JP6265251B1 - フロントサブフレーム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】サブフレームにおける車体取付部の車体との連結剛性向上と衝突時のサブフレームの離脱促進とを両立すること。【解決手段】サブフレーム１後部における車体取付部６と車体側におけるサブフレーム支持部とを連結する連結部材６５が設けられ、車体取付部６とサブフレーム支持部とに連結部材６５を挿通するとともに連結部材６５との間に公差を許容する開口が設けられ、車体取付部６とサブフレーム支持部との間にサブフレーム１の後退荷重を利用して当該サブフレーム１を車体から離脱させる離脱手段６２が設けられたものにおいて、車体取付部６とサブフレーム支持部との間の当接面４１に対し、サブフレーム１と連結部材６５との間の摩擦係数よりも高い高摩擦手段７０を設けた。【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の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。

そのために特許文献１では、サブフレーム後部の車体取付部にロアアームの後側ブッシュを共締めし、衝突荷重を、サブフレーム本体と共にロアアームも介してサブフレームの後部に伝達するように構成したものが提案されている。

特許文献１においては、サブフレーム本体のアッパ部材（４３Ａ）及びロア部材（４３Ｂ）のうち、締結部（４５）を形成する部位には、ボルト（１８）を挿通するための挿通孔（４３ａ、４３ｂ）が穿設され、車体側のガセット１３の下面にも、ボルト（１８）を挿通するために挿通孔（１３ａ）が穿設されている。

そして、これらサブフレーム側の挿通孔（４３ａ、４３ｂ）や車体側の挿通孔（１３ａ）には、車体に対するサブフレームの寸法公差を許容するために適宜、所謂バカ孔に形成されており、これら挿通孔（１３，４３ａ、４３ｂ）の内周面と挿通されたボルト（１８）との間に隙間が設けられている。

このように挿通孔（１３，４３ａ、４３ｂ）に、挿通したボルト（１８）に対して公差を有する構成においては締結部（４５）におけるサブフレームの車体に対する水平方向の連結強度が低くなり、通常走行時における車体剛性を確保できないおそれがあった。

そこで締結部（４５）においてボルト（１８）およびナット（２０）の締結力を高めることにより、サブフレームの車体に対する連結強度を高めることができる。

しかし、この方法によれば、締結力を高めるためにボルト（１８）およびナット（２０）が大型化して衝突時にサブフレームが車体から離脱し難くなるおそれがあった。

また特許文献２には、サブフレーム（１７）とフロントサイドフレーム（１６）との間に設けられるステー（２１）（ブレース）が開示されている。

このステーは、サブフレームと車体とを連結するように夫々前後端を取り付けることで、通常走行時における主に車両前後方向の車体剛性を高めつつ、上下に屈曲変形可能に側面視で略Ｓ字形状に形成されているため、衝突時に衝突荷重を受けると屈曲部を起点として屈曲することでサブフレームの車体からの脱落を阻害しないように設けられたものである。

しかし特許文献２のステーのように屈曲部や屈曲促進部が設けられたステーにおいては、通常走行時における車体剛性も低くなるため走行時に乗員が僅かに感じ取るレベルの微小振動が発生することによって乗り心地性に悪影響を及ぼすおそれがあるなど、通常走行時における車体剛性に改善の余地があった。

特許第５９４９６００号公報 特開２０１２−２０６６５３号公報

そこでこの発明は、これらを高次元で解決すべく、走行時に車体とサブフレームの間に作用する荷重は主に水平方向に、一方、サブフレームの離脱に必要な荷重は主に上下方向に作用する点に着目し、通常走行時のサブフレームにおける車体取付部の車体との連結剛性向上と衝突時のサブフレームの離脱促進との両立を図ることを目的とする。

この発明は、サブフレーム後部の車体へ取り付ける車体取付部と車体側のサブフレームを支持するサブフレーム支持部とを連結する連結部材が設けられ、上記車体取付部と上記サブフレーム支持部とに連結部材を挿通する開口が設けられるとともに、該開口において上記車体取付部および上記サブフレーム支持部の夫々と連結部材との間に公差が許容されるよう、該連結部材の挿通部位よりも上記開口が大径化され、上記サブフレーム支持部に上記連結部材により上記車体取付部と、ロアアームの後端とを共締めし、上記車体取付部と上記サブフレーム支持部との間にサブフレーム後退荷重を利用して上記連結部材を引き抜き或いは破断して、当該サブフレームを車体から下方へ離脱させるサブフレーム離脱手段が設けられたものにおいて、上記車体取付部と上記サブフレーム支持部との間の当接面に対し、上記サブフレームと上記連結部材との間の摩擦係数よりも高い摩擦係数を有する高摩擦手段を設け、上記高摩擦手段は、亜鉛ニッケル系合金からなる、又は、該亜鉛ニッケル系合金と同等以上の摩擦係数を有する高摩擦材を、平板状の母材にメッキしたものである。

上記構成によれば、通常走行時のサブフレームにおける車体取付部の車体との連結剛性向上と衝突時のサブフレームの離脱促進との両立を図ることができる。

また、亜鉛ニッケル系合金からなる高摩擦材は、ボルトやナット、ワッシャ等のメッキとして一般に用いられているため、本発明の高摩擦手段に適用し易く容易に高摩擦化することができる。

ここで請求項１に記載の高摩擦手段は、例えば、上記サブフレームと上記連結部材との間の摩擦係数よりも高い高摩擦係数の部材又は被覆部とすることができる。

上記高摩擦手段は、上記開口の縁部のみに限らず当接面の一部又は全体に１つ又は複数設けてもよい。

この発明の態様として、上記車体取付部の下面と車体を連結するブレースを設け、上記高摩擦材を、上記ブレースと、上記車体取付部の下面とが直接当接した時の摩擦係数よりも高い高摩擦係数の高摩擦材に設定し、上記ブレースにおける、上記車体取付部の下面との間の当接面に、上記高摩擦材を設けることができる。

上記構成によれば、ブレースとサブフレーム間の高摩擦化により、連結部材（ボルト、ナット）やブレースの大型化を抑えながら、走行荷重に対する位置決め剛性を向上できる。

ここで請求項２に記載の上記高摩擦手段は、ブレースと上記後部下面とが直接当接した時の摩擦係数よりも高い高摩擦係数の部材又は被覆部とすることができる。

上記高摩擦手段は、ブレースにおける上記サブフレームの後部下面との当接面のみに限らずブレース全体に設けるなどしてもよい。

また上記高摩擦手段は、例えば、上記高摩擦材を用いて車体取付部とサブフレーム支持部と間や、上記ブレースとサブフレームと間に介在させるワッシャやシート状のような高摩擦部材として形成してもよく、また、車体取付部のサブフレーム支持部との当接面やブレースの表面に高摩擦材をメッキや塗布剤のようにコーティングしたり、シート状の高摩擦材を接着剤等で貼り付けた被覆部として形成することができる。

この発明によれば、通常走行時のサブフレームにおける車体取付部の車体との連結剛性向上と衝突時のサブフレームの離脱促進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要部を示す平面図。 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線及びＢ−Ｂ線の要部断面図。 サブフレームに対するブレースと高摩擦ワッシャとの取付構造を示す分解斜視図。 ブレースのサブフレーム及び車体に対する取付箇所を示す底面図。

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（ａ）は図５中のＡ−Ａ線の要部断面図、図７（ｂ）は図５中のＢ−Ｂ線の要部断面図であってロアアームを省略して示した図、図８はサブフレームに対するブレースと高摩擦ワッシャとの取付構造を示す分解斜視図、図９はブレースのサブフレーム及び車体に対する取付箇所を示す車体前部左側の底面図である。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」という。）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（ａ）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（ａ）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（ａ）、（ｂ）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。

また図２、図３、図７（ａ）に示すように、締結部６３における車体当接面４１と車体側のガセット１０６の下面１０６Ａとの間には、高摩擦ワッシャ７０を介在させている。

高摩擦ワッシャ７０は、その母材に対して高摩擦材としての亜鉛ニッケル系合金メッキ７８が施されており、母材の表面全体が亜鉛ニッケル系合金メッキ７８により被覆されている。なお、図中、亜鉛ニッケル系合金メッキ７８を施した部位、すなわち高摩擦ワッシャ７０および後述するブレース６３にはドットを付して示している。

亜鉛ニッケル系合金は、適度な剛性と粘性を兼ね備え、母材を痛めることのない高い摩擦係数を有するものであり、具体的には図７（ａ）に示すように、車体取付部６のロアパネル１Ｂの下面１Ｂａ（以下、「車体取付部６の下面１Ｂａ」という。）と締結部６３に備えたボルト頭部６５ａとの間の各当接面１Ｂａ，６５ａの摩擦係数よりも高い摩擦係数を有する。さらには、車体当接面４１とガセット１０６の下面１０６Ａとが直接当接した場合の各当接面４１，１０６Ａの摩擦係数よりも高い高摩擦係数を有する。

すなわち、本実施形態の高摩擦ワッシャ７０は、通常のワッシャのように、締結部６３に備えたボルト６５のヘッド６５ａと、ボルトヘッド６５ａに当接して締結される車体取付部６の下面１Ｂａとの間に介在させるのではなく、走行時に水平方向に動かないように固定したい部材であるサブフレーム１と、サブフレーム１を固定する側の部材である車体側のガセット１０６との間（４１，１０６Ａ）に介在させたものである。

このように走行時に水平方向の相対移動を阻止したい車体当接面４１とガセット１０６の下面１０６Ａとの間に直接、摩擦係数の高い高摩擦ワッシャ７０を介在させることで、該高摩擦ワッシャ７０は、これら４１，１０６Ａの間の摩擦力をボルト６５の締結力（ボルト６５がサブフレーム１を車体側へ押す力）を大きくせずとも（すなわちボルト６５及びウェルドナット６６自体を大型化せずとも）高めることができ、ボルト６５との間に隙間Ｇａ（図７（ａ）参照）を有する挿通孔６３ｂ（所謂バカ孔）が形成されたサブフレーム１でありながら走行時に車体に対して水平方向に動かないように固定するものである。

さらに、このように走行時の車体に対するサブフレーム１の水平方向の連結剛性を高めるためにボルト６５を太くて頑強なものを採用してその締結力を高める必要がないため、前面衝突時には、衝突荷重により締結部６３におけるボルト６５やウェルドナット６６を破断させたり互いに引き抜くことで車体に対してサブフレーム１を確実に脱落させることができるものである。

図４〜図７（ａ）、図８に示すように、高摩擦ワッシャ７０は、円環状且つ平板状のワッシャ本体７１と、該ワッシャ本体７１に対して前方程左右各側に互いに離間するように斜め前方に延出し、車体取付部６側に係止する左右一対の係止片７２，７２とで一体に形成されている。

ワッシャ本体７１は、その中央部に板厚方向（上下方向）に貫通するとともにボルト６５に対して隙間を有してその挿通を許容する開口７０ａ（貫通孔７０ａ）が形成され、車体当接面４１の挿通孔６３ｂの周縁に設置される（図４参照）。

係止片７２は、図８に示すように、斜め前方へ水平に延出する前方延出部７２ａとその先端部から屈曲して下方へ延びる下方延出部７２ｂとで形成され、該下方延出部７２ｂの下端部には係止爪７３が設けられている。

一方、車体当接面４１における挿通孔６３ｂの周縁であって、左右一対の係止片７２，７２の各係止爪７３に対応する部位のアッパパネル１Ａには、係止爪７３の下方延出部７２ｂを差し込んで縁部に係止可能とする係止孔７５が貫通形成されている。

このように高摩擦ワッシャ７０は、係止爪７３が係止孔７５の縁部に係止されることで車体当接面４１に周方向にワッシャ本体７１に対して前側の左右２箇所で位置決めした状態で設置される。

また図６、図７（ａ）、（ｂ）、図９に示すように、本実施形態のサブフレーム構造には、車体取付部６の下面１Ｂａの後部と車体側のフロアフレーム１０５とを連結するブレース３７が設けられている。

ブレース３７は、略前後方向に延びる長尺な部材であり、屈曲部や湾曲部を有しない底面視略直線状の部材であり（図９参照）、その前後方向（長手方向）の前後両端を除いた部位には前後方向に沿って下方へ凸のビード３７ｅが設けられている。

ブレース３７は、その縦横比（略前後方向に延びる長辺と短辺（幅）との比）が５：１以上の長さ（幅に対して長辺が５倍以上）であることが好ましく、本実施形態においては５：１の長さで長尺に形成されている。

このように本実施形態のブレース３７は、従来のブレースと異なり屈曲部や湾曲部を有しないことから走行時に乗員が僅かに感じる微小振動を抑制しつつ、縦横比が５：１よりも短い従来の直線状のブレースと比較して曲げ剛性を低下させることができるため、一旦微小変形を超えて変形し始めると大きく変形し易いという特性を備えることができる。これによりブレース３７は、走行時の支持剛性の向上と、前面衝突時のサブフレーム１の車体に対する離脱性（離脱し易さ）の向上とを両立することができる。

さらに図７（ｂ）、図８に示すように、車体取付部６の下面１Ｂａの後部に取り付けるためにボルト８１の挿通を許容する挿通孔３７ａが厚み方向に貫通形成されている。一方図８、図９に示すように、ブレース３７の後端には、フロアフレーム１０５の下面１０５ａに取り付けるためにボルト８３の挿通を許容する挿通孔３７ｂ（図８参照）が厚み方向に貫通形成されている。

なお、図９中の符号１１０はトンネルロアフレーム、符号１１１はフロアトンネル部、符号１１２は車幅方向外側において前後方向に延びる不図示のサイドシルの前部と、フロアフレーム１０５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である。

図７（ｂ）、図８に示すように、ブレース３７の前端の挿通孔３７ａは所謂バカ孔として、挿通したボルト８１に対して隙間Ｇｂを有するように（すなわち公差Ｇｂを許容するように）ボルト８１の挿通部位よりも大径化して形成されている。また図８に示すように、ブレース３７の前端部の上面には、車体取付部６の下面１Ｂａの後部に面接触状態で当接可能な平坦な平坦面３７ｃが形成されるとともに、ブレース３７の後端部の上面には、フロアフレーム１０５の下面１０５ａに面接触状態で当接可能な平坦な平坦面面３７ｄが形成されている。

ブレース３７の母材の少なくとも前後各側の平坦面３７ｃ，３７ｄ、本実施形態ではブレース３７の母材全体には、これらブレース３７と車体取付部６の下面１Ｂａとが直接当接した時の摩擦係数よりも高い摩擦材としての亜鉛ニッケル系合金メッキ７８が施されている。

また、車体取付部６の下面１Ｂａであって締結部６３におけるボルト６５を挿通する挿通孔６３ａよりも後側、且つ車幅方向内側部位のブレース３７の取付け位置には、図７（ｂ）に示すように、該ブレース３７を取り付けるためのボルト８１を挿通する挿通孔８０ａが貫通形成されている。
この挿通孔８０ａもブレース３７前端に穿孔した挿通孔３７ａと同様に所謂バカ孔として、挿通したボルト８１に対して隙間Ｇｂを有して形成されている（図７（ｂ）参照）。

そして、車体取付部６の下面１Ｂａのブレース３７の取付け位置においてボルト８１が下方から挿通孔３７ａ，８０ａに挿通され上方からウェルドナット８２で締結固定されている。すなわち、車体取付部６の下面１Ｂａにおけるブレース３７の取付け位置には、ボルト８１及びウェルドナット８２と挿通孔３７ａ，８０ａとでブレース締結部８０が構成されており、ブレース締結部８０においてブレース３７の前端はボルト８１及びウェルドナット８２を用いて車体取付部６に締結されている。

なお、図８、図９に示すように、フロアフレーム１０５の下面１０５ａにもブレース３７を取り付けるためのボルト８３を挿通する挿通孔１０５ｂ（図９参照）が貫通形成されており、ブレース３７の後端についてもフロアフレーム１０５の下面１０５ａにボルト８３が下方から挿通孔３７ｂ，１０５ｂに挿通され上方からウェルドナット（図示省略）で締結固定されている。

上述したようにブレース３７は、締結部６３においてロアアーム５０やサブフレーム１と共締めしておらず、ブレース締結部８０は、車体取付部６の下面１Ｂａの締結部６３よりも後側の位置で締結部６３とは別に設けられている。

ここで、ブレース締結部８０は、車体取付部６の下面１Ｂａにおいて上記締結部６３に対して極力後側の位置に設けることが好ましい。これ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サブフレーム１が車体から離脱する過程において後述するように離脱部６２が前傾変形時に、この離脱部６２の前傾変形が阻害されることがなくスムーズにサブフレーム１を車体から離脱させることができるためである。

さらに、ブレース３７を締結部６３においてロアアーム５０やサブフレーム１と共締めすると、その分、ブレース３７も含めて車体に締結するためのボルト６５の締結力を確保する必要が生じるため、締結部６３におけるボルト６５及びウェルドナット６６が大型化することになるが、ブレース締結部８０を締結部６３とは別に構成することでその分、締結部６３のボルト６５等を小型化することができるため、前面衝突時には、締結部６３におけるボルト６５等を互いに引き抜いたり、破断させて車体に対してサブフレーム１を確実に脱落させることができる。

また図１、図２、図４〜図７（ａ）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、図４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。

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、サブフレーム本体２に備えたアーム前側支持部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（ａ）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（ａ）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（ａ）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（ａ）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１０６Ａ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１０６Ａ、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（ａ）に示すような隙間Ｇａ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Ｇａ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。

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３中のＸ部拡大図参照）がロアアーム５０の前面部５３（図１参照）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Ｇａが形成されていることにより（図７（ａ）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から引き抜かれたり、破断す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、サブフレーム１後部における車体へ取り付ける車体取付部６と車体側のサブフレーム１を支持するサブフレーム支持部としてのガセット１０６とを連結するボルト６５及びウェルドナット６６（締結部材）が設けられ、車体取付部６の車体当接面４１とガセット１０６とにボルト６５を挿通する挿通孔６３ｂが設けられるとともに、該挿通孔６３ｂにおいて車体取付部６およびガセット１０６の夫々とボルト６５との間に公差Ｇａ（隙間Ｇａ）が許容されるよう、該ボルト６５の挿通部位よりも挿通孔６３ｂが大径化され、車体取付部６とガセット１０６との間にサブフレーム１の後退荷重を利用して当該サブフレーム１を車体から離脱させる離脱部６２が設けられたものにおいて、車体取付部６とガセット１０６との間の当接面４１，１０６Ａに対し、サブフレーム１とボルト６５のボルトヘッド６５ａとの間の摩擦係数よりも高い高摩擦ワッシャ７０を設けたものである（図２〜図７（ａ）、図８参照）。

上記構成によれば、サブフレーム１側の車体取付部６と車体側のガセット１０６との間に高摩擦ワッシャ７０を介在させることができ、これにより、車体取付部６とガセット１０６との間の摩擦力を、これら車体取付部６の車体当接面４１とガセット１０６の下面１０６Ａとが直接当接した場合の摩擦力よりも高くすることができる。

上記構成によれば、ボルト６５を大型化することによりサブフレーム１の離脱荷重（垂直方向の荷重）が増加することを防ぎつつ、走行時におけるサブフレーム１の車体に対する水平方向の動きを阻止し、走行荷重（水平方向の荷重）に対して、車体取付部６とガセット１０６との連結剛性を高めることができる。

この発明の態様として、車体取付６の下面１Ｂａの後部と車体側のフロアフレーム１０５を連結するブレース３７を設け、該ブレース３７の前端の平坦面３７ｃと車体取付６の下面１Ｂａの後部との間の当接面１Ｂａ，３７ｃに対し、これらブレース３７と車体取付６の下面１Ｂａとが直接当接した時の摩擦係数よりも高い高摩擦係数を有する被覆部としての亜鉛ニッケル系合金メッキ７８をブレース３７の母材表面に施したものである（図７（ｂ）、図８、図９参照）。

上記構成によれば、ブレース３７とサブフレーム１との間の高摩擦化により、連結部材（ボルト８１、ウェルドナット８２）やブレース３７の大型化を抑えながら、走行荷重に対する位置決め剛性を向上できる。

さらにボルト８１の締結力（ボルト８１がサブフレーム１を車体側へ押す力）を大きくせずともブレース３７の少なくとも車体取付６の下面１Ｂａと当接する平坦面３７ｃを、亜鉛ニッケル系合金メッキ７８で被覆したため、この間１Ｂａ，３７ｃの摩擦力を高め、ブレース締結部８０において夫々の挿通孔３７ａ，８０ａにはボルト８１との間にたとえ隙間Ｇｂが形成されていても走行時にサブフレーム１とブレース３７とに水平方向にズレることを防ぐことができ、ひいてはサブフレーム１と車体との水平方向のズレも防ぐことができる。

そしてこのようにブレース３７の少なくとも平坦面３７ｃを亜鉛ニッケル系合金メッキ７８で被覆することによって走行時にサブフレーム１とブレース３７とに水平方向のズレを防ぐことができるため、結果的にブレース３７をサブフレーム１に締結するボルト８１（ボルトヘッド８１ａ）を小型化することができる。これにより、車体取付部６の下面１Ｂａから突き出したボルトヘッド８１ａを小型化できるため、サブフレーム１の最低地上高を確保することができる。

そして、本実施形態においては、車体取付部６の上部においては車体当接面４１とガセット１０６との間の当接面４１，１０６Ａに高摩擦ワッシャ７０を設けるとともに、車体取付部６の下部においては該車体取付６の下面１Ｂａに当接するブレース３７の前端の少なくとも平坦面３７ｃを亜鉛ニッケル系合金メッキ７８で被覆したことにより、これら車体取付部６の上下両側において該車体取付部６がこれら高摩擦手段（７０，７８）によって水平方向に固定されることになるため、サブフレーム１の車体に対する水平方向の連結剛性を高めることができる。

すなわち、車体取付部６とガセット１０６との間の１箇所の連結（片持ち支持）だけでなくブレース３７とサブフレーム１との間の連結も加えた上下２箇所の連結（両持ち支持）によって水平方向の連結剛性を高めることにより、サブフレーム１の車体に対するねじれ変形を効果的に防ぐことができ、走行荷重に対する支持剛性をより高めることができる。

またこの発明の態様として、上記高摩擦手段は、亜鉛ニッケル系合金メッキ７８としたものである。

上記構成によれば、亜鉛ニッケル系合金メッキ７８は、ボルトやウェルドナット、ワッシャ等のメッキとして一般に用いられているため、本発明の高摩擦手段に適用し易く容易に高摩擦化することができる。

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、高摩擦手段は、亜鉛ニッケル系合金と同様或いはより高い摩擦係数を有する手段を採用してもよいことは言うまでもない。
車体取付部６とガセット１０６と間に介在させる高摩擦部材として亜鉛ニッケル系合金メッキ７８を施した高摩擦ワッシャ７０に限らず、同じく高摩擦材を用いて形成したシート状の部材などで形成してもよい。さらには、車体取付部６のガセット１０６との当接面である車体当接面４１やブレース３７の表面に、高摩擦材を塗布剤のようにコーティングした構成を採用することができる。

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材（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部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。

１…サブフレーム
１Ｂａ…車体取付のロアパネルの下面（上記サブフレームの下面）
６…車体取付部
３７…ブレース
４１の車体当接面（請求項１に記載の当接面）
６２…離脱部（サブフレーム離脱手段）
６３ａ…挿通孔（開口）
６５…ボルト（連結部材）
６６…ウェルドナット
７０…高摩擦ワッシャ（高摩擦手段）
７８…亜鉛ニッケル系合金メッキ（請求項２に記載の高摩擦材）
３７ｃ…ブレースの前端の平坦面（請求項２に記載の当接面）
１０６…ガセット（サブフレーム支持部）

Claims (2)

1. サブフレーム後部の車体へ取り付ける車体取付部と車体側のサブフレームを支持するサブフレーム支持部とを連結する連結部材が設けられ、
   上記車体取付部と上記サブフレーム支持部とに連結部材を挿通する開口が設けられるとともに、該開口において上記車体取付部および上記サブフレーム支持部の夫々と連結部材との間に公差が許容されるよう、該連結部材の挿通部位よりも上記開口が大径化され、
   上記サブフレーム支持部に上記連結部材により上記車体取付部と、ロアアームの後端とを共締めし、
   上記車体取付部と上記サブフレーム支持部との間にサブフレーム後退荷重を利用して上記連結部材を引き抜き或いは破断して、当該サブフレームを車体から下方へ離脱させるサブフレーム離脱手段が設けられたものにおいて、
   上記車体取付部と上記サブフレーム支持部との間の当接面に対し、上記サブフレームと上記連結部材との間の摩擦係数よりも高い摩擦係数を有する高摩擦手段を設け、
   上記高摩擦手段は、亜鉛ニッケル系合金からなる、又は、該亜鉛ニッケル系合金と同等以上の摩擦係数を有する高摩擦材を、平板状の母材にメッキしたものである
   フロントサブフレーム構造。
2. 上記車体取付部の下面と車体を連結するブレースを設け、
   上記高摩擦材を、上記ブレースと、上記車体取付部の下面とが直接当接した時の摩擦係数よりも高い高摩擦係数の高摩擦材に設定し、
   上記ブレースにおける、上記車体取付部の下面との間の当接面に、上記高摩擦材を設けた
   請求項１に記載のフロントサブフレーム構造。
   
   

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