(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右１対のサイドフレームと、左右のサイドフレームの後端部に設けられたリヤクロスメンバとを備え、フロントコンパートメントの下側に取り付けられてパワーユニットを前記リヤクロスメンバの前側で左右のサイドフレームに跨って搭載した車両のサブフレームにおいて、
衝突時に発生するパワーユニットの後退力で前記リヤクロスメンバを左右のサイドフレームから離脱させる離脱手段としてのパワーユニット後退力感知機構を設け、
このパワーユニット後退力感知機構は、
パワーユニットに装着されて先端部がこのパワーユニット後方から突出した後退力付加部材と、
前記リヤクロスメンバと前記サイドフレームとの連結部に係脱可能に設けられた締結部材と、を備え、
該締結部材は、パワーユニットの後退時に前記後退力付加部材の先端部と干渉して離脱状態とされる干渉部分を備えていることを特徴とする車両のサブフレーム。
【請求項２】
前記締結部材は、その離脱方向を車両後方に向かって下方に傾斜させたことを特徴とする請求項１に記載の車両のサブフレーム。
【請求項３】
後退力付加部材の先端部は楔状尖端を成すとともに、締結部材の干渉部分はこの楔状尖端を受容するように車両前方に向かって口を開く凹部形状としたことを特徴とする請求項１または２に記載の車両のサブフレーム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フロントコンパートメントの下側に取り付けられてパワーユニットを搭載する車両のサブフレームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の衝突時の衝撃吸収対策は従来から多くが提案されているが、例えば前
面衝突ではフロントコンパートメントに格納したパワーユニットを落下させることにより、フロントコンパートメントの潰れストロークを拡大して衝突エネルギーの吸収効率を高めることができる。
【０００３】
例えば、特開平９−２４０２９１号公報には、衝突時にパワーユニットを落下させてフロントコンパートメントの衝撃吸収空間を確保するようにしたものが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パワーユニットは通常では車体骨格部材に支持されるサブフレームに搭載されており、このサブフレームは、左右１対のサイドフレームと、これらサイドフレームの前後を連結するフロントクロスメンバおよびリヤクロスメンバによって井桁状に構成される。
【０００５】
従って、衝突時に前記サイドフレームを下方に屈曲させてパワーユニットを下方移動させるなどしても、前記リヤクロスメンバがパワーユニットの後方部分に位置するため、後退移動するパワーユニットとリヤクロスメンバとの干渉が避けられず、パワーユニット後方の車体潰れストロークは、結局はパワーユニットとリヤクロスメンバの初期（衝突前）寸法に制限されてしまう。
【０００６】
そのため、パワーユニットの後退移動に障害となるリヤクロスメンバを省いたり、あるいはリヤクロスメンバの板厚を薄くして強度を低下し、衝突時にパワーユニットが干渉した際に、このリヤクロスメンバを容易に変形させて潰れストロークを拡大することが考えられる。
【０００７】
ところが、リヤクロスメンバはサブフレームの重要な構成部材であり、このリヤクロスメンバが除去されたり強度が低下された場合にはサブフレーム自体の剛性が著しく低下して、パワーユニットの通常時の支持性が悪化し、また、サブフレームにサスペンションアームが取り付けられる場合は、そのサスペンション特性に影響を及ぼしてしまう。
【０００８】
そこで、本発明は通常時は剛性を十分に確保し、衝突時にはパワーユニットの後方に位置するリヤクロスメンバをサイドフレームから離脱させることで、パワーユニットの後退量を確保するようにした車両のサブフレームを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明にあっては、左右１対のサイドフレームと、左右のサイドフレームの後端部に設けられたリヤクロスメンバとを備え、フロントコンパートメントの下側に取り付けられてパワーユニットを前記リヤクロスメンバの前側で左右のサイドフレームに跨って搭載した車両のサブフレームにおいて、
衝突時に発生するパワーユニットの後退力で前記リヤクロスメンバを左右のサイドフレームから離脱させる離脱手段としてのパワーユニット後退力感知機構を設け、
このパワーユニット後退力感知機構は、パワーユニットに装着されて先端部がこのパワーユニット後方から突出した後退力付加部材と、
前記リヤクロスメンバと前記サイドフレームとの連結部に係脱可能に設けられた締結部材と、を備え、
該締結部材は、パワーユニットの後退移動時に前記後退力付加部材の先端部と干渉して離脱状態とされる干渉部分を備えていることを特徴としている。
【００１２】
請求項２の発明にあっては、請求項１に記載の車両のサブフレームにおいて、前記締結部材を、その離脱方向を車両後方に向かって下方に傾斜させたことを特徴としている。
【００１３】
請求項３の発明にあっては、請求項１または２に記載の車両のサブフレームにおいて、後退力付加部材の先端部は楔状尖端を成すとともに、締結部材の干渉部分はこの楔状尖端を受容するように車両前方に向かって口を開く凹部形状としたことを特徴としている。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、サブフレームは、衝突を検知してリヤクロスメンバをサイドフレームから離脱させる離脱手段を備えているので、非衝突時つまり通常時には、リヤクロスメンバとサイドフレームとの連結状態が保持されるので、サブフレームは所定の剛性を維持することができる一方、車両衝突時には前記離脱手段が作動して、リヤクロスメンバをサイドフレームから離脱させるので、サブフレームに搭載したパワーユニットはその後方のリヤクロスメンバに邪魔されること無く後退移動してスムーズに落下し、フロントコンパートメントの潰れストロークを拡大して衝突エネルギーの吸収効率を高めることができる。
【００１５】
特に、離脱手段をパワーユニット後退力感知機構として、衝突時に発生するパワーユニットの後退力で前記リヤクロスメンバを左右のサイドフレームから離脱させるようにしたので、通常走行時にリヤクロスメンバに作用する荷重程度ではこのリヤクロスメンバの離脱を防止して、パワーユニットの支持を確実に行うことができる一方、パワーユニットが後退移動する衝突時にはリヤクロスメンバを確実に離脱させることができる。
【００１６】
しかも、このパワーユニット後退力感知機構を、パワーユニットに装着された後退力付加部材と、リヤクロスメンバとサイドフレームとの連結部に係脱可能に設けられた締結部材とで構成し、衝突時に後退移動するパワーユニットとともに後退力付加部材が移動すると、その先端部が締結部材の干渉部分に干渉して締結部材を離脱状態とすることができるため、衝突時の荷重を利用してリヤクロスメンバを確実に離脱させることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、前記締結部材の離脱方向を車両後方に向かって下方に傾斜させたので、この締結部材の離脱方向を衝突時に後退するパワーユニットの移動方向と略一致させることができるため、衝突によるパワーユニットの後退力を効率良く締結部材の離脱力として利用することができ、この締結部材の離脱を円滑に行ってリヤクロスメンバの離脱をより確実に行うことができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１，２の発明の効果に加えて、後退力付加部材の先端部を楔状尖端とし、締結部材の干渉部分を車両前方に向かって口を開く凹部形状として前記楔状尖端を受容するようにしたので、パワーユニットの後退移動に伴って後退力付加部材が後方移動する際、干渉部材の凹部形状で先端部の楔状尖端を許容幅をもって捕捉することができ、衝突の角度によってパワーユニットの後退方向にずれが発生した場合にも後退力付加部材の先端部と干渉部材とを確実に干渉させることができてリヤクロスメンバを確実に離脱させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面と共に詳述する。
【００２０】
図１から図５は本発明にかかる車両のサブフレームを示し、図１はサブフレームの平面図、図２はサブフレームの側面図、図３はパワーユニットとの位置関係を示すサブフレームの斜視図、図４は衝突前のパワーユニットとリヤクロスメンバとの関係を示す側面図、図５は衝突後のパワーユニットとリヤクロスメンバとの関係を示す側面図である。
【００２１】
図１，図２に示すようにサブフレーム１０は、車幅方向（図１中左右方向）に対向配置した左右１対のサイドフレーム１１，１１と、これらサイドフレーム１１，１１の前端部（図１中上方）に跨って連結したフロントクロスメンバ１２と、前記サイドフレーム１１，１１の後端部（図１中下方）に跨って連結したリヤクロスメンバ１３と、によって平面略井桁状に構成してある。
【００２２】
そして、前記サブフレーム１０を、図２に示すようにフロントコンパートメント１４の下側に取り付けて、パワーユニット１５を搭載するようにしている。
【００２３】
前記フロントコンパートメント１４の車幅方向両側には１対のフロントサイドメンバ１６，１６を車体前後方向に延在配置してあり、これらフロントサイドメンバ１６，１６のそれぞれの後端には、ダッシュパネル１７に沿って下方に傾斜してフロア１９の下面に沿って後方に延びるエクステンションメンバ１８，１８を連設してある。
【００２４】
そして、前記サブフレーム１０のサイドフレーム１１，１１の前端部を、取付部材１１ａを介してフロントサイドメンバ１６，１６の前端部下面に取り付けるとともに、サイドフレーム１１，１１の後端部をエクステンションメンバ１８，１８の傾斜部分下部に取り付けるようにしている。
【００２５】
前記パワーユニット１５はエンジンやトランスミッションなどの結合体として構成され、このパワーユニット１５の左右両側下部をマウント部材２０，２０によって前記サブフレーム１０のサイドフレーム１１，１１に取り付けるとともに、上部片側を一方のフロントサイドメンバ１１にマウント部材２１によって取り付けて３点支持するようにしている。
【００２６】
このマウント部材２１は、パワーユニット１５に前面衝突により所定値以上の前後方向荷重が作用すると該パワーユニット１５を解放して、後述するパワーユニット１５の後方および下方への変位を阻害することがないようにしてある。
【００２７】
前記サブフレーム１０にパワーユニット１５を搭載した状態では、図１に示すようにリヤクロスメンバ１３はこのパワーユニット１５の後方に位置し、かつ、図２に示すようにパワーユニット１５の下端部分はリヤクロスメンバ１３の水平方向前方に位置して、前面衝突によってパワーユニット１５が後退移動した場合にリヤクロスメンバ１３に干渉する位置に配置されている。
【００２８】
ここで、本実施形態では前記リヤクロスメンバ１３をその両端部のサイドフレーム１１，１１と分離し、この分離したリヤクロスメンバ１３を離脱手段としてのパワーユニット後退力感知機構３０を介してサイドフレーム１１，１１に連結している。
【００２９】
リヤクロスメンバ１３とサイドフレーム１１，１１との連結部２２は、図３に示すようにサイドフレーム１１，１１に設けた棚部２２ａと、リヤクロスメンバ１３の両端部に設けた載置部２２ｂとを、段継構造をもって重ね合わせて構成してある。
【００３０】
前記パワーユニット後退力感知機構３０は、衝突時に発生するパワーユニット１５の後退力でリヤクロスメンバ１３を左右のサイドフレーム１１，１１から離脱するようになっており、このパワーユニット後退力感知機構３０は、パワーユニット１５の下端部後方に装着した後退力付加部材３１と、リヤクロスメンバ１３とサイドフレーム１１，１１との前記連結部２２に係脱可能に設けた締結部材３２とによって構成してある。
【００３１】
また、前記後退力付加部材３１は、その先端部３１ａが楔状尖端を成してパワーユニット１５の後方から突出している。
【００３２】
前記締結部材３２は、図２に示すように前記下方の棚部２２ａから上方の載置部２２ｂに連続して形成した係合孔２２ｃに圧入して差し込むようになっており、この差込状態で締結部材３２の係合状態となるとともに、抜出した状態が離脱状態となり、この離脱状態で連結部２２の棚部２２ａと載置部２２ｂとが分離して、リヤクロスメンバ１３がサイドフレーム１１，１１から容易に離脱されるようになっている。
【００３３】
前記締結部材３２の下端部には、該締結部材の係合状態でリヤクロスメンバ１３の下側から突出し、パワーユニット１５の後退移動時に前記後退力付加部材３１の先端部３１ａに干渉する干渉部分３２ａを設けてある。
【００３４】
干渉部分３２ａは、前記後退力付加部材３１の楔状尖端となった先端部３１ａを受容するように車両前方に向かって口を開く凹部形状３２ｂとなっている。
【００３５】
また、締結部材３２は、結合部２２に係合される際にその離脱方向、つまり抜出方向を車両後方に向かって下方に傾斜させてある。
【００３６】
以上の構成により本実施形態のサブフレーム１０にあっては、サイドフレーム１１，１１とリヤクロスメンバ１３とが、段継構造となった連結部２２に締結部材３２を係合することにより連結されており、非衝突時つまり通常時にはサイドフレーム１１，１１とフロントクロスメンバ１２とリヤクロスメンバ１３とによって井桁状に構成され、サブフレーム１０の剛性を高く維持することができる。
【００３７】
このため、サブフレーム１０によってパワーユニット１５を確実に支持できるとともに、このサブフレーム１０に図外のフロントサスペンションのサスペンションアームを取り付けた場合は、その支持剛性を高めて当初のサスペンション特性を発揮させることができる。
【００３８】
一方、車両が前面衝突して、図５に示すようにフロントサイドメンバ１６，１６を変形（軸圧壊）し、かつ、パワーユニット１５に所定値以上の前後方向荷重が作用してマウント部材２１によるパワーユニット１５の支持を解放し、該パワーユニット１５が後退移動すると、このパワーユニット１５に伴って後退力付加部材３１が後方移動して、その楔状尖端を成す先端部３１ａが締結部材３２の干渉部３２ａに干渉し、この締結部材３２を前記連結部２２から抜出させて離脱状態とする。
【００３９】
すると、リヤクロスメンバ１３はサイドフレーム１１，１１から容易に離脱するため、サブフレーム１０に搭載したパワーユニット１５はこのリヤクロスメンバ１３に邪魔されること無く円滑に後退移動する。
【００４０】
このとき、パワーユニット１５をマウント部材２０を介して支持しているサイドフレーム１１，１１は衝突により下方に屈曲するため、パワーユニット１５は後退移動しつつスムーズに落下し、フロントコンパートメント１４の潰れストロークを拡大、例えば、フロントサイドメンバ１６，１６の軸圧壊効果などを十分に発揮して、衝突エネルギーの吸収効率を高めることができる。
【００４１】
ところで、衝突時にリヤクロスメンバ１３を離脱させる離脱手段として、前記後退力付加部材３１と締結部材３２とによって構成したパワーユニット後退力感知機構３０を用いたので、衝突時に発生するパワーユニット１５の後退移動力で前記締結部材３２を離脱状態とすることができるため、通常走行時にリヤクロスメンバ１３に作用する荷重程度ではこのリヤクロスメンバ１３の離脱を防止できるため、パワーユニット１５の支持を確実に行うことができる一方、パワーユニット１５が後退移動する衝突時にはリヤクロスメンバ１３を確実に離脱させることができる。
【００４２】
また、このとき、後退力付加部材３１の先端部３１ａが締結部材３２の干渉部分３２ａに干渉して、この締結部材３２を機械的に離脱状態とすることができるため、衝突時の荷重を利用してリヤクロスメンバ１３を確実に離脱させることができる。
【００４３】
ところで、前記締結部材３２の離脱方向を車両後方に向かって下方に傾斜させたので、この締結部材３２の離脱方向を衝突時に後退移動するパワーユニット１５の移動方向と略一致させることができるため、衝突によるパワーユニット１５の後退力を効率良く締結部材３２の離脱力として利用することができ、この締結部材の離脱を円滑に行ってリヤクロスメンバ１３の離脱をより確実に行わせることができる。
【００４４】
また、後退力付加部材３１の先端部３１ａを楔状尖端とし、かつ、締結部材３２の干渉部分３２ａを車両前方に向かって口を開く凹部形状３２ｂとしたので、パワーユニット１５の後退移動に伴って後退力付加部材３１が後方移動する際、前記凹部形状３２ｂで前記先端部３１ａの楔状尖端を許容幅をもって捕捉することができる。
【００４５】
このため、衝突の角度によってパワーユニット１５の後退方向にずれが生じた場合にも、後退力付加部材３１を干渉部材３２ａに確実に干渉させることができてリヤクロスメンバ１３を確実に離脱させることができる。
【００４６】
ところで、本発明の車両のサブフレームは前記実施形態に例を取って説明したが、勿論これに限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の実施形態を採ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるサブフレームの平面図。
【図２】本発明の一実施形態におけるサブフレームの側面図。
【図３】本発明の一実施形態におけるパワーユニットとの位置関係を示すサブフレームの斜視図。
【図４】本発明の一実施形態における衝突前のパワーユニットとリヤクロスメンバとの関係を示す側面図。
【図５】本発明の一実施形態における衝突後のパワーユニットとリヤクロスメンバとの関係を示す側面図。
【符号の説明】
１０  サブフレーム
１１  サイドフレーム
１３  リヤクロスメンバ
１４  フロントコンパートメント
１５  パワーユニット
２０  マウント部材
２２  連結部
３０  パワーユニット後退力感知機構
３１  後退力付加部材
３１ａ  後退力付加部材の先端部
３２  締結部材
３２ａ  干渉部分
３２ｂ  凹部形状
【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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