特許 5954203 車両の前部車体構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5954203

(24)【登録日】2016年6月24日

(45)【発行日】2016年7月20日

(54)【発明の名称】車両の前部車体構造

(51)【国際特許分類】

   B62D 21/00 20060101AFI20160707BHJP

【ＦＩ】

   B62D21/00 A

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-14576(P2013-14576)

(22)【出願日】2013年1月29日

(65)【公開番号】特開2014-144714(P2014-144714A)

(43)【公開日】2014年8月14日

【審査請求日】2015年3月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067747

【弁理士】

【氏名又は名称】永田 良昭

(74)【代理人】

【識別番号】100121603

【弁理士】

【氏名又は名称】永田 元昭

(74)【代理人】

【識別番号】100141656

【弁理士】

【氏名又は名称】大田 英司

(72)【発明者】

【氏名】大谷 隆広

(72)【発明者】

【氏名】石川 靖

(72)【発明者】

【氏名】金本 俊介

【審査官】 川村 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−１１４８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１２７８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３７８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６２１５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６２Ｄ １７／００ − ２５／０８

Ｂ６２Ｄ ２５／１４ − ２９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両前部において前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームと、
該フロントサイドフレームの下方に配設されてサスペンションを支持するとともに、上記フロントサイドフレームの下方においてサブフレーム本体から車両前方に延びる左右一対の延長部を有するサブフレームとを備えた車両の前部車体構造であって、
上記延長部は、その前端の長手方向に直交する向きの断面と、後端の長手方向に直交する向きの断面とが、上下方向で少なくとも部分的に重複するよう構成されており、
上記サブフレーム本体は、上面を構成するアッパ部材と、下面を構成するロア部材とから構成されており、少なくともその後端において締結部材により車体に締結される締結部を有し、
上記サブフレームの少なくともアッパ部材には、上記締結部に対して車幅方向に隣接した位置に、他の部位より剛性の低い低剛性部が形成され、
上記低剛性部は、上記アッパ部材の上面から下方に折り曲げられた折り曲げ部が形成され、
上記サブフレームには、上記延長部に沿って車両前方から上記サブフレームの後端に伝達される衝突荷重を、上記低剛性部と車幅方向においてオフセットした位置に伝達させる荷重伝達部が設けられた
車両の前部車体構造。

【請求項2】

上記低剛性部は、車両前後方向に沿って形成されている
請求項１記載の車両の前部車体構造。

【請求項3】

上記締結部材は、ボルト及びナットにより構成され、
該ボルト及びナットにより、上記サスペンションの一部を、上記締結部とともに上記車体に共締め固定した
請求項１または２に記載の車両の前部車体構造。

【請求項4】

上記サブフレーム本体または上記締結部が締結される上記車体の一方には、ピンと、該ピン近傍に位置する上記締結部材の挿通孔とが設けられ、
他方には、上記ピンが挿通される開孔と、該開孔近傍に位置する上記締結部材の挿通孔とが設けられている
請求項１〜３の何れか一項に記載の車両の前部車体構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、車両前部において前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームと、該フロントサイドフレームの下方に配設されてサスペンションを支持するサブフレームとを備えた車両の前部車体構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両の前面衝突時において、フロントサイドフレームの変形により衝突エネルギを吸収するものが知られている。また、フロントサイドフレームの下方にサスペンションやステアリング機構、パワートレイン等を支持するサブフレームを設けて、該サブフレーム本体から車両前方に延びる延長部を形成し、サブフレームにて補助的な衝突エネルギ吸収を行う構造が知られている。

【0003】

また、サブフレームを備えた構造では、サブフレームが車両の前面衝突時にフロントサイドフレームの変形を阻害しないように、衝突中期から後期にかけてサブフレーム後端を車体から離脱させるよう構成することが望ましい。そこで、従来、サブフレームの後端付近を車幅方向に折り曲げて締結部材（ボルト）を引き抜くべく、サブフレーム後端を車体へ締結する締結部の直前に、車幅方向に延びる脆弱部を形成したものが知られている（下記特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−１６２１５８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、上記特許文献１に開示された構造において、サブフレームの延長部により補助的な衝突エネルギ吸収を行うことが考えられる。上記特許文献１では、サブフレームの延長部の前端位置と後端位置の高さ位置が大きく異なっていることから、車両の前面衝突時には、サブフレームの折れ曲がりによって補助的な衝突エネルギ吸収を行うことが可能になっている。しかしながら、サブフレームの折れ曲がりによる衝突エネルギ吸収では、十分なエネルギ吸収量が得られないという問題があった。

【0006】

特に、小型車は、フロントノーズが短く、衝突時の変形ストロークが不足しがちになるために、エネルギ吸収量が不十分となる虞があり、それ故、サブフレームによる衝突エネルギ吸収の依存度が高くなるという事情がある。従って、上記特許文献１に開示された構造を小型車に適用した場合には、十分なエネルギ吸収量が得られないという上述の問題がより顕著であった。

【0007】

また、車両の前面衝突時に、サブフレームの後端を車体から離脱させる上記特許文献１の構造を小型車に適用することが考えられる。しかしながら、小型車は、上述のように一般的にフロントノーズが短く、ダッシュパネルより車両前方のパワートレイン収容空間に制約があること、また小型車の特長である小型軽量という特長を生かすために、部品点数の削減等によって軽量化を追求しようとするケースが多い等の事情により、上記締結部のスペースが限られ、車幅方向に延びる上記脆弱部を形成できない場合があった。

【0008】

この発明は、フロントサイドフレームとサブフレームの延長部とにより前面衝突時のエネルギ吸収量を確保しつつ、車幅方向に延びる脆弱部を形成できない場合でも、前面衝突時において、サブフレーム後端の車体からの離脱を実現可能とする車両の前部車体構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この発明による車両の前部車体構造は、車両前部において前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレームと、該フロントサイドフレームの下方に配設されてサスペンションを支持するとともに、上記フロントサイドフレームの下方においてサブフレーム本体から車両前方に延びる左右一対の延長部を有するサブフレームとを備えた車両の前部車体構造であって、上記延長部は、その前端の長手方向に直交する向きの断面と、後端の長手方向に直交する向きの断面とが、上下方向で少なくとも部分的に重複するよう構成されており、上記サブフレーム本体は、上面を構成するアッパ部材と、下面を構成するロア部材とから構成されており、少なくともその後端において締結部材により車体に締結される締結部を有し、上記サブフレームの少なくともアッパ部材には、上記締結部に対して車幅方向に隣接した位置に、他の部位より剛性の低い低剛性部が形成され、上記低剛性部は、上記アッパ部材の上面から下方に折り曲げられた折り曲げ部が形成され、上記サブフレームには、上記延長部に沿って車両前方から上記サブフレームの後端に伝達される衝突荷重を、上記低剛性部と車幅方向においてオフセットした位置に伝達させる荷重伝達部が設けられたものである。

【0010】

この構成によれば、延長部において、その前端の長手方向に直交する向きの断面と、後端の長手方向に直交する向きの断面とを、上下方向で少なくとも部分的に重複させて、サブフレームをストレート化することにより、該サブフレームを軸圧縮に寄与させることができる。このため、延長部によって補助的な衝突エネルギ吸収を行うことができる。

【0011】

そして、サブフレームの少なくともアッパ部材における、締結部に対して車幅方向に隣接した位置に、他の部位より剛性の低い低剛性部を形成するとともに、該低剛性部と車幅方向においてオフセットした位置に衝突荷重を伝達させる荷重伝達部を設けることで、サブフレームの後端に車幅方向に延びる脆弱部を形成できない場合であっても、車両の前面衝突時にサブフレームを軸圧縮させる衝突荷重を利用してサブフレームの後端を変形させ、該後端を車体から離脱させることができる。

【0012】

しかも、上記サブフレーム本体は、上面を構成するアッパ部材と、下面を構成するロア部材とから構成されており、上記低剛性部は、上記締結部を避けた位置に、上記アッパ部材の上面から下方に折り曲げられた折り曲げ部を形成することにより構成されるものであるから、締結部を避けた位置に、アッパ部材の上面から下方に折り曲げられた折り曲げ部を形成することで、サブフレームの一部に剛性差を生じさせることができ、この剛性差が生じた部位によって低剛性部を構成することができる。この場合、アッパ部材の上面を折り曲げるだけで低剛性部を構成できるため、部品の追加が不要となり、全体の重量増加を抑制することができる。

【0013】

この発明の一実施態様においては、上記低剛性部は、車両前後方向に沿って形成されているものである。

【0014】

この構成によれば、サブフレームの後端における締結部のスペースが限られている場合であっても、低剛性部を容易にレイアウトすることができる。

【0015】

この発明の一実施態様においては、上記締結部材は、ボルトおよびナットにより構成され、該ボルトおよびナットにより、上記サスペンションの一部を、上記締結部とともに上記車体に共締め固定したものである。

【0016】

この構成によれば、ボルトおよびナットにより、サスペンションを締結部とともに車体に共締め固定したことで、サスペンションを固定する部材、およびサブフレーム後端を固定する部材を個別に設ける必要がない。このため、全体の軽量化を図ることができる。そして、車輪を支持するために元々高い剛性を有するサスペンションを共締め固定することで、締結部の剛性を可及的に高めることができる。このため、車両の前面衝突時における低剛性部の変形を促進することができる。

【0017】

この発明の一実施態様においては、上記サブフレーム本体または上記締結部が締結される上記車体の一方には、ピンと、該ピン近傍に位置する上記締結部材の挿通孔とが設けられ、他方には、上記ピンが挿通される開孔と、該開孔近傍に位置する上記締結部材の挿通孔とが設けられているものである。

【0018】

この構成によれば、通常時には、ピンの開孔への嵌合により、挿通孔の周囲の支持剛性を確保できる。
一方、車両の前面衝突時には、ピンの移動によって開孔を拡開させることにより、挿通孔の周囲の支持剛性を低下させることができ、締結部材を車体から引き抜くために必要な荷重を低く抑えることができる。このため、サブフレームを車体から離脱させるのに必要な荷重を低減できる。

【発明の効果】

【0019】

この発明によれば、フロントサイドフレームとサブフレームの延長部とにより前面衝突時のエネルギ吸収量を確保しつつ、車幅方向に延びる脆弱部を形成できない場合でも、前面衝突時において、サブフレーム後端の車体からの離脱を実現可能とする車両の前部車体構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態に係る車両の前部車体構造を示す側面図。

【図2】サブフレームを示す斜視図。

【図3】サブフレームを示す平面図。

【図4】サブフレーム後端を示す要部拡大斜視図。

【図5】締結部を示す断面図。

【図6】締結部が締結される車体側の部位を示す平面図。

【図7】車両の前面衝突時のサブフレームの変形挙動について解析した結果を示す斜視図。

【図8】車両の前面衝突時のサブフレームの変形挙動について解析した結果を示す側断面図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。
図１は、本発明の実施形態に係る車両Ｖの前部車体構造を示す側面図であり、本実施形態に係る車両Ｖは、フロントノーズが短く設定された小型車である。また、車両Ｖは、その前部において、図１に示すように、前後方向に延びる左右一対のフロントサイドフレーム１（図１では左側のみを示す）と、該フロントサイドフレーム１の前端に連接する上側クラッシュカン２と、該上側クラッシュカン２を車幅方向に連接するバンパーレインフォースメント３と、フロントサイドフレーム１の下方に配設されるサブフレーム４と、サスペンションの一部を構成する左右一対のロアアーム５（図１では左側のみを示す）とを備えている。

【0022】

フロントサイドフレーム１は、車両の前後方向に延びる閉断面形状の筒状体で構成されており、その前端には、フランジ６および上側クラッシュカン２側のフランジ７を介して上側クラッシュカン２が取り付けられている。

【0023】

上側クラッシュカン２は、車両前後方向に延びる閉断面形状の筒状体で構成され、フロントサイドフレーム１の前部に連接している。また、バンパーレインフォースメント３は、車両前方側が開放した断面ハット形状のバンパーレイン本体（図示せず）と、該バンパーレイン本体の前部に接合されたクロージングプレート（図示せず）とにより、略台形の閉断面が形成された円弧状部材であり、左右の上側クラッシュカン２の前端を車幅方向に連結している。

【0024】

また、フロントサイドフレーム１の底面には、後述するサブフレーム４の前端が前端支持部材８およびフランジ６を介して連結されるとともに、サブフレーム４の車両前後方向の中間部が、中間支持部材９を介して上部の締結部材１０（図４参照）により連結されている。

【0025】

また、フロントサイドフレーム１の車両後方には、エンジン等のパワートレインを収容する収容空間と車室とを仕切るダッシュパネル１１が配設され、このダッシュパネル１１の前面には、フロントサイドフレーム１の後端が接続されている。そして、ダッシュパネル１１の下部には、フロントサイドフレーム１の後端から車両前後方向に延びるフロアフレーム１２が配設されている。このフロアフレーム１２の下部には、側面視でクサビ状をなすガセット１３が接合固定され、フロアフレーム１２とガセット１３とにより閉断面を形成している。上述したサブフレーム４の後端は、後端支持部材１４を介して車体側のフロアフレーム１２およびガセット１３に連結されている。

【0026】

サブフレーム４は、図１〜図５に示すように、左右一対の前後メンバ４１と、前後メンバ４１の前部を車幅方向に連結するフロントクロスメンバ４２と、前後メンバ４１の後端を車幅方向に連結するサスペンションクロスメンバ４３（以下、サスクロス４３という。）とで井桁状に構成されている。

【0027】

前後メンバ４１およびサスクロス４３は、それぞれ上面を構成するアッパ部材４１Ａ、４３Ａと、下面を構成するロア部材４１Ｂ、４３Ｂとの接合により、中空状に形成されており、このうち、前後メンバ４１は、車両前後方向に延びる閉断面形状の筒状体で構成されている。

【0028】

また、サブフレーム４は、前後メンバ４１の後部とサスクロス４３とからなるサブフレーム本体から車両前方に延設される閉断面形状の延長部４４を有している。前後メンバ４１では、その後部に後述するロアアーム取り付け部４１ａが形成されており、上述した延長部４４は、前端支持部材８の後方において、ロアアーム取り付け部４１ａより車両前方に延設された前後メンバ４１の前部により形成されている。

【0029】

本実施形態では、図１〜図３に示すように、延長部４４の前端の車両前後方向（長手方向）に直交する向きの断面が、延長部４４の後端の車両前後方向に直交する向きの断面と正面視で少なくとも部分的に重複している。これにより、延長部４４の前端の上記断面と、後端の上記断面とが、上下方向で少なくとも部分的に重複するよう構成されている。

【0030】

一方、前後メンバ４１のうち、ロアアーム取り付け部４１ａより車両後方の部位、つまり前後メンバ４１の後部は、図２〜図４に示すように、平面視で車両後方かつ車幅方向内側に向かって斜めに傾斜している。

【0031】

また、サブフレーム４では、前後メンバ４１の前端が、図２、図３に示すように平面視でコ字状をなしており、車幅方向中間部の凹部４１ｂには、前端支持部材８が接合固定されている。そして、前端支持部材８には、図１に示すように、下側クラッシュカン１５が、プレート状のフランジ１６を介して前端支持部材８の下部に取り付けられている。

【0032】

下側クラッシュカン１５は、上面を構成するアッパ部材１５Ａと下面を構成するロア部材１５Ｂとにより、四角錘台状に形成されており、その後端がそれぞれフランジ１６に接合固定されている。そして、フランジ１６が締結部材１７によって前端支持部材８の前面に締結されることで、下側クラッシュカン１５が、フランジ１６を介して前端支持部材８に取り付けられている。これにより、車両前方から入力される衝突荷重に対して圧縮変形可能とされている。

【0033】

また、サブフレーム４（サブフレーム本体）は、その後端に締結部４５を有しており、この締結部４５が、締結部材を構成するボルト１８によりガセット１３に締結されている。

【0034】

締結部４５は、図１〜図５に示すように、サスクロス４３のアッパ部材４３Ａおよびロア部材４３Ｂが車幅方向外側に突出することにより構成され、締結部４５では、アッパ部材４３Ａとロア部材４３Ｂとの間に、車両前方および車幅方向外側に開口する開口部４６が形成されている。そして、アッパ部材４３Ａおよびロア部材４３Ｂのうち、締結部４５を形成する部位には、図２に示すように、ボルト１８を挿通するための挿通孔４３ａ、４３ｂが穿設され、該挿通孔４３ａ、４３ｂが、上下方向に重なるように配置されている。

【0035】

また、サスクロス４３では、締結部４５を避けた車両前方の位置に、アッパ部材４３Ａの上面から下方に折り曲げられた折り曲げ部４３ｃが形成され、この折り曲げ部４３ｃの下端が、ロア部材４３Ｂに接合されている。

【0036】

また、折り曲げ部４３ｃと締結部４５とに挟まれた領域では、折り曲げ部４３ｃと開口部４６とによって剛性差が生じている。そして、この剛性差により、締結部４５に対して車幅方向内側に隣接した部位が、他の部位よりも剛性が低い低剛性部４７となっている。この低剛性部４７は、開口部４６の形状により、車両前後方向に沿うように形成されている。

【0037】

また、締結部４５の車両後方では、挿通孔４３ａ、４３ｂの車両後方に基準ピン１９が取り付けられている。基準ピン１９は、その先端部が略円錐状をなして上方に突出しており、ガセット１３側を指向している。

【0038】

ここで、ロアアーム５は、図３、図４に示すように、車幅方向内側に凸設する略弓形状に形成され、その前端には、図１、図３に示すように、車輪を支持するナックルアーム（図示せず）に連結されるボールジョイント５１が設けられ、長手方向中間部には、図３、図４に示すように、車幅方向内側に突出する支持アーム５２が延設されている。そして、支持アーム５２の先端には、前部連結部５３が取り付けられ、この前部連結部５３が、ロアアーム取り付け部４１ａに対して揺動可能に連結支持されている。

【0039】

また、ロアアーム５の後端は、図１、図３〜図５に示すように、開口部４６からアッパ部材４３Ａとロア部材４３Ｂとの間に差し込まれるようにして締結部４５に配設されている。

【0040】

そして、ロアアーム５の後端には、図１、図４、図５に示すように、後端支持部材１４が取付けられている。後端支持部材１４は、図５に示すように、アッパ部材４３Ａの上面とロア部材４３の下面との間に固定された内筒１４１、ロアアーム５の後端に固定された外筒１４２、および内筒１４１と外筒１４２との間に挟まれるように配設された環状のラバー部材１４３により構成されており、内筒１４１の中空部が挿通孔４３ａ、４３ｂと上下方向に重なるように配置されている。

【0041】

また、車体側では、図５、図６に示すように、内筒１４１の中空部および挿通孔４３ａ、４３ｂの位置に対応して、ガセット１３の下面に、車両前後方向に対して斜めに傾斜する長穴形状の挿通孔１３ａが穿設されるとともに、フロアフレーム１２にも、挿通孔１２ａが穿設されている。この挿通孔１２ａには、ボルト１８とともに締結部材を構成するパイプ状のウェルドナット２０が挿通されており、このウェルドナット２０は、ガセット１３の下面、およびフロアフレーム１２の挿通孔１２ａによって、座面が挿通孔１３ａの周囲に配置されるように固定されている。

【0042】

本実施形態では、ボルト１８が、挿通孔１３ａ、４３ａ、４３ｂ、および後端支持部材１４の内筒１４１の中空部に挿通され、ウェルドナット２０に締め付けられることにより、ロアアーム５の後端が、締結部４５とともに車体に共締め固定されている。このように、締結部４５とともに車体に共締め固定された共締め固定状態では、ロアアーム５の後端が、後端支持部材１４のラバー部材１４３により、締結部４５に対して弾性支持されている。

【0043】

ところで、内筒１４１の中空部の孔径は、ボルト１８の径よりも大きく設定されており、上述した共締め固定状態では、内筒１４１とボルト１８との間に、図５に示すような隙間Ｇが形成されている。

【0044】

また、フロアフレーム１２およびガセット１３には、図５、図６に示すように、基準ピン１９と対応する位置に開孔１２ｂおよび基準孔１３ｂが穿設されている。

【0045】

これら開孔１２ｂおよび基準孔１３ｂのうち、基準孔１３ｂは、その孔径が基準ピン１９の径と略同じに設定され、上述した共締め固定状態では、略隙間なく基準ピン１９と嵌合するようになっている。従って、本実施形態では、上述した隙間Ｇが、基準孔１３ｂと基準ピン１９との隙間よりも大きく設定されている。

【0046】

ここで、基準ピン１９および基準孔１３ｂは、車体に対するサブフレーム４の位置決め用の基準ピン、基準孔として利用される。具体的には、サブフレーム４を車体に取付ける作業を行う際、基準ピン１９を車体側のガセット１３の基準孔１３ｂに嵌合させることにより、締結部４５の車体に対する位置決めを行うことができ、ひいてはサブフレーム４の車体に対する位置決めを適切に行うことができるようになっている。

【0047】

次に、図７、図８をさらに参照しながら、本実施形態に係る車両Ｖが前面衝突した時のサブフレーム４の変形挙動について説明する。
本発明者は、図１〜図６に示す前部車体構造を開発するにあたり、車両Ｖが前面衝突した時のサブフレーム４の変形挙動についてＣＡＥ解析を行った。図７、図８は、車両Ｖが前面衝突した時のサブフレーム４の変形挙動を解析した結果を示すものであり、図７（ａ）は、衝突初期、図７（ｂ）、図８は、衝突中期、図７（ｃ）は、衝突後期を示している。なお、図７では、図示の便宜上、中間支持部材９を締結する締結部材１０の図示を省略している。

【0048】

先ず、車両Ｖが前面衝突した直後の衝突初期では、フロントサイドフレーム１の前端に設けられた上側クラッシュカン２が衝突荷重によって圧縮変形する。そして、上側クラッシュカン２の圧縮変形によっても吸収されない衝突荷重は、フロントサイドフレーム１に入力される。このとき、フロントサイドフレーム１が上記衝突荷重によって軸圧縮され、主にこのフロントサイドフレーム１の軸圧縮により、衝突エネルギが吸収される。

【0049】

一方、サブフレーム４では、図７（ａ）に示すように、サブフレーム４（前後メンバ４１）の前端に設けられた下側クラッシュカン１５が衝突荷重によって圧縮変形する。そして、下側クラッシュカン１５の圧縮変形によっても吸収されない衝突荷重は、サブフレーム４に入力される。このとき、延長部４４の前端の上記断面と後端の上記断面とが、上下方向で少なくとも部分的に重複するよう構成されているため、延長部４４は、上記衝突荷重によって、図７（ａ）に示すように軸圧縮され、主にこの延長部４４の軸圧縮により、補助的な衝突エネルギ吸収が行われる。

【0050】

このようにして、延長部４４が軸圧縮すると、上記衝突荷重は、図７に太矢印αで示すように、前後メンバ４１の後部に沿って車両後方かつ車幅方向内側に伝達される。そして、この衝突荷重は、低剛性部４７と車幅方向内側にオフセットした位置に伝達される。本実施形態では、前後メンバ４１の後部が、上記衝突荷重を低剛性部４７と車幅方向にオフセットした位置に伝達させる荷重伝達部として機能している。

【0051】

このとき、延長部４４が軸圧縮していることで、低剛性部４７を含むサブフレーム４の後端には、車両前方から大きな荷重が作用し、低剛性部４７では、図示のような谷折れ変形が発生する。また、低剛性部４７と車幅方向にオフセットした位置に上記衝突荷重が伝達、作用することで、谷折れ変形がより促進されるようになっている。締結部４５では、この低剛性部４７の谷折れ変形に伴い、図７、図８に示すように、これが前傾するような変形が発生する。

【0052】

車両Ｖの衝突がさらに進行すると、図７（ｂ）に示すように、延長部４４の軸圧縮が進行し、また、低剛性部４７においては、図７（ｂ）および図７（ｃ）に破線βで示すような、車両前後方向に対して斜め方向の折れ線に沿った谷折れ変形が進行することになり、この低剛性部４７の谷折れ変形の進行に伴って、締結部４５がさらに前傾する。

【0053】

ここで、締結部４５の前傾、および、ロアアーム５を介して車両後方に伝達される衝突荷重により、締結部４５では、ボルト１８や基準ピン１９が車両後方に押圧される。本実施形態では、ボルト１８と後端支持部材１４の内筒１４１との間に隙間Ｇが形成されていることにより、図８に示すように、内筒１４１を含む締結部４５が車両後方に移動可能となる。また、内筒１４１と、サスクロス４３のアッパ部材４３Ａおよびロア部材４３Ｂとの間の摩擦により、内筒１４１の車両後方への移動に伴って、締結部４５が車両後方に移動する。

【0054】

このため、基準ピン１９は、図８に示すように、ガセット１３の基準孔１３ｂを拡開しながら後方に移動することができる。その後、基準ピン１９が後方へ移動すると、ボルト１８と内筒１４１の前部とが接触する。

【0055】

このようにして、基準ピン１９が基準孔１３ｂを拡開すると、ガセット１３では、基準孔１３ｂの近傍に位置する挿通孔１３ａの周囲の支持剛性が著しく低下することとなる。

【0056】

このとき、締結部４５が前傾するような変形をしていることにより、ボルト１８には、その下端を上方かつ後方へ変位させる方向に回転モーメントが発生する。そして、ボルト１８、ウェルドナット２０は、その下端部が後方かつ上方に向かうように回動し始める。

【0057】

車両Ｖの衝突がさらに進行すると、ロアアーム５が前後メンバ４１の後部に当接してこれを車両後方に押圧する。これにより、図７（ｃ）に示すように、低剛性部４７の谷折れ変形および締結部４５の前傾が促進され、ひいてはボルト１８、ウェルドナット２０の回動も促進される。そして、サブフレーム４の後端とガセット１３との接触部が支点となり、ボルト１８およびウェルドナット２０を、所謂てこの原理によって下方かつ後方に引き抜こうとするねじり荷重が発生する。

【0058】

このとき、挿通孔１３ａの周囲では、既に基準ピン１９がガセット１３の基準孔１３ｂを拡開していることによって支持剛性が低下しているため、上述したねじり荷重が作用すると、挿通孔１３ａはその長手方向に沿って大きく変形、拡開することとなる。このため、衝突後期においては、ボルト１８、ウェルドナット２０が挿通孔１３ａをすり抜けるか、あるいは挿通孔１３ａの周囲が千切れて、サブフレーム４の後端が車体（フロアフレーム１２およびガセット１３）から離脱する。

【0059】

本発明者は、鋭意研究の結果、図７、図８に示す解析結果から、上記特許文献１に開示された車幅方向に延びる脆弱部を形成しなくても、サブフレーム４の後端の車体からの離脱を実現できることを見出した。すなわち、上述のように、小型車においてフロントサイドフレーム１のみならず、サブフレーム４の延長部４４でも軸圧縮による衝突エネルギ吸収機能を持たせるようにすれば、延長部４４の軸圧縮によりサブフレーム４の後端に作用する荷重は、延長部の折れ曲がりによって衝突エネルギを吸収する上記特許文献１の場合に比べて大きくなり、結果として、脆弱部を車幅方向に沿って形成しなくとも、サブフレーム４の後端を確実に車体から離脱させることができる、という知見を得た。

【0060】

本実施形態では、上述したように、延長部４４において、その前端の長手方向に直交する向きの断面と、後端の長手方向に直交する向きの断面とを、上下方向で少なくとも部分的に重複させて、サブフレーム４をストレート化することにより、該サブフレーム４を軸圧縮に寄与させることができる。このため、延長部４４によって補助的な衝突エネルギ吸収を行うことができる。

【0061】

そして、サブフレーム４の少なくとも上面における、締結部４５に対して車幅方向に隣接した位置に、他の部位より剛性の低い低剛性部４７を形成するとともに、該低剛性部４７と車幅方向においてオフセットした位置に衝突荷重を伝達させる荷重伝達部（前後メンバ４１の後部）を設けることで、サブフレーム４の後端に車幅方向に延びる脆弱部を形成できない場合であっても、車両Ｖの前面衝突時にサブフレーム４を軸圧縮させる衝突荷重を利用してサブフレーム４の後端を変形させ、該後端を車体から離脱させることができる。

【0062】

また、低剛性部４７を車両前後方向に沿って形成することで、サブフレーム４の後端における締結部４５のスペースが限られている場合であっても、低剛性部４７を容易にレイアウトすることができる。

【0063】

また、締結部４５を避けた位置に、アッパ部材４３Ａの上面から下方に折り曲げられた折り曲げ部４３ｃを形成することで、サブフレーム４の一部に剛性差を生じさせることができ、この剛性差が生じた部位によって低剛性部４７を構成することができる。この場合、アッパ部材４３の上面を折り曲げるだけで低剛性部４７を構成できるため、部品の追加が不要となり、全体の重量増加を抑制することができる。

【0064】

また、ボルト１８およびウェルドナット２０により、ロアアーム５を締結部４５とともに車体に共締め固定したことで、ロアアーム５を固定する部材、およびサブフレーム４の後端を固定する部材を個別に設ける必要がない。このため、全体の軽量化を図ることができる。そして、車輪を支持するために元々高い剛性を有するロアアーム５を共締め固定することで、締結部４５の剛性を可及的に高めることができる。このため、車両Ｖの前面衝突時における低剛性部４７の変形を促進することができる。

【0065】

また、サブフレーム本体に、基準ピン１９と挿通孔４３ａ、４３ｂとを設ける一方、車体側に、基準ピン１９が挿通される開孔１２ｂおよび基準孔１３ｂと、該開孔１２ｂおよび基準孔１３ｂ近傍に位置する挿通孔１２ａ、１３ａとを設けたことで、通常時には、基準ピン１９の基準孔１３ｂへの嵌合により、挿通孔１３ａの周囲の支持剛性を確保できる。

【0066】

一方、車両Ｖの前面衝突時には、基準ピン１９の移動によって基準孔１３ｂを拡開させることにより、挿通孔１３ａの周囲の支持剛性を低下させることができ、ボルト１８およびウェルドナット２０を車体から引き抜くために必要な荷重を低く抑えることができる。このため、サブフレーム４を車体から離脱させるのに必要な荷重を低減できる。

【0067】

ところで、上述した実施形態では、フロントノーズが短い小型車に本発明を適用した場合について説明したが、車幅方向に延びる脆弱部を形成できない事情がるものであれば、他の車種に本発明を適用してもよい。また、上述した実施形態では、サブフレーム４として井桁状の構造を有するものを採用しているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、略Ｈ型形状のサブフレームであってもよい。

【0068】

また、上述した実施形態のように、折り曲げ部４３ｃの形成によって生じた剛性差により低剛性部４７を構成することにも限定されない。例えば、締結部４５に対して隣接した位置に、車両前後方向に延びるビードやスリット等を形成することによって低剛性部を構成してもよい。

【0069】

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明のサスペンションは、ロアアーム５に対応し、
以下同様に、
車体は、フロアフレーム１２およびガセット１３に対応し、
サブフレーム本体は、前後メンバ４１の後部およびサスクロス４３に対応し、
締結部材は、ボルト１８およびウェルドナット２０に対応し、
荷重伝達部は、前後メンバ４１の後部に対応し、
開孔は、開孔１２ｂおよび基準孔１３ｂに対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

【符号の説明】

【0070】

１…フロントサイドフレーム
４…サブフレーム
５…ロアアーム（サスペンション）
１２…フロアフレーム（車体）
１２ａ…挿通孔
１２ｂ…開孔
１３…ガセット（車体）
１３ａ…挿通孔
１３ｂ…基準孔（開孔）
１８…ボルト（締結部材）
１９…基準ピン
２０…ウェルドナット（締結部材）
４１…前後メンバ（サブフレーム本体）
４３…サスペンションクロスメンバ（サブフレーム本体）
４１Ａ、４３Ａ…アッパ部材
４１Ｂ、４３Ｂ…ロア部材
４３ａ、４３ｂ…挿通孔
４３ｃ…折り曲げ部
４４…延長部
４５…締結部
４７…低剛性部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】