JP2011105235A - サブフレームの取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】中間弾性部における弾性体の耐久性を高めること。
【解決手段】車体２１の下方に配置されたサブフレーム１１の前端部、中間部及び後端部は、前部弾性部と中間弾性部４３と後部弾性部とを介して、それぞれ車体に取り付けられる。中間弾性部４３は、車体の下に位置し且つサブフレームの上に位置する第１取付部材５１と、この第１取付部材５１の真上に離れて位置する第２取付部材５２と、これらの第１取付部材５１と第２取付部材５２との間に介在した弾性体５３とからなる。第１取付部材５１は、車体２１に取り付けられている。第２取付部材５２は、サブフレーム１１に取り付けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、車体の下にサブフレームを取付けているサブフレームの取付構造に関するものである。

サブフレームの取付構造には、車体に弾性体を介してサブフレームを取付けているものがある。弾性体は車体に締結した上側金具の下に取付けられ、サブフレームに締結した下側金具の上に取付けられている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、特許文献１に示される従来技術では、サブフレームからの荷重に対する弾性体の耐久性を、より高めるには限界がある。

特開２００４−９８７９９号公報

本発明は、弾性体の耐久性をより高めることができるサブフレームの取付構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明では、車体の下方に配置されたサブフレームの前端部、中間部及び後端部を、前部弾性部と中間弾性部と後部弾性部とを介して、それぞれ前記車体に取付けるようにした、サブフレームの取付構造において、
前記車体に前記中間部を取り付けるための前記中間弾性部は、前記車体の下に位置し且つ前記サブフレームの上に位置する第１取付部材と、この第１取付部材の真上に離れて位置する第２取付部材と、これらの第１取付部材と第２取付部材との間に介在した弾性体とからなり、前記第１取付部材は、前記車体に取り付けられており、前記第２取付部材は、前記サブフレームに取り付けられていることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、筒状のカラーと、このカラーの内部を貫通するボルトとを、更に有しており、
前記カラーは、前記第１取付部材の上面から上方へ延びて、前記第２取付部材を貫通するとともに、上端面が前記車体の下面に重ねられることで、前記車体に対する前記第１取付部材の上下方向の位置決めをなすための部材であり、
前記ボルトは、前記第１取付部材を上下貫通するとともに、前記カラーの内部を貫通して、前記車体にねじ止めされることで、前記車体に前記第１取付部材を取り付けるための締結部材であり、
前記弾性体は、前記第１・第２取付部材と共に前記カラーを包み込むように、前記第１・第２取付部材及び前記カラーと一体に形成されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、前記第２取付部材の上面において、前記カラーが貫通した部分及びその周囲は、前記弾性体によって包み込まれていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、中間弾性部において、車体に取り付けられた第１取付部材の真上に、弾性体を介して第２取付部材を配置し、この第２取付部材をサブフレームに取り付けたものである。このため、サブフレームの下向き荷重は、第２取付部材から弾性体の上に圧縮荷重として伝わり、さらに弾性体から第１取付部材の上に伝わる。つまり、弾性体は第１・第２取付部材間で圧縮される。従って、弾性体の耐久性を高めるとともに、第１・第２取付部材に対する弾性体の結合の耐久性を高めることができる。

請求項２に係る発明では、弾性体は、車体に対する第１取付部材の上下方向の位置決めをなすためのカラーと、第１・第２取付部材とを、包み込むように、第１・第２取付部材及びカラーと一体に形成される。このため、サブフレームから第１取付部材に伝わった上下方向の振動を、弾性体によって十分に受け止めて吸収することができる。

請求項３に係る発明では、第２取付部材の上面において、カラーが貫通した部分及びその周囲を、弾性体によって包み込んだものである。このため、カラーが貫通した部分及びその周囲において、弾性体に発生する応力の集中を抑制することができる。従って、第２取付部材に弾性体を結合する部分の耐久性を高めることができる。

本発明に係る車体とサブフレームとの取付構造の斜視図である。 図１の２矢視図である。 図１に示されたサブフレームの斜視図である。 図２の４−４線断面図である。 図３の５部の詳細図である。 図５に示された中間弾性部の詳細図である。 図６の７−７線断面図である。 図６に示された中間弾性部と回り止め部材の関係を示す斜視図である。 図８の９矢視図である。

本発明を実施するための形態を添付図に基づいて以下に説明する。

実施例に係るサブフレーム１１の取付構造について説明する。
図１及び図２に示すように、サブフレーム１１は、車両における車体２１の前部に取り付けられる。車体２１の前部は、左右のフロントサイドフレーム２６，２７を主要構成とする、モノコックボディである。左右のフロントサイドフレーム２６，２７は、車体前部の両側において車体前後に延びている。

サブフレーム１１は、車体２１の下方、つまり左右のフロントサイドフレーム２６，２７の下方に配置されており、図示せぬエンジン及びトランスミッションをマウントするとともに、左右両側に左右のフロントサスペンションを取り付けたものである。

図１〜図３に示すように、このサブフレーム１１は平面視略四角形状の枠からなり、車幅方向に細長い前フレーム部３６と、この前フレーム部３６の両端から後方へ延びる左フレーム部３８及び右フレーム部３９と、左・右フレーム部３８，３９の中間に掛け渡されたクロスメンバ３７とからなる。

サブフレーム１１の取付構造は、車体２１に６個の弾性部４１，４１，４２，４２，４３，４３を介してサブフレーム１１を取り付ける方式の構造、いわゆる、フローティング式取付構造を採用している。詳しく述べると次の通りである。

サブフレーム１１の左右の前端部４４，４５は、それぞれ前部弾性部４１，４１を介して、左右のフロントサイドフレーム２６，２７の前支持部３１，３１に取り付けられている。

サブフレーム１１の左右の後端部４６，４７は、それぞれ後部弾性部４２，４２を介して左右のフロントサイドフレーム２６，２７の後支持部３３，３３に取り付けられている。

サブフレーム１１の左右の中間部４８，４９は、それぞれ中間弾性部４３，４３を介して左右のフロントサイドフレーム２６，２７の中央支持部３２，３２に取り付けられている。

次に、左の中間弾性部４３について、図４〜図９に基づき詳しく説明する。なお、右の中間弾性部４３は左の中間弾性部４３と同じ構成なので、説明を省略する。

図４に示すように、中間弾性部４３は、第１取付部材５１と第２取付部材５２と弾性体５３とカラー６１と回り止め部材７１とからなる。

図２及び図４に示すように、第１取付部材５１は、車体２１、つまり左フロントサイドフレーム２６の下に位置し且つサブフレーム１１の上に位置した部材であって、車体２１（左フロントサイドフレーム２６）に第１のボルト７５によって取り付けられる。このように、第１取付部材５１は、車体２１とサブフレーム１１との間に位置している。

図４、図７及び図９に示すように、第１取付部材５１は、平面視四角形に形成された水平な平板からなり、鋼板等の金属板によって構成されている。第１取付部材５１の周縁は、サブフレーム１１へ向かって（下方へ向かって）折り返されることで、縁取りされている。つまり、第１取付部材５１の周縁には、所定の曲げ半径で下方へ円弧状に曲げられたアール部７４ａ（屈曲部７４ａ）と、このアール部７４ａの下端から下方へ延びるリブ部７４とが、形成されている。第１取付部材５１に対して、リブ部７４は直角である。さらに、第１取付部材５１は、中央に上下貫通したボルト挿通孔７６を有している。

図４、図７及び図９に示すように、第２取付部材５２は、第１取付部材５１の真上に位置し、しかも、第１取付部材５１から上方へ所定の距離だけ離れて位置した部材であって、サブフレーム１１に取り付けられる。ここで、第１取付部材５１に対して第２取付部材５２が離れている、所定の距離については、弾性体５３が防振性能を十分に発揮することが可能な大きさに設定される。
詳しく説明すると、第２取付部材５２は、平面視四角形に形成された水平な平板からなり、鋼板等の金属板によって構成されている。第１取付部材５１に対して、第２取付部材５２は平行である。

この第２取付部材５２は、中央に上下貫通した開口部６３を有している。この開口部６３は、第１取付部材５１のボルト挿通孔７６に対して同心に位置する。開口部６３の径は、ボルト挿通孔７６の径よりも大きい。開口部６３の縁は、車体２１の下面（左フロントサイドフレーム２６の下面２６ａ）へ向かって（上方へ向かって）折り返されることで、縁取りされている。つまり、開口部６３の縁には、所定の曲げ半径で上方に円弧状に曲げられ、その上端から上方へ延びるアンカ部９２が形成されている。第２取付部材５２に対して、アンカ部９２は直角である。

さらに、第２取付部材５２は、図４〜図９に示すように、外周縁の一端から下方へ向かって（サブフレーム１１へ向かって）延びた、ブラケット部９１を有している。例えば、平板状の第２取付部材５２の端を折り曲げることによって、ブラケット部９１が形成される。ブラケット部９１を有した第２取付部材５２の全体形状は、側面視で概ね上下逆向きのＬ字状を呈する。

ブラケット部９１には、第２のボルト８７，８７を通すために、下縁を開放され上下に細長い長孔９３が形成されている。このため、ブラケット部９１は、例えばサブフレーム１１から上方へ延びた支持部４７Ａに、第２のボルト８７，８７によって取り付けられる。この結果、上述のように第２取付部材５２は、サブフレーム１１の左の中間部４８に取り付けられる。

このように、サブフレーム１１に対して、第１取付部材５１、第２取付部材５２、フロントサイドフレーム２６の順に上位に位置する。

図４及び図７に示すように、カラー６１は、鋼管等の金属材料によって構成されている、筒状の部材であり、第１取付部材５１の上面７３に対して垂直に位置するように、上面７３に載置される。但し、カラー６１を第１取付部材５１に固定することは任意である。

このカラー６１は、第１取付部材５１の上面７３から上方へ延びて、第２取付部材５２の開口部６３を貫通するとともに、上端面６２が車体２１の下面（左フロントサイドフレーム２６の下面２６ａ）に重ねられることで、車体２１に対する第１取付部材５１の上下方向の位置決めをなすための部材である。

図４及び図７に示すように、第１取付部材５１は、第１のボルト７５によって車体２１に取り付けられる。具体的に述べると、左のフロントサイドフレーム２６の内部には、ナット８５が固定されている。第１のボルト７５は、ナット８５にねじ込まれる締結部材である。

第１のボルト７５は、第１取付部材５１の下方からボルト挿通孔７６に差し込まれ、第１取付部材５１のボルト挿通孔７６を上下貫通するとともに、カラー６１の内部（貫通孔６１ａ）を貫通して、車体２１のナット８５にねじ止めされる。第１取付部材５１の下面７８に接している第１のボルト７５の頭部と、ナット８５とによって、第１取付部材５１及びカラー６１が車体２１に締め付けられることによって、車体２１に第１取付部材５１が取り付けられる。

図４及び図８に示すように、回り止め部材７１は、第１のボルト７５を車体２１にねじ止めするときに、車体２１に掛けることでカラー６１の回り止めをすることが可能に、カラー６１の上端に取り付けられている。より具体的に述べると、カラー６１の上端部には嵌合孔部８１が形成されている。この嵌合孔部８１は、貫通孔６１ａと同心に位置するとともに、貫通孔６１ａよりも大径である。

回り止め部材７１は、嵌合リング部８２と掛止爪８３とからなる、金属製の一体成型品である。嵌合リング部８２は、一端にフランジ８４を有した短い筒状の部材であって、嵌合孔部８１に圧入によって嵌合される。嵌合孔部８１に対する嵌合リング部８２の「はめあい」の程度は、カラー６１に対する回り止め部材７１の相対的な回転が規制される程度に設定される。このため、嵌合孔部８１に対して、嵌合リング部８２は相対的に回転しないように一体的に結合している。

掛止爪８３は、フランジ８４の外周面から径外方へ延びるとともに、その先端から更に車体２１へ向かって延びた、略Ｌ字状の部材である。この掛止爪８３は、車体２１の下面（左フロントサイドフレーム２６の下面２６ａ）に形成された掛止凹部２６ｂに嵌合することが可能である。回り止め部材７１がカラー６１に取り付けられた状態で、掛止凹部２６ｂに掛止爪８３を差し込んで掛け止めることにより、車体２１に対するカラー６１の回転は規制される。この結果、車体２１に対する中間弾性部４３の回転は規制される。なお、フランジ８４の有無は任意である。

図４及び図７に示すように、弾性体５３は、第１取付部材５１と第２取付部材５２との間に介在する防振用の部材であって、ラバー（ゴム）によって構成される。この弾性体５３は、第１・第２取付部材５１，５２と共にカラー６１を包み込むように、第１・第２取付部材５１，５２及びカラー６１と一体に形成されている。カラー６１の外周面は、第２取付部材５２よりも上位の部分まで、弾性体５３によって包み込まれている。つまり、カラー６１の下半部が、弾性体５３によって包み込まれている。このため、第１・第２取付部材５１，５２と、回り止め部材７１が結合されたカラー６１と、弾性体５３とは、互いに一体に結合されることによって、１つの中間弾性部４３を構成している。

上述したことであるが、図４及び図７に示すように、第１取付部材５１の周縁には、円弧状のアール部７４ａを介して下方へ延びた、リブ部７４が形成されている。第１・第２取付部材５１，５２間に結合されている弾性体５３は、更にリブ部７４の外周面を包み込むように下方へ延びて、リブ部７４に一体に結合されている。つまり、弾性体５３は、第１取付部材５１の上面７３に結合する他に、アール部７４ａ及びリブ部７４の各外周面にも結合している。このため、第１取付部材５１と弾性体５３との間の結合面が広がる。結合面積が増すので、荷重が作用した場合の応力を分散することができる。しかも、第１取付部材５１の周縁に円弧状のアール部７４ａを有しているので、周縁の部分に発生する応力の集中を抑制することができる。従って、第１取付部材５１に弾性体５３を結合する部分の耐久性を高めることができる。

また、図４及び図７に示すように、第２取付部材５２の開口部６３の縁は、上方に円弧状に曲げられ、その上端から上方へ延びる、環状のアンカ部９２が形成されている。アンカ部９２の内径は、カラー６１の外径よりも大きく設定されている。弾性体５３は、カラー６１の外周面とアンカ部９２の内周面との間にも介在している。カラー６１の外周面とアンカ部９２の内周面との間に介在している部分の厚みＴｉ（図７参照）は、カラー６１とアンカ部９２との径の差に相当する。この径の差、つまり厚みＴｉは、弾性体５３の耐久性を高める上で、大きいことが好ましい。

ところで、第１・第２取付部材５１，５２間で弾性体５３を介して荷重を伝達するとともに、弾性体５３による制振性能を高めるには、第２取付部材５２と弾性体５３との間の結合面積を増すことが考えられる。そのためには、第２取付部材５２の開口部６３を小径にすることが考えられる。開口部６３を小径にすると、開口部６３の縁とカラー６１の外周面との間の隙間が減少する。この隙間に介在する弾性体５３の厚みＴｉも小さくなる。この結果、荷重に対し、弾性体５３において厚みＴｉが小さい部分は、上下方向の変形量（ひずみ量）が大きくなる。弾性体５３の耐久性を高めるには、厚みＴｉを大きくすることが求められる。

これに対して、上述のように、実施例の第２取付部材５２の開口部６３の縁は、上方に円弧状に曲げられ、その上端から上方へ延びる、環状のアンカ部９２が形成されている。その分、第２取付部材５２と弾性体５３との間の結合面積を増すことができる。結合面積が増すので、荷重が作用した場合の応力を分散することができる。しかも、開口部６３の縁とアンカ部９２との間は円弧状に形成されているので、周縁の部分に発生する応力の集中を抑制することができる。従って、第２取付部材５２に弾性体５３を結合する部分の強度を高めることができる。

さらには、上述のように、アンカ部９２を有することによって、第２取付部材５２と弾性体５３との間の結合面積を増している。このため、結合面積を増すために、開口部６３を小径にする必要はない。開口部６３の位置において、弾性体５３の厚みＴｉを大きくすることができ、この結果、厚みＴｉが大きくなった部分における、上下方向の変形量（ひずみ量）を減少することができる。従って、弾性体５３の耐久性を高めることができる。

また、図４、図６及び図７に示すように、第２取付部材５２の上面５２ａにおいて、カラー６１が貫通した部分（開口部６３及びアンカ部９２）及びその周囲は、弾性体５３によって包み込まれている。つまり、弾性体５３は、第２取付部材５２の上面５２ａ及び開口部６３を包み込むとともに、更に、アンカ部９２を包み込むための膨出部６７を有している。このため、カラー６１が貫通した部分及びその周囲において、弾性体５３に発生する応力の集中を抑制することができる。従って、第２取付部材５２に弾性体５３を結合する部分の耐久性を高めることができる。

ところで、弾性体５３を成形する成形工程において、弾性体５３を金型にセットする際に、第１・第２取付部材５１，５２及びカラー６１には、少なくとも弾性体５３に結合する面に、図示せぬ接着剤を塗布している。接着剤を塗布することによって、第１・第２取付部材５１，５２及びカラー６１に対する弾性体５３の結合状態を、より堅固にすることができる。

上記構成のサブフレーム１１の取付構造は、次の作用・効果を有する。
図４に示すように、サブフレーム１１の取付構造は、中間弾性部４３において、車体２１に取り付けられた第１取付部材５１の真上に、弾性体５３を介して第２取付部材５２を配置し、この第２取付部材５２をサブフレーム１１に取り付けたものである。

このため、サブフレーム１１の下向き荷重は、第２取付部材５２から弾性体５３の上に圧縮荷重として伝わり、さらに弾性体５３から第１取付部材５１の上に伝わり、この第１取付部材５１から車体２１に伝わる。

つまり、弾性体５３は第１・第２取付部材５１，５２間で圧縮される。従って、弾性体５３の耐久性を高めるとともに、第１・第２取付部材５１，５２に対する弾性体５３の結合の耐久性を高めることができる。

また、弾性体５３は、車体２１に対する第１取付部材５１の上下方向の位置決めをなすためのカラー６１と、第１・第２取付部材５１，５２とを、包み込むように、第１・第２取付部材５１，５２及びカラー６１と一体に形成される。このため、サブフレーム１１から第１取付部材５１に伝わった上下方向の振動を、弾性体５３によって十分に受け止めて吸収することができる。

本発明のサブフレーム１１の取付構造は、車両のサブフレーム１１の取り付けに好適である。

１１…サブフレーム、２１…車体、２６ａ…車体の下面、４１…前部弾性部、４２…後部弾性部、４３…中間弾性部、４４，４５…前端部、４６，４７…後端部、４８，４９…中間部、５１…第１取付部材、５２…第２取付部材、５２ａ…第２取付部材の上面、５３…弾性体、６１…カラー、６２…カラーの上端面、７３…第１取付部材の上面、７５…ボルト。

Claims (3)

1. 車体の下方に配置されたサブフレームの前端部、中間部及び後端部を、前部弾性部と中間弾性部と後部弾性部とを介して、それぞれ前記車体に取付けるようにした、サブフレームの取付構造において、
   前記車体に前記中間部を取り付けるための前記中間弾性部は、
   前記車体の下に位置し且つ前記サブフレームの上に位置する第１取付部材と、
   この第１取付部材の真上に離れて位置する第２取付部材と、
   これらの第１取付部材と第２取付部材との間に介在した弾性体とからなり、
   前記第１取付部材は、前記車体に取り付けられており、
   前記第２取付部材は、前記サブフレームに取り付けられている、
   ことを特徴としたサブフレームの取付構造。
2. 筒状のカラーと、このカラーの内部を貫通するボルトとを、更に有しており、
   前記カラーは、前記第１取付部材の上面から上方へ延びて、前記第２取付部材を貫通するとともに、上端面が前記車体の下面に重ねられることで、前記車体に対する前記第１取付部材の上下方向の位置決めをなすための部材であり、
   前記ボルトは、前記第１取付部材を上下貫通するとともに、前記カラーの内部を貫通して、前記車体にねじ止めされることで、前記車体に前記第１取付部材を取り付けるための締結部材であり、
   前記弾性体は、前記第１・第２取付部材と共に前記カラーを包み込むように、前記第１・第２取付部材及び前記カラーと一体に形成されていることを特徴とした請求項１記載のサブフレームの取付構造。
3. 前記第２取付部材の上面において、前記カラーが貫通した部分及びその周囲は、前記弾性体によって包み込まれていることを特徴とした請求項２記載のサブフレームの取付構造。

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