JP6265250B1 - フロントサブフレーム構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】エンジンルームから車室へのエンジン音の伝搬を抑制すること。【解決手段】エンジン1の後方において車幅方向に延びるとともに前輪Fのサスペンションに備えたロアアーム27を支持し、エンジン1から後方のトンネル部11に延びる排気管13の下方に、サスクロス上面24aに沿って吸音材40が設けられ、吸音材40に、吸音材本体部41と、サブフレーム20へ取り付ける取付脚部42とを備え、吸音材40に、該吸音材本体部41に対して取付脚部42を下方に突設されることでサスクロス上面24aと上方に離間して配置した。【選択図】図1
Description
この発明は、前輪のサスペンションを支持するフロントサスペンションクロスメンバを備えた車両のフロントサブフレーム構造に関する。
車両前部に構成されるエンジンルームに搭載されたエンジンから発せられる騒音が該エンジンルームから車室内に伝播すると車室内の乗員(特にドライバ)の快適性が損なわれるため、エンジンルームのエンジン音は乗員が把握できる最小限の音量以外は車室内に伝播しないように防音対策を施すことが好ましい。
そこで、エンジンルームと車室とを仕切るダッシュパネルやボンネットやエンジン側方に吸音材や遮音材等の防音材を配したり、アンダーカバーをそれ自体の吸音効果を高く形成するなどしてエンジンを覆うことが従来より行われている。
例えば、特許文献1の車両のエンジンカプセル化構造物は、エンジンをカプセル化する、すなわちエンジンの略全周をカバーで覆うことでエンジンの騒音が車室内に流入しないように対策したものである。
特許文献1の車両のエンジンカプセル化構造物は、エンジンルームの上側遮蔽のための上面カバー(111)と、左右両側面遮蔽のための左右両側面カバー(112)と、後面を遮蔽する後面カバー(113)とが一体に形成されたエンジンルームカプセル化部材(110)と、エンジンルームの下部に配置されるアンダーボディーカプセル化部材(120)と、を含んで構成され、さらにエンジンルームの前側には前面流入口を開閉するエアフラップが配置されたものである。
しかし、一般にエンジンルームの後方には、排気管やプロペラシャフトをエンジンから車体後方へ通すための空間がエンジンからトンネル部に延びた構成であるため、特許文献1を含めて従来のように、エンジンの周囲に防音機能を有する部材を配置する構成においてもフロアパネルから車室へのエンジン音の侵入経路が残存することになる。
特に特許文献1のようにエンジンの周囲を覆う構成の場合、エンジン音がフロアトンネルに延びる上記の空間を通じて集中的にフロアトンネル部に漏れ出すことでかえって車室内へエンジン音が騒音として伝搬するおそれもあった。
そして例えば、エンジンを車両の前部に搭載して前輪を駆動する所謂フロントエンジン−フロントドライブ方式(FF方式)を採用した車両のように、前輪サスペンション装置に備えたロアアームが取り付けられたサブフレームを備えた構成においては、特許文献1のアンダーボディーカプセル化部材(120)のように、アンダーカバーに吸音機能を持たせても、アンダーカバーよりも上方に位置する高剛性部材であるサブフレームで反射するエンジン音は、アンダーカバーで減衰され難い問題があり、改善の余地があった。
さらにサブフレームにはステアリングギヤケースやスタビライザなど多くの補機を備えているため、吸音材を配し難いうえ、単純にサブフレームに吸音材を配しても、吸音材に泥や融雪剤が残留し、且つ湿潤環境になり易く、防錆上のリスクがあった。
そこでこの発明はエンジンルームから車室へのエンジン音の伝搬を抑制することを目的とする。
この発明は、エンジンの後方において車幅方向に延びるとともに前輪のサスペンションを支持するフロントサブフレーム構造であって、上記エンジンから後方のトンネル部に延びる排気管の下方に、サブフレーム上面に沿って吸音材が設けられ、上記吸音材は、吸音材本体部と、上記サブフレームへ取り付けるサブフレーム取付部とを備え、上記吸音材は、上記吸音材本体部に対して上記サブフレーム取付部が下方に突設されることで該吸音材本体部が上記サブフレーム上面と離間して配置され、ステアリングギヤユニットが上記サブフレームの上面よりも上方に離間して車幅方向に延設されており、上記吸音材は、上記ステアリングギヤユニットに対して下方に離間して該ステアリングギヤユニットとの干渉を避けながら配され、上記吸音材は、平面視で上記ステアリングギヤユニットに対応する部位に形成された下方部位と比較して該下方部位の車両前後方向に隣接した周辺部位が肉厚化されたものである。
上記構成によれば、サブフレーム上面におけるエンジン音(パワートレイン音)のトンネル部への反響や共振を抑制し、防音性能を向上することと、吸音材と上面の間への泥や融雪剤が残留することによる錆発生の防止を両立することができる。
上記構成によれば、ステアリングギヤユニットよりも下方部位と比較して該下方部位の周辺部位を肉厚化することで、サブフレームの上方にステアリングギヤユニットとともに凹凸形状を増やすことができ、これによりエンジン音が後方へ伝播しないように優れた拡散性を得ることができる。
さらに上記構成によれば、高剛性(高い固有振動数)のステアリングギヤユニットと重なる部位を薄肉にして防音材のコンパクト化を図ることができる。
またこの発明の態様として、上記エンジンを含むパワートレインは、少なくとも上方と後方から断熱防音材にて覆われたものであり、且つ、上記パワートレインの後方において車幅方向に延びる上記サブフレームの上方に、上記排気管を後方へ通す空間が設けられたものである。
上記構成によれば、パワートレインの熱管理による暖気や空気抵抗を改善できると共に、吸音材と合わせて音源としてのパワートレインの密閉性を高めることができる。
上記断熱防音材は、例えば不織布状や多孔質状に形成するなどした吸音材と、樹脂やアルミ等で形成した遮音材のうち少なくとも一方を採用することができる。
この発明によれば、エンジンルームから車室へのエンジン音の伝搬を抑制することができる。
この発明の一実施形態を、以下図面を用いて説明する。
まず、図1〜図4により、第一実施形態について説明する。図1は本実施形態のフロントサブフレームが採用された車両前部の概略断面図であって、車両前部の車幅方向中央部の要部を一部断面で示した縦断面図、図2は遮音部材を備えた本実施形態のフロントサブフレームの平面図、図3は図2中のA−A線に対して上方前側から見たサスクロス周辺の斜視断面図、図4は図2中のA−A線の端面を示す断面図、図5は図2中のB−B線の端面を示す断面図、図6は図2中のC−C線の端面を示す断面図、図7は遮音部材を上方から見た斜視図、図8は遮音部材を下方から見た斜視図、図9(a)は遮音部材の正面図、図9(b)は遮音部材の左側面図、図10(a)は遮音部材の平面図、図10(b)は遮音部材の底面図である。なお図1ではエンジンを便宜上模式的に示している。また以下の説明においては、図中、矢印Fは車両前方を示し、矢印Rは車両右方を示し、矢印Lは車両左方を示し、矢印Uは車両上方を示すものとする。
まず、図1〜図4により、第一実施形態について説明する。図1は本実施形態のフロントサブフレームが採用された車両前部の概略断面図であって、車両前部の車幅方向中央部の要部を一部断面で示した縦断面図、図2は遮音部材を備えた本実施形態のフロントサブフレームの平面図、図3は図2中のA−A線に対して上方前側から見たサスクロス周辺の斜視断面図、図4は図2中のA−A線の端面を示す断面図、図5は図2中のB−B線の端面を示す断面図、図6は図2中のC−C線の端面を示す断面図、図7は遮音部材を上方から見た斜視図、図8は遮音部材を下方から見た斜視図、図9(a)は遮音部材の正面図、図9(b)は遮音部材の左側面図、図10(a)は遮音部材の平面図、図10(b)は遮音部材の底面図である。なお図1ではエンジンを便宜上模式的に示している。また以下の説明においては、図中、矢印Fは車両前方を示し、矢印Rは車両右方を示し、矢印Lは車両左方を示し、矢印Uは車両上方を示すものとする。
本実施形態の車両Vは、内燃機関たるエンジン1を車両Vの前部に搭載して前輪Fを駆動する所謂フロントエンジンフロントドライブ方式(FF方式)が採用されており、図1に示すように、本実施形態の車両Vの前部には、内部にエンジン1や不図示の変速機等から成るパワートレインPTを収容するエンジンルームEを設けている。このエンジンルームEは、車両V前方側がフロントグリル2、フロントバンパー3、及びシュラウドパネル4によって、車両V後方側が上下方向に延びるダッシュパネル5及びカウルパネル6によって夫々仕切られている。
またエンジンルームEは、車両上方が水平方向に延びるボンネット7、車両下方が同様に水平方向に延びるアンダーカバー8によって、夫々外部と仕切られている。さらに、エンジンルームEの側方は、図示省略するが前輪Fを覆うホイールハウスとホイールエプロン等によって仕切られている。
アンダーカバー8は、平板状に形成され、図1に示すように、前端部がフロントバンパー3の下端部にビスB1等で固定されるとともに、前後方向の中間部が後記のフロントクロスメンバ22に、後部がセンタクロスメンバ23に、後端がサスクロス24に夫々ビスB1等で固定されることでエンジンルームEの下方に配置されている。
アンダーカバー8をエンジンルームEの下方に装着することで車両走行時に車両V下方に流れ込む走行風がエンジンルームEに流れ込むのを防いで車両V下方の空力特性の向上を図ることができるのに加えて、エンジン音が車両V下方から漏れることを防ぐ遮音材として機能する。
ダッシュパネル5はエンジンルームEと車室Cを前後方向に仕切るように車幅方向に形成されている。すなわち車室Cに対してダッシュパネル5で隔てられた前側空間が上記のエンジンルームEに設定されている。
ダッシュパネル5の下部後端部には、フロアパネル9が接合固定されている。このフロアパネル9は後方に向けて略水平に延び、車室Cの底面を構成するパネルであって、このフロアパネル9の車幅方向中央部には、車室C側へ突出し、かつ前後方向に延びるフロアトンネル11(以下、「トンネル部11」と称する)がフロアパネル9に一体的に形成されている。
エンジン1の排気系は、図1に示すように、車両V後方側に排気マニホールド12やNOxを低減する触媒14を配置した、所謂後方排気レイアウトを採用している。
具体的には、上述のエンジンルームEに搭載したエンジン1のシリンダヘッドには、排気ポート(図示省略)を介して排気マニホールド12が連通接続され、該排気マニホールド12には、エンジン1の排ガスを車両V後部の排気サイレンサー(図示省略)へ導く排気管13が接続されている。この排気管13はトンネル部11内に配置され、車両V後方に向けて延びている。排気管13における排気マニホールド12との接続部分の下流側には、上記の触媒14が設けられている。
また、エンジンルームEの上方、且つボンネット7の下側には、エンジンカバーとしてのトップカバー15が配置されている。このトップカバー15は、エンジン1の略全体を上方から覆うようにシュラウドパネル4の上端部からカウルパネル6の前端部に亘って前後方向に延びる断熱防音材である。なお、このトップカバー15は車両VのエンジンルームE側にエンジンカバーとして備えた構成に限らず、ボンネット7の裏面に取り付けた構成としてもよい。
さらに、エンジンルームEの後方、且つダッシュパネル5の前側には、トップカバー15の後部からリアカバー16が下方へ延びるように配置されている。このリアカバー16は、トップカバー15とカウルパネル6との前後方向の隙間を塞ぐように後方に延びるとともに、その後端から垂下するように下方へ延びる断熱防音材である。上記のトップカバー15、リアカバー16は、共に断熱機能に加えて防音機能(遮音機能)を有するように例えばABS樹脂等の耐熱性を有する部材で形成されている。
リアカバー16の車幅方向の中央部は、その後方下端が排気管13に干渉する手前まで、すなわち排気管13に対して上方で離間する位置まで下方へ延びている。
上述したようにエンジンルームEは、その上方に配置したトップカバー15、下方に配置したアンダーカバー8、前方に配置したシュラウドパネル4、後方に配置したリアカバー16、側方に配置した不図示の左右ホイールハウスとホイールエプロン等によって、略全周が覆われており、これらカバー(パネル)は、エンジン1の騒音が外側、特に車室Cへの伝播を防ぐことに寄与している。
上述したようにエンジンルームEは、その上方に配置したトップカバー15、下方に配置したアンダーカバー8、前方に配置したシュラウドパネル4、後方に配置したリアカバー16、側方に配置した不図示の左右ホイールハウスとホイールエプロン等によって、略全周が覆われており、これらカバー(パネル)は、エンジン1の騒音が外側、特に車室Cへの伝播を防ぐことに寄与している。
但し図1に示すように、リアカバー16の車幅方向の中央部の下方、すなわちエンジンルームEの後方かつ車幅方向の中央部には、エンジンルームEとトンネル部11とが連通する空間17(開口)が設けられ、この空間17を通じて排気管13がエンジンルームEからトンネル部11へと延びている。すなわち、この空間17を通じてエンジンルームEからトンネル部11へエンジン音が伝搬するため、エンジンルームEの後方にはフロアパネル9からのエンジン音の車室C内への侵入経路が残存している。
図1に示すように、エンジンルームEにおけるアンダーカバー8の後方、且つ上側、すなわち上記空間17の下部には、前輪サスペンション装置のロアアームが取り付けられるフロントサブフレーム20(以下、「サブフレーム20」と称する)が配設されている。
図2に示すようにサブフレーム20は、左右一対の前後メンバ21,21と、前後メンバ21の後端を車幅方向に連結するサブフレーム20本体としてのサスペンションクロスメンバ24(以下、「サスクロス24」と称す)と、前後メンバ21の前部を車幅方向に連結するフロントクロスメンバ22とで平面視で略4辺形の枠状に形成された所謂ペリメータとして構成されている。サブフレーム20は不図示の連結部を介して上方に位置する不図示のフロントサイドフレームに取り付けられている。
前後メンバ21及びサスクロス24は、夫々上面を構成するアッパパネル20uと、下面を構成するロアパネル20dとの接合により、中空状に形成されている。このうち、前後メンバ21は、車両V前後方向に延びる閉断面形状の筒状体で構成されている。
図2中の符号25は、前後メンバ21の前端からプレート状のフランジを介して車両V前方に延びる延長フレーム(サブクラッシュカン)であり、符号26は、延長フレームの前端を車幅方向に連結するサブバンパビームであり、符号23はフロントクロスメンバ22の後方且つサスクロス24の前方で車幅方向に延びるセンタクロスメンバである。なお、図1中においてサブバンパビーム26は図示省略している。
図1〜図3に示すように、サブフレーム20の上方には、不図示のステアリングホイールの操作量を左右の前輪Fに伝達する補機としてのステアリングギヤユニット30を備え、該ステアリングギヤユニット30は、サブフレーム20におけるサスクロス24に対して上方に離間した位置に車幅方向に延びるステアリングラック31(図1、図3参照)と、このステアリングラック31に連係されるピニオン32(ギヤボックス)(図2、図3参照)とを有している。ステアリングラック31は、図2、図3に示すように、その車幅方向の左右各側が下方へ延出された取付け部材33を介してボルトB5等を用いてサスクロス上面24aに締結固定されている。なお、上記のピニオン32は不図示のステアリングシャフトを介して不図示のステアリングホイールに連係されている。
サブフレーム20の上方には、ねじり剛性の抵抗により片輪のみのバンプ、リバウンド時にロール角を抑制する補機として周知のスタビライザ35(トーションビームとも称する)を備えている。このスタビライザ35の車幅方向におけるサスクロス24に相当する中間部35aは、ステアリングラック31の後方で、該ステアリングラック31と略同じ高さ且つ、平行に車幅方向に水平に延びている。スタビライザ35の車幅方向中間部35aの左右両端部は、図2に示すように、サスクロス24の上面24aに取付ブラケット37を介してボルトB6等により締結固定さている。
図1〜図5に示すように、サブフレーム20には、車幅方向に延びるサスクロス24の上面24aに沿って吸音材40が設けられている。
吸音材40は、図7〜図9(a)、(b)、図10(a)、(b)に示すように、吸音材本体部41と、サスクロス24の上面24aに取り付ける取付脚部42とで形成されている。当例では吸音材40には、4つの取付脚部42(42a,42b,42c,42d)を備えている。具体的には、吸音材40には、前側かつ左端に形成された前左側取付脚部42aと、前側かつ右端に形成された前右側取付脚部42bと、後側かつ左端に形成された後左側取付脚部42cと、後側かつ右側に形成された後右側取付脚部42dとを備えている。
これら4つの取付脚部42のうち、後左側取付脚部42cは、吸音材本体部41から下方へ延出する延出部43と、中心部に挿通孔44aが貫通形成された平坦なフランジ部44とで縦断面視略L字状に形成されている。
4つの取付脚部42のうち、前左側取付脚部42a、前右側取付脚部42b、後右側取付脚部42dは、何れも吸音材本体部41から下方へ延出する段状の第1延出部43a(図10(a)参照)と、吸音材本体部41と略平行に平坦状に延出する平坦状延出部43bと、平坦状延出部43bから下方へ延出する第2延出部43cと、中心部に挿通孔44a(図7参照)が貫通形成された平坦なフランジ部44とで形成されている。
すなわち、これら3つの取付脚部42a,42b,42dの夫々は、平坦状延出部43bが上下方向において吸音材本体部41とフランジ部44との中間に位置し、吸音材本体部41からフランジ部44に至るまで平坦状延出部43bを介して第1延出部43aと第2延出部43cとで2段階で下方へ延出している。
換言すると、これら3つの取付脚部42a,42b,42dの夫々は、吸音材40を底面側から見た図8中において吸音材本体部41、平坦状延出部43b、フランジ部44の順に上方から下方(図8の紙面奥側から手前側)に位置するように配置されている。すなわち、第1延出部43aは底面視で吸音材本体部41から平坦状延出部43bへ向けて図8の紙面手前側に立ち上がる縦壁状(段状)に形成されるとともに、第2延出部43cは底面視で平坦状延出部43bからフランジ部44へ向けて図8の紙面手前側に立ち上がる縦壁状(段状)に形成されている。
換言すると、これら3つの取付脚部42a,42b,42dの夫々は、吸音材40を底面側から見た図8中において吸音材本体部41、平坦状延出部43b、フランジ部44の順に上方から下方(図8の紙面奥側から手前側)に位置するように配置されている。すなわち、第1延出部43aは底面視で吸音材本体部41から平坦状延出部43bへ向けて図8の紙面手前側に立ち上がる縦壁状(段状)に形成されるとともに、第2延出部43cは底面視で平坦状延出部43bからフランジ部44へ向けて図8の紙面手前側に立ち上がる縦壁状(段状)に形成されている。
そしてこれら4つの取付脚部42(42a,42b,42c,42d)のうち、前左側取付脚部42aは、サスクロス24の上面24aの前側且つ左側の位置に(図2、図6参照)、前右側取付脚部42bは、サスクロス24の上面24aの前側且つ右側の位置に(図3参照)、後左側取付脚部42cは、サスクロス24の上面24aの後側且つ左側の位置に(図2、図5参照)、後右側取付脚部42dは、サスクロス24の上面24aの後側且つ右側の位置に(図2、図6参照)、夫々挿通孔44aに挿通するファスナB2等を用いて取り付けられている。
上述したように吸音材40は、図1、図3〜図6に示すように、4つの取付脚部42をサスクロス24の上面24aに取り付けた状態において、少なくとも吸音材本体部41をサスクロス24に対して上方に離間した状態、すなわち浮いた状態で配置することができ、吸音材本体部41の下面とサスクロス24の上面24aとの間には、上下方向の隙間Sを確保することができる。
具体的には、吸音材40は、4つの取付脚部42の各フランジ部44のみがサスクロス24の上面24aに設置された状態で、吸音材本体部41を含めたフランジ部44以外の全ての部位がサスクロス24の上面24aに対して上方に離間した状態で配置されている。
また図1、図2〜図9(a)、(b)に示すように、上述した吸音材40は、吸音パネル45とベースパネル46との2枚のパネルを重ね合わせた状態で一体に形成されている。吸音パネル45とベースパネル46とは平面視略同一形状に形成されている。
吸音パネル45は、多孔質状の部材、当例ではウレタン部材による一体成形により形成され、ベースパネル46は、例えば、ステンレスやアルミ二ウム等の金属板により吸音パネル45よりも高剛性に形成されている。なお、ベースパネル46は、吸音パネル45を下側から支持可能な部材であれば、当例のようにステンレスやアルミ二ウム等の金属に限らず、例えば、合成樹脂や布を重ね合わせた部材等で形成することができる。
図2に示すように、吸音材40は、ステアリングギヤユニット30およびスタビライザ35の夫々と平面視でオーバーラップ(重複)した状態で配置される。
換言すると、ステアリングラック31とスタビライザ35とは、共に吸音材40を車幅方向に跨ぐように配置されている。これに対して吸音材40は、ステアリングラック31とスタビライザ35と車両V前後方向に跨ぐように配置されている。
換言すると、ステアリングラック31とスタビライザ35とは、共に吸音材40を車幅方向に跨ぐように配置されている。これに対して吸音材40は、ステアリングラック31とスタビライザ35と車両V前後方向に跨ぐように配置されている。
上述した取付脚部42のうち、前右側取付脚部42b、後左側取付脚部42cおよび後右側取付脚部42dは、サスクロス24の上方に設けられたこれら補機としてのステアリングギヤユニット30やステアリングラック31を避けるように形成されている。
具体的には、上記各取付脚部42のうち、前右側取付脚部42bの特にフランジ部44が補機としてのステアリングギヤユニット30に備えたピニオン32の下に入り込むように形成されている。これにより、前右側取付脚部42bは、ピニオン32の直下に位置し平面視でピニオン32と重複する位置に設けられているが(図2参照)、ピニオン32と上下方向に干渉しないように配置されている。
さらに図2、図5、図6に示すように、上記各取付脚部42のうち、後左側取付脚部42cおよび後右側取付脚部42dの各フランジ部44が補機としてのスタビライザ35の下に特に入り込むように形成されている。これにより、後左側取付脚部42cは、スタビライザ35の車幅方向中間部35aと平面視で重複する位置に設けられているとともに(図2参照)、後右側取付脚部42dは、スタビライザ35の車幅方向中間部35aと平面視で近接する位置に設けられているが(同図参照)、いずれもスタビライザ35と上下方向に干渉しないように配置されている。
また、吸音材40は、図7、図8、図9(a)、図10(a)、(b)に示すように、サスクロス24の上方に設けられた補機としてのステアリングギヤユニット30等を避けるように逃げ部(51,52,53,54)が形成されている。
具体的に、吸音材40は、図3、図4に示すように、逃げ部として、吸音材本体部41における、平面視でステアリングラック31に対応する部位に下方へ凹状に形成された下方凹状部51と、図2、図5、図7に示すように、ステアリングラック31のサスクロス上面24aへの左右各側の取付け部材33,33のうち左側の取付け部材33に対応して形成された左側開口部52と、図6、図7に示すように、ステアリングギヤユニット30に備えたピニオン32に対応して形成された右側溝部53と、不図示のプロペラシャフトに対応して形成された後方溝部54とを有している。
具体的に、吸音材40は、図3、図4に示すように、逃げ部として、吸音材本体部41における、平面視でステアリングラック31に対応する部位に下方へ凹状に形成された下方凹状部51と、図2、図5、図7に示すように、ステアリングラック31のサスクロス上面24aへの左右各側の取付け部材33,33のうち左側の取付け部材33に対応して形成された左側開口部52と、図6、図7に示すように、ステアリングギヤユニット30に備えたピニオン32に対応して形成された右側溝部53と、不図示のプロペラシャフトに対応して形成された後方溝部54とを有している。
下方凹状部51は、図3、図7、図8に示すように、ステアリングラック31の略下半分を取り囲むように、第1延出部43aと左側開口部52とを車幅方向に結ぶように車幅方向に沿ってその直交断面視で略半円弧の凹状に吸音材40の吸音材本体部41の前後方向の中間部に形成されたものである。
左側開口部52は、図7に示すように、吸音材本体部41、前左側取付脚部42a、及び後左側取付脚部42cの境界部およびその周辺部分が厚み方向に貫通形成されたものである。右側溝部53は、前右側取付脚部42bおよび後右側取付脚部42dとの境界部およびその周辺部分が右端から車幅方向内側へ切欠き状に形成されたものである(同図参照)。後方溝部54は、吸音材本体部41の車幅方向の中間部を後端から前方へ切欠き状に形成されたものである(同図参照)。
吸音材40は、図7に示すように、吸音材本体部41の上面よりも上方に隆起した隆起部55(55a,55b,55c)が形成されている。
隆起部55は、吸音パネル45の一部を厚肉に形成したものであり、その内部は吸音パネル45を形成するウレタンによって中実とされている。隆起部55は、下方凹状部51とに少なくとも一部を隣接させて形成されており、具体的には、図3、図7に示すように、吸音材本体部41における下方凹状部51より前側、且つ車両V右側の位置に下方凹状部51の前側縁部に沿って延びる前側隆起部55aと、同図に示すように、吸音材本体部41の下方凹状部51より後側、且つ後方溝部54よりも右側の位置に形成された右後方隆起部55bと、図7に示すように、吸音材本体部41の下方凹状部51より後側、且つ後方溝部54よりも左側の位置に形成された左後方隆起部55cとを備えている。
隆起部55は、吸音パネル45の一部を厚肉に形成したものであり、その内部は吸音パネル45を形成するウレタンによって中実とされている。隆起部55は、下方凹状部51とに少なくとも一部を隣接させて形成されており、具体的には、図3、図7に示すように、吸音材本体部41における下方凹状部51より前側、且つ車両V右側の位置に下方凹状部51の前側縁部に沿って延びる前側隆起部55aと、同図に示すように、吸音材本体部41の下方凹状部51より後側、且つ後方溝部54よりも右側の位置に形成された右後方隆起部55bと、図7に示すように、吸音材本体部41の下方凹状部51より後側、且つ後方溝部54よりも左側の位置に形成された左後方隆起部55cとを備えている。
上述した本実施形態のフロントサブフレーム20は、エンジン1の後方において車幅方向に延びるとともに前輪Fの不図示のサスペンションに備えたロアアーム27を支持するフロントサブフレーム構造であって(図1、図2)、エンジン1から後方のトンネル部11に延びる排気管13の下方に、サスクロス上面24aに沿って吸音材40が設けられ(図1、図2参照)、吸音材40は、吸音材本体部41とサブフレーム20へ取り付けるサブフレーム取付部としての取付脚部42とを備え(特に図7参照)、吸音材40は、該吸音材本体部41に対して取付脚部42が下方に突設されることでサスクロス上面24aと離間して配置されたものである(図1、図3〜図6参照)。
上記構成によれば、サスクロス上面24aにおけるエンジン音(パワートレインPT音)のトンネル部11への反響や共振を抑制し、防音性能を向上することと、吸音材40とサスクロス上面24aの間への泥や融雪剤残留による錆発生の防止を両立することができる。
詳述すると、サブフレーム20に備えた車幅方向に延びるサスクロス24は、略平坦な広い上面24aを有しているため、従来ではこのサスクロス上面24aにおいてエンジン音が反射してトンネル部11の方(後方)に伝播し易かった。なお、サブフレーム20はアンダーカバー8より上方に位置するため(図1参照)、このサスクロス上面24aにおけるエンジン音の反射は、従来のようにアンダーカバー8上面にインシュレータ(防音材)(図示省略)を設けても防ぐことができなかった。
これに対して本実施形態のサブフレーム20では、サスクロス24の上面24aに吸音材40を設けたため、サスクロス上面24aにおけるエンジン音(パワートレインPT音)のトンネル部11への反響や共振を抑制し、防音性能を向上することができる。
しかし、単純にサスクロス24の上面24aに吸音材を設けても該サスクロス上面24aが被水すると、多孔質状により吸水性に優れた吸音パネルが水を吸収することで長時間に亘って吸水状態を維持することからサスクロス24の防錆性を確保する観点で好ましくなかった。特に寒冷地では塩化ナトリウムや塩化カルシウム等の融雪剤(凍結防止剤)が路上に散布されることが多いため、吸音材40とサスクロス24の上面24aの間への泥や融雪剤が残留することによる錆発生のおそれが顕著になるおそれがあった。
そこで本実施形態では、吸音材40の吸音材本体部41をサスクロス24の上面24aから浮かしたうえで取付脚部42によって該サスクロス上面24aに取り付けため、サスクロス上面24aに水、塩分、泥などが溜まることを防ぐことができ、サスクロス24の防錆性を高めることができる。吸音材40とサスクロス上面24aの間への泥や融雪剤が残留することによる錆発生の防止とを両立することができる。
さらに吸音材40は、吸音パネル45よりも高剛性のベースパネル46を備えることによって、サスクロス上面24aと吸音材40との隙間Sをサスクロス24の上面24aに残留する水が吸音材40に付着しない所定の高さに保つことができる。
しかも本実施形態においては、吸音材本体部41をサスクロス24の上面24aから浮いた状態に支持する取付脚部42は、例えば前右側取付脚部42bをピニオン32の下に入り込むように配置したり(図3、図6参照)、後左側取付脚部42cおよび後右側取付脚部42dをスタビライザ35の車幅方向中間部35aの下に入り込むように配置する(図2、図5、図6参照)等、例えば、取付脚部42とピニオン32やスタビライザ35等の補機とが平面視でオーバーラップするように配置することでコンパクト性を確保しつつ、補機(32,35)と干渉しないように設けている。
さらに本実施形態の吸音材40は、吸音材本体部41は勿論、取付脚部42の部分を含めたベースパネル46の上面全体に吸音パネル45を備えた2層構造とすることで、吸音性をより高めてエンジン音の後方への反射をより一層防ぐことができ、また場所によっては隆起部55(55a,55b,55c)を設けることで肉厚に形成してエンジン音の吸音性を高めるとともに拡散性を高めることができる。
このように、本実施形態の吸音材40は、ステアリングギヤユニット30やスタビライザ35等の補機に対応する部位に、開口として左側開口部52や溝として右側溝部53および後方溝部54を形成したり、下方へ凹ませた逃げ部としての下方凹状部51を形成する、さらには上述したように補機(30,35)の下へ入り込ませるように取付脚部42を設けたため、補機(30,35)との干渉を避けながらサスクロス24の上面24aを離間した状態で覆ってエンジン音の反射による後方への伝達を防ぐことができる(図3〜図6参照)。
本実施形態のように、吸音材40を、サスクロス24の上面24aに備えることでエンジン音のトンネル部11へ伝播することを未然に防ぐことができるため、例えば、トンネル部11へ伝播したエンジン音がフロアパネル20d9を介して車室C内へ伝播しないように従来の構造のように、フロアパネル20d9にインシュレータ等の防音パネルを備える必要がないため、車両V軽量化を図ることができるとともに車室Cのスペースを確保することができる。
この発明の態様として、ステアリングギヤユニット30がサスクロス24の上面24aよりも上方に離間して車幅方向に延設されており、吸音材40は、ステアリングギヤユニット30よりも下方に配され、該ステアリングギヤユニット30よりも下方部位としての下方凹状部51と比較して該下方凹状部51の周辺部位が肉厚化した構成として隆起部55(55a,55b,55c)を設けたものである(図1〜図6参照)。
上記構成によれば、サブフレーム20の上方に、ステアリングギヤユニット30と協働して凹凸形状を増やすことでエンジン音が後方へ伝播しないように優れた拡散性を得ることができる。
詳述すると、ステアリングギヤユニット30に備えた例えば、ステアリングラック31やピニオン32は剛性が高く、固有振動数が高いため、エンジン音に対して共鳴し難い。さらにステアリングラック31は車幅方向に延びる略円柱状であるため、その外周面は平坦な面よりもエンジン音を後方に反射し難く後方へのエンジン音の伝播性は相対的に低いと言える。
本実施形態ではこのようなステアリングラック31の上方を吸音材40で覆わずに、吸音材40は、ステアリングギヤユニット30よりも下方に逃げ部としての下方凹状部51を配するとともに、下方凹状部51の周辺部位に、該下方凹状部51よりも肉厚化された隆起部55を配したものである。
これにより、吸音材40をステアリングギヤユニット30の上方以外の周囲に凹凸状に設けた構成とすることで車幅方向のサスクロス24の上方にステアリングラック31と共に凹凸形状を増やすことができ、直交断面が略円形のステアリングラック31のエンジン音の拡散性を活かした優れた音の拡散性を得ることができる。
さらに上記構成によれば、高剛性(高い固有振動数)のステアリングギヤユニット30と重なる部位を薄肉にして、すなわちステアリングラック31に対応する部位に下方凹状部51を形成することで吸音材40をコンパクト化することができるため、エンジン音の吸音効果を保ちつつ、サスクロス24上方のステアリングギヤユニット30等の補機とのレイアウト性を両立することができる。
またこの発明の態様として、エンジン1を含むパワートレインPTは、少なくとも上方と後方から断熱防音材(吸音材又は遮音材)としてのトップカバー15、リアカバー16にて覆われたものであり、且つ、パワートレインPTの後方において車幅方向に延びるサスクロス24の上方に排気管13を後方へ通す空間17が設けられたものである(図1参照)。
上記構成によれば、パワートレインPTの熱管理による暖気や空気抵抗を改善できると共に、吸音材40と合わせて音源としてのパワートレインPTの密閉性を向上することができる。
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
例えば、上述した実施形態においては、吸音パネル45は、吸音材本体部41と取付脚部42とを一体に形成したがこの実施形態に限定せず、図示省略するが吸音材本体部41に対して別部材で形成したブラケットとしての取付脚部材を備え、該取付脚部材をサスクロス24の上面24aと吸音材本体部41との間に介在させることで該取付脚部材により吸音材本体部41をサスクロス24の上面24aに対して浮かした状態で支持する構成を採用してもよい。
トップカバー15やリアカバー16等の上記断熱防音材は、例えば多孔質状に形成するなどした吸音材と、樹脂やアルミ等で形成した遮音材のうち少なくとも一方を採用することができる。
また本実施形態のように、サスクロス24の上面24aに吸音材40を配置した構造は、電気自動車や燃料電池車に適用してもよい。電気自動車に適用することでモータ音の車室C側への伝播を防ぐことができ、また、燃料電池車に適用した場合には燃料電池に空気を送り込むための送風ファンの音を車室C側へ伝播することを防ぐことができる。
1…エンジン
11…トンネル部
13…排気管
15…トップカバー(断熱防音材)
16…リアカバー(断熱防音材)
20…フロントサブフレーム(フロントサブフレーム構造)
24a…サスクロス上面(サブフレーム上面)
27…サスペンションのロアアーム
30…ステアリングギヤユニット
40…吸音材
41…吸音材本体部
42…取付脚部(サブフレーム取付部)
51…下方凹状部(ステアリングギヤユニットよりも下方部位)
55…隆起部(下方部位の肉厚化された周辺部位)
55a…前側隆起部(下方部位の肉厚化された周辺部位)
55b…右後方隆起部(下方部位の肉厚化された周辺部位)
55c…左後方隆起部(下方部位の肉厚化された周辺部位)
PT…パワートレイン
11…トンネル部
13…排気管
15…トップカバー(断熱防音材)
16…リアカバー(断熱防音材)
20…フロントサブフレーム(フロントサブフレーム構造)
24a…サスクロス上面(サブフレーム上面)
27…サスペンションのロアアーム
30…ステアリングギヤユニット
40…吸音材
41…吸音材本体部
42…取付脚部(サブフレーム取付部)
51…下方凹状部(ステアリングギヤユニットよりも下方部位)
55…隆起部(下方部位の肉厚化された周辺部位)
55a…前側隆起部(下方部位の肉厚化された周辺部位)
55b…右後方隆起部(下方部位の肉厚化された周辺部位)
55c…左後方隆起部(下方部位の肉厚化された周辺部位)
PT…パワートレイン
Claims (2)
- エンジンの後方において車幅方向に延びるとともに前輪のサスペンションを支持するフロントサブフレーム構造であって、
上記エンジンから後方のトンネル部に延びる排気管の下方に、サブフレーム上面に沿って吸音材が設けられ、
上記吸音材は、吸音材本体部と、上記サブフレームへ取り付けるサブフレーム取付部とを備え、
上記吸音材は、上記吸音材本体部に対して上記サブフレーム取付部が下方に突設されることで該吸音材本体部が上記サブフレーム上面と離間して配置され、ステアリングギヤユニットが上記サブフレームの上面よりも上方に離間して車幅方向に延設されており、
上記吸音材は、上記ステアリングギヤユニットに対して下方に離間して該ステアリングギヤユニットとの干渉を避けながら配され、
上記吸音材は、平面視で上記ステアリングギヤユニットに対応する部位に形成された下方部位と比較して該下方部位の車両前後方向に隣接した周辺部位が肉厚化された
フロントサブフレーム構造。 - 上記エンジンを含むパワートレインは、少なくとも上方と後方から断熱防音材にて覆われたものであり、且つ、上記パワートレインの後方において車幅方向に延びる上記サブフレームの上方に、上記排気管を後方へ通す空間が設けられた
請求項1に記載のフロントサブフレーム構造。
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