JPWO2020065899A1

JPWO2020065899A1 - サブフレーム構造

Info

Publication number: JPWO2020065899A1
Application number: JP2020547781A
Authority: JP
Inventors: 悟野口; 右京渡辺
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2021-08-30
Anticipated expiration: 2038-09-27
Also published as: WO2020065899A1; US11745800B2; CN112752701B; US20220048571A1; CN112752701A; JP7022841B2

Abstract

屈曲部（１５）を有する左右一対の車体側部フレーム（１２、１２）と、左右一対の車体側部フレームの間で車幅方向に沿って延びる車体クロスメンバ（１４）と、屈曲部から車両前方側に向かう各車体側部フレームの部位と、車体クロスメンバの車幅方向外側端部よりも車幅方向中央側の部位とを連結する荷重伝達部材（１７）と、各車体側部フレームに沿うように延びる左右一対の縦メンバ（２０、２０）と、左右一対の縦メンバの間で車幅方向に延びる前クロスメンバ（２２）とを備え、前クロスメンバは、各縦メンバに対して取り付けられる第１取付部（２６）と、第１取付部から車幅方向に沿って延びる延長部（２８）と、延長部の車幅方向外側端部で荷重伝達部材に対して取り付けられている第２取付部（３０）とを有する。

Description

本発明は、例えば、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、左右一対のリヤサイドフレームの車幅方向に沿った間に、後突時の衝突荷重を分散、吸収するリヤサブフレーム（ペリメータフレーム）を設けた車体後部構造が開示されている。

特許文献１に開示されたリヤサブフレーム（ペリメータフレーム）は、左右車両前端部及び左右車両後端部がそれぞれリヤサイドフレームに連結された一対の側方フレームと、一対の側方フレーム間に連結された前方フレーム及び後方フレームとによって構成されている。

特許第５４９９７２６号公報

ところで、特許文献１に開示された車体後部構造では、リヤサブフレームが車体に対して車両前後、且つ、左右一対の合計４点（取付点が４点）で取り付けられている。

このようなリヤサブフレームの４点支持構造では、例えば、リヤサブフレームに搭載される部品の重量が増加した場合、十分な剛性・強度を得ることができず、乗り心地や操縦安定性が低下するおそれがある。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、車両全体の重量増加及び製造コストの高騰を抑制しつつ、車体後部の剛性・強度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、車体側部に配置され、車両前後方向に延びる途中に車幅方向外側に向かって屈曲する屈曲部を有する左右一対の車体側部フレームと、前記左右一対の車体側部フレームの間で車幅方向に沿って延びると共に、車幅方向外側端部が前記屈曲部よりも車両前方側に取り付けられた車体クロスメンバと、前記屈曲部から車両前方側に向かう前記各車体側部フレームの部位と、前記車体クロスメンバの車幅方向外側端部よりも車幅方向中央側の部位とを連結する荷重伝達部材と、前記各車体側部フレームから車幅中央側に所定距離だけ離間した位置で前記各車体側部フレームに沿うよう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延びるサブフレームクロスメンバと、を備え、前記サブフレームクロスメンバは、第１取付部と、延長部と、第２取付部とを有し、前記第１取付部は、前記各縦メンバに対して取り付けられ、前記延長部は、前記第１取付部から車幅方向に沿って延びており、前記第２取付部は、前記延長部の車幅方向外側端部で前記荷重伝達部材に対して取り付けられていることを特徴とする。

本発明では、車両全体の重量増加及び製造コストの高騰を抑制しつつ、車体後部の剛性・強度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体後部を底面側からみた底面図である。図１に示すリヤサブフレームを取り除いた底面図である。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った縦断面図である。図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った縦断面図である。荷重伝達部材の閉断面部内に配置された隔壁部材を示す拡大斜視図である。

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体後部を底面側からみた底面図、図２は、図１に示すリヤサブフレームを取り除いた底面図である。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、車体後部には、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と、左右一対の車体側部フレーム１２、１２と、車体クロスメンバ１４とがそれぞれ配置されている。左右一対の車体側部フレーム１２、１２の車幅方向に沿った間には、略平面状を呈するリヤフロアパネル１３が配置されている。

左右一対の車体側部フレーム１２、１２は、車体側部に配置され、車両前後方向に延びている。各車体側部フレーム１２の車両前後方向に沿って延びる途中には、屈曲部１５が設けられている。この屈曲部１５は、車両前方斜め方向に指向し、且つ、車幅方向外側に向かって屈曲している。各車体側部フレーム１２は、左右一対のリヤサイドフレーム１６、１６と、左右一対のサイドシル１８、１８とを含み、これらが左右の車体側部において車両前後方向で連結されている。

車体クロスメンバ１４は、左右一対の車体側部フレーム１２、１２の間で車幅方向に延びている。また、車体クロスメンバ１４の車幅方向に沿った左右外側端部は、各車体側部フレーム１２の屈曲部１５よりも車両前方側に位置する部位に対してそれぞれ取り付けられている。さらに、車体クロスメンバ１４の左右外側端部よりも中央寄りの部位は、各縦メンバ２０に対して取り付けられている。

図２に示されるように、各車体側部フレーム１２の車両前方側中間部５０と、車体クロスメンバ１４の車幅方向外側部５２とが交差する車両後方部位には、荷重伝達部材１７が配置されている。荷重伝達部材１７は、車幅方向に沿った左右両側にそれぞれ対称に配置されている。この荷重伝達部材１７は、底面視して略三角形状を呈し、３つの辺部に沿って第１〜第３フランジ部１９ａ〜１９ｃが設けられている。また、荷重伝達部材１７は、底面視して、車両前方側の車幅方向の寸法が最も幅広で、車両後方側に向かうにつれて徐々に幅狭で先細りするように形成されている。

底面視して、車両前方側に位置する第１フランジ部１９ａは、車体クロスメンバ１４の車幅方向外側部５２に接合されている。車幅方向外側に位置する第２フランジ部１９ｂは、車体側部フレーム１２の車両前方側中間部５０に接合されている。

図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った縦断面図、図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った縦断面図である。なお、図３では、縦メンバ２０の奥行きを示している。

図３に示されるように、車幅方向内側に位置する第３フランジ部１９ｃは、リヤフロアパネル１３の車幅方向外側部５４に接合されている。これにより、荷重伝達部材１７は、屈曲部１５から車両前方側に向かう各車体側部フレーム１２の部位（車両前方側中間部５０）と、車体クロスメンバ１４の車幅方向外側端部よりも車幅方向中央側の部位（車幅方向外側部５４）とを連結している。

また、荷重伝達部材１７は、車幅方向に沿った断面が略Ｌ字状を呈し（図３、図４参照）、互いに直交する縦壁部１７ａと横壁部１７ｂとが連続して形成されている。図４に示されるように、縦壁部１７ａは、第３フランジ部１９ｃを介してリヤフロアパネル１３の車幅方向外側部５４に接合されている。横壁部１７ｂは、第２フランジ部１９ｂを介して車体側部フレーム１２の内側に窪んだ側壁（車両前方側中間部５０）に接合されている。この断面略Ｌ字状を呈する荷重伝達部材１７（縦壁部１７ａ、横壁部１７ｂ）と、各車体側部フレーム１２の車両前方側中間部５０と、リヤフロアパネル１３の車幅方向外側部５４とからなる三者によって閉塞された閉断面５６を有する閉断面部５８が設けられている。

図１に戻り、リヤサブフレーム１０は、左右一対の車体側部フレーム１２、１２の車幅方向に沿った内側に位置し、且つ、左右一対の車体側部フレーム１２、１２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、図示しない防振装置を介して図示しないパワーユニット（モータやエンジン等の駆動源）を支持している。

図１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２０、２０と、左右一対の縦メンバ２０、２０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。このクロスメンバは、左右一対の縦メンバ２０、２０の車両前方側に固定される前クロスメンバ２２（サブフレームクロスメンバ）と、左右一対の縦メンバ２０、２０の車両後方側に固定される後クロスメンバ２４とを有する。

図３に示されるように、前クロスメンバ２２は、第１取付部２６と、延長部２８と、第２取付部３０とを有している。

第１取付部２６は、前クロスメンバ２２の車幅方向に沿った左右端部側で中央部寄りの部位が、各縦メンバ２０に対して取り付けられている。前クロスメンバ２２は、車両前後方向から側面視して略矩形状の貫通孔３２を有する。この貫通孔３２は、車両前方に臨む前クロスメンバ２２の前壁、及び、車両後方に臨む前クロスメンバ２２の後壁にそれぞれ車両前後方向に沿って貫通するように形成されている。

各縦メンバ２０の車両前方部２０ａは、前クロスメンバ２２の貫通孔３２を貫通して取り付けられている。すなわち、各縦メンバ２０の車両前方部２０ａは、前クロスメンバ２２の貫通孔３２に対して嵌挿されている。また、前クロスメンバ２２の貫通孔３２の形状は、各縦メンバ２０の車両前方部２０ａの軸直断面形状に対応している。

延長部２８は、第１取付部２６から車幅方向外側で且つ上方側に向けて立ち上がるように延びている。

第２取付部３０は、延長部２８の車幅方向外側端部で荷重伝達部材１７に対して取り付けられている。すなわち、荷重伝達部材１７等によって形成された閉断面５６内には、第１貫通孔３４を有する円筒状の第１カラー部材（カラー部材）３６が固定されている。第１カラー部材３６は、荷重伝達部材１７の閉断面５６内を上下方向で連結している。この第１カラー部材３６は、後記する隔壁部材６０に取り付けられている。また、前クロスメンバ２２の閉断面２３内には、第２貫通孔３８を有する円筒状の第２カラー部材４０が固定されている。第２カラー部材４０は、前クロスメンバ２２の閉断面２３内を上下方向で連結している。

第１カラー部材３６及び第２カラー部材４０は、それぞれ同軸状で上下方向に重畳するように配置されている。第１カラー部材３６及び第２カラー部材４０の第１貫通孔３４及び第２貫通孔３８を貫通する図示しないボルト及びナットを締結することで、前クロスメンバ２２が荷重伝達部材１７に対して固定されている。

さらに、前クロスメンバ２２は、上部側の上クロスメンバ部２２ａと、下部側の下クロスメンバ部２２ｂとによって構成されている。上クロスメンバ部２２ａ及び下クロスメンバ部２２ｂの内部には、閉塞された閉断面２３が形成されている（図３参照）。

後クロスメンバ２４は、軸直断面が略コ字状に形成された上壁と、軸直断面が略コ字状に形成された下壁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。

左右一対の縦メンバ２０、２０は、同一構成からなり、それぞれ左右対称に配置されている。各縦メンバ２０は、断面略コ字を呈する上壁部２０ｂと、断面略コ字状を呈する下壁部２０ｃとによって構成されている。上壁部２０ｂと下壁部２０ｃとは、フランジ部を介して一体的に結合（接合）され、その内部に閉断面２１が形成されている（図３参照）。また、各縦メンバ２０の車両前方端部２０ｄは、各縦メンバ２０の車両後方端部２０ｅよりも車幅方向外側に位置する前開き状態に設けられている。

各縦メンバ２０は、各車体側部フレーム１２から車幅中央側に所定距離だけ離間した位置で各車体側部フレーム１２に沿うように延びている（図１参照）。

荷重伝達部材の閉断面部内に配置された隔壁部材を示す拡大斜視図である。

図４及び図５に示されるように、荷重伝達部材１７の閉断面５６内には、車幅方向に沿って延びる隔壁部材６０が配置されている。隔壁部材６０は、各車体側部フレーム１２の車両前方側中間部５０と、荷重伝達部材１７の縦壁部１７ａとの間に配置されている。

隔壁部材６０は、車幅方向に沿って平板状を呈する隔壁本体部６２と、隔壁本体部６２の車幅方向に沿った両端部にそれぞれ設けられた第１接合フランジ部６４ａ及び第２接合フランジ部６４ｂと、隔壁本体部６２の底部に設けられた第３接合フランジ部６４ｃと、隔壁本体部６２の車幅方向に沿った中間部に設けられた湾曲部６６とを有する。湾曲部６６は、断面略円弧状を呈し上下方向に沿って延びている。

車幅方向内側に位置する第１接合フランジ部６４ａは、荷重伝達部材１７の縦壁部１７ａに接合されている。車幅方向外側に位置する第２接合フランジ部６４ｂは、車体側部フレーム１２の車両前方側中間部５０に接合されている。隔壁本体部６２の底部に位置する第３接合フランジ部６４ｃは、荷重伝達部材１７の横壁部１７ｂに接合されている。

また、閉断面部５８には、閉断面５６内を上下方向に連結する第１カラー部材３６が設けられている。第１カラー部材３６は、隔壁部材６０の湾曲部６６に対して接合されている。前クロスメンバ２２の第２取付部３０は、隔壁部材６０及び／又は第１カラー部材３６に対して取り付けられている。

本実施形態に係るリヤサブフレーム１０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、屈曲部１５から車両前方側に向かう各車体側部フレーム１２の部位（車両前方側中間部５０）と、車体クロスメンバ１４の車幅方向外側端部よりも車幅方向中央側の部位（車幅方向外側部５２）とを連結する荷重伝達部材１７を設けている。また、本実施形態では、前クロスメンバ２２が、第１取付部２６と、延長部２８と、第２取付部３０とを有している。

本実施形態では、前クロスメンバ２２を、縦メンバ２０と、荷重伝達部材１７を介して車体側部フレーム１２との両方に取り付けることで、車体に対するリヤサブフレーム１０の支持剛性を高めることができる。この結果、本実施形態では、車両全体の重量増加及び製造コストの高騰を抑制しつつ、車体後部の剛性・強度を向上させることができる。

また、前クロスメンバ２２を、第２取付部３０を介して剛性・強度が高い荷重伝達部材１７に対して取り付けている。これにより、本実施形態では、前クロスメンバ２２の取付剛性・取付強度をより向上させることができる。

また、本実施形態では、荷重伝達部材１７に、各車体側部フレーム１２と、リヤフロアパネル１３とによって閉塞された閉断面５６を有する閉断面部５８が設けられている。具体的には、断面略Ｌ字状を呈する荷重伝達部材１７（縦壁部１７ａ、横壁部１７ｂ）と、各車体側部フレーム１２の車両前方側中間部５０と、リヤフロアパネル１３の車幅方向外側部５４とからなる三者によって閉塞された閉断面５６を有する閉断面部５８が設けられている。

本実施形態では、この閉断面５６を設けることで、荷重伝達部材１７の剛性・強度を高めることができ、前クロスメンバ２２を荷重伝達部材１７に対して取り付けている第２取付部３０の取付剛性・取付強度を向上させることができる。

さらに、本実施形態では、荷重伝達部材１７等によって形成された閉断面部５８内に、車幅方向に沿って延びる隔壁部材６０が配置されている。第２取付部３０は、隔壁部材６０に対して取り付けられている。本実施形態では、隔壁部材６０を設けることで荷重伝達部材１７の剛性・強度が高まり、前クロスメンバ２２を荷重伝達部材１７に対して取り付けている第２取付部３０の取付剛性・取付強度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、閉断面部５８内を上下方向に連結する第１カラー部材３６を設け、第２取付部３０が、第１カラー部材３６に対して取り付けられている。本実施形態では、第１カラー部材３６を設けることで荷重伝達部材１７の剛性・強度が高まり、前クロスメンバ２２を荷重伝達部材１７に対して取り付けている第２取付部３０の取付剛性・取付強度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、閉断面部５８内に隔壁部材６０及び第１カラー部材３６をそれぞれ設けることで、荷重伝達部材１７の剛性・強度を高めることができる。これにより、本実施形態では、前クロスメンバ２２を荷重伝達部材１７に対して取り付けている第２取付部３０の取付剛性・取付強度をより一層向上させることができる。

１０リヤサブフレーム（サブフレーム）
１２車体側部フレーム
１３リヤフロアパネル
１４車体クロスメンバ
１５屈曲部
１７荷重伝達部材
２０縦メンバ
２２前クロスメンバ（サブフレームクロスメンバ）
２６第１取付部
２８延長部
３０第２取付部
３６第１カラー部材（カラー部材）
５６閉断面
５８閉断面部
６０隔壁部材

Claims

車体側部に配置され、車両前後方向に延びる途中に車幅方向外側に向かって屈曲する屈曲部を有する左右一対の車体側部フレームと、
前記左右一対の車体側部フレームの間で車幅方向に沿って延びると共に、車幅方向外側端部が前記屈曲部よりも車両前方側に取り付けられた車体クロスメンバと、
前記屈曲部から車両前方側に向かう前記各車体側部フレームの部位と、前記車体クロスメンバの車幅方向外側端部よりも車幅方向中央側の部位とを連結する荷重伝達部材と、
前記各車体側部フレームから車幅中央側に所定距離だけ離間した位置で前記各車体側部フレームに沿うよう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延びるサブフレームクロスメンバと、
を備え、
前記サブフレームクロスメンバは、第１取付部と、延長部と、第２取付部とを有し、
前記第１取付部は、前記各縦メンバに対して取り付けられ、
前記延長部は、前記第１取付部から車幅方向に沿って延びており、
前記第２取付部は、前記延長部の車幅方向外側端部で前記荷重伝達部材に対して取り付けられていることを特徴とするサブフレーム構造。
請求項１記載のサブフレーム構造において、
車体底部に架設されたリヤフロアパネルを備え、
前記荷重伝達部材には、前記各車体側部フレームと、前記リヤフロアパネルとによって閉塞された閉断面を有する閉断面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。
請求項２記載のサブフレーム構造において、
前記閉断面部内には、車幅方向に沿って延びる隔壁部材が配置され、
前記第２取付部は、前記隔壁部材に対して取り付けられていることを特徴とするサブフレーム構造。
請求項２記載のサブフレーム構造において、
前記閉断面部内を上下方向に連結するカラー部材を備え、
前記第２取付部は、前記カラー部材に対して取り付けられていることを特徴とするサブフレーム構造。
請求項２記載のサブフレーム構造において、
前記閉断面部内には、車幅方向に延びる隔壁部材が配置され、
前記隔壁部材に対し、前記閉断面部内を上下方向に連結するカラー部材が取り付けられ、
前記第２取付部は、前記カラー部材に対して取り付けられていることを特徴とするサブフレーム構造。