JP2004256052A

JP2004256052A - サブフレームの取付構造

Info

Publication number: JP2004256052A
Application number: JP2003050954A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yoshida; 裕之吉田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2023-02-27
Also published as: JP4256695B2

Abstract

【課題】本発明では、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を課題とする。
【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

【０００１】
【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

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。