JP3900936B2 - 車両用サブフレーム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車体フレームにインシュレータを介して弾性支持され、サスペンションのリンク部材が連結している車両用サブフレームに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車両用サブフレームとして、例えば特開2001-199214号公報に記載されている構造が知られている。
図６は、上記公報のサブフレーム構造（左車輪側のみ）を示すものであり、車両前後方向に延在しながら車幅方向の左右に配置した左のサイドメンバ２及び右のサイドメンバ（図示せず）と、それら左のサイドメンバ２及び右のサイドメンバの車両前後方向の中間部で一体形成されて車幅方向に延在しているクロスメンバ４と、このクロスメンバ４より車両前後方向の前方に位置し、車幅方向に延在して左のサイドメンバ２及び右のサイドメンバに連結しているクロスバー６とを備えている。そして、左のサイドメンバ２及び右のサイドメンバに、トランスバースリンク８がそれぞれ上下揺動可能にマウンティングされている。
【０００３】
左のサイドメンバ２側のトランスバースリンク８のマウンティング構造は、左のサイドメンバ２の車両前後方向の前端部に、略車両前後方向の前方向に向かってピン１０が固定されており、左のサイドメンバ２の略車両前後方向の後方側に、略車幅方向に向けてブラケット１２が固定されている。また、クロスバー６の端部に、略車両前後方向に向けて前記ピンが挿通する挿通孔を設けたブラケット１４が固定されている。
【０００４】
そして、トランスバースリンク８の略車両前後方向の前方側に設けたブッシュ１６を、ブラケット１４内に配置し、ピン１０をブッシュ１６及び挿通孔に挿通してナットで締め付けることでブラケット１４に固定し、トランスバースリンク８の車両前後方向の後方側に向かって設けたブッシュ１８を、ブラケット１２内に装着する。これにより、左のサイドメンバ２に、トランスバースリンク８の車両側が上下揺動可能にマウンティングされる。なお、右側のサイドメンバにも、同様の構造でトランスバースリンク８の車両側が取り付けられている。また、トランスバースリンク８の車輪側は、ボールジョイントを介してナックルに取り付けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、現在、コスト削減の面から車両部品の共用化が求められている。しかし、図６の構造は、車種に応じたトレッド違いに対応しようとしても、部品（サイドメンバ２、クロスメンバ４、クロスバー６）の共用化を図ることができない。
すなわち、図６の構造にあっては、サイドメンバ２に固定したピン１０及びクロスメンバ４に固定したブラケット１２の軸線が車両前後方向を向いており、これらにトランスバースリンク８のブッシュ１６、１８がマウンティングされているため、例えば車両前方側のブッシュ１６の取付け中心Ｐを、車幅方向及び車両前後方向に所定距離だけ変位させて異なるトレッドに変更する場合には、形状の異なるサイドメンバ２、クロスメンバ４及びクロスバー６が必要となり、部品の共用化を図ることができない。これにより、車両用サブフレームのコストも高騰してしまう。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、車種に応じたトレッド違いに対応可能としながら部品の共用化を図ることができる車両用サブフレームを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の車両用サブフレームは、車両略前後方向に延在して略車幅方向の左右に配置した一対のサイドメンバと、略車幅方向に延在しながら前記一対のサイドメンバの間を連結するクロスメンバと、前記一対のサイドメンバの車両略前後方向の端部にそれぞれ固定したブラケットと、各ブラケットに固定されてサスペンションリンク部材を揺動自在に支持するピンとを備え、前記ピンの位置が前記サイドメンバの長手方向及びこの長手方向に対して略垂直な方向の双方に変位するように、前記ピンの固定位置を変えた複数種類のブラケットのうちの一種類を前記一対のサイドメンバの端部にそれぞれ固定した。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両用サブフレームにおいて、前記ブラケットに固定されている前記ピンと、このピンに対面している前記サイドメンバの端部との間で画成された空間に前記ピンと前記端部との双方に当接するスペーサを配置し、このスペーサと前記ピンとの当接部及び前記スペーサと前記端部との当接部をそれぞれ固定した。
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の車両用サブフレームにおいて、前記ブラケットは、前記サイドメンバの端面に固定した第１の板状部と、前記サイドメンバの側面に先端を固定した第２の板状部と、これら第１及び第２の板状部を連結する第３の板状部とを備え、前記ピンを、前記第１及び第２の板状部に固定した。
【０００９】
また、請求項４記載の発明は、請求項３記載の車両用サブフレームにおいて、前記サイドメンバの端部に、サブフレーム全体を車体側部材に弾性支持するマウントインシュレータを配置した。
さらに、請求項５記載の発明は、請求項４記載の車両用サブフレームにおいて、前記第２の板状部の先端を、前記マウントインシュレータから離れた位置であり、前記サイドメンバ及びクロスメンバの連結位置の近くの前記サイドメンバの側面に固定した。
【００１０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によると、ピンの位置がサイドメンバの長手方向及びこの長手方向に対して略垂直な方向の双方に変位するように、ピンの固定位置を変えた複数種類のブラケットのうちの一種類を一対のサイドメンバの端部にそれぞれ固定したことから、トレッド違いに対応する際には、ブラケット及びピンの２部品だけが変更部品となり、一対のサイドメンバ、クロスメンバが共用可能となる。したがって、車種に応じたトレッド違いに対応可能としながら部品の共用化を図ることができる。
【００１１】
また、請求項２記載の発明によると、ブラケットに固定されているピンと、このピンに対面しているサイドメンバの端部との間で画成された空間にピンと端部との双方に当接するスペーサを配置し、このスペーサとピンとの当接部及びスペーサと端部との当接部をそれぞれ固定したことから、ピンから入力した外力は、ピンに当接しているスペーサを介してサイドメンバの端部に伝達されるので、ブラケットの強度を確保することができるとともに、ピンから入力する外力を確実に支持することができる。
【００１２】
また、請求項３記載の発明によると、ブラケットは、サイドメンバの端面に固定されている第１の板状部を備えているので、サイドメンバに対するブラケットの結合強度を充分に向上させることができる。
また、請求項４記載の発明によると、サイドメンバの端部に、サブフレーム全体を車体側部材に弾性支持するマウントインシュレータを配置したことで、サイドメンバの端部の剛性が向上するので、ピンからブラケットを介して入力した外力を強固に支持することができる。
【００１３】
さらに、請求項５記載の発明によると、第２の板状部の先端を、マウントインシュレータから離れた位置であり、サイドメンバ及びクロスメンバの連結位置の近くのサイドメンバの側面に固定したことから、さらにブラケットの剛性を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係る第１実施形態の車両用サブフレーム２０を示す平面図であり、車両前後方向に延在しながら車幅方向の左右に配置されている一対のサイドメンバ２２，２２と、これらサイドメンバ２２，２２の車両前後方向の後方側において車幅方向に延在して固定されている後側クロスメンバ２４と、この後側クロスメンバ２４より車両前後方向の前方側において車幅方向に延在してサイドメンバ２２，２２に固定されている前側クロスメンバ２６とを備えている。
【００１５】
一対のサイドメンバ２２，２２は、長手方向の中央部が車幅方向の内方に曲げられることで、全体として略円弧を描いて車両前後方向に延在している。
これらサイドメンバ２２，２２の車両前後方向の前方側面には、それぞれ前側クロスメンバ２６の取付け面３０が設けられており、それら取付け面３０に対して前側クロスメンバ２６の両端部が溶接により固定されている。また、サイドメンバ２２、２２の車両前後方向の後方側面にも、それぞれ後側クロスメンバ２４の取付け面３２が設けられており、それら取付け面３０に対して後側クロスメンバ２４の両端部が溶接により固定されている。
【００１６】
また、一対のサイドメンバ２２、２２の車両前後方向の前端部及び後端部には、それぞれマウントインシュレータ３２，３４が取り付けられており、これらマウントインシュレータ３２、３４を介して、車両用サブフレームが車体側部材（図示せず）に弾性支持される。
ここで、サイドメンバ２２、２２の車両前後方向の前端部には、ブラケット３６を介してピン３８が固定されており、このピン３８に、サスペンションを構成しているトレーリングアーム４０の一端部のブッシュ４０ａが揺動自在に連結されている。
【００１７】
図２は、左車輪（車輪４２）側のサスペンションを示すものであり、車輪４２を回転自在に支持するアクスル４４の下部後側に、車幅方向に延在しているリヤロアリンク４６の車輪側端部４６ａが車両上下方向に揺動可能に連結され、その車両側端部４６ｂが車両上下方向に揺動可能に車体側部材に連結されている。アクスル４４の下部前側には、車幅方向に延在しているフロントロアリンク４８の車輪側端部４８ａが、車両上下方向に揺動可能に連結され、その車輪側端部４８ｂが、車両上下方向に揺動可能に車体側部材に連結されている。
【００１８】
また、フロントロアリンク４８には、アッパＡアーム５０の先端部が、ボールジョイント５２を介して揺動可能に連結され、そのアッパＡアーム５０の後端部側のブッシュ５２が車体側部材に連結されている。アクスル４４の上部には、ショックアブソーバ５４の下端部５４ａが連結され、リヤロアリンク４６の中央部には、サスペンションスプリング５６の下端部が固定されている。また、ドライブシャフト５８の車輪側取り付け部には、等速ジョイントを介して揺動可能に車輪４２のハブ４２ａに接続されている。そして、前記車体側取り付け部は、等速ジョイントを介して揺動可能にデフ６０に接続されている。
【００１９】
そして、アクスル４４の下部前側に、車両前後方向の前方に向かうに従い車幅方向の内方に向かって延在しているトレーリングアーム４０の他端部が上下揺動自在に連結されており、このトレーリングアーム４０の一端部に設けたブッシュ４０ａが、前述したサイドメンバ２２の車両前後方向の前端部にブラケット３６を介して固定したピン３８に揺動自在に連結されている。
図３は、図２で示した左側のサイドメンバ２２の車両前後方向の前端部を詳細に示した図である。
【００２０】
サイドメンバ２２の車両前後方向の前端部に取り付けられているマウントインシュレータ３２は、サイドメンバ２２を構成するフレーム体に外筒３２ａが圧入され、この外筒３２ａ内に弾性体３２ｂが装着されている。
前述したピン３８は、円柱形状として同一軸線上に形成したピン本体３８ａ及び固定部３８ｂと、ピン本体３８ａ及び固定部３８ｂの境界部に形成した鍔部３８ｃとで構成されており、ピン本体３８ａに、トレーリングアーム４０のブッシュ４０ａの内筒（図示せず）が挿通する。
【００２１】
前述したブラケット３６は、第１の取付け板部６２と、この第１の取付け板部６２の縁部から直角に折曲されている取付け板連結部６４と、この連結板部６４の縁部から第１の取付け板部６２が延在している方向に折曲されている第２の取付け板部６６とで構成されている。なお、第２の取付け板部６６は、先端部に向かうに従い第１の取付け板部６２から徐々に離間するように、取付け板連結部６４に対して９０°より大きな角度で折曲されている。
【００２２】
そして、ブラケット３６の取付け板連結部６４をサイドメンバ２２より車両前後方向の前方に位置した状態で、第１の取付け板部６２が、車両前後方向の前方に対して車幅方向の外方側を向いているサイドメンバ２２の端面２２ａに面接触して溶接により固定されている。また、ブラケット３６の第２の取付け板部６６の端部は、サイドメンバ２２の車両前後方向の前方を向く側面２２ｂに溶接により固定されているが、マウントインシュレータ３２より車両前後方向の後方側の前側クロスメンバ２６の取付け面３０側を固定位置としている。
【００２３】
ここで、取付け板連結部６４側の第１取付け板部６２及び第２の取付け板部６６に、嵌入孔６８ａ，６８ｂが形成されている。
そして、ピン３８は、ピン本体３８ａを車幅方向の外方に位置し、固定部３８ｂを嵌入孔６８ａ，６８ｂに嵌入し、嵌入した部分の周囲を溶接で固定することにより、ブラケット３６に一体化されている。ここで、図３のＰ１で示す位置が、トレーリングアーム４０の一端部（車両前後方向の前方側）の取付け中心である。
【００２４】
ところで、本実施形態の車両用サブフレーム２０は、車種に応じたトレッド違いに対応するために、サイドメンバ２２の車両前後方向の前端部に配置したブラケット及びピンの２部品を変更部品としている。
すなわち、図４は、図３で示したブラケット３６及びピン３８を取り外したサイドメンバ２２に対し、トレッドを大きくするためのブラケット（以下、トレッド変更ブラケットと称する）７０及びピン（以下、トレッド変更ピン）７２を車両前後方向の前端部に配置する構造を示すものである。
【００２５】
トレッド変更ブラケット７０は、図３で示したブラケット３６と同一形状であり、第１の取付け板部６２、取付け板連結部６４及び第２の取付け板部６６とを備えており、取付け板連結部６４をサイドメンバ２２より車両前後方向の前方に位置し、第１の取付け板部６２をサイドメンバ２２の端面２２ａに面接触で固定し、第２の取付け板部６６の端部を側面２２ｂに固定している。
図３で示したブラケット３６に対してトレッド変更ブラケット７０が異なっている箇所は、サイドメンバ２２の側面２２ｂ側の第１取付け板部６２及び第２の取付け板部６６に、嵌入孔７４ａ，７４ｂが形成されていることである。
【００２６】
また、トレッド変更ピン７２は、ピン本体７２ａ、固定部７２ｂ及び鍔部７２ｃで構成されており、固定部７２ｂは、図３で示したピン３８の固定部３８ｂと比較して軸長が長い円柱部材である。
このトレッド変更ピン７２は、ピン本体７２ａを車幅方向の外方に位置し、固定部７２ｂを嵌入孔７４ａ，７４ｂに嵌入し、嵌入した部分の周囲を溶接で固定することにより、トレッド変更ブラケット７０に一体化されている。ここで、図４のＰ２で示す位置が、トレーリングアーム４０の一端部（車両前後方向の前方側）の取付け中心である。
【００２７】
これにより、トレッド変更ブラケット７０及びトレッド変更ピン７２によるトレーリングアーム４０の取付け中心Ｐ２が、ブラケット３６及びピン３８による取付け中心Ｐ１から車幅方向外方にαの距離だけ移動するので、トレッドが大きくなる。
したがって、本実施形態の車両用サブフレーム２０によると、トレッド違いに対応する際には、ブラケット３６，７０及びピン３８，７２の部品だけ、すなわち２部品だけが変更部品となり、一対のサイドメンバ２２、クロスメンバ２４、２６が共用可能となるので、車種に応じたトレッド違いに対応可能としながら部品の共用化を図ることができる。
【００２８】
なお、図３及び図４で示したブラケット３６，７０及びピン３８，７２は一例に過ぎず、他の形状のブラケット及びピンを使用することで、様々な値のトレッドに設定して多くの車種に対応することができる。
ここで、トレッドを大きくするために、トレーリングアーム４０の車両前後方向の前方側端部に連結するピンの取付け中心を車幅方向の外方に移動すると（トレッド変更ピン７２により取付け中心Ｐ２とした場合）、車幅方向の内方への大きな横力がトレーリングアーム４０を介してトレッド変更ピン７２に入力するので、サイドメンバ２２に対するトレッド変更ブラケット７０の結合強度の面が問題となる。
【００２９】
しかし、本実施形態では、トレッド変更ブラケット７０の第１の取付け板部６２が、サイドメンバ２２の端面２２ａに面接触して固定面積が増大しているので、サイドメンバ２２に対するトレッド変更ブラケット７０の結合強度を充分に向上させることができる。
また、サイドメンバ２２の車両前後方向の前端部に取り付けられているマウントインシュレータ３２は、サイドメンバ２２を構成するフレーム体に外筒３２ａが圧入されているが、外筒３２ａが圧入されたサイドメンバ２２の前端部は、曲げ剛性が向上する。このようにサイドメンバ２２の前端部の曲げ剛性が向上することで、ピン３８，７２からブラケット３６，７０を介して入力される外力を強固に支持することができる車両用サブフレームを提供することができる。
【００３０】
また、ブラケット３６，７０の第２の取付け板部６６の端部は、マウントインシュレータ３２より車両前後方向の後方側の前側クロスメンバ２６の取付け面３０側を固定位置としているので、ブラケット３６，７０の曲げ剛性が向上する。したがって、ピン３８，７２から入力される外力をさらに強固に支持することができる。
次に、図５は、本発明に係る第２実施形態の車両用サブフレームの要部を示すものであり、図３で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３１】
本実施形態では、ブラケット３６に一体化されているピン３８の固定部３８ｂと、サイドメンバ２２の車両前後方向の前方を向く側面２２ｂと、第１及び第２の取付け板部６２，６６との間で囲まれた空間にスペーサ８０が配置されている。
このスペーサ８０は、直方体形状の板材であり、長辺部８０ａ，８０ｂと、短辺部８０ｃ，８０ｄとが設けられている。また、長辺部８０ａ，８０ｂ及び短辺部８０ｃ，８０ｄのそれぞれには、耳部を折り返すことで補強部が形成されている。
【００３２】
そして、長辺部８０ａが、ピン３８の固定部３８に面接触させて溶接により固定され、他方の長辺部８０ｂが、サイドメンバ２２の側面２２ｂに面接触させて溶接により固定されている。また、短辺部８０ｃが、第１の取付け板部６２の内側の面に面接触させて溶接により固定され、短辺部８０ｄが、第２の取付け板部６６の内側の面に面接触させて溶接により固定されている。
上記構成のスペーサ８０を配置すると、ピン３８から入力した外力が、固定部３８ｂに接触しているスペーサ８０を介してサイドメンバ２２の側面２２ｂに伝達されるので、ブラケット３６の強度を確保することができるとともに、ピン３８から入力する外力を確実に支持することができる車両用サブフレームを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の車両用サブフレームの全体を示す平面図である。
【図２】第１実施形態のサブフレームに連結しているサスペンションを示す図である。
【図３】第１実施形態の車両用サブフレームを構成しているブラケット及びピンを示す要部拡大図である。
【図４】トレッドを大きくするために第１実施形態のブラケット及びピンの変更部品をサイドメンバに固定した状態を示す図である。
【図５】本発明に係る第２実施形態の車両用サブフレームの要部を示す図である。
【図６】従来の車両用サブフレームの要部を示す図である。
【符号の説明】
２０ 車両用サブフレーム
２２ サイドメンバ
２２ａ サイドメンバの端面
２２ｂ サイドメンバの側面
２４ 後側クロスメンバ
２６ 前側クロスメンバ
３０ 取付け面（サイドメンバ及びクロスメンバの連結位置）
３２，３４ マウントインシュレータ
３２ａ 外筒
３２ｂ 弾性体
３６，７０ ブラケット
３８，７２ ピン
３８ａ ピン本体
３８ｂ 固定部
４０ トレーリングアーム（サスペンションリンク部材）
６２ 第１の取付け板部（第１の板状部）
６４ 取付け板連結部（第３の板状部）
６６ 第２の取付け板部（第２の板状部）
６８ａ，６８ｂ 嵌入孔
７２ａ ピン本体
７２ｂ 固定部
７４ａ，７４ｂ 嵌入孔
８０ スペーサ
８０ｃ，８０ｄ 短辺部
８０ａ，８０ｂ 長辺部
Ｐ１，Ｐ２ 取付け中心

Claims (5)

1. 車両略前後方向に延在して略車幅方向の左右に配置した一対のサイドメンバと、略車幅方向に延在しながら前記一対のサイドメンバの間を連結するクロスメンバと、前記一対のサイドメンバの車両略前後方向の端部にそれぞれ固定したブラケットと、各ブラケットに固定されてサスペンションリンク部材を揺動自在に支持するピンとを備え、前記ピンの位置が前記サイドメンバの長手方向及びこの長手方向に対して略垂直な方向の双方に変位するように、前記ピンの固定位置を変えた複数種類のブラケットのうちの一種類を前記一対のサイドメンバの端部にそれぞれ固定したことを特徴とする車両用サブフレーム。
2. 前記ブラケットに固定されている前記ピンと、このピンに対面している前記サイドメンバの端部との間で画成された空間に前記ピンと前記端部との双方に当接するスペーサを配置し、このスペーサと前記ピンとの当接部及び前記スペーサと前記端部との当接部をそれぞれ固定し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。
3. 前記ブラケットは、前記サイドメンバの端面に固定した第１の板状部と、前記サイドメンバの側面に先端を固定した第２の板状部と、これら第１及び第２の板状部を連結する第３の板状部とを備え、前記ピンを、前記第１及び第２の板状部に固定したことを特徴とする請求項１又は２記載の車両用サブフレーム。
4. 前記サイドメンバの端部に、サブフレーム全体を車体側部材に弾性支持するマウントインシュレータを配置したことを特徴とする請求項３記載の車両用サブフレーム。
5. 前記第２の板状部の先端を、前記マウントインシュレータから離れた位置であり、前記サイドメンバ及びクロスメンバの連結位置の近くの前記サイドメンバの側面に固定したことを特徴とする請求項４記載の車両用サブフレーム。

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