JPH0986437A - 自動車のサブフレーム構造 - Google Patents

自動車のサブフレーム構造

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JPH0986437A
JPH0986437A JP24213395A JP24213395A JPH0986437A JP H0986437 A JPH0986437 A JP H0986437A JP 24213395 A JP24213395 A JP 24213395A JP 24213395 A JP24213395 A JP 24213395A JP H0986437 A JPH0986437 A JP H0986437A
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JP
Japan
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tension rod
subframe
sub
frame
bent portion
Prior art date
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Pending
Application number
JP24213395A
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English (en)
Inventor
Hironaga Goto
博永 後藤
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 車体重量の軽量化が可能で且つ衝突時のサイ
ドメンバのエネルギー吸収量を増加させることができる
自動車のサブフレーム構造を提供する。 【解決手段】 サブフレーム14の前側固定点6よりも
前側部分に車幅方向内側へ斜めに曲げた屈曲部15を形
成し、該屈曲部15にテンションロッド16の支持点1
6aを設けたので、衝突荷重を受けた場合に、屈曲部1
5が車幅方向内側へ容易に変形するため、この結果、サ
ブフレーム14及びサイドメンバ1に伝達される荷重が
小さくなり、サイドメンバ1等への補強が不要となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は自動車のサブフレ
ーム構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の自動車のサブフレーム構造として
は、例えば図13〜図18に示すようなものが知られて
いる(類似技術として、特開昭63−64883号公報
参照)。
【0003】まず、図14及び図15に基づいて全体構
成を説明する。1は車両の前後方向に沿って配された左
右一対のサイドメンバで、その後方にはエクステンショ
ンメンバ2が連続して接続されている。このサイドメン
バ1とエクステンションメンバ2の接続部3には、該接
続部3を跨いだ状態のレインフォース4と、接続部3に
沿った状態のレインフォース5が各々設けられている。
【0004】サイドメンバ1の下方には、前後の固定点
6、7を介して概略H形のサブフレーム8が取付けられ
ている。サブフレーム8の前後中央部位には、先端にタ
イヤ9を有するトランスバースリンク10の支持点10
aが上下動自在に支持されている。そして、このトラン
スバースリンク10と、テンションロッド11とが、前
記サブフレーム8の前端8aにて連結されている。すな
わち、テンションロッド11の前側の支持点11aをサ
ブフレーム8の前端8aに取付け、後側の支持点11b
をトランスバースリンク10のタイヤ9寄り位置に取付
けている。尚、12はサイドシルで、内部にはレインフ
ォース13が設けられている。また、Eはエンジンを示
している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のサブフレーム構造にあっては、図16に示す
ように、サブフレーム8とテンションロッド11とトラ
ンスバースリンク10とがしっかりとした三角形構造に
なっており、車両衝突時において、サブフレーム8の前
端8aに衝突荷重F1 が入力されると、テンションロッ
ド11の突っ張りによる反力F2 と、サブフレーム8の
反力F3 と、サブフレーム8の曲げ反力MF1 で、この
衝突荷重F1 を三方からしっかりと受け止めるため、サ
ブフレーム8の前端8aが変形しにくい状態になってい
る。
【0006】そして、例えば車両が衝突したような場合
に、その衝突荷重F1 は、図17及び図18に示すよう
に、主にサイドメンバ1とサブフレーム8を介して最終
的にはエクステンションメンバ2に伝達されるが、前述
のようにサブフレーム8の前端8aが変形しにくい場合
は、特にサブフレーム8に大きな荷重が伝達されるた
め、その荷重に対する補強としてサブフレーム8とエク
ステンションメンバ2との接続部3に、前述のようなレ
インフォース4、5を設ける必要がある。従って、この
ようなレインフォース4、5を設けた分、車体重量の増
加を招くこととなる。
【0007】また、図17に示すように、タイヤ9がサ
イドシル12に接触するような場合、サブフレーム8の
前端8aが変形せず、テンションロッド11がしっかり
と突っ張った状態となるため、サブフレーム8から入力
された荷重がテンションロッド11を介して、トランス
バースリンク10、タイヤ9、サイドシル12へと伝達
される。従って、このテンションロッド11を伝達して
きた荷重に対する補強のために、サイドシル12の内部
にも前述したようなレインフォース13を設ける必要が
あり、この点も車体重量増加の原因になっている。
【0008】更に、サブフレーム8の前端8aが変形し
にくい構造では、衝突時の衝突エネルギーの大部分を受
けもつサイドメンバ1のエネルギー吸収ストロークが大
きく確保できず、限られたエネルギー吸収ストロークの
中でサイドメンバ1の十分なエネルギー吸収を行うに
は、サイドメンバ1の大型化が必要となり、この点も車
体重量増加の原因となっている。
【0009】この発明はこのような従来の技術に着目し
てなされたものであり、車体重量の軽量化が可能で且つ
衝突時のサイドメンバのエネルギー吸収量を増加させる
ことができる自動車のサブフレーム構造を提供するもの
である。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
サブフレームの前側固定点よりも前側部分に車幅方向内
側へ斜めに曲げた屈曲部を形成し、該屈曲部にテンショ
ンロッドの支持点を取付けたものである。
【0011】この請求項1記載の発明によれば、衝突荷
重を受けた場合に、サブフレームの屈曲部が車幅方向内
側へ容易に変形するため、この結果、サブフレームに伝
達される荷重が小さくなり、サイドメンバ後部のサブフ
レームの後側固定点付近の補強が不要となる。また、サ
ブフレームの屈曲部が車幅方向内側へ変形した分、サイ
ドメンバのエネルギー吸収ストロークが大きくなるた
め、サイドメンバのエネルギー吸収量が増加し、必要と
なるエネルギー吸収量の確保が容易になり、サイドメン
バ等への補強が不要となる。また、テンションロッドに
伝達される荷重が小さくなるため、結果的にタイヤを介
してサイドシルに伝達される荷重が小さくなり、サイド
シルの補強が不要となる。従って、従来必要であったレ
インフォースが不要となり、その分、車体重量の軽量化
を図ることができる。
【0012】請求項2記載の発明は、サイドメンバの後
部にエクステンションメンバが連続して接続されてい
る。
【0013】この請求項2記載の発明によれば、サイド
メンバの後部にエクステンションメンバを連続して接続
した構造にしても、その接続部をレインフォースにより
補強する必要がないため、車体重量の軽減を図ることが
できる。
【0014】請求項3記載の発明は、屈曲部をテンショ
ンロッドに沿った方向へ延長して形成し、該屈曲部の前
端にテンションロッドの支持点を弾性部材を介して取付
けたものである。
【0015】この請求項3記載の発明によれば、テンシ
ョンロッドが従来よりも長くなると共に支持点の弾性部
材がねじりバネとして作用するため、タイヤの上下運動
に対して車体側へ伝達される荷重が小さくなり、乗り心
地性能が向上する。
【0016】請求項4記載の発明は、トランスバースリ
ンクとテンションロッドに代えて、両者を一体化した構
造のロアアームを用いた。
【0017】この請求項4記載の発明によれば、トラン
スバースリンクとテンションロッドを一体化した構造の
ロアアームを用いるため、部品点数低減と重量軽減を図
ることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図面に基づいて説明する。尚、従来と共通する部分に
は同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0019】図1〜図11はこの発明の第1の実施形態
を示す図である。この実施形態では、サブフレーム14
の前側固定点6よりも前側部分に車幅方向内側へ斜めに
曲げた屈曲部15を形成し、該屈曲部15の前端15a
にテンションロッド16の支持点16aを取付けた構造
にしている。この屈曲部15はテンションロッド16に
沿った方向へ延長して形成されたもので、従って、この
屈曲部15の前端15aに取付けられるテンションロッ
ド16は従来よりも長くなっている。また、この実施形
態では、サイドメンバ1とエクステンションメンバ2と
の接続部3やサイドシル12に設けられていた各種の
「レインフォース」を廃止している。
【0020】この実施形態によれば、図3に示すよう
に、車両衝突時において、サブフレーム14における屈
曲部15の前端15aに衝突荷重f1 が入力されると、
テンションロッド16の突っ張りによる反力f2 と、サ
ブフレーム14の反力f3 と、サブフレーム14の曲げ
反力mf1 で、この衝突荷重f2 を受け止めることにな
るが、従来とは異なり、サブフレーム14に車幅方向内
側を向いた屈曲部15が設けられているため、この屈曲
部15により内側への曲げモーメントMが発生する。ま
た、この曲げ反力Mに加え、テンションロッド16の反
力f2 と、サブフレーム14の反力f3 が、車幅方向内
側へ指向した成分を持った反力となるため、サブフレー
ム14の屈曲部15はテンションロッド16の支持点1
6aごと車幅方向内側へ容易に変形することになり、こ
の結果、サブフレーム14及びテンションロッド16に
伝達される荷重が小さくなる。従って、この実施形態で
は、サブフレーム14が取付けられるサイドメンバ1と
エクステンションメンバ2との接続部3付近を補強する
ために従来設けられていた「レインフォース」を前述の
ように廃止している。
【0021】また、図6に示すように、タイヤ9がサイ
ドシル12に接触しても、サブフレーム14からテンシ
ョンロッド16を介してトランスバースリンク10及び
タイヤ9に伝達される荷重も小さいため、サイドシル1
2に従来設けられていた「レインフォース」も前述のよ
うに廃止されている。このように各種の「レインフォー
ス」を廃止した分、車体重量の軽減を図ることができ
る。
【0022】更に、図7(A)(B)及び図8に基づい
てエネルギー吸収量の増加に関する説明をする。サイド
メンバ1のエネルギー吸収ストロークは、衝突時におけ
るサブフレーム14(8)の前端15a(8a)の位置
で決まるが、本実施形態の屈曲部15が内側へ変形し易
いため、衝突時には本実施形態(A)のサブフレーム1
4の前端15aの方が、従来例(B)のサブフレーム8
の前端8aよりも後方に位置することとなり、本実施形
態(A)におけるサブフレーム14のエネルギー吸収量
ストロークの方が、従来例(B)のサブフレーム8より
も増加する。
【0023】次に、図9〜図11に基づいて前記以外の
作用を説明する。図9はテンションロッド16の斜視図
であり、図10はそれをモデル化して示した図である。
この実施形態のテンションロッド16は、その支持部1
6aを延長形成した屈曲部15の前端15aに取付ける
ため、従来のテンションロッド11(図11参照)より
も長い。そして、この実施形態におけるテンションロッ
ド16のサブフレーム14への取付けに、テンションロ
ッド16の支持点16aの中心部に配したゴムブッシュ
等の弾性部材17を用いているが、その場合、その弾性
部材17がねじりバネとしての役目を果たすため、この
テンションロッド16の長さが車両の乗り心地性能を大
きく左右する。図10中の式に示されている通り、路面
より車体側へ伝達される荷重Fはタイヤ9の上下運動X
に対して弾性部材17のねじりバネ定数Kに比例し、テ
ンションロッド16の長さLの二乗に反比例する。つま
り、テンションロッド16が長い本実施形態の場合の方
が、短い従来例よりも、タイヤ9の上下運動に対して車
体側へ伝達される荷重Fが小さくなり、乗り心地性能が
向上することになる。尚、図中のθはテンションロッド
11、16の上下揺動角度を示している。
【0024】尚、以上の実施例では、テンションロッド
16の支持点16aを屈曲部15の前端15aに取付け
る例を示したが、必ずしも前端15aである必要はな
く、屈曲部15の中間位置に取付けても良い。
【0025】図12はこの発明の他の実施形態を示す図
である。この実施形態では、前記の実施形態の「トラン
スバースリンク」と「テンションロッド」に代えて、こ
れら「トランスバースリンク」と「テンションロッド」
の両方を一体化した構造のロアアーム18を用いた。ロ
アアーム18を1つ用いるだけで、一体化による剛性向
上により、「トランスバースリンク」と「テンションロ
ッド」の両方を設けた場合と同様の効果が得られる。従
って、このようなロアアーム18を用いることにより、
部品点数低減と重量軽減を図ることができる。
【0026】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、衝突荷重
を受けた場合に、サブフレームの屈曲部が車幅方向内側
へ容易に変形するため、この結果、サブフレームに伝達
される荷重が小さくなり、サイドメンバ後部のサブフレ
ームの後側固定点付近の補強が不要となる。また、サブ
フレームの屈曲部が車幅方向内側へ変形した分、サイド
メンバのエネルギー吸収ストロークが大きくなるため、
サイドメンバのエネルギー吸収量が増加し、必要となる
エネルギー吸収量の確保が容易になり、サイドメンバ等
への補強が不要となる。また、テンションロッドに伝達
される荷重が小さくなるため、結果的にタイヤを介して
サイドシルに伝達される荷重が小さくなり、サイドシル
の補強が不要となる。従って、従来必要であったレイン
フォースが不要となり、その分、車体重量の軽量化を図
ることができる。
【0027】請求項2記載の発明によれば、サイドメン
バの後部にエクステンションメンバを連続して接続した
構造にしても、その接続部をレインフォースにより補強
する必要がないため、車体重量の軽減を図ることができ
る。
【0028】請求項3記載の発明によれば、テンション
ロッドが従来よりも長くなると共に支持点の弾性部材が
ねじりバネとして作用するため、タイヤの上下運動に対
して車体側へ伝達される荷重が小さくなり、乗り心地性
能が向上する。
【0029】請求項4記載の発明によれば、トランスバ
ースリンクとテンションロッドを一体化した構造のロア
アームを用いるため、部品点数低減と重量軽減を図るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態に係る自動車のサブフレ
ーム構造を示す平面図。
【図2】この発明の一実施形態に係る自動車のサブフレ
ーム構造を示す側面図。
【図3】荷重伝達を示すサブフレームの部分拡大図。
【図4】荷重伝達を示す図1相当の平面図。
【図5】荷重伝達を示す図2相当の平面図。
【図6】タイヤがサイドシルに接触した状態を示す図4
相当の平面図。
【図7】実施形態と従来例とのエネルギー吸収ストロー
クの違いを示す説明図。
【図8】エネルギー吸収量の増加を示すグラフ。
【図9】テンションロッドの斜視図。
【図10】テンションロッドをモデル化して示した説明
図。
【図11】実施形態と従来例とのテンションロッドの長
さの違いを示す説明図。
【図12】他の実施形態に係るロアアームを用いたサブ
フレームの平面図。
【図13】従来のサブフレームを示す斜視図。
【図14】従来のサブフレーム構造を示す平面図。
【図15】従来のサブフレーム構造を示す側面図。
【図16】従来の荷重伝達を示すサブフレームの部分拡
大図。
【図17】荷重伝達を示す図14相当の平面図。
【図18】荷重伝達を示す図15相当の平面図。
【符号の説明】
1 サイドメンバ 2 エクステンションメンバ 6、7 固定点 9 タイヤ 10 トランスバースリンク 14 サブフレーム 15 屈曲部 16 テンションロッド 16a テンションロッドの支持点 18 ロアアーム

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 前後方向に沿って配された左右一対のサ
    イドメンバの下方に前後の固定点によりサブフレームを
    取付け、該サブフレームにタイヤを支持するトランスバ
    ースリンクを取付けると共に、該トランスバースリンク
    とサブフレームとをテンションロッドにて連結した自動
    車のサブフレーム構造において、 前記サブフレームの前側固定点よりも前側部分に車幅方
    向内側へ斜めに曲げた屈曲部を形成し、該屈曲部にテン
    ションロッドの支持点を取付けたことを特徴とする自動
    車のサブフレーム構造。
  2. 【請求項2】 サイドメンバの後部にエクステンション
    メンバが連続して接続されている請求項1記載の自動車
    のサブフレーム構造。
  3. 【請求項3】 屈曲部をテンションロッドに沿った方向
    へ延長して形成し、該屈曲部の前端にテンションロッド
    の支持点を弾性部材を介して取付けた請求項1又は請求
    項2記載の自動車のサブフレーム構造。
  4. 【請求項4】 トランスバースリンクとテンションロッ
    ドに代えて、両者を一体化した構造のロアアームを用い
    た請求項1〜3のいずれか1項に記載の自動車のサブフ
    レーム構造。
JP24213395A 1995-09-20 1995-09-20 自動車のサブフレーム構造 Pending JPH0986437A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017082123A1 (ja) * 2015-11-11 2017-05-18 マツダ株式会社 フロントサブフレーム構造

Cited By (4)

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WO2017082123A1 (ja) * 2015-11-11 2017-05-18 マツダ株式会社 フロントサブフレーム構造
JP2017087988A (ja) * 2015-11-11 2017-05-25 マツダ株式会社 フロントサブフレーム構造
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