JP4585585B2 - 車体構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体フレームにサブフレームを取付けた車体構造に関する。

自動車などの車両の中には、サスペンションやエンジンを支持したサブフレームを、車体フレームに取付けるようにした、車体構造を採用した車種がある。サブフレームを取付ける構造には、固定式取付構造とフローティング式取付構造（フローティング支持構造）がある。

固定式取付構造は、車体フレームにサブフレームを直接取付ける方式の構造である。この固定式取付構造を採用した場合、車体に対して正面から衝突エネルギーが作用したときに、サブフレームは車体フレームと一体的に衝突エネルギーを吸収することができる。

ところで、車両の走行中において、車輪からサスペンションを介してサブフレームに振動が伝わるとともに、エンジンからマウントを介してサブフレームに振動が伝わる。固定式取付構造では、これらの振動が、サブフレームから車体フレームに伝達されてしまう。このため、車室内へ伝わる振動や騒音を抑制して、乗員の乗り心地性や快適性を高める上では不利である。

一方、フローティング式取付構造は、車体フレームに弾性体（防振ゴム）を介してサブフレームを取付ける方式の構造である。このフローティング式取付構造を採用した場合、車両の走行中において、車輪からサスペンションを介してサブフレームに伝わった振動や、エンジンからマウントを介してサブフレームに伝わった振動は、弾性体によって緩和されるので、車室に伝わりにくい。このため、車室内へ伝わる振動や騒音を抑制して、乗員の乗り心地性や快適性を高める上では有利である。

しかし、上述のように、車体フレームとサブフレームとの間には、弾性体が介在している。車体に対して正面から衝突エネルギーが作用したときに、弾性体が変形する。このため、サブフレームによって衝突エネルギーを効率良く吸収するには、何らかの対策が必要となる。その場合に、構造が複雑にならないようにするとともに、車体重量の増加を極力抑制する必要がある。車体重量が増加したのでは、車両の燃費（燃料の単位容量当たり走行できる距離）が低下する要因となる。

また、近年、衝突エネルギーを考慮したフローティング式取付構造の開発が、進められている。この改良したフローティング式取付構造は、車体フレームに一定以上の衝突エネルギーが作用したときに、車体フレームにサブフレームを連結している複数のボルトの一部を、破断させることにより、サブフレームを落下させ、この結果、車室への衝撃を緩和するというものである（例えば、特許文献１参照。）。この技術においても、サブフレームによって衝突エネルギーを効率良く吸収できることが、より好ましい。
特許第４０２６８１５号公報

以上の説明から明らかなように、車体構造には、（１）車室内に伝わる振動や騒音を抑制して、乗員の乗り心地性や快適性を高めることと、（２）車体フレーム及びサブフレームによって衝突エネルギーを効率良く吸収することを、両立させることが求められている。

本発明は、通常の走行時における、乗員の乗り心地性や快適性を維持しつつ、しかも、車体に衝突エネルギーが作用したときにおける、乗員の保護性能を高めることができる、車体構造の技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、サスペンションと動力源の少なくとも一方を支持したサブフレームを、弾性体を介して車体フレームの下部に取付けるようにした車体構造であって、車両の衝突を検出する衝突検出センサと、この衝突検出センサが衝突を検出したときに、前記車体フレームに対して前記サブフレームを車両の前後方向への移動を規制するように連結することが可能な荷重伝達用連結機構とを備え、前記荷重伝達用連結機構による、前記車体フレームと前記サブフレームとの間での荷重伝達特性は、前記弾性体による荷重伝達特性よりも大きいものであることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、サスペンションと動力源の少なくとも一方を支持したサブフレームを、弾性体を介して車体フレームの下部に取付けるようにした車体構造であって、車両の衝突を検出する衝突検出センサと、この衝突検出センサが衝突を検出したときに、前記車体フレームに対して前記サブフレームを上下方向への嵌合によって連結することが可能な荷重伝達用連結機構とを備え、前記荷重伝達用連結機構による、前記車体フレームと前記サブフレームとの間での荷重伝達特性は、前記弾性体による荷重伝達特性よりも大きいものであることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、前記荷重伝達用連結機構は、前記車体フレームと前記サブフレームとの一方に有する孔と、前記車体フレームと前記サブフレームとの他方に有するピンとからなり、前記衝突検出センサが衝突を検出したときに、前記孔に前記ピンが嵌合する構成であることを特徴とする。

請求項４に係る発明では、前記荷重伝達用連結機構は、前記車体フレームと前記サブフレームとの一方に有する嵌合凹部と、前記車体フレームと前記サブフレームとの他方に有する嵌合凸部とからなり、この荷重伝達用連結機構を駆動する連結駆動部は、前記車体フレームに取付けられ駆動力を上方へ向かって伝える駆動源と、この駆動源に連結され上下スライド可能な引上げ盤と、前記サブフレームから前記車体フレームへ向かって上方へ延びるロッドと、前記引上げ盤の前記ロッドに対向する位置に設けられ前記駆動源が作動することで前記ロッドを引上げるロッド引上げ部とからなり、前記衝突検出センサが衝突を検出したときに、前記駆動源が作動することで前記ロッドを引上げ、前記ロッドが引上げられることで、前記サブフレームが前記車体フレームへ向かって上方へ移動され、前記サブフレームが上方へ移動されることで、前記嵌合凹部に前記嵌合凸部が嵌合する構成であることを特徴とする。

請求項５に係る発明では、前記衝突検出センサは、加速度センサからなることを特徴とする。

請求項１及び請求項２に係る発明では、サスペンションと動力源の少なくとも一方を支持したサブフレームを、弾性体を介して車体フレームに取付けるようにした、いわゆる、フローティング式取付構造を採用している。従って、車両の走行中において、車輪からサスペンションを介してサブフレームに伝わった振動や、エンジンから弾性体を介してサブフレームに伝わった振動は、弾性体によって緩和されるので、車室に伝わりにくい。このため、車室内に伝わる振動や騒音を抑制して、乗員の乗り心地性や快適性を高めることができる。

さらに、請求項１及び請求項２に係る発明では、衝突検出センサ及び荷重伝達用連結機構を備えている。このため、衝突検出センサが車両の衝突を検出したときに、荷重伝達用連結機構は車体フレームに対してサブフレームを連結する。荷重伝達用連結機構による、車体フレームとサブフレームとの間での荷重伝達特性は、弾性体による荷重伝達特性よりも大きい。従って、車体フレームに対してサブフレームを堅固に連結することができるので、サブフレームによって衝突エネルギーを効率良く吸収することができる。つまり、車体に衝突エネルギーを受けたときには、サブフレームを衝突エネルギー吸収部材として活用することができる。この結果、車体に衝突エネルギーが作用したときにおける、乗員の保護性能を一層高めることができる。
しかも、衝突検出センサ及び荷重伝達用連結機構を備えただけの簡単な構成であり、サブフレームを衝突エネルギー吸収部材として活用するので、衝突エネルギー吸収のための別部材を設ける必要がない。このため、車体重量の増加を極力抑制することができる。従って、車両の燃費を高める上で、極めて有利となる。

このように、請求項１及び請求項２に係る発明では、（１）車室内に伝わる振動や騒音を抑制して、乗員の乗り心地性や快適性を高めることと、（２）車体フレーム及びサブフレームによって衝突エネルギーを効率良く吸収することを、両立させることができる。

請求項３に係る発明では、荷重伝達用連結機構を孔とピンの組み合わせによって構成し、衝突検出センサが衝突を検出したときに、孔にピンが嵌合するようにしたので、荷重伝達用連結機構の構成を一層簡単にすることができる。しかも、衝突時において、孔にピンが嵌合することによって、車体フレームに対してサブフレームを、より堅固に且つ確実に連結することができる。

請求項４に係る発明では、荷重伝達用連結機構を嵌合凹部と嵌合凸部の組み合わせによって構成し、衝突検出センサが衝突を検出したときに、嵌合凹部に嵌合凸部が嵌合するようにしたので、荷重伝達用連結機構の構成を一層簡単にすることができる。しかも、衝突時において、嵌合凹部に嵌合凸部が嵌合することによって、車体フレームに対してサブフレームを、より堅固に且つ確実に連結することができる。

請求項５に係る発明では、衝突検出センサを加速度センサによって構成したので、車両の衝突を検出する加速度の基準値を容易に設定することができる。この結果、荷重伝達用連結機構を作動させる基準を一層明確に設定することができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向に従い、Ｆｒは前側、Ｒｒは後側、Ｌｅは左側、Ｒｉは右側を示す。
先ず、車両の概要について図１及び図２に基づき説明する。図１は本発明に係る車両の前部の斜視図である。図２は図１に示された車両の前部の左側面図である。

車両１０における車体１１の前部は、車体フレーム２０と、この車体フレーム２０の前部に取付けたサブフレーム３０とからなる。
車体フレーム２０の前部は、車体前部の両側で車体前後に延びた左右のフロントサイドフレーム２１，２１と、これらのフロントサイドフレーム２１，２１の車幅方向外側で且つ上方で車体前後に延びた左右のアッパフレーム２２，２２と、フロントサイドフレーム２１，２１とアッパフレーム２２，２２との間に掛け渡した左右のダンパハウジング２３，２３と、左右のフロントサイドフレーム２１，２１の前部及び左右のアッパフレーム２２，２２の前部に結合したフロントバルクヘッド２４と、左右のフロントサイドフレーム２１，２１の前端間に掛け渡されたバンパ２５（図２参照）とを主要構成としたモノコックボディである。

このような車体フレーム２０は、左右のフロントサイドフレーム２１，２１の前部と、このフロントサイドフレーム２１，２１の後端から後方へ延びる左右のフロアフレーム２６，２６の前端部とに、前後左右４個（図１では３個のみを示す。）の防振用弾性ブッシュ５０を介して、サブフレーム３０を吊り下げた構成である。

サブフレーム３０は、平面視略四角形状の枠からなり、右半部に横置きエンジン４１（動力源４１）をマウントし、左半部にトランスミッション４２をマウントするとともに、左右両側に左右のサスペンション４３（右側を省略）を取付けたものである。

左のサスペンション４３は、フロントサイドフレーム２１に上下スイング可能に取付けたアッパアーム４４と、サブフレーム３０の左側部にスイング可能に取付けたロアアーム４５と、ロアアーム４５とダンパハウジング２３との間に取付けたクッション４６と、アッパアーム４４及びロアアーム４５に連結したナックル４７とを主要構成として、車体フレーム２０に図示せぬ前輪（車輪）を懸架する前輪懸架装置である。なお、左右のサスペンション４３は互いに同様の構成なので、右側の説明を省略する。

次に、車体フレーム２０の下部にサブフレーム３０の四隅をマウントする防振用弾性ブッシュ５０の構成を図３に基づいて説明する。図３は、図２に示された防振用弾性ブッシュ及び衝突時フレームロック装置（第１実施例）周りの断面図であり、一例として、サブフレーム３０の前側をマウントする防振用弾性ブッシュ５０を示している。防振用弾性ブッシュ５０（以下、単に「弾性ブッシュ５０」と言う。）の構成は、一般的な車体フレームにサブフレームをマウントするための、周知のものであればよいが、ここで一例を挙げて説明すると、次の通りである。

つまり、弾性ブッシュ５０は、上下二分割の弾性ブッシュ部材５１，５１からなる。上下二分割の弾性ブッシュ部材５１，５１は、それぞれ内筒５２と、この内筒５２を囲う外筒５３とを、ラバー（防振ゴム）等の弾性部材５４によって連結した構成の防振部材である。上下二分割の弾性ブッシュ部材５１，５１は、サブフレーム３０の貫通孔３１に嵌合した上で、内筒５２，５２を貫通した取付ボルト５５によって、フロントサイドフレーム２１に取付けられる。この結果、フロントサイドフレーム２１の下部に弾性ブッシュ５０を介してサブフレーム３０を取付けることができる。このように、本発明の取付構造には、車体フレーム２０に弾性ブッシュ５０を介してサブフレーム３０を取付ける方式の構造、いわゆる、フローティング式取付構造を採用している。以下、弾性ブッシュ５０のことを、適宜「弾性体５０」と言い換える。

ところで、図２及び図３に示すように、車両１０は衝突時フレームロック装置６０（第１実施例）を備えている。第１実施例の衝突時フレームロック装置６０は、衝突検出センサ６１と制御部６２と複数の荷重伝達用連結機構６３と複数の連結駆動部６４とからなる。

衝突検出センサ６１は、車両１０の衝突を検出するものであって、車体フレーム２０の前部に取り付けられている。この衝突検出センサ６１は、例えば加速度センサからなり、検出された加速度が、予め設定されている所定の基準加速度を超えたとき（車両１０に衝突があったとき）に、検出信号を発する。衝突検出センサ６１を加速度センサによって構成したので、車両１０の衝突を検出する加速度の基準値を容易に設定することができる。この結果、荷重伝達用連結機構６３を作動させる基準を一層明確に設定することができる。

制御部６２は、衝突検出センサ６１の検出信号を受けたときに、複数の荷重伝達用連結機構６３を制御するものである。

複数の荷重伝達用連結機構６３は、衝突検出センサ６１が車両１０の衝突を検出したとき、つまり、制御部６２から制御信号を受けたときに作動して、車体フレーム２０に対してサブフレーム３０を連結することが可能なものである。この複数の荷重伝達用連結機構６３は、４つの弾性ブッシュ５０の各々近傍に２組ずつ、合計８組配置される。具体的には、図３に示すように、２組の荷重伝達用連結機構６３は、各弾性ブッシュ５０を挟んで前後に配置されている。

各々の荷重伝達用連結機構６３は、孔７１とシリンダ７２とピン７３とからなる。孔７１は、車体フレーム２０とサブフレーム３０との一方に有しており、上下方向に開口したピン嵌合用孔（ピン嵌合用の溝や凹部を含む）である。シリンダ７２及びピン７３は、車体フレーム２０とサブフレーム３０との他方に有している。シリンダ７２は、孔７１に対して同心に配置されるとともに、孔７１に臨むように開口している。ピン７３は、シリンダ７２に上下スライド可能に嵌合したロック用ピンであって、孔７１に嵌合することが可能である。なお、ピン７３は、孔７１から離反する方向に圧縮ばね７４で付勢されている。

各連結駆動部６４は、各々の荷重伝達用連結機構６３に１つずつ有し、合計８個有している。これらの連結駆動部６４は、制御部６２の制御信号を受けて、各々の荷重伝達用連結機構６３を個別に駆動するものである。より具体的には、連結駆動部６４は、制御部６２の制御信号を受けて、ピン７３を極めて短時間に孔７１に嵌合させるように駆動するものであり、例えばインフレータからなる。以下、連結駆動部６４のことを、適宜「インフレータ６４」と言い換えることにする。

次に、上記構成の第１実施例の作用を説明する。図４は図３に示された衝突時フレームロック装置（第１実施例）の作用図である。
図１に示すように、車体１１は、サスペンション４３とエンジン４１（動力源４１）の少なくとも一方を支持したサブフレーム３０を、弾性ブッシュ５０（弾性体５０）を介して車体フレーム２０に取付けるようにした、いわゆる、フローティング式取付構造を採用している。従って、車両１０の走行中において、車輪からサスペンション４３を介してサブフレーム３０に伝わった振動や、エンジン４１から弾性体５０を介してサブフレームに伝わった振動は、弾性体５０によって緩和されるので、車室に伝わりにくい。このため、車室内に伝わる振動や騒音を抑制して、乗員の乗り心地性や快適性を高めることができる。

その後、図３に示すように、衝突検出センサ６１が車両１０（図２参照）の衝突を検出したときに、制御部６２は電気的な制御信号をインフレータ６４の点火装置６５に発する。制御信号を受けた点火装置６５は、インフレータ６４内のガス発生剤に点火して、多量のガスを発生させ、このガスをシリンダ７２内に送り込む。送り込まれたガスによって、シリンダ７２内は一時的に昇圧する。この結果、ピン７３は孔７１へ向かってスライドして、図４に示すように孔７１に嵌合する。このようにして、荷重伝達用連結機構６３は、車体フレーム２０に対してサブフレーム３０を連結する。

孔７１とピン７３の嵌合による連結状態は、極めて堅固である。ピン７３を介して、車体フレーム２０とサブフレーム３０との間で車体前後方向へ大荷重を伝達することができる。つまり、荷重を伝達する特性（荷重伝達特性）が大きい。このように、荷重伝達用連結機構６３による、車体フレーム２０とサブフレーム３０との間での荷重伝達特性は、弾性ブッシュ５０による荷重伝達特性よりも大きい。従って、車体フレーム２０に対してサブフレーム３０を堅固に連結することができるので、サブフレーム３０によって衝突エネルギーを効率良く吸収することができる。つまり、車体１１（図２参照）に衝突エネルギーを受けたときには、サブフレーム３０を衝突エネルギー吸収部材として活用することができる。この結果、車体１１に衝突エネルギーが作用したときにおける、乗員の保護性能を一層高めることができる。

しかも、衝突時フレームロック装置６０は、衝突検出センサ６１、制御部６２、荷重伝達用連結機構６３及び連結駆動部６４を備えただけの簡単な構成であり、サブフレーム３０を衝突エネルギー吸収部材として活用するので、衝突エネルギー吸収のための別部材を設ける必要がない。このため、車体１１の重量の増加を極力抑制することができる。従って、車両１０の燃費を高める上で、極めて有利となる。

さらには、荷重伝達用連結機構６３を孔７１とピン７３の組み合わせによって構成し、衝突検出センサ６１が衝突を検出したときに、孔７１にピン７３が嵌合するようにしたので、荷重伝達用連結機構６３の構成を一層簡単にすることができる。しかも、衝突時において、孔７１にピン７３が嵌合することによって、車体フレーム２０に対してサブフレーム３０を、より堅固に且つ確実に連結することができる。

このように、衝突時フレームロック装置６０は、（１）車室内に伝わる振動や騒音を抑制して、乗員の乗り心地性や快適性を高めることと、（２）車体フレーム２０及びサブフレーム３０によって衝突エネルギーを効率良く吸収することを、両立させることができる。

なお、第１実施例において、連結駆動部６４は、インフレータに限定されるものではなく、例えば電動アクチュエータによって構成してもよい。
また、第１実施例において、孔７１に対するピン７３の嵌め合い方式については、次の（１）又は（２）に設定すればよい。（１）互いに若干の芯ズレがあっても確実に嵌合されるように、僅かに隙間を有した緩い嵌合公差の嵌め合い方式。（２）車体フレーム２０に対してサブフレーム３０を厳密に連結するように、軽く圧入する程度の嵌め合い公差の嵌め合い方式。

また、第１実施例において、孔７１とピン７３とを、車体フレーム２０とサブフレーム３０のどちらに設けるかについては、適宜設定すればよい。例えば、車種に応じて、車体フレーム２０に対するサブフレーム３０の連結状態を、より確実にできるように設定する。また、生産、組立が容易な方を選択する。
また、第１実施例において、荷重伝達用連結機構６３は孔７１とピン７３の組み合わせに限定されるものではなく、例えばフック状の部材同士の組み合わせでもよい。

次に、衝突時フレームロック装置６０の他の実施例について説明する。なお、上記図１〜図４に示す車体１１及び弾性ブッシュ５０については、他の実施例においても同じ構成、作用を有しているので、同一符号を付し、その説明を省略する。また、他の実施例の衝突時フレームロック装置において、第１実施例の衝突時フレームロック装置６０と同じ構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。

図５（ａ），（ｂ）は第２実施例の衝突時フレームロック装置の構成図兼作用図である。図５（ａ）は、衝突時フレームロック装置１００（第２実施例）の構成を示し、上記図３に対応させて表している。図５（ｂ）は、衝突時フレームロック装置１００（第２実施例）の作用を示す。なお、図５においては、弾性ブッシュ５０を断面しないで表してある。

図５（ａ）に示すように、第２実施例の衝突時フレームロック装置１００は、衝突検出センサ６１と制御部６２と複数の荷重伝達用連結機構１１０と複数の連結駆動部１２０とからなる。

複数の荷重伝達用連結機構１１０は、衝突検出センサ６１が車両１０の衝突を検出したとき、つまり、制御部６２から制御信号を受けたときに作動して、車体フレーム２０に対してサブフレーム３０を連結することが可能なものである。この複数の荷重伝達用連結機構１１０は、４つの弾性ブッシュ５０の各々近傍に１組ずつ、合計４組配置される。

１組の荷重伝達用連結機構１１０は、車体フレーム２０とサブフレーム３０との一方に有した１つの嵌合凹部１１１と、車体フレーム２０とサブフレーム３０との他方に有した１つの嵌合凸部１１２とからなる。嵌合凹部１１１と嵌合凸部１１２は、車両１０を上から見たときに弾性ブッシュ５０の位置を中心とした位置に配置され、しかも、凹凸同士が互いに上下に対向し合うように形成されている。

各連結駆動部１２０は、各々の荷重伝達用連結機構１１０に１つずつ有し、合計４個有している。これらの連結駆動部１２０は、制御部６２の制御信号を受けて、各々の荷重伝達用連結機構１１０を個別に駆動するものであり、２つのロッド１２１，１２１と、１つの駆動源１２２と、１つの引上げ盤１２３と、２つのロッド引上げ部１２４，１２４とからなる。

２つのロッド１２１，１２１は、サブフレーム３０から車体フレーム２０へ向かって上方へ延びる細長い部材であり、弾性ブッシュ５０を挟んで前後の位置に、且つ弾性ブッシュ５０の近傍に配置されている。各ロッド１２１，１２１の先端（上端）には、ロッド１２１，１２１よりも大径の凸部１２１ａ，１２１ａが、それぞれ一体に形成されている。

駆動源１２２は、例えば、制御部６２の制御信号を受けて、出力ロッド１２２ａが極めて短時間に上方（サブフレーム３０から離反する方向）へ伸びる、電動アクチュエータからなる。以下、駆動源１２２のことを、適宜「電動アクチュエータ１２２」と言い換えることにする。

引上げ盤１２３は、車体フレーム２０に上下スライド可能に取り付けられるとともに、電動アクチュエータ１２２の出力ロッド１２２ａに連結されている。このため、引上げ盤１２３は、電動アクチュエータ１２２によって引き上げられる。

２つのロッド引上げ部１２４，１２４は、引上げ盤１２３において、各凸部１２１ａ，１２１ａに対して個別に対向する位置に設けられ、それぞれ引上げ凹部１２４ａ，１２４ａを有している。なお、ロッド引上げ部１２４，１２４は、引上げ盤１２３に一体に形成されてもよい。各引上げ凹部１２４ａ，１２４ａは、通常状態において、各凸部１２１ａ，１２１ａを緩く嵌合している。このため、通常状態においては、弾性ブッシュ５０による振動吸収を妨げることはない。

次に、上記構成の第２実施例の作用を、図５に基づいて説明する。
図５（ａ）において、衝突検出センサ６１が車両１０（図２参照）の衝突を検出したときに、電動アクチュエータ１２２は、制御部６２から電気的な制御信号を受けて、出力ロッド１２２ａを上方へ伸ばし、引上げ盤１２３及びロッド引上げ部１２４，１２４を上方へ急速に引き上げる。この結果、図５（ｂ）に示すように、各ロッド引上げ部１２４，１２４は、各凸部１２１ａ，１２１ａを上方へ急速に引き上げる。このため、サブフレーム３０が車体フレーム２０へ向かって上方へ移動することによって、嵌合凹部１１１に嵌合凸部１１２が嵌合する。このようにして、荷重伝達用連結機構１１０は、車体フレーム２０に対してサブフレーム３０を連結する。

嵌合凹部１１１に嵌合凸部１１２の嵌合による連結状態は、極めて堅固である。嵌合凹部１１１と嵌合凸部１１２を介して、車体フレーム２０とサブフレーム３０との間で車体前後方向へ大荷重を伝達することができる。つまり、荷重を伝達する特性（荷重伝達特性）が大きい。このように、荷重伝達用連結機構１１０による、車体フレーム２０とサブフレーム３０との間での荷重伝達特性は、弾性ブッシュ５０による荷重伝達特性よりも大きい。従って、車体フレーム２０に対してサブフレーム３０を堅固に連結することができるので、サブフレーム３０によって衝突エネルギーを効率良く吸収することができる。つまり、車体１１に衝突エネルギーを受けたときには、サブフレーム３０を衝突エネルギー吸収部材として活用することができる。この結果、車体１１に衝突エネルギーが作用したときにおける、乗員の保護性能を一層高めることができる。

さらには、荷重伝達用連結機構１１０を嵌合凹部１１１と嵌合凸部１１２の組み合わせによって構成し、衝突検出センサ６１が衝突を検出したときに、嵌合凹部１１１に嵌合凸部１１２が嵌合するようにしたので、荷重伝達用連結機構１１０の構成を一層簡単にすることができる。しかも、衝突時において、嵌合凹部１１１に嵌合凸部１１２が嵌合することによって、車体フレーム２０に対してサブフレーム３０を、より堅固に且つ確実に連結することができる。

このように、衝突時フレームロック装置１００は、（１）車室内に伝わる振動や騒音を抑制して、乗員の乗り心地性や快適性を高めることと、（２）車体フレーム２０及びサブフレーム３０によって衝突エネルギーを効率良く吸収することを、両立させることができる。

なお、第２実施例において、駆動源１２２は、電動アクチュエータに限定されるものではなく、例えばインフレータによって構成してもよい。その場合には、インフレータの作動によって出力ロッド１２２ａが上方へ伸びることになる。

また、第２実施例において、嵌合凹部１１１と嵌合凸部１１２とを、車体フレーム２０とサブフレーム３０のどちらに設けるかについては、適宜設定すればよい。連結駆動部１２０についても、同様である。例えば、車種に応じて、車体フレーム２０に対するサブフレーム３０の連結状態を、より確実にできるように設定する。また、生産、組立が容易な方を選択する。

また、第２実施例において、引上げ凹部１２４ａと凸部１２１ａとの組み合わせ構造は、荷重伝達用連結機構１１０を兼ねることができる。つまり、引上げ凹部１２４ａが嵌合凹部１１１の役割を兼ねるとともに、凸部１２１ａが嵌合凸部１１２の役割を兼ねる。
その場合には、嵌合凹部１１１及び嵌合凸部１１２を廃止してもよい。廃止することによって、衝突時フレームロック装置１００の構成を、より簡略にすることができる。
また、廃止せずに残すことによって、車体フレーム２０に対してサブフレーム３０が引き上げられるときに、サブフレーム３０の位置決めをするためのガイド部材の役割を果たすことができる。

また、第２実施例において、弾性ブッシュ５０は、車体フレーム２０に対してサブフレーム３０が引き上げられるときに、サブフレーム３０の位置決めをするためのガイド部材の役割を果たすために、図３に示す内筒５２及び外筒５３の形状を適宜変更することができる。

図６（ａ），（ｂ）は第３実施例の衝突時フレームロック装置の構成図兼作用図である。図６（ａ）は、衝突時フレームロック装置２００（第３実施例）の構成を示し、上記図３に対応させて表している。図６（ｂ）は、衝突時フレームロック装置２００（第３実施例）の作用を示す。なお、図６においては、弾性ブッシュ５０を断面しないで表してある。

図６（ａ）に示すように、第３実施例の衝突時フレームロック装置２００は、衝突検出センサ６１と制御部６２と複数の荷重伝達用連結機構２１０と複数の連結駆動部２２０とからなる。

複数の荷重伝達用連結機構２１０は、衝突検出センサ６１が車両１０（図２参照）の衝突を検出したとき、つまり、制御部６２から制御信号を受けたときに作動して、車体フレーム２０に対してサブフレーム３０を連結することが可能なものである。この複数の荷重伝達用連結機構２１０は、４つの弾性ブッシュ５０の各々近傍に１組ずつ、合計４組配置される。

１組の荷重伝達用連結機構２１０は、車体フレーム２０とサブフレーム３０との一方に有した１つの嵌合凹部２１１と、車体フレーム２０とサブフレーム３０との他方に有した１つの嵌合凸部２１２とからなる。嵌合凸部２１２は、サブフレーム３０から車体フレーム２０へ向かって上方へ延びる細長いロッド２１３の先端（上端）に一体に形成されている。嵌合凹部２１１は、嵌合凸部２１２の前面に臨む前側凹部２１１ａと、嵌合凸部２１２の後面に臨む後側凹部２１１ｂとからなる。前側に位置する前側凹部２１１ａと、中央に位置する嵌合凸部２１２と、後側に位置する後側凹部２１１ｂとは、車体前後方向へ一直線上に整列している。さらに、通常状態において、前側凹部２１１ａと後側凹部２１１ｂは、嵌合凸部２１２に対して一定の隙間を有している。このため、通常状態においては、弾性ブッシュ５０による振動吸収を妨げることはない。

各連結駆動部２２０は、各々の荷重伝達用連結機構２１０に１つずつ有し、合計４個有している。これらの連結駆動部２２０は、制御部６２の制御信号を受けて、各々の荷重伝達用連結機構２１０を個別に駆動するものであり、連結駆動部２２０は、駆動源２２１とスライダ２２２とからなる。

駆動源２２１は、例えば、制御部６２の制御信号を受けて、前後２つの出力ロッド２２１ａ，２２１ｂが極めて短時間に車両前後方向に伸びる、電動アクチュエータからなる。この電動アクチュエータ２２１は、車体フレーム２０に取り付けられている。以下、駆動源２２１のことを、適宜「電動アクチュエータ２２１」と言い換えることにする。前の出力ロッド２２１ａは車両前方へ伸びる。後の出力ロッド２２１ｂは車両後方へ伸びる。後の出力ロッド２２１ｂの後端には、前側凹部２１１ａを有している。

スライダ２２２は、前後に細長いシリンダ部材からなり、車体フレーム２０に前後スライド可能に取り付けられている。スライダ２２２の前端部２２２ａは、前の出力ロッド２２１ａに連結されている。このため、前の出力ロッド２２１ａが前方へ伸びることによって、スライダ２２２は前方にスライドする。スライダ２２２の後端部２２２ｂは、前面に後側凹部２１１ｂを有している。

次に、上記構成の第３実施例の作用を、図６に基づいて説明する。
図６（ａ）において、衝突検出センサ６１が車両１０（図２参照）の衝突を検出したときに、電動アクチュエータ２２１は、制御部６２から電気的な制御信号を受けて、前後の出力ロッド２２１ａ，２２１ｂを急速に伸ばす。このため、スライダ２２２は前方にスライドする。この結果、図６（ｂ）に示すように、前側凹部２１１ａ及び後側凹部２１１ｂは、嵌合凸部２１２に急速に嵌合する。このようにして、荷重伝達用連結機構２１０は、車体フレーム２０に対してサブフレーム３０を連結する。

嵌合凹部２１１に嵌合凸部２１２の嵌合による連結状態は、極めて堅固である。嵌合凹部２１１と嵌合凸部２１２を介して、車体フレーム２０とサブフレーム３０との間で車体前後方向へ大荷重を伝達することができる。つまり、荷重を伝達する特性（荷重伝達特性）が大きい。このように、荷重伝達用連結機構２１０による、車体フレーム２０とサブフレーム３０との間での荷重伝達特性は、弾性ブッシュ５０による荷重伝達特性よりも大きい。従って、車体フレーム２０に対してサブフレーム３０を堅固に連結することができるので、サブフレーム３０によって衝突エネルギーを効率良く吸収することができる。つまり、車体１１に衝突エネルギーを受けたときには、サブフレーム３０を衝突エネルギー吸収部材として活用することができる。この結果、車体１１に衝突エネルギーが作用したときにおける、乗員の保護性能を一層高めることができる。

さらには、荷重伝達用連結機構２１０を嵌合凹部２１１と嵌合凸部２１２の組み合わせによって構成し、衝突検出センサ６１が衝突を検出したときに、嵌合凹部２１１に嵌合凸部２１２が嵌合するようにしたので、荷重伝達用連結機構２１０の構成を一層簡単にすることができる。しかも、衝突時において、嵌合凹部２１１に嵌合凸部２１２が嵌合することによって、車体フレーム２０に対してサブフレーム３０を、より堅固に且つ確実に連結することができる。

このように、衝突時フレームロック装置２００は、（１）車室内に伝わる振動や騒音を抑制して、乗員の乗り心地性や快適性を高めることと、（２）車体フレーム２０及びサブフレーム３０によって衝突エネルギーを効率良く吸収することを、両立させることができる。

なお、第３実施例において、駆動源２２１は、電動アクチュエータに限定されるものではなく、例えばインフレータによって構成してもよい。その場合には、インフレータの作動によって、２つの出力ロッド２２１ａ，２２１ｂが車両前後方向に伸びることになる。

また、第３実施例において、嵌合凹部２１１と嵌合凸部２１２とを、車体フレーム２０とサブフレーム３０のどちらに設けるかについては、適宜設定すればよい。連結駆動部２２０についても、同様である。例えば、車種に応じて、車体フレーム２０に対するサブフレーム３０の連結状態を、より確実にできるように設定する。また、生産、組立が容易な方を選択する。

図７（ａ），（ｂ）は第４実施例の衝突時フレームロック装置の構成図兼作用図である。図７（ａ）に示すように、第４実施例の衝突時フレームロック装置３００は、複数の荷重伝達用連結機構３１０からなる。複数の荷重伝達用連結機構３１０は、車両１０の衝突を検出したとき車体フレーム２０に対してサブフレーム３０を連結することが可能なものである。この複数の荷重伝達用連結機構３１０は、４つの弾性ブッシュ５０の各々近傍に１組ずつ、合計４組配置される。

１組の荷重伝達用連結機構３１０は、車体フレーム２０とサブフレーム３０との一方に有した１つの嵌合凹部３１１と、車体フレーム２０とサブフレーム３０との他方に有した１つの嵌合凸部３１２とからなる。

車体フレーム２０は、サブフレーム３０に対向する面（下面）に開口した、挿入凹部３１３を有する。この挿入凹部３１３の後壁３１３ａには、嵌合凹部３１１が形成されている。嵌合凹部３１１は、後壁３１３ａに開口するとともに、車両後方へ向かって先細り状の雌テーパに形成され、その奥端を底３１１ａとしたものである。

サブフレーム３０は、上面から車体フレーム２０へ向かって上方へ延びた、細長いロッド３１４を有する。この細長いロッド３１４は、更に挿入凹部３１３内へ延び、その先端（上端）から車両後方へ向かって突出した嵌合凸部３１２が形成されている。嵌合凸部３１２は、車両後方へ向かって先細り状の雄テーパに形成され、その先端３１２ａが底３１１ａに対向している。

嵌合凹部３１１と嵌合凸部３１２とは、互いに車体前後方向に一直線上に配置されている。さらに、通常状態において、嵌合凹部３１１に対して嵌合凸部３１２は、一定の隙間を有している。嵌合凹部３１１の底３１１ａと嵌合凸部３１２の先端３１２ａとの間には、車体前後方向に所定の間隔を有している。このため、通常状態においては、弾性ブッシュ５０による振動吸収を妨げることはない。

次に、上記構成の第４実施例の作用を、図７に基づいて説明する。
図７（ａ）において、車両１０（図２参照）が前方の障害物に衝突したときに、衝突の初期段階において、サブフレーム３０に前方から衝突エネルギーが作用した場合には、車体フレーム２０に対してサブフレーム３０が相対的に後方へ変位する。この結果、図７（ｂ）に示すように、嵌合凸部３１２が嵌合凹部３１１に嵌合する。つまり、雄テーパが雌テーパに嵌合する。このようにして、荷重伝達用連結機構３１０は、車体フレーム２０に対してサブフレーム３０を連結する。

嵌合凹部３１１に嵌合凸部３１２の嵌合による連結状態は、極めて堅固である。嵌合凹部３１１と嵌合凸部３１２を介して、車体フレーム２０とサブフレーム３０との間で車体前後方向へ大荷重を伝達することができる。つまり、荷重を伝達する特性（荷重伝達特性）が大きい。このように、荷重伝達用連結機構３１０による、車体フレーム２０とサブフレーム３０との間での荷重伝達特性は、弾性ブッシュ５０による荷重伝達特性よりも大きい。従って、車体フレーム２０に対してサブフレーム３０を堅固に連結することができるので、サブフレーム３０によって衝突エネルギーを効率良く吸収することができる。つまり、車体１１に衝突エネルギーを受けたときには、サブフレーム３０を衝突エネルギー吸収部材として活用することができる。この結果、車体１１に衝突エネルギーが作用したときにおける、乗員の保護性能を一層高めることができる。

さらには、衝突時フレームロック装置３００は、荷重伝達用連結機構３１０を嵌合凹部３１１と嵌合凸部３１２の組み合わせによって構成し、車両１０が衝突したときに、嵌合凹部３１１に嵌合凸部３１２が嵌合するようにした、いわゆる受動的（パッシブ）な作用をなす。つまり、能動的な電動アクチュエータやインフレータといった駆動源、衝突検出センサ、制御部は不要である。従って、荷重伝達用連結機構３１０を含み、衝突時フレームロック装置３００全体の構成を一層簡単にすることができる。しかも、衝突時において、嵌合凹部３１１に嵌合凸部３１２が嵌合することによって、車体フレーム２０に対してサブフレーム３０を、より堅固に且つ確実に連結することができる。

このように、衝突時フレームロック装置３００は、（１）車室内に伝わる振動や騒音を抑制して、乗員の乗り心地性や快適性を高めることと、（２）車体フレーム２０及びサブフレーム３０によって衝突エネルギーを効率良く吸収することを、両立させることができる。

図８は図２に示された車両の前部の変形例図であり、サブフレーム３０の前端から前方へフレーム延長部３２０を延ばしたことを特徴とする。フレーム延長部３２０の前端はバンパ２５の真下近くに位置する。この場合に、車体１１には、図７に示す荷重伝達用連結機構３１０を設けている。

このような構成であるから、車両１０が前方の障害物に衝突したときに、衝突エネルギーはフレーム延長部３２０を介してサブフレーム３０に直ちに伝わる。このため、衝突した早期において、直ちに嵌合凹部３１１に嵌合凸部３１２が嵌合する。従って、車体フレーム２０とサブフレーム３０とが協働して、衝突エネルギーを一層効率良く吸収することができる。

なお、本発明では、車体１１は、車体フレーム２０の後部にサブフレーム３０を取付ける構成でもよい。
また、サブフレーム３０は、動力源４１とサスペンション４３の少なくとも一方を支持した構成であればよい。
また、動力源４１は、走行用の動力を発生するものであればよく、エンジンの他に例えば電動モータであってもよい。
また、衝突時フレームロック装置６０，１００，２００は、制御部６２を備えた構成に限定されるものではない。例えば、衝突検出センサ６１の検出信号を連結駆動部６４、駆動源１２２，２２１に直接に発する構成でもよい。

また、衝突検出センサ６１は、上記加速度センサによって構成されるものに限定されず、車両１０の衝突状態を判別できるセンサやシステムであればよい。つまり、衝突検出センサ６１の構成は、上記加速度センサだけでなく、あるいは、ボディ変形（衝突による車体１１の変形）を計測する変位センサやリミットスイッチからなる衝突状態を判別できるセンサやシステムであれば、何を用いてもよい。

本発明の車体構造は、動力源４１とサスペンション４３を支持したサブフレーム３０を、弾性体５０を介して車体フレーム２０に取付けるようにした、自動車に用いるのに好適である。

本発明に係る車両の前部の斜視図である。 図１に示された車両の前部の左側面図である。 図２に示された防振用弾性ブッシュ及び衝突時フレームロック装置（第１実施例）周りの断面図である。 図３に示された衝突時フレームロック装置（第１実施例）の作用図である。 本発明に係る衝突時フレームロック装置（第２実施例）の構成図兼作用図である。 本発明に係る衝突時フレームロック装置（第３実施例）の構成図兼作用図である。 本発明に係る衝突時フレームロック装置（第４実施例）の構成図兼作用図である。 図２に示された車両の前部の変形例図である。

符号の説明

１０…車両、１１…車体、２０…車体フレーム、３０…サブフレーム、４３…サスペンション、４１…動力源（エンジン）、５０…弾性体（防振用弾性ブッシュ）、６０…衝突時フレームロック装置、６１…衝突検出センサ（加速度センサ）、６２…制御部、６３…荷重伝達用連結機構、６４…連結駆動部、７１…孔、７２…シリンダ、７３…ピン、１００，２００，３００…衝突時フレームロック装置、１１０，２１０，３１０…荷重伝達用連結機構、１１１，２１１，３１１…嵌合凹部、１１２，２１２，３１２…嵌合凸部、１２０，２２０…連結駆動部、１２２，２２２…駆動源。

Claims (5)

1. サスペンションと動力源の少なくとも一方を支持したサブフレームを、弾性体を介して車体フレームの下部に取付けるようにした車体構造であって、
   車両の衝突を検出する衝突検出センサと、この衝突検出センサが衝突を検出したときに、前記車体フレームに対して前記サブフレームを車両の前後方向への移動を規制するように連結することが可能な荷重伝達用連結機構とを備え、
   前記荷重伝達用連結機構による、前記車体フレームと前記サブフレームとの間での荷重伝達特性は、前記弾性体による荷重伝達特性よりも大きいものであることを特徴とした車体構造。
2. サスペンションと動力源の少なくとも一方を支持したサブフレームを、弾性体を介して車体フレームの下部に取付けるようにした車体構造であって、
   車両の衝突を検出する衝突検出センサと、この衝突検出センサが衝突を検出したときに、前記車体フレームに対して前記サブフレームを上下方向への嵌合によって連結することが可能な荷重伝達用連結機構とを備え、
   前記荷重伝達用連結機構による、前記車体フレームと前記サブフレームとの間での荷重伝達特性は、前記弾性体による荷重伝達特性よりも大きいものであることを特徴とした車体構造。
3. 前記荷重伝達用連結機構は、前記車体フレームと前記サブフレームとの一方に有する孔と、前記車体フレームと前記サブフレームとの他方に有するピンとからなり、前記衝突検出センサが衝突を検出したときに、前記孔に前記ピンが嵌合する構成であることを特徴とした請求項１又は請求項２記載の車体構造。
4. 前記荷重伝達用連結機構は、前記車体フレームと前記サブフレームとの一方に有する嵌合凹部と、前記車体フレームと前記サブフレームとの他方に有する嵌合凸部とからなり、
   この荷重伝達用連結機構を駆動する連結駆動部は、前記車体フレームに取付けられ駆動力を上方へ向かって伝える駆動源と、この駆動源に連結され上下スライド可能な引上げ盤と、前記サブフレームから前記車体フレームへ向かって上方へ延びるロッドと、前記引上げ盤の前記ロッドに対向する位置に設けられ前記駆動源が作動することで前記ロッドを引上げるロッド引上げ部とからなり、
   前記衝突検出センサが衝突を検出したときに、前記駆動源が作動することで前記ロッドを引上げ、前記ロッドが引上げられることで、前記サブフレームが前記車体フレームへ向かって上方へ移動され、前記サブフレームが上方へ移動されることで、前記嵌合凹部に前記嵌合凸部が嵌合する構成であることを特徴とした請求項１又は請求項２記載の車体構造。
5. 前記衝突検出センサは、加速度センサからなることを特徴とした請求項１から請求項４までのいずれか１項記載の車体構造。

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