JP6425129B2 - 車体前部構造 - Google Patents

Description

本開示は、車両の幅方向両側に配設されたフロントサブフレームをサスペンションクロスメンバに連結する車体前部構造に係る。

乗用車等の車両の車体前部構造において、車両の前端部下方で車幅方向に延びるフロントエンドクロスメンバと、フロントエンドクロスメンバの後方で車両の幅方向に延びてロアアームを支持するサスペンションクロスメンバとの間に、車両の前後方向に延びる左右一対のサブフレームを設け、サブフレームの前端をそれぞれフロントエンドクロスメンバ等の骨格部材に連結し、かつ、サブフレームの後端をサスペンションクロスメンバに連結したものが知られている（特許文献１参照）。

特許文献１では、サブフレームの後端をサスペンションクロスメンバの前側のアーム支持部の近傍にブラケット部材を介して接続し、サブフレームの後端がロアアームと対向するように配置されている。

このように、車両の前後方向に延びる左右一対のサブフレームの後端を左右のロアアームと対向するように連結することで、車両前方からサブフレームを介して入力される衝突荷重をサスペンションクロスメンバだけでなく、より剛性の高いロアアームで受けることができるようにしている。

特開２０１３−６５１８号公報

しかしながら、この特許文献１に記載の車体前部構造では、サブフレームの後端がブラケット部材を介して連結され、ロアアームと隙間を有した状態で対向されるため、例えば、衝突時にサブフレームの移動方向がロアアームに対して上下に大きくずれるような事態が起こると、サブフレームの後端がロアアームに適切に当接されず、衝突荷重をロアアーム側に十分に伝達できない虞があり、改善の余地があった。

上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも幾つかの実施形態は、衝突時にサブフレームを介して衝突荷重を確実にロアアームに伝達可能な車体前部構造を提供することを目的とする。

本発明の幾つかの実施形態に係わる車体前部構造は、
車両の前側に配設されて車幅方向に延びるサスペンションクロスメンバと、当該サスペンションクロスメンバの車幅方向両端部のアーム支持部に取り付けられたフロントサスペンションのロアアームと、前記サスペンションクロスメンバの前方で車両前後方向に延び、後端部が前記サスペンションクロスメンバの前記アーム支持部の前側に連結されるサブフレームとを有してなる車体前部構造であって、前記サブフレームは、その後端部が前記ロアアームの前側端部と対向するよう配置されるとともに、同後端部に上下に間隔を開けて一対で形成され、前記ロアアーム側に向かって延びる上側延設部と下側延設部とを有し、前記上側延設部および前記下側延設部は、前記ロアアームの前側端部に対して間隔を有して上下方向でラップするよう配置されている。

上記車体前部構造によれば、サブフレームの端部からロアアーム側に向かって延びる上側延設部と下側延設部とがロアアームの前側端部に対して間隔を有して上下方向でラップするよう配置されるので、例えば、衝突荷重を受けてサブフレームの後端部がロアアームに対して上下方側に変位する方向に荷重が作用したとしても、上側延設部と下側延設部がロアアームに引っ掛かり、サブフレームのそれ以上の上下方向への変位を阻止するので、常にサブフレームの後端部とロアアームとが対向された状態に維持される。従って、サブフレームはロアアームに確実に当接され、衝突荷重を剛性の高いロアアームで受け止めることができる。よって、衝突時にサブフレームを介して衝突荷重を確実にロアアームに伝達可能な車体前部構造を実現できる。

また、幾つかの実施形態では、
前記アーム支持部は、その前端側の部位に車両前方側に延びるとともに先端部に前側開口部が設けられた延長支持部を有し、前記サブフレームは、その後端側の部位に、前記前側開口部から前記延長支持部内に挿入されて、前記延長支持部に連結されるサブフレーム挿入部を有し、前記上側延設部および前記下側延設部は、前記サブフレーム挿入部の後端部の上下縁から延設されている。

この場合、アーム支持部の前端側の部位を車両前方側へ延長して延長支持部を形成し、延長支持部内にサブフレームのサブフレーム挿入部を挿入した状態で連結する構成としたので、比較的簡単な構成で部品点数を減らしてサブフレームをサスペンションクロスメンバに連結することができる。その上、衝突荷重を受けた際に延長支持部でサブフレーム挿入部の移動方向が規制されるので、より確実にサブフレームの後端部をロアアームに当接させることができる。

また、幾つかの実施形態では、
前記アーム支持部の前記延長支持部の内面には、車両後方側へ進むに従って内側へ傾斜する傾斜面が形成されている。

この場合、延長支持部の内面は、車両後方側に進むに従って内側へ傾斜する傾斜面を有するので、衝突荷重を受けてサブフレーム挿入部が延長支持部内を車両後方側へ移動する際に、サブフレーム挿入部の後端部がアーム支持延長部の内面に沿って変形しながら移動する。このため、衝突荷重を受けて移動するサブフレームのエネルギを効果的に吸収することができる。

また、幾つかの実施形態では、
前記アーム支持部の前記延長支持部の内面には、前記サブフレーム挿入部の後端部よりもロアアーム側で内側へ突出する突出部が設けられている。

この場合、サブフレーム挿入部の後端部よりもロアアーム側の延長支持部の内面に、内側へ突出する突出部が設けられているので、衝突荷重を受けてサブフレームが延長支持部内を車両後方へ移動する際に、サブフレーム挿入部の後端部が突出部当接されるので衝突荷重を受けて移動するサブフレームのエネルギを吸収することができる。

本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、衝突時にサブフレームを介して衝突荷重を確実にロアアームに伝達可能な車体前部構造を提供することができる。

本発明の一実施形態である車体前部構造の斜視図である。 図１のＩ−Ｉ矢視に相当する部分の断面図である。 衝突荷重を受けて移動するサブフレーム及びロアアームの説明図であり、同図（ａ）はサブフレームに上下方向での変位が生じた場合の説明図であり、同図（ｂ）はサブフレームに上下方向での変位が生じた場合の説明図である。 他の実施形態に係る車体前部構造の連結部の断面図である。

以下、添付図面に従って本発明の車体前部構造の実施形態について、図１〜図５を参照しながら説明する。なお、この実施形態に記載されている構成部品の材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は、本発明の一実施形態である車体前部構造の斜視図である。なお、図１に示す矢印の方向を前後方向及び左右方向として以下説明する。図１に示すように、車体前部領域Ａの下部には、車両の前端部において車幅方向に延びるフロントエンドクロスメンバ３と、フロントエンドクロスメンバ３の後方側で車幅方向に延びるサスペンションクロスメンバ１０と、車両の前後方向に延びてフロントエンドクロスメンバ３とサスペンションクロスメンバ１０とを連結する左右一対のサブフレーム２０Ｌ、２０Ｒ等が配設されている。

フロントエンドクロスメンバ３は、車両の前端部下方において車幅方向に延設され、その左右両端部がそれぞれ図示しないブラケット等を介して車両の骨格部材である左右一対のサイドメンバ（図示無し）に支持されている。

サブフレーム２０Ｌ、２０Ｒは、フロントエンドクロスメンバ３とサスペンションクロスメンバ１０との間で車両の前後方向に延びる長尺な角筒状の部材であり、互いに車幅方向に間隔を開けて配置されている。これらサブフレーム２０Ｌ、２０Ｒは、車両前側に位置する前端部が、フロントエンドクロスメンバ３の車幅方向左右両端部に固定され、車両後側に位置する後端部がサスペンションクロスメンバ１０に固定されている。サブフレーム２０Ｌ、２０Ｒの後端部のサスペンションクロスメンバ１０への接続の詳細は後述する。

サスペンションクロスメンバ１０の車幅方向左右両端部には、フロントサスペンションの一部をなすロアアーム３０Ｌ、３０Ｒが設けられている。サスペンションクロスメンバ１０は、車幅方向に延びるクロスメンバ本体１１と、クロスメンバ本体１１の車幅方向左右両側から一体で延設された前側のアーム支持部１２Ｌ、１２Ｒと、後側のアーム支持部１３Ｌ、１３Ｒとを備える。前側のアーム支持部１２Ｌ、１２Ｒは、車幅方向外側斜め前方に延設され、後側のアーム支持部１３Ｌ、１３Ｒは、車幅方向外側斜め後方に延設されている。

そして、ロアアーム３０Ｌ、３０Ｒは、前側のアーム支持部１２Ｌ、１２Ｒと後側のアーム支持部１３Ｌ、１３Ｒとに、上下方向に揺動可能に支持されている。クロスメンバ本体１１の車幅方向左右両側にある前側のアーム支持部１２Ｌ、１２Ｒには、ロアアーム３０Ｌ、３０Ｒの前側端部３０ａがブッシュ部材４０（図２参照）を介して取り付けられている。

図２は、サスペンションクロスメンバ１０の車幅方向左側における前側のアーム支持部１２Ｌとロアアーム３Ｌおよびサブフレーム２０Ｌとの連結部４５を示している。連結部４５の構造は、車幅方向左右両側で同様の構造をしているので、ここでは、車幅方向左側の連結部４５を例に詳細な構造を説明する。

図２に示すように、前側のアーム支持部１２Ｌは、車幅方向外側が外側開口部１２ｂによって開口された中空に形成されている。前側のアーム支持部１２Ｌの前端側の部位には、車両前方側に延びてサブフレーム２０Ｌの後側端部と連結される延長支持部１２Ｌ１が形成されている。この延長支持部１２Ｌ１の先端部には、サブフレーム２０Ｌの後側端部が挿入可能な前側開口部１２ａが形成されている。なお、前側開口部１２ａは、外側開口部１２ｂと連続した開口とされている。

ロアアーム３０Ｌは、その前側端部３０ａが前側のアーム支持部１２Ｌの外側開口部１２ｂから前側のアーム支持部１２Ｌ内に隙間を有して挿入されてアーム支持部１２Ｌに連結されている。ロアアーム３０Ｌの前側端部３０ａには、ブッシュ部材４０が設けられており、このブッシュ部材４０をボルト１７及びナット１８によって前側のアーム支持部１２Ｌに固定することで、ロアアーム３０Ｌはブッシュ部材４０を中心に揺動可能に連結される。ブッシュ部材４０は、ボルト１７が挿通される内筒４１とロアアーム３０Ｌの前側端部３０ａに連結される外筒４２と、内筒４１と外筒４２との間に設けられるゴム製の緩衝材４３とで構成されている

サブフレーム２０Ｌは、断面略四角形状の角筒状に形成されている。サブフレーム２０Ｌの後端側の部位には、車両後方側へ延びて延長支持部１２Ｌ１（アーム支持部１２Ｌ）の前側開口部１２ａから延長支持部１２Ｌ１内に挿入されるサブフレーム挿入部２０Ｌ１が形成されている。サブフレーム挿入部２０Ｌ１は、前側開口部１２ａから延長支持部１２Ｌ１に嵌合するようにして挿入され、延長支持部１２Ｌ１にボルト１５及びナット１６によって締結固定されている。サブフレーム挿入部２０Ｌ１は、その後端部がロアアーム３０Ｌの前側端部３０ａと前後方向で対向するよう配置されている。

さらに、サブフレーム挿入部２０Ｌ１の後端部には、上下に互いに間隔を開けて一対で形成され、ロアアーム３０Ｌ側（車両後方側）へ向かって延びる上側延設部２０ａと下側延設部２０ｂが設けられている。上側延設部２０ａは、サブフレーム挿入部２０Ｌ１の後端部の上縁からロアアーム３０Ｌの前側端部３０ａの上方まで延設され、下側延設部２０ｂは、サブフレーム挿入部２０Ｌ１の後端部の下縁からロアアーム３０Ｌの前側端部３０ａの下方まで延設されている。つまり上側延設部２０ａおよび下側延設部２０ｂは、それぞれロアアーム３０Ｌの前側端部３０ａに対して間隔を有して上下方向でラップするよう設けられている。そして、ロアアーム３０Ｌの前側端部３０ａは、サブフレーム挿入部２０Ｌ１の上側延設部２０ａと下側延設部２０ｂとの間に間隔を有して挟まれた状態とされている。

このように構成された車体前部構造において、車両前方からサブフレーム２０Ｌ、２０Ｒに所定以上の衝突荷重Ｆが作用すると、サブフレーム２０Ｌ、２０Ｒのサブフレーム挿入部２０Ｌ１、２０Ｒ１と延長支持部１２Ｌ１、１２Ｒ１との連結が外れ、図３（ａ）に示すように、サブフレーム２０Ｌ、２０Ｒのサブフレーム挿入部２０Ｌ１、２０Ｒ１が、延長支持部１２Ｌ１、１２Ｒ１内で車両後方側へ移動してロアアーム３０Ｌ、３０Ｒの前側端部３０ａに当接される。これにより衝突荷重がロアアーム３０Ｌ、３０Ｒに伝達される。

ここで、図３（ｂ）に示すように、サブフレーム２０Ｌ、２０Ｒの移動方向が上下にずれ、サブフレーム挿入部２０Ｌ１、２０Ｒ１の後端部がロアアーム３０Ｌ、３０Ｒに対して上下方向に相対変位するような事態が生じた場合であっても、サブフレーム挿入部２０Ｌ１、２０Ｒ１の上側延設部２０ａと下側延設部２０ｂとの間にロアアーム３０Ｌ、３０Ｒの前側端部３０ａが挟まれた状態にあるので、上側延設部２０ａと下側延設部２０ｂによってロアアーム３０Ｌ、３０Ｒに対するサブフレーム挿入部２０Ｌ１、２０Ｒ１が上下方向での変位が抑制される。例えば、ロアアーム３０Ｌ、３０Ｒに対して、サブフレーム２０Ｌ、２０Ｒ（サブフレーム挿入部２０Ｌ１、２０Ｒ１）の後端部が上方側に変位した場合は、下側延設部２０ａがロアアーム３０Ｌ、３０Ｒの前側端部３０ａの下方側に引っ掛かりそれ以上の上方側への変位が阻止される。

一方、サブフレーム２０Ｌ、２０Ｒ（サブフレーム挿入部２０Ｌ１、２０Ｒ１）の後端部が下方側に変位した場合には、上側延設部２０ａがロアアーム３０Ｌ、３０Ｒの前側端部３０ａの上方側に引っ掛かり、それ以上の下方側への変位が阻止される。これによって、ロアアーム３０Ｌ、３０Ｒに対するサブフレーム挿入部２０Ｌ１、２０Ｒ１の上下方向での相対変位が抑制され、常にサブフレーム挿入部２０Ｌ１、２０Ｒ１（サブフレーム２０Ｌ、２０Ｒ）の後端部とロアアーム３０Ｌ、３０Ｒの前側端部３０ａとが対向された状態に維持されるため、必ずサブフレーム２０Ｌ、２０Ｒがロアアーム３０Ｌ、３０Ｒに当接される。従って、衝突荷重Ｆをサブフレーム２０Ｌ、２０Ｒを介して確実に剛性の高いロアアーム３０Ｌ、３０Ｒで受け止めることができる。

また、前側のアーム支持部１２Ｌ、１２Ｒの前端部を車両前方側へ延長して延長支持部１２Ｌ１、１２Ｒ１を形成し、延長支持部１２Ｌ１、１２Ｒ１内にサブフレーム２０Ｌ、２０Ｒのサブフレーム挿入部２０Ｌ１、２０Ｒ１を挿入した状態で連結する構成としたので、比較的簡単な構成で部品点数を減らしてサブフレーム２０Ｌ、２０Ｒをサスペンションクロスメンバ１０に連結することができる。その上、衝突荷重を受けた際に延長支持部１２Ｌ１、１２Ｒ１でサブフレーム２０Ｌ、２０Ｒの移動方向が規制されるので、より確実にサブフレーム挿入部２０Ｌ１、２０Ｒ１の後端部をロアアーム３０Ｌ、３０Ｒに当接させることができる。

なお、サブフレーム２０Ｌ、２０Ｒのサブフレーム挿入部２０Ｌ１、２０Ｒ１が挿入される前側のアーム支持部１２Ｌ、１２Ｒの延長支持部１２Ｌ１、１２Ｒ１のロアアーム側の内面に内側へ突出する突出部１４（図４（ａ）参照）を設けたり、延長支持部１２Ｌ１、１２Ｒ１のロアアーム側の内面がロアアーム側に進むに従って内側へ傾斜する傾斜面１２Ｌ１ａ（図４（ｂ）参照）を有するように形成されたりしてもよい。このようにすると、衝突荷重Ｆを受けてサブフレーム挿入部２０Ｌ１、２０Ｒ１が延長支持部１２Ｌ１、１２Ｒ１内を後方へ移動する際に、サブフレーム挿入部２０Ｌ１、２０Ｒ１（サブフレーム２０Ｌ、２０Ｒ）の後端部が延長支持部１２Ｌ１、１２Ｒ１の傾斜面１２Ｌ１ａや突出部１４に接触して変形することで衝突荷重Ｆのエネルギを効果的に吸収することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。

３ フロントエンドクロスメンバ
４ ブラケット
１０ サスペンションクロスメンバ
１１ クロスメンバ本体
１２ａ 前側開口部
１２ｂ 外側開口部
１２Ｌ、１２Ｒ 前側のアーム支持部
１２Ｌ１、１２Ｒ１ 延長支持部
１２Ｌ１ａ 傾斜面
１３Ｌ、１３Ｒ 後側のアーム支持部
１４ 突出部
１５、１７ ボルト
１６、１８ ナット
２０Ｌ、２０Ｒ サブフレーム
２０Ｌ１、２０Ｒ１ サブフレーム挿入部
２０ａ 上側延設部
２０ｂ 下側延設部
３０Ｌ、３０Ｒ ロアアーム
３０ａ 前側端部
４０ ブッシュ部材
４１ 緩衝材
４２ リング
４５ 連結部

Claims (4)

1. 車両の前側に配設されて車幅方向に延びるサスペンションクロスメンバと、当該サスペンションクロスメンバの車幅方向両端部のアーム支持部に取り付けられるフロントサスペンションのロアアームと、前記サスペンションクロスメンバの前方で車両前後方向に延び、後端部が前記サスペンションクロスメンバの前記アーム支持部の前側に連結されるサブフレームとを有してなる車体前部構造であって、
   前記サブフレームは、その後端部が前記ロアアームの前側端部と対向するよう配置されるとともに、同後端部に上下に間隔を開けて一対で形成され、前記ロアアーム側に向かって延びる上側延設部と下側延設部とを有し、
   前記上側延設部および前記下側延設部は、前記ロアアームの前側端部に対して間隔を有して上下方向でラップするよう配置される
   ことを特徴とする車体前部構造。
2. 前記アーム支持部は、その前端側の部位に車両前方側に延びるとともに先端部に前側開口部が設けられた延長支持部を有し、
   前記サブフレームは、その後端側の部位に、前記前側開口部から前記延長支持部内に挿入されて、前記延長支持部に連結されるサブフレーム挿入部を有し、
   前記上側延設部および前記下側延設部は、前記サブフレーム挿入部の後端部の上下縁から延設されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の車体前部構造。
3. 前記アーム支持部の前記延長支持部の内面には、車両後方側へ進むに従って内側へ傾斜する傾斜面が形成されている
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の車体前部構造。
4. 前記アーム支持部の前記延長支持部の内面には、前記サブフレーム挿入部の後端部よりもロアアーム側で内側へ突出する突出部が設けられている
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の車体前部構造。

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