JP5163082B2 - 自動車の前部車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の前部車体におけるホイールハウス周辺の構造に関し、自動車の車体構造の技術分野に属する。

自動車の車体前部には、フロントホイールハウスに接して車体前後方向に延びるフロントサイドフレームが設けられる場合がある。そして、このフロントサイドフレームの前端部に車両前方から衝撃荷重が入力されたときに、この衝撃荷重を車体後部にも分散可能なように、フロントサイドフレームの後端部をフロアフレームの前端部に接続する場合があるが、一般にフロアフレームの方がフロントサイドフレームよりも低い位置に配設されるので、フロントサイドフレームの後部側を下方に湾曲させてフロアフレームの前端部に接続することとなる。

しかし、このように構成した場合、衝撃荷重がフロントサイドフレームの前端部に入力されたときに、湾曲部が上下方向に変位して折損する虞があるので、これを防止するため、例えば特許文献１には、フロントサイドフレームにおけるサスペンションタワー（フロントホイールハウスにおけるサスペンション支持部）に接する部分に前端部が接続され、サスペンションタワーの外面に沿って後ろ上りに延びて、後端部がサスペンションタワー後方の車体部材に接続される補強部材を設けたものが開示されている。

特開２００３−１８２６３３号公報

ところで、フロントホイールハウスの後方には、ダッシュパネルが設けられると共に、該ダッシュパネルからホイールハウス側に突出してブレーキのマスタシリンダ等の装置が配設される場合があり、この場合、設置スペースの不足により特許文献１に記載のような補強部材を設けるのが困難な場合がある。

そこで、本発明は、ホイールハウスの後方に十分なスペースを確保できない場合でも、補強部材を配設可能な自動車の前部車体構造を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、フロントホイールハウスに接して車体前後方向に延びるフロントサイドフレームと、該フロントサイドフレームにおける前記ホイールハウスに接する部分と該ホイールハウス後方のダッシュパネルとを接続する補強部材と、が備えられた自動車の前部車体構造であって、前記フロントサイドフレームは、前記ホイールハウスに接する部分が、ホイールハウス内を臨むように設けられており、かつ、前記ダッシュパネルの左右にヒンジピラーが設けられていると共に、車幅方向に延びて前記左右のヒンジピラーを連結し、ダッシュパネルの後面とで閉断面構造を構成するダッシュクロスメンバが備えられており、前記補強部材は、前記ホイールハウス内に設けられて、前端部が前記フロントサイドフレームにおけるホイールハウス内を臨む部分に接続され、後ろ上りに延びて、後端部が前記ダッシュパネルに接続されていると共に、該補強部材の後部は、前記ダッシュクロスメンバにダッシュパネルを介して連結されており、該補強部材の後端部のフランジ部とダッシュパネルとダッシュクロスメンバのフランジ部とが、ボルト及びナットにより共締めされていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の自動車の前部車体構造において、前記ホイールハウスの上部に上方へ膨出するサスペンションタワーが形成されており、前記補強部材は、後部が、前記サスペンションタワー内にまで拡張し、該タワー内面に接続されていることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、前記請求項２に記載の自動車の前部車体構造において、前記ダッシュパネルと前記サスペンションタワーとを連結する連結部材が備えられており、該連結部材と前記補強部材の後部側とで、ダッシュパネルとサスペンションタワーとの間に車体前後方向に延びる閉断面構造が構成されていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、前記請求項３に記載の自動車の前部車体構造において、前記補強部材にサスペンションのアッパーアームが支持されていることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、前記請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の自動車の前部車体構造において、前記フロントサイドフレームには、前方からの衝撃荷重の作用時に、補強部材の前端部が接続される部位と、ダッシュパネルに接続される部位との間において、該フレームを車幅方向に折曲させる折曲予定部が形成されており、前記補強部材は、車幅方向に湾曲形成されていることを特徴とする。

次に、本発明の効果について説明する。

まず、請求項１に記載の発明によれば、フロントサイドフレームにおける前記ホイールハウスに接する部分と該ホイールハウス後方のダッシュパネルとを接続する補強部材が設けられているから、フロントサイドフレームにおけるホイールハウスに接する部分と前記ダッシュパネルとの間の部分の剛性、特に上下変位に対する剛性が向上する。したがって、フロントサイドフレームに前方から衝撃荷重が入力された場合における該フレームの上下方向への湾曲等の変位が良好に抑制されることとなる。

その場合に、前記フロントサイドフレームは、前記ホイールハウスに接する部分が、ホイールハウス内を臨むように設けられており、前記補強部材は、前記ホイールハウス内に設けられ、前端部が前記フロントサイドフレームにおけるホイールハウスを臨む部分に接続されていると共に、後ろ上りに延びて、後端部が前記ダッシュパネルに接続されているから、補強部材がホイールハウスの外に突出しない。したがって、補強部材を設けても、該補強部材と、ホイールハウスの後方に配設される例えばブレーキ装置のマスタシリンダ等との干渉を回避することができる。ここで、フロントサイドフレームには、例えばダッシュパネルの前方において下方への湾曲部が設けられる場合があり、このような場合、衝撃荷重が入力されると該フレームの上下方向への変位が生じやすくなるが、そのような場合に、特に大きな効果が奏されることとなる。

また、この発明によれば、ダッシュパネルの左右にヒンジピラーが設けられていると共に、車幅方向に延びて左右のヒンジピラーを連結し、ダッシュパネルの後面とで閉断面構造を構成するダッシュクロスメンバが備えられており、前記補強部材の後部が、該ダッシュクロスメンバにダッシュパネルを介して連結されているから、フロントサイドフレームから補強部材に作用する荷重を、ダッシュクロスメンバを介してヒンジピラーにも分散させることができる。したがって、衝撃荷重がより大きな場合でもフロントフレームの上下方向への変位を良好に抑制することができる。

また、請求項２に記載の発明によれば、前記ホイールハウスの上部に上方へ膨出するサスペンションタワーが形成されており、前記補強部材は、後部が、前記サスペンションタワー内にまで拡張し、該タワー内面に接続されているから、フロントサイドフレームから補強部材に作用する衝撃荷重を、ダッシュパネルとサスペンションタワーとに分散させることができる。したがって、衝撃荷重がより大きな場合でもフロントサイドフレームの上下方向への変位を良好に抑制することができる。

また、請求項３に記載の発明によれば、前記ダッシュパネルと前記サスペンションタワーとを連結する連結部材が備えられており、該連結部材と前記補強部材の後部側とで、ダッシュパネルとサスペンションタワーとの間に車体前後方向に延びる閉断面構造が構成されているから、ダッシュパネルとホイールハウスのサスペンションタワーとの間の剛性が向上することとなる。

また、請求項４に記載の発明によれば、サスペンションのアッパーアームを、前記補強部材を利用することで、軽量化しつつ、良好な支持剛性を確保することができる。

また、請求項５に記載の発明によれば、フロントサイドフレームへの前方からの衝撃荷重の作用時に、該フロントサイドフレームは、ダッシュパネルに接続される部位と補強部材の前端部が接続される部位との間に設けられた折曲予定部において、車幅方向外方に折曲しようとする。その場合に、前記補強部材は、車幅方向に湾曲形成されているから、フロントサイドフレームが車幅方向に折曲しようとするのが該補強部材により阻害されるのが防止されることとなる。

以下、本発明の実施の形態に係る自動車の前部車体構造について説明する。

図１に示すように（適宜、図２〜図４を参照）、本実施の形態に係る自動車１においては、ダッシュパネル２の左右両端部にそれぞれ、上下方向に延び、フロントドア（図示せず）が枢支されるヒンジピラー３（一方のみ図示されている）が設けられている。

左右のヒンジピラー３の上端部側からはそれぞれ前方にエプロンレインフォースメント４，４が延びている。

エプロンレインフォースメント４，４に対して平面視でほぼ平行に、かつ車幅方向内方に離間した位置で、フロントサイドフレーム５，５が車体前後方向に延びている。

車幅方向でエプロンレインフォースメント４とフロントサイドフレーム５との間には、前輪用のホイールハウス６が設けられている。

フロントサイドフレーム５及びエプロンレインフォースメント４の前端部には、これらに跨って平板状のプレート７，７が取り付けられている。左右のプレート７，７間には、クラッシュボックス８，８を介して、車幅方向に延びるバンパレインフォースメント９が取り付けられている。クラッシュボックス８，８は、前後方向の衝撃荷重が入力されたときに車体前後方向に圧縮変形するように構成されている。

ダッシュパネル２の下部は、後方へ湾曲して、下端部がフロアパネル１０の前端部に接合されている。ダッシュパネル２の下部及びフロアパネル１０には、車幅方向ほぼ中央において前後方向に延び、かつ上方へ膨出するトンネル部１１が設けられている。

フロントサイドフレーム５の後部側は、ホイールハウス６の側方において下方に湾曲し、後端部が、フロアパネル１０の下面側で車体前後方向に延びるフロアフレーム１２の前端部に接続されている（図２参照）。フロアフレーム１２は、断面ハット状の形状をしており、フロアパネル１０とで車体前後方向に延びる閉断面を形成している。

フロントヒンジピラー３の下端部から後方にサイドシル１３が延びている。サイドシル１３は、車体前後方向に延びる閉断面構造とされている。

ダッシュパネル２の下部側には、左右のフロントヒンジピラー３，３を連結するロアダッシュクロスメンバ１４が設けられている。ロアダッシュクロスメンバ１４は、図３に示すように、左右のフロントサイドフレーム５，５間の部分を構成する中間部材１４Ａと、中間部材１４Ａの左右の端部と左右のフロントヒンジピラー３，３とを連結するサイド部材１４Ｂ，１４Ｂとで構成されている。

中間部材１４Ａは、断面ハット状の部材で、ダッシュパネル２の前面（エンジンルームＺ１側の面）側に設けられており、ダッシュパネル２の前面とで閉断面を形成している。サイド部材１４Ｂは、同じく断面ハット状の部材で、ダッシュパネル２の後面（車室Ｚ２側の面）に設けられており、ダッシュパネル２の後面とで閉断面を形成している（図５、図６参照）。

ダッシュパネル２の上部側には、図７に示すように、左右のフロントヒンジピラー３，３を連結するアッパダッシュクロスメンバ１６が設けられている。アッパダッシュクロスメンバ１６は、左右のヒンジピラー３，３近傍間の部分を構成する中間部材１６Ａと、中間部材１６Ａの左右の端部と左右のフロントヒンジピラー３，３とを連結するサイド部材１６Ｂ，１６Ｂとで構成されている。

中間部材１６Ａ及びサイド部材１６Ｂは、それぞれ、断面ハット状の部材で、ダッシュパネル２の後面（車室Ｚ２側の面）側に設けられている。

詳しくは、図７に示すように、サイド部材１６Ｂは、上下のフランジ１６ｂ，１６ｂの後端部側がボルト及びナットＢ１，Ｂ１により、フロントヒンジピラー３のインナパネル１８に締結され、フランジ１６ｂの前端部側が中間部材１６Ａの端部のフランジ部１６ａと、ダッシュパネル２と、後述する補強部材６０のフランジ６０ｆと共に、ボルト及びナットＢ２により共締めされている。そして、これにより、図５，図６に示すように、ダッシュパネル２と中間部材１６Ａとサイド部材１６Ｂ，１６Ｂとで左右のヒンジピラー３，３間において車幅方向に延びる閉断面Ｖが形成されている。

図１、図３、図４からわかるように、ホイールハウス６は、車幅方向外端側がエプロンレインフォースメント４に接合されると共に車幅方向内端部がフロントサイドフレーム５に接合されたエプロンパネル１９の後部側をアーチ状に上方に膨出させることにより形成されている。上部には、サスペンション３０の上部側が支持されるサスペンションタワー部６ａが、ホイールハウスインナパネル１９をタワー状に上方に膨出させることにより形成されている。

ここで、フロントサスペンション３０及びその取付構造について簡単に説明しておくと、図２、図３に示すように、フロントサスペンション３０の下方には、サスペンション３０の下部側を支持するサスペンション支持フレーム２０が設けられている。このサスペンション支持フレーム２０は、平面視略ロ字状の枠状形状をしており、その左右の側辺部２０ａ，２０ａが、フロントサイドフレーム５，５の略下方で前後に延びている。そして、左右の側辺部２０ａ，２０ａの前端側がフロントサイドフレーム５，５の前端部の下部に、前後方向中間よりも後方側が、フロントサイドフレーム５，５の湾曲部５ａ，５ａの下部に、後端側がフロアパネル１０の前端側に設けられたクロスメンバ（図示せず）に、ブラケットやマウントラバー等を介して取り付けられている。

フロントサスペンション３０は、ダブルウィッシュボーン式のものであり、タイヤＷ（ホイール）を回転自在に支持するホイールサポート３１と、上下に離間して配置されたアッパアーム３２及びロアアーム３３と、緩衝装置３４とを有している。

ホイールハウスインナパネル１９におけるサスペンションタワー部６ａ部分の反エンジンルームＺ１側の面には、サスペンション支持部材２１，２２が取り付けられている。

アッパアーム３２は、Ａ型形状をしており、車幅方向内端部３２ａ，３２ａが、ブラケット２１，２２に支持された車体前後方向に延びる軸部材３２Ａ，３２Ａを中心として回動可能に取り付けられている。軸部材３２Ａ，３２Ａは、例えばボルト及びナットにより構成されている。一方、車幅方向外端部３２ｂ，３２ｂは、ホイールサポート３１に形成された上方延設部３１ａの上端部にボールジョイントを介して取り付けられている。

アッパアーム３２の内端部３２ａ，３２ａを支持するブラケット２１，２２は、前側用と後側用との形状が異なっている。すなわち、まず、前側用のブラケット２２について説明すると、平面視コ字状形状をしており、図６に示すように、軸部材３２Ａの端部を支持する前後の縦面部２２ａ，２２ｂと、これらの縦面部２２ａ，２２ｂを連結する側面部２２ｃとを有して、後側の縦面部２２ｂ及び側面部２２ｃがサスペンションタワー部６ａの前面部６ｂ及び側面部６ｃ（図２参照）に接合されている。一方、後側用のブラケット２１は、平面視略Ｌ字状の形状をしており、後側の縦面部２１ａと側面部２１ｂとのみを有して、側面部２１ｂがサスペンションタワー部６ａの側面部６ｃに接合されており、軸部材３２Ａの後端側は、後述する補強部材６０の前面部６０ｃ（図２参照）に支持されている。

図２、図３に戻り、ロアアーム３３は、アッパアーム３２同様、Ａ型形状をしており、車幅方向内端部３３ａ，３３ａが、サスペンション支持フレーム２０の側辺部２０ａ，２０ａに設けられた支持壁に、車体前後方向に延びる軸部材３３Ａ，３３Ａを中心として回動可能に取り付けられている。軸部材３３Ａ，３３Ａは、例えばボルト及びナットにより構成されている。一方、車幅方向外端部３３ｂ，３３ｂは、ホイールサポート３１に形成された下方延長部３１ｂの下端部にボールジョイントを介して取り付けられている。

緩衝装置３４は、ダンパ３５と、コイルスプリング３６とを有している。ダンパ３５は、上端部がサスペンションタワー部６ａのトップ部６ａ′に固定され、下端部がロアアーム３３の車幅方向中間部に、車体前後方向に延びる軸部材３５Ａを中心として揺動可能に取り付けられている。コイルスプリング３６は、ダンパ３５に伸縮可能に取り付けられている。

サスペンションタワー部６ａのトップ部６ａ′の上面には、緩衝装置３４の取付部を補強するサスペンション取付部補強部材２３が設けられている。

図１からわかるように、ダッシュパネル２の上部には、車幅方向に延びるカウル部４０が設けられている。

このカウル部４０は、図３〜図６、図８等からわかるように、車幅方向両端部を構成する左右一対のカウルサイドパネル４１，４１と、これらを連結するカウルフロントアッパパネル４２及びカウルフロントロアパネル４３と、フロントガラスの下端側を支持するカウルパネル４４とを有している。

図５に示すように、カウルサイドパネル４１は、サスペンションタワー部６ａの後壁部６ｄに略沿う形状で該後壁部６ｄに接合された縦壁部４１ａと、該縦壁部４１ａの下端から後方に延び、後端部が、ダッシュパネル２の下部側を構成するダッシュロアパネル４５に接合された横壁部４１ｂとを有し、車体側面視で略Ｌ字状とされている。なお、横壁部４１ｂは、アッパダッシュクロスメンバ１６の高さ位置に設けられている。

カウルフロントロアパネル４３は、カウルサイドパネル４１の縦壁部４１ａ及び横壁部４１ｂに車幅方向に連続する縦壁部４３ａ及び横壁部４３ｂを有し、車体側面視で略Ｌ字状とされている。

そして、カウルサイドパネル４１及びカウルフロントロアパネル４３の縦壁部４１ａ及び横壁部４３ｂは、ダッシュアッパパネル４６と共に、車体側面視で上部側が開口する、側面視断面Ｕ字状のボックス体を構成している。

図７に示すように、カウルフロントアッパパネル４２は、上壁部４２ａと縦壁部４２ｂと下壁部４２ｃとを有して、車体側面視で略Ｚ字状の形状をしており、カウルフロントロアパネル４３とで、車幅方向に延びる側面視略四角形の閉断面を形成している。

なお、カウルフロントロアパネル４３及びカウルフロントアッパパネル４２は、図４、図５に示すように、左右両端側において、前記サスペンション取付部補強部材２３及び後述する連結パネル４７に対して、ボルトＢ３により取り外し可能に固定されている。

図４、図５に示すように、サスペンションタワー部６ａのトップ部６ａ′と、ダッシュパネル２の上部側を構成するダッシュアッパパネル４６との間には、これらを連結する連結パネル４７が設けられている。連結パネル４７は、車幅方向外端側の縁部がエプロンレインフォースメント４に接合されている。なお、この連結パネル４７は、ワイパー取付用として利用することも可能なものである。

次に、エプロンレインフォースメント４の構造について説明する。

エプロンレインフォースメント４は、図１、図２からわかるように、サスペンションタワー部６ａよりも前方の部分４Ａと、後方部分４Ｂとで構成されている。

前方部分４Ａは、図９、図１０に示すように、部材２５，２６により、車体前後方向に延びる略四角形の閉断面を有している。

後方部分４Ｂは、図８、図１１に示すように、部材２７，２８，２９により、車体前後方向に延び、前方部分４Ａの閉断面に連続する略四角形の閉断面を有している。また、後方部分４Ｂは、例えば部材２７，２８，２９の厚みを前方部分４Ａの部材２５，２６よりも厚くすることで、車体前方からの衝撃荷重に対する耐荷重が前方部分４Ａよりも大きくされている。

次に、フロントサイドフレーム５の構造について詳しく説明する。

フロントサイドフレーム５は、図１、図２からわかるように、サスペンションタワー部６ａよりも前方の部分５Ａと、後方部分５Ｂとで構成されている。

前方部分５Ａは、図９、図１０に示すように、外側部材５１Ａ及び内側部材５２Ａにより、車体前後方向に延びる略四角形の閉断面を有している。後方部分５Ｂは、図８、図１１に示すように、外側部材５１Ｂ及び内側部材５２Ｂにより、車体前後方向に延び、前方部分４Ａの閉断面に連続する略四角形の閉断面を有している。前方部分５Ａの閉断面内には、レインフォースメント５３が設けられている。

前方部分５Ａを構成する部材５１Ａ，５２Ａと、後方部分５Ｂを構成する部材５１Ｂ，５２Ｂとは、異なる素材が用いられている。例えば、前方部分５Ａを構成する部材５１Ａ，５２Ａは、平常時における剛性を保ちつつ、衝撃荷重が入力されときには蛇腹折れ状に圧縮変形可能なように、例えばハイテンション材等の素材を用いて形成されている。一方。後方部分５Ｂを構成する部材５１Ｂ，５２Ｂは、例えば、素材の厚みを厚くすることで、車体前方からの衝撃荷重に対する耐荷重が前方部分５Ａよりも大きくなるように構成され、圧縮変形が生じにくくされている。

また、図９、図１０に示すように、前方部分５Ａの外側部材５１Ａ及び内側部材５２Ａの各側面部５１ａ，５２ａには、前端から所定位置まで車体前後方向に延びるビード５１ｂ，５２ｂが形成されている。ここで、このビード５１ｂ，５２ｂ及び前記レインフォースメント５３は、フロントサイドフレーム５の前部５Ａの車体前後方向の圧縮変形時における衝撃エネルギーの吸収量を多くするために設けられている。

その場合に、外側部材５１のビード５１ｂは、図２に示すように、該部材５１の前端からエンジンマウントＥＭの前端の若干前方まで設けられているのに対し、内側部材５２のビード５２ｂは、外側部材５１のビード５１ｂよりも後方まで延びて、エンジンマウントＥＭの後端付近にまで達している。したがって、フロントサイドフレーム５は、内側部材５２にのみビード５２ｂが存在する部位においては、車幅方向外側部分よりも車幅方向内側部分の方が、車体前後方向に対する圧縮剛性が高くなっている。また、図４からわかるように、フロントサイドフレーム５は、車体前後方向においてサスペンションタワー部６ａの前端近傍（外側部材５１のビード５１ｂの後端の位置）からサスペンションタワー部６ａのトップ部６ａ’の前端付近（内側部材５２のビード５２ｂの後端位置）にかけて、幅（車幅方向長）及び断面積が徐々に小さくなっている。したがって、フロントサイドフレーム５は、車体前方から衝撃荷重が作用したときに、外側部材５１のビード５１ｂの後端の位置において、車幅方向外側に折曲しやすくなっている。そして、これにより、外側部材５１のビード５１ｂの後端の位置に、車幅方向外側への折曲予定部Ｔ１が構成されている。

また、フロントサイドフレーム５には、前述のように、サスペンションタワー６ａの前端近傍において、エンジンマウントＥＭの取付部が設けられている。したがって、この取付部の近傍部位（外側部材５１のビード５１ｂの後端位置と、内側部材５２のビード５２ｂの後端位置との間）は、図示しない補強部材により補強されており、フロントサイドフレーム５の前後方向への圧縮変形が抑制されると共に、車幅方向への移動が規制される。一方、その後方側は、後述するように車幅方向外側へ突出するように膨らむ、したがって、内側部材５２のビード５２ｂの後端の位置（エンジンマウントＥＭ取付部の後端付近）に、折曲予定部Ｔ２が構成される。

また、後述する補強部材６０の前端に対応する位置においては、フロントサイドフレーム５に剛性差が生じる。したがって、車体前方から衝撃荷重が作用したときに、この位置において折曲しやすくなる。したがって、この位置に、車幅方向外側への折曲予定部Ｔ３が構成される。

また、図２に示すように、外側部材５１（５１Ｂ）の側面部５１ａには、湾曲部５ａの途中部分において、上下方向に延びるビード５１ｅが形成されている。このビード５１ｅは、図１２に示すように、車幅方向内方に凹んでおり、後述するように車体前方から衝撃荷重がフロントサイドフレーム５に加わったときに、このビード５１ｅを起点として、その前方部分が車幅方向外側に折れ曲がるようになっている。すなわち、ビード５１ｅにより折曲予定部Ｔ４が構成されている。

また、フロントサイドフレーム５は、車体前後方向においてサスペンションタワー部６ａのトップ部６ａ′の前端よりも後方においては、外側部材５１の上面部５１ｃの幅が徐々に広くなる一方、内側部材５２の上面部５２ｃの幅が徐々に狭くなり、図１１からわかるように、両部材５１，５２の互いに接続される上部フランジ５１ｄ，５２ｄの車幅方向位置が車幅方向内方にそれぞれ移動している。また、これに伴って、上部フランジ５１ｄ，５２ｄに接続されるエプロンパネル１９の内端部（下端部）も、車幅方向内方に位置し、これにより、フロントサイドフレーム５の外側部材５１の上面部５１ｃが、エプロンパネル１９の内端部よりも車幅方向外側に位置している。すなわち、フロントサイドフレーム５が、フロントホイールハウス６内（サスペンションタワー部６ａ）に臨んでいる。

ところで、フロントサイドフレーム５は、前述したように後部側に下方への湾曲部５ａが設けられているが、衝撃荷重がフロントサイドフレーム５の前端部に入力されたときにこの湾曲部５ａに折れが生じるのを防止する必要がある。

この対処として、フロントサイドフレーム５におけるホイールハウス６のサスペンションタワー部６ａの側方部分と、ダッシュパネル２（車体部材）とを接続する補強部材を設けることが考えられるが、本実施の形態に係る車両においては、図１、図７に示すように、ダッシュパネル２の前面には、運転席の前方でかつホイールハウス６の後方において、ブレーキ装置のマスタシリンダ７０が取り付けられる。したがって、補強部材６０をエプロンパネル１９のエンジンルームＺ１側の面に設けるのは、スペース上、困難となっている。

そこで、本実施の形態においては、補強部材６０を、図１、図１３に示すように、エプロンパネル１９の反エンジンルームＺ１側の面に設けている。すなわち、ホイールハウス６内に設けている。

詳しくは、補強部材６０は、図２、図１３からわかるように、前端部６０ａが、サスペンション３０のダンパ３５よりも所定量前方位置において、フロントサイドフレーム５の外側部材５１（フロントサイドフレーム５におけるホイールハウス６内を臨む部分）に接続され、後ろ上りに延びて、後端部６０ｂがダッシュパネル２（車体部材）におけるホイールハウス６の後方部分に接続されている。

また、補強部材６０の後部６０Ｂ側は、前述のように後端部６０ｂがダッシュパネル２におけるホイールハウス６の後方部分に接続される一方、サスペンションタワー部６ａのトップ部６ａ′内まで上方に延びて（拡張し）、トップ部６ａ′の内面に接続されている。

また、補強部材６０は、前面部６０ｃと、側面部６０ｄと、後面部６０ｅと、これらの周囲に形成されたフランジ部６０ｆとを有して、車幅方向内方側が開口する概ね断面ハット状とされている。側面部６０ｄの下端側は、フロントサイドフレーム５の外側部材５１の側面部５１ａに連続するように形成されており（図１４参照）、これにより補強部材６０の前端部６０ａは、フロントサイドフレーム５の外側部材５１の上面部５１ｃに突き当てられた状態となっている。

また、フランジ部６０ｆは、図８、図１１、図１３からわかるように、エプロンパネル１９の反エンジンルームＺ１側の面（ホイールハウス６の内面）、ダッシュパネル２の前面、カウルサイドパネル４１の下面、フロントサイドフレーム５の外側部材５１の上面部５１ｃ、側面部５１ａの上部にまたがって接合されており、これにより、補強部材６０と、エプロンパネル１９と、カウルサイドパネル３１と、フロントサイドフレーム５の外側部材５１とで、サスペンションタワー部６ａとダッシュパネル６との間に車体前後方向に延びる閉断面Ｙが形成されている。

そして、補強部材６０のフランジ部６０ｆのうちダッシュパネル２に取り付けられる部分は、図７に示すように、ダッシュパネル２と、アッパダッシュクロスメンバ１６と共にボルト及びナットＢ２により共締めされており、これにより、後端部６０ｂは、ダッシュパネル２を介してアッパダッシュクロスメンバ１６に連結されている。

また、補強部材６０は、図１４に示すように、車幅方向内方に膨らむように湾曲形成されている。

また、本実施の形態においては、図３、図７等にしめされているように、フロントサイドフレーム５におけるサスペンションタワー６ａ側方の部分と、ダッシュパネル２におけるフロントサイドフレーム５よりも車幅方向内方の部分とを連結する第２補強部材６５が設けられている。

第２補強部材６５は、断面ハット状の部材であり（図８参照）、前端部がフロントサイドフレーム５の内側部材５２の側面部５２ａに接合され、後端部が、ダッシュパネル２の前面側に設けられたロアダッシュクロスメンバ１４に接合されている。なお、図４に示すように、トンネル部１１に沿って略車体前後方向に延びるトンネルフレーム８０の前端部が、ロアダッシュクロスメンバ１４（１４Ａ）を介して、第２補強部材６５の後端部に連結されている。

次に、本実施の形態の作用について説明する。

すなわち、自動車に前突等が生じて、バンパレインフォースメント９に前方から衝撃荷重が入力されると、クラッシュボックス８，８を介してフロントサイドフレーム５，５に衝撃荷重が入力される。

そうすると、初期状態の図１５（ａ）に示す状態から、図１５（ｂ）に示すように、クラッシュボックス８は、車体前後方向に圧縮変形する。また、フロントサイドフレーム５は、前述のように、サスペンションタワー部６ａよりも前方の部分（前後位置Ｐ１〜Ｐ２）が車体前後方向に圧縮変形すると共に、前述の各折曲予定部Ｔ１〜Ｔ４（前後位置Ｐ２〜Ｐ５）において車幅方向に折曲することとなる。そして、この圧縮変形及び折曲により、衝撃荷重の一部が吸収される。ここで、前後位置Ｐ１はフロントサイドフレーム５の前端位置、前後位置Ｐ２はフロントサイドフレーム５の外側部材５１のビード５１ｂの後端の位置（折曲予定部Ｔ１）、前後位置Ｐ３はフロントサイドフレーム５の内側部材５２のビード５２ｂの後端の位置（折曲予定部Ｔ２）、前後位置Ｐ４は補強部材６０の前端位置（折曲予定部Ｔ３）、前後位置Ｐ５はフロントサイドフレーム５の外側部材５１のビード５１ｅの位置（折曲予定部Ｔ４）、前後位置Ｐ６はフロントサイドフレーム５の後端位置である。

その場合に、折曲予定部Ｔ１においては、それよりも前方の部分（前後位置Ｐ１〜Ｐ２の部分）が、圧縮変形しながら、車幅方向外方に折れ曲がる。また、折曲予定部Ｔ２（前後位置Ｐ３）及びＴ４（前後位置Ｐ５）においては、フロントサイドフレーム５における前後位置Ｐ３からＰ５の間の部分が、折曲予定部Ｔ３（前後位置Ｐ４）において車幅方向外側に突出するように折曲する。

なお、このとき、湾曲部５ａにおける上下方向への変位は後述するように補強部材６０により防止される。

その場合に、折曲予定部Ｔ３は、フロントサイドフレーム５が車幅方向外側に折曲したときに、該フレーム５（前後位置Ｐ４とＰ５との間の部分）がサスペンション３０のダンパ３５に前方から当接するように、サスペンション３０のダンパ３５よりも所定量前方に位置しているから、図１６（ａ）に示す初期状態から、図１６（ｂ）に示すように、フロントサイドフレーム５（前後位置Ｐ４とＰ５との間の部分）がサスペンション３０のダンパ３５に前方から当接することとなる。したがって、フロントサイドフレーム５に作用する衝撃荷重の一部は、サスペンション３０のダンパ３５、サスペンションタワー６ａ、エプロンレインフォースメント４を順に経由してヒンジピラー３に伝達されることとなる（第１のルート）。

また、ダンパ３５に、前述のように車幅方向に折曲したフロントサイドフレーム５が当接すると、ダンパ３５が後方に移動し、その結果、図１６（ｃ）に示すように、タイヤＷがサイドシル１３に当接することとなる。したがって、フロントサイドフレーム５に作用する衝撃荷重の一部は、サスペンション３０のダンパ３５、タイヤＷを順に経由してサイドシル１３にも伝達されることとなる（第２のルート）。

このように本実施の形態によれば、フロントサイドフレーム５に車体前方から作用した衝撃荷重の一部が、第１、第２のルートを介してヒンジピラー３及びサイドシル１３に分散されることとなる。

したがって、衝撃荷重によりフロントサイドフレーム５が後方に移動するのが抑制される。特に、フロントサイドフレーム５の後部に湾曲部５ａが設けられているような場合に、該湾曲部５ａに加わる荷重を低減して、該湾曲部５ａの上下変位やそれに伴う折損を抑制させる効果が得られることとなる。また、フロントサイドフレーム５の後方移動が抑制されることにより、ダッシュパネル２の後方移動も抑制されることとなる。

また、サスペンションタワー部６ａのトップ部６ａ’近傍とダッシュパネル２とを連結する連結パネル４７が設けられているから、サスペンションタワー部６ａに分散された衝撃荷重の一部が、エプロンレインフォースメント４以外に、連結パネル４７及びダッシュパネル２を経由してヒンジピラー３に伝達されることとなる。

また、連結パネル４７がエプロンレインフォースメント４に接続されているから、これらが協働して効率的に荷重伝達が行われることとなる。

また、本実施の形態に係る前部車体構造においては、次のような作用・効果も得られる。

すなわち、連結パネル４７は、カウル部４０（カウルボックス）の下方において、サスペンションタワー部６ａの後壁部６ｄとダッシュパネル２とを連結し、カウル部４０のカウルサイドパネル４１の横壁部４１ｂ（底壁部）とで閉断面Ｘを形成しているから、サスペンションタワー部６ａに伝達された衝撃荷重の一部が、エプロンレインフォースメント４以外に、カウル部４０（カウルボックス）及び連結パネル４７、並びにダッシュパネル２を経由して効果的にピンジピラー３に伝達されることとなる。

また、補強部材６０は、カウル部４０（カウルボックス）の側部下方においてサスペンションタワー部６ａとダッシュパネル２との間の車体側壁内面を構成するエプロンパネル１９と、カウル部４０（カウルボックス）の横壁部４１ｂ（底壁部）とで車体前後方向に延びる閉断面を形成しているから、車体側壁内面を構成するエプロンパネル１９を利用して、エプロンレインフォースメント４よりも車幅方向内側に大きな閉断面Ｙを形成することができる。したがって、衝撃荷重を車幅方向に分散してより効果的にフロントヒンジピラー３に伝達することができる。

また、補強部材６０にサスペンション３０のアッパーアーム３２が支持されているから、アッパーアーム３２に作用する荷重を、補強部材６０で堅固に受けとめることができると共に、該補強部材６０を介してサスペンションタワー部６ａやダッシュパネル２等に効果的に伝達分散させることができる。また、補強部材６０を利用してアッパーアーム３２の内端部３２ａ，３２ａの支持部を構成することができる。

また、本実施の形態においては、補強部材６０により、フロントサイドフレーム５の湾曲部５ａでの上下変位やそれに伴う折損の防止の観点において、以下のような作用・効果が得られる。

すなわち、補強部材６０は、前端部がフロントサイドフレーム５におけるホイールハウス６ａに接する部分に接続されていると共に、後ろ上りに延びて、後端部がダッシュパネル２に接続されているから、フロントサイドフレーム５におけるホイールハウス６に接する部分と前記ダッシュパネル２との間の部分の剛性、特に上下変位に対する剛性が向上する。したがって、フロントサイドフレーム５に前方から衝撃荷重が入力された場合における該フレーム５の上下方向への変位やそれに伴う折損が良好に抑制されることとなる。

そして、特に、本実施の形態においては、フロントサイドフレーム５にダッシュパネル２の前方において下方への湾曲部５ａが設けられており、このような場合、衝撃荷重が入力されると該フレーム５の上下方向への変位が生じやすくなるが、そのような場合に、特に大きな効果が奏されることとなる。

また、補強部材６０の後部６０Ｂが、ダッシュパネル２を介してアッパダッシュクロスメンバ１６に連結されているから、フロントサイドフレーム５から補強部材６０に入力された衝撃荷重が、アッパダッシュクロスメンバ１６を介してヒンジピラー３にも分散されることとなる。したがって、衝撃荷重がより大きな場合でもフロントサイドフレーム５の上下方向への変位やそれに伴う折損が良好に抑制されることとなる。

また、補強部材６０の後部６０Ｂが、ホイールハウス６のサスペンションタワー６ａのトップ部６ａ′にまで拡張して、その内面に接続されているから、フロントサイドフレーム５から補強部材６０に入力された衝撃荷重が、ダッシュパネル２とサスペンションタワー６ａのトップ部６ａ′とに分散されることとなる。したがって、衝撃荷重がより大きな場合でもフロントサイドフレーム５の上下方向への変位やそれに伴う折損が良好に抑制されることとなる。

また、カウルサイドパネル４１と、補強部材６０の後部６０Ｂとで、ダッシュパネル２とサスペンションタワー６ａのトップ部６ａ′との間に車体前後方向に延びる閉断面構造Ｙが構成されているから、ダッシュパネル２とサスペンションタワー６ａのトップ部６ａ′との間の剛性が向上することとなる。したがって、ダッシュパネル２とサスペンションタワー６ａのトップ部６ａ′との間の車体が車体前後方向に圧縮されにくくなり、その結果、この下方に位置するフロントサイドフレーム５の湾曲部５ａが前後に圧縮されにくくなり、上下方向への変位やそれに伴う折損が生じにくくなる。

加えて、本実施の形態においては、フロントサイドフレーム５は、ホイールハウス６に接する部分が、ホイールハウス６内を臨むように設けられており、補強部材６０は、ホイールハウス６内に設けられて、前端部６０ａが前記フロントサイドフレーム５におけるホイールハウス６を臨む部分に接続されていると共に、後ろ上りに延びて、後端部がダッシュパネル２に接続されているから、ホイールハウス６外に突出しない。したがって、補強部材６０を設けたとしても、該補強部材６０とホイールハウス６の後方に配設されるブレーキ装置のマスタシリンタ７０等の機器との干渉を回避することができる。

また、補強部材６０には、前下がりに延び、フロントサイドフレーム５にサスペンションタワー６ａ側方において接続される延長部６０Ａ（前部６０Ａ）が設けられているから、フロントサイドフレーム５が上下方向に変位しようとしても延長部６０Ａが接続されていることにより、該変位が規制され、該フレーム５の湾曲部５ａにおける折損や、後方への移動が防止されることとなる。

ところで、仮に、補強部材が直線的に延びる部材であるとすると、フロントサイドフレーム５に車体前方から衝撃荷重が作用したときに、補強部材が突っ張って、フロントサイドフレーム５が折曲予定部Ｔ４において車幅方向に折曲するのが阻害される虞がある。

しかし、本実施の形態においては、補強部材６０は、車幅方向内方に膨らむように湾曲形成されて、車幅方向に変形しやすくなっているので、フロントサイドフレーム５の折曲予定部Ｔ４における折曲が阻害されるのが防止される。

また、本実施の形態においては、折曲予定部Ｔ３を、補強部材６０の接続部と、その前方隣接部分との剛性差により構成することができる。

また、フロントサイドフレーム５におけるサスペンションタワー部６ａ近傍部分と、ダッシュパネル２におけるフロントサイドフレーム５よりも車幅方向内方の部分とを連結する第２補強部材６５が設けられているから、フロントサイドフレーム５が折曲予定部Ｔ４において車幅方向内側に折曲するのを防止して、確実に車幅方向外方に折曲させることができる。

なお、本実施の形態においては、フロントサイドフレーム５の折曲予定部Ｔ３を、補強部材６０の前端部が位置する部位に前後の剛性差により形成したが、さらに、フロントサイドフレーム５の内側部材５２の側面部５２ａに、上下方向に延び、車幅方向外方に凹むビードを設けてもよい。こうすることにより、折曲予定部Ｔ３における前記車幅方向外側への折曲をより確実なものとすることができる。

なお、補強部材６０は、図１７に示す他の例のように構成してもよい。すなわち、この例においては、補強部材６０′は、側面部６０ｄ′がフロントサイドフレーム５の外側部材５１の側面部５１ａとの接続部αよりも車幅方向内方を経由するように湾曲形成させてある。こうすることにより、補強部材６０′が車幅方向に一層折曲変形しやすくなり、その結果、フロントサイドフレーム５の折曲予定部Ｔ４における車幅方向への折曲が阻害されるのが一層良好に防止される。なお、エプロンパネル１９′も車幅方向内方への湾曲部１９ａ′を設けてもよく、こうすることによりエプロンパネル１９′と補強部材６０′とで形成される閉断面の断面積を前例同様に確保することができる。

本発明は、自動車の前部車体構造において、ホイールハウスの後方に十分なスペースを確保できない場合でも、補強部材を配設することができ、自動車産業に広く利用することができる。

本発明の実施の形態に係る自動車の前部車体構造を示す車体前方からの斜視図である。 同前部車体構造の右側面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 同前部車体構造の平面図である。 図４のＢ−Ｂ断面図である。 図４のＩ−Ｉ断面図である。 図２のＧ−Ｇ断面図である。 図４のＣ−Ｃ断面図である。 図４のＤ−Ｄ断面図である。 図４のＥ−Ｅ断面図である。 図４のＦ−Ｆ断面図である。 図２のＪ−Ｊ断面図である。 図２の矢印Ｈ方向で、斜め外方からの斜視図である。 図２のＫ−Ｋ断面図である。 作用の説明図である（その１）。 作用の説明図である（その２）。 その他の例における図１１相当の図である。

符号の説明

１ 自動車
２ ダッシュパネル（車体部材）
３ フロントヒンジピラー
４ エプロンレインフォースメント
５ フロントサイドフレーム
５ａ 湾曲部
６ フロントホイールハウス
６ａ サスペンションタワー部（サスペンションタワー）
６ａ′ トップ部
１２ フロアフレーム
１３ サイドシル
１６ アッパダッシュクロスメンバ（ダッシュクロスメンバ）
１７ ガセット（ダッシュクロスメンバ）
１９ エプロンパネル
３０ フロントサスペンション（サスペンション）
３２ アッパーアーム
３５ ダンパ
４１ カウルサイドパネル（サスペンションタワーとダッシュパネルとを連結する連結部材）
４７ 連結パネル
６０ 補強部材
６０Ａ 前部
６０Ｂ 後部
６５ 第２補強部材
Ｔ４ 折曲予定部（請求項６における折曲予定部）
Ｖ 閉断面（ダッシュパネルとダッシュクロスメンバとで形成される閉断面）
Ｘ 閉断面
Ｙ 閉断面（連結部材と補強部材とで形成される閉断面）
Ｚ１ エンジンルーム
Ｚ２ 車室

Claims (5)

1. フロントホイールハウスに接して車体前後方向に延びるフロントサイドフレームと、該フロントサイドフレームにおける前記ホイールハウスに接する部分と該ホイールハウス後方のダッシュパネルとを接続する補強部材と、が備えられた自動車の前部車体構造であって、
   前記フロントサイドフレームは、前記ホイールハウスに接する部分が、ホイールハウス内を臨むように設けられており、かつ、
   前記ダッシュパネルの左右にヒンジピラーが設けられていると共に、車幅方向に延びて前記左右のヒンジピラーを連結し、ダッシュパネルの後面とで閉断面構造を構成するダッシュクロスメンバが備えられており、
   前記補強部材は、前記ホイールハウス内に設けられて、前端部が前記フロントサイドフレームにおけるホイールハウス内を臨む部分に接続され、後ろ上りに延びて、後端部が前記ダッシュパネルに接続されていると共に、
   該補強部材の後部は、前記ダッシュクロスメンバにダッシュパネルを介して連結されており、該補強部材の後端部のフランジ部とダッシュパネルとダッシュクロスメンバのフランジ部とが、ボルト及びナットにより共締めされていることを特徴とする自動車の前部車体構造。
2. 前記請求項１に記載の自動車の前部車体構造において、
   前記ホイールハウスの上部に上方へ膨出するサスペンションタワーが形成されており、
   前記補強部材は、後部が、前記サスペンションタワー内にまで拡張し、該タワー内面に接続されていることを特徴とする自動車の前部車体構造。
3. 前記請求項２に記載の自動車の前部車体構造において、
   前記ダッシュパネルと前記サスペンションタワーとを連結する連結部材が備えられており、
   該連結部材と前記補強部材の後部側とで、ダッシュパネルとサスペンションタワーとの間に車体前後方向に延びる閉断面構造が構成されていることを特徴とする自動車の前部車体構造。
4. 前記請求項３に記載の自動車の前部車体構造において、
   前記補強部材にサスペンションのアッパーアームが支持されていることを特徴とする自動車の前部車体構造。
5. 前記請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の自動車の前部車体構造において、
   前記フロントサイドフレームには、前方からの衝撃荷重の作用時に、補強部材の前端部が接続される部位と、ダッシュパネルに接続される部位との間において、該フレームを車幅方向に折曲させる折曲予定部が形成されており、
   前記補強部材は、車幅方向外方または内方に膨らむように湾曲形成されていることを特徴とする自動車の前部車体構造。

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