JP5071163B2 - 車両のサブフレーム - Google Patents

Description

本発明は、自動車の車体を構成するフレームに係り、特に車両のエンジンルームの底部にこれを車幅方向に横断するように設けられる車両のサブフレームに関するものである。

係るサブフレームは、エンジンルーム内に収容されるエンジンやトランスミッションなどのパワーユニットや、サスペンションアームなどを支持するために不可欠な部材の１つである。しかし、車両が前面衝突した際などには、このサブフレームがそのパワーユニットに押されて後退移動し、ダッシュロアパネルを運転席側に押し出して乗員足元周りの空間を狭めてしまうケースがある。

そのため、例えば以下の特許文献１では、運転席近傍のフロアパネルに車幅方向に延びる脆弱部を形成すると共に、この脆弱部近傍にサブフレームの一部を接合する構造を提案している。これにより、前面衝突時のサブフレームの後退移動をフロアパネルの脆弱部によって効果的に吸収してダッシュロアパネルなどの移動量を小さくし、乗員足元周りの空間を確保するようにしている。
特開平８−１２７３６０号公報

ところで、前述したようにフロアパネルに脆弱部を設け、この脆弱部の変形によってサブフレームの後退移動を吸収するようにした構造では、フロアパネルの剛性が低下するため、車両の運動性能などに悪影響を及ぼす結果となる。
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、車両の運動性能などに悪影響を及ぼすことなく、前面衝突時における乗員足元周りの居住空間を確保できる新規な車両のサブフレームを提供するものである。

前記課題を解決するために本発明は、車室前方のエンジンルームの底部にこれを車幅方向に横断するように設けられる車両のサブフレームに関する発明である。
すなわち、本発明の車両のサブフレームは、エンジンルーム内に収容されるパワーユニットの後方に位置するフレーム本体部と当該フレーム本体の左端を前記エンジンルームの左側フレームに支持する左側支持部と、当該フレーム本体の右端を前記エンジンルームの右側フレームに支持する右側支持部とを有する。そして、さらにこのフレーム本体部の内部に空洞部を備えると共に、この空洞部の車両上下方向上側でかつ前記パワーユニットと対向する位置に斜面部を備えたものである。

本発明によれば、前面衝突時のエネルギーをサブフレームの変形によって効果的に吸収できるため、車両の運動性能に悪影響を及ぼすことなく前面衝突時における乗員足元周りの居住空間を確保することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面を参照しながら詳述する。
（構成）
図１〜図７は、本発明に係る車両のサブフレーム１００の実施の一形態を示したものである。
先ず、図１に示すようにこのサブフレーム１００は、自動車Ａ（車両）の車室１０前方のエンジンルーム２０の底部にこれを車幅方向に横断するように設けられている。そしてエンジンルーム２０内のエンジンやトランスミッションなどのパワーユニット３０や、図示しないサスペンションアームなどを支持するようになっている。

次に、図２はこのサブフレーム１００の平面図、図３はその正面図、図４はその側面図、図５は図２中Ａ−Ａ線断面図、図６はこのサブフレーム１００を車両前方左上側からみた斜視図、図７はこのサブフレーム１００を車室１０右上側から見た斜視図である。
図２〜図４に示すように、このサブフレーム１００は、フレーム本体部１３０と、このフレーム本体部１３０の左右端をそれぞれエンジンルーム２０の左右フレームに支持するための右側支持部１１０および左側支持部１２０をそれぞれ備えた構成となっている。

この右側支持部１１０および左側支持部１２０は、図６および図７に示すように一対の取付アーム１４０，１４０および複数の締結ボルトＢを介してエンジンルーム２０の左右フレームとなるサイドメンバ（図示せず）にそれぞれ３点支持されるようになっている。
図中符号２００は、このサブフレーム１００上に取り付けられるステアリングユニット、符号２１０，２１０は、図示しないサスペンションユニットを取り付けるための懸架アームである。そして、これら両支持部１１０、１２０間に位置するフレーム本体部１３０は、この懸架アーム２１０，２１０のサイドメンバ取付位置よりも低く位置に設けられている。

また、このフレーム本体部１３０の中央には、これより車両前方側に突出するロッド部材１７０が設けられており、図７に示すようにパワーユニット３０の後端中央部をこのロッド部材１７０を介してフレーム本体部１３０で支持するようになっている。
また、このフレーム本体部１３０は、図３および図４に示すように、その内部に空洞部１５０を備えた構造となっている。

すなわち、このサブフレーム１００は、車両上下方向の一対の金属板から構成されており、これら一対の金属板の周囲を互いに起立させて重ね合わせた、いわゆる内部中空の最中状構造となっている。
そして、この両支持部１１０、１２０およびこれらを連結するフレーム本体部１３０は、それぞれ上下一対の金属板をプレス加工することによって形成されており、それぞれの金属板により一体的に連続した構造となっている。

また、さらにフレーム本体部１３０は、図２、図３および図５に示すように、その空洞部１５０の車両方向上側でかつパワーユニット３０と対向する位置に斜面部１６０を備えた構造となっている。
そして、さらにこの斜面部１６０は、フレーム本体部１３０の車幅方向中間位置（ロッド部材１７０の取付位置）よりも車幅方向左側にずれた位置に形成されており、フレーム本体部１３０の角部を一部凹ましたような形態となっている。
（作用および効果）
次に、このような構成をした本発明に係るサブフレーム１００の前面衝突時における作用および効果を説明する。

先ず、図１に示すように本発明のサブフレーム１００は、自動車Ａのエンジンルーム２０内の底部であってパワーユニット３０と車室１０との間に位置している。
そのため、この自動車Ａが前面衝突してエンジンルーム２０内のパワーユニット３０が車室１０側に後方移動すると、その後方移動エネルギーがこれを支持するサブフレーム１００のフレーム本体部１３０に直接作用することになる。
（１）そして、このように自動車Ａの前面衝突による後方移動エネルギーが作用したフレーム本体部１３０は、そのエネルギーによって内部の空洞部１５０が潰れるように変形し、これによってパワーユニット３０の後方移動エネルギーを確実に吸収することができる。
（２）また、このサブフレーム１００は、パワーユニット３０と対向する位置に斜面部１６０を備えている。このため、パワーユニット３０が後方移動してこの斜面部１６０に衝突すると、サブフレーム１００全体がその斜面部１６０に沿って車両上下方向下側に押し下げられるように車室１０側に移動する。

これによってサブフレーム１００が車室１０側に進入したり、図１に示すようにエンジンルーム２０と車室１０を区画するダッシュロアパネル１５を車室１０側に押し出したりするのを回避することができる。
（３）さらに、このサブフレーム１００は、この斜面部１６０をフレーム本体部１３０の空洞部１５０上に備えている。このため、前面衝突時にこの斜面部１６０に沿ってパワーユニット３０が移動する際に、そのエネルギーによって斜面部１６０を含む空洞部１５０の断面が確実に変形する。これによって、パワーユニット３０の後方移動エネルギーをより効果的に吸収してサブフレーム１００が車室側に移動する量を低減することができる。

従って、本発明のサブフレーム１００によれば、フロアパネルに脆弱部を設けたりすることなく前面衝突時のエネルギーをサブフレーム１００の変形によって効果的に吸収できる。この結果、車両の運動性能などに悪影響を及ぼすことなく前面衝突時における乗員足元周りの居住空間を確保することができる。
（４）また、本発明のサブフレーム１００にあっては、この斜面部１６０を、フレーム本体部１３０の車幅方向中間位置よりも車幅方向左側（または右側のいずれか一方）にずれた位置に備えている。このため、パワーユニット３０がこの斜面部１６０に衝突すると、この斜面部１６０の空洞部１５０が潰れるように変形すると同時に、サブフレーム１００全体に、車両上方から見て左回りの回転モーメントが発生する。これによって、サブフレーム１００をより大きく変形できるため、パワーユニット３０の後方移動エネルギーをより効果的に吸収することが可能となり、サブフレーム１００が車室に進入することをより確実に回避できる。
（５）また、本発明のサブフレーム１００にあっては、そのフレーム本体部１３０が、前記左側支持部１２０と右側支持部１１０のサイドメンバ取付位置（取付アーム１４０，１４０のサイドメンバ取付位置）よりも低く位置している。このため、パワーユニット３０の後方移動エネルギーがフレーム本体部１３０に作用した際に、サブフレーム１００全体を車両前後方向下側に変形させることが可能となり、サブフレーム１００が車室に進入することをより確実に回避できる。
（６）また、本発明のサブフレーム１００にあっては、フレーム本体部１３０にパワーユニット３０を支持するロッド部材１７０を備え、このロッド部材１７０と左側支持部１２０との間に斜面部１６０を形成している。このため、フレーム本体部１３０のうち、特に軟らかい部分（強度が低い）に斜面部１６０が形成される結果となるため、その斜面部１６０に対して衝突エネルギーを集中させることができる。これによって、その斜面部１６０の変形量がより大きくなり、前面衝突時のパワーユニット３０の後方移動エネルギーの吸収量をより大きくできる。

なお、本実施の形態では、斜面部１６０をフレーム本体部１３０の中間部よりも左側支持部１２０側に設けた例で示したが、これとは反対に右側支持部１１０側、あるいは両方に設けても良い。

本発明に係る車両のサブフレーム１００の取り付け位置の一例を示す説明図である。 本発明に係る車両のサブフレーム１００の平面図である。 本発明に係る車両のサブフレーム１００の正面図である。 本発明に係る車両のサブフレーム１００の側面図である。 図２中Ａ−Ａ線断面図である。 本発明に係る車両のサブフレーム１００を車両前方左上側からみた斜視図である。 本発明に係る車両のサブフレーム１００を車室１０右上側から見た斜視図である。

符号の説明

１００…サブフレーム
１０…車室
１５…ダッシュロアパネル
２０…エンジンルーム
３０…パワーユニット
１１０…右側支持部
１２０…左側支持部
１３０…フレーム本体部
１４０…取付アーム
１５０…空洞部
１６０…斜面部
１７０…ロッド部材
２００…ステアリングユニット
Ａ…自動車
Ｂ…取付ボルト

Claims (5)

1. 車室前方のエンジンルームの底部にこれを車幅方向に横断するように設けられる車両のサブフレームであって、
   前記エンジンルーム内に収容されるパワーユニットの後方に位置するフレーム本体部と当該フレーム本体の左端を前記エンジンルームの左側フレームに支持する左側支持部と、当該フレーム本体の右端を前記エンジンルームの右側フレームに支持する右側支持部とを有し、
   当該フレーム本体部は、その内部に空洞部を備えると共に、当該空洞部の車両上下方向上側でかつ前記パワーユニットと対向する位置に斜面部を備えることを特徴とする車両のサブフレーム。
2. 請求項１に記載の車両のサブフレームにおいて、
   前記斜面部を、前記フレーム本体部の車幅方向中間位置よりも車幅方向左側または右側のいずれか一方にずれた位置に備えることを特徴とする車両のサブフレーム。
3. 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、
   前記フレーム本体部は、前記左側支持部と右側支持部の前記左右フレーム取付位置よりも低く位置していることを特徴とするサブフレーム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両のサブフレームにおいて、
   前記フレーム本体部に前記パワーユニットを支持するロッド部材を備え、当該ロッド部材と前記左側支持部との間、または当該ロッド部材と前記右側支持部との間に前記斜面部を有することを特徴とする車両のサブフレーム。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両のサブフレームを備えたことを特徴とする自動車。

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