JP2004256052A - サブフレームの取付構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】サブフレーム1内には、ボルト41が挿通可能な略円筒状の内側カラー31が設けられ、この内側カラー31の下端部31cには、その中心軸方向へ突出する突出部31dが設けられている。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、サブフレームをボルトにより車体下部へ取り付けるサブフレームの取付構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、車両の前面衝突時における車室の変形防止対策として、車両前部に配設されるサブフレームを衝突時に脱落させ、車体下方に潜らせることでサブフレームによる車室の変形を防止する技術がある。このような技術としては、サブフレームと車体とを接合するボルトを衝突時に破断させることで、サブフレームを車体から脱落させる技術がある(たとえば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
実開昭52−11717号(実願昭50−96310号)の明細書および図面(第4頁、第2図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のような技術では、サブフレームを車体に強固に接合させるためにボルトを頑丈なものにすると、ボルトが破断せずにサブフレームが車体から脱落しないおそれがあった。
【0005】
そこで、本発明の課題は、車両の衝突時にボルトを確実に破断することができるサブフレームの取付構造を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決した本発明のうちの請求項1に記載の発明は、サブフレームをボルトにより車体下部へ取り付けるサブフレームの取付構造であって、前記サブフレーム内に、前記ボルトが挿通可能な略円筒状のカラーを設け、このカラーの下端部に、その中心軸方向へ突出する突出部を設けたことを特徴とする。
【0007】
ここで、「車体」とは、サブフレームが取り付けられる相手側のパネルのことをいい、たとえばダッシュパネル、ダッシュパネルを補強するダッシュサイドメンバ、車両のドアの下方に配設されるサイドシルに連続するように接続されるボディサイドフレームなどのパネルをいう。
【0008】
請求項1に記載の発明によれば、車両が衝突してサブフレームに衝突荷重が加わると、その衝突荷重はカラー下端部に設けられた突出部を介してボルトの下端側に集中的に加わる。このように、ボルトの下端側、すなわち車体から最も離れている部分に衝突荷重が加わると、このボルトに車体とサブフレームとの境界部分を支点にした大きな曲げモーメントがかかることとなる。
【0009】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明の構成において、前記サブフレームを前記車体に前記ボルトで締結したときに前記サブフレームと前記車体との境界部分に位置する切り欠きを、前記ボルトに設けたことを特徴とする。
【0010】
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明による作用に加え、車両が衝突した際には、車体とサブフレームとの境界部分に位置する切り欠きに、大きな曲げモーメントが加わる。
【0011】
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明の構成において、前記切り欠きは、前記ボルトに形成される雄ねじ部の一部であることを特徴とする。
【0012】
請求項3に記載の発明によれば、請求項2に記載の発明による作用に加え、ボルトの雄ねじ部を形成するときに、破断に寄与する切り欠きも同時に形成されることとなる。
【0013】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明の構成において、前記ボルトを螺合する車体側部材が前記車体の上面に設けられるとともに、前記車体側部材の雌ねじ部が、前記車体側部材の下端まで形成されることを特徴とする。
【0014】
請求項4に記載の発明によれば、請求項3に記載の発明による作用に加え、車体側部材の雌ねじ部がその下端まで形成されるので、ボルトの車体側に突出する雄ねじ部全体が車体側部材と螺合して車体に固定されることとなる。すなわち、この車体側部材によってボルトの車体側に突出する部分が全て車体に固定されるので、車両の衝突時に加わる曲げモーメントの支点を確実に車体とサブフレームとの境界部分に位置させることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係るサブフレームの取付構造の詳細について説明する。参照する図面において、図1は本発明に係るサブフレームの取付構造を示す断面図であり、図2は車両が前面衝突したときのサブフレームの取付構造の作用を示す図であり、衝突前の状態を示す断面図(a)と、衝突後の状態を示す断面図(b)である。
【0016】
本実施形態に係るサブフレームの取付構造は、図1に示すように、サブフレーム1と、ダッシュサイドメンバ(車体)2と、サブフレームマウント3と、締結体4とで主に構成されている。そして、サブフレーム1は、サブフレームマウント3を介してダッシュサイドメンバ2の下部に締結体4のボルト41により取り付けられている。
【0017】
サブフレーム1は、車両の前後方向に延びるフレームであり、車両前部の両側に配設されている。このサブフレーム1は、その前部および後部が車両の左右方向に延びる図示しないクロスメンバと接合されることで、平面視で井桁形状の骨格となって図示しないエンジンなどを支持している。また、このサブフレーム1の上壁11には、後記する内側ゴム32を装着した内側カラー31が挿通可能な貫通孔11aが形成され、その下壁12には、後記するホルダ13が挿通可能な貫通孔12aが形成されている。
【0018】
ダッシュサイドメンバ2は、図2(a)に示すように、車室Rを形成するダッシュパネル5の下側前部を補強する部品であり、車両の左右方向に延びるように形成されている。このダッシュサイドメンバ2の下壁21には、ボルト41が挿通可能な貫通孔21aが形成されている。
【0019】
サブフレームマウント3は、内側カラー31、内側ゴム32および外側カラー33を主に有しており、サブフレーム1に接合されたホルダ13を介してサブフレーム1内に配設されている。また、このサブフレームマウント3には、その下側に下側ステイ37が配設されるとともに、その上側に外側ゴム35、上側ステイ36が配設されている。
【0020】
内側カラー31は、ボルト41が挿通可能な大きさの貫通孔31aを有する略円筒状の部品である。また、この内側カラー31は、その上下の長さがサブフレーム1の上下の長さよりも長めに形成されており、その上端部31bおよび下端部31cがサブフレーム1の上壁11および下壁12から突出するように配設されている。そして、この内側カラー31の下端部31cには、その中心軸方向へ突出する突出部31dが形成されている。
【0021】
内側ゴム32は、内側カラー31の外周面に接着される部品であり、サブフレーム1から内側カラー31へ伝わる振動を吸収するためにこれらの間に配設されている。また、内側ゴム32には、その略中央に外側へ膨出する膨出部32aが形成されるとともに、その下側に膨出部32aよりもさらに外側に延出する延出部32bが形成されている。そして、膨出部32aの外周面には、内側に向かって窪む凹部32cが形成されている。
【0022】
外側カラー33は、内側ゴム32の膨出部32aに接着される部品であり、その略中央に前記凹部32cと係合する凸部33aが形成され、その下側に前記延出部32bの上面と当接するフランジ部33bが外側へ折り曲げられるように形成されている。ホルダ13は、一体に接着された前記内側カラー31、内側ゴム32および外側カラー33が圧入される部品であり、その上端に内側ゴム32の膨出部32aや外側カラー33を覆うような上フランジ部13aが内側に折り曲げられるように形成され、その下端に前記フランジ部33bの上面と当接する下フランジ部13bが形成されている。
【0023】
外側ゴム35は、内側カラー31の上端部31bが挿通可能な略リング状の部品であり、サブフレーム1からダッシュサイドメンバ2へ伝わる振動を吸収するためにこれらの間に配設されている。上側ステイ36は、外側ゴム35、内側ゴム32および内側カラー31の上面に当接する略板状の部品であり、その略中央部にボルト41が挿通可能な貫通孔36aが形成されている。下側ステイ37は、内側ゴム32と内側カラー31の下面に当接する略板状の部品であり、その略中央部にボルト41が挿通可能な貫通孔37aが形成されている。
【0024】
締結体4は、ボルト41と、ダッシュサイドメンバ2に一体に接合される車体側部材42、補強ステイ43およびナット44とを主に有している。ボルト41は、その締結完了後の状態において雄ねじ部(切り欠き)41aの下端(終端)41bが、ダッシュサイドメンバ2の下壁21の近傍(サブフレーム1とダッシュサイドメンバ2との境界部分)に位置するように形成されている。なお、この下端41bは、その螺子切りされた部分がボルト41の他の部分よりも脆弱した部分となることにより、車両衝突時に破断の起点となる切り欠きとして作用する。
【0025】
車体側部材42は、ボルト41が挿通可能な挿通孔42aを有する部品であり、ダッシュサイドメンバ2の下壁21の上面に配設されて接合されている。また、挿通孔42aは、この車体側部材42の上端から下端まで貫通するように形成されている。
【0026】
補強ステイ43は、適所にボルト41が挿通可能な貫通孔43aが形成されるとともに、その両端に形成されるフランジ部43b,43bがダッシュサイドメンバ2に接合されている。ナット44は、ボルト41と螺合する部品であり、その下端が補強ステイ43に接合されている。
【0027】
次に、サブフレーム1をダッシュサイドメンバ2に取り付ける方法について図1を参照して説明する。
まず、ホルダ13の各フランジ部13a,13bをサブフレーム1に接合させ、このホルダ13内に、一体に接着した内側カラー31、内側ゴム32および外側カラー33を圧入させる。続いて、このサブフレーム1とダッシュサイドメンバ2との間に、上側ステイ36および外側ゴム35を配設させるとともに、サブフレーム1の下側に下側ステイ37を配設させる。
【0028】
そして、予めダッシュサイドメンバ2に接合されたナット44にボルト41を螺合させることで、ダッシュサイドメンバ2にサブフレーム1が固定されることとなる。なお、このようにサブフレーム1をダッシュサイドメンバ2にボルト41で締結したときには、このボルト41に形成された雄ねじ部41aの下端41bが、サブフレーム1とダッシュサイドメンバ2との境界部分に位置することとなる。
【0029】
次に、車両が前面衝突した場合におけるサブフレーム1の取付構造の作用について図2を参照して説明する。
図2(a)に示すように、車両が前面衝突してサブフレーム1に後方に向かう衝突荷重Pが加わると、その衝突荷重Pは内側カラー31の突出部31dを介してボルト41の下端側に集中的に加わる。このように、ボルト41の下端側、すなわちダッシュサイドメンバ2から最も離れている部分に衝突荷重Pが加わると、このボルト41にダッシュサイドメンバ2とサブフレーム1との境界部分を支点にした大きな曲げモーメントがかかることとなる。そして、このような大きな曲げモーメントがダッシュサイドメンバ2とサブフレーム1との境界部分に加わることで、図2(b)に示すように、ボルト41がその雄ねじ部41aの下端41bから破断することとなる。
【0030】
以上によれば、本実施形態において、次のような効果を得ることができる。
(1)内側カラー31の下端部31cに突出部31dを設けることにより、車両衝突時にボルト41の下端側に衝突荷重Pが集中して加わって大きな曲げモーメントがボルト41に加わるので、仮にサブフレーム1をダッシュサイドメンバ2に強固に接合させるためにボルト41を頑丈なものにしても、ボルト41を確実に破断して、サブフレーム1を確実に脱落させることができる。
(2)雄ねじ部41aの下端41bに大きな曲げモーメントが加わるので、この下端41aを起点としてボルト41を確実に破断させて、サブフレーム1を確実に脱落させることができる。
【0031】
以上、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
本実施形態では、車両前部に配設されるサブフレーム1に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、車両後部のサブフレームに本発明を適用してもよい。
【0032】
本実施形態では、補強ステイ43に接合したナット44にボルト41を螺合させたが、本発明はこれに限定されず、たとえば図3に示すように、車体側部材42に雌ねじ部42bをその上端から下端まで貫通するように設け、この雌ねじ部42bにボルト41を螺合させてもよい。このような構造によれば、ボルト41に加わる曲げモーメントの支点は、ボルト41の先端部分(ダッシュサイドメンバ2内に挿入された部分)の大部分が車体側部材42と螺合してダッシュサイドメンバ2に固定されることにより、確実にダッシュサイドメンバ2の下壁21から下方に突出する雄ねじ部41aの下端41bに位置することとなる。
【0033】
すなわち、車両衝突時に加わる曲げモーメントの支点を確実にダッシュサイドメンバ2とサブフレーム1との境界部分に位置させることができるので、ボルト41をその雄ねじ部41aの下端41bから破断させることができ、サブフレーム1を確実に脱落させることができる。また、この構造では、車体側部材42の上部が補強ステイ43で補強されるため、衝突時にボルト41の先端側が動くことがなく、ボルト41を確実に雄ねじ部41aの下端41bから破断させることができる。
【0034】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、カラーの下端部に突出部を設けることにより、車両の衝突時に大きな曲げモーメントがボルトに加わるので、ボルトを確実に破断することができる。
【0035】
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明による効果に加え、ボルトの切り欠きに大きな曲げモーメントが加わるので、ボルトをより確実に破断することができる。
【0036】
請求項3に記載の発明によれば、請求項2に記載の発明による効果に加え、ボルトの雄ねじ部を形成するときに同時に切り欠きも形成されるので、その製造に要する時間を短縮することができる。
【0037】
請求項4に記載の発明によれば、請求項3に記載の発明による効果に加え、車両の衝突時に加わる曲げモーメントの支点を確実に車体とサブフレームとの境界部分に位置させることができるので、境界部分でボルトを確実に破断させることができ、車体からサブフレームを確実に脱落させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るサブフレームの取付構造を示す断面図である。
【図2】車両が前面衝突したときのサブフレームの取付構造の作用を示す図であり、衝突前の状態を示す断面図(a)と、衝突後の状態を示す断面図(b)である。
【図3】本発明の他の実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 サブフレーム
2 ダッシュサイドメンバ(車体)
3 サブフレームマウント
31 内側カラー
31a 貫通孔
31b 上端部
31c 下端部
31d 突出部
4 締結体
41 ボルト
41a 雄ねじ部(切り欠き)
41b 下端
42 車体側部材
42b 雌ねじ部
Claims (4)
- サブフレームをボルトにより車体下部へ取り付けるサブフレームの取付構造であって、
前記サブフレーム内に、前記ボルトが挿通可能な略円筒状のカラーを設け、
このカラーの下端部に、その中心軸方向へ突出する突出部を設けたことを特徴とするサブフレームの取付構造。 - 前記サブフレームを前記車体に前記ボルトで締結したときに前記サブフレームと前記車体との境界部分に位置する切り欠きを、前記ボルトに設けたことを特徴とする請求項1に記載のサブフレームの取付構造。
- 前記切り欠きは、前記ボルトに形成される雄ねじ部の一部であることを特徴とする請求項2に記載のサブフレームの取付構造。
- 前記ボルトを螺合する車体側部材が前記車体の上面に設けられるとともに、
前記車体側部材の雌ねじ部が、前記車体側部材の下端まで形成されることを特徴とする請求項3に記載のサブフレーム構造。
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KR101324532B1 (ko) * | 2012-01-30 | 2013-11-01 | 현대자동차주식회사 | 차량용 서브프레임의 장착구조 |
JP2017128175A (ja) * | 2016-01-19 | 2017-07-27 | 本田技研工業株式会社 | 車体構造 |
CN109383621A (zh) * | 2017-08-09 | 2019-02-26 | 三菱自动车工业株式会社 | 横梁的安装构造 |
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