JP7177820B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体前部構造に関するものである。

車体前部の構造として、車室とエンジンルームの間を仕切るダッシュロアパネルに車両後方側に向かって下方傾斜する傾斜壁を設け、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、後方に移動する搭載部品を傾斜壁に沿わせて下方に落下されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の車体前部構造は、ダッシュロアパネルの傾斜壁の前面側に補助プレートが取り付けられ、補助プレートの前方側にエンジン等の駆動装置が配置されている。この車体前部構造では、車両前方から衝撃荷重が入力されて駆動装置が補助プレートに当接すると、補助プレートがダッシュパネルから分離して、補助プレートが駆動装置とともにダッシュパネルの傾斜壁に沿って下方に落下する。

特許第２８５５４１１号公報

特許文献１に記載の車体前部構造は、車両前方からの衝撃荷重の入力時に駆動装置を下方に落下させ、駆動装置の車室内方向への進入を回避することができる。しかし、近年の多く車両は、エンジン（駆動装置）の後方側にサブフレームが配置され、そのサブフレームにステアリング部品やサスペンション部品が支持されている。このような車両では、特許文献１に記載の構造を採用することができない。

エンジンルーム内に配置されるサブフレームは、左右のフロントサイドフレームの下方に架設されるとともに、後端側部分が車室の前方の車室前構造体に結合されている。また、サブフレームの上部には、ステアリングギヤボックス等の搭載部品が上方に膨出するように取り付けられている。このような車体前部構造の場合、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、剛体であるサブフレームを車室の前方側で下方にスムーズに落下させることが望まれる。

しかし、上記のサブフレームは、車両前方からの衝撃荷重の入力時に屈曲変形する左右のフロントサイドフレームの下方に架設されているため、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、車室の前方側に安定して落下させることが難しい。

そこで本発明は、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、サブフレームを車室の前方側下方にスムーズに落下させることができる車体前部構造を提供しようとするものである。

本発明に係る車体前部構造は、上記課題を解決するために、以下の構成を採用した。
即ち、本発明に係る車体前部構造は、車室の前方側で車両前方に延びる左右一対のフロントサイドフレーム（例えば、実施形態のフロントサイドフレーム７）と、一対の前記フロントサイドフレームの下方に架設されるサブフレーム（例えば、実施形態のサブフレーム８）と、前記車室の前部に配置される車室前構造体（例えば、実施形態の車室前構造体３０）と、を備え、前記サブフレームは、搭載部品を支持するサブフレーム本体（例えば、実施形態のサブフレーム本体４１）と、前記サブフレーム本体の前部領域から上方に突出する脚部（例えば、実施形態の脚部４２）と、前記脚部の頂部に設けられ、前記フロントサイドフレームに締結される前締結部（例えば、実施形態の前締結部３４）と、前記サブフレーム本体の後部領域で前記車室前構造体に締結される後締結部（例えば、実施形態の後締結部３５）と、を有し、前記フロントサイドフレームは、車両前方からの衝撃荷重の入力時に屈曲変形の起点となる屈曲起点部（例えば、実施形態の屈曲起点部２２）と、前記屈曲起点部の前側に配置され、前記前締結部が締結されるサブフレーム取付部（例えば、実施形態の取付ブラケット２３）と、を有し、前記フロントサイドフレームの前記屈曲起点部よりも後部側下方には、前面が車両後方側に向かって下方傾斜する傾斜案内部（例えば、実施形態の傾斜案内部２４）を有する部品取付ブラケット（例えば、実施形態の部品取付ブラケット２５）が結合され、前記傾斜案内部は、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、前記フロントサイドフレームから離脱した前記脚部が後退変位する軌道上に配置されていることを特徴とする。

上記の構成において、車両前方から衝撃荷重が入力されると、サブフレームは車両後方側に押圧され、フロントサイドフレームは、屈曲起点部の前部領域（サブフレーム取付部）が屈曲起点部を中心として屈曲変形する。これにより、サブフレームの前締結部が相対的に引っ張られ、前締結部がフロントサイドフレームから離脱する。この後にサブフレームがさらに車両後方側に押圧されると、サブフレーム全体が車両後方側に変位し、脚部の頂部が部品取付ブラケットの傾斜案内部に当接する。これにより、サブフレームは傾斜案内部に沿って車両の前方側下方に落下する。

前記脚部の頂部の側面には、ボルト（例えば、実施形態のボルト４３）が締め込まれる固定ナットを有する前記前締結部が設けられ、前記サブフレーム取付部は、下方側に開口するボルト挿通用のスリット（例えば、実施形態のスリット４４）を有し、前記前締結部は、前記スリットを挿通した前記ボルトが前記固定ナットに締め込まれることで前記フロントサイドフレームに係止されるようにしても良い。

この場合、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、フロントサイドフレームが屈曲起点部を中心として屈曲し、その屈曲起点部の前方側部分が上方側に屈曲変形すると、前締結部が相対的に下方に引っ張られる。このとき、前締結部の固定ナットに固定されたボルトが、サブフレーム取付部のスリットに沿って下方に抜ける。したがって、本構成を採用した場合には、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、サブフレームの前締結部が安定して後下方に落下するようになる。

前記サブフレームは、アルミ鋳造品であることが望ましい。

この場合、サブフレームの剛性が高くなるため、車両前方からの衝撃荷重の入力時には、脚部の頂部が傾斜案内部に食い込みながら安定して後下方に案内されるようになる。

前記傾斜案内部は、上下方向に延びる窪み部（例えば、実施形態の窪み部３１）を有する構成としても良い。

この場合、傾斜案内部は上下方向に延びる窪み部によって補強される。また、車両前方からの衝撃荷重の入力時には、サブフレームの脚部の頂部を窪み部に沿って後下方に滑り落とすことが可能になる。

前記窪み部は、前記部品取付ブラケットの前面から下面に亘って延び、前記フロントサイドフレームの後部側の下壁には、前記窪み部の上端部に連続するように前記部品取付ブラケットの前面に接合される後端接合部（例えば、実施形態の後端接合部３２）が設けられるようにしても良い。

この場合、窪み部が部品取付ブラケットの前面から下面に亘って延びているため、車両前方からの衝撃荷重の入力時にサブフレームの脚部の頂部が傾斜案内部に押し付けられたときに、その頂部を窪み部に沿って余計な引っ掛かりなく後下方に良好に滑り落とすことができる。また、フロントサイドフレームの後端接合部が、窪み部の上端部に連続するように部品取付ブラケットに接合されているため、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、フロントサイドフレームの後部まで伝達された荷重を、部品取付ブラケットを介して、車両のさらに後方側に良好に伝達することができる。

前記部品取付ブラケットは、アルミ鋳造品であることが望ましい。

この場合、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、サブフレームの脚部と当接する部品取付ブラケットがサブフレームと同等の剛性を持つ部材によって構成されることになるため、サブフレームの脚部が傾斜案内部に当接したときに、一方の部材の過大な変形を招くことなく、脚部を良好に後下方に案内することができる。また、サスペンションアームの支持マウントを保持するマウント保持プレートの車幅方向外側部分を部品取付ブラケットに取り付け、マウント保持プレートの車幅方向内側部分をサブフレームに取り付けるようにした場合には、マウント保持プレートの車幅方向内側部分と外側部分の支持剛性が均等になり、車両の操縦安定性が良好になる。

前記部品取付ブラケットは、前記サブフレームの前記脚部の頂部と車両前後方向で整列するように配置されるようにしても良い。

この場合、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、サブフレームの脚部の頂部を、確実に部品取付ブラケットの傾斜案内部に当接させ、後下方にスムーズに滑り落とすことができる。

前記車室の下方には、前記フロントサイドフレームと車幅方向にずれた位置で車両前後方向に延びるトンネルフレーム（例えば、実施形態のトンネルフレーム１１）が配置され、前記トンネルフレームの前部には、前面が車両後方側に向かって下方傾斜する第２の傾斜案内部（例えば、実施形態の傾斜案内部３３）が設けられ、前記第２の傾斜案内部は、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、前記後締結部が後退変位する軌道上に配置されるようにしても良い。

この場合、車両前方からの衝撃荷重の入力時には、後締結部が第２の傾斜案内部に案内されて後下方に誘導されるとともに、前締結部のある脚部が部品取付ブラケットの傾斜案内部に案内されて後下方に誘導される。したがって、本構成を採用した場合には、サブフレームを安定して車室前部の下方に落下させることが可能になる。

前記サブフレーム取付部は、前記フロントサイドフレームの下面に設けられるとともに、ボルト（例えば、実施形態のボルト４３）が締め込まれる固定ナットを有し、前記脚部の頂部の上面には、車幅方向外側に開口するボルト挿通用のスリット（例えば、実施形態のスリット１４４）を有する前記前締結部が設けられ、前記前締結部は、前記スリットを挿通した前記ボルトが前記固定ナットに締め込まれることで前記フロントサイドフレームに係止されるようにしても良い。

この場合、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、フロントサイドフレームが屈曲起点部を中心として屈曲し、その屈曲起点部の前方側部分が車幅方向外側に屈曲変形すると、固定ナットに固定されたボルトがその屈曲変形とともに車幅方向外側に押し動かされる。このとき、ボルトはスリットに沿って脚部の車幅方向外側に抜ける。したがって、本構成を採用した場合には、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、サブフレームの前締結部がフロントサイドフレームから確実に離脱し、サブフレームが後下方に落下するようになる。

本発明は、左右のフロントサイドフレームの屈曲起点部の前方側にサブレーム取付部が設けられ、そのサブフレーム取付部にサブフレームの前締結部が締結されるとともに、左右のフロントサイドフレームの屈曲起点部よりも後部側下方に、傾斜案内部を有する部品取付ブラケットが結合されている。そして、傾斜案内部は、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、フロントサイドフレームから離脱したサブフレームの脚部が後退変位する軌道上に配置されている。このため、車両前方からの衝撃荷重の入力時には、フロントサイドフレームの屈曲変形に伴って離脱したサブフレームの脚部が、サブフレームの後方変位に伴って傾斜案内部に当接して傾斜案内部の後下方に誘導される。したがって、本発明を採用した場合には、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、サブフレームを車室の前方側下方にスムーズに落下させることができる。

実施形態の車両の前部の斜視図。 実施形態の車両の前部の部分断面斜視図。 実施形態の車両の前部の下面図。 実施形態の車両の前部の図１のＩＶ矢視に相当する斜視図。 実施形態の図３のＶ－Ｖ断面に対応する車両の前部の部分断面側面図。 実施形態の車両の前部の左側面図。 実施形態の車両の前部の図４のＶＩＩ部の一部の部品を取り去った拡大図。 実施形態の車両の前部の図７とほぼ同じ部位を別の角度から見た斜視図。 実施形態の車両の前部の図４のＩＸ部の一部の部品を取り去った拡大図。 実施形態の車両の図５のＸ部の拡大図。 実施形態の車両の前部の図５のＸＩ矢視に相当する斜視図。 実施形態の車両の前部の変形挙動を示す図６と同様の部分断面側面図。 実施形態の車両の前部の変形挙動を示す図６と同様の部分断面側面図。 実施形態の車両の前部の変形挙動を示す図６と同様の部分断面側面図。 実施形態の車両の前部の変形挙動を示す図６と同様の部分断面側面図。 実施形態の車両の前部の変形挙動を示す図６と同様の部分断面側面図。 実施形態の車両の前部の変形挙動を示す図６と同様の部分断面側面図。 実施形態の車両の前部の変形挙動を示す図６と同様の部分断面側面図。 他の実施形態のサブフレームの脚部とフロントサイドフレームの締結部を示す下面図。 他の実施形態の脚部の離脱挙動を示す下面図。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面の適所には、車両の前方を指す矢印ＦＲと、車両の上方を指す矢印ＵＰと、車両の左側方を指す矢印ＬＨが記されている。

図１は、本実施形態の車両１の前部を左斜め上方から見た斜視図である。図２は、車両１の前部を車幅方向中央より若干右寄り部分で切断して、その部分を後部左斜め上方側から見た部分断面斜視図である。また、図３は、車両１の前部の下面図である。
図２に示すように、車室２の下方に配置されるフロアパネル３の前端部には、車室２とその前方のエンジンルーム４（フロントコンパートメント）を隔成するダッシュロアパネル５の後端部が接合されている。ダッシュロアパネル５は、フロアパネル３との接合部から前方側斜め上方に立ち上がっている。また、フロアパネル３の車幅方向の中央部には、図３に示すように、上方に膨出するフロアトンネル部６が車両前後方向に沿って延びている。ダッシュロアパネル５の車幅方向中央領域の下縁はフロアトンネル部６の前端部に接続され、左右の他の領域に比較して前方側への膨出量が小さくなっている。

車室２の前方側には、車体前部の主要な骨格部材である左右一対のフロントサイドフレーム７が設けられている。左右のフロントサイドフレーム７は、車室２の左右の前方側で車両前方に向かって延びている。左右のフロントサイドフレーム７の後部寄りの下方には、ステアリング部品やサスペンション部品を支持するためのサブフレーム８が架設されている。サブフレーム８は、平面視が略長方形状のアルミ鋳造品であり、左右のフロントサイドフレーム７と後述する車室前構造体３０とにボルト締結によって固定されている。
エンジンや駆動モータ等の図示しないパワーユニットは、サブフレーム８の前部に連結される図示しない前部フレーム部に支持されている。前部フレーム部は、左右のフロントサイドフレーム７の前後方向の中央領域に架設されている。

図４は、車両１の前部の図１のＩＶ矢視に相当する斜視図である。
車室２の左右両側の下端には、車体前後方向に沿って延びる骨格部材であるサイドシル９（図４参照）が配置されている。左右のサイドシル９の車幅方向内側には、車両前後方向に略沿って延びるフロアフレーム１０が配置されている。また、図３にも示すように、左右のフロアフレーム１０と中央のフロアトンネル部６の間には、車両前後方向に略沿って延びるトンネルフレーム１１が配置されている。フロアフレーム１０とトンネルフレーム１１は、いずれも上方側に開口するハット型の断面形状に形成され、これらの上面にはフロアパネル３が接合されている。フロアフレーム１０及びトンネルフレーム１１は、フロアパネル３との間で車両前後方向に略沿って延びる閉断面を形成している。

左右の各サイドシル９の前端部と隣接するフロアフレーム１０の前部領域とは、図４に示すように、閉断面構造のアウトリガー１２によって相互に連結されている。また、フロアフレーム１０の前端部は、アウトリガー１２との連結部からさらに前上方に湾曲して延び、左右の対応するフロントサイドフレーム７の後部に連結されている。したがって、左右のフロントサイドフレーム７の後部は、車室２の下方の対応するフロアフレーム１０に連続している。

図５は、図３のＶ－Ｖ断面に対応する車両１の前部の部分断面側面図であり、図６は、車両１の前部の左側面図である。また、図７は、車両１の前部の図４のＶＩＩ部の一部の部品を取り去った拡大図であり、図８は、車両１の前部の図７とほぼ同じ部位を別の角度から見た斜視図である。
図７，図８に示すように、フロアフレーム１０の前部領域と、隣接するトンネルフレーム１１の前端部は、マウントブラケット１３を介して相互に連結されている。マウントブラケット１３は、ダッシュロアパネル５の立ち上がり部の下部領域の下面に接合され、ダッシュロアパネル５との間で閉断面を形成している。マウントブラケット１３のトンネルフレーム１１側の端部は、トンネルフレーム１１の前端部の周域と下面の一部を取り囲むようにしてトンネルフレーム１１に接合されている。マウントブラケット１３の下面には開口５０（図１１参照）が形成されている。マウントブラケット１３には、下面の開口５０を閉塞するように支持プレート１４が取り付けられている。支持プレート１４は、マウントブラケット１３よりも肉厚の薄い金属プレートによって形成されている。支持プレート１４のうちのトンネルフレーム１１の前方側領域に臨む位置には、ボルト挿通孔１６が形成されている。ボルト挿通孔１６には、サブフレーム８の後述する後締結部３５を固定するためのボルト１５（図３～図５参照）が下方から挿通される。支持プレート１４の上面側には、ボルト挿通孔１６に挿通されたボルト１５の軸部が螺合される固定ナット１７（図１０，図１１参照）が取り付けられている。支持プレート１４は、肉厚の薄い金属製のプレートであるため、ボルト１５を通してサブフレーム８の後締結部３５から所定値以上の衝撃荷重が入力されると、固定ナット１７の周縁部が破断する。これにより、後締結部３５のマウントブラケット１３（車室前構造体３０）からの離脱（落下）が許容される。

また、マウントブラケット１３の後縁部には、トンネルフレーム１１の前縁部が重ねられて接合されている。トンネルフレーム１１の前縁部には、図７に示すように、マウントブラケット１３の下面との重ね合わせ部の後部から後方側に僅かに傾斜しつつ下方に延びる前壁１８と、前壁１８の下端から車両後方側に延びる略水平壁１９と、略水平壁１９の後端から車両後方側に向かって下方傾斜する傾斜壁２０と、が連続して形成されている。前壁１８、略水平壁１９、及び、傾斜壁２０は、トンネルフレーム１１の前縁部において段差部２１を構成している。段差部２１の前面全体は、車両後方側に向かって下方傾斜している。この段差部２１の前面の傾斜部分は、傾斜案内部３３（第２の傾斜案内部）を構成している。傾斜案内部３３は、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、サブフレーム８の後締結部３５が後退変位する軌道上に配置されている。また、段差部２１のうちの傾斜壁２０は、後述する倒れ規制壁を構成している。

図５，図６に示すように、左右の各フロントサイドフレーム７は、後端側の上下幅が前端側の上下幅よりも狭まっている。各フロントサイドフレーム７の後部寄り下面には、略水平な上面に対して下面高さが段差状に高く（上下幅が段差状に狭く）なる部分が存在する。この段差状に高くなった部分（上下幅が段差状に狭まった部分の付根部）は、車両前方から衝撃荷重が入力されたときに、フロントサイドフレーム７が荷重を受けて屈曲変形する屈曲起点部２２とされている。フロントサイドフレーム７は、その前方側から衝撃荷重を受けると、屈曲起点部２２を中心として屈曲起点部２２の前方側が上方に持ち上げるように屈曲変形する（図１７，図１８参照）。また、各フロントサイドフレーム７の下面のうちの屈曲起点部２２の前側位置には、サブフレーム８の後述する前締結部３４が締結される取付ブラケット２３（サブフレーム取付部）が固定されている。

また、各フロントサイドフレーム７の屈曲起点部２２よりも後下方位置には、傾斜案内部２４を有する部品取付ブラケット２５が一体に結合されている。部品取付ブラケット２５は、図７，図８に示すように、側面視が略三角形状の一対の側壁２５ａと、一対の側壁２５ａの前端部同士を連結する前壁２５ｂと、一対の側壁２５ａの下端部同士を連結する下壁２５ｃと、を有し、前壁２５ｂの前面側が傾斜案内部２４とされている。傾斜案内部２４は、その前面が車両後方側に向かって下方傾斜している。部品取付ブラケット２５は、左右の対応するフロアフレーム１０の前縁部に下方から被せるように重ねられ、その状態でフロアフレーム１０の前縁部に接合されている。

部品取付ブラケット２５の傾斜案内部２４（前壁２５ｂ）には、上下方向に延びる窪み部３１が形成されている。窪み部３１は、部品取付ブラケット２５の前壁２５ｂの前面から下壁２５ｃの下面の前端部分に亘って延びている。また、各フロントサイドフレーム７の後部側の下壁には、部品取付ブラケット２５の傾斜案内部２４（前壁２５ｂ）の前面に接合される後端接合部３２が延設されている。後端接合部３２は、窪み部３１の上端部（後下方に向かって窪み始める部分）に連続するように傾斜案内部２４（前壁２５ｂ）の前面に接合されている。

部品取付ブラケット２５の下壁には、サスペンションアームの支持マウント２６（図４参照）を保持するマウント保持プレート２７の一端部が締結固定されている。図７，図８中の符号２８は、マウント保持プレート２７を部品取付ブラケット２５に固定するためのボルト２９（図４参照）が挿通されるボルト挿通孔である。マウント保持プレート２７の他端部は、サブフレーム８の後部寄りの下面にボルト締結される。なお、支持マウント２６は、図示しない上部側の保持プレートとマウント保持プレート２７とで上下から挟み込むようにして、部品取付ブラケット２５とサブフレーム８とに固定される。
部品取付ブラケット２５は、サブフレーム８と同様のアルミ鋳造品、若しくは、アルミ鋳造品同等の剛性を持つ部材によって形成されている。

サブフレーム８は、後部側の上面にステアリングギヤボックス４０（搭載部品）が取り付けられる平面視が略長方形状のサブフレーム本体４１と、サブフレーム本体４１の左右の前部領域から上方に突出する一対の脚部４２と、各脚部４２の頂部４２ａに設けられ、左右の対応するフロントサイドフレーム７に締結される前締結部３４と、サブフレーム本体４１の左右の後部領域に配置されて、前述した左右のマウントブラケット１３の下端（支持プレート１４）に締結される後締結部３５と、を備えている。
なお、本実施形態では、マウントブラケット１３、支持プレート１４、部品取付ブラケット２５、ダッシュロアパネル５等が車室２の前部に配置される車室前構造体３０を構成している。

前締結部３４は、頂部４２ａの車幅方向外側の側面に設けられた図示しない固定ナットを主要素として構成されている。前締結部３４は、左右の対応するフロントサイドフレーム７の取付ブラケット２３（サブフレーム取付部）にボルト４３（図４，図６参照）によって締結固定されている。取付ブラケット２３は、頂部４２ａの側壁に重ね合わされる締結壁に下方側に開口するスリット４４（図１３参照）が形成されている。ボルト４３は、軸部をスリット４４に挿通した状態で、軸部を水平姿勢にして前締結部３４の固定ナットに締め込まれる。これにより、サブフレーム８の前締結部３４は、左右の対応するフロントサイドフレーム７に締結固定される。
ただし、取付ブラケット２３の締結壁には下方に開口するスリット４４が形成されているため、サブフレーム８の脚部４２を通してボルト４３の軸部に下向きの過大な相対荷重が作用した際には、ボルト４３の軸部がスリット４４をすり抜けて脚部４２とともに下方に落下する。

前述した部品取付ブラケット２５の傾斜案内部２４は、車両後方からの衝撃荷重の入力時に、フロントサイドフレーム７から離脱した脚部４２の頂部４２ａが後退変位する軌道上に配置されている。また、部品取付ブラケット２５は、図３に示すように、サブフレーム８の左右の対応する脚部４２の頂部４２ａと車両前後方向で整列するように配置されている。

図９は、図４のＩＸ部の一部の部品を取り去った拡大図であり、図１０は、図５のＸ部の拡大図である。
これらの図に示すように、サブフレーム８の後締結部３５は、ボルト１５が上下方向に貫通する筒体４５と、筒体から車両後方側に突出する凸部４６と、を備えている。後締結部３５は、ボルト１５がマウントブラケット１３の下端の支持プレート１４を貫通して固定ナット１７に締め込まれることによってマウントブラケット１３の下端に固定されている。凸部４６は、この状態において、車両後方側に向く先端部がトンネルフレーム１１の前部の傾斜案内部３３に対峙している。

傾斜案内部３３の傾斜壁２０は、支持プレート１４の締結部（固定ナット１７）よりも後方位置において、凸部４６に車両後方側から対峙している。傾斜壁２０は、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、凸部４６が前方から押し付けられる倒れ規定壁を構成している。後締結部３５は、衝撃荷重の入力時にその前面に凸部４６が押し付けられることにより、凸部４６の先端部が上方に持ち上がる方向の筒体４５の倒れを規制される。傾斜壁２０は、筒体４５の倒れを規制する倒れ規制壁を構成している。

後締結部３５の凸部４６は、図９，図１０に示すように、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、倒れ規制壁である傾斜壁２０に当接する当て面４６ａと、筒体４５の上部領域から車両後方側に向かって下方傾斜して上部領域と当て面４６ａとを結ぶ上傾斜面４６ｂと、を備えている。

また、図９，図１０に示すように、後締結部３５の筒体４５の下面とボルト１５の頭部１５ａの間には、断面コ字状の長尺なヒンジプレート４７の一端部が共締め固定されている。ヒンジプレート４７の他端はトンネルフレーム１１の前部寄りの下面に固定されている。ヒンジプレート４７は、車両前方側からの衝撃荷重の入力時にサブフレーム８が落下する際にサブフレーム８の落下挙動を制御する。

図１１は、図５のＸＩ矢視に相当する斜視図である。
図１１に示すように、トンネルフレーム１１の前部の傾斜壁２０（倒れ規制壁）の後面側には、剛性の高い補強プレート４８（補強部材）が取り付けられている。補強プレート４８は、支持プレート１４の上面に接合される上接合部４８ａと、上接合部４８ａの後部から車両後方側に向かって下方傾斜してトンネルフレーム１１の後面に接合される傾斜部接合部４８ｂと、を有する。

上接合部４８ａには、支持プレート１４の上面に固定された固定ナット１７の周囲を取り囲み、固定ナット１７の後部との間に隙間ｄを持つ長孔４９が形成されている。
支持プレート１４は、マウントブラケット１３の下端の開口５０の縁部に接合されている。支持プレート１４上に固定された固定ナット１７は、開口５０の前側の縁部５０ａに近接して配置されている。

傾斜部接合部４８ｂは、傾斜壁２０（倒れ規制壁）の後方となる位置に、車両前方側に向かって膨出する補強凸部５１が形成されている。補強凸部５１は、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、傾斜壁２０の前面側に後締結部３５の凸部４６が押し付けられたときに傾斜壁２０を後方側から支える。

また、図２，図５に示すように、サブフレーム８の後部側の上面に搭載されるステアリングギヤボックス４０は、車幅方向の中央よりも若干右寄り部分にアシスト用のモータ４０ａが配置されている。モータ４０ａは、比較的外径が大きく、図２に示すように、ステアリングギヤボックス４０の中では最も後部上方側に膨出している。このモータ４０ａの後方側には、ダッシュロアパネル５の傾斜案内部６０の前面が対峙している。傾斜案内部６０は、その前面が車両後方側に向かって下方傾斜し、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、サブフレーム８の後退変位とともにモータ４０ａが前面に当接する。
また、図２に示すように、ダッシュロアパネル５の後面には、車幅方向に沿って延在するダッシュクロスメンバ５５が配置されている。ダッシュロアパネル５の後面のうちの、傾斜案内部６０の後面位置には、ダッシュクロスメンバ５５が接合されている。

ここで、モータ４０ａのケースは、鋼材等のアルミ鋳造品よりも剛性の高い材料によって形成されている。つま、モータ４０ａのケースは、アルミ鋳造品から成るサブフレーム８の脚部４２よりも剛性が高くなっている。車両前方からの衝撃荷重の入力時に、モータ４０ａが当接するダッシュロアパネル５の傾斜案内部６０の前面は、脚部４２の頂部４２ａが当接する部品取付ブラケット２５の傾斜案内部２４の前面に比較して、下方に向かう傾斜角度が緩やかに設定されている。

また、モータ４０ａの後方側には、ダッシュロアパネル５の傾斜案内部６０の前面が対峙して配置され、サブフレーム８の後締結部３５の後方側には、トンネルフレーム１１の前部の傾斜壁２０の前面が対峙して配置されている。後締結部３５と傾斜壁２０の間の離間距離は、モータ４０ａと傾斜案内部６０の間の離間距離よりも短く設定されている。また、サブフレーム８の脚部４２の頂部４２ａと、部品取付ブラケット２５の傾斜案内部２４の間の離間距離は、モータ４０ａと傾斜案内部６０の間の離間距離よりも長く設定されている。このため、車両前方からの衝撃荷重の入力時には、最初に、後締結部３５が傾斜壁２０に当接し、その後にモータ４０ａが傾斜案内部６０に当接した後に、脚部４２の頂部４２ａが傾斜案内部２４に当接する。

つづいて、図１２～図１８を参照して、車両１の正面から衝撃荷重が入力されたときにおける車両１の前部の変形挙動の一例について説明する。
車両１の前面から衝撃荷重が入力されると、エンジン等のパワーユニットの後方変位とともにサブフレーム８が車両後方側に押圧され、図１２に示すように、サブフレーム８の後締結部３５の凸部４６がトンネルフレーム１１の前部の傾斜壁２０に押し付けられる。これにより、凸部４６が傾斜壁２０から反力受け、後締結部３５の筒体４５が上方に持ち上がる倒れ変形が規制される。これにより、ボルト１５が締め込まれている支持プレート１４の面外変形が抑制される。この状態でサブフレーム８がさらに車両後方側に押圧されると、支持プレート１４の破断が開始し、後締結部３５の凸部４６が傾斜壁２０に沿って後下方に誘導される。

一方、フロントサイドフレーム７の前部に正面から衝撃荷重が入力されると、図１３に示すように、後部寄りの屈曲起点部２２を起点として、屈曲起点部２２の前部が上方に持ち上がるようにフロントサイドフレーム７が屈曲変形を開始する。これにより、フロントサイドフレーム７の取付ブラケット２３（サブフレーム取付部）が上方に持ち上がり、その一方でサブフレーム８が車両後方側に押圧され続ける。この結果、前締結部３４のボルト４３が取付ブラケット２３のスリット４４から下方に離脱し、サブフレーム８の脚部４２がフロントサイドフレーム７から下方に落下する。

さらに、衝撃荷重の入力が続くと、図１４に示すように、支持プレート１４の破断によって前締結部がボルト１５ともにマウントブラケット１３から完全に離脱するとともに、サブフレーム８上のモータ４０ａがダッシュロアパネル５の傾斜案内部６０に当接する。これにより、モータ４０ａが傾斜案内部６０に沿って後下方に誘導される。また、図１５に示すように、モータ４０ａと傾斜案内部６０の当接と前後して後締結部３５の筒体４５が傾斜壁２０に当接し、筒体４５が傾斜壁２０に沿って後下方に誘導される。

この後、衝撃荷重の入力がさらに続くと、サブフレーム８の全体が後傾斜しつつ後退変位し、図１７に示すように、サブフレーム８の脚部４２の頂部４２ａが部品取付ブラケット２５の傾斜案内部２４に当接する。これにより、脚部４２の頂部４２ａが傾斜案内部２４の斜面に沿って後下方に誘導される。こうして、傾斜案内部２４による脚部４２の案内が完了すると、図１８に示すようにサブフレーム８の全体がダッシュロアパネル５の下方で落下する。

以上のように、本実施形態の車体前部構造は、左右のフロントサイドフレーム７の屈曲起点部２２の前方側に取付ブラケット２３（サブレーム取付部）が設けられ、取付ブラケット２３にサブフレーム８の前締結部３４が締結されるとともに、左右のフロントサイドフレーム７の屈曲起点部２２よりも後部側下方に、傾斜案内部２４を有する部品取付ブラケット２５が結合されている。そして、傾斜案内部２４は、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、フロントサイドフレーム７から離脱したサブフレーム８の脚部４２が後退変位する軌道上に配置されている。このため、車両前方からの衝撃荷重の入力時には、フロントサイドフレーム７の屈曲変形に伴って離脱したサブフレーム８の脚部４２が、サブフレーム８の後方変位に伴って傾斜案内部２４に当接して傾斜案内部２４の後下方に誘導される。したがって、本実施形態の車体前後構造を採用した場合には、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、サブフレーム８を車室２の前方側下方にスムーズに落下させることができる。

また、本実施形態の車体前部構造は、固定ナットを有する前締結部３４がサブフレーム８の脚部４２の頂部４２ａの側面に設けられ、取付ブラケット２３（サブレーム取付部）に、下方に開口するボルト挿通用のスリット４４が設けられている。そして、スリット４４を挿通したボルト４３が固定ナットに締め込まれることで前締結部３４がフロントサイドフレーム７に係止されている。このため、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、フロントサイドフレーム７が屈曲起点部２２を中心として屈曲変形すると、前締結部３４が相対的に下方に引っ張られ、前締結部３４の固定ナットに固定されたボルト４３がスリット４４に沿って下方に抜ける。したがって、本構成を採用した場合には、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、サブフレーム８の前締結部３４が安定して後下方に落下するようになる。

また、本実施形態の車体前部構造では、サブフレーム８がアルミ鋳造品によって構成されている。このため、サブフレーム８の剛性が高くなり、車両前方からの衝撃荷重の入力時には、脚部４２の頂部４２ａが傾斜案内部２４に食い込みながら安定して後下方に案内されるようになる。

さらに、本実施形態の車体前部構造では、上下方向に延びる窪み部３１が傾斜案内部２４に設けられている。このため、上下方向に延びる窪み部３１によって傾斜案内部２４が強固に補強される。また、車両前方からの衝撃荷重の入力時には、サブフレーム８の脚部４２の頂部４２ａを窪み部３１に沿って後下方に滑り落とすことが可能になる。

また、本実施形態の車体前部構造は、窪み部３１が部品取付ブラケット２５の前面から下面に亘って延びている。このため、車両前方からの衝撃荷重の入力時にサブフレーム８の脚部４２の頂部４２ａが傾斜案内部２４に押し付けられたときに、頂部４２ａを窪み部３１に沿って余計な引っ掛かりなく後下方に良好に滑り落とすことができる。また、本実施形態では、フロントサイドフレーム７の後部の後端接合部３２が窪み部３１の上端部に連続するように部品取付ブラケット２５の前面に接合されている。このため、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、フロントサイドフレーム７の後部まで伝達された荷重を、部品取付ブラケット２５を介して、車両のさらに後方側に良好に伝達することができる。

また、本実施形態の車体前部構造では、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、サブフレーム８の脚部４２と当接する部品取付ブラケット２５がサブフレーム８と同等の剛性を持つ部材によって構成されている。このため、サブフレーム８の脚部４２が傾斜案内部２４に当接したときに、一方の部材の過大な変形を招くことなく、脚部４２の頂部４２ａを良好に後下方に案内することができる。
また、サスペンションアームの支持マウント２６を保持するマウント保持プレート２７の車幅方向外側部分を部品取付ブラケット２５に取り付け、マウント保持プレート２７の車幅方向内側部分をサブフレーム８に取り付けるようにした場合には、マウント保持プレート２７の車幅方向内側部分と外側部分の支持剛性が均等になり、車両の操縦安定性が良好になる。

さらに、本実施形態では、部品取付ブラケット２５が、サブフレーム８の左右の対応する脚部４２の頂部４２ａと車両前後方向で整列するように配置されている、このため、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、サブフレーム８の脚部４２の頂部４２ａを、確実に部品取付ブラケット２５の傾斜案内部２４に当接させ、後下方にスムーズに滑り落とすことができる。

また、本実施形態の車体前部構造では、トンネルフレーム１１の前部に、前面が車両後方側に向かって下方傾斜する傾斜案内部３３（第２の傾斜案内部）が設けられ、その傾斜案内部３３が、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、後締結部３５が後退変位する軌道上に配置されている。このため、車両前方からの衝撃荷重の入力時には、後締結部３５が傾斜案内部３３に案内されて後下方に誘導されるとともに、前締結部３４のある脚部４２が部品取付ブラケット２５の傾斜案内部２４に案内されて後下方に誘導される。したがって、本構成を採用した場合には、サブフレーム８を安定して車室前部の下方に落下させることが可能になる。

上記の実施形態では、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、フロントサイドフレーム７が上下方向に屈曲変形する構造とされているが、フロントサイドフレーム７が車幅方向に屈曲変形する構造の場合、サブフレームの脚部４２とフロントサイドフレーム７は図１９に示すような結合部構造を採用することができる。

図１９は、サブフレームの脚部４２とフロントサイドフレーム７の締結部を示す下面図であり、脚部４２の離脱挙動を示す下面図である。
本実施形態では、ボルト４３が締め込まれる図示しない固定ナットがフロントサイドフレーム７の下面側に設けられ、サブフレームの脚部４２の頂部４２ａの上面には、車幅方向外側に開口するボルト挿通用のスリット１４４が形成されている。脚部４２の頂部４２ａ（前締結部）は、スリット１４４を挿通したボルト４３が固定ナットに締め込まれることでフロントサイドフレーム７に係止されている。

本実施形態の構造の場合、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、図２０に示すように、フロントサイドフレーム７が車幅方向に屈曲変形すると、固定ナットに固定されたボルト４３がその屈曲変形とともに車幅方向外側に押し動かされる。このとき、ボルト４３はスリット１４４に沿って脚部４２の車幅方向外側に抜ける。したがって、本構成を採用した場合にも、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、サブフレーム８の脚部４２がフロントサイドフレーム７から確実に離脱し、サブフレーム８が後下方に落下するようになる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。

２…車室
４…エンジンルーム（フロントコンパートメント）
５…ダッシュロアパネル
７…フロントサイドフレーム
８…サブフレーム
１１…トンネルフレーム
２２…屈曲起点部
２３…取付ブラケット（サブフレーム取付部）
２４…傾斜案内部
２５…部品取付ブラケット
３０…車室前構造体
３１…窪み部
３２…後端接合部
３３…傾斜案内部（第２の傾斜案内部）
３４…前締結部
３５…後締結部
４０…ステアリングギヤボックス（搭載部品）
４１…サブフレーム本体
４２…脚部
４２ａ…頂部
４３…ボルト
４４，１４４…スリット

Claims (9)

1. 車室の前方側で車両前方に延びる左右一対のフロントサイドフレームと、
   一対の前記フロントサイドフレームの下方に架設されるサブフレームと、
   前記車室の前部に配置される車室前構造体と、を備え、
   前記サブフレームは、
   搭載部品を支持するサブフレーム本体と、
   前記サブフレーム本体の前部領域から上方に突出する脚部と、
   前記脚部の頂部に設けられ、前記フロントサイドフレームに締結される前締結部と、
   前記サブフレーム本体の左右の後部領域で前記車室前構造体に締結される後締結部と、を有し、
   前記フロントサイドフレームは、
   車両前方からの衝撃荷重の入力時に屈曲変形の起点となる屈曲起点部と、
   前記屈曲起点部の前側に配置され、前記前締結部が締結されるサブフレーム取付部と、を有し、
   前記フロントサイドフレームの前記屈曲起点部よりも後部側下方には、前面が車両後方側に向かって下方傾斜する傾斜案内部を有する部品取付ブラケットが結合され、
   前記傾斜案内部は、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、前記フロントサイドフレームから離脱した前記脚部が後退変位する軌道上に配置されていることを特徴とする車体前部構造。
2. 前記脚部の頂部の側面には、ボルトが締め込まれる固定ナットを有する前記前締結部が設けられ、
   前記サブフレーム取付部は、下方側に開口するボルト挿通用のスリットを有し、
   前記前締結部は、前記スリットを挿通した前記ボルトが前記固定ナットに締め込まれることで前記フロントサイドフレームに係止されていることを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
3. 前記サブフレームは、アルミ鋳造品であることを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
4. 前記傾斜案内部は、上下方向に延びる窪み部を有することを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
5. 前記窪み部は、前記部品取付ブラケットの前面から下面に亘って延び、
   前記フロントサイドフレームの後部側の下壁には、前記窪み部の上端部に連続するように前記部品取付ブラケットの前面に接合される後端接合部が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の車体前部構造。
6. 前記部品取付ブラケットは、アルミ鋳造品であることを特徴とする請求項３に記載の車体前部構造。
7. 前記部品取付ブラケットは、前記サブフレームの前記脚部の頂部と車両前後方向で整列するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
8. 前記車室の下方には、前記フロントサイドフレームと車幅方向にずれた位置で車両前後方向に延びるトンネルフレームが配置され、
   前記トンネルフレームの前部には、前面が車両後方側に向かって下方傾斜する第２の傾斜案内部が設けられ、
   前記第２の傾斜案内部は、車両前方からの衝撃荷重の入力時に、前記後締結部が後退変位する軌道上に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の車体前部構造。
9. 前記サブフレーム取付部は、前記フロントサイドフレームの下面に設けられるとともに、ボルトが締め込まれる固定ナットを有し、
   前記脚部の頂部の上面には、車幅方向外側に開口するボルト挿通用のスリットを有する前記前締結部が設けられ、
   前記前締結部は、前記スリットを挿通した前記ボルトが前記固定ナットに締め込まれることで前記フロントサイドフレームに係止されていることを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。

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