JP2018161982A - フロントサブフレーム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】サイドメンバとクロスメンバ本体との連結部において応力分散を図り、前後方向の耐力を向上させることができるフロントサブフレーム構造の提供を目的とする。
【解決手段】サスペンションアームを支持するクロスメンバ本体２０と、該クロスメンバ本体２０の左右両側前部から車両前方に延びる左右一対の筒状のサイドメンバ３０と、を備え、クロスメンバ本体２０はロアパネル２２とアッパパネル２４とから構成され、ロアパネル２２とアッパパネル２４との何れか一方に、サイドメンバ３０の後部を嵌める嵌合凹部２２ａが設けられ、ロアパネル２２とアッパパネル２４との何れか他方に、筒状のサイドメンバ３０内に嵌入される嵌入部２４ａが設けられ、クロスメンバ本体２０とサイドメンバ３０とが互いに溶接固定されたことを特徴とする。
【選択図】図１３

Description

この発明は、サスペンションアームを支持するクロスメンバ本体と、該クロスメンバ本体の左右両側前部から車両前方に延びる左右一対の筒状のサイドメンバと、を備えたフロントサブフレーム構造に関する。

一般に、上述例のフロントサブフレームは、エンジンルームの下方部に配設されると共に、クロスメンバ本体と、該クロスメンバ本体の左右両側前部から車両前方に延びる左右一対のサイドメンバとを備えている。

ここで、上述のクロスメンバ本体は、耐力およびせん断剛性が必要なため、厚肉のパネル（またはフレーム）が用いられ、上述のサイドメンバは、荷重を吸収する機能をもたせるため、車両前後方向に荷重を伝達する剛性があれば充分で、一般的には高張力鋼板を用いて、薄肉軽量化が図られ、このように、クロスメンバ本体とサイドメンバは、それぞれ求められる性能が異なるので、別々に形成されることが多い。
上述のクロスメンバ本体とサイドメンバとの連結構造としては、例えば、特許文献１，２に開示されたものがある。

特許文献１には、クロスメンバ本体の左右両側前部に方形枠状の接合部材を一体形成し、この接合部材に対して筒状のサイドメンバ後端部を嵌め込み、サイドメンバ後端とクロスメンバ本体とをアーク溶接により接合する構成と、クロスメンバ本体の左右両側前部にフランジを一体形成すると共に、筒状のサイドメンバの後端にもフランジを一体形成し、クロスメンバ側のフランジとサイドメンバ側のフランジとを突き当て、これらフランジ同士をスポット溶接する構成と、が開示されている。

また、特許文献２には、クロスメンバ本体の左右両側前部に連結ブラケットを設け、この連結ブラケットに対してサイドメンバの後部を溶接固定または締結固定する構成が開示されている。

しかしながら、これら特許文献１，２の何れの構造においても、衝突荷重の応力分散および耐力向上の観点で改善の余地があった。

筒状のサイドメンバはその後端部をクロスメンバ本体に対して周方向に全体的に取付けること、すなわち、全周溶接にてクロスメンバ本体に接合固定することが連結剛性向上のために好ましいものであるが、このように全周溶接にて接合固定すると、連結剛性が強固になる反面で、応力が集中することになる。

このような問題点を解決するためには、クロスメンバ本体とサイドメンバとの接合部位を車両前後方向にずらすことが考えられる。クロスメンバ本体とサイドメンバとの何れもが上下パネルにて形成されている場合には、接合部位を車両前後方向にずらすことが可能であるが、サイドメンバが筒状に形成されている場合には、斯る接合部位を車両前後方向にずらすことは不可能であった。

特開２００７−３０２１４７号公報 特開２０１４−８００９１号公報

そこで、この発明は、サイドメンバとクロスメンバ本体との連結部において応力分散を図り、前後方向の耐力を向上させることができるフロントサブフレーム構造の提供を目的とする。

この発明によるフロントサブフレーム構造は、サスペンションアームを支持するクロスメンバ本体と、該クロスメンバ本体の左右両側前部から車両前方に延びる左右一対の筒状のサイドメンバと、を備えたフロントサブフレーム構造であって、上記クロスメンバ本体はロアパネルとアッパパネルとから構成されており、上記ロアパネルとアッパパネルとの何れか一方に、上記サイドメンバの後部を嵌める嵌合凹部が設けられ、上記ロアパネルとアッパパネルとの何れか他方に、上記筒状のサイドメンバ内に嵌入される嵌入部が設けられ、上記クロスメンバ本体と上記サイドメンバとが互いに溶接固定されたものである。

上記構成によれば、クロスメンバ本体のロアパネルとアッパパネルとの何れか一方に設けられた嵌合凹部には、サイドメンバの後部が嵌められ、ロアパネルとアッパパネルとの何れか他方に設けられた嵌入部は筒状のサイドメンバ内に嵌入されるので、サイドメンバとクロスメンバ本体とを車両前後方向に互い違いに連結することができ、これにより、応力分散を図って、前後方向の耐力を向上させることができる。

この発明の一実施態様においては、上記ロアパネルに上記嵌合凹部が設けられると共に、上記アッパパネルに上記嵌入部が設けられたものである。

上記構成によれば、クロスメンバ本体のロアパネルに設けられた嵌合凹部に、サイドメンバ後部を一旦上載して、クロスメンバ本体とサイドメンバとの組付けを行なうことができるので、クロスメンバ本体に対するサイドメンバの組付け性向上を図ることができると共に、クロスメンバ本体とサイドメンバとの連結部の上向き曲げ剛性を向上させることができ、サブフレームに対して好ましい構造となる。

この発明の一実施態様においては、上記嵌合凹部の前端が、上記嵌入部の前端に対して車両前方にオフセットしていることを特徴とする。

上記構成によれば、上述のオフセット構造により、クロスメンバ本体とサイドメンバとの連結部の荷重分散性能のさらなる向上を図ることができる。

この発明の一実施態様においては、上記サイドメンバは車幅方向に対向するコ字状のアウタパネルとインナパネルとを嵌合せて筒状に構成され、上記クロスメンバ本体の前端部の内側コーナ部に車幅方向内側に延びる水平フランジが設けられ、上記嵌合凹部と上記水平フランジとの間に切欠き部が設けられ、上記クロスメンバ本体の前端部外側部位には、上記アウタパネルと上記インナパネルとの嵌合せにより形成された段差に沿う段差部が、上記切欠き部と対応する位置まで延びるよう車両前後方向に延設されたものである。

上記構成によれば、上述の水平フランジにてクロスメンバ本体の剛性向上を図り、上述の切欠き部にてクロスメンバ本体の生産性（特に、成形性）の向上を図り、また、上述の段差部にて、切欠き部による剛性低下を補完することができる。
さらに、上述のサイドメンバは、ハイドロフォーム部材のような高価なものを用いる必要がなく、車幅方向に対向するコ字状のアウタパネルとインナパネルとを嵌合せて筒状に構成するので、当該サイドメンバの低コスト化を図ることができる。

この発明によれば、サイドメンバとクロスメンバ本体とを車両前後方向に互い違いに連結することにより、応力分散を図って、前後方向の耐力を向上させることができる効果がある。

本発明のフロントサブフレーム構造を示す斜視図 フロントサブフレーム構造の平面図 フロントサブフレーム構造の底面図 フロントサブフレーム構造の側面図 フロントサブフレーム構造の正面図 クロスメンバ本体およびその周辺構造を示す拡大平面図 図２のＢ−Ｂ線断面図 サイドメンバ、クラッシュカン、前側クロスメンバおよび拡張部の関連構造を示す拡大平面図 車両右側におけるクロスメンバ本体とサイドメンバとの連結構造を示す要部拡大平面図 （ａ）は図９のＣ−Ｃ線矢視断面図、（ｂ）は図９のＤ−Ｄ線矢視断面図、（ｃ）は図９のＥ−Ｅ線矢視断面図、（ｄ）は図９のＧ−Ｇ線矢視断面図 図９の連結構造を車幅方向外側から見た状態で示す側面図 図９の底面図 図９の分解斜視図

サイドメンバとクロスメンバ本体との連結部において応力分散を図り、前後方向の耐力を向上させるという目的を、サスペンションアームを支持するクロスメンバ本体と、該クロスメンバ本体の左右両側前部から車両前方に延びる左右一対の筒状のサイドメンバと、を備えたフロントサブフレーム構造であって、上記クロスメンバ本体はロアパネルとアッパパネルとから構成されており、上記ロアパネルとアッパパネルとの何れか一方に、上記サイドメンバの後部を嵌める嵌合凹部が設けられ、上記ロアパネルとアッパパネルとの何れか他方に、上記筒状のサイドメンバ内に嵌入される嵌入部が設けられ、上記クロスメンバ本体と上記サイドメンバとが互いに溶接固定されるという構成にて実現した。

この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面はフロントサブフレーム構造を示し、図１は当該フロントサブフレーム構造の斜視図、図２は図１の平面図、図３は図１の底面図、図４は図１の左側面図、図５は図１の正面図である。

図１〜図５において、横置きエンジンで、かつ前輪駆動式の自動車のフロントサブフレーム構造において、フロントサブフレームＡは、車両前部のエンジンルーム下方部に設けられるもので、このフロントサブフレームＡは、左右のサスペンションアームとしての左右のロアアーム１０（但し、図面では車両左側のロアアーム１０のみを示す）を支持する複数部材から成るクロスメンバ本体２０と、このクロスメンバ本体２０の左右両側前部から車両前方に延びる左右一対の筒状のサイドメンバ３０，３０（詳しくは、フロントサイドメンバであり、いわゆるエクステンション）と、これら左右一対の筒状のサイドメンバ３０，３０の前端部を車幅方向に連結する断面略門形状の前側クロスメンバ４０とを備えている。

上述の筒状のサイドメンバ３０の前端部には、セットプレート４１および取付けプレート４２を介してサブクラッシュカン４３が取付けられており、左右一対のサブクラッシュカン４３，４３の前端部には車幅方向に延びるバンパレインフォースメントとしてのロアバンパレインフォースメント４４が設けられている。

また、上述のサイドメンバ３０の前端部で、かつセットプレート４１の直後部には、上下方向に延びる車体取付け部４５（いわゆるピラー部）が設けられている。この車体取付け部４５は上方に延びる取付け部材４６を有しており、上述の車体取付け部４５および取付け部材４６は、サイドメンバ３０を車体であるフロントサイドフレーム（図示せず）の下部に取付けるための部材である。

図６はクロスメンバ本体およびその周辺構造を示す拡大平面図、図７は図２のＢ−Ｂ線断面図である。
図４〜図６に示すように、上述のロアアーム１０は、車幅方向外側に位置するナックル支持部１１と、車幅方向内側前部に位置する車体側取付け部としての前側のロアアームブッシュ１２と、車幅方向内側後部に位置する車体側取付け部としての後側のロアアームブッシュ１３と、を備えている。

図１〜図４、図６に示すように、上述のクロスメンバ本体２０はアッパパネル２１と、前側のロアパネル２２と、後側のロアパネル２３と、アッパパネル２１の左右両側部から車両前方に延びる延設アッパパネル２４と、を備えている。

上述の延設アッパパネル２４と前側のロアパネル２２との両者により、アッパパネル２１および後側のロアパネル２３から車両前方に延びる延設部２５が形成されており、上述の左右一対のサイドメンバ３０，３０の後端部は左右一対の延設部２５，２５の前端部に連結固定されたものである。

図１〜図４、図６に示すように、クロスメンバ本体２０の後部左右から車幅方向外側へ突出するように、アッパパネル２１と後側のロアパネル２３との両者で、ロアアーム１０の後側のロアアームブッシュ１３を支持する後側支持部２６が形成されている。

図６に示すように、上述の延設部２５にはロアアーム１０の前側のロアアームブッシュ１２を支持するアーム支持ブラケット２７を取付けており、このアーム支持ブラケット２７で上述のロアアームブッシュ１２を支持している。

上述のアーム支持ブラケット２７は、サスペンションアーム（ロアアーム１０）の前側支持部を構成するもので、この前側支持部の支持中心、すなわち、アーム支持ブラケット２７で支持されたロアアームブッシュ１２の前後方向および車幅方向の中心よりも前方かつ下方にオフセットした部位には、補強部材用（後述するブレース用）の連結部２８が設けられている。

図６、図７に左右の前側支持部の支持中心を結ぶ線を、ラインＬ１で示している。図６に示すように、上述の連結部２８はラインＬ１に対して前方に位置すると共に、図７に示すように、上述の連結部２８はラインＬ１に対して下方に位置している。

そして、左右の連結部２８，２８間を車幅方向に直線状に連結する補強部材としてのブレース２９が設けられている。このブレース２９は図５に示すように正面視でも直線状であり、かつ、図６に示すように平面視でも直線状に形成されている。また、このブレース２９としてはビード（ｂｅａｄ）を有さない板状部材が用いられ、図７に示すように、この実施例では、ボルト４７およびナット４８等の取付け部材を用いて、ブレース２９の車幅方向両端部を上述の連結部２８に締結固定し、これにより左右の連結部２８，２８間にブレース２９が車幅方向に架設されている。

ブレース２９の上記架設構造により、図６に示すように、アッパパネル２１の前縁および後側のロアパネル２３の前縁と、ブレース２９の後縁との間には空間部Ｓ１が形成されている。

このように、左右の連結部２８，２８をブレース２９で車幅方向に直線状に連結することで、フロントサブフレームＡ、なかんずく、クロスメンバ本体２０の３００Ｈｚ程度の低周波振動を抑制し、剛性感の向上を図ると共に、車幅方向のロアアーム支持剛性の向上を図って、操安性を高めるよう構成したものである。

図１、図２、図３、図６に示すように、上述のブレース２９の車幅方向中間部における前縁から車両前方に段差状に延びる複数のアンダカバー取付け部２９ａ，２９ａを一体形成しており、図示しないアンダカバーからの捩り荷重がブレース２９に入りにくく形成し、ブレース２９により車幅方向の剛性を高めつつ、アンダカバー取付け部２９ａにてアンダカバーの取付けをも可能としたものである。
詳しくは、上述のアンダカバー取付け部２９ａは、図６に示すように、ブレース２９に２つの稜線Ｘ１，Ｘ２を介して形成したものである。

また、図１〜図４に示すように、クロスメンバ本体２０の左右前端から、具体的には、延設部２５の前端から車両前方に延設されたサイドメンバ３０を備えることで、上述のブレース２９によりサイドメンバ３０の支持剛性をも向上させるよう構成している。
ここで、上述のフロントサブフレームＡは各要素２０，２５，３０，４０によりペリメータフレーム（ｐｅｒｉｍｅｔｅｒｆｒａｍｅ）構造と成したものである。

図３、図６に示すように、ブレース２９のボルト４７、ナット４８による締結部位の後端部は、後方に拡幅されて、アーム支持ブラケット２７に対する結合部２９ｂが形成されており、この結合部２９ｂと、前側のロアパネル２２と、アーム支持ブラケット２７と、の三者がボルト、ナット等の結合部材４９で締結固定される一方、上述のブレース２９の前縁２９ｃは、アンダカバー取付け部２９ａを除いて、車幅方向に真っ直ぐに延びる直線状に形成されている。
これにより、剛性感の向上と、低周波振動の抑制とをさらに図るよう構成したものである。

図６に示すように、ロアアーム１０の前側支持部の支持中心（すなわち、アーム支持ブラケット２７で支持されたロアアームブッシュ１２の前後方向および車幅方向の中心）とナックル支持部１１との車両前後方向の位置が略一致しており、これにより車輪支持剛性の向上を図ると共に、ブレース２９の車両前後方向の位置はナックル支持部１１の車両前後方向の位置に対して前方に位置しており、上述の空間部Ｓ１を形成することで、低周波振動の低減を図るよう構成している。

また、図３、図４、図５に示すように、クロスメンバ本体２０の下面前縁、詳しくは、後側のロアパネル２３の前縁は略水平状に形成されており、クロスメンバ本体２０が正面視鞍型のサブフレームのように上下方向に湾曲していなくても、上述のブレース２９により補強効果を確保すると共に、剛性向上を図るよう構成したものである。

さらに、図１、図２、図４〜図６に示すように、クロスメンバ本体２０のアッパパネル２１には、複数のスタビライザ取付けブラケット５０を締結固定すると共に、図１、図２、図４、図５に示すように、クロスメンバ本体２０の延設アッパパネル２４の基部（つまり、後部）には、当該延設アッパパネル２４から上方に延びるタワー部５１（いわゆる「ツノ部材」）を設けている。このタワー部５１はクロスメンバ本体２０を図示しないフロントサイドフレーム下部に取付けるための部材である。

図８はサイドメンバ、クラッシュカン（サブクラッシュカン）、前側クロスメンバおよび拡張部の関連構造を示す拡大平面図である。

図１〜図３、図８に示すように、サイドメンバ３０の前端部から車幅方向外側に突出するスモールオーバラップ衝突対策用の拡張部５２が設けられている。
この拡張部５２は、図８に平面図で示すように、車両平面視にて車幅方向外側の側面５２ａが車体後方に向かって車幅方向内側へ傾斜するように形成されている。つまり、該拡張部５２はサイドメンバ３０の前端部とセットプレート４１の背面とに接合固定されており、該拡張部５２前端の車幅方向外側への突出量はその後端の車幅方向外側への突出量に対して大となるように形成され、上記側面５２ａがスラント面に形成されている。

図８に示すように、上述の前側クロスメンバ４０の前後方向中心部は、車体取付け部４５よりも後方で、かつ、上述の拡張部５２の後端５２ｂよりも前方に配設されており、さらに、前側クロスメンバ４０の車幅方向両端部が車両前方に拡幅されて、拡幅部４０ａ，４０ａが形成されている。

図８に示すように、前側クロスメンバ４０において上述の拡幅部４０ａ，４０ａが存在しない場合の剛性中心をラインＬ２とするとき、車両前方に拡幅された拡幅部４０ａ，４０ａを形成すると、その剛性中心はラインＬ３となり、車両前後方向で車体取付け部４５における取付け部材４６（スモールオーバラップ衝突時における拡張部５２の回転中心）に近づく。

同図に示すように、前側クロスメンバ４０の前方には熱交換器などの補機５３が配設されており、上述の拡幅部４０ａ，４０ａは前側クロスメンバ４０の上記補機５３よりも車幅方向外側部位を車両前方に拡幅することにより形成したものである。また、図８に示すように、上述の前側クロスメンバ４０の後方には、横置きエンジンを備えたパワートレイン５４が配設されている。

このように、前側クロスメンバ４０を車体取付け部４５よりも後方に配置し、その剛性中心をラインＬ２からラインＬ３に前出して回転中心（取付け部材４６参照）に近づけることで、スモールオーバラップ衝突時に拡張部５２によるサイドメンバ３０の車幅方向内側への折り曲げが阻害されることを軽減して、衝突性能の向上と、補機５３のレイアウト自由度の向上との両立を図るよう構成したものである。

すなわち、スモールオーバラップ衝突時に、バンパレインフォースメント４４の車幅方向端部からセットプレート４１を介して拡張部５２に衝突荷重が入力されると、この衝突荷重は拡張部５２を介して後方に伝達され、サイドメンバ３０に荷重が伝達されると、このサイドメンバ３０の荷重は車体取付け部４５（特に、その車体取付け部材４６）を中心に回転する方向に付勢され、サイドメンバ３０を図８に仮想線αで示すように、車幅方向内側に曲げる方向に作用するので、サイドメンバ３０が車幅方向内側へ折り曲がって、当該サイドメンバ３０でパワートレイン５４を押し、車両前部を横方向に移動させるモーメントが発生する。

この場合、前側クロスメンバが仮に回転中心（車体取付け部材４６参照）から大きく後方にずれていると、この前側クロスメンバでサイドメンバ３０の車幅方向内側への折り曲がりが阻害されるが、この実施例では、前側クロスメンバ４０の剛性中心をラインＬ２からラインＬ３に前出ししているため、サイドメンバ３０の車幅方向内側への折り曲げが前側クロスメンバ４０で阻害されるのを軽減することができるものである。

また、図８に示すように、前側クロスメンバ４０の前方に熱交換器などの補機５３が配設され、前側クロスメンバ４０の補機５３よりも車幅方向外側部位が車両前方に拡幅されて拡幅部４０ａを形成したものであるから、より一層レイアウト性を高め、特に、熱交換器などの補機５３を可及的後方に配置して、その配置コンパクト化を図ると共に、軽衝突時における荷重吸収スペースの確保をも可能としたものである。

さらに、図２、図８に示すように、左右一対のサイドメンバ３０，３０の前端部にはサブクラッシュカン４３，４３を介して車幅方向に延びるロアバンパレインフォースメント４４が設けられており、上述の拡張部５２の前面と、ロアバンパレインフォースメント４４の後面との間で、かつ、サブクラッシュカン４３の車幅方向外側には、車両前後方向の空間部Ｓ２が設けられている。これにより、ロアバンパレインフォースメント４４の車幅方向端部に付勢された衝突荷重を、サブクラッシュカン４３に対して略前後方向直線状に確実に伝達し、当該サブクラッシュカン４３を潰し、その後、拡張部５２に荷重が伝達された場合には、サイドメンバ３０の折れ変形を促進し、サブクラッシュカン４３による衝突荷重の吸収と、サイドメンバ３０の折れ発生とを両立させるよう構成したものである。

加えて、図８に示すように、サイドメンバ３０の拡張部５２における後端５２ｂから後方に離間した部位には、車幅方向内方に窪んで当該サイドメンバ３０の上下方向に延びる凹状の屈曲促進部３１が設けられており、この屈曲促進部３１の車幅方向内側に上述のパワートレイン５４が設けられている。これにより、サイドメンバ３０の折れ変形時に、該サイドメンバ３０を車幅方向内側に折れ変形させて、パワートレイン５４と干渉させ、車両前部を横方向に移動させる横移動モーメントを発生させて、以て、車両前部を衝突物に対して逃げる方向へ横移動すべく構成したものである。

図４に示すように、上述のサイドメンバ３０の前端部および拡張部５２は略水平であって、サイドメンバ３０は拡張部５２の後端５２ｂよりも後方部位が下方に曲がるように形成されている。上述の拡張部５２を略水平に構成することで、当該拡張部５２での回転モーメントの捩れを抑制するよう構成したものである。

要するに、上記実施例のフロントサブフレーム構造は、補機５３を避けて前側クロスメンバ４０を車体取付け部４５の車体取付け部材４６よりも車両後方に配設しながら、前側クロスメンバ４０の剛性中心（ラインＬ３参照）を前出しし、当該前側クロスメンバ４０でサイドメンバ３０の屈曲を阻害しないように構成したものである。

ここで、上述の拡張部５２の後端５２ｂが図８に仮想線βで示すように、屈曲促進部３１まで後方に延設された場合には、サイドメンバ３０屈曲時の車幅方向内側への回転モーメント成分が小さくなって好ましくないので、この実施例では、拡張部５２の後端５２ｂを屈曲促進部３１から前方に離間させている。

図９は車両右側におけるクロスメンバ本体とサイドメンバとの連結構造を示す要部拡大平面図、図１０の（ａ）は図９のＣ−Ｃ線矢視断面図、（ｂ）は図９のＤ−Ｄ線矢視断面図、（ｃ）は図９のＥ−Ｅ線矢視断面図、（ｄ）は図９のＧ−Ｇ線矢視断面図、図１１は図９の連結構造を車幅方向外側から見た状態で示す側面図、図１２は図９の底面図、図１３は図９の分解斜視図である。

ところで、図６、図９〜図１３に示すように、上述のクロスメンバ本体２０は、ロアパネルとしての前側のロアパネル２２、後側のロアパネル２３と、アッパパネルとしての延設アッパパネル２４、アッパパネル２１とから構成されている。
上述の前側のロアパネル２２と延設アッパパネル２４との何れか一方、この実施例では、前側のロアパネル２２には、上述のサイドメンバ３０の後部をその上部に嵌める嵌合凹部としてのリテーナ部２２ａが一体形成されており、前側のロアパネル２２と延設アッパパネル２４との何れか他方、この実施例では、延設アッパパネル２４には、上述の筒状のサイドメンバ３０内に嵌入される嵌入部２４ａが設けられており、リテーナ部２２ａにサイドメンバ３０の後部を上載すると共に、嵌入部２４ａを筒状のサイドメンバ３０の後端からその内部前方に向けて嵌入した状態下において、図９、図１１に示すように、サイドメンバ３０の後端と、当該後端に対応する延設アッパパネル２４とを連続溶接して溶接部ｗ１を形成すると共に、リテーナ部２２ａの前端と当該前端に対応するサイドメンバ３０下部とを連続溶接して溶接部ｗ２を形成している。

つまり、リテーナ部２２ａにサイドメンバ３０の後部を嵌合し、かつ嵌入部２４ａを筒状のサイドメンバ３０内に嵌入した状態下において、延設部２５とサイドメンバ３０とが溶接部ｗ１，ｗ２にて互いに溶接固定されたものである。

このように、嵌合凹部であるリテーナ部２２ａにサイドメンバ３０後部が上載され、嵌入部２４ａが筒状のサイドメンバ３０の内部に嵌入されることで、サイドメンバ３０とクロスメンバ本体２０における延設部２５とを、図１１に示すように、車両前後方向に互い違いに連結し、これにより、応力分散を図って、前後方向の耐力を向上させるよう構成したものである。

また、図１１、図１２に示すように、前側のロアパネル２２に嵌合凹部としてのリテーナ部２２ａが設けられると共に、延設アッパパネル２４に嵌入部２４ａが設けられることで、クロスメンバ本体２０とサイドメンバ３０との組付け時において、上述のリテーナ部２２ａにサイドメンバ３０後部を一旦上載して、クロスメンバ本体２０とサイドメンバ３０との組付けを行なうことができ、これにより、クロスメンバ本体２０に対するサイドメンバ３０の組付け性向上を図ると共に、クロスメンバ本体２０とサイドメンバ３０との連結部（溶接部ｗ１，ｗ２参照）の上向き曲げ剛性を向上させるよう構成したものである。

図１１に側面図で示すように、嵌合凹部であるリテーナ部２２ａは嵌入部２４ａの前端よりもさらに車両前方に延びている。つまり、図１１に示すように、リテーナ部２２ａの前端は、嵌入部２４ａの前端に対して距離ＯＳ１だけ車両前方にオフセットしている。
上述のオフセット構造により、クロスメンバ本体２０における延設部２５とサイドメンバ３０との連結部（溶接部ｗ１，ｗ２参照）の荷重分散性能のさらなる向上を図るよう構成したものである。

すなわち、図１１に示すように、各要素３０，２２ａを連続溶接した溶接部ｗ２に対して、各要素３０，２４を連続溶接した溶接部ｗ１は、上述のオフセット量（距離ＯＳ１参照）以上に後方に位置することになり、これにより荷重分散性能のさらなる向上を図るよう構成したものである。

ここで、上述のクロスメンバ本体２０は、耐力およびせん断剛性が必要なため、サイドメンバ３０に対して相対的に厚肉のパネル（またはフレーム）が用いられる一方で、サイドメンバ３０は荷重を吸収する機能をもたせるため、車両前後方向に荷重を伝達する剛性があれば充分で、この実施例では、サイドメンバ３０として高張力鋼板を用いて、薄肉軽量化を図るよう構成している。

図１０の（ｃ）、図１０の（ｄ）に示すように、サイドメンバ３０は車幅方向に対向するコ字状のアウタパネル３２とインナパネル３３とを嵌合せて筒状に構成されており、これら左右の両パネル３２，３３間には、略車両前後方向に延びる閉断面３４が形成されている。

この実施例では、図１０の（ｃ）、（ｄ）に示すように、インナパネル３３がアウタパネル３２の上部外側および下部外側に嵌め合わされているが、インナパネル３３とアウタパネル３２の嵌合構造については、この逆であってもよい。

そして、図１１に示すように、インナパネル３３とアウタパネル３２との上部外側における嵌合部は連続溶接により溶接部ｗ３が形成されており、同図に示すように、インナパネル３３とアウタパネル３２との下部外側における嵌合部は連続溶接により溶接部ｗ４が形成されている。

上述のサイドメンバ３０は、図２に平面図で、また図３に底面図で示すように、平面視において車両前後方向に略真っ直ぐに形成されると共に、図１０の（ｃ）（ｄ）に示すように、その車幅方向寸法に対して上下方向寸法が相対的に大となる所謂縦長構造に形成されており、これにより充分な閉断面３４を確保すべく構成している。

このように、サイドメンバ３０を縦長構造としているので、該サイドメンバ３０を仮に、上下２分割構造に成すと、上下パネルの少なくとも何れか一方を深絞り加工により形成する必要が生じ、成形性が悪化するが、この実施例では、サイドメンバ３０を車幅方向に対向するコ字状のアウタパネル３２とインナパネル３３とで形成することにより、深絞り加工を不要と成して、成形性の向上を図るよう構成したものである。

図９、図１２に示すように、クロスメンバ本体２０における延設部２５の前端部の内側コーナ部には車幅方向内側に延びる水平フランジが設けられている。すなわち、延設アッパパネル２４の前端部の内側コーナ部に車幅方向内側に延びる水平フランジ２４ｆが設けられると共に、前側のロアパネル２２の前端部の内側コーナ部にも車幅方向内側に延びる水平フランジ２２ｆが設けられ、図１２に示すように、これら両水平フランジ２２ｆ，２４ｆを連続溶接して溶接部ｗ５が形成されている。
上述の水平フランジ２２ｆ，２４ｆの形成により、クロスメンバ本体２０なかんずく延設部２５の剛性向上を図るよう構成している。

また、図１２、図１３に示すように、上述の水平フランジ２２ｆと嵌合凹部であるリテーナ部２２ａとの間には底面視Ｕ字状の切欠き部２２ｂが設けられており、この切欠き部２２ｂによりクロスメンバ本体２０、特に、延設部２５の成形性向上を図るよう構成している。

図１０の（ｃ）、（ｄ）に示すように、アウタパネル３２とインナパネル３３とを嵌め合わせてサイドメンバ３０を形成したので、特に、サイドメンバ３０の下部外側部位には段差３５が形成されている。

そこで、図１０の（ｃ）、図１２に示すように、クロスメンバ本体２０における前側のロアパネル２２の前端部外側部位には、上述の段差３５に沿う段差部２２ｃが切欠き部２２ｂと対応する位置まで延びるよう車両前後方向に延設形成されている。

図１０の（ｃ）、図１２に示すように、上述の段差部２２ｃは、嵌合凹部であるリテーナ部２２ａの前端から車両前後方向に切欠き部２２ｂとの対応位置よりもさらに後方に延びており、稜線Ｘ３，Ｘ４が形成されている。これにより、上述の切欠き部２２ｂによる剛性低下を、稜線Ｘ３，Ｘ４を備えた段差部２２ｃにて補完すべく構成したものである。

なお、図９、図１１、図１２において、ｗ６は延設アッパパネル２４の車幅方向外側下部と前側のロアパネル２２の対応部とを連続溶接した溶接部である。また、図１１、図１３において、２４ｂは延設アッパパネル２２の前端車幅方向外側下部に設けられた切欠き、３６はサイドメンバ３０におけるアウタパネル３２の後端車幅方向外側下部に設けられた切欠きである。さらに、図中、矢印Ｆは車両前方を示し、矢印Ｒは車両後方を示し、矢印ＩＮは車幅方向の内方を示し、矢印ＯＵＴは車幅方向の外方を示し、矢印ＵＰは車両上方を示す。

このように、上記実施例のフロントサブフレーム構造は、サスペンションアーム（ロアアーム１０参照）を支持するクロスメンバ本体２０と、該クロスメンバ本体２０の左右両側前部から車両前方に延びる左右一対の筒状のサイドメンバ３０と、を備えたフロントサブフレーム構造であって、上記クロスメンバ本体２０はロアパネル２２，２３とアッパパネル２１，２４とから構成されており、上記ロアパネル２２とアッパパネル２４との何れか一方に、上記サイドメンバ３０の後部を嵌める嵌合凹部（リテーナ部２２ａ参照）が設けられ、上記ロアパネル２２とアッパパネル２４との何れか他方に、上記筒状のサイドメンバ３０内に嵌入される嵌入部２４ａが設けられ、上記クロスメンバ本体２０と上記サイドメンバ３０とが互いに溶接固定されたものである（図１、図９、図１０、図１３参照）。

この構成によれば、クロスメンバ本体２０のロアパネル２２とアッパパネル２４との何れか一方に設けられた嵌合凹部（リテーナ部２２ａ）には、サイドメンバ３０の後部が嵌められ、ロアパネル２２とアッパパネル２４との何れか他方に設けられた嵌入部２４ａは筒状のサイドメンバ３０内に嵌入されるので、サイドメンバ３０とクロスメンバ本体２０とを車両前後方向に互い違いに連結することができ、これにより、応力分散を図って、前後方向の耐力を向上させることができる。

この発明の一実施形態においては、上記ロアパネル２２に上記嵌合凹部（リテーナ部２２ａ）が設けられると共に、上記アッパパネル２４に上記嵌入部２４ａが設けられたものである（図１１、図１３参照）。

この構成によれば、クロスメンバ本体２０のロアパネル２２に設けられた嵌合凹部（リテーナ部２２ａ）に、サイドメンバ３０後部を一旦上載して、クロスメンバ本体２０とサイドメンバ３０との組付けを行なうことができるので、クロスメンバ本体２０に対するサイドメンバ３０の組付け性向上を図ることができると共に、クロスメンバ本体２０とサイドメンバ３０との連結部の上向き曲げ剛性を向上させることができ、フロントサブフレームＡに対して好ましい構造となる。

この発明の一実施形態においては、上記嵌合凹部（リテーナ部２２ａ）の前端が、上記嵌入部２４ａの前端に対して車両前方にオフセットしていることを特徴とする（図１１参照）。

この構成によれば、上述のオフセット構造により、クロスメンバ本体２０とサイドメンバ３０との連結部の荷重分散性能のさらなる向上を図ることができる。

この発明の一実施形態においては、上記サイドメンバ３０は車幅方向に対向するコ字状のアウタパネル３２とインナパネル３３とを嵌合せて筒状に構成され、上記クロスメンバ本体２０の前端部の内側コーナ部に車幅方向内側に延びる水平フランジ２４ｆ，２２ｆが設けられ、上記嵌合凹部（リテーナ部２２ａ）と上記水平フランジ２２ｆとの間に切欠き部２２ｂが設けられ、上記クロスメンバ本体２０の前端部外側部位には、上記アウタパネル３２と上記インナパネル３３との嵌合せにより形成された段差３５に沿う段差部２２ｃが、上記切欠き部２２ｂと対応する位置まで延びるよう車両前後方向に延設されたものである（図１０、図１２参照）。

この構成によれば、上述の水平フランジ２４ｆ，２２ｆにてクロスメンバ本体２０の剛性向上を図り、上述の切欠き部２２ｂにてクロスメンバ本体２０の生産性（特に、成形性）の向上を図り、また、上述の段差部２２ｃにて、切欠き部２２ｂによる剛性低下を補完することができる。
さらに、上述のサイドメンバ３０は、ハイドロフォーム部材のような高価なものを用いる必要がなく、車幅方向に対向するコ字状のアウタパネル３２とインナパネル３３とを嵌合せて筒状に構成するので、当該サイドメンバ３０の低コスト化を図ることができる。

この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明のサスペンションアームは、実施例のロアアーム１０に対応し、
以下同様に、
嵌合凹部は、リテーナ部２２ａに対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。

例えば、上記実施例においては、クロスメンバ本体２０は図４で示したように、アッパパネル２１と延設アッパパネル２４と、前側のロアパネル２２と、後側のロアパネル２３とに４分割したが、アッパパネル２１と延設アッパパネル２４とを一体形成した上側パネルと、前後のロアパネル２２，２３を一体形成した下側パネルとの２分割構造にて構成してもよい。

以上説明したように、本発明は、サスペンションアームを支持するクロスメンバ本体と、該クロスメンバ本体の左右両側前部から車両前方に延びる左右一対の筒状のサイドメンバと、を備えたフロントサブフレーム構造について有用である。

１０…ロアアーム（サスペンションアーム）
２０…クロスメンバ本体
２１，２４…アッパパネル
２２，２３…ロアパネル
２２ａ…リテーナ部（嵌合凹部）
２２ｂ…切欠き部
２２ｃ…段差部
２２ｆ，２４ｆ…水平フランジ
２４ａ…嵌入部
３０…サイドメンバ
３２…アウタパネル
３３…インナパネル
３５…段差

Claims (4)

1. サスペンションアームを支持するクロスメンバ本体と、該クロスメンバ本体の左右両側前部から車両前方に延びる左右一対の筒状のサイドメンバと、を備えたフロントサブフレーム構造であって、
   上記クロスメンバ本体はロアパネルとアッパパネルとから構成されており、
   上記ロアパネルとアッパパネルとの何れか一方に、上記サイドメンバの後部を嵌める嵌合凹部が設けられ、
   上記ロアパネルとアッパパネルとの何れか他方に、上記筒状のサイドメンバ内に嵌入される嵌入部が設けられ、
   上記クロスメンバ本体と上記サイドメンバとが互いに溶接固定されたことを特徴とする
   フロントサブフレーム構造。
2. 上記ロアパネルに上記嵌合凹部が設けられると共に、上記アッパパネルに上記嵌入部が設けられた
   請求項１に記載のフロントサブフレーム構造。
3. 上記嵌合凹部の前端が、上記嵌入部の前端に対して車両前方にオフセットしている
   請求項１または２に記載のフロントサブフレーム構造。
4. 上記サイドメンバは車幅方向に対向するコ字状のアウタパネルとインナパネルとを嵌合せて筒状に構成され、
   上記クロスメンバ本体の前端部の内側コーナ部に車幅方向内側に延びる水平フランジが設けられ、
   上記嵌合凹部と上記水平フランジとの間に切欠き部が設けられ、
   上記クロスメンバ本体の前端部外側部位には、上記アウタパネルと上記インナパネルとの嵌合せにより形成された段差に沿う段差部が、上記切欠き部と対応する位置まで延びるよう車両前後方向に延設された
   請求項１〜３の何れか一項に記載のフロントサブフレーム構造。

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