホイールＷ２が自車両の荷重伝達ビーム１７に向かって進入し、相手車両２のホイールＷ２から荷重伝達ビーム１７に衝撃荷重が入力される。こうして、荷重伝達ビーム１７に前方から衝撃荷重が入力されると、荷重伝達ビーム１７が車体後方側に変位してサブフレーム７のサイドメンバ８の前端部に当接し、サイドメンバ８の前端部に衝撃荷重が入力される。そして、サイドメンバ８の前端部に衝撃荷重が入力されると、その荷重は、屈曲誘起部である窪み部１８を中心としたモーメントとしてフロントサイドフレーム５に作用する。この結果、図８，図９中で仮想線で示すように、サブフレーム７のサイドメンバ８が上下に屈曲変形しつつ、フロントサイドフレーム５が下面の窪み部１９を起点として上下に屈曲変形する。自車両に入力された衝撃荷重はこの間に吸収され、自車両のフロントサイドフレーム５が相手車両に与える衝撃も緩和される。

以上のようにこの実施形態に係る車両１は、小型の相手車両２と正面方向から接触したとき（車幅方向でオフセットして接触する場合も含む）に、相手車両２の前輪９０のホイールＷ２から入力される衝撃荷重を、フロントサイドフレーム５の前部下方の荷重伝達ビーム１７で受け止め、その衝撃荷重を、窪み部１８を起点としたモーメントとしてフロントサイドフレーム５に作用させ、フロントサイドフレーム５を上下方向に効率良く屈曲変形させることができる。このため、自車両のフロントサイドフレーム５の大幅な剛性低下を招くことなく、小型の相手車両２と車幅方向にオフセットして接触した場合であっても自車両から相手車両２に与える衝撃を確実に緩和することができる。

特に、この実施形態の車両１においては、フロントサイドフレーム５の前縁部の下面にスペーサブロック１２が配置され、サブフレーム７のサイドメンバ８の前縁部とフロントサイドフレーム５の前縁部とが、スペーサブロック１２を挟んでボルト１３によって締結固定されているため、サイドメンバ８の前縁部がフロントサイドフレーム５の前縁部の下方側に大きくオフセットされて配置されることになる。このため、荷重伝達ビーム１７からサイドメンバ８の前縁部に衝撃荷重が入力されたときに、フロントサイドフレーム５に作用するモーメントをより増大させることができる。

また、この実施形態の車両１は、フロントサイドフレーム５の前後方向の中途部の側面に座屈誘起部である窪み部１９が設けられているため、例えば、自車両と同サイズの車両と車幅方向にオフセットせずに正面から接触しても、フロントサイドフレーム５を確実に座屈させることによって自車両の乗員保護機能を確保することができる。

また、この実施形態の車両１においては、フロントサイドフレーム５の前端部やバンパビームを下方に下げることなく、相手車両２に与える衝撃を緩和することができるため、最低地上高やアプローチアングルに制限のあるＳＵＶやＲＶ車に容易に適用することができる。

つづいて、図１０〜図１３に示す第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態の車両１０１は、基本的な構成は第１の実施形態とほぼ同様であるが、フロントサイドフレーム５の前部下方にブラケットを介して専用の荷重伝達ビームを設置するのに代えて、車体前部の略矩形枠状の骨格部材であるフロントバルクヘッド３０の一部を利用するようにしている。
図１０は、この実施形態に係る車両１０１と、小型の相手車両２の側面を示す図であり、図１１，図１２は、車両１０１の前部側骨格部の斜視図と下面図である。また、図１３は、車両１の前部骨格部の模式的な側面図である。

フロントバルクヘッド３０は、低位側横梁部であるバルクヘッドロア３１と、高位側横梁部であるバルクヘッドアッパ３２と、バルクヘッドロア３１とバルクヘッドアッパ３２を連結する縦梁部である一対のバルクヘッドサイドステイ３３と、を備えている。バルクヘッドロア３１の両端部は、図示しないフロントピラーに連続するホイールハウスメンバ３５の前端部まで延出し、ホイールハウスメンバ３５の前端部と連結されている。左右のバルクヘッドサイドステイ３３は、上端側のバルクヘッドアッパ３２との連結位置からホイールハウスメンバ３５の付根部側に向かって延出し、ホイールハウスメンバ３５の付根部と連結されている。

フロントバルクヘッド３０は、左右のバルクヘッドサイドステイ３３の外側面（車幅方向外側の面）が左右の対応するフロントサイドフレーム５の前縁部の内側面（車幅方向内側の面）に接合されている。バルクヘッドサイドステイ３３上のフロントサイドフレーム５との接合部は、バルクヘッドサイドステイ３３の下端に近い位置に設定されており、フロントサイドフレーム５の前縁部の下方に、車幅方向に延出するバルクヘッドロア３１が所定距離離間して配置されるようになっている。

フロントサイドフレーム５の前縁部の下面には、第１の実施形態と同様にスペーサブロック１２が配置され、スペーサブロック１２の下面側に配置されるサブフレーム７のサイドメンバ８の前縁部が、スペーサブロック１２を間に挟み込んでボルト１３によって締結固定されている。この実施形態では、サイドメンバ８の前縁部の下面とバルクヘッドロア３１の下面を連結する剛性の高い連結プレート３６（剛性部材）が設けられている。連結プレート３６は、サイドメンバ８の前縁部の下面にボルト１３によって共締め固定され、サイドメンバ８の前縁部から車体前方側に向かって直線状に延出している。連結プレート３６とバルクヘッドロア３１の下面とはボルト締結や溶接等の適宜手段によって結合されている。
この実施形態においては、バルクヘッドロア３１と連結プレート３６が相手車両２のホイールＷ２から衝撃荷重を伝達する荷重伝達部材を構成している。

また、この実施形態の場合も、フロントサイドフレーム５の中途部の下面と側面には、第１の実施形態と同様の窪み部１８，１９が設けられている。さらに、相手車両のホイールＷ２から衝撃荷重を受けるバルクヘッドロア３１の断面中心は、相手車両２のホイールＷ２の中心に０．３７Ｒを加算した値以下となる高さ範囲に配置されている。

また、この実施形態のバルクヘッドロア３１は、上方に開口するハット型断面で、その上面側に左右のバルクヘッドサイドステイ３３の下端が連結されるとともに、バルクヘッドロア３１のうちの、バルクヘッドサイドステイ３３との連結部の近傍領域（少なくとも、フロントサイドフレーム５の内側端から、サブフレーム７の前端側が連結される位置までの領域）が高強度鋼板によって形成され、それによって前方からの衝撃荷重の入力時におけるこの領域の前後方向の潰れが規制されている。

この実施形態の車両１０１では、小型の相手車両２と車幅方向にオフセットして正方向面から接触した場合には、相手車両２のホイールからフロントバルクヘッド３０のバルクヘッドロア３１に衝撃荷重が入力され、バルクヘッドロア３１と連結プレート３６が荷重伝達部材として機能するようになる。この結果、第１の実施形態と同様に、バルクヘッドロア３１と連結プレート３６に入力された衝撃荷重が、窪み部１８を起点としたモーメントとしてフロントサイドフレーム５に作用する。

この実施形態の車両１０１は第１の実施形態と同様の基本的な効果を得ることができるが、連結プレート３６を追加するだけで、既存のフロントバルクヘッド３０を利用して自車両から相手車両に与える衝撃を緩和できるため、製造コストの低減を図れるというさらなる利点がある。

また、この実施形態の車両１０１においては、バルクヘッドロア３１が上方に開口するハット型断面で、かつ、その上面側に左右のバルクヘッドサイドステイ３３の下端が連結されるとともに、バルクヘッドロア３１のうちの、バルクヘッドサイドステイ３３との連結部の近傍領域が高強度鋼板によって形成されているため、バルクヘッドロア３１の上下方向の占有高さを低く抑えつつ、前方からの衝撃荷重の入力時には、バルクヘッドロア３１からサブフレーム７の前縁部に確実に荷重を伝達することができる。このため、車両のアプローチアングルを高く維持するうえで有利となり、さらにバンパビームの下方に歩行者脚保護部材等を取り付けることも可能になる。
なお、この実施形態においては、バルクヘッドロア３１の一部を高強度鋼板で形成することによってバルクヘッドロア３１の前後方向の潰れ変形を規制するようにしているが、同じ領域に補強部材を追加することによって前後方向の潰れ変形を規制するようにしても良い。バルクヘッドロア３１の一部を高強度鋼板で形成した場合には、部品を大幅に追加せずに、バルクヘッドロア３１の所望の部位の強度を高めることが可能となり、バルクヘッドロア３１に補強部材を追加した場合には簡単な部品の追加のみによってバルクヘッドロア３１の所望の部位の強度を容易に高めることが可能となる

図１４は、第３の実施形態の車両２０１の前部側骨格部の下面図であり、図１５は、第４の実施形態の車両３０１の前部側骨格部の下面図である。
図１４に示す第３の実施形態の車両２０１は、第２の実施形態に対し、サブフレーム７の左右のサイドメンバ８の前縁部の下面と、バルクヘッドロア３１の中央領域の下面を斜めに連結してサブフレーム７の捩れ剛性を高めるステイ４０が追加されている。この実施形態では、バルクヘッドロア３１と連結プレート３６とステイ４０が荷重伝達部材を構成している。

この実施形態の場合、ステイ４０によってサブフレーム７の捩れ剛性を高めることが可能になるとともに、バルクヘッドロア３１と連結プレート３６とステイ４０がトラス構造を構成するようになるため、バルクヘッドロア３１に前方側から衝撃荷重が入力されたときにサブフレーム７のサイドメンバ８の前端部に確実に荷重を伝達することが可能とになる。つまり、バルクヘッドロア３１に前方側から衝撃荷重が入力されたときに、バルクヘッドロア３１の中央側が車体後方側に傾斜しようとした場合にも、衝撃荷重をトラス構造によってサイドメンバ８の前端部に効率良く伝達することが可能になる。

図１５に示す第４の実施形態の車両２０１は、第３の実施形態の連結プレート３６とステイ４０を一体の三角形状のプレート５０によって形成したものである。この実施形態では、バルクヘッドロア３１とプレート５０が荷重伝達部材を構成している。
この実施形態の場合、一枚のプレート５０で連結プレート３６とステイ４０の機能を併せ持つことになるため、第３の実施形態と同様の効果を得つつも、部品点数の削減と部品組み付けの容易化を図ることが可能になる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

３…フロアフレーム
５…フロントサイドフレーム
７…サブフレーム
１２…スペーサブロック（連結部材）
１３…ボルト（締結部材）
１７…荷重伝達ビーム（荷重伝達部材）
１８…窪み部（屈曲誘起部）
１９…窪み部（座屈誘起部）
３０…フロントバルクヘッド
３１…バルクヘッドロア（低位側横梁部，荷重伝達部材）
３３…バルクヘッドサイドステイ（縦梁部）
３６…連結プレート（剛性部材，荷重伝達部材）
４０…ステイ（荷重伝達部材）
５０…プレート（荷重伝達部材）
Ｗ２…ホイール（前輪ホイール）

Claims (10)

1. 後縁部がフロアフレームに接続され、当該フロアフレームから車体前方に延出する左右一対のフロントサイドフレームと、
   後縁部が前記フロアフレームに接続されるとともに、前縁部が前記フロントサイドフレームの各下方に配置されて、各フロントサイドフレームの前縁部に結合されるサブフレームと、
   前記サブフレームの前縁部の前方側で車幅方向に延出し、車体前方からの衝撃荷重の入力時に前記サブフレームの前縁部に衝撃荷重を伝達する荷重伝達部材と、を備え、
   前記フロントサイドフレームの前後方向の中途部の下面に、前記荷重伝達部材から前記サブフレームの前縁部に衝撃荷重が入力されたときに、前記フロントサイドフレームの中途部の上下方向の屈曲を誘起する屈曲誘起部が設けられていることを特徴とする車体前部構造。
2. 前記フロントサイドフレームの前縁部の下面には連結部材が配置され、前記サブフレームの前縁部と前記フロントサイドフレームの前縁部とは、前記連結部材を挟んで締結部材によって固定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。
3. 前記フロントサイドフレームの前後方向の中途部の側面には、前記フロントサイドフレームの前端部から衝撃荷重が入力されたときに、前記フロントサイドフレームの中途部に車幅方向の屈曲を主とした座屈を誘起する座屈誘起部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の車体前部構造。
4. 前記荷重伝達部材は、自車両よりも小型の相手車両の前輪ホイールの半径をＲとしたときに、断面中心が、相手車両の前輪ホイールの中心に０．３７Ｒを加算した値以下となる高さ範囲に設置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車体前部構造。
5. 前記荷重伝達部材は、前記左右一対のフロントサイドフレームの内側面に接続されるフロントバルクヘッドの低位側横梁部と、当該低位側横梁部と前記サブフレームの前端とを接続する剛性部材と、を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車体前部構造。
6. 前記荷重伝達部材は、前記左右一対のフロントサイドフレームの内側面に接続されるフロントバルクヘッドの低位側横梁部と、当該低位側横梁部と前記サブフレームの前端とを接続する剛性部材と、前記サブフレームの前端部を前記低位側横梁部の中央領域に連結して前記サブフレームの捩れ剛性を高めるステイと、を備え、前記低位側横梁部と前記剛性部材と前記ステイとによりトラス構造を構成していることを特徴とする請求項５に記載の車体前部構造。
7. 前記剛性部材と前記ステイとが一体部品として形成されていることを特徴とする請求項６に記載の車体前部構造。
8. 前記荷重伝達部材は、前記左右一対のフロントサイドフレームの内側面に接続されるフロントバルクヘッドの低位側横梁部を備え、
   前記低位側横梁部は、上方に開口するハット型断面で、その上面側に前記フロントバルクヘッドの左右の縦梁部の下端が連結され、
   前記低位側横梁部のうちの、少なくとも前記縦梁部に接続される前記フロントサイドフレームの内側端から、前記サブフレームの前端部側が連結される位置までの領域が、前方からの衝撃荷重の入力時に前後方向の潰れが規制される強度に設定されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の車体前部構造。
9. 前記低位側横梁部のうちの、少なくとも前記縦梁部に接続される前記フロントサイドフレームの内側端から、前記サブフレームの前端部側が連結される位置までの領域は、高強度鋼板によって形成されていることを特徴とする請求項８に記載の車体前部構造。
10. 前記低位側横梁部のうちの、少なくとも前記縦梁部に接続される前記フロントサイドフレームの内側端から、前記サブフレームの前端部側が連結される位置までの領域は、前後方向の潰れを防止する補強部材によって補強されていることを特徴とする請求項８に記載の車体前部構造。

Images