JP6721649B2 - サブフレーム構造 - Google Patents

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本発明は、自動車等の車両に搭載されるサブフレーム構造に関する。
例えば、特許文献1には、エンジンやモータ等の駆動源(パワーユニット)をマウントする前部マウント用ブラケット及び後部マウント用ブラケットを備えたサブフレーム構造が開示されている。
特許文献1に開示されたサブフレーム構造では、前部マウント用ブラケットが前側クロスメンバに対して取り付けられていると共に、後部マウント用ブラケットが後側クロスメンバに対して取り付けられている。
特許第3649461号公報
ところで、一般的には、駆動源を支持する支持部材(マウント用ブラケット)の支持剛性を高めることで、駆動源の振動に起因する車体の振動を低減させることができる。
しかしながら、支持部材の支持剛性を高めるためには、ブラケットの大型化やブラケットの板厚の増加等が必要となり、車体全体の重量増加やコスト増加等を招来する。
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、車体全体の重量増加やコスト増加を抑制しつつ、パワーユニットの支持剛性を向上させることが可能なサブフレーム構造を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本発明は、車両前後方向に延びる左右一対の縦メンバと、前記左右一対の縦メンバの間で車幅方向に沿って延びるクロスメンバとを有するサブフレーム構造であって、前記クロスメンバに支持されるパワーユニット用マウントと、前記パワーユニット用マウントと前記クロスメンバとの間に設けられるブラケットと、を備え、前記ブラケットと前記クロスメンバとの間には、第1カラー部材が設けられていることを特徴とする。
本発明では、車体全体の重量増加やコスト増加を抑制しつつ、パワーユニットの支持剛性を向上させることが可能なサブフレーム構造を得ることができる。
本発明の実施形態に係るリヤサブフレームが組み込まれた車両後部を斜め上方からみた斜視図である。 図1に示すリヤサブフレームの平面図である。 図2に示す状態から第1〜第3防振装置を取り外した状態を示すリヤサブフレームの平面図である。 図3のIV−IV線に沿った拡大縦断面図である。 図3のV−V線に沿った拡大縦断面図である。 (a)は、前クロスメンバに取り付けられたブラケットを車両前方からみた拡大正面図、(b)は、前クロスメンバ及びブラケットの拡大斜視図である。 第1カラー部材及び第2カラー部材の取付状態を示す分解斜視図である。
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態に係るリヤサブフレームが組み込まれた車両後部を斜め上方からみた斜視図、図2は、図1に示すリヤサブフレームの平面図、図3は、図2に示す状態から第1〜第3防振装置を取り外した状態を示すリヤサブフレームの平面図である。なお、各図中において、「前後」は、車両前後方向、「左右」は、車幅方向(左右方向)、「上下」は、車両上下方向(鉛直上下方向)を、それぞれ示している。
図1に示されるように、車両の後方には、本発明の実施形態に係るリヤサブフレーム(サブフレーム)10が配置されている。このリヤサブフレーム10は、車両前後方向に沿って延びる左右一対のリヤサイドフレーム(図示せず)の下方側に取り付けられている。また、リヤサブフレーム10は、図示しない後輪用懸架装置を支持すると共に、後記する第1〜第3防振装置12、14、16を介してパワーユニット(モータやエンジン等の駆動源)P(図2参照)を支持している。
図2及び図3に示されるように、リヤサブフレーム10は、車両前後方向に沿って延びる左右一対の縦メンバ18、18と、前記左右一対の縦メンバ18、18の間で車幅方向に沿って延びるクロスメンバとを備えて構成されている。クロスメンバは、左右一対の縦メンバ18、18の車両前方側に固定される前クロスメンバ(クロスメンバ)20と、左右一対の縦メンバ18、18の車両後方側に固定される後クロスメンバ22とを有する。
図1及び図2に示されるように、前クロスメンバ20の車幅方向に沿った左右両側には、所定間隔離間して第1防振装置12及び第2防振装置14がそれぞれ配置されている。また、後クロスメンバ22の車幅方向に沿った略中央には、第3防振装置16が配置されている。パワーユニットPは、前クロスメンバ20及び後クロスメンバ22にそれぞれ配置された第1〜第3防振装置12、14、16を介して、3点でフローティング可能に支持されている。
各防振装置12(14、16)は、複数の脚部(本実施形態では3つの脚部)によって構成されたマウント部24を有する。各防振装置12(14、16)は、このマウント部24に締結されるボルトB及びナットNを介して、前クロスメンバ20及び後クロスメンバ22に対して取り付けられて固定される。
なお、このマウント部24は、「クロスメンバに支持されるパワーユニット用マウント」として機能するものである。各防振装置12(14、16)は、それぞれ略同一構成からなり、図示しない駆動部で加振することによって、防振すべき振動対象に対して積極的又は相殺的な防振効果を発揮する能動型防振装置として構成されている。
図4は、図3のIV−IV線に沿った拡大縦断面図、図5は、図3のV−V線に沿った拡大縦断面図である。
図4に示されるように、前クロスメンバ20は、軸直断面が略コ字状に形成された上壁20aと、軸直断面がコ字状に形成された下壁20bとを有し、上壁20aの左右下端部と下壁20bの左右上端部とがそれぞれ一体的に結合されて構成されている。上壁20aと下壁20bとの間には、閉断面を有する閉断面部26が設けられている。後クロスメンバ22は、前クロスメンバ20と同様に、上壁22aと下壁22bとによって閉断面を有する図示しない閉断面部が設けられている。
図4及び図5に示されるように、前クロスメンバ20において、第1防振装置12及び第2防振装置14のそれぞれマウント部24、24と、前クロスメンバ20との間には、左右一対のブラケット28、28がそれぞれ介装されている。各ブラケット28は、それぞれ左右対称に構成されている(図3参照)。なお、図4及び図5では、第2防振装置14に配置されたブラケット28のみを図示し、第1防振装置12に配置されたブラケット28の図示を省略している。
図6(a)は、前クロスメンバに取り付けられたブラケットを車両前方からみた拡大正面図、図6(b)は、前クロスメンバ及びブラケットの拡大斜視図である。
ブラケット28は、平面視して略三角形状を呈し(図3参照)、金属材料で形成されている。また、図6(b)に示されるように、ブラケット28は、一般部30と、座部32と、開口部34とを有している。ブラケット28の3つの頂部(角部)29a〜29cは、略円形状のボルト挿通孔35を有し、第1防振装置12及び第2防振装置14のマウント部24、24をそれぞれ取り付けるための座部32、32がそれぞれ設けられている。各座部32は、ブラケット28の一般部30と比較してマウント部24側(車両上方側)に向かって突出した凸形状を呈している。
ブラケット28の各頂部29a(29b、29c)には、各頂部29a(29b、29c)の上面から前クロスメンバ20の上面よりも下方側に向かって延出する一組の延出片36、36が設けられている。一対の延出片36、36の間には、側面視して略コ字状からなり、車両前後方向に向けて開口する開口部34が設けられている。突出片36を設けない場合と比較して、本実施形態では、この一組の突出片36、36を設けることでブラケット28の外周縁部における周長を増大させることができる。
なお、各頂部29a(29b、29c)に設けられた一組の延出片36、36のうち、前クロスメンバ20の車両前方側で車幅方向に沿って所定間隔離間する2つの頂部29a、29bは、一組の延出片36、36の長さ(下方に向かって延出する長さ)がそれぞれ略同じ長さになっている。これに対して、前クロスメンバ20の車両後方側に位置する頂部29cでは、車幅方向内側の延出片36の長さが、車幅方向外側の延出片36の長さよりも長くなっている。
前記した開口部34に関し、本実施形態では、開口部34を車両前後方向に向けて開口するように形成しているが、これに限定されるものではない。例えば、開口部34を左右方向に向けて開口し、又は、車両前後方向と左右方向との間の斜め方向に向けて開口するように形成してもよい。
図7は、第1カラー部材及び第2カラー部材の取付状態を示す分解斜視図である。
図4、図5、及び、図7に示されるように、ブラケット28と前クロスメンバ20との間には、第1カラー部材38が設けられている。すなわち、ブラケット28の下面と前クロスメンバ20(上壁20a)の上面との間には、円環状を呈する第1カラー部材38が介装されている。図4に示されるように、第1カラー部材38は、軸直断面が略円形状で内部に貫通孔40を有する円盤部42と、円盤部42の上部側に設けられ、半径外方向に向かって拡径する上部側フランジ部44とを備えて構成されている。第1カラー部材38は、金属材料で形成され、高い剛性・強度を有している。
図4に示されるように、前クロスメンバ20の閉断面部26内には、第1カラー部材38と同軸状に上下方向に沿って配置された第2カラー部材46が設けられている。第1カラー部材38の下端面は、前クロスメンバ20の上壁20aの上面に当接していると共に、第2カラー部材46の上端面は、前クロスメンバ20の上壁20aの下面に当接している。第2カラー部材46は、金属材料で形成され、高い剛性・強度を有している。
第2カラー部材46は、内部に貫通孔48が形成された円筒部50と、拡径フランジ部52とを有する。第1カラー部材38の貫通孔40と第2カラー部材46の貫通孔48とは、それぞれ連通している。第2カラー部材46の円筒部50の下端部は、下壁20bを貫通して外部にその一部が露出している。拡径フランジ部52は、円筒部50の上端に設けられ、円筒部50の他の部位と比較して半径外方向に向かって拡径している。
第1、第2防振装置12、14のマウント部24、24、ブラケット28、28、及び、前クロスメンバ20に対して締結されるボルトBが各貫通孔40、48を挿通することで、第1カラー部材38及び第2カラー部材46が前クロスメンバ20に対してそれぞれ装着されている。換言すると、第1カラー部材38及び第2カラー部材46は、ボルトB及びナットNを介して、マウント部24、ブラケット28及び前クロスメンバ20と共に共締めされている(図4参照)。
なお、上壁20aと下壁20bとの端部同士を接合して前クロスメンバ20を製造する際、予め、第1カラー部材38を上壁20aの上面に対して接合・固定しておくと共に、第2カラー部材46の上端及び下方側を上壁20a及び下壁20bに対してそれぞれ接合・固定しておくとよい。
図3及び図5に示されるように、前クロスメンバ20は、車幅方向の中央部で下方に向かって窪む凹部54を有する。また、ブラケット28は、車両前方で車幅方向の内側に位置する頂部29aと、車両後方に位置する頂部29cとを繋ぐ一辺56を有する。このブラケット28の一辺56は、凹部54を形成する面部58に沿って延びている。
平面視した場合、ブラケット28の頂部29aと頂部29cとを繋ぐ一辺56と、前クロスメンバ20の凹部54を形成する面部58とが、互いに略平行となるように沿うように形成されている(図3参照)。
本実施形態に係るリヤサブフレーム10が組み込まれた車両後部は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
本実施形態では、ブラケット28と前クロスメンバ20との間に、円環状の第1カラー部材38が介装されている(図4参照)。これにより、本実施形態では、第1防振装置12及び第2防振装置14を介して、パワーユニットPから入力される振動を、ブラケット28及び第1カラー部材38からなる高剛性部位で好適に支持することができる。この結果、本実施形態では、車体全体の重量増加やコスト増加を抑制しつつ、パワーユニットPの支持剛性を向上させることができる。
また、本実施形態では、前クロスメンバ20に軸直断面が閉断面である閉断面部26が設けられ、この閉断面部26に、第1カラー部材38と同軸上に配置される第2カラー部材46が設けられている(図4参照)。これにより、本実施形態では、第1防振装置12及び第2防振装置14のマウント部24が受容した上方からの荷重を、順に、ブラケット28→第1カラー部材38→第2カラー部材46を介して、前クロスメンバ20の閉断面部26及び閉断面部26の底面に伝達することができ、パワーユニットPの支持剛性をより一層向上させることができる。
さらに、本実施形態では、ブラケット28が、平面視して略三角形状を呈している(図3参照)。これにより、本実施形態では、パワーユニットPの周辺部品との干渉を回避しつつ、パワーユニットPの支持剛性を向上させることができる。
さらにまた、本実施形態では、平面視して、ブラケット28の頂部29aと頂部29cとを繋ぐ一辺56が、前クロスメンバ20の凹部54を形成する面部58に沿って延びている(図3、図5参照)。これにより、本実施形態では、ブラケット28の一辺56から前クロスメンバ20の凹部54を形成する面部58に対する荷重伝達効率が向上する。この結果、本実施形態では、パワーユニットPの支持剛性をより一層向上させることができる。
さらにまた、本実施形態では、ブラケット28の3つの頂部29a、29b、29cに、マウント部24を取り付けるための座部32がそれぞれ設けられ、各座部32は、ブラケット28の一般部30と比較してマウント部24側に突出した凸形状を呈している(図6(a)、図6(b)参照)。これにより、本実施形態では、第1防振装置12及び第2防振装置14が取り付けられる座部32以外の一般部30が、車体振動によってパワーユニットPと接触しないようにすることで、ビビリ音の発生を抑制することができる。また、本実施形態では、ブラケット28の3つの頂部29a、29b、29cからなる3点でパワーユニットPをバランスよく固定することで、ブラケット28の剛性・強度を向上させることができる。さらに、本実施形態では、座部32を設けることで、座部32に対するマウント部24の取付位置がわかりやすくなり、簡便に位置決めを行うことができる。
さらにまた、本実施形態では、ブラケット28の頂部29a、29b、29cに、側面視して略コ字状からなり、車両前後方向に開口する開口部34が設けられている(図6(a)、図6(b)参照)。これにより、本実施形態では、略コ字状の開口部34とすることで、各座部32の剛性を向上させることができる。さらに、本実施形態では、ボルトB及びナットNの締結時において、ブラケット28と前クロスメンバ20との間に介装される第1カラー部材38の締結状態が開口部34によって容易に視認することができる。この結果、本実施形態では、ブラケット28及び前クロスメンバ20に対する第1カラー部材38の組付作業を容易に遂行することができる。
10 リヤサブフレーム(サブフレーム)
18 縦メンバ
20 前クロスメンバ(クロスメンバ)
24 マウント部(パワーユニット用マウント)
26 閉断面部
28 ブラケット
29a〜29c 頂部
32 座部
34 開口部
38 第1カラー部材
46 第2カラー部材
54 凹部
56 (ブラケットの)一辺
58 (凹部を形成する)面部
P パワーユニット

Claims (4)

  1. 車両前後方向に延びる左右一対の縦メンバと、前記左右一対の縦メンバの間で車幅方向に沿って延びるクロスメンバとを有するサブフレーム構造であって、
    前記クロスメンバに支持されるパワーユニット用マウントと、
    前記パワーユニット用マウントと前記クロスメンバとの間に設けられるブラケットと、
    を備え、
    前記ブラケットと前記クロスメンバとの間には、第1カラー部材が設けられており、
    前記ブラケットは、平面視して略三角形状を呈し、
    前記クロスメンバは、車幅方向の中央部で下方に向かって窪む凹部を有し、
    前記ブラケットの一辺は、前記凹部を形成する面部に沿って延びている
    ことを特徴とするサブフレーム構造。
  2. 車両前後方向に延びる左右一対の縦メンバと、前記左右一対の縦メンバの間で車幅方向に沿って延びるクロスメンバとを有するサブフレーム構造であって、
    前記クロスメンバに支持されるパワーユニット用マウントと、
    前記パワーユニット用マウントと前記クロスメンバとの間に設けられるブラケットと、
    を備え、
    前記ブラケットと前記クロスメンバとの間には、第1カラー部材が設けられており、
    前記ブラケットは、平面視して略三角形状を呈し、
    前記ブラケットの3つの頂部には、パワーユニット用マウントを取り付けるための座部がそれぞれ設けられ、
    前記各座部は、前記ブラケットの一般部と比較して前記パワーユニット用マウント側に突出した凸形状を呈している
    ことを特徴とするサブフレーム構造。
  3. 請求項1又は請求項2記載のサブフレーム構造において、
    前記クロスメンバには、軸直断面が閉断面である閉断面部が設けられ、
    前記閉断面部内には、前記第1カラー部材と同軸上に配置される第2カラー部材が設けられていることを特徴とするサブフレーム構造。
  4. 請求項記載のサブフレーム構造において、
    前記ブラケットの頂部には、側面視して略コ字状からなり、車両前後方向又は左右方向に開口する開口部が設けられていることを特徴とするサブフレーム構造。
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