(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車室に連続する車体前部の左右のフロントサイドフレームに前記車室の床の前に配置され左右に延びるサブフレームを取付けた車体前部において、
前記サブフレームの上部に、前記車体前部内に配置されたエンジンへ向けて設けたエンジン当て部を備え、
前記サブフレームは、前記フロントサイドフレームに締結する後締結部と、該後締結部の近傍にサスペンション装置のロアアームを嵌めるアーム嵌合開口を設けた後アーム連結部と、前記エンジン当て部を設けたエンジン当接荷重入力部から少なくとも前記アーム嵌合開口まで形成した中空部と、車両平面視、左右に延びる横メンバーと、該横メンバーの左右の端部からそれぞれＹ字状に前後に分かれることで形成された一方の前枝メンバー、他方の後枝メンバーと、を備え、
前記後枝メンバーに前記後アーム連結部が形成され、
前記後枝メンバーから車両後方へ向け突出した枝部に前記後締結部が形成され、
該後締結部は、前記後アーム連結部の配置位置に対して、車幅方向外側に配置され、
前記サブフレームが、上分割本体に下分割本体を接合して成る中空であることにより、前記中空部は、前記枝部の内部空間を含んで形成していることを特徴とする車両の車体前部。
【請求項２】
前記フロントサイドフレームは、前記後締結部を締結したフレーム締結部に前記車両の左右へ分岐している分岐部を接続していることを特徴とする請求項１記載の車両の車体前部。
【請求項３】
前記エンジン当て部は、前記エンジンへ向けて立設した当壁を有し、車両側面視、前記上部とで三角形状を形成し、中空であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の車両の車体前部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車室の床の前に設けたサブフレームの左端、右端に前輪を支持するロアアームを連結し、車両正面に入力された衝撃（荷重）をサブフレームで吸収する車両の車体前部に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車体前部には、前輪に沿って前後へ延びるフロントサイドメンバにサブフレームを下から締結しているものがある。
このサブフレームは、平面視、井桁状で、車室に近接し左右に延びる後部クロス部材をくの字に車両前方へ突出させているので、前方からの衝突荷重で後退する駆動ユニットの荷重が突出の先端（受け部）に入力されると、左右に広がる傾斜部によって荷重を車幅方向と車両後方とに分散することができる。従って、車体前部で吸収できなかった荷重を後方の車体部材に分散伝達することができ、キャビンへの影響を低減することができる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、従来技術（特許文献１）は、サブフレームの後部クロス部材を前方へ傾斜させて先端をなす受け部を形成し、車体前部で吸収できなかった荷重を車幅方向と車両後方とに分散できるが、構造が複雑になり、設計の自由度が低下する。
すなわち、後部クロス部材をくの字状に形成し、この部材に対応した車体フレームを形成するため、車体が特殊な構造となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６２２７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、車両の正面に入力された衝撃（荷重）を吸収する構造が簡単で、且つ、設計の自由度が大きい車両の車体前部を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、車両の車室に連続する車体前部の左右のフロントサイドフレームに車室の床の前に配置され左右に延びるサブフレームを取付けた車体前部において、サブフレームの上部に、車体前部内に配置されたエンジンへ向けて設けたエンジン当て部を備えていることを特徴とする。
【０００７】
さらに、請求項１に係る発明では、サブフレームは、フロントサイドフレームに締結する後締結部と、後締結部の近傍にサスペンション装置のロアアームを嵌めるアーム嵌合開口を設けた後アーム連結部と、エンジン当て部を設けたエンジン当接荷重入力部から少なくともアーム嵌合開口まで形成した中空部と、を備えていることを特徴とする。
さらに、請求項１に係る発明では、サブフレームは、車両平面視、左右に延びる横メンバーと、横メンバーの左右の端部からそれぞれＹ字状に前後に分かれることで形成された一方の前枝メンバー、他方の後枝メンバーと、を備え、後枝メンバーに後アーム連結部が形成され、後枝メンバーから車両後方へ向け突出した枝部に後締結部が形成されていることを特徴とする。
さらに、請求項１に係る発明では、後締結部は、後アーム連結部の配置位置に対して、車幅方向外側に配置され、サブフレームが、上分割本体に下分割本体を接合して成る中空であることにより、中空部は、枝部の内部空間を含んで形成していることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明では、フロントサイドフレームは、後締結部を締結したフレーム締結部に車両の左右へ分岐している分岐部を接続していることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明では、エンジン当て部は、エンジンへ向けて立設した当壁を有し、車両側面視、上部とで三角形状を形成し、中空であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明では、左右のフロントサイドフレームに左右に延びるサブフレームを取付けた車体前部において、サブフレームの上部に、車体前部内に配置されたエンジンへ向けて設けたエンジン当て部を備えているので、車両の正面に入力された衝撃（荷重）を吸収する構造は簡単になり、且つ、設計の自由度が大きくなるという利点がある。
【００１２】
すなわち、車両の正面に入力された衝撃（荷重）でエンジンが後退した場合に、最初にエンジンからサブフレームに衝撃（荷重）を伝えるのは、サブフレームの上部に設けたエンジン当て部だけでよく、構造は簡単になる。
【００１３】
さらに、請求項１に係る発明では、サブフレームは、フロントサイドフレームに締結する後締結部と、後締結部の近傍にロアアームを嵌めるアーム嵌合開口を設けた後アーム連結部と、エンジン当て部を設けたエンジン当接荷重入力部から少なくともアーム嵌合開口まで形成した中空部と、を備えているので、車両の正面に衝撃（荷重）が入力されると、エンジン当て部からサブフレームの後締結部に伝わる荷重と、さらに、ロアアームから後アーム連結部に伝わる荷重によって、ロアアームはアーム嵌合開口を変形させ、さらに後締結部の近傍をＶ字状に折り曲げて変形させることができ、車両正面に入力された衝撃（荷重）を吸収することができる。
さらに、請求項１に係る発明では、サブフレームは、車両平面視、左右に延びる横メンバーと、横メンバーの左右の端部からそれぞれＹ字状に前後に分かれることで形成された前枝メンバー、後枝メンバーと、を備え、後枝メンバーに後アーム連結部が形成され、後枝メンバーから車両後方へ向け突出した枝部に後締結部が形成されているので、正面に入力された衝撃（荷重）で後退したエンジンからエンジン当て部を介して後締結部へ伝わる荷重と、ロアアームが後退することによって伝える荷重とによって後枝メンバーと後締結部との間（緩衝部）に荷重が集中して変形する。その結果、車両正面に入力された衝撃（荷重）を車両前部の少ない変形量で吸収することができる。
【００１４】
請求項２に係る発明では、フロントサイドフレームは、後締結部を締結したフレーム締結部に車両の左右へ分岐している分岐部を接続しているので、車両正面に入力された衝撃（荷重）はサブフレームの後締結部からフロントサイドフレームの分岐部に伝わり、分岐部によって衝撃（荷重）をさらに分散させることができる。
【００１５】
すなわち、サブフレームの後締結部を強度の大きい分岐部で支持すると、後アーム連結部と後締結部との間でより確実にくの字に折り曲げて変形させることができ、衝撃の吸収量を増加させることができる。
【００１７】
請求項３に係る発明では、エンジン当て部は、エンジンへ向けて立設した当壁を有し、車両側面視、上部とで三角形状を形成し、中空なので、正面に入力された衝撃（荷重）で後退したエンジンから当壁に荷重が伝わると、当壁に連続する傾斜したバックブラケットに衝撃（荷重）を分散することができ、軽量化を損なうことなく、強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例に係る車両の概要を示す断面図である。
【図２】右下から見た車体前部の斜視図である。
【図３】車体前部の分解斜視図である。
【図４】下から見た車体前部の左部の下面図である。
【図５】実施例に係るサブフレーム、サイドビームの斜視図である。
【図６】サブフレームの平面図である。
【図７】サブフレームの左で、（ａ）は詳細図、（ｂ）は分解図である。
【図８】図６の８−８線断面図である。
【図９】図８の９部詳細図である。
【図１０】エンジン当て部の分解図である。
【図１１】実施例に係る車体前部の衝撃を吸収する機構を説明する平面図で、（ａ）は衝撃を入力している中途の状態、（ｂ）は衝撃を入力した後の状態を示す。
【図１２】実施例に係る車体前部の衝撃を吸収する機構を説明する斜視図で、（ａ）は衝撃を入力する前の状態、（ｂ）は衝撃を入力した後の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、実施例で詳細に説明する。
【実施例】
【００２０】
車両１１は、図１〜図３に示すように、実施例に係る車体前部１２を採用している。
車体前部１２は、車体１４のフロントボデーであり、サブフレーム１５を備える。このサブフレーム１５および左右のフロントサイドフレーム１６、１７にエンジン１８を載せ、前サスペンション装置２１を支持している。
【００２１】
ここで、車両１１前後方向をＸ軸方向、車両１１左右方向（車幅方向）をＹ軸方向、車両１１上下方向をＺ軸方向とする。
左右は、運転手を基準とし、運転席に座って正面を見た状態で、運転手の右が右とする。
【００２２】
エンジン１８は、図１、図５、図６に示すように、既存の横置（Ｙ軸方向）きで、右に配置したエンジン本体２３と、エンジン本体２３に接続し左に配置した変速装置２４を有する。
前サスペンション装置２１は、図５、図６、図９に示す通り、マクファーソンストラット式で、前輪２６（図１）を支持するロアアーム２７と、このロアアーム２７に下端を取付け立設したダンパー（ストラット）２８と、を備える。
【００２３】
ロアアーム２７は、既存のもので、鉄（鋼）またはアルミニウム合金を用いた鋳造品（中実）であり、鋼板を用いたサブフレーム１５に比べ強度が大きい。
そして、サブフレーム１５に連結するロアアーム前連結端３１と、ロアアーム後連結端３２と、前輪２６を支持したダンパー２８の下端を連結する先端リンク部３３と、を備える。なお、ダンパー２８の上端を車体前部１２のダンパーハウジング３４(図２)に締結する。
【００２４】
車体前部（フロントボデー）１２は、左右のフロントサイドフレーム１６、１７、このフロントサイドフレーム１６、１７の先端に取付けた正面枠部（バルクヘッド）３７、フロントサイドフレーム１６、１７に立設したダンパーハウジング３４と、を備える。
【００２５】
フロントサイドフレーム１６、１７は、図１〜図４に示すように、ほぼ水平なフレーム本体３８と、フレーム本体３８から後方下方（矢印ａ１の方向）に下がり傾斜したフロントフロアフレーム４１と、を有する。
フロントフロアフレーム４１の中央に設けた前フレーム締結部４３、後部に設けた後フレーム締結部４４に下方からサブフレーム１５を締結し、フロントフロアフレーム４１を床（アンダボデー）４５に一体的に接合している。
【００２６】
アンダボデー４５は、図２に示す通り、フロントフロアパネル４６の左右の端を左右のサイドボデー４７、４８のサイドシル５１に接合している。
また、フロントフロアパネル４６と、フロントフロアパネル４６の左右の中央に設けたトンネル部５２と、図２〜図４に示すフロントフロアフレーム４１から延びるフロアセンタフレーム５４、フロアフレーム５５、アウトリガー５６と、を備える。
これらフロアフレーム５５の後端、アウトリガー５６の外端を左右のフロントサイドフレーム１６、１７の後方でサイドシル５１に接合している。
【００２７】
フロントサイドフレーム１６、１７はまた、フレーム本体３８の前部を前衝撃吸収部５８とし、この前衝撃吸収部５８にバンパ装置６１のバンパビーム６２を取付けている。
前衝撃吸収部５８はバンパビーム６２に入力された衝撃（荷重）を直接吸収する。
【００２８】
バンパビーム６２は、前衝撃吸収部５８の先端に直接締結したものである。すなわち、バンパビーム６２に入力された衝撃（荷重）を吸収するものをフロントサイドフレーム１６、１７との間に介在させていない。
【００２９】
前衝撃吸収部５８の内側には正面枠部（バルクヘッド）３７を取付けている。
正面枠部（バルクヘッド）３７は、左右のフロントサイドフレーム１６、１７に立設したフロントサイドバルクヘッド６４、フロントサイドバルクヘッド６４の上部に接合したバルクヘッドアッパフレーム６５、フロントサイドバルクヘッド６４の下部に接合したフロントバルクヘッドロアクロスメンバ６６を備える。６８はフロントバルクヘッドロアクロスメンバ６６に接合した足払いプレートである。
【００３０】
次に、車体前部１２の主要構成を図１〜図１０で説明する。
車体前部１２は、車両１１の車室７１に連続する車体前部１２の左右のフロントサイドフレーム１６、１７に車室７１の床（アンダボデー）４５の前に配置された左右に延びるサブフレーム１５を取付けた。
【００３１】
そして、サブフレーム１５の上部９５に車体前部１２内に配置されたエンジン１８へ向けて設けたエンジン当て部９６を備えている。
【００３２】
サブフレーム１５は、フロントサイドフレーム１６、１７に締結する後締結部９８と、後締結部９８の近傍にサスペンション装置（前サスペンション装置）２１のロアアーム２７を嵌めるアーム嵌合開口１２７（図７）を設けた後アーム連結部９４と、エンジン当て部９６を設けたエンジン当接荷重入力部１３１から少なくともアーム嵌合開口１２７まで形成した中空部１２８（図７、図８）と、を備えている。
【００３３】
フロントサイドフレーム１６、１７は、後締結部９８を締結したフレーム締結部（後フレーム締結部）４４に車両１１の左右へ分岐している分岐部１０２を接続している。
【００３４】
また、サブフレーム１５は、車両１１平面視（図６の視点）、左右（Ｙ軸方向）に延びる横メンバー１０３と、横メンバー１０３の左右の端部からそれぞれＹ字状に前後に分かれることで形成された一方の前枝メンバー１０４、他方の後枝メンバー１０５と、を備える。
【００３５】
そして、後枝メンバー１０５に後アーム連結部９４が形成され、後枝メンバー１０５から車両１１後方へ向け突出した枝部１０６に後締結部９８が形成されている。
【００３６】
エンジン当て部９６は、車両側面視（図８、図９の視点）、上部９５とで三角形状を形成し、中空（中空部９６ａ）である。
【００３７】
次に、車体前部１２を詳しく説明していく。
車体前部１２は、既に述べたサブフレーム１５、エンジン当て部９６を有する。
サブフレーム１５は、横メンバー１０３の左右の端部に前締結部１７８が形成されてフロントサイドフレーム１６、１７の前フレーム締結部４３に締結している。
一方、後締結部９８がフロントサイドフレーム１６、１７のフレーム締結部（後フレーム締結部）４４に締結している。
【００３８】
後締結部９８が、車両１１平面視（図６の視点）、後アーム連結部９４より車両１１の外側（矢印ａ５の方向）に形成されている。言い換えると、後アーム連結部９４から車両１１の外側へ向かって距離Ｗｒだけ離れている。
【００３９】
さらに、サブフレーム１５は、図７、図８に示す通り、鋼板を用いた中空で、上分割本体１８１に下分割本体１８２を接合したものである。そして、後締結部９８には上分割本体１８１および下分割本体１８２に接合したカラー１８３を配置している。１８４は孔である。
さらに、後退したエンジン１８がサブフレーム１５に接触するとほぼ同時に当接する位置にエンジン当て部９６が取付けられている。
【００４０】
エンジン当て部９６は、図８〜図１０に示す通り、上分割本体１８１に当壁１８５を立設し、当壁１８５の裏面にバックブラケット１８６を接合している。１８７は当壁１８５およびバックブラケット１８６を固定する溶接部である。
「当壁１８５の裏面」とは、後退するエンジン１８が当接する面を表面とし、この表面に対する裏面である。
【００４１】
エンジン当て部９６は、高さＨｅをエンジン１８の下部１８８に当接する高さに設定し、幅Ｗｅ（Ｙ軸方向）をサブフレーム１５の幅（Ｙ軸方向）の約１／７に設定している。その結果、軽量化を損なうことなく、エンジン１８の後退を抑制しつつ、フロントサイドフレーム１６、１７に衝撃（荷重）を伝達することができる。
【００４２】
次に、実施例に係る車体前部１２の作用を説明する。
車体前部１２の衝撃を吸収する機構を説明する（図１１、図１２参照）。
車体前部１２では、車両１１の正面７９（図１）に他の自動車など障害物が接触すると、後締結部９８の近傍（緩衝部９８ａ）がＶ字状に変形することによって、衝撃を吸収することができる。
【００４３】
具体的には、車両１１の正面７９（図１）に障害物が接触し、正面に衝撃（荷重）が矢印ｂ１のように入力され、図１１（ａ）に示す通り、エンジン１８が後退すると、エンジン当て部９６に矢印ｄ１のように当接する。
【００４４】
そして、エンジン当て部９６に衝撃（荷重）が入力されると、エンジン当て部９６からサブフレーム１５の後締結部９８に荷重が左に矢印ｄ２、右に矢印ｄ３のように伝わる。
【００４５】
一方、ロアアーム２７から後アーム連結部９４に荷重が矢印ｄ４のように伝わるので、後締結部９８（緩衝部９８ａ）に荷重が集中し、ロアアーム２７はアーム嵌合開口１２７を変形させ（図１２（ｂ））、且つ、図１１に示す通り、後アーム連結部９４と後締結部９８との間（緩衝部９８ａ）を起点にＶ字状に折り曲げることによって、車両１１正面に入力された衝撃（荷重）を吸収することができる。
【００４６】
車体前部１２では、車両１１正面に入力された衝撃（荷重）はサブフレーム１５の後締結部９８からフロントサイドフレーム１６、１７の分岐部１０２（図４）に矢印ｂ７のように伝わる。
【００４７】
分岐部１０２によって、図４に示す通り、衝撃（荷重）をさらにフロアセンタフレーム５４に矢印ｂ８、フロアフレーム５５に矢印ｂ９のように分散させることができる。
すなわち、サブフレーム１５の後締結部９８を強度の大きい分岐部１０２で支持すると、後アーム連結部９４と後締結部９８との間（緩衝部９８ａ）でより確実にくの字に折り曲げて変形させることができ、衝撃の吸収量を増加させることができる。
【００４８】
衝撃（荷重）で後退したエンジン１８からエンジン当て部９６を介して後締結部９８へ伝わる荷重と、ロアアーム２７が後退することによって伝える荷重とによって後枝メンバー１０５と後締結部９８との間（緩衝部９８ａ）に荷重が集中して変形する。その結果、車両１１正面に入力された衝撃（荷重）を車両１１前部の少ない変形量で吸収することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の車両の車体前部は、自動車に好適である。
【符号の説明】
【００５０】
１１…車両、１２…車体前部、１５…サブフレーム、１６…左のフロントサイドフレーム、１７…右のフロントサイドフレーム、１８…エンジン、２１…サスペンション装置（前サスペンション装置）、２７…ロアアーム、４４…フロントサイドフレームのフレーム締結部（後フレーム締結部）、４５…床（アンダボデー）、７１…車室、９４…サブフレームの後アーム連結部、９５…サブフレームの上部、９６…エンジン当て部、９６ａ…エンジン当て部の中空部、９８…サブフレームの後締結部、１０２…分岐部、１０３…横メンバー、１０４…前枝メンバー、１０５…後枝メンバー、１０６…枝部、１２７…アーム嵌合開口、１２８…中空部、１３１…エンジン当接荷重入力部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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