図1〜図6は、本発明に係る自動車のフロントサブフレーム構造の実施形態を示している。該自動車は、車室の前面部に設置されたダッシュパネル1と、該ダッシュパネル1の下端部から車両の前方側に延びる左右一対のフロントサイドフレーム2とを有し、該フロントサイドフレーム2の下方には、フロントサスペンション装置用のロアアーム(サスペンションアーム)4等を支持するフロントサブフレーム3が配設されている。
上記フロントサイドフレーム2は、側面視で車両の前後方向に沿って略水平に延びる前方部2aと、その後端部から上記ダッシュパネル1の下端部に沿って後下がりに傾斜しつつ車両の後方側に延びる後方部2bとを有し、該後方部2bの後端部には、後述のフロアフレーム31が連設されている。なお、上記フロントサイドフレーム2の前端部には、車両の前方側に向けて突出する金属製の筒状体等からなる図外のクラッシュカンが設けられるとともに、その前端面には、車幅方向に延びる図外のバンパレインフォースメントが取り付けられている。
上記フロントサブフレーム3は、フロントサイドフレーム2の下方において車両の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ5と、該左右サイドメンバ5の前端部を連結するように車幅方向に延設されたフロントクロスメンバ6と、左右サイドメンバ5の前後方向中間部を連結するように車幅方向に略直線状に延設されたセンタクロスメンバ7と、該センタクロスメンバ7の車幅方向中央部から平面視で車幅方向の外方側に傾斜しつつそれぞれ車両の左右後方に向けて延びる一対の傾斜メンバ8と、上記左右サイドメンバ5の後端部を連結するように車幅方向に延設されたリヤクロスメンバ9とを有している。
上記サイドメンバ5は、図4および図5に示すように、後述する前側アーム支持部材12の設置部から車両の後方側に延設されたサイドメンバ5の後方部(以下、単にサイドメンバ後方部という)10と、該サイドメンバ後方部10の前端に連設されたサイドメンバ前方部(以下、単にサイドメンバ前方部という)11とを有している。上記サイドメンバ後方部10は、側面視おいて略水平に設置され、上記サイドメンバ前方部11は、前上がりの傾斜状態で設置されている(図3参照)。
上記サイドメンバ後方部10は、所定径の丸パイプ状部材からなり、図4に示すように、平面視で車幅方向の内方側に傾斜しつつ車両の後方側に延びる後側部分10aと、その前端部から車両の前方側に向けて略真っ直ぐに延びるように設置された前側部分10bとを有している。該前側部分10bの車幅方向外側面には、上記ロアアーム(サスペンションアーム)4の基端部に設けられた後述の前側連結部43を支持する前側アーム支持部材12が取り付けられている。また、上記後側部分11aの後方延長線上には、後述のトンネルロアフレーム連結部29が配設されている。
上記サイドメンバ前方部11は、平面視で上記サイドメンバ後方部10の前端から車幅方向の外方側に傾斜しつつ、車両の前方側に延びるように設置された後側部分11aと、その前端部から車両の前方側に向けて略真っ直ぐに延設された前側部分11bとを有している。上記サイドメンバ前方部11の後側部分11aおよび前側部分11bは、サイドメンバ後方部10と一体に設けられた所定径の丸パイプ状部材をハイドロフォーム加工することによりそれぞれ角パイプ状に形成されている。また、上記サイドメンバ前方部11の前側部分11bは、後側部分11aよりも大径に形成され、その車幅方向内側面および下面には、フロントクロスメンバ6の側端部が接合されるとともに、上記前側部分11bの上面には、フロントサイドフレーム2の前部に締結ボルトにより締結される第1連結部材15が立設されている。
上記サイドメンバ後方部10のセンタクロスメンバ7が連結された部位(前側部分10b)の車幅方向外側面には、上記前側アーム支持部材12を構成するブラケット材が、上記サイドメンバ5の外方に突出した状態で取り付けられている。また、該ブラケット材の上部には、フロントサイドフレーム2に連結される第2連結部材16が一体に設けられ、該第2連結部材16が締結ボルトによりフロントサイドフレーム2の前後方向中間部下面に締結されるように構成されている。
上記のようにサイドメンバ前方部11にハイドロフォーム加工を施した場合には、加工硬化が生じることにより、該サイドメンバ前方部11の強度がサイドメンバ後方部10に比べて増大する傾向がある。しかし、上記サイドメンバ後方部10の前側部分10bには、上記センタクロスメンバ7の側端部が連結されるとともに前側アーム支持部材12が取り付けられることにより補強され、かつ上記サイドメンバ後方部10の後端部が傾斜メンバ8に接続されるとともに両者の間に後述の後側アーム支持部材26が取り付けられることによりそれぞれ補強されている。このため、上記サイドメンバ後方部10の強度、具体的には軸方向の耐力がサイドメンバ前方部11よりも高くなり、自動車の衝突時に、サイドメンバ5の前端部から入力される衝突荷重に応じて上記サイドメンバ後方部10が変形することが抑制されるとともに、上記サイドメンバ前方部11が圧縮されて変形することが促進され、該サイドメンバ前方部11が衝突荷重の吸収部として機能するようになっている。
上記センタクロスメンバ7は、図3に示すように、鋼板材等からなるアッパパネル7aとロアパネル7bとにより車幅方向に略直線状に延びる所定幅の閉断面形状に形成されている。そして、上記センタクロスメンバ7の左右両側端部がサイドメンバ後方部10の前側部分10bの車幅方向内側面に溶接され、左右サイドメンバ5の車幅方向外側面にそれぞれ取り付けられた両前側アーム支持部材12の設置部(前側部分10b)が上記センタクロスメンバ7により互いに連結されている。また、上記センタクロスメンバ7の前面には、自動車用エンジン等からなるパワープラント18(図4参照)の後面中央部に設けられた後部マウント19を、上記センタクロスメンバ7の車幅方向中央部に設けられたパワープラント取付部20に導入するための開口部21が形成されている。
上記センタクロスメンバ7の車幅方向中央部には、その後面から車両の後方側に突出する上下一対の傾斜メンバ取付部22が設けられている。そして、該上下の傾斜メンバ取付部22に上記左右傾斜メンバ8の前端部が取り付けられることにより、該左右の傾斜メンバ8と上記センタクロスメンバ7とが一体に接合されるとともに、平面視でセンタクロスメンバ7の車幅方向中央部から車両の後方側に向けて上記左右の傾斜メンバ8がハの字状に突設されている。すなわち、丸パイプ材を折り曲げることにより、上記左右傾斜メンバ8の前端部同士を連結する連結部23が一体に形成され、該連結部23が上記上下の傾斜メンバ取付部22により挟持された状態で溶接されることにより、左右の傾斜メンバ8と上記センタクロスメンバ7とが一体に接合されるようになっている。
また、上記両傾斜メンバ8の後端部が車幅方向の外方側に延びるように折り曲げられるとともに、その端部が偏平形状に押し潰される等により、上記傾斜メンバ8の後端部にフロアフレーム取付部25が形成されている。上記傾斜メンバ8の後部前面、つまり傾斜メンバ8の後部における車幅方向外側面には、上記サイドメンバ5の後端部が溶接されることにより、これらが一体に連結されている。さらに、上記傾斜メンバ8の後部背面(車幅方向内側面)には、上記リヤクロスメンバ9の左右両側端部が溶接され、該リヤクロスメンバ9を介して左右傾斜メンバ8の後部が互いに連結されている。
上記傾斜メンバ8の後部には、サイドメンバ後方部10の後端部が接合されるとともに、該サイドメンバ後方部10と、上記傾斜メンバ8の後端部に形成されたフロアフレーム取付部25との間に跨るように、上下一対のプレート材からなる後側アーム支持部材26が架設されている。そして、上記ロアアーム4の基端部に設けられた後述の後側連結部44が上記後側アーム支持部材26により支持されるように構成されている。
上記リヤクロスメンバ9は、鋼板材等からなるアッパパネル9aとロアパネル9bとにより車幅方向に延びる所定幅の閉断面形状に形成され、その左右両側端部には、その車幅方向中央部に比べて幅広に形成されたトンネルロアフレーム連結部29が設けられている。上記リヤクロスメンバ9の前後寸法は、センタクロスメンバ7の前後寸法よりも小さく設定され(図4参照)、かつ上記リヤクロスメンバ9の上下寸法は、傾斜メンバ8の上下寸法よりも小さく設定されている(図3参照)。
車室の底面部を構成するフロアパネル30の下面には、図5に示すように、下記トンネルロアフレーム33よりも車幅方向外側に配設されるとともに、上記フロントサイドフレーム2の後端部に連続して車両の後方側に延びるフロアフレーム31が設置されている。また、上記フロアパネル30の車幅方向中央部には、車室内側(上方側)に膨出するフロアトンネル32が車両の前後方向に延びるように設置されるとともに、該フロアトンネル32の下辺部に沿って左右一対のトンネルロアフレーム33が車両の前後方向に延びるように設置されている。
そして、上記傾斜メンバ8の後端部に設けられたフロアフレーム取付部25が、上記フロアフレーム31の前端部に締結ボルトを介して締結されるとともに、上記リヤクロスメンバ9の側端部に設けられたトンネルロアフレーム連結部29が、上記トンネルロアフレーム33の前端部に締結ボルトを介して締結されることにより、上記両サイドメンバ5の後部がそれぞれ左右二個所において車体フレームに固定されている。
また、上記フロアパネル30の左右両側辺部には、サイドシル34が車両の前後方向に延びるように設置され、かつ該サイドシル34の前部と上記フロアフレーム31の前部とを連結するトルクボックス35が設置されている(図1および図5参照)。該トルクボックス35は、車室の前部に配設されたダッシュパネル1の下方部に沿って車幅方向に延びる前面板35aからなる縦面と、その下端部から車両の後方側に延びる底面板35bとを有し、上記前面板35aおよびその下端部に設けられた稜線35cが、上記フロアフレーム取付部25の配設部位に隣接した位置から車幅方向の外方側に向けて延設されている。
上記ロアアーム4は、図1および図4等に示すように、その先端部がボールジョイント42を介して図外の車輪支持部材(アクスルハウジング)に連結されるととともに、その車幅方向内側部(基端部)に前後一対の連結部43,44が設けられた所謂A型アームからなっている。上記ロアアーム4の前側連結部43および後側連結部44は、上記フロントサブフレーム3に設けられた前側アーム支持部材12および後側アーム支持部材26により、それぞれ揺動可能かつ弾性変位可能に支持されている。
上記ロアアーム4の前側連結部43には、車両の前後方向に延びる図示を省略した支持軸と、該支持軸を抱持する図示を省略したゴムブッシュとが設けられている。上記支持軸の前後両端部45,46が、サイドメンバ後方部10に設けられた前側アーム支持部材12に取り付けられることにより、上記前側連結部43が支持軸を支点にして回動可能に支持されるとともに、上記ゴムブッシュが有する弾力性に応じて弾性変位可能に支持されている。上記支持軸の後端部46は、サイドメンバ後方部10の前側部分10bにおいて上記センタクロスメンバ7の側端部が連結された部位に対応する位置に取り付けられている。
また、上記ロアアーム4の後側連結部44には、上下方向に延びる図示を省略した支持軸と、該支持軸を抱持する図示を省略したゴムブッシュとが設けられている。上記支持軸の上下両端部が、サイドメンバ後方部10と傾斜メンバ8のフロアフレーム取付部25とに跨るように設置された後側アーム支持部材26に取り付けられることにより、上記後側連結部44が支持軸を支点にして回動可能に支持されるとともに、上記ゴムブッシュが有する弾力性に応じて弾性変位可能に支持されている。
上記フロントサブフレーム3は、ロアアーム4を有するフロントサスペンション装置等がサブアッシーされた状態で自動車の組立ラインに搬入され、上記フロントサイドフレーム2の下方から自動車のエンジンルーム内に導入される。そして、上記サイドメンバ5に設けられた第1,第2連結部材15,16の上端部がフロントサイドフレーム2の下面に連結されることにより、サイドメンバ5の前端部および前後方向中央部がそれぞれフロントサイドフレーム2に取り付けられるようになっている。
また、上記傾斜メンバ8の後端部に形成されたフロアフレーム取付部25が、フロアパネル30の下面に設置されたフロアフレーム31の前端部にボルト止めされるとともに、上記リヤクロスメンバ9の左右両端部に設けられたトンネルロアフレーム連結部29がフロアトンネル32の下端部に沿って設置されたトンネルロアフレーム33の前端部にボルト止めされることにより、上記フロントサブフレーム3の左右に設けられた各サイドメンバ5の後端部が、それぞれ左右二個所で車体フレームに固定されている。
このように上記傾斜メンバ8の後部に配設されたフロアフレーム取付部25およびトンネルロアフレーム連結部29が、フロアフレーム31の前端部およびトンネルロアフレーム33の前端部に固定されることにより、フロアパネル30の前端部下面側において、上記フロアフレーム取付部25とトンネルロアフレーム連結部29とがフロアフレーム取付部25およびトンネルロアフレーム連結部29を介して互いに連結されるとともに、これらとフロアパネル30との間に、上記フロアフレーム31およびトンネルロアフレーム33の上下寸法に対応する開口部47が形成されている。
また、自動車用エンジン等からなるパワープラント18が左右のフロントサイドフレーム2の間に設置され、かつ上記パワープラント18の後部マウント19がセンタクロスメンバ7の前面に形成された開口部21からパワープラント取付部20に導入されて取り付けられることにより、パワープラント18の後部がフロントサブフレーム3に支持されるように構成されている。上記パワープラント18は、左右前輪の駆動軸となるアクスルシャフト18aを有し、該アクスルシャフト18aは、上記サイドメンバ5に設けられた第2連結部材16の前方側に位置するように配設されている。
上記構成において、自動車の走行時に、例えば図4および図5の矢印Cに示すように、車体の一方(右側)に位置するロアアーム4から左側のサイドメンバ5に設けられた前側アーム支持部材12に横力が入力された場合には、該横力が、矢印Dに示すように上記センタクロスメンバ7を介して他方(左側)のサイドメンバ5および傾斜メンバ8に伝達され、該他方のサイドメンバ5から、その後方側に位置するフロアフレーム31およびトンネルロアフレーム33等に伝達されて支持される。
また、例えば図4および図5の矢印Aに示すように、自動車の衝突時に車体の左側に位置するサイドメンバ前方部11に衝突荷重が入力された場合には、該衝突荷重が、矢印B,Eに示すように、車体の左側に位置する傾斜メンバ8の後部に配設された上記フロアフレーム取付部25およびトンネルロアフレーム連結部29から車体左側のフロアフレーム31およびトンネルロアフレーム33にそれぞれ伝達され、これらに分散されて支持される。さらに、上記衝突荷重が、図4および図5の矢印F,G,Hに示すように、センタクロスメンバ7および右側の傾斜メンバ8からフロアフレーム取付部25およびトンネルロアフレーム連結部29を介して車体の右側に位置するフロアフレーム31およびトンネルロアフレーム33に伝達され、これらにも分散されてそれぞれ支持される。このため、上記衝突荷重に応じてサイドメンバ後方部10が内倒れしたり、サイドメンバ5の後端部が車体フレームから離脱したりすること等を効果的に抑制しつつ、上記サイドメンバ前方部11に衝突荷重を集中的に作用させてこれを例えば蛇腹状に変形させることにより、自動車の衝突時に入力される衝突荷重を効率よく吸収することができる。
そして、自動車の衝突時に上記フロントサブフレーム3に支持されたパワープラント18を後退させる方向に大きな衝突荷重が作用した場合には、上記サイドメンバ5に設けられた第2連結部材16の前方側に位置するように設置されたパワープラント18のアクスルシャフト18aが上記第2連結部材16に当接し、該第2連結部材16が後方に押動されることにより、締結ボルトによる該第2連結部材16の締結状態が解除される。また、図3に示すように、側面視において前上がりの傾斜状態で設置されたサイドメンバ前方部11には、自動車の衝突時に該サイドメンバ前方部11を斜め下方に押動する衝突荷重Jが作用するため、上記傾斜メンバ8の後部に配設された上記フロアフレーム取付部25およびトンネルロアフレーム連結部29からなる二個所の固定部を支点として、上記フロントサブフレーム3が下方に揺動変位することが許容され、該フロントサブフレーム3に保持された上記パワープラント18が下方に誘導されて下降することになる。
上記のようにロアアーム4からなるサスペンションアームの少なくとも前側連結部43を支持する前側アーム支持部材12が設けられた左右一対のサイドメンバ5と、該左右のサイドメンバ5の間に配設されて上記前側アーム支持部材12の設置部を連結するように車幅方向に略直線状に延設されたセンタクロスメンバ7とを有する自動車のフロントサブフレーム構造において、上記センタクロスメンバ7に、パワープラント18が取り付けられるパワープラント取付部20を設けるとともに、上記センタクロスメンバ7の車幅方向中央部から車幅方向の外方側に傾斜しつつ車両の左右後方に向けて延びる一対の傾斜メンバ8を設置し、各傾斜メンバ8の後部に、上記サイドメンバ5の後端部を接合するとともに、それぞれ車体フレームに固定される複数個所の固定部を設け、自動車の衝突時に上記パワープラント18を後退させる方向に衝突荷重が作用した場合に、上記複数個所の固定部を支点に上記フロントサブフレーム3を揺動変位させて上記パワープラント18を下方に誘導するように構成したため、簡単かつコンパクトな構成で自動車の走行時にサスペンションアームから入力される横力等を安定して支持できるとともに、自動車の衝突時にパワープラント18がダッシュパネル1に干渉するのを効果的に防止できるという利点がある。
すなわち、上記実施形態では、フロントサブフレーム3を構成する左右のサイドメンバ5間にセンタクロスメンバ7を配設して上記前側アーム支持部材12の設置部を連結するように車幅方向に略直線状に延設し、該センタクロスメンバ7の車幅方向中央部から車幅方向の外方側に傾斜しつつ車両の後方側に延びるように設けられた左右傾斜メンバ8の後部に設けられたフロアフレーム取付部25を、フロアパネル30の下面に沿って車両の前後方向に延びるように設置されたフロアフレーム31に取り付けるとともに、上記傾斜メンバ8の後部に配設されたフロアフレーム取付部、具体的には傾斜メンバ8の後部に接続されたリヤクロスメンバ9の側端部に設けられたフロアフレーム取付部25を、フロアフレーム31の前部下面およびトンネルロアフレーム33の前部下面にボルト止めするように構成したため、フロントサブフレーム3の左右に設けられた各サイドメンバ5の後端部をそれぞれ左右二個所で車体フレームに安定して固定することができる。
したがって、自動車の走行時に、例えば図4および図5の矢印Cに示すように、車体の一方(右側)に位置するロアアーム4から左側のサイドメンバ5に設けられた前側アーム支持部材12に入力された横力等を、上記センタクロスメンバ7から他方(左側)のサイドメンバ5に直線的に伝達して支持することができるとともに、矢印Dに示すように、上記傾斜メンバ8から他方のサイドメンバ5の後方側に位置するフロアフレーム31およびトンネルロアフレーム33等に伝達して支持することができる。このため、上記フロントサブフレーム3を大型化することなく、簡単な構成で車体の変形を効果的に抑制して、自動車の走行安定性を向上させることができる。
また、上記各傾斜メンバ8の後部に配設されたフロアフレーム取付部25およびトンネルロアフレーム連結部29からなる左右二個所の固定部を、車体左側のフロアフレーム31およびトンネルロアフレーム33からなる車体フレームにそれぞれ固定することにより、自動車の衝突時に入力される衝突荷重に応じて上記サイドメンバ5の後端部が車体フレームから離脱するのを効果的に抑制することができる。そして、上記フロントサブフレーム3に支持されたパワープラント18を後退させる方向に作用する衝突荷重に応じ、パワープラント18のアクスルシャフト18aを上記サイドメンバ5の第2連結部材16に当接させて、締結ボルトによる該第2連結部材16の締結状態を解除し、かつ図3に示すように、側面視において前上がりの傾斜状態で設置されたサイドメンバ前方部11を斜め下方に押動する方向に作用する衝突荷重Jに応じ、上記傾斜メンバ8の後部に配設された二個所の固定部を支点として、上記フロントサブフレーム3が下方に揺動変位することが許容されるように構成したため、自動車の衝突時に該フロントサブフレーム3に保持された上記パワープラント18を下方に誘導して、該パワープラント18がダッシュパネル1に干渉するのを抑制することができ、車室内にパワープラント18が侵入すること等を効果的に防止できるという利点がある。
しかも、図4および図5の矢印Aに示すように、自動車の衝突時に車体の左側に位置するサイドメンバ前方部11に衝突荷重が入力された場合には、該衝突荷重を、矢印B,Eに示すように、車体の左側に位置する傾斜メンバ8の後部に配設された上記フロアフレーム取付部25およびトンネルロアフレーム連結部29を介して車体左側のフロアフレーム31およびトンネルロアフレーム33にそれぞれ伝達し、これらに分散させて支持することができる。さらに、上記衝突荷重を、図4および図5の矢印F,G,Hに示すように、センタクロスメンバ7および右側の傾斜メンバ8からフロアフレーム取付部25およびトンネルロアフレーム連結部29を介して車体の右側に位置するフロアフレーム31およびトンネルロアフレーム33にも伝達し、これらにも分散させてそれぞれ支持することができる。したがって、上記衝突荷重に応じてサイドメンバ後方部10が内倒れすること等を効果的に抑制しつつ、上記サイドメンバ前方部11に衝突荷重を集中的に作用させてこれを例えば蛇腹状等に圧縮変形させることにより、自動車の衝突時に入力される衝突荷重を効率よく吸収することができる。
なお、上記実施形態に示すように、自動車の衝突時に上記フロントサブフレーム3に支持されたパワープラント18を後退させる方向に大きな衝突荷重が作用した場合には、上記サイドメンバ5に設けられた第2連結部材16の前方側に位置するように設置されたパワープラント18のアクスルシャフト18aが上記第2連結部材16に当接してこれを車両の後方に押動することにより、締結ボルトによる該第2連結部材16の締結状態を解除するようにした構成に代え、あるいは当該構成とともに、上記フロントサイドフレーム2に対する第2連結部材16の締結状態を容易に解除してその脱落を促進するための脱落促進部を設けた構造としてもよい。
例えば、図8に示すように、上記第2連結部材16をフロントサイドフレーム2に締結するための締結ボルト16aの挿通孔となる長孔50を上記フロントサイドフレーム2の下面に形成するとともに、該長孔50の後端部に大径の開口部51からなる脱落促進部を形成し、該開口部51の口径を上記締結ボルト16aの頭部よりもやや大きく設定する。この構成によれば、自動車の衝突時に上記フロントサブフレーム3のサイドメンバ5に入力された衝突荷重に応じ、締結ボルト16aの軸部を上記長孔50から開口部51まで移行させて、該開口部51からその下方に締結ボルト16aの頭部等を脱落させることにより、上記第2連結部材16の締結状態を容易に解除することができる。したがって、通常の走行時にはフロントサイドフレーム2およびフロントサブフレーム3によりパワープラント18を安定して保持しつつ、自動車の衝突時には、上記フロントサブフレーム3を揺動変位させてパワープラント18を迅速かつ確実に下方へ誘導することができ、該パワープラント18がダッシュパネル1に干渉するのを効果的に防止できるという利点がある。
また、図3に示すように、側面視において上記サイドメンバ前方部11を前上がりの傾斜状態で設置することにより、自動車の衝突時に入力された衝突荷重Jを上記サイドメンバ前方部11に沿って斜め下方に作用させるとともに、上記傾斜メンバ8の後部に配設された二個所の固定部を支点として、上記フロントサブフレーム3が下方に揺動変位させるように構成した上記実施形態に代え、あるいは当該構成とともに、自動車の衝突時に図9の矢印Kに示すように、上記パワープラント18を後退させる方向に作用する衝突荷重に応じ、該パワープラント18、またはその付属物等に当接する後下がりの傾斜面部52を上記フロントサイドフレーム2の後方部2bに設け、上記傾斜面部52を案内部としてパワープラント18を下降させるように構成してもよい。
上記のように自動車の衝突時にパワープラント18を後退させる方向に作用する衝突荷重Kに応じ、該パワープラント18を下降させるように案内する傾斜面部52からなる案内部を設けた構造とした場合には、自動車の衝突時に上記フロントサブフレーム3に保持された上記パワープラント18を下方へスムーズに誘導して該パワープラント18がダッシュパネル1に干渉するのを、より効果的に防止し、パワープラント18が車室内に侵入するのを確実に防止できるという利点がある。
また、上記実施形態では、サイドメンバ後方部10の前側部分10bに上記センタクロスメンバ7の側端部を連結するとともに、前側アーム支持部材12を取り付け、かつ上記サイドメンバ後方部10の後端部と傾斜メンバ8との接合部に後側アーム支持部材26を設けて上記サイドメンバ後方部10を補強することにより、該サイドメンバ後方部10の強度(軸方向の耐力)をサイドメンバ前方部11よりも高く設定している。これにより、自動車の衝突時に上記サイドメンバ5の前端部に衝突荷重が入力された場合には、上記サイドメンバ後方部10が変形するのを効果的に抑制しつつ、上記サイドメンバ前方部11に衝突荷重を集中させて該サイドメンバ前方部11を積極的に変形させることにより、上記衝突荷重の吸機能を効果的に発揮させることができる。したがって、自動車の衝突時に上記サイドメンバ5に入力される衝突荷重に応じ、サイドメンバ後方部10が大きく変形して内倒れしたり、サイドメンバ5の後端部が車体フレームから離脱したりするのを防止しつつ、上記サイドメンバ前方部11に衝突荷重を集中的に作用させて該サイドメンバ前方部11を変形させることができ、上記衝突荷重を効果的に吸収してその影響がサイドメンバ後方部10および車室内等に及ぶのを確実に防止することができる。
さらに、上記実施形態に示すように、ロアアーム4からなるサスペンションアームの後側連結部44を支持する後側アーム支持部材26を、サイドメンバ後方部10と傾斜メンバ8に設けられたフロアフレーム取付部25とに跨るように架設した場合には、サイドメンバ後方部10を補強する別体の補強部材を設けることなく、上記後側アーム支持部材26を利用してサイドメンバ後方部10を簡単な構成で効果的に補強することができる。したがって、上記サイドメンバ後方部10および傾斜メンバ8に入力された自動車の衝突荷重および走行時の横力等に対する車体の剛性を容易かつ充分に確保し、上記衝突荷重に応じてサイドメンバ後方部10が内倒れすること等を効果的に防止できるとともに、自動車の走行時にロアアーム4から入力される横力等によりフロントサブフレーム3が変形することを抑制して自動車の走行安定性を効果的に向上できるという利点がある。
上記実施形態では、左右傾斜メンバ8の後部を連結するように車幅方向に延びるリヤクロスメンバ9を設け、図3に示すように、該リヤクロスメンバ9の上下寸法を上記傾斜メンバ8の上下寸法よりも小さく設定したため、上記フロアトンネル32の前部下方に厚肉のリヤクロスメンバ等を設けた場合のように、上記フロアトンネル32内に設置されるプロペラシャフトまたは排気管等からなる各部材のレイアウト性が阻害されること等を抑制しつつ、自動車の走行時に上記フロントサブフレーム3の傾斜メンバ8からトンネルロアフレーム33に入力された横力等に応じてフロアトンネル32が拡縮変形するのを効果的に防止することができる。これにより、上記傾斜メンバ8からトンネルロアフレーム33に入力された自動車の衝突荷重および走行時の横力等に対する車体の剛性を、簡単かつ軽量な構成で効果的に向上できるという利点がある。
また、上記のように車室の前部下面に設置されたサイドシル34の前部と上記フロアフレーム31の前部と連結するトルクボックス35をダッシュパネル1の下部側方に設けるとともに、該トルクボックス35に、上記フロアフレーム取付部25の隣接部位から車幅方向の外方側に延びる前面板35aからなる縦面、またはその下端部に設けられた稜線35cを設けた構造とした場合には、上記傾斜メンバ8からフロアフレーム31に入力された自動車の衝突荷重および走行時の横力等を、上記トルクボックス35の剛性部分を構成する前面板35aおよび稜線35cから上記サイドシル34に伝達することにより、効率よく分散させて支持することができるため、上記衝突荷重および横力等に対する車体の剛性を、さらに効果的に向上させることができる。
なお、上記フロントサブフレーム3のサイドメンバ5および傾斜メンバ8をパイプ状部材により形成してなる上記実施形態に代え、上記特許文献3に開示された車体の前部構造のように、上側パネルと下側パネルとを重ね合わせたペリメータフレームにより上記サブフレームを形成することも可能である。しかし、該ペリメータフレームからなるフロントサブフレームを用いた場合には、その表面積を大きくする等により剛性を確保する必要があり、車体重量が増大するするとともに、自動車の走行時に面振動が生じて騒音が発生し易いという問題がある。
これに対して上記実施形態に示すように、フロントサブフレーム3を構成するサイドメンバ5および傾斜メンバ8を、それぞれ軽量で高剛性を有するパイプ状部材により形成した場合には、上記フロントサブフレーム3を大型化することなく、自動車の衝突時に上記サイドメンバ5に入力された衝突荷重と、自動車の走行時に上記ロアアーム4から入力された横力等との両方を充分に支持することができる。したがって、車体重量が増大するのを抑制しつつ、フロントサブフレーム3の表面積が大きくなることに起因した面振動を抑制して騒音が発生するのを効果的に防止するためには、上記実施形態に示すように、サイドメンバ5および傾斜メンバ8をパイプ状部材により形成することが望ましい。
上記実施形態では、図2に示すように、傾斜メンバ8の後部に配設されたフロアフレーム取付部25およびトンネルロアフレーム連結部29により、上記フロアフレーム31の前端部とトンネルロアフレーム33の前端部とを車幅方向に連結するとともに、上記フロアフレーム取付部25およびトンネルロアフレーム連結部29とフロアパネル30との間に、上記フロアフレーム31およびトンネルロアフレーム33の上下寸法に対応する開口部47を形成したため、上記フロアフレーム31とトンネルロアフレーム33との間に沿って配策されたハーネス等を上記開口部47からエンジンルーム内へ容易に導出させることができる。
したがって、フロアフレーム31の前端部とトンネルロアフレーム33の前端部とを連結する分岐フレームを設けた場合(特許文献3参照)のように、上記フロアフレーム31とトンネルロアフレーム33との間に沿って配策されたハーネスをエンジンルーム内へ導出させる際に上記分岐フレームが邪魔になる等の弊害を生じることなく、フロアフレーム取付部25およびトンネルロアフレーム連結部29により、上記フロアフレーム31の前端部とトンネルロアフレーム33の前端部とを連結して、これらを充分に補強することができ、上記傾斜メンバ8に入力された自動車の衝突荷重と走行時の横力等とを、上記フロアフレーム取付部25およびトンネルロアフレーム連結部29からフロアフレーム31およびトンネルロアフレーム33にそれぞれ伝達して効果的に支持することができる。
さらに、上記実施形態では、サイドメンバ前方部11を平面視で車幅方向の外方側に傾斜させつつ車両の前方側に延びるように設置することにより、該サイドメンバ前方部11の長さを充分に確保してその全体を衝突荷重の吸収部として機能させるように構成し、かつ上記サイドメンバ前方部11の後方側において車幅方向の内側寄りに配設されたサイドメンバ後方部10の前側部分10bの車幅方向内側面に、上記センタクロスメンバ7の側端部を連結するとともに、上記前側部分10bの車幅方向外側面に前側アーム支持部材12を設けた構造としたため、該前側アーム支持部材12を車幅方向の内方側に位置させることによりロアアーム4からなるサスペンションアームのアーム長(車幅方向寸法)を充分に確保して、サスペンションジオメトリーを効果的に向上させることができる。
しかも、上記サイドメンバ後方部10の前側部分10bを車幅方向内側に位置させるとともに、その車幅方向外側面から上記前側アーム支持部材12をサイドメンバ5の外方に突出させた状態で取り付けたため、該前側アーム支持部材12に対するロアアーム4の取付作業等を容易に行うことができる。さらに、上記前側アーム支持部材12によりサイドメンバ後方部10を効果的に補強してその剛性を向上させることができるため、簡単かつ軽量な構成で、自動車の衝突時に上記サイドメンバ前方部11に衝突荷重を集中させることにより、該サイドメンバ前方部11を衝突荷重の吸収部として効率よく機能させることができるという利点がある。
例えば、上記特許文献3に開示されているように、ロアアームからなるサスペンションアームのアーム長を充分に確保するために、ペリメータフレームからなるフロントサブフレームの前後方向中央部(屈曲部)の側面にロアアームの前側連結部が導入される所定の大きさの開口部を形成し、該開口部からフロントサブフレームのサイドメンバ内に上記ロアアームの前側連結部を導入して支持させるように構成した場合には、上記開口部からフロントサブフレームのサイドメンバ内に上記ロアアームの前側連結部を導入して支持させる作業が繁雑であるとともに、上記開口部がサイドメンバに形成されることにより該サイドメンバの剛性が低下するために、上記ロアアームの支持部に補強プレートを設けてサイドメンバを補強する等の手段を講じなければならず、構造が複雑になるとともに、車体重量が増大する等の弊害がある。
一方、上記実施形態に示すように、サイドメンバ後方部10の前側部分10bを車幅方向内側に位置させるとともに、その車幅方向外側面から上記前側アーム支持部材12をサイドメンバ5の外方に突出させた状態で取り付けた場合には、上記弊害の発生を防止して前側アーム支持部材12に対するロアアーム4の取付作業等を容易に行うことができるとともに、サイドメンバ後方部10の剛性を簡単な構成で充分に確保できるという利点がある。しかも、上記サイドメンバ後方部10の前側部分10bを車幅方向の内方側に位置させるとともに、その内方側に上記パワープラント18を配設することにより、自動車の衝突時に入力される衝突荷重に応じて上記サイドメンバ後方部10の前側部分10bが内倒れするように変形するのを、上記パワープラント18によって効果的に規制できるという利点もある。
なお、上記実施形態では、サイドメンバ後方部10とサイドメンバ前方部11とを一本のパイプ状部材により形成した例について説明したが、別体に形成されたサイドメンバ後方部10とサイドメンバ前方部11とを一体に溶接する等により上記サイドメンバ5を構成してもよい。この場合、上記サイドメンバ前方部11を、サイドメンバ後方部10に比べて軸方向の耐力が低い素材で形成し、あるいはサイドメンバ前方部11の板厚を、サイドメンバ後方部10に比べて大きく設定することにより、上記サイドメンバ5の前方部を、自動車の衝突時に変形させて衝突荷重を効果的に吸収することができる。
さらに、上記実施形態では、左右傾斜メンバ8の前端部に設けられた連結部23をセンタクロスメンバ7の傾斜メンバ取付部22に取り付けることにより、該左右の傾斜メンバ8とセンタクロスメンバ7と一体に連結した例について説明したが、図7に示すように、左右の傾斜メンバ8aを別体の丸パイプ材等で形成するとともに、各傾斜メンバ8aの前端部を、センタクロスメンバ7の後部に設けられた取付孔部22aに挿入して、それぞれ個別に取り付けるように構成してもよい。