(57)【要約】【課題】通常時にはサブフレームをフロントサイドフレームにより確実に固定しながら、前突時にはサブフレームをより確実に脱落させること。【解決手段】車両の前後方向に延び、上面部１１ｃ、側面部１１ｄ、側面部１１ｄより車幅方向外方側に配される側面部１１ｅ、及び下面部１１ｆによって形成された閉断面Ｓを有するフロントサイドフレーム１１と、上面部１１ｃから鉛直方向に延びて下面部１１ｆを貫通するボルト４１と下面部１１ｆの鉛直方向下方からボルト４１に螺合するナット部４２とにより、フロントサイドフレーム１０に締結固定されたサブフレーム３０と、を備えた車両の前部構造１００であって、フロントサイドフレーム１１は、車両の前後方向に延び、側面部１１ｄ、１１ｅにおける鉛直方向の中間部位が閉断面Ｓを狭める方向に絞られた絞り部１１ｇ、１１ｈを有しており、ボルト４１は、その腹部４１ｂが絞り部１１ｇ、１１ｈの内壁に結合されたことを特徴とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前後方向に延び、上面部、第１の側面部、前記第１の側面部より車幅方向外方側に配される第２の側面部、及び下面部によって形成された閉断面を有するフロントサイドフレームと、
前記上面部から鉛直方向に延びて前記下面部を貫通するボルトと前記下面部の鉛直方向下方から前記ボルトに螺合するナット部とにより、前記フロントサイドフレームに締結固定されたサブフレームと、
を備えた車両の前部構造であって、
前記フロントサイドフレームは、前記車両の前後方向に延び、前記第１及び第２の側面部の内の少なくとも一方の側面部における鉛直方向の中間部位が前記閉断面を狭める方向に絞られた絞り部を有しており、
前記ボルトは、その腹部が前記絞り部の内壁に結合されたことを特徴とする車両の前部構造。
【請求項２】
前記フロントサイドフレームは、
前記上面部に設けられ、前記ボルトの頭部を係止可能な寸法であるスリットと、
前記上面部において、前記スリットの前記車両の前後方向前方側に連続して設けられ、前記ボルトの頭部を係止不可能な寸法である孔部と、を有し、
前記ボルトは、その頭部が前記スリットに係止されていることを特徴とする請求項１に記載の車両の前部構造。
【請求項３】
前記ボルトは、その頭部が、該頭部の前記車両の前後方向後方側において、前記フロントサイドフレームの前記上面部に結合されたことを特徴とする請求項１に記載の車両の前部構造。
【請求項４】
前記フロントサイドフレームの前記上面部には、鉛直方向上方に突出する座面部が設けられており、
前記スリットが前記座面部上に設けられたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両の前部構造。
【請求項５】
前記孔部は、前記座面部以外の前記上面部に設けられたことを特徴とする請求項４に記載の車両の前部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の前部構造に関する。特に、フロントサイドフレームにサブフレームを締結固定する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の前突対策として、特許文献１には、車体前後方向に延びて後端が開放するスリットを形成したブラケットをフロントサイドフレームの下面に固定し、サブフレームの後部を支持するボルトをブラケットのスリットを貫通させて締結することにより、前突時にサブフレームをスリットの開放端から脱落させる技術が提案されている。
【０００３】
また、特許文献２には、サブフレーム内に、ボルトが挿通可能な円筒状のカラーを設け、そのカラーの下端部に、その中心軸方向へ突出する突出部を設けることにより、前突時にサブフレームが受ける応力を突出部からボルトに集中的に伝達することにより、ボルトを破断させてサブフレームを脱落させる技術が提案されている。
【０００４】
さらに、特許文献３には、フロントサイドフレームの閉断面の長手方向中央に凹部を設けるように成形して稜線を増加させることにより、フロントサイドフレームの衝撃吸収量を向上する技術が提案されている。
【特許文献１】特開平１１−１７１０４６号公報
【特許文献２】特開２００４−２５６０５２号公報
【特許文献３】特開２００６−２０７７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１で開示されている技術では、鉛直方向上方へ向けて延びるボルトに螺合するナット部が下面部に固定されたブラケットのスリットで支持されるため、フロントサイドフレームの下部でしかサブフレームを支持することができない。
【０００６】
また、特許文献２で開示されている技術では、鉛直方向上方へ向けて延びるボルトが、鉛直方向を軸方向として下面部に固定されたカラーに締結固定されるものであるため、特許文献１と同様に、フロントサイドフレームの下部でしかサブフレームを支持することができない。なお、特許文献３には、サブフレームをフロントサイドフレームに固定する構造について開示されていない。
【０００７】
従って、本発明の目的は、サブフレームが受けた荷重をフロントサイドフレームにより確実に伝達することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明においては、車両の前後方向に延び、上面部、第１の側面部、前記第１の側面部より車幅方向外方側に配される第２の側面部、及び下面部によって形成された閉断面を有するフロントサイドフレームと、前記上面部から鉛直方向に延びて前記下面部を貫通するボルトと前記下面部の鉛直方向下方から前記ボルトに螺合するナット部とにより、前記フロントサイドフレームに締結固定されたサブフレームと、を備えた車両の前部構造であって、前記フロントサイドフレームは、前記車両の前後方向に延び、前記第１及び第２の側面部の内の少なくとも一方の側面部における鉛直方向の中間部位が前記閉断面を狭める方向に絞られた絞り部を有しており、前記ボルトは、その腹部が前記絞り部の内壁に結合されたことを特徴とする車両の前部構造が提供される。
【０００９】
本発明によれば、前記ボルトの腹部が前記絞り部の内壁に結合されたため、前記サブフレームを前記フロントサイドフレームに確実に固定することができる。これにより、前記サブフレームが受けた荷重を前記フロントサイドフレームにより確実に伝達することができる。
【００１０】
また、本発明においては、前記フロントサイドフレームは、前記上面部に設けられ、前記ボルトの頭部を係止可能な寸法であるスリットと、前記上面部において、前記スリットの前記車両の前後方向前方側に連続して設けられ、前記ボルトの頭部を係止不可能な寸法である孔部と、を有し、前記ボルトは、その頭部が前記スリットに係止されている構成としてもよい。この構成によれば、前記車両の前突時には、前記孔部に連続する前記スリットの開放端から前記孔部内に、前記サブフレームをより確実に脱落させることができる。
【００１１】
また、本発明においては、前記ボルトは、その頭部が、該頭部の前記車両の前後方向後方側において、前記フロントサイドフレームの前記上面部に結合された構成であってもよい。本発明によれば、前記ボルトの頭部を前記上面部に結合したため、前記ボルトの頭部が通常時に前記スリットの開放端から脱落してしまうことを抑制することができる。一方、前記ボルトの頭部の前記車両の前後方向後方側を結合したため、前記車両の前突時には、その結合を容易に剥離して前記サブフレームを確実に脱落させることができる。
【００１２】
また、本発明においては、前記フロントサイドフレームの前記上面部には、鉛直方向上方に突出する座面部が設けられており、前記スリットは、前記座面部上に設けられた構成であってもよい。本発明によれば、鉛直方向上方に突出する前記座面部を設けることにより、前記ボルトの頭部を支持する平面強度を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明においては、前記孔部は、前記座面部以外の前記上面部に設けられた構成であってもよい。この構成によれば、前記車両の前突時には、前記ボルトの頭部を前記孔部から確実に脱落させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、サブフレームが受けた荷重をフロントサイドフレームにより確実に伝達することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で以下の実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る車両の前部構造１００を示す斜視図である。また、図２は、車両の前部構造１００の上面図であり、図３は、車両の前部構造１００の下面図であり、図４は、図２のＣ−Ｃ線に沿った概略断面図である。
【００１７】
車両の前部には、車両の前端部からダッシュパネル１までの間に、車両の前後方向に延びるフロントサイドフレーム１１、１２が車幅方向にずれて２つ配設される。
【００１８】
フロントサイドフレーム１１、１２は、エンジン２ａやトランスミッション２ｂ等から構成されるエンジンユニット２をエンジンマウント２１、２２を介して支持する。このため、フロントサイドフレーム１１、１２には、高張力鋼板等を用いた高強度部材が用いられる。また、トランスミッション２ｂから動力が伝達され、左右の駆動輪の回転数差を制御するディファレンシャルギヤユニット３が、左右の駆動輪に連結されるドライブシャフト間に配設される。
【００１９】
エンジンマウント２１は、フロントサイドフレーム１１にボルト２１ａによって固定され、エンジンユニット２のうち、エンジン２ａの一部を支持する。また、エンジンマウント２１は、サスタワー７の前方に接合されるフェンダーエプロン８にもボルト２１ａによって固定されている。一方、エンジンマウント２２は、フロントサイドフレーム１２にボルト２２ａによって固定され、エンジンユニット２のうち、トランスミッション２ｂの一部を支持する。エンジンマウント２１、２２は、ゴム等の弾性部材によって、エンジンユニット２から発生する振動が車体に直接伝達されることが防止されている。
【００２０】
また、フロントサイドフレーム１１、１２の下方には、サスペンション４からの荷重を支持するサブフレーム３０が配設される。サブフレーム３０は、フロントサイドフレーム１１、１２に沿って、車両の前後方向に延びるフレーム部材３１、３２と、車幅方向に延び、フレーム部材３１、３２の前端部３１ａ、３２ａを連結するフレーム部材３３と、車幅方向に延び、フレーム部材３１、３２の後端部３１ｂ、３２ｂを連結するフレーム部材３４とによって、矩形状の枠体を構成している。
【００２１】
フレーム部材３１、３２の前端部３１ａ、３２ａは、不図示のボルト及びナット部によって、フロントサイドフレーム１１、１２に下方から脱落不可能に締結固定される。フレーム部材３１、３２の後端部３１ｂ、３２ｂは、補強ブラケット３１ｃ、３２ｃと共にフロアパネル９に締結固定される。
【００２２】
フレーム部材３１は、前端部３１ａと後端部３１ｂとの中間部近傍（図１のＤ部参照）において、鉛直方向上方に延びて、フレーム部材３１をフロントサイドフレーム１１、１２に取り付ける取付部３１ｄを有する。取付部３１ｄは、ボルト４１及びナット部４２によって、フロントサイドフレーム１１に脱落可能に締結固定される。フレーム部材３２についても、同様の構造により固定される。なお、フレーム部材３１の取付部３１ｄをフロントサイドフレーム１１に脱落可能に締結固定する構造については後述する。
【００２３】
また、サブフレーム３０には、フレーム部材３１、３２に支持されたサスペンション４と、フレーム部材３４に配設され、エンジン２ａの一部を下方から支持するエンジンマウント２３とが固定される。サスペンション４は、タイヤを確実に地面に接触させるスプリング４ａと、スプリング４ａの振動を減衰させるダンパ４ｂと、車輪の可動範囲を制限するアーム４ｃとを有する。また、サブフレーム３０には、フレーム部材３１、３２の前端部３１ａ、３２ａに固定され、車両の前部衝突時の衝撃を吸収するクラッシュカン５、５’と、クラッシュカン５、５’の間に車幅方向に架け渡されたクロスビーム６とが設けられる。
【００２４】
クラッシュカン５、５’は、車両が低速で前突した際に、その衝撃が車体に及んで、車体が変形することを防止して、修理費用を低減させるために設けられる。一方、車両が中、高速で前突した際には、クラッシュカン５、５’でその衝撃を吸収するだけでなく、フロントサイドフレーム１１、１２が蛇腹状に潰れることによって、衝突時の衝撃を吸収する。このため、車両が高速になるにつれて、衝突時の衝撃が大きくなるため、フロントサイドフレーム１１、１２の潰れ代を大きく確保する必要がある。
【００２５】
図５は、ブラケットＢの配設状態を示す拡大斜視図であり、図６は、車両の前部構造１００の構成を示す概略斜視図である。ここでは、フロントサイドフレーム１１にフレーム部材３１を固定する構造について説明するが、フロントサイドフレーム１２にフレーム部材３２を固定する構造についても同様に説明することができる。
【００２６】
フロントサイドフレーム１１は、図６で示すように、インナパネル１１ａ及びアウタパネル１１ｂの鉛直方向上方側の端部に形成された車両の前後方向に延びるフランジ部１１ｉ、１１ｉ’を互いに接合し、また、インナパネル１１ａ及びアウタパネル１１ｂの鉛直方向下方側の端部に形成された車両の前後方向に延びるフランジ部１１ｊ、１１ｊ’を互いに接合することにより、閉断面Ｓを形成している。
【００２７】
閉断面Ｓは、上面部１１ｃと、側面部１１ｄと、側面部１１ｄに対面し、側面部１１ｄより車幅方向外方側に配される側面部１１ｅと、上面部１１ｃに対面し、上面部１１ｃより上下方向下方側に配される下面部１１ｆとによって形成される。閉断面Ｓは、車両の前後方向に延びている。
【００２８】
インナパネル１１ａは、車幅方向外方に開放部分を有する断面略コの字状であり、フロントサイドフレーム１１の上面部１１ｃ、側面部１１ｄ、及び下面部１１ｆを形成する。一方、アウタパネル１１ｂは、インナパネル１１ａの開放部分を閉塞するようにインナパネル１１ａに溶接等で接合され、フロントサイドフレーム１１の側面部１１ｅを形成する。
【００２９】
サブフレーム３０のフレーム部材３１は、フロントサイドフレーム１１の上面部１１ｃから鉛直方向に延びて、フロントサイドフレーム１１の下面部１１ｆを貫通するボルト４１と、フロントサイドフレーム１１の下面部１１ｆの鉛直方向下方からボルト４１に螺合するナット部４２とにより、フロントサイドフレーム１１に締結固定される。
【００３０】
フロントサイドフレーム１１は、車両の前後方向に延び、側面部１１ｄにおける鉛直方向の中間部位が閉断面Ｓを狭める方向に絞られた絞り部１１ｇを有する。同様に、フロントサイドフレーム１１は、車両の前後方向に延び、側面部１１ｅにおける鉛直方向の中間部位が閉断面Ｓを狭める方向に絞られた絞り部１１ｈを有する。絞り部１１ｇ、１１ｈは、閉断面Ｓ側から見て膨出する形状であり、車両の前後方向に延びる稜線を形成している。
【００３１】
また、絞り部１１ｇ、１１ｈは、フロントサイドフレーム１１のインナパネル１１ａ及びアウタパネル１１ｂをプレス成形する際に同時に加工される形状であるため、加工硬化によって、側面部１１ｄ、１１ｅの板剛性を向上させることができる。これにより、図５で示すようなブラケットＢを設けた場合と同程度に、フロントサイドフレーム１１の強度を向上させることができる。
【００３２】
ここで、図５で示すように、ブラケットＢを設けた場合には、ブラケットＢの幅Ｌの距離の間において、フロントサイドフレーム１１の強度が高まることになるため、フロントサイドフレーム１１の強度分布が急激に変化することになる。従って、フロントサイドフレーム１１が蛇腹状に潰れずに屈曲して、前突時の衝撃を吸収しきれない可能性がある。
【００３３】
一方、本実施形態によれば、ブラケットＢを用いないでサブフレーム３０をフロントサイドフレーム１１に固定することができる。このため、フロントサイドフレーム１１を蛇腹状に潰れて、前突時の衝撃を効果的に吸収することができる。また、部品数の削減により、車体の軽量化及び組立工数の削減を図ることができる。さらに、ブラケットＢに設けられるネジ孔の位置やフランジの角度等の精度管理が必要なくなるため、生産性を向上させることができる。
【００３４】
一方、絞り部１１ｇ、１１ｈの前端部１１ｋ及び後端部１１ｌ（図４参照）の形状を緩やかにすることで、フロントサイドフレーム１１の強度分布の変化を緩やかにすることができる。これにより、フロントサイドフレーム１１が屈曲することなく前方から蛇腹状に潰れさせることが可能となる。
【００３５】
次に、サブフレーム３０をフロントサイドフレーム１１に脱落可能に固定するための構造について説明する。
【００３６】
フロントサイドフレーム１１は、上面部１１ｃに設けられ、上面部１１ｃから鉛直方向上方に突出する座面部１１ｍと、上面部１１ｃの座面部１１ｍ上に設けられ、ボルト４１の頭部４１ａを係止可能な寸法であるスリット１１ｎと、座面部１１ｍ以外の上面部１１ｃ上であって、かつ、スリット１１ｎの車両の前後方向前方側に連続して設けられ、ボルト４１の頭部４１ａを係止不可能な寸法である孔部１１ｐと、を有する。
【００３７】
スリット１１ｎは、車両の前後方向前方において、孔部１１ｐに連続する開放端１１ｎ’を有する。また、孔部１１ｐは、例えば、ボルト４１の頭部４１ａが通過可能な径を有する半円状の孔であり、座面部１１ｍを切り欠いて形成される。
【００３８】
ボルト４１は、その頭部４１ａが車両の前後方向後方側において、フロントサイドフレーム１１の上面部１１ｃの座面部１１ｍに溶接固定され、その腹部４１ｂが、絞り部１１ｇ、１１ｈの内壁に溶接固定される。従って、ボルト４１の頭部４１ａを座面部１１ｍに溶接固定するだけでなく、ボルト４１の腹部４１ｂを絞り部１１ｇ、１１ｈに溶接固定するため、通常時にボルト４１が緩んでサブフレーム３０が脱落することをより確実に抑制することができ、また、サブフレーム３０が受ける荷重をフロントサイドフレーム１１に確実に伝達することができる。
【００３９】
図７は、車両の前部構造１００の動作手順を示す断面図である。ボルト４１は、その頭部４１ａが、通常時には、スリット１１ｎに係止されているため、サブフレーム３０は、フロントサイドフレーム１１に支持されている。
【００４０】
サブフレーム３０は、車両が前突した場合には、車両の前後方向後方に衝撃を受けて移動する。すなわち、サブフレーム３０の取付部３１ｄも車両の前後方向後方（矢印Ｚ方向）に移動することになる。一方、フロントサイドフレーム１１は、車両が前突した際に車両の前後方向前方から潰して衝撃を吸収するものであるため、車両の前後方向後方には移動しない。つまり、サブフレーム３０とフロントサイドフレーム１１との間で、衝突の前後において、車両の前後方向に位置のズレが生じることになる。このため、車両の前突時には、ボルト４１は、溶接点Ｘを中心にして矢印Ｙ方向に回転し、孔部１１ｐを通過して閉断面Ｓ内に脱落することになる。これにより、サブフレーム３０は、車両が前突した際には、スリット１１ｎでの係止状態が解除され、スリット１１ｎの開放端１１ｎ’から孔部１１ｐ内に脱落することとなる。
【００４１】
以上述べた通り、本実施形態によれば、通常時にはサブフレーム３０をフロントサイドフレーム１１により確実に固定しながら、前突時にはサブフレーム３０をより確実に脱落させることができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、フロントサイドフレーム１１、１２は、車両の前後方向に延び、側面部１１ｄ、１１ｅにおける鉛直方向の中間部位が閉断面Ｓを狭める方向に絞られた絞り部１１ｇ、１１ｈを有する構成としたが、サブフレーム３０を支持するために必要な強度に応じて設定すればよいため、側面部１１ｄ、１１ｅのいずれか一方に絞り部を有する構成であってもよい。
【００４３】
また、絞り部１１ｇ、１１ｈは、本実施形態では、サブフレーム３０の締結部近傍のみに形成されるものとしたが、フロントサイドフレーム１１、１２の前後方向全域にわたって形成されていてもよい。この場合には、サブフレーム３０だけでなく、エンジンマウント２１、２２等をフロントサイドフレーム１１、１２に締結する場合にも同様の効果を得ることができる。また、絞り部１１ｇ、１１ｈをフロントサイドフレーム１１、１２の前後方向全域にわたって設けることによって、より広い範囲で稜線部が延在することになる。このため、フロントサイドフレーム１１、１２の前後方向の圧縮エネルギを増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両の前部構造１００を示す斜視図である。
【図２】車両の前部構造１００を示す上面図である。
【図３】車両の前部構造１００を示す下面図である。
【図４】図２のＣ−Ｃ線に沿った概略断面図である。
【図５】ブラケットＢの配設状態を示す拡大斜視図である。
【図６】車両の前部構造１００の構成を示す概略斜視図である。
【図７】車両の前部構造１００の動作手順を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
Ｂ  ブラケット
Ｓ  閉断面
１１、１２  フロントサイドフレーム
１１ａ  インナパネル
１１ｂ  アウタパネル
１１ｃ  上面部
１１ｄ、１１ｅ  側面部
１１ｆ  下面部
１１ｇ、１１ｈ  絞り部
１１ｎ  スリット
１１ｎ’  スリットの開放端
１１ｐ  孔部
２１、２２、２３  エンジンマウント
３０  サブフレーム
４１  ボルト
４１ａ  ボルトの頭部
４１ｂ  ボルトの腹部
４２  ナット部
１００  車両の前部構造
【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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