JP2022152262A - サブフレーム - Google Patents
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Abstract
【課題】剛性の高いサブフレームを提供する。【解決手段】サブフレームは、本体部10と、本体部10を車体に支持する車体支持部20を備える。車体支持部20は、前端において前後方向に垂直な第1面S1に沿って延びる前壁部21と、後端において前後方向に垂直な第2面S2に沿って延びる後壁部22と、前壁部21と後壁部22とを連結し、第1面S1及び第2面S2に対して交差する第3面S3に沿って延びる中央部23と、を備えている。中央部23は、第3面S3に垂直な第4面S4に沿って上方に突出する上リブ24と、第3面S3に垂直な第5面S5に沿って下方に突出する下リブ25とを有する。【選択図】図7
Description
本発明は、サブフレームに関する。
従来、車体の下部に固定されるサスペンションメンバーが知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、特許文献1に記載のサスペンションメンバーは剛性に改善の余地があった。
本発明は、剛性の高いサブフレームを提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
(1)本発明に係るサブフレーム(例えば、実施形態のサブフレーム100)は、本体部(例えば、実施形態の本体部10)と、前記本体部を車体に支持する車体支持部(例えば、実施形態の車体支持部20)を備えるサブフレームにおいて、前記車体支持部は、前端において前後方向に垂直な第1面(例えば、実施形態の第1面S1)に沿って延びる前壁部(例えば、実施形態の前壁部21)と、後端において前後方向に垂直な第2面(例えば、実施形態の第2面S2)に沿って延びる後壁部(例えば、実施形態の後壁部22)と、前記前壁部と前記後壁部とを連結し、前記第1面及び前記第2面に対して交差する第3面(例えば、実施形態の第3面S3)に沿って延びる中央部(例えば、実施形態の中央部23)と、を備え、前記中央部は、前記第3面に垂直な第4面(例えば、実施形態の第4面S4)に沿って上方に突出する上リブ(例えば、実施形態の上リブ24)と、前記第3面に垂直な第5面(例えば、実施形態の第5面S5)に沿って下方に突出する下リブ(例えば、実施形態の下リブ25)とを有する。
(1)本発明に係るサブフレーム(例えば、実施形態のサブフレーム100)は、本体部(例えば、実施形態の本体部10)と、前記本体部を車体に支持する車体支持部(例えば、実施形態の車体支持部20)を備えるサブフレームにおいて、前記車体支持部は、前端において前後方向に垂直な第1面(例えば、実施形態の第1面S1)に沿って延びる前壁部(例えば、実施形態の前壁部21)と、後端において前後方向に垂直な第2面(例えば、実施形態の第2面S2)に沿って延びる後壁部(例えば、実施形態の後壁部22)と、前記前壁部と前記後壁部とを連結し、前記第1面及び前記第2面に対して交差する第3面(例えば、実施形態の第3面S3)に沿って延びる中央部(例えば、実施形態の中央部23)と、を備え、前記中央部は、前記第3面に垂直な第4面(例えば、実施形態の第4面S4)に沿って上方に突出する上リブ(例えば、実施形態の上リブ24)と、前記第3面に垂直な第5面(例えば、実施形態の第5面S5)に沿って下方に突出する下リブ(例えば、実施形態の下リブ25)とを有する。
この構成によれば、前記車体支持部は、前端において前後方向に垂直な第1面に沿って延びる前壁部と、後端において前後方向に垂直な第2面に沿って延びる後壁部と、前記前壁部と前記後壁部とを連結し、前記第1面及び前記第2面に対して交差する第3面に沿って延びる中央部と、を備えるものとした。そして、前記中央部は、前記第3面に垂直な第4面に沿って上方に突出する上リブと、前記第3面に垂直な第5面に沿って下方に突出する下リブとを有するものとした。これにより、車体支持部の上端にある車体連結部と本体部との間の位置関係を保持したまま、車体支持部の曲げ剛性を確保しつつ、車体支持部の断面の中立軸(又は図心)を本体部に寄せてできるだけ下方に位置させることができる。したがって、車体支持部の上端にある車体連結部を支点としたサブフレームの全体のねじれモードにおける固有振動数を高める、すなわち、サブフレームのねじれ剛性を高めることができる。よって、剛性の高いサブフレームを提供できる。また、中央部の位置を移動させることにより、ねじれモードにおける固有振動数を容易に調整することができ、サブフレームの設計自由度を上げることができる。
(2)車軸を支持するサスペンション装置を連結するサスペンション連結部(例えば、実施形態のサスペンション連結部12)を備え、前記前壁部は、同一平面に沿って前記サスペンション連結部まで連続してよい。
この構成によれば、前記前壁部を、同一平面に沿って前記サスペンション連結部まで連続させた。これにより、サスペンション連結部の剛性を高めることができるとともに、車体支持部20の剛性を高めることができる。
(3)前記車体支持部は、前記車体に連結する連結部材の座面(例えば、実施形態の座面41)を下部に設けたボス部(例えば、実施形態のボス部42)を有し、前記中央部は、前記座面よりも下方に位置してよい。
この構成によれば、前記車体支持部は、前記車体に連結する連結部材の座面を下部に設けたボス部を有するものとし、前記中央部を、前記座面よりも下方に位置させた。これにより、中立軸を本体部に寄せて位置させることができる。よって、車体支持部の上端にある車体連結部と本体部との間の位置関係を保持しつつも、車体支持部の曲げ剛性及びサブフレームの剛性を高めることができる。
(4)前記車体支持部は、前記中央部の上端から前記ボス部まで延びる補強壁(例えば、実施形態の補強壁50)を有してよい。
この構成によれば、前記車体支持部は、前記中央部の上端から前記ボス部まで延びる補強壁を有することとした。これにより、車体連結部の剛性及び車体支持部の剛性をより高めることができる。
(5)前記本体部は、車幅方向に垂直な面に沿って前後方向に延びる本体側壁(例えば、実施形態の本体側壁11)を有し、前記後壁部は、前記本体側壁より外方へ突出してよい。
この構成によれば、前記本体部は、車幅方向に垂直な面に沿って前後方向に延びる本体側壁を有することとし、前記後壁部を、前記本体側壁より外方へ突出させた。これにより、車体支持部の剛性及びサブフレームの剛性をより高めることができる。
(6)前記本体部は、下方に突出する本体リブ(例えば、実施形態の本体リブ10R)を有し、前記前壁部及び前記後壁部のうちの少なくとも一方は、前記本体リブまで連続してよい。
この構成によれば、前記本体部は、下方に突出する本体リブを有することとし、前記前壁部及び前記後壁部のうちの少なくとも一方を、前記本体リブまで連続させた。これにより、車体支持部の剛性及びサブフレームの剛性をより高めることができる。
本発明によれば、剛性の高いサブフレームを提供できる。
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係るサブフレーム100を説明する。図面において、矢印FRは車両の前方、矢印RBは車両の後方、矢印UPは車両の上方、矢印DWは車両の下方、矢印Lは車両の左方、矢印Rは右方を示す。車両の左右方向を車幅方向という場合がある。車幅方向における車両の中心側を内方といい、車幅方向における車両の中心側から離れる方向を外方という場合がある。サブフレーム100は、概ね左右対称の構造である。よって、以下、左右の構成部材に同じ符号を付して説明する場合がある。
図1は、発明に係る一実施形態のサブフレーム100を上方前方からみた斜視図である。図2は、一実施形態のサブフレーム100を下方前方からみた斜視図である。図3は、一実施形態のサブフレーム100の平面図である。図4は、一実施形態のサブフレーム100の底面図である。
(サブフレーム)
図1から図4に示すように、サブフレーム100は、不図示の車体とともに車両の骨格の一部を構成する部材である。サブフレーム100は、車体の下方に設けられている。
サブフレーム100は、本体部10と、本体部10を車体に支持する車体支持部20と、を備えている。本体部10及び車体支持部20は、例えば、ダイカスト成形方法によって、一体に形成されている。本体部10及び車体支持部20は、例えば、アルミニウム等の非鉄金属の合金製である。
図1から図4に示すように、サブフレーム100は、不図示の車体とともに車両の骨格の一部を構成する部材である。サブフレーム100は、車体の下方に設けられている。
サブフレーム100は、本体部10と、本体部10を車体に支持する車体支持部20と、を備えている。本体部10及び車体支持部20は、例えば、ダイカスト成形方法によって、一体に形成されている。本体部10及び車体支持部20は、例えば、アルミニウム等の非鉄金属の合金製である。
(本体部)
本体部10は、車体支持部20によって車体に支持されている。
本体部10は、車軸(不図示)を支持するサスペンション装置(不図示)を連結するサスペンション連結部12と、トルクロッド支持部13と、を備えている。本体部10は、車体との間の空間に、適宜、スタビライザ、ステアリングギヤボックス等の車両部品を配置している。
本体部10は、車体支持部20によって車体に支持されている。
本体部10は、車軸(不図示)を支持するサスペンション装置(不図示)を連結するサスペンション連結部12と、トルクロッド支持部13と、を備えている。本体部10は、車体との間の空間に、適宜、スタビライザ、ステアリングギヤボックス等の車両部品を配置している。
本体部10は、車幅方向に垂直な面に沿って前後方向に延びる本体側壁11を有している。これにより、サブフレーム100のねじれ剛性及び曲げ剛性を高めることができる。
本体部10は、下方に突出する本体リブ10Rを有している。本体リブ10Rは、板状体であり、本体部10に複数設けられていてよい。複数の本体リブ10Rは、互いに異なる向きの法線を有する平面に沿って配置されていてよく、互いに交差するように設けられてよい。これにより、サブフレーム100のねじれ剛性及び曲げ剛性を高めることができる。
サスペンション連結部12は、サスペンション装置のサスペンションアーム(不図示)をヒンジで支持している。サスペンション連結部12は、例えば、本体部10から二股に分かれた二つの板状体から構成されている。二つの板状体は、それぞれ、ヒンジを構成する軸を係止する孔を有している。サスペンション連結部12は、本体部10の左と右に、二対設けられていてよい。
<トルクロッド支持部>
トルクロッド支持部13は、不図示のパワーユニットと連結されるトルクロッドTRを支持している。トルクロッドTRの一端は、ブッシュ(不図示)を介してサブフレーム100にヒンジで連結されている。トルクロッドTRの他端は、エンジン等のパワーユニットに連結されている。トルクロッド支持部13は、本体部10における車幅方向の中央に配置されている。
トルクロッド支持部13は、不図示のパワーユニットと連結されるトルクロッドTRを支持している。トルクロッドTRの一端は、ブッシュ(不図示)を介してサブフレーム100にヒンジで連結されている。トルクロッドTRの他端は、エンジン等のパワーユニットに連結されている。トルクロッド支持部13は、本体部10における車幅方向の中央に配置されている。
詳細には、トルクロッド支持部13は、本体部10の上面から上方に突出している。トルクロッド支持部13は、トルクロッドTRの一端を収容可能な空間を形成している。トルクロッド支持部13は、トルクロッドTRを支持する軸Pの一端を支持する天板13Wと、側板13Vと、を有している。なお、軸Pは、トルクロッドTRを揺動自在に支持するヒンジを構成している。
天板13Wは、本体部10の上面に沿って略水平な面を有する板状体である。天板13Wは、本体部10の上面より上方に位置している。天板13Wは、下方に、トルクロッドTRを収容できる空間を有している。天板13Wは、本体部10から上方に延びる側板13Vを介して、本体部10と一体に形成されている。天板13Wは、平面視において略中央に第1軸支持部131を有している。天板13Wの下方には、トルクロッドTRの収容空間と下開口部A2とを隔てて、補強プレート30が設けられる。天板13Wに設けられた第1軸支持部131は、軸Pの一端を支持し、補強プレート30に設けられた第2軸支持部132は、軸Pの他端を支持している。
天板13Wは、本体部10の上面に沿って略水平な面を有する板状体である。天板13Wは、本体部10の上面より上方に位置している。天板13Wは、下方に、トルクロッドTRを収容できる空間を有している。天板13Wは、本体部10から上方に延びる側板13Vを介して、本体部10と一体に形成されている。天板13Wは、平面視において略中央に第1軸支持部131を有している。天板13Wの下方には、トルクロッドTRの収容空間と下開口部A2とを隔てて、補強プレート30が設けられる。天板13Wに設けられた第1軸支持部131は、軸Pの一端を支持し、補強プレート30に設けられた第2軸支持部132は、軸Pの他端を支持している。
(車体支持部)
図5は、一実施形態の左車体支持部20Aを上方前方からみた斜視図である。図6は、一実施形態の左車体支持部20Aを下方後方からみた斜視図である。図7は、図3におけるA-A線断面斜視図である。
車体支持部20は、本体部10を車体に支持する部分である。車体支持部20は、本体部10の左側に配置されて車体の左側に支持される左車体支持部20Aと、本体部10の右側に配置されて車体の右側に支持される右車体支持部20Bと、を有している。左車体支持部20Aと右車体支持部20Bとは、車幅方向に離れて左右対称に配置されている。
図5は、一実施形態の左車体支持部20Aを上方前方からみた斜視図である。図6は、一実施形態の左車体支持部20Aを下方後方からみた斜視図である。図7は、図3におけるA-A線断面斜視図である。
車体支持部20は、本体部10を車体に支持する部分である。車体支持部20は、本体部10の左側に配置されて車体の左側に支持される左車体支持部20Aと、本体部10の右側に配置されて車体の右側に支持される右車体支持部20Bと、を有している。左車体支持部20Aと右車体支持部20Bとは、車幅方向に離れて左右対称に配置されている。
左車体支持部20A及び右車体支持部20Bは、上方に延びている。詳細には、左車体支持部20A及び右車体支持部20Bは、上方に行くに連れて互いに離れるように、それぞれ、外方に斜めに延びている。左車体支持部20A及び右車体支持部20Bにより、サブフレーム100(本体部10)は、車体と本体部10との間に空間を形成した状態で、車体の車幅方向に架け渡されている。なお、サブフレーム100は、車体支持部20を、左車体支持部20Aと右車体支持部20Bに限らず、更に有していてもよい。
車体支持部20は、上部に、車体に連結される車体連結部40を有している。車体連結部40は、車体に連結するピン、ボルト等の連結部材(不図示)の座面41を下部に設けたボス部42を有している。このように、車体支持部20は、車体連結部40にボス部42を有しているので、車体と車体支持部20とを連結する車体連結部40の剛性を高めることができ、サブフレーム100を車体に確実に固定できる。
詳細には、図7に示すように、車体支持部20は、前端において前後方向に垂直な第1面S1に沿って延びる前壁部21と、後端において前後方向に垂直な第2面S2に沿って延びる後壁部22と、前壁部21と後壁部22とを連結し、第1面S1及び第2面S2に対して交差する第3面S3に沿って延びる中央部23と、を備えている。そして、中央部23は、第3面S3に垂直な第4面S4に沿って上方に突出する上リブ24と、第3面S3に垂直な第5面S5に沿って下方に突出する下リブ25とを有している。これにより、車体支持部20の上端にある車体連結部40と本体部10との間の位置関係を保持したまま、車体支持部20の曲げ剛性を確保しつつ、車体支持部20の断面の中立軸(又は図心)を本体部10に寄せてできるだけ下方に位置させることができる。したがって、車体支持部20の上端にある車体連結部40を支点としたサブフレーム100の全体のねじれモードにおける固有振動数を高める、すなわち、サブフレーム100のねじれ剛性を高めることができる。よって、剛性の高いサブフレーム100を提供できる。また、中央部23の位置を移動させることにより、ねじれモードにおける固有振動数を容易に調整することができ、サブフレーム100の設計自由度を上げることができる。
なお、第3面S3は、第1面S1及び第2面S2に対して垂直に交差してよい。なお、第4面S4と第5面S5とは、同一平面であってよい。すなわち、図7に示す断面において、上リブ24と下リブ25は、上下方向に直線状に連続していてよい。なお、前壁部21、後壁部22、中央部23、上リブ24及び下リブ25は、上述のように第1面S1から第5面S5の仮想平面に沿っていればよく、肉厚は一律でなくてよく、一律であってもよい。
なお、第3面S3は、第1面S1及び第2面S2に対して垂直に交差してよい。なお、第4面S4と第5面S5とは、同一平面であってよい。すなわち、図7に示す断面において、上リブ24と下リブ25は、上下方向に直線状に連続していてよい。なお、前壁部21、後壁部22、中央部23、上リブ24及び下リブ25は、上述のように第1面S1から第5面S5の仮想平面に沿っていればよく、肉厚は一律でなくてよく、一律であってもよい。
ここで、前壁部21は、同一平面に沿ってサスペンション連結部12まで連続している。言い換えると、図7に示すように、サスペンション連結部12を構成する板状体は、第1面S1に沿って延びており、前壁部21と上下方向に連続的に繋がっている。これにより、サスペンション連結部12の剛性を高めることができるとともに、車体支持部20の剛性を高めることができる。
図6に示すように、中央部23は、ボス部42に設けられた座面41よりも下方に位置している。これにより、中立軸を本体部10に寄せて位置させることができる。よって、車体支持部20の上端にある車体連結部40と本体部10との間の位置関係を保持しつつも、車体支持部20の曲げ剛性及びサブフレーム100の剛性を高めることができる。
図5及び図6に示すように、車体支持部20は、中央部23の上端からボス部42まで延びる補強壁50を有している。補強壁50は、上リブ24又は下リブ25の上端と前壁部21及び後壁部22との間に渡って設けられている。補強壁50は、第1面S1、第2面S2、第4面S4又は第5面S5に対して垂直な面に沿って延びる板状体であってよい。補強壁50は、ボス部42の軸芯に平行な面に沿って延びる板状体であってよい。これにより、車体連結部40の剛性及び車体支持部20の剛性をより高めることができる。
図6及び図7に示すように、後壁部22は、本体部10の本体側壁11より外方へ突出している。後壁部22は、車体支持部20の後端から本体部10の外方まで、上下方向に連続して延びている。これにより、車体支持部20の剛性及びサブフレーム100の剛性をより高めることができる。
図2及び図6に示すように、前壁部21及び後壁部22のうちの少なくとも一方は、本体部10の本体リブ10Rまで連続している。なお、図2及び図6に示すように、前壁部21及び後壁部22の両方が、本体部10の本体リブ10Rまで連続していてもよい。これにより、車体支持部20の剛性及びサブフレーム100の剛性をより高めることができる。
なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、サスペンション連結部12は、車体支持部20を兼ねてよい。すなわち、サスペンション連結部12は、適宜の締結具によって、サスペンション連結部12と、サスペンション装置の一部と、車体の一部と、を共締めすることで、サスペンション装置に連結されるとともに、車体に支持されてもよい。
また、例えば、サブフレーム100は、車体支持部20を、左車体支持部20Aと右車体支持部20Bに限らず、更に複数有していてもよい。その場合、いずれかの車体支持部に、上述の実施形態に係る車体支持部20の特徴があればよい。
例えば、サスペンション連結部12は、車体支持部20を兼ねてよい。すなわち、サスペンション連結部12は、適宜の締結具によって、サスペンション連結部12と、サスペンション装置の一部と、車体の一部と、を共締めすることで、サスペンション装置に連結されるとともに、車体に支持されてもよい。
また、例えば、サブフレーム100は、車体支持部20を、左車体支持部20Aと右車体支持部20Bに限らず、更に複数有していてもよい。その場合、いずれかの車体支持部に、上述の実施形態に係る車体支持部20の特徴があればよい。
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
10 本体部
10R 本体リブ
11 本体側壁
12 サスペンション連結部
13 トルクロッド支持部
13V 側板
13W 天板
20 車体支持部
20A 左車体支持部
20B 右車体支持部
21 前壁部
22 後壁部
23 中央部
24 上リブ
25 下リブ
30 補強プレート
40 車体連結部
41 座面
42 ボス部
50 補強壁
100 サブフレーム
131 第1軸支持部
132 第2軸支持部
A2 下開口部
P 軸
S1 第1面
S2 第2面
S3 第3面
S4 第4面
S5 第5面
TR トルクロッド
10R 本体リブ
11 本体側壁
12 サスペンション連結部
13 トルクロッド支持部
13V 側板
13W 天板
20 車体支持部
20A 左車体支持部
20B 右車体支持部
21 前壁部
22 後壁部
23 中央部
24 上リブ
25 下リブ
30 補強プレート
40 車体連結部
41 座面
42 ボス部
50 補強壁
100 サブフレーム
131 第1軸支持部
132 第2軸支持部
A2 下開口部
P 軸
S1 第1面
S2 第2面
S3 第3面
S4 第4面
S5 第5面
TR トルクロッド
Claims (6)
- 本体部と、前記本体部を車体に支持する車体支持部を備えるサブフレームにおいて、
前記車体支持部は、
前端において前後方向に垂直な第1面に沿って延びる前壁部と、
後端において前後方向に垂直な第2面に沿って延びる後壁部と、
前記前壁部と前記後壁部とを連結し、前記第1面及び前記第2面に対して交差する第3面に沿って延びる中央部と、を備え、
前記中央部は、前記第3面に垂直な第4面に沿って上方に突出する上リブと、前記第3面に垂直な第5面に沿って下方に突出する下リブとを有する
ことを特徴とするサブフレーム。 - 車軸を支持するサスペンション装置を連結するサスペンション連結部を備え、
前記前壁部は、同一平面に沿って前記サスペンション連結部まで連続する
ことを特徴とする請求項1に記載のサブフレーム。 - 前記車体支持部は、前記車体に連結する連結部材の座面を下部に設けたボス部を有し、
前記中央部は、前記座面よりも下方に位置する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のサブフレーム。 - 前記車体支持部は、前記中央部の上端から前記ボス部まで延びる補強壁を有する
ことを特徴とする請求項3に記載のサブフレーム。 - 前記本体部は、車幅方向に垂直な面に沿って前後方向に延びる本体側壁を有し、
前記後壁部は、前記本体側壁より外方へ突出する
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のサブフレーム。 - 前記本体部は、下方に突出する本体リブを有し、
前記前壁部及び前記後壁部のうちの少なくとも一方は、前記本体リブまで連続する
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のサブフレーム。
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