JP4247904B2 - 車体フレーム構造 - Google Patents

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Description

本発明は、駆動系部品、操舵部品若しくは足まわり部品などを搭載して、車体側に取付けるフロントサブフレームを有する車体フレーム構造に関するものである。
車体フレーム構造として、動力源を含む駆動系部品、ステアリングギヤボックスなどの操舵部品、サスペンション、キャンバ角やキャスタ角の調整機構などの足まわり部品を支持するためのフロントサブフレームを備えたものが実用に供されている。
実用の車体フレーム構造は、フロントサブフレームを、略井桁形状若しくは略矩形に形成し、駆動系部品、操舵部品、足まわり部品などを搭載できるようにすれば実用上十分であった。
このような車体フレーム構造として、アルミニウム合金の押出し材で構成したフロントサブフレームを採用したものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2000−177621号公報(第5頁、図2)
図17は従来のアルミニウム押出し材で形成したサブフレームを有する車体フレーム構造の基本構成を説明する図であり、車体フレーム構造310は、動力源を含む駆動系部品やサスペンションなどの足まわり部品を支持するためのサブフレーム(フロントサブフレーム)311の構造である。
サブフレーム311は、前フレーム部312と、この前フレーム部312の左右端部に接続した左右の前コーナ部313,313と、左の前コーナ部313から後方に延ばした左のフレーム部314と、右の前コーナ部313から後方に延ばした右のフレーム部314と、これらの左右のフレーム部314,314の先端にそれぞれ接続した左右の後コーナ部315,315と、これらの左右の後コーナ部315,315同士に接続する後フレーム部316と、からなる。
また、サブフレーム311は、前フレーム部312及び後フレーム部316、左右のフレーム部314,314、左右の前コーナ部313,313及び左右の後コーナ部に、アルミニウム合金の押出し材を用い、略矩形に形成したものである。
しかし、車体フレーム構造310では、サブフレーム(フロントサブフレーム)311を、アルミニウム合金の押出し材で構成したので、フレーム全体の剛性が低く、例えば、大きな入力のあるサスペンション取付け部などの固定部分や、路面振動の入力がある車体への連結部分には、剛性を向上するために板圧(肉厚)を厚くする必要があり、車体重量の増加を招くという欠点があった。
また、車体フレーム構造310では、サブフレーム(フロントサブフレーム)311を、前フレーム部312及び後フレーム部316、左右のフレーム部314,314、左右の前コーナ部313,313及び左右の後コーナ315,315に、分割構成したので、これらの部材を組立てるときに組立誤差が発生し、寸法精度を必要とする部位には不向きであるという問題があった。
すなわち、フレームの剛性の向上を図りつつ、重量増加の抑制を図ることができるとともに、寸法精度を必要とする部位の精度を向上することができる車体フレーム構造が望まれる。
本発明は、フレームの剛性が低い点を解決し、フレームの剛性を向上を図りつつ、重量増加の抑制を図ることのできる車体フレーム構造を提供するとともに、組立誤差が発生する点を解決し、寸法精度を必要とする部位の精度を向上することのできる車体フレーム構造を提供することを課題とする。
請求項1に係る発明は、動力源を含む駆動系部品、ステアリングギヤボックスを含む操舵部品、フロントサスペンションやキャンバ角若しくはキャスタ角を調整する調整機構を含む足まわり部品を支持するとともに、車体側に支持させるフロントサブフレームを備えた車体フレーム構造において、フロントサブフレームを、アルミニウム合金のダイカスト製品及び押出し材を組合わせることで略井桁形状若しくは略矩形のフレームに構成するとともに、略井桁形状若しくは略矩形のコーナに配置する左右の前継手部及び左右の後継手部と、これらの継手部を繋ぐ、左右の縦メンバ及び前部・後部横メンバと、から構成し、後部横メンバーと左右の後継手部とが一体的にダイキャストにより構成されるとともに、一体的に形成された後部横メンバーと左右の後継手部とが車体側に支持され、左右の後継手部上に、調整機構の連結部位が形成され、調整機構の連結部位にフロントサスペンションが支持されるとともに、左右の後継手部に、フロントサブフレームを車体側へ位置決めする位置決め機構が一体的に形成されたことを特徴とする車両用フレーム。
例えば、板圧が厚くすることなく剛性を向上することができれば、重量増加の抑制を図ることができるので好ましいことである。
そこで、フロントサブフレームを、アルミニウム合金のダイカスト製品及び押出し材を組合わせることで略井桁形状若しくは略矩形のフレームに構成するとともに、略井桁形状若しくは略矩形のコーナに配置する左右の前継手部及び左右の後継手部と、これらの継手部を繋ぐ、左右の縦メンバ及び前部・後部横メンバと、から構成し、後部横メンバーと左右の後継手部とが一体的にダイキャストにより構成されるとともに、一体的に形成された後部横メンバーと左右の後継手部とが車体側に支持され、左右の後継手部上に、調整機構の連結部位が形成され、調整機構の連結部位にフロントサスペンションが支持されるとともに、左右の後継手部に、フロントサブフレームを車体側へ位置決めする位置決め機構が一体的に形成された。
すなわち、フロントサブフレームを、アルミニウム合金のダイカスト製品及び押出し材を組合わせることで略井桁形状若しくは略矩形のフレームに構成し、特に後部横メンバーと左右の後継手部とを一体的にダイキャストにより構成することで、例えば、押出し材の板圧が厚くしてフレームの剛性を向上させる場合に比べ、フロントサブフレームを軽量にする。
また、ダイカスト製品は後加工が少なくてすむ。従って後部横メンバーと左右の後継手部とが一体的にダイキャストにより構成されるとともに、左右の後継手部上に、調整機構の連結部位が形成されることで、調整機構の取付け精度の向上を図る。
さらに、調整機構の連結部位にフロントサスペンションを支持するとともに、調整機構の連結部位に、フロントサブフレームを車体側へ位置決めする位置決め機構を一体的に形成することで、フロントサスペンションの車体側への取付け精度を向上させる。
請求項1に係る発明では、フロントサブフレームを、アルミニウム合金のダイカスト製品及び押出し材を組合わせることで略井桁形状若しくは略矩形のフレームに構成し、特に後部横メンバーと左右の後継手部とが一体的にダイキャストにより構成されたので、例えば、押出し材の板圧が厚くしてフレームの剛性を向上させる場合に比べ、フロントサブフレームを軽量にすることができる。
この結果、フレームの剛性を向上しつつ、重量増加の抑制を図ることができるという利点がある。さらに、調整機構の連結部位の外力による変形を、少なくすることができるという利点がある。
また、左右の後継手部上に、調整機構の連結部位が形成され、調整機構の連結部位を、ダイカスト製品にて形成することで、調整機構の取付け精度の向上を図ることができるという利点がある。
さらに、調整機構の連結部位にフロントサスペンションを支持するとともに、調整機構の連結部位に、フロントサブフレームを車体側へ位置決めする位置決め機構を一体的に形成したので、フロントサスペンションの車体側への取付け精度を向上させることができるという利点がある。
本発明を実施するための最良の形態を添付図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は車体中心(車幅中心)を示す。
先ず、車両の概要について図1〜図3に基づき説明する。
図1は本発明に係る車両の前部の斜視図である。車両10の車体フレーム(車体)20は前部構造が、車体前部の両側で車体前後に延びた左右のフロントサイドフレーム21,21と、これらのフロントサイドフレーム21,21の車幅方向外側で且つ上方で車体前後に延びた左右のアッパフレーム22,22と、フロントサイドフレーム21,21とアッパフレーム22,22との間に掛け渡した左右のフロントダンパハウジング23,23と、左右のフロントサイドフレーム21,21の前部並びに左右のアッパフレーム22,22の前部に結合したフロントバルクヘッド24と、を主要構成としたモノコックボディである。
フロントバルクヘッド24は、左右のフロントサイドフレーム21,21の前部下方で車幅方向に延びたロアクロスメンバ25と、ロアクロスメンバ25の両端部から上方へ延びた左右のサイドステイ26,26と、これらのサイドステイ26,26の上端に結合するべく車幅方向に延びたアッパクロスメンバ27と、を主要構成とする。
アッパクロスメンバ27は、左右両端部から斜め後方へ左右の延長部28,28を延ばし、これら延長部28,28を介して、左右のアッパフレーム22,22の長手途中に結合したものである。
このような車体フレーム20は、左右のフロントサイドフレーム21,21の前部と、このフロントサイドフレーム21,21の後端から後方へ延びる左右のフロアフレーム31,31の前端部とに、前後左右4個の防振用弾性ブッシュ41・・・(・・・は複数を示す。以下同じ。)を介して、フロントサブフレーム42を吊り下げた構成である。
図2は本発明に係るフロントサイドフレーム周りの斜視図である。フロントサブフレーム42は、右半部に横置きエンジン(動力源)43をマウントするとともに、左半部にトランスミッション44をマウントしたものである。トランスミッション44は、出力側から後方にプロペラシャフト45を延ばして動力を伝達することになる。
図3は本発明に係る車両の後部の斜視図である。車体フレーム20の後部は、車体後部の両側で車体前後に延びた左右のリヤサイドフレーム51,51を主要構成とし、これらのリヤサイドフレーム51,51に前後左右4個の防振用弾性ブッシュ52・・・を介して、リヤサブフレーム53を吊り下げた構成である。
リヤサブフレーム53は、リヤデファレンシャルギヤボックス54を吊り下げ方式にて取付けたものである。リヤサブフレーム53のうち、前側の前部横メンバ202はリヤデファレンシャルギヤボックス54との干渉を避けるために、両端部が水平で中央部が上方へ凸となるように湾曲した形状、すなわちアーチ状を呈する。なお、201は縦メンバ、203は後部横メンバを示す。
プロペラシャフト45(図2参照)から伝達された動力を、リヤデファレンシャルギヤボックス54内のリヤデファレンシャルギヤを介して、左右のドライブシャフトで左右の後輪に配分して伝達することができる。以上の説明及び図2、図3から明らかなように、車両10は車体前部に搭載されたエンジン(動力源)43で前・後輪を駆動する4輪駆動車である。
次に、フロントサブフレーム42の全体構成について図4〜図7に基づき説明する。図4は本発明に係るフロントサブフレームの斜視図である。図5は本発明に係るフロントサブフレームを構成する各部材の材料説明図である。図6は本発明に係るフロントサブフレームの平面図である。図7は本発明に係るフロントサブフレームの分解斜視図である。
図4及び図5に示すように、フロントサブフレーム42は金属材料製品、例えばアルミニウム製品又はアルミニウム合金製品(以下、総称して「アルミニウム合金製品」と言う。)である。図5に示す各部材のうち、白地の材料は展伸材としての押出し材(押出し成形品)又は引抜き材(引抜き成形品)を示し、梨地模様の材料はダイカスト製品を示す。
ここで、展伸材とは、アルミニウム及びアルミニウム合金にて形成した板、条、塗装板、塗装条、棒、線、継目無管、溶接管、押出形材、鍛造品、はく、溶接棒、ワイヤ等をすべて含む。
図4、図6及び図7に示すように、フロントサブフレーム42は平面視略井桁状(♯状)又はロ字状を呈し、車体の前後方向に延びる左右の縦メンバ61,61と、これらの縦メンバ61,61の前端間に掛け渡すべく車体の左右方向に延びる前部横メンバ62と、左右の縦メンバ61,61の後端間に掛け渡すべく車体の左右方向に延びる後部横メンバ63と、左右の縦メンバ61,61の前端部に前部横メンバ62の端部を連結する左右の前継手部としての左右の第1連結部材64,64と、左右の縦メンバ61,61の後端部の下端面に各々被せる左右の当て板65,65(図7参照)と、左右の縦メンバ61,61の後端部に後部横メンバ63の端部を連結する左右の第2連結部材(接合部材)66,66(図7参照)と、からなる。
左右の縦メンバ61,61は、例えば筒状の押出し材(押出し成形品)からなる角パイプを、更にバルジ成型等によって、部分的に凹凸形状に形成した成形品のサイドメンバである。前部横メンバ62は、例えば筒状の押出し材(押出し成形品)からなる丸パイプのクロスメンバである。左右の第1連結部材64,64は、平面視略L字状を呈するダイカスト製品であって、コーナに上下貫通した貫通孔64aを有する車体取付部64bを一体に形成したものである。左右の第1連結部材64,64に縦メンバ61,61及び前部横メンバ62を差し込んで、一体的に接合することができる。
後部横メンバ63は、平面視略H字状のダイカスト製品からなるクロスメンバである。詳しく述べると、後部横メンバ63は側方から見たときに略U字状断面体であって、上方へ凸となる円弧状に湾曲し、左右の両端には車体の前後方向に延びる左右の後継手部としての左右の副縦メンバ71,71を一体に形成したことを特徴とする。
図7に示すように、左右の副縦メンバ(左右の後継手部)71,71は下向きコ字断面体であって、後部に上下貫通した貫通孔72,72を有する車体取付部73,73を一体に形成したものである。一方、左右の当て板65,65は上向きコ字断面体である。左右の副縦メンバ71,71の下面のうち少なくとも前半部分に当て板65,65を重ねて接合することで、副縦メンバ71,71を閉断面とすることができる。
さらには、(1)左右の副縦メンバ(左右の後継手部)71,71の前端部に左右の縦メンバ61,61の後端部を接合するとともに、(2)左右の縦メンバ61,61の後端部の下面と、当て板65,65の前端部の下面とに、第2連結部材(接合部材)66,66を重ねて接合することにより、(3)後部横メンバ63の両端に縦メンバ61,61を一体的に接合することができる。
以上の説明から明らかなように、副縦メンバ(左右の後継手部)71,71及び当て板65,65は、後部横メンバ63の両端に縦メンバ61,61を一体的に接合するための、連結部材の役割を果たすとともに、縦メンバ61,61の役割をも兼ねる。
このような後部横メンバ63は、前部の縁及び後部の縁における左右両端から上方へ突出した複数(例えば前後左右4個)の第1ボス部74・・・と、前部の縁及び後部の縁における中央部から上方へ突出した複数の第2ボス部75・・・とを、一体に備える。
左右の副縦メンバ(左右の後継手部)71,71は、前部上部に上方へ突出したキャンバ角を調整する調整機構の連結部位としての3個ずつのアーム取付部76・・・と、後部上部に上方へ膨出したスタビライザ用ブラケット取付部77,77と、車体フレーム20(図1参照)にフロントサブフレーム42を取付けるときに使用する位置決め機構としての位置決め孔78,78と、を一体に備える。なお、調整機構としてのキャンバ角調整機構は図13,図14で詳細に説明する。
ところで、左右の縦メンバ61,61は、車体幅方向の外側に開放したブラケット(凹部)81,81(図8参照)を有する。左の縦メンバ61は、上部に開口したトランスミッション支持用開口部82を塞ぐダイカスト製のカバー83を備える。
前部横メンバ62は、上部中央にパワープラント支持部84を取付けるとともに、下部中央にジャッキアップ部85を取付けたものである。
次に、左の縦メンバ61に設けたブラケット81について図4、図8及び図9に基づき説明する。なお、右の縦メンバ61に設けたブラケット81は左と同様の構成なので、説明を省略する。
図8(a),(b)は本発明に係る左の縦メンバの構成図であり、図8(a)は左の縦メンバ61の要部構成を示し、図8(b)は図8(a)のb−b線で破断した縦メンバ61の要部構成を示す。
図9(a),(b)は本発明に係る左の縦メンバの構成図であり、図9(a)は図8(a)のb−b線で破断した断面構成を示し、図9(b)は図9(a)の断面部分に弾性ブッシュ100を取付けたブッシュ取付構造を示す。
図8及び図9(a)に示すように、左の縦メンバ61は筒状部材にて構成したフレームであり、この筒状部材は上板91と外方側板92と下板93と内方側板94とにより略四角形の閉断面に形成された部材である。外方側板92は、図4に示すフロントサブフレーム42の左側面に相当する。
このような左の縦メンバ61は長手途中で、図9(a)に示すように軸直角方向の断面形状を断面の内側に向けて凹むように構成することで、その凹部81をブラケットとするとともに、凹部81の底97に貫通孔97aを開けたものである。
凹部81の具体的な構成は、上板91の縁及び下板93の縁から外方側板92を閉断面内に折返し、その上下の折返し部95,95を介して内方へ上板・下板91,93に沿って延ばして上下のブラケット板部96,96とし、その延出した先端間を底97とし、この底97に貫通孔97aを開けた、断面形状である。
上のブラケット板部96は上板91の内面に接する平板であり、下のブラケット板部96は下板93の内面に接する平板である。このようにして、凹部81の内側面に上下のブラケット板部96,96を形成することができる。
図9に示すように底97は、内方側板94から一定の隙間を有した位置で内方側板94に略平行な平板である。貫通孔97aは、底97の上下の縁の近傍まで開いた大きい孔である。底97は外力の影響が小さいので、貫通孔97aを開けることで縦メンバ61の軽量化を図ることができる。
図9(a)に示すように、折返し部95,95は、上板・下板91,93の縁からブラケット板部96,96にかけて、上下に若干膨出しつつ環状となる断面形状を呈するように折返した部分である。このため、折返し部95,95の中には一定の空間部S1,S1を有する。従って折返し部95,95は、筒状部材である縦メンバ61に連続して形成した部分であると言える。折返し部95,95とブラケット板部96,96とは、一定の空間部S1,S1を介して互いに対向している。
以上の説明から明らかなように凹部81、すなわちブラケット81は、ブラケット板部96,96と、このブラケット板部96,96から折返される折返し部95,95とを有している。このようにブラケット81は、筒状のフレームからなる縦メンバ61の長手途中(図8(a)参照)に一体に設けたことを特徴とする。さらにブラケット81は、上下貫通したボルト用貫通孔98を有する。このボルト用貫通孔98は上板91、下板93及び上下のブラケット板部96,96を貫通したものである。
図9(b)は、縦メンバ61にブラケット81にて弾性ブッシュ100を取付けたブッシュ取付構造を示す。弾性ブッシュ100は、内筒101とこの内筒101を囲う外筒102とをラバー等の弾性体103にて連結した構成の防振部材であり、外筒102にアーム部材、例えばフロントサスペンションのロアアーム112を一体に備える。
ブラケット81は、内筒101の両端をブラケット板部96,96にて挟むように配置するとともに、内筒101並びにボルト用貫通孔98を通したボルト104にて取付けるようにしたことを特徴とする。上下のブラケット板部96,96は、内筒101の各端面に接する平面を有している。
上板91と上のブラケット板部96とを重ね合わせるとともに、下板93と下のブラケット板部96とを重ね合わせることで剛性を高め、上下それぞれ2枚の板によって弾性ブッシュ100を締結して支えることができる。
次に、フロントサブフレーム42及びフロントサスペンション110周りの構成について図10〜図12に基づき説明する。なお、左右のフロントサスペンション110,110は互いに同様の構成なので、左側だけを説明し、右側を省略する。
図10は本発明に係るフロントサブフレームにフロントサスペンション及びステアリングギヤボックスを取付けた斜視図である。
図11は本発明に係るフロントサブフレームにフロントサスペンションを取付けた要部平面図である。
図12は本発明に係るフロントサブフレーム、フロントサスペンション及びステアリングギヤボックスの分解図である。
図10に示すように、左のフロントサスペンション110は、フロントサイドフレーム21に上下スイング可能に取付けたアッパアーム111と、左の縦メンバ61並びに左の副縦メンバ(左の後継手部)71にスイング可能に取付けたロアアーム112と、ロアアーム112とフロントダンパハウジング23(図1参照)との間に取付けたフロントクッション113と、アッパアーム111並びにロアアーム112に連結したナックル114とを主要構成として、車体フレーム20に前輪を懸架する前輪懸架装置である。
図10〜図12に示すように、ロアアーム112は、ナックル114を連結するナックル連結部121から前側の前部アーム122と後側の後部アーム123とを延ばした、平面視略Y字状の部材である。前部アーム122の先端部は、弾性ブッシュ100を介して縦メンバ61のブラケット81にボルト104にて上下スイング可能に取付けることになる(図9(b)も参照)。一方、後部アーム123の先端部は、弾性ブッシュ(図示せず)を介して後部ブラケット124にボルト125にて上下スイング可能に取付けることになる。後部ブラケット124は、副縦メンバ(後継手部)71のアーム取付部76・・・にボルト126・・・にて取付けたものである。
副縦メンバ(後継手部)71は、スタビライザ用ブラケット取付部77にスタビライザ用ブラケット131をボルト132,132にて取付けたものである。スタビライザ用ブラケット131は、左右のロアアーム112(左のみを示す。)間を連結したロッド状のスタビライザ133を支持する部材である。
後部横メンバ63は、車体の左右方向に延びるステアリングギヤボックス141を固定する部材を兼ねる。ステアリングギヤボックス141は、図示せぬステアリングハンドルの操舵力を車体の左右方向の転舵力に変換してタイロッド142から取り出すためのギヤ機構(例えばパワーステアリング式ギヤ機構)を収納した部材である。タイロッド142はナックル114のアーム114aに連結することになる。
後部横メンバ63にステアリングギヤボックス141及びアルミニウムダイカスト製のカバー143をこの順に上から重ね、これらの部材を第1ボス部74・・・にボルト144・・・にて共締めし、さらに、第2ボス部75にカバー143をボルト145・・・にて止めることで、フロントサブフレーム42にステアリングギヤボックス141を取付けることができる。
車体フレーム20(図1参照)の下部にフロントサブフレーム42の四隅をマウントする防振用弾性ブッシュ41は、上下二分割の弾性ブッシュ部材151,152,及び取付ボルト153からなる。
左の縦メンバ61のトランスミッション支持用開口部82は、カバー83へ防振用弾性ブッシュ161をボルト162・・・にて取付けるものである。この弾性ブッシュ161は、フロントサブフレーム42にトランスミッション44(図2参照)をマウントする部材である。
図13は本発明に係る車体フレーム構造のキャンバ角調整機構の平面図であり、キャンバ角調整機構(調整機構)157は、左の縦メンバ61の副縦メンバ71(以下、「左の後継手部71」と記載する)に形成した図4に示すアーム取付部76・・・(以下、「連結部位76・・・」と記載する)と、この連結部位76・・・に取付ける後部ブラケット124と、このブラケットを調整可能に取付けるボルト126・・・と、後部ブラケット124にボルト125を介してスイング自在に支持するとともに、図4に示すブラケット(凹部)81に弾性ブッシュ100を介してスイング自在に取付けるロアアーム112と、弾性ブッシュ100を変形自在に支えるボルト104と、から構成する。
すなわち、キャンバ角調整機構157は、後部ブラケット124にボルト126・・・に嵌合させる長孔158・・・を備え、弾性ブッシュ100にボルト104に嵌合させる長孔163を備えることで、ロアアーム112の取付け位置を調整できるようにしたものである。
なお、サブフロントフレーム42の右側にキャンバ角調整機構157と車体中心に関して対称形状のキャンバ角調整機構を備えるものとする。
図14(a)〜(d)は本発明に係る車体フレーム構造のキャンバ角調整機構の作用説明図である。
(a)において、キャンバ角調整機構157の後部ブラケット124を車体内側に寄せて取付けた状態を示す。
(b)において、後部ブラケット124を車体内側に寄せて取付けることで、ロアアーム121を矢印a1の如く車体内側に引寄せることができる。この結果、キャンバ角θを小さくきく設定することができる。なお、164は車軸、165は前輪を示す。
(c)において、キャンバ角調整機構157の後部ブラケット124を車体外側に寄せて取付けた状態を示す。
(d)において、後部ブラケット124を車体外側に寄せて取付けることで、ロアアーム121を矢印a2の如く車体外側にせり出すことができる。この結果、キャンバ角θを大きく設定することができる。
図15(a)〜(d)は本発明に係る車体フレーム構造の位置決め機構の作用説明図であり、車体フレーム20にフロントサブフレーム42を組付けるときの組立方法の一例を示す。
(a)において、フロントサブフレーム組立方法は、フロントサブフレーム42を車体フレーム20側にリフトする(上げる)リフト装置168を用意し、車体フレーム20に基準孔166を設け、フロントサブフレーム42に位置決め孔(位置決め機構)78を設け、基準孔166に位置決め孔78を位置合わせする治具ピン167をリフト装置168に設けることで、車体フレーム20にフロントサブフレーム42を位置合わせしつつ組立てるものである。
(b)において、リフト装置168を矢印b1の如くリフトする(上げる)ことで、リフト装置168の治具ピン167にフロントサブフレーム42の位置決め孔78を位置決めする。
(c)において、リフト装置168及びフロントサブフレーム42を矢印b2の如くリフトする(上げる)ことで、リフト装置168の治具ピン167を車体フレーム20の基準孔166に位置決めする。このリフト状態で、車体フレーム20にフロントサブフレーム42を取付ける(固定する)。
(d)において、リフト装置168を矢印b3の如く下げることで、フロントサブフレーム42の組立てを完了する。
図16は本発明に係る車体フレーム構造のフロントサブフレームにサスペンション、ステアリングギヤボックス、スタビライザを搭載した状態の斜視図である。
本発明に係る車体フレーム構造は、動力源(エンジン)43(図2参照)を含む駆動系部品、ステアリングギヤボックス141を含む操舵部品、フロントサスペンション110やキャンバ角調整機構(調整機構)157を含む足まわり部品を支持するとともに、図1に示す車体フレーム(車体)20側に支持させるフロントサブフレーム42を備えた車体フレーム構造において、フロントサブフレーム42を、アルミニウム合金のダイカスト製品及び押出し材を組合わせることで略井桁形状若しくは略矩形のフレームに構成するとともに、略井桁形状若しくは略矩形のコーナに配置する左右の第1連結部64,64(以下、「左右の前継手部64,64」と記載する)及び左右の副縦メンバ71,71(以下、「左右の後継手部71,71」と記載する)これらの継手部64,64,71,71を繋ぐ、左右の縦メンバ61,61及び前部・後部横メンバ62,63と、から構成し、キャンバ角調整機構(調整機構)157の連結部位76・・・を、ダイカスト製品にて形成したものと言える。
例えば、板圧が厚くすることなく剛性を向上することができれば、重量増加の抑制を図ることができるので好ましいことである。
そこで、フロントサブフレーム42を、アルミニウム合金のダイカスト製品及び押出し材を組合わせることで略井桁形状若しくは略矩形のフレームに構成するとともに、略井桁形状若しくは略矩形のコーナに配置する左右の前継手部64,64及び左右の後継手部71,71と、これらの継手部64,64,71,71を繋ぐ、左右の縦メンバ61,61及び前部・後部横メンバ62,63と、から構成し、キャンバ角調整機構157の連結部位76・・・を、ダイカスト製品にて形成した。
すなわち、フロントサブフレーム42を、アルミニウム合金のダイカスト製品及び押出し材を組合わせることで略井桁形状若しくは略矩形のフレームに構成し、キャンバ角調整機構(調整機構)157の連結部位76・・・を、ダイカスト製品にて形成することで、例えば、押出し材の板圧が厚くしてフレームの剛性を向上させる場合に比べ、フロントサブフレーム42を軽量にすることができる。この結果、フレームの剛性を向上しつつ、重量増加の抑制を図ることができる。さらに、キャンバ角調整機構157の連結部位76・・・の外力による変形を、少なくすることができる。
また、ダイカスト製品は後加工が少なくてすむ。従って、キャンバ角調整機構157の連結部位76・・・を、ダイカスト製品にて形成することで、キャンバ角調整機構157の取付け精度の向上を図ることができる。
本発明に係る車体フレーム構造は、キャンバ角調整機構(調整機構)157の連結部位76・・・にフロントサスペンション110を支持するとともに、キャンバ角調整機構157の連結部位76・・・に、フロントサブフレーム42を図1に示す車体フレーム(車体)20側へ位置決めする位置決め孔(位置決め機構)78,78を一体的に形成したものとも言える。
例えば、組立誤差を回避することができれば、寸法精度を必要とする部位の精度を向上することのできるので好ましいことである。
すなわち、キャンバ角調整機構(調整機構)157の連結部位76・・・にフロントサスペンション110を支持するとともに、キャンバ角調整機構157の連結部位76・・・に、フロントサブフレーム42を図1に示す車体フレーム(車体)20側へ位置決めする位置決め孔(位置決め機構)78,78を一体的に形成することで、フロントサスペンション110の車体フレーム20側への取付け精度を向上させることができる。
尚、本発明に係る車体フレーム構造は、図4に示すように、フロントサブフレーム42を備えた車体フレーム構造であったが、これに限るものではなく、後輪まわりを支持するリヤサブフレームであってもよい。
本発明に係る車体フレーム構造は、図7に示すように、後部横メンバ63に左右の後継手部71,71をアルミニウム合金のダイカスト製品にて一体的に形成したが、これに限るものではなく、左右の後継手部に縦メンバの一部を含んだものであってもよい。すなわち、左右の後継手部(副縦メンバ)71,71は、縦メンバ機能及び継手機能を含んだものであってもよい。
本発明に係る車体フレーム構造の調整機構は、図13に示すように、キャンバ角調整機構157であったが、これに限るものではなく、調整機構はキャスタ角を調整するためのキャスタ角調整機構であってもよい。
本発明に係る車体フレーム構造は、動力源を含む駆動系部品、ステアリングなどの操舵部品、サスペンションなどの足回り部品をフレームに取付ける四輪駆動車などの車両に採用するのに好適である。
本発明に係る車両の前部の斜視図である。 本発明に係るフロントサイドフレーム周りの斜視図である。 本発明に係る車両の後部の斜視図である。 本発明に係るフロントサブフレームの斜視図である。 本発明に係るフロントサブフレームを構成する各部材の材料説明図である。 本発明に係るフロントサブフレームの平面図である。 本発明に係るフロントサブフレームの分解斜視図である。 本発明に係る左の縦メンバの構成図である。 本発明に係る左の縦メンバの構成図である。 本発明に係るフロントサブフレームにフロントサスペンション及びステアリングギヤボックスを取付けた斜視図である。 本発明に係るフロントサブフレームにフロントサスペンションを取付けた要部平面図である。 本発明に係るフロントサブフレームにフロントサスペンション及びステアリングギヤボックスの分解図である。 本発明に係る車体フレーム構造のキャンバ角調整機構の平面図である。 本発明に係る車体フレーム構造のキャンバ角調整機構の作用説明図である。 本発明に係る車体フレーム構造の位置決め機構の作用説明図である。 本発明に係る車体フレーム構造のフロントサブフレームにサスペンション、ステアリングギヤボックス、スタビライザを搭載した状態の斜視図である。 従来のアルミニウム押出し材で形成したサブフレームを有する車体フレーム構造の基本構成を説明する図である。
符号の説明
10…車両、20…車体フレーム、42…フロントサブフレーム、43…動力源(エンジン)、61…左右の縦メンバ、62…前部横メンバ、63…後部横メンバ、64…左右の前継手部(第1連結部材)、71…左右の後継手部(副縦メンバ)、76…連結部位(アーム取付部)、78…位置決め孔(位置決め機構)、110…フロントサスペンション、141…ステアリングギヤボックス、157…調整機構(キャンバ角調整機構)。

Claims (1)

  1. 動力源を含む駆動系部品、ステアリングギヤボックスを含む操舵部品、フロントサスペンションやキャンバ角若しくはキャスタ角を調整する調整機構を含む足まわり部品を支持するとともに、車体側に支持させるフロントサブフレームを備えた車体フレーム構造において、
    前記フロントサブフレームは、アルミニウム合金のダイカスト製品及び押出し材を組合わせて形成することで略井桁形状若しくは略矩形のフレームであり、略井桁形状若しくは略矩形のコーナに配置する左右の前継手部及び左右の後継手部と、これらの継手部を繋ぐ、左右の縦メンバ及び前部・後部横メンバと、からなり、
    前記後部横メンバーと前記左右の後継手部とが一体的にダイキャストにより構成されるとともに、一体的に形成された前記後部横メンバーと前記左右の後継手部とが前記車体側に支持され、
    前記左右の後継手部上に、前記調整機構の連結部位が形成され、前記調整機構の連結部位にフロントサスペンションが支持されるとともに、前記左右の後継手部に、前記フロントサブフレームを車体側へ位置決めする位置決め機構が一体的に形成されたことを特徴とする車両用フレーム。
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