JPH03235763A - 自動車のサブフレーム構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車のパワープラントを支持するためのサ
ブフレーム構造に関する。

従来の技術 自動車の騒音振動現象で最近特に問題となっているのは
、加速時騒音ならびにパワープラント振動に起因するこ
もり音であり、該振動現象は、特に１００〜６００Ｈ２
の周波数領域で問題となり、パワープラントからの加振
入力と、エンジンマウントの特性と、車体の放射伝達特
性とによって決定されることが知られている。

従って、上記騒音振動現象を低減するためには、パワー
プラントの加振力を低減するか、エンジンマウントを柔
らか（して防振するか、若しくは車体の放射伝達特性を
改善する等の対策が考えられる。

そこで、こうした対策の１つとしてパワープラントを搭
載する際にサブフレームを用いる手段がある。

即ち、上記サブフレームとしては従来、例えば、新編自
動車工学便覧（昭和６２年６１１：社団法人自動車技術
全発行）第６編、第１−４頁、１・２・６の項に開示さ
れたものがあり、例えば、該サブフレームがＦ−Ｆ　（
フロントエンジン・フロントドライブ）車に適用された
場合、該サブフレームは車両左右方向にその長軸が配置
されるフロントエンジン、該フロントメンバに対して車
両後方に配置され車両左右方向にその長軸が配置される
リアメンバと、これらフロントメンバとリアメンバの互
いに対向される車両左右方向両端近傍をそれぞれ連結す
るサイドメンバとをもって略井桁状に構成される。

そして、上記サブフレームは車体にマウントを介して取
り付けられ、更に、該サブフレームにはエンジンマウン
トを介してパワープラントが載置されるようになってい
る。

ところで、上記サブフレームを車体に支持するマウント
は剛性が低く設定され、サブフレームの弾性振動の固有
モードはこれを自由支持した場合のものと略等しく設定
されるようになっている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、かかる従来の自動車のサブフレームは、
略井桁状に構成されて左右が略対象となっており、かつ
、リアメンバの重量がフロントメンバに比較してかなり
重くなっているため、該サブフレームの重心は車両中心
線上で車両後方側に設定される。

従って、上記サブフレームの弾性振動の固有モードは、
１次モードでは車両前後方向の軸を中心とする捩りモー
ドとして現れ、かつ、２次モードでは左右略対象のサイ
ドメンバが上下方向に変形される曲げモードとして現れ
ることが知られており、このときの上下曲げ振動ではフ
ロントメンバが振動の腹となる。

一方、上記フロントメンバに設けられるエンジンマウン
トは、該フロントメンバの中心部分に配置される。

このため、上記フロントメンバのエンジンマウントにエ
ンジン振動が入力されると、サブフレームに弾性振動、
特に変位が大きな上下曲げ振動を励起し、その振動がサ
ブフレームマウントを介して車体に伝達され、その結果
、車室内での騒音が大きくなったり、車両乗り心地が悪
化されたりするという課題があった。

そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて、略井桁状
をなすサブフレームの左右剛性を異ならせることにより
、該サブフレームの振動モードを変化させて、エンジン
マ、ラントが取り付けられるメンバの変位を著しく抑制
し、かつ、該メンバに配置されるエンジンマウントの取
付位置を、該メンバの振動抑制される部分に設定するこ
とにより、エンジン振動に起因するサブフレームの振動
を著しく抑制することができる自動車のサブフレーム構
造を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するために本発明は、車体にマウント
を介して弾性支持され、車両左右方向にその長軸が設け
られる第１メンバと、 該第１メンバに対して車両前後方向に配置されると共に
、該第１メンバと同様に車体にマウントを介して弾性支
持され、車両左右方向にその長軸が設けられる第２メン
バと、 これら第１メンバと第２メンバの互いに対向される車両
左右方向両端近傍をそれぞれ連結するサイドメンバと、
を備え、 上記第１メンバ又は第２メンバの少なくとも一方にパワ
ープラント支持用のエンジンマウントが装着される井桁
状のサブフレームにおいて、上記サイドメンバの剛性を
車両左右方向で異ならせると共に、上記エンジンマウン
トの取付位置を、車両左右方向中心部若しくは該中心に
対してサイドメンバの剛性の高い側に配置することによ
り構成する。

作用 以上の構成により本発明の自動車のサブフレーム構造に
あっては、左右のサイドメンバの剛性ヲ異ならせたこと
により、低次の弾性振動の固有モードは捩りモードが主
に発生されることになり、エンジンマウントが取り付け
られた第１又は第２メンバが常に節となる振動を呈する
。

また、このときの節はエンジンマウントが取す付けられ
た上記メンバの中心に対して剛性が高（なったサイドメ
ンバ側に寄った位置に存在することになり、該エンジン
マウントが取り付けられるメンバの車両左右方向中心部
若しくは該中心に対して、サイドメンバの剛性の高い側
に該エンジンマウントを配置することにより、該エンジ
ンマウントにエンジン振動が入力された際のサブフレー
ム振動を大幅に低減することができる。

また、上記サイドメンバの車両左右方向の剛性変化は、
サイドメンバの数を異ならせることにより達成される。

更に、上記サイドメンバの車両左右方向の剛性変化は、
サイドメンバの強度を異ならせることによっても達成す
ることができる。

実施例 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

即ち、第１図、第２図は本発明の一実施例を示す自動車
のサブフレーム構造を示し、第１図は全体斜視図、第２
図は側面図で、Ｆ−Ｆ車に適用した場合を例にとって説
明する。

即ち、本実施例のサブフレームＩＯは図外のエンジンル
ーム内に収納され、第１メンバとしてのフロントメンバ
１２．第２メンバとしてのリアメンバ１４および左、右
側サイドメンバ１６，１．８によって略井桁状に構成さ
れている。

上記フロントメンバ１２は車両左右方向に長軸が設けら
れると共に、エンジンルーム内の車両前方側に配置され
、その両端部には図外の車体に取り付けるための左、右
フロントマウント２０，２０ａが装着されている。

上記リアメンバ１４は上記フロントメンバ１２と同様に
長軸が車両左右方向に設けられ、エンジンルーム内の車
両後方に配置されると共に、その両端部には車体取り付
は用の左、右リアマウント２２．２２ａが装着される。

また、上記リアメンバ１４は上記フロントメンバ１２よ
り高く形成され、その上端は第２図に示すようにパワー
プラント２４の上端部近傍となるように配置される。

上記左、右側サイドメンバ１６．１８は、上記フロント
メンバ１２およびリアメンバ１４上端部の互いに対向さ
れる車両左右方向両側近傍間を車両前後方向を指向して
配置され、該左、右側サイドメンバ１６．１８の前後両
端部は溶接によりフロントメンバ１２およびリアメンバ
１４にそれぞれ連結しである。

尚、本実施例では上記左、右側サイドメンバ１６．１８
は、それぞれの車両後端部間が連結部材１９を介して一
体に結合され、全体として略コ字状の一体部品として構
成されている。

ここで本実施例では、上記フロントメンバ１２の車両左
方向端部と、上記リアメンバ１４上端の車両左方向端部
とをアッパーサイドメンバ２６を介して斜め方向に連結
しである。

そして、車両左側のサイドメンバは上記アッパーサイド
メンバ２６と上記左側サイドメンバ１６とによって構成
すると共に、車両右側のサイドメンバは上記右側サイド
メンバ１８のみによって構成しである。

ところで、上記パワープラント２４は３個のエンジンマ
ウント３０，３２．３４を介して上記サブフレーム１０
に支持されるようになっており（第２図参照）、１つの
エンジンマウント３０は上記フロントメンバ１２に設け
られるブラケット３６に取り付けられ、他の１つのエン
ジンマウント３２は上記リアメンバ１４上端部に設けら
れるブラケット３８に取り付けられ、かつ、残りのエン
ジンマウント３４は上記了ツバサイドメンバ２６に設け
られるブラケット４０に取り付けられる。

上記フロントメンバ１２に設けられるブラケット３６は
、該フロントメンバ１２の車両左右方向中心部から車両
左方の範囲、つまり、アッパサイドメンバ２６が設けら
れる方向に寄った位置に固設され、当該部位でエンジン
マウント３０を支持する。

以上の構成により本実施例の自動車のサブフレーム構造
にあっては、サブフレーム１０の車両左方に設けられる
サイドメンバが、左側サイドメンバ１６とアッパサイド
メンバ２６とによって構成されるため、右側サイドメン
バ１８のみで構成される車両右方のサイドメンバに比較
して、車両左方のサイドメンバの剛性を高くすることが
できる。

従って、このように車両左右方向でサイドメンバの剛性
を異ならせることができるため、エンジン回転の低次の
振動に対してサブフレーム１０が振動される固有モード
は、従来の対称井桁状として構成されるサブフレームの
ように単純な上下向げの変形モードとはならず、捩りを
主とする固有モードとして現れることが実験により確か
められた。

従って、上記サブフレーム１０では低次の弾性振動の固
有モードでは常にフロントメンバ１２の車両左右方向中
心部から車両左方の範囲の振幅が小さくなる。

このため、上記サブフレーム１０に装着されるエンジン
マウント３０を介シてパワーユニット２４の振動がサブ
フレームＩＯに入力される際、該振動はサブフレーム１
０の振幅の小さい部分に入力されるため、エンジン振動
に起因する該サブフレーム１０の振動を大幅に抑制する
ことができる。

また、上記フロントメンバ１２に現れる振動の節は、車
両左右方向の中心に存在するのではなく、アッパサイド
メンバ２６が設けられて剛性が高くなる図中左方のサイ
ドメンバ側に寄った位置に存在することになり、これに
伴って本実施例では、上記エンジンマウント３０を装着
するブラケット３６の位置が、サイドメンバの剛性が高
くなる車両左方寄りに配置されたことにより、パワーユ
ニット２４振動がサブフレーム１０に影響されるのを更
に低減することができる。

従って、本実施例ではパワーユニット２４振動がサブフ
レーム１０を介して車体側に入力される振動を著しく低
減することができるため、こもり音等の車室内者を大幅
に減少し、かつ、乗り心地性の著しい向上を図ることが
できる。

尚、本実施例ではフロントメンバ１２に１個のエンジン
マウント３０を装着する場合を開示したが、該フロント
メンバ１２に複数個のエンジンマウントを設けてもよく
、このようにエンジンマウントを複数個設けた場合は、
少なくとも１個以上のエンジンマウントをフロントメン
バ１２の左右方向中心よりアッパサイドメンバ２６を設
けた側に寄った位置に装着すればよい。

第３図は他の実施例を示し、上記実施例と同一構成部分
に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。

即ち、この実施例のサブフレーム１０ａは、左側サイド
メンバ１６ａをダブルサイドメンバとし上記ダブルサイ
ドメンバは、左側サイドメンバ１６ａを構成する鋼板を
２重構造として形成したもので、右側サイドメンバ１８
に比較してその強度が著しく増大され、このことにより
該左側サイドメンバ１６ａの剛性が高く設定されるよう
になっている。

従って、この実施例にあっても上記第１．２図の実施例
と同様に、パワープラント振動が入力された場合のサブ
フレーム１０ａの振動モードを、捩りを主とした振動を
発生させることができ、また、フロントメンバ１２に装
着されるエンジンマウント３０の取付位置、つまり、ブ
ラケット３６をフロントメンバ１２の左右方向中心より
ダブルサイドメンバが設けられた側に寄った位置に設定
することにより、該エンジンマウント３０の装着位置を
上記実施例と同様に振動の振幅の小さい部分に設定する
ことができ、サブフレームｌｏａの振動を著しく抑制す
ることができる。

尚、この実施例では上記第１図に示す実施例に比べて、
アッパサイドメンバ２６が不要となるため、エンジンル
ーム内でのレイアウトの自由度が増加し、大排気量のエ
ンジンの搭載が可能となる。

ところで、上述した各実施例のサブフレーム１０、ｌＯ
ａは、Ｆ　−Ｆ車に適用される場合に例を取って説明し
たが、これに限ることな（Ｒ−Ｒ（リアエンジン・リア
ドライブ）車にあっても適用することができる。

尚、Ｒ−Ｒ車に本発明を適用した場合は、フロントメン
バ１２がリアメンバとなって車両後方に配置されると共
に、リアメンバ１４がフロントメンバとなって車両前方
に配置される。

発明の詳細 な説明したように本発明の自動車のサブフレーム構造に
あっては、左右のサイドメンバの剛性を異ならせ、エン
ジンマウントが取り付けられたメンバの車両左右方向中
心部、若しくは該中心に対してサイドメンバの剛性の高
い側に該エンジンマウントを配置したので、サブフレー
ムに発生される低次の弾性振動の固有モードでは、主に
捩りモードを発生させることができるため、エンジンマ
ウントにエンジン振動が入力された場合のサブフレーム
の弾性振動の発生を抑制できる。

従って、車体に伝達されるエンジン振動を大幅に低減し
て、車室内含を著しく少な（することができ、車両乗り
心地性の著しい向上を図ることができるという優れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は本発
明の一実施例を示す側面図、第３図は本発明の他の実施
例を示す斜視図である。 １０．１０ａ・・・サブフレーム、１２・・・フロント
メンバ（第１メンバ）、１４・・・リアメンバ（第２メ
ンバ）、１６．１６ａ・・・左側サイドメンバ１８・・
・右側サイドメンバ、２４・・・パワープラント、２６
・−・ア・ツバサイドメンバ、３０，３２゜３４・・・
エンジンマウント。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）車体にマウントを介して弾性支持され、車両左右
   方向にその長軸が設けられる第１メンバと、該第１メン
   バに対して車両前後方向に配置されると共に、該第１メ
   ンバと同様に車体にマウントを介して弾性支持され、車
   両左右方向にその長軸が設けられる第２メンバと、 これら第１メンバと第２メンバの互いに対向される車両
   左右方向両端近傍をそれぞれ連結するサイドメンバと、
   を備え、 上記第１メンバ又は第２メンバの少なくとも一方に、パ
   ワープラント支持用のエンジンマウントが装着される井
   桁状のサブフレームにおいて、上記サイドメンバの剛性
   を車両左右方向で異ならせると共に、上記エンジンマウ
   ントの取付位置を、車両左右方向中心部若しくは該中心
   に対してサイドメンバの剛性の高い側に配置したことを
   特徴とする自動車のサブフレーム構造。
2. （２）上記サイドメンバの車両左右方向の剛性変化は、
   サイドメンバの数を異ならせたことを特徴とする請求項
   １に記載の自動車のサブフレーム構造。
3. （３）上記サイドメンバの車両左右方向の剛性変化は、
   サイドメンバの強度を異ならせたことを特徴とする請求
   項１に記載の自動車のサブフレーム構造。