JP2784153B2 - 車両用サブフレーム構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用サブフレーム構
造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、燃料タンクを車体後部の下方（リ
ヤシートの下方等）に搭載するために、例えば、特開平
５−８６４３号公報（自動車の燃料タンク支持装置）の
技術が開示されており、同技術は上記公報の図１、図２
及び図５に示されるように、車体１のリヤサイドフレー
ム２，２間に平面視略ロ字形のサスペンションクロスメ
ンバ７（サブフレームに相当）が取付けられ、このサス
ペンションクロスメンバ７にリヤサスペンション装置６
用アーム（アッパーアーム９，１０、ロアアーム１１及
びトレーリングアーム１２からなる。）が支持され、更
に、サスペンションクロスメンバ７に燃料タンク２１が
支持されるものである。そして、燃料タンク２１は一対
のベルト（バンドに相当）２３，２３でサスペンション
クロスメンバ７に固定される。

【０００３】サスペンションクロスメンバ７は、車幅方
向に延びる前後支持フレーム１４，１５（クロスメンバ
に相当）と、車体前後方向に延びる左右支持フレーム１
６，１７（サイドメンバに相当）とからなる。ところ
で、このような支持フレーム１４〜１７は、軽量化のた
めに一般に図６に示すような鋼板のプレス成形材からな
る閉断面構造体とされることが多い。

【０００４】図６（ａ）〜（ｃ）は従来のフレームの説
明図である。（ａ）に示すフレーム１０１は、上側開放
の下部材１０１ａと下側開放の上部材１０１ｂとを嵌合
し、嵌合部をすみ肉溶接して閉断面構造体を構成するも
のであり、フレーム１０１の周囲にフランジを設けない
ので小型である。（ｂ）に示すフレーム１０２は、上側
開放のハット状断面の下部材１０２ａと下側開放のハッ
ト状断面の上部材１０２ｂとを重ね、フランジ同士をす
み肉溶接して閉断面構造体を構成する。（ｃ）に示すフ
レーム１０３は、上側開放のハット状断面の下部材１０
３ａと下側開放のハット状断面の上部材１０３ｂとを重
ね、フランジ同士をスポット溶接して閉断面構造体を構
成する。

【０００５】一方、フレームには図７に示すような構成
でブラケットが設けられる。図７（ａ），（ｂ）は従来
のブラケット付きフレームの説明図である。（ａ）に示
すフレーム１０３は、上記図６（ｃ）に示すフレームと
同構成であり、例えば上部にブラケット１０４が溶接さ
れる。しかし、ブラケット１０４に過大な引張り荷重が
作用した場合には、フランジ同士の溶接強度が不足気味
になる。この点を解消するためには、（ｂ）に示すよう
にブラケットの基部を下方に延出して下部材１０３ａに
も溶接することが考えられる。

【０００６】また、フレームには剛性を向上するために
図８に示すような手順でスチフナ（補強材）が設けられ
る。なお、フレーム１０２は、上記図６（ｂ）に示すフ
レームと同構成である。図８（ａ）〜（ｃ）は従来のス
チフナ付きフレームの説明図である。（ａ）に示すよう
に、下部材１０２ａと上部材１０２ｂとの間にはスチフ
ナ１０５が取付けられる。結合手順を説明すると、先
ず、（ｂ）に示すように上部材１０２ｂの奥面とスチフ
ナ１０５の上面とをスポット溶接し、次に、（ｃ）に示
すように下部材１０２ａと上部材１０２ｂとを重ねてフ
ランジ同士を溶接し、最後に、下部材１０２ａの奥面と
スチフナ１０５の下面とをプラグ溶接して結合を完了す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の構
造では次のような問題がある。図６（ａ）に示すフレー
ム１０１は、すみ肉溶接を確実にするために嵌合部の嵌
合精度を管理する必要があるが、管理が容易でない。特
に、フレーム１０１が屈曲している場合には精度管理が
容易でなく、フレーム１０１の生産性が劣る。図６
（ｂ），（ｃ）に示すフレーム１０２，１０３は、両側
にフランジが突出するので大型になる。図７（ｂ）に示
すブラケット１０４付きフレーム１０３は、ブラケット
１０４がフランジを跨いで延出するので取付けが簡単で
なく、しかも、大型になる。図８（ａ）〜（ｃ）に示す
スチフナ１０５付きフレーム１０２は、このフレーム１
０２とスチフナ１０５との接合工程が複雑であり、しか
も、プラグ溶接作業もあり、接合作業が簡単でないの
で、生産性が劣る。

【０００８】そこで本発明の目的は、（１）サブフレー
ムのサイドメンバの生産性を向上すること、（２）サイ
ドメンバを小型にすること、（３）サイドメンバのブラ
ケットの取付けが簡単で、しかも、ブラケットを小型に
すること、（４）サイドメンバ内にスチフナを簡単に取
付け、生産性を向上することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、車幅方向に延びるクロスメンバと車体前後
方向に延びるサイドメンバとで平面視略ロ字形の空間を
構成し、この空間に燃料タンクを収めるようにした、燃
料タンク取付けのための車両用サブフレームであって、
前記サイドメンバが、奥壁の上下端に傾斜したコーナ部
を連続させてこれらのコーナ部に上下のフランジを連続
させた５辺からなる、車幅外方へ開いたコ字状断面でフ
ランジ幅が十分に大きな第１部材に、車幅外方へ開いた
コ字状断面でフランジ幅が小さい第２部材を嵌合し、フ
ランジ同士をスポット溶接して形成した閉断面構造体で
あることを特徴とした車両用サブフレーム構造である。

【００１０】また、前記閉断面構造体において、前記第
１部材の上面と背面に跨がる又は背面と下面に跨がるブ
ラケットを取付けた。

【００１１】更に、フランジ付きスチフナで前記第１部
材を補強した。

【００１２】

【作用】車幅外方へ開いたコ字状断面の第１部材は、奥
壁の上下端に傾斜したコーナ部を連続させて、これらの
コーナ部に上下のフランジを連続させた、５辺からな
る。サイドメンバは、上記第１部材に、車幅外方へ開い
たコ字状断面の第２部材を嵌合し、フランジ同士をスポ
ット溶接することで、６角形の閉断面構造体に形成され
る。サイドメンバは、閉断面構造体の車幅外方にのみフ
ランジを有するので、小型になる。

【００１３】ブラケットは、第１部材の上面と背面に跨
がって又は背面と下面に跨がって取付けられる。このた
め、ブラケットに引張り荷重が作用しても、第１部材と
第２部材との接合に影響を与えない。

【００１４】スチフナは、第１部材にフランジで結合す
るのでサイドメンバに簡単に取付けられる。

【００１５】

【実施例】本発明の実施例を添付図面に基づいて以下に
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、Ｌは左側、Ｒは右側、ＣＬは車幅方向
中央、Ｕｐは上側、Ｌｏは下側を示す。また、図面は符
号の向きに見るものとする。図１は本発明に係る車両用
サブフレーム構造の斜視図であり、サブフレーム１は平
面視略ロ字形を呈し、車幅方向に延びる前部クロスメン
バ２、後部クロスメンバ３と、車体前後方向に延びる左
のサイドメンバ４、右のサイドメンバ５とを結合してな
る。

【００１６】前・後部クロスメンバ２，３間には、サイ
ドメンバ４，５の内側近傍に配置された一対の縦支持部
材６，６（一方は図示せず）が掛け渡され、サイドメン
バ４，５間には、前・後部クロスメンバ２，３の略中央
位置に配置された横支持部材７が掛け渡される。横支持
部材７は一対の縦支持部材６，６を補強するために、こ
れらの縦支持部材６，６を横切るように結合される。

【００１７】前後左右の各メンバ２〜５で囲まれた空間
内には燃料タンク１１（左側Ｌ半分のみを示す）が収め
られ、この燃料タンク１１は各縦支持部材６，６及び横
支持部材７で支持される。すなわち、車両用サブフレー
ム１は図１に示すように、車幅方向に延びる前・後部ク
ロスメンバ２，３と車体前後方向に延びる左右のサイド
メンバ４，５とで平面視略ロ字形の空間を構成し、この
空間に燃料タンク１１を収めるようにしたものである。
また、後部クロスメンバ３とトレーリングアーム用ブラ
ケット３１，３１（図２に基づき後述する。）との間に
は、概ね車体の前後方向に延在する一対のバンド１２，
１２（一方は図示せず）が掛けられ、これらのバンド１
２，１２の両端部がボルト１３…（…は複数を示す。以
下同じ。）で固定されている。このため、燃料タンク１
１は、それの上面がバンド１２でサブフレーム１に固定
される。

【００１８】サブフレーム１の左右両側にリヤサスペン
ション２０，２０が配置され、これらのリヤサスペンシ
ョン２０，２０はリヤマルチリンク式サスペンションか
らなる。リヤサスペンション２０はショックアブソーバ
２１と、このショックアブソーバ２１を支持するハブキ
ャリア２２と、このハブキャリア２２を支持するアッパ
アーム２３、ロアアーム２４、トレーリングアーム２５
並びにコントロールアーム２６と、左右のハブキャリア
２２，２２間を連結するスタビライザロッド２７とから
なる。

【００１９】図２は本発明に係る車両用サブフレーム構
造の平面図であり、車体後部には車体前後方向に延びる
左右のサイドフレーム５１，５１（想像線で示す）が設
けられ、これらのサイドフレーム５１，５１間にサブフ
レーム１が渡されている。そして、サブフレーム１は平
面視四隅部分が、振動防止用ブッシュ５３…を介してサ
イドフレーム５１，５１に吊下げられる。このため、燃
料タンク１１及びリヤサスペンション２０，２０（図１
参照）はサブフレーム１に組込まれ、このサブフレーム
１がサイドフレーム５１，５１間に渡されることによ
り、車体後部の下方（リヤシートやリヤフロアの下方）
に搭載される。

【００２０】前部クロスメンバ２と左右のサイドメンバ
４，５との前部コーナ部には、トレーリングアーム２５
（図１参照）を取付けるための左右のトレーリングアー
ム用ブラケット３１，３１が溶接される。

【００２１】図３は本発明に係る車両用サブフレーム構
造の側面図であり、各サイドメンバ４，５の上部中央に
はアッパアーム２３を支持するためのアッパアーム用ブ
ラケット３２，３２が溶接され、各サイドメンバ４，５
の下部中央にはロアアーム２４を支持するためのロアア
ーム用ブラケット３３，３３が溶接され、各サイドメン
バ４，５の後部にはコントロールアーム２６（図１参
照）を支持するためのコントロールアーム用ブラケット
３４，３４が溶接されている。

【００２２】図４は図３の４−４線断面図であり、左の
サイドメンバ４を示す。左のサイドメンバ４は鋼板のプ
レス成形材を組合せてなり、車幅方向外向きの（車幅外
方へ開いた）コ字状断面でフランジ４１ｂ幅が十分に大
きな第１部材４１に、車幅方向外向きの（車幅外方へ開
いた）コ字状断面でフランジ４２ｂ幅が小さい第２部材
４２を嵌合し、フランジ４１ｂ，４２ｂ同士をスポット
溶接して形成した閉断面構造体からなる。

【００２３】すなわち、第１部材４１は奥壁４１ａと、
この奥壁４１ａから横に延びる上下のフランジ４１ｂ，
４１ｂとからなる。第２部材４２は奥壁４２ａと、この
奥壁４２ａから横に延びる上下のフランジ４２ｂ，４２
ｂとからなる。奥壁４１ａとフランジ４１ｂ，４１ｂと
のコーナには、所望の寸法・角度に傾斜したコーナ部４
１ｃ，４１ｃが形成される。すなわち、以上の説明及び
図４から明らかなように、第１部材４１は、奥壁４１ａ
の上下端に傾斜したコーナ部４１ｃ，４１ｃを連続さ
せ、これらのコーナ部４１ｃ，４１ｃに上下のフランジ
フランジ４２ｂ，４２ｂを連続させた、５辺からなる、
コ字状断面の部材である。このため、左のサイドメンバ
４は断面視６角形に多角形化されるので剛性（各面の剛
性等）が高まり、特に、この実施例のように、薄板のプ
レス成形材を組合せてなる場合には、剛性の向上に極め
て有効である。そして、この実施例によれば、上記図７
（ｂ）に示す従来の技術と違い、第１部材４１の背面に
フランジを有していないので、コーナ部４１ｃ，４１ｃ
を自由に設定できる。

【００２４】第１部材４１の上面と背面（奥壁４１ａ外
面及び上のコーナ部４１ｃ外面）に跨がって、アッパア
ーム用ブラケット３２が溶接にて取付けられる。また、
第１部材４１の背面（下のコーナ部４１ｃ外面）と下面
に跨がって、ロアアーム用ブラケット３３が溶接にて取
付けられる。この実施例によれば、上記図７（ｂ）に示
す従来の技術と違い、第１部材４１の背面にフランジを
有していないので、アッパ・ロアアーム用ブラケット３
２，３３を小型で簡単な構成で第１部材４１の背面まで
延して溶接することができ、しかも、溶接工程を簡略で
きる。

【００２５】第１部材４１内には、この第１部材４１を
補強するためのフランジ付きスチフナ４３が、アッパ・
ロアアーム用ブラケット３２，３３の取付け位置に溶接
により取付けられる。ロアアーム用ブラケット３３の下
部には横支持部材７が溶接される。

【００２６】図５は本発明に係る左のサイドメンバの分
解斜視図であり、左のサイドメンバ４は上下に屈曲した
形状を呈する。第２部材４２の奥壁４２ａには、第２部
材４２の剛性を向上させるための凹凸部（起伏）４２ｃ
…が形成されている。スチフナ４３は鋼板のプレス成形
材からなり、車幅方向外向きの平面視コ字状を呈し、奥
壁４３ａと、この奥壁４３ａから横に延びる側壁４３
ｂ，４３ｂと、これらの側壁４３ｂ，４３ｂの上下端の
フランジ４３ｃ…とからなる。各フランジ４３ｃ…は第
１部材４１のフランジ４１ｂ，４１ｂにスポット溶接さ
れる。

【００２７】第１部材４１の前・後端部には、上下のフ
ランジ４１ｂ，４１ｂ間にブッシュ用ホルダ５２，５２
が結合され、これらのブッシュ用ホルダ５２，５２に振
動防止用ブッシュ５３，５３が装着されている。

【００２８】左のサイドメンバ４は、それの後端がコン
トロールアーム用ブラケット３４で閉塞され、前端が盲
蓋４４で閉塞（盲蓋４４を溶接）されている。このた
め、左のサイドメンバ４は第１・第２部材４１，４２、
コントロールアーム用ブラケット３４及び盲蓋４４で完
全な閉塞構造とされ、剛性を高めている。この実施例に
よれば、左のサイドメンバ４の前後端を閉塞するのに、
第１部材４１の前後端を絞り加工で閉塞する場合よりも
加工が容易で、しかも、絞り加工のための金型も不要で
あり、コストを低減できる。

【００２９】なお、左のサイドメンバ４の前後端を閉塞
するには、コントロールアーム用ブラケット３４及び盲
蓋４４の代りに、前・後クロスメンバ２，３の端部（図
２参照）を延出することによっても可能である。また、
左のサイドメンバ４の内部は、ハーネスなどを通すガイ
ドを兼ねることができる。

【００３０】次に、上記構成の車両用サブフレーム構造
の作用を図４及び図５に基づき説明する。図４に示すよ
うに左のサイドメンバ４は、第１・第２部材４１，４２
からなる閉断面構造体の車幅方向片側にのみフランジ４
１ｂ，４２ｂを有するので、小型である。また、アッパ
・ロアアーム用ブラケット３２，３３は、第１部材４１
の上下面及び背面にのみ結合されるので、ブラケット３
２，３３に引張り荷重が作用しても、第１部材４１と第
２部材４２との結合に影響を与えることがない。更に、
図５に示すようにスチフナ４３は、それの各フランジ４
３ｃ…を第１部材４１のフランジ４１ｂ，４１ｂにスポ
ット溶接するだけで簡単に取付けられ、左のサイドメン
バ４を十分に補強する。

【００３１】なお、右のサイドメンバ５は、上記左のサ
イドメンバ４と左右反対向きである他は同一構成並びに
同一作用であり、説明を省略する。また、左右のサイド
メンバ４，５に取付けられるブラケットは、上部または
下部の一方だけでもよい。更に、サブフレーム１は車体
に取付ける構成であることを特徴とし、燃料タンク１１
やリヤサスペンション２０を組込んだ構成に限定されな
い。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。請求項１の車両用サ
ブフレーム構造は、車幅方向に延びるクロスメンバと車
体前後方向に延びるサイドメンバとで平面視略ロ字形の
空間を構成し、この空間に燃料タンクを収めるようにし
たものであり、サブフレームのサイドメンバを、車幅外
方へ開いたコ字状断面でフランジ幅が十分に大きな第１
部材に、車幅外方へ開いたコ字状断面でフランジ幅が小
さい第２部材を嵌合し、フランジ同士をスポット溶接し
てなる閉断面構造体で構成したことにより、サブフレー
ムのサイドメンバの生産性を向上でき、また、閉断面構
造体の車幅外方にのみフランジを有するので、サイドメ
ンバの小型化が図れる。しかも、サブフレームのサイド
メンバを、奥壁と傾斜した上下のコーナ部と上下のフラ
ンジとの５辺からなる、車幅外方へ開いたコ字状断面で
フランジ幅が十分に大きな第１部材に、車幅外方へ開い
たコ字状断面でフランジ幅が小さい第２部材を嵌合し、
フランジ同士をスポット溶接してなる閉断面構造体で構
成したことにより、サイドメンバは断面視６角形に多角
形化されるので、剛性（各面の剛性等）が高まる。

【００３３】請求項２の車両用サブフレーム構造は、閉
断面構造体において、第１部材の上面と背面に跨がって
又は背面と下面に跨がってブラケットを取付けたので、
サイドメンバにブラケットを取付けることが簡単で、し
かも、ブラケットを小型にすることができる。

【００３４】請求項３の車両用サブフレーム構造は、フ
ランジ付きスチフナで第１部材を補強したので、サイド
メンバ内にスチフナを簡単に取付けることができ、生産
性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る車両用サブフレーム構造の斜視図

【図２】本発明に係る車両用サブフレーム構造の平面図

【図３】本発明に係る車両用サブフレーム構造の側面図

【図４】図３の４−４線断面図

【図５】本発明に係る左のサイドメンバの分解斜視図

【図６】従来のフレームの説明図

【図７】従来のブラケット付きフレームの説明図

【図８】従来のスチフナ付きフレームの説明図

【符号の説明】

１…サブフレーム、２…クロスメンバ（前部クロスメン
バ）、３…クロスメンバ（後部クロスメンバ）、４…左
のサイドメンバ、５…右のサイドメンバ、１１…燃料タ
ンク、２０…リヤサスペンション、３２…アッパアーム
用ブラケット、３３…ロアアーム用ブラケット、４１…
第１部材、４２…第２部材、４３…フランジ付きスチフ
ナ、５１…サイドフレーム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 努 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 日野澤 真司 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−34212（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−117269（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−182975（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−161172（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−86883（ＪＰ，Ｕ) 実公 平２−26778（ＪＰ，Ｙ２) 実公 平４−14305（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B62D 21/00 - 21/15

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車幅方向に延びるクロスメンバと車体前
   後方向に延びるサイドメンバとで平面視略ロ字形の空間
   を構成し、この空間に燃料タンクを収めるようにした、
   燃料タンク取付けのための車両用サブフレームであっ
   て、前記サイドメンバは、奥壁の上下端に傾斜したコー
   ナ部を連続させてこれらのコーナ部に上下のフランジを
   連続させた５辺からなる、車幅外方へ開いたコ字状断面
   でフランジ幅が十分に大きな第１部材に、車幅外方へ開
   いたコ字状断面でフランジ幅が小さい第２部材を嵌合
   し、フランジ同士をスポット溶接して形成した閉断面構
   造体であることを特徴とした車両用サブフレーム構造。
2. 【請求項２】 前記閉断面構造体において、前記第１部
   材の上面と背面に跨がる又は背面と下面に跨がるブラケ
   ットを取付けたことを特徴とする請求項１記載の車両用
   サブフレーム構造。
3. 【請求項３】 フランジ付きスチフナで前記第１部材を
   補強したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の
   車両用サブフレーム構造。