JP2017087990A - フロントサブフレーム構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】エンジンを囲むように、左右のアーム支持部に連結されたクロスメンバと、左右各側において前後方向の一方に延びるサイドメンバとで平面視台形形状に構成された構成されたフロントサブフレームの該一方側が平面視菱形形状に変形しないように補強すること。【解決手段】フロントサブフレーム5の左右サイドメンバ6,6に支持されたアーム支持部71,71を連結するリヤクロスメンバ74が設けられ、該リヤクロスメンバ74の左右に離間した左右中間部とサイドメンバ6後部の後側車体取付部M3とを各々連結する傾斜メンバ75が設けられ、左右のアーム支持部71,71と対角線上の後側車体取付部M3とを連結するブレース80が設けられ、該ブレース80と傾斜メンバ75の中間部を連結する中間連結部91が設けられた。【選択図】図3
Description
この発明は、フロントサイドフレームの下方に配置されたフロントサブフレーム構造に関する。
フロントサブフレーム構造の前部の下方には、平面視三角形状となるように該サブフレームとロアアーム(ラテラルリンク)とテンションロッドとが配設されているため、これらロアアームやテンションロッド等が配置されていないフロントサブフレーム構造の後部にエンジンを搭載された構造が知られている。
一方、フロントサブフレーム後部は、エンジンを囲むように、左右のアーム支持部に連結されたクロスメンバと、左右各側において後方に延びるサイドメンバとで後方に向けて開口した平面視四角形状のフレーム構造となるものが多く知られている。
このように、フロントサブフレームの前後方向の一方側を、該一方側へ向けて開口する平面視四角形状としたフレーム構造において、該一方側にエンジンを搭載した場合、エンジン支持剛性やロアアーム支持剛性が低くなるおそれがあり、その場合、ハンドルを操作したときの操作応答性が悪くなるなどの課題があった。
これに対して、下記特許文献1に例示されるように、平面視において一対のビームを互いにクロスさせたX字状のブレース(3)をフロントサブフレームの後部に配設して該後部を補強したサブフレームが提案されている。
しかしながら、フロントサブフレーム後部は、後方が開口した平面視台形形状等の四角形状であり、またブレースはエンジン等との干渉を避けるため上下方向に厚くできず撓み易いものであるため、該後部にブレースを付加しても平面視菱形形状に変形するおそれがあり、上述した課題に対してさらなる検討の余地があった。
一方、下記特許文献2には、後方程車幅外側に傾斜するように延びるように左右各側においてクロスメンバ(1d)とサイドメンバ(1b)とに前後各端を結合して平面視ハの字形状に配設された一対の傾斜メンバが開示されている。
このように、特許文献2には、サブフレーム後部に傾斜メンバを備えた記載は見受けられるものの該傾斜メンバとブレースとの双方を備えて互いに補完し合う技術思想や、上述した課題について何ら開示されていない。
そこでこの発明は、エンジンを囲むように、左右のアーム支持部に連結されたクロスメンバと、左右各側において前後方向の一方に延びるサイドメンバとで平面視台形形状に構成された構成されたフロントサブフレームの該一方側が平面視菱形形状に変形しないように補強することができるフロントサブフレーム構造の提供を目的とする。
この発明のフロントサブフレーム構造は、車室前面部から車両前方側に延びる左右一対のフロントサイドフレームが設けられ、該フロントサイドフレームの下方に、フロントサスペンション装置を支持するフロントサブフレームが設けられた自動車のフロントサブフレーム構造であって、該フロントサブフレームの左右サイドメンバに支持されたアーム支持部を連結するクロスメンバが設けられ、該クロスメンバの左右に離間した左右中間部と前記サイドメンバの前後方向の一方側の一方側車体取付部とを各々連結する傾斜メンバが設けられ、左右の前記アーム支持部と対角線上の前記一方側車体取付部とを連結するブレースが設けられ、該ブレースと前記傾斜メンバの中間部を連結する中間連結部が設けられたことを特徴とする。
上記構成によれば、フロントサブフレームにおける、左右のサイドメンバとクロスメンバとで構成される平面視台形形状の後部を、ブレースと傾斜メンバとの連結で三角形状(トラス形状)の集合構造にして、該平面視台形形状が平行四辺形状に変形することを防ぎ、フロントサブフレーム後部の高剛性化を図ることができる。
なお、前後方向の一方側車体取付部は、前記サイドメンバ後側に有する後側車体取付部、前側に有する前側車体取付部のいずれであってもよい。
この発明の態様として、前記クロスメンバと前記傾斜メンバと前記サイドメンバがエンジンマウントブラケットで連結されたものである。
上記構成によれば、エンジン支持剛性を向上でき、ロールやトラクションを改善できる。
また、この発明の態様として、前記ブレースは、その左右と前記一方側の端部にブレースメンバを備えたものである。
上記構成によれば、ブレース自体がトラス構造となるのでトラス構造を増やしてより高剛性化することができる。
この発明によれば、エンジンを囲むように、左右のアーム支持部に連結されたクロスメンバと、左右各側において前後方向の一方に延びるサイドメンバとで平面視台形形状に構成された構成されたフロントサブフレームの該一方側が平面視菱形形状に変形しないように補強することができる。
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図1〜図7は、本実施例の自動車のフロントサブフレーム構造を示している。
なお、特に、図1は本実施例の車両のフロントサブフレームを前方左斜め上方から見た斜視図を示し、図7はブレース及び該ブレースを取り外した状態のフロントサブフレームを下方から見た分解斜視図を示している。
図1〜図7は、本実施例の自動車のフロントサブフレーム構造を示している。
なお、特に、図1は本実施例の車両のフロントサブフレームを前方左斜め上方から見た斜視図を示し、図7はブレース及び該ブレースを取り外した状態のフロントサブフレームを下方から見た分解斜視図を示している。
また本実施例の図面において、図2以外は、ステアリングラック55、パワステ用モータ56、及びパワステ用ピニオン57の図示を省略し、図4はテンションロッド51、及びロアアーム52の図示を省略し、図5及び図6はバンパレインフォースメント7aの図示を省略し、図7及び後述する図8はこれらバンパレインフォースメント7a、テンションロッド51、ロアアーム52に加えて、スタビライザ支持部62及びスタビライザ100の図示を省略するものとする。さらに、以下の実施例においては、図中、矢印Fは車両前方を示し、矢印LEは車幅方向の左方を示し、矢印RIは車幅方向の右方を示し、矢印Uは車両上方を示す。
自動車の前部には、図4に示すように、車室の前面部に設置されたダッシュパネル1と、該ダッシュパネル1の下部から車両の前方側に延びる左右一対のフロントサイドフレーム2,2(左側のみ図示)とを有し、該フロントサイドフレーム2の下方には、図1〜図6に示すように、ストラット式フロントサスペンション装置用として車幅方向外側へ略水平に延びるロアアーム52(ラテラルロッド)(図1、図2参照)と該ロアアーム52より前方から車幅方向外側後方へ延びるテンションロッド51(同図参照)等を支持するフロントサブフレーム5が配設されている。
本実施例のフロントサイドフレーム2は、側面視で車両の前後方向に沿って略水平に延びる水平部2aと、その後端部から上記ダッシュパネル1の下端部に沿って後下がりに傾斜して延びるキックアップ部2b(傾斜部)とを有し、該キックアップ部2bの後端部には、車両の後方側に延びるフロアフレーム3が連設されている(図4参照)。また、上記フロントサイドフレーム2の前端部には、車両の前方側に向けて突出する金属製の筒状体等からなるクラッシュカン4が設けられるとともに、その前端面には、車幅方向に延びるバンパレインフォースメント4aが取り付けられている。
上記フロントサブフレーム5は、図1〜図7に示すように、主に、車両の前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ6,6と、サイドメンバ6の前方に延びるサブクラッシュカン7と、サイドメンバ6とサブクラッシュカン7とを前後方向に連結してフロントサブフレーム5の前側を構成するサブフレーム前側構造体10(連結部材)と、左右一対のサブフレーム前側構造体10、10同士を連結するように車幅方向に延びるサスペンションクロスメンバ73(以下、「サスクロスメンバ73」という。)と、左右一対のサイドメンバ6,6同士を連結するように車幅方向に延びるリヤクロスメンバ74と、一対のサイドメンバ6,6間におけるリヤクロスメンバ74よりも後方においてこれらメンバ6,6,74に接合された傾斜メンバ75とブレース80とを備えている。
また、図1、図2及び図4に示すように、フロントサブフレーム5は、サブフレーム前側構造体10の前部、サイドメンバ6の前後方向の間部分、及びサイドメンバ6の後端の3点において、夫々上方に突出したマウント部M1,M2,M3(マウントブッシュやマウントパイプ34)が接合されており、それぞれ前方から後方へ第1マウント部M1(前側車体取付部)、第2マウント部M2、第3マウント部M3(後側車体取付部)と設定する。
図4に示すように、第1マウント部M1は、車体側のフロントサイドフレーム2の水平部2aの前端に連結され、第2マウント部M2は、該水平部2aの後部において連結され、第3マウント部M3は、フロアフレーム3の前端(キックアップ部2bとの連設部分)に連結されている。
これにより、フロントサブフレーム5は、前後方向の片側3点、左右両側で計6点にて車体にマウントされ、車体の下側に配設されている。
これにより、フロントサブフレーム5は、前後方向の片側3点、左右両側で計6点にて車体にマウントされ、車体の下側に配設されている。
サブクラッシュカン7は、上記フロントサイドフレーム2の前端のクラッシュカン4と同様に衝撃エネルギ吸収部材であり、図2〜図4に示すように、サブクラッシュカン7の前端部には、左右各側の前端部を連結するように車幅方向に延びるサブバンパレインフォースメント7aを備えている。
サイドメンバ6は、図4に示すように、左右一対のフロントサイドフレーム2、及びフロアフレーム3の下方に架設され、図1〜図4及び図7に示すように、丸パイプ状に前後方向に延びている。サイドメンバ6は、該サイドメンバ6の前後方向の第2マウント部M2より前側に有するサイドメンバ前方部6aと、該第2マウント部M2よりも後側に有するサイドメンバ後方部6bとを備えている(図示省略)。
サイドメンバ前方部6a、及びサイドメンバ後方部6bは、いずれも側面視で後下がり傾斜状に延びているが(図4参照)、サイドメンバ前方部6aは、前端から第2マウント部M2へ向けて平面視で車幅方向の外側へ傾斜状に延びているとともに(図2、3参照)、サイドメンバ後方部6bは、平面視で左右各側が互いに平行になるように前後方向に延びている(同図参照)。このサイドメンバ後方部6bの後端下部には、ボルト及びナットN、或いはファスナ等の取付部材(図示省略)によりブレース80を取り付ける取付け孔等からなるサイドメンバ側連結部92aを形成している(図7参照)。
サブフレーム前側構造体10は、図1〜図5及び図7に示すように、サブクラッシュカン7とサイドメンバ6との間に介在し、前方から後方へ順にサブクラッシュカン7の後端フランジ7bを取り付けるセットプレートとしてのサブクラッシュカン取付部12と、前側車体取付部13と、テンションロッド支持部14と、閉断面状連結部15とを備えている。
換言すると、サブフレーム前側構造体10は、図8及び図9(a)、(b)に示すように、複数枚のパネル部材を立体形状に組み立てて構成し、サブフレーム前側構造体本体20とテンションロッド支持ブラケット40と閉断面構成パネル151とを備えている。
なお、図8はフロントサブフレームの前側の特にサブフレーム前側構造体の分解斜視図であり、図8中の符号59はラジエータ支持ブラケットある。また、図9(a)は左側のサブフレーム前側構造体を左斜め45度後方から見た斜視図であり、図9(b)はサブフレーム前側構造体の底面図である。
サブフレーム前側構造体本体20は、サブフレーム前側構造体10の前後方向の長さを有する上面部21と、該上面部21の後端から下方に突片状に折り曲げて延びる後面部22と、サブフレーム前側構造体10の前面に相当し、サブクラッシュカン7の後端フランジ7bとを取り付けるサブクラッシュカン取付部12と、底面部23とで形成している(同図参照)。
後面部22は、図9(a)に示すように、閉断面状連結部15の後面に相当し、サイドメンバ6の前部を挿通する円形状の開口部22aが形成され、該開口部22aにサイドメンバ6の前端を挿通した状態で接合固定するサイドメンバ接合面として形成している。
サブクラッシュカン取付部12は、図4、図5及び図8に示すように、サブフレーム前側構造体10の前面に相当し、サブクラッシュカン7の後端に備えた後端ブラケット7bよりも一回り大きな正面視略四角形状のセットプレートとして形成している。
なお、サブクラッシュカン7は、その後端に備えた後端ブラケット7bをサブクラッシュカン取付部12に対面させるとともに、図4及び図5に示すように、ボルトB及びナット(図示省略)等により締結固定され、サブフレーム前側構造体10に連結されている。
なお、サブクラッシュカン7は、その後端に備えた後端ブラケット7bをサブクラッシュカン取付部12に対面させるとともに、図4及び図5に示すように、ボルトB及びナット(図示省略)等により締結固定され、サブフレーム前側構造体10に連結されている。
さらに、図4、図7、図8及び図9(a)に示すように、サブフレーム前側構造体本体20は、後述する前側車体取付部13に相当する部位における上面部21の下方に、サブクラッシュカン荷重伝達部材30を備えている。サブクラッシュカン荷重伝達部材30は、外側面31、内側面32(図7参照)、及び隔壁33とで前後方向の直交断面が下方に向けて開口する門型(コの字形状)に形成され、サブクラッシュカン取付部12の後面とテンションロッド支持部14の前壁面41との間に架設される(図4、図7、図9(a)参照)。
サブクラッシュカン荷重伝達部材30の外側面31には、図1、図4、図7〜図9(a)に示すように、前後方向に長軸を有する楕円形状のサービスホール31a(作業用貫通孔)が形成されている。
隔壁33は、サブクラッシュカン荷重伝達部材30の上面に相当し、車幅方向において互いに支持する外側面31と内側面32との上端を車幅方向に連結するように形成され、サブフレーム前側構造体10の上面部21の下方で該上面部21と対向するとともに前側車体取付部13の内部空間を上下各側に隔離するように配設されている。すなわち、前側車体取付部13は、底面を有さずに下方が開口して形成するとともに、上面部21と隔壁33とで二階建て構造としている。
また、図1〜図5、図9(a)に示すように、サブフレーム前側構造体10における前側車体取付部13(いわゆる「ツノ部材」)には、上面部21及び隔壁33の平面視中央部において上下方向に連通するとともに上面部21から上方へタワー型に延出するように立設するマウントパイプ34を備え、第1マウント部M1を構成している。
さらにまた、テンションロッド支持ブラケット40は、図8に示すように、車幅方向外側後方に沿って配設された前壁面41及び後壁面42と、これらの車幅方向内側前端同士を車幅方向内側後方へ結ぶ車幅方向内側壁面43とで車幅方向外側後方に向けて開口する平面視コ字状に形成し、サブフレーム前側構造体本体20の上面部21と底面部23との間に介在している(図1、図4、図7、図9(a)、(b)参照)。
このテンションロッド支持ブラケット40の前壁面41と後壁面42とには、図8及び図9(a)に示すように、互いに対向するようにテンションロッド支持孔41aが形成され、これら一対のテンションロッド支持孔41a,41a間に架設されたボルトBと、該ボルトBを締結するナット(図示省略)とでテンションロッド51の基端部を枢支するテンションロッド支持軸44を構成し、該テンションロッド支持軸44を備えたテンションロッド支持ブラケット40は、前記テンションロッド支持部14として形成している(図3、図9(a)参照)。
さらに、図1〜図3及び図7に示すように、テンションロッド支持部14における車幅方向内側壁面43には、上述したサスクロスメンバ73は、その車幅方向両端部が車幅方向内面から接合されている。
さらに、図1〜図3及び図7に示すように、テンションロッド支持部14における車幅方向内側壁面43には、上述したサスクロスメンバ73は、その車幅方向両端部が車幅方向内面から接合されている。
また、図8に示すように、閉断面構成パネル151は、前後方向の直交断面が上方に向けて開口するハット状に形成し、図7及び図9(a)、(b)に示すように、サブフレーム前側構造体本体20の上面部21の後部において下面から接合することで前後方向に延びる閉断面を有する閉断面状連結部15を構成している。
さらにまた、図3、図4図7及び図9(a)に示すように、テンションロッド支持部14後方かつ閉断面状連結部15の下方には、ステアリングラック55等配設用に下方に開口した凹部Aが構成される。
ところで、図1〜図6に示すように、テンションロッド支持部14の車幅方向内側壁面43及びサスクロスメンバ73に沿って車幅方向に延びるスタビライザ100が配設されている。
詳しくは、スタビライザ100は、サスクロスメンバ73の後方近傍において車幅方向に略水平に延び、その車幅方向の両側は、平面視すると閉断面状連結部15をその下側から車幅方向に跨ぐように後方程車幅方向外側に傾斜状に延びているが、閉断面状連結部15を下側から跨ぐ部分は、閉断面状連結部15の下方に有する凹部Aを横切って通過するように車幅方向に水平に延びている(図3、図4参照)。
なお、スタビライザ100は、周知のとおり、ねじり剛性の抵抗により片輪のみのバンプ、リバウンド時にロール角を抑制するものである。
なお、スタビライザ100は、周知のとおり、ねじり剛性の抵抗により片輪のみのバンプ、リバウンド時にロール角を抑制するものである。
上述したスタビライザ100は、図1、図3、図4に示すように、該スタビライザ100を保持するスタビライザ取付けブラケット60に保持された状態で、締結手段としてのボルトB及びナット(図示省略)により、閉断面状連結部15の下面に締結固定されている。このように、スタビライザ100を保持した状態のスタビライザ取付けブラケット60によりスタビライザ支持部62が構成され、該スタビライザ支持部62がこの凹部Aに配置されている。
また、図1、図3、図4、図7及び図8に示すように、リヤクロスメンバ74の車幅方向両端部のサイドメンバ6,6との接合部には、前輪の車幅方向の位置を決定すべく車幅方向外側へ延びるロアアーム52を上下方向に枢支可能に該ロアアーム52の基端部を支持するアーム支持部71が設けられている。すなわち、左右のサイドメンバ6,6は、リヤクロスメンバ74を介してロアアーム52を支持している。
さらにまた、図1〜図4、図6及び図7に示すように、傾斜メンバ75は、フロントサブフレーム5の後方の左右各側に一対備え、平面視ハの字形状に配置されている。詳しくは、傾斜メンバ75は、リヤクロスメンバ74の車幅方向の中間部に対して左右に離間した左右中間部にその前端が接合され、該左右中間部と、該左右のサイドメンバ6の後端車体取付部としての第3マウント部M3とを夫々連結するように後方程車幅方向外側へ直線状に傾斜して後方へ末広がり状に延びている(図2、図3、図7参照)。この傾斜メンバ75の前方下部には、ボルト及びナット、或いはファスナ等の取付部材(図示省略)によりブレース80を取り付ける取付け孔等からなる傾斜メンバ側連結部91aを形成している(図7参照)。
また、図1〜図6に示すように、ブレース80は、上下方向に略直交する面を構成するように配設された後述する複数のブレースメンバ81,82,83から成り、左右一対のサイドメンバ後方部6b,6bとその前端で車幅方向に延びるリヤクロスメンバ74とで平面視後方が開口するコ字状に構成される空間を跨ぐようにこれらメンバ6b,6b,74の下側から配されている。
具体的には、図1〜図3及び図7に示すように、ブレース80は、X字状メンバ体81(X字状ビーム)と左右一対の前後方向延設メンバ82,82(前後方向ビーム)と後端車幅方向延設メンバ83(車幅方向ビーム)とで一体に構成している。
X字状メンバ体81は、左側のアーム支持部71と、これに対して平面視対角線上に位置する右側のサイドメンバ6の第3マウント部M3(後側車体取付け部)とを直線状に連結する一方の対角線延設メンバ81aに備えるとともに、右側のアーム支持部71と、これに対して平面視対角線上の左側に位置するサイドメンバ6の第3マウント部M3(後側車体取付け部)とを直線状に連結する他方の対角線延設メンバ81aとを備え、これら一対の対角線延設メンバ81a,81aを中央でクロスさせた平面視X字形状に構成している(図3、図7参照)。
前後方向延設メンバ82,82は、ブレース80の左右両端において前後方向に延びている。すなわち、前後方向延設メンバ82,82は、左右各側において夫々に対応するアーム支持部71の基端部71a(アーム支持部71の車幅方向内側端部)(図3及び図7参照)とサイドメンバ6の後側車体取付け部(第3マウント部M3)とを直線状に連結するように左右一対を備えている。
このように、アーム支持部71の基端部71aは、リヤクロスメンバ74の車幅方向においてサイドメンバ6との接合部に対して車幅方向内側にずらした位置に有している。このアーム支持部71の基端部71aには、ボルト及びナットN、或いはファスナ等の取付部材(図示省略)によりブレース80を取り付ける取付け孔等からなるリヤクロスメンバ側連結部90aを形成している(図7参照)。
また、ブレース80は、左右一対の前後方向延設メンバ82,82は、後方サイドメンバ6が延びる前後方向に対して前方程車幅方向内側へ傾斜するように配置されている(図3参照)。
図1〜図3及び図7に示すように、後端車幅方向延設メンバ83は、ブレース80の後端において車幅方向に延びている。すなわち、後端車幅方向延設メンバ83は、左右のサイドメンバ6,6の第3マウント部M3を直線状に連結するように延びている。
これらX字状メンバ体81と左右一対の前後方向延設メンバ82,82と後端車幅方向延設メンバ83は、互いに一体に接合してブレース面を構成しているため、該ブレース面を構成する面内には、平面視三角形状(トラス形状)のメンバの集合体を構成することができる(同図参照)。
ブレース80の左右各側の前後方向延設メンバ82の前端(X字状メンバ体81の前端)には、リヤクロスメンバ7に連結可能にボルト及びナットN、或いはファスナ等の取付部材(図示省略)を取り付ける取付け孔等からなるブレース前側連結部90bが形成されている(図7参照)。
ブレース80の左右各側の対角線延設メンバ81aの前部には、傾斜メンバ75の前部に連結に連結可能にボルト及びナットN、或いはファスナ等の取付部材(図示省略)を取り付ける取付け孔等からなるブレース中間連結部91bが形成されている(同図参照)。
ブレース80の左右各側の前後方向延設メンバ82の後端(換言するとX字状メンバ体81の後端)には、サイドメンバ6に連結可能にボルト及びナットN、或いはファスナ等の取付部材(図示省略)を取り付ける取付け孔等からなるブレース後側連結部92bが形成されている(同図参照)。
なお、本実施例のブレース80は、例えば、その前端において車幅方向に延びる前端車幅方向延設メンバを備えていないが、適宜メンバを付加した構成であってもよい。
上述したブレース80は、図1〜4及び図6に示すように、サブフレーム5の本体側後部、すなわちサイドメンバ6、リヤクロスメンバ74、及び傾斜メンバ75の下側に配置され、これらメンバ74,75,6の夫々に前側連結部90と中間連結部91と後側連結部92によって左右各側から取り付けられている。
前側連結部90は、図3及び図7に示すように、リヤクロスメンバ側連結部90aとブレース前側連結部90bと取付部材(図3中にナットNのみ図示)とで構成し、リヤクロスメンバ側連結部90aとブレース前側連結部90bとは取付部材を介して互いに連結されている。
中間連結部91は、傾斜メンバ側連結部91aとブレース中間連結部91bと取付部材(図3中にナットNのみ図示)とで構成し、傾斜メンバ側連結部91aとブレース中間連結部91bとは取付部材を介して互いに連結されている(同図参照)。
後側連結部92は、サイドメンバ側連結部92aとブレース後側連結部92bと取付部材(図3中にナットNのみ図示)とで構成し、サイドメンバ側連結部92aとブレース後側連結部92bとは取付部材を介して互いに連結されている(同図参照)。
また、本実施例のフロントサブフレーム5は、左右のサイドメンバ後方部6b,6bとリヤクロスメンバ74とで平面視後方へ開口するコ字状に構成され、この平面視後方を向けて開口するコ字状の内側空間の上方には、前後方向にクランクシャフトが並んだ縦置きタイプのエンジン(図示省略)が配置される。よって、左右の後側サイドメンバ6b,6bとリヤクロスメンバ74との間の隅角部には、図1〜図7に示すように、この縦置きタイプのエンジンを搭載するエンジンマウントブラケット72を備えている。
エンジンマウントブラケット72は、リヤクロスメンバ74と傾斜メンバ75とサイドメンバ6の夫々に溶接により一体に接合されている。すなわち、これらメンバ6,74,75は、エンジンマウントブラケット72を介して互いに連結されている。
上述したとおり、本実施例のフロントサブフレーム構造は、フロントサブフレーム5の左右サイドメンバ6,6に支持されたアーム支持部71,71を連結するリヤクロスメンバ74が設けられ(図1〜図8参照)、該リヤクロスメンバ74の左右に離間した左右中間部とサイドメンバ6,6の後部の第3マウント部M3(後側車体取付部)とを各々連結する傾斜メンバ75が設けられ(図1〜図4、図6、図7参照)、左右のアーム支持部71,71と対角線上の第3マウント部M3とを連結するブレース80が設けられ、該ブレース80と傾斜メンバ75の中間部を連結する中間連結部91が設けられたものである(図3参照)。
上記構成によれば、フロントサブフレーム5の後部の左右各側においてリヤクロスメンバ74の左右に離間した左右中間部からサイドメンバ6,6後部の第3マウント部M3に向けて後方程車幅方向外側に傾斜するように延びる傾斜メンバ75を、ブレース80に連結した中間連結部91を設けることでブレース80が薄くても上下方向に撓まないようにすることができ、ブレース80としての機能を効果的に発揮することができる。
詳述すると、フロントサブフレーム5の前部の下方には、サイドメンバ6とロアアーム52(ラテラルリンク)とテンションロッド51とを平面視三角形状となるように配設している。一方、車両の重心を下げるためにエンジンをできるだけ低く配置したいという要求があるため、本実施例において、エンジンは、前後方向にクランクシャフトが並んだ縦置きタイプのエンジン(図示省略)とするとともに、上述したロアアーム52やテンションロッド51等が配置されていないフロントサブフレーム5の後部に配設している。
ところが、フロントサブフレーム5の後部は、左右のアーム支持部71に連結されたリヤクロスメンバ74と、左右各側において後方に延びるサイドメンバ後方部6b,6bとで構成された平面視台形形状のフレーム構造となるが、このような剛性が低い後部にエンジンを搭載した場合、走行時の支持剛性を確保することが困難になるおそれがあった。
特に、上述した縦置きタイプのエンジンを搭載した場合は、アクセル踏み込み時にエンジンの駆動に伴ってタイヤが回転する際の反力を受けてエンジンの支持剛性を確保することが困難になるおそれもあった。
このような場合においてエンジンの支持剛性が低いと走行時のハンドル操作の応答性に悪影響を及ぼすため、走行時、特に旋回時の車体の剛性を高める必要があり、フロントサブフレーム5の後部にエンジンを配置した構成においても、エンジンの支持剛性を確保できることが課題があった。
このような課題に対して、本実施例においては、フロントサブフレーム5の後部において、リヤクロスメンバ74の左右に離間した左右中間部とサイドメンバ後方部6b,6bの第3マウント部M3とを各々連結する傾斜メンバ75が設けられ、該傾斜メンバ75とブレース80とを中間連結部91において連結したため、該フロントサブフレーム5の後部にエンジンを搭載しても、エンジン支持剛性を確保することができる。
詳述すると、フロントサブフレーム5の後部を仮に、傾斜メンバ75を備えずにブレース80単体で補強した場合、ブレース80はそれ自体薄いため、上下動して荷重をしっかりと受け止めることができないおそれがある。ところが、本実施例のように、剛性の高い傾斜メンバ75を備えるとともに、中間連結部91によって互いに連結したため、互いの一体性が増して傾斜メンバ75によってブレース80を補強できるとともに、傾斜メンバ75と、ブレース80を構成する複数のメンバ81(81a,81a),82,83によってフロントサブフレーム5の後部に平面視複数のトラス構造を構成できる。よって、傾斜メンバ75により、左右サイドメンバ6,6と、車幅方向に延びるリヤクロスメンバ74とで構成される平面視略台形形状が例えば、平行四辺形等の菱形形状に平面内で崩れる方向の変形を規制するとともに、ブレース80の上下方向の変形を抑制してブレース80としての機能を高めることができる。
つまり、傾斜メンバ75とブレース80との相乗的な作用によってフロントサブフレーム5の後部のエンジン支持剛性を向上させることができる。
さらに、このブレース80は、図示省略するがアンダカバーの上面にファスナ等を用いて装着することで該アンダカバーの補強部材としても機能させることができる。なお、アンダカバーは、空力特性改善のため、或いは走行時のサスペンションを水や泥、飛石等から保護するために、車両床下においてフロントサブフレーム5を覆うために備えるカバーである。
このように、アンダカバーの強度部材としてブレース80を配設することでアンダカバーを補強しつつ、パネル状のアンダカバー自体を薄肉化して車両重量の軽量化を図ることができる。
また、この発明の態様として、リヤクロスメンバ74と傾斜メンバ75とサイドメンバ6がエンジンマウントブラケット72で溶接により一体に連結されたものである(図1、図2、図6参照)。
上記構成によれば、左右各側においてエンジンマウントブラケット72を、リヤクロスメンバ74と傾斜メンバ75とサイドメンバ6に連結したため、左右各側に備えたエンジンマウントブラケット72によるエンジンの支持剛性を向上できる。これにより、車幅方向中央に別途、エンジン支持構造を設ける必要がなく、エンジンを低い位置で配置して車両重心を下げることが可能となり、ロールやトラクションを改善できる。さらに、リヤクロスメンバ74と傾斜メンバ75とサイドメンバ6の一体性が向上するため、エンジン支持剛性だけでなく、サスペンションの支持剛性も向上させることができる。
また、この発明の態様として、ブレース80は、その左右と後にブレースメンバ82,82,83を備えたものである(図1〜図3、図7参照)。
上記構成によれば、互いにクロスするX字状メンバ体81と、左右の前後方向延設メンバ82,82と後端車幅方向延設メンバ83とで、ブレース80自体が複数のトラス形状から成る構造となるのでトラス構造を増やしてより高剛性化することができる。
また、この発明の態様として、本実施例のブレース80は、左右各側に前後方向延設メンバ82,82を備え、これら前後方向延設メンバ82,82は、その後端が第3マウント部M3を備えたサイドメンバ6後部に接合されている。すなわち、後側連結部92においてサイドメンバ側連結部92aとブレース後側連結部92bとは取付部材を介して互いに連結されている。さらに、前後方向延設メンバ82,82は、前方程車幅方向内側に傾斜するように前方に延び、その前端がアーム支持部71の基端部71aに接合されている(図3参照)。すなわち、前側連結部90においてリヤクロスメンバ側連結部90aとブレース前側連結部90bとが取付部材を介して互いに連結されている。
すなわち、前後方向延設メンバ82,82は、その前部がサイドメンバ6に対して車幅方向内側にずらすように傾けて配置している。これにより、ブレース80は、左右各側において、該前後方向延設メンバ82とサイドメンバ6とリヤクロスメンバ74とによってもトラス構造を構成することができるとともに、該前後方向延設メンバ82と傾斜メンバ75と対角線延設メンバ81aとによってもトラス構造を構成することができ、より高剛性化することができる。
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、サブフレームは、フロントサブフレーム5に対応し、以下、同様に、
クロスメンバは、サスクロスメンバ73に対応し、
左右に備えたブレースメンバは、前後方向延設メンバ82に対応し、
後に備えたブレースメンバは、後端車幅方向延設メンバ83に対応し、
一方側車体取付部は、第3マウント部M3(後側車体取付部)に対応し、
サイドメンバの前後方向の一方側は、サイドメンバ6の後部に対応し、
一方側の端部は、後に対応するも、この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
クロスメンバは、サスクロスメンバ73に対応し、
左右に備えたブレースメンバは、前後方向延設メンバ82に対応し、
後に備えたブレースメンバは、後端車幅方向延設メンバ83に対応し、
一方側車体取付部は、第3マウント部M3(後側車体取付部)に対応し、
サイドメンバの前後方向の一方側は、サイドメンバ6の後部に対応し、
一方側の端部は、後に対応するも、この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
例えば、上述した中間連結部91(91a、91b)は、互いに固定してもよく、または少なくとも一方を長孔とし、ブレース80の面方向にスライド可能に連結しても良い。このように中間連結部91をスライド可能に連結した場合、トラス構造の増加による剛性向上効果は低下するものの、中間連結部91への過度の応力集中を防ぎ、中間連結部91の簡素化や軽量化を図りつつ、ブレース80の上下方向の撓みを防ぎ、単に傾斜メンバ75とブレース80を併用する構成に対し、効果的に高剛性化することができる。
以上説明したように、本発明は、サブフレームの左右サイドメンバに支持されたアーム支持部を連結するクロスメンバが設けられ、該クロスメンバの左右に離間した左右中間部とサイドメンバの前後方向の一方側の一方側車体取付部とを各々連結する傾斜メンバが設けられたフロントサブフレーム構造について有用である。
5…フロントサブフレーム(サブフレーム)
6…サイドメンバ
71…アーム支持部
72…エンジンマウントブラケット
74…リヤクロスメンバ(クロスメンバ)
75…傾斜メンバ
80…ブレース
82…前後方向延設メンバ(左右に備えたブレースメンバ)
83…後端車幅方向延設メンバ(後に備えたブレースメンバ)
91…中間連結部
M3…第3マウント部(一方側車体取付部)
6…サイドメンバ
71…アーム支持部
72…エンジンマウントブラケット
74…リヤクロスメンバ(クロスメンバ)
75…傾斜メンバ
80…ブレース
82…前後方向延設メンバ(左右に備えたブレースメンバ)
83…後端車幅方向延設メンバ(後に備えたブレースメンバ)
91…中間連結部
M3…第3マウント部(一方側車体取付部)
Claims (3)
- 車室前面部から車両前方側に延びる左右一対のフロントサイドフレームが設けられ、該フロントサイドフレームの下方に、フロントサスペンション装置を支持するフロントサブフレームが設けられた自動車のフロントサブフレーム構造であって、
該フロントサブフレームの左右サイドメンバに支持されたアーム支持部を連結するクロスメンバが設けられ、該クロスメンバの左右に離間した左右中間部と前記サイドメンバの前後方向の一方側の一方側車体取付部とを各々連結する傾斜メンバが設けられ、左右の前記アーム支持部と対角線上の前記一方側車体取付部とを連結するブレースが設けられ、該ブレースと前記傾斜メンバの中間部を連結する中間連結部が設けられた
フロントサブフレーム構造。 - 前記クロスメンバと前記傾斜メンバと前記サイドメンバがエンジンマウントブラケットで連結された
請求項1に記載のフロントサブフレーム構造。 - 前記ブレースは、その左右と前記一方側の端部にブレースメンバを備えた
請求項1、又は2に記載のフロントサブフレーム構造。
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