JP2006347464A - 車両のサブフレーム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 車体13の前部下部14に取付ける井桁状のダイカスト製サブフレーム11を、前後に分割したコ字状の前部サブフレーム15と後部サブフレーム16とで構成するとともに、前部サブフレーム15を構成する前ビーム部材47の左右端に成形した左右ビーム分割前部65,67と後部サブフレーム16を構成する後ビーム部材53の左右端に成形した左右ビーム分割後部88,91とを接合した構成とし、左右ビーム分割前部65,67に扁平部113,114を、サブフレーム11に前後方向からの荷重が通常の荷重より大きく加わったときに塑性変形の起点となるように成形した。
【選択図】 図3
Description
図13は、従来の技術(特許文献1)の基本構成を説明する図であり、従来の車両用中空フレーム(サブフレーム)201は、アルミニウム合金鋳物製フレーム本体202にアルミニウム合金製蓋体203を接合して中空部を構成したもので、軽量で、容易にかつ低コストで製作することができるというものである。
既存のダイカスト機に対応させて、例えば、鋳物製フレーム本体202を2分割することも考えられる。2分割した場合は、当然、分割した部位を一体的に接合して井桁形状を得るが、その際の接合に手間がかかる。2分割した場合でも形状(開先)設定など接合に手間のかからない構造が望まれていた。
図1は、本発明の車両のサブフレームの概要を説明する概要説明図である。
サブフレーム11は、例えば、車両12の車体13の下部14に取付けるもので、前後に2分割した前部サブフレーム15と、後部サブフレーム16と、からなり、分割接合部17,18で接合したものである。具体的には後述する。
フロントボデー22は、FF用で、左右のフロントサイドメンバ23,23と、フロントサイドメンバ23,23の前端に接合したフロントクロスメンバ24と、フロントサイドメンバ23,23の後端に接合したフロアメンバ25,25と、フロントサイドメンバ23,23に取付けたダンパハウジング26,26と、エンジンルームを隔てる隔壁27と、フロントサイドメンバ23,23の下部及びフロアメンバ25,25に連結したサブフレーム11と、を備え、エンジン31(図2参照)や前懸架装置32を支持する。33はエンジン31(図2参照)の前部を載せる前マウント装置、34(図2参照)はエンジン31の後部を載せる後マウント装置、37は前懸架装置32の下部リンクを示す。
サブフレーム11は、車体13の下部14に4隅をマウント部材41・・・(・・・は複数を示す。以下同様。)で取付け、左右に前懸架装置32を支持し、前後にエンジン31を前・後マウント装置33,34を介して支持する。
マウント装置33は、エンジン31の荷重を受けるとともに、エンジン31で発生した振動を吸収してサブフレーム11に伝わるのを抑制する。
エンジン31は、例えば、直列4気筒で、横置きしたものである。44は変速機を示す。
図4は、本発明の車両のサブフレームの分解図である。
サブフレーム11は、具体的には、前に配置する前部サブフレーム15に後部サブフレーム16を分割接合部17,18で溶接することで、前ビーム部材47、左右ビーム部材51,52、後ビーム部材53とで井桁状とし、前ビーム部材47の両端に前取付け部54,55を形成し、前ビーム部材47の中央に支持部56を形成し、左右ビーム部材51,52にそれぞれ前懸架装置32を連結する連結部57,58を形成し、左右ビーム部材51,52の後端に後取付け部61,62を形成し、後ビーム部材53に操舵装置(図に示していない)を取付ける操舵取付け部63,64を形成した。
支持部56は、前マウント装置33(図2参照)を介してエンジン31(図2参照)を支持するとともに、エンジン31の荷重を前ビーム部材47(前箱本体75)に伝える。
前部サブフレーム15は、上方から見てコ字形で、前ビーム部材47の左端に左ビーム分割前部65を形成し、右端に右ビーム分割前部67を形成した。
また、前部サブフレーム15は、箱形状のダイカスト製箱部材であるところの前部箱部材71を鋳造し、前部箱部材71の開口72に金属製蓋部材であるところの底板73を接合したものである。
また、後部サブフレーム16は、箱形状のダイカスト製箱部材であるところの後部箱部材92を鋳造し、後部箱部材92の開口93の一部に金属製蓋部材であるところの底板73を接合したものである。
なお、蓋部材(底板)73は、3分割したもであるが、分割数は任意であり、また、分割位置も任意である。
右ビーム分割前部67には、扁平部114を分割接合部18から前に距離Lmだけ離して形成した。
なお、左右ビーム分割前部65,67にそれぞれ扁平部113,114を形成したが、前分割左右部材81,82に扁平部113,114を形成しないで、左右ビーム分割後部66,68に扁平部を扁平部113,114のように形成することも可能である。
前部サブフレーム15は、より具体的には、前箱本体75のフランジ部84,84に蓋部材(底板)73の前底板107を溶接(点模様で示す)で接合するとともに、前箱本体75内に立てた押出しボス部116(図9参照)に前底板107を溶接(点模様で示す)で接合(溶接部119)した。
また、前箱本体75の残りの左側のフランジ部84,84及び押出しボス部116(図9参照)に左底板108を溶接で接合するとともに、左前箱本体76の左フランジ部85,85に左底板108を溶接(点模様で示す)で接合し、左前箱本体76内に立てた押出しボス部117(図9参照)に左底板108を溶接で接合した。
図6は、図3の6−6線断面図である。
前ビーム部材47は、横断面がU状の前箱本体75の開口81を前底板107で閉じた構造管である。
前箱本体75は、箱形状のダイカスト製箱部材で、開口81と押出しボス部116を有する。
前ビーム部材47は、前述したように、フランジ部84,84に蓋部材(底板)73の前底板107を溶接で接合するとともに、押出しボス部116に前底板107を溶接で接合した。119・・・は押出しボス部116との溶接部、121・・・はフランジ部84との溶接部を模式的に示す。
溶接部119,121を施す溶接方法は任意であり、例えば、FSW装置122を用いて施工する。また、フランジ部84,84を溶接ロボット(スポット溶接機)で溶接してもよい。
左ビーム部材51の左ビーム分割前部65は、左右方向の横断面がU状の左前箱本体76の開口82を左底板108で閉じた構造管である。
左前箱本体76は、箱形状のダイカスト製箱部材で、開口82と押出しボス部117を有する。
左ビーム部材51は、前述したように、左フランジ部85,85並びに押出しボス部117(図9も参照)に左底板108を溶接で接合した。123・・・は溶接部を模式的に示す。
溶接部123を施す溶接方法は任意であり、例えば、FSW装置122を用いて施工する。また、フランジ部85,85を溶接ロボット(スポット溶接機)で溶接してもよい。
右ビーム分割前部67(図3参照)は、左ビーム分割前部65とほぼ同様である。
扁平部114(図3、図4参照)は、扁平部113とほぼ同様であり、説明を省略する。
分割接合部17は、前部箱部材71の左前箱本体76に形成した開先部124と、後部箱部材92の左後箱本体96に形成した開先部125と、開先部125に開先部124を重ね、開先部124,125にすみ肉溶接を施すことで形成した溶接部126(図3参照)とからなる。
分割接合部18(図3参照)は、分割接合部17とほぼ同様である。
図10は、図9の10−10線断面図である。図5を併用して説明する。
ダイカスト製の前部箱部材71は、前箱本体75を備え、前箱本体(箱部材)75は、内面127に前箱本体75の長手方向(矢印a2の方向)に配列して立てた押出しボス部116を複数(第1〜第6押出しボス部131〜136)備える。
具体的には、中央の第3・第4押出しボス部133,134を前箱本体75の長手方向の中心部138からピッチP/2で成形し、第2・第5押出しボス部132,135をピッチPで成形し、第1・第6押出しボス部131,136をピッチP1で成形するとともに、両端の前取付け部54,55から距離P2で成形した。第3押出しボス部133と第4押出しボス部134のピッチはPである。
図11は、本発明のサブフレームの第1作用図である。図1、図3を併用して説明する。
車両12の正面に通常の力より大きな力が加わると、力Fhはサブフレーム11の左ビーム部材51に伝わる。力Fhが左ビーム部材51に加わると、左ビーム分割前部65に成形した扁平部113から塑性変形が始まるとともに、扁平部113が塑性変形するので、分割接合部17の強度を母材側の形状の強度と同等若しくはそれ以上にすれば、分割接合部17から塑性変形する心配はなく、その結果、分割接合部17の開先形状の自由度を高めることができる。
車両12の正面に通常の力より大きな力が加わり、力Ftがサブフレーム11の左ビーム部材51に伝わると、左ビーム部材51は破壊することなく、曲がりながら、サブフレーム11の後部の後取付け部61まで荷重を伝える。その際、扁平部113において、展伸製板材であるところの左底板108を接合しているので、左底板108によって破断ではなく曲げて、後部の後取付け部61への荷重伝達を確実にコントロールできる。その結果、後取付け部61は車体13のフロアメンバ25から抜けて後方に矢印a3のようにスライドし、衝撃を吸収するための領域を大きくすることができる。つまり、クラッシャブルストロークを確保することができる。
一方、右ビーム部材52でも、同様の作用、効果を発揮する。
Claims (2)
- 車体の前部下部に取付ける井桁状のダイカスト製サブフレームを、前後に分割したコ字状の前部サブフレームと後部サブフレームとで構成するとともに、前部サブフレームを構成する前ビーム部材の左右端に成形した左右ビーム分割前部と後部サブフレームを構成する後ビーム部材の左右端に成形した左右ビーム分割後部とを接合した構成とし、
前記左右ビーム分割前部若しくは左右ビーム分割後部に扁平部を、サブフレームに前後方向からの荷重が通常の荷重より大きく加わったときに塑性変形の起点となるように成形したことを特徴とする車両のサブフレーム。 - 前記左右ビーム分割前部および左右ビーム分割後部は一側が開いた中空断面で形成され、少なくとも前記扁平部において展伸製板材を接合して開口を閉じたことを特徴とする請求項1記載の車両のサブフレーム。
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