車両用フロントアンダーフレーム

【課題】サスペンションクロスメンバの下方に配設される車体構造物と干渉させることなく、車幅方向からの荷重入力に対してもサスペンションロアアームの取付剛性を十分に向上することのできる車両用フロントアンダーフレームを提供する。
【解決手段】サスペンションクロスメンバ７の中央部に固設する固定部３１の近傍を起点として、端部にサスペンションクロスメンバと共にサスペンションロアアーム１５のフロント連結部１６がそれぞれ連結する左右一対のフロントアーム部３２を延設するとともに、端部にサスペンションロアアーム１５のリヤ連結部１７がそれぞれ連結する左右一対のリヤアーム部３３を斜め後方に延設してフロントアンダーフレーム３０を構成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、フロントサスペンション取付部の剛性向上に有効な車両用フロントアンダーフレームに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車体の前部において、フロントサスペンションを構成する左右のサスペンションロアアームは、左右のサイドフレーム、或いは、当該サイドフレーム間に架設するサスペンションクロスメンバ等の車体部材に対し、それぞれ前後２箇所がブラケット等を介して連結されている。
【０００３】
ところで、サスペンションロアアームの車体に対する取付剛性は、車両の操縦安定性や制振性等に大きく寄与することが知られている。このため、従来より、サスペンションロアアームの取付部を補剛するためのフロントアンダーフレームについては、様々な提案がなされている。例えば、特許文献１には、左右の縦フレームとこれらに架設する横フレームとで要部が構成されたサブフレーム（フロントアンダーフレーム）を左右のサイドフレームの下方に支持ブラケットを介して連結し、これらサイドフレームと縦フレームとの間にサスペンションロアアームを取付けた技術が開示されている。
【特許文献１】特開２０００１−３１０７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１に開示された技術では、サスペンションロアアームの取付位置よりも遙かに前方で横フレームが縦フレーム間に架設されているため、車幅方向の荷重入力に対するサスペンションロアアームの取付剛性を、フロントアンダーフレームの横フレームで十分に確保することが困難な場合がある。また、横フレームをサスペンションロアアームの取付位置にて左右の縦フレーム間に架設しようとすると、サスペンションクロスメンバの下方には排気管等の車体構造物は配設されているため、これら車体構造物と干渉してしまうという問題が生じる。
【０００５】
さらに、サスペンションロアアームは前後２箇所で車体部材に連結されているため、横フレームのみでは十分にサスペンションロアアームの取付部の剛性を向上させることが困難である。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、サスペンションクロスメンバの下方に配設される車体構造物と干渉させることなく、車幅方向からの荷重入力に対してもサスペンションロアアームの取付剛性を十分に向上することのできる車両用フロントアンダーフレーム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】
【０００７】
本発明は、前後方向に延びる左右のサイドフレーム間に架設し、前後方向に延びる左右のサスペンションロアアームを支持するサスペンションクロスメンバの中央部に固設する固定部と、上記固定部の近傍を起点として車幅方向に延設し端部で上記サスペンションクロスメンバと共に前記サスペンションロアアームのフロント連結部をそれぞれ連結する左右一対のフロントアーム部と、上記固定部の近傍を起点として斜め後方に延設し端部で上記サスペンションロアアームのリヤ連結部をそれぞれ連結する左右一対のリヤアーム部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の車両用フロントアンダーフレームによれば、サスペンションクロスメンバの下方に配設される車体構造物と干渉させることなく、車幅方向からの荷重入力に対してもサスペンションロアアームの取付剛性を十分に補剛することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一形態に係わり、図１は車体の前部骨格構造の要部を示す底面図、図２は車体の前部骨格構造の要部を示す正面図、図３は車体の前部骨格構造の要部を示す左側面図、図４はフロントアンダーフレームの斜視図、図５は荷重伝達経路のシミュレーション結果を示す説明図、図６は図２のＩ−Ｉ線に沿う要部断面図、図７は図１のII−II線に沿う要部断面図、図８は図７の変形例を示す要部断面図、図９は図７の変形例を示す要部断面図、図１０は図７の変形例を示す要部断面図、図１１，１２はサスペンションロアアームのフロント連結部に連結するブラケットの補強構造を示す説明図、図１３はサスペンションロアアームのリヤ連結部に連結するブラケットの構造を示す説明図である。
【００１０】
図１〜３において、符号１は自動車等の車体を示す。この車体１の左右各側部にはサイドシル５がそれぞれ配設され、各サイドシル５の前端部にはサイドフレーム６がそれぞれ連結されている。また、左右のサイドフレーム６間には、サスペンションクロスメンバ７が架設されている。なお、図１中符号８は、サスペンションクロスメンバ７にマウントされるエンジンを示し、符号９はエンジン８から延出してサスペンションクロスメンバ７の下方に配設される排気管（車体構造物）を示す。
【００１１】
また、サイドフレーム６との連結部の近傍において、サスペンションクロスメンバ７には、当該サスペンションクロスメンバ７の下面に突設するフロントブラケット２０を介して、サスペンションロアアーム１５の前部が軸支されている。具体的に説明すると、図３，６に示すように、フロントブラケット２０は車体１の前後方向に対向する一対の支持板２０ａを備えた二股構造をなし、これら支持板２０ａの間に、サスペンションロアアーム１５のフロント連結部１６が介装されている。そして、これら支持板２０ａ及びフロント連結部１６を車体１の前後方向に貫通する締結部材としてのボルト２２ａとナット２２ｂの締結により、サスペンションロアアーム１５の前部は、車体１の上下方向に揺動自在に軸支される。
【００１２】
一方、サイドシル５との連結部の近傍において、サイドフレーム６には、当該サイドフレーム６の下面に突設するリヤブラケット２５を介して、サスペンションロアアーム１５の後部が軸支されている。具体的に説明すると、図３，７に示すように、リヤブラケット２５からは締結部材としてのボルト２６ａが垂設されており、このボルト２６ａに、サスペンションロアアーム１５のリヤ連結部１７が貫通されている。さらに、ボルト２６ａにはサイドシル５に固設する支持板２７が貫通され、当該支持板２７から突出するボルト２６ａとナット２６ｂとの締結により、サスペンションロアアーム１５の後部は、車体１の旋回方向に揺動自在に軸支される。
【００１３】
このような車体１の前部構造において、左右のサスペンションロアアーム１５は、さらに、フロントアンダーフレーム３０によって、その取付剛性が補剛されている。
【００１４】
フロントアンダーフレーム３０は、サスペンションクロスメンバ７の下面中央部に固設する固定部３１と、この固定部３１の近傍を起点として車幅方向に延設し端部にサスペンションロアアーム１５のフロント連結部１６が連結する左右一対のフロントアーム部３２と、固定部３１の近傍を起点として斜め後方に延設し端部にサスペンションロアアーム１５のリヤ連結部１７が連結する左右一対のリヤアーム部３３とを有する。
【００１５】
具体的に説明すると、固定部３１は、例えば、左右２箇所のボルト締結によって、サスペンションクロスメンバ７に固設されている。
【００１６】
各フロントアーム部３２は、例えば、固定部３１に対してそれぞれ車幅方向に延設する中空の板金部材で構成されている（図１，４参照）。さらに、各フロントアーム部３２は、その中途の複数箇所が屈曲することでサスペンションクロスメンバ７の下方に排気管９の配管を許容する空隙３５を形成する構成となっている（図２参照）。
【００１７】
また、各フロントアーム部３２の端部に形成されたブラケット３６は、車体１の前後方向に対向する一対の支持板３６ａを備えた二股構造をなしている（図４，６参照）。そして、これら支持板３６ａが、フロントブラケット２０（支持板２０ａ）及びフロント連結部１６を挟み込み、ボルト２２ａ及びナット２２ｂによって一体的に締結されることにより、フロントアーム部３２の端部は、サスペンションロアアーム１５のフロント連結部１６に連結されている。
【００１８】
一方、各リヤアーム部３３は、例えば、固定部３１に対してそれぞれ車体１の斜め後方に拡開しながら延設する中空の板金部材で構成されている（図１，４参照）。さらに、各リヤアーム部３３は、その中途の複数箇所が屈曲することでサスペンションクロスメンバ７の下方に排気管９の配管を許容する空隙４０を形成している（図３参照）。
【００１９】
また、各リヤアーム部３３の端部に形成されたブラケット４１は、車体１の上下方向に対向する一対の支持板４１ａを備えた二股構造をなしている（図７参照）。そして、これら支持板４１ａが、リヤブラケット２５とリヤ連結部１７との間及びリヤ連結部１７と支持板２７との間に介装され、ボルト２６ａ及びナット２６ｂによって一体的に締結されることにより、リヤアーム部３３の端部は、サスペンションロアアーム１５のリヤ連結部１７に連結されている。
【００２０】
ここで、図５は、車体１上における各フロント連結部１６、各リヤ連結部１７、及び、固定部３１にそれぞれ対応する各固定点１０１で板材１００を剛性部材に固定した解析モデル上において、例えば右側フロント連結部１６に相当する固定点１０１から入力された荷重が板材１００上で伝達される経路を示すシミュレーション結果である。図示しないが、その他、同様の解析モデルを用いて各連結部１６，１７に相当する固定点１０１から荷重を入力した際のシミュレーションが行われている。そして、本形態において、車体１の左右間での荷重伝達を効率的に実現するため、フロントアンダーフレーム３０の各アーム部３２，３３の延設方向は、各シミュレーション結果から導き出せる荷重の伝達経路に略則した方向に設定されている。
【００２１】
このような形態によれば、サスペンションクロスメンバ７の中央部に固設する固定部３１の近傍を起点として、端部にサスペンションロアアーム１５のフロント連結部１６がそれぞれ連結する左右一対のフロントアーム部３２を延設するとともに、端部にサスペンションロアアーム１５のリヤ連結部１７がそれぞれ連結する左右一対のリヤアーム部３３を延設してフロントアンダーフレーム３０を構成することにより、サスペンションクロスメンバ７の下方に配設される車体構造物と干渉させることなく、車幅方向からの荷重入力に対してもサスペンションロアアーム１５の取付剛性を十分に向上することができる。すなわち、フロントアンダーフレーム３０は、サスペンションロアアーム１５から入力される荷重を車体１の左右間で固定部３１を中継して伝達する構成であるため、個々のアーム部３２，３３の長さを短く構成することができ、各アーム部３２，３３に排気管９等に対する逃げ部を形成した場合にも、各アーム部３２，３３の強度を十分に確保することができる。
【００２２】
この場合、サスペンションロアアーム１５の連結部１６，１７とブラケット２０，２５とを連結する締結部材（ボルト２２ａとナット２２ｂ、或いは、ボルト２６ａとナット２６ａ）を用いて、各アーム部３２，３３の端部を連結部１６，１７と一体的に締結する構成とすることで、フロントアンダーフレーム３０で補剛する際の部品点数の増加を効果的に抑制することができる。
【００２３】
ここで、例えば図８に示すように、リヤ連結部１７に対するブラケット４１の連結は、支持板２７の下面側で行う構成としてもよい。このように構成することにより、特に、オプション等によってフロントアンダーフレーム３０を後付けする場合の組付作業性を向上することができる。
【００２４】
その際、例えば図９に示すように、ブラケット４１を支持板２７と一体化させることも可能である。このように構成することにより、サスペンションロアアーム１５の取付剛性をフロントアンダーフレーム３０で補剛する際の部品点数の増加を効果的に抑制することができる。
【００２５】
また、例えば図１０に示すように、フロントアンダーフレーム３０によってサスペンションロアアーム１５の取付剛性が十分に向上される場合には、支持板２７を省略することも可能である。
【００２６】
さらに、例えば図８或いは図１０に示した構成において、ブラケット４１に開口するボルト挿通孔４１ｂを、車体１の前方に解放部４１ｃを備えた長孔で構成することも可能である（図１３（ａ），（ｂ）参照）。このように構成することにより、車両衝突時には、フロントアンダーフレーム３０を車体１から容易に離脱させることができ、車体１の前部設定されるクラッシャブルゾーンを犠牲にすることなく、サスペンションロアアーム１５の取付剛性を補剛することができる。
【００２７】
また、ブラケット３６自体の強度を向上させるため、例えば図１１（ａ），（ｂ）に示すように、支持板３６ａの縁辺部にリブ３６ｂを形成してもよく、また、例えば図１２（ａ），（ｂ）に示すように、支持板３６ａ上にビード３６ｃを形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】車体の前部骨格構造の要部を示す底面図
【図２】車体の前部骨格構造の要部を示す正面図
【図３】車体の前部骨格構造の要部を示す左側面図
【図４】フロントアンダーフレームの斜視図
【図５】荷重伝達経路のシミュレーション結果を示す説明図
【図６】図２のＩ−Ｉ線に沿う要部断面図
【図７】図１のII−II線に沿う要部断面図
【図８】図７の変形例を示す要部断面図
【図９】図７の変形例を示す要部断面図
【図１０】図７の変形例を示す要部断面図
【図１１】サスペンションロアアームのフロント連結部に連結するブラケットの補強構造を示す説明図
【図１２】サスペンションロアアームのフロント連結部に連結するブラケットの補強構造を示す説明図
【図１３】サスペンションロアアームのリヤ連結部に連結するブラケットの構造を示す説明図
【符号の説明】
【００２９】
１ … 車体
６ … サイドフレーム
７ … サスペンションクロスメンバ
９ … 排気管（車体構造物）
１５ … サスペンションロアアーム
１６ … フロント連結部
１７ … リヤ連結部
２２ａ … ボルト（締結部材）
２２ｂ … ナット（締結部材）
２６ａ … ボルト（締結部材）
２６ｂ … ナット（締結部材）
３０ … フロントアンダーフレーム
３１ … 固定部
３２ … フロントアーム部
３３ … リヤアーム部
代理人弁理士伊藤進

【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後方向に延びる左右のサイドフレーム間に架設し、前後方向に延びる左右のサスペンションロアアームを支持するサスペンションクロスメンバの中央部に固設する固定部と、
上記固定部の近傍を起点として車幅方向に延設し端部で上記サスペンションクロスメンバと共に前記サスペンションロアアームのフロント連結部をそれぞれ連結する左右一対のフロントアーム部と、
上記固定部の近傍を起点として斜め後方に延設し端部で上記サスペンションロアアームのリヤ連結部をそれぞれ連結する左右一対のリヤアーム部とを備えたことを特徴とする車両用フロントアンダーフレーム。
【請求項２】
上記各アーム部は、上記サスペンションクロスメンバの下方に配設される車体構造物に対する逃げ形状を有することを特徴とする請求項１記載の車両用フロントアンダーフレーム。
【請求項３】
上記サスペンションロアアームのフロント連結部を上記サスペンションクロスメンバに連結する締結部材を用いて、上記フロントアーム部の端部を上記フロント連結部と一体的に締結し、
上記サスペンションロアアームのリヤ連結部を車体に連結する締結部材を用いて、上記ロアアーム部の端部を上記リヤ連結部と一体的に締結したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用フロントアンダーフレーム。

【図１】