JP4797704B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

この発明は、自動車の車体前部構造に関し、特に、左右一対のフロントサイドフレームと、サスペンション装置を取付けるサスペンションタワー部とを備える車体前部構造に関する。

従来から、自動車の前部車体構造においては、車両の衝突安全性能を高めるため、車体前後方向に延びるフロントサイドフレームに作用する衝突荷重を、如何に車体後方側に分散して伝達していくかが検討されている。

従来においては、この衝突荷重を、主として、フロントサイドフレームの後端に連なって車体下部に位置するボディフレームに伝達していたが、この衝突荷重が車体上部に伝達されないため、フロントサイドフレームがその基部のダッシュパネル付近で上方に折れ曲がり、フロントサイドフレームの軸圧縮によるエネルギー吸収を十分に実現できないおそれがあった。

そこで、例えば、下記特許文献１では、フロントサイドフレームに作用する衝突荷重を、車体上部に位置するエプロンメンバに分散伝達するように、ホイールエプロンに沿って斜め上方側に延びてフロントサイドフレームとエプロンメンバとを連結する剛性部材を備えた車体前部構造が提案されている。

特開２００５−３３５６１９号公報

ところで、前述の特許文献１のように、車体上部に衝突荷重を分散伝達する場合は、車体上部に大きな衝突荷重が作用するため、この衝突荷重を車体上部で支持する必要が生じる。

しかし、このように車体上部で衝突荷重を支持する場合には、従来よりも車体上部の剛性を高める必要が生じて、車体上部に衝突荷重を吸収支持するような補強手段等を新たに設定する必要が生じ、車体上部の重量が増加したり、車両前後方向に設置スペースを確保しなければならない等の問題が生じることになる。

そこで、本発明は、フロントサイドフレームに作用する衝突荷重を車体上部に伝達するに車体前部構造において、フロントサイドフレームの上方への屈曲を抑制してフロントサイドフレームの軸圧縮によるエネルギー吸収を実現しつつも、できるだけ車体上部に新たな補強手段等を設定することなく、衝突エネルギーを吸収支持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。

この発明の車体前部構造は、ダッシュパネルから車両前方側に突出するフロントサイドフレームと、その車外側位置において、該フロントサイドフレームに下端部が結合されてエンジンルーム内に膨出するように形成されたサスペンション装置を収容するサスペンションタワー部とを左右それぞれに備えた車体前部構造にあって、前記サスペンションタワー部の上部と該サスペンションタワー部より車両前方側のフロントサイドフレームとを、側面視で前下がりに傾斜して結合する左右一対の第一メンバを備え、該第一メンバを平面視で車両前方側を先細りとしたハの字状に配置して、前記サスペンションタワー部の上部を車幅方向に延びるサスタワーバーで連結し、前記サスペンションタワー部の車両後方側に車幅方向に延びるカウルボックスを形成し、該カウルボックスとサスペンションタワー部の上部とを、車両前後方向に延びる第二メンバで連結し、前記第二メンバの設置位置を、平面視で前記第一メンバとのなす角度が車両内方側の方を車両外方側よりも小さくなるように設定し、さらに、前記サスペンションタワー部の上部の車幅方向外側にエプロンメンバが結合され、該エプロンメンバの後側にヒンジタワーとカウルボックスとが結合され、前記サスタワーバーがカウルボックスと離間しており、前記第二メンバが、該サスタワーバーよりも後方で、エプロンメンバよりも車幅方向内側に配置され、左右の第二メンバの後端が、平面視で前記フロントサイドフレームよりも車幅方向外側に位置して互いに離間しており、かつ、第二メンバ後端が、平面視で前記エプロンメンバと離間して前記カウルボックスに固定され、前記第二メンバが、第一メンバからの荷重によってサスペンションタワー部の上部が車幅方向外側へ変位する時、車幅方向外方側への倒れが生じて、サスペンションタワー部の上部の車幅方向外側へ変位を促進するものである。

上記構成によれば、前面衝突時にフロントサイドフレームに作用する衝突荷重は、第一メンバによってサスペンションタワー部の上部に分散伝達される。そして、第一メンバのハの字配置に起因して、サスペンションタワー部の上部に車幅方向の変位を生じさせ、サスタワーバーに車幅方向、すなわちサスタワーバーの軸方向にその衝突荷重を伝達することになる。

このため、フロントサイドフレームは、衝突荷重が車体上部に分散されるため、上方に屈曲変形することなく、適正に軸圧縮して衝突エネルギーを吸収することができる。また、サスペンションタワー部を介してサスタワーバーに軸方向の荷重を付与することで、サスタワーバーに軸方向の塑性変形を生じさせることになり、サスタワーバーで衝突エネルギーを吸収することができる。すなわち、車両前後方向に生じる衝突エネルギーを、車両の操安性向上のために設置する既存のサスタワーバーを利用して、分散吸収することができるのである。

なお、前述の第一メンバは、車両前方からの荷重伝達を適切に伝達するメンバ部材であれば、材料、形状、および成形方法等については、特に限定されるものではなく、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、スチール等で成形した、パイプ型メンバ、Ｈ型断面メンバ、Ｉ型断面メンバ、Ｌ型断面メンバ等であってもよい。また、ホイールエプロンやサスペンションタワー部と閉断面を構成するようなガセット部材であってもよい。

また、前記サスペンションタワー部の車両後方側に車幅方向に延びるカウルボックスを形成し、該カウルボックスとサスペンションタワー部の上部とを、車両前後方向に延びる第二メンバで連結したものであるから、サスペンションタワー部の上部とカウルボックスが車両前後方向に延びる第二メンバで連結されることで、サスペンションタワー部の上部に伝達される衝突荷重がカウルボックスにも直接伝達されることになる。
このため、サスペンションタワー部の上部に伝達された衝突荷重が、サスタワーバーに加えて、カウルボックスをも通じて車体上部に分散伝達されることになり、衝突性能を確実に向上することができる。
よって、車体上部への衝突荷重の分散伝達を確実に行なうことができ、フロントサイドフレームの軸圧縮によるエネルギー吸収をより確実に実現できる。

さらに、前記第二メンバの設置位置を、平面視で前記第一メンバとのなす角度が車両内方側の方を車両外方側よりも小さくなるように設定したものであり、このように、第二メンバの設置角度を、第一メンバとのなす角度が車両内方側の方を小さくなるように設定したことで、例えば、第一メンバからの荷重によって、サスペンションタワー部の上部が車幅方向外方側へ変位する場合に、第二メンバに車幅方向外方側への変位（倒れ）が生じて、サスペンションタワー部の上部の車幅方向外方側への変位が促進されることになる。
よって、第二メンバによって、カウルボックスに対して衝突荷重を分散伝達しつつも、この第二メンバがサスペンションタワー部の上部の車幅方向外方側への変位を阻害することなく促進するため、よりサスタワーバーの塑性変形によるエネルギー吸収度合を高めることができる。

この発明の一実施態様においては、前記第二メンバが平面視で前記第一メンバの後端よりも車幅方向外側に配設されており、前記サスタワーバーの車幅方向中間部位から後方に末広がりに延びて前記カウルボックスに固定される第三メンバを設けたものである。

この発明の一実施態様においては、前記第一メンバの中間部に、エンジンマウントを取付けるエンジンマウント取付け部を形成したものである。
上記構成によれば、エンジン等のパワープラントがフロントサイドフレームよりも上方に位置する第一メンバで支持されることになる。
このため、エンジンマウントの取付け部位をフロントサイドフレームに設定する必要がなくなり、フロントサイドフレームの座屈変形領域を拡大することができる。また、前面衝突時のパワープラントの後退エネルギーを第一メンバを介してサスペンションタワー部の上部に伝達できる。さらに、パワープラントの支持位置を高く設定できるため、パワープラントの振動抑制を図ることもできる。
よって、フロントサイドフレームの軸圧縮によるエネルギー吸収量をより多くすることができ、また、前面衝突時のパワープラントの後退挙動による影響を車体上部に伝達することで、車体下部の負担を軽減することができる。また、パワープラント振動のＮＶＨ（Ｎｏｉｓｅ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｈａｒｓｈｎｅｓｓ）性能も高めることができる。

この発明の一実施態様においては、前記第一メンバを、前記フロントサイドフレーム上に配置されるエンジンマウントと平面視で重複するように、フロントサイドフレームの上方に延在して、該第一メンバの前端部を、前記エンジンマウントより車両前方側でフロントサイドフレームに結合したものである。
上記構成によれば、第一メンバを、フロントサイドフレーム上のエンジンマウントと平面視で重複するように設置して、そのエンジンマウントの前方位置でフロントサイドフレームに連結しているため、エンジンマウントをフロントサイドフレーム上に設置しつつも、第一メンバをサスペンションタワー部にダイレクトに連結することができる。
よって、フロントサイドフレーム上に設置したエンジンマウントの干渉をうけることなく、第一メンバによって、ダイレクトにサスペンションタワー部の上部に衝突荷重を伝達することができるため、より積極的にサスペンションタワー部の上部に車幅方向の変位を生じさせ、サスタワーバーの塑性変形を促進することができる。

この発明によれば、フロントサイドフレームは、衝突荷重が車体上部に分散されるため、上方に屈曲変形することなく、適正に軸圧縮して衝突エネルギーを吸収することができ、また、サスペンションタワー部を介してサスタワーバーに軸方向の荷重を付与することで、サスタワーバーに軸方向の塑性変形を生じさせることになり、サスタワーバーで衝突荷重を吸収することができる。すなわち、車両前後方向に生じる衝突エネルギーを、車両の操安性向上のために設置する既存のサスタワーバーを利用して分散吸収することができるのである。
よって、フロントサイドフレームに作用する衝突荷重を車体上部に伝達するに車体前部構造において、フロントサイドフレームの上方への屈曲を抑制してフロントサイドフレームの軸圧縮によるエネルギー吸収を実現しつつも、できるだけ車体上部に新たな補強手段を設定することなく、衝突エネルギーを吸収支持することができる。

本発明の実施形態を以下図面に基づいて詳述する。
まず、図１〜図７により、第一実施形態の構成について説明する。図１はこの実施形態の車体前部構造を示す左側斜視図、図２は車体前部構造を示す右側斜視図、図３は車体前部構造の平面図、図４は車体前部構造の正面図、図５は車体前部構造の左側側面図、図６は図３のＡ−Ａ線矢視断面図、図７は図３のＢ−Ｂ線矢視断面図である。なお、各図において、ドライバーから見て右側を車両右側として説明し、左側を車両左側として説明する。

まず、図１に示すように、本実施形態の車体前部構造は、車室ＣとエンジンルームＥＲとを仕切るダッシュパネル１から車両前方側に突出する左右一対のフロントサイドフレーム２，２と、このフロントサイドフレーム２，２の前端に設置した左右一対のクラッシュカン３，３と、車幅方向に延びてそのクラッシュカン３，３の前端を連結するバンパーレインフォースメント４と、エンジンルームＥＲ内でフロントサイドフレーム２，２の外側方でエンジンルームＥＲ内方に膨出して上下方向に立設する左右一対のサスペンションタワー部５，５（以下、サスタワーと略記する）と、さらに、そのサスタワー５，５の外側方上部位置で車両前後方向に延設する左右一対のエプロンメンバ６，６と、エプロンメンバ６，６とフロントサイドフレーム２，２との間で前輪（図示せず）を覆うように張設されるホイールエプロン７，７と、エプロンメンバ６，６の後方で上下方向に延びる左右一対のフロントピラー８，８と、フロントピラー８，８の下部で上下方向に延びるヒンジタワー９，９と、ダッシュパネル１の上部で左右のヒンジタワー９，９の間で車幅方向に延びてヒンジタワー９，９を連結するカウルボックス１０とを有する。

前述のフロントサイドフレーム２，２は、断面略ハット状のインナパネルとアウタパネル（具体的には図示せず）を接合することで、車両前後方向に延びる強固な閉断面を形成している。このフロントサイドフレーム２，２で、車両前突時に作用する車両前後方向の衝突エネルギーを支持している。

前述のクラッシュカン３，３は、車両前突時の衝撃に対して座屈変形することで、衝突エネルギーを吸収するよう脆弱部３ａ…（図５参照）を設けた四角筒状の部材で構成している。

前述のバンパーレインフォースメント４は、車幅方向に延設した断面コ字状のメンバ部材によって構成しており、車両前方からの衝突エネルギーを前述のクラッシュカン３，３に伝達するように構成している。また、このバンパーレインフォースメント４の表面には車幅方向に延びるバンパーフェイス（図示せず）を取付けている。

前述のサスタワー５，５は、フロントサイドフレーム２，２の外側部に下端部５ａを接合した円筒状体で形成しており、内部には、図示しないサスペンション装置のダンパー等を収容している。そして、その上部には、そのダンパー等を固定するため強固に構成した（後述する）、サスタワー上部５２を設定している。

前述のエプロンメンバ６，６は、エンジンルームＥＲの側方上縁部に位置して車両前後方向に延びる閉断面を形成している。このエプロンメンバ６は、サスタワー５の外側方に位置して、サスタワー５に作用する衝突荷重も支持するように構成している。

前述のホイールエプロン７，７は、フロントサイドフレーム２とエプロンメンバ６とを繋ぐ異形のパネル体で形成され、エンジンルームＥＲの上部側壁を構成しており、エンジンルームＥＲを車外から仕切る仕切り壁として機能している。

前述のフロントピラー８，８は、エプロンメンバ６，６の後端位置から斜め上方側に延びる閉断面によって構成され、図示しないルーフパネルに向って上方に延びている。

前述のヒンジタワー９，９は、フロントピラー８，８の下部に位置して、上下方向に延びることで車室Ｃの前部側壁を構成している。このヒンジタワー９，９の後端には、図示しないフロントドアの回転ヒンジを設けている。

前述のカウルボックス１０は、車幅方向に湾曲して延びる閉断面によって構成しており、ダッシュパネル１の上部に接合することで（図７参照）、車室前端上部の剛性を向上している。なお、車幅方向に延びるダッシュパネル１はダッシュアッパ１ａとダッシュロア１ｂとによって構成している（図７参照）。

本実施形態では、前部車体構造の衝突性能を高めるため、さらに、フロントサイドフレーム２，２とサスタワー上部５２，５２を連結するブリッジ状の第一メンバ１１，１２と、サスタワー上部５２，５２とカウルボックス１０とを連結する第二メンバ２０，２０と、左右のサスタワー上部５２，５２を連結するサスタワーバー２１と、カウルボックス１０端部とサスタワーバー２１中央部を連結する第三メンバ２２，２２と、を設けている。

まず、ブリッジ状の第一メンバ１１，１２は、アルミニウム等の軽合金で鋳造成形した長尺の角柱メンバで形成しており、その前端部１１ａ、１２ａをフロントサイドフレーム２の前部、具体的にはフロントサイドフレーム２のサスタワー５より前方位置で前端よりやや後方位置に締結固定して、その後端部１１ｂ、１２ｂをサスタワー上部５２の前壁面に締結固定することで、図５に示すように、側面視で、サスタワー上部５２からフロントサイドフレーム２に向って下方に傾斜して、直線状に延びるように設置している。

また、平面視においては、図３に示すように、左右一対の第一メンバ１１，１２を、車両前方から車両後方側に向うに従って、徐々に車両外方側に広がるように略ハ字状に傾斜配置して、フロントサイドフレーム２，２と、車幅方向のオフセット量が少ないサスタワー上部５２，５２とを、連結するように設置している。

また、右側の第一メンバ１１の中間部には、エンジンＥ、ミッションＭ等で構成したパワープラントＰを支持するエンジンマウント取付け部１３を形成している。このエンジンマウント取付け部１３は、図１に示すように円筒型マウント１４（Ｎｏ．３マウント）を上方から嵌め込むことで取付けるように、鉛直方向に延びる有底の凹状孔部１５で構成している。

一方、図２に示すように、左側の第一メンバ１２には、エンジンマウントを取付けるエンジンマウント取付け部は形成されず、フロントサイドフレーム２上に設置された角型マウント１６（Ｎｏ．４マウント）の上方に第一メンバ１２が位置するように設定している。

サスタワー上部５２と第一メンバ１１の締結部分の構造を、図６によって説明する。
サスタワー５は、上端を閉鎖した中空円筒の本体部５３を備え、その本体部５３の内部にはサスペンション装置のコイルスプリングＳを保持する受部５４を形成し、本体部５３の略中央には、ゴムブッシュ５５を介して図示しないダンバー軸を配置する貫通孔５６を形成している。この本体部５３の上部に、外縁部を起立形成した円形キャップ状の補強部材５７をボルト５８等で固定することで、強固なサスタワー上部５２を構成している。本体部５３と補強部材５７で囲まれた空間Ｑは、平面視(上方視)で略リング状の閉断面を構成して、サスタワー上部５２の剛性を高めている。

このように剛性を高めたサスタワー上部５２に対して、第一メンバ１１の後端部１１ｂに設けた締結フランジ１１Ｂを、ボルト１６と締結ナット１７で締結固定することで、第一メンバ１１をサスタワー上部５２に固定している。

また、前述の第二メンバ２０、２０も、図１に示すように、アルミニウム等の軽合金で鋳造成形した角柱メンバで形成しており、その前端部２０ａをサスタワー上部５２に締結固定して、その後端部２０ｂをカウルボックス１０の前面部に締結固定している。そして、この第二メンバ２０，２０の延設方向は、図３に示すように、略車両前後方向に延びるよう設定して、前述の第一メンバ１１，１２とのなす角を、車両内方側の角度αの方が車両外方側の角度βよりも小さくなるように設定している（図面では左側のみ示す）。

この第二メンバ２０，２０とサスタワー上部５２の締結部分の構造も、図６に示すように、前述の補強部材５７と本体部５３とによって構成された閉断面Ｑに対して、第二メンバ２０，２０の前端部２０ａの締結フランジ２０Ａを、ボルト２３と締結ナット２４で締結固定することで構成している。

また、第二メンバ２０，２０とカウルボックス１０の締結部分の構造も、図７に示すように、カウルボックス１０の前面１０ａ（フロントパネル）に対して、第二メンバ２０の後端部２０ｂに設けた締結フランジ２０Ｂを、ボルト２５と締結ナット２６で締結固定することで構成している。

また、前述のサスタワーバー２１は、図１に示すように、アルミニウム等の軽合金で鋳造成形した長尺の角柱メンバで形成しており、車幅方向に延設することで左右のサスタワー上部５２、５２を連結している。このサスタワーバー２１も前述の第一メンバ１１，１２や第二メンバ２０，２０と同様に、補強部材５７で補強されたサスタワー上部５２に、ボルトと締結ナットで締結固定されている（具体的には図示せず）。

また、第三メンバ２２，２２は、図１に示すように、円筒形状のロッド部材で構成して、前端部をサスタワーバー２１の中央部の連結ブラケット２１Ａを介してサスタワーバー２１に連結して、後端部をカウルボックス１０の前面部に締結固定することで、図３に示すように、車両後方側を末広がりに大きく傾斜配置している。

次に、以上のように構成したこの実施形態の車体前部構造における、前面衝突時の挙動について、図８〜図１１の模式図により説明する。図８、図９は従来構造との比較において本実施形態の衝突時の挙動を示した側面図、図１０、図１１は本実施形態の衝突時の挙動を示した平面図である。各図において（Ａ）は前突前、（Ｂ）は前突初期、（Ｃ）は前突中期、（Ｄ）は前突後期を表している。

なお、同一の構成要素については、前述の図１〜図７と同一の符号を付して説明を省略する。また、図８、図９において、Ｔは前輪タイヤ、Ｗはタイヤホイール、Ｂはバリア、Ｇはタイヤ接地面を示している。

まず、図８、図９において、側面視における前面衝突時の挙動について説明する。
前突初期から前突中期にかけて、図面右側の従来構造では、バンパーレインフォースメント４が後退してクラッシュカン３が座屈変形することで、衝突初期の衝突エネルギーを吸収することができる。しかし、衝突エネルギーが車体上部に分散されずにフロントサイドフレーム２に集中するため、その基部であるダッシュパネル１近傍から上方に折れ曲がり変形が生じて、エンジンルーム内のパワープラントＰが後方、かつ上方に変位する所謂ノーズダイブ挙動が発生する。また、タイヤホイールＷも硬質であるため後方に変位することでダッシュパネル１の後退を助長する。

これに対して、図面左側の本実施形態の構造では、バンパーレインフォースメント４が後退してクラッシュカン３が座屈変形することで、衝突初期の衝突エネルギーを吸収することができることに加えて、ブリッジ状の第一メンバ１１によって、フロントサイドフレーム２の衝突エネルギーをサスタワー上部５２に分散伝達できることから、フロントサイドフレーム２には上方への折れ曲がり変形が生じることはない。また、第一メンバ１１がエンジンマウント取付け部１３によってパワープラントＰを支持しているため、パワープラントＰの後方、かつ上方への変位（動き）もサスタワー上部５２に分散して伝達でき、パワープラントＰの後退が抑制され、ノーズダイブ挙動を抑えることができる。

さらに、前突中期から前突後期に衝突が進むと、従来の構造では、フロントサイドフレーム２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、エプロンメンバ６が潰れる。

これに対して、本実施形態の構造では、フロントサイドフレーム２に更に軸方向の座屈変形が生じて、衝突エネルギーが吸収される。それと共に、パワープラントＰの後退エネルギーが第一メンバ１１によってサスタワー上部５２に伝達されてエプロンメンバ６やカウルボックス１０、さらには後述するように、サスタワーバー２１に分散されるため、ノーズダイブ挙動を抑制できる。

次に、図１０、図１１で、平面視における前面衝突時の挙動について説明する。
前突初期（図１０のＢ参照）から前突中期（図１１のＣ参照）にかけて、前述のようにバンパーレインフォースメント４が後退してクラッシュカン３，３が座屈変形することで、衝突初期の衝突エネルギーが吸収される。また、第一メンバ１１，１２がフロントサイドフレーム２，２の衝突エネルギーをサスタワー上部５２に分散して伝達するため、フロントサイドフレーム２，２に衝突エネルギーが集中するのを緩和できる。このとき、フロントサイドフレーム２，２とのオフセット量が少ないサスタワー上部５２，５２に第一メンバ１１，１２によってダイレクトに衝突荷重を伝達しているため、第一メンバ１１，１２の車幅方向の傾斜角度を大きくすることなく、確実に衝突エネルギーを伝達することができる。

そして、衝突中期（図１１のＣ参照）からさらに衝突が進むと、フロントサイドフレーム２，２の衝突エネルギーとパワープラントＰの後退エネルギーが第一メンバ１１，１２からサスタワー上部５２に伝達される。このとき、第二メンバ２０，２０を通じてカウルボックス１０等にもエネルギーが分散伝達されるため、サスタワー５，５の負担を軽減できる。

さらに、衝突が進むと、第一メンバ１１，１２からの荷重を受けてサスタワー上部５２，５２が車幅方向外方側に変位することになる。すなわち、第一メンバ１１，１２をハの字状に配置したことで、サスタワー上部５２，５２に内開きの荷重が作用して車幅方向外方側に変位するのである（図１１のＤ参照）。

このサスタワー上部５２，５２の変位によって、左右のサスタワー上部５２，５２間を連結するサスタワーバー２１に対して車幅方向、すなわちサスタワーバー２１の軸方向に引っ張り荷重が作用することになり、サスタワーバー２１に引っ張りによる塑性変形が生じることになる。

なお、このサスタワー上部５２，５２の変位は、オフセット衝突など、衝突荷重の入力方向が変化した場合には、車幅方向内方側に生じる場合もある。この場合にも、サスタワーバー２１には、軸方向の圧縮方向の荷重が作用して、サスタワーバー２１に塑性変形が生じることになる。

また、左側の第一メンバ１２では、エンジンマウント取付け部を設けていないため、車両前方側からの衝突エネルギーのみがダイレクトにサスタワー上部５２に伝達されることになり、より積極的にサスタワー上部５２に車幅方向の変位を生じさせることができる。

このように、フロントサイドフレーム２，２に生じる衝突エネルギーを、車体上部のサスタワー上部５２、エプロンメンバ６，６、カウルボックス１０、さらに、車幅方向に延びるサスタワーバー２１に分散して吸収させることで、フロントサイドフレーム２，２の折れ曲がり変形を抑えて、パワープラントＰの後退等によるノーズダイブ挙動を抑えることができる。

次に、このように構成した本実施形態の作用効果について詳述する。
まず、この実施形態では、サスタワー上部と、そのサスタワーより車両前方側のフロントサイドフレームとを、側面視で前下がりに傾斜して結合する左右一対の第一メンバを備え、その第一メンバを平面視で車両前方側を先細りとしたハの字状に配置して、サスタワー上部を車幅方向に延びるサスタワーバーで連結している。

これにより、前面衝突時にフロントサイドフレームに作用する衝突荷重は、第一メンバによってサスタワー上部に分散伝達される。そして、第一メンバのハの字配置に起因して、サスタワー上部に車幅方向の変位を生じさせ、サスタワーバーに車幅方向、すなわち、サスタワーバーの軸方向にその衝突荷重を伝達することになる。

このため、フロントサイドフレームは、衝突荷重が車体上部に分散されるため、上方に屈曲変形することなく、適正に軸圧縮して衝突エネルギーを吸収することができる。また、サスタワー上部を介してサスタワーバーに軸方向の荷重を付与することで、サスタワーバーに軸方向の塑性変形を生させることになり、サスタワーバーで衝突エネルギーを吸収することができる。すなわち、車両前後方向に生じる衝突エネルギーを、車両の操安性向上のために設置する既存のサスタワーバーを利用して分散吸収することができるのである。

よって、フロントサイドフレームに作用する衝突荷重を車体上部に伝達するに車体前部構造において、フロントサイドフレームの上方への屈曲を抑制してフロントサイドフレームの軸圧縮によるエネルギー吸収を実現しつつも、できるだけ車体上部に新たな補強手段を設定することなく、衝突エネルギーを吸収支持することができる。

なお、前述の第一メンバは、車両前方からの衝突荷重を適切に後方に伝達する部材であれば、材料、形状、及び成形方法等については、特に限定されるものではなく、アルミニウム合金やスチール等で成形した、パイプ型メンバ、Ｈ型断面メンバ、Ｉ型断面メンバ、Ｌ型断面メンバ等であってもよい。

また、この実施形態では、サスタワーの車両後方側に車幅方向に延びるカウルボックスを形成し、そのカウルボックスとサスタワー上部とを、車両前後方向に延びる第二メンバで連結している。
これにより、サスタワー上部に伝達される衝突荷重がカウルボックスにも直接伝達されることになる。
このため、サスタワー上部に伝達された衝突荷重が、サスタワーバーに加えて、カウルボックスをも通じて車体上部に分散伝達されることになり、衝突性能を確実に向上することができる。
よって、車体上部への衝突荷重の分散伝達を確実に行なうことができ、フロントサイドフレームの軸圧縮によるエネルギー吸収をより確実に実現できる。

また、この実施形態では、前記第二メンバの設置位置を、平面視で第一メンバとのなす角度が車両内方側（角度α）の方を車両外方側（角度β）よりも小さくなるように設定している。
これにより、第一メンバからの荷重によって、サスタワー上部が車幅方向外方側へ変位する場合に、第二メンバに車幅方向外方側への変位が生じてサスタワー上部の車幅方向外方側への変位が促進されることになる。
よって、第二メンバによって、カウルボックスに対して衝突荷重を分散伝達しつつも、この第二メンバがサスタワー上部の車幅方向外方側への変位を阻害することなく促進するため、よりサスタワーバーの塑性変形によるエネルギー吸収度合を高めることができる。

また、この実施形態では、前記第一メンバの中間部に、Ｎｏ．３マウント１４を取付けるエンジンマウント取付け部１３を形成している。
これにより、エンジンＥ等のパワープラントＰがフロントサイドフレーム２よりも上方に位置する第一メンバで支持されることになる。
このため、エンジンマウントの取付け部位をフロントサイドフレーム２，２に設定する必要がなくなり、フロントサイドフレーム内部に節等の補強部材を設ける必要がなく、その分、フロントサイドフレーム２の座屈変形領域を拡大することができる。よって、フロントサイドフレーム２の軸圧縮によるエネルギー吸収量をより多くすることができる。
また、前面衝突時に生じるパワープラントＰの後退エネルギーをブリッジ状の第一メンバ１１を介してサスタワー上部５２に伝達することができる。よって、前面衝突時のパワープラントＰの後退挙動による影響を車体上部に伝達することで、車体下部の負担を軽減することができる。
さらに、パワープラントＰのＮｏ．３マウント１４の支持位置を高く設定できるため、Ｎｏ．３マウント１４のゴム弾性を柔らかくしつつも、パワープラントＰの変動を抑えて振動抑制を図ることもできる。よって、パワープラント振動のＮＶＨ性能も高めることができる。

また、この実施形態では、第一メンバ１２を、フロントサイドフレーム２上に配置されるＮｏ．４マウント１６と平面視で重複するように、フロントサイドフレーム２の上方に延在して、第一メンバ１２の前端部１２ａを、Ｎｏ．４マウント１６より車両前方側でフロントサイドフレーム２に結合したものである。
これにより、第一メンバ１２を、フロントサイドフレーム２上のＮｏ．４マウント１６と平面視で重複するように設置して、そのＮｏ．４マウント１６の前方位置でフロントサイドフレーム１２に連結しているため、Ｎｏ．４マウント１６をフロントサイドフレーム２上に設置しつつも、第一メンバ１２をサスタワー上部５２にダイレクトに連結することができる。
よって、フロントサイドフレーム２上に設置したＮｏ．マウント１６の干渉をうけることなく、第一メンバ１２によって、ダイレクトにサスタワー上部５２に衝突荷重を伝達することができ、より積極的にサスタワー上部５２に車幅方向の変位を生じさせ、サスタワーバー２１の塑性変形を促進することができる。

次に、図１２により、第二実施形態の構成について説明する。この第二実施形態では、前述の軽合金の角柱メンバで構成した第一メンバ１１，１２の代わりに、サスタワー５，５とホイールエプロン７，７との間で閉断面を構成する連結ガセット１００，１００を設けて、フロントサイドフレーム２，２に生じる衝突エネルギーを、サスタワー上部５２，５２に伝達するように構成している。その他、同一の構成要素については、第一実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。

前述の連結ガセット１００は、図１２に示すように、前端下部１０１をフロントサイドフレーム２とホイールエプロン７、後端上部１０２をサスタワー上部５２に接合した略三角状のボックス体によって構成され、周縁に設けた複数のフランジ部１０３…を、サスタワー５前壁やホイールエプロン７に接合することで、閉断面を形成している。

この連結ガセットの上面壁１０４，１０４は、サスタワー上部５２とフロントサイドフレーム２との間で斜め下方に傾斜するように配置されているため、前述の実施形態と同様に、フロントサイドフレーム２，２に作用する車両前方からの衝突エネルギーを、サスタワー上部５２，５２に分散伝達することができる。

また、この連結ガセット１００，１００は、左右の上面壁１０４，１０４を平面視で車両前方側を先細りとしたハの字状に配置しているため、前述の実施形態と同様に、車両前突時にはサスタワー上部５２，５２を車幅方向外方側に変位させることができる。よって、本実施形態でも、前述の実施形態と同様に、サスタワーバー２１に軸方向の塑性変形を生じさせることができ、サスタワーバー２１で衝突エネルギーを吸収することができる。

特に、本実施形態では、連結ガセット１００をスチール材料で構成することができるため、他の車体部材と一体化することができ、ボルトや締結ナット等の締結部材を削減することができる。
また、連結ガセット１００をスチール材料とすることで、他の車体部材と同じ材料で形成できるため、生産コストも低減できるという効果も奏する。

なお、本実施形態では、エンジンマウントやエンジンマウント取付け部について開示していないが、前述の実施形態と同様に、連結ガセット１００の中間部等にエンジンマウント取付け部を設けてもよい。
その他の作用効果については、前述の第一実施形態と同様である。

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、
この発明の第一メンバは、ブリッジ状の第一メンバ１１，１２、連結ガセット１００に対応し、
以下同様に、
エンジンマウント取付け部に取付けられるエンジンマウントは、Ｎｏ．３マウント１４に対応し、
フロントサイドフレーム上に配置されるエンジンマウントは、Ｎｏ．４マウント１６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に適用する実施形態を含むものである。

第一実施形態の車体前部構造を示す左側斜視図。 第一実施形態の車体前部構造を示す右側斜視図。 車体前部構造の平面図。 車体前部構造の正面図。 車体前部構造の左側側面図。 図３のＡ−Ａ線矢視断面図。 図３のＢ−Ｂ線矢視断面図。 従来構造との比較において本実施形態の衝突時の挙動を示した側面図。 従来構造との比較において本実施形態の衝突時の挙動を示した側面図。 本実施形態の衝突時の挙動を示した平面図。 本実施形態の衝突時の挙動を示した平面図。 第二実施形態の車体前部構造を示す左側斜視図。

１…ダッシュパネル
２…フロントサイドフレーム
５…サスペンションタワー部
６…エプロンメンバ
９…ヒンジタワー
１０…カウルボックス
１１…第一メンバ
１２…第一メンバ
１３…エンジンマウント取付け部
１４，１６…マウント（エンジンマウント）
２０…第二メンバ
２１…サスタワーバー
２２…第三メンバ
５２…サスペンションタワー部の上部
１００…連結ガセット

Claims (4)

1. ダッシュパネルから車両前方側に突出するフロントサイドフレームと、その車外側位置において、該フロントサイドフレームに下端部が結合されてエンジンルーム内に膨出するように形成されたサスペンション装置を収容するサスペンションタワー部とを左右それぞれに備えた車体前部構造にあって、
   前記サスペンションタワー部の上部と該サスペンションタワー部より車両前方側のフロントサイドフレームとを、側面視で前下がりに傾斜して結合する左右一対の第一メンバを備え、
   該第一メンバを平面視で車両前方側を先細りとしたハの字状に配置して、
   前記サスペンションタワー部の上部を車幅方向に延びるサスタワーバーで連結し、
   前記サスペンションタワー部の車両後方側に車幅方向に延びるカウルボックスを形成し、
   該カウルボックスとサスペンションタワー部の上部とを、車両前後方向に延びる第二メンバで連結し、
   前記第二メンバの設置位置を、平面視で前記第一メンバとのなす角度が車両内方側の方を車両外方側よりも小さくなるように設定し、
   さらに、前記サスペンションタワー部の上部の車幅方向外側にエプロンメンバが結合され、
   該エプロンメンバの後側にヒンジタワーとカウルボックスとが結合され、
   前記サスタワーバーがカウルボックスと離間しており、
   前記第二メンバが、該サスタワーバーよりも後方で、エプロンメンバよりも車幅方向内側に配置され、
   左右の第二メンバの後端が、平面視で前記フロントサイドフレームよりも車幅方向外側に位置して互いに離間しており、かつ、第二メンバ後端が、平面視で前記エプロンメンバと離間して前記カウルボックスに固定され、
   前記第二メンバが、第一メンバからの荷重によってサスペンションタワー部の上部が車幅方向外側へ変位する時、車幅方向外方側への倒れが生じて、サスペンションタワー部の上部の車幅方向外側へ変位を促進することを特徴とする
   車体前部構造。
2. 前記第二メンバが平面視で前記第一メンバの後端よりも車幅方向外側に配設されており、
   前記サスタワーバーの車幅方向中間部位から後方に末広がりに延びて前記カウルボックスに固定される第三メンバを設けた
   請求項１記載の車体前部構造。
3. 前記第一メンバの中間部に、エンジンマウントを取付けるエンジンマウント取付け部を形成した
   請求項１または2に記載の車体前部構造。
4. 前記第一メンバを、前記フロントサイドフレーム上に配置されるエンジンマウントと平面視で重複するように、フロントサイドフレームの上方に延在して、
   該第一メンバの前端部を、前記エンジンマウントより車両前方側でフロントサイドフレームに結合した
   請求項１〜３の何れか１項に記載の車体前部構造。

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