JP2005297800A - 車両用サブフレーム - Google Patents

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【課題】 本発明は、強度を高めるとともに、軽量化を図ることのできる車両用サブフレームを提供することを課題とする。
【解決手段】 車両用サブフレーム(フロントサブフレーム)12では、連結部材25は、開口部(縦継ぎ手開口部)43の奥(矢印a1の方向)に開口部(縦継ぎ手開口部、横継ぎ手開口部)43,41同士が連通する空間52を仕切る仕切り壁45を備えるので、仕切り壁45によって、縦継ぎ手開口部43の固定端55側の強さは高まるとともに、横継ぎ手開口部41の強さは高まり、連結部材25の強度を高めることができ、結果的に、車両用サブフレームの強度を高めることができる。強度を確保しつつ、空間53,54によって連結部材25の軽量化を図ることができる。
【選択図】 図5

Description

本発明は、車体の前後方向に伸びる金属材料からなる筒状の縦メンバと、車体の左右方向に伸びる金属材料からなる筒状の横メンバと、縦メンバ及び横メンバの端部同士を連結する金属材料からなるダイキャスト製の連結部材と、を備え、車体に取付ける車両用サブフレームに関するものである。
車両用サブフレームは、例えば、筒形の部材を縦横に接合することで井の字形の構造を形成し、この構造に必要な取付け部を形成したものである。
井の字形の構造を用いた自動車サスペンションメンバが知られている。(例えば、特許文献1参照。)。
また、車両用サブフレームは、井の字形の構造を形成し、筒形の部材の端部に車体に取付けるための円柱部材を接合したサブフレームが知られている。(例えば、特許文献2参照。)。
特開平11−222152号公報(第3頁、図1、図2) 特開2003−146240公報(第4頁、図1)
特許文献1を次図に基づいて説明する。
図6(a),(b)は、従来の技術の基本構成を説明する第1の図であり、従来の「自動車サスペンションメンバの製造方法」によって製造されるサスペンションメンバは、タイヤを装着する一対のサイドメンバ201と、これらのサイドメンバ201を連結するクロスメンバ202,203と、を有し、一対のサイドメンバ201にクロスメンバ202,203を鋳ぐるんだものである。
特許文献2を次図に基づいて説明する。
図7は、従来の技術の基本構成を説明する第2の図であり、従来の自動車用サブフレームは、サブフレーム本体301の先端部に、サブフレームを自動車車体フレームに連結するためのカラー部材302を接合したもので、サブフレーム本体301の寸法が不足した場合には、(c)に示すように、カラー部材302の平坦部303をずらした状態で平坦部303とサブフレーム本体301をすみ肉溶接(ビード304)する。従って、カラー部材302を高精度に取付けることができる。
しかし、特許文献1のサスペンションメンバでは、一対のサイドメンバ201は、中実な鋳物であり、例えば、中空なものに比べ、重量は重く、さらなる軽量化が望まれていた。ただ、中空なものとした場合、サイドメンバ201の強度を確保するのに手間がかかる。
特許文献2の自動車用サブフレームでは、カラー部材302に負荷が加わった場合に、すみ肉溶接(ビード304)を施したサブフレーム本体301の先端部は変形が起きやすく、より強度の高い構造が望まれていた。
本発明は、強度を高めるとともに、軽量化を図ることのできる車両用サブフレームを提供することを課題とする。
請求項1に係る発明は、車体の前後方向に伸びる金属材料からなる筒状の縦メンバと、車体の左右方向に伸びる金属材料からなる筒状の横メンバと、縦メンバ及び横メンバの端部同士を連結する金属材料からなるダイキャスト製の連結部材と、を備え、車体に取付ける車両用サブフレームであって、連結部材は、縦・横メンバを嵌合するためのそれぞれの開口部を備えるとともに開口部の奥に開口部同士が連通する空間を仕切る仕切り壁を備えることを特徴とする。
請求項1に係る発明では、縦メンバ及び横メンバの端部同士を連結する連結部材は、縦・横メンバを嵌合するためのそれぞれの開口部を備えるとともに開口部の奥に開口部同士が連通する空間を仕切る仕切り壁を備えるので、仕切り壁によって、縦継ぎ手開口部の固定端側の強さ(断面係数、断面積)は高まるとともに、横継ぎ手開口部の固定端側の強さは高まり、連結部材の強度を高めることができ、結果的に、車両用サブフレームの強度を高めることができるという利点がある。
また、連結部材は、開口部(縦継ぎ手開口部)の奥に開口部(縦継ぎ手開口部、横継ぎ手開口部)同士が連通する空間を仕切る仕切り壁を備えるので、強度を確保しつつ、空間によって連結部材の軽量化を図ることができ、結果的に、車両用サブフレームの軽量化を図ることができるという利点がある。
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。「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向に従う。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図1は、本発明の車両用サブフレームの斜視図である。
車両用サブフレームはフロントサブフレーム12であり、フロントサブフレーム12は、車体11の前後方向に伸びる左右の縦メンバ13,14と、これらの縦メンバ13,14の前端部15,16間に掛け渡しかつ車体11の左右方向に伸びる前部横メンバ17と、左右の縦メンバ13,14の後端部18,19間に掛け渡しかつ車体11の左右方向に伸びる後部横メンバ21と、左右の縦メンバ13,14の前端部15,16に前部横メンバ17の端部22,23を連結する左右の連結部材24,25と、を備える。28・・・(・・・は複数を示す。以下同様。)はすみ肉溶接を施すことで形成される溶接部(ビードを含む。)である。
フロントサブフレーム12の材質は、金属材料、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金(以下、総称して「アルミニウム合金」と言う。)である。
左右の縦メンバ13,14は、例えば筒形の押出し材(押出し成形品)からなる角パイプを、更にバルジ成型等によって、部分的に凹凸形状に形成した成形品のサイドメンバで、既に述べた前端部15,16を有し、前部横メンバ17の端部22,23に取付けた連結部材24,25に結合する。
前部横メンバ17は、例えば筒形の押出し材(押出し成形品)からなる丸パイプのクロスメンバである。
左右の連結部材24,25は、L字状に鋳込んだダイキャスト製品で、角に、上下方向に貫通した貫通孔31,31を有する取付部32,32を一体に形成したものである。具体的には後述する。
図2は、本発明の車両用サブフレームの分解図であり、前部横メンバ17及び左右の縦メンバ13,14から外した左右の連結部材24,25を示す。
連結部材25は、具体的には、一方に横継ぎ手開口部41を前部横メンバ17の外径よりわずかに大きい内径で形成し、横継ぎ手開口部41の縁42を開先となる程度に処理し、他方に縦継ぎ手開口部43を縦メンバ14の外面の寸法よりわずかに大きい内面の寸法で形成し、縦継ぎ手開口部43の縁44を開先となる程度に処理し、縦継ぎ手開口部43の奥(矢印a1の方向)に縦継ぎ手開口部43と横継ぎ手開口部41同士の連通を仕切る仕切り壁45を形成したものである。
縦継ぎ手開口部43は、上壁46と、下壁47と、側壁48,49とからなる。
連結部材24は右の連結部材25と同様である。
図3は、図2の3矢視図であり、連結部材25の仕切り壁45を示す。
連結部材25は、縦継ぎ手開口部43の奥に仕切り壁45を形成するとともに、仕切り壁45を上壁46、下壁47、側壁48,49と一体に造りかつ、横継ぎ手開口部41に連続して一体に造った部位である。
次に図2に示す車両用サブフレーム(フロントサブフレーム)12の組立て要領の一例を簡単に説明する。
まず、左の連結部材24の貫通孔31を所定の位置にセットし、セットした連結部材24の横継ぎ手開口部41に前部横メンバ17の端部22を矢印a2のように嵌める。引き続き、前部横メンバ17の端部23に右の連結部材25の横継ぎ手開口部41を矢印a3のように嵌めるとともに、連結部材25の貫通孔31を所定の位置にセットする。続けて、嵌めた前部横メンバ17を所定の位置にセットする。この状態で連結部材24,25と前部横メンバ17を、図1に示すようにすみ肉溶接(溶接部(ビードを含む。)28)により接合してもよく、溶接しないで次に進んでもよい。セット済みの左右の連結部材24,25の縦継ぎ手開口部43,43に左の縦メンバ13の前端部15を矢印a4のように嵌合するとともに、右の縦メンバ14の前端部16を矢印a5のように嵌合する。最後に、縦メンバ13,14と連結部材24,25、連結部材24,25と前部横メンバ17を、図1に示すようにすみ肉溶接(溶接部(ビードを含む。)28)により接合する。
図4は、図1の4−4線断面図であり、連結部材25の断面と共に仕切り壁45の断面を示す。
仕切り壁45は、縦継ぎ手開口部43から横継ぎ手開口部41に連通する空間52を、空間53,54に分ける壁でありかつ、縦継ぎ手開口部43の固定端55を支持する壁に相当するとともに、横継ぎ手開口部41の固定端56(図5参照)側に形成した壁に相当する。Hvは負荷Fvに対する仕切り壁45の高さを示す。
「連通する空間52」とは、仕切り壁45が無ければ連通して形成される空間である。
図5は、図1の5−5線断面図であり、連結部材25の断面と共に仕切り壁45の断面を示す。
仕切り壁45は、既に説明したように、縦継ぎ手開口部43から横継ぎ手開口部41に連通する空間52を、空間53,54に分ける壁でありかつ、縦継ぎ手開口部43の固定端55を支持する壁に相当するとともに、横継ぎ手開口部41の固定端56側を支持する壁である。Wは仕切り壁45の幅を示す。
仕切り壁45の厚さはtであり、厚さtを縦継ぎ手開口部43の上・下・側壁46(図4参照),47,48,49の厚さとほぼ同等に設定するとともに、横継ぎ手開口部41の厚さとほぼ同等に設定した。
このように、図4及び図5に示す車両用サブフレーム(フロントサブフレーム)12では、連結部材25は、開口部(縦継ぎ手開口部)43の奥(矢印の方向)に開口部(縦継ぎ手開口部、横継ぎ手開口部)43,41同士が連通する空間52を仕切る仕切り壁45を備えるので、仕切り壁45によって、縦継ぎ手開口部43の固定端55側の強さ(断面係数、断面積)は高まるとともに、横継ぎ手開口部41の固定端56側の強さは高まり、連結部材25の強度を高めることができ、結果的に、車両用サブフレームの強度を高めることができる。
車両用サブフレーム(フロントサブフレーム)12では、連結部材25は、開口部(縦継ぎ手開口部)43の奥に開口部(縦継ぎ手開口部、横継ぎ手開口部)43,41同士が連通する空間52を仕切る仕切り壁45を備えるので、強度を確保しつつ、空間53,54によって連結部材25の軽量化を図ることができ、結果的に、車両用サブフレームの軽量化を図ることができる。
また、連結部材25は、開口部(縦継ぎ手開口部)43の奥に開口部(縦継ぎ手開口部、横継ぎ手開口部)43,41同士が連通する空間52を仕切る仕切り壁45を備えるので、仕切り壁45の肉厚(厚さt)によって、鋳造の際の変形は抑制され、寸法精度の向上を図ることができる。
仕切り壁45の厚さtを縦継ぎ手開口部43の上・下・側壁46(図4参照),47,48,49の厚さとほぼ同等に設定するとともに、横継ぎ手開口部41の厚さとほぼ同等に設定したので、連結部材25の強度を所望の強度まで高めることができるとともに、軽量化を図ることができる。
尚、本発明の車両用サブフレームは、実施の形態では四輪車に適用したが、三輪車にも適用可能であり、一般の車両に適用することは差し支えない。
また、本発明のダイキャスト製には、溶湯鍛造によるものも含むものである。
本発明の車両用サブフレームは、四輪車に好適である。
本発明の車両用サブフレームの斜視図 本発明の車両用サブフレームの分解図 図2の3矢視図 図1の4−4線断面図 図1の5−5線断面図 従来の技術の基本構成を説明する第1の図 従来の技術の基本構成を説明する第2の図
符号の説明
11…車体、12…車両用サブフレーム(フロントサブフレーム)、13,14…縦メンバ、15,16…縦メンバの前端部、17…横メンバ(前部横メンバ)、22,23…前部横メンバの端部、24,25…連結部材、41…横継ぎ手開口部、43…縦継ぎ手開口部、45…仕切り壁、52…連通する空間。

Claims (1)

  1. 車体の前後方向に伸びる金属材料からなる筒状の縦メンバと、車体の左右方向に伸びる金属材料からなる筒状の横メンバと、前記縦メンバ及び横メンバの端部同士を連結する金属材料からなるダイキャスト製の連結部材と、を備え、車体に取付ける車両用サブフレームであって、
    前記連結部材は、前記縦・横メンバを嵌合するためのそれぞれの開口部を備えるとともに開口部の奥に開口部同士が連通する空間を仕切る仕切り壁を備えることを特徴とする車両用サブフレーム。
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