説明

車両の車体構造

【課題】サブフレームにおいて十分に衝撃荷重を吸収可能であって、前方衝突時における車両全体での衝撃吸収性の高い車両の車体構造を提供する。
【解決手段】後端部がボディに固定され、前輪のサスペンションを支持するフロントサスペンションメンバ4と、ボディの前部から車両後方に延び、ボディの前部とフロントサスペンションメンバ4の前端部4cとを連結するサブフレーム10と、を備えた車両の車体構造において、サブフレーム10を、フロントサスペンションメンバ4に対して、サブフレーム10の図心Cより上方位置で固定する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両の車体構造に関し、フロントサスペンションメンバとボディ前部とを連結するサブフレームの固定構造に関する。
【背景技術】
【0002】
乗用車等の車両のボディ前下部には、車両左右方向に延び、前輪のサスペンションを支持するフロントサスペンションメンバが設けられている。フロントサスペンションメンバは、例えば後端部の左右2箇所をボディの一部(フロントサイドメンバ)に固定されている。
このような車両において、車両前方衝突時には、ボディ前部を積極的に潰れ変形させて、衝撃荷重を吸収するとともに、フロントサスペンションメンバとボディとの固定部を破断可能な構造として、フロントサスペンションメンバからボディ後部への衝撃荷重の伝達を防止する技術が開発されている(特許文献1)。
【0003】
また、剛性を高めるために、フロントサスペンションメンバとボディとを連結するサブフレームが設けられている車両が知られている。サブフレームは、例えば角型パイプ状に形成され、左右2箇所設けられており、ボディ前部とフロントサスペンションメンバの前端部との間を前後方向に延びるように配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平10−119825号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記のように、サブフレームを備えた車両では、車両前方衝突時にボディ前部に受けた衝撃荷重が、サブフレーム及びフロントサスペンションメンバを介してボディの後部に伝達してしまう。したがって、ボディ前部が潰れ変形可能であっても、車両全体としての車両前方衝突時での衝撃荷重の吸収性が低下してしまう虞がある。
そこで、サブフレームの強度を抑えてサブフレームも積極的に潰れ変形可能な構造とする方法が考えられる。しかしながら、上記のようなサブフレームでは、車両前方衝突時にボディ前部から入力した衝撃荷重によりサブフレームが後方に押されて座屈し、前後方向中央部でV字状に折り曲げられる可能性が高い。このように一端V字状に折り曲げられてしまうと、更に続けて衝撃荷重が前方から加えられた場合には、サブフレームにおいて衝撃荷重が殆ど吸収されなくなってしまう。即ち、サブフレームは、車両前方衝突時の初期に衝撃荷重を吸収可能であるものの、直ぐにその衝撃荷重の吸収効果が低下してしまう虞がある。
【0006】
また、上記特許文献1のようにフロントサスペンションメンバとボディとの固定部を破断可能な構造とする方法が考えられるが、このような構造では、サブフレームにおいて衝撃荷重が吸収されないので、ボディ前部を衝撃荷重が十分に吸収可能な形状にしなければならず、ボディの設計自由度が低下してしまうといった問題点がある。
本発明は、この様な問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、サブフレームにおいて十分に衝撃荷重を吸収可能であって、前方衝突時における車両全体での衝撃吸収性の高い車両の車体構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の目的を達成するために、請求項1の車両の車体構造は、車両の車体に固定され、前輪のサスペンションを支持するフロントサスペンションメンバと、フロントサスペンションメンバに固定されフロントサスペンションメンバから車体の前方へ延びる左右一対のサブフレームと、を備えた車両の車体構造であって、サブフレームは、フロントサスペンションメンバに対して、サブフレームの図心より上方位置で固定されることを特徴とする。
【0008】
また、請求項2の車両の車体構造は、請求項1において、サブフレームは、車両前方から車両後方へ向かうに連れて上下方向断面が小さくなるように形成されていることを特徴とする。
また、請求項3の車両の車体構造は、請求項1または2において、サブフレームに、当該サブフレームに沿って車両前後方向に延びる補強部材が備えられ、補強部材は、切り欠き部を有することを特徴とする。
【0009】
また、請求項4の車両の車体構造は、請求項3において、切り欠き部は、車両前後方向に離間して補強部材に複数個設けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
請求項1の発明によれば、サブフレームがフロントサスペンションメンバに対してサブフレームの図心より上方位置で固定されるので、車両前方衝突時に車体の前部から入力した車両後方に向かう衝撃荷重によってサブフレームが座屈した場合、サブフレームとフロントサスペンションメンバとの固定位置付近でサブフレームが下方側に突出するように折り曲げられる。したがって、サブフレームの座屈時の折り曲げ位置や折り曲げ方向をコントロールすることが可能となり、車両前方衝突時にサブフレームで衝撃荷重を十分に吸収できるように設定して、車両全体での衝撃吸収性を向上させることが可能となる。
【0011】
また、請求項2の発明によれば、サブフレームは、車両前方から車両後方へ向かうに連れて上下方向断面が小さくなるように形成されているので、車両前方の部位より車両後方の部位が曲がり易い構造となる。したがって、車体の前部からサブフレームの前部に後方へ向かって連続的に衝撃荷重が入力しても、サブフレームは車両後方の部位から続けて巻き込むように屈曲し、持続的に衝撃荷重を吸収することが可能となる。
【0012】
また、請求項3の発明によれば、補強部材の切り欠き部で、サブフレームが曲り易くなるので、サブフレームの座屈時に屈曲位置を容易にかつ正確に設定することができる。
また、請求項4の発明によれば、サブフレームに切り欠き部が車両前後方向に離間して複数個設けられるので、サブフレームの屈曲位置を任意に複数設定することができ、車両前方衝突時にサブフレームを段階的に異なる位置で屈曲させて、衝撃荷重をより持続的に吸収させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の実施形態に係るボディの構造を示す側面図である。
【図2】車両前部のボディの構造を示す下面図である。
【図3】サブフレームとフロントサスペンションメンバとの固定部の構造を示す側面図である。
【図4】車両前方衝突時におけるサブフレームの変形状態の推移を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る車両前部のボディ2(車体)の構造を示す側面図である。
図1、2に示すように、本実施形態の車両1は、ボディ2の前下部に、前輪3のサスペンションを支持するフロントサスペンションメンバ4が設けられている。フロントサスペンションメンバ4は、車両左右方向に延びた略長方形の厚板状に形成されており、4つの角部が夫々前後左右方向外方に突出するように形成されている。
【0015】
フロントサスペンションメンバ4は、後方に突出する2箇所の後端部4aでボルト5によってボディ2に固定されるともに、前後方向中央部の左右2箇所で上方に突出するように設けられたステー4bを介してボディ2の下面に固定されている。
また、車両1には、フロントサスペンションメンバ4の前端部4cとボディ前部2aとを連結するサブフレーム10が2個備えられている。サブフレーム10は、断面L字型の部材に、サブフレーム10に沿って前後方向に延びるリンフォース(補強部材)11を溶接して角柱状に形成されており、ボディ前部2aからフロントサスペンションメンバ4の前端部4cに向けて車両後方に延びるように配置されている。
【0016】
また、ボディ2は、フロントサスペンションメンバ4との固定位置より前側の部位が後側の部位より比較的潰れ易い構造となっており、車両前方衝突時にボディ前部2aに衝撃荷重が入力したときに、ボディ2の前部が潰れ変形して衝撃荷重を吸収し、ボディ2の後部への衝撃荷重の伝達が抑制される構造となっている。
図3は、サブフレーム10とフロントサスペンションメンバ4との固定部の構造を示す拡大側面図である。
【0017】
図3に示すように、サブフレーム10の後端部とフロントサスペンションメンバ4の前端部4cとは、ボルト12によって固定されている。サブフレーム10の後端部は、サブフレーム10の上壁10aが後方に突出するように形成されており、この上壁10aの突出部10bにナット13が溶接して固定されている。
一方、フロントサスペンションメンバ4の前端部4cには、前方に延びる板状の突出部4dが設けられている。フロントサスペンションメンバ4の突出部4dにはボルト穴が設けられている。そして、フロントサスペンションメンバ4の突出部4dとサブフレーム10の突出部10bとを上下に重ね合わせて、ボルト12をナット13に螺合することで、フロントサスペンションメンバ4とサブフレーム10とが固定されている。
【0018】
特に、本実施形態では、サブフレーム10の後端部の突出部10bは、サブフレーム10の上壁10aから突出しており、サブフレーム10の突出部10bの位置、即ちフロントサスペンションメンバ4との固定位置がサブフレーム10の図心Cよりも上方にオフセットして配置されている。
また、サブフレーム10は、車両前方から車両後方へ向かうに連れて上下方向断面が小さくなるように形成されている。更に、サブフレーム10に設けられたリンフォース11には、前後方向に離間して複数箇所の切り欠き部15が設けられている。
【0019】
以上のような構造により、本実施形態では、ボディ2の前部に後方へ向けて荷重が入力したときに、ボディ2自体を荷重が伝達するとともに、サブフレーム10及びフロントサスペンションメンバ4を介してボディ後部に荷重が伝達する。したがって、車両前方衝突時のように、衝撃荷重が入力してボディ2の前部が潰れ変形したときに、サブフレーム10に対しても前から後方に向けて衝撃荷重が作用して、サブフレーム10が座屈するように潰れ変形する。これにより、ボディ2の前部だけでなく、サブフレーム10によっても衝撃荷重が吸収されるので、ボディ2の後部への衝撃荷重の伝達が抑えられてボディ2の後部の潰れを抑制し、車両1の後部に設けられる車室内の乗員を確実に保護することができる。
【0020】
図4は、車両前方衝突時におけるサブフレーム10の変形状態の推移を示す説明図である。
上記のように、本実施形態では、サブフレーム10とフロントサスペンションメンバ4との固定位置がサブフレーム10の上下方向の図心Cよりも上方に位置しているので、ボディ前部2aからサブフレーム10に後方へ向かうように衝撃荷重が入力すると、図4に示すようにサブフレーム10が座屈して変形して行く。
【0021】
詳しくは、ボディ2の前部2aから入力した衝撃荷重によって、サブフレーム10は後端部、即ちフロントサスペンションメンバ4との固定位置に近接した位置で下方側に突出するように折り曲げられる。このように、サブフレーム10の座屈時の折り曲げ位置や折り曲げ方向をコントロールすることが可能となるので、車両前方衝突時にサブフレーム10で衝撃荷重を十分に吸収できるようにサブフレーム10の形状を設定して、車両全体での衝撃吸収性を向上させることが可能となる。
【0022】
特に、サブフレーム10は、車両前方から車両後方へ向かうに連れて上下方向断面が小さくなるように形成されているので、車両前方の部位より車両後方の部位が曲がりやすい構造となっている。したがって、ボディ前部2aから連続的に衝撃荷重が入力した場合、図4に示すように、サブフレーム10は後端部から続けて下方側に巻き込むように屈曲し、持続的に衝撃を吸収することが可能となる。
【0023】
更に、サブフレーム10に設けられたリンフォース11には、切り欠き部15が設けられているので、この切り欠き部15においてサブフレーム10が曲がり易い構造となっている。したがって、サブフレーム10の座屈時に屈曲位置を容易にかつ正確に設定することができる。特に、切り欠き部15が車両前後方向に離間して複数設けられているので、サブフレーム10の屈曲位置を任意に複数設定することができ、車両前方衝突時にサブフレーム10を段階的に異なる位置で屈曲させて、衝撃荷重をより持続的に吸収することが可能となる。
【0024】
なお、本発明は上記実施形態に限定するものではなく、ボディ前部2aとフロントサスペンションメンバ4とを連結するサブフレーム10を有する車両であれば、広く本発明を適用する事が可能である。
【符号の説明】
【0025】
1 車両
2 ボディ
4 フロントサスペンションメンバ
10 サブフレーム
12 ボルト
11 リンフォース
15 切り欠き部
C 図心

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の車体に固定され、前輪のサスペンションを支持するフロントサスペンションメンバと、
前記フロントサスペンションメンバに固定され前記フロントサスペンションメンバから前記車体の前方へ延びる左右一対のサブフレームと、を備えた車両の車体構造であって、
前記サブフレームは、前記フロントサスペンションメンバに対して、前記サブフレームの図心より上方位置で固定されることを特徴とする車両の車体構造。
【請求項2】
前記サブフレームは、前記車両前方から前記車両後方へ向かうに連れて上下方向断面が小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の車両の車体構造。
【請求項3】
前記サブフレームに、当該サブフレームに沿って前記車両前後方向に延びる補強部材が備えられ、
前記補強部材は切り欠き部を有することを特徴とする請求項1または2に記載の車両の車体構造。
【請求項4】
前記切り欠き部は、車両前後方向に離間して前記補強部材に複数個設けられることを特徴とする請求項3に記載の車両の車体構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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