JP6237866B1 - フロントサブフレーム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】走行時の剛性と車両の前面衝突時の車体取付部付近の屈曲容易化（サブフレームの車体からの確実な離脱）とを両立する。【解決手段】車両前部において車体の下方に配設されてサスペンションの一部を構成するロアアーム５０を支持するサブフレーム本体２を備え、サブフレーム本体２後部を車体へ取り付けるとともにロアアーム５０後部が取り付けられた車体取付部６が設けられ、車体取付部６には、該車体取付部６においてサブフレーム後退荷重を利用して当該サブフレーム本体２を車体から離脱させる離脱手段６２と、該車体取付部６の基端側に設けられた屈曲促進部６１とを備え、車体取付部６に、フランジ４０が車両前方に開口する開口６９ａに沿って屈曲促進部６１を越えて連続して延設され、フランジ４０の屈曲促進部６１よりも車幅方向外側の部分に補強ビード４２が該フランジ４０に沿って延設された。【選択図】図４

Description

この発明は、車両前部において前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム等の車体下方に配設されてサスペンションを支持するフロントサブフレームを備えた車両のフロントサブフレーム構造に関する。

従来、車両前部において前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームの下方にサスペンションやステアリング機構、パワートレイン等を支持するフロントサブフレーム（以下、「サブフレーム」という。）を設けて、車両の前面衝突時において、フロントサイドフレームの変形により衝突エネルギーを吸収することに加えてサブフレームにて補助的な衝突エネルギー吸収を行う構造が知られている。

また、サブフレーム構造には、走行時の車輪支持剛性を高めるために頑強に構成されている一方で、頑強なサブフレームが車両の前面衝突時にフロントサイドフレームの変形を阻害しないように、衝突中期から後期にかけてサブフレーム後端を車体から離脱させるように構成したものが知られている。

例えば、特許文献１には、サブフレーム後部から車幅方向外側へ突出する車体取付部に、該車体取付部とともにロアアームの後側ブッシュを車体に対してボルト等の締結部材により共締めし、さらに該車体取付部の車幅方向内側の付け根に屈曲促進部を設けたサブフレームを備えた構造が提案されている。

そして特許文献１のものは、前面衝突時に、前後メンバから伝達される衝突荷重を、ロアアームを迂回するようにサブフレームを伝達する荷重によって屈曲促進部を屈曲させるとともに、さらにサブフレーム前方へ突出する前後メンバからロアアームを介した荷重によって車体取付部において締結部材を引き抜くことで車両の前面衝突時に、車体からサブフレームを確実に離脱させるように構成したものである。

ところで、走行時の車輪支持剛性向上の観点では車体取付部の車体との連結剛性を高めることが好ましい。

そこで上述した特許文献１のサブフレームのように、車体取付部の車幅方向内側の付け根に屈曲促進部を設けた構成において、車体取付部の車体との連結剛性を高めると車体取付部に備えた屈曲促進部の剛性も上がるため、車両の前面衝突時に該屈曲促進部が屈曲し難くなり、サブフレームを車体から確実に離脱させることができないおそれがあるという背反の問題を有する。

特許第５９４９６００号公報

そこでこの発明は走行時の剛性と車両の前面衝突時の車体取付部付近の屈曲容易化（サブフレームの車体からの確実な離脱）とを両立することを目的とする。

この発明は、車両前部において車体の下方に配設されてサスペンションの一部を構成するロアアームを支持するサブフレーム本体を備え、該サブフレーム本体における後部から車幅方向外側に突出するとともに、上記サブフレーム本体後部を車体へ取り付ける車体取付部が設けられ、該車体取付部には車両前方及び側方に開口する開口部が形成され、上記車体取付部は、その内部に上記開口部から差し込まれるように配置されたロアアーム後部と共に車体に対して共締めされ、該車体取付部においてサブフレーム後退荷重を利用して当該サブフレーム本体を車体から離脱させる離脱手段が設けられたフロントサブフレーム構造において、上記車体取付部の基端側に、前後方向に延びる屈曲促進部が設けられ、上記車体取付部に、フランジが上記開口部における車両前方へ開口する前方開口部に沿って上記屈曲促進部を越えて連続して延設され、上記フランジの上記屈曲促進部よりも車幅方向外側の部分に、補強ビードが該フランジに沿って延設されたものである。

上記構成によれば、上記補強ビードと上記車体取付部の基端側との間をフランジで補強しつつ、補強ビードで屈曲促進部への応力集中を増加させ、走行時の高剛性化と衝突時のサブフレームの車体からの離脱促進を両立することができる。

この発明の態様として、上記補強ビードは上記車体取付部の上面よりも上方に膨出することが好ましい。

上記構成によれば、開口部の高さ（上下幅）を確保してロアアーム揺動範囲と、上記車体取付部の補強を両立することができる。

またこの発明の態様として、上記補強ビードは上記車体取付部に備えた車体当接面に沿って、上記屈曲促進部側に拡幅することが好ましい。

上記構成によれば、車体当接面の確保と、屈曲促進部の広域への応力集中を両立することができる。

この発明によれば、走行時の剛性と車両の前面衝突時の車体取付部付近の屈曲容易化（サブフレームの車体からの確実な離脱）とを両立することができる。

本実施形態のフロントサブフレーム構造の左側部分を示す平面図。 本実施形態のフロントサブフレーム構造を示す側面図。 図２においてロアアームを取外して図示した側面図。 本実施形態のフロントサブフレーム構造の要部の斜視図。 本実施形態のフロントサブフレーム構造の要部の平面図。 本実施形態のフロントサブフレーム構造の要部の左側面図。 図５中のＡ−Ａ線の要部断面図。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。
図１は本実施形態のフロントサブフレーム構造の左側部分の要部を示す平面図、図２は本実施形態のフロントサブフレーム構造を示す左側面図、図３は図２においてロアアームを取外して図示した左側面図、図４はフロントサブフレームの後部左側部分の要部の斜視図、図５はフロントサブフレーム構造の後部左側の要部の平面図、図６はフロントサブフレーム構造の後部左側部分の要部の左側面図、図７は図５中のＡ−Ａ線の要部断面図である。なお、図中、矢印Ｆは車両前方を示し、矢印Ｒは車両右方を示し、矢印Ｌは車両左方を示し、矢印Ｕは車両上方を示すものとする。また、本実施形態のサブフレーム構造（前部車体構造）の要部は左右対称形状であるため、車両左側の構成に基づいて説明し、車両右側の構成については省略するものとする。

本実施形態に係る車両Ｖは、フロントノーズが短く設定された小型車であり、図２、図３に示すように、その前部において、車両前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム１００の下方に配設され、サスペンションの一部を構成する左右一対のロアアーム５０を支持するフロントサブフレーム１（以下「サブフレーム１」と称する）を備えている。

フロントサイドフレーム１００は、車両前後方向に延びる閉断面形状の筒状体で構成されており、その前端には、フランジ１００ａ及び上側クラッシュカン１０２側のフランジ１０２ａを介して上側クラッシュカン１０２が取り付けられている。

上側クラッシュカン１０２は、車両前後方向に延びる閉断面形状の筒状体で構成され、フロントサイドフレーム１００の前部に連接している。左右の上側クラッシュカン１０２の前端は、車幅方向に延びるバンパーレインフォースメント１０３によって連結されている。

また図１〜図３に示すように、フロントサイドフレーム１００の底面には、後述するサブフレーム１の前端が前端支持部材１０７及びフランジ１００ａを介して連結されるとともに、サブフレーム１の車両前後方向の中間部が、中間支持部材１０８（図２、図３参照）を介して締結部材（図示省略）により連結されている。

また、フロントサイドフレーム１００の車両後方には、エンジン等のパワートレインを収容する収容空間と車室とを仕切るダッシュパネル１０４が配設され、このダッシュパネル１０４の前面には、フロントサイドフレーム１００の後端が接続されている。そして、ダッシュパネル１０４の下部には、フロントサイドフレーム１００の後端から車両前後方向に延びるフロアフレーム１０５が配設されている。このフロアフレーム１０５の下部には、側面視でクサビ状をなすガセット１０６が接合固定され、フロアフレーム１０５とガセット１０６とにより閉断面を形成している。上述したサブフレーム１の後端は、締結部６３を介して車体側のフロアフレーム１０５及びガセット１０６に連結されている。

サブフレーム１は、図１〜図３に示すように、サブフレーム本体２と、サブフレーム本体２から連結部３１を介して前方へ延びる左右一対の前後メンバ３と、前後メンバ３の前部を車幅方向に連結するフロントクロスメンバ３５（図１参照）とサブフレーム１の前部において車幅方向に連結するセンタクロスメンバ３６（同図参照）とで井桁状に構成されている。

サブフレーム本体２および前後メンバ３は、上面を構成するとともに該上面の縁部が適宜下方へ延出するように折り曲げられたアッパパネル１Ａと、下面を構成するとともに該下面の縁部が適宜上方へ延出するように折り曲げられたロアパネル１Ｂとを備え、ロアパネル１Ｂとアッパパネル１Ａとの対向部分を接合することで中空状に形成されている。

サブフレーム本体２は、図１に示すように、車幅方向に延びるサスクロス４（サスペンションクロスメンバ４）と、該サブフレーム本体２の左右両側の前部から前方へ突出する左右一対の前方突出部５と、該サブフレーム本体２の後部から車幅方向外側へ突出するとともに上記サブフレーム本体２の後部を車体側へ取り付ける車体取付部６とを備えている。

本実施形態において前方突出部５は、前方程車幅方向外側へ略水平に突出するとともに、車体取付部６は、車幅方向と略平行に車幅方向外側へ略水平に突出している。

前後メンバ３は、前方突出部５の前端に連結部３１を介して連設されている。詳しくは、連結部３１は、前方突出部５の前端から該前方突出部５の突出方向と同じ方向である前方程車幅方向外側へ略直線状に連続して延びており、後記のアーム前側支持部１７よりも前方位置において前方突出部５と一体に形成されている。前後メンバ３は、連結部３１の前端から車両前後方向と略平行にさらに前方へ延びている。前後メンバ３の後部には、連結部３１に対して屈曲する屈曲部７が形成されている。

本実施形態では、図２に示すように、前後メンバ３の前端の車両前後方向（長手方向）に直交する向きの断面が、前後メンバ３の後端の車両前後方向に直交する向きの断面と正面視で少なくとも部分的に重複するよう構成されている。

また図１〜図３に示すように、前後メンバ３の前後方向の中間部であって車幅方向外側の縦壁状の側面部３ａには、車両Ｖ前面からのオフセット衝突時に前後メンバ３の中間部が車幅方向内側へ屈曲変形することを促進する凹状ビード８が設けられている。

また同図に示すように、前後メンバ３の前端には、上方へ突の前端支持部材１０７が接合固定され、この前端支持部材１０７の前面には、前側フランジ部１０７ａが設けられている。そして前側フランジ部１０７ａの下部前面には下側クラッシュカン１１が、プレート状のフランジ１１ａを介して取り付けられている。

図２に示すように、下側クラッシュカン１１は、上面を構成するアッパパネル１１Ａと下面を構成するロアパネル１１Ｂとにより、四角錘台状に形成されており、その後端がそれぞれフランジ１１ａに接合固定されている。これにより、下側クラッシュカン１１は、車両前方から入力される衝突荷重に対して圧縮変形可能とされている。なお図１〜図３中の符号１２は、左右一対の下側クラッシュカン１１の各前端を車幅方向に連結する下側バンパビームである。

また図１〜図３の図３中のＸ部拡大図に示すように、前方突出部５の前部には、ロアアーム５０の前部を前側連結部５５（前側ブッシュ５５）（図１、図２参照）を介して軸支するアーム前側支持部１７が設けられている。

アーム前側支持部１７は、アーム前側支持ブラケット１８と、ロアアーム５０の前側連結部５５を軸支するボルト１９およびナット２０を備えている。
前方突出部５の前面には、図１に示すように、車両前方および車幅方向内方に開口する前面開口部１５が形成されているとともに、前方突出部５の後面には、図３に示すように、車両後方および車幅方向外方に開口する後面開口部１６が形成されている。

前面開口部１５は、主にアーム前側支持ブラケット１８に前側連結部５５の軸支用のボルト１９を締結するためのサービスホール（作業用孔）である。

後面開口部１６は、前方突出部５の前部の後面部から連結部３１および屈曲部７の各後面部にかけて連続して開口形成されており、このうち前方突出部５の前部の後面部の開口部分は、車幅方向外側に開口し（図３参照）、図１に示すように、該開口部分からロアアーム５０の後記の車幅方向延設アーム部５１の車幅方向内側が前方突出部５の内部空間Ｓ５に差し込まれるようにして配置されている。

上記のアーム前側支持ブラケット１８は、図３中のＸ部拡大図に示すように、側面視で上方に開口したコ字状に一体に形成され、前壁部１８ｂを備えている。

前壁部１８ｂは、車幅方向外側へ延出し、その車幅方向外端部は屈曲部７の車幅方向外側の側面の後端に接合されている。これにより、前壁部１８ｂは連結部３１および屈曲部７の後面部７ａを形成している。

また図２〜図４、図６に示すように、サブフレーム本体２における車体取付部６は、アッパパネル１Ａとロアパネル１Ｂとで車幅方向外側へ突出する中空形状に形成されており、その前面側および車幅方向外面側に相当する部位には、これらの境界部分を含めて連続して車両前方及び車幅方向外方に開口する開口部６９が形成されている。
開口部６９のうち車両前方に向けて開口する開口部を前方開口部６９ａに設定するとともに、車幅方向外方に開口する開口部を幅外方開口部６９ｂに設定する。

図４、図５に示すように、車体取付部６には、他の部位よりも剛性が低い低剛性部としての屈曲促進部６１と、車両の前面衝突時におけるサブフレーム１後退荷重を利用して当該サブフレーム本体２を上記フロントサイドフレーム１００から離脱させる離脱部６２とを有している。

この屈曲促進部６１は、図１に示すように、前後メンバ３の屈曲部７と離脱部６２とを結ぶ仮想線Ｌ１と、前方突出部５の後方への延長方向の仮想線Ｌ２との間の領域Ｘに形成されている。本実施形態では図４、図５に示すように、車体取付部６における離脱部６２よりも車幅方向内側に位置する部位（車体取付部６の付け根に相当する部位）であって、離脱部６２の基端部と車体取付部６の基端部との間に相当する部位に形成されている。

図１、図６、図７に示すように、離脱部６２は、ロアアーム５０の後端をサブフレーム１とともに車体に共締め固定する締結部６３と、該締結部６３よりも車両後方に取り付けられ、車体に嵌合する基準ピン６４とが設けられている。

締結部６３は、図７に示すように、車体側のガセット１０６に締結する締結部材としてのボルト６５およびウェルドナット６６を備え、さらに、締結部６３は、アッパパネル１Ａ及びロアパネル１Ｂのうち、該締結部６３を形成する部位に、ボルト６５を挿通するために穿設された挿通孔６３ａ，６３ｂを有しており、該挿通孔６３ａ，６３ｂが、上下方向に重なるように配置されている。締結部６３に備えたボルト６５は、ロアアーム５０の後端に設けた後側連結部５６（後側ブッシュ５６）を軸支する。すなわち、この締結部６３はロアアーム５０の後部を後側連結部５６を介して支持するアーム後側支持部を兼ねている。

また、基準ピン６４は、締結部６３における挿通孔６３ｂの車両後方に取り付けられており、その先端部が略円錐状をなして上方に突出しており、ガセット１０６側を指向している。

また図４〜図７に示すように、車体取付部６には、そのアッパパネル１Ａの前縁の車幅方向略全体にフランジ４０が前方開口部６９ａに沿って連続して延設されている。

離脱部６２のアッパパネル１Ａにおける前縁を除く上面には、車体側のガセット１３の下面が当接する車体当接面４１が形成されている。この車体当接面４１は、ガセット１３の下面と面同士が当接するように平坦状に形成されており、この車体当接面４１の前部に挿通孔６３ｂが形成されるとともに、該挿通孔６３ｂよりも後方にピン嵌合孔６４ａが形成されている。

離脱部６２のアッパパネル１Ａにおける車体当接面４１よりも前部、すなわちフランジ４０の屈曲促進部６１よりも車幅方向外側の部分には、上方に膨出した補強ビード４２（凸状ビード）がフランジ４０に沿って延設されている。この補強ビード４２は、フランジ４０が形成された屈曲促進部６１よりも離脱部６２を相対的に高剛性とするものであって、側面視すると補強ビード４２は、その後辺が車体当接面４１の前縁から徐々に車体当接面４１よりも立ち上がり、ピークを迎えた後、前辺が車体当接面４１と略同じ高さになるまでフランジ状に下降するように前方へ延びている（図６、図７参照）。

すなわち補強ビード４２は、上記のフランジ４０をその一部（当例では補強ビード４２の前辺）に含むように該フランジ４０に沿って延設されている。以下、フランジ４０の延設方向における離脱部６２の前辺を形成する部位を前辺フランジ４０ａに設定する。

上記のとおり、前辺フランジ４０ａは、その前下端が車体当接面４１と略同じ高さになるように補強ビード４２の頂部から前下方向に延出して形成されているため、該補強ビード４２を設けることによって前方開口部６９ａの上下幅が狭くなることがない。

また図４、図５に示すように、補強ビード４２は、離脱部６２のアッパパネル１Ａの前部において該離脱部６２の車幅方向全体に形成されており、屈曲促進部６１との境界部（補強ビード４２の車幅方向内側）においては、屈曲促進部６１側に向けて前後方向に徐々に拡幅された拡幅部４２ａが形成されている。

また図４に示すように、屈曲促進部６１は離脱部６２、すなわち車体当接面４１と比較して低位置に形成されているため、屈曲促進部６１の車幅方向外側には、屈曲促進部６１の車幅方向外辺を形造るように車幅方向外側縦壁部４３が前後方向に延びている。そしてこの車幅方向外側縦壁部４３は、屈曲促進部６１側に向けて前後方向に拡幅する補強ビード４２の後辺と連続するようにアッパパネル１Ａの略後端に達するまで後方へ延びている。

この車幅方向外側縦壁部４３は、屈曲促進部６１側に向けて拡幅した補強ビード４２の後辺と連続する平面視で滑らかなアーチ形状に、換言すると後方程屈曲促進部６１が後方に向けて迫り出すように離脱部６２の前部から車体取付部６の基端側へ迂回しながら後方へ延びている。

また同図に示すように、屈曲促進部６１はサブフレーム本体２側に対しても低位置に形成されているため、屈曲促進部６１の車幅方向内縁、すなわち、車体取付部６の基端部には、その前端から後端にかけて屈曲促進部６１の車幅方向内辺を形造るように車幅方向内側縦壁部４４が前後方向に延びている。

これにより図４、図５に示すように、屈曲促進部６１は、車体取付部６のアッパパネル１Ａの上面における、車幅方向外側縦壁部４３と車幅方向内側縦壁部４４とによって挟まれる領域に、前方へ向けて車幅方向に広がる平面視略Ｖ字状となるようにアッパパネル１Ａの上面の後端から前端に亘って形成されるとともに、周辺部分と比較して凹状に形成されている。

このように屈曲促進部６１は、車体取付部６のアッパパネル１Ａの上面の後端から前端に亘って形成することで、車両の前面衝突時には衝突荷重により屈曲促進部６１の前後方向全体が屈曲（谷折れ変形）するように形成されている。

さらに屈曲促進部６１の前縁においては、車体取付部６に前方開口部６９ａに沿って形成したフランジ４０が、車幅方向内側縦壁部４４と拡幅する補強ビード４２の前辺とを繋ぐように前方開口部６９ａに沿って延びている。すなわち屈曲促進部６１の前縁に形成したフランジ４０ｂは、補強ビード４２の前辺フランジ４０ａと前方開口部６９ａに沿って連続するように形成されている。

これら車幅方向内側縦壁部４４および補強ビード４２の拡幅部４２ａと車幅方向外側縦壁部４４と屈曲促進部６１の前縁のフランジ４０ｂとによって平面視でトラス構造（三角形状）が構成され、屈曲促進部６１はこれら補強部４０ｂ，４２ａ，４３，４４によって囲まれるように補強されている。

また図４、図５に示すように、屈曲促進部６１の平面視略中心部分においては、長穴４５がアッパパネル１Ａの上面を貫通するように形成されている。この長穴４５は略前後方向に長く形成されている。

上記構成によれば、屈曲促進部６１がトラス構造の補強部４０ｂ，４２ａ，４３，４４によって補強されているため、屈曲促進部６１の略中心部に長穴４５を設けても、通常走行時においては該長穴４５が屈曲促進部６１の曲げ起点になることはないが、衝突時に一旦屈曲促進部６１が曲がり始めるとこの前後方向に延びる長穴４５が屈曲促進部６１の曲げを促進するように作用する。

また長穴４５は屈曲促進部６１を形成するアッパパネル１Ａを貫通形成しているため、屈曲促進部６１の水抜き孔としても活かすことができる。すなわち、屈曲促進部６１は、その周辺部位に対して水が溜まり易い凹状に形成されているが長穴４５によって凹状の屈曲促進部６１に水が溜まることを防ぐことができる。

また図１、図２、図４〜図７に示すように、ロアアーム５０は、その前部において車幅方向と略平行に延びる車幅方向延設アーム部５１（図１、図２参照）と、該車幅方向延設アーム部５１の車幅方向の略中間位置から車両後方へ延びる前後方向延設アーム部５２とで平面視略Ｔ字状に一体に形成されている。

図１、図２に示すように、車幅方向延設アーム部５１の車幅方向の外端には、車輪を支持するナックルアーム（図示せず）にボールジョイント５４ａを介して連結するナックル支持部５４が設けられている。

同図に示すように、車幅方向延設アーム部５１の車幅方向の内端には、前側連結部５５（前側ブッシュ５５）が取り付けられている。

そして、本実施形態では図１及び図３中のＸ部拡大図に示すように、サブフレーム本体２側のアーム前側支持部１７に備えた車両前後方向に延びるボルト１９及びナット２０によって前側連結部５５（図１、図２参照）がアーム前側支持部１７に揺動可能に軸支されている。

また図１、図２、図４〜図７に示すように、ロアアーム５０における前後方向延設アーム部５２は、その後端が車体取付部６における開口部６９からアッパパネル１Ａとロアパネル１Ｂとの間に差し込まれるようにして締結部６３に配設されている。

そして図２、図４、図６、図７に示すように、前後方向延設アーム部５２は、車幅方向延設アーム部５１の車幅方向の中間位置から後方へ略水平に延び、その後端には、上記の後側連結部５６が取付けられている。後側連結部５６は、図６、図７に示すように、アッパパネル１Ａの上面とロアパネル１Ｂの下面との間に固定された内筒５６ａ、ロアアーム５０の後端に固定された外筒５６ｂ、及び内筒５６ａと外筒５６ｂとの間に挟まれるように配設された環状のラバー部材５６ｃにより構成されており、内筒５６ａの中空部が挿通孔６３ａ，６３ｂと上下方向に重なるように配置されている。

また、車体側では、図７に示すように、内筒５６ａの中空部及び挿通孔６３ａ，６３ｂの位置に対応して、ガセット１０６の下面に、車両前後方向に対して斜めに傾斜する長穴形状の挿通孔１０６ａが穿設されるとともに、フロアフレーム１０５にも、挿通孔１０５ａが穿設されている。この挿通孔１０５ａには、ボルト６５とともに締結部６３を構成するパイプ状のウェルドナット６６が挿通されており、このウェルドナット６６は、ガセット１０６の下面、及びフロアフレーム１０５の挿通孔１０５ａによって、座面が挿通孔１０６ａの周囲に配置されるように固定されている。

本実施形態では、ボルト６５が、挿通孔１０６ａ，６３ａ，６３ｂ、及び後側連結部５６の内筒５６ａの中空部に挿通され、ウェルドナット６６に締め付けられることにより、ロアアーム５０の後端が、サブフレーム１の車体取付部６とともに車体側のガセット１０６に共締め固定されている。

ところで、内筒５６ａの中空部および挿通孔６３ａ，６３ｂの各孔径は、何れもボルト６５の径よりも大きく設定されており、上述した共締め固定状態では、締結部６３（挿通孔６３ａ，６３ｂの内周面）および内筒５６ａとボルト６５との間に、図７に示すような隙間Ｇが形成されている。

また、フロアフレーム１０５及びガセット１０６には、図６に示すように、基準ピン６４（ピン嵌合孔６４ａ）と対応する位置に開孔１０５ｂ及び基準孔１０６ｂが穿設されている。

これら開孔１０５ｂ及び基準孔１０６ｂのうち、基準孔１０６ｂは、その孔径が基準ピン６４の径と略同じに設定され、上述した共締め固定状態では、略隙間なく基準ピン６４と嵌合するようになっている。従って、本実施形態では、上述した隙間Ｇが、基準孔１０６ｂと基準ピン６４との隙間よりも大きく設定されている。
なお、図１〜図７中の符号３７は走行時の車両前後方向の剛性を確保するとともに車両前面衝突時には屈曲変形することで衝撃吸収するブレースである。

ここで、基準ピン６４及び基準孔１０６ｂは、車体に対するサブフレーム１の位置決め用の基準ピン、基準孔として利用される。具体的には、サブフレーム１を車体に取付ける作業を行う際、基準ピン６４を車体側のガセット１０６の基準孔１０６ｂに嵌合させることにより、締結部６３の車体に対する位置決めを行うことができ、ひいてはサブフレーム１の車体に対する位置決めを適切に行うことができるようになっている。

次に、本実施形態に係る車両Ｖが前面衝突した時のサブフレーム１の変形挙動について説明する。
先ず、車両Ｖが前面衝突時には、フロントサイドフレーム１００（図２参照）の前端に設けられた上側クラッシュカン１０２（同図参照）や、該フロントサイドフレーム１００自体が衝突荷重によって軸圧縮することにより、衝突エネルギーが吸収される。

一方、サブフレーム１では、下側クラッシュカン１１が衝突荷重によって圧縮変形し、下側クラッシュカン１１の圧縮変形によっても吸収されない衝突荷重は、サブフレーム１に入力され、サブフレーム１に備えた前後メンバ３が軸圧縮することにより、補助的な衝突エネルギー吸収が行われる。

前後メンバ３が軸圧縮すると、上記衝突荷重は、前後メンバ３の後端の屈曲部７から連結部３１、前方突出部５を介してサスクロス４に伝達される第１の荷重伝達経路（図１中の太矢印Ｄ１参照）に沿って衝突エネルギーの吸収、分散が行われる。

このとき、屈曲促進部６１では、上記衝突荷重に伴って車両前方から大きな荷重が作用することで谷折れ変形が促進される。この屈曲促進部６１の谷折れ変形に伴って離脱部６２では前傾するような変形が発生する。

仮に衝突荷重に伴って屈曲部７が屈曲して後退しても屈曲部７の後面部７ａ（図４、図５参照）がロアアーム５０の前面部５３に当接することにより、前後メンバ３から伝わる衝突荷重の一部が、図１に太矢印Ｄ２で示すように、屈曲部７からロアアーム５０を介して離脱部６２に伝達される。

そしてこのような屈曲部７からロアアーム５０を介した離脱部６２への第２の荷重伝達経路（図１中の太矢印Ｄ２参照）で伝わる衝突荷重により、離脱部６２では、締結部６３に備えたボルト６５や、基準ピン６４が車両後方に押圧される。本実施形態では、ボルト６５と後側連結部５６の内筒５６ａおよび締結部６３（挿通孔６３ａ，６３ｂの内周面）との間に隙間Ｇが形成されていることにより（図７参照）、締結部６３および内筒５６ａの車両後方への移動に伴ってサブフレーム１が車両後方に移動する。

これにより、挿通孔６３ｂの周囲では、既に基準ピン６４がガセット１０６の基準孔１０６ｂを拡開する等して該挿通孔６３ｂの周囲の支持剛性が著しく低下することとなる。

さらに第２の荷重伝達経路によって、離脱部６２は前傾するような変形が生じ、車両Ｖの衝突がさらに進行すると、屈曲促進部６１の谷折れ変形の進行に伴って、離脱部６２の前傾がさらに促進される。これにより、離脱部６２には、基準ピン６４を支点として締結部６３に備えたボルト６５及びウェルドナット６６は、所謂テコの原理によって下方かつ後方に車体側のガセット１０６から引き抜かれることでサブフレーム１の車体取付部６が車体（フロアフレーム１０５及びガセット１０６）から離脱する。

上述した本実施例の車両のサブフレーム構造は、車両前部において車体の下方に配設されてサスペンションの一部を構成するロアアーム５０を支持するサブフレーム本体２を備え、該サブフレーム本体２における後部から車幅方向外側に突出するとともに、サブフレーム本体２の後部を車体へ取り付ける車体取付部６が設けられ、該車体取付部６には車両前方及び側方に開口する開口部６９（６９ａ，６９ｂ）が形成され、車体取付部６は、その内部に開口部６９から差し込まれるように配置されたロアアーム５０の後部と共に車体に対して共締めされ、該車体取付部６においてサブフレーム１の後退荷重を利用して当該サブフレーム本体２を車体から離脱させる離脱手段としての離脱部６２が設けられたフロントサブフレーム構造において、車体取付部６の基端側に、前後方向に延びる屈曲促進部６１が設けられ、車体取付部６に、フランジ４０が車両前側で開口する前方開口部６９ａに沿って屈曲促進部６１を越えて（すなわち、車体取付部６の車幅方向両側に渡って）連続して延設され、フランジ４０の屈曲促進部６１よりも車幅方向外側の部分に、補強ビード４２が該フランジ４０に沿って延設されたものである（図４〜図７参照）。

上記構成によれば、補強ビード４２と車体取付部６の基端側との間をフランジ４０で補強しつつ、補強ビード４２で屈曲促進部６１への応力集中を増加させ、走行時の高剛性化と衝突時のサブフレーム１の車体からの離脱促進を両立することができる。

詳述すると、上記構成によれば、車体取付部６に、フランジ４０を車両前側で開口する前方開口部６９ａに沿って連続して延設することで通常走行時における高剛性化を図ることができる。すなわち車体取付部６の車体との連結剛性（車体へ支持される剛性）とロアアーム５０の支持剛性とを高めることができる。

ここで、このように車体取付部６にフランジ４０を設けることで車体取付部６の車体との連結剛性とロアアーム５０の支持剛性とを高めることができる一方で、屈曲促進部６１の剛性も向上し、車両の前面衝突時に該屈曲促進部６１が屈曲し難くなり、ひいてはサブフレーム１を車体から確実に離脱させることができないという二律背反の問題が生じるが、本実施形態では、フランジ４０の屈曲促進部６１よりも車幅方向外側に位置する離脱部６２に、補強ビード４２を該フランジ４０に沿って延設したため、屈曲促進部６１と離脱部６２との間に剛性差を確保することができる。

すなわち、屈曲促進部６１はフランジ４０によって補強されるが、前面衝突時においては、補強ビード４２を設けた離脱部６２に対しては相対的に低剛性部である屈曲促進部６１に応力集中を増加させることができ、衝突時のサブフレーム１の車体からの離脱促進を図ることができる。

この発明の態様として、補強ビード４２は車体取付部６の上面としての車体当接面４１よりも上方に膨出するものである（図４、図６、図７参照）。

上記構成によれば、補強ビード４２を離脱部６２における車体当接面４１よりも前側に、該車体当接面４１よりも上方に膨出するように設けることで、前辺フランジ４０ａを設けて車体取付部６を補強しながら該前辺フランジ４０ａによって前方開口部６９ａの上下幅を狭めることがなく、前方開口部６９ａに差し込むように配設されたロアアーム５０の上下方向の揺動幅を確保することができる。

またこの発明の態様として、補強ビード４２は車体取付部６に備えた車体当接面４１に沿って、屈曲促進部６１側に拡幅された拡幅部４２ａを備えたものである（図４、図５参照）。

上記構成によれば、補強ビード４２は車体取付部６に備えた車体当接面４１に沿って、屈曲促進部６１側に拡幅されるため、車両前面衝突時には、その衝突荷重を屈曲促進部６１の前部だけでなく前後方向の広い範囲に亘って集中させることができる。

これにより車両前面衝突時には、屈曲促進部６１はその前後方向にしっかりと谷折れすることで、離脱部６２の前傾を促進させ車体取付部６をガセット１０６から離脱させることができる
さらに、補強ビード４２は車体当接面４１自体に形成せずに車体当接面４１の前縁に沿って形成することで、車体取付部６は、ガセット１０６の下面と面同士を当接した状態で車体に対して安定して取り付けることができる平坦な車体当接面４１を確保することができつつ、車体当接面４１よりも上方に凸形状の補強ビード４２を設けて屈曲促進部６１との剛性差を確保することができる。

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く様々な実施形態で形成することができる。
例えば、本実施形態においては、車体取付部６のアッパパネル１Ａの上面に前方開口部６９ａに沿ってフランジ４０を連続して延設したが、本発明では、該フランジ４０をアッパパネル１Ａの上面にみに限らず、アッパパネル１Ａの上面とロアパネル１Ｂの上面とのうち少なくとも一方に形成することができる。

また、フロントサイドフレーム１００から離脱させる離脱手段としては、上述した実施形態のように、前面衝突時に、所謂テコの原理によって離脱部６２における基準ピン６４を支点としてボルト６５及びウェルドナット６６を、下方かつ後方に引き抜く実施形態に限定せず、例えば図示省略するが、前面衝突時に、荷重伝達を受けて締結部６３（ボルト６５及びウェルドナット６６）が変位するに伴って該締結６３材自体がサブフレーム１自体を押し下げるように付勢するようにガイドするガイド手段を採用する等特に限定しない。

また、本発明は、通常走行時において屈曲促進部６１の曲げ起点になることはないが衝突時に一旦屈曲促進部６１が曲がり始めると屈曲促進部６１の曲げを促進することができる手段として、上述したように、屈曲促進部６１に長穴４５を設けることができるが、この長穴４５に限らず、正円、楕円形状、その他の形状の１つ又は複数の穴や溝を設けてもよい。但し本発明では、長穴４５は必須ではなく、長穴４５が形成されていない屈曲促進部を採用してもよい。

１…サブフレーム
２…サブフレーム本体
６…車体取付部
４０…フランジ
４２…補強ビード
４１…車体当接面（車体取付部の上面）
５０…ロアアーム
６１…屈曲促進部
６２…離脱手段離脱部
６９（６９ａ，６９ｂ）…開口部
６９ａ…前方開口部
１０５…フロアフレーム（車体）
１０６…ガセット（車体）

Claims (3)

1. 車両前部において車体の下方に配設されてサスペンションの一部を構成するロアアームを支持するサブフレーム本体を備え、該サブフレーム本体における後部から車幅方向外側に突出するとともに、上記サブフレーム本体後部を車体へ取り付ける車体取付部が設けられ、該車体取付部には車両前方及び側方に開口する開口部が形成され、上記車体取付部は、その内部に上記開口部から差し込まれるように配置されたロアアーム後部と共に車体に対して共締めされ、該車体取付部においてサブフレーム後退荷重を利用して当該サブフレーム本体を車体から離脱させる離脱手段が設けられたフロントサブフレーム構造において、
   上記車体取付部の基端側に、前後方向に延びる屈曲促進部が設けられ、
   上記車体取付部に、フランジが上記開口部における車両前方へ開口する前方開口部に沿って上記屈曲促進部を越えて連続して延設され、
   上記フランジの上記屈曲促進部よりも車幅方向外側の部分に、補強ビードが該フランジに沿って延設された
   フロントサブフレーム構造。
2. 上記補強ビードは上記車体取付部の上面よりも上方に膨出する
   請求項１に記載のフロントサブフレーム構造。
3. 上記補強ビードは上記車体取付部に備えた車体当接面に沿って、上記屈曲促進部側に拡幅される
   請求項１又は２に記載のフロントサブフレーム構造。

Images