JP2011020465A - 車両用リヤサブフレーム構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 リヤサブフレームの重量増加を最小限に抑えながら、湾曲部を有する前部クロスメンバの剛性を向上させる。
【解決手段】 プロペラシャフトからリヤディファレンシャルギヤ３０に駆動力が入力される駆動力入力部３０ａとの干渉を回避すべく、リヤサブフレーム１２の前部クロスメンバ１３に湾曲部１３ａを形成したので、サスペンションアーム取付部１６ａから大荷重が入力すると前部クロスメンバ１３が変形する可能性があるが、サスペンションアーム取付部１６ａの近傍と、リヤディファレンシャルギヤ３０の前部を前部クロスメンバ１３の曲部の近傍に支持するマウント部材３２とを連結部材３７で連結したので、この連結部材３７で前部クロスメンバ１３を補強して変形を防止することができ、しかも前部クロスメンバ１３の重量の増加を最小限に抑えることができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、車幅方向に延びる前部クロスメンバおよび後部クロスメンバと、車体前後方向に延びる左右一対のサイドメンバとを枠状に結合したリヤサブフレームの内部に、プロペラシャフトから入力される駆動力を左右の車軸に伝達するリヤディファレンシャルギヤをマウント部材を介して支持する車両用リヤサブフレーム構造に関する。

例えば四輪駆動車両のリヤディファレンシャルギヤを車体フレームに支持する際に、そのリヤディファレンシャルギヤやリヤサスペンション装置を予め組付けたリヤサブフレームを、サブアセンブリとして車体フレームに一括して搭載するものが、下記特許文献１により公知である。

特開２００５−２８９０９４号公報

ところで、車幅方向に延びる前部クロスメンバおよび後部クロスメンバと、車体前後方向に延びる左右一対のサイドメンバとを枠状に結合してリヤサブフレームを構成し、このリヤサブフレームの内部にマウント部材を介してリヤディファレンシャルギヤを支持した場合、リヤディファレンシャルギヤの前部に設けられてプロペラシャフトからの駆動力が入力する駆動力入力部がリヤサブフレームの前部クロスメンバと干渉するのを回避するために、前部クロスメンバの車幅方向中央部を上向きに湾曲させて前記駆動力入力部を配置する空間を形成する必要が生じることがある。

かかる湾曲部を形成すると前部クロスメンバの剛性が低下するため、その車幅方向両端に支持されたサスペンションアームから入力された荷重により、前部クロスメンバが変形する可能性があり、これを防止すべく前部クロスメンバの断面を大型化したり肉厚を増加させたりすると、リヤサブフレームの重量が増加する問題がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、リヤサブフレームの重量増加を最小限に抑えながら、湾曲部を有する前部クロスメンバの剛性を向上させることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車幅方向に延びる前部クロスメンバおよび後部クロスメンバと、車体前後方向に延びる左右一対のサイドメンバとを枠状に結合したリヤサブフレームの内部に、プロペラシャフトから入力される駆動力を左右の車軸に伝達するリヤディファレンシャルギヤをマウント部材を介して支持する車両用リヤサブフレーム構造であって、前記プロペラシャフトから前記リヤディファレンシャルギヤに駆動力が入力される駆動力入力部との干渉を回避すべく、前記前部クロスメンバの車幅方向中央部に上向きに湾曲する湾曲部を形成したものにおいて、前記リヤサブフレームの前部の車幅方向両端部に設けたサスペンションアーム取付部と、前記リヤディファレンシャルギヤの前部を前記前部クロスメンバの湾曲部の近傍に支持する前記マウント部材とを連結部材で連結したことを特徴とする車両用リヤサブフレーム構造が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記湾曲部の近傍に設けたマウント部材は、上部が前記前部クロスメンバに固定されて下部が前記連結部材に固定された軸部と、内周面が前記軸部に固定されて外周面が前記リヤディファレンシャルギヤの支持部に固定された円筒状のゴムブッシュと、前記支持部の下面と前記連結部材の上面との間に配置されたストッパラバーとを備えることを特徴とする車両用リヤサブフレーム構造が提案される。

尚、実施の形態の取付ブラケット１６ａはサスペンションアーム取付部に対応し、実施の形態の前部マウント部材３２および後部マウント部材３３は本発明のマウント部材に対応し、実施の形態のストッパ３７は本発明の連結部材に対応し、実施の形態のボルト３８は本発明の軸部に対応し、実施の形態の下部ストッパラバー４０は本発明のストッパラバーに対応する。

請求項１の構成によれば、車幅方向に延びる前部クロスメンバおよび後部クロスメンバと、車体前後方向に延びる左右一対のサイドメンバとを枠状に結合したリヤサブフレームの内部に、プロペラシャフトから入力される駆動力を左右の車軸に伝達するリヤディファレンシャルギヤがマウント部材を介して支持される。プロペラシャフトからリヤディファレンシャルギヤに駆動力が入力される駆動力入力部との干渉を回避すべく、前部クロスメンバの車幅方向中央部に上向きに湾曲する湾曲部を形成したので、リヤサブフレームの前部の車幅方向両端部に設けたサスペンションアーム取付部から大荷重が入力すると、湾曲部により剛性が低下した前部クロスメンバが変形する可能性があるが、サスペンションアーム取付部と、リヤディファレンシャルギヤの前部を前部クロスメンバの湾曲部の近傍に支持するマウント部材とを連結部材で連結したので、この連結部材で前部クロスメンバを補強して変形を防止することができ、しかも前部クロスメンバ自体の断面を大型化したり肉厚を増加させたりする場合に比べて重量の増加を最小限に抑えることができる。

また請求項２の構成によれば、前部クロスメンバの湾曲部の近傍に設けられてリヤディファレンシャルギヤを支持するマウント部材は、上部が前部クロスメンバに固定されて下部が連結部材に固定された軸部と、内周面が軸部に固定されて外周面がリヤディファレンシャルギヤに固定された円筒状のゴムブッシュと、支持部の下面と連結部材の上面との間に配置されたストッパラバーとを備えるので、前部クロスメンバ、連結部材およびマウント部材の軸部で閉断面構造を構成して前部クロスメンバの剛性を効果的に高めることができる。しかも連結部材は、ストッパラバーの下面が当接可能に対向してゴムブッシュの変形限界を規制するストッパを兼ねるので、連結部材に前部クロスメンバの補強機能およびマウント部材のストッパ機能を併せ持たせて部品点数を削減することができる。

リヤサブフレームの斜視図。 リヤサブフレームの底面図（図１の２方向矢視図）。 リヤサブフレームの正面図（図１の３方向矢視図）。 図２の４−４線断面図。

以下、図１〜図４に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１〜図４に示すように、四輪駆動車両の車体後部の左右両側に前後方向に配置される左右一対のリヤサイドフレーム１１，１１の下面に、リヤサブフレーム１２が着脱自在に支持される。リヤサブフレーム１２は四角枠状の部材であって、車幅方向に延びる前部クロスメンバ１３と、前部クロスメンバ１３の後方において車幅方向に延びる後部クロスメンバ１４と、前部クロスメンバ１３および後部クロスメンバ１４の車幅方向外側を前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ１５，１５と、前部クロスメンバ１３の左右両端と左右のサイドメンバ１５，１５の前端とを接続して前方かつ車幅方向外側に向かって延びる左右一対の前側取付部１６，１６と、後部クロスメンバ１４の左右両端と左右のサイドメンバ１５，１５の後端とを接続して後方かつ車幅方向外側に向かって延びる左右一対の後側取付部１７，１７とを備える。前側取付部１６，１６の先端はゴムブッシュを有する前部サブフレームマウント１８，１８を介して左右のリヤサイドフレーム１１，１１の下面に弾性支持され、後側取付部１７，１７の先端はゴムブッシュを有する後部サブフレームマウント１９，１９を介して左右のリヤサイドフレーム１１，１１の下面に弾性支持される。

リヤサブフレーム１２の左右両側部には後輪２０，２０を支持するサスペンション装置２１，２１が設けられる。各サスペンション装置２１は、前部ロアアーム２２と、後部ロアアーム２３と、アッパーアーム２４と、コントロールアーム２５と、ダンパー２６と、スタビライザ２７とを備える。Ｉ型の前部ロアアーム２２は、前側取付部１６の下面から下向きに延びる取付ブラケット１６ａとナックル２８とを接続し、Ｉ型の後部ロアアーム２３は、後側取付部１７の下面から下向きに延びる取付ブラケット１７ａとナックル２８とを接続し、Ｉ型のコントロールアーム２５は、後側取付部１７の下面から下向きに延びる取付ブラケット１７ｂとナックル２８とを接続し、Ａ型のアッパーアーム２４は、前側取付部１６に設けた取付ブラケット１６ｂおよび後側取付部１７に設けた取付ブラケット１７ｃとナックル２８とを接続する。またダンパー２６の下端はナックル２８に接続され、スタビライザ２７の前端は上下方向に延びるリンク２９を介してナックル２８に接続される。

枠状に形成されたリヤサブフレーム１２の内部に搭載されるリヤディファレンシャルギヤ３０は、その前面から前方に突出する駆動力入力部３０ａが、車体前後方向に延びるプロペラシャフト３１の後端に接続されるとともに、その側面から左右の車軸４６，４６が車幅方向外側に延出する。このとき、リヤディファレンシャルギヤ３０の前面から前方に突出する駆動力入力部３０ａがリヤサブフレーム１２の前部クロスメンバ１３と干渉しないように、前部クロスメンバ１３の車幅方向中央部に上向きに湾曲する湾曲部１３ａが形成されており、この湾曲部１３ａの下側に形成される空間にリヤディファレンシャルギヤ３０の駆動力入力部３０ａが配置される。リヤディファレンシャルギヤ３０は、その前部が左右一対の前部マウント部材３２，３２を介して前部クロスメンバ１３に支持され、その後部が左右一対の後部マウント部材３３，３３を介して後部クロスメンバ１４に支持される。

図４に明瞭に示すように、各前部マウント部材３２は、内筒３４の外周面および外筒３５の内周面に焼き付けにより固定された円筒状のゴムブッシュ３６を備えており、板状のストッパ３７に下方から挿入されたボルト３８が内筒３４を貫通して前部クロスメンバ１３の内部に設けたナット３９に下方から螺合することで、内筒３４が前部クロスメンバ１３の下面に締結される。またリヤディファレンシャルギヤ３０の前面から前方に突出する支持部３０ｂに形成した支持孔３０ｃに外筒３５が圧入により固定される。各前部マウント部材３２はゴムブッシュ３６の上面から突出する上部ストッパラバー３６ａを備え、この上部ストッパラバー３６ａはリヤディファレンシャルギヤ３０の支持部３０ｂの上面と前部クロスメンバ１３の下面との間に配置される。更に各前部マウント部材３２は、リヤディファレンシャルギヤ３０の支持部３０ｂの下面とストッパ３７の上面との間に配置された下部ストッパラバー４０を備える。そしてストッパ３７の車幅方向外端はリヤサブフレーム１２の前側取付部１６の前端部下面に２本のボルト４１，４１で固定される。

一方、リヤディファレンシャルギヤ３０を後部クロスメンバ１４に支持する左右一対の後部マウント部材３３，３３の各々は、内筒４２の外周面および外筒４３の内周面に焼き付けにより固定された円筒状のゴムブッシュ４４を備えており、内筒４２に後方から挿入されたボルト４５がリヤディファレンシャルギヤ３０の後面に螺合し、かつ外筒４３が後部クロスメンバ１４に形成した支持孔１４ａに圧入により固定される。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

リヤサブフレーム１２に前部マウント部材３２，３２および後部マウント部材３３，３３を介してリヤディファレンシャルギヤ３０を支持するとともに、左右のサスペンション装置２１，２１を組付けてサブアセンブリ化し、これを前部サブフレームマウント１８，１８および後部サブフレームマウント１９，１９を介してリヤサイドフレーム１１，１１に一括して組付ける。

リヤディファレンシャルギヤ３０は前部マウント部材３２，３２および後部マウント部材３３，３３を介してリヤサブフレーム１２に弾性支持されるが、リヤディファレンシャルギヤ３０の前部が前部マウント部材３２，３２のゴムブッシュ３６，３６を変形させながら大きく下方に変位したとき、前部マウント部材３２，３２の下部ストッパラバー４０，４０がストッパ３７，３７の上面に当接することで、リヤディファレンシャルギヤ３０の前部の下方への移動限界を規制する。またリヤディファレンシャルギヤ３０の前部が前部マウント部材３２，３２のゴムブッシュ３６，３６を変形させながら大きく上方に変位したとき、前部マウント部材３２，３２の上部ストッパラバー３６ａ，３６ａが前部クロスメンバ１３，１３の下面に当接することで、リヤディファレンシャルギヤ３０の前部の上方への移動限界を規制する。

ところで、リヤサブフレーム１２の前部クロスメンバ１３は、リヤディファレンシャルギヤ３０の駆動力入力部３０ａとの干渉を回避すべく中央部が上向きに湾曲しているため、前部ロアアーム２２，２２の基端を枢支する取付ブラケット１６ａ，１６ａに大きな荷重が入力したときに、前部クロスメンバ１３が曲げ変形する可能性がある。特に、前部ロアアーム２２，２２の基端を枢支する取付ブラケット１６ａ，１６ａの位置と、前部クロスメンバ１３の下面の位置との高さの差Ｈ（図３参照）が大きい場合には、前部クロスメンバ１３の強度不足が顕著になる。

しかしながら本実施の形態によれば、前部マウント部材３２，３２の内筒３４，３４の下端にボルト３８，３８で固定されたストッパ３７，３７を車幅方向外側に延長して前側取付部１６，１６の下面にボルト４１…で締結したので、前部クロスメンバ１３、前部マウント部材３２，３２の内筒３４，３４、ストッパ３７，３７および前側取付部１６，１６よりなる二つの閉断面が形成されることで、前部クロスメンバ１３の剛性を効果的に高めて変形を防止することができる。

しかもリヤディファレンシャルギヤ３０の下方への移動限界を規制する既存のストッパ３７，３７を僅かに大型化して連結部材として利用するので、最小限の重量増加で前部クロスメンバ１３の剛性を大幅に高めることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態では前部マウント部材３２のストッパ３７，３７を連結部材として利用しているが、専用の連結部材を用いることができる。

１２ リヤサブフレーム
１３ 前部クロスメンバ
１３ａ 湾曲部
１４ 後部クロスメンバ
１５ サイドメンバ
１６ａ 取付ブラケット（サスペンションアーム取付部）
３０ リヤディファレンシャルギヤ
３０ａ 駆動力入力部
３０ｂ 支持部
３１ プロペラシャフト
３２ 前部マウント部材（マウント部材）
３３ 後部マウント部材（マウント部材）
３６ ゴムブッシュ
３７ ストッパ（連結部材）
３８ ボルト（軸部）
４０ 下部ストッパラバー（ストッパラバー）
４６ 車軸

Claims (2)

1. 車幅方向に延びる前部クロスメンバ（１３）および後部クロスメンバ（１４）と、車体前後方向に延びる左右一対のサイドメンバ（１５）とを枠状に結合したリヤサブフレーム（１２）の内部に、プロペラシャフト（３１）から入力される駆動力を左右の車軸（４６）に伝達するリヤディファレンシャルギヤ（３０）をマウント部材（３２，３３）を介して支持する車両用リヤサブフレーム構造であって、
   前記プロペラシャフト（３１）から前記リヤディファレンシャルギヤ（３０）に駆動力が入力される駆動力入力部（３０ａ）との干渉を回避すべく、前記前部クロスメンバ（１３）の車幅方向中央部に上向きに湾曲する湾曲部（１３ａ）を形成したものにおいて、
   前記リヤサブフレーム（１２）の前部の車幅方向両端部に設けたサスペンションアーム取付部（１６ａ）と、前記リヤディファレンシャルギヤ（３０）の前部を前記前部クロスメンバ（１３）の湾曲部（１３ａ）の近傍に支持する前記マウント部材（３２）とを連結部材（３７）で連結したことを特徴とする車両用リヤサブフレーム構造。
2. 前記湾曲部（１３ａ）の近傍に設けたマウント部材（３２）は、上部が前記前部クロスメンバ（１３）に固定されて下部が前記連結部材（３７）に固定された軸部（３８）と、内周面が前記軸部（３８）に固定されて外周面が前記リヤディファレンシャルギヤ（３０）の支持部（３０ｂ）に固定された円筒状のゴムブッシュ（３６）と、前記支持部（３０ｂ）の下面と前記連結部材（３７）の上面との間に配置されたストッパラバー（４０）とを備えることを特徴とする、請求項１に記載の車両用リヤサブフレーム構造。

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