JP2008195332A - 自動車の車体前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】リアエンド部材に軽金属鋳物を使用した場合，リアエンド部材でのサブフレーム取り付け部の剛性を充分に強化しながら，正面衝突時には，該取り付け部を安定的に破壊し得るようにする。
【解決手段】ダッシュボード２から前方に延びる左右一対のフロントサイドフレーム６の前端下部と，フロントサイドフレーム６の後端に連設されるリアエンド部材５とにサブフレーム７の前後両端部を前部ボルト８及び後部ボルト９によりそれぞれ固着してなる，自動車の車体前部構造において，リアエンド部材５を軽金属鋳物で構成し，このリアエンド部材５の底壁１０には，後部ボルト８が螺合緊締される鉛直方向のボス１２と，このボス１２の外周面を底壁１０に連結する複数の補強リブ１３とを一体に形成し，これら補強リブ１３を囲む菱形のノッチ１４を底壁１０に凹設した。
【選択図】 図４

Description

本発明は，ダッシュボードから前方に延びる左右一対のフロントサイドフレームの前端下部と，フロントサイドフレームの後端に連設されるリアエンド部材とにサブフレームの前後両端部を前部ボルト及び後部ボルトによりそれぞれ固着してなる，自動車の車体前部構造の改良に関する。

自動車の車体前部構造の構成部材に軽金属鋳物を使用することが，特許文献１参照に開示されるように，既に知られている。またダッシュボードから前方に延びる左右一対のフロントサイドフレームの前端下部と，フロントサイドフレームの後端に連設されるリアエンド部材とにサブフレームの前後両端部をボルトにより固着してなる，自動車の車体前部構造において，リアエンド部材に軽金属鋳物を使用することも知られている。
特開２００２−１６６８５３号公報

ところで，ダッシュボードから前方に延びる左右一対のフロントサイドフレームの前端下部と，フロントサイドフレームの後端に連設されるリアエンド部材とにサブフレームの前後両端部をそれぞれボルトにより固着してなる，自動車の車体前部構造では，サブフレームに，エンジンを搭載すると共に，サスペンション機構を取り付けるので，リアエンド部材でのサブフレーム取り付け部は，走行安定性及び振動低減を確保するための高い剛性が要求され，一方，正面衝突時には，フロントサイドフレームの変形を安定させて衝突エネルギを吸収するために変形や破壊を可能にするという，通常時とは相反する特性が要求される。

従来，リアエンド部材に軽金属鋳物を使用した場合，リアエンド部材でのサブフレーム取り付け部の剛性確保のために，その取り付け部周りに補強リブを立設すること行われているが，その場合，正面衝突時の破壊荷重の上限までしか剛性強化をすることができなかった。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，リアエンド部材に軽金属鋳物を使用した場合，リアエンド部材でのサブフレーム取り付け部の剛性を充分に強化しながら，正面衝突時には，該取り付け部を安定的に破壊し得るようにした，前記自動車の車体前部構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，ダッシュボードから前方に延びる左右一対のフロントサイドフレームの前端下部と，フロントサイドフレームの後端に連設されるリアエンド部材とにサブフレームの前後両端部を前部ボルト及び後部ボルトによりそれぞれ固着してなる，自動車の車体前部構造において，
少なくともリアエンド部材を軽金属鋳物で構成し，このリアエンド部材の底壁には，前記後部ボルトが螺合緊締される鉛直方向のボスと，このボスの外周面を前記底壁に連結する複数の補強リブとを一体に形成し，これら補強リブを囲む菱形のノッチを前記底壁に凹設したことを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，少なくとも一部の前記補強リブを前記ノッチに近接させたことを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第１又は第２の特徴に加えて，前記菱形のノッチを，該菱形の長対角線が車体の前後方向を向くように配置したことを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，軽金属鋳物よりなるリアエンド部材の底壁に，前記後部ボルトが螺合緊締される鉛直方向のボスと，このボスの外周面を前記底壁に連結する複数の補強リブとを一体に形成し，これら補強リブを囲む菱形のノッチを前記底壁に凹設した簡単な構造により，リアエンド部材におけるサブフレームの取り付け部には，走行安定性及び振動低減を確保するための高い剛性を持たせ，また正面衝突時には，衝突エネルギを吸収するために安定した破壊を生じさせるという，相反する要求を満足させることができる。

本発明の第２の特徴によれば，複数枚の補強リブがノッチに近接するように延びていて，ノッチの内側の底壁の剛性を効果的に強化するので，正面衝突時，ボスからノッチの薄肉底部への衝撃荷重の伝達を効率良く行うことができ，該薄肉底部の破壊の安定化を図ることができる。

本発明の第３の特徴によれば，菱形のノッチでは，ボスより最も遠い前後の角部が鋭角となり，正面衝突時にその鋭角の角部の薄肉底部に大なる応力を集中させ，該薄肉底部の破壊の安定化を図ることができる。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の一実施例に基づいて以下に説明する。

図１は本発明の自動車の車体前部構造の斜視図，図２は図１の２矢視図，図３は図２の３部拡大断面図，図４は図３の４矢視図，図５は図４の５−５線拡大断面図である。

先ず，図１及び図２において，自動車の車体１は，車室の前面を形成するダッシュボード２と，このダッシュボード２の，後方下り勾配の傾斜壁２ａの後端に接続されるフロアボード３と，このフロアボード３を支持する左右一対のフレームフレーム４とを備えており，これらに次のような車体前部構造が接続される。

即ち，ダッシュボード２には，その前方に延びる左右一対のフロントサイドフレーム６が接続されると共に，左右同側のフロントサイドフレーム６及びフレームフレーム４間に，これらを強固に連結するリアエンド部材５が配設される。また各フロントサイドフレーム６の前端部には，その下方に突出するサブフレーム支持部６ａが一体に形成される。このサブフレーム支持部６ａとリアエンド部材５とは，両者の下面が略同一高さとなるように形成され，これらの下面に平面視で方形枠型のサブフレーム７の前端部及び後端部がそれぞれ前部ボルト８及び後部ボルト９により固着される。

図３及び図４において，上記リアエンド部材５は軽金属鋳物でされる。このリアエンド部材５は，前記ダッシュボード２の，後方下り勾配の傾斜壁２ａの下部に水平に配置されてフロアボード３の底面に重ねられる底壁１０と，この底壁１０の前端から起立してダッシュボード２の前面に重ねられる起立壁１１とを備えており，その底壁１０には，その上方に突出して前記傾斜壁２ａの下部空間に収まる鉛直方向のボス１２と，このボス１２の外周面を底壁１０の上面に一体に連結する放射状配置の複数枚（図示例では４枚）の補強リブ１３とが一体に形成され，これらボス１２及びリブ１３は，リアエンド部材５の鋳造時，同時に成形される。上記ボス１２には，その下方から前記後部ボルト９が螺合されるねじ孔１２ａが設けられる。

さらに底壁１０の上面には，上記複数枚の補強リブ１３を囲む菱形のノッチ１４が凹設され，このノッチ１４も，リアエンド部材５の鋳造時，ボス１２及びリブ１３と共に形成されるもので，図５に示すように，断面Ｖ字状をないしている。この菱形のリブ１３は，その菱形の中心，即ち長対角線Ａと短対角線Ｂとの交点がボス１２の中心Ｃと一致すると共に，長対角線Ａが車体１の前後方向を向くように配置される。前記リブ１３は，ノッチ１４に近接するように配置される。

一方，サブフレーム７の後端部上面には，前記後部ボルト９が貫通するボルト孔１５を中心に持つ円形の取り付け座１６が隆起形成される。

次に，この実施例の作用について説明する。

サブフレーム７の後端部をリアエンド部材５に連結する際には，取り付け座１６をリアエンド部材５のボス１２の下面に重ねた後，ボルト孔１５に下方から挿通した後部ボルト９をボス１２に螺合，緊締する。このボス１２を有するリアエンド部材５は，軽金属鋳物で構成されるので，その軽量化を図りつゝ，リアエンド部材５に対する，サブフレーム７を含む隣接部材の取り付け精度を高めることができる。

しかも，ボス１２の外周には，リアエンド部材５の底壁１０から起立する複数枚の補強リブ１３が形成されるので，リアエンド部材５の更なる軽量化のために底壁１０を薄肉に形成しても，ボス１２周りの剛性を充分に高めて，サブフレーム７の支持剛性を効果的に強化することができ，走行安定性の向上と振動低減に寄与し得る。

ところで，リアエンド部材５の底壁１０の上面には，複数枚のリブ１３を囲む菱形のノッチ１４が凹設されているが，サブフレーム７から後部ボルト９を介してボス１２に伝達される振動は，ボス１２を中心にして同心円状に広がるものであるから，その振動の波ｗがノッチ１４を通過するときは，その波ｗは，図４に示すように最大で４箇所でのみノッチ１４と交差することになる。つまり，振動の波ｗが，ノッチ１４全体に同時に作用することはない。したがって菱形のノッチ１４によるボス１２周りの剛性低下は極めて小さく，振動によるボス１２周りの撓みを小さく抑えることができる。

一方，この自動車の正面衝突時，衝撃荷重が前方からサブフレーム７に入力されると，サブフレーム７は，前後方向に長いため後部ボルト９周りの回転モーメントを受けることになり，この回転モーメントは，後部ボルト９からリアエンド部材５のボス１２に伝達し，さらに高剛性のボス１２及び補強リブ１３から，菱形のノッチ１４の薄肉底部へと伝達し，その薄肉底部に応力が集中する。その際，菱形のノッチ１４の薄肉底部では，ボス１２から最も離れた部分に最も大きい荷重が加わるから，菱形のノッチ１４の鋭角部から破壊が始まり，遂には菱形のノッチ１４の薄肉底部全体が破壊され，サブフレーム７が脱落することになり，以上により衝撃エネルギを効果的に吸収することができる。

特に，ボス１２に連結した複数枚の補強リブ１３がノッチ１４に近接するように延びていて，ノッチ１４の内側の底壁１０の剛性を効果的に強化しているので，ボス１２からノッチ１４の薄肉底部への衝撃荷重の伝達を効率良く行うことができ，該薄肉底部の破壊の安定化を図ることができる。

また菱形のノッチ１４は，該菱形の長対角線Ａが前記ボス１２の中心Ｃを通って車体１の前後方向を向くように配置されるので，該菱形でボス１２より最も遠い前後の角部が鋭角となり，正面衝突時にその鋭角の角部の薄肉底部に大なる応力を集中させ，これも該薄肉底部の破壊の安定化に寄与することになる。

かくして，軽金属製のリアエンド部材５におけるサブフレーム７の取り付け部には，走行安定性及び振動低減を確保するための高い剛性を持たせ，また正面衝突時には，衝突エネルギを吸収するために安定した破壊を生じさせるという，相反する要求を簡単な構造により満足させることができる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，フロントサイドフレーム６及びリアエンド部材５を軽金属鋳物で一体に構成することもできる。

本発明の自動車の車体前部構造の斜視図。 図１の２矢視図。 図２の３部拡大断面図。 図３の４矢視図。 図４の５−５線拡大断面図。

符号の説明

１・・・・車体
２・・・・ダッシュボード
５・・・・リアエンド部材 ６・・・・フロントサイドフレーム
７・・・・サブフレーム
８・・・・前部ボルト
９・・・・後部ボルト
１０・・・リアエンド部材の底壁
１２・・・ボス
１３・・・リブ
１４・・・菱形のノッチ
Ａ・・・・菱形のノッチの長対角線
Ｂ・・・・菱形のノッチの短対角線

Claims (3)

1. ダッシュボード（２）から前方に延びる左右一対のフロントサイドフレーム（６）の前端下部と，フロントサイドフレーム（６）の後端に連設されるリアエンド部材（５）とにサブフレーム（７）の前後両端部を前部ボルト（８）及び後部ボルト（９）によりそれぞれ固着してなる，自動車の車体前部構造において，
   少なくともリアエンド部材（５）を軽金属鋳物で構成し，このリアエンド部材（５）の底壁（１０）には，前記後部ボルト（８）が螺合緊締される鉛直方向のボス（１２）と，このボス（１２）の外周面を前記底壁（１０）に連結する複数の補強リブ（１３）とを一体に形成し，これら補強リブ（１３）を囲む菱形のノッチ（１４）を前記底壁（１０）に凹設したことを特徴とする，自動車の車体前部構造。
2. 請求項１記載の自動車の車体前部構造において，
   少なくとも一部の前記補強リブ（１３）を前記ノッチ（１４）に近接させたことを特徴とする，自動車の車体前部構造。
3. 請求項１又は２記載の自動車の車体前部構造において，
   前記菱形のノッチ（１４）を，該菱形の長対角線（Ａ）が車体（１）の前後方向を向くように配置したことを特徴とする，自動車の車体前部構造。

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