JP5358199B2 - 車両用サブフレーム構造 - Google Patents

Description

本発明は、駆動系部品、操舵部品若しくは足まわり部品などを搭載して、車体側に取付ける車両用サブフレーム構造に関する。

車両用サブフレーム構造として、動力源を含む駆動系部品、ステアリングギヤボックスなどの操舵部品、サスペンションなどの足まわり部品を支持するためのフロントサブフレームを備えたものがある。
このような、車両用サブフレーム構造として、フロントサブフレームを、略矩形に形成し、駆動系部品、操舵部品若しくは足まわり部品などを搭載できるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１の車両用サブフレーム構造は、車体フレームの下方に支持するフロントサブフレームの構造である。フロントサブフレームは、車体の車幅方向に直線的に延ばした前クロスメンバと、この前クロスメンバの両端から車体後方に延ばした左右の縦メンバと、これらの縦メンバの後端を連結する後クロスメンバとからなる。

しかし、特許文献１の車両用サブフレーム構造では、フロントサブフレームの前クロスメンバが直線的（ストレート形状）である。前クロスメンバが直線的に構成されているので、自車両に相手車両が衝突した場合には、相手車両のタイヤが自車両の前クロスメンバを滑って移動する。相手車両のタイヤが自車両の前クロスメンバを横移動すると、相手車両のサイドシルへの荷重伝達にロスが発生する。すなわち、フロントサブフレームで相手車両の減速を十分にすることができないという課題があった。

特開２００８−１９５０９４公報

本発明は、相手車両の荷重をフロントサブフレームで確実に受けることができ、相手車両のサイドシルに効率よく荷重を伝達することができる車両用サブフレーム構造を提供することを課題とする。また、フロントサブフレーム廻りの構造の簡素化を図ることができる車両用サブフレーム構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、フロントサブフレームに駆動系部品、操舵部品若しくは足まわり部品を含む車体部品を搭載し、車体フレームの下方にフロントサブフレームを吊り下げる車両用サブフレーム構造において、フロントサブフレームが、車体の車幅方向に直線的に延ばした前クロスメンバと、この前クロスメンバの両端から車体後方に延ばした左右の縦メンバと、これらの縦メンバの後端を連結する後クロスメンバとからなり、前クロスメンバに、平面視で後方へ突出させ、衝突時に相手車両のタイヤを受け止める折れ曲がり部を備えたことを特徴とする。

さらに、請求項１に係る発明は、折れ曲がり部が、車体前方に突出して設けられ衝突時に相手車両のタイヤを所定の位置に保持する突出部を備えたことを特徴とする。

さらに、請求項１に係る発明は、突出部が、車両部品のラジエータを支持する第１の突出部と、車両部品のフロントバンパフェースを支持する第２の突出部とから構成されたことを特徴とする。

本発明は以下の効果を奏する。
請求項１に係る発明では、フロントサブフレームに駆動系部品、操舵部品若しくは足まわり部品を含む車体部品を搭載し、車体フレームの下方にフロントサブフレームを吊り下げた。
フロントサブフレームは、車体の車幅方向に直線的に延ばした前クロスメンバと、この前クロスメンバの両端から車体後方に延ばした左右の縦メンバと、これらの縦メンバの後端を連結する後クロスメンバとから構成される。
前クロスメンバに、平面視で後方へ突出させ、衝突時に相手車両のタイヤを受け止める折れ曲がり部が設けられたので、例えば、前面衝突が発生した際には、相手車両のタイヤを受け止め、相手車両のサイドシルに効率よく荷重伝達することができる。一方、自車両のフロントサイドフレームでも十分に荷重伝達をすることができる。従って、自車両及び相手車両双方のダメージを低減することができる。

さらに、請求項１に係る発明では、折れ曲がり部が、車体前方に突出して設けられ衝突時に相手車両のタイヤを所定の位置に保持する突出部を備えたので、突出部で、所定の位置に相手車両のタイヤを保持することができる。これにより、折れ曲がり部を深く設ける必要はなくなる。この結果、フロントサブフレームの設計の自由度の向上を図ることができる。

さらに、請求項１に係る発明では、突出部が、車両部品のラジエータを支持する第１の突出部と、車両部品のフロントバンパフェースを支持する第２の突出部とから構成されたので、突出部でラジエータやフロントバンパフェースを支持することができる。すなわち、突出部の多機能化を図ることができる。この結果、フロントサブフレーム廻りの構造の簡素化を図ることができる。

本発明に係る車両用サブフレーム構造を採用した車体前部の斜視図である。 本発明に係る車両用サブフレーム構造の平面図である。 図２に示された車両用サブフレーム構造の作用の前半を示す説明図である。 図２に示された車両用サブフレーム構造の作用の後半を示す説明図である。 図２に示された車両用サブフレーム構造の比較検討図である。 図２に示された車両用サブフレーム構造の荷重伝達の比較検討図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

図１に示されるように、車両１０は、車体前部に構成される車体フレーム２０と、この車体フレーム２０に支持されるフロントサブフレーム４０とを備える。

車体フレーム２０は、車体前後に延びた左右のフロントサイドフレーム２１，２１と、これらのフロントサイドフレーム２１，２１の車幅方向外側で且つ上方で車体前後に延びた左右のアッパフレーム２２，２２と、フロントサイドフレーム２１，２１とアッパフレーム２２，２２との間に掛け渡した左右のフロントダンパハウジング２３，２３と、左右のフロントサイドフレーム２１，２１の前部並びに左右のアッパフレーム２２，２２の前部に結合したフロントバルクヘッド２４とから構成される。

フロントバルクヘッド２４は、左右のフロントサイドフレーム２１，２１の前部下方で車幅方向に延びたロアクロスメンバ２５と、ロアクロスメンバ２５の両端部から上方へ延びた左右のサイドステイ２６，２６と、これらのサイドステイ２６，２６の上端に結合するべく車幅方向に延びたアッパクロスメンバ２７とを主要構成とする。

アッパクロスメンバ２７は、左右両端部から斜め後方へ左右の延長部２８，２８を延ばし、これら延長部２８，２８を介して、左右のアッパフレーム２２，２２の長手途中に結合したものである。

フロントサブフレーム４０は、詳細には、左右のフロントサイドフレーム２１，２１の前部と、フロントサイドフレーム２１，２１の後端から後方へ延びる左右のフロアフレーム３１，３１の前端部とに、前後左右４個の防振用弾性ブッシュ３２を介して吊り下げられる。

フロントサブフレーム４０には、エンジン（不図示）冷却のためのラジエータ３３の下端３３ａと、前面下部を覆うフロントバンパフェース３４の下端３４ａとが支持される。 ラジエータ３３及びフロントバンパフェース３４は車両部品の一例である。

ラジエータ３３は、下端３３ａにピン３５，３５が設けられている。ピン３５，３５には、ゴムブッシュ３６，３６が挿入される。ゴムブッシュ３６，３６は、ラジエータ３３の下端３３ａとフロントサブフレーム４０との間に介在される部品である。

フロントバンパフェース３４の下端３４ａには、突出片３７が車体後方に向けて設けられる。突出片３７には、フロントサブフレーム４０に支持するための支持孔３８，３８が形成されている。
すなわち、車両用サブフレーム構造は、フロントサブフレーム４０の構造である。以下、フロントサブフレーム４０について詳細に説明する。

図２に示されたように、フロントサブフレーム４０は、車体の車幅方向に直線的に延ばした前クロスメンバ４１と、この前クロスメンバ４１の両端から車体後方に延ばした左右の縦メンバ４２，４３と、これらの縦メンバ４２，４３の後端を連結する後クロスメンバ４４とから構成される。

前クロスメンバ４１は、平面視で後方へ突出させ、衝突時に後述する相手車両のタイヤを受け止める折れ曲がり部４６と、この折れ曲がり部４６に車体前方に突出して設けられ、車体部品のラジエータ３３を支持する第１の突出部４７，４８と、折れ曲がり部４６に車体前方に突出して設けられ、車体部品のフロントバンパフェース３４を支持する第２の突出部５１，５２とを備える。

第１の突出部４７，４８には、ラジエータ３３のピン３５，３５を嵌合する嵌合孔４７ａ，４８ａが形成される。嵌合孔４７ａは長孔である。第２の突出部５１，５２には、フロントバンパフェース３４を取付ける取付孔５１ａ，５２ａが形成される。

折れ曲がり部４６は、車幅中心に向けて車体後方に傾斜させた左右の傾斜面５３，５４と、これらの傾斜面５３，５４を繋ぐ平坦面５５とから構成される。さらに、折れ曲がり部４６は、自車両に相手車両が衝突し、前クロスメンバ４１が屈曲した際に、相手車両のタイヤを所定の位置である平坦面５５に保持する保持部として機能する。

第１の突出部４７，４８は、左右の傾斜面５３，５４に形成される。第２の突出部５１，５２は、平坦面５５内に形成される。
第１の突出部４７，４８及び第２の突出部５１，５２は、自車両に相手車両が衝突し、前クロスメンバ４１が屈曲した際に、相手車両のタイヤを止める止め部として機能する。

すなわち、突出部４７，４８，５１，５２は、車両部品のラジエータ３３を支持する第１の突出部４７，４８と、車両部品のフロントバンパフェース３４を支持する第２の突出部５１，５２とから構成されたものといえる。これにより、突出部４７，４８，５１，５２でラジエータ３３やフロントバンパフェース３４を支持することができる。すなわち、突出部４７，４８，５１，５２の多機能化を図ることができる。この結果、フロントサブフレーム４０廻りの構造の簡素化を図ることができる。

左の縦メンバ４２は、前クロスメンバ４１の前方に突出させた前凸部６１と、この前凸部６１から車幅中心に向けて凹状に曲げた弓なり部６２と、後クロスメンバ４４の後方且つ車幅外方に突出させた後凸部６３とからなる。弓なり部６２には、自車両に相手車両が衝突した際に、変形を許容する凹部（くびれ部）６４が形成される。

右の縦メンバ４３は、左の縦メンバ４２に車幅方向に関して略対象の部材である。右の縦メンバ４３は、前クロスメンバ４１の前方に突出させた前凸部６６と、この前凸部６６から車幅中心に向けて凹状の曲げた弓なり部６７と、後クロスメンバ４４の後方に突出させた後凸部６８とからなる。弓なり部６７には、自車両に相手車両が衝突した際に、変形を許容する凹部（くびれ部）６９が形成される。

後クロスメンバ４４は、車幅方向に向けて直線状に形成される。若しくは、車体後方に向けて凸状に若干湾曲させて形成される。

図３（ａ）において、相手車両８１が自車両１０に衝突し、相手車両８１のタイヤ８２がフロントサブフレーム４０の前クロスメンバ４１の直前まで矢印ａ１の如く侵入した状態が示される。

図３（ｂ）において、相手車両８１のタイヤ８２がフロントサブフレーム４０の前クロスメンバ４１の第１の突出部４８を潰しつつ、第２の突出部５２に矢印ａ２の如く当接し、第２の突出部５２が相手車両８１のタイヤ８２に食い込む。

図４（ａ）において、相手車両８１のタイヤ８２が矢印ａ３の如く、フロントサブフレーム４０内に侵入し、相手車両８１のタイヤ８２が、衝撃で矢印ａ４の如く左に転舵された場合にも、第１の突出部４８及び第２の突出部５２に相手車両８１のタイヤ８２が食い込んでいるので、タイヤ８２がフロントサブフレーム４０の前クロスメンバ４１上を滑ることを防止できる。

図４（ｂ）において、相手車両８１のタイヤ８２が矢印ａ５の如く、フロントサブフレーム４０内にさらに侵入し、相手車両８１のタイヤ８２が、衝撃で矢印ａ６の如く右に転舵された場合にも、第１の突出部４８及び第２の突出部５２に相手車両８１のタイヤ８２が食い込んでいるので、フロントサブフレーム４０の前クロスメンバ４１上を滑ることを防止できる。

折れ曲がり部４６は、車体前方に突出して設けられ衝突時に相手車両８１のタイヤ８２を所定の位置に保持する第１の突出部４７，４８及び第２の突出部５１，５２を備えたものといえる。従って、第１の突出部４７，４８及び第２の突出部５１，５２で、所定の位置に相手車両８１のタイヤ８２を保持することができる。これにより、折れ曲がり部４６を深く設ける必要はなくなる。この結果、フロントサブフレーム４０の設計の自由度の向上を図ることができる。

車両用サブフレーム構造では、左右の縦メンバ４２，４３は、車幅中心に向けて凹状に曲げた弓なり部６２，６７が形成される。弓なり部６２，６７は、自車両１０に相手車両８１が衝突した際に、変形を許容する凹部（くびれ部）６４，６９を備えている。
すなわち、前クロスメンバ４１から伝達される荷重で左右の縦メンバ４２，４３は変形することができる。これにより、フロントサブフレーム４０で衝突荷重を吸収することができる。

図５（ａ）に示されるように、比較例のフロントサブフレーム１００は、車体の車幅方向に直線的に延ばした前クロスメンバ１０１と、この前クロスメンバ１０１の両端から車体後方に延ばした左右の縦メンバ１０２，１０３と、これらの縦メンバ１０２，１０３の後端を連結する後クロスメンバ１０４とから構成される。前クロスメンバ１０１は、車幅方向に直線状（ストレート）に形成されている。

図５（ｂ）に示されるように、実施例のフロントサブフレーム４０は、前クロスメンバ４１に、衝突時に相手車両８１のタイヤ８２を受け止める折れ曲がり部４６を備えている。

図６（ａ）に示されるように、比較例のフロントサブフレーム１００では、前クロスメンバ１０１は、車幅方向に直線状（ストレート）に形成されている。
相手車両１１１が侵入する。相手車両１１１のタイヤ１１２がフロントサブフレーム１００の前クロスメンバ１０１に矢印ｂ１の如く衝突する。

この場合には、相手車両１１１のタイヤ１１２は、前クロスメンバ１０１上を滑る相手車両１１１のタイヤ１１２が自車両１１０の前クロスメンバ１０１を矢印ｂ２の如く横滑りする。横滑りすると、相手車両１１１のサイドシル１１３への荷重伝達に矢印ｂ３の如く伝達ロスが発生する。すなわち、フロントサブフレーム１００で相手車両１１１の減速を十分にすることができない。

図６（ｂ）に示されるように、実施例のフロントサブフレーム４０では、衝突時に相手車両８１のタイヤ８２を受け止める折れ曲がり部４６が設けられている。自車両１０に相手車両８１が衝突して、相手車両８１のタイヤ８２が矢印ｂ４の如く前クロスメンバ４１に衝突する。この場合に、折れ曲がり部４６は、相手車両８１のタイヤ８２を所定の位置に保持する保持部として機能する。従って、折れ曲がり部４６の所定の位置に相手車両８１のタイヤ８２を保持することができる。

図１〜図６に示されたように、車両用サブフレーム構造では、フロントサブフレーム４０に駆動系部品、操舵部品若しくは足まわり部品を含む車体部品を搭載し、車体フレームの下方にフロントサブフレーム４０を吊り下げた。
フロントサブフレーム４０は、車体の車幅方向に直線的に延ばした前クロスメンバ４１と、この前クロスメンバ４１の両端から車体後方に延ばした左右の縦メンバ４２，４３と、これらの縦メンバ４２，４３の後端を連結する後クロスメンバ４４とから構成される。

前クロスメンバ４１に、平面視で後方へ突出させ、衝突時に相手車両８１のタイヤ８２を受け止める折れ曲がり部４６が設けられた。例えば、前面衝突が発生した際には、相手車両８１のタイヤ８２を受け止め、相手車両８１のサイドシル８３に効率よく荷重伝達することができる。一方、自車両１０のフロントサブフレーム４０でも十分に荷重伝達をすることができる。従って、自車両１０及び相手車両８１双方のダメージを低減することができる。

尚、本発明に係る車両用サブフレーム構造は、図１に示すように、第１の突出部４７，４８でラジエータ３３を支持したが、これに限るものではなく、第１の突出部でコンデンサを支持するものであってもよい。

本発明に係る車両用サブフレーム構造は、セダンやワゴンなどの乗用車に採用するのに好適である。

１０…車両、２０…車体フレーム、４０…フロントサブフレーム、４１…前クロスメンバ、４２，４３…左右の縦メンバ、４４…後クロスメンバ、４６…折れ曲がり部、４７,４８…第１の突出部、５１，５２…第２の突出部。

Claims (1)

1. フロントサブフレームに駆動系部品、操舵部品若しくは足まわり部品を含む車両部品を搭載し、車体フレームの下方にフロントサブフレームを吊り下げる車両用サブフレーム構造において、
   前記フロントサブフレームは、車体の車幅方向に直線的に延ばした前クロスメンバと、この前クロスメンバの両端から車体後方に延ばした左右の縦メンバと、これらの縦メンバの後端を連結する後クロスメンバとからなり、
   前記前クロスメンバは、平面視で後方へ突出させ、衝突時に相手車両のタイヤを受け止める折れ曲がり部を備え、
   この折れ曲がり部は、車体前方に突出して設けられ衝突時に相手車両のタイヤを所定の位置に保持する突出部を備え、
   この突出部は、前記車両部品のラジエータを支持する第１の突出部と、前記車両部品のフロントバンパフェースを支持する第２の突出部とから構成されたことを特徴とする車両用サブフレーム構造。

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