(57)【要約】【課題】  大きな荷重が入力される高Ｇブレーキ時においても、ホイールアライメントの変化を生じることがなく、走行安定性の向上に寄与するサブフレームの取付構造を提供する。【解決手段】  少なくとも車体１０の幅方向に配置され、その幅方向における両端部Ｓ１にそれぞれ設けられた複数の車体取付け点Ａ〜Ｄで車体１０に取り付けられるとともに、左右車輪Ｗｆのサスペンション２を支持するサブフレームＳの取付構造であって、車体取付け点Ａ〜ＤにおけるサブフレームＳと車体１０との結合は、フローティングによる結合とリジットによる結合とで行い、リジットによる結合とフローティングによる結合とを、車体１０の幅方向中心に対して非対称に行う。【選択図】      図１
2005119515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも車体の幅方向に配置され、その幅方向における両端部にそれぞれ設けられた複数の車体取付点で前記車体に取り付けられるとともに、左右車輪のサスペンションを支持するサブフレームの取付構造であって、
前記複数の車体取付点における前記サブフレームと前記車体との結合は、弾性部材を介したフローティングによる結合と、前記弾性部材を介さないリジットによる結合とで行われるとともに、前記リジットによる結合と前記フローティングによる結合とが、前記車体の幅方向中心に対して非対称に行われることを特徴とするサブフレームの取付構造。
【請求項２】
前記サスペンションの一部は、前記車体に前記サブフレームを介さずに支持されることを特徴とする請求項１に記載のサブフレームの取付構造。
【請求項３】
前記左右車輪には、前記車体の幅方向中心に対して非対称となる位置で前記サブフレームに固定される操舵装置が連結されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のサブフレームの取付構造。
【請求項４】
前記左右車輪は、前輪であるとともに、前記車体は、前記左右車輪間に動力源および該動力源の一側に設けられるトランスミッションからなるパワーユニットを前記車体の幅方向に収容する動力源収容室を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のサブフレームの取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンやサスペンション等が取り付けられるサブフレームの取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、サブフレームは、エンジンやトランスミッション等が搭載される部分やサスペンションが取り付けられる部分等、自動車の車体において大きな外力が加わる部分に取り付けられる。例えば、車体の前部にエンジンやトランスミッションが配置されるＦＦ車の場合には、サブフレームに対してエンジン等が搭載されるとともに、フロントサスペンション等が取り付けられる。
このようなサブフレームでは、ロードノイズ等による振動低減のために、サブフレームと車体との締結部分を弾性部材を介してフローティングするという取付構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、近年、自動車の衝突時の衝撃吸収性を考慮して、特に、オフセット衝突に対処するため、車体のフレーム等を左右非対称構造に設計する技術が採り入れられている。
【特許文献１】特開平７−２７７００７号公報（段落００１０〜００１４，図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の車体のフレーム等を左右非対称構造とした車体において、サブフレームと車体との締結部分をフローティングさせた場合には、自動車の走行時に車輪から入力された振動が車体側に伝達されるのを抑制して優れた乗り心地や静粛性が得られるという利点を有する。しかしその反面、例えば、１Ｇ近くの大きな荷重が入力される高Ｇブレーキ時には、車輪からの反力がサスペンション装置に入力されることによって、走行安定性の維持に望ましくないホイールアライメントの変化を生じるおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、大きな荷重が入力される高Ｇブレーキ時においても、ホイールアライメントの変化を生じることがなく、走行安定性の向上に寄与するサブフレームの取付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】
【０００６】
前記課題を解決した本発明のうち請求項１に係るサブフレームの取付構造は、少なくとも車体の幅方向に配置され、その幅方向における両端部にそれぞれ設けられた複数の車体取付点で前記車体に取り付けられるとともに、左右車輪のサスペンションを支持するサブフレームの取付構造であって、前記複数の車体取付点における前記サブフレームと前記車体との結合は、弾性部材を介したフローティングによる結合と、前記弾性部材を介さないリジットによる結合とで行われるとともに、前記リジットによる結合と前記フローティングによる結合とが、前記車体の幅方向中心に対して非対称に行われることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、複数の車体取付点におけるサブフレームと車体との結合が、弾性部材を介したフローティングによる結合および弾性部材を介さないリジットによる結合で行われるとともに、フローティングによる結合とリジットによる結合とが、非対称に行われるので、次のような作用効果が得られる。
例えば、車体のフレーム等が左右非対称構造とされた車体において、大きな荷重が入力される高Ｇブレーキ時等には、車体の左右で変形差が大きく現れる取付点が存在することがある。そこで、このような場合に、フローティングによる結合とリジットによる結合とを車体の幅方向中心に対して非対称に行うことにより、生じてくる変形差をフローティングによってうまく吸収することができるようになり、変形差をキャンセルすることが可能となる。
これにより、ホイールアライメントの左右対称化（左右均一化）を図ることができるようになる。
ここで、非対称となる車体取付点の選定は、非対称として考えられるすべての配置を含み、その考えられる配置の中から、車体の変形モードに照らし合わせたときにどれを選択すれば好適かということをシミュレーション等により判断して最適なものを得ることにより行う。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のサブフレームの取付構造において、前記サスペンションの一部は、前記車体に前記サブフレームを介さずに支持されることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、サスペンションの一部が車体にサブフレームを介さずに支持されているので、例えば、大きな荷重が入力される高Ｇブレーキ時等には、サスペンションを介して車体側に荷重を入力させると車体のフレーム等が左右非対称であることのホイールアライメントに与える影響がより顕著となるが、前記請求項１による構成と相俟ってより効果的に変形差を吸収することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のサブフレームの取付構造において、前記左右車輪には、前記車体の幅方向中心に対して非対称となる位置で前記サブフレームに固定される操舵装置が連結されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、左右車輪に連結される操舵装置が、サブフレームに固定されているので、左右の車輪からの入力は、ホイールアライメントの変化を助長してしまう方向に作用することとなるが、操舵装置は、車体の幅方向中心に対して非対称となる位置でサブフレームに固定されているので、これをうまく吸収することができるようになり、変形差をキャンセルすることができるようになる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のサブフレームの取付構造において、前記左右車輪は、前輪であるとともに、前記車体は、前記左右車輪間に動力源および該動力源の一側に設けられるトランスミッションからなるパワーユニットを前記車体の幅方向に収容する動力源収容室を備えていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、動力源および該動力源の一側に設けられるトランスミッションからなるパワーユニットは、動力源収容室に対して幅方向に収容されることとなる。この場合、左右の重量バランスや左右の設置スペースには差が生じることとなり、例えば、オフセット衝突に対処するため車体のフレームを左右非対称構造に設計すると、大きな荷重が入力される高Ｇブレーキ時等には、車体の左右で変形差が大きく現れ易くなって、ホイールアライメントの左右非対称化が生じ易くなる。このような車体において、前記フローティングによる結合を行うことにより、生じてくる変形差をうまく吸収することができるようになり、変形差を効果的にキャンセルすることができるようになる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、大きな荷重が入力される高Ｇブレーキ時においても、ホイールアライメントの変化を生じることがなく、走行安定性の向上に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るサブフレームの取付構造の詳細について説明する。また、本実施形態では、自動車のフロント側に設けられるサブフレームの取付構造について説明する。
【００１６】
参照する図面において、図１は、本発明の一実施の形態に係るサブフレームの取付構造を説明するための車体前部の模式平面図、図２（ａ）は、同じく車体底面側から見たサブフレームを示す模式図、図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるｂ−ｂ端面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）におけるｃ−ｃ端面図である。図３は、同じく車体側方から見たサブフレームを示す模式図である。
【００１７】
図１〜図３に示すように、自動車の車体１０の前方に延びる左右一対のフロントサイドフレーム１，１（図３は片側のみ図示）の下面には、サブフレームＳが、その左右両端部Ｓ１，Ｓ１に設けられた取付部（車体取付点）Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにより固定される。サブフレームＳの前部上面には、エンジンルーム（動力源収容室）Ｒが形成され、このエンジンルームＲに横置きした動力源としてのエンジンＥとトランスミッションＴのそれぞれの後部が支持されるとともに、サブフレームＳの左右両端部Ｓ１，Ｓ１の近傍部位には、前輪（車輪）Ｗｆ，Ｗｆの懸架装置（サスペンション）２，２が配設される。懸架装置２，２は、基端をサブフレームＳの左右両端部Ｓ１，Ｓ１に上下揺動可能に枢支された平面視略Ａ型のロアアーム３，３と、前輪Ｗｆ，Ｗｆを回転自在に支持するナックル５，５と、このナックル５，５の上端に取り付けられる、フロントサイドフレーム１，１（車体１０）に回動自在に連結されたダンパ４，４とを有しているストラット形式のものである。
【００１８】
フロントサイドフレーム１，１は、図２に示すように、自動車の衝突時の衝撃吸収性を考慮して左右非対称形状となっている。
サブフレームＳは、プレス加工された鋼板を溶接によって組み立てたもので、基本的にアッパーメンバ２１とロアメンバ２２とから構成される。サブフレームＳは、前記のように、４つの取付部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおいてフロントサイドフレーム１，１に固定されるようになっており、その結合は、弾性部材を介したフローティングによる結合（以下マウントと称す）３０と、弾性部材を介さないリジットによる結合（以下リジットと称す）４０とで行われるようになっている。本実施形態では、取付部Ａ，Ｄをマウント３０で結合し、取付部Ｂ，Ｃをリジット４０により結合してある。
すなわち、図２に示すように、マウント３０は、車体１０の幅方向中心（中心線Ｏ）に対して左右非対称となる取付部Ａ，Ｄにおいて行っている。
【００１９】
取付部Ａにおけるマウント３０について説明すると、図４に示すように、マウント３０は、外筒３１と、内筒３２と、ゴム部材３３，３４と、ホルダ３５と、ワッシャ３６，３７とからなり、サブフレームＳとフロントサイドフレーム１とを締結している。鍔付きのボルト３８が挿入される内筒３２の周囲には、ゴム部材３３が嵌入されて接着剤等により固着され、そのゴム部材３３の周囲には、外筒３１が嵌入されて接着剤により固着される。その外筒３１は、鍔付き円筒形状のホルダ３５に嵌入される。このように、ホルダ３５内には、中央部分の内側が肉厚になっている外筒３１、ゴム部材３３および内筒３２が装着され、そのホルダ３５はサブフレームＳに嵌入される。
【００２０】
そのサブフレームＳをボルト３８によりフロントサイドフレーム１に締結するときは、ボルト３８を、ワッシャ３７を介して内筒３２に挿通し、ゴム部材３４およびワッシャ３６を介してフロントサイドフレーム１に螺着する。
【００２１】
次に、取付部Ｂにおけるリジット４０について説明すると、図５に示すように、リジット４０は、内筒４１と、この内筒４１に挿通されるボルト４２とから構成されており、サブフレームＳは、内筒４１にボルト４２を挿通して、フロントサイドフレーム１に螺着することにより、フロントサイドフレーム１に締結される。
【００２２】
このような、マウント３０とリジット４０とによるサブフレームＳの締結は、車体１０の幅方向中心（中心線Ｏ）に対して左右非対称となる取付部Ａ〜Ｄにおいて行うことができる。したがって、前記取り付け態様と左右逆のパターンとなる締結、すなわち、取付部Ｂ，Ｃをマウント３０で結合し、取付部Ａ，Ｄをリジット４０により結合するように構成してもよい。
【００２３】
さらに、マウント３０による結合は、車体１０の幅方向中心（中心線Ｏ）に対して一側側となる取付部（Ａ〜Ｄのいずれか１箇所）においてのみ行われる態様とすることができる。すなわち、例えば、取付部Ａをマウント３０で結合した場合には、取付部Ｂ〜Ｄをリジット４０で結合し、また、取付部Ｂをマウント３０で結合した場合には、取付部Ａ，Ｃ，Ｄをそれぞれリジット４０で結合し、さらに、取付部Ｃをマウント３０で結合した場合には、取付部Ａ，Ｂ，Ｄをそれぞれリジット４０で結合し、さらにまた、取付部Ｄをマウント３０で結合した場合には、取付部Ａ〜Ｃをそれぞれリジット４０で結合するようにすることができる。
【００２４】
以上のような種々の取り付け態様は、車体１０の変形モードに照らし合わせたときにどれを選択すれば好適かということをシミュレーション等により判断して最適なものを得ることにより行う。
【００２５】
図１に示すように、サブフレームＳの中央よりも車体１０の幅方向右寄りの位置には、図示しない貫通孔が形成されており、この貫通孔から後上方に延出するステアリングシャフト６の上端にステアリグホイール７が設けられる。
図２に示すように、サブフレームＳの下面には左右方向に延びる凹部８が形成されており、この凹部８に前記ステアリングシャフト６の下端に接続されたステアリングギア（操舵装置）９が収納される。ステアリングギア９の左右両端から延出するタイロッド１３，１３はナックル５，５に接続される。
【００２６】
図２（ａ）に示すように、ステアリングギア９は、取付部材９ａと、フランジ部９ｂ，９ｃと、取付ボルト９ｄとナット９ｅ（図２（ｂ）（ｃ）参照）によりサブフレームＳに固定されている。取付部材９ａは、図２（ｂ）に示すように、その内側にステアリングギア９の外周に弾接するゴム部材を有しており、前輪Ｗｆ，Ｗｆからのステアリングギア９への入力や走行時の振動を緩和することが可能な構成となっている。
フランジ部９ｂは、フランジ部９ｃに対して、車体１０の中心線Ｏ寄りに位置が偏倚されて設けられており、車体１０の幅方向中心（中心線Ｏ）に対して前記取付部材９ａと左右非対称となる位置に設けられている。これにより、ステアリングギア９は、中心線Ｏに対して左右非対称となる位置で、サブフレームＳに固定される。
【００２７】
次に、本発明の実施形態における作用について説明する。
図１に示すように、サブフレームＳの中央部上面には、図示しないエンジンマウントブラケットを介してエンジンＥおよびトランスミッションＴからの荷重が入力され、また、サブフレームＳの両端部Ｓ１，Ｓ１には、懸架装置２，２のロアアーム３，３を介して路面からの荷重が入力される。
【００２８】
ここで、例えば、高Ｇブレーキ時のように、１Ｇ近くの大きな荷重が入力されると、前輪Ｗｆ，Ｗｆにブレーキ力ＦＢ、ＦＢおよびブレーキモーメントＭ１，Ｍ２が発生する。これらは懸架装置２，２のロアアーム３，３を介してサブフレームＳに対して荷重Ｆ１〜Ｆ４として入力される。これとともに、ダンパ４，４を介してフロントサイドフレーム１，１に荷重Ｆ５，Ｆ６として入力される。
フロントサイドフレーム１，１（車体１０）は、左右非対称形状に形成されているとともに、サブフレームＳには、前記のようにエンジンＥおよびトランスミッションＴの荷重が入力されているので、フロントサイドフレーム１，１（車体１０）の左右で変形差が大きく現れることとなる。
サブフレームＳをフローティングしているマウント３０は、車体１０の幅方向中心（中心線Ｏ）に対して左右非対称となる取付部Ａ，Ｄにおいて行われているので、このときに生じる変形差を左右非対称位置にあるマウント３０によってうまく吸収することができ、その変形差をキャンセルすることができるようになる。
これにより、ホイールアライメントに変化が生じるのを防止することができ、ホイールアライメントの左右対称化（均一化）を図ることができるようになる。
【００２９】
以上説明したサブフレームＳの取付構造によれば、複数の取付部Ａ〜ＤにおけるサブフレームＳとフロントサイドフレーム１，１（車体１０）との結合が、マウント３０とリジット４０とにより行われるとともに、マウント３０による結合とリジット４０による結合とが、車体１０の中心線Ｏに対して左右非対称位置において行われるので、大きな荷重が入力される高Ｇブレーキ時等において、車体１０の左右で生じる変形差をうまく吸収することができるようになり、これによって変形差をキャンセルすることができるようになる。
これにより、ホイールアライメントの左右対称化を図ることができるようになる。
【００３０】
また、懸架装置２，２の一部を構成しているダンパ４，４は、フロントサイドフレーム１，１（車体１０）側に対して支持されているので、例えば、大きな荷重が入力される高Ｇブレーキ時等には、ダンパ４，４を伝わって車体１０側への入力により、車体１０のフレーム（フロントサイドフレーム１，１）が左右非対称であることのホイールアライメントに与える影響がより顕著に現れるが、前記サブフレームＳの取付構造と相俟ってより効率的に変形差を吸収することができる。
【００３１】
さらに、左右前輪Ｗｆ，Ｗｆには、車体１０の幅方向中心に対して左右非対称となる位置でサブフレームＳに固定されるステアリングギア９が連結されているので、前輪Ｗｆ，Ｗｆからの入力は、ホイールアライメントの変化を助長してしまう方向に作用することとなるが、ステアリングギア９は、車体１０の中心線Ｏに対して左右非対称となる位置でサブフレームＳに固定されているので、これをうまく吸収することができるようになり、変形差をキャンセルすることができるようになる。
【００３２】
エンジンＥおよびトランスミッションＴからなるパワーユニットは、エンジンルームＲに対して幅方向に収容されることとなり、左右の重量バランスや設置スペースに差が生じることとなる。このような配置とされる車体１０において、大きな荷重が入力される高Ｇブレーキ時等には、車体１０の左右で変形差が大きく現れ易くなり、ホイールアライメントの左右非対称化が生じ易くなる。これに対し、本実施形態のサブフレームＳの取付構造においては、前記マウント３０とリジット４０とによる左右非対称の結合を行う構造としてあるので、変形差をフローティングによってうまく吸収することができるようになり、効果的に変形差をキャンセルすることができる。
【００３３】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明はこれらに限定されず、発明の主旨に応じた適宜の変更実施が可能であることはいうまでもない。例えば、サブフレームＳはフロント側に設けられるものについて説明したが、これに限られるものではなく、リアサイドフレーム側に取り付けられるサブフレームについても適用可能である。また、サブフレームＳの形状は車体の形状等に合わせて任意とすることができる。さらに、マウントによる結合は、車体の中心線に対して一側側にある取付部の複数箇所において行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施の形態に係るサブフレームの取付構造を説明するための車体前部の模式平面図である。
【図２】（ａ）は、同じく車体底面側から見たサブフレームを示す模式図、（ｂ）は、図２（ａ）におけるｂ−ｂ端面図、（ｃ）は、図２（ａ）におけるｃ−ｃ端面図である。
【図３】同じく車体側方から見たサブフレームを示す模式図である。
【図４】マウントを用いた結合を示す部分拡大断面図である。
【図５】リジットを用いた結合を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１      フロントサイドフレーム
２      懸架装置（サスペンション）
３      ロアアーム
４      ダンパ
７      ステアリグホイール
８      凹部
９      ステアリングギア（操舵装置）
１０    車体
３０    マウント
４０    リジット
Ａ〜Ｄ  取付部（車体取付点）
Ｅ      エンジン
Ｏ      中心線
Ｒ      エンジンルーム
Ｓ      サブフレーム
Ｔ      トランスミッション
Ｗｆ    前輪（車輪）
【図１】
2005119515.tif 000003
【図２】
2005119515.tif 000004
【図３】
2005119515.tif 000005
【図４】
2005119515.tif 000006
【図５】
2005119515.tif 000007