JP5638119B2 - 自動車の車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、フロントサイドフレームの前部およびホイールハウスアッパメンバの前部を軽量な構造で強固に結合して車体剛性を高める自動車の車体前部構造に関する。

フロントサイドフレームの前部およびホイールハウスアッパメンバの前部を一体に結合する結合構造を、フロントサイドフレームからサブフレームに向かって下向きに延びる前脚部と、フロントサイドフレームからホイールハウスアッパメンバに向かって車幅方向外側に延びる水平連結部と、前脚部の車幅方向外面および水平連結部の下面に接続される前面視で直角三角形状の傾斜連結部とで構成するものが、下記特許文献１により公知である。
日本特許第４２３３０５３号公報

ところで上記従来のものは、前面視で直角三角形状の傾斜連結部は、水平断面がコ字状に形成された大型の部材であって重量が大きいだけでなく、前脚部、水平連結部あるいはホイールハウスアッパメンバにＢ面（左右方向軸に直交する面）やＨ面（上下方向軸に直交する面）を介して連結されているため、フロントサイドフレームおよびホイールハウスアッパメンバが左右方向あるいは上下方向に相対変位して傾斜連結部にＴ面（前後方向軸に直交する面）内の荷重が加わったときに、その荷重を効率的伝達することが難しく、重量が嵩む割に剛性を高められないという問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、重量の増加を最小限に抑えながら自動車の車体前部の剛性を高めることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、前後方向に延びるフロントサイドフレームと、前記フロントサイドフレームの前部に結合されて上下方向に延びる縦メンバと、前記フロントサイドフレームの車幅方向外側においてフロントピラーの前端から前下方に延びるホイールハウスアッパメンバと、前記フロントサイドフレームおよび前記ホイールハウスアッパメンバの前部を接続するサイドフレームガセットと、前記縦メンバおよび前記サイドフレームガセットをＴ面（前後方向軸に直交する面）内で結合する連結パネルとを備えることを第１の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

また本発明によれば、前記第１の構成に加えて、前記連結パネルは前面視で直角三角形状の部材であって、水平縁部、鉛直縁部および傾斜縁部を有しており、前記鉛直縁部は前記フロントサイドフレームよりも下方の前記縦メンバにＴ面（前後方向軸に直交する面）内で結合されるとともに、前記水平縁部は前記サイドフレームガセットにＴ面（前後方向軸に直交する面）内で結合されることを第２の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

また本発明によれば、前記第２の構成に加えて、前記連結パネルは、前記水平縁部および前記傾斜縁部が合流する頂部で前記ホイールハウスアッパメンバの前部にＴ面（前後方向軸に直交する面）内で結合されることを第３の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

また本発明によれば、前記第２または請求項３の構成に加えて、前記連結パネルの前記水平縁部は前記サイドフレームガセットの前面と一体に形成されることを第４の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

また本発明によれば、前記第２〜第４の何れか１つの構成に加えて、前記連結パネルの前記鉛直縁部は前記縦メンバの前面あるいは後面と一体に形成されることを第５の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

また本発明によれば、前記第１の構成に加えて、車幅方向に延びるバルクヘッドアッパと、車幅方向に延びるバルクヘッドロアと、上下方向に延びる前記縦メンバとを有して矩形状に形成されるフロントバルクヘッドを、左右一対のフロントサイドフレームの前部間に支持し、前記バルクヘッドアッパおよび前記縦メンバを連結する左右一対のコーナー部材を屈曲した中空鋼管で一体的に構成し、前記縦メンバをハイドロフォーム成型あるいはプレス成型して車幅方向外面に凹部を形成し、前記凹部に前記フロントサイドフレームの車幅方向内面を結合することを第６の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

また本発明によれば、前記第６の構成に加えて、前記縦メンバの車幅方向外面と前記フロントサイドフレームの上面あるいは下面とを補強部材で連結することを第７の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

また本発明によれば、前記第７の構成に加えて、前記補強部材は、前壁部、側壁部および後壁部を有して断面コ字状に形成されており、前記後壁部は前記前壁部よりも車幅方向内側に張り出していることを第８の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

また本発明によれば、前記第６〜第８の何れか１つの構成に加えて、前記縦メンバと前記バルクヘッドロアとを、前記連結パネルと同一平面上に配置された第１補強板によって連結することを第９の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

また本発明によれば、前記第６〜第９の何れか１つの構成に加えて、前記コーナー部材を第２補強板で補強することを第１０の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

また本発明によれば、前記第１の構成に加えて、左右一対のフロントサイドフレームの前部間に枠状に形成されたフロントバルクヘッドを配置し、前記フロントサイドフレームに前記フロントバルクヘッドを補強部材を介して固定し、前記補強部材は、前記フロントバルクヘッドの車幅方向外面と前記フロントサイドフレームの車幅方向外面とを連続面で接続する側壁部を備えることを第１１の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

また本発明によれば、前記第１１の構成に加えて、前記補強部材は、前記側壁部の前縁から車幅方向内側に延びて前記フロントバルクヘッドの前面あるいは車幅方向外面に接続する前壁部と、前記側壁部の後縁から車幅方向内側に延びて前記フロントバルクヘッドの後面あるいは車幅方向外面に接続する後壁部とを更に備え、水平断面が車幅方向内側に開放するコ字状に形成されることを第１２の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

また本発明によれば、前記第１２の構成に加えて、前記後壁部は前記前壁部よりも車幅方向内側に張り出していることを第１３の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

また本発明によれば、前記第１１〜第１３の何れか１つの構成に加えて、前記補強部材は前記フロントサイドフレームの上側および下側の両方に設けられることを第１４の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

また本発明によれば、前記第１１〜第１４の何れか１つの構成に加えて、前記フロントバルクヘッドは、車幅方向に延びるバルクヘッドアッパと、上下方向に延びる左右一対の前記縦メンバと、前記バルクヘッドアッパおよび前記縦メンバを接続する湾曲した左右一対のコーナー部材とを備え、前記バルクヘッドアッパおよび前記コーナー部材は閉断面に構成されるとともに、前記縦メンバは閉断面あるいは開断面に構成され、開断面に構成される場合には前記フロントサイドフレームあるいは前記補強部材と結合することで閉断面に構成されることを第１５の特徴とする自動車の車体前部構造が提案される。

尚、実施の形態のフロントピラーアッパ１３は本発明のフロントピラーに対応し、実施の形態のバルクヘッドサイド２４およびサブフレーム支持ブラケット３２は本発明の縦メンバに対応し、実施の形態の補強板２８は本発明の第１補強板に対応し、実施の形態の補強板２９は本発明の第２補強板に対応する。

本発明の第１の構成によれば、前後方向に延びるフロントサイドフレームの前部に結合されて上下方向に延びる縦メンバと、フロントサイドフレームおよびホイールハウスアッパメンバの前部を接続するサイドフレームガセットとを、連結パネルで前後方向軸に直交するＴ面内で結合したので、フロントサイドフレームの前部、サイドフレームガセットおよびホイールハウスアッパメンバの前部を上下方向あるいは左右方向に相対移動させる荷重が作用したときに、その荷重をＴ面内に配置された連結パネルの剪断力で支持することにより、重量の増加を最小限に抑えながら車体前部の剛性を高めることができる。

また本発明の第２の構成によれば、連結パネルは前面視で水平縁部、鉛直縁部および傾斜縁部を有する直角三角形状の部材であり、その連結パネルの水平縁部をサイドフレームガセットにＴ面内で結合したので、連結パネルの折れが防止されて車体前部の剛性が更に高められる。

また本発明の第３の構成によれば、前記連結パネルを、水平縁部および傾斜縁部が合流する頂部でホイールハウスアッパメンバの前部にＴ面内で結合したので、フロントサイドフレームおよび縦メンバに対してホイールハウスアッパメンバの前部が変位し難くなって車体前部の剛性が更に高められる。

また本発明の第４の構成によれば、連結パネルの水平縁部をサイドフレームガセットの前面と一体に形成したので、部品点数や溶接工数の削減および軽量化が可能になる。

また本発明の第５の構成によれば、連結パネルの鉛直縁部を前記縦メンバの前面あるいは後面と一体に形成したので、部品点数や溶接工数の削減および軽量化が可能になる。

また本発明の第６の構成によれば、左右一対のフロントサイドフレームの前部間に支持されるフロントバルクヘッドは、車幅方向に延びるバルクヘッドアッパと、車幅方向に延びるバルクヘッドロアと、上下方向に延びる左右一対の縦メンバとを有して矩形状に形成される。バルクヘッドアッパおよび縦メンバを連結する左右一対のコーナー部材を屈曲した中空鋼管で一体的に構成したので、バルクヘッドアッパおよび縦メンバが結合されるコーナー部の剛性を増加させてフロントバルクヘッド全体の剛性を高めることができる。またコーナー部材の屈曲形状により、車両の走行時に縦メンバからバルクヘッドアッパにスムーズに荷重を伝えることができる。しかも縦メンバをハイドロフォーム成型あるいはプレス成型して車幅方向外面に凹部を形成し、その凹部にフロントサイドフレームの車幅方向内面に結合したので、フロントサイドフレームの軸線に対して縦メンバの仮想的な軸線を凹部の深さの分だけ接近させ、フロントサイドフレームおよび縦メンバ間の荷重伝達をスムーズに行わせることで車体前部の剛性を高めることができる。

また本発明の第７の構成によれば、縦メンバの車幅方向外面とフロントサイドフレームの上面あるいは下面とを補強部材で連結したので、縦メンバおよびフロントサイドフレームの結合部を補強部材で補強できるだけでなく、補強部材によって縦メンバの仮想的な軸線をフロントサイドフレーム側に移動させ、フロントサイドフレームの軸線に対して縦メンバの仮想的な軸線を更に接近させることが可能になり、これによりフロントサイドフレームおよび縦メンバ間の荷重伝達を一層スムーズに行わせることができる。

また本発明の第８の構成によれば、補強部材は前壁部、側壁部および後壁部を有して断面コ字状に形成されており、後壁部は前壁部よりも車幅方向内側に張り出しているので、予め組み立てたフロントバルクヘッドを車体前方側から挿入してフロントサイドフレームに組み付けるときに、縦メンバを補強部材の後壁部に当接させて位置決めすることで、フロントバルクヘッドの組付性を高めることができる。

また本発明の第９の構成によれば、縦メンバとバルクヘッドロアとを、連結パネルと同一平面上に配置された第１補強板で連結したので、第１補強板によりフロントバルクヘッドの剛性が高められるだけでなく、フロントサイドフレームやホイールハウスアッパメンバからの荷重を第１補強板を介してバルクヘッドロアに伝達することで、車体前部の剛性を更に高めることができる。

また本発明の第１０の構成によれば、コーナー部材を第２補強板で補強したので、フロントバルクヘッドの剛性を更に高めることができる。

また本発明の第１１の構成によれば、左右一対のフロントサイドフレームの前部間に配置される枠状のフロントバルクヘッドを前記フロントサイドフレームに固定する補強部材が、フロントバルクヘッドの車幅方向外面とフロントサイドフレームの車幅方向外面とを連続面で接続する側壁部を備えるので、フロントバルクヘッドおよびフロントサイドフレームの寸法精度を特に高めることなく両者を簡単に組付けることを可能にしながら、両者間の荷重伝達ロスと荷重伝達距離とを最小限に抑えて強固に結合することができる。しかもフロントバルクヘッドの仮想的な軸線を補強部材によってフロントサイドフレーム側に移動させることで、その仮想的な軸線をフロントサイドフレームの軸線に接近させ、フロントサイドフレームおよびフロントバルクヘッド間の荷重伝達をスムーズに行わせて車体前部の剛性を高めることができる。

また本発明の第１２の構成によれば、補強部材は、側壁部の前縁から車幅方向内側に延びてフロントバルクヘッドの前面あるいは車幅方向外面に接続する前壁部と、側壁部の後縁から車幅方向内側に延びてフロントバルクヘッドの後面あるいは車幅方向外面に接続する後壁部とを備えて水平断面が車幅方向内側に開放するコ字状に形成されるので、補強部材およびフロントバルクヘッドにより閉断面を構成して結合部の剛性を更に高めることができる。

また本発明の第１３の構成によれば、後壁部は前壁部よりも車幅方向内側に張り出しているので、予め組み立てたフロントバルクヘッドを車体前方側から挿入してフロントサイドフレームに組み付けることができ、しかも縦メンバを補強部材の後壁部に当接させて位置決めすることで、フロントバルクヘッドの組付性を高めることができる。

また本発明の第１４の構成によれば、補強部材をフロントサイドフレームの上側および下側の両方に設けたので、フロントバルクヘッドおよびフロントサイドフレームを一層強固に結合することができる。

また本発明の第１５の構成によれば、フロントバルクヘッドは、車幅方向に延びるバルクヘッドアッパと、上下方向に延びる左右一対の縦メンバと、バルクヘッドアッパおよび縦メンバを接続する湾曲した左右一対のコーナー部材とを備えており、それらバルクヘッドアッパおよびコーナー部材は閉断面に構成されるとともに、縦メンバは閉断面あるいは開断面に構成され、開断面に構成される場合にはフロントサイドフレームあるいは補強部材と結合することで閉断面に構成されるので、バルクヘッド自体の強度を高めて車体前部の剛性を増加させることができる。

図１は自動車の車体前部のフレーム構造を示す斜視図である。（第１の実施の形態） 図２は図１の２部拡大図である。（第１の実施の形態） 図３は図２に対応する分解斜視図である。（第１の実施の形態） 図４は図２の４方向矢視図である。（第１の実施の形態） 図５は図４の５−５線断面図である。（第１の実施の形態） 図６は図４の６−６線断面図である。（第１の実施の形態） 図７は図４の７−７線断面図である。（第１の実施の形態） 図８は前記図５に対応する図である。（第２の実施の形態） 図９は前記図６に対応する図である。（第３の実施の形態） 図１０は前記図２に対応する図である。（第４の実施の形態） 図１１は図１０の１１−１１線断面図である。（第４の実施の形態） 図１２は図４の要部に対応する図である。（第５の実施の形態） 図１３は図４に対応する図である。（第６の実施の形態） 図１４はコーナー部材の他の実施の形態を示す図である。（第７の実施の形態） 図１５はコーナー部材の他の実施の形態を示す図である。（第８および第９の実施の形態） 図１６はバルクヘッドサイドの他の実施の形態を示す図である。（第１０〜第１５の実施の形態）

１１ フロントサイドフレーム
１２ ホイールハウスアッパメンバ
１３ フロントピラーアッパ（フロントピラー）
２０ サイドフレームガセット
２０ａ 前面
２１ フロントバルクヘッド
２２ バルクヘッドアッパ
２３ バルクヘッドロア
２４ バルクヘッドサイド（縦メンバ）
２４ａ 凹部
２４ｄ 後面
２５ コーナー部材
２６ 連結パネル
２７ 補強部材
２７ａ 前壁部
２７ｂ 後壁部
２７ｃ 側壁部
２８ 補強板（第１補強板）
２９ 補強板（第２補強板）
３２ サブフレーム支持ブラケット（縦メンバ）
ｅ１ 水平縁部
ｅ２ 鉛直縁部
ｅ３ 傾斜縁部

以下、図１〜図７に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態

図１には、自動車の車体前部のフレーム構造が示される。先ず、本明細書における前後方向、左右方向（車幅方向）、上下方向、Ｔ面、Ｂ面およびＨ面の定義について説明する。前後方向、左右方向（車幅方向）および上下方向は、運転席に着座した乗員を基準として定義される。またＴ面とは、前後方向軸に直交する面であり、例えば車体前面あるいは車体後面がこれに対応する。Ｂ面とは、左右方向軸に直交する面であり、例えば車体左側面あるいは車体右側面がこれに対応する。Ｈ面とは、上下方向軸に直交する面であり、例えば車体天井面あるいは車体床面がこれに対応する。但し、Ｔ面には、前後方向軸に直交する面に対して４５°未満の角度で傾斜する面が含まれ、Ｂ面には、左右方向軸に直交する面に対して４５°未満の角度で傾斜する面が含まれ、Ｈ面には、上下方向軸に直交する面に対して４５°未満の角度で傾斜する面が含まれるものとする。

エンジンおよびトランスミッションを一体化した図示せぬパワーユニットを支持する左右一対のフロントサイドフレーム１１，１１が前後方向に配置されており、その前部は概ね水平方向に延び、その後部は下向きかつ車幅方向内向きに屈曲した後に、図示せぬフロアパネルの下面を概ね水平方向に延びている。

左右のフロントサイドフレーム１１，１１の車幅方向外側に配置される左右一対のホイールハウスアッパメンバ１２，１２は、後上方から前下方に傾斜して配置されており、その前後方向中間部および後部に左右一対のフロントピラーアッパ１３，１３の下部が接続されるとともに、フロントピラーアッパ１３，１３の下部から下方に延びる左右一対のフロントピラーロア１４，１４の下端が前後方向に配置された左右一対のサイドシル１５，１５の前端に接続される。

ホイールハウスアッパメンバ１２，１２の後部とフロントサイドフレーム１１，１１とがダンパハウジング１６，１６で接続され、サイドシル１５，１５の前端とフロントサイドフレーム１１，１１とがアウトリガー１７，１７で接続される。また左右のフロントピラーアッパ１３，１３が左右方向に延びるダッシュボードアッパ１８で接続されるとともに、左右のダンパハウジング１６，１６および左右のフロントサイドフレーム１１，１１が左右方向に延びるダッシュボードロア１９で接続される。また左右のフロントサイドフレーム１１，１１の前部とホイールハウスアッパメンバ１２，１２の前端とが、左右方向に延びる左右一対のサイドフレームガセット２０，２０で接続される。

車体前部に配置される矩形枠状のフロントバルクヘッド２１は、左右方向に延びる上辺を構成するバルクヘッドアッパ２２と、左右方向に延びる下辺を構成するバルクヘッドロア２３と、上下方向に延びる側辺を構成する左右一対のバルクヘッドサイド２４，２４と、バルクヘッドアッパ２２の左右両端およびバルクヘッドサイド２４，２４の上端間を接続する９０°屈曲した左右一対のコーナー部材２５，２５とを備える。左右一対のバルクヘッドサイド２４，２４の車幅方向外面に左右のフロントサイドフレーム１１，１１の前端の車幅方向内面が結合されることで、左右のフロントサイドフレーム１１，１１の前端にフロントバルクヘッド２１が支持される。

このとき、バルクヘッドサイド２４、サイドフレームガセット２０およびホイールハウスアッパメンバ１２が板状の連結パネル２６で連結されて補強され、フロントバルクヘッド２１のコーナー部材２５の車幅方向外面、バルクヘッドサイド２４の車幅方向外面およびフロントサイドフレーム１１の前部上面が補強部材２７で連結されて補強され、バルクヘッドサイド２４およびバルクヘッドロア２３の結合部の後面が板状の補強板２８で連結されて補強され、コーナー部材２５の屈曲方向内側が板状の補強板２９で補強される。

図２〜図５に示すように、フロントバルクヘッド２１の上部に配置されるバルクヘッドアッパ２２は矩形状断面の直線状のパイプ材から構成されるもので、その両端に嵌合して溶接ｗ１（図２〜図４参照）されるコーナー部材２５，２５は矩形状断面の９０°屈曲したパイプ材から構成される。コーナー部材２５，２５の下端に嵌合して溶接ｗ２（図２〜図４参照）されるバルクヘッドサイド２４，２４は矩形状断面のパイプ材から構成されているが、ハイドロフォーミング加工等によって上下方向中間部の断面が部分的に細くなるように凹部２４ａ，２４ａが形成されている。すなわち、バルクヘッドサイド２４の車幅方向内側の側壁は上下方向に直線状に延びているが、車幅方向外側の側壁は上下方向の中間部が車幅方向内向きに湾曲しており、その部分でバルクヘッドサイド２４の左右方向の幅が他の部分に比べて減少している。バルクヘッドロア２３は平板状の部材であって、その左右両端部の上面に左右のバルクヘッドサイド２４，２４の下端が結合される。

フロントサイドフレーム１１は五角形閉断面の筒状部材であり、その前端の車幅方向内面がバルクヘッドサイド２４の凹部２４ａに車幅方向外側から当接し、補強部材２７を介してフロントバルクヘッド２１に結合される。フロントサイドフレーム１１の前端開口部は、その端部フランジ１１ａに結合される端板３０で閉塞される。

ホイールハウスアッパメンバ１２は後上方から前下方に傾斜しているため、側面視でホイールハウスアッパメンバ１２およびフロントサイドフレーム１１のオーバーラップ部は平行四辺形状となる。よってフロントサイドフレーム１１およびホイールハウスアッパメンバ１２を車幅方向に接続するサイドフレームガセット２０は、平行四辺形状の閉断面となる（図５参照）。

サイドフレームガセット２０の前面２０ａの車幅方向内端から接合フランジ２０ｂが前方に延びており、この接合フランジ２０ｂがフロントサイドフレーム１１の車幅方向外面にＢ面（左右方向軸に直交する面）内で溶接ｗ３（図２および図３参照）される。またサイドフレームガセット２０の前面２０ａから車幅方向外側に接合フランジ２０ｃが延びており、この接合フランジ２０ｃがホイールハウスアッパメンバ１２の前端にＴ面（前後方向軸に直交する面）内で溶接ｗ４（図２〜図４参照）される。

Ｔ面内に配置される連結パネル２６は、前面視で直角三角形状の板状部材であり、左右方向に延びる水平縁部ｅ１と、上下方向に延びる鉛直縁部ｅ２と、左右方向および上下方向に対して傾斜する傾斜縁部ｅ３とを備える。連結パネル２６の中央部には軽量化のための直角三角形状の開口２６ａが形成されており、開口２６ａの縁には補強用のビード２６ｂが形成されるとともに、傾斜縁部ｅ３には補強用のフランジ２６ｃが形成される。

連結パネル２６の水平縁部ｅ１は、サイドフレームガセット２０の前面２０ａの下部に重ね合わされ、Ｔ面内で溶接ｗ５（図２〜図５参照）される。また連結パネル２６の鉛直縁部ｅ２は、フロントサイドフレーム１１よりも下方のバルクヘッドサイド２４の後面に重ね合わされ、Ｔ面内で溶接ｗ６（図３、図４および図６参照）される。また連結パネル２６の水平縁部ｅ１および傾斜縁部ｅ３が交差する頂部は、ホイールハウスアッパメンバ１２の前端部にサイドフレームガセット２０の前面２０ａの接合フランジ２０ｃと共に重ね合わされ、Ｔ面内で溶接ｗ７（図２〜図４参照）される。

バルクヘッドサイド２４の下端はバルクヘッドロア２３の上面および側面に溶接ｗ８（図２、図３および図５参照）により結合されており、これらのバルクヘッドサイド２４およびバルクヘッドロア２３が接合される角部の後面に、中央に開口２８ａを有する直角三角形状の板状部材である補強板２８が溶接ｗ９（図３、図４および図６参照）により結合される。補強板２８はＴ面内に配置されており、同じくＴ面内に配置された連結パネル２６と同一平面上に位置している。

補強部材２７は鋼板をコ字状断面にプレス成型したもので、Ｔ面内に位置する前壁部２７ａおよび後壁部２７ｂと、Ｂ面内に位置する側壁部２７ｃとを備えている。三角形状の前壁部２７ａの前縁に設けた接合フランジ２７ｄと、帯状の側壁部２７ｃの上縁に設けた接合フランジ２７ｅとが、バルクヘッドサイド２４の上部の車幅方向外面およびコーナー部材２５の上部の車幅方向外面にＢ面内で溶接ｗ１０（図２、図４および図５参照）により固定される。また後壁部２７ｂを車幅方向内側に延長した接合フランジ２７ｆがバルクヘッドサイド２４の上部の後面およびコーナー部材２５の下部の後面にＴ面内で溶接ｗ１１（図４および図７参照）により固定される。

更に、前壁部２７ａの下端を前方に折り曲げた接合フランジ２７ｇと、後壁部２７ｂの下端を後方に折り曲げた接合フランジ２７ｇとが、フロントサイドフレーム１１の上面にＨ面（上下方向軸線に直交する面）内で溶接ｗ１２（図２、図４、図５および図７参照）される。また側壁部２７ｃの下端を下方に延長した接合フランジ２７ｈがフロントサイドフレーム１１の車幅方向外面にＢ面内で溶接ｗ１３（図４および図５参照）される。

補強部材２７の側壁部２７ｃはフロントバルクヘッド２１のコーナー部材２５の車幅方向外面と、フロントサイドフレーム１１の車幅方向外面とを滑らかに接続するように延びており、側壁部２７ｃの下端から下方に延びる接合フランジ２７ｈとバルクヘッドサイド２４の凹部２４ａとの間にフロントサイドフレーム１１が挟まれるように固定される。

コーナー部材２５の屈曲方向内側に溶接ｗ１４（図２〜図５参照）される板状の補強板２９は、二つのビード２９ａ，２９ａおよび直線部に形成したフランジ２９ｂで補強される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

フロントサイドフレーム１１およびホイールハウスアッパメンバ１２は概ね前後方向に延びる部材であるため、その前端部は前後方向には殆ど変位せず、主として左右方向および上下方向に変位するため、フロントサイドフレーム１１の前端部およびホイールハウスアッパメンバ１２の前端部を、前記変位の方向であるＴ面内に配置した連結パネル２６で連結することで、Ｔ面内における両者の相対変位を抑制して車体剛性を高めることができる。

このとき、連結パネル２６は直角三角形状の板状部材であって、その水平縁部ｅ１はフロントサイドフレーム１１およびホイールハウスアッパメンバ１２を左右方向に接続するサイドフレームガセット２０に結合され、その鉛直縁部ｅ２はフロントサイドフレーム１１に固定したバルクヘッドサイド２４に結合されるので、連結パネル２６自体の面剛性が高められるだけでなく、水平縁部ｅ１とサイドフレームガセット２０との溶接ｗ５、水平縁部ｅ１とホイールハウスアッパメンバ１２の前端との溶接ｗ７および鉛直縁部ｅ２とバルクヘッドサイド２４との溶接ｗ６も全てＴ面内で行われるので、連結パネル２６に曲げモーメントが加わるのを防止して純粋な剪断力だけを受け持たせることで、その補強効果を著しく高めることができる。しかも連結パネル２６は１枚の板状部材であって極めて軽量であるため、重量の増加が最小限に抑えられる。

また図６から明らかなように、フロントバルクヘッド２１のバルクヘッドサイド２４およびバルクヘッドロア２３の結合部は、Ｔ面内であって連結パネル２６と同一面内に配置された補強板２８で補強されるので、フロントバルクヘッド２１の剛性が高められるだけでなく、フロントサイドフレーム１１やホイールハウスアッパメンバ１２からの荷重を補強板２８を介してバルクヘッドロア２３に伝達することで、車体前部の剛性が更に高められる。

更にバルクヘッドアッパ２２およびバルクヘッドサイド２４，２４を連結する左右一対のコーナー部材２５，２５を屈曲した中空鋼管で一体的に構成したので、バルクヘッドアッパ２２およびバルクヘッドサイド２４，２４が結合されるコーナー部の剛性を増加させてフロントバルクヘッド２１全体の剛性を高めることができるだけでなく、コーナー部材２５，２５の屈曲形状により、車両の走行時にバルクヘッドサイド２４，２４からバルクヘッドアッパ２２にスムーズに荷重を伝えることができる。

またフロントサイドフレーム１１とバルクヘッドサイド２４との間の荷重伝達を効率的に行うには、フロントサイドフレーム１１の軸線とバルクヘッドサイド２４の軸線とが交差することが望ましいが、実際にはフロントサイドフレーム１１の車幅方向内面にバルクヘッドサイド２４の車幅外面を結合する必要があるため、そのように構成することは困難である。

そこで本実施の形態では、バルクヘッドサイド２４の上下方向中間部を車幅内側に湾曲させて凹部２４ａを形成し、その凹部２４ａにフロントサイドフレーム１１の車幅方向内面を当接させたので、バルクヘッドサイド２４の軸線とフロントサイドフレーム１１の軸線との距離ε（図４参照）を小さくし、フロントサイドフレーム１１とバルクヘッドサイド２４との間の荷重伝達効率を高めることができる。バルクヘッドサイド２４はハイドロフォームにより成型されるので、凹部２４ａを設けることは容易である。

しかもバルクヘッドサイド２４の凹部２４ａよりも上方の車幅方向外面と、フロントサイドフレーム１１の上面および車幅方向外面とを補強部材２７で接続したので、バルクヘッドサイド２４およびフロントサイドフレーム１１の結合部の剛性を高めることができるだけでなく、バルクヘッドサイド２４の仮想的な軸線を車幅方向外側に移動させ、フロントサイドフレーム１１の軸線とバルクヘッドサイド２４の仮想的な軸線との距離ε′（図４参照）を前記距離εよりも更に小さくすることができる。

特に、補強部材２７はコ字状の断面を有しており、バルクヘッドサイド２４およびコーナー部材２５に結合されて閉断面を構成するため、その補強効果は極めて高いものとなる。しかも補強部材２７の側壁部２７ｃはコーナー部材２５の車幅方向外面とフロントサイドフレーム１１の車幅方向外面とを滑らかに接続するので、コーナー部材２５およびフロントサイドフレーム１１間の荷重伝達をスムーズに行わせることができる。

また補強部材２７の前壁部２７ａに対して後壁部２７ｂは車幅方向内側に張り出すように延びているため、図７に示すように、フロントサイドフレーム１１に予め補強部材２７を固定した状態で、予め枠状に組み立てたフロントバルクヘッド２１を前方側から後方側に移動させてバルクヘッドサイド２４を補強部材２７の後壁部２７ｂの接合フランジ２７ｆに付き当てて位置決めすることで、フロントサイドフレーム１１，１１およびフロントバルクヘッド２１の組み付け作業を容易化することができる。

このとき、フロントサイドフレーム１１，１１に固定された補強部材２７，２７とフロントバルクヘッド２１のバルクヘッドサイド２４，２４との位置関係は特に精度良く設定する必要はなく、左右の補強部材２７，２７間に左右のバルクヘッドサイド２４，２４が嵌合すれば良いため、各部材の加工コストや組付けコストには特に影響しない。

次に、図８に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第２の実施の形態

図５に示す第１の実施の形態では、サイドフレームガセット２０がＬ字状断面を有する二つの部材を結合して構成されており、その前面２０ａに連結パネル２６の水平縁部ｅ１が溶接ｗ５されているが、図８に示す第２の実施の形態では、サイドフレームガセット２０の前面２０ａおよび上面２０ｄが、連結パネル２６の水平縁部ｅ１を上方および後方に延長することで一体に形成される。

このように、サイドフレームガセット２０の前面２０ａおよび上面２０ｄを連結パネル２６と一体に形成することで、部品点数や溶接工数の削減、あるいは重量の削減が可能になる。尚、サイドフレームガセット２０の前面２０ａおよび上面２０ｄを連結パネル２６と一体に形成する代わりに、サイドフレームガセット２０の前面２０ａだけを連結パネル２６と一体に形成しても良い。

次に、図９に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。

第３の実施の形態

図６に示す第１の実施の形態では、バルクヘッドサイド２４がハイドロフォーム加工によって矩形状の閉断面に形成されており、その後面に連結パネル２６の鉛直縁部ｅ２が溶接ｗ６されているが、図９に示す第３の実施の形態では、バルクヘッドサイド２４が鋼板をプレス加工して後方に開口するコ字状断面に形成されており、連結パネル２６の鉛直縁部ｅ２を車幅方向内側に延長した部分をバルクヘッドサイド２４の開口部を塞ぐように溶接ｗ６することで、バルクヘッドサイド２４の後面２４ｄを構成している。

このように、バルクヘッドサイド２４の後面２４ｄを連結パネル２６と一体に形成することで、重量の削減が可能になる。尚、バルクヘッドサイド２４の後面２４ｄを連結パネル２６と一体に形成する代わりに、バルクヘッドサイド２４の前面を連結パネル２６と一体に形成しても良い。

次に、図１０および図１１に基づいて本発明の第４の実施の形態を説明する。

第４の実施の形態

第４の実施の形態は、フロントバルクヘッド２１がバルクヘッドアッパ２２と、バルクヘッドロア２３と、左右のバルクヘッドサイド２４，２４とを有して枠状に形成されており、バルクヘッドサイド２４の車幅方向外面にフロントサイドフレーム１１の前端の車幅方向内面が結合されるとともに、フロントサイドフレーム１１の前端の車幅方向外面とホイールハウスアッパメンバ１２の前端の車幅方向内面とが、左右方向に延びるサイドフレームガセット２０により連結される。またホイールハウスアッパメンバ１２の前後方向中間部とバルクヘッドアッパ２２の左右方向端部とが、弧状に湾曲する連結部材３１で連結される。

バルクヘッドサイド２４は、車幅方向外方に開口するコ字状断面のインナ部材２４ｂと、インナ部材２４ｂの開口部を閉塞する平板状のアウタ部材２４ｃとを溶接ｗ１５して閉断面に構成される。エンジンやトランスミッションを支持する図示せぬフロントサブフレームを左右のフロントサイドフレーム１１，１１に吊り下げ支持すべく、各フロントサイドフレーム１１の前部にサブフレーム支持ブラケット３２が設けられる。サブフレーム支持ブラケット３２は、バルクヘッドサイド２４のアウタ部材２４ｃを後方に延長して車幅方向内側に屈曲させたインナ部材３２ａと、インナ部材３２ａおよび前記バルクヘッドサイド２４のアウタ部材２４ｃに溶接ｗ１６されて閉断面を構成するアウタ部材３２ｂとを備える。

Ｔ面内に配置される連結パネル２６は第１の実施の形態と同等に直角三角形状の部材であって、その水平縁部ｅ１がサイドフレームガセット２０の後面２０ｅにＴ面内で溶接ｗ１７されるとともに、その鉛直縁部ｅ２がサブフレーム支持ブラケット３２のアウタ部材３２ｂの前面にＴ面内で溶接ｗ１８される。

この第４の実施の形態の連結パネル２６もＴ面内に配置された１枚の板材で構成されており、第１の実施の形態の連結パネル２６と同様の作用効果を達成することができる。

次に、図１２に基づいて本発明の第５の実施の形態を説明する。

第５の実施の形態

第１の実施の形態では、フロントサイドフレーム１１の上面と、そこから上方に延びるバルクヘッドサイド２４の車幅方向外面とを補強部材２７で結合しているが、第５の実施の形態では、更にフロントサイドフレーム１１の下面と、そこから下方に延びるバルクヘッドサイド２４の車幅方向外面とを補強部材２７で結合したものである。

このように、上下２個の補強部材２７，２７を設けることで、フロントサイドフレーム１１とバルクヘッドサイド２４との結合強度を更に高めることができるだけでなく、バルクヘッドサイド２４の仮想的な軸線を車幅方向外側に更に移動させ、フロントサイドフレーム１１の軸線とバルクヘッドサイド２４の仮想的な軸線との距離ε′を一層小さくすることで、フロントサイドフレーム１１およびバルクヘッドサイド２４間の荷重伝達を一層スムーズに行わせることができる。

次に、図１３に基づいて本発明の第６の実施の形態を説明する。

第６の実施の形態

第６の実施の形態は、第１の実施の形態のフロントバルクヘッド２１、連結パネル２６、補強部材２７、補強板２８、補強板２９等の部材をそのまま上下反転した状態で、フロントサイドフレーム１１，１１およびホイールハウスアッパメンバ１２，１２の前部に支持したものである。

この第６の実施の形態によれば、第１の実施の形態の作用効果をそのまま達成しながら、連結パネル２６，２６およびフロントバルクヘッド２１のコーナー部材２５，２５の間に形成される空間Ｓを利用して、インタークーラやウオッシャタンク等の車載部品を配置することが可能となる。

次に、図１４および図１５に基づいて本発明の第７〜第９の実施の形態を説明する。
[第７〜第９の実施の形態]
第１の実施の形態では、フロントバルクヘッド２１のコーナー部材２５が一定の矩形状断面のパイプ材で構成されているが、図１４に示す第７の実施の形態では、パイプ材で構成されたコーナー部材２５の矩形状断面の寸法が長手方向に変化している。コーナー部材２５の長手方向中間部の断面の寸法を増加させれば、補強板２９を廃止することも可能である。また図１５に示す第８および第９の実施の形態では、コーナー部材２５が円形断面あるいは台形状断面のパイプ材で構成されている。

これらの実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の作用効果を達成することができる。

次に、バルクヘッドサイド２４および補強部材２７の結合部の構造の他の実施の形態を説明する。第１の実施の形態では、バルクヘッドサイド２４が閉断面のパイプ材で構成されているが、以下の実施の形態では、バルクヘッドサイド２４が閉断面あるいは開断面のプレス材で構成される。
[第１０〜第１５の実施の形態]
図１６（Ａ）に示す第１０の実施の形態は、バルクヘッドサイド２４が矩形状の閉断面を有するプレス材で構成されており、Ｂ面内に配置された二つの接合フランジ２４ｅ，２４ｆが溶接ｗ１０されて閉断面に構成される。そして補強部材２７の前壁部２７ａのＢ面内に延びる接合フランジ２７ｄが、前記二つの接合フランジ２４ｅ，２４ｆに３枚重ねで溶接ｗ１０されるとともに、後壁部２７ｂのＴ面内に延びる接合フランジ２７ｆがバルクヘッドサイド２４の後面２４ｇに溶接ｗ１１される。

図１６（Ｂ）に示す第１１の実施の形態は図１６（Ａ）に示す第１０の実施の形態の変形であって、バルクヘッドサイド２４の二つの接合フランジ２４ｅ，２４ｆがＴ面内に配置されており、同じくＴ面内に配置された補強部材２７の接合フランジ２７ｄと３枚重ねで溶接ｗ１０される。

図１６（Ｃ）に示す第１２の実施の形態は、バルクヘッドサイド２４が車幅方向外側に開放するコ字状の開断面に構成されている。そしてバルクヘッドサイド２４の接合フランジ２４ｅと補強部材２７の接合フランジ２７ｄとがＢ面内で溶接ｗ１０されるとともに、バルクヘッドサイド２４の接合フランジ２４ｆと補強部材２７の接合フランジ２７ｆとがＴ面内で溶接ｗ１１される。

図１６（Ｄ）に示す第１３の実施の形態は図１６（Ｃ）に示す第１２の実施の形態の変形であって、バルクヘッドサイド２４の接合フランジ２４ｅと補強部材２７の接合フランジ２７ｄとがＴ面内で溶接ｗ１０されている。

図１６（Ｅ）に示す第１４の実施の形態は図１６（Ｃ）に示す第１２の実施の形態の変形であって、バルクヘッドサイド２４の接合フランジ２４ｆと補強部材２７の接合フランジ２７ｆとがＢ面内で溶接ｗ１１されている。

図１６（Ｆ）に示す第１５の実施の形態は図１６（Ｄ）に示す第１３の実施の形態の変形であって、バルクヘッドサイド２４の接合フランジ２４ｆと補強部材２７の接合フランジ２７ｆとがＢ面内で溶接ｗ１１されている。

第１２〜第１５の実施の形態は、バルクヘッドサイド２４が開断面の部材であるが、同じく開断面の補強部材２７と結合されることで閉断面を構成し、必要な強度を確保することができる。またバルクヘッドサイド２４の後側の接合フランジ２４ｆは補強部材２７の前側の接合フランジ２７ｄに対して距離δだけ車幅方向内側にオフセットしているため、バルクヘッドサイド２４を前方側からフロントサイドフレーム１１に組付けるときに、補強部材２７の前側の接合フランジ２７ｄとの干渉を回避することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、連結パネル２６の形状は、実施の形態の直角三角形状に限定されるものではなく、任意の形状を採用することができる。

また本発明の縦メンバは、実施の形態のバルクヘッドサイド２４あるいはサブフレーム支持ブラケット３２に限定されるものではない。

また実施の形態では連結パネル２６がバルクヘッドサイド２４の後面に結合されているが、前面に結合されていても良い。

また実施の形態では補強部材２７がフロントサイドフレーム１１の上部に、あるいは上部および下部の両方に設けられているが、補強部材２７をフロントサイドフレーム１１の下部だけに設けることも可能である。

また実施の形態ではバルクヘッドサイド２４を一部材で構成しているが、それを２部材を結合して構成しても良い。

また実施の形態ではフロントバルクヘッド２１のバルクヘッドアッパ２２とコーナー部材２５，２５とが別部材で構成されているが、それらを一部材で一体に構成しても良い。同様に、実施の形態ではフロントバルクヘッド２１のバルクヘッドサイド２４とコーナー部材２５，２５とが別部材で構成されているが、それらを一部材で一体に構成しても良い。

また実施の形態ではバルクヘッドアッパ２２が矩形状断面のパイプ材で構成されているが、他の断面形状のパイプ材、あるいはプレス部品で構成することができる。

また実施の形態では連結パネル２６と補強板２８とが別部材で構成されているが、それらを一部材で一体に形成しても良い。

また補強部材２７の前壁部２７ａはバルクヘッドサイド２４の前面あるいは車幅方向外面の何れに接続しても良く、補強部材２７の後壁部２７ｂはバルクヘッドサイド２４の後面あるいは車幅方向外面の何れに接続しても良い。

Claims (15)

1. 前後方向に延びるフロントサイドフレーム（１１）と、前記フロントサイドフレーム（１１）の前部に結合されて上下方向に延びる縦メンバ（２４，３２）と、前記フロントサイドフレーム（１１）の車幅方向外側においてフロントピラー（１３）の前端から前下方に延びるホイールハウスアッパメンバ（１２）と、前記フロントサイドフレーム（１１）および前記ホイールハウスアッパメンバ（１２）の前部を接続するサイドフレームガセット（２０）と、前記縦メンバ（２４，３２）および前記サイドフレームガセット（２０）をＴ面（前後方向軸に直交する面）内で結合する連結パネル（２６）とを備えることを特徴とする自動車の車体前部構造。
2. 前記連結パネル（２６）は前面視で直角三角形状の部材であって、水平縁部（ｅ１）、鉛直縁部（ｅ２）および傾斜縁部（ｅ３）を有しており、前記鉛直縁部（ｅ２）は前記フロントサイドフレーム（１１）よりも下方の前記縦メンバ（２４，３２）にＴ面（前後方向軸に直交する面）内で結合されるとともに、前記水平縁部（ｅ１）は前記サイドフレームガセット（２０）にＴ面（前後方向軸に直交する面）内で結合されることを特徴とする、請求項１に記載の自動車の車体前部構造。
3. 前記連結パネル（２６）は、前記水平縁部（ｅ１）および前記傾斜縁部（ｅ３）が合流する頂部で前記ホイールハウスアッパメンバ（１２）の前部にＴ面（前後方向軸に直交する面）内で結合されることを特徴とする、請求項２に記載の自動車の車体前部構造。
4. 前記連結パネル（２６）の前記水平縁部（ｅ１）は前記サイドフレームガセット（２０）の前面（２０ａ）と一体に形成されることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の自動車の車体前部構造。
5. 前記連結パネル（２６）の前記鉛直縁部（ｅ２）は前記縦メンバ（２４，３２）の前面あるいは後面（２４ｄ）と一体に形成されることを特徴とする、請求項２〜請求項４の何れか１項に記載の自動車の車体前部構造。
6. 車幅方向に延びるバルクヘッドアッパ（２２）と、車幅方向に延びるバルクヘッドロア（２３）と、上下方向に延びる左右一対の前記縦メンバ（２４）とを有して矩形状に形成されるフロントバルクヘッド（２１）を、左右一対のフロントサイドフレーム（１１）の前部間に支持し、
   前記バルクヘッドアッパ（２２）および前記縦メンバ（２４）を連結する左右一対のコーナー部材（２５）を屈曲した中空鋼管で一体的に構成し、前記縦メンバ（２４）をハイドロフォーム成型あるいはプレス成型して車幅方向外面に凹部（２４ａ）を形成し、前記凹部（２４ａ）に前記フロントサイドフレーム（１１）の車幅方向内面を結合することを特徴とする、請求項１に記載の自動車の車体前部構造。
7. 前記縦メンバ（２４）の車幅方向外面と前記フロントサイドフレーム（１１）の上面あるいは下面とを補強部材（２７）で連結することを特徴とする、請求項６に記載の自動車の車体前部構造。
8. 前記補強部材（２７）は、前壁部（２７ａ）、側壁部（２７ｃ）および後壁部（２７ｂ）を有して断面コ字状に形成されており、前記後壁部（２７ｂ）は前記前壁部（２７ａ）よりも車幅方向内側に張り出していることを特徴とする、請求項７に記載の自動車の車体前部構造。
9. 前記縦メンバ（２４）と前記バルクヘッドロア（２３）とを、前記連結パネル（２６）と同一平面上に配置された第１補強板（２８）によって連結することを特徴とする、請求項６〜請求項８の何れか１項に記載の自動車の車体前部構造。
10. 前記コーナー部材（２５）を第２補強板（２９）で補強することを特徴とする、請求項６〜請求項９の何れか１項に記載の自動車の車体前部構造。
11. 左右一対のフロントサイドフレーム（１１）の前部間に枠状に形成されたフロントバルクヘッド（２１）を配置し、前記フロントサイドフレーム（１１）に前記フロントバルクヘッド（２１）を補強部材（２７）を介して固定し、
    前記補強部材（２７）は、前記フロントバルクヘッド（２１）の車幅方向外面と前記フロントサイドフレーム（１１）の車幅方向外面とを連続面で接続する側壁部（２７ｃ）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の自動車の車体前部構造。
12. 前記補強部材（２７）は、前記側壁部（２７ｃ）の前縁から車幅方向内側に延びて前記フロントバルクヘッド（２１）の前面あるいは車幅方向外面に接続する前壁部（２７ａ）と、前記側壁部（２７ｃ）の後縁から車幅方向内側に延びて前記フロントバルクヘッド（２１）の後面あるいは車幅方向外面に接続する後壁部（２７ｂ）とを更に備え、水平断面が車幅方向内側に開放するコ字状に形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の自動車の車体前部構造。
13. 前記後壁部（２７ｂ）は前記前壁部（２７ａ）よりも車幅方向内側に張り出していることを特徴とする、請求項１２に記載の自動車の車体前部構造。
14. 前記補強部材（２７）は前記フロントサイドフレーム（１１）の上側および下側の両方に設けられることを特徴とする、請求項１１〜請求項１３の何れか１項に記載の自動車の車体前部構造。
15. 前記フロントバルクヘッド（２１）は、車幅方向に延びるバルクヘッドアッパ（２２）と、上下方向に延びる左右一対の前記縦メンバ（２４）と、前記バルクヘッドアッパ（２２）および前記縦メンバ（２４）を接続する湾曲した左右一対のコーナー部材（２５）とを備え、前記バルクヘッドアッパ（２２）および前記コーナー部材（２５）は閉断面に構成されるとともに、前記縦メンバ（２４）は閉断面あるいは開断面に構成され、開断面に構成される場合には前記フロントサイドフレーム（１１）あるいは前記補強部材（２７）と結合することで閉断面に構成されることを特徴とする、請求項１１〜請求項１４の何れか１項に記載の自動車の車体前部構造。

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