JP6420066B2 - フロントサブフレーム - Google Patents

Description

本発明は、車両の前部に設けられるフロントサブフレームに関するものである。

従来より、車両の前部には、フロントサイドフレームの下方においてサスペンションアームを支持するフロントサブフレームが設けられることがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のフロントサブフレームは、前後方向に延びる一対のサイドメンバと、サイドメンバの後側同士を連結するリヤクロスメンバと、サイドメンバの前側同士を連結するフロントクロスメンバとを備えている。サイドメンバの前側及び後側には、パイプ状の前側及び後側マウント部材がそれぞれ取り付けられている。前側及び後側マウント部材は、フロントサイドフレームに固定される。さらに、サイドメンバの前端部には、上下方向に延びる取付板を介してクラッシュカンが取り付けられている。

特開２０１３−２０３２４３号公報

ところで、車両の前面衝突を想定すると、軽衝突時にはクラッシュカンのみを圧縮変形させることでフロントサイドフレームやフロントサブフレームの損傷を抑制したいという要求がある。このためには、フロントサブフレームのサイドメンバの前側をフロントサイドフレームに強固に取り付けておき、軽衝突時のサイドメンバの変形を抑制する必要がある。

また、車両の走行時等にはサスペンションアームからフロントサブフレームに力が入力されることになるのであるが、このフロントサブフレームのフロントサイドフレームへの取り付け剛性を高めたいという要求もある。

さらに、特許文献１では、フロントサブフレームのサイドメンバの前端部にクラッシュカンを取り付けるために取付板を設けなければならず、部品点数が多くなるという問題もある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フロントサブフレームのサイドメンバの前端部にクラッシュカンを取り付ける場合に部品点数を少なくし、しかも、サイドメンバの前側をフロントサイドフレームの前側に対して高剛性に取り付けることができるようにすることにある。

上記目的を達成するために、本発明では、フロントサブフレームの前側マウント部材を前側に開放する断面を有するように成形された板材で構成し、クラッシュカンの取付板部を前側マウント部材に一体成形するようにした。

第１の発明は、
車体の前部に設けられた左右のフロントサイドフレームの下側に配設されるフロントサブフレームにおいて、
上記フロントサブフレームは、車体左右方向に延びるクロスメンバと、該クロスメンバの車体左右方向両側から前側へ延びるサイドメンバと、該サイドメンバの前側を上記フロントサイドフレームの前側に取り付けるための前側マウント部材とを備え、
上記前側マウント部材は、上下方向に延びており、車両前側に開放する断面を有するように成形された板材で構成され、該前側マウント部材の車両前部には、クラッシュカンを取り付けるための取付板部が一体成形され、
上記前側マウント部材の上端部には、上記フロントサイドフレームの下面に沿うように延びる上板部が溶接され、該上板部には、上記前側マウント部材を上記フロントサイドフレームに締結するための締結部材が挿通する貫通孔が形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、車両前側に開放する断面を有するように板材を成形することで、単純な平板形状等で構成する場合に比べて高い剛性の得られる断面形状となる。これにより、サイドメンバの前側がフロントサイドフレームの前側に対して高剛性に取り付けられるので、例えば軽衝突時には、クラッシュカンのみを圧縮変形させてサイドメンバの変形を抑制することが可能になる。また、車両走行時にサスペンションアームからフロントサブフレームへの入力を十分に支持することが可能になる。

さらに、クラッシュカンを取り付けるための取付板部が前側マウント部材に一体成形されているので、クラッシュカンを取り付けるにあたって別部材が不要になり、部品点数が少なくて済む。

第２の発明は、第１の発明において、
上記サイドメンバの前側には、該サイドメンバの前端面に開放する切り欠き部が形成され、
上記前側マウント部材は、上記サイドメンバの切り欠き部に挿入された状態で該切り欠き部の周縁部に溶接されていることを特徴とする。

この構成によれば、前側マウント部材とサイドメンバとの溶接部分が広く確保されるので、前側マウント部材の取り付け剛性がより一層高まる。

第３の発明は、第１または２の発明において、
上記取付板部は、上記前側マウント部材の前部から車幅方向に延出するとともに、上下方向に延びていることを特徴とする。

この構成によれば、車幅方向に延出する取付板部が上下方向に延びているので、取付板部が前側マウント部材のリブとして作用し、前側マウント部材が補強される。

第４の発明は、第１から３のいずれか１つの発明において、
上記前側マウント部材は、該前側マウント部材の車両後側で車幅方向に延びる後板部と、該後板部の車幅方向の両縁部から車両前側へ延びる側板部とを備えた略コ字状断面を有していることを特徴とする。

この構成によれば、前側マウント部材の上側がフロントサイドフレームに固定された状態で、例えば軽衝突時に下側に対して車両前側から後向きの外力が作用した際、側板部が前後方向に延びていることから、高い耐力を発生する。これにより、サイドメンバの前側がフロントサイドフレームの前側に対してより一層高剛性に取り付けられることになる。

第１の発明によれば、フロントサブフレームの前側マウント部材を前側に開放する断面を有するように成形された板材で構成したので、サイドメンバの前側をフロントサイドフレームの前側に対して高剛性に取り付けることができ、しかも、クラッシュカンの取付板部を前側マウント部材に一体成形したので、部品点数を少なくすることができる。

第２の発明によれば、前側マウント部材をサイドメンバの切り欠き部に挿入して切り欠き部の周縁部に溶接したので、前側マウント部材の取り付け剛性をより一層高めることができる。

第３の発明によれば、取付板部が前側マウント部材の前部から車幅方向に延出するとともに、上下方向に延びているので、取付板部によって前側マウント部材を補強することができる。

第４の発明によれば、前側マウント部材が車幅方向に延びる後板部と車両前側へ延びる側板部とを備えた略コ字状断面を有しているので、軽衝突時に前側マウント部材が高い耐力を発生し、サイドメンバの前側をフロントサイドフレームの前側に対してより一層高剛性に取り付けることができる。

実施形態にかかるフロントサブフレームの斜視図である。 フロントサブフレームを備えた車両前部の概略構成を示す側面図である。 クラッシュカンを取り付けた状態の左側サイドフレームの前側を拡大して示す斜視図である。 クラッシュカンを取り外した状態の図３相当図である。 前側マウント部材を取り外した状態の図３相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係るフロントサブフレーム１０を示す斜視図である。このフロントサブフレーム１０が設けられる車両は、図２に示すように車両前側にエンジンルームＥを備え、エンジンルームＥの後側に乗員用の車室Ｒを備えた乗用自動車である。車両のエンジンルームＥと車室Ｒとの間には、上下方向に延びるダッシュパネル２が設けられている。ダッシュパネル２の下縁部には、車室Ｒの床面を構成するフロアパネル３が連なっている。フロアパネル３の左右方向中央部には上方へ膨出するフロアトンネル（図示せず）が形成されている。また、フロアパネル３の左右両縁部には、前後方向に延びるサイドシル（図示せず）が設けられている。

尚、この実施形態の説明では、車体前側を単に「前」といい、車体後側を単に「後」といい、車体左側を単に「左」といい、車体右側を単に「右」というものとする。

車両には、左側及び右側のフロントサイドフレーム４（一方のみを図示する）と、フロントサブフレーム１０とが設けられている。左側及び右側のフロントサイドフレーム４は、車体の左右方向に間隔をあけて設けられており、それらの間にエンジンルームＥが設けられている。左側フロントサイドフレーム４は車体の左側を前後方向に延び、右側フロントサイドフレーム４は車体の右側を前後方向に延びている。

左側及び右側のフロントサイドフレーム４は、側面視では略同じ形状である。フロントサイドフレーム４の後端部はサイドシルの前端部と連続している。フロントサイドフレーム４はフロアパネル３の前縁部近傍から前側へ向かって斜め上方へ延びた後、屈曲して水平方向前側へ延びている。フロントサイドフレーム４の前側には、クラッシュカン５が設けられている。クラッシュカン５の前部に、左右方向に延びるバンパーレインフォースメント（図示せず）が取り付けられている。また、図示しないが、前輪は、フロントサイドフレーム４の前後方向中間部において車体外側に配設される。

次に、フロントサブフレーム１０の構造について説明する。フロントサブフレーム１０は、サスペンションアーム（共に図示せず）を支持するように構成されており、フロントサイドフレーム４の下側に配設されて該フロントサイドフレーム４に取り付けられている。

図１にも示すように、フロントサブフレーム１０は、鋼鈑を組み合わせて構成されたものであり、クロスメンバ２０と、左右のタワー部３０、３０と、左右のサイドメンバ４０、４０と、サイドメンバ４０、４０の前側同士を連結する連結部材５０と、左右の前側マウント部材６０、６０と、左右のクラッシュカン７０、７０とを備えている。

クロスメンバ２０は、左右方向に延びるメンバ本体２１と、メンバ本体２１の左右両側から左右へ延びる後側取付部２２、２２とを有している。各後側取付部２２は、フロントサイドフレーム４の後側に対してその下方から連結されるようになっている。また、クロスメンバ２０の後側取付部２２には、サスペンションのロアアームが有する支持部が揺動可能に取り付けられる。

左右のタワー部３０、３０は、クロスメンバ２０のメンバ本体２１の前側から上方へ延びている。左側のタワー部３０は、上側へ行くほど左側に位置するように延びており、上端部がフロントサイドフレーム４の前後方向中間部に対してその下方から連結されるようになっている。右側のタワー部３０は、上側へ行くほど右側に位置するように延びており、左側のタワー部３０と同様にフロントサイドフレーム４に連結される。

左側のサイドメンバ４０は、クロスメンバ２０のメンバ本体２１の左側に接続され、その接続部分から前側へ向けて延びている。図２に示す側面視において、左側のサイドメンバ４０は、前側が後側に比べて上に位置するように湾曲している。また、図１に示すように、左側のサイドメンバ４０の後側は、前側に比べて右に位置するように湾曲している。

図３〜図５に示すように、左側のサイドメンバ４０は、上側部材４１と下側部材４２とを組み合わせて構成されている。上側部材４１と下側部材４２は共に鋼鈑をプレス成形してなるものである。上側部材４１は、上板部４１ａと、上板部４１ａの左右方向両縁部から下方へそれぞれ延びる側板部４１ｂ、４１ｂとを備えていて、これらが一体成形されて下方に開放する断面形状を有している。また、下側部材４２は、上板部４１ａに対向する下板部４２ａと、下板部４２ａの左右方向両縁部から上方へそれぞれ延びる側板部４２ｂ、４２ｂとを備えていて、これらが一体成形されて上方に開放する断面形状を有している。

そして、上側部材４１の開放側と、下側部材４２の開放側とが合わさった状態で、上側部材４１の側板部４１ｂ、４１ｂと、下側部材４２の側板部４２ｂ、４２ｂとが板厚方向に重ね合わされて溶接されることで上側部材４１及び下側部材４２が一体化している。

上側部材４１の上板部４１ａの前側には、サイドメンバ４０の前端面に開放するように切り欠くことによって上側切り欠き部４１ｃが形成されている。上側切り欠き部４１ｃの左右両側縁部は前後方向に延びており、また、上側切り欠き部４１ｃの後縁部は、左右両側縁部の後端部に連なって左右方向に延びている。つまり、上側切り欠き部４１ｃは、前側に開放する略コ字状を有している。

また、下側部材４２の下板部４２ａの前側には、上板部４１ａと同様にサイドメンバ４０の前端面に開放する下側切り欠き部４２ｃが形成されている。下側切り欠き部４２ｃの縁部の形状は、上側切り欠き部４１ｃの縁部の形状と略同じである。

尚、右側のサイドメンバ４０は、左側のサイドメンバ４０と左右対称形状であって同じ構造である。

左側に配設される前側マウント部材６０は、前側に開放する断面を有するようにプレス成形された鋼鈑で構成されている。前側マウント部材６０の上下寸法は、サイドメンバ４０の前側の上下寸法よりも長く設定されていて、前側マウント部材６０の上側は、サイドメンバ４０の上板部４１ａから上方へ突出し、この上側がフロントサイドフレーム４の前側に対してその下方から取り付けられるようになっている。

前側マウント部材６０は、該前側マウント部材６０の後側で左右方向（車幅方向）に延びる後板部６１と、該後板部６１の左右方向の両縁部から前側へ延びる側板部６２、６２とを備えた略コ字状断面を有している。後板部６１は上下方向に延びており、その幅は、上側切り欠き部４１ｃ及び下側切り欠き部４２ｃの幅と略同程度に設定されている。また、側板部６２の前後方向の寸法は、上側切り欠き部４１ｃ及び下側切り欠き部４２ｃの前後方向の寸法と略同程度に設定されている。

側板部６２の前縁部の下側は、サイドメンバ４０の前端面に沿うように略上下方向に延びる一方、前縁部の上側は、上に行くほど後側に位置するように後傾している。左側の側板部６２の前縁部には、クラッシュカン７０を取り付けるための左側取付板部６４が一体成形されている。左側取付板部６４は、側板部６２の前縁部から左側へ延出するとともに、該前縁部の上下両端部に亘るように上下方向に延びている。平面視において左側取付板部６４と側板部６２とは略直交している。左側取付板部６４の左側は、サイドメンバ４０の左側面よりも左側に位置するように延びている。

左側取付板部６４の下部には、クラッシュカン７０が締結される締結板部６４ａが設けられている。締結板部６４ａは、左側へ延出しており、その中央部近傍には、締結部材としてのボルトＢが挿通するボルト挿通孔６４ｂが前後方向に貫通するように形成されている。また、左側取付板部６４の上下方向中間部には、クラッシュカン７０が当接する当接部６４ｃが設けられている。

左側取付板部６４の左縁部における当接部６４ｃよりも上側は、上に行くほど右側に位置するように傾斜している。従って、左側取付板部６４の上側の幅は上に行くほど狭くなっている。

右側の側板部６２の前縁部には、クラッシュカン７０を取り付けるための右側取付板部６５が一体成形されている。右側取付板部６５は、側板部６２の前縁部から右側へ延出するとともに、該前縁部の上下両端部に亘るように上下方向に延びている。平面視において右側取付板部６５と側板部６２とは略直交している。右側取付板部６５の右側は、サイドメンバ４０の右側面よりも右側に位置するように延びている。

右側取付板部６５の上下方向中間部には、クラッシュカン７０が締結される締結板部６５ａが設けられている。締結板部６５ａは、右側へ延出しており、その中央部近傍には、ボルトＢが挿通するボルト挿通孔６５ｂが前後方向に貫通するように形成されている。また、右側取付板部６５の下部には、クラッシュカン７０が当接する当接部６５ｃが設けられている。

右側取付板部６５の右縁部における締結板部６５ａよりも上側は、上に行くほど左側に位置するように傾斜している。従って、右側取付板部６５の上側の幅は上に行くほど狭くなっている。

前側マウント部材６０の上端部には、上板部６６が設けられている。上板部６６はフロントサイドフレーム４の下面に沿うように略水平に延びており、一方の側板部６２に一体成形されている。上板部６６の下面には、他方の側板部６２の上縁部と、後板部６１の上縁部とが溶接されており、上板部６６を介して両側板部６２及び後板部６１の上側が一体化されている。

上板部６６の略中央部には、貫通孔６６ａが形成されている。貫通孔６６ａには、前側マウント部材６０をフロントサイドフレーム４に締結するための締結部材が挿通するようになっている。

左側に配設される前側マウント部材６０の下側は、サイドメンバ４０の上側及び下側切り欠き部４１ｃ、４２ｃに挿入された状態で該切り欠き部４１ｃ、４２ｃの周縁部に溶接されている。これにより、前側マウント部材６０の下側において上下方向に離れた部位が共にサイドメンバ４０に溶接されることになるので、前側マウント材６０のサイドメンバ４０に対する取り付け剛性を高めることができる。また、前側マウント部材６０の左右両側面と後面とをサイドメンバ４０に溶接することができるので、溶接部分を広く確保することができる。

前側マウント部材６０がサイドメンバ４０に取り付けられた状態で、左側取付板部６４の後面及び右側取付板部６５の後面は、サイドメンバ４０の前端面における左右両側に当接する。

尚、右側に配設される前側マウント部材６０は左側に配設されるものと同じ構造である。

クラッシュカン７０は、前側マウント部材６０よりも前側へ突出するように形成されており、鋼鈑で構成された上側半割体７１と、下側半割体７２と、取付部材７３とを備えている。上側半割体７１は下方に開放しており、また、下側半割体７２は上方に開放している。上側半割体７１の開放側と下側半割体７２の開放側とが溶接されて一体化されている。取付部材７３は、クラッシュカン７０の後端部において上下方向に延びるように配設され、上側半割体７１及び下側半割体７２に溶接されている。

取付部材７３には、前側マウント部材６０の締結板部６４ａ、６５ａに締結される締結板部７３ａ、７３ａが左右方向に延出するように形成されている。クラッシュカン７０の締結板部７３ａ、７３ａには、ボルトＢが挿通する挿通孔７３ｂ、７３ｂが形成されている。

以上説明したように、この実施形態によれば、前側に開放する断面を有するように成形された板材によって前側マウント部材６０が構成されている。これにより、例えば単純な平板形状等で構成する場合に比べて高い剛性の得られる断面形状となるので、サイドメンバ４０の前側をフロントサイドフレーム４の前側に対して高剛性に取り付けることができる。よって、例えば軽衝突時に、クラッシュカン７０のみを圧縮変形させてサイドメンバ４０の変形を抑制することができる。また、車両走行時にサスペンションアームからフロントサブフレーム１０への入力を十分に支持することができる。

さらに、クラッシュカン７０を取り付けるための取付板部６４、６５が前側マウント部材６０に一体成形されているので、クラッシュカン７０を取り付けるにあたって別部材が不要になり、部品点数を少なくすることができる。

また、前側マウント部材６０をサイドメンバ４０の上側及び下側切り欠き部４１ｃ、４２ｃに挿入して切り欠き部４１ｃ、４２ｃの周縁部に溶接したので、前側マウント部材６０の取り付け剛性をより一層高めることができる。

また、取付板部６４、６５が前側マウント部材６０の前部から左右方向に延出するとともに、上下方向に延びているので、取付板部６４、６５によって前側マウント部材６０を補強することができる。

また、前側マウント部材６０が左右方向に延びる後板部６１と前側へ延びる側板部６２、６２とを備えた略コ字状断面を有しているので、軽衝突時に前側マウント部材６０が高い耐力を発生し、サイドメンバ４０の前側をフロントサイドフレーム４の前側に対してより一層高剛性に取り付けることができる。

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

以上説明したように、本発明に係るフロントサブフレームは、例えば乗用自動車に適用することができる。

４ フロントサイドフレーム
１０ フロントサブフレーム
２０ クロスメンバ
４０ サイドメンバ
４１ｃ、４２ｃ 切り欠き部
６０ 前側マウント部材
６１ 後板部
６２ 側板部
６４、６５ 取付板部
７０ クラッシュカン

Claims (4)

1. 車体の前部に設けられた左右のフロントサイドフレームの下側に配設されるフロントサブフレームにおいて、
   上記フロントサブフレームは、車体左右方向に延びるクロスメンバと、該クロスメンバの車体左右方向両側から前側へ延びるサイドメンバと、該サイドメンバの前側を上記フロントサイドフレームの前側に取り付けるための前側マウント部材とを備え、
   上記前側マウント部材は、上下方向に延びており、車両前側に開放する断面を有するように成形された板材で構成され、該前側マウント部材の車両前部には、クラッシュカンを取り付けるための取付板部が一体成形され、
   上記前側マウント部材の上端部には、上記フロントサイドフレームの下面に沿うように延びる上板部が溶接され、該上板部には、上記前側マウント部材を上記フロントサイドフレームに締結するための締結部材が挿通する貫通孔が形成されていることを特徴とするフロントサブフレーム。
2. 請求項１に記載のフロントサブフレームにおいて、
   上記サイドメンバの前側には、該サイドメンバの前端面に開放する切り欠き部が形成され、
   上記前側マウント部材は、上記サイドメンバの切り欠き部に挿入された状態で該切り欠き部の周縁部に溶接されていることを特徴とするフロントサブフレーム。
3. 請求項１または２に記載のフロントサブフレームにおいて、
   上記取付板部は、上記前側マウント部材の前部から車幅方向に延出するとともに、上下方向に延びていることを特徴とするフロントサブフレーム。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載のフロントサブフレームにおいて、
   上記前側マウント部材は、該前側マウント部材の車両後側で車幅方向に延びる後板部と、該後板部の車幅方向の両縁部から車両前側へ延びる側板部とを備えた略コ字状断面を有していることを特徴とするフロントサブフレーム。

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