JP5920164B2 - フロントサブフレーム構造 - Google Patents

Description

この発明は、サスペンションアームを支持するサスクロス本体とロアクラッシュカンとの間に、フロントサイドメンバを設けるようなフロントサブフレーム構造に関する。

従来、ロアアーム（サスペンションアーム）を支持するサスクロス本体とロアクラッシュカンとの間に、フロントサイドメンバを掛け渡すフロントサブフレーム構造が知られている。
上記フロントサイドメンバを、パワートレインの大きさや、アプローチアングル（前オーバハング角）、またはコンパチビリティ（ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ 共生性）などのレイアウト条件により、側面視で下方に湾曲させる必要がある場合、フロントサイドメンバが屈曲して荷重伝達効率が低下し、荷重吸収量が小さくなる問題点があった。

また、パワートレインが後退する程の重大な前衝突の際（重衝突時）に、パワートレインの後退を阻害しないようにサスクロス本体の後部を車体から離脱させ、前衝突の後期に車体へ後方に掛かる加速度を低下させるように構成したものが公知であるが、フロントサイドメンバが側面視で下方に曲がっていると、この離脱のための荷重をサスクロス本体に伝達し難い問題点があった。

そこで、荷重伝達効率を向上させるために、単にフロントサイドメンバの肉厚を厚肉化した場合には重量増加を招く問題点があり、一方で、フロントサイドメンバを超高張力鋼板などの高張力な素材で形成すると、軽量化および薄肉化を図ることができるが、この場合、初期剛性は高いものの、フロントサイドメンバが側面視でＶ字状に屈曲すると、反力が急激に低下し、荷重吸収量が急減すると共に、パワートレインがサスクロス本体に引っかかって後退しなくなるという問題点があった。

ところで、特許文献１には、サスクロス本体と、該サスクロス本体とは別体のフロントサイドメンバを設け、フロントサイドメンバをサスクロス本体の前部に取付けたフロントサブフレーム構造が開示されている。
しかしながら、該特許文献１で開示された従来構造においては、上記フロントサイドメンバが直線状に形成されているので、パワートレインの下方レイアウトのスペースが確保できない。また、サスクロス本体とフロントサイドメンバとは下方から締付けるボルトを用いて締結されている関係上、作業性がよい反面で、ボルトの弛みが発生した場合に、そのまま長期間走行振動を受け続けると弛みが拡大する懸念があり、ボルトの落下に起因してフロントサイドメンバが横ずれすると、該フロントサイドメンバによる荷重伝達が不可となる問題点があった。
また、特許文献２には、ロアクラッシュカンが開示されているが、該特許文献２にはフロントサイドメンバの折れを抑制する技術思想については何等の開示も示唆もない。

特開２００７−１８６１２５号公報 特開２０１２−６５４５号公報

そこで、この発明は、ロアクラッシュカンよりフロントサイドメンバが下方に配設され、該フロントサイドメンバの前部はその後部に対して前上に曲がっており、ロアクラッシュカンとフロントサイドメンバとの間には、少なくともフロントサイドメンバ前端よりも下方部位の前側に位置するブラケットを設けることで、パワートレインのレイアウト確保と、ロアクラッシュカンを相手車両のバンパ高さに合わせることを両立しつつ、ロアクラッシュカンで吸収し切れなかった前突荷重をブラケットで直接衝突物から受けることで、ブラケット下部からフロントサイドメンバを介して後方に荷重を伝達する経路を形成し、フロントサイドメンバの折れを抑制し、後方への荷重伝達性能の向上を図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サスクロス本体とロアクラッシュカンとの間に、フロントサイドメンバを設けるフロントサブフレーム構造であって、上記ロアクラッシュカンより上記フロントサイドメンバの後部が下方に配設され、該フロントサイドメンバの前部は上記後部に対して前上に曲がっており、上記ロアクラッシュカンと上記フロントサイドメンバとの間には、少なくとも該フロントサイドメンバ前端よりも下方部位の前側に位置するブラケットが設けられ、該ブラケットで上記フロントサイドメンバと上記ロアクラッシュカンとが連結されたものである。

上記構成によれば、フロントサイドメンバがロアクラッシュカンより下方に配設され、かつ該フロントサイドメンバの前部が前上に曲がっているので、パワートレインの下方レイアウトが確保できる。
また、上記ブラケットにロアクラッシュカンを設けることができるので、ロアクラッシュカンを相手車両のバンパ高さに合わせることができる。
しかも、上記ブラケットは少なくともフロントサイドメンバ前端よりも下方部位の前側に位置するので、ロアクラッシュカンで吸収し切れなかった前突荷重をブラケットで直接衝突物から受け、ブラケット下部からフロントサイドメンバを介してその後方のサスクロス本体に至る荷重伝達経路を形成し、フロントサイドメンバの折れ（縦方向曲げモーメント）を抑制し、後方への荷重伝達性能の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、上記フロントサイドメンバの前端中心よりも上方にずれて上記ロアクラッシュカンの後端中心が配され、上記フロントサイドメンバ前端と上記ロアクラッシュカン後端とが上下方向で一部重なるものである。

上記構成によれば、フロントサイドメンバとロアクラッシュカンとの上下オフセット量を確保しつつ、フロントサイドメンバ前端とロアクラッシュカン後端とが上下方向で一部重なる（オーバラップする）ことにより、ロアクラッシュカンからブラケットを介してフロントサイドメンバに直接的な前突荷重を高次元で伝達することができる。

この発明の一実施態様においては、上記ブラケットは上記フロントサイドメンバと上記ロアクラッシュカンと、上方の車体とを連結するものである。
上述の上方の車体は、フロントサイドフレームに設定してもよい。

上記構成によれば、ブラケットが車体にも連結されるので、該ブラケットの利用効率が高まると共に、フロントサイドメンバの縦方向曲げモーメントをさらに低減することができる。

この発明の一実施態様においては、上記フロントサイドメンバの前端部は、車幅方向に並ぶ２点で車体に支持され、上記ブラケットはクロスメンバ取付け部を有するものである。

上記構成によれば、上記ブラケットをクロスメンバ取付け部として兼用しつつ、上記２点支持によりフロントサイドメンバの横方向曲げモーメントの低減と、クロスメンバの支持剛性および組付け性確保との両立を図ることができる。

この発明の一実施態様においては、上記サスクロス本体は、上記フロントサイドメンバから伝達される前突荷重を受けて車体から離脱するマウント部を備えたものである。

上記構成によれば、ブラケット下部からフロントサイドメンバを介してその後方のサスクロス本体に前突荷重が入力された際、マウント部が車体から離脱するので、パワートレイン後退前にサスクロス本体を離脱させ、適切にパワートレインを後退させることができる。
ここで、サスクロス本体を離脱させる時期は、パワートレインがサスクロス本体に当たって、車両の後向きの加速度が過大になる前であればよく、車両の後ろ向きの加速度が過大にならない範囲で、サスクロス本体をパワートレイン後退と同時に離脱させてもよい。
また、軽量かつ下方に曲がったフロントサイドメンバを用いても、斯る作用、効果が得られる。

この発明によれば、ロアクラッシュカンよりフロントサイドメンバが下方に配設され、該フロントサイドメンバの前部はその後部に対して前上に曲がっており、ロアクラッシュカンとフロントサイドメンバとの間には、少なくともフロントサイドメンバ前端よりも下方部位の前側に位置するブラケットを設けたので、パワートレインのレイアウト確保と、ロアクラッシュカンを相手車両のバンパ高さに合わせることを両立しつつ、ロアクラッシュカンで吸収し切れなかった前突荷重をブラケットで直接衝突物から受けることで、ブラケット下部からフロントサイドメンバを介して後方に荷重を伝達する経路を形成し、フロントサイドメンバの折れを抑制し、後方への荷重伝達性能の向上を図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全体斜視図 ロアアームを取外した状態で示す図１の側面図 図１の底面図 図３のＡ−Ａ線に沿う要部の矢視断面図 図２のＢ−Ｂ線に沿う要部の矢視断面図 図２の要部拡大断面図 フロントサブフレーム構造を示す斜視図 クロスメンバとブラケットとフロントサイドメンバの関連構造を示す斜視図 図８からフロントブラケットを取除いた状態の斜視図 フロントブラケットとバックブラケットの分解斜視図 荷重吸収変形状態を示し、（ａ）はクラッシュカン荷重吸収変形末期の側面図、（ｂ）はフロントサイドフレーム変形初期の側面図、（ｃ）はフロントサイドフレーム変形後期の側面図 フロントサイドメンバ後部と連結部の関連構造の他の実施例を示す平面図 フロントサイドメンバ後部と連結部の関連構造のさらに他の実施例を示す平面図 フロントサイドメンバ後部と連結部の関連構造のさらに他の実施例を示す斜視図

パワートレインのレイアウト確保と、ロアクラッシュカンを相手車両のバンパ高さに合わせることを両立しつつ、ロアクラッシュカンで吸収し切れなかった前突荷重をブラケットで直接衝突物から受けることで、ブラケット下部からフロントサイドメンバを介して後方に荷重を伝達する経路を形成し、フロントサイドメンバの折れを抑制し、後方への荷重伝達性能の向上を図るという目的を、サスペンションアームを支持するサスクロス本体とロアクラッシュカンとの間に、フロントサイドメンバを設けるフロントサブフレーム構造であって、上記ロアクラッシュカンより上記フロントサイドメンバの後部が下方に配設され、該フロントサイドメンバの前部は上記後部に対して前上に曲がっており、上記ロアクラッシュカンと上記フロントサイドメンバとの間に、少なくとも該フロントサイドメンバ前端よりも下方部位の前側に位置するブラケットを設け、該ブラケットで上記フロントサイドメンバと上記ロアクラッシュカンとが連結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１は本発明のフロントサブフレーム構造を示す全体斜視図、図２はサスペンションアームとしてのロアアームを取外した状態で示す図１の側面図、図３は図１の底面図である。
図１〜図３において、エンジンルームと車室とを前後方向に区画するダッシュパネルとしてのダッシュロアパネル１を設けている。このダッシュロアパネル１はその車幅方向中央部にトンネル部２とを備えている。

ダッシュロアパネル１の下部後端には後方に向けて略水平に延びるフロアパネルが連設され、図３に示すように、フロアパネルの左右両サイドには、車両の前後方向に延びる閉断面構造のサイドシル３，３が一体的に接合固定されている。
またダッシュロアパネル１のトンネル部２およびフロアパネルのトンネル部の下部と対応して、車両の前後方向に延びるトンネルロアフレーム４，４を設けている。そして、このトンネルロアフレーム４と上述のサイドシル３との車幅方向中間部には、車両の前後方向に延びるフロアフレーム５，５を設けている。
さらに、フロアフレーム５の前部とサイドシル３の前部とを車幅方向に連結する左右一対のトルクボックス６，６を設けている。

図１〜図３に示すように、ダッシュロアパネル１からエンジンルームの左右両サイドにおいて車両前方に延びる左右一対のフロントサイドフレーム７，７を設けている。このフロントサイドフレーム７はフロントサイドフレームアウタとフロントサイドフレームインナとを接合固定して、車両の前後方向に延びる閉断面を有する車体剛性部材であって、該フロントサイドフレーム７にはその直線部の前後に前後方向に間隔を隔てて閉断面内に窪み、かつ上下方向に延びるビード７ａ，７ｂ（変形促進部）が一体形成されている。
上述のビード７ａ，７ｂは、重衝突時に折れの切っ掛けとなり、このビード７ａ，７ｂの形成位置でフロントサイドフレーム７の座屈変形を許容するものである。
左右一対のフロントサイドフレーム７の前端部には、セットプレート８を介してアッパクラッシュカン９，９をそれぞれ取付けており、これら左右のアッパクラッシュカン９，９間には車幅方向に延びるバンパレイン１０を横架している。
図３に示すように、アッパクラッシュカン９、フロントサイドフレーム７、フロアフレーム５は、平面視にて車両の前後方向に略一直線状に延びるように配設されている。
図２，図３において、１１はエンジン１２、トランスミッション１３、ドライブシャフト１４を備えたパワートレインである。

ところで、図１に示すように、サスペンションアームとしてのロアアーム１５を支持するサスクロス本体１６と、アッパクラッシュカン９よりも下方に位置するロアクラッシュカン１７との間には、フロントサイドメンバ１８を設けている。
このフロントサイドメンバ１８は１０００ＭＰａ以上の耐力をもつ超高張力鋼板で形成されており、図２に側面図で示すように、ロアクラッシュカン１７より下方に配設され、該フロントサイドメンバ１８の前部はその後部に対して前上に曲がっている。

図２の要部拡大図を図６に示すように、フロントサイドメンバ１８はパワートレイン１１のレイアウトの関係上、該パワートレイン１１の下方を通るように側面視で下方に連続して大きく湾曲しており、該フロントサイドメンバ１８の前端中心１８ａよりも上方にずれて上述のロアクラッシュカン１７の後端中心１７ａが配されていて、かつ、フロントサイドメンバ１８前端とロアクラッシュカン１７後端とが上下方向で一部重なる（オーバラップする）ように構成されている。

また、図２，図６に示すように、ロアクラッシュカン１７とフロントサイドメンバ１８との間には、少なくとも該フロントサイドメンバ１８前端よりも下方部位の前側に位置するブラケット１９が設けられている。
このブラケット１９の詳細構造については、図８，図９，図１０を参照して後述するが、該ブラケット１９はフロントブラケット２０とバックブラケット２１とを備えている。
上述のバックブラケット２１はクロスメンバ取付け部２１ａを有し、左右のブラケット１９，１９におけるバックブラケット２１のクロスメンバ取付け部２１ａ相互間には、車幅方向に延びる閉断面構造のフロントクロスメンバ（第１クロスメンバ）２２を取付けている。

図６に示すように、上述のブラケット１９はフロントサイドメンバ１８とロアクラッシュカン１７と、上方の車体としてのフロントサイドフレーム７とを連結するもので、ロアクラッシュカン１７はその背面に設けたセットプレート２３を介してフロントブラケット２０に連結されており、フロントサイドフレーム７の下面には支持部材２４を接合固定し、フロントブラケット２０の上面は第１マウント部Ｍ１を構成するボルト、ナット２５を用いて、上述の支持部材２４に締結固定されている。
ここで、上述のロアクラッシュカン１７は、アプローチアングル（前オーバハング角）およびコンパチビリティ（ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ 共生性）を考慮して、フロントサイドメンバ１８の前端よりも上方位置に取付けられている。

次に、図１，図３，図７を参照して、サスクロス本体１６の構成について説明する。
サスクロス本体１６は左右一対のフロントサイドフレーム７，７の下側に位置するもので、該サスクロス本体１６は、車両前後方向に延びるパイプ製の左右一対のリヤサイドメンバ３０，３０と、リヤサイドメンバ３０，３０の前部間に車幅方向に向けて架設されたセンタクロスメンバ（第２クロスメンバ）３１と、該センタクロスメンバ３１の後部車幅方向中間部とリヤサイドメンバ３０，３０の後端部との間に、平面視で略Ｖ字状に架設されたクロスメンバとしての傾斜メンバ３２（いわゆるＶ字ブレース）と、リヤサイドメンバ３０，３０の後端と対応する傾斜メンバ３２の左右の後部間に車幅方向に延びるように架設されたリヤクロスメンバ３３（第３クロスメンバ）と、リヤサイドメンバ３０の前端に対応するセンタクロスメンバ３１の左右から上方に延設されて、図1，図２で示した左右のフロントサイドフレーム７，７におけるサス取付けブラケット３４，３４にそれぞれ連結される左右の車体取付け部３５，３５（以下単にタワー部と略記する）と、を備えている。

図７に示すように、上述のタワー部３５の上部車外側にはＮｏ．２マウント部としてのセンタマウント部Ｍ２（具体的にはマウントブッシュやマウントパイプ）を連結し、また傾斜メンバ３２の後端部にはＮｏ．４マウント部としてのリヤマウント部Ｍ４（具体的にはマウントブッシュやマウントパイプ）を連結し、リヤクロスメンバ３３の左右両側部にはＮｏ．３マウント部としてのインサイドマウント部Ｍ３を設定している。

そして、図２，図３に示すように、左右一対のセンタマウント部Ｍ２，Ｍ２を、フロントサイドフレーム７の前後方向中間部におけるサス取付けブラケット３４の下面に連結し、左右一対のリヤマウント部Ｍ４，Ｍ４をフロントサイドフレーム７の後部下面に連結し、左右一対のインサイドマウント部Ｍ３，Ｍ３をトンネルロアフレーム４の前部下面に連結している。
つまり、サスクロス本体１６は片側３点、左右両側で計６点にて車体にマウントされたものである。

ここで、上述のインサイドマウント部Ｍ３，Ｍ３およびリヤマウント部Ｍ４，Ｍ４は、図３，図７に示すように、車幅方向に略一直線状に並ぶように配設されている。
また、図３，図７に示すように、平面視において、ロアクラッシュカン１７、フロントサイドメンバ１８、リヤサイドメンバ３０、トンネルロアフレーム４が車両の前後方向に略一直線状に連続するように配設されている。
さらに、上述の各マウント部Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４は、フロントサイドメンバ１８から伝達される前突荷重を受けて車体から離脱するように構成されている。この車体から離脱する構造としては、マウント部Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４それ自体が変形、破断する構造であってもよく、あるいは、車体側の支持部が変形、破断する構造であってもよい。

図７に示すように、上述のセンタクロスメンバ３１の前面側車幅方向中間にはエンジンマウント用の開口部３１ａが形成されている。
また、同図に示すように、傾斜メンバ３２の車幅方向外方への延設部とリヤサイドメンバ３０との間には、図１に示すロアアーム１５の後側を上側、下側からそれぞれ支持するロアアーム支持部としてのアッパブラケット３６、ロアブラケット３７が取付けられており、これら上下のアッパブラケット３６、ロアブラケット３７にはビード等の凹凸部が一体形成されていて、各ブラケット３６，３７それ自体の剛性が高められている。
上側に位置するアッパブラケット３６は、平面から見て相対的に小さい面積の略三角形状に形成されており、下側に位置するロアブラケット３７は、平面から見て相対的に大きい面積の略扇形状に形成されている。

次に、図４，図５，図７を参照してフロントサイドメンバ１８の後端支持構造について説明する。
フロントサイドメンバ１８の後端部とサスクロス本体１６の車幅方向端部における閉断面構造のタワー部３５との間には、連結部としての連結ブラケット４０を設けている。

図４，図５，図７に示すように、この連結ブラケット４０は、フロントサイドメンバ１８の後端部を、ロアアーム１５のアーム取付けボルト４１よりも車幅方向外側位置にて、サスクロス本体１６に連結するための外側壁４０Ａと、この外側壁４０Ａから車幅方向内側に延びてフロントサイドメンバ１８後端部をロアアーム内端部のロアアームブッシュ４２の前方に案内する上ガイド壁４０Ｂおよび下ガイド壁４０Ｃと、上述の外側壁４０Ａに連続する前壁４０Ｄおよび内側壁４０Ｅと、を備えている。
上述の各壁４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ，４０Ｅは展開状態の一枚の板材を折曲げて形成することができる。一方、ロアアームブッシュ４２は、図４，図５に断面で示すように、内筒４２ａと、外筒４２ｂと、内筒４２ａおよび外筒４２ｂ間に介設されたラバー部材４２ｃとを有する。

そして、図５に示すように、フロントサイドメンバ１８の後端がロアアームブッシュ４２の外筒４２ｂ近傍に対面しており、これにより、荷重伝達効率を確保するように構成している。
詳しくは、フロントサイドメンバ１８の後端部をアーム取付けボルト４１よりも車幅方向外側にずらして、ロアアーム１５の組付性を確保すると共に、フロントサイドメンバ１８の後端部を上ガイド壁４０Ｂ、下ガイド壁４０Ｃ、外側壁４０Ａの三方で覆い、次に述べる溶接が外れた場合にあっても、フロントサイドメンバ１８が車幅方向内側にしかずれないように構成している。

図５，図７に示すように、連結ブラケット４０の外側壁４０Ａには貫通構造の溶接孔４３が設けられており、この溶接孔４３を利用して、フロントサイドメンバ１８の後端部と連結ブラケット４０の外側壁４０Ａとが溶接固定されている。これにより、フロントサイドメンバ１８後端部と外側壁４０Ａとを締結するボルト、ナット等を不要となして、部品点数の削減を図りつつ、フロントサイドメンバ後端部を軽量高剛性化し、またアーム取付けボルト４１の締結スペースを確保するように構成している。
上述の溶接孔４３を利用しての両者１８，４０Ａの溶接が万一外れた場合であっても、フロントサイドメンバ１８は各壁４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃで三方から囲繞されているので、車幅方向内側にしかずれないものである。

ここで、図５に実線で示すフロントサイドメンバ１８に代えて、同図に仮想線αで示すように実線のフロントサイドメンバ１８よりも車幅方向の幅が大きいフロントサイドメンバを用いて、外筒４２ｂとのオーバラップ量増加を図ってもよい。
また、図４，図５に示すように、上述のアーム取付けボルト４１は、２部材にて閉断面構造に形成されたタワー部３５の閉断面内に予め溶接固定されたナット４４（いわゆるウエルドナット）に対して、締結されている。

さらに、図４に示すように、上述のロアアーム１５はアッパパネル１５ａとロアパネル１５ｂとの２部材にて閉断面構造に形成されており、ロアアームブッシュ４２の外筒４２ｂ外周には、アッパパネル１５ａの一部１５ｃとロアパネル１５ｂの一部１５ｄとが連結されている。
なお、図５において、４５はロアアーム１５の車幅方向内側後部のロアアームブッシュで、このロアアームブッシュ４５の軸は上下方向に指向させている。また図５において、４６はセンタクロスメンバ３１内に設けたレインフォースメントである。さらに図２において、４７はラジエータ（熱交換器）であり、図７に示すようにフロントクロスメンバ２２はその左右両端部の取付け部に対して車幅方向中間部が下方に位置しており、これによりフロントクロスメンバ２２に対するラジエータ配置スペースを確保するように構成している。

次に、図８，図９，図１０を参照してブラケット１９およびその周辺構造について説明する。
図８はクロスメンバとブラケットとフロントサイドメンバの関連構造を示す斜視図、図９は図８からフロントブラケットを取除いた状態の斜視図、図１０はフロントブラケットとバックブラケットの分解斜視図である。

図８，図１０に示すように、ブラケット１９はフロントブラケット２０とバックブラケット２１との２部材から構成されており、フロントブラケット２０は前壁２０ａと上壁２０ｂと側壁２０ｃ，２０ｃとを備えており、前壁２０ａには開口部２０ｄが形成される一方、上壁２０ｂの車幅方向内側には位置決めピン４８が上方に向けて突設されている。
また、上壁２０ｂの車幅方向内側と車幅方向外側との２箇所には、図６で示したボルト、ナット２５のボルトを挿通させる内側締結孔２０ｅと外側締結孔２０ｆとが開口形成されており、これにより、フロントサイドメンバ１８の前端部が、ブラケット１９の車幅方向に並ぶ２点（各締結孔２０ｅ，２０ｆ参照）で、支持部材２４を介して上方の車体であるフロントサイドフレーム７に支持されている。
さらにフロントブラケット２０の前壁２０ａには、複数のロアクラッシュカン締結孔２０ｇが形成されている。

図９，図１０に示すようにバックブラケット２１の下部には、その後方からフロントサイドメンバ１８を受入れる開口部２１ｂが形成されており、内側側壁２１ｃと外側側壁２１ｄの前部下部を折曲げて溶接し、前壁２１ｅを形成している。
また内側側壁２１ｃの下端を折曲げて外側側壁２１ｄの下縁に溶接することで前述のクロスメンバ取付け部２１ａを形成し、これにより剛性が高いクロスメンバ支持部を形成すると共に、前突時の荷重伝達に関わる前後剛性を確保している。

さらに、図９に示すように、バックブラケット２１の前端部は正面視で中空十文字状に形成されており、このバックブラケット２１とフロントブラケット２０とを連結固定することで、上述のブラケット１９が構成されている。
そして、図６で示したように、ロアクラッシュカン１７前部よりも後方で、かつフロントサイドメンバ１８の前端よりも下方の部位の前側にブラケット１９の少なくとも一部が位置するように、構成したものである。

要するに、図３に底面図で示すように、ロアクラッシュカン１７、フロントサイドメンバ１８、連結ブラケット４０、リヤサイドメンバ３０、インサイドマウント部Ｍ３が車両前後方向に可及的真っ直ぐで、かつ図２に側面図で示すようにパワートレイン１１のレイアウトを考慮してフロントサイドメンバ１８が下方に大きく湾曲するものにおいて、ブラケット１９を該フロントサイドメンバ１８の前端よりも下方まで位置させることにより、衝突時に確実に荷重を伝達すべく構成したものである。

次に、図１１を参照してフロントサイドフレーム７が荷重吸収変形するような重衝突時の作用について説明する。図１１の（ａ）はクラッシュカン荷重吸収変形末期の側面図、図１１の（ｂ）はフロントサイドフレーム変形初期の側面図、図１１の（ｃ）はフロントサイドフレーム変形後期の側面図である。なお、図１１において、４９は歩行者の脚払い用のロアスティフナである。
図１１の（ａ）に示すように、車両が重衝突すると、矢印Ｘ１，Ｘ２で示す衝突荷重入力により、アッパクラッシュカン９およびロアクラッシュカン１７が潰れ、これら上下の各クラッシュカン９，１７が潰れ切ると図１１の（ｂ）のようになる。

つまり、衝突の継続によりブラケット１９下部に矢印Ｘ３で示す追加荷重が入力し、フロントサイドメンバ１８による荷重伝達経路Ｙ１の形成により、該フロントサイドメンバ１８の後部が荷重吸収変形すると共に、フロントサイドフレーム７は前後のビード７ａ，７ｂを折れの切っ掛けとして変形するので、センタマウント部Ｍ２が車体から離脱する。この場合、矢印Ｘ３で示す追加荷重によりフロントサイドメンバ１８の折れが抑制される。

図１１の（ｃ）に示すフロントサイドフレーム７の変形後期においては、側面視で大きくＶ字状となる折れが抑制されたフロントサイドメンバ１８の同図に矢印で示す荷重伝達経路Ｙ１とリヤサイドメンバ３０による荷重伝達経路Ｙ２とを介して後方に荷重が伝達されるので、各マウント部Ｍ３，Ｍ４が車体から離脱し、サスクロス本体１６を車体から切り離すことができるので、パワートレイン１１の後退が可能となることから、変形後期における車両の後方への加速度を低下させることができる。
なお、図中、矢印Ｆは車両の前方を示し、矢印Ｒは車両の後方を示し、矢印ＩＮは車幅方向内方を示し、矢印ＯＵＴは車幅方向外方を示す。

このように、図１〜図１１で示した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１５参照）を支持するサスクロス本体１６とロアクラッシュカン１７との間に、フロントサイドメンバ１８を設けるフロントサブフレーム構造であって、上記ロアクラッシュカン１７より上記フロントサイドメンバ１８の後部が下方に配設され、該フロントサイドメンバ１８の前部は上記後部に対して前上に曲がっており、上記ロアクラッシュカン１７と上記フロントサイドメンバ１８との間には、少なくとも該フロントサイドメンバ１８前端よりも下方部位の前側に位置するブラケット１９が設けられたものである（図２参照）。

この構成によれば、フロントサイドメンバ１８がロアクラッシュカン１７より下方に配設され、かつ該フロントサイドメンバ１８の前部が前上に曲がっているので、パワートレイン１１の下方レイアウトが確保できる。
また、上記ブラケット１９にロアクラッシュカン１７を設けることができるので、ロアクラッシュカン１７を相手車両のバンパ高さに合わせることができる。
しかも、上記ブラケット１９は少なくともフロントサイドメンバ１８前端よりも下方部位の前側に位置するので、ロアクラッシュカン１７で吸収し切れなかった前突荷重をブラケット１９で直接衝突物から受け、ブラケット１９下部からフロントサイドメンバ１８を介してその後方のサスクロス本体１６に至る荷重伝達経路Ｙ１（図１１参照）を形成し、フロントサイドメンバ１８の折れ（縦方向曲げモーメント）を抑制し、後方への荷重伝達性能の向上を図ることができる。
また、上記フロントサイドメンバ１８の前端中心１８ａよりも上方にずれて上記ロアクラッシュカン１７の後端中心１７ａが配され、上記フロントサイドメンバ１８前端と上記ロアクラッシュカン１７後端とが上下方向で一部重なるものである（図６参照）。

この構成によれば、フロントサイドメンバ１８とロアクラッシュカン１７との上下オフセット量を確保しつつ、フロントサイドメンバ１８前端とロアクラッシュカン１７後端とが上下方向で一部重なる（オーバラップする）ことにより、ロアクラッシュカン１７からブラケット１９を介してフロントサイドメンバ１８に直接的な前突荷重を高次元で伝達することができる。
さらに、上記ブラケット１９は上記フロントサイドメンバ１８と上記ロアクラッシュカン１７と、上方の車体（フロントサイドフレーム７参照）とを連結するものである（図６参照）。

この構成によれば、ブラケット１９が車体（フロントサイドフレーム７参照）にも連結されるので、該ブラケット１９の利用効率が高まると共に、フロントサイドメンバ１８の縦方向曲げモーメントをさらに低減することができる。
加えて、上記フロントサイドメンバ１８の前端部は、車幅方向に並ぶ２点（締結孔２０ｅ，２０ｆ参照）で車体（フロントサイドフレーム７参照）に支持され、上記ブラケット１９はクロスメンバ取付け部２１ａを有するものである（図６，図７参照）。

この構成によれば、上記ブラケット１９をクロスメンバ取付け部２１ａとして兼用しつつ、上記２点支持によりフロントサイドメンバ１８の横方向曲げモーメントの低減と、クロスメンバ（フロントクロスメンバ２２）の支持剛性および組付け性確保との両立を図ることができる。
さらにまた、上記サスクロス本体１６は、上記フロントサイドメンバ１８から伝達される前突荷重を受けて車体から離脱するマウント部（Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）を備えたものである（図７，図１１参照）。

この構成によれば、ブラケット１９下部からフロントサイドメンバ１８を介してその後方のサスクロス本体１６に前突荷重が入力された際、マウント部（Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）が車体から離脱するので、パワートレイン１１後退前、または後退と同時期にサスクロス本体１６を離脱させ、適切にパワートレイン１１を後退させ、変形後期における車両の後方への加速度を低下させることができる。また、軽量かつ下方に曲がったフロントサイドメンバ１８を用いても、斯る作用、効果が得られる。

図１２はフロントサブフレーム構造の他の実施例を示し、図１２に示すこの実施例では、フロントサイドメンバ１８の後端部を偏平に加工して、取付け部１８ｂを形成し、この取付け部１８ｂを連結ブラケット４０の外側壁４０Ａにおいて、車幅方向の外側から締付けるボルト５０と、ナット５１とを用いて締結し、ロアアーム１５のアーム支持部としての該連結ブラケット４０をタワー部３５およびマウント部Ｍ２に連結し、マウント部Ｍ２を所定荷重で下方に離脱するように構成したものである。

このように、フロントサイドメンバ１８の後端部を連結ブラケット４０に対して車幅方向の外側から締付けるボルト５０を用いて締結すべく構成すると、フロントサイドメンバ１８の組付け性向上を図ることができる。
またアーム支持部である連結ブラケット４０は、所定荷重で下方に離脱するマウント部Ｍ２に連結しているので、前突時に所定荷重が入力すると、このマウント部Ｍ２は前突荷重を受けて車体（フロントサイドフレーム７）から離脱し、サスクロス本体１６を下方に変位させるため、パワートレイン１１の後退が容易となり、変形後期における車両の後方への加速度を低下させることができる。
さらに、実施例1に対してフロントサイドメンバ１８後端の取付け部１８ｂの幅が小さくなるので、該フロントサイドメンバ１８後端のスリム化を図ることができると共に、軽衝突時におけるフロントサイドメンバ１８の交換が可能となる。

図１３はフロントサブフレーム構造のさらに他の実施例を示し、図１３に示すこの実施例では、連結ブラケット４０において上ガイド壁４０Ｂよりも下ガイド壁４０ｃを車幅方向内側に短く設定すると共に、外側壁４０Ａと前壁４０Ｄとの間には、フロントサイドメンバ１８後端をロアアームブッシュ４２の外筒４２ｂ側へ案内するスラント壁４０Ｓを形成したものである。

このように、下ガイド壁４０Ｃの車幅方向内側への長さを、上ガイド壁４０Ｂの車幅方向内側への長さよりも短く構成すると、下方からアーム取付けボルト４１に容易にアクセスすることができるので、サービス性の向上を図ることができる。
また上述のスラント壁４０Ｓを設けたので、衝突時にフロントサイドメンバ１８と外側壁４０Ａとの溶接が外れた場合、フロントサイドメンバ１８の後端はスラント壁４０Ｓで案内されてロアアームブッシュ４２の外筒４２ｂ側へ変位し、これにより良好な荷重伝達効果を確保することができる。
図１３で示した実施例３においても、その他の構成、作用、効果については、先の実施例１と同様であるから、図１３において前図と同一の部分には同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。

図１４はフロントサブフレーム構造のさらに他の実施例を示し、図１４に示すこの実施例では、ロアアーム１５のロアアームブッシュ４２に対して直接前突荷重を伝達すべく構成したものである。
つまり、この実施例においては、連結ブラケット４０の前壁４０Ｄにおける車幅方向外側部に、位置決めピン５２を前方に向けて突設すると共に、アーム取付けボルト４１の頭部を回避する開口部５３ａと位置決め孔５３ｂとを有するラバーシート５３を設け、さらに、フロントサイドメンバ１８の後端部には後端部ラケット５４を一体または一体的に設けている。

この後端ブラケット５４は、内部中空のキャップ部５４ａと、該キャップ部５４ａの後端開口部に連続する開口部と位置決め孔５４ｂとを備えたフランジ部５４ｃとを有し、上述のラバーシート５３を介して連結ブラケット４０の前壁４０Ｄに突き当て固定される。この場合、ラバーシート５３および後端ブラケット５４は各位置決め孔５３ｂ，５４ｂに挿入される位置決めピン５２で位置決めされる。

このように構成すると先の実施例１，２，３に対してフロントサイドメンバ１８を平面視でより一層真っ直ぐに配することができ、該フロントサイドメンバ１８後端が上記後端ブラケット５４のフランジ部５４ｃを介してロアアームブッシュ４２の外筒４２ｂに直接的に突き当てられているので、前突荷重の荷重伝達効果が向上し、前突荷重によりマウント部Ｍ２を確実に離脱させることができると共に、衝突後期においてはリヤサイドメンバ３０を介してマウント部Ｍ３にも前突荷重を伝達して、該マウント部Ｍ３を離脱させることができる。
また、通常時にあっては、上述のラバーシート５３で振動防止効果、異音発生防止効果を確保することができる。
図１４で示した実施例４においても、その他の構成、作用、効果については、先の実施例１と略同様であるから、図１４において前図と同一の部分には同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。

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１５に対応し、
以下同様に、
上方の車体は、フロントサイドフレーム７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、上記ブラケット１９の前方に、ロアクラッシュカン１７の前方よりもさらに前方へ突出する歩行者の脚払い用のスティフナ４９（図１１参照）を設けてもよい。また、フロントサイドメンバ１８は図示実施例のように全体が下方に湾曲するものに代えて、前部のみがその後部に対して前方かつ上方に曲がった構成のフロントサイドメンバであってもよい。

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サスクロス本体とロアクラッシュカンとの間に、フロントサイドメンバを設けるようなフロントサブフレーム構造について有用である。

７…フロントサイドフレーム（車体）
１５…ロアアーム（サスペンションアーム）
１６…サスクロス本体
１７…ロアクラッシュカン
１７ａ…後端中心
１８…フロントサイドメンバ
１８ａ…前端中心
１９…ブラケット
２１ａ…クロスメンバ取付け部
Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４…マウント部

Claims (5)

1. サスペンションアームを支持するサスクロス本体とロアクラッシュカンとの間に、フロントサイドメンバを設けるフロントサブフレーム構造であって、
   上記ロアクラッシュカンより上記フロントサイドメンバの後部が下方に配設され、
   該フロントサイドメンバの前部は上記後部に対して前上に曲がっており、
   上記ロアクラッシュカンと上記フロントサイドメンバとの間には、少なくとも該フロントサイドメンバ前端よりも下方部位の前側に位置するブラケットが設けられ、
   該ブラケットで上記フロントサイドメンバと上記ロアクラッシュカンとが連結されたことを特徴とする
   フロントサブフレーム構造。
2. 上記フロントサイドメンバの前端中心よりも上方にずれて上記ロアクラッシュカンの後端中心が配され、
   上記フロントサイドメンバ前端と上記ロアクラッシュカン後端とが上下方向で一部重なる
   請求項１記載のフロントサブフレーム構造。
3. 上記ブラケットは上記フロントサイドメンバと上記ロアクラッシュカンと、上方の車体とを連結する
   請求項１または２記載のフロントサブフレーム構造。
4. 上記フロントサイドメンバの前端部は、車幅方向に並ぶ２点で車体に支持され、
   上記ブラケットはクロスメンバ取付け部を有する
   請求項１〜３の何れか１項に記載のフロントサブフレーム構造。
5. 上記サスクロス本体は、上記フロントサイドメンバから伝達される前突荷重を受けて車体から離脱するマウント部を備えた
   請求項１〜４の何れか１項に記載のフロントサブフレーム構造。

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