JP4905837B2

JP4905837B2 - 車両の下部構造

Info

Publication number: JP4905837B2
Application number: JP2007259388A
Authority: JP
Inventors: 晃利三嶽
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2007-10-03
Filing date: 2007-10-03
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2027-10-03
Also published as: CN101402313A; DE102008049288B4; CN101402313B; JP2009083799A; US20090095559A1; DE102008049288A1; US7779957B2

Description

この発明は車両の下部構造に係り、特にマウント装置を車体に振動を伝達し難い構造とし、且つ車両衝突時の衝撃吸収性に優れた構造とする車両の下部構造に関するものである。

車両の下部構造においては、車両のエンジンルームの下部、かつエンジン後方に、車両幅方向に延びるサブフレームを配設し、このサブフレームの上方にステアリングギヤボックスやエンジンのマウント装置、排気管を配設している。

特開平５−４２８２９号公報

ところで、従来の車両の下部構造においては、図８に示す如く、エンジンの後方に車両幅方向に延びるサブフレーム１１０を配設している。
そして、このサブフレーム１１０の上方に、図８に示す如く、車両幅方向に延びるステアリングギヤボックス１２１と車両前後方向に延びる排気管１３０とを互いに交差する状態で配設している。
また、前記ステアリングギヤボックス１２１の上方には、図８に示す如く、エンジンを支持するエンジンマウント装置（「マウント装置」ともいう。）１２２を配設している。
つまり、このエンジンマウント装置１２２は、防振ゴムであるリヤマウント１２５とを備え、このリヤマウント１２５の内筒部を、図８に示す如く、マウントブラケット１２６によって変速機に連結する一方、リヤマウント１２５の外筒部を第１、第２取付部１４７、１４８によって前記サブフレーム１１０に連結している。

このとき、前記エンジンマウント装置１２２のリヤマウント１２５がサブフレーム１１０から鉛直方向で離れた位置に配設されている。
この結果、前記エンジンマウント装置１２２をサブフレーム１１０に連結する第１、第２取付部１４７、１４８がエンジンの振動で振動し易くなるという不都合がある。

また、車両の衝突時に、エンジンを所定距離だけ車両後方に移動させれば、衝撃の吸収性を高めることができるが、従来のマウント装置においては、リヤマウント１２５の動きが第１、第２取付部材１４７、１４８によって抑制され、十分にエンジン後方に移動できる構造になっていなかったため、衝撃吸収性が低くなるという不都合がある。

この発明の目的は、サブフレーム上にマウント装置を配設した車両の下部構造について、マウント装置を車体に振動を伝達し難い構造とし、且つ車両衝突時には衝撃吸収性に優れた構造とすることにある。

そこで、この発明は、上述不都合を除去するために、エンジンルームにクランク軸を車両幅方向に向けたエンジンを搭載し、このエンジンの車両前後方向後側の空間に車両幅方向に延びるサブフレームを配設し、このサブフレームの上方に車両幅方向に延びるステアリングギヤボックスと車両前後方向に延びる排気管とを互いに交差する状態で配設するとともに前記ステアリングギヤボックスの上方に前記エンジンを支持するマウント装置を配設した車両の下部構造において、前記サブフレームの上面部に車両前後方向に延びる凹部を形成し、前記排気管を下部が前記凹部内に入り込む状態で前記ステアリングギヤボックスの鉛直方向下側に配設し、前記サブフレームの上面側で車両前後方向に離れた位置に夫々前記排気管の上方を跨ぐアーチ状の補強部材を配設し、これら補強部材に前記マウント装置を締結する一方、両補強部材のうち車両前側に配設された補強部材を車両後側に配設された補強部材と比べて車両前方からの衝撃力で破断し易い材料で形成し、且つ前記補強部材の両端の前記サブフレームへの接合部の強度を異ならせたことを特徴とする。

以上詳細に説明した如くこの本発明によれば、エンジンルームにクランク軸を車両幅方向に向けたエンジンを搭載し、エンジンの車両前後方向後側の空間に車両幅方向に延びるサブフレームを配設し、サブフレームの上方に車両幅方向に延びるステアリングギヤボックスと車両前後方向に延びる排気管とを互いに交差する状態で配設するとともにステアリングギヤボックスの上方にエンジンを支持するマウント装置を配設した車両の下部構造において、サブフレームの上面部に車両前後方向に延びる凹部を形成し、排気管を下部が凹部内に入り込む状態でステアリングギヤボックスの鉛直方向下側に配設し、サブフレームの上面側で車両前後方向に離れた位置に夫々排気管の上方を跨ぐアーチ状の補強部材を配設し、これら補強部材にマウント装置を締結する一方、両補強部材のうち車両前側に配設された補強部材を車両後側に配設された補強部材と比べて車両前方からの衝撃力で破断し易い材料で形成し、且つ補強部材の両端の前記サブフレームへの接合部の強度を異ならせた。
従って、サブフレームの上面部に車両前後方向に延びる凹部を形成し、排気管を下部が凹部内に入り込む状態でステアリングギヤボックスの鉛直方向下側に配設したことで、凹部を設けない場合と比べてステアリングギヤボックスとその上方のマウント装置を、鉛直方向でサブフレームの近くに配設でき、マウント装置をサブフレームに支持する支持部を振動し難い構造にできる。
そして、サブフレームの上面側で車両前後方向に離れた位置に夫々排気管の上方を跨ぐアーチ状の補強部材を配設し、これら補強部材にマウント装置を締結したため、鉛直方向及び車両幅方向の荷重に対して変形し難いアーチ状の補強部材でマウント装置をサブフレームに支持し、エンジンの振動を車体に伝達し難い構造にできる。
更に、両補強部材のうち車両前側に配設された補強部材を車両後側に配設された補強部材と比べて車両前方からの衝撃力で破断し易い材料で形成し、且つ前記補強部材の両端の前記サブフレームへの接合部の強度を異ならせたため、車両衝突時には、車両前側の補強部材の接合部の強度の小なる側を先に破断させ、次いでもう一方の接合部を破断させることができる。これによってエンジンを車両後方に移動できる構造とし、車両前部の衝撃吸収空間を拡大し、車両が受ける衝撃力を吸収できる。

以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細に説明する。

図１〜図７はこの発明の実施例を示すものである。
図２及び図３において、１は車両、２は車両１の前輪、３は車両１の後輪、４はダッシュパネル、５は車両１の前部、つまり前輪２、２間かつダッシュパネル４によって区画形成されるエンジンルーム、６はエンジンルーム５内に搭載されるディーゼルエンジン（以下、単に「エンジン」という。）である。
前記車両１のエンジンルーム５内には、図２及び図３に示す如く、クランク軸７を車両幅方向に向けた横置き状態の前記エンジン６と変速機８とを搭載する。
そして、このエンジン６の車両前後方向後側の空間９に、図２及び図３に示す如く、車両幅方向に延びるサブフレーム１０を配設する。
そして、エンジン６と変速機８の左右両側部を左マウント２３と、右マウント２４とによって車両１に支持し、エンジン６の後部をエンジンマウント装置２２によってサブフレーム１０に支持する。

このとき、サブフレーム１０は、図４及び図６、図７に示す如く、本体部１１と、この本体部１１の車両幅方向左側部を車両前後方向前側に突出させて形成した左側の第１フロントサスペンション取付部１２と、前記本体部１１の車両幅方向右側部を車両前後方向前側に突出させて形成した右側の第２フロントサスペンション取付部１３と、前記本体部１１の車両幅方向左側部を車両前後方向後側に突出させて形成した左側の第１車体取付部１４と、前記本体部１１の車両幅方向右側部を車両前後方向後側に突出させて形成した右側の第２車体取付部１５と、前記本体部１１の車両幅方向左側部の中央部位から上方に立ち上がり、その後に車両幅方向左側部に向かって斜め上方に指向する左側の第１車体取付部材１６と、前記本体部１１の車両幅方向右側部の中央部位から上方に立ち上がり、その後に車両幅方向右側部に向かって斜め上方に指向する右側の第２車体取付部材１７と、前記本体部１１の中央部位から後述する排気管３０を挟むように車両前後方向後側に突出させて形成した２本のハンガ１８、１９と、後述するステアリングギヤボックス２１を取り付けるための取付部２０とからなる。
従って、前記サブフレーム１０に、第１、第２フロントサスペンション取付部１２、１３によってフロントサスペンションを揺動可能に取り付けることができる。
また、前記サブフレーム１０を、第１、第２車体取付部１４、１５及び第１、第２車体取付部材１６、１７によって前記車両１の車体側に堅固に取り付けることができる。

また、前記サブフレーム１０の上面部１０ａにおいて、図３〜図５に示す如く、サブフレーム１０の上方に車両幅方向に延びるステアリングギヤボックス２１と車両前後方向に延びる排気管３０とを互いに交差する状態で配設するとともに、前記ステアリングギヤボックス２１の上方に前記エンジン６を支持するエンジンマウント装置（「マウント装置」ともいう。）２２を配設する。
このとき、前記エンジンマウント装置２２は、図１及び図６に示す如く、防振ゴムを備えるとともにサブフレーム１０に固定されるリヤマウント２５と、このリヤマウント２５を変速機８に連結するマウントブラケット２６とを備え、リヤマウント２５は、図１に示す如く車両前後に突出するマウント取付部２７を介して後述する補強部材３５に取り付けられている。
そして、前記ステアリングギヤボックス２１は、図１に示す如く、複数のステアリングギヤボックス取付部２８を介してサブフレーム１０に取り付けられている。

この際、前記サブフレーム１０の上面部１０ａに車両前後方向に延びる凹部２９を形成し、排気管３０を下部が前記凹部２９内に入り込む状態で前記ステアリングギヤボックス２１の鉛直方向下側に配設する。
従って、凹部２９を設けない場合と比べてステアリングギヤボックス２１とその上方のエンジンマウント装置２２を、鉛直方向でサブフレーム１０の近くに配設でき、エンジンマウント装置２２をサブフレーム１０に支持する支持部がエンジンの振動で振動し難い構造とすることができる。
なお、前記凹部２９は、前記サブフレーム１０の上面部１０ａの略中央部位を、図１及び図６、図７に示す如く、サブフレーム１０の下面部１０ｂから下方に突出しない範囲で窪ませて形成する。
そして、図３〜図５に示す如く、前記エンジン６の排気管３０を前記サブフレーム１０の上方を通過して車両後方に延出する一方、この排気管３０の前記サブフレーム１０より車両前後方向後側の部位にパティキュレートフィルタ３１を配設する。
このとき、この排気管３０は、図２〜図５に示す如く、上流側端部が前記エンジン６の車両前後方向前側の排気側に接続されており、途中部位に酸化触媒３２が配設されるとともに、前記凹部２９の車両前後方向前側においてフレキシブルチューブ３３が接続されている。
前記凹部２９を通過した後の排気管３０は、前記パティキュレートフィルタ３１に接続され、図２に示す如く、パティキュレートフィルタ３１の下流側が前記車両１の後輪３、３間、かつ車両幅方向右側部の後輪３近傍に配設されるマフラ３４に接続される。
上記構造によって前記パティキュレートフィルタ３１に到る前記排気管３０の管長が短くなり、前記パティキュレートフィルタ３１に流入する排気ガス温度の低下を防止し、前記パティキュレートフィルタ３１をパティキュレートの燃焼除去可能な温度に維持し、パティキュレートフィルタ３１の浄化性能を向上させることが可能である。

一方、前記サブフレーム１０の上面側１０ａで車両前後方向に離れた位置に夫々前記凹部２９及び前記排気管３０の上方を跨ぐアーチ状の補強部材３５を配設する。
そして、前記エンジンマウント装置２２を補強部材３５を介して前記サブフレーム１０の上面部１０ａに連結する構成とする。

詳述すれば、前記補強部材３５は、車両前側に配設された補強部材である第１補強部材３６と、この第１補強部材３６よりも車両後側に配設された補強部材である第２補強部材３７とで構成される。
そして、前記補強部材３５の第１補強部材３６は、図１及び図６に示す如く、前記サブフレーム１０の車両前後方向前部に配設され、車両幅方向の両端の第１接合部３６ａ、第２接合部３６ｂを介してサブフレーム１０に接合される。
また、前記補強部材３５の第２補強部材３７は、図１及び図６に示す如く、前記第１補強部材３６よりも大形に形成され、第１補強部材３６の車両後方側に所定の空間を隔てて配設され、車両幅方向の両端の第１接合部３７ａ、第２接合部３７ｂを介してサブフレーム１０に接合される。
このとき、前記第１補強部材３６には、下方に位置する前記凹部２９に対峙し、この凹部２９と共に円形状の貫通形状を現出させ、しかも前記排気管３０の上方を跨ぐアーチ状とするために、第１上側凹部３８が設けられる。
そして、前記第１補強部材３６の第２接合部３６ｂは、車両幅方向の寸法及び厚さ方向の寸法が第１接合部３６ａより大きく形成され、その上面部に前記エンジンマウント装置２２用の取付部３９が一体的に設けられる。
これによって、第２接合部３６ｂは第１接合部３６ａより断面積が大きく、強度の高い構造となる。
一方、前記第２補強部材３７には、下方に位置する前記凹部２９に対峙し、この凹部２９と共に円形状の貫通形状を現出させ、しかも前記排気管３０の上方を跨ぐアーチ状とするために、第２上側凹部４０が設けられる。
そして、前記第２補強部材３７は、第２接合部３７ｂが第１接合部３７ａより車両幅方向の寸法が大きく形成され、図１及び図６に示す如く、車両幅方向の右側に前記ステアリングギヤボックス２１用の第１取付孔部４１が設けられるとともに、車両幅方向の左側に前記エンジンマウント装置２２用の第２取付部４２が設けられる。
従って、前記補強部材３５を構成する前記第１補強部材３６と前記第２補強部材３７とを前記排気管３０の上方を跨ぐアーチ状に形成して凹部２９の長手方向両端部に配置することで、凹部２９に沿って発生するサブフレーム１０の変形を大幅に抑制することができる。

更に、前記ステアリングギヤボックス２１を、図１、図４及び図５に示す如く、前記第１補強部材３６と前記第２補強部材３７との間に配置し、ステアリングギヤボックス取付部２８を介してサブフレーム１０に連結する。
このとき、車両幅方向右側のステアリングギヤボックス取付部２８は、車両前後方向前部の前側第１ステアリングギヤボックス取付部４３と、車両前後方向後部の後側第２ステアリングギヤボックス取付部４４とからなる。
そして、前記ステアリングギヤボックス２１は、図４に示す如く、前記サブフレーム１０の上面部１０ａに形成した前記取付部２０を利用して取り付けられる前記前側第１ステアリングギヤボックス取付部４３と、前記補強部材３５の前記第２補強部材３７に形成した前記第１取付部４１を利用して車両幅方向の右側に取り付けられる前記後側第２ステアリングギヤボックス取付部４４とによって、前記サブフレーム１０の上面部１０ａに取り付けられる。
従って、前記ステアリングギヤボックス２１を介して補強部材３５としての第２補強部材３７をサブフレーム１０の上面部１０ａに連結し、サブフレーム１０の変形を抑制することができる。

更にまた、前記第１補強部材３６及び前記第２補強部材３７に前記エンジンマウント装置２２を締結する。
つまり、このエンジンマウント装置２２は前記マウント取付部２７を有しており、このマウント取付部２７は、図１に示す如く、車両前後方向前部の前側第１マウント取付部４５と、車両前後方向後部の後側第２マウント取付部４６とからなる。
そして、図１及び図６に示す如く、前記第１補強部材３６の第２接合部３６ｂ側に形成した取付部３９を利用して取り付けられる前記前側第１マウント取付部４５と、前記第２補強部材３７の第２接合部３７ｂ側に形成した前記第２取付孔４２を利用して取り付けられる前記後側第２マウント取付部４６とによって、前記エンジンマウント装置２２を前記第１補強部材３６及び前記第２補強部材３７に連結する。
従って、鉛直方向及び車両幅方向の荷重に対して変形し難いアーチ状の第１補強部材３６、第２補強部材３７を介してエンジンマウント装置２２をサブフレーム１０に連結し、エンジンの振動を車体に伝達し難い構造とすることができる。

さらに、両補強部材３６、３７のうち車両前側に配設された第１補強部材３６を車両後側に配設された第２補強部材３７と比べて車両前方からの衝撃力で破断し易い材料で形成し、且つ前記第１補強部材３６の両端の前記サブフレーム１０への第１接合部３６ａ、第２接合部３６ｂの強度を異ならせた構成とする。
従って、車両衝突時には、車両前側の第１補強部材３６の接合部の強度の小なる第１接合部３６ａを先に破断させ、次いでもう一方の第２接合部３６ｂを破断させて、エンジンマウント装置２２を車両後方に移動させることができる。
これによってエンジン６を車両後方に移動できる構造とし、車両前部の衝撃吸収空間を拡大し、車両が受ける衝撃力を吸収できる。

詳述すれば、前記補強部材３５のうち車両後側に配設される第２補強部材３７を鉄系の板材で前記サブフレーム１０と一体的に形成する一方、車両前側に配設される第１補強部材３６を、鉄系の板材からなる第２補強部材３７と比べて、車両前方からの衝撃力で破断し易い材料、例えばアルミ系の鋳造材料で形成するものである。
従って、上記構造によって、第１補強部材３６の軽量化を図りつつ車両衝突時の衝撃吸収性を向上させることができる。

ここで、前記第１補強部材３６の両端を前記サブフレーム１０に接合する第１接合部３６ａと第２接合部３６ｂの強度を異ならせる方法について説明する。
この第１接合部３６ａ、第２接合部３６ｂの強度は、第１、第２接合部３６ａ、３６ｂの断面形状や接合部３６ａ、３６ｂを固定する固定具の数によって変動する。
このため、本実施例においては、第２接合部３６ｂの車両幅方向の寸法と厚さ方向の寸法を第１接合部３６ａの車両幅方向の寸法と厚さ方向の寸法より大きくし、第２接合部３６ｂの強度を第１接合部３６ａの強度より大としている。

次に作用を説明する。

通常時には、サブフレームの上面部に車両前後方向に延びる凹部を形成し、排気管を下部が凹部内に入り込む状態でステアリングギヤボックスの鉛直方向下側に配設したことで、凹部を設けない場合と比べてステアリングギヤボックスとその上方のマウント装置を、鉛直方向でサブフレームの近くに配設でき、マウント装置をサブフレームに支持する支持部を振動し難い構造にできる。
また、サブフレーム１０の上面側１０ａで車両前後方向に離れた位置に夫々排気管３０の上方を跨ぐアーチ状の補強部材３５を配設し、これら補強部材３５にエンジンマウント装置２２を締結したため、鉛直方向及び車両幅方向の荷重に対して変形し難いアーチ状の補強部材３５で凹部２９の変形を抑制し、且つエンジンマウント装置２２のサブフレーム１０への支持剛性を向上させ、エンジンの振動を車体に伝達し難い構造とすることができる。
さらに、前記車両１の前側において、衝突が発生した際には、衝突時の衝撃力によって車両前側が変形し、この車両前側の変形によって前記エンジンルーム５が収縮され、車両前側の変形がエンジン６に至ることとなる。
そして、衝突時の衝撃力がエンジン６に至ると、エンジン６を車両後側に押圧することとなるため、このエンジン６を支持するリヤマウント２５を介して、前記サブフレーム１０に固定される前記第１、第２補強部材３６、３７に衝突時の衝撃力が作用する。
このとき、車両後側に配設される第２補強部材３７を鉄系の板材で前記サブフレーム１０と一体的に形成する一方、車両前側に配設される第１補強部材３６を、鉄系の板材からなる第２補強部材３７と比べて、車両前方からの衝撃力で破断し易い材料、例えばアルミ系の鋳造材料で形成し、且つ前記第１補強部材３６の両端を前記サブフレーム１０に接合する第１接合部３６ａと第２接合部３６ｂの強度を異ならせた構成としたため強度の小なる第１接合部３６ａが、衝突時の衝撃力によって先に破断され、次いで、もう一方の接合部の強度の大なる第２接合部３６ｂが破断される。
つまり、第１補強部材３６を衝撃力で破断し易い材料とし、且つ第１補強部材３６の両端の第１接合部３６ａと第２接合部３６ｂの強度を異ならせたことにより、第１補強部材３６を車両が受ける衝撃力によって効率的に破断させることができる。
また、前記第１補強部材３６の両端の第１接合部３６ａ、第２接合部３６ｂが破断されることにより、エンジン６が車両後方に移動されるため、車両前部の衝撃吸収空間を拡大することができる。

この発明の実施例におけるマウント取付状態を示すサブフレームの左前方斜視図である。車両の概略平面図である。車両の前部の概略右側面図である。サブフレーム周辺の概略平面図である。サブフレーム周辺の概略右側面図である。マウント取付状態を示すサブフレームの右前方斜視図である。サブフレームの正面図である。この発明の従来技術を示すサブフレームの右前方斜視図である。

符号の説明

１車両
４ダッシュパネル
５エンジンルーム
６エンジン
８変速機
９空間
１０サブフレーム
２１ステアリングギヤボックス
２２エンジンマウント装置（「マウント装置」ともいう。）
２３左マウント
２４右マウント
２５リヤマウント
２９凹部
３０排気管
３５補強部材
３６第１補強部材
３６ａ第１接合部
３６ｂ第２接合部
３７第２補強部材

Claims

エンジンルームにクランク軸を車両幅方向に向けたエンジンを搭載し、このエンジンの車両前後方向後側の空間に車両幅方向に延びるサブフレームを配設し、このサブフレームの上方に車両幅方向に延びるステアリングギヤボックスと車両前後方向に延びる排気管とを互いに交差する状態で配設するとともに前記ステアリングギヤボックスの上方に前記エンジンを支持するマウント装置を配設した車両の下部構造において、前記サブフレームの上面部に車両前後方向に延びる凹部を形成し、前記排気管を下部が前記凹部内に入り込む状態で前記ステアリングギヤボックスの鉛直方向下側に配設し、前記サブフレームの上面側で車両前後方向に離れた位置に夫々前記排気管の上方を跨ぐアーチ状の補強部材を配設し、これら補強部材に前記マウント装置を締結する一方、両補強部材のうち車両前側に配設された補強部材を車両後側に配設された補強部材と比べて車両前方からの衝撃力で破断し易い材料で形成し、且つ前記補強部材の両端の前記サブフレームへの接合部の強度を異ならせたことを特徴とする車両の下部構造。
前記補強部材のうち車両後側に配設される補強部材を鉄系の板材で前記サブフレームと一体的に形成する一方、車両前側に配設される補強部材をアルミ系の鋳造材料で形成したことを特徴とする請求項１に記載の車両の下部構造。