(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体前部に車幅方向に沿って配設されたフロントクロスメンバと、該フロントクロスメンバの後方側へ車幅方向に沿って配設されたリヤクロスメンバと、これらの両クロスメンバ同士を連結する左右一対のサブフレーム本体とを備え、このサブフレーム本体はアッパパネルとロアパネルとから中空部を形成するように構成され、前記サブフレーム本体を構成するロアパネルの車幅方向外側の後部側にサスペンションアーム取付部材を取り付けたフロントサスペンションのサブフレーム構造であって、
前記サスペンションアーム取付部材を取り付けたロアパネルの取付面から後方側にかけてのアッパパネルとロアパネルとのパネル形状をそれぞれ略球殻状に形成し、前記略球殻状に形成されたロアパネルの取付面の下部側を車幅方向内側に向けて凹ませ、この凹ませたパネル面に前記サスペンションアーム取付部材を取り付け、前記サスペンションアーム取付部材の中心は前記略球殻状の球中心とほぼ一致し、前記サスペンションアーム取付部材中心から車体幅方向の延長線を前記リヤクロスメンバの位置に略一致させ、前記サスペンションアーム取付部材の車両後方側で前記ロアパネルと前記アッパパネルとを前後方向に連結する第二の補強部材の中心軸は、前記サスペンションアーム取付部材の取付穴のほぼ中心を通るように配置されていることを特徴とするフロントサスペンションのサブフレーム構造。
【請求項２】
前記第二の補強部材は円筒状の補強パイプであることを特徴とする請求項１に記載のフロントサスペンションのサブフレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フロントサスペンションのサブフレーム構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３に示すように、従来のフロントサスペンションを保持するサブフレームのサブフレーム本体１０１は、断面がへの字状のアッパパネル１０３と断面が逆への字状のロアパネル１０５とを互いに合わせ、これら両パネル１０３，１０５の間に中空部１０７を形成している。そして、前記ロアパネル１０５の車幅方向外側の面１０５ａに、板材を略コ字状に折り曲げたサスペンションアーム取付用ブラケット１０９を配設している。この図に示すように、サスペンションアーム取付用ブラケット１０９の取付部の前後には、このブラケット１０９にサスペンションアームを取り付ける際のボルト締結作業をするための作業スペースを確保している。
【０００３】
この場合において、前記ブラケット１０９の前後方向における剛性を十分に確保できないときは、車両に前方からの衝撃力が入力された場合に、タイヤから入力された荷重による衝撃エネルギーを吸収することが困難であった。従って、前記ブラケット１０９の板厚を十分に厚くすることによって剛性を確保しなければならず、車両重量を増大させると共に、コストアップを招いていた。
【０００４】
また、前記ブラケット１０９はサブフレーム本体１０１の側面に配設されているため、サスペンションアームの長さを大きくすることができなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を解決し、前面衝突時におけるサスペンションアームの取付強度を向上させるフロントサスペンションのサブフレーム構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るフロントサスペンションのサブフレーム構造は、上記目的を達成するため、車体前部に車幅方向に沿って配設されたフロントクロスメンバと、該フロントクロスメンバの後方側に車幅方向に沿って配設されたリヤクロスメンバと、これらの両クロスメンバ同士を連結する左右一対のサブフレーム本体とを備え、このサブフレーム本体はアッパパネルとロアパネルとから中空部を形成するように構成され、前記サブフレーム本体を構成するロアパネルの車幅方向外側の後部側にサスペンションアーム取付部材を取り付けたフロントサスペンションのサブフレーム構造であって、前記サスペンションアーム取付部材を取り付けたロアパネルの取付面から後方側にかけてのアッパパネルとロアパネルとのパネル形状をそれぞれ略球殻状に形成している。
【０００７】
前記略球殻状とは、前記サスペンションアーム取付部材を中心にして描いた球面状の形状を意味し、下方に開口した半球を更に約１／４程度に分割して前方側及び車幅方向外側が開口した形状である。また、この球殻形状は、完全な球状に限定されず、多少湾曲した卵状のような形状も含まれる。前記サスペンションアーム取付部材には、サスペンションアームが取り付けられ、該サスペンションアームにはホイールとフロントタイヤが配設される。ここで、車両に前方からの衝撃力が入力された場合に、フロントタイヤに衝撃荷重を受けるが、この衝撃荷重は前記のサスペンションアームからサスペンションアーム取付部材を介して、サブフレーム本体の取付面に入力される。従って、この取付面の形状を略球殻状に形成することによって、取付面に入力された衝撃荷重は均等に分散されるため、サブフレーム本体の強度が向上し、車両へ衝撃力が入力されるときでもサブフレーム本体の損傷が少なくてすむ。
【０００８】
また、本発明の一態様では、前記略球殻状に形成されたロアパネルの取付面の下部側を車幅方向内側に向けて凹ませ、この凹ませたパネル面に前記サスペンションアーム取付部材を取り付けている。
【０００９】
さらに、本発明の別の態様では、前記サスペンションアーム取付部材を取り付けるパネル面の前後方向の位置を、前記リヤクロスメンバの位置に略一致させている。
そして、本発明の更に別の態様では、前記サスペンションアーム取付部材と該取付部材の後方側に位置するロアパネルのパネル面とを第一の補強部材によって連結している。また、本発明の更に別の態様では、前記サスペンションアーム取付部材の後方側に位置するロアパネルのパネル面とアッパパネルとを第二の補強部材によって前後方向に連結している。
このため、サスペンションアーム取付部材に入力された衝撃荷重は第一の補強部材や第二の補強部材にも分散されるため、サブフレーム本体の強度が更に向上する。
即ち、サスペンションアーム取付部に入力される荷重の車幅方向の分力はリヤクロスメンバで受け、荷重の車両前後方向の分力は第一の補強部材及び第二の補強部材を介してロアパネル、更にはアッパパネルで受けることができる。さらに、リヤクロスメンバと第二の補強部材との間のアッパパネルとロアパネルは、略球殻状に形成されているために、荷重を均等に分散させることができる。
【００１０】
さらに、本発明の更に別の態様では、前記第一の補強部材として棒状又は板状のタイダウンフックを用いることができる。
タイダウンフックは、車両運搬時において車両を固定するために用いるものであるが、このタイダウンフックを第一の補強部材として有効に利用することができる。
なお、本発明の更に別の態様では、前記第二の補強部材として円筒状の補強パイプを用いることができる。ここで、該円筒状の補強パイプの中心軸は、サスペンションアーム取付部材の取付穴の中心に略一致させるように配置している。
そして、前記補強パイプの内径は、取付ボルト、ワッシャ、ソケットレンチ等の工具などが通過可能な程度の大きさに形成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
車体の前部には、図１に示すように、フロントクロスメンバ１とリヤクロスメンバ３とがそれぞれ車幅方向に沿って配設されており、これらのクロスメンバ１，３の両端部１ａ，３ａ同士を連結するために前後方向に沿ってサブフレーム本体５が設けられている。これらのフロントクロスメンバ１、リヤクロスメンバ３及びサブフレーム本体５によって略井形のサブフレーム７が構成されている。前記フロントクロスメンバ１の端部にはアッパアームブラケットを兼ねた車体取付ブラケット９が配設されている。前記リヤクロスメンバ３は、リヤアームブラケット１１の前後位置とほぼ同じ位置に配設されている。
【００１２】
図２は、図１に示したサブフレーム本体５とフロントクロスメンバ１とにサスペンションアーム１３を配設し、車体の斜め前方から見た斜視図である。サブフレーム本体５の下部に配設されたリヤアームブラケット１１には、前記サスペンションアーム１３の後部側アーム１５を配設し、フロントクロスメンバ１にはフロントアームブラケット１７を介してサスペンションアーム１３の前部側アーム１９を支持している。
【００１３】
図３〜図６に示すように、サブフレーム本体５は、アッパパネル３１とロアパネル３３とをそれらの周縁部３１ａ，３３ａ同士を接合することによって形成されており、これらのアッパパネル３１とロアパネル３３とで閉断面構造の中空部３５が形成されている。また、サブフレーム本体５の車幅方向の内側には、円筒状のリヤクロスメンバ３が配設されており、ロアパネル３３の下部側及び車幅方向外側の面には、リヤアームブラケット１１が配設されている。そして、図４に示すように、補強パイプ４３の中心軸はリヤアームブラケット１１の取付穴１２のほぼ中心を通るように配置されている。
【００１４】
図７に示すように、本発明のアッパパネル３１は従来のものとほぼ同じ形状であり、ロアパネル３３は、従来のロアパネル１０５（二点鎖線で示す）の下部側を車幅方向内側に向けて凹ませた下部面３７を形成している。つまり、従来のサブフレーム本体の中空部の断面形状は略平行四辺形であったが、本発明に係るサブフレーム本体５は、従来のロアパネル１０５の下部側を凹ませることによって、中空部３５の断面形状を略くの字状に形成している。
【００１５】
そして、サブフレーム本体５の後部側にリヤアームブラケット１１を取り付けているが、この取付近傍部を切断した斜視図を図８に示す。この図に示すように、サブフレーム本体５の後部は、下方に開口した半球を更に約１／４程度に分割して前方側及び車幅方向外側が開口した略球殻状に形成されている。ロアパネル３３の後端面には、棒状に形成されたタイダウンフック３９の後端部３９ａをアーク溶接などによって接合し、ロアパネル３３の車幅方向内側の面にはリヤアームブラケット１１を接合し、該リヤアームブラケット１１の後面４１に前記タイダウンフック３９の前端部３９ｂを接合している。
【００１６】
前記サブフレーム本体５の構造を更に詳細に説明する。
図９と図１０に示すように、ロアパネル３３とアッパパネル３１との周縁部３３ａ，３１ａ同士を接合する。その際に、車幅方向の内側にリヤクロスメンバ３を配設すると共に、前記ロアパネル３３とアッパパネル３１との間に補強パイプ４３を設ける。そして、ロアパネル３３の下側からリヤアームブラケット１１を配設し、タイダウンフック３９をリヤアームブラケット１１とロアパネル３３とを連結するように配設することによって、図６に示すサブフレーム７を構成することができる。
【００１７】
次いで、上記フロントサスペンションのサブフレーム構造による作用を以下に説明する。
前述した構造のサブフレーム７を備えた車両において、フロントタイヤに荷重が入力された場合にサブフレームが受ける荷重を効果的に分散させることができる。
【００１８】
つまり、図１１に示すように、まずフロントタイヤ４５に掛かった衝撃荷重Ｆは、サスペンションアーム１３の取付点４７に掛かる。そして、この取付点４７からサスペンションアーム１３を介して前記リヤアームブラケット１１に入力される。この荷重Ｇは、図１１に示すように、サブフレーム本体５に斜め約４５°方向に入力される。ここで、図８で説明したように、サブフレーム本体５の後方側でかつ車幅方向の内側は、略球殻状に形成されているため、リヤアームブラケット１１に入力された荷重Ｇを均等に分散しながらサブフレーム本体５で受けることができる。また、リヤアームブラケット１１に固定されているタイダウンフック３９や、アッパパネル３１とロアパネル３３とを連結した補強パイプ４３にも荷重Ｇの一部が入力されて分散されるため、全体的にサブフレーム７の強度を向上させることができる。
【００１９】
また、図７で説明したように、ロアパネル３３の下部は、車幅方向内側に凹んでおり、リヤアームブラケット１１をより車幅方向内側の位置に取り付けることができるため、サスペンションアーム１３の長さを長くすることができる。さらに、リヤアームブラケット１１をより車幅方向内側に位置させる場合においても、路面からの高さを変えることなく、車体側取付部との下方向へのオフセットが大きくなることがない。そして、リヤアームブラケット１１の後方に前後方向に補強パイプ４３が配設されていて、該補強パイプ４３の中心軸とリヤアームブラケット１１の取付穴１２の中心とを略一致させているため、該補強パイプ４３の内径面からソケットレンチエクステンションを通すことができる。
【００２０】
なお、本発明は前記した実施の形態に限定されることなく、本発明の技術思想に基づいて種々の変更及び変形が可能である。
例えば、前記タイダウンフック３９は、図９と図１０に示すような棒状のものに限定されずに、図１２に示すようなブラケット状のものでも良い。このタイダウンフック４９は、上下方向に配設された板状の本体面５１と、該本体面５１の上端縁を側方に折り曲げた取付フランジ５２とから構成されており、前記本体面５１には横長のフック穴５３が穿設されている。
このタイダウンフック４９の板厚や材質を変えることによって、前方からの衝撃によるフロントタイヤ４５の後方移動抗力を調整することができる。つまり、リヤクロスメンバ３の中心とリヤアームブラケット１１の中心とが上下に多少ずれているため、リヤクロスメンバ１１の中央部を上方に反らすようなモーメントが発生することになる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明に係るフロントサスペンションのサブフレーム構造は、車体前部に車幅方向に沿って配設されたフロントクロスメンバと、該フロントクロスメンバの後方側に車幅方向に沿って配設されたリヤクロスメンバと、これらの両クロスメンバ同士を連結する左右一対のサブフレーム本体とを備え、このサブフレーム本体はアッパパネルとロアパネルとから中空部を形成するように構成され、前記サブフレーム本体を構成するロアパネルの車幅方向外側の後部側にサスペンションアーム取付部材を取り付けたフロントサスペンションのサブフレーム構造であって、前記サスペンションアーム取付部材を取り付けたロアパネルの取付面から後方側にかけてのアッパパネルとロアパネルとのパネル形状をそれぞれ略球殻状に形成しているため、サスペンションアーム取付部材に入力される荷重の車幅方向の分力はリヤクロスメンバで受け、荷重の車両前後方向の分力は後述する第一の補強部材及び第二の補強部材を介してロアパネル、更にはアッパパネルで受けることができる。さらに、略球殻状に形成しているために、取付面に入力された衝撃荷重は均等に分散され、サブフレーム本体の強度が向上し、車両へ衝撃力が入力されるときでもサブフレーム本体の損傷が少なくてすむ。
【００２２】
また、本発明の一態様によれば、前記略球殻状に形成されたロアパネルの取付面の下部側を車幅方向内側に向けて凹ませ、この凹ませたパネル面に前記サスペンションアーム取付部材を取り付けているため、サスペンションアーム取付部材を車幅方向のより内側に設けることができ、サスペンションアームの長さを長くすることができる。また、サスペンションアーム取付部材を車幅方向の内側に設けても、その取付位置が下方に下がることなく、車体側取付部から下方へのオフセットが大きくならず、路面との高さを確保することができる。
【００２３】
さらに、本発明の別の態様によれば、前記サスペンションアーム取付部材を取り付けるパネル面の前後方向の位置を、前記リヤクロスメンバの位置に略一致させている。
そして、本発明の更に別の態様では、前記サスペンションアーム取付部材と該取付部材の後方側に位置するロアパネルのパネル面とを第一の補強部材によって連結し、また、前記サスペンションアーム取付部材の後方側に位置するロアパネルのパネル面とアッパパネルとを第二の補強部材によって前後方向に連結している。
このため、サスペンションアーム取付部材に入力された衝撃荷重は第一の補強部材や第二の補強部材にも分散されるため、サブフレーム本体の強度が更に向上する。
【００２４】
さらに、本発明の更に別の態様では、前記第一の補強部材として棒状又は板状のタイダウンフックを用いることができる。該タイダウンフックは、車両運搬時において車両を固定するために用いるものであるが、このタイダウンフックを第一の補強部材として有効に利用することができる。
なお、本発明の更に別の態様では、前記第二の補強部材として円筒状の補強パイプを用いることができ、該円筒状の補強パイプの中心軸とサスペンションアーム取付部材の取付穴の中心位置を略一致させているため、前記補強パイプの内径に、取付ボルト、ワッシャ、ソケットレンチ等の工具などを通過させて、サスペンションアームを前記取付部材に取り付ける作業を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る構造を備えたサブフレームを示す平面図である。
【図２】図１のサブフレームを斜め前方から見た斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線による断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線による断面図である。
【図５】図１のＣ−Ｃ線による断面図である。
【図６】図１のサブフレームを斜め後方から見た斜視図である。
【図７】本発明に係るサブフレームの後方内側の断面図である。
【図８】本発明に係るサブフレームの後方角部の断面図である。
【図９】本発明に係るサブフレーム本体の分解斜視図である。
【図１０】本発明に係るサブフレーム本体の分解斜視図である。
【図１１】本発明に係るサブフレームに前面衝突による荷重が入力される状態を示す概念図である。
【図１２】タイダウンフックの変形例を示す斜視図である。
【図１３】従来の構造を有するサブフレーム本体の断面図である。
【符号の説明】
１  フロントクロスメンバ
３  リヤクロスメンバ
５  サブフレーム本体
７  サブフレーム
９  車体取付ブラケット
１１  リヤアームブラケット
１２  取付穴
１３  サスペンションアーム
１５  後部側アーム
１７  フロントアームブラケット
１９  前部側アーム
３１  アッパパネル
３３  ロアパネル
３５  中空部
３７  下部面
３９，４９  タイダウンフック
４１  後面
４３  補強パイプ
４５  フロントパイプ
４７  取付点
５１  本体面
５３  フック穴
【図１】
0003861587.tif 000002
【図２】
0003861587.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003861587.tif 000009
【図９】
0003861587.tif 000010
【図１０】
0003861587.tif 000011
【図１１】
0003861587.tif 000012
【図１２】
0003861587.tif 000013
【図１３】
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