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JP6803885B2 - Front subframe structure - Google Patents
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JP6803885B2 - Front subframe structure - Google Patents

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Description

本発明は、車両前方に配置されるフロントサブフレーム構造に関する。 The present invention relates to a front subframe structure arranged in front of the vehicle.

例えば、特許文献１には、前面衝突時にフロントサイドフレームの変形モードをコントロールすることで、フロントサブフレームを車体フロアの下方に脱落させる構造が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a structure in which the front subframe is dropped below the vehicle body floor by controlling the deformation mode of the front side frame at the time of a frontal collision.

特許文献１に開示された構造では、車両衝突時にフロントサブフレームが車両後方に変位し、フロントサブフレームを車体に固定するボルト等が抜け落ちてフロントサブフレームを車体下方へ脱落させることができる。 In the structure disclosed in Patent Document 1, the front subframe is displaced to the rear of the vehicle at the time of a vehicle collision, and the bolts and the like that fix the front subframe to the vehicle body fall off, so that the front subframe can be dropped downward from the vehicle body.

特許第５４６０６８４号公報Japanese Patent No. 5460684

ところで、車両衝突時において、衝突荷重がフロントサブフレームに伝達されて、フロントサブフレームが車体から脱落するまでの間に車体側に対して衝突荷重が入力される場合がある。例えば、車体フロアに対してバッテリが搭載された電気自動車の場合、車体側に対して入力された衝突荷重は、車体フロアに搭載されたバッテリに伝達され、バッテリの損傷につながるおそれがある。 By the way, at the time of a vehicle collision, the collision load may be transmitted to the front subframe, and the collision load may be input to the vehicle body side until the front subframe falls off the vehicle body. For example, in the case of an electric vehicle in which a battery is mounted on the vehicle body floor, the collision load input to the vehicle body side is transmitted to the battery mounted on the vehicle body floor, which may lead to damage to the battery.

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、車両衝突時、フロントサブフレームから車体側へ衝突荷重が伝達されることを抑制することが可能なフロントサブフレーム構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a front subframe structure capable of suppressing the transmission of a collision load from the front subframe to the vehicle body side in the event of a vehicle collision. The purpose.

前記の目的を達成するために、本発明は、車両前後方向に延びる左右一対の縦メンバと、前記左右一対の縦メンバの間で車幅方向に延びるクロスメンバとを有するフロントサブフレーム構造であって、前記各縦メンバに設けられ、スタビライザが取り付けられるスタビ取付部と、車両衝突時に、前記各縦メンバの下方へ向けた折れ変形を促進する変形促進部と、を備え、前記変形促進部は、前記クロスメンバと前記スタビ取付部との間に設けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is a front subframe structure having a pair of left and right vertical members extending in the front-rear direction of the vehicle and a cross member extending in the vehicle width direction between the pair of left and right vertical members. Each of the vertical members is provided with a stabilizer mounting portion to which a stabilizer is mounted, and a deformation promoting portion for promoting downward bending deformation of each vertical member in the event of a vehicle collision. It is characterized in that it is provided between the cross member and the stabilizer mounting portion.

本発明では、車両衝突時、フロントサブフレームから車体側へ衝突荷重が伝達されることを抑制することが可能なフロントサブフレーム構造を得ることができる。 In the present invention, it is possible to obtain a front subframe structure capable of suppressing the transmission of a collision load from the front subframe to the vehicle body side at the time of a vehicle collision.

本発明の実施形態に係るフロントサブフレームが組み込まれた車両前部を斜め上方からみた斜視図である。It is a perspective view which looked at the front part of the vehicle which incorporated the front subframe which concerns on embodiment of this invention from diagonally above. 図１に示すフロントサブフレームの平面図である。It is a top view of the front subframe shown in FIG. スタビ取付部に対してスタビライザが取り付けられると共に、ギヤボックス取付部に対してステアリングギヤボックスが取り付けられた状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which the stabilizer is attached to the stabilizer attachment part, and the steering gearbox is attached to the gearbox attachment part. 図３に示す状態を底面側からみた底面図である。It is a bottom view which looked at the state shown in FIG. 3 from the bottom side. 図４のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。It is a vertical cross-sectional view along the VV line of FIG.

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るフロントサブフレームが組み込まれた車両前部を斜め上方からみた斜視図、図２は、図１に示すフロントサブフレームの平面図である。なお、各図中において、「前後」は、車両前後方向、「左右」は、車幅方向（左右方向）、「上下」は、車両上下方向（鉛直上下方向）を、それぞれ示している。 Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. FIG. 1 is a perspective view of the front portion of the vehicle in which the front subframe according to the embodiment of the present invention is incorporated, as viewed from diagonally above, and FIG. 2 is a plan view of the front subframe shown in FIG. In each figure, "front and rear" indicates the vehicle front and rear direction, "left and right" indicates the vehicle width direction (left and right direction), and "up and down" indicates the vehicle vertical direction (vertical vertical direction).

車両の前方には、本発明の実施形態に係るフロントサブフレーム１０が配置されている。このフロントサブフレーム１０は、車両前後方向に沿って延びる左右一対のフロントサイドフレーム１２、１２（図４参照）の下方側に取り付けられている。また、フロントサブフレーム１０は、図示しない前輪用懸架装置を支持すると共に、図示しないマウント機構を介してパワーユニット（モータやエンジン等の駆動源）を支持している。 A front subframe 10 according to an embodiment of the present invention is arranged in front of the vehicle. The front subframe 10 is attached to the lower side of a pair of left and right front side frames 12 and 12 (see FIG. 4) extending along the vehicle front-rear direction. Further, the front subframe 10 supports a suspension device for front wheels (not shown) and a power unit (a drive source such as a motor or an engine) via a mount mechanism (not shown).

図１及び図２に示されるように、フロントサブフレーム１０は、左右一対の縦メンバ１６、１６と、クロスメンバ１８と、一対のブレース２０、２０とを備えて構成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the front subframe 10 includes a pair of left and right vertical members 16 and 16, a cross member 18, and a pair of braces 20 and 20.

左右一対の縦メンバ１６、１６は、概ね車両前後方向に沿って延びている。各縦メンバ１６の車両前方端部１６ａは、上方に向かって延びる連結フレーム２２（後記する図４、図５参照）を介してフロントサイドフレーム１２に連結されている。各縦メンバ１６の車両後方端部１６ｂは、フロントパネル１４（図４参照）の車両前方端部１４ａに連結されている。 The pair of left and right vertical members 16, 16 extend substantially along the vehicle front-rear direction. The vehicle front end portion 16a of each vertical member 16 is connected to the front side frame 12 via a connecting frame 22 (see FIGS. 4 and 5 described later) extending upward. The vehicle rear end 16b of each vertical member 16 is connected to the vehicle front end 14a of the front panel 14 (see FIG. 4).

左右一対の縦メンバ１６、１６とクロスメンバ１８とによって、フロントサブフレーム１０は、平面視して略Ｈ字状を呈している。また、各縦メンバ１６の車両前方端部１６ａは、各縦メンバ１６の車両後方端部１６ｂよりも車幅方向外側に位置する前開き状態に設けられている。 The front subframe 10 has a substantially H-shape in a plan view due to the pair of left and right vertical members 16, 16 and the cross member 18. Further, the vehicle front end portion 16a of each vertical member 16 is provided in a front opening state located outside the vehicle rear end portion 16b of each vertical member 16 in the vehicle width direction.

図３は、スタビ取付部に対してスタビライザが取り付けられると共に、ギヤボックス取付部に対してステアリングギヤボックスが取り付けられた状態を示す平面図、図４は、図３に示す状態を底面側からみた底面図、図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。 FIG. 3 is a plan view showing a state in which the stabilizer is attached to the stabilizer mounting portion and the steering gear box is attached to the gear box mounting portion, and FIG. 4 is a view of the state shown in FIG. 3 from the bottom side. The bottom view and FIG. 5 are vertical cross-sectional views taken along the line VV of FIG.

図３に示されるように、各縦メンバ１６には、スタビライザ２４が取り付けられるスタビ取付部２６が設けられている。スタビ取付部２６は、各縦メンバ１６の車両前方側の上面において、連結フレーム２２とクロスメンバ１８との間に設けられている（図５参照）。スタビ取付部２６は、各縦メンバ１６の上面から上方に向かって突出してスタビライザ２４の中間部を保持するスタビホルダ２８を有する。 As shown in FIG. 3, each vertical member 16 is provided with a stabilizer mounting portion 26 to which the stabilizer 24 is mounted. The stabilizer mounting portion 26 is provided between the connecting frame 22 and the cross member 18 on the upper surface of each vertical member 16 on the vehicle front side (see FIG. 5). The stabilizer mounting portion 26 has a stabilizer holder 28 that projects upward from the upper surface of each vertical member 16 and holds an intermediate portion of the stabilizer 24.

図５に示されるように、スタビホルダ２８は、台座部２７と、保持部２９と、締結固定部３１とを有する。台座部２７は、縦メンバ１６の上面に固定される略平板状の板体で形成されている。保持部２９は、台座２７上に載置され、２つの半割要素が合わされてスタビライザ２４の外周面を囲繞して保持するように形成されている。締結固定部３１は、車両前後方向に離間して配置された一組のボルト挿通孔を有し、このボルト挿通孔に挿通されるボルト及びナットを介して、保持部２９及び台座２７を縦メンバ１６に締結固定している。 As shown in FIG. 5, the stabilizer holder 28 has a pedestal portion 27, a holding portion 29, and a fastening fixing portion 31. The pedestal portion 27 is formed of a substantially flat plate body fixed to the upper surface of the vertical member 16. The holding portion 29 is placed on the pedestal 27, and the two half elements are combined so as to surround and hold the outer peripheral surface of the stabilizer 24. The fastening fixing portion 31 has a set of bolt insertion holes arranged apart from each other in the front-rear direction of the vehicle, and the holding portion 29 and the pedestal 27 are vertically members via bolts and nuts inserted into the bolt insertion holes. It is fastened and fixed to 16.

図３に示されるように、スタビライザ２４は、例えば、中空のパイプ材からなり、直線状延在部２４ａと、屈曲部２４ｂと、後方延出部２４ｃとを有する。直線状延在部２４ａは、車幅方向に沿って略直線状に延在している。屈曲部２４ｂは、直線状延在部２４ａの車幅方向外側端部から車両後方に向かって屈曲している。後方延出部２４ｃは、屈曲部２４ｂから車幅方向外側で車両後方に向かって延出している。なお、スタビライザ２４の端部は、左右一対のサスペンションアーム３３に固定されている（図３参照）。 As shown in FIG. 3, the stabilizer 24 is made of, for example, a hollow pipe material, and has a linear extending portion 24a, a bent portion 24b, and a rear extending portion 24c. The linear extending portion 24a extends substantially linearly along the vehicle width direction. The bent portion 24b is bent toward the rear of the vehicle from the outer end portion of the linear extending portion 24a in the vehicle width direction. The rear extending portion 24c extends outward from the bent portion 24b toward the rear of the vehicle in the vehicle width direction. The ends of the stabilizer 24 are fixed to a pair of left and right suspension arms 33 (see FIG. 3).

スタビホルダ２８は、スタビライザ２４の直線状延在部２４ａの左右外側端部で屈曲部２４ｂの手前側の部位を保持している（図３参照）。 The stabilizer holder 28 holds a portion on the front side of the bent portion 24b at the left and right outer ends of the linear extending portion 24a of the stabilizer 24 (see FIG. 3).

また、図１及び図２に示されるように、各縦メンバ１６には、衝突荷重が入力されたときに縦メンバ１６の中間部から下折れ変形を発生させる変形促進部３０が設けられている。この変形促進部３０は、各縦メンバ１６の車両前後方向に沿った中間部で、クロスメンバ１８とスタビ取付部２６との間に設けられている。 Further, as shown in FIGS. 1 and 2, each vertical member 16 is provided with a deformation promoting portion 30 that causes a downward bending deformation from an intermediate portion of the vertical member 16 when a collision load is input. .. The deformation promoting portion 30 is an intermediate portion of each vertical member 16 along the vehicle front-rear direction, and is provided between the cross member 18 and the stabilizer mounting portion 26.

図１に示されるように、本実施形態において、変形促進部３０は、各縦メンバ１６の上面に設けられた段差部３２で構成されている。段差部３２は、平面視して縦メンバ１６の軸線と直交する方向（車幅方向）に沿って延在している。 As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the deformation promoting portion 30 is composed of a stepped portion 32 provided on the upper surface of each vertical member 16. The step portion 32 extends along a direction (vehicle width direction) orthogonal to the axis of the vertical member 16 in a plan view.

クロスメンバ１８は、左右一対の縦メンバ１６、１６の中央部の間で車幅方向に沿って延びている。また、クロスメンバ１８は、ステアリングギヤボックス３４が取り付けられる左右一対のギヤボックス取付部３６を有する（図１、図２参照）。各ギヤボックス取付部３６は、平面視してクロスメンバ１８の車両前方端部側に配置されたボルト締結孔を有し、ステアリングギヤボックス３４の取付フランジがボルト及びナットを介してクロスメンバ１８のギヤボックス取付部３６に固定される（図３参照）。スタビ取付部２６は、ギヤボックス取付部３６に対して車幅方向外側にオフセットした位置に配置されている。 The cross member 18 extends along the vehicle width direction between the pair of left and right vertical members 16 and the central portion of the 16 members. Further, the cross member 18 has a pair of left and right gearbox mounting portions 36 to which the steering gearbox 34 is mounted (see FIGS. 1 and 2). Each gear box mounting portion 36 has a bolt fastening hole arranged on the vehicle front end side of the cross member 18 in a plan view, and the mounting flange of the steering gear box 34 is of the cross member 18 via bolts and nuts. It is fixed to the gearbox mounting portion 36 (see FIG. 3). The stabilizer mounting portion 26 is arranged at a position offset outward in the vehicle width direction with respect to the gear box mounting portion 36.

図４に示されるように、一対のブレース２０、２０は、クロスメンバ１８よりも車両後方に配置され、左右一対の縦メンバ１６、１６同士をたすき掛け状に掛け渡すように連結されている。各ブレース２０の車両前方端部は、ボルトＢを介してクロスメンバ１８の車両後方部位に締結固定されている。また、各ブレース２０の車両後方端部は、ボルトＢを介して縦メンバ１６の車幅方向内側に連結固定されている（図４参照）。 As shown in FIG. 4, the pair of braces 20 and 20 are arranged behind the cross member 18 and are connected so as to hang the pair of left and right vertical members 16 and 16 in a crossing shape. The vehicle front end of each brace 20 is fastened and fixed to the vehicle rear portion of the cross member 18 via bolts B. Further, the rear end portion of each brace 20 is connected and fixed to the inside of the vertical member 16 in the vehicle width direction via a bolt B (see FIG. 4).

本実施形態に係るフロントサブフレーム１０は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。 The front subframe 10 according to the present embodiment is basically configured as described above, and the effects thereof will be described next.

本実施形態では、車両衝突時に、各縦メンバ１６の下方へ向けた折れ変形を促進する変形促進部３０を設けている。この変形促進部３０は、各縦メンバ１６の車両前後方向に沿った中間部で、クロスメンバ１８とスタビ取付部２６との間に設けられている。 In the present embodiment, a deformation promoting unit 30 is provided to promote downward bending deformation of each vertical member 16 at the time of a vehicle collision. The deformation promoting portion 30 is an intermediate portion of each vertical member 16 along the vehicle front-rear direction, and is provided between the cross member 18 and the stabilizer mounting portion 26.

これにより、本実施形態では、それぞれ剛性・強度が高いスタビ取付部２６とクロスメンバ１８との間に変形促進部３０を配置することで、各縦メンバ１６の下折れ変形の変形促進作用に加えて、さらに、各縦メンバ１６の車両前後方向の部位との強度差によっても変形が促進される。この結果、本実施形態では、縦メンバ１６を変形促進部３０で確実に折ることができる。本実施形態では、変形促進部３０において衝突荷重を確実に吸収することで、フロントサブフレーム１０から車体側へ衝突荷重が伝達されることを抑制することができる。 As a result, in the present embodiment, by arranging the deformation promoting portion 30 between the stabilizer mounting portion 26 having high rigidity and strength and the cross member 18, in addition to the deformation promoting action of the downward bending deformation of each vertical member 16. Further, the deformation is promoted by the difference in strength between each vertical member 16 and the portion in the vehicle front-rear direction. As a result, in the present embodiment, the vertical member 16 can be reliably folded by the deformation promoting portion 30. In the present embodiment, by reliably absorbing the collision load in the deformation promoting portion 30, it is possible to suppress the transmission of the collision load from the front subframe 10 to the vehicle body side.

また、本実施形態では、変形促進部３０が、各縦メンバ１６の上面に設けられた段差部３２で構成されている。これにより、本実施形態では、それぞれ剛性・強度が高いスタビ取付部２６及びクロスメンバ１８の間に段差部３２を設けることで、段差部３２の車両前後方向の部位との強度差によって縦メンバ１６の下折れ変形を促進することができる。さらに加えて、本実施形態では、段差部３２へ応力が集中することによって下折れ変形をより一層促進することができ、縦メンバ１６を段差部３２で確実に折ることができる。 Further, in the present embodiment, the deformation promoting portion 30 is composed of a stepped portion 32 provided on the upper surface of each vertical member 16. As a result, in the present embodiment, by providing the step portion 32 between the stabilizer mounting portion 26 and the cross member 18 having high rigidity and strength, respectively, the vertical member 16 is provided due to the difference in strength between the step portion 32 and the portion in the vehicle front-rear direction. It is possible to promote downward bending deformation. Furthermore, in the present embodiment, the downward bending deformation can be further promoted by concentrating the stress on the stepped portion 32, and the vertical member 16 can be reliably folded at the stepped portion 32.

さらに、本実施形態では、スタビ取付部２６が、各縦メンバ１６から上方に向かって突出してスタビライザ２４の中間部を保持するスタビホルダ２８を有している。本実施形態では、縦メンバ１６が変形促進部３０（段差部３２）により一定角度で下方に折れると、スタビホルダ２８が折れた縦メンバ１６に当接する。これにより、本実施形態では、スタビホルダ２８を介して、縦メンバ１６に対して車両後方、且つ、下方へ向けて荷重を伝達することで、フロントサブフレーム１０を車体側から確実に脱落させることができる。 Further, in the present embodiment, the stabilizer mounting portion 26 has a stabilizer holder 28 that protrudes upward from each vertical member 16 and holds an intermediate portion of the stabilizer 24. In the present embodiment, when the vertical member 16 is bent downward by the deformation promoting portion 30 (step portion 32) at a certain angle, the stabilizer holder 28 comes into contact with the broken vertical member 16. As a result, in the present embodiment, the front subframe 10 can be reliably dropped from the vehicle body side by transmitting the load to the vertical member 16 from the vehicle body side toward the rear and downward sides via the stabilizer holder 28. it can.

さらにまた、本実施形態では、スタビ取付部２６が、ギヤボックス取付部３６に対して車幅方向外側にオフセットした位置に配置されている。本実施形態では、スタビ取付部２６とギヤボックス取付部３６とが車幅方向にオフセットして配置されることで、縦メンバ１６の下折れ変形の途中において、スタビ取付部２６とギヤボックス取付部３６とが互いに干渉（接触）することを防止している。これにより、スタビ取付部２６とギヤボックス取付部３６とが互いに接触しないため、縦メンバ１６の変形の妨げとなることを回避することができる。この結果、本実施形態では、フロントサブフレーム１０の変形モードのコントロールを確実に遂行することができると共に、所望の衝突ストロークを確保することができる。 Furthermore, in the present embodiment, the stabilizer mounting portion 26 is arranged at a position offset outward in the vehicle width direction with respect to the gear box mounting portion 36. In the present embodiment, the stabilizer mounting portion 26 and the gear box mounting portion 36 are arranged so as to be offset in the vehicle width direction, so that the stabilizer mounting portion 26 and the gear box mounting portion are arranged in the middle of the downward bending deformation of the vertical member 16. It prevents the 36 from interfering (contacting) with each other. As a result, the stabilizer mounting portion 26 and the gearbox mounting portion 36 do not come into contact with each other, so that it is possible to avoid hindering the deformation of the vertical member 16. As a result, in the present embodiment, it is possible to reliably control the deformation mode of the front subframe 10, and it is possible to secure a desired collision stroke.

１０ フロントサブフレーム
１６ 縦メンバ
１８ クロスメンバ
２４ スタビライザ
２６ スタビ取付部
２８ スタビホルダ
３０ 変形促進部
３２ 段差部
３４ ステアリングギヤボックス
３６ ギヤボックス取付部 10 Front subframe 16 Vertical member 18 Cross member 24 Stabilizer 26 Stabilizer mounting part 28 Stabilizer holder 30 Deformation promotion part 32 Step part 34 Steering gearbox 36 Gearbox mounting part

Claims (5)

車両前後方向に延びる左右一対の縦メンバと、前記左右一対の縦メンバの間で車幅方向に延びるクロスメンバとを有するフロントサブフレーム構造であって、
前記各縦メンバに設けられ、スタビライザが取り付けられるスタビ取付部と、
車両衝突時に、前記各縦メンバの下方へ向けた折れ変形を促進する変形促進部と、
を備え、
前記クロスメンバには、ステアリングギヤボックスを介してステアリングが取り付けられており、
前記変形促進部は、前記ステアリングが取り付けられる前記クロスメンバと前記スタビ取付部との間に設けられていることを特徴とするフロントサブフレーム構造。 A front subframe structure having a pair of left and right vertical members extending in the front-rear direction of the vehicle and a cross member extending in the vehicle width direction between the pair of left and right vertical members.
A stabilizer mounting portion provided on each of the vertical members and to which a stabilizer is mounted,
A deformation promoting unit that promotes downward bending deformation of each vertical member in the event of a vehicle collision,
With
A steering wheel is attached to the cross member via a steering gear box.
The front subframe structure is characterized in that the deformation promoting portion is provided between the cross member to which the steering wheel is mounted and the stabilizer mounting portion. 請求項１記載のフロントサブフレーム構造において、
前記変形促進部は、前記各縦メンバに設けられた段差部であることを特徴とするフロントサブフレーム構造。 In the front subframe structure according to claim 1,
The deformation promoting portion has a front subframe structure characterized by being a stepped portion provided on each of the vertical members. 請求項１又は請求項２記載のフロントサブフレーム構造において、
前記スタビ取付部は、前記各縦メンバから上方に向かって突出して前記スタビライザを保持するスタビホルダを有することを特徴とするフロントサブフレーム構造。 In the front subframe structure according to claim 1 or 2.
The front subframe structure is characterized in that the stabilizer mounting portion has a stabilizer holder that projects upward from each of the vertical members and holds the stabilizer. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載のフロントサブフレーム構造において、
前記クロスメンバは、ステアリングギヤボックスが取り付けられるギヤボックス取付部を備え、
前記スタビ取付部は、前記ギヤボックス取付部に対して車幅方向にオフセットした位置に配置されていることを特徴とするフロントサブフレーム構造。 In the front subframe structure according to any one of claims 1 to 3.
The cross member includes a gearbox mounting portion to which a steering gearbox is mounted.
The front subframe structure is characterized in that the stabilizer mounting portion is arranged at a position offset in the vehicle width direction with respect to the gear box mounting portion. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のフロントサブフレーム構造において、
前記ステアリングが取り付けられる前記クロスメンバの車両後方側に、左右一対の縦メンバ同士をたすき掛け状に掛け渡す一対のブレースが配置されていることを特徴とするフロントサブフレーム構造。 In the front subframe structure according to any one of claims 1 to 4.
A front subframe structure characterized in that a pair of braces that straddle a pair of left and right vertical members are arranged on the rear side of the cross member to which the steering wheel is attached .
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