JP2016002871A - 車両前部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】サブフレームの車体上下方向の振動を効果的に抑制できる車両前部構造を得る。【解決手段】車体前後方向に沿って配置されるとともに、車体前部側が車体後部側よりも高位に配置されたフロントサイドメンバ１４と、前側固定部がフロントサイドメンバ１４の車体前部側に取り付けられ、後側固定部がフロントサイドメンバ１４の車体後部側に取り付けられることで、車体前部側におけるフロントサイドメンバ１４の車体下方側に配置されたサブフレーム２０と、サブフレーム２０の車体前後方向の中途部２２Ｃに設けられ、エンジンを支持するエンジンマウントが取り付けられたマウント支持部３２と、マウント支持部３２とフロントサイドメンバ１４とを連結する連結部材４０と、を備えた車両前部構造１０とする。【選択図】図１

Description

本発明は、車両前部構造に関する。

フロントサイドメンバの車体下方側に、エンジンを支持するサブフレームを備えた車両前部構造において、車幅方向から見た側面視で、サブフレームの車体前後方向中間部とフロントサイドメンバとを車体上下方向で連結する連結部材を備えた構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

特開２００８−１７４１７９号公報 特開２００５−０４７３６３号公報

ところで、サブフレームには、エンジンが振動することにより、車体上下方向の振動が励起される。しかしながら、上記構造では、サブフレームの変形量（振幅）が最も大きい部位に連結部材が連結されていないため、サブフレームの車体上下方向の振動を効果的に抑制できていない。このように、サブフレームの車体上下方向の振動を効果的に抑制する構造には、未だ改善の余地がある。

そこで、本発明は、サブフレームの車体上下方向の振動を効果的に抑制できる車両前部構造を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の車両前部構造は、車体前後方向に沿って配置されるとともに、車体前部側が車体後部側よりも高位に配置されたフロントサイドメンバと、前側固定部が前記フロントサイドメンバの前記車体前部側に取り付けられ、後側固定部が前記フロントサイドメンバの前記車体後部側に取り付けられることで、前記車体前部側における前記フロントサイドメンバの車体下方側に配置されたサブフレームと、前記サブフレームの車体前後方向の中途部に設けられ、エンジンを支持するエンジンマウントが取り付けられたマウント支持部と、前記マウント支持部と前記フロントサイドメンバとを連結する連結部材と、を備えている。

請求項１に記載の発明によれば、サブフレームのマウント支持部とフロントサイドメンバとが連結部材によって連結されている。ここで、エンジンを支持するエンジンマウントが取り付けられたマウント支持部には、エンジンが振動することによって直接的に荷重が入力される。つまり、サブフレームに励起される車体上下方向の振動における振幅は、荷重が入力されるマウント支持部付近が最も大きい。したがって、そのマウント支持部とフロントサイドメンバとを連結部材で連結することにより、サブフレームの車体上下方向の振動が効果的に抑制される。

また、請求項２に記載の車両前部構造は、請求項１に記載の車両前部構造であって、前記連結部材は、車幅方向から見た側面視で、前記前側固定部と前記後側固定部とを結ぶ仮想直線に対して直交する方向に沿って延在されている。

請求項２に記載の発明によれば、車幅方向から見た側面視で、前側固定部と後側固定部とを結ぶ仮想直線に対して直交する方向に沿って、連結部材が延在されている。つまり、連結部材は、側面視で、サブフレームに励起される振動の向きに沿って配置されている。したがって、サブフレームの車体上下方向の振動がより効果的に抑制される。なお、本発明における「直交」には、正確な直交から若干ずれた略直交も含まれる。

また、請求項３に記載の車両前部構造は、請求項１又は請求項２に記載の車両前部構造であって、前記連結部材は、平板状に形成された本体部を有し、前記本体部に断面凸状のビード部が形成されている。

請求項３に記載の発明によれば、連結部材が平板状に形成された本体部を有し、その本体部に断面凸状のビード部が形成されている。したがって、簡単な構成で連結部材における本体部の剛性及び強度が向上され、サブフレームの車体上下方向の振動がより効果的に抑制される。

また、請求項４に記載の車両前部構造は、請求項３に記載の車両前部構造であって、前記ビード部は、車幅方向から見た側面視で、前記前側固定部と前記後側固定部とを結ぶ仮想直線に対して直交する方向に沿って形成されている。

請求項４に記載の発明によれば、車幅方向から見た側面視で、前側固定部と後側固定部とを結ぶ仮想直線に対して直交する方向に沿って、ビード部が形成されている。つまり、ビード部は、側面視で、サブフレームに励起される振動の向きに沿って形成されている。したがって、サブフレームの車体上下方向の振動がより効果的に抑制される。なお、本発明における「直交」には、正確な直交から若干ずれた略直交も含まれる。

請求項１に係る発明によれば、サブフレームの車体上下方向の振動を効果的に抑制することができる。

請求項２に係る発明によれば、サブフレームの車体上下方向の振動をより効果的に抑制することができる。

請求項３に係る発明によれば、簡単な構成でサブフレームの車体上下方向の振動をより効果的に抑制することができる。

請求項４に係る発明によれば、簡単な構成でサブフレームの車体上下方向の振動をより一層効果的に抑制することができる。

第１実施形態に係る車両前部構造を示す斜視図である。 第１実施形態に係る車両前部構造を示す側面図である。 第１実施形態に係る車両前部構造を一部断面で示す拡大正面図である。 連結部材の締結構造を示す斜視図である。 連結部材の締結構造を示す斜視図である。 第２実施形態に係る車両前部構造を示す側面図である。 比較例に係る車両前部構造を示す側面図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＬＨを車体左方向とする。また、以下の説明で、特記することなく上下、前後、左右の方向を記載した場合は、車体上下方向の上下、車体前後方向の前後、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。更に、各図では、車両１２の左側が示されているが、車両１２の右側も左右対称で同一である。

＜第１実施形態＞
まず、第１実施形態に係る車両前部構造１０について説明する。図１、図２に示されるように、車両１２の前部側には、車体前後方向に沿って延在するフロントサイドメンバ１４が、左右に予め決められた間隔を隔てて一対で配設されている。図１、図３に示されるように、各フロントサイドメンバ１４は、断面ハット型形状とされたインナパネル１４Ａと平板状とされたアウタパネル１４Ｂとが接合されることで、矩形閉断面形状に形成されている。

図１、図２に示されるように、各フロントサイドメンバ１４の前端部には、それぞれ矩形閉断面形状のクラッシュボックス１６が設けられている。詳細に説明すると、各フロントサイドメンバ１４の前端部には、それぞれ矩形枠状のフランジ部１４Ｃが一体に形成されており、各クラッシュボックス１６の後端部にも、それぞれフランジ部１４Ｃと同じ大きさとされた矩形枠状のフランジ部１６Ａが形成されている。そして、各フランジ部１４Ｃ、１６Ａには、それぞれボルト締結用の孔部（図示省略）が形成されている。

したがって、各フランジ部１４Ｃと各フランジ部１６Ａとが重ね合わされて、互いに連通した各孔部にボルト５０が挿通されてナット５２に螺合されることにより、各フロントサイドメンバ１４の前端部に、それぞれクラッシュボックス１６が同軸的に取り付けられている。そして、各クラッシュボックス１６の前端部には、車幅方向に延在する矩形閉断面形状のフロントバンパリインフォースメント１８が架設されている。

また、各フロントサイドメンバ１４には、それぞれ車体前部側を車体後部側よりも高位（高い位置）に配置させるための傾斜部（キックアップ部）１５が形成されている。そして、各傾斜部１５の車体前方側、即ち各傾斜部１５を含む車体前部側のフロントサイドメンバ１４の車体下方側には、サブフレームとしてのサスペンションメンバ２０が配設されている。

サスペンションメンバ２０は、平面視で、車体前方側が開放した略「Ｕ」字状に形成されており、車体前後方向に延在する左右一対のサイドフレーム２２の車体前後方向の中途部２２Ｃが、車幅方向に延在するクロスフレーム２４によって連結されている。そして、各サイドフレーム２２（サスペンションメンバ２０の左右両側）の後端部に設けられた後側固定部２２Ｂが、それぞれ傾斜部１５の下端部（車体後部側のフロントサイドメンバ１４の下壁）にボルト５０によって締結固定されている。

また、各サイドフレーム２２の中途部２２Ｃよりも車体前方側部分は、車体上方前側へ向かって屈曲成形されており、各サイドフレーム２２の前端部に設けられた前側固定部２２Ａは、それぞれフロントサイドメンバ１４の前端部（フランジ部１４Ｃの後側における車体前部側のフロントサイドメンバ１４の下壁）にボルト（図示省略）によって締結固定されている。これにより、サスペンションメンバ２０は、各フロントサイドメンバ１４に吊り下げられた状態で支持されている。

なお、各サイドフレーム２２の前端部（前側固定部２２Ａの車体前方側）には、それぞれクラッシュボックス２６が設けられており、各クラッシュボックス２６の前端部には、車幅方向に延在する矩形閉断面形状のフロントロアバンパリインフォースメント２８が架設されている。また、各サイドフレーム２２の中途部２２Ｃよりも車体後方側部分には、それぞれサスペンションを構成する図示しないロアアームを取り付けるためのブラケット３０が設けられている。

また、各サイドフレーム２２の中途部２２Ｃにおける外側壁には、それぞれ後述するエンジンマウント３４が取り付けられるマウント支持部３２が設けられている。図３に示されるように、サスペンションメンバ２０の車体上方側には、エンジン３６が配設されており、そのエンジン３６の左右両側に形成された車幅方向外側へ張り出す張出部３８が、それぞれエンジンマウント３４によって車体下方側から支持されている。

各エンジンマウント３４は、円柱状に形成されたゴム等の弾性体を含んで構成されており、各エンジンマウント３４の下端部には、ナット部（図示省略）が形成されている。また、各マウント支持部３２には、ボルト締結用の孔部（図示省略）が形成されている。したがって、各エンジンマウント３４は、各マウント支持部３２の孔部に車体下方側からボルト５０（図５参照）が挿通されてナット部に螺合されることにより、各マウント支持部３２に締結固定されている。

なお、各マウント支持部３２は、各エンジンマウント３４を車体下方側から支持可能な剛性及び強度を有する形状に形成されていればよく、その形状は特に限定されない。但し、各マウント支持部３２は、各フロントサイドメンバ１４よりも車幅方向内側に配置されるようになっている。

図１〜図３に示されるように、各マウント支持部３２と各フロントサイドメンバ１４とは、それぞれ連結部材４０によって連結されている。各連結部材４０は、車体上下方向に延在する平板状の本体部４２と、本体部４２の上端部に形成された上側連結部４４と、本体部４２の下端部に形成された下側連結部４６と、を有している。

下側連結部４６は、本体部４２の下部側が車幅方向内側へ折り曲げられることによって形成されており、マウント支持部３２にエンジンマウント３４と共にボルト締結されることによって取り付けられている。すなわち、下側連結部４６には、ボルト締結用の孔部４６Ａ（図５参照）が形成されており、マウント支持部３２とエンジンマウント３４との間に下側連結部４６が挟み込まれ、かつ、その孔部４６Ａにもボルト５０（図５参照）が挿通されてナット部に螺合されることにより、それらが共締めされている。

上側連結部４４は、本体部４２の上部側が車幅方向外側へ折り曲げられることによって形成されており、車体前部側のフロントサイドメンバ１４の下壁にボルト締結されることによって（車体下方側からボルト５０が螺合されることによって）取り付けられている。したがって、上側連結部４４には、ボルト締結用の孔部４４Ａが形成されており、フロントサイドメンバ１４の下壁にも、ボルト締結用の孔部（図示省略）が形成されている。そして、フロントサイドメンバ１４の下壁には、その孔部と同軸的にウエルドナット５４（図１参照）が設けられている。

本体部４２には、断面凸状となる補強用のビード部４８が形成されている。図２に示されるように、このビード部４８は、車幅方向から見た側面視で、サイドフレーム２２の前側固定部２２Ａと後側固定部２２Ｂとを結ぶ仮想直線Ｋに対して略直交する方向に沿って形成されている。

なお、図示のビード部４８は、車幅方向外側に向かって凸状となるように形成されているが、ビード部４８は、車幅方向内側に向かって凸状となるように形成されていてもよい。また、本体部４２の両側部（車体前方側及び車体後方側の各辺縁部）を車幅方向内側又は外側に折り曲げてフランジ部（図示省略）を形成し、本体部４２を更に補強するようにしてもよい。

また、図４（Ａ）に示されるように、上側連結部４４に形成する締結用の孔部４４Ａは、車体前後方向に長い長孔とされている。そして、その長孔とされた孔部４４Ａの長手方向中央部に車体下方側からボルト５０が挿通されて、上側連結部４４がフロントサイドメンバ１４の下壁に締結されている。

これにより、車両１２が前面衝突（フルラップ衝突やオフセット衝突）したときなど、車体前方側から比較的大きな荷重が入力されたときに、フロントサイドメンバ１４とサスペンションメンバ２０との相対的な車体前後方向の移動を連結部材４０が阻害しないようになっている。

つまり、連結部材４０は、フロントサイドメンバ１４又はサスペンションメンバ２０と共に、車体前後方向へ移動可能になっている。なお、上側連結部４４ではなく、下側連結部４６に形成する締結用の孔部４６Ａを、車体前後方向に長い長孔にしてもよい。すなわち、上側連結部４４の孔部４４Ａ及び下側連結部４６の孔部４６Ａの何れか一方が車体前後方向に長い長孔になっていればよい。

また、上側連結部４４の孔部４４Ａ（又は下側連結部４６の孔部４６Ａ）は、図４（Ｂ）に示されるような歯型形状にしてもよい。この場合、フロントサイドメンバ１４とサスペンションメンバ２０との相対的な車体前後方向への移動を連結部材４０が阻害しないように、車体前後方向に沿って歯が突出しない形状にすることが望ましい。

更に、図５に示されるように、上側連結部４４に形成する締結用の孔部４４Ａを車体前後方向に長い長孔とし、下側連結部４６に形成する締結用の孔部４６Ａを車幅方向に長い長孔にしてもよい。このような構成にすると、孔部４４Ａによって、上記と同様の作用効果が得られるとともに、フロントサイドメンバ１４及びサスペンションメンバ２０に連結部材４０を組み付けるときに、孔部４６Ａによって、車幅方向における組み付け位置の誤差を吸収することができる。よって、連結部材４０の組み付けが容易にできる。

なお、図示しないが、上側連結部４４に形成する締結用の孔部４４Ａを車幅方向に長い長孔とし、下側連結部４６に形成する締結用の孔部４６Ａを車体前後方向に長い長孔にしてもよい。この場合は、孔部４６Ａによって、上記と同様の作用効果が得られるとともに、フロントサイドメンバ１４及びサスペンションメンバ２０に連結部材４０を組み付けるときに、孔部４４Ａによって、車幅方向における組み付け位置の誤差を吸収することができる。

以上のような構成とされた第１実施形態に係る車両前部構造１０において、次にその作用について説明する。なお、図２、図７において、サイドフレーム２２（サスペンションメンバ２０）が最も大きく変形（振動）したときの状態が仮想線にて示されているが、その状態は、本実施形態を理解し易くするために、誇張して描かれている。

まず、本実施形態に係る連結部材４０が設けられていない比較例に係る車両前部構造１００について説明する。エンジン３６が振動することによって、エンジンマウント３４を介して、マウント支持部３２に直接的に荷重が入力されると、図７に示されるように、サスペンションメンバ２０のサイドフレーム２２には、略上下方向（側面視で仮想直線Ｋに対して略直交する方向）へ向かう振動が励起される。

すなわち、前側固定部２２Ａと後側固定部２２Ｂとがフロントサイドメンバ１４に固定された状態で、サイドフレーム２２のマウント支持部３２を含む中途部２２Ｃ付近が、略上下方向（側面視で仮想直線Ｋに対して略直交する方向）に振動する。このマウント支持部３２を含む中途部２２Ｃ付近が、サイドフレーム２２（サスペンションメンバ２０）の低次の共振現象における振動の腹となる部分（変形量（振幅）が最も大きい部分）である。

一方、本実施形態に係る車両前部構造１０では、そのマウント支持部３２とフロントサイドメンバ１４とを連結部材４０によって連結している。したがって、エンジン３６が振動することによって、エンジンマウント３４を介して、マウント支持部３２に直接的に荷重が入力されても、図２に示されるように、サイドフレーム２２に励起される略上下方向（側面視で仮想直線Ｋに対して略直交する方向）の振動が、比較例に係る車両前部構造１００よりも低減される。

つまり、比較例に係る車両前部構造１００では、前側固定部２２Ａと後側固定部２２Ｂとがフロントサイドメンバ１４に固定された状態で、サイドフレーム２２のマウント支持部３２を含む中途部２２Ｃ付近が略上下方向に振動する。これに対し、本実施形態に係る車両前部構造１０では、前側固定部２２Ａと後側固定部２２Ｂとマウント支持部３２とがフロントサイドメンバ１４に固定された状態で、サイドフレーム２２の中途部２２Ｃよりも前側部分が略上下方向に振動する。したがって、本実施形態に係る車両前部構造１０における振幅は、比較例に係る車両前部構造１００における振幅よりも小さくなる。

このように、本実施形態に係る車両前部構造１０によれば、サイドフレーム２２（サスペンションメンバ２０）に励起される略上下方向の振動を効果的に抑制することができる。しかも、連結部材４０（本体部４２）には、ビード部４８が形成されているので、簡単な構成で連結部材４０（本体部４２）の剛性及び強度を向上させることができる。よって、サスペンションメンバ２０（サイドフレーム２２）を連結部材４０によって補強することができ、その振動をより効果的に抑制することができる。

また、そのビード部４８は、側面視で、前側固定部２２Ａと後側固定部２２Ｂとを結ぶ仮想直線Ｋと略直交する方向に沿って形成されている。つまり、ビード部４８は、側面視で、サイドフレーム２２（サスペンションメンバ２０）に励起される振動の向きに沿って形成されている。

したがって、側面視で仮想直線Ｋに対して略直交する方向における連結部材４０（本体部４２）の剛性及び強度をより一層向上させることができ、その方向へのサイドフレーム２２（サスペンションメンバ２０）の振動をより効果的に抑制することができる。よって、その振動に起因して車室内に発生する騒音を抑制することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る車両前部構造１０について説明する。なお、上記第１実施形態と同等の部位には、同じ符号を付して詳細な説明（共通する作用も含む）は適宜省略する。

図６に示されるように、この第２実施形態に係る車両前部構造１０では、連結部材４０の本体部４２が、車幅方向から見た側面視で、サイドフレーム２２の前側固定部２２Ａと後側固定部２２Ｂとを結ぶ仮想直線Ｋに対して略直交する方向に沿って延在する形状に形成されている。つまり、この連結部材４０の本体部４２は、側面視で、サイドフレーム２２（サスペンションメンバ２０）に励起される振動の向きに沿って配置されている。

したがって、エンジン３６が振動することによって、エンジンマウント３４を介して、マウント支持部３２に直接的に荷重が入力されても、サイドフレーム２２（サスペンションメンバ２０）に励起される略上下方向（側面視で仮想直線Ｋに対して略直交する方向）の振動を効果的に抑制することができる。

なお、この第２実施形態の場合、連結部材４０の本体部４２が、側面視で仮想直線Ｋに対して略直交する方向に沿って配置されるため、その方向（本体部４２の延在方向）に沿ったビード部４８を形成しなくても、効果的に振動を抑制することができる。しかし、図６に示されるように、その方向に沿ったビード部４８を本体部４２に形成して、その本体部４２を補強するようにしてもよい。

以上、本実施形態に係る車両前部構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係る車両前部構造１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、連結部材４０の下側連結部４６は、エンジンマウント３４と共にボルト締結される（共締めされる）構成に限定されるものではない。

また、ビード部４８は、連結部材４０の本体部４２に、図示の１本だけ形成される構成に限定されるものではなく、側面視で仮想直線Ｋに対して略直交する方向に沿って複数本形成される構成とされていてもよい。更に、連結部材４０の剛性及び強度が充分に確保されるようになっていれば、本体部４２にビード部４８が形成されていなくてもよい。

また、連結部材４０が、サイドフレーム２２（サスペンションメンバ２０）に励起される略上下方向の振動を効果的に抑制できるようになっていれば、ビード部４８及び本体部４２が、側面視で仮想直線Ｋに対して略直交する方向に沿って設けられていなくてもよい。また、本発明に係るサブフレームは、少なくともエンジン３６を支持するフレームであればよく、サスペンションメンバ２０に限定されるものではない。

１０ 車両前部構造
１４ フロントサイドメンバ
２０ サスペンションメンバ（サブフレーム）
２２Ａ 前側固定部
２２Ｂ 後側固定部
２２Ｃ 中途部
３２ マウント支持部
３４ エンジンマウント
３６ エンジン
４０ 連結部材
４２ 本体部
４８ ビード部
Ｋ 仮想直線

Claims (4)

1. 車体前後方向に沿って配置されるとともに、車体前部側が車体後部側よりも高位に配置されたフロントサイドメンバと、
   前側固定部が前記フロントサイドメンバの前記車体前部側に取り付けられ、後側固定部が前記フロントサイドメンバの前記車体後部側に取り付けられることで、前記車体前部側における前記フロントサイドメンバの車体下方側に配置されたサブフレームと、
   前記サブフレームの車体前後方向の中途部に設けられ、エンジンを支持するエンジンマウントが取り付けられたマウント支持部と、
   前記マウント支持部と前記フロントサイドメンバとを連結する連結部材と、
   を備えた車両前部構造。
2. 前記連結部材は、車幅方向から見た側面視で、前記前側固定部と前記後側固定部とを結ぶ仮想直線に対して直交する方向に沿って延在されている請求項１に記載の車両前部構造。
3. 前記連結部材は、平板状に形成された本体部を有し、前記本体部に断面凸状のビード部が形成されている請求項１又は請求項２に記載の車両前部構造。
4. 前記ビード部は、車幅方向から見た側面視で、前記前側固定部と前記後側固定部とを結ぶ仮想直線に対して直交する方向に沿って形成されている請求項３に記載の車両前部構造。

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