JP6112671B2 - 自動車の車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、フロア部下壁およびフロア部上壁間にコアを挟持したＣＦＲＰ製の車体フロアは水平部の前端から斜め前上方に傾斜する前側傾斜部を備え、前記前側傾斜部にフロントサイドフレームの後端を接続した自動車の車体構造に関する。

フロントサイドフレームの後端とダッシュボードロアパネルとの間に、アルミニウム合金押し出し材よりなるハニカム断面のエネルギー吸収部材を配置し、フロントサイドフレームに前面衝突の衝突荷重が入力したときにエネルギー吸収部材が圧壊して衝突エネルギーを吸収するものが、下記特許文献１により公知である。

またダッシュボードロアパネルから前上方に延びるフロントサイドフレームをアルミニウム合金押し出し材で構成し、前面衝突の衝突荷重が入力したときにフロントサイドフレームが上方に曲げ変形し、断面が上下方向に潰れて上壁の伸びを抑制することで、フロントサイドフレームの破壊を防止してエネルギー吸収量を増加させるものが、下記特許文献２により公知である。

またサイドフレームを上下方向に複数段に重ね合わせたアルミニウム合金押し出し材で構成し、その重ね合わせ段数を前後方向端部から前後方向中央部に向けて増加させることで強度を高めたものが、下記特許文献３により公知である。

特開２００９−８３７５６号公報 特許第３３３３７１９号公報 特開平８−１０４２５３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたものは、アルミニウム合金押し出し材よりなるハニカム断面のエネルギー吸収部材は衝突荷重により圧壊した後に潰れ残りが発生することが避けられず、衝撃吸収ストロークが小さくなって衝突エネルギーの吸収量を充分に確保するのが難しいだけでなく、エネルギー吸収部材を圧壊させる反力を発生させるにはダッシュボードロアパネルを高剛性にする必要があり、そのために重量が増加する問題があった。

また上記特許文献２に記載されたものは、衝突荷重に入力によってフロントサイドフレームが上方に曲げ変形すると、フロントサイドフレームにダンパーハウジングを介して接続されたアッパーメンバも上方に曲げ変形してしまい、アッパーメンバの軸方向の圧壊が阻害されて衝突エネルギーの吸収効果が低下する問題があった。

また上記特許文献３に記載されたものは、前面衝突時にはサイドフレームの前部が軸方向に圧壊し、後面衝突時にはサイドフレームの後部が軸方向に圧壊して衝突エネルギーを吸収するが、サイドフレームを軸方向に圧壊だけでは必要な衝撃吸収ストロークを確保できないため、衝突エネルギーを充分に吸収することが難し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、前面衝突の衝突荷重がフロントサイドフレームに入力したときに、衝撃吸収ストロークを充分に確保して衝突エネルギーの吸収効果を高めることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、フロア部下壁およびフロア部上壁間にコアを挟持したＣＦＲＰ製の車体フロアは水平部の前端から斜め前上方に傾斜する前側傾斜部を備え、前記前側傾斜部にフロントサイドフレームの後端を接続した自動車の車体構造であって、前記フロントサイドフレームは前面衝突の衝突荷重により水平面内で車幅方向に折れ曲がる脆弱部を備え、前記前側傾斜部の前端から前壁を立設し、前記フロントサイドフレームを支持する取付台座を前記前壁の前面から前記前側傾斜部の前面に跨がるように固定したことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、フロア部下壁およびフロア部上壁間にコアを挟持したＣＦＲＰ製の車体フロアは水平部の前端から斜め前上方に傾斜する前側傾斜部を備え、前記前側傾斜部にフロントサイドフレームの後端を接続した自動車の車体構造であって、前記フロントサイドフレームは前面衝突の衝突荷重により水平面内で車幅方向に折れ曲がる脆弱部を備え、前記フロントサイドフレームは前部フレームおよび後部フレームからなり、前記前部フレームは衝突初期に軸方向に圧壊し、前記後部フレームは前記脆弱部を備えて衝突中期以降に折れ曲がり、前記前部フレームの後端および前記後部フレームの前端を上下方向に延びるＨ字状断面の結合部材を介して結合したことを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、フロア部下壁およびフロア部上壁間にコアを挟持したＣＦＲＰ製の車体フロアは水平部の前端から斜め前上方に傾斜する前側傾斜部を備え、前記前側傾斜部にフロントサイドフレームの後端を接続した自動車の車体構造であって、前記フロントサイドフレームは前面衝突の衝突荷重により水平面内で車幅方向に折れ曲がる脆弱部を備え、前記フロントサイドフレームは前部フレームおよび後部フレームからなり、前記前部フレームは衝突初期に軸方向に圧壊し、前記後部フレームは前記脆弱部を備えて衝突中期以降に折れ曲がり、前記フロントサイドフレームの前端に接続されたバンパービームエクステンションを備え、側面視で前記後部フレームの前端は前上方に傾斜するとともに、平面視で前記フロントサイドフレームは前側が車幅方向外側に傾斜し、前記フロントサイドフレームの前端の断面中心は前記バンパービームエクステンションの断面中心に一致することを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、フロア部下壁およびフロア部上壁間にコアを挟持したＣＦＲＰ製の車体フロアは水平部の前端から斜め前上方に傾斜する前側傾斜部を備え、前記前側傾斜部にフロントサイドフレームの後端を接続した自動車の車体構造であって、前記フロントサイドフレームは前面衝突の衝突荷重により水平面内で車幅方向に折れ曲がる脆弱部を備え、前記フロントサイドフレームは矩形状断面のアルミニウム合金押し出し材よりなる前部フレームと、前記前部フレームの後端から車幅方向に拡開しながら後方に延びて前記前側傾斜部に接続する内側縦壁および外側縦壁よりなる後部フレームとを備え、前記内側縦壁および前記外側縦壁のうち、板厚が小さい方が前記脆弱部を構成することを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

また請求項５に記載された発明によれば、請求項４の構成に加えて、前記内側縦壁は前記車体フロアのフロアトンネル側壁部に接続し、前記外側縦壁は前記車体フロアのホイールアーチ部に接続することを特徴とする自動車の車体構造が提案される。

尚、実施の形態の凹部５２ｆおよび内側縦壁６５は本発明の脆弱部に対応し、実施の形態の取付座５７は本発明の硬質部材に対応し、実施の形態のリヤプレート５９は本発明の車体取付部に対応する。

請求項１、２、３、４の構成によれば、フロア部下壁およびフロア部上壁間にコアを挟持したＣＦＲＰ製の車体フロアは水平部の前端から斜め前上方に傾斜する前側傾斜部を備え、前側傾斜部にフロントサイドフレームの後端が接続されるので、フロントサイドフレームに入力した前面衝突の衝突荷重は車体フロアの高強度の前側傾斜部に伝達されて吸収され、車体フロアの前端のダッシュパネルロアを高強度にする必要がなくなって軽量化が可能なる。しかもフロントサイドフレームは前面衝突の衝突荷重により水平面内で車幅方向に折れ曲がる脆弱部を備えるので、所定値以上の前面衝突の衝突荷重が入力するとフロントサイドフレームが脆弱部を起点として水平面内で折れ曲がり、衝撃吸収ストロークを増加させて衝突エネルギーを効果的に吸収することができるだけでなく、ＣＦＲＰ製の車体フロアを破壊することがない。

特に請求項１の構成によれば、前側傾斜部の前端から前壁を立設し、フロントサイドフレームを支持する取付台座を前壁の前面から前側傾斜部の前面に跨がるように固定したので、前面衝突の衝突荷重をフロントサイドフレームから取付台座を介して車体フロアの前部に伝達して分散することで効率的に吸収することができる。これによりダッシュパネルロアが負担すべき衝突荷重が小さくなるため、ダッシュパネルロアをＣＦＲＰ積層板で構成して軽量化を図るとともに、ＣＦＲＰ材の使用量を減少させてコストダウンを図ることができる。

特に請求項２の構成によれば、フロントサイドフレームは前部フレームおよび後部フレームからなり、前部フレームは衝突初期に軸方向に圧壊し、後部フレームは脆弱部を備えて衝突中期以降に折れ曲がるので、フロントサイドフレームの衝撃吸収ストロークを大幅に増加させて衝突エネルギーの吸収効果を高めることができ、しかも前部フレームの後端および後部フレームの前端を上下方向に延びるＨ字状断面の結合部材を介して結合したので、強度および剛性を異ならせた前部フレームおよび後部フレームを簡単な構造で強固に接続することができる。

特に請求項３の構成によれば、フロントサイドフレームは前部フレームおよび後部フレームからなり、前部フレームは衝突初期に軸方向に圧壊し、後部フレームは脆弱部を備えて衝突中期以降に折れ曲がるので、フロントサイドフレームの衝撃吸収ストロークを大幅に増加させて衝突エネルギーの吸収効果を高めることができ、しかもロントサイドフレームの前端に接続されたバンパービームエクステンションを備え、側面視で後部フレームの前端は前上方に傾斜するとともに、平面視でフロントサイドフレームは前側が車幅方向外側に傾斜し、フロントサイドフレームの前端の断面中心はバンパービームエクステンションの断面中心に一致するので、衝突荷重をバンパービームエクステンションからフロントサイドフレームに効果的に伝達することで、バンパービームエクステンションの圧壊を促進することができるだけでなく、左右のフロントサイドフレームの前部間の間隔を拡大してエンジンルームを広く確保することができる。

特に請求項４の構成によれば、フロントサイドフレームは矩形状断面のアルミニウム合金押し出し材よりなる前部フレームと、前部フレームの後端から車幅方向に拡開しながら後方に延びて前側傾斜部に接続する内側縦壁および外側縦壁よりなる後部フレームとを備え、内側縦壁および外側縦壁のうち、板厚が小さい方が脆弱部を構成するので、通常はトラス構造の後部フレームでフロントサイドフレームに加わる荷重を支持しながら、所定値以上の前面衝突の衝突荷重が入力するとフロントサイドフレームが脆弱な内側縦壁において水平面内で折れ曲がり、衝撃吸収ストロークを増加させて衝突エネルギーを効果的に吸収することができるだけでなく、ＣＦＲＰ製の車体フロアを破壊することがない。

また請求項５の構成によれば、内側縦壁は車体フロアのフロアトンネル側壁部に接続し、外側縦壁は車体フロアのホイールアーチ部に接続するので、フロントサイドフレームから伝達される衝突荷重をフロアトンネル側壁部およびホイールアーチ部に分散し、荷重の集中によるＣＦＲＰ製の車体フロアの破壊を抑制することができる。

自動車の車体フレームの前部の平面図。（第１の実施の形態） 図１の２方向矢視図。（第１の実施の形態） 図１の３方向矢視図。（第１の実施の形態） 図１の４方向矢視図。（第１の実施の形態） 図１の５−５線断面図。（第１の実施の形態） 図２の６Ａ−６Ａ線、６Ｂ−６Ｂ線および６Ｃ−６Ｃ線断面図。（第１の実施の形態） 衝突荷重が入力したときのフロントサイドフレームの作用説明図。（第１の実施の形態） 自動車の車体フレームの前部の斜視図。（第２の実施の形態） 図８の９方向矢視図。（第２の実施の形態）

第１の実施の形態

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。尚、本明細書において前後方向、左右方向（車幅方向）および上下方向とは、運転席に着座した乗員を基準として定義される。

図１および図２に示すように、ＣＦＲＰ（カーボン繊維強化樹脂）を主たる材料とする自動車の車体フレームの前部は、車体フロア１１と、車体フロア１１の左右両側部に沿って前後方向に延びる左右一対のサイドシル１２，１２とを備えており車体フロア１１の前端と左右のフロントピラーロア１３，１３の前面とに平板状のダッシュパネルロア１７が接合される。車体フロア１１の前端に左右一対のアルミニウム合金製の取付台座２０，２０が固定され、取付台座２０，２０に左右一対のアルミニウム合金製のフロントサイドフレーム２１，２１の後端が固定される。

図１〜図４に示すように、アルミニウム合金押し出し材からなるフロントサイドフレーム２１は、前側に位置する前部フレーム５１と後側に位置する後部フレーム５２とを水平断面がＨ字状の結合部材５３で直列に接続して構成される。前部フレーム５１は上壁５１ａ、下壁５１ｂ、車幅方向内壁５１ｃ、車幅方向外壁５１ｄおよび２枚の隔壁５１ｅ，５１ｆを備え、三つの中空部を上下に配置した「目」字状の一定断面を有するもので（図６（Ａ）参照）、その後端が結合部材５３の一対の側壁５３ａ，５３ｂの前部および隔壁５３ｃにより構成される「コ」字状断面の部分に嵌合して溶接により固定される。後部フレーム５２は上壁５２ａ、下壁５２ｂ、車幅方向内壁５２ｃ、車幅方向外壁５２ｄおよび１枚の隔壁５２ｅを備え、二つの中空部を上下に配置した「日」字状の一定断面を有するもので（図６（Ｂ）参照）、その前端が結合部材５３の一対の側壁５３ａ，５３ｂの後部および隔壁５３ｃにより構成される「コ」字状断面の部分に嵌合して溶接により固定される。

フロントサイドフレーム２１は上下方向に見て直線状に形成されており、前端が後端に対して車幅方向外側に僅かに傾斜する（図１参照）。言い換えると、左右一対のフロントサイドフレーム２１，２１の前端間の車幅方向間隔は、後端間の車幅方向間隔よりも僅かに広くなっている。比較的に短い前部フレーム５１は側方から見て水平に配置され、比較的に長い後部フレーム５２は側方から見て前上方から後下方に傾斜する（図２参照）。後部フレーム５２の前端寄りの車幅方向内壁５２ｃに、上下方向に延びる円弧状断面の凹部５２ｆが形成される。凹部５２ｆは、車幅方向内壁５２ｃを上壁５２ａから下壁５２ｂまで切除した後、その開口部に蓋部材５２ｇを溶接して構成される（図３および図６（Ｂ）参照）。

後部フレーム５２の上壁５２ａにはアルミニウム合金でダイキャストしたダンパーハウジング５４の下端が接続される。不図示のエンジン、トランスミッション、サスペンション装置等を支持する枠状のフロントサブフレーム５５が、後部フレーム５２の下壁５２ｂに設けた取付ブラケット５６に吊り下げるように支持される（図１および図２参照）。凹部５２ｆはダンパーハウジング５４およびフロントサイドフレーム２１が接続される部分に配置されており、ダンパーハウジング５４の車幅方向内面に固定したエンジンの取付座５７の直下に臨んでいる。またフロントサブフレーム５５の取付ブラケット５６は後部フレーム５２の前端と凹部５２ｆとの間に位置している、
前部フレーム５１の前端には板状のフロントプレート５８が固定され、後部フレーム５２の後端には板状のリヤプレート５９が固定される。後部フレーム５２の車幅方向外壁５２ｄとリヤプレート５９の前面とが補強用のガセット６０で接続される。フロントプレート５８の前端には前後方向に延びるバンパービームエクステンション６１が接続され、左右一対のバンパービームエクステンション６１，６１の前端に車幅方向に延びるバンパービーム６２が接続される。フロントサイドフレーム２１の前端の断面中心は、バンパービームエクステンション６１の断面中心に一致するように配置される（図１参照）。

フロントピラーロア１３の上端から前方に延びるアッパーメンバ６３は上壁６３ａ、下壁６３ｂ、車幅方向内壁６３ｃ、車幅方向外壁６３ｄおよび１枚の隔壁６３ｅを備え、二つの中空部を上下に配置した「日」字状の一定断面を有するアルミニウム合金押し出し材からなり、その下壁６３ｂの一部を切除して蓋部材６４を溶接することで、前端側が細くなるように断面形状が変化する（図３、図４および図６（Ｃ）参照）。そしてアッパーメンバ６３の車幅方向内壁６３ｃにダンパーハウジング５４の上端が接続される。

図５に示すように、車体フロア１１は、水平部１１ｄと、水平部１１ｄの前端から斜め前上方に傾斜する前側傾斜部１１ｅと、前側傾斜部１１ｅの前端から起立する前壁１１ｆとを備えており、それらはアンダーフロアパネル２５のフロア部下壁２５ｃと、アッパーフロアパネル２６のフロア部上壁２６ａとで構成される。中空の水平部１１ｄの内部には車幅方向に延びる軸線を有する波板よりなるコア３３が挟持され、中空の前側傾斜部１１ｅの内部には前後方向に延びる軸線を有する波板よりなるコア３８が挟持され、中実の前壁１１ｆはフロア部下壁２５ｃおよびフロア部上壁２６ａを直接重ね合わせて接着により接合される。

車体フロア１１の前壁１１ｆと左右のフロントピラーロア１３，１３とに接合されるダッシュパネルロア１７は１枚のＣＦＲＰ積層板で構成されており、その下端部が前壁１１ｆの前面に重ね合わされて接着により接合される。フロントサイドフレーム２１に設けたリヤプレート５９を支持すべく車体フロア１１の前壁１１ｆの前面に固定されるアルミニウム合金製の取付台座２０は車幅方向に一定の略台形状の断面を有しており、リヤプレート５９を貫通する４本のボルト３９…が取付台座２０を貫通した後に、車体フロア１１の前壁１１ｆおよび前側傾斜部１１ｅの前端を貫通し、車体フロア１１の内部に埋設したナット４０…に締結される。また取付台座２０の下端部を貫通する２本のボルト４１，４１が車体フロア１１の内部に埋設したナット４２，４２に締結される。このとき、取付台座２０の後面の下部から後下方に延びる延長部２０ｃが車体フロア１１の前側傾斜部１１ｅの前面に跨がるように固定される。

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。

車両の前面衝突による衝突荷重がバンパービーム６２から左右一対のバンパービームエクステンション６１，６１を介してフロントサイドフレーム２１，２１に入力すると、その衝突荷重はフロントサイドフレーム２１，２１から取付台座２０，２０を介して車体フロア１１の前壁１１ｆに伝達され、そこから車体フロア１１の他の部分やサイドシル１２，１２に分散されて吸収される。このとき、取付台座２０の延長部２０ｃが車体フロア１１の前壁１１ｆの前面から前側傾斜部１１ｅの前面に跨がるように固定されるので、内部にコア３８を配置した高強度の前側傾斜部１１ｅに前面衝突の衝突エネルギーを分散して一層効率的に吸収することができる。

その際に、バンパービームエクステンション６１，６１が軸方向に圧壊して衝突荷重の一部を吸収するが、バンパービームエクステンション６１，６１の圧壊で吸収し切れずにフロントサイドフレーム２１，２１に伝達された衝突荷重の残りの一部は、フロントサイドフレーム２１の圧壊および折れ曲がりにより吸収される。即ち、フロントサイドフレーム２１は前側の前部フレーム５１および後側の後部フレーム５２とで構成されており、衝突荷重が最初に伝達される前部フレーム５１は、脆弱部である凹部を持たないために折れ曲がることなく衝突初期から軸方向に圧壊して衝突エネルギーを吸収する。一方、前部フレーム５１から衝突荷重が入力する後部フレーム５２は、その車幅方向内壁５２ｃに凹部５２ｆを備えるため、図７（Ｂ）に示すように、衝突中期から衝突後期にかけて後部フレーム５２は凹部５２ｆにおいて「く」字状に折れ曲がり、フロントサイドフレーム２１の衝撃吸収ストロークが大幅に増加して衝突エネルギーの吸収効果が高められる。

図７（Ａ）は、フロントサイドフレーム２１が凹部５２ｆを持たない比較例の作用説明図であって、衝突荷重によって後部フレーム５２が「く」字状に折れ曲がったとき、凹部５２ｆを持たないために折れ曲がり方向外側の車幅方向外壁５２ｄの伸び量が大きくなり、その部分が破断して衝突エネルギーの吸収効果が激減する虞がある。一方、図７（Ｂ）は、後部フレーム５２が凹部５２ｆを持つ実施の形態の作用説明図であって、衝突荷重によって後部フレーム５２が「く」字状に折れ曲がったとき、凹部５２ｆの部分で後部フレーム５２の車幅方向の厚さが小さくなるため、折れ曲がり方向外側の車幅方向外壁５２ｄの伸び量が小さくなる。その結果、後部フレーム５２は車幅方向外壁５２ｄを破断することなく凹部５２ｆにおいて折れ曲がり、充分な衝突エネルギーの吸収効果を発揮することができる。

以上のように、フロントサイドフレーム２１は前部フレーム５１および後部フレーム５２からなり、前部フレーム５１は衝突初期に軸方向に圧壊し、後部フレーム５２は凹部５２ｆを備えて衝突中期以降に折れ曲がるので、フロントサイドフレーム２１の衝撃吸収ストロークを大幅に増加させて衝突エネルギーの吸収効果を高めることができる。

またフロントサイドフレーム２１に衝突荷重が入力したとき、フロントサイドフレーム２１の後端のリヤプレート５９を取付台座２０に固定する部分が車幅方向に倒れてしまうと、前部フレーム５１の軸方向の圧壊や後部フレーム５２の折れ曲がりが阻害される虞があるが、後部フレーム５２の車幅方向外壁５２ｄとリヤプレート５９とをガセット６０で接続して補強したので、前面衝突の衝突荷重が入力したときに、フロントサイドフレーム２１の後端が取付台座２０に対して車幅方向に倒れるのを防止し、前部フレーム５１を軸方向に確実に圧壊するとともに、後部フレーム５２を確実に折り曲げて衝突エネルギーの吸収効果を高めることができる。

またＣＦＲＰ製の車体フロア１１の前部から前上方に延びる前側傾斜部１１ｅの前端から前壁１１ｆを立設し、前壁１１ｆに板状のＣＦＲＰ積層板よりなるダッシュパネルロア１７の下端を接続し、フロントサイドフレーム２１を支持する取付台座２０を前壁１１ｆの前面から前側傾斜部１１ｅの前面に跨がるように固定したので、前面衝突の衝突荷重をフロントサイドフレーム２１から取付台座２０を介して車体フロア１１の前部に伝達して分散することで効率的に吸収することができる。これによりダッシュパネルロア１７が負担すべき衝突荷重が小さくなるため、ダッシュパネルロア１７をＣＦＲＰ積層板で構成して軽量化を図るとともに、ＣＦＲＰ材の使用量を減少させてコストダウンを図ることができる。

またフロントサイドフレーム２１の前部フレーム５１および後部フレーム５２はアルミニウム合金押し出し材で構成されるので、フロントサイドフレーム２１の軽量化が可能になる。しかもフロントサイドフレーム２１は上下方向に複数段に形成された中空部を備えるので、フロントサイドフレーム２１を軽量化しながら必要な強度および剛性を確保することができる。更に、後部フレーム５２の中空部の段数（２段）は、前部フレーム５１の中空部の段数（３段）よりも少なく、かつ凹部５２ｆは後部フレーム５２の前端寄りの位置に形成されるので、フロントサイドフレーム２１の強度および剛性が急変する結合部材５３の近傍に凹部５２ｆを位置させることで、凹部５２ｆに応力を集中させて後部フレーム５２を確実に折り曲げることができるだけでなく、後部フレーム５２の上下方向高さを減少させることで、フロントサイドフレーム２１の後部をそれが固定される車体フロア１１の前端に充分にオーバーラップさせて荷重の伝達効率を高めることができる。

また後部フレーム５２の凹部５２ｆはダンパーハウジング５４に設けた硬質部材であるエンジンやトランスミッションの取付座５７に隣接するので、フロントサイドフレーム２１の折れ曲がりによりダンパーハウジング５４を確実に破壊して衝突エネルギーを吸収することができる。

更に、前部フレーム５１の後端および後部フレーム５２の前端を上下方向に延びるＨ状断面の結合部材５３を介して結合したので、強度および剛性を異ならせた前部フレーム５１および後部フレーム５２を簡単な構造で強固に結合することができる。しかも後部フレーム５２の凹部５２ｆは、後部フレーム５２の車幅方向内壁５２ｃを上壁５２ａから下壁５２ｂに亙って断面円弧状に切除するとともに、切除により形成された開口部を蓋部材５２ｇで閉塞して構成されるので、一定断面の後部フレーム５２に容易に凹部５２ｆを形成することができるだけでなく、衝突荷重により蓋部材５２ｇを圧縮変形させて衝突エネルギーの吸収効果を高めることができる。

また上下方向に見たときに、フロントサイドフレーム２１は前側が車幅方向外側に傾斜するとともにフロントサイドフレーム２１の前端の断面中心はバンパービームエクステンション６１の断面中心に一致するので、衝突荷重をバンパービームエクステンション６１からフロントサイドフレーム２１に効果的に伝達することで、バンパービームエクステンション６１の圧壊を促進することができるだけでなく、左右のフロントサイドフレーム２１，２１の前部間の間隔を拡大してエンジンルームを広く確保することができる。

また前端部の断面を減少させたアルミニウム合金押し出し材よりなるアッパーメンバ６３をダンパーハウジング５４の上端に接続したので、前面衝突の衝突荷重が入力したときにアッパーメンバ６３も軸方向に圧壊して衝突エネルギーの吸収に寄与することができる。

またフロントサイドフレーム２１は凹部５２ｆの前方にフロントサブフレーム５５を支持するための取付ブラケット５６を備えるので、フロントサブフレーム５５を介して伝達される衝突荷重を凹部５２ｆに作用させてフロントサイドフレーム２１を一層確実に折り曲げることができる。

また車体フロア１１の水平部１１ｄのコア３３は車幅方向に延びる軸線を有する波板からなり、車体フロア１１の前側傾斜部１１ｅのコア３８は前後方向に延びる軸線を有する波板からなるので、側面衝突の衝突荷重を水平部１１ｄのコア３３で支持し、前面衝突の衝突荷重を前側傾斜部１１ｅのコア３８で支持することで、側面衝突および前面衝突の両方に対して強い車体フロア１１を得ることができる。

第２の実施の形態

次に、図８および図９に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第２の実施の形態のフロントサイドフレーム２１は、矩形状断面のアルミニウム合金押し出し材で構成される前部フレーム５１と、アルミニウム合金の板材で構成される内側縦壁６５および外側縦壁６６よりなる後部フレーム５２とを備え、前部フレーム５１の後端および後部フレーム５２の前端は結合部材５３で結合される。内側縦壁６５および外側縦壁６６の前端は結合部材５３の部分で相互に接続するが、後端は車幅方向両側に拡開し、車体フロア１１の前壁１１ｆおよび前側傾斜部１１ｅに跨がる取付台座２０に固定される。従って、内側縦壁６５、外側縦壁６６および取付台座２０は平面視でトラス構造を構成する。

内側縦壁６５および外側縦壁６６は上下方向に延びるので上下方向の曲げ剛性が高く、また内側縦壁６５および外側縦壁６６は取付台座２０と協働してトラス構造を構成するので、車幅方向の曲げ剛性も高くなる。そして内側縦壁６５の板厚は外側縦壁６６の板厚よりも小さく設定されており、内側縦壁６５は本発明の脆弱部に対応する。

車体フロア１１の車幅方向中央部には前後方向に延びるフロアトンネル１１ａが形成されており、フロアトンネル１１ａのフロアトンネル側壁部１１ｇの前端に内側縦壁６５の後端が取付台座２０を挟んで対向する。また車体フロア１１の前側傾斜部１１ｅには凹状に窪むホイールアーチ部１１ｈが形成されており、ホイールアーチ部１１ｈの車幅方向内端に外側縦壁６６の後端が取付台座２０を挟んで接続する。

従って、通常はトラス構造の後部フレーム５２でフロントサイドフレーム２１に加わる荷重を支持しながら、所定値以上の前面衝突の衝突荷重が入力するとフロントサイドフレーム２１の後部フレーム５２が脆弱な内側縦壁６５において水平面内で車幅方向内側に折れ曲がり、フロントサイドフレーム２１の衝撃吸収ストロークを増加させて衝突エネルギーを効果的に吸収することができるだけでなく、ＣＦＲＰ製の車体フロア１１を破壊することがない。

尚、外側縦壁６６の板厚を内側縦壁６５の板厚よりも小さくすれば、前面衝突の衝突荷重の入力により後部フレーム５２が脆弱な外側縦壁６６において水平面内で車幅方向外側に折れ曲がり、衝撃吸収ストロークを増加させて衝突エネルギーを効果的に吸収することができる。

また内側縦壁６５は車体フロア１１のフロアトンネル側壁部１１ｇに接続し、外側縦壁６６は車体フロア１１のホイールアーチ部１１ｈに接続するので、フロントサイドフレーム２１から伝達される衝突荷重をフロアトンネル側壁部１１ｇおよびホイールアーチ部１１ｈに分散し、荷重の集中によるＣＦＲＰ製の車体フロア１１の破壊を抑制することができる。

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、実施の形態ではフロントサイドフレーム２１を前部フレーム５１および後部フレーム５２に２分割しているが、それを一部材で構成しても良いし、３分割以上に分割しても良い。

また実施の形態ではフロントサイドフレーム２１の凹部５２ｆを後部フレーム５２の車幅方向内壁５２ｃに設けているが、それを車幅方向外壁５２ｄに設けても良い。

１１ 車体フロア
１１ｄ 水平部
１１ｅ 前側傾斜部
１１ｆ 前壁
１１ｇ フロアトンネル側壁部
１１ｈ ホイールアーチ部
２０ 取付台座
２１ フロントサイドフレーム
２５ｃ フロア部下壁
２６ａ フロア部上壁
３３ コア
３８ コア
５１ 前部フレーム
５２ 後部フレーム
５２ｆ 凹部（脆弱部）
５３ 結合部材
６１ バンパービームエクステンション
６５ 内側縦壁（脆弱部）
６６ 外側縦壁

Claims (5)

1. フロア部下壁（２５ｃ）およびフロア部上壁（２６ａ）間にコア（３３，３８）を挟持したＣＦＲＰ製の車体フロア（１１）は水平部（１１ｄ）の前端から斜め前上方に傾斜する前側傾斜部（１１ｅ）を備え、前記前側傾斜部（１１ｅ）にフロントサイドフレーム（２１）の後端を接続した自動車の車体構造であって、
   前記フロントサイドフレーム（２１）は前面衝突の衝突荷重により水平面内で車幅方向に折れ曲がる脆弱部（５２ｆ，６５）を備え、前記前側傾斜部（１１ｅ）の前端から前壁（１１ｆ）を立設し、前記フロントサイドフレーム（２１）を支持する取付台座（２０）を前記前壁（１１ｆ）の前面から前記前側傾斜部（１１ｅ）の前面に跨がるように固定したことを特徴とする自動車の車体構造。
2. フロア部下壁（２５ｃ）およびフロア部上壁（２６ａ）間にコア（３３，３８）を挟持したＣＦＲＰ製の車体フロア（１１）は水平部（１１ｄ）の前端から斜め前上方に傾斜する前側傾斜部（１１ｅ）を備え、前記前側傾斜部（１１ｅ）にフロントサイドフレーム（２１）の後端を接続した自動車の車体構造であって、
   前記フロントサイドフレーム（２１）は前面衝突の衝突荷重により水平面内で車幅方向に折れ曲がる脆弱部（５２ｆ，６５）を備え、前記フロントサイドフレーム（２１）は前部フレーム（５１）および後部フレーム（５２）からなり、前記前部フレーム（５１）は衝突初期に軸方向に圧壊し、前記後部フレーム（５２）は前記脆弱部（５２ｆ，６５）を備えて衝突中期以降に折れ曲がり、前記前部フレーム（５１）の後端および前記後部フレーム（５２）の前端を上下方向に延びるＨ字状断面の結合部材（５３）を介して結合したことを特徴とする自動車の車体構造。
3. フロア部下壁（２５ｃ）およびフロア部上壁（２６ａ）間にコア（３３，３８）を挟持したＣＦＲＰ製の車体フロア（１１）は水平部（１１ｄ）の前端から斜め前上方に傾斜する前側傾斜部（１１ｅ）を備え、前記前側傾斜部（１１ｅ）にフロントサイドフレーム（２１）の後端を接続した自動車の車体構造であって、
   前記フロントサイドフレーム（２１）は前面衝突の衝突荷重により水平面内で車幅方向に折れ曲がる脆弱部（５２ｆ，６５）を備え、前記フロントサイドフレーム（２１）は前部フレーム（５１）および後部フレーム（５２）からなり、前記前部フレーム（５１）は衝突初期に軸方向に圧壊し、前記後部フレーム（５２）は前記脆弱部（５２ｆ，６５）を備えて衝突中期以降に折れ曲がり、前記フロントサイドフレーム（２１）の前端に接続されたバンパービームエクステンション（６１）を備え、側面視で前記後部フレーム（５２）の前端は前上方に傾斜するとともに、平面視で前記フロントサイドフレーム（２１）は前側が車幅方向外側に傾斜し、前記フロントサイドフレーム（２１）の前端の断面中心は前記バンパービームエクステンション（６１）の断面中心に一致することを特徴とする自動車の車体構造。
4. フロア部下壁（２５ｃ）およびフロア部上壁（２６ａ）間にコア（３３，３８）を挟持したＣＦＲＰ製の車体フロア（１１）は水平部（１１ｄ）の前端から斜め前上方に傾斜する前側傾斜部（１１ｅ）を備え、前記前側傾斜部（１１ｅ）にフロントサイドフレーム（２１）の後端を接続した自動車の車体構造であって、
   前記フロントサイドフレーム（２１）は前面衝突の衝突荷重により水平面内で車幅方向に折れ曲がる脆弱部（５２ｆ，６５）を備え、前記フロントサイドフレーム（２１）は矩形状断面のアルミニウム合金押し出し材よりなる前部フレーム（５１）と、前記前部フレーム（５１）の後端から車幅方向に拡開しながら後方に延びて前記前側傾斜部（１１ｅ）に接続する内側縦壁（６５）および外側縦壁（６６）よりなる後部フレーム（５２）とを備え、前記内側縦壁（６５）および前記外側縦壁（６６）のうち、板厚が小さい方が前記脆弱部（６５）を構成することを特徴とする自動車の車体構造。
5. 前記内側縦壁（６５）は前記車体フロア（１１）のフロアトンネル側壁部（１１ｇ）に接続し、前記外側縦壁（６６）は前記車体フロア（１１）のホイールアーチ部（１１ｈ）に接続することを特徴とする、請求項４に記載の自動車の車体構造。
   

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