WO2020059669A1 - サスペンションサブフレーム構造 - Google Patents

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WO2020059669A1
WO2020059669A1 PCT/JP2019/036164 JP2019036164W WO2020059669A1 WO 2020059669 A1 WO2020059669 A1 WO 2020059669A1 JP 2019036164 W JP2019036164 W JP 2019036164W WO 2020059669 A1 WO2020059669 A1 WO 2020059669A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vehicle body
suspension
vehicle
suspension subframe
main body
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/036164
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
拓之 岡本
正顕 田中
史博 黒原
Original Assignee
マツダ株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by マツダ株式会社 filed Critical マツダ株式会社
Priority to CN201980059939.6A priority Critical patent/CN112689593B/zh
Priority to US17/276,300 priority patent/US11873024B2/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/11Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted with resilient means for suspension, e.g. of wheels or engine; sub-frames for mounting engine or suspensions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/24Arrangements for mounting bumpers on vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/15Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
    • B62D21/152Front or rear frames
    • B62D21/155Sub-frames or underguards

Definitions

  • the present invention relates to a suspension subframe structure and belongs to a technical field of a vehicle body structure of a vehicle such as an automobile.
  • a pair of left and right front side frames extending in the front-rear direction of the vehicle and constituting a vehicle body front part is provided, and a suspension for supporting left and right suspension links for front wheels below the front side frame.
  • a subframe hereinafter, also simply referred to as “subframe”.
  • a subframe having a vehicle body front structure disclosed in Patent Document 1 has a left side and a right side arranged below a front side frame, and a front side connecting front ends of these left and right sides in a vehicle width direction. And a U-shaped portion that is open rearward in plan view.
  • This sub-frame is fixed to the front side frame at the rear ends of the left and right sides.
  • Tower members that stand up from the front ends of the left and right side portions and are connected to the lower surface of the front side frame are attached to the subframes. To these tower members, a pair of extension frames extending forward from an intermediate position in the vertical direction are attached.
  • the impact load from the front of the vehicle body is distributed and transmitted to a main load path directly input to the front side frame and a load path from the extension frame to the front side frame via the tower member. Is done.
  • the impact load can be dispersed.
  • the above-mentioned extension frame can function as an impact absorbing member that absorbs the impact load by being deformed by receiving the impact load from the front of the vehicle body.
  • the tower member has a function as a load receiving portion for receiving an impact load input via the extension frame in order to reliably function to absorb the impact load by the extension frame.
  • the extension frame is connected to an intermediate portion of the tower member. Therefore, in order to suppress the bending deformation of the tower member when an impact load is input from the front of the vehicle body, and to sufficiently fulfill the shock absorbing function of the extension frame, it is necessary to form the tower member firmly. However, since the vehicle weight tends to increase due to the strengthening of the tower member, there is room for improvement in reducing the vehicle weight.
  • the sub-frame functions as a load receiving portion that receives an impact load input to the extension frame from the front side of the vehicle body, and can promote absorption of the impact by the extension frame.
  • the impact load that could not be absorbed by the extension frame is transmitted to the passenger compartment side via the sub-frame.
  • the vehicle compartment is likely to be deformed.
  • the deformation of the front side frame is easily hindered in the vehicle front-rear direction region where the high-rigidity subframe is located, and the shock absorbing function of the front side frame is hindered, so that the vehicle compartment is also easily deformed.
  • a mounting structure that can promote the detachment of the subframe from the vehicle body when a large load that cannot be completely absorbed by the deformation of the extension frame is input.
  • the subframe can be moved from the vehicle mounting point using the rotational behavior of the powertrain.
  • An attachment structure that can be detached downward can be employed.
  • the power train when an impact load is input from the front of the vehicle body, the power train is not limited to the rotation behavior described above, and exhibits various behaviors according to the mounting state of the power train, such as a behavior of sliding toward the rear side of the vehicle body. obtain. Therefore, depending on the mounting state of the power train, the mounting structure using the rotation behavior of the power train as described above cannot be adopted.In this case, a new measure for promoting the detachment of the subframe from the vehicle body is required. Desired.
  • the present invention provides a completely new suspension subframe structure capable of effectively suppressing deformation of a vehicle compartment while forming a load path passing through the suspension subframe when an impact load is input from the front of the vehicle body. That is the task.
  • the present invention provides a suspension subframe structure having a suspension subframe that supports a front wheel suspension member, wherein the suspension subframe applies an impact load input from the front of the vehicle body to the rear of the vehicle body.
  • a main body portion transmitting to the side, a fixed portion arranged near the main body portion and fixed to the vehicle body, and a connection portion connecting the fixed portion to the main body portion, and the connection portion has a load in the vehicle longitudinal direction.
  • a weak portion having a lower strength than the main body and the fixed portion is provided.
  • the fracture is promoted in the weak portion between the main body and the fixed portion. Therefore, the relative displacement of the main body with respect to the fixed portion is promoted, so that the suspension subframe can be substantially separated from the vehicle body.
  • a large impact load from the front side of the vehicle body is transmitted to the passenger compartment via the suspension subframe, and the deformation of the vehicle body such as the front side frame in the vehicle front-rear direction region where the suspension subframe is located is controlled by the suspension subframe. It can be prevented from being inhibited. Therefore, when the input load is relatively small, load distribution using the load path via the suspension subframe is attempted, and when the input load is relatively large, the load path is broken to effectively deform the vehicle compartment. Can be suppressed.
  • the breakage of the fragile portion described above may be caused by an input load in the vehicle longitudinal direction. Therefore, the vertical input load from the power train is not required for detachment of the suspension subframe from the vehicle body described above. Therefore, the deformation of the vehicle compartment can be effectively suppressed as described above, regardless of the manner in which the power train is mounted.
  • an extension frame extending from the front end of the main body toward the front side of the vehicle body is connected to the suspension subframe.
  • the main body of the suspension sub-frame connected to the rear end of the extension frame functions as a load receiving portion.
  • predetermined impact load When a load greater than or equal to the impact load that can be absorbed by the extension frame (hereinafter also referred to as “predetermined impact load”) is input, if the suspension subframe is kept fixed to the vehicle body, the remaining impact load Is transmitted to the passenger compartment via the main body of the suspension subframe.
  • the suspension subframe since the suspension subframe is broken at the fragile portion, the suspension subframe is substantially separated from the vehicle body, so that the impact load that could not be absorbed by the extension frame is transmitted to the vehicle compartment. Can be effectively suppressed.
  • the fixed portion is disposed on a side of the main body.
  • the suspension subframe can be configured to be compact in the vertical direction. Therefore, it is possible to effectively suppress the deformation of the passenger compartment as described above, while improving the degree of freedom in layout in the vertical direction.
  • the main body portion has a closed cross section that is continuous in the front-rear direction of the vehicle body, and the fixed portion is a sleeve member through which a bolt for fastening to the vehicle body is inserted.
  • the fixed portion is a sleeve member through which a bolt for fastening to the vehicle body is inserted. Is a plate member connected to the end surface of the sleeve member by bolts.
  • the connecting portion is configured by a plate member having a lower strength than the main body portion having a closed cross section that is continuous in the vehicle body front-rear direction and the fixed portion including the sleeve member. Therefore, the breakage of the connection portion can be effectively promoted. Therefore, as described above, when the input load is relatively small, the load path can be dispersed using the load path via the suspension subframe, and when the input load is relatively large, the load path can be broken. As a result, The deformation of the cabin can be effectively suppressed.
  • a reinforcing member is attached to a portion of the connecting portion between the fixed portion and the main body portion, and a fragile portion is provided at a portion of the connecting portion closer to the fixed portion than the reinforcing member. Is provided.
  • connection strength can be secured when the shock load is input from the front of the vehicle body while the mounting strength of the suspension sub-frame is normally secured in a normal state.
  • the rupture of the fragile portion can be promoted at a portion closer to the fixed portion than the reinforcing member in the portion.
  • the reinforcing member is disposed between the main body and the fixed portion, the main body is displaced toward the rear of the vehicle body relative to the fixed portion when an impact load is input from the front of the vehicle body. At this time, interference between the fixed portion and the reinforcing member can be easily avoided. Therefore, breakage of the fragile portion using the relative displacement of the main body with respect to the fixed portion can be effectively realized.
  • the fragile portion promotes rupture such that when the load is applied to the main body from the front of the vehicle body, relative displacement of the fixed portion with respect to the main body toward the front of the vehicle body is permitted. Part is provided.
  • the suspension subframe when an impact load is input to the main body of the suspension subframe from the front side of the vehicle body, in the fracture accelerating portion provided in the fragile portion, the portion of the body fixed to the main body is fixed. By promoting the rupture that allows the relative displacement to the front side, the suspension subframe can be detached from the vehicle body so as to slide toward the rear side of the vehicle body.
  • the deformation of the passenger compartment can be effectively suppressed while forming a load path passing through the suspension subframe.
  • FIG. 1 is a perspective view of a vehicle body front portion provided with a suspension subframe structure according to an embodiment of the present invention.
  • 1 is a side view of a vehicle body front portion provided with a suspension subframe structure according to an embodiment of the present invention.
  • 1 is a plan view of a suspension subframe structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a joint of a suspension subframe, an extension frame, and a second cross member in FIG. 3.
  • 5A is a sectional view taken along line AA
  • FIG. 4B is a sectional view taken along line BB
  • FIG. 4C is a sectional view taken along line CC
  • FIG. 4 is a partially cutaway plan view showing, on an enlarged scale, a mounting portion of a suspension subframe in FIG. 3 and a peripheral portion thereof.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along the line EE in FIG. 7.
  • a front body structure 1 including the suspension subframe structure of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
  • the front vehicle body structure 1 is disposed along a pair of left and right front side frames 20, 20 extending in the vehicle front-rear direction and a front surface of a dash panel (not shown).
  • the vehicle includes a dash cloth 30 connecting between the front side frames 20 and 20 and a suspension subframe structure 100 disposed below the front side frames 20 and 20.
  • the drive system of the vehicle is front engine rear drive (FR).
  • FR front engine rear drive
  • a power train 4 including a vertically mounted engine 41 and a transmission 42 connected to a rear portion thereof is disposed (see FIG. 3).
  • Each of the front side frames 20 and 20 has front straight portions 21 and 21 extending substantially horizontally forward from the dash cross 30 and a slope extending obliquely downward from the rear ends of the front straight portions 21 and 21 toward the rear of the vehicle body. And a rear straight portion extending substantially horizontally rearward from a lower end of the inclined portion.
  • the front straight portions 21, 21 of each of the front side frames 20, 20 include inner panels 24, 24 located on the inner side in the vehicle width direction, and outer panels 25, 25 located on the outer side in the vehicle width direction. It is configured to be joined in the directions.
  • the inner panels 24, 24 have a cross-sectional hat shape opened to the outside in the vehicle width direction
  • the outer panels 25, 25 have a cross-sectional hat shape open to the inside in the vehicle width direction, and extend in the vehicle longitudinal direction, respectively. I have.
  • the outer panels 25, 25 and the inner panels 24, 24 are joined to each other between their upper edges and between their lower edges. As a result, the front straight portions 21, 21 form a closed cross section that is continuous in the vehicle longitudinal direction by the frame itself.
  • the inclined portions 22, 22 of each of the front side frames 20, 20 have a hat-shaped cross section opened upward.
  • the inclined portions 22, 22 are arranged so that the rear side of the vehicle body becomes lower along the shape of the dash panel 31, and upper edges of the inclined portions 22, 22 are joined to the dash panel 31.
  • a closed cross section that is continuous in the vehicle longitudinal direction is formed between the inclined portions 22 and 22 and the dash panel 31 (see FIG. 8).
  • the rear side straight portions 23 of the front side frames 20, 20 are connected at their rear ends to the front ends of floor frames (not shown) extending in the vehicle longitudinal direction.
  • a floor panel (not shown) is joined to the rear straight portions 23, 23 and the floor frame, and a front edge of the floor panel is connected to a dash panel.
  • the rear straight portions 23 and 23 and the floor frame have a hat-shaped cross section that is open upward, and a closed cross section that is continuous in the vehicle longitudinal direction is formed between the rear straight portions 23 and 23 and the floor panel.
  • Main crash cans 53, 53 made of a tubular body or the like that absorbs an impact load from the front of the vehicle body are connected to the front ends of the front side frames 20, 20 via set plates 51, 51 and mounting plates 52, 52. Have been.
  • a bumper reinforcement 54 extending in the vehicle width direction is attached to the front end surfaces of the pair of left and right main crash cans 53.
  • the suspension subframe structure 100 is disposed below the front side frame 20 and supports a pair of left and right suspension subframes 110, 110 that support the lower arms 60, 60 as suspension members for the front wheels. , 110 and a pair of left and right extension frames 130, 130 extending forward of the vehicle body and first to third cross members 140, 150, 160 connecting the left and right frames 110, 110, 130, 130 to each other.
  • a pair of left and right suspension subframes 110, 110 that support the lower arms 60, 60 as suspension members for the front wheels.
  • Sub-crash cans 55, 55 extend forward from the front ends of the extension frames 130, 130, respectively.
  • a sub-bumper reinforcement 58 extending in the vehicle width direction is provided in a front portion of the sub-crash cans 55 and 55.
  • the left and right sub-crush cans 55 are connected to each other via a sub-bumper reinforcement 58.
  • Each of the lower arms 60 supported by the suspension subframes 110, 110 extends substantially parallel to the vehicle body width direction and substantially horizontally from the middle of the front arm part 61 in the vehicle body width direction inward and rearward in the vehicle body width direction. And a rear arm portion 62 that extends.
  • the lower arm 60 is generally formed in a substantially L-shape in plan view.
  • a front connecting portion 61a connected to a relatively front portion of the suspension subframe 110 and a rear connecting portion 62a connected to a relatively rear portion of the suspension subframe 110 are provided on an inner portion of the lower arm 60 in the vehicle width direction. Are formed.
  • the front connecting portion 61a is provided at the inner end in the vehicle width direction of the front arm portion 61
  • the rear connecting portion 62a is provided at the rear end of the rear arm portion 62.
  • the front connecting portion 61a of the front arm portion 61 is swingable around an axis extending in the vehicle longitudinal direction by a front bracket 63 attached across the front end of the suspension subframe 110 and the rear end of the extension frame 130. It is supported by.
  • the rear connecting portion 62a of the rear arm portion 62 is supported by a rear bracket 64 attached to the suspension subframe 110 so as to be swingable around an axis extending in the vehicle longitudinal direction.
  • the suspension subframe 110 has a main body 111 that supports the lower arm 60.
  • the rear end of the extension frame 130 is connected to the front end 112 of the main body 111 of the suspension subframe 110.
  • the rear end 113 of the main body 111 is fixed to the front side frame 20 via a rear vehicle body mounting portion X3 described later.
  • the main body 111 of the suspension sub-frame 110 is a long part arranged to extend in the vehicle longitudinal direction.
  • the main body 111 includes an upper member 114 having a U-shaped cross section that opens downward, and a lower member 115 having a U-shaped cross section that opens upward.
  • the lower edge of the upper member 114 and the upper edge of the lower member 115 are joined to each other by, for example, welding.
  • the main body 111 has a closed cross section between the upper member 114 and the lower member 115 that is continuous in the vehicle longitudinal direction.
  • the upper member 114 includes an upper surface portion 114a, an outer surface portion 114b and an inner surface portion 114c in the vehicle width direction.
  • the lower member 115 includes a lower surface 115a, an outer surface 115b and an inner surface 115c in the vehicle width direction.
  • the outer surface portions 114b and 115b of the upper member 114 and the lower member 115 are joined to the inner surface portions 114c and 115c, respectively, to form a closed cross section that is continuous in the vehicle longitudinal direction (see FIG. 5D).
  • An opening 116 is formed at the front end 112 of the main body 111 of the suspension subframe 110 by an upper member 114 and a lower member 115.
  • the extension frame 130 includes an upper upper member 131 having a U-shaped cross section that opens downward, similarly to the main body 111 of the suspension subframe 110. And the lower member 132 having a U-shaped cross section that opens upward, the frame itself forms a closed cross section that is continuous in the vehicle longitudinal direction.
  • the upper member 131 includes an upper surface 131a, an outer surface 131b and an inner surface 131c in the vehicle width direction.
  • the lower member 132 includes a lower surface 132a, an outer surface 132b and an inner surface 132c in the vehicle width direction.
  • the outer surface portions 131b and 132b of the upper member 131 and the lower member 132 are joined to the inner surface portions 131c and 132c, respectively, to form a closed cross section that is continuous in the vehicle longitudinal direction (see FIG. 5C).
  • the rear end 133 of the extension frame 130 is formed so as to have a smaller outer diameter than the front part of the rear end 133.
  • the extension frame 130 and the suspension sub-frame 110 are integrally connected in the vehicle longitudinal direction (see FIG. 5A).
  • the extension frame 130 is set to have a lower rigidity with respect to the input load in the vehicle longitudinal direction than the suspension subframe 110.
  • the extension frame 130 and the suspension sub-frame 110 connected in the vehicle longitudinal direction can have different functions.
  • the relatively high-rigidity suspension subframe 110 located on the rear side can function as a load receiving portion
  • the relatively low-rigidity extension frame 130 located on the front side can exhibit a load absorbing function.
  • the front end portions 134, 134 of the pair of left and right extension frames 130, 130 are frame-shaped first crosses extending substantially linearly so as to bridge the front end portions 134, 134 of the extension frames 130, 130 in the vehicle width direction.
  • a member 140 is attached.
  • connection 80 between the right suspension subframe 110 and the extension frame 130 and the connection between the left suspension subframe 110 and the extension frame 130 are connected to each other via a second cross member 150.
  • the second cross member 150 includes a front side 151 extending between the left and right extension frames 130 and 130 in the vehicle width direction and connected thereto, left and right sides 152 extending rearward from the left and right ends of the front side 151, 152, and a reinforcing frame 153 disposed between the left and right sides 152, 152.
  • the reinforcing frame 153 extends in the width direction of the vehicle between the left and right sides 152, 152 and connects the rear frame, and extends in the longitudinal direction of the vehicle between the horizontal frame 154 and the front side 151.
  • a vertical frame portion 155 to be connected.
  • the front side 151 includes a front side upper member 156 that extends in the vehicle width direction and is open to the lower side and has a U-shaped cross section, and an open surface of the front side upper member 156. And a plate-shaped lower member 159 that closes the upper surface.
  • the lower member 159 has a wider width than the front side upper member 156 in the vehicle front-rear direction, and is arranged to protrude rearward from the front side upper member 156.
  • the lower member 159 is disposed in a region in the vehicle longitudinal direction that straddles the extension frame 130 and the suspension subframe 110.
  • the front side upper member 156 has an upper surface 156a, a front surface 156b, and a rear surface 156c.
  • the front side upper member 156 is disposed on the upper surface 159a of the lower member 159, and the front side 156b of the front side upper member 156 is disposed along the front end 159b of the lower member 159.
  • a closed cross section continuous in the vehicle width direction is formed between the front side upper member 156 and the lower member 159. ing.
  • the upper surface 156a of the front side upper member 156 is joined to the upper surfaces 131a, 131a of the extension frames 130, 130 at both edges 156d, 156d in the vehicle width direction. .
  • both end portions 159c and 159c of the lower member 159 in the vehicle width direction are provided with lower surface portions 132a and 132a of the extension frames 130 and 130 and suspension subframes 110 and 110, respectively. And the lower surface portions 115a, 115a of the main body portions 111, 111.
  • the left and right sides 152, 152 are connected to the left and right side upper members 157, 157 formed integrally and continuously with the front side upper member 156, and the lower part described above. And a member 159.
  • the left and right side upper members 157 are arranged so as to extend in the vehicle longitudinal direction, and are continuous with the front side upper member 156 at the front end.
  • the front side upper member 156 and the left and right side upper members 157, 157 are formed as a whole in a U-shape that opens to the rear side of the vehicle body in plan view (see FIG. 3).
  • the inner edge 157b of the left and right side upper member 157 is disposed lower than the outer edge 157a in the vehicle width direction.
  • the left and right side upper members 157 have a slope 157c that becomes gradually lower from the outer edge 157a toward the inner edge 157b.
  • the inner edges 157b and 157b of the left and right side upper members 157 and 157 are joined to the upper surface 159a of the lower member 159, and the outer edges 157a and 157a are joined to the upper surfaces 114a of the main bodies 111 and 111 of the suspension subframes 110 and 110, respectively. 114a.
  • the left and right side upper members 157 and 157, the lower member 159, and the inner side surfaces 114c and 115c of the main body portions 111 and 111 of the suspension subframes 110 and 110 form a closed cross section that is continuous in the vehicle longitudinal direction. ing.
  • the left and right sides 152 of the second cross member 150 have a width gradually enlarged toward the front side of the vehicle body in plan view.
  • reinforcing portions 151A, 151A having arcuate contours are formed at corners between the front side 151 and the left and right sides 152, 152, respectively.
  • the second cross member 150 includes a horizontal frame portion 154 that connects the left and right side portions 152 of the second cross member 150, and a middle portion and a front side portion 151 of the horizontal frame portion 154.
  • a reinforcement frame 153 having a substantially T-shape is provided by a vertical frame portion 155 connecting to the intermediate portion of the first frame.
  • the horizontal frame portion 154 is formed in a U-shaped cross section that extends in the vehicle body width direction and is opened downward.
  • the vertical frame portion 155 is formed in a U-shaped cross section that extends in the vehicle front-rear direction and is opened downward.
  • the horizontal frame portion 154 has an upper surface portion 154a, a front surface portion 154b in front of the vehicle body, and a rear surface portion 154c behind the vehicle body, and the rear surface portion 154c is disposed along a rear end portion 159d of the lower member 159. .
  • the front part 154b and the rear part 154c of the horizontal frame part 154 are joined to the upper surface of the lower member 159.
  • a closed cross section continuous in the vehicle width direction is formed between the horizontal frame portion 154 and the lower member 159.
  • the side portions 154d and 154e of the horizontal frame portion 154 are joined to the slope portions 157c and 157c of the left and right side portions 152 and 152, respectively (see FIGS. 3 and 4).
  • the vertical frame portion 155 has an upper surface portion 155a and both side portions 155b and 155b in the vehicle width direction, and lower end portions of the both side portions 155b and 155b are joined to the lower member 159. As a result, a closed cross section that is continuous in the vehicle longitudinal direction is formed between the vertical frame portion 155 and the lower member 159.
  • the front end 155c of the vertical frame 155 is joined to the rear surface 156c of the front side 151.
  • the outer edges 156d and 156d of the front side upper member 156 of the second cross member 150 and the outer edges 157a and 157a of the left and right side upper members 157 and 157 are connected to the rear ends 133 of the extension frames 130 and 130. , 133 and the upper surfaces 114a, 114a of the front ends 112, 112 of the suspension subframes 110, 110, respectively.
  • Both ends 159c, 159c of the lower member 159 are joined to lower surfaces 132a, 132a of the rear ends 133, 133 of the extension frames 130, 130 and lower surfaces 115a, 115a of the front ends 112, 112 of the suspension subframes 110, 110. Have been.
  • the second cross member 150 straddles the connecting portion 80 between the extension frame 130 and the suspension sub-frame 110 and is joined so as to be held from the inside in the vehicle width direction.
  • the bending of the connecting portion 80 between the 130 in the vertical direction and the inside in the vehicle width direction is suppressed.
  • the lower arm 60 of the suspension device is supported on the side surfaces 114b and 115b via the front bracket 63.
  • the front bracket 63 is joined to a lower surface of both frames 110 and 130 at a portion indicated by reference numeral W.
  • the front bracket 63 includes an outer side surface 132b of the rear end portion 133 of the extension frame 130 in the vehicle width direction, a lower surface portion 132a on the 131b side, and an outer side surface 114b of the front end portion 112 of the suspension subframe 110 in the vehicle width direction. It is joined to the lower surface 115a on the 115b side.
  • the connecting portion 80 between the extension frame 130 and the suspension subframe 110 is reinforced by the left and right sides 152 of the second cross member 150 on the inside in the vehicle width direction, and by the front bracket 63 on the outside in the vehicle width direction. Reinforced. As a result, it is possible to more effectively suppress the bending deformation at the connection portion 80 between the frames 130 and 110.
  • the connecting portion 80 of the frames 110 and 130 is reinforced without adding any components.
  • the outer end of the second cross member 150 in the vehicle width direction is joined across the extension frame 130 and the suspension sub-frame 110. That is, the joining region Z of the second cross member 150 to the extension frame 130 and the suspension subframe 110 is formed by the extension frame side joining region 81 joined to the extension frame 130 and the suspension subframe side joining region joined to the suspension subframe 110. And an area 82.
  • the dimension of the extension frame side joining region 81 in the vehicle longitudinal direction is set to be shorter than that of the suspension subframe side joining region 82 in the vehicle longitudinal direction.
  • the extension frame 130 can effectively exhibit the shock absorbing function.
  • the strength and rigidity of the suspension subframe 110 with respect to the load in the vehicle front-rear direction are improved because the suspension subframe-side joining region 82 is formed relatively long. Therefore, when an impact load is input from the front of the vehicle body, the suspension sub-frames 110, 110 can effectively function as load receiving portions, and the extension frames 130, 130 can effectively perform the impact absorbing function. It is possible to do.
  • a third cross member 160 connecting the rear ends 113, 113 in the vehicle width direction is connected to the rear ends 113, 113 of the suspension subframes 110, 110.
  • the third cross member 160 is a plate member extending in the vehicle body width direction, and is fixed to the rear end portions 113, 113 of the suspension subframes 110, 110 from below by a plurality of bolts 161.
  • the sub-frame structure 100 includes front vehicle body mounting portions X1, X1 and intermediate vehicle body mounting portions X2, X2 on the left and right sides as mounting portions to the front side frames 20, 20, respectively. And three rear vehicle body mounting portions X3, X3.
  • each mounting portion will be described.
  • the front vehicle body mounting portion X1 is formed by connecting members 71, 71 mounted on the front end portion 134 of the extension frame 130.
  • the connection member 71 has a lower portion 72 connected to the extension frame 130 and is formed in a tower shape extending upward from the connection portion.
  • connection member 71 is formed in a hollow box shape, and an upper surface portion 73 of the outer portion in the vehicle width direction is attached to a lower surface 25 a of the outer panel 25 of the front side frame 20 via a mount bush 74. .
  • the connection member 71 is attached to the lower surface 25a of the outer panel 25 by a fastening member 75 (see FIG. 3).
  • the sub-crush can 55 is connected to the vertical wall-shaped front surface 76 of the connecting member 71 via the mounting plate 57.
  • the intermediate vehicle body mounting portion X2 is constituted by a power train mount bracket (hereinafter, also simply referred to as “mount bracket”) 90.
  • the mount bracket 90 houses an engine mount (not shown) for elastically supporting the power train 4 (see FIG. 3).
  • the mount bracket 90 is fixed to the main body 111 of the suspension subframe 110.
  • the mount bracket 90 is integrally formed by casting such as aluminum die casting.
  • the material of the mount bracket 90 is not limited to aluminum.
  • the mount bracket 90 is provided with a hollow housing portion 91 having a housing space opened upward.
  • the accommodation section 91 is formed, for example, in a cylindrical shape.
  • the housing section 91 houses a mount support structure (not shown) connected to a power train side bracket provided on the power train 4 side.
  • the mount bracket 90 is provided with a plurality of fastening portions 92, 93, 94 for fastening to the suspension subframe structure 100.
  • the plurality of fastening portions 92, 93, 94 include a front fastening portion 92 provided at a front edge of the mount bracket 90, a rear fastening portion 93 provided at a rear edge of the mount bracket 90, and a vehicle body front-rear direction.
  • An intermediate fastening portion 94 is provided between the front fastening portion 92 and the rear fastening portion 93.
  • these fastening portions 92, 93, 94 are composed of a plurality of flange portions 92a, 93a, 94a extending outward from the lower end of the outer peripheral portion 91a of the housing portion 91 in the mount bracket 90.
  • Bolt insertion holes (not shown) are formed in these flange portions 92a, 93a, and 94a, and the mount bracket 90 is fastened to the suspension subframe structure 100 by bolts inserted into these bolt insertion holes. ing.
  • bolt fastening holes 111a and 111b for attaching the mount bracket 90 are formed at positions corresponding to the above-described bolt insertion holes of the front fastening portion 92 and the rear fastening portion 93 of the mount bracket 90. (See FIG. 4).
  • Bolt fastening holes 152 a for attaching the mount bracket 90 are formed in the left and right sides 152 of the second cross member 150 at positions corresponding to the bolt insertion holes of the intermediate fastening portion 94.
  • the intermediate fastening portion 94 is fastened near the rear ends of the left and right side portions 152 at substantially the same position as the horizontal frame portion 154 in the vehicle longitudinal direction. This suppresses displacement of the mount bracket 90 so as to fall inward in the vehicle width direction (so-called “inside-down”).
  • Bolts 92c, 93c, 94c (see FIG. 4) inserted into the bolt insertion holes of the mount bracket 90, the bolt fastening holes 111a, 111b of the suspension subframe 110, and the bolt fastening holes 152a (see FIG. 4) of the left and right sides 152, respectively. 3) is screwed into a weld nut (not shown) provided on the lower surface 115a of the suspension sub-frame 110 and the lower surface 159 of the left and right sides 152.
  • the mount bracket 90 is fastened to the suspension subframe 110.
  • the mount bracket 90 is formed with an overhang portion 95 that extends outward and upward in the vehicle width direction from the outer edge of the upper wall surface portion 91b of the housing portion 91 in the vehicle width direction.
  • a columnar portion 95b is provided at an outer end portion 95a of the overhang portion 95 in the vehicle width direction so as to protrude upward.
  • the columnar portion 95b is attached to the lower surface 25a of the outer panel 25 by a bolt 95c at the rear of the front straight portion 21 of the front side frame 20, and forms an intermediate vehicle body attaching portion X2.
  • the intermediate vehicle body attachment portion X2 is rigidly connected to the front side frame 20 without interposing a damping element such as a rubber bush.
  • the rear vehicle body attachment portion X3 is provided on the side of the rear end 113 of the main body 111 of the suspension subframe 110 in the vehicle width direction.
  • the rear vehicle body attachment portion X3 includes an upper plate member 121 as an upper connection portion disposed on the upper side, a lower plate member 122 as a lower connection portion located on the lower side, and an upper plate member 121 and a lower plate. And a reinforcing member 123 disposed between the first member 122 and the second member 122.
  • the upper plate member 121 and the lower plate member 122 are arranged substantially perpendicular to the vehicle body vertical direction and parallel to each other.
  • the upper plate member 121 and the lower plate member 122 respectively have side edges 121a and 122a extending in parallel with the outer side surfaces 114b and 115b of the suspension subframe 110 in the vehicle width direction, and outer sides in the vehicle width direction toward the rear of the vehicle body.
  • Front edges 121b and 122b extending in a direction inclined to the rear, and rear edges 121c and 122c connecting the rear ends of the side edges 121a and 122a and the rear ends of the front edges 121b and 122b,
  • the whole is formed in a substantially triangular shape in plan view.
  • the rear edge 121c of the upper plate member 121 is provided with an upper joint 121d extending downward from the rear edge 121c to the vehicle body.
  • the rear edge 122c of the lower plate member 122 is provided with a lower joint 122d extending upward from the rear edge 122c to the vehicle body.
  • the upper joint portion 121d and the lower joint portion 122d are overlapped and welded to each other, whereby the upper plate member 121 and the lower plate member 122 are joined.
  • the side edge 121a of the upper plate member 121 and the side edge 122a of the lower plate member 122 are respectively joined to the upper surface 114a and the lower surface 115a of the rear part of the main body 111 of the suspension subframe 110.
  • the rear vehicle body attachment portion X3 is joined to the main body portion 111 of the suspension subframe 110.
  • the suspension sub-frame 110 is fastened to the front side frame 20 at a position separated from the main body 111 of the suspension sub-frame 110 outward in the vehicle width direction by the upper plate member 121 and the lower plate member 122 of the rear vehicle body attachment portion X3.
  • Bolt insertion holes 121e and 122e are provided.
  • the reinforcing member 123 is a member that connects the upper plate member 121 and the lower plate member 122.
  • the reinforcing member 123 includes a front portion 123a extending parallel to the front edges 121b and 122b of the upper and lower plate members 121 and 122 in plan view, and a rear portion 123b extending rearward from the rear end of the front portion 123a.
  • the front part 123a and the rear part 123b form a substantially rectangular shape in plan view. As shown in FIGS.
  • the rear portion 123 b of the reinforcing member 123 is formed between the main body 111 of the suspension subframe 110, the bolt insertion hole 121 e of the upper plate member 121, and the bolt insertion hole 122 e of the lower plate member 122. It is provided at a position between them.
  • the upper end 123c and the lower end 123d of the reinforcing member 123 are joined to the upper plate member 121 and the lower plate member 122, respectively, and the front end 123e is joined to the side surfaces 114b, 115b of the main body 111 of the suspension subframe 110. I have.
  • a tongue piece 123f extending inward in the vehicle width direction from the lower end, and the rear portion 123b is joined to the upper surface of the lower plate 122 by the tongue piece 123f. ing.
  • a work opening 122f (see FIG. 7) is provided at a position corresponding to the tongue piece 123f in the lower plate member 122, and the tongue piece 123f is connected to the lower plate member 122 from below through the opening 122f. It can be joined to.
  • a sleeve member 124 is disposed as a spacer between the upper plate member 121 and the lower plate member 122 and at a position corresponding to each of the bolt insertion holes 121e and 122e of both plates 121 and 122.
  • the sleeve member 124 is a fixed portion that is fixed to the front side frame 20 by a bolt 125.
  • the sleeve member 124 is disposed near the side of the main body 111 so that its axis is orthogonal to the upper plate member 121 and the lower plate member 122.
  • the hole 124 a of the sleeve member 124 is aligned with the bolt insertion hole 121 e of the upper plate member 121 and the bolt insertion hole 122 e of the lower plate member 122.
  • a rear edge of the rear portion 123b of the reinforcing member is joined to an outer peripheral surface 124b of the sleeve member 124 by, for example, welding. Accordingly, the sleeve member 124 is positioned with respect to the upper plate member 121 and the lower plate member 122 via the reinforcing member 123.
  • a bracket 26 for fixing the rear vehicle body mounting portion X3 is joined to the rear end of the inclined portion 22 of the front side frame 20.
  • the bracket 26 is formed in a U-shaped cross section that is open upward, and includes a bottom surface 26a and both side surfaces 26b, 26b.
  • the bracket 26 is located below the front side frame 20, and both side surfaces 26 b, 26 b of the bracket 26 are joined to both side surfaces 22 b, 22 b of the inclined portion 22 of the front side frame 20 in the vehicle width direction.
  • the bottom surface 26a of the bracket 26 is provided with a bolt hole 26c at a position corresponding to the bolt insertion holes 121e and 122e of the rear vehicle body attachment portion X3, and the upper surface 26d of the bottom surface 26a has a pipe-like shape. A weld nut 26e is joined.
  • bolts 125 are inserted into bolt insertion holes 122e of the lower plate member 122, holes 124a of the sleeve member 124, bolt insertion holes 121e of the upper plate member 121, and bolt holes 26c of the bracket 26. Is inserted from below, and the suspension subframe 110 is fastened and fixed to the lower surface of the front side frame 20 by screwing the tip of the bolt 125 to the weld nut 26e.
  • the sleeve member 124 is fixed to the upper plate member 121 at the upper end surface, and is fixed to the lower plate member 122 at the lower end surface.
  • the sleeve member 124 is connected to the main body 111 via the upper plate member and the lower plate member 122.
  • a hole 22a is provided on the lower surface of the rear end of the inclined portion 22 in the front side frame 20 at a position corresponding to the above-described weld nut 26e, and the tip of the weld nut 26e is inserted into the hole 22a. By doing so, the fall of the bolt 125 is suppressed.
  • the impact load input to the bumper reinforcement 54 from the front side of the vehicle body is transmitted to the rear side of the vehicle body via the main crash cans 53, 53 and the front side frames 20, 20.
  • the impact load inputted to the sub-bumper reinforcement 58 from the front side of the vehicle body includes the sub-crash cans 55, 55, the extension frames 130, 130, the main body portions 111, 111 of the suspension sub-frames 110, 110, and the rear side.
  • the power is transmitted to the front side frames 20, 20 via the vehicle body attachment portions X3, X3.
  • the load can be transmitted to the rear side of the vehicle body by distributing the load to the two load paths.
  • the main crash cans 53, 53 and the sub-crush cans 55, 55 are crushed, Shock absorption is achieved.
  • the impact load that is not absorbed even by the crush deformation of the crash cans 53, 53, 55, 55 is input to the front end portions of the front side frames 20, 20 and the extension frames 130, 130, and passes through the above-described two-system load path. Transmitted to the rear of the vehicle.
  • the bolts 95c, 95c are displaced in the vehicle body vertical direction due to deformation of the front side frames 20, 20, and the extension frames 130, 130, so that the front side frames 20, 20 are displaced.
  • the suspension sub-frames 110, 110 are detached relatively easily.
  • the intermediate vehicle body attachment portions X2 and X2 are rigidly connected without interposing damping elements such as rubber bushes, an impact load from the front of the vehicle body is input to the connection portions without being absorbed by the rubber bush or the like.
  • the mount bracket 90 constituting the intermediate vehicle body attachment portions X2, X2 is relatively low in strength because it is formed of aluminum, and the mount bracket 90 itself is easily broken by an impact load from the front of the vehicle body. As a result, the suspension subframes 110, 110 can be relatively easily detached from the front side frames 20, 20.
  • the extension frames 130, 130 Since the front side frames 20, 20 and the extension frames 130, 130 are connected via the mount bush 74 at the front vehicle body mounting portions X1, X1, the connection between the two is released as compared with the intermediate mounting portions X2, X2. Although it is difficult, unlike the suspension sub-frames 110, 110, the extension frames 130, 130 have a load absorbing function, and therefore do not hinder the deformation of the front side frames 20, 20.
  • the lower end portions of the inclined portions 22, 22 of the front side frames 20, 20, to which the rear body attaching portions X3, X3 are attached are body portions constituting the vicinity of the front end of the passenger compartment, deformation is suppressed. It is configured to: Therefore, the bolts 125, 125 used for fastening the rear vehicle body attachment portions X3, X3 are not easily dropped. Therefore, the state in which the sleeve members 124 are fixed to the front side frames 20 by the bolts 125 is easily maintained.
  • the upper plate member 121 and the lower plate member 122 that retreat together with the main body 111 are:
  • the sleeve member 124 and the bolt 125 tend to be relatively displaced toward the front of the vehicle body as shown by the arrow F in FIG.
  • the upper plate member 121 and the lower plate member 122 that connect the sleeve member 124 to the main body 111 have higher strength against a load in the vehicle longitudinal direction than the main body 111 and the sleeve member 124. It is lower.
  • the strength is not enhanced by the reinforcing member 123.
  • the lower vulnerable portions 121f and 122g are provided.
  • each of the bolt insertion holes 121 e and 122 e into which the bolt 125 is inserted is connected to the upper plate member 121 by the bolt 125 in each of the weak portions 121 f and 122 g of the upper plate member 121 and the lower plate member 122. It can function as a rupture promoting portion that promotes rupture of the lower plate member 122 and the lower plate member 122.
  • suspension subframe 110 is broken at the weak portions 121f and 122g between the main body 111 and the sleeve member 124, so that the rear body fastening portion X3 of the suspension subframe 110 is separated from the front side frame 20. Substantially detach.
  • extension frames 130, 130 and the suspension subframes 110, 110 which have lost the impact load absorbing function, can be separated from the vehicle body. Thereby, deformation of the vehicle interior side due to the retreat of the suspension subframes 110, 110 can be effectively suppressed.
  • the reinforcing members 123, 123 are provided at positions between the main bodies 111, 111 of the suspension subframes 110, 110 and the sleeve members 124, 124, the bolts 125, 125 and the sleeve members 124, 124 are provided.
  • the sleeve members 124, 124 and the reinforcing members 123, 123 can be easily avoided.
  • the suspension sub-frame structure provided with the extension frame has been described, but the present invention can be applied to a suspension sub-frame structure not provided with the extension frame.
  • the load path using the extension frame can function at the time of impact, and when the impact load is large enough not to be absorbed by the extension frame alone, the suspension subframe Can be detached from the vehicle body, so that it may be suitably used in the field of the vehicle body manufacturing industry.
  • Suspension subframe structure 110 110 Suspension subframe 111, 111 Body part 121, 121 Upper plate member (connection part) 122, 122 Lower plate member (connection part) 121f, 121f, 122g, 122g Fragile portion 123, 123 Reinforcement member 124, 124 Sleeve member (fixed portion) 125, 125 bolt 121e, 122e, 121e, 122e bolt insertion hole (break promotion part) 130, 130 Extension frame

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Abstract

車両重量の増加を抑制しつつ、衝撃時にエクステンションフレームを用いたロードパスを機能させるとともに、衝撃荷重をエクステンションフレームだけでは吸収できないくらい大きいときには、サスペンションサブフレームを車体から離脱させるサスペンションサブフレーム構造を提供する。本発明のサスペンションサブフレーム構造は、前輪用のサスペンション部材60を支持するサスペンションサブフレーム110を有し、サスペンションサブフレーム110は、車体前方側から入力された衝撃荷重を車体後方側に伝達する本体部111と、本体部111の近傍に配置されて車体に固定される被固定部124と、被固定部124を本体部111に接続する接続部121とを備え、接続部121には、車体前後方向の荷重に対する強度が本体部111および被固定部124よりも低い脆弱部121f、122gが設けられている。

Description

サスペンションサブフレーム構造
 本発明はサスペンションサブフレーム構造に関し、自動車等の車両の車体構造の技術分野に属する。
 車体前部構造として、車両の前後方向に延びて車体前部を構成する左右一対のフロントサイドフレームが設けられ、該フロントサイドフレームの下方に、前輪用の左右のサスペンションリンクを支持するためのサスペンションサブフレーム(以下、単に「サブフレーム」ともいう)が配設されるものが知られている。
 特許文献1に開示された車体前部構造のサブフレームは、フロントサイドフレームの下方に配置される左右の側辺部と、これらの左右の側辺部の前端を車幅方向に連結する前辺部とで、平面視で後方に開放したU字状に形成されている。このサブフレームは、左右の側辺部の後端部において、フロントサイドフレームに固定されている。このサブフレームには、左右の側辺部の前端部から立ち上がって、フロントサイドフレームの下面に接続されるタワー部材がそれぞれ取り付けられている。これらのタワー部材には、それらの上下方向の中間の位置から前方に延びる一対のエクステンションフレームが取り付けられている。
 特許文献1の構成において、車体前方からの衝撃荷重は、フロントサイドフレームに直接入力される主たるロードパスと、エクステンションフレームからタワー部材を経由してフロントサイドフレームに至るロードパスとに分散して伝達される。このように、エクステンションフレームを経由するロードパスを設けることで、衝撃荷重を分散させることができる。
 上述のエクステンションフレームは、車体前方からの衝撃荷重を受けて変形することで、この衝撃荷重を吸収する衝撃吸収部材として機能し得る。そして、タワー部材は、このエクステンションフレームによる衝撃荷重の吸収を確実に機能させるために、エクステンションフレームを経由して入力される衝撃荷重を受け止める荷重受け部としての機能を有している。
 この特許文献1の車体前部構造では、エクステンションフレームがタワー部材の中間部に接続されている。そのため、車体前方からの衝撃荷重入力時にタワー部材の屈曲変形を抑制して、エクステンションフレームの衝撃吸収機能を十分に果たすためには、タワー部材を強固に構成する必要ある。しかしながら、タワー部材を強固にすることによる車両重量の増加が生じやすくなることから、車両重量の低減を図る上で改善の余地がある。
 そこで、タワー部材を設けず、その代わりに、エクステンションフレームからサブフレームの左右辺部を経由し、左右辺部の後端部からフロントサイドフレームに至るようなロードパスを形成することが考えられる。この場合、エクステンションフレームの後端部を、前後方向の剛性の高いサブフレームの左右辺部の前端部に直結することが考えられる。これにより、サブフレームは、車体前方側からエクステンションフレームに入力される衝撃荷重を受け止める荷重受け部として機能し、エクステンションフレームによる衝撃吸収を促進させることができる。
 一方で、前後方向の荷重に対する剛性が高いサブフレームを上述したようにロードパスとして利用する場合、エクステンションフレームで吸収しきれなかった衝撃荷重がサブフレームを経由して車室側に伝達されることで、車室の変形を招きやすくなる。また、高剛性のサブフレームが位置する車体前後方向領域においてフロントサイドフレームの変形が阻害されやすくなり、フロントサイドフレームの衝撃吸収機能が阻害されることによっても、車室が変形しやすくなる。
 このような課題を解消するためには、エクステンションフレームの変形によって吸収しきれないような大きな荷重が入力されたときに、車体からのサブフレームの離脱を促進させ得る取付構造を採用することが考えられる。例えば、車体前方から衝撃荷重が入力されたときに後方へ倒れるような回転挙動を示す横置き式のパワートレインを搭載した車両では、パワートレインの回転挙動を利用してサブフレームを車体取付点から下方に離脱させ得るような取付構造を採用し得る。
特開2015-058856号公報
 しかしながら、車体前方からの衝撃荷重入力時において、パワートレインは、上述のような回転挙動に限られず、車体後方側へスライドするような挙動など、パワートレインの搭載態様に応じた種々の挙動を示し得る。そのため、パワートレインの搭載態様によっては、上述したようなパワートレインの回転挙動を利用した取付構造を採用できず、この場合には、車体からのサブフレームの離脱を促進させるための新たな対策が求められる。
 そこで、本発明は、車体前方からの衝撃荷重入力時において、サスペンションサブフレームを経由するロードパスの形成を図りつつ、車室の変形を効果的に抑制できる全く新たなサスペンションサブフレーム構造を提供することを課題とする。
 上記の目的を達成するために本発明は、前輪用のサスペンション部材を支持するサスペンションサブフレームを有するサスペンションサブフレーム構造であって、サスペンションサブフレームは、車体前方側から入力された衝撃荷重を車体後方側に伝達する本体部と、本体部の近傍に配置されて車体に固定される被固定部と、被固定部を本体部に接続する接続部とを備え、接続部に、車体前後方向の荷重に対する強度が本体部および被固定部よりも低い脆弱部が設けられていることを特徴とする。
 このように構成された本発明によれば、車体前方側から衝撃荷重が入力されたサスペンションサブフレームでは、本体部と被固定部との間の脆弱部において破断が促進される。そのため、被固定部に対する本体部の相対変位が促進されることで、車体からのサスペンションサブフレームの実質的な離脱を促進させることができる。これにより、車体前方側からの大きな衝撃荷重がサスペンションサブフレームを経由して車室に伝達されたり、サスペンションサブフレームが位置する車体前後方向領域におけるフロントサイドフレーム等の車体の変形がサスペンションサブフレームによって阻害されたりすることを抑制できる。したがって、入力荷重が比較的小さいときにはサスペンションサブフレームを経由したロードパスを利用した荷重分散を図りつつ、入力荷重が比較的大きいときには、そのロードパスを破断させることで、車室の変形を効果的に抑制することができる。
 また、上述した脆弱部の破断は、車体前後方向の入力荷重によって生じ得る。そのため、上述した車体からサスペンションサブフレームの離脱に、パワートレインからの上下方向の入力荷重を必要としない。したがって、パワートレインの搭載態様によることなく、上述したように車室の変形を効果的に抑制することができる。
 また、本発明において、好ましくは、サスペンションサブフレームに、本体部の前端部から車体前方側に延びるエクステンションフレームが連結されている。
 このように構成された本発明によれば、車体前方側からエクステンションフレームに衝撃荷重が入力されたとき、エクステンションフレームの後端部に連結されたサスペンションサブフレームの本体部が荷重受け部として機能することで、エクステンションフレームの変形による衝撃吸収を効果的に果たすことができる。
 エクステンションフレームによって吸収できる衝撃荷重以上の荷重(以下、「所定以上の衝撃荷重」ともいう)が入力されるとき、仮にサスペンションサブフレームが車体に固定された状態が維持される場合、残りの衝撃荷重は、サスペンションサブフレームの本体部を経由して車室に伝達されることになる。
 しかしながら、本発明によれば、サスペンションサブフレームが脆弱部において破断されることで、サスペンションサブフレームが車体から実質的に離脱するので、エクステンションフレームで吸収しきれなかった衝撃荷重が車室に伝達されることを効果的に抑制できる。
 また、本発明において、好ましくは、被固定部は、本体部の側方に配置されている。
 このように構成された本発明によれば、本体部の側方に被固定部が配置されているので、サスペンションサブフレームを上下方向にコンパクトに構成することができる。したがって、上下方向のレイアウト自由度の向上を図りつつ、上述したように車室の変形を効果的に抑制することができる。
 また、本発明において、好ましくは、本体部は、車体前後方向に連続する閉断面を構成しており、被固定部は、車体への締結用のボルトが挿通されるスリーブ部材であり、接続部は、ボルトによってスリーブ部材の端面に結合された板部材である。
 このように構成された本発明によれば、車体前後方向に連続する閉断面を構成する本体部と、スリーブ部材からなる被固定部とに比べて低強度の板部材によって接続部が構成されているので、接続部の破断を効果的に促進させることができる。したがって、上述したように、入力荷重が比較的小さいときにはサスペンションサブフレームを経由したロードパスを利用した荷重分散を図りつつ、入力荷重が比較的大きいときにはロードパスを破断させることができ、その結果、車室の変形を効果的に抑制することができる。
 また、本発明において、好ましくは、接続部における被固定部と本体部との間の部位に、補強部材が取り付けられており、接続部における補強部材よりも被固定部側の部位に脆弱部が設けられている。
 このように構成された本発明によれば、接続部に補強部材が取り付けられているので、通常時におけるサスペンションサブフレームの取付強度を良好に確保しつつ、車体前方からの衝撃荷重入力時には、接続部における補強部材よりも被固定部側の部位において脆弱部の破断を促進することができる。
 さらに、補強部材は、本体部と被固定部との間に配置されているので、車体前方側からの衝撃荷重入力時に、本体部が被固定部に対して相対的に車体後方側へ変位するとき、被固定部と補強部材の干渉を容易に回避できる。したがって、被固定部に対する本体部の相対変位を利用した脆弱部の破断を効果的に実現できる。
 また、本発明において、好ましくは、脆弱部に、車体前方側から本体部への荷重入力時において本体部に対する被固定部の車体前方側への相対変位を許容するような破断を促進する破断促進部が設けられている。
 このように構成された本発明によれば、車体前方側からサスペンションサブフレームの本体部に衝撃荷重が入力されるとき、脆弱部に設けられた破断促進部において、本体部に対する被固定部の車体前方側への相対変位を許容するような破断が促進されることで、車体に対してサスペンションサブフレームを車体後方側へスライドするように離脱させることができる。
 本発明によるサスペンションサブフレーム構造によれば、車体前方からの衝撃荷重入力時において、サスペンションサブフレームを経由するロードパスの形成を図りつつ、車室の変形を効果的に抑制できる。
本発明の実施形態に係るサスペンションサブフレーム構造を備えた車体前部の斜視図である。 本発明の実施形態に係るサスペンションサブフレーム構造を備えた車体前部の側面図である。 本発明の実施形態に係るサスペンションサブフレーム構造の平面図である。 図3におけるサスペンションサブフレーム、エクステンションフレーム、および、第2クロスメンバの接合部の拡大図である。 図4における(a)A-A断面図、(b)B-B断面図、(c)C-C断面図、および(d)D-D断面図である。 サスペンションサブフレーム、エクステンションフレーム、第2クロスメンバ、および、前側ブラケットの接合部の要部を拡大した底面図である。 図3におけるサスペンションサブフレームの取付部およびその周辺部を拡大して示す一部破断平面図である。 図7におけるE-E断面図である。
 以下、本発明の実施形態に係るサスペンションサブフレーム構造の詳細を説明する。
 図1~図3を参照しながら、本実施形態のサスペンションサブフレーム構造を備えた前部車体構造1について説明する。
 まず、図1および図2に示すように、前部車体構造1は、車体前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム20、20と、ダッシュパネル(図示せず)の前面に沿って配置されて両フロントサイドフレーム20、20間を連結するダッシュクロス30と、両フロントサイドフレーム20、20の下方に配置されるサスペンションサブフレーム構造体100とを備えている。
 本実施形態では、車両の駆動方式をフロントエンジンリア駆動(FR)としている。
 フロントサイドフレーム20、20間のエンジンルームEには、縦置きタイプのエンジン41と、その後部に連結されるトランスミッション42とを備えたパワートレイン4が配置されている(図3参照)。
 各フロントサイドフレーム20、20は、ダッシュクロス30から前方に向かって略水平に延びる前側直線部21、21と、前側直線部21、21の後端部から車体後方に向かって斜め下方に延びる傾斜部22、22と、傾斜部22、22の下端部からさらに後方に略水平に延びる後側直線部23、23とを有している。
 各フロントサイドフレーム20、20の前側直線部21、21は、車体幅方向内側に位置するインナパネル24、24と、車体幅方向外側に位置するアウタパネル25、25とを有し、これらが車体幅方向に接合されて構成されている。インナパネル24、24は、車体幅方向外側に開放された断面ハット形状をなし、アウタパネル25、25は、車体幅方向内側に開放された断面ハット形状をなしており、それぞれ車体前後方向に延びている。アウタパネル25、25と、インナパネル24、24とは、それぞれの上縁部間、および、それぞれの下縁部間で互いに接合されている。これによって、前側直線部21、21は、フレーム自体で、車体前後方向に連続する閉断面を形成している。
 各フロントサイドフレーム20、20の傾斜部22、22は、上側に開放された断面ハット形状をなしている。傾斜部22、22は、ダッシュパネル31の形状に沿って車体後方側が低くなるように配置され、傾斜部22、22の上縁部は、ダッシュパネル31に接合されている。これにより、傾斜部22、22とダッシュパネル31との間には、車体前後方向に連続する閉断面が形成されている(図8参照)。
 フロントサイドフレーム20、20の後側直線部23、23は、その後端部において、車体前後方向に延設された図示しないフロアフレームの前端部に接続されている。この後側直線部23、23およびフロアフレーム上には、図示しないフロアパネルが接合されており、このフロアパネルの前端縁はダッシュパネルに連接されている。後側直線部23、23およびフロアフレームは、上側に開放された断面ハット形状をなしており、フロアパネルとの間には、車体前後方向に連続する閉断面が形成されている。
 各フロントサイドフレーム20、20の前端には、セットプレート51、51および取付けプレート52、52を介して、車体前方からの衝撃荷重を吸収する筒状体等からなるメインクラッシュカン53、53が連結されている。左右一対のメインクラッシュカン53、53の前端面には、車幅方向に延びるバンパレインフォースメント54が取り付けられている。
 次に、図1および図2に加えて図3を参照しながら、前述のサスペンションサブフレーム構造体100について説明する。サスペンションサブフレーム構造体100は、フロントサイドフレーム20の下方に配置されるとともに前輪用のサスペンション部材としてのロアアーム60、60を支持する左右一対のサスペンションサブフレーム110、110と、これらのサスペンションサブフレーム110、110の前端に接合されて車体前方に延びる左右一対のエクステンションフレーム130、130と、左右のフレーム110、110、130、130間を連結する第1~第3クロスメンバ140、150、160とを備えている。
 エクステンションフレーム130、130の前端部からは、それぞれサブクラッシュカン55、55が前方に延びている。サブクラッシュカン55、55よりも前方部には、車体幅方向に延びるサブバンパレインフォースメント58が設けられている。左右のサブクラッシュカン55、55は、サブバンパレインフォースメント58を介して互いに連結されている。
 サスペンションサブフレーム110、110に支持される各ロアアーム60は、車体幅方向に略平行に延びる前側アーム部61と、前側アーム部61の車体幅方向中間部から車体幅方向内側かつ後方へ略水平に延びる後側アーム部62とを有する。ロアアーム60は、全体として、平面視略L字形状に形成されている。
 ロアアーム60の車体幅方向の内方部分には、サスペンションサブフレーム110の比較的前側部分に連結する前側連結部61aと、サスペンションサブフレーム110の比較的後側部分に連結する後側連結部62aとが形成されている。前側連結部61aは、前側アーム部61の車体幅方向内側端部に設けられ、後側連結部62aは、後側アーム部62の後端部に設けられている。
 前側アーム部61の前側連結部61aは、サスペンションサブフレーム110の前端部とエクステンションフレーム130の後端部に跨がって取り付けられた前側ブラケット63によって、車体前後方向に延びる軸周りに揺動自在に支持されている。一方、後側アーム部62の後側連結部62aは、サスペンションサブフレーム110に取り付けられた後側ブラケット64によって、車体前後方向に延びる軸周りに揺動自在に支持されている。
 図4および図5に示すように、サスペンションサブフレーム110は、ロアアーム60を支持する本体部111を有している。サスペンションサブフレーム110の本体部111の前端部112には、エクステンションフレーム130の後端部が接続されている。本体部111の後端部113は、後述する後側車体取付部X3を介してフロントサイドフレーム20に固定されている。
 サスペンションサブフレーム110の本体部111は、車体前後方向に延びるように配置された長尺部である。本体部111は、下側に開放する断面コ字状を有するアッパ部材114と、上側に開放する断面コ字状を有する下側のロア部材115とを備えている。アッパ部材114の下縁部とロア部材115の上縁部とは、例えば溶接によって互いに接合されている。本体部111は、アッパ部材114とロア部材115との間において、車体前後方向に連続する閉断面を形成している。
 具体的には、アッパ部材114は、上面部114aと、車体幅方向の外側面部114bおよび内側面部114cとを備えている。ロア部材115は、下面部115aと、車体幅方向の外側面部115bおよび内側面部115cとを備えている。アッパ部材114およびロア部材115の外側面部114b、115bと、内側面部114c、115cとがそれぞれ接合されて、車体前後方向に連続する閉断面を形成している(図5(d)参照)。
 サスペンションサブフレーム110の本体部111の前端部112には、アッパ部材114と、ロア部材115とによって、開口部116(図5(a)参照)が形成されている。
 図5(a)および図5(c)に示すように、エクステンションフレーム130は、サスペンションサブフレーム110の本体部111と同様に、下側に開放する断面コ字状を有する上側のアッパ部材131と、上側に開放する断面コ字状を有する下側のロア部材132とにより、フレーム自体で車体前後方向に連続する閉断面を形成している。
 具体的には、アッパ部材131は、上面部131aと、車体幅方向の外側面部131bおよび内側面部131cとを備えている。ロア部材132は、下面部132aと、車体幅方向の外側面部132bおよび内側面部132cとを備えている。アッパ部材131およびロア部材132の外側面部131b、132bと、内側面部131c、132cとがそれぞれ接合されて、車体前後方向に連続する閉断面を形成している(図5(c)参照)。
 なお、エクステンションフレーム130の後端部133は、この後端部133よりも前側の部位に比べて外径が小さくなるように形成されている。
 サスペンションサブフレーム110における本体部111の前端部112の開口部116(図5(a)参照)にエクステンションフレーム130の後端部133が差し込まれることで、両フレーム110、130が互いに連結されている。この両フレーム110、130間の接続部80では、例えば溶接等により両フレーム110、130が接合されている。これにより、エクステンションフレーム130と、サスペンションサブフレーム110とが車体前後方向に一体的に連なっている(図5(a)参照)。
 なお、本実施形態においては、エクステンションフレーム130は、サスペンションサブフレーム110よりも車体前後方向の入力荷重に対する剛性が低く設定されている。これにより、車体前後方向に連なるエクステンションフレーム130およびサスペンションサブフレーム110に異なる機能を担わせることができる。具体的には、後側に位置する比較的高剛性のサスペンションサブフレーム110を荷重受け部として機能させ、前側に位置する比較的低剛性のエクステンションフレーム130に荷重吸収機能を発揮させることができる。
 次に、図3を参照しながら、サスペンションサブフレーム構造体100の左右のサスペンションサブフレーム110、110およびエクステンションフレーム130、130間に設けられた第1~第3クロスメンバ140、150、160について説明する。
 左右一対のエクステンションフレーム130、130における前端部134、134には、このエクステンションフレーム130、130の前端部134、134同士を車体幅方向に橋渡しするように略直線状に延びるフレーム状の第1クロスメンバ140が取り付けられている。
 右側のサスペンションサブフレーム110とエクステンションフレーム130との接続部80、および、左側のサスペンションサブフレーム110とエクステンションフレーム130との接続部は、第2クロスメンバ150を介して互いに連結されている。
 第2クロスメンバ150は、左右のエクステンションフレーム130、130間を車体幅方向に延びて連結する前辺部151と、この前辺部151の左右両端部から車体後側に延びる左右辺部152、152と、左右辺部152、152間に配置された補強フレーム153とを有する。補強フレーム153は、左右辺部152、152の後端部間を車体幅方向に延びて連結する横フレーム部154と、この横フレーム部154と前辺部151との間を車体前後方向に延びて連結する縦フレーム部155とを有している。
 図5(b)に示すように、前辺部151は、車体幅方向に延びるとともに下側に開放された断面コ字状の前辺部アッパ部材156と、前辺部アッパ部材156の開放面を塞ぐプレート状のロア部材159とで構成されている。ロア部材159は、車体前後方向において前辺部アッパ部材156よりも広い幅を有し、前辺部アッパ部材156よりも後方に突出して配置されている。また、ロア部材159は、エクステンションフレーム130とサスペンションサブフレーム110とに跨がる車体前後方向領域に配置されている。
 前辺部アッパ部材156は、上面部156aと、前面部156bと、後面部156cとを有している。前辺部アッパ部材156は、ロア部材159の上面159aに配置されるとともに、前辺部アッパ部材156の前面部156bが、ロア部材159の前端部159bに沿って配置されている。前面部156bおよび後面部156cの下端部が、ロア部材159の上面に接合されることによって、前辺部アッパ部材156とロア部材159との間に、車体幅方向に連続する閉断面が形成されている。
 図5(c)に示すように、前辺部アッパ部材156の上面部156aは、その車体幅方向両縁部156d、156dにおいて、エクステンションフレーム130、130の上面部131a、131aに接合されている。
 図5(c)および図5(d)に示すように、ロア部材159の車体幅方向の両端部159c、159cは、エクステンションフレーム130、130の下面部132a、132aと、サスペンションサブフレーム110、110の本体部111、111の下面部115a、115aとに接合されている。
 図5(d)に示すように、左右辺部152、152は、前述の前辺部アッパ部材156に一体的に連続して形成されている左右辺部アッパ部材157、157と、前述のロア部材159とで構成されている。左右辺部アッパ部材157は、車体前後方向に延びるように配置され、その前端部において前辺部アッパ部材156と連続している。これにより、前辺部アッパ部材156と左右辺部アッパ部材157、157とは、全体として、平面視において車体後方側に開口するU字状に形成されている(図3参照)。
 左右辺部アッパ部材157の内縁部157bは、車体幅方向の外縁部157aに比べて、低く配置されている。左右辺部アッパ部材157は、外縁部157aから内縁部157bに向かって次第に低くなる斜面部157cを有する。
 左右辺部アッパ部材157、157の内縁部157b、157bは、ロア部材159の上面159aに接合され、外縁部157a、157aは、サスペンションサブフレーム110、110の本体部111、111の上面部114a、114aに接合されている。
 これにより、左右辺部アッパ部材157、157と、ロア部材159と、サスペンションサブフレーム110、110の本体部111、111の内側面部114c、115cとによって、車体前後方向に連続する閉断面が形成されている。
 図3に示すように、第2クロスメンバ150の左右辺部152、152は、平面視において、車体前方側に向かって次第に拡大された幅を有する。これにより、前辺部151と、左右辺部152、152との間のコーナ部に、円弧状の輪郭を有する補強部151A、151Aがそれぞれ形成されている。これにより、サスペンション装置のロアアーム60からの横力に対する剛性が高められているので、サスペンションサブフレーム110およびエクステンションフレーム130の車体幅方向内側への変形が抑制される。
 前述のように、第2クロスメンバ150は、第2クロスメンバ150の左右辺部152、152の後端部間を繋ぐ横フレーム部154と、この横フレーム部154の中間部と前辺部151の中間部とを繋ぐ縦フレーム部155とによって、略T字状をなす補強フレーム153を備えている。
 図5(b)に示すように、横フレーム部154は、車体幅方向に延びるとともに下側に開放された断面コ字状に形成されている。一方、縦フレーム部155は、車体前後方向に延びるとともに下側に開放された断面コ字状に形成されている。
 横フレーム部154は、上面部154aと、車体前方の前面部154bと、車体後方の後面部154cとを有し、後面部154cは、ロア部材159の後端部159dに沿って配置されている。横フレーム部154の前面部154bおよび後面部154cは、ロア部材159の上面に接合されている。これにより、横フレーム部154とロア部材159との間に、車体幅方向に連続する閉断面が形成されている。横フレーム部154の両側部154d、154eは、それぞれ左右辺部152、152の斜面部157c、157cに接合されている(図3、4参照)。
 縦フレーム部155は、上面部155aと、車体幅方向の両側面部155b、155bとを有し、両側面部155b、155bの下端部が、ロア部材159に接合されている。これにより、縦フレーム部155とロア部材159との間に、車体前後方向に連続する閉断面が形成されている。縦フレーム部155の前端部155cは、前辺部151の後面部156cに接合されている。
 ここで、図4を参照しながら、エクステンションフレーム130およびサスペンションサブフレーム110に対する第2クロスメンバ150の接合領域Zに関して、詳細に説明する。
 前述のように、第2クロスメンバ150の前辺部アッパ部材156の外縁部156d、156dおよび左右辺部アッパ部材157、157の外縁部157a、157aは、エクステンションフレーム130、130における後端部133、133の上面部131a、131aおよびサスペンションサブフレーム110、110における前端部112、112の上面部114a、114aにそれぞれ接合されている。
 ロア部材159の両端部159c、159cは、エクステンションフレーム130、130における後端部133、133の下面部132a、132aおよびサスペンションサブフレーム110、110における前端部112、112の下面部115a、115aに接合されている。
 これにより、第2クロスメンバ150が、エクステンションフレーム130とサスペンションサブフレーム110との接続部80に跨がるとともに、車体幅方向内側から銜え込むように接合されているので、特に、両フレーム110、130間の接続部80の上下方向および車体幅方向内側への折れが抑制されている。
 また、図6の底面図に示すように、エクステンションフレーム130の後端部133の車体幅方向の外側面132b、131b側の部分、および、サスペンションサブフレーム110の前端部112の車体幅方向の外側面114b、115b側の部分には、前述のように、サスペンション装置のロアアーム60が前側ブラケット63を介して支持されている。この前側ブラケット63は、符号Wで示す部分において、両フレーム110、130の下面に連続するように接合されている。すなわち、前側ブラケット63は、エクステンションフレーム130の後端部133の車体幅方向の外側面132b、131b側の下面部132aと、サスペンションサブフレーム110の前端部112との車体幅方向の外側面114b、115b側の下面部115aとに接合されている。
 これにより、エクステンションフレーム130とサスペンションサブフレーム110との接続部80は、車体幅方向内側においては、第2クロスメンバ150の左右辺部152によって補強され、車体幅方向外側においては、前側ブラケット63によって補強されている。その結果、両フレーム130、110間の接続部80における折れ変形をより効果的に抑制することができる。なお、車体幅方向外側には、前側ブラケット63を用いることで、部品を追加することなく両フレーム110、130の接続部80の補強が果たされている。
 図4に示すように、第2クロスメンバ150の車体幅方向外側端部は、エクステンションフレーム130およびサスペンションサブフレーム110に跨がって接合されている。すなわち、エクステンションフレーム130およびサスペンションサブフレーム110に対する第2クロスメンバ150の接合領域Zは、エクステンションフレーム130に接合されるエクステンションフレーム側接合領域81と、サスペンションサブフレーム110に接合されるサスペンションサブフレーム側接合領域82とを有している。
 この接合領域Zでは、サスペンションサブフレーム側接合領域82の車体前後方向の寸法に比して、エクステンションフレーム側接合領域81の車体前後方向の寸法が短く設定されている。
 このようにエクステンションフレーム側接合領域81が必要以上に長く形成されないようにすることにより、車体前方からの衝撃荷重入力時におけるエクステンションフレーム130の変形が第2クロスメンバ150によって阻害されることが抑制されている。したがって、エクステンションフレーム130の衝撃吸収機能を良好に発揮することが可能となっている。
 一方、サスペンションサブフレーム側接合領域82が比較的長く形成されていることにより、車体前後方向の荷重に対するサスペンションサブフレーム110の強度および剛性の向上が図られている。そのため、車体前方からの衝撃荷重入力時において、サスペンションサブフレーム110、110が荷重受け部としての機能を良好に発揮することができ、これにより、エクステンションフレーム130、130が衝撃吸収機能を良好に発揮することが可能となっている。
 図3に示すように、サスペンションサブフレーム110、110の後端部113、113には、後端部113、113同士を車体幅方向に接続する第3クロスメンバ160が連結されている。第3クロスメンバ160は、車体幅方向に延びるプレート部材であり、サスペンションサブフレーム110、110の後端部113、113に複数のボルト161…161等によって、下方から固定されている。
 さらに、上述のサブフレーム構造100には、図2に示すように、フロントサイドフレーム20、20への取付部として、左右それぞれに、前側車体取付部X1、X1と、中間車体取付部X2、X2と、後側車体取付部X3、X3との3箇所ずつが設けられている。以下、それぞれの取付部について説明する。
 前側車体取付部X1は、エクステンションフレーム130の前端部134に取り付けられた接続部材71、71によって構成されている。具体的には、接続部材71は、その下部72がエクステンションフレーム130に接続されており、この接続箇所から上方に延びるタワー形状に形成されている。
 さらに接続部材71は、中空箱型形状に形成されており、その車体幅方向外側部分の上面部73が、マウントブッシュ74を介して、フロントサイドフレーム20のアウタパネル25の下面25aに取り付けられている。接続部材71は、締結部材75(図3参照)によって、アウタパネル25の下面25aに取り付けられている。
 なお、接続部材71の縦壁状の前面76には、取り付けプレート57を介して、サブクラッシュカン55が接続されている。
 中間車体取付部X2は、パワートレインマウントブラケット(以下、単に「マウントブラケット」ともいう)90によって構成されている。マウントブラケット90には、パワートレイン4(図3参照)を弾性支持するためのエンジンマウント(図示せず)が収容されている。マウントブラケット90は、サスペンションサブフレーム110の本体部111に固定されている。なお、本実施形態において、マウントブラケット90は、アルミダイキャスト等の鋳造により一体成形されている。ただし、マウントブラケット90の材質はアルミニウムに限られるものでない。
 マウントブラケット90には、上方に開口した収容空間を有する中空状の収容部91が設けられている。収容部91は、例えば円筒状に形成されている。収容部91には、パワートレイン4側に備えられたパワートレイン側ブラケットに接続されるマウント支持構造体(図示せず)が収容されている。
 マウントブラケット90には、サスペンションサブフレーム構造体100に締結されるための複数の締結部92、93、94が設けられている。複数の締結部92、93、94は、マウントブラケット90の前縁部に設けられた前側締結部92と、マウントブラケット90の後縁部に設けられた後側締結部93と、車体前後方向において前側締結部92と後側締結部93との間に設けられた中間締結部94とで構成されている。
 具体的に、これらの締結部92、93、94は、マウントブラケット90における収容部91の外周部91aの下端部から外側に延びる複数のフランジ部92a、93a、94aで構成されている。これらのフランジ部92a、93a、94aには、ボルト挿通孔(図示せず)が形成されており、これらのボルト挿通孔に差し込まれるボルトによって、マウントブラケット90がサスペンションサブフレーム構造体100に締結されている。
 一方、サスペンションサブフレーム110には、マウントブラケット90の前側締結部92および後側締結部93の上述のボルト挿通孔に対応する位置に、マウントブラケット90を取り付けるためのボルト締結孔111a、111bが形成されている(図4参照)。
 第2クロスメンバ150の左右辺部152には、中間締結部94のボルト挿通孔に対応する位置に、マウントブラケット90を取り付けるためのボルト締結孔152aが形成されている。中間締結部94は、車体前後方向において横フレーム部154と略同一の位置で、左右辺部152の後端近傍に締結されている。これにより、マウントブラケット90が車体幅方向内側に倒れるように変位すること(所謂「内倒れ」)が抑制されている。
 マウントブラケット90のボルト挿通孔と、サスペンションサブフレーム110のボルト締結孔111a、111b、および、左右辺部152のボルト締結孔152a(図4参照)とにそれぞれ挿通されたボルト92c、93c、94c(図3参照)は、サスペンションサブフレーム110の下面115aおよび左右辺部152の下面159に設けられた図示しないウェルドナットに螺合して締め付けられる。これにより、サスペンションサブフレーム110にマウントブラケット90が締結されている。
 マウントブラケット90には、収容部91の上壁面部91bの車体幅方向外縁から車体幅方向外側かつ上方に延出する張り出し部95が形成されている。張り出し部95における車体幅方向の外端部95aには、上方に突出するように柱状部95bが設けられている。この柱状部95bは、フロントサイドフレーム20における前側直線部21の後部で、アウタパネル25の下面25aにボルト95cによって取り付けられ、中間車体取付部X2を構成している。なお、中間車体取付部X2は、フロントサイドフレーム20に、ラバーブッシュ等の減衰要素を介することなく剛結合されている。
 図7および図8に示すように、後側車体取付部X3は、サスペンションサブフレーム110の本体部111の後端部113の車体幅方向の側方に設けられている。
 後側車体取付部X3は、上側に配置される上側接続部としての上側プレート部材121と、下側に位置する下側接続部としての下側プレート部材122と、上側プレート部材121と下側プレート部材122との間に配置される補強部材123とを有している。
 上側プレート部材121および下側プレート部材122は、それぞれ車体上下方向に略直交するように、かつ、互いに平行に配置されている。上側プレート部材121と、下側プレート部材122は、それぞれ、サスペンションサブフレーム110の車体幅方向の外側面114b、115bに平行に延びる側縁部121a、122aと、車体後方に向かって車体幅方向外側に傾斜した方向に延びる前縁部121b、122bと、側縁部121a、122aの後端部と前縁部121b、122bの後端部とを繋ぐ後縁部121c、122cと、を有し、全体として平面視で略三角形状に形成されている。
 上側プレート部材121の後縁部121cには、この後縁部121cから車体下方に延びる上側接合部121dが設けられている。下側プレート部材122の後縁部122cには、この後縁部122cから車体上方に延びる下側接合部122dが設けられている。上側接合部121dおよび下側接合部122dは、互いに重なり合って溶接されており、これにより、上側プレート部材121と下側プレート部材122とが結合されている。
 上側プレート部材121の側縁部121aおよび下側プレート部材122の側縁部122aは、それぞれサスペンションサブフレーム110の本体部111における後部の上面114aおよび下面115aに接合されている。これにより、後側車体取付部X3が、サスペンションサブフレーム110の本体部111に接合されている。
 後側車体取付部X3の上側プレート部材121および下側プレート部材122には、サスペンションサブフレーム110の本体部111から車体幅方向外側に離間した位置にサスペンションサブフレーム110をフロントサイドフレーム20に締結するためのボルト挿通孔121e、122eが設けられている。
 補強部材123は、上側プレート部材121と下側プレート部材122を連結する部材である。補強部材123は、平面視において上側および下側プレート部材121、122の前縁部121b、122bに平行に延びる前部123aと、この前部123aの後端から車体後方に向かって延びる後部123bとを有し、これらの前部123aと後部123bによって平面視で略く字状に形成されている。補強部材123の後部123bは、図7および図8に示すように、サスペンションサブフレーム110の本体部111と、上側プレート部材121のボルト挿通孔121e及び下側プレート部材122のボルト挿通孔122eとの間の位置に設けられている。
 補強部材123の上端部123cおよび下端部123dは、それぞれ上側プレート部材121および下側プレート部材122に接合され、前端部123eは、サスペンションサブフレーム110の本体部111の側面114b、115bに接合されている。
 補強部材123の後部123bの下端部には、この下端部から車体幅方向内側に延びる舌片部123fが設けられており、後部123bは、舌片部123fによって下側プレート122の上面に接合されている。下側プレート部材122における舌片部123fに対応する位置には、作業用の開口部122f(図7参照)が設けられ、この開口部122fを通して下方側から舌片部123fを下側プレート部材122に接合することができるようになっている。
 上側プレート部材121と下側プレート部材122との間、かつ、両プレート121、122の各ボルト挿通孔121e、122eに対応する位置には、スペーサとしてスリーブ部材124が配置されている。スリーブ部材124は、ボルト125によってフロントサイドフレーム20に固定される被固定部とされている。
 スリーブ部材124は、その軸心が上側プレート部材121および下側プレート部材122に直交するように、本体部111の側方近傍に配置されている。スリーブ部材124の孔部124aは、上側プレート部材121のボルト挿通孔121eおよび下側プレート部材122のボルト挿通孔122eに位置合わせされている。スリーブ部材124の外周面124bには、前述の補強部材の後部123bの後縁部が例えば溶接によって接合されている。これにより、スリーブ部材124は、補強部材123を介して上側プレート部材121および下側プレート部材122に対して位置決めされている。
 一方、図8に示すように、フロントサイドフレーム20の傾斜部22の後端部には、後側車体取付部X3を固定するためのブラケット26が接合されている。このブラケット26は、上側に開放される断面コ字状で形成され、底面部26aと両側面部26b、26bを備えている。
 ブラケット26は、フロントサイドフレーム20の下方に位置するとともに、このブラケット26の両側面部26b、26bが、フロントサイドフレーム20の傾斜部22の車体幅方向の両側面22b、22bに接合されている。
 ブラケット26の底面部26aには、後側車体取付部X3のボルト挿通孔121e、122eに対応する位置にボルト孔26cが設けられているとともに、その底面部26aの上面26dには、パイプ状のウェルドナット26eが接合されている。
 後側車体取付部X3では、下側プレート部材122のボルト挿通孔122eと、スリーブ部材124の孔124aと、上側プレート部材121のボルト挿通孔121eと、ブラケット26のボルト孔26cとに、ボルト125が下方から差し込まれ、このボルト125の先端部がウェルドナット26eに螺合されることで、フロントサイドフレーム20の下面にサスペンションサブフレーム110が締結固定されている。
 かかる締結により、スリーブ部材124は、その上端面において上側プレート部材121に固定され、下端面において下側プレート部材122に固定されている。これにより、スリーブ部材124は、上側プレート部材および下側プレート部材122を介して本体部111に接続されている。
 フロントサイドフレーム20における傾斜部22の後端部の下面で、前述のウェルドナット26eに対応した位置には、孔部22aが設けられており、この孔部22aにウェルドナット26eの先端部を挿通させることで、ボルト125の倒れが抑制されている。
 次に、本実施形態に係るサスペンションサブフレーム構造体100を備えた車体前方側からの衝撃荷重入力時の挙動について説明する。
 まず、車体前方側からバンパレインフォースメント54に入力された衝撃荷重は、メインクラッシュカン53、53およびフロントサイドフレーム20、20を経由して車体後方側へ伝達される。
 また、車体前方側からサブバンパレインフォースメント58に入力された衝撃荷重は、サブクラッシュカン55、55、エクステンションフレーム130、130、サスペンションサブフレーム110、110の本体部111、111、および、後側車体取付部X3、X3を経由してフロントサイドフレーム20、20に伝達される。
 このように、本実施形態によれば、車体後方側への荷重伝達を、2系統のロードパスに分散して行うことができる。
 また、車体前方側から比較的大きな衝撃荷重がバンパレインフォースメント54およびサブバンパレインフォースメント58に入力された時は、メインクラッシュカン53、53およびサブクラッシュカン55、55が潰されることで、衝撃吸収が果たされる。このクラッシュカン53、53、55、55の潰れ変形によっても吸収されない衝撃荷重は、フロントサイドフレーム20、20およびエクステンションフレーム130、130の前端部に入力され、上述した2系統のロードパスを経由して車体後方に向かって伝達される。
 さらに大きな衝撃荷重が車体前方側から入力されたときは、フロントサイドフレーム20、20およびエクステンションフレーム130、130が変形することで、衝撃荷重が吸収される。このとき、サスペンションサブフレーム110、110は、上述した閉断面構造により荷重受け部として効果的に機能するので、エクステンションフレーム130、130の衝撃吸収機能が高められている。
 また、このとき、中間車体取付部X2、X2では、フロントサイドフレーム20、20およびエクステンションフレーム130、130の変形によってボルト95c、95cが車体上下方向に変位することで、フロントサイドフレーム20、20からサスペンションサブフレーム110、110が比較的容易に離脱させられる。
 中間車体取付部X2、X2は、ラバーブッシュ等の減衰要素を介することなく剛結合されているので、車体前方からの衝撃荷重がラバーブッシュ等で吸収されずに接続部に入力される。本実施形態においては、中間車体取付部X2、X2を構成するマウントブラケット90は、アルミニウムによって形成されているため比較的強度が低く、車体前方からの衝撃荷重によってマウントブラケット90自体が破断しやすい。これにより、フロントサイドフレーム20、20からサスペンションサブフレーム110、110が比較的容易に離脱させられる。
 前側車体取付部X1、X1では、マウントブッシュ74を介してフロントサイドフレーム20、20とエクステンションフレーム130、130と接続されているので、両者の接続は、中間取付部X2、X2に比べて解除されにくくなっているが、エクステンションフレーム130、130は、サスペンションサブフレーム110、110と異なり、荷重吸収機能を有しているため、フロントサイドフレーム20、20の変形を阻害することはない。
 さらに、エクステンションフレーム130、130の変形によっても吸収されない程度の大きな衝撃荷重(所定以上の衝撃荷重)がサスペンションサブフレーム110、110に入力された場合、サスペンションサブフレーム110、110は、高剛性部であるので大きく変形することなく、パワートレイン4と共に、後退を開始し得る。
 このとき、後側車体取付部X3、X3では、サスペンションサブフレーム110、110の上側プレート部材121、121および下側プレート部材122、122は、本体部111、111と共に後退しようとする。
 一方、後側車体取付部X3、X3が取り付けられたフロントサイドフレーム20、20の傾斜部22、22の下端部は、車室の前端近傍を構成する車体部分であることから、変形が抑制されるように構成されている。そのため、後側車体取付部X3、X3の締結に用いられるボルト125、125は脱落し難くなっている。したがって、ボルト125、125によってフロントサイドフレーム20、20にスリーブ部材124、124が固定された状態は維持されやすくなっている。
 したがって、車体前方側からエクステンションフレーム130を経由してサスペンションサブフレーム110の本体部111に衝撃荷重が入力された時、本体部111と共に後退する上側プレート部材121および下側プレート部材122に対して、スリーブ部材124およびボルト125は、図7の矢印Fに示すように車体前方側へ相対変位しようとする。
 ここで、サスペンションサブフレーム110において、スリーブ部材124を本体部111に接続する上側プレート部材121および下側プレート部材122は、本体部111およびスリーブ部材124に比べて、車体前後方向の荷重に対する強度が低くなっている。
 特に、図7に示すように、上側プレート部材121および下側プレート部材122における補強部材123よりもスリーブ部材124側の車体幅方向部分は、補強部材123による補強がなされていないことから、強度がより低い脆弱部121f、122gとなっている。
 また、上側プレート部材121および下側プレート部材122の各脆弱部121f、122gにおいては、図8に示すように、ボルト125が挿通された各ボルト挿通孔121e、122eは、ボルト125による上側プレート部材121および下側プレート部材122の破断を促進する破断促進部として機能し得る。
 したがって、上述したように上側プレート部材121および下側プレート部材122に対してスリーブ部材124およびボルト125が車体前方側へ相対変位しようとするとき(図7の矢印F参照)、そのような相対変位を許容するような上側プレート部材121および下側プレート部材122の破断が、脆弱部121f、122gにおけるボルト挿通孔121e、122eの前縁部とボルト125との干渉によって開始される。これにより、脆弱部121f、122gにおけるボルト挿通孔121e、122eよりも前方側の部分をボルト125が突き破るような破断が促進される。
 このようにして、サスペンションサブフレーム110が本体部111とスリーブ部材124との間の脆弱部121f、122gにおいて破断することで、サスペンションサブフレーム110の後側車体締結部X3は、フロントサイドフレーム20から実質的に離脱する。
 その結果、衝撃荷重の吸収機能を失ったエクステンションフレーム130、130およびサスペンションサブフレーム110、110を車体から離脱させることができる。これにより、サスペンションサブフレーム110、110の後退による車室内側の変形を効果的に抑制することができる。
 なお、補強部材123、123は、サスペンションサブフレーム110、110の本体部111、111と、スリーブ部材124、124との間の位置に設けられているので、ボルト125、125およびスリーブ部材124、124が相対的に車体前方側へ変位するときに、スリーブ部材124、124と補強部材123、123の干渉を容易に回避することができる。
 なお、本実施形態においては、エクステンションフレームを備えたサスペンションサブフレーム構造について説明したが、本発明は、エクステンションフレームを備えないサスペンションサブフレーム構造にも適用できる。
 以上のように、本発明によれば、車両重量の増加を抑制しつつ、衝撃時にエクステンションフレームを用いたロードパスを機能させるとともに、衝撃荷重がエクステンションフレームだけでは吸収できないくらい大きいときには、サスペンションサブフレームを車体から離脱させることができるので、車両の車体の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。
60、60   ロアアーム(サスペンション部材)
100   サスペンションサブフレーム構造体
110、110   サスペンションサブフレーム
111、111   本体部
121、121   上側プレート部材(接続部)
122、122   下側プレート部材(接続部)
121f、121f、122g、122g   脆弱部
123、123   補強部材
124、124   スリーブ部材(被固定部)
125、125   ボルト
121e、122e、121e、122e  ボルト挿通孔(破断促進部)
130、130   エクステンションフレーム

Claims (6)

  1.  前輪用のサスペンション部材を支持するサスペンションサブフレームを有するサスペンションサブフレーム構造であって、
     前記サスペンションサブフレームは、車体前方側から入力された衝撃荷重を車体後方側に伝達する本体部と、該本体部の近傍に配置されて車体に固定される被固定部と、該被固定部を前記本体部に接続する接続部とを備え、
     前記接続部に、車体前後方向の荷重に対する強度が前記本体部および前記被固定部よりも低い脆弱部が設けられていることを特徴とするサスペンションサブフレーム構造。
  2.  前記サスペンションサブフレームに、前記本体部の前端部から車体前方側に延びるエクステンションフレームが連結されていることを特徴とする請求項1に記載のサスペンションサブフレーム構造。
  3.  前記被固定部は、前記本体部の側方に配置されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のサスペンションサブフレーム構造。
  4.  前記本体部は、車体前後方向に連続する閉断面を構成しており、
     前記被固定部は、車体への締結用のボルトが挿通されるスリーブ部材であり、
     前記接続部は、前記ボルトによって前記スリーブ部材の端面に結合された板部材であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のサスペンションサブフレーム構造。
  5.  前記接続部における前記被固定部と前記本体部との間の部位に、補強部材が取り付けられており、
     前記接続部における前記補強部材よりも前記被固定部側の部位に前記脆弱部が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のサスペンションサブフレーム構造。
  6.  前記脆弱部に、車体前方側から前記本体部への荷重入力時において前記本体部に対する前記被固定部の車体前方側への相対変位を許容するような破断を促進する破断促進部が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のサスペンションサブフレーム構造。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011162158A (ja) * 2010-02-15 2011-08-25 Mazda Motor Corp 自動車の下部構造
JP2013203242A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Mazda Motor Corp フロントサブフレーム構造
US20170073009A1 (en) * 2015-09-16 2017-03-16 GM Global Technology Operations LLC Releasable cradle to body joint
JP2017218112A (ja) * 2016-06-10 2017-12-14 日産自動車株式会社 サスペンション取付構造

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3954709B2 (ja) * 1997-12-12 2007-08-08 本田技研工業株式会社 車両におけるサブフレーム支持構造
JP2008056191A (ja) * 2006-09-04 2008-03-13 Fuji Heavy Ind Ltd 車体前部構造
JP5440421B2 (ja) * 2010-06-30 2014-03-12 マツダ株式会社 車両のサスペンション取り付け構造
MY172383A (en) * 2012-01-25 2019-11-22 Honda Motor Co Ltd Front-end structure for vehicle
JP5954203B2 (ja) * 2013-01-29 2016-07-20 マツダ株式会社 車両の前部車体構造
JP6052120B2 (ja) 2013-09-20 2016-12-27 マツダ株式会社 車体前部構造
US10239560B2 (en) * 2013-12-13 2019-03-26 F-Tech Inc. Subframe for vehicle
JP6522981B2 (ja) * 2015-02-18 2019-05-29 本田技研工業株式会社 車体前部構造
JP6227680B2 (ja) * 2016-01-07 2017-11-08 本田技研工業株式会社 車体前部構造

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011162158A (ja) * 2010-02-15 2011-08-25 Mazda Motor Corp 自動車の下部構造
JP2013203242A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Mazda Motor Corp フロントサブフレーム構造
US20170073009A1 (en) * 2015-09-16 2017-03-16 GM Global Technology Operations LLC Releasable cradle to body joint
JP2017218112A (ja) * 2016-06-10 2017-12-14 日産自動車株式会社 サスペンション取付構造

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