JP2010083182A

JP2010083182A - 車体前部構造

Info

Publication number: JP2010083182A
Application number: JP2008251360A
Authority: JP
Inventors: Masanori Honda; 正徳本田; Shin Sasaki; 伸佐々木; Takayuki Hashida; 隆之橋田; Takashi Yoshimura; 孝史吉村; Kenichi Yamamoto; 研一山本; Takayuki Kimura; 隆之木村; Yasunori Kageyama; 泰紀影山
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2028-09-29
Also published as: JP5262522B2

Abstract

【課題】自動車の乗り心地を悪化させることなく、前突時の衝突エネルギーを効果的に吸収できるようにする。
【解決手段】左右一対のフロントサイドフレーム２と、左右一対のヒンジピラー３と、このヒンジピラー３から前方に延びるように設置されたエプロンフレーム４と、サスペンションダンパが配設されるように内側に向けて膨出するように設置されたサスタワー５とを含んでなる車体前部構造であって、上記エプロンフレーム４はその全長に亘って閉断面が連続した中空体に形成され、かつ上記サスタワー５の前方部から平面視で内向き屈曲するとともに、側面視で下方に屈曲しつつ上記フロントサイドフレーム２の前部上方を指向して直線状に延びる前方延長部３５を有し、この前方延長部３５の前端部と上記フロントサイドフレーム２の前部とが上下方向に延びる上下連結メンバ３７により連結された。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダッシュパネルの側方部から前方に延びるように設置された左右一対のフロントサイドフレームおよびダッシュパネルの側端部から上下に延びるように立設された左右一対のヒンジピラー等を備えた車体前部構造に関するものである。

従来、下記特許文献１に示されるように、車体前部に設けられた左右一対のフロントサイドフレームと、その車室側端部に立設されたフロントピラーと、この上記フロントサイドフレームの中間部に立設されたサスタワー（フロントダンパサポート）と備えた自動車の車体構造において、上記サスタワーの上端部とサイドフレームの車両前方側前端部とを連結するようにフロントアッパメンバを設置することにより、自動車の前面衝突時に作用する衝突エネルギー等を上記フロントアッパメンバからサスタワーに伝達して、これを支持することが行われている。

また、下記特許文献２に示されるように、車室側から前方へ左右一対のフロントサイドフレーム（サイドメンバ）を延ばし、これらのフロントサイドフレームの外側にそれぞれ前輪を配置した車両の車体前部構造において、前記前輪の上方を越える延長部と、この延長部の前端から略鉛直に立ち下げることで前輪の前方に垂らした垂下部とからなる骨格部材を、前記車両のフロントピラーから前方へ延ばしたアッパメンバの前端に設けることにより、車両同士の衝突時における衝撃を、骨格部材で緩和してフロントピラーに過度の衝撃が伝わるのを防止することが行われている。
特開平９−９９８５８号公報特開２００３−４０１４２号公報

上記特許文献１，２に開示されているように、車体の左右前端部下方から斜め後方上部側に延びるフロントアッパメンバまたは骨格部材を設置した場合には、車両の前突時に作用する衝突エネルギーをフロントサイドフレームと上記骨格部材等とに分散させて支持することができる。しかし、上記フロントアッパメンバまたは骨格部材が車体の前端下部まで延びるように設置されることにより、車体前部の重量バランスが増大して走行時のＮＶＨ、つまり自動車の快適性を表す三大要素である「ノイズ」、「バイブレーション」および「ハーシュネス」が悪化する傾向があった。また、上記フロントアッパメンバまたは骨格部材を、エンジンルームの左右に配設されたサスタワーの上端部等から車体の前端部まで延びるように大きく屈曲させて設置する必要があるために、この屈曲部が前突時の衝突エネルギーに応じて上記フロントアッパメンバ等が変形し易く、衝突エネルギーを効果的に吸収することができないという問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、自動車の乗り心地を悪化させることなく、前突時の衝突エネルギーを効果的に吸収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している。

請求項１に係る発明は、ダッシュパネルの側方部から前方に延びるように設置された左右一対のフロントサイドフレームと、ダッシュパネルの側端部から上下に延びるように立設された左右一対のヒンジピラーと、このヒンジピラーから前方に延びるように設置されたエプロンフレームと、このエプロンフレームに車幅方向外側壁面上部が接合されるとともに上記フロントサイドフレームに車幅方向内側壁面下部が接合され、かつサスペンションダンパが配設されるように内側に向けて膨出するように設置されたサスタワーとを含んでなる車体前部構造であって、上記エプロンフレームはその全長に亘って閉断面が連続した中空体に形成され、かつ上記サスタワーの前方部から平面視で内向き屈曲するとともに、側面視で下方に屈曲しつつ上記フロントサイドフレームの前部上方を指向して直線状に延びる前方延長部を有し、この前方延長部の前端部と上記フロントサイドフレームの前部とが上下方向に延びる上下連結メンバにより連結されたものである。

請求項２に係る発明は、上記請求項１に記載の車体前部構造において、上記エプロンフレームの前方延長部の前後方向中間部と、サスタワーの上部とを連結する前後連結メンバを備えたものである。

請求項３に係る発明は、上記請求項１または２に記載の車体前部構造において、上記エプロンフレームの少なくとも前方延長部は、プレス成形材の両端部が付き合わされ、あるいはその厚み方向に重ね合わされて接合されたフランジレス閉断面体として構成されたものである。

請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３のいずれか１項に記載の車体前部構造において、上記上下連結メンバは、略Ｌ字状の水平断面をもってエプロンフレームの前方延長部の前端部から垂下するように設置された第１パネルと、この第１パネルに対向した略Ｌ字状の水平断面をもって上記フロントサイドフレームの前部から上方に起立するように設置された第２パネルとを有し、上記第１パネルおよび第２パネルの側辺部が互いに接合されることにより上下方向に延びる閉断面が形成されたものである。

請求項１に係る発明では、自動車の前突時に、上記フロントサイドフレームの前端部に入力された衝突エネルギーの一部が、上記上下連結メンバを介してエプロンフレームの前端部に伝達されるとともに、上記エプロンフレームを介してサスタワー、エプロンパネル、ダッシュパネルおよびヒンジピラーに伝達されるため、上記衝突エネルギーが適度に分散されて効果的に支持される。そして、上記エプロンフレームの前端部とフロントサイドフレームの前部とを上下方向に延びる所定長さの上下連結メンバにより連結したため、サスタワーの前方部から平面視で内向き屈曲するとともに、側面視で下方に屈曲しつつ上記フロントサイドフレームの前部上方を指向して直線状に延びる前方延長部の上記エプロンフレームの後方部に対する屈曲角度をそれ程大きくすることなく、上記衝突エネルギーを、サスタワーおよびヒンジピラー等に伝達することができ、これにより自動車の前突エネルギーに応じてエプロンフレームの屈曲部が大きく変形するのを抑制しつつ、このエプロンフレームを徐々に圧縮変形させることにより、衝突エネルギーを効果的に吸収できるとともに、上記エプロンフレームを軽量化して車体前部の重量バランスが増大するのを防止することにより、走行時のＮＶＨを低減して自動車の快適性を効果的に向上できる等の利点がある。

請求項２に係る発明では、エプロンフレームの前方延長部の前後方向中間部と、サスタワーの上部とを連結する前後連結メンバを設けたため、自動車の前突時に上記エプロンフレームの前方延長部に入力された衝突エネルギーを上記前後連結メンバからサスタワーの上部に伝達して支持することにより、上記エプロンフレームの屈曲部に大きな荷重が入力されるのを抑制して衝突エネルギーを効果的に吸収することができる。したがって上記エプロンフレームを、さらに軽量化して走行時のＮＶＨを、より効果的に低減できる等の利点がある。

請求項３に係る発明では、エプロンフレームの少なくとも前方延長部をフランジレス閉断面体として構成したため、このエプロンフレームの前方延長部を、一般的に知られているようにフランジ部が左右両側辺部等に設けられた断面ハット状部材のフランジ部を互いに接合してなるフランジ付閉断面体により構成した場合のように、上記前方延長部に入力される捩り荷重に応じて上記フランジ部の接合部分が剥離することにより強度が低下し、自動車の正突時又は斜突時等に入力された衝突エネルギーに応じて上記エプロンフレームに捩れ変形が生じるのを効果的に抑制することができなくなるという事態の発生を効果的に防止することができる。

請求項４に係る発明では、第１パネルの側辺部と第２パネルの側辺部とを互いに接合することにより、上記エプロンフレームの前端部とフロントサイドフレームの前部とを連結する閉断面形状の上下連結メンバを構成したため、上記エプロンフレームおよびフロントサイドフレーム等に多少の製作誤差が生じたとしても、上記上下連結メンバの取付位置がずれる等の問題を生じることなく、この上下連結メンバを容易かつ適正に設置することができるとともに、自動車の前突時にフロントサイドフレームの前部に入力された衝突エネルギーの一部を上記エプロンフレームに伝達して、これを効果的に支持できるという利点がある。

図１〜図３は、本発明に係る車体前部構造の実施形態を示している。この車体前部は、エンジンルームと車室とを仕切るダッシュパネル１と、その側方部から前方に延びるように設置された左右一対のフロントサイドフレーム２と、上記ダッシュパネル１の側端部から上下に延びるように立設された左右一対のヒンジピラー３と、このヒンジピラー３の設置部から前方に延びるように設置されたエプロンフレーム４と、このエプロンフレーム４に車幅方向外側の壁面上部が接合されるとともに上記フロントサイドフレーム２に車幅方向内側の壁面下部が接合され、かつ図外のサスペンションダンパが配設されるように内側に向けて膨出するように設置されたサスタワー５とを含んで構成されている。また、上記ダッシュパネル１の上端部には、フロントウインドシールド（図示せず）の下端部を支持するカウルボックス５６またはカウルパネルが結合されている。

上記サスタワー５およびダッシュパネル１が前後に配設されるとともに、上記エプロンフレーム４およびフロントサイドフレーム２が上下に配設されてなるエンジンルームの後方部側壁面には、この後方部側壁面領域を車外側とエンジンルーム内側とに区画する後部エプロンパネル７が設置されている。さらに、上記サスタワー５の前方側には、エンジンルームの前方部側壁面領域を車外側とエンジンルーム内側とに区画する前部エプロンパネル６が、上記フロントサイドフレーム２とエプロンフレーム４との間を覆うように設置されている。

上記フロントサイドフレーム２は、ダッシュパネル１の下部に設けられたキックアップ部９に沿って前上がりに傾斜しつつ、ダッシュパネル１から離間するようにその斜め前方側に向けて延びる傾斜部１０と、その前端部から車体の前方側に向けて略水平に延びる水平部１１とを有し、この水平部１１の前端部には、車体の前面に沿って車幅方向に延びるように設置されたバンパーフレーム１２が、クラッシュボックス１３を介して取り付けられている。

また、上記フロントサイドフレーム２の傾斜部１０の後方部分と、水平部１１の前方部分とにより所定角度で屈曲した屈曲部１４が形成され、この屈曲部１４が、側面視で上記サスタワー５と重複する位置に配設されている。図４および図５に示すように、上記フロントサイドフレーム２の水平部１１には、その後方部から上記屈曲部１４および傾斜部１０の前方部を含む領域の車幅方向外側壁面に、所定長さを有する板状部材１５の下部が溶接される等の手段で取り付けられることにより、その上端部がフロントサイドフレーム２の上方に突出した状態で設置され、この板状部材１５の上部に上記サスタワー５、前部エプロンパネル６および後部エプロンパネル７の下辺部が接合されるようになっている。

さらに、上記フロントサイドフレーム２の屈曲部１４の下方部には、前輪のサスペンション部材を支持するサブフレーム（図示せず）用の取付ブラケット１６が設けられている。この取付ブラケット１６は、図５に示すように、上記屈曲部１４の車幅方向内側壁面下部および底面に上部が溶接される等の手段で取り付けられることにより、その下端部が下方に突出した状態で設置されたブラケット本体１７と、上記屈曲部１４の車幅方向外側壁面下部に上部が溶接される等の手段で取り付けられることにより、その下端部が下方に突出した状態で設置された補強プレート１８とを有し、上記ブラケット本体１７にサブフレームの取付ブラケットが支持されるように構成されている。

上記フロントサイドフレーム２の水平部１１は、一枚の金属製板材が曲げ加工されるとともに、その端部同士が付き合わされた状態で溶接される等により、チューブフレーム構造のフランジレス閉断面体として構成されている。このフランジレス閉断面体からなる上記水平部１１を製造するには、例えば図６に示すように、金属製板材をプレス成形する等により、上壁部の左右両半部１９ａ，１９ｂが先端部に連設された左右両側壁部２０，２１と、両側壁部２０，２１の間に配設されて上方に膨出する円弧状の膨出部２２ａを備えた底壁部２２とからなる予備成形品を形成する。そして、所定の加工治具で上記膨出部２２ａを下方に押圧して底壁部２２を偏平化するとともに、上記左右両側壁部２０，２１を矢印で示す方向に揺動変位させて起立させ、上壁部を構成する左右両半部１９ａ，１９ｂの先端部を接近させて互いに付き合わせた後、この付き合わせ部をワイヤーレーザー溶接する等により、チューブフレーム構造のフランジレス閉断面体からなる上記水平部１１を形成する。

一方、上記フロントサイドフレーム２の傾斜部１０は、例えば図７に示すように、プレス加工等により成形された左右一対の断面コ字状体２３，２４の先端部同士をその厚さ方向に重ね合わせ、この重ね合わせ部を隅肉レーザー溶接する等により、チューブフレーム構造のフランジレス閉断面体として構成される。そして、上記水平部１１の後端部が傾斜部１０の前端部内に嵌入された状態で、両者がボルト止めまたは溶接等の手段で連結されることにより、上記フロントサイドフレーム２が形成されるようになっている。

なお、上記フロントサイドフレーム２の傾斜部１０を、上記水平部１１と同様に一部材を折り曲げ加工してその端部同士を付き合わせ、あるいはその端部同士をその厚み方向に重ね合わせた状態で溶接することにより、チューブフレーム構造のフランジレス閉断面体とするように構成してもよい。逆に、上記フロントサイドフレーム２の水平部１１を、上記傾斜部１０と同様に左右一対の断面コ字状体の先端部同士をその厚さ方向に重ね合わせ、あるいは上記先端部同士を付き合わせた状態で溶接することにより、チューブフレーム構造のフランジレス閉断面体とするように構成してもよい。

上記フロントサイドフレーム２の屈曲部１４に取り付けられた板状部材１５の車幅方向外側壁面には、上記前部エプロンパネル６、後部エプロンパネル７およびサスタワー５の下辺部が接合されてアーク溶接等により仮止めされた後に、レーザー溶接等により固着されるようになっている。また、上記サスタワー５の後方に位置するフロントサイドフレーム２の後部上面、つまり上記傾斜部１０の前方部上面には、図４に示すように、後部エプロンパネル７の車幅方向内側壁面に接合されて上下方向に延びる閉断面を形成する縦分岐ブレース２５が立設されるとともに、上記フロントサイドフレーム２の傾斜部１０と、上記ダッシュパネル１の前面部とを連結するフィレット状部材２６が接合されるように構成されている。

上記フィレット状部材２６は、その後方側部が車幅方向内向きに拡大した末広がり形状の板材からなり、上記フィレット状部材２６の前端部がフロントサイドフレーム２の後部上壁面および車幅方向内側壁面に接合されるとともに、後端部が上記ダッシュパネル１の前壁面に接合され、かつ下端部が上記フロントサイドフレーム２の車幅方向内側壁面に接合されるようになっている。そして、上記フィレット状部材２６は、フロントサイドフレーム２の屈曲部１４と、その後方側に位置するダッシュパネル１の前面部との間に、後拡がりの三角形状に形成された空間の上方部を車幅方向内側から覆うことにより、この部分を補強するように構成されている。

また、上記フィレット状部材２６の上端部には、図８に示すように、フロントサイドフレーム２に取り付けられた上記板状部材１５を介してサスタワー５の下辺部に接合されるとともに、上記後部エプロンパネル７の下辺部に接合されるフランジ部２７が形成されている。このフランジ部２７には、上記縦分岐ブレース２５の下端部に合致するように車幅方向内側へ隆起した隆起部２７ａが形成され、この隆起部２７ａに上記縦分岐ブレース２５の下端部がスポット溶接およびレーザー溶接される等により接合されるようになっている。さらに、上記フィレット状部材２６の車幅方向内側壁面には、その後端部側に向けて膨出した膨出部２８が形成されている。

上記縦分岐ブレース２５は、フロントサイドフレーム２の後部上面、つまり上記傾斜部１０の上面から上方に延びる下方部２９と、その上端部から斜め後方かつ車幅方向外側に屈曲しつつ上方に向けて延びる屈曲部３０と、その上端部から後方側に延びる上方部３１とを備えた略Ｓ状に形成されている（図４参照）。そして、上記後部エプロンパネル７の車幅方向内側壁面に沿って縦分岐ブレース２５が設置され、その前後両側辺に設けられたフランジ部がサスタワー５の後部および後部エプロンパネル７に接合されることにより、上下方向に延びる閉断面が形成されるようになっている。

上記縦分岐ブレース２５の上端部には、ダッシュパネル１の左右両端部近傍において、その上部前面に接合される左右一対の上端フランジ部３２が設けられている。上記ダッシュパネル１の車室内側に位置する壁面の上部、つまりダッシュパネル１の背面上部には、角パイプ材等からなるダッシュクロスメンバ３３が車幅方向に延びるように設置されている。このダッシュクロスメンバ３３は、上記縦分岐ブレース２５の上端フランジ部３２とダッシュパネル１を挟んで前後に重複する高さ位置に配設されている。

また、上記ダッシュクロスメンバ３３の左右両端部は、ダッシュパネル１の側端部に沿って、閉断面が上下に延びるように設置されたヒンジピラー３の車幅方向内側壁面に、取付ブラケット３４を介して接合されている。なお、上記ダッシュクロスメンバ３３の左右両端部を、ヒンジピラー３の内壁面部に突き当ててアーク溶接する等の手段で結合するように構成してもよい。

上記エプロンフレーム４は、図９に示すように、サスタワー５の上部外側壁面に沿って後方側に延びるとともに後端部が上記ヒンジピラー３の前壁面に接合されるように設置された後方部３５と、上記サスタワー５の前方部から平面視で約３０°の傾斜角度をもって内向き屈曲するとともに（図２参照）、側面視で約２０°の傾斜角度をもって下方に屈曲しつつ、上記フロントサイドフレーム２の前部上方を指向して直線状に延びる前方延長部３６とを有している（図３参照）。そして、上記エプロンフレーム４の前方延長部３６は、その前端部が上下方向に延びるように設置された上下連結メンバ３７を介して上記フロントサイドフレーム２の前部に連結されている。

上記エプロンフレーム４の少なくとも前方延長部３６は、例えば図１０に示すように、プレス加工等により断面コ字状に成形された上下一対の断面コ字状体３６ａ，３６ｂからなり、その先端部同士がその厚さ方向に重ね合わされ、この重ね合わせ部が隅肉レーザー溶接されることによりフランジレス閉断面体として構成されている。なお、上記エプロンフレーム４の前方延長部３６を、上記フロントサイドフレーム２の水平部１１と同様に、一部材を曲げ加工したプレス成形材の両端部を付き合わせて溶接したフランジレス閉断面体により構成してもよい。

また、上記前方延長部３６と一体にエプロンフレーム４の後方部３５が形成されることにより、上記エプロンフレーム４の全長に亘って閉断面が連続したフランジレス閉断面体からなる中空体が構成されている。なお、上記エプロンフレーム４の後方部３５を、その前方延長部３６とは別体に形成した後、これらを一体に連結することにより、エプロンフレーム４の全長に亘って連続する閉断面を構成してもよい。この場合、上記エプロンフレーム４の後方部３５を、前方延長部３６と同様のフランジレス閉断面体により構成してもよいが、左右両側辺部にフランジ部が設けられた断面ハット状部材のフランジ部を互いに接合してなるフランジ付閉断面体により、上記エプロンフレーム４の後方部３５を構成してもよい。

上記エプロンフレーム４の前端部とフロントサイドフレーム２の前部とを連結する上記上下連結メンバ３７は、図１１に示すように、略Ｌ字状の水平断面をもってエプロンフレーム４の前方延長部３６の前端部から垂下するように設置された第１パネル３８と、この第１パネル３８に対向した略Ｌ字状の水平断面をもって上記フロントサイドフレーム２の前部から上方に起立するように設置された第２パネル３９とを有し、上記第１パネル３８および第２パネル３９の側辺部が互いに接合されることにより上下方向に延びる略正方形状の閉断面が形成されるようになっている。

すなわち、上記第１パネル３８は、図４および図１１に示すように、上記エプロンフレーム４の前方延長部３６の前端部外方側壁面に上端部が接合された外壁部４０と、上記前方延長部３６の前端面に上端部が接合された前壁部４１とが断面略Ｌ字状に接続されることにより形成されている。また、上記第１パネル３８の前壁部４１の内側辺部には、車体の前方側に延びる前端フランジ部４２が設けられている。一方、第２パネル３９は、図９および図１１に示すように、上記フロントサイドフレーム２の車幅方向内側壁面に下端部が接合された内壁部４３と、下端部に上記フロントサイドフレーム２の前部上面に接合される水平フランジ部４４が設けられた後壁部４５とが断面略Ｌ字状に接続されることにより形成されている。また、上記第２パネル３９の後壁部４５の内側端部には、車体の後方側に延びる後端フランジ部４６が設けられている。

そして、上記第２パネル３８の内壁部４３の前辺部外壁面（車幅方向の外方側壁面）に第１パネル３８の前端フランジ部４２がスポット溶接されて接合されるとともに、第１パネル３９の外壁部４０の後辺部内壁面に上記第２パネル３９の後端フランジ部４６がスポット溶接されて接合されることにより、上記第１パネル３８の外壁部４０および前壁部４１と、上記第２パネル３８の内壁部４３および後壁部４５とからなる略正方形状の閉断面が形成されるようになっている。

図３および図９等に示すように、上記エプロンフレーム４の前方延長部３６には、その前後方向中間部と、上記サスタワー５の前面上部とを連結する前後連結メンバ４７の前端部が接合されている。この前後連結メンバ４７は、上記前方延長部３６の前後方向中間部に、その車幅方向内側から接合される前端フランジ部４８と、上記サスタワー５の前壁面上部に接合される後端フランジ部４９とを備えた角パイプ材等からなり、平面視で前端部がやや車幅方向外側を指向するように傾斜した状態で設置されている。また、上記エプロンフレーム４の前端部には、エンジンルームの前部上辺に沿って車幅方向に延びるように設置される角パイプ材等からなる上部フレーム５０の側端部が取付ブラケット５１を介して取り付けられている。なお、図１および図３において、符号５２は、クラッシュボックス１３の取付プレートであり、符号５３は、上記サブフレームの前端左右を支持する支持ブラケットである。

上記構成を有する前部車体を製造するには、図４に示すように、フランジレス閉断面体からなる上記傾斜部１０と水平部１１とを備えたフロントサイドフレーム２を成形した後、その水平部１１および傾斜部１０の車幅方向外側壁面に、サスタワー５およびエプロンパネル６，７等の下辺部が接合される所定長さの板状部材１５をアーク溶接する等により、その上端部をフロントサイドフレーム２の上方に突出させた状態で仮止めする。具体的には、図１２に示すように、アーク溶接用の開口部５４が形成された板状部材１５の下部を、上記フロントサイドフレーム２の前方部材である水平部１１および上記傾斜部１０の車幅方向外側壁面に当接させて位置決めした状態で、車幅方向外側からアーク溶接を行って上記アーク溶接用の開口部５４内に溶融金属を充填することにより、上記フロントサイドフレーム２の水平部１１に対して板状部材１５を仮止めする。

次いで、図３に示すように、上記板状部材１５の上辺部に、サスタワー５、前部エプロンパネル６および後部エプロンパネル７の下辺部を当接させて位置決めした状態で、これらをスポット溶接することにより、上記板状部材１５に対するサスタワー５、前部エプロンパネル６および後部エプロンパネル７の仮止めを行う。また、同様の手段で上記縦分岐ブレース２５、フィレット状部材２６、取付ブラケット５１およびダッシュパネル１等を取り付けた後、このダッシュパネル１の背面にダッシュクロスメンバ３３を仮止めする。このダッシュパネル１に対するダッシュクロスメンバ３３の仮止めは、図１３に示すように、ダッシュパネル１の上辺部に沿って所定間隔で配列されたアーク溶接用の開口部５５に沿って角パイプ材からなる上記ダッシュクロスメンバ３３をダッシュパネル１の背面に当接させて位置決めした状態で、ダッシュパネル１の前面側からアーク溶接して上記アーク溶接用の開口部５５内に溶融金属を充填することにより行う。

さらに、図９に示すように、上記サスタワー５、前部エプロンパネル６および後部エプロンパネル７の上辺部外側壁面に沿ってエプロンフレーム４の車幅方向内側壁面を接合した後、エプロンフレーム４の前方延長部３６とサスタワー５の前壁面上部とを角パイプ材等からなる上記前後連結メンバ４７により連結する。また、上記エプロンフレーム４の前方延長部３６の前端部から垂下するように設置された第１パネル３８の前端フランジ部４２を、上記フロントサイドフレーム２の前部から上方に起立するように設置された第２パネル３９にスポット溶接するとともに、この第２パネル３９の後端フランジ部４６を第１パネル３８にスポット溶接することにより、上記エプロンフレーム４の前端部と上記フロントサイドフレーム２の前部とを連結する閉断面形状の上下連結メンバ３７を形成する（図１１参照）。

そして、図１に示すように、上記フロントサイドフレーム２の前端部にクラッシュボックス１３を介してバンパーフレーム１２を取り付けるとともに、上記エプロンフレーム４の前端部に取付ブラケット５１を介して上部フレーム５０を取り付ける等により車体前部を構成した後、この車体前部構造を有する車体をレーザー溶接部に搬送し、必要個所にレーザー溶接を行う等により、上記仮止め部に増打溶接を施して各部を強固に接合する。

このようにしてダッシュパネル１の側方部から前方に延びるように設置された左右一対のフロントサイドフレーム２と、ダッシュパネル１の側端部から上下に延びるように立設された左右一対のヒンジピラー３と、このヒンジピラー３から前方に延びるように設置されたエプロンフレーム４と、このエプロンフレーム４に車幅方向外側壁面上部が接合されるとともに上記フロントサイドフレーム２に車幅方向内側壁面下部が接合されたサスタワー５とを含んだ車体前部構造を構成し、上記エプロンフレーム４をその全長に亘って閉断面が連続した中空体に形成し、かつ上記サスタワー５の前方部から平面視で内向き屈曲するとともに、側面視で下方に屈曲しつつ上記フロントサイドフレーム２の前部上方を指向して直線状に延びる前方延長部３６を上記エプロンフレーム４に設け、この前方延長部３６の前端部と上記フロントサイドフレーム２の前部とを上下方向に延びる上下連結メンバ３７により連結したため、自動車の乗り心地を悪化させることなく、自動車の前突時における衝突エネルギーを効果的に吸収できるという利点がある。

すなわち、上記構成において、自動車の前突時に上記バンパーフレーム１２に大きな衝突エネルギーが入力されると、この衝突エネルギーが上記クラッシュボックス１３を介してフロントサイドフレーム２の前端部に入力され、その一部が上記上下連結メンバ３７を介してエプロンフレーム４の前端部に伝達されるとともに、前後連結メンバ４７を介してサスタワー５の上部に伝達され、かつ上記エプロンフレーム４を介してサスタワー５、前部エプロンパネル６および後部エプロンパネル７の上辺部外側壁面および上記ヒンジピラー３に伝達されるため、上記衝突エネルギーが適度に分散されて効果的に支持されることになる。

そして、上記のようにエプロンフレーム４の前端部とフロントサイドフレーム２の前部とを上下方向に延びる所定長さの上下連結メンバ３７により連結したため、サスタワー５の前方部から平面視で内向き屈曲するとともに、側面視で下方に屈曲しつつ上記フロントサイドフレーム２の前部上方を指向して直線状に延びる前方延長部３６の上記エプロンフレーム４の後方部３５に対する屈曲角度をそれ程大きくすることなく、上記エネルギーを、サスタワー５およびヒンジピラー３等に伝達することができる。したがって、自動車の前突エネルギーに応じてエプロンフレーム４の屈曲部が大きく変形するのを抑制し、このエプロンフレーム４を徐々に圧縮変形させることにより、衝突エネルギーを効果的に吸収できるとともに、上記エプロンフレーム４を軽量化して車体前部の重量バランスが増大するのを防止することにより、走行時のＮＶＨを低減して自動車の快適性を効果的に向上できるという利点がある。

特に、上記実施形態に示すように、エプロンフレーム４の前方延長部３６の前後方向中間部と、サスタワー５の上部とを連結する前後連結メンバ４７を設けた構成した場合には、自動車の前突時に上記エプロンフレーム４の前方延長部３６に入力された衝突エネルギーを上記前後連結メンバ４７からサスタワー５の上部に伝達して支持することにより、上記エプロンフレーム４の屈曲部に大きな荷重が入力されるのを抑制して衝突エネルギーを効果的に吸収することができるため、上記エプロンフレーム４をさらに軽量化して走行時のＮＶＨを、より効果的に低減できる等の利点がある。

また、上記実施形態では、エプロンフレーム４の少なくとも前方延長部３６を、プレス成形材の両端部が付き合わされ、あるいはその厚み方向に重ね合わされて接合されたフランジレス閉断面体として構成したため（図１１参照）、自動車の正突時または斜突時等に入力された衝突エネルギーに対応して上記エプロンフレーム４に作用する捩り荷重に対する強度を効果的に向上させることができる。

すなわち、上記エプロンフレーム４の前方延長部３６を、一般的に知られているようにフランジ部が左右両側辺部等に設けられた断面ハット状部材のフランジ部を互いに接合してなるフランジ付閉断面体により構成した場合には、上記前方延長部３６に入力される捩り荷重に応じて上記フランジ部の接合部分が剥離することにより強度が低下し易い傾向があるため、自動車の正突時又は斜突時等に入力された衝突エネルギーに応じて上記エプロンフレーム４に捩れ変形が生じるのを効果的に抑制することができない。これに対し、上記のようにエプロンフレーム４の少なくとも前方延長部３６をフランジレス閉断面体として構成した場合には、上記エプロンフレーム４に作用する捩り荷重に対する強度を効果的に向上させて、このエプロンフレーム４に捩れ変形が生じるのを簡単な構成で効果的に抑制できるという利点がある。

なお、図１１に示すように、略Ｌ字状の水平断面をもってエプロンフレーム４の前方延長部３６の前端部から垂下するように設置された第１パネル３８と、この第１パネル３８に対向した略Ｌ字状の水平断面をもって上記フロントサイドフレーム２の前部から上方に起立するように設置された第２パネル３９とからなる上下連結メンバ３７を設け、上記第１パネル３８および第２パネル３９の側辺部を互いに接合することにより上下方向に延びる閉断面を形成した上記実施形態に代え、予め閉断面形状に形成された角パイプ材等からなる上下連結メンバの一端部を、エプロンフレーム４の前端部下面もしくはフロントサイドフレーム２の前部上面に取り付け、車体前部の組立時に、上記上下連結メンバの他端部を、フロントサイドフレーム２の前部上面もしくはエプロンフレーム４の前端部下面に接合することにより、上記エプロンフレーム４の前端部とフロントサイドフレーム２の前部とを連結するように構成することも考えられる。

しかし、上記のように角パイプ材等により上下連結メンバ構成した場合には、エプロンフレーム４およびフロントサイドフレーム２等の製作誤差が生じることに起因して、上記上下連結メンバの取付位置がずれ、あるいはこの上下連結メンバによる連結強度が低下し易い等の問題がある。これに対して上記実施形態に示すように、第１パネル３８の側辺部と第２パネル３９の側辺部とを互いに接合することにより、上記エプロンフレーム４の前端部とフロントサイドフレーム２の前部とを連結する閉断面形状の上下連結メンバ３７を構成した場合には、上記エプロンフレーム４およびフロントサイドフレーム２等に多少の製作誤差が生じたとしても、上記上下連結メンバ３７の取付位置がずれる等の問題を生じることなく、この上下連結メンバ３７を容易かつ適正に設置することができるとともに、自動車の前突時にフロントサイドフレーム２の前部に入力された衝突エネルギーの一部を上記エプロンフレーム４に伝達して、これを効果的に支持できるという利点がある。

また、上記実施形態では、サスタワー５の後方に位置するフロントサイドフレーム２の後部に立設されるとともに、側辺部が上記サスタワー５の後部または後部エプロンパネル７に接合されることにより、上下方向に連続しつつ上記後部エプロンパネル７の上部に至る閉断面を形成する縦分岐ブレース２５を設け、この縦分岐ブレース２５に設けられた上端フランジ部３２をダッシュパネル１の上部前壁面に接合することにより、自動車の前突時に上記フロントサイドフレーム２に入力された衝突エネルギーを、上記縦分岐ブレース２５およびダッシュパネル１の上部を介してヒンジピラー３に効率よく伝達するように構成したため、上記衝突エネルギーをヒンジピラー３から自動車のルーフ部等に伝達して、これを効果的に吸収することにより車体前部の変形を抑制できるという利点がある。

特に、上記実施形態に示すように、ダッシュパネル１の車室内側壁面（後壁面）に接合されて車幅方向に延びる閉断面を構成するダッシュクロスメンバ３３を設け、このダッシュクロスメンバ３３と上記縦分岐ブレース２５の上端フランジ部３２とを、上記ダッシュパネル１を挟んで前後に重複させるように配設した場合には、自動車の前突時に上記フロントサイドフレーム２に入力された衝突エネルギーをダッシュパネル１の全体に分散させて効率よく支持することにより、車体前部の変形を効果的に抑制することができる。

また、上記実施形態に示すように取付ブラケット３４を介してダッシュクロスメンバ３３の左右両端部をヒンジピラー３に接合した構成とした場合には、自動車の前突時に上記フロントサイドフレーム２に入力された衝突エネルギーを、最短経路でヒンジピラー３に伝達してこれを支持することにより、車体前部の変形を簡単な構成で効果的に抑制できるという利点がある。なお、上記取付ブラケット３４を省略し、ダッシュクロスメンバ３３の左右両端部をヒンジピラー３に対して押し当てた状態で溶接する等により直接的に接合してもよい。

さらに、上記実施形態では、斜め外方側かつ車幅方向外側に屈曲しつつ上方に向けて延びる屈曲部３０を上記縦分岐ブレース２５に設けることにより、この縦分岐ブレース２５を略Ｓ状に形成したため、自動車の前突時に上記フロントサイドフレーム２から縦分岐ブレース２５に入力された衝突エネルギーを、この縦分岐ブレース２５に沿って上方に伝達しつつ、上記衝突エネルギーを車幅方向外側に変位させることができるため、ヒンジピラー３に効率よく衝突エネルギーを伝達してこれを効果的に支持できるという利点がある。

上記実施形態では、ダッシュパネル１の前壁面と、その前方側に延びるフロントサイドフレーム２の傾斜部１０との間に形成された空間の上方部を車幅方向内側から覆うようにフィレット状部材２６を設置するとともに、このフィレット状部材２６に設けられたフランジ部２７に上記縦分岐ブレース２５の下端部を接合するように構成したため、この縦分岐ブレース２５の下端部を上記フロントサイドフレーム２に取り付けた状態で、上記フィレット状部材２６を設置することにより、上記縦分岐ブレース２５の下端部を上記フロントサイドフレーム２に対して強固に取り付けることができる。

したがって、自動車の前突時に上記フロントサイドフレーム２に入力された衝突エネルギーを上記フィレット状部材２６により補強された縦分岐ブレース２５を介して支持することができるため、車体前部の変形を、さらに効果的に抑制できるという利点がある。しかも、上記ダッシュパネル１の下部に設けられた前上がりのキックアップ部９に沿って前上がりに傾斜しつつ、ダッシュパネル１から離間するようにその斜め前方側に向けて延びるフロントサイドフレーム２の傾斜部１０を上記フィレット状部材２６により効果的に補強することができるとともに、自動車の前突時にフロントサイドフレーム２に入力された衝突エネルギーを上記フィレット状部材２６によりダッシュパネル１に伝達してこれを支持することができるため、上記衝突エネルギーに応じて上記傾斜部１０が折れ曲がるように変形するのを効果的に防止できるという利点がある。

また、上記実施形態に示すように、フィレット状部材２６を、ダッシュパネル１とフロントサイドフレーム２の傾斜部１０との間に形成された三角形状の空間に対応させて、後方側部が車幅方向内向きに拡大した末広がり形状の板材により形成した構造とした場合には、自動車の前突時に、上記フロントサイドフレーム２に入力された衝突エネルギーを上記ダッシュパネル１に効率よく伝達して支持することができるため、上記傾斜部１０の後端部を支点にその前端部を押し上げる方向に作用するモーメント荷重に応じてフロントサイドフレーム２の傾斜部１０が変形するという事態の発生を上記フィレット状部材２６により効果的に防止できるという利点がある。

特に、上記実施形態に示すように、フィレット状部材２６の車幅方向内側壁面に、その後端部側に向けて膨出した膨出部２８を設けた構造とした場合には、自動車の前突時に上記フロントサイドフレーム２を内折れさせる作用する加重を上記フィレット状部材２６により効率よく支持することができるため、上記フロントサイドフレーム２の変形を、より効果的に防止できるという利点がある。

また、上記実施形態では、後部エプロンパネル７の車幅方向内側壁面に接合されて上下方向に延びる閉断面を形成する縦分岐ブレース２５を有する車体前部構造において、上記フィレット状部材２６の上部に、上記縦分岐ブレース２５の下端部形状に合致するように車幅方向内側へ膨出してこれに接合される隆起部２７ａを有するフランジ部２７を設けた構造としたため、上記フィレット状部材２６により縦分岐ブレース２５の下端部を効果的に支持することができる。したがって、自動車の前突時にフロントサイドフレーム２に入力された衝突エネルギーを上記縦分岐ブレース２５、フィレット状部材２６およびフロントサイドフレーム２の傾斜部１０を介して３方向に伝達することにより、これを効果的に支持できるという利点がある。

上記実施形態では、フロントサイドフレーム２の傾斜部１０の前端部から車体の前方側に向けて略水平に延びる水平部１１を、一部材または複数部材の端部同士が付き合わされ、あるいは端部同士がその厚み方向に重ね合わされて接合されたフランジレス閉断面体として構成したため、上記フロントサイドフレーム２の水平部１１を、左右両側辺部にフランジ部が設けられた断面ハット状部材のフランジ部を互いに接合してなるフランジ付閉断面体により構成した場合のように、自動車の正突時または斜突時等に入力された衝突エネルギーに応じて上記フランジ部の接合部分が剥離することにより強度が低下するという事態を生じることがなく、上記フロントサイドフレーム２の水平部１１に作用する捩り荷重に対する強度を効果的に向上させることができる。

そして、上記フロントサイドフレーム２の水平部１１の車幅方向外側壁面に、上記サスタワー５またはエプロンパネル６，７の下辺部が接合される板状部材１５を取り付けることにより、その上端部をフロントサイドフレーム２の上方に突出させた状態で設置したため、上記水平部１１を、一部材または複数部材の端部同士が付き合わされ、あるいは端部同士がその厚み方向に重ね合わされて接合されたフランジレス閉断面体として構成したにも拘わらず、上記板状部材１５を介してフロントサイドフレーム２の水平部１１に上記サスタワー５またはエプロンパネル６，７の下辺部をスポット溶接する等により容易かつ適正に接合できるという利点がある。

また、上記実施形態に示すように水平部１１の後方側に連設されたフロントサイドフレーム２の傾斜部１０をフランジレス閉断面体として構成するとともに、この傾斜部１０と上記水平部１１とにより形成された屈曲部１４の車幅方向外側壁面に、前後方向に延びる板状部材１５を上方に突出させた状態で接合し、この板状部材１５に上記サスタワー５またはエプロンパネル６，７の下辺部を接合した場合には、自動車の正突時または斜突時等に入力された衝突エネルギーに応じて変形が生じ易い上記フロントサイドフレーム２の屈曲部１４を、上記板状部材１５等で補強することにより、上記屈曲部１４の変形を効果的に防止することができる。

そして、上記傾斜部１０と上記水平部１１とにより形成された屈曲部１４の車幅方向外側壁面に、上記サスタワー５またはエプロンパネル６，７の下辺部が接合される板状部材１５を取り付けることにより、その上端部をフロントサイドフレーム２の上方に突出させた状態で設置したため、上記傾斜部１０および水平部１１を、一部材または複数部材の端部同士が付き合わされ、あるいは端部同士がその厚み方向に重ね合わされて接合されたフランジレス閉断面体として構成したにも拘わらず、上記板状部材１５を介してフロントサイドフレーム２の屈曲部１４に上記サスタワー５またはエプロンパネル６，７の下辺部をスポット溶接する等により容易かつ適正に接合することができる。

さらに、上記実施形態では、側面視でサスタワー５と重複する位置にフロントサイドフレーム２の傾斜部１０と水平部１１とにより形成された屈曲部１４を配設したため、この屈曲部１４の車幅方向外側壁面に取り付けられた板状部材１５を介して上記サスタワー５と上記屈曲部１４とを連結して補強することができる。したがって、自動車の前突時に上記フロントサイドフレーム２に入力された衝突エネルギーに応じて上記屈曲部１４が変形するのを効果的に防止できるため、その前方部、つまり上記水平部１１の全体を上記衝突エネルギーの吸収部として利用することにより、この衝突エネルギーを効果的に吸収できるという利点がある。

特に、上記実施形態に示すように、フロントサイドフレーム２の傾斜部１０から水平部１１の後方に至る部位の下方部にサブフレーム用の取付ブラケット１６の上部を取り付けることにより、その下端部を下方に突出させた状態で設置した場合には、傾斜部１０および水平部１１を、一部材または複数部材の端部同士が付き合わされ、あるいは端部同士がその厚み方向に重ね合わされて接合されたフランジレス閉断面体として構成したにも拘わらず、上記フロントサイドフレーム２に対してサブフレームを容易かつ適正に取り付けることができるとともに、上記取付ブラケット１６を介して上記傾斜部１０と水平部１１との連結部、つまり上記屈曲部１４を効果的に補強することができるという利点がある。

また、上記実施形態では、フランジレス閉断面体からなるフロントサイドフレーム２に上記板状部材１５の下部を予め溶接した後、この板状部材１５の上部に上記サスタワー５またはエプロンパネル６，７の下辺部を溶接して一体化する作業を行うように構成したため、上記サスタワー５またはエプロンパネル６，７の接合部に関しては、フランジ付閉断面体からなるフロントサイドフレームを有する車体前部構造と略同様に構成することができる。したがって、上記フランジレス閉断面体からなるフロントサイドフレーム２を使用したにも拘わらず、製造ラインの構成を大幅に変更することなく、上記板状部材１５を介してフロントサイドフレーム２に上記サスタワー５またはエプロンパネル６，７の下辺部を溶接することにより、上記車体前部構造を容易かつ適正に製造することができる。

本発明に係る車体前部構造の実施形態を示す斜視図である。上記車体前部構造の平面図である。上記車体前部構造の側壁面断面図である。フロンサイドフレームの具体的構成を示す斜視図である。図３のＶ−Ｖ線断面図である。水平部の製造過程を示す説明図である。フロンサイドフレームの傾斜部の具体的構成を示す断面図である。縦分岐ブレースおよびフィレット状部材の具体的構成を示す平面図である。エプロンフレームの具体的構成を示す斜視図である。エプロンフレームの具体的構成を示す図３のＸ−Ｘ線断面図である。上下連結メンバの具体的構成を示す平面断面図である。板状部材の取付状態を示す側壁面図である。ダッシュクロスメンバの取付状態を示す側壁面断面図である。

符号の説明

１ダッシュパネル
２フロントサイドフレーム
３ヒンジピラー
４エプロンフレーム
５サスタワー
７後部エプロンパネル
２５縦分岐ブレース
２６フィレット状部材
３３ダッシュクロスメンバ

Claims

ダッシュパネルの側方部から前方に延びるように設置された左右一対のフロントサイドフレームと、ダッシュパネルの側端部から上下に延びるように立設された左右一対のヒンジピラーと、このヒンジピラーから前方に延びるように設置されたエプロンフレームと、このエプロンフレームに車幅方向外側壁面上部が接合されるとともに上記フロントサイドフレームに車幅方向内側壁面下部が接合され、かつサスペンションダンパが配設されるように内側に向けて膨出するように設置されたサスタワーとを含んでなる車体前部構造であって、上記エプロンフレームはその全長に亘って閉断面が連続した中空体に形成され、かつ上記サスタワーの前方部から平面視で内向き屈曲するとともに、側面視で下方に屈曲しつつ上記フロントサイドフレームの前部上方を指向して直線状に延びる前方延長部を有し、この前方延長部の前端部と上記フロントサイドフレームの前部とが上下方向に延びる上下連結メンバにより連結されたことを特徴とする車体前部構造。
上記エプロンフレームの前方延長部の前後方向中間部と、サスタワーの上部とを連結する前後連結メンバを備えたことを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
上記エプロンフレームの少なくとも前方延長部は、プレス成形材の両端部が付き合わされ、あるいはその厚み方向に重ね合わされて接合されたフランジレス閉断面体として構成された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。
上記上下連結メンバは、略Ｌ字状の水平断面をもってエプロンフレームの前方延長部の前端部から垂下するように設置された第１パネルと、この第１パネルに対向した略Ｌ字状の水平断面をもって上記フロントサイドフレームの前部から上方に起立するように設置された第２パネルとを有し、上記第１パネルおよび第２パネルの側辺部が互いに接合されることにより上下方向に延びる閉断面が形成された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。