JP2020050212A

JP2020050212A - フロントサブフレーム構造

Info

Publication number: JP2020050212A
Application number: JP2018183014A
Authority: JP
Inventors: 誠二早川; Seiji Hayakawa; 悌己佐々木; Tomomi Sasaki; 武彦輿石; Takehiko Koshiishi; 知央渡部; Tomoo Watabe
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2020-04-02
Anticipated expiration: 2038-09-27
Also published as: CN110949518B; CN110949518A; JP6761012B2

Abstract

【課題】衝突時におけるフロントサブフレームの脱落と、フロントサブフレームの剛性・強度の向上との両者を調和（両立）させること。【解決手段】車両前後方向に延びる左右一対の縦メンバ１６、１６と、各縦メンバ１６の車両後方端部１６ｂと車体側部材であるアウトリガ２２とを連結する左右一対のブラケット２４、２４とを備え、各ブラケット２４は、各縦メンバ１６と締結される第１締結部３４と、アウトリガ２２と締結される第２締結部３６とを有し、第２締結部３６には、車両の衝突時に第２締結部３６からブラケット２４が脱落することを促進するスリット４０（脱落促進部）が設けられている。【選択図】図４

Description

本発明は、車両前方に配置されるフロントサブフレーム構造に関する。

例えば、特許文献１には、前面衝突時にフロントサイドフレームの変形モードをコントロールすることで、フロントサブフレームを車体フロアの下方に脱落させる構造が開示されている。

また、特許文献２には、フロントサイドフレームのリヤエンドと、縦フレームの後部マウントとをそれぞれ連結するステイを設ける構造が開示されている。この特許文献２に開示された構造では、衝突時に縦フレームの後部が外れて、その後方に配置される部材に対して干渉することを回避している。

特許第５４６０６８４号公報特許第５１３４３２４号公報

ところで、特許文献１に開示されたフロントサブフレームの脱落構造に対し、特許文献２に開示されたステイを適用して、フロントサブフレームの剛性・強度を向上させることが考えられる。

しかしながら、特許文献１に開示されたフロントサブフレームの脱落構造に対して、特許文献２のステイを組み付けた場合、ステイがフロントサブフレームの脱落の妨げとなるおそれがある。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、衝突時におけるフロントサブフレームの脱落と、フロントサブフレームの剛性・強度の向上との両者を調和（両立）させることが可能なフロントサブフレーム構造を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、車両前後方向に延びる左右一対の縦メンバと、前記左右一対の縦メンバの間で車幅方向に沿って延びるクロスメンバとを有するフロントサブフレームであって、前記各縦メンバの車両後方端部と車体側部材とを連結する左右一対のブラケットを備え、前記各ブラケットは、前記各縦メンバと締結される第１締結部と、前記車体側部材と締結される第２締結部とを有し、前記第１締結部又は前記第２締結部の少なくともいずれか一方には、車両の衝突時に前記第１締結部又は第２締結部から前記ブラケットが脱落することを促進する脱落促進部が設けられていることを特徴とする。

本発明では、衝突時におけるフロントサブフレームの脱落と、フロントサブフレームの剛性・強度の向上との両者を調和（両立）させることが可能なフロントサブフレーム構造を得ることができる。

本発明の実施形態に係るフロントサブフレームが組み込まれた車両前部を斜め上方からみた斜視図である。図１に示すフロントサブフレームの底面図である。図２に示すＥ部の拡大底面図である。図２の矢印Ｘ方向からみた拡大矢視図である。図２のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。図３のＶＩ−ＶＩ線に沿った端面図である。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るフロントサブフレームが組み込まれた車両前部を斜め上方からみた斜視図、図２は、図１に示すフロントサブフレームの底面図である。なお、各図中において、「前後」は、車両前後方向、「左右」は、車幅方向（左右方向）、「上下」は、車両上下方向（鉛直上下方向）を、それぞれ示している。

図１に示されるように、車両前部には、本発明の実施形態に係るフロントサブフレーム１０が配置されている。このフロントサブフレーム１０は、車両前後方向に沿って延びる左右一対のフロントサイドフレーム１２、１２（図２参照）の下方側に取り付けられている。また、フロントサブフレーム１０は、図示しない前輪用懸架装置を支持すると共に、図示しないマウント機構を介してパワーユニット（モータやエンジン等の駆動源）を支持している。

なお、左右一対のフロントサイドフレーム１２、１２の車両後方端部１２ａ、１２ａは、左右一対のアウトリガ（車体側部材）２２、２２の車両前方部２２ａ、２２ａに連結されている（図２参照）。

図１に示されるように、フロントサブフレーム１０は、左右一対の縦メンバ１６、１６と、クロスメンバ１８と、一対のブレース２０、２０とを備えて構成されている。クロスメンバ１８は、左右一対の縦メンバ１６、１６の中央部の間で車幅方向に沿って延びている。

左右一対の縦メンバ１６、１６は、概ね車両前後方向に沿って延びている。各縦メンバ１６の車両前方端部１６ａは、上方に向かって延びる連結フレーム１７（図５参照）を介してフロントサイドフレーム１２に連結されている。各縦メンバ１６の車両後方端部１６ｂは、フロアパネル１４の車両前方端部１４ａに連結されている。

左右一対の縦メンバ１６、１６とクロスメンバ１８とによって、フロントサブフレーム１０は、平面視して略Ｈ字状を呈している（図２参照）。また、各縦メンバ１６の車両前方端部１６ａは、各縦メンバ１６の車両後方端部１６ｂよりも車幅方向外側に位置する前開き状態に設けられている。

図２に示されるように、各縦メンバ１６の車両後方端部１６ｂ側には、左右一対のブラケット２４、２４が設けられている。左右の各ブラケット２４は、同一形状で構成され、例えば、金属製板体をプレス成形して凹凸加工を施すことによって製造される。各ブラケット２４は、底面視して長尺な略帯状体を呈している。また、各ブラケット２４は、車幅方向内側である縦メンバ１６の車両後方端部１６ｂから、略車幅方向外側に向かって延出する略ハの字に配置されている。

図３は、図２に示すＥ部の拡大底面図、図４は、図２の矢印Ｘ方向からみた拡大矢視図、図５は、図２のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図、図６は、図３のＶＩ−ＶＩ線に沿った端面図である。
である。

図３及び図４に示されるように、各ブラケット２４は、平板状の基部２６と、基部２６の車両前方側に位置する前フランジ部２８と、基部２６の車両後方側に位置する後フランジ部３０とによって構成されるコ字状断面部３２（図６参照）を有している。

また、各ブラケット２４の軸方向に沿った両端部には、ボルトＢ及びナット（図示せず）を介して締結される、第１締結部３４と第２締結部３６とが設けられている。第１締結部３４は、ブラケット２４の車幅方向内側端部２４ａと各縦メンバ１６の車両後方端部１６ｂとが締結されている。第２締結部３６は、ブラケット２４の車幅方向外側端部２４ｂと各アウトリガ（車体側部材）２２の車両前方部２２ａとが締結されている。第１締結部３４及び第２締結部３６は、一般部である基部２６と比較して下方側に向かって膨出して形成された膨出部によって構成されている。

第１締結部３４及び第２締結部３６には、底面視して円形状からなり、ボルトＢが締結される締結孔３８がそれぞれ形成されている。また、第２締結部３６には、締結孔３８の周囲を囲繞する一部分が切り欠かれた凹部からなり、締結孔３８の中心から外径方向に延びるスリット４０が形成されている。

このスリット（凹部）４０は、第２締結部３６の軸心から車幅方向外側に向けて延びるように形成されている（図２参照）。このスリット４０は、請求項１に記載の「車両の衝突時に前記第１締結部又は前記第２締結部から前記ブラケットが脱落することを促進する脱落促進部」として機能するものである。

なお、本実施形態では、脱落促進部として機能するスリット４０を、第２締結部３６にのみ設けた場合を例示しているが、これに限定されるものではない。例えば、スリット４０は、第１締結部３４又は第２締結部３６のいずれか一方、又は、その両方にそれぞれ形成されるとよい。

図１に示されるように、各縦メンバ１６の軸方向に沿った中間部で、車幅方向でクロスメンバ１８と重畳する部位には、左右一対のアーム取付部４２、４２が設けられている。各アーム取付部４２には、二股状に分岐するアーム取付金具４４が取り付けられている。各アーム取付金具４４には、図示しないブッシュを介してサスペンションアーム４６の一端部が回動可能に取り付けられている（図２参照）。各アーム取付部４２は、各ブレース２０の仮想延長線Ａ上に配置されている。

一対のブレース２０、２０は、クロスメンバ１８よりも車両後方に配置され、左右一対の縦メンバ１６、１６同士をたすき掛け状に掛け渡すように連結されている。各ブラケット２４の第２締結部３６は、各ブレース２０の軸線の仮想延長線Ａ上に配置されている（図２参照）。

本実施形態に係るフロントサブフレーム構造は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

本実施形態では、各縦メンバ１６の車両後方端部１６ｂと、車体側部材であるアウトリガ２２の車両前方部２２ａとを連結する左右一対のブラケット２４、２４を備えている。各ブラケット２４は、各縦メンバ１６と締結される第１締結部３４と、アウトリガ２２の車両前方部２２ａと締結される第２締結部３６とを有する。第２締結部３６には、車両衝突時に第２締結部３６からブラケット２４が脱落することを促進する脱落促進部（スリット４０）が設けられている。

本実施形態では、各縦メンバ１６の車両後方端部１６ｂとアウトリガ２２の車両前方部２２ａとを連結するブラケット２４を介して、縦メンバ１６と車体側部材であるアウトリガ２２との間における荷重伝達が可能となる。これにより、本実施形態では、サスペンションアーム４６（図２参照）等からフロントサブフレーム１０に入力される荷重に対する剛性・強度を向上させることができる。また、本実施形態では、第２締結部３６に車両衝突時にブラケット２４が脱落することを促進する脱落促進部が設けられているため、フロントサブフレーム１０の剛性・強度の向上と共に、フロントサブフレーム１０を車体側部材から確実に脱落させることができる。この結果、本実施形態では、衝突時におけるフロントサブフレーム１０の脱落と、フロントサブフレーム１０の剛性・強度の向上との両者を調和（両立）させることができる。

また、本実施形態では、第２締結部３６にボルトが締結される締結孔を有し、脱落促進部として、締結孔３８から外径方向に延びるように形成されたスリット４０を設けている。これにより、本実施形態では、通常時においてボルトＢの軸力（締結力）によってフロントサブフレーム１０を車体側部材に固定することができる。また、車両衝突によって軸交差方向への衝突荷重が伝達された際、スリット４０を介してボルトＢからブラケット２４を脱落させることができる。この結果、本実施形態では、脱落促進部を簡素な構成とすることにより容易に製造することができる共に、ボルトＢの軸力やスリット４０の配向方向（スリット４０の形状を含む）を調整することによって車両衝突時の脱落モードを簡便にコントロールすることができる。

さらに、本実施形態では、スリット４０が、第２締結部３６の軸心から車幅方向外側に向けて延びるように形成されている。例えば、オフセット衝突時において、フロントサブフレーム１０の縦メンバ１６は、車両後方で且つ車幅方向中央に向けて変位する場合がある。本実施形態では、このようなオフセット衝突の場合であっても、スリット４０を第２締結部３６の軸心から車幅方向外側に向けて延出するように形成することで、縦メンバ１６の変位に対応してボルトＢからブラケット２４を容易且つ確実に脱落させることができる。

さらにまた、本実施形態では、スリット４０が、第２締結部３６の軸心から車両前方に向けて延びるように形成されている。例えば、前面衝突の場合、フロントサブフレーム１０の縦メンバ１６が車両後方に向けて変位する。本実施形態では、このような前面衝突の場合であっても、スリット４０を第２締結部３６の軸心から車両前方に向けて延びるように形成しているため、縦メンバ１６の変位に対応してボルトＢからブラケット２４を容易且つ確実に脱落させることができる。

さらにまた、本実施形態では、ブラケット２４が、基部２６と、車両前方側に位置する前フランジ部２８と、車両後方側に位置する後フランジ部３０とによって構成されるコ字状断面部３２を有している。本実施形態では、ブラケット２４をコ字状断面部３２とすることで、ブラケット２４自体の単体剛性・単体強度を向上させると共に、サスペンションアーム４６等から入力される荷重に対する車体剛性・単体強度を向上させることができる。

さらにまた、本実施形態では、一対の縦メンバ１６、１６間をたすき掛け状に掛け渡す一対のブレース２０、２０を備えている。ブラケット２４の第２締結部３６は、各ブレース２０の軸線の仮想延長線上に配置されている。本実施形態では、一対のブレース２０、２０を介して左右一対の縦メンバ１６、１６間の荷重伝達が可能となる。また、各ブレース２０の仮想延長線上に第２締結部３６を配置することで、一方の縦メンバ１６から他方の縦メンバ１６への荷重伝達経路と、他方の縦メンバ１６から車体側への荷重伝達経路とが略直線状となる。この結果、本実施形態では、略直線状に配置された両方の荷重伝達経路を介して、荷重伝達効率が高まることで車体剛性・車体強度をより一層向上させることができる。

さらにまた、本実施形態では、各縦メンバ１６の軸方向に沿った中間部に、サスペンションアーム４６の一端部が取り付けられるアーム取付金具４４を有するアーム取付部４２が設けられている。このアーム取付部４２は、各ブレース２０の仮想延長線上に配置されている。本実施形態では、比較的に高剛性・高強度に形成されるアーム取付部４２をブレース２０の仮想延長線上に配置することで、ブレース２０から伝達された荷重を高剛性・高強度を有するアーム取付部４２で受容することができる。さらに、このアーム取付部４２で受容した荷重を、ブラケット２４及びサスペンションアーム４６に伝達することが可能となり、車体剛性・車体強度をより一層向上させることができる。

１０フロントサブフレーム
１６縦メンバ
１６ｂ（縦メンバの）車両後方端部
１８クロスメンバ
２０ブレース
２２アウトリガ（車体側部材）
２４ブラケット
２６基部
２８前フランジ部
３０後フランジ部
３２コ字状断面部
３４第１締結部
３６第２締結部
３８締結孔
４０スリット（脱落促進部）
４２アーム取付部
４６サスペンションアーム
Ａ仮想延長線

Claims

車両前後方向に延びる左右一対の縦メンバと、前記左右一対の縦メンバの間で車幅方向に沿って延びるクロスメンバとを有するフロントサブフレームであって、
前記各縦メンバの車両後方端部と車体側部材とを連結する左右一対のブラケットを備え、
前記各ブラケットは、前記各縦メンバと締結される第１締結部と、前記車体側部材と締結される第２締結部とを有し、
前記第１締結部又は前記第２締結部の少なくともいずれか一方には、車両の衝突時に前記第１締結部又は第２締結部から前記ブラケットが脱落することを促進する脱落促進部が設けられていることを特徴とするフロントサブフレーム構造。
請求項１記載のフロントサブフレーム構造において、
前記第１締結部及び前記第２締結部は、ボルトが締結される締結孔を有し、
前記脱落促進部は、前記締結孔から外径方向に延びるように形成されたスリットであることを特徴とするフロントサブフレーム構造。
請求項２記載のフロントサブフレーム構造において、
前記スリットは、前記第２締結部の軸心から車幅方向外側に向けて延びるように形成されていることを特徴とするフロントサブフレーム構造。
請求項２又は請求項３記載のフロントサブフレーム構造において、
前記スリットは、前記第２締結部の軸心から車両前方に向けて延びるように形成されていることを特徴とするフロントサブフレーム構造。
請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のフロントサブフレーム構造において、
前記ブラケットは、基部と、車両前方側に位置する前フランジ部と、車両後方側に位置する後フランジ部とによって構成されるコ字状断面部を有することを特徴とするフロントサブフレーム構造。
請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載のフロントサブフレーム構造において、
前記左右一対の縦メンバ間をたすき掛け状に掛け渡す一対のブレースを備え、
前記第２締結部は、前記各ブレースの軸線の仮想延長線上に配置されていることを特徴とするフロントサブフレーム構造。
請求項６記載のフロントサブフレーム構造において、
前記各縦メンバの軸方向に沿った中間部には、サスペンションアームの一端部が取り付けられるアーム取付部が設けられ、
前記アーム取付部は、前記各ブレースの前記仮想延長線上に配置されていることを特徴とするフロントサブフレーム構造。