JP2001310756A - 自動車の車体前部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サスペンションの支持剛性の向上及びサブフ
レームによる衝撃エネルギ吸収機能が確保される車体前
部構造を提供する 【解決手段】 車体前後方向に延在する左右のサイドフ
レーム１１、１２間にサスペンションクロスメンバ２０
が掛け渡され、サイドフレーム１１、１２の下方に左右
の縦フレーム４１、４２及び横フレーム４３によって連
結されたサブフレーム４０を備え、サスペンションクロ
スメンバ２０の前部及び後部と縦フレーム４１、４２と
を前部支持ブラケット３１、後部支持ブラケット３４に
よって連結すると共に、前部支持ブラケット３１にスタ
ビライザ取付部を設け、後部支持ブラケット３４にサス
ペンションロアアーム５０を支持するロアアームブッシ
ュ５１の取付部を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の車体前部
構造に関し、特に左右のサイドフレーム間にサスペンシ
ョンクロスメンバが架設されると共に、サイドフレーム
の下方にサブフレームが配設された自動車の車体前部構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の前部は、例えば特開平７−６１
２４３号公報に開示され、かつ図４に要部斜視図を示す
ように車体両側に沿って前後方向に延在する一対のサイ
ドフレーム１０１が配設され、サスペンションクロスメ
ンバ１０２が左右のサイドフレーム１０１に両端が接合
されて車幅方向に延在して設けられると共に、サスペン
ションクロスメンバ１０２の両側下部にサスペンション
ロアアーム１０３（一方のみ図示）が揺動可能に支持さ
れ、かつサスペンションクロスメンバ１０２にはマウン
ト部材１０４等を介してエンジン及びミッション等のパ
ワーユニット（図示せず）が搭載されている。

【０００３】また、自動車の前部には図５に要部斜視図
を示すように、サイドフレーム１０１の下方に沿って前
後に延在する左右の縦フレーム１０６及び、この左右の
縦フレーム１０６の前端間と後端間に各々車幅方向に延
在して架設された前横フレーム１０７と後横フレーム１
０８を有するサブフレーム１０５をサイドフレーム１０
１の下方に配設することによって、前方からの衝撃荷重
の入力に対して有効な衝撃エネルギ吸収機能を発生させ
る自動車の前部構造がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平７−６１２
４３号公報によると、左右のサイドフレーム１０１から
下方に突出して架設されるサスペンションクロスメンバ
１０２に単に揺動自在にサスペンションロアアーム１０
３が支持されることから、サスペンションロアアーム１
０３の支持剛性が十分に確保できず、旋回時、駆動や制
動時等においてサスペンションロアアーム１０３の外側
先端に支持された車輪から入力される横力や抗力及び繰
返し入力される上下方向の荷重により操縦安定性の低下
を招くと共に、ロードノイズの発生が懸念される。

【０００５】この対策としてサスペンションクロスメン
バ１０２の剛性を確保するために板厚の増加や補強部材
の追加等が推考できるが、構造の複雑化や車体重量の増
大の要因となる。

【０００６】一方、図５に示すようにサイドフレーム１
０１の下方にサブフレーム１０５を配設した車体におい
て、サブフレーム１０５の前方から過大な衝撃荷重が作
用した際に、縦フレーム１０６の中間部において座屈変
形すると、十分な衝撃エネルギ吸収機能が達成されない
ことが懸念される。

【０００７】本発明の目的は、かかる点に着目すること
で構造の複雑及び車体重量の増加を招くことなくサスペ
ンションの支持剛性の向上及びサブフレームによる衝撃
エネルギ吸収機能が確保される車体前部構造を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求
項１に記載の自動車の前部車体構造の発明は、車体前後
方向に延在する左右のサイドフレーム間にサスペンショ
ンクロスメンバが掛け渡されて結合されると共に、上記
左右のサイドフレームの下方に各々前後方向に延在して
後端が上記サイドフレームに結合される左右の縦フレー
ム及び該両縦フレームの前部を連結する横フレームを有
するサブフレームを備えた自動車の車体前部構造におい
て、上記サスペンションクロスメンバとサブフレームの
縦フレームとを連結すると共にロアアームブッシュ取付
部を有する支持ブラケットを備えたことを特徴とする。

【０００９】請求項１の発明によると、サイドフレーム
に結合されたサスペンションクロメンバとサブフレーム
の縦フレームとの間に架設されて剛性が確保された支持
ブラケットにロアアームブッシュ取付部が形成され、ロ
アアームブッシュによって支持されるサスペンションロ
アアームの支持剛性が確保されてサスペンションの支持
剛性の向上が得られ、走行安定性が向上する。

【００１０】一方、サブフレームの縦フレームとサイド
フレームに結合されたサスペンションクロメンバが支持
ブラケットによって連結されることからサブフレームが
サイドフレームに支持されて前方からの衝撃荷重に対す
るサブフレームの抗力が確保されて衝撃エネルギ吸収機
能が向上する。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１の自動
車の車体前部構造において、上記支持ブラケットは、縦
フレームとの結合部に近接する部位に上記ロアアームブ
ッシュ取付部を備えたことを特徴とする。

【００１２】請求項２の発明によると、ロアアームブッ
シュ取付部が、特に剛性強度が得られる縦フレームと支
持ブラケットとの結合部近傍に配設されてロアアームブ
ッシュの支持剛性が更に向上し、サスペンションの支持
剛性が更に向上してより走行安定性の向上がもたらされ
る。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２の自動車の車体前部構造において、上記支持ブラケッ
トは、上部が上記サスペンションクロスメンバの前部に
結合され下端が上記縦フレームに結合された前部支持ブ
ラケットと、上部が上記サスペンションクロスメンバの
後部に結合され下端が上記縦フレームに結合された後部
支持ブラケットとを備えたことを特徴とする。

【００１４】請求項３の発明によると、前部支持ブラケ
ットの上部及び後部ブラケットの上部が各々サスペンシ
ョンクロスメンバの前部及び後部に結合されると共に、
各支持ブラケットの下端が各々サブフレームの各縦フレ
ームに結合されことからサスペンションクロスメンバの
剛性が増大してサスペンションロアアームからの入力荷
重に伴う前後方向の揺れの低減がもたらされて静粛性及
び居住性の向上が得られる。

【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項３の自動
車の車体前部構造において、上記サスペンションクロス
メンバは、上面と該上面の前縁及び後縁に沿って各々下
方に折曲形成された前側フランジ及び後側フランジを備
えた車幅方向に延在する断面略コ字状であって、上記前
部支持ブラケットの上端が上記前側フランジに結合さ
れ、かつ上記後部支持ブラケットの上端が上記後側フラ
ンジに結合されたことを特徴とする。

【００１６】請求項４の発明によると、前部支持ブラケ
ット及び後部ブラケットの各上部が各々サスペンション
クロスメンバの前側フランジ及び後側フランジに結合さ
れると共に、各支持ブラケットの下端が各々サブフレー
ムの各縦フレームに結合されことから断面コ字状に形成
されたサスペンションクロスメンバの剛性が増大して前
後方向の固有振動数が増大され、サスペンションロアア
ームからの入力荷重に伴うロードノイズの低減がもたら
されて騒音及び振動が抑制される。

【００１７】請求項５に記載の発明は、請求項３または
４に記載の自動車の前部車体構造において、上記前部支
持ブラケットは、スタビライザ固定部を備え、上記後部
支持ブラケットは、ロアアームブッシュ取付部を備えた
ことを特徴とする。

【００１８】請求項５によると、前部支持ブラケットに
スタビライザ固定部を備え、後部支持ブラケットにロア
アームブッシュ取付部を備えることから、前部支持ブラ
ケット及び後部支持ブラケットが前部支持ブラケット取
付機能及びロアアームブッシュ取付機能を備え、構成の
簡素化がもたらされる。

【００１９】請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の
いずれかの自動車の前部車体構造において、上記支持ブ
ラケットの下端は、上記縦フレームの形状変化点或いは
該形状変化点の近傍部位に結合されたことを特徴とす
る。

【００２０】請求項６によると、支持ブラケットの下端
を縦フレームの剛性上の不連続となる形状変化点或いは
その近傍部位に結合してサブフレームを支持することか
ら、前方からの衝撃荷重に対するサブフレームの抗力が
確保されて衝撃エネルギ吸収機能が確保される。

【００２１】

【発明に実施の形態】以下、本発明による自動車の前部
車体構造の実施の形態を図１乃至図３によって説明す
る。

【００２２】図１は本実施の形態の概要を示す要部斜視
図であり、図２は図１のＡ部拡大図であり、矢印Ｆは車
体前方方向を示している。

【００２３】図中１１、１２は車体前部、即ちエンジン
ルームの左右の側壁に沿って前後方向に延在するサイド
フレームであり、左右のサイドフレーム１１と１２の間
には車幅方向に延在するスペンションクロスメンバ２０
が架設され、かつサイドフレーム１１、１２の下方にサ
ブフレーム４０が配設されている。

【００２４】サスペンションクロスメンバ２０は、上面
２１の左右両端が各々左右のサイドフレーム１１、１２
の下面にボルト及びナット（図示せず）によって固設さ
れ、上面２１の前縁及び後縁に沿って前側フランジ２２
及び後側フランジ２３が下方に折曲形成されて車幅方向
に連続する下方が開放された断面略コ字状で、かつ上面
２１の左右両端縁に下方に折曲されて前端及び後端が各
々前側フランジ２２及び後側フランジ２３の側端に連続
する側部フランジ２４が形成されている。

【００２５】サスペンションクロスメンバ２０の上面２
１にパワーユニット（図示せず）を支持すると共に、パ
ワーユニットからの振動を遮断するエンジンマウントを
取り付けるための座面２５が左右に配設され、かつサス
ペンションクロスメンバ２０の内側、即ち上面２１の下
側には車幅方向に沿ってステアリングギヤボックス（図
示せず）がブラケットを介して取り付けられている。

【００２６】更に、サスペンションクロスメンバ２０の
前側フランジ２２の後面、即ち車体後方側の面の側端近
傍に取り付けられて下方に突出する前部支持ブラケット
３１が設けられ、後側フランジ２３の前面、即ち車体前
方側の面の側端近傍に後部支持ブラケット３４が下方に
突出して取り付けられている。

【００２７】前部支持ブラケット３１は、左右のサスペ
ンションロアアーム５０をスタビライザリンク４８を介
在して連結して車体のローリングをコントロールするス
タビライザ４７が固定されると共に、前部支持ブラケッ
ト３１の下端側部に下面３２ａ及び側面３２ｂ、３２ｃ
を有する断面コ字状で前後方向に延在するサブフレーム
接続用ブラケット３２が溶接され、下面３２ａにウエル
ディングナット３３が取り付けられている。

【００２８】一方、後部支持ブラケット３４は、後側フ
ランジ２３の前面に取り付けられて下方に突出する後側
ブラケット３５と、上面２１に取り付けられて後側ブラ
ケット３５に略平行で下方に突出する前側ブラケット３
６とを有している。

【００２９】後側ブラケット３５と前側ブラケット３６
との下端近傍部位間にサスペンションロアアーム５０の
前部基端５０ａを支持するロアアームブッシュ５１が前
後方向に軸が延在する状態で嵌装され、ロアアームブッ
シュ５１を前後方向に貫通するボルト５２及びナット５
３によって後側ブラケット３５と前側ブラケット３６に
支持することによってサスペンションロアアーム５０の
前部基端５０ａが揺動自在に支持され、サスペンション
ロアアーム５０の後端５０ｂは車体部材にブッシュ（図
示せず）等を介して回動自在に支持される。

【００３０】更に、後側ブラケット３５の下端にはサブ
フレーム接続用ブラケット３７が溶接され、サブフレー
ム接続用ブラケット３７にウエルディングナット３８が
取り付けられている。

【００３１】サブフレーム４０は、後端が各々左右のサ
イドフレーム１１、１２の下面に結合されて前後方向に
延在する左右の縦フレーム４１と４２、及び車幅方向に
延在して左右の縦フレーム４１と４２の前端を連結する
横フレーム４３を有し、縦フレーム４１及び４２はサス
ペンションやパワーユニット等のレイアウト上の制約か
ら屈曲する曲がり部、即ち形状が変化する形状変化点４
１ａ、４１ｂと４２ａ、４２ｂが形成されている。

【００３２】この形状変化点４１ａ、４２ａ或いは近傍
部位を各々左右の前部支持ブラケット３１の下端に設け
られたサブフレーム接続用ブラケット３２の下面３２ａ
に下方から当接してウエルディングナット３３に螺合す
る取付ボルト（図示せず）によって取り付けると共に、
形状変化点４１ｂ、４２ｂ或いは近傍部位を各々左右の
後部支持ブラケット３４の後側ブラケット３５の下端に
設けられたサブフレーム接続用ブラケット３７の下面に
下方から当接してウエルディングナット３８に螺合する
取付ボルト（図示せず）によって取り付けることによっ
て、縦フレーム４１、４２の中間部が前部支持ブラケッ
ト３１及び後部支持ブラケット３４によってサスペンシ
ョンクロスメンバ２０に結合される。

【００３３】このように構成された車体前部構造による
と、サスペンションロアアーム５０の前部基端５０ａを
揺動自在に支持するロアアームブッシュ５１が、サイド
フレーム１１、１２に固設されたサスペンションクロス
メンバ２０とサブフレーム４０とに架設された後部支持
ブラケット３５のサブフレーム４０との結合部に近接し
て極めて剛性が確保された部位に取り付けられたことか
ら、ロアアームブッシュ５１の支持剛性が確保され、ロ
アアームブッシュ５１によって支持されるサスペンショ
ンロアアーム５０の十分な取付支持剛性が得られる。

【００３４】従って、走行時における旋回時、駆動や制
動時等においてサスペンションロアアーム５０の外側先
端５０ｃに支持された車輪から入力される横力や前後力
及び繰返し入力される上下方向の荷重に起因する操縦安
定性の低下が回避され、操縦安定性が確保される。

【００３５】また、各前部支持ブラケット３１の上端及
び後部ブラケット３４の上部が各々サスペンションクロ
スメンバ２０の前側フランジ２２及び後側フランジ２３
に結合されると共に、各支持ブラケット３１、３４の下
端が各々サブフレーム４０の各縦フレーム４１、４２に
結合されことから断面コ字状に形成されたサスペンショ
ンクロスメンバ２０の剛性が増大して前後方向の固有振
動数が増大され、サスペンションロアアーム５０からの
入力荷重に伴う前後方向の揺れ、即ちロードノイズの低
減がもたらされて騒音及び振動が抑制されて静粛性及び
居住性の向上が得られる。

【００３６】一方、仮にサブフレーム４０が前部及び後
部支持ブラケット３１、３４に結合されていない状態で
例えば前面衝突等によって、図１に示すようにサブフレ
ーム４０の横フレーム４３に前方から衝撃荷重Ｐ１が作
用すると、サブフレーム４０の縦フレーム４１、４２の
形状変化点４１ａ、４１ｂ及び４２ａ、４２ｂにおいて
比較的容易に座屈変形して衝撃抗力が得られず、その衝
撃エネルギ吸収特性は、図３にＧ波形（エネルギ吸収波
形）を実線で示すように衝突初期から急激に増大し、ピ
ークを過ぎると急激に減少する傾向有し、十分な衝撃エ
ネルギの吸収が達成されないことが懸念される。

【００３７】しかし、本実施の形態によると縦フレーム
４１、４２の各々の形状変化点４１ａ、４１ｂ及び４２
ａ、４２ｂ或いはこれら変化点の近傍が前部支持ブラケ
ット３１及び後部支持ブラケット３４によって支持され
るて形状変化点４１ａ、４１ｂ及び４２ａ、４２ｂにお
ける座屈変形が抑制されて衝撃荷重に対する抗力が発生
し、衝撃エネルギ吸収特性は、図３にＧ波形を破線で示
すように衝突初期から緩やかに増大してピークを過ぎた
後も継続されると共にピック値が抑制されて十分な衝撃
エネルギの吸収が確保される。

【００３８】また、仮にサブフレーム４０が前部支持ブ
ラケット３１及び後部支持ブラケット３４に結合されて
いない状態で図１に示すように、サブフレーム４０の横
フレーム４２の端部近傍に前方から衝撃荷重Ｐ２、例え
ば運転席側にオフセットして衝撃荷重Ｐ２が作用する
と、運転席側の縦フレーム４２に主に入力されて運転席
側の縦フレーム４２の変化点４２ａ及び４２ｂが比較的
容易に座屈変形し、しかもそのＧ波形が衝突初期から急
激に増大し、ピークを過ぎると急激に減少する傾向を有
し、有効的な衝撃エネルギ吸収が達成されないことが懸
念される。

【００３９】しかし、本実施の形態によると縦フレーム
４２の形状変化点４２ａ及び４２ｂ或いはこれらの近傍
部位と、他方の縦フレーム４１の変化点４１ａ及び４１
ｂ或いはこれらの近傍部位とが互いにサスペンションク
ロスメンバ２０及び前部支持ブラケット３１及び後部ブ
ラケット３４によって連結されことから、左右の縦フレ
ーム４１と４２の一体化が得られ、例えば運転席側にオ
フセットした衝撃荷重Ｐ２が作用すると、その衝撃荷重
Ｐ２は、左側の縦フレーム４２からサスペンションクロ
スメンバ２０等を介して他方の縦フレーム４１、即ち助
手席側の縦フレーム４１にも分散伝達される。その結
果、左右の縦フレーム４１、４２の衝撃エネルギ吸収特
性のＧ波形は衝突初期から緩やかに増大し、ピークを過
ぎた後も継続されると共に、ピーク値が抑制されて十分
な衝撃エネルギの吸収が確保される。

【００４０】また、サスペンションクロスメンバ２０と
サブフレーム４０とを結合する前部支持ブラケット３１
がスタビライザ取付用のブラケットを兼ね、かつロアア
ームブッシュ５１を支持する後部支持ブラケット３４の
下端をサブフレーム４０に結合する構造であることか
ら、従来の車体前部構造に比べ構造の複雑化や追加部品
の増加が抑制されて車体重量や製造コストの増大を招く
ことなく、上記サスペンションの支持剛性の向上及びサ
ブフレームによる衝撃エネルギが確保される。

【００４１】本発明は、上記実施の形態に限定されるこ
となく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
ある。例えばサスペンションクロスメンバ２０と前部支
持ブラケット３１及び後部支持ブラケット３４とを一体
形成することも可能であり、また後部支持ブラケット３
４の前側ブラケット３６の下端をサイドフレーム４０に
結合してサイドフレーム４０及びロアアームブッシュ５
１の支持剛性を更に増大することも、更に前部ブラケッ
ト３１と後部支持ブラケット３４との間に更にサスペン
ションクロスメンバ２０とサイドフレーム４０とを連結
する支持ブラケットを追加することも可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明した本発明の車体前部構造によ
ると、サイドフレームに結合されたサスペンションクロ
メンバとサブフレームの縦フレームに架設されて剛性が
確保された支持ブラケットにロアアームブッシュ取付部
が形成され、ロアアームブッシュによって支持されるサ
スペンションロアアームの支持剛性が確保されてサスペ
ンションの支持剛性の向上が得られて操縦安定性が向上
し、かつサブフレームの縦フレームとサイドフレームに
結合されたサスペンションクロメンバが支持ブラケット
によって連結されることからサブフレームがサイドフレ
ームに支持されて前方からの衝撃荷重に対するサブフレ
ームの抗力が確保されて衝撃エネルギ吸収機能が確保さ
れると共に、この構造が比較的簡単で車体重量の増加を
招くことがないことと相まって自動車製造産業に貢献す
ること大なるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による自動車の車体前部構造の実施の形
態の概要を示す要部斜視図である。

【図２】図１のＡ部拡大図である。

【図３】衝撃エネルギ吸収特性の説明図である。

【図４】従来の車体前部構造の概要を示す要部斜視図で
ある。

【図５】従来の車体前部構造の概要を示す要部斜視図で
ある。

【符号の説明】

１１、１２ サイドフレーム ２０ サスペンションクロスメンバ ２１ 上面 ２２ 前側フランジ ２３ 後側フランジ ３１ 前部支持ブラケット ３２ サブフレーム接続用ブラケット ３４ 後部支持ブラケット ３５ 後側ブラケット ３６ 前側ブラケット ３７ サブフレーム接続用ブラケット ４１、４２ 縦フレーム ４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ 形状変化点 ４３ 横フレーム ４７ スタビライザ ５０ サスペンションロアアーム ５１ ロアアームブッシュ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒田 裕一 東京都新宿区西新宿１丁目７番２号 富士 重工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3D001 AA17 BA01 CA01 DA08 DA11 3D003 AA01 AA05 BB02 CA09 CA18 CA53 DA29

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体前後方向に延在する左右のサイドフ
   レーム間にサスペンションクロスメンバが掛け渡されて
   結合されると共に、上記左右のサイドフレームの下方に
   各々前後方向に延在して後端が上記サイドフレームに結
   合される左右の縦フレーム及び該両縦フレームの前部を
   連結する横フレームを有するサブフレームを備えた自動
   車の車体前部構造において、 上記サスペンションクロスメンバとサブフレームの縦フ
   レームとを連結すると共にロアアームブッシュ取付部を
   有する支持ブラケットを備えたことを特徴とする自動車
   の車体前部構造。
2. 【請求項２】 上記支持ブラケットは、 縦フレームとの結合部に近接する部位に上記ロアアーム
   ブッシュ取付部を備えたことを特徴とする請求項１に記
   載の自動車の車体前部構造。
3. 【請求項３】 上記支持ブラケットは、 上部が上記サスペンションクロスメンバの前部に結合さ
   れ下端が上記縦フレームに結合された前部支持ブラケッ
   トと、上部が上記サスペンションクロスメンバの後部に
   結合され下端が上記縦フレームに結合された後部支持ブ
   ラケットとを備えたことを特徴とする請求項１または２
   に記載の自動車の車体前部構造。
4. 【請求項４】 上記サスペンションクロスメンバは、 上面と該上面の前縁及び後縁に沿って各々下方に折曲形
   成された前側フランジ及び後側フランジを備えた車幅方
   向に延在する断面略コ字状であって、 上記前部支持ブラケットの上部が上記前側フランジに結
   合され、かつ上記後部支持ブラケットの上部が上記後側
   フランジに結合されたことを特徴とする請求項３に記載
   の自動車の車体前部構造。
5. 【請求項５】 上記前部支持ブラケットは、 スタビライザ固定部を備え、 上記後部支持ブラケットは、 ロアアームブッシュ取付部を備えたことを特徴とする請
   求項３または４に記載の自動車の前部車体構造。
6. 【請求項６】 上記支持ブラケットの下端は、 上記縦フレームの形状変化点或いは該形状変化点の近傍
   部位に結合されたことを特徴とする請求項１〜５のいず
   れかに記載の自動車の前部車体構造。