JP4271189B2 - 車両のサブフレーム - Google Patents

Description

本発明は、車両の車体フレーム、特に、自動車の車体フレームにおいて、左右一対のメインサイドフレームに橋架結合される車両のサブフレームに関する。

一般に自動車の車体フレームは、前後方向に延びる左右一対のメインサイドフレームを備え、それらのメインサイドフレーム間にサブフレームが橋架結合されており、このサブフレームに、走行用エンジン、車輪の、懸架装置および操向装置などが支持されるようにされているため、このサブフレームは、その支持剛性を確保することが要求される。

ところで、従来のこのようなサブフレームは、プレス加工されたアッパーフレームと、ロアーフレームとにより閉断面構造に形成され、さらに、それに別部材である補強ブラケットと補強プレートを一体に結合して、サブフレーム全体の剛性を確保するように構成されている（たとえば、特許文献１参照）。
特開平６−１２２３７８号公報

ところが、前記従来のサブフレームは、閉断面構造のアッパーフレームおよびロアーフレームを、別途に追加の補強部材により補強するようにしているため、サブフレーム全体の構造が複雑化するばかりでなく、部品点数が増してコストアップの原因になり、さらに重量増を招くという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、プレス成形される、アッパーフレームとロアーフレームに、特殊な加工を施すことにより、追加の補強部材に依存することなく、サブフレームに必要な剛性を保有させるようにして、前記問題を解決できるようにした、新規なサブフレームを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、車両の左右一対のメインサイドフレーム間に橋架結合されるサブフレームであって、
それぞれプレス成形した、アッパフレームおよびロアーフレームを上下から重ね合わせ、それらの合わせ面を溶接して閉断面構造に構成されており、
車両の前後方向に対し、前記アッパーフレームとロアーフレームの前端部および後端部にはスポット溶接により接合され合わせ面を有し、前記合わせ面の少なくとも一部には、前記閉断面構造の一部となる略垂直な起立壁が一体に接続されており、その起立壁と合わせ面との接続部には、横断面Ｖ字状のビード形状をなし且つ合わせ面の外端縁に向かって先細り状に各々形成された複数の補強隆起部が、それら起立壁と合わせ面とに跨がって、且つ合わせ面の長手方向に間隔をあけて一体にプレス成形され、それらの補強隆起部間にスポット溶接部を有することを特徴としている。

上記目的を達成するために、請求項２記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、前記複数の補強隆起部とスポット溶接部とを備えた合わせ面上に、外部から入力される負荷に対する支え部を有することを特徴としている。

上記目的を達成するために、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のものにおいて、前記合わせ面と略垂直な起立壁とは湾曲コーナ部を介して接続されていることを特徴としている。

上記目的達成のために、請求項４記載の発明は、請求項１，２または３記載のものにおいて、前記合わせ面の外縁には、補強フランジが一体に屈曲成形されていることを特徴としている。

請求項各項記載に発明によれば、追加の補強材を必要とすることなく、プレス成形される、アッパフレームとロアーフレームよりなるサブフレームの剛性および耐久性を高め、かつサブフレーム自体の軽量化を達成できる。

また、特に請求項２記載の発明によれば、外部から入力される負荷のかかる支え部を集中的に補強することができる。

また、特に請求項４記載の発明によれば、補強フランジは、複数の補強隆起部と協働してサブフレームの剛性を一層高めることができる。

本発明の実施の形態を、添付図面に例示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。

図１〜図８は本発明を自動車の車体フレームに実施した一実施例を示すもので、図１は、本発明のサブフレームを備えた自動車の車体前部の概略平面図、図２は、図１の２矢視仮想線囲い部分を下から見た図、図３は、図２の３−３線に沿う拡大断面図、図４は、図２の４−４線に沿う拡大断面図、図５は、図２の５−５線に沿う拡大断面図、図６は、図２の６矢視拡大図である。

図１において、自動車の車体フレームの、左右方向に間隔をあけて前後方向に延在する左右一対のメインサイドフレーム１，１の下面には、本発明のサブフレームＦの左右両端部が一体に支持される。サブフレームＦの前部上面には、横置きしたエンジンＥの後部が後部エンジンマウントＭＲ（後述する）を介して支持されており、また、前記左右のメインサイドフレーム１，１に、前記エンジンＥの前部左右が、従来公知の左右前部エンジンマウントＭＦ，ＭＦを介して支持されている。

なお、サブフレームＦの左右両端部には、図示しない懸架装置を介して左右前輪Ｗｆ，Ｗｆがそれぞれ懸架される。

サブフレームＦは、プレス加工された鋼板よりなる、アッパフレーム２およびロアーフレーム３の重ね合わせ部をスポット溶接してなるものであり、アッパーフレーム２と、ロアーフレーム３は、平面視同形状に形成されており、アッパーフレーム２と、ロアーフレーム３とで閉断面構造に構成されている。

図１に示すように、サブフレームＦは、平面視で、一対のメインサイドフレーム１，１を跨架するように、前後方向よりも左右方向に長く形成され、その左右両端の取付部２１が一対の左右メインサイドフレーム１，１の下面に、それぞれボルト・ナットなどに固着手段２２により一体に吊下支持されている。車両の前後方向に対するサブフレームＦ、すなわちアッパーフレーム２とロアーフレーム３の前、後端部には、フランジ状の合わせ面２ｆ，３ｆが外向きに略水平にそれぞれ一体に延設されており、それらの合わせ面２ｆ，３ｆは、スポット溶接ＷＳされる。

図１〜３に示すように、サブフレームＦの左右中間部上には、前記後部エンジンマウントＭＲをもってエンジンＥの後部が支持される。すなわち、アッパーフレーム２の左右中間部の前側には、下方に凹む凹部４が形成されており、この凹部４に、マウント部材５が配置され、このマウント部材５の前部は、合わせ面２ｆ，３ｆに穿設した取付孔１０（図６参照）およびマウント部材５を貫通したボルト６と、それに螺合されるナット７をもってサブフレームＦの合わせ面２ｆ，３ｆに固定され、また、このマウント部材５の後部は、アッパーフレーム２の中間部に、その内面に溶接される一対のナット９と、それに螺合されるボルト８をもって固定されている。

前記マウント部材５には、エンジンＥの左右中間部から後方に一体に延びるフォ−ク状の取付部Ｅｍが該マウント部材５を挟むように嵌合される。取付部材Ｅｍとマウント部材５とは、それらを貫通する支持ボルト１１と、それに螺合されるナット１２により締め付け固定される。図３に示すように、支持ボルト１１とマウント部材５との間にはマウンティングラバー１３が圧入嵌合され、このマウントラバー１３は筒状のラバーブッシュ１４と、その内外周面にそれぞれ焼付固定されるインナーカラー１５およびアウターカラー１６とより構成されている。フォーク状取付部Ｅｍは、マウンティングラバー１３介してマウント部材５に支持され、これにより、エンジンＥの後部は、後部エンジンマウントＭＲをもってサブフレームＦに弾性支持される。

サブフレームＦのうち、特に、外部から入力される負荷のかかる支持部、この実施例では、後部エンジンマウントＭＲまわりの支持部は、その支持剛性を高めるべく、以下に述べるように、サブフレームＦ自体のプレス加工により補強される。

つぎに、その補強構造を、図２〜６を参照して説明するに、サブフレームＦの後部エンジンマウントＭＲ部分から一方（左方）のメインサイドフレーム１に向かうロアーフレーム３の前端部には、その底壁３ｂから略直角に起立した起立壁３ａが形成されており、この起立壁３ａは、サブフレームＦの閉断面構造の一部を構成していて、湾曲コーナ部３ｃを介して合わせ面３ｆに接続されている。この湾曲コーナー部３ｃには、それらの長手方向に間隔をあけて複数の補強隆起部３ｅ…が、起立壁３ａと合わせ面３ｆとに跨がって且つ下向きに一体にプレス成形されており、これらの補強隆起部３ａ…は、下側に向かって漸次先細りの三角ビード形状（即ち横断面Ｖ字状）をなし且つ合わせ面２ｆ，３ｆの外端縁に向かって先細り状に各々形成されている。そして、複数の補強隆起部３ａ…間には、前記合わせ面２ｆ，３ｆのスポット溶接ＷＳ部がそれぞれ位置している。

なお、後部エンジンマウントＭＲの取付部に位置する２つの補強隆起部３ａ，３ａ間には、後部エンジンマウントＭＲの取付孔１０（図６参照）が穿設される。

また、アッパーフレーム２の前縁には、前記複数の補強隆起部３ｅ…側に向けて下向きに屈曲する補強フランジ２ｅがプレス成形されており、この補強フランジ２ｅは、前記複数の補強隆起部３ｅ…と協働してサブフレームＦの後部エンジンマウントＭＲ近くの剛性を一層高めるようにされている。

しかして、サブフレームＦは、特にその剛性を必要とする部位に特定して、そのサブフレームＦ自体に複数の補強隆起部３ｅ…をプレス成形し、かつ、それら補強隆起部３ｅ…間にスポット溶接ＷＳ部を設けることにより、従来のような補強ブラケット、補強プレートなどの追加の補強材に依存することなく、サブフレームＦの必要な剛性、耐久性を確保することができ、しかもサブフレームＦ自体の軽量化を図ることができる。

さらに、前記補強フランジ２ｅは、複数の補強隆起部３ｅ…およびそれら間のスポット溶接ＷＳ部と協働して、サブフレームＦの一層の剛性、耐久性の向上を図ることができる。

なお、この実施例では、サブフレームＦの後部エンジンマウントＭＲ部分から他方（右方）のメインサイドフレーム１に向かうロアーフレーム３の前端部は、他の補強手段により補強されるが、本発明に従う補強手段により補強してもよい。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明はその実施例に限定されることなく、本発明の範囲内で種々の実施例が可能である。

たとえば、前記実施例では、サブフレームＦにおいて、エンジンＥの後部マウントＭＲから入力される負荷に対応する部位を特定して補強した場合について説明したが、他の外力が入力される他の部位を補強するようにしてもよい。

本発明にかかるサブフレームを備えた自動車の車体前部の概略平面図 図１の２矢視仮想線囲い部分を下から見た図 図２の３−３線に沿う拡大断面図 図２の４−４線に沿う拡大断面図 図２の５−５線に沿う拡大断面図 図２の６矢視拡大図

１ メインサイドフレーム
2 アッパフレーム
２ｅ 補強フランジ
２ｆ 合わせ面
３ ロアーフレーム
３ｃ 湾曲コーナ部
３ａ 起立壁
３ｅ 補強隆起部
３ｆ 合わせ面
Ｆ サブフレーム
ＷＳ スポット溶接

Claims (4)

1. 車両の左右一対のメインサイドフレーム（１）間に橋架結合されるサブフレーム（Ｆ）であって、
   それぞれプレス成形した、アッパフレーム（２）およびロアーフレーム（３）を上下から重ね合わせ、それらを溶接して閉断面構造に構成されており、
   車両の前後方向に対し、前記アッパーフレーム（２）とロアーフレーム（３）の前端部および後端部は、スポット溶接（ＷＳ）により接合される合わせ面（２ｆ，３ｆ）を有し、前記合わせ面（２ｆ，３ｆ）の少なくとも一部には、前記閉断面構造の一部となる略垂直な起立壁（３ａ）が一体に接続されており、その起立壁（３ａ）と合わせ面（２ｆ，３ｆ）との接続部には、横断面Ｖ字状のビード形状をなし且つ合わせ面（２ｆ，３ｆ）の外端縁に向かって先細り状に各々形成された複数の補強隆起部（３ｅ）が、それら起立壁（３ａ）と合わせ面（２ｆ，３ｆ）とに跨がって、且つ合わせ面（２ｆ，３ｆ）の長手方向に間隔をあけて一体にプレス成形され、それらの補強隆起部（３ｅ）間にスポット溶接（ＷＳ）部を有することを特徴とする、車両のサブフレーム。
2. 前記複数の補強隆起部（３ｅ）とスポット溶接（ＷＳ）部とを備えた合わせ面（２ｆ，３ｆ）上に、外部から入力される負荷に対する支え部を有することを特徴とする、前記請求項１記載の車両のサブフレーム。
3. 前記合わせ面（２ｆ，３ｆ）と略垂直な起立壁（３ａ）とは湾曲コーナ部（３ｃ）を介して接続されていることを特徴とする、前記請求項１または２記載の車両のサブフレーム。
4. 前記合わせ面（２ｆ，３ｆ）の外縁には、補強フランジ（２ｅ）が一体に屈曲成形されていることを特徴とする、前記請求項１，２または３記載の車両のサブフレーム。

Images