JP2007283992A - サブフレーム取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車体フレームに対するサブフレームの高さを変えることが可能で、部品点数を減らすことができ、かつ、プレス成型用の金型を減らすことができるサブフレーム取付構造を提供する。
【解決手段】サブフレーム取付構造１５は、車体フレーム１１の車体取付部４１にサブフレーム１２のサブ取付部４２をボルト６７・ナット６８でねじ結合する。サブフレーム取付構造１５は、車体取付部４１とサブ取付部４２との間に略円錐台形のカラー６５が介在され、カラー６５の上部６５ａがナット６８の基部６９に合わせられるとともに、カラー６５の下部６５ｂがサブ取付部４２に合わせられ、カラー６５の上部６５ａがナット６８とともに車体取付部４１にプロジェクション溶接されたものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、車体フレームの車体取付部にサブフレームのサブ取付部をボルト・ナットでねじ結合するサブフレーム取付構造に関する。

サブフレーム取付構造のなかには、車体フレームの下部に取付部を下方に向けて設けるとともに、この取付部に取付孔を設け、この取付部の反対側にナットを取付孔に対して同軸上に設け、この取付部にサブフレームの取付部を当接するとともに、それぞれの取付部の取付孔にボルトを差し込み、差し込んだボルトをナットにねじ結合することにより車体フレームの下部にサブフレームを取り付けるものがある（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−２５６０５２公報

ところで、一般的に、車種のデザインが異なると、車体フレームに対してサブフレームの高さが異なる。
そこで、各々の車種に対応させて車体フレームに対するサブフレームの高さを変えるために、車体フレームの取付部の高さを異ならせている。よって、各々の車種に合わせて専用の取付部を用意する必要がある。

ここで、車体フレームの取付部にサブフレームを取り付けるためには、車体フレームに専用の取付部を車両片側で４個設けることが好ましい。
このため、デザインの異なる車種に合わせて多種の取付部を用意する必要があり、そのことが部品点数を減らす妨げになっていた。
加えて、専用の取付部は、通常プレス成形部材であり、プレス成型用の金型を多数用意する必要があり、そのことがプレス成型用の金型を減らす妨げになっていた。

本発明は、車体フレームに対するサブフレームの高さを変えることが可能で、部品点数を減らすことができ、かつ、プレス成型用の金型を減らすことができるサブフレーム取付構造を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車体フレームに備えた車体取付部の反対側の部位にナットの基部を溶接し、この車体取付部にサブフレームのサブ取付部を当接するとともに、車体取付部およびサブ取付部の各取付孔に差し込んだボルトを前記ナットにねじ結合することにより車体フレームの下部にサブフレームを取り付けるサブフレーム取付構造において、前記車体取付部と前記サブ取付部との間に略円錐台形のカラーが介在され、このカラーの上部が前記ナットの基部に合わせられるとともに、カラーの下部が前記サブ取付部に合わせられ、このカラーの上部が前記ナットとともに前記車体取付部にプロジェクション溶接されたことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、車体取付部とサブ取付部との間にカラーを介在させ、このカラーの上部をナットとともに車体取付部にプロジェクション溶接した。
これにより、サブフレームの高さをカラーの高さ寸法だけ下げることができる。

一方、車体取付部とサブ取付部との間にカラーを介在させないようにすることで、サブフレームの高さをカラーの高さ寸法だけ上げることができる。
このように、車体フレームに対するサブフレームの高さをカラーを用いるだけで変えることができるので、部品点数を減らすことができるという利点がある。

さらに、車体フレームに対するサブフレームの高さを、同じカラーを用いるだけで変えることが可能である。
同じカラーでサブフレームの高さを変えることができるので、カラーを鍛造する金型を減らすことができるという利点がある。

加えて、カラーを略円錐台形とした。よって、カラーを素材から鍛造する際に、素材の上部を縮径し、縮径した分を上部から隆起させてプロジェクション溶接の突起とすることができる。
これにより、プロジェクション溶接用の突起を簡単に成形することができるという利点がある。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前」、「後」、「左」、「右」は作業者から見た方向に従い、前側をＦｒ、後側をＲｒ、左側をＬ、右側をＲとして示す。
図１は本発明に係るサブフレーム取付構造を備えた車体前部構造を示す分解斜視図、図２は本発明に係るサブフレーム取付構造を備えた車体前部構造を示す側面図である。
なお、図２においては構成の理解を容易にするためにアッパーメンバーやフロントピラーを除去した状態を示す。
車体前部構造１０は、車体フレーム１１を備え、車体フレーム１１の下部１１ａにサブフレーム１２をサブフレーム取付構造１５を用いて取り付けたものである。

車体フレーム１１は、車体前後方向に延びる左右のフロントサイドフレーム１７，１８を左右側に所定間隔をおいて備え、左右のフロントサイドフレーム１７，１８のそれぞれの上側後方に左右のフロントピラー２１，２２を備え、左フロントピラー２１の下端部から前方に向けて左アッパーメンバー２４を延ばし、左アッパーメンバー２４の下端部２４ａを左フロントサイドフレーム１７の外側に配置し、右フロントピラー２２の下端部から前方に向けて右アッパーメンバー２５を延ばし、右アッパーメンバー２５の下端部２５ａを右フロントサイドフレーム１８の外側に配置したものである。

この車体フレーム１１は、左フロントサイドフレーム１７と左アッパーメンバー２４との間に、左前輪（図示せず）を覆う左ホイールハウス２７を備え、右フロントサイドフレーム１８と右アッパーメンバー２５との間に、右前輪（図示せず）を覆う右ホイールハウス２８を備え、左右のフロントサイドフレーム１７，１８のそれぞれの前端部にフロントバルクヘッド２９を備える。
フロントバルクヘッド２９は、エンジンルーム３１と外部とを仕切る隔壁である。

サブフレーム１２は、左右のサイドフレーム３３，３４を前後のクロスメンバー３５，３６で連結して略矩形状に形成した枠体である。
このサブフレーム１２は、サブフレーム取付構造１５を用いて車体フレーム１１の下部１１ａに取り付けられる。

サブフレーム取付構造１５は、車体フレーム１１の下部１１ａに車体取付部４１が備えられ、サブフレーム１２の上部１２ａにサブ取付部４２が備えられ、車体取付部４１およびサブ取付部４２にカラー部４３を介在させて締結部４４で連結されている。

車体取付部４１は、前部左右側に前左取付部４５および前右取付部４６がそれぞれ設けられ、中央部左右側に中央左取付部４８および中央右取付部４９がそれぞれ設けられ、後部左右側に第１、第２の後左取付部５１，５２および第１、第２の後右取付部５３，５４がそれぞれ設けられている。

サブ取付部４２は、前部左右側に前左取付部５６および前右取付部５７がそれぞれ設けられ、中央部左右側に中央左取付部５８および中央右取付部５９がそれぞれ設けられ、後部左右側に第１、第２の後左取付部６１，６２および第１、第２の後右取付部６３，６４がそれぞれ設けられている。

カラー部４３は、車体取付部４１の左側の各取付部４５，４８，５１，５２と、サブ取付部４２の左側の各取付部５６，５８，６１，６２との間にそれぞれ介在するカラー６５…を備え、車体取付部４１の右側の各取付部４６，４９，５３，５４と、サブ取付部４２の右側の各取付部５７，５９，６３，６４との間にそれぞれ介在するカラー６５…を備える。

締結部４４は、車体取付部４１の左側の各取付部４５，４８，５１，５２と、サブ取付部４２の左側の各取付部５６，５８，６１，６２とを締結するボルト６７…・ナット６８…を備え、車体取付部４１の右側の各取付部４６，４９，５３，５４と、サブ取付部４２の右側の各取付部５７，５９，６３，６４とを締結するボルト６７…・ナット６８…を備える。

なお、車体取付部４１において、左側の取付部４５，４８，５１，５２および右側の取付部４６，４９，５３，５４は左右対称の部材であり、以下、左側の取付部４５，４８，５１，５２について説明して右側の取付部４６，４９，５３，５４の説明を省略する。
また、サブ取付部４２において、左側の取付部５６，５８，６１，６２および右側の取付部５７，５９，６３，６４は左右対称の部材であり、以下、左側の取付部５６，５８，６１，６２について説明して右側の取付部５７，５９，６３，６４の説明を省略する。

車体取付部４１の前左取付部４５とサブ取付部４２の前左取付部５６との間にカラー６５を介在させた状態で各前左取付部４５，５６をボルト６７・ナット６８で締結する。
車体取付部４１の中央左取付部４８とサブ取付部４２の中央左取付部５８との間にカラー６５を介在させた状態で各中央左取付部４８，５８をボルト６７・ナット６８で締結する。

車体取付部４１の第１後左取付部５１とサブ取付部４２の第１後左取付部６１との間にカラー６５を介在させた状態で各第１後左取付部５１，６１をボルト６７・ナット６８で締結する。
車体取付部４１の第２後左取付部５２とサブ取付部４２の第２後左取付部６２との間にカラー６５を介在させた状態で各第２後左取付部５２，６２をボルト６７・ナット６８で締結する。
これにより、車体フレーム１１の下部１１ａにサブフレーム１２が締結される。

ここで、車体取付部４１の前左取付部４５、中央左取付部４８、第１、第２の後左取付部５１，５２は、それぞれ類似部品である。そこで、以下、中央左取付部４８を車体側取付部として説明し、前左取付部４５および第１、第２の後左取付部５１，５２の説明を省略する。

また、サブ取付部４２の前左取付部５６、中央左取付部５８、第１、第２の後左取付部６１，６２は、それぞれ類似部品である。そこで、以下、中央左取付部５８をサブ側取付部として説明し、前左取付部５６および第１、第２の後左取付部６１，６２の説明を省略する。

図３は本発明に係るサブフレーム取付構造を示す断面図、図４は本発明に係るサブフレーム取付構造を示す分解斜視図、図５は本発明に係るサブフレーム取付構造を分解した状態で示す断面図である。
車体側取付部４８は、左フロントサイドフレーム１７の下部１７ａから車体側脚部７１が下方に延び、車体側脚部７１の底部７２に取付孔７３が形成されたものである。

車体側脚部７１は、左フロントサイドフレーム１７の下部１７ａに断面コ字形の脚部本体７５が設けられ、脚部本体７５の下部７５ａに底部７２が設けられ、脚部本体７５および底部７２のそれぞれの開口部７５ｂ，７２ａ（図４参照）に蓋部材７７を溶接することで略矩形状の閉断面に形成されている。
具体的には、脚部本体７５の内壁７５ｃ、前壁７５ｄおよび後壁７５ｅに、底部７２の内片７２ｂ、前片７２ｃおよび後片７２ｄをそれぞれスポット溶接することで、脚部本体７５の下部７５ａに底部７２が設けられる。

底部７２の上面７２ｅにはナット６８の基部６９が溶接されている。基部６９はナット本体６８ａから張り出している。このナット６８は、取付孔７３と同軸上に配置されている。
ナット６８は、図５に示すように、基部６９の外周に沿って環状の突起６９ａが下方に隆起するように形成されている。

底部７２の下面７２ｆにはカラー６５の上部６５ａが溶接されている。
カラー６５は、略円錐台形に形成され、中央に上下方向に向けて貫通する貫通孔７９が形成されている。
このカラー６５は、上部６５ａの外径を基部６９の外径に合わせるとともに、下部６５ｂの外径をサブフレーム１２の頂部８５より僅かに小さく、または同じに形成したものである。

カラー６５の上部６５ａには、図５に示すように、上部６５ａの外周に沿って環状の突起６５ｃが上方に隆起するように形成されている。
上部６５ａの突起６５ｃは、基部６９の突起６９ａと同径状に形成されている。

ここで、カラー６５を略円錐台形とした。よって、カラー６５を素材から鍛造する際に、素材の上部を縮径し、縮径した分を上方に隆起させて突起６５ｃとすることができる。
これにより、カラー６５の上部６５ａに突起６５ｃを簡単に成形することができる。

カラー６５およびナット６８を底部７２に溶接する際には、まず、底部７２の下面７２ｆにカラー６５の突起６５ｃを当接するとともに、底部７２の上面７２ｅにナット６８の突起６９ａを当接する。
カラー６５およびナット６８を底部７２の取付孔７３と同軸上に配置する。

よって、カラー６５の突起６５ｃとナット６８の突起６９ａとが底部７２を挟んだ状態で対向する。
この状態で、カラー６５の突起６５ｃおよびナット６８の突起６９ａを底部７２にプロジェクション溶接する。
これにより、カラー６５の上部６５ａおよびナット６８の基部６９を底部７２に溶接する。

サブ側取付部５８は、左サイドフレーム３３の上部３３ａからサブ側脚部８４が上方に延び、サブ側脚部８４の上部８４ａに頂部８５が溶接され、頂部８５に取付孔８６が形成されたものである。
この取付孔８６は、底部７２の取付孔７３と同軸上になるように形成されている。

サブ側取付部５８の頂部８５をカラー６５の下部６５ｂに当接し、頂部８５の取付孔８６、カラー６５の貫通孔７９および底部７２の取付孔７３にボルト６７を差し込み、取付孔７３から突出した雄ねじ部６７ａをナット６８の雌ねじ部６８ｂにねじ結合することで、車体側取付部４８にサブ側取付部５８を締結する。
これにより、図２に示すように、車体フレーム１１の下部１１ａにサブフレーム１２が取り付けられる。

以上説明したように、車体側取付部４８とサブ側取付部５８との間にカラー６５を介在させ、このカラー６５の上部６５ａをナット６８の基部６９とともに底部７２にプロジェクション溶接した。
これにより、サブフレーム１２の高さをカラー６５の高さ寸法だけ下げることができる。

一方、車体側取付部４８とサブ側取付部５８との間にカラー６５を介在させないようにすることで、サブフレーム１２の高さをカラーの高さ寸法だけ上げることができる。
このように、車体フレーム１１に対するサブフレーム１２の高さをカラー６５を用いるだけで変えることができる。

さらに、車体フレーム１１に対するサブフレーム１２の高さを、同じカラー６５を用いるだけで変えることが可能である。
同じカラー６５でサブフレーム１２の高さを変えることが可能なので、カラー６５を鍛造する金型を減らすことができる。

図６（ａ），（ｂ）は本発明に係るサブフレーム取付構造を用いて車体フレームに対するサブフレームの高さを変える例を説明する図である。
（ａ）に示すように、車体取付部４１において、左側の取付部４５，４８，５１，５２にそれぞれカラー６５…が溶接されている。

車体取付部４１の取付部４５，４８，５１，５２にサブ取付部４２の取付部５６，５８，６１，６２を、カラー６５…を介在させた状態においてボルト６７…・ナット６８…（図１、図３参照）で取り付ける。
これにより、車体フレーム１１に対するサブフレーム１２の高さを、カラー６５の高さ寸法だけ下げることでＨ１とすることができる。

（ｂ）に示すように、車体取付部４１において、左側の取付部４５，４８，５１，５２に、（ａ）に示すカラー６５…が溶接されていない。
車体取付部４１の取付部４５，４８，５１，５２にサブ取付部４２の取付部５６，５８，６１，６２を直接当接する。

この状態で、車体取付部４１の取付部４５，４８，５１，５２にサブ取付部４２の取付部５６，５８，６１，６２をボルト６７…・ナット６８…（図１、図３参照）で取り付ける。
これにより、車体フレーム１１に対するサブフレーム１２の高さを、カラー６５の高さ寸法だけ上げることでＨ２とすることができる。

図６（ａ），（ｂ）で説明したように、車体フレーム１１に対するサブフレーム１２の高さをカラー６５のみでＨ１とＨ２とに変えることができる。

なお、前記実施の形態では、車体取付部４１として車体フレーム１１の左右側にそれぞれ４個の取付部を設け、サブ取付部４２としてサブフレーム１２の左右側にそれぞれ４個の取付部を設けた例について説明したが、取付部の個数は任意に変更が可能である。

本発明は、車体フレームの車体取付部にサブフレームのサブ取付部をボルト・ナットでねじ結合するサブフレーム取付構造を備えた自動車への適用に好適である。

本発明に係るサブフレーム取付構造を備えた車体前部構造を示す分解斜視図である。 本発明に係るサブフレーム取付構造を備えた車体前部構造を示す側面図である。 本発明に係るサブフレーム取付構造を示す断面図である。 本発明に係るサブフレーム取付構造を示す分解斜視図である。 本発明に係るサブフレーム取付構造を分解した状態で示す断面図である。 本発明に係るサブフレーム取付構造を用いて車体フレームに対するサブフレームの高さを変える例を説明する図である。

符号の説明

１０…車体前部構造、１１…車体フレーム、１１ａ…車体フレームの下部、１２…サブフレーム、１５…サブフレーム取付構造、４１…車体取付部、４２…サブ取付部、４３…カラー部、４４…締結部、６５…カラー、６５ａ…カラーの上部、６７…ボルト、６８…ナット、６９…基部、７３，８６…取付孔。

Claims (1)

1. 車体フレームに備えた車体取付部の反対側の部位にナットの基部を溶接し、この車体取付部にサブフレームのサブ取付部を当接するとともに、車体取付部およびサブ取付部の各取付孔に差し込んだボルトを前記ナットにねじ結合することにより車体フレームの下部にサブフレームを取り付けるサブフレーム取付構造において、
   前記車体取付部と前記サブ取付部との間に略円錐台形のカラーが介在され、
   このカラーの上部が前記ナットの基部に合わせられるとともに、カラーの下部が前記サブ取付部に合わせられ、
   このカラーの上部が前記ナットとともに前記車体取付部にプロジェクション溶接されたことを特徴とするサブフレーム取付構造。

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