(57)【要約】【課題】サブフレームをクロスメンバに連結するボルトの損傷を抑制しつつ衝突時におけるサブフレームの変形をコントロール可能な自動車の前部構造を提供する。【解決手段】車体前部の車幅方向両側に車体前後方向に沿って配置されるサイドフレームと、サイドフレームの下方に車体前後方向に沿って配置されるサブフレーム５Ｌと、車幅方向に沿って配置され、車幅方向両側にそれぞれサブフレーム５Ｌの後端部がボルト４８２を介して連結される連結部４８を有するクロスメンバ４と、を備える自動車の車体前部構造であって、サブフレーム５Ｌは、クロスメンバ４の連結部の車体前後方向前方でボルト４８２の下端４８４よりも下方に膨らむ膨出部５６と、該膨出部５６の位置に対応して当該サブフレーム５Ｌの上面に形成され、膨出部５６の断面積を縮小する凹陥部５５とを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前部の車幅方向両側に車体前後方向に沿って配置されるサイドフレームと、
前記サイドフレームの下方に車体前後方向に沿って配置されるサブフレームと、
車幅方向に沿って配置され、車幅方向両側にそれぞれ前記サブフレームの後端部がボルトを介して連結される連結部を有するクロスメンバと
を備える自動車の車体前部構造であって、
前記サブフレームは、
前記クロスメンバの前記連結部の車体前後方向前方で前記ボルトの下端よりも下方に膨らむ膨出部と、
該膨出部の位置に対応して当該サブフレームの上面に形成され、膨出部の断面積を縮小する凹陥部と
を有することを特徴とする自動車の車体前部構造。
【請求項２】
前記膨出部は、車体側面視において最下点より前方で傾斜が緩やかで後方で傾斜が急に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動車の車体前部構造。
【請求項３】
前記クロスメンバの連結部の下面が、同連結部の後方の部位の下面より上方に位置され、
前記膨出部の最下点と前記連結部後方の部位の下面とが略同一高さである
ことを特徴とする請求項１または２に記載の自動車の車体前部構造。
【請求項４】
前記凹陥部は、操舵した場合に前輪を回避する回避部に設けられる
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自動車の車体前部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の前部構造に関するものであって、縁石への強打等によるボルトの損傷を抑制できる自動車の前部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、パワートレインを搭載するエンジンルームの左右両側に配設されたフロントサイドメンバと、フロントサイドメンバよりも下方位置となるエンジンルームの下側部に配設されたサブフレームと、を備えた自動車の前部構造が開示されている。サブフレームは、井桁状に形成され、その両側のサイドフレームの前端がフロントサイドメンバの前端下部の座部に締結固定され、後端がトーボードの下面に接合された座部に締結固定されている。また、サブフレームは、サイドフレームの前後方向中央部に下向きに屈曲部が設けられ、側面視で浅いＶ字状を形成している。
【０００３】
特許文献２には、パワートレインを搭載するエンジンルームの左右両側に配設されたフロントサイドメンバ（フロントサイドフレーム）が開示されている。フロントサイドフレームは、略水平に延びるフレーム本体と、該フレーム本体から後方下方に下がり傾斜したフロントフロアフレームと、を有する。フロントフロアフレームは、フロントフレームの中央部に設けられた前フレーム締結部、及び後部に設けられた後フレーム締結部に下方からサブフレームが締結され、フロントフロアアームが床（アンダーボデー）に一体的に接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５７５４３９号公報
【特許文献２】特開２０１２−１５３２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した特許文献１、２に開示された自動車の前部構造では、自動車等が縁石等に接近した場合に、サブフレームをフロントフロアフレームの後部に設けられた後フレーム締結部に下方から締結するボルトが縁石等に強打され、ボルトが変形したり、破損することでサブフレームの固定が緩んだり外れてしまい、衝突時に変形モードをコントロール出来なくなる虞がある。また、メンテナンス時にボルトが外せなくなる等の不具合が生じる虞がある。
上記実情を鑑みて、サブフレームをクロスメンバに連結するボルトの損傷を抑制しつつ、衝突時におけるサブフレームの変形をコントロール可能とした自動車の前部構造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】
本発明は、車体前部の車幅方向両側に車体前後方向に沿って配置されるサイドフレームと、前記サイドフレームの下方に車体前後方向に沿って配置されるサブフレームと、車幅方向に沿って配置され、車幅方向両側にそれぞれ前記サブフレームの後端部がボルトを介して連結される連結部を有するクロスメンバとを備える自動車の車体前部構造であって、前記サブフレームは、前記クロスメンバの前記連結部の車体前後方向前方で前記ボルトの下端よりも下方に膨らむ膨出部と、該膨出部の位置に対応して当該サブフレームの上面に形成され、膨出部の断面積を縮小する凹陥部とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、サブフレームは、クロスメンバの連結部の車体前後方向前方でボルトの下端よりも下方に膨らむ膨出部を有するので、自動車が縁石等に接近した場合に、膨出部が縁石等への第１接地点となるため、膨出部よりも後に接地するボルトの下端が縁石等に当たることが抑制され、縁石等への強打等によるボルトの損傷を抑制できる。また、サブフレームは、膨出部の位置に対応してフレームの上面に形成され、膨出部の断面積を縮小する凹陥部有するので、車両が前面衝突した際に、サブフレームを凹陥部の位置で積極的に下方側に屈曲させて変形をコントロールすることが可能となる。
【０００８】
本発明の一態様では、前記膨出部は、車体側面視において最下点より前方で傾斜が緩やかで後方で傾斜が急に形成されている。
このようにすれば、膨出部を車体前後方向でボルトに近づけることができ、自動車が縁石等に接近した場合に、膨出部よりも後に接地するボルトの下端に当たることが更に抑制され、縁石等への強打等によるボルトの損傷を更に抑制できる。
【０００９】
本発明の一態様では、前記クロスメンバの連結部の下面が、同連結部の後方の部位の下面より上方に位置され、前記膨出部の最下点と前記連結部後方の部位の下面とが略同一高さである。
このようにすれば、ボルトの下端はクロスメンバの最下面に対しても上方に位置するので、ボルトの下端が縁石に当たることが更に抑制され、縁石等への強打等によるボルトの損傷を更に抑制できる。
【００１０】
本発明の一態様では、前記凹陥部は、操舵した場合に前輪を回避する回避部に設けられる。
このようにすれば、自動車が正面衝突した場合にサブフレームが回避部で折れ曲がるので、自動車が正面衝突した場合にサブフレームは前輪を回避して折れ曲がることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明によれば、自動車が縁石等に接近した場合に、膨出部が縁石等への第１接地点となるため、膨出部よりも後に接地するボルトの下端（先端）が縁石等に当たるのが抑制され、縁石等への強打等によるボルトの損傷を抑制できる。また、膨出部の位置に対応して凹陥部を設けることで、車両が前面衝突した際に、サブフレームを凹陥部の位置で積極的に下方側に屈曲させて変形をコントロールすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る自動車の前部構造を示す斜視図である。
【図２】図１に示した自動車の前部構造を示す平面図である。
【図３】図１に示した自動車の前部構造を示す側面図である。
【図４】図３に示したサブフレームの外側面を示す側面図である。
【図５】図３に示したサブフレームの内側面を示す側面図である。
【図６】図５に示したサブフレームのＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】図５に示したサブフレームのＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】図５に示したサブフレームのＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】図５に示したサブフレームのＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る自動車の前部構造に好適な実施形態を詳細に説明する。なお、本実施形態によりこの発明が限定されるものではなく、本実施形態で説明する構成の全てが本発明の解決手段として必須とされるものではない。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る自動車１の前部構造を示す斜視図である。図２は、図１に示した自動車１の前部構造を示す平面図であり、図３は、図２に示した自動車１の前部構造を示す側面図である。
【００１５】
図１から図３に示すように、本発明の実施形態に係る自動車１の前部構造は、自動車１の前部にパワートレイン２が搭載されたものであり、自動車１の前部にパワートレイン２のほか、一対のフロントサイドメンバ３Ｌ，３Ｒ（図２及び図３参照）、クロスメンバ４、及び一対のサブフレーム５Ｌ，５Ｒを備えて構成されている。
【００１６】
パワートレイン２は、自動車１の動力源となるものであり、本実施形態に係るパワートレイン２は、自動車用のエンジンとトランスミッションとが連結されて構成されている。パワートレイン２は、図示は省略するが、車幅方向の左右両側が一対のフロントサイドメンバ３Ｌ，３Ｒにマウント部材を介して弾性支持され、後側がクロスメンバ４にマウント部材を介して弾性支持されている。
【００１７】
図２及び図３に示すように、一対のフロントサイドメンバ３Ｌ，３Ｒは、自動車１の骨格を構成する車体部材であって、パワートレイン２の両側において車体前後方向に沿って設けられている。一対のフロントサイドメンバ３Ｌ，３Ｒは、それぞれ、断面が矩形の角筒形状に形成され、後部３１が斜め下方に延在している。
【００１８】
クロスメンバ４は、車幅方向に沿って設けられる車体部材であって、パワートレイン２の後方で車幅方向に沿って設けられ、一対のフロントサイドメンバ３Ｌ，３Ｒの後側に連結される。本実施形態において対象となるクロスメンバ４は、パワートレイン２の後方直後に設置されるサスペンションクロスメンバ４０である。
【００１９】
図１から図３に示すように、サスペンションクロスメンバ４０は、サスペンション（図示せず）を支持するためのものであり、アッパーフレーム４１とアッパーフレーム４１に接合されたロアフレーム４２（図３参照）とにより構成される。アッパーフレーム４１は、均一な厚みを有する鋼板をプレス成形したものであり、下面が開口した箱形形状に形成され、車幅方向に沿って配置される。ロアフレーム４２は、アッパーフレーム４１と同様、均一な厚みを有する鋼板をプレス成形したものであり、アッパーフレーム４１の開口前縁と開口後縁とに設けられたフランジ４１１，４１２（図２参照）の下面に接合される。これにより、アッパーフレーム４１がサスペンションクロスメンバ４０の上面を構成し、ロアフレーム４２がサスペンションクロスメンバ４０の下面を構成する。
【００２０】
また、サスペンションクロスメンバ４０は、車両前方側の車幅方向両側端部でサスペンションクロスメンバ４０の上面から上方に延びる一対の前方側支持部４３，４３と、車両後方側の車幅方向両側端部に設けた一対の後方側支持部４４，４４の四箇所で一対のフロントサイドメンバ３Ｌ，３Ｒに連結されている。そして、サスペンションクロスメンバ４０は、車幅方向両側端部がそれぞれ前方側支持部４３，４３及び後方側支持部４４，４４を介して一対のフロントサイドメンバ３Ｌ，３Ｒに支持されている。
【００２１】
また、サスペンションクロスメンバ４０の車幅方向両側端部には、それぞれ前側アーム支持部４５と後側アーム支持部４６とが設けられている。前側アーム支持部４５と後側アーム支持部４６とは、サスペンションアーム（ロアアーム）４７を支持するためのものであり、前側アーム支持部４５は車幅方向外側斜め前方に延設され、後側アーム支持部４６は車幅方向斜め後方に延設されている。
【００２２】
前側アーム支持部４５と後側アーム支持部４６とにはサスペンションアーム４７が上下方向に回動可能に支持されている。サスペンションアーム４７の先端部（外側端部）にはナックル（図示せず）が設けられ、ナックルを介して前輪６（図２参照）が支持されている。
【００２３】
また、サスペンションクロスメンバ４０の車幅方向両側の前端部には、それぞれ一対のサブフレーム５Ｌ，５Ｒが連結される連結部４８が設けられている。この連結部４８には、前面及び側面が開口する収容部４８１（図１参照）が設けられている。収容部４８１は、サブフレーム５Ｌ，５Ｒの後端部５１が挿入可能であり、収容部４８１に収容されたサブフレーム５Ｌ，５Ｒの後端部５１は、収容部４８１及びサブフレーム５Ｌ，５Ｒの後端部５１を上から下に貫通するボルト４８２（図１及び図２参照）がサスペンションクロスメンバ４０の下面に溶着されたナット（ウェルドナット）４８３に螺合することによって、サスペンションクロスメンバ４０に締結されている。
【００２４】
一対のサブフレーム５Ｌ，５Ｒは、後端部５１にスペーサ５７を内蔵している。スペーサ５７は、一対のサブフレーム５Ｌ，５Ｒの内部において後端部５１を支えるものであり、収容部４８１及びサブフレーム５Ｌ，５Ｒの後端部５１を上から下に貫通するボルト４８２をサスペンションクロスメンバの下面に溶着されたナット（ウェルドナット）４８３に締め付けてもサブフレーム５Ｌ，５Ｒの後端部５１が潰れることはない。
【００２５】
一対のサブフレーム５Ｌ，５Ｒは、上述した一対のフロントサイドメンバ３Ｌ，３Ｒと同様、車体前後方向に沿って設けられる車体部材であり、サスペンションクロスメンバ４０の幅方向両側において、サスペンションクロスメンバ４０の先端から車体前後方向に沿って前方に延在している。
【００２６】
図２に示すように、一対のサブフレーム５Ｌ，５Ｒは、操舵された前輪６を回避するように、車体前後方向後方域５２は、上述した一対のフロントサイドメンバ３Ｌ，３Ｒよりも車幅方向内側に設けられ、車体前後方向前方域５３は、車体前後方向略中央において屈曲し、車幅方向外側に向けて延在する。これにより、一対のサブフレーム５Ｌ，５Ｒの車体前後方向後方域５２は、操舵された前輪６を回避する回避部５４を構成する。
なお、図３に示すように、一対のフロントサイドメンバ３Ｌ，３Ｒと一対のサブフレーム５Ｌ，５Ｒとは、その前端部が前側ブラケット７で連結されており、フロントサイドメンバ３Ｌ，３Ｒとサブフレーム５Ｌ，５Ｒとは、前側ブラケット７を介して一体化されている（図３参照）
【００２７】
図４は、図３に示したサブフレーム５Ｌの外側面を示す側面図であり、図５は、図３に示したサブフレーム５Ｌの内側面を示す側面図である。また、図６は、図５に示したサブフレーム５ＲのＶＩ−ＶＩ線断面図であり、図７は図５に示したサブフレーム５ＲのＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。図８は、図５に示したサブフレーム５ＲのＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図であり、図９は、図５に示したサブフレーム５ＲのＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【００２８】
図６から図９に示すように、一対のサブフレーム５Ｌ，５Ｒは、ロアサブフレーム５Ａとロアサブフレーム５Ａに接合されたアッパーサブフレーム５Ｂとにより構成されている。ロアサブフレーム５Ａは、均一な厚みを有する鋼板をプレス成形したものであり、上面が開口した樋状に形成され、車体前後方向に沿って配置されている。アッパーサブフレーム５Ｂは、ロアサブフレーム５Ａと同様、均一な厚みを有する鋼板をプレス成形したものであり、下面が開口した樋状に形成され、両側側面がロアサブフレーム５Ａの両側側面に重なった状態で、ロアサブフレーム５Ａに接合（溶接）されている。
【００２９】
図４に示すように、一対のサブフレーム５Ｌ，５Ｒは、それぞれボルト４８２が貫通される後端部５１の車体前後方向前方側、具体的には、サスペンションクロスメンバ４０の連結部４８（収容部４８１）の直前の位置でボルト４８２の先端（下端）４８４よりも下方に山なりに膨らむ膨出部５６を有する。これにより、自動車が縁石等に接近した場合に一対のサブフレーム５Ｌ，５Ｒの膨出部５６が縁石等への第１接点となるので、ボルト４８２が縁石等に強打されるのを防ぐことができる。また、走行中に前輪６によって跳ね上げられた飛び石等がボルト４８２に当たるのを抑制することができる。
【００３０】
膨出部５６は、車体側面視において最下点Ｐより前方で傾斜が緩やかで後方で傾斜が急となるよう形成されている。つまり、膨出部５６の最下点Ｐが車体前後方向でボルト４８２に比較的近い位置となるよう構成されている。これにより、ボルト４８２をより確実に保護することができる。また、膨出部５６の前方側の傾斜を緩やかとすることで膨出部５６が縁石等に当接した際にサブフレーム５Ｌ，５Ｒに作用する衝撃を緩和することができる。
【００３１】
また、サスペンションクロスメンバ４０の連結部４８の下面は、連結部４８後方の部位、例えば、サスペンションアーム４７が連結される部位の下面より上方に位置される。そして、膨出部５６の最下点Ｐは、サスペンションクロスメンバ４０の連結部４８後方の部位の下面と略同一の高さに設定されている。つまり、連結部４８が膨出部５６と連結部４８後方の部位との間で上方に窪んだ位置とされている。これにより、ボルト４８２の先端（下端）４８４はサスペンションクロスメンバ４０の下面に対しても上方に位置されるので、ボルト４８２への縁石等の干渉をより確実に抑制できる。
【００３２】
図５から図９に示すように、一対のサブフレーム５Ｌ，５Ｒは、上述一対のフロントサイドメンバ３Ｌ，３Ｒよりも断面が小さな角筒形状に形成され、回避部５４の車幅方向内側の上部に下方に凹設された凹陥部５５が形成されている（図５参照）。より具体的には、凹陥部５５は、膨出部５６に対応する位置に設けられ、その前方域及び後方域よりも剛性が小さくなる弱部として、前方域及び後方域よりも断面が小さくなるように形成されている。これにより、自動車１が正面衝突し、所定値以上の荷重が作用した場合に、一対のサブフレーム５Ｌ，５Ｒは、膨出部５６においてそれぞれ凹陥部５５を境に下方に折れ曲がるように構成されている。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態に係る自動車１の車体前部構造によれば、一対のサブフレーム５Ｌ，５Ｒは、ボルト４８２の車体前後方向前方でボルト４８２の先端（下端）４８４よりも下方に膨らむ膨出部５６を有するので、自動車１が縁石等に接近した場合に、膨出部５６が縁石等への第１接地点となるため、膨出部５６よりも後に接地するボルト４８２の先端部（下端部）が縁石等に当たるのが抑制され、縁石等への強打等によるボルト４８２の損傷を抑制できる。
【００３４】
また、一対のサブフレーム５Ｌ，５Ｒの膨出部５６の位置に対応して、断面積を縮小して形成する凹陥部５５を設けているので、自動車１が正面衝突した場合に、凹陥部５５が弱部となって、一対のサブフレーム５Ｌ，５Ｒが凹陥部５５で下方へ折れ曲がる。つまり、膨出部５６と、凹陥部５５によって、サブフレーム５Ｌ，５Ｒが凹陥部５５の位置で積極的に下方側に屈曲するよう変形モードをコントロールしているので、自動車１の正面衝突時のパワートレイン２の落下量を安定化することができるとともに、該パワートレイン２を確実に車室下方に潜り込ませることができる。
【００３５】
また、凹陥部５５は、操舵した場合に前輪６を回避する回避部５４に設けられるので、自動車１が正面衝突した場合に一対のサブフレーム５Ｌ，５Ｒが回避部５４で折れ曲がる。これにより、自動車１が正面衝突した場合に一対のサブフレーム５Ｌ，５Ｒは前輪６を回避して折れ曲がることができる。
【００３６】
また、膨出部５６は、車体側面視において最下点Ｐより前方で傾斜が緩やかで後方で傾斜が急であるために、膨出部５６を車体前後方向でボルト４８２に近づけることができる。これにより、自動車１が縁石等に接近した場合に、膨出部５６よりも後に接地するボルト４８２の先端部（下端部）に当たるのが更に抑制され、縁石等への強打等によるボルト４８２の損傷を更に抑制できる。しかも、膨出部５６が縁石等に当接した際に、傾斜が緩やかな面に当接されるので、サブフレーム５Ｌ，５Ｒに作用する衝撃を緩和することができる。
【００３７】
また、膨出部５６の最下点Ｐとサスペンションクロスメンバ４０の連結部４８後方の部位の下面とが略同一高さであるために、ボルト４８２の先端（下端）４８４はサスペンションクロスメンバ４０の下面に対しても上方に位置する。これにより、ボルト４８２の先端部（下端部）が縁石に当たるのが更に抑制され、縁石等への強打等によるボルト４８２の損傷を更に抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上説明したように、本発明は、自動車が縁石等に接近した場合に、膨出部が縁石等への第１接地点となるため、膨出部よりも後に接地するボルトの先端部（下端部）やナットが縁石等に当たるのが抑制され、縁石等への強打等によるボルトやナットの損傷を抑制できる。また、膨出部と凹陥部によって衝突時に、サブフレームが下方へ変形されるようコントロールすることができるので、サブフレームを備える自動車の車体前部構造に好適である。
【符号の説明】
【００３９】
１    自動車
２    パワートレイン
３Ｌ，３Ｒ    フロントサイドメンバ
３１    後部
４    クロスメンバ
４０    サスペンションクロスメンバ
４１    アッパーフレーム
４１１，４１２    フランジ
４２    ロアフレーム
４３    前方側支持部
４４    後方側支持部
４５    前側アーム支持部
４６    後側アーム支持部
４７    サスペンションアーム
４８    連結部
４８１    収容部
４８２    ボルト
４８３    ナット
４８４    ボルトの先端（下端）
５Ｌ，５Ｒ    サブフレーム
５Ａ    ロアサブフレーム
５Ｂ    アッパーサブフレーム
５１    後端部
５２    車体前後方向後方域
５３    車体前後方向前方域
５４    回避部
５５    凹陥部
５６    膨出部
５７    スペーサ
６    前輪
７    前側ブラケット
Ｐ    最下点
【図１】
2016150671.tif 000003
【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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