JPH0624353A - 自動車用フレームのクロスメンバ結合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、重量増加をできるだけ少なくし
て、クロスメンバ１とサイドレール２の充分な結合強度
を確保することを目的とする。 【構成】 リーフスプリング５が支持されるサイドレー
ル２のスプリング支持部２２の後部にガセット３を介し
てクロスメンバ１が結合され、ガセット３のクロスメン
バ１側の溶接部分のスプリング支持部２２側に、第一補
強片３２をクロスメンバ１の車体中心方向へ延設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のフレームにお
けるクロスメンバ結合構造に関する。詳しくは、スプリ
ングブラケットが結合されたサイドレールの近傍に、ク
ロスメンバが結合されるクロスメンバ結合構造に関す
る。

【０００２】

【従来技術】従来、自動車のシャーシフレームは、車両
前後方向に延設した一対のサイドレールの間に、車両幅
方向に配置した複数のクロスメンバの両端部を結合する
ことにより、梯子状のフレームを形成している。クロス
メンバのサイドレールとの結合構造として、図４に示す
ものがある（実開平３−７７７８５号公報参照）。図４
においてＦｒは車両前方を示し、Ｒｈは車両右手方向を
示している。このクロスメンバの結合構造は、クロスメ
ンバ１の軸線ＣＬに対して車両前後で対称な台形状のガ
セット３を介してクロスメンバ１の両端をサイドレール
２に結合したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、シャーシフ
レームの車両後部にはリーフスプリングが配置され、リ
ーフスプリングの両端がスプリングブラケットを介して
サイドレールに支持されている。そして、その支持部近
傍のサイドレールに車両幅方向に配置されたクロスメン
バが結合されている。上記従来技術をこの部位に適用し
たクロスメンバの結合構造を図３に示す。図３において
Ｆｒは車両前方を示し、Ｒｈは車両右手方向を示してい
る。

【０００４】クロスメンバ１の上面及び下面はガセット
３を介してサイドレール２に溶接により結合され、クロ
スメンバ１の側面はクロスメンバ１の端部を折り曲げて
形成されたフランジ１１をサイドレール２に溶接により
結合されている。リーフスプリング５の前端は直にスプ
リングブラケット４に軸支され、後端はシャックル１５
を介してスプリングブラケット４に軸支されている。ス
プリングブラケット４は取付け部４１をサイドレール２
のスプリング支持部２２に固定される。リーフスプリン
グ５の中間部には、アクスルハウジング６がＵボルトシ
ート７、Ｕボルト７ａにより固定されており、アクスル
ハウジング６の内部にはアクスルシャフトが貫通してい
る。アクスルハウジング６上方のサイドレール２の下面
には弾性部材で形成されたバウンドストッパ８が設けら
れ、アクスルシャフトの上方への移動量を規制してい
る。

【０００５】図５は、車両高さ方向をＨ軸、長さ方向を
Ｌ軸、幅方向をＷ軸にとり、３軸方向でのモーメントを
示した図である。原点付近に斜線で示した四角形はクロ
スメンバ１の端面で、図３の斜線で示された部分であ
る。そして原点は、クロスメンバ１の端面の中心であ
る。

【０００６】車両が悪路を走行した場合、車輪からアク
スルハウジング６に図３に示す上方向の荷重Ｆ１が加わ
り、アクスルハウジング６は上方に移動する。そしてそ
の移動量が大きいと、アクスルハウジング６の上面がバ
ウンドストッパ８の下面に当接し、サイドレール２に
は、上方に反時計周りのモーメントＳ１が作用する。図
５に示すようにモーメントＳ１はバウンドストッパ８の
部分で最も大きく、Ｌ軸の左後方へ行くほど小さくなっ
ている。

【０００７】また車両がカーブを曲がる場合、右カーブ
の場合を考えると、右側の車輪からアクスルハウジング
６に右方向の荷重Ｆ２が加わり、アクスルハウジング６
からリーフスプリング５、スプリングブラケット４を介
して、サイドレール２のスプリング支持部２２には車両
外側方向にモーメントＳ２が作用する。モーメントＳ２
は、図５に示すように、スプリング支持部２２までは略
一定で、そこから図５のＬ軸の左へ行くほど小さくな
る。

【０００８】上述のようにクロスメンバ１にかかるモー
メントＳ１、Ｓ２はその軸線ＣＬに対し、車両前後では
値が変化しており、スプリングブラケット４側の方がモ
ーメントの値が大きくなっている。しかしながら、従来
構造ではガセットを軸線ＣＬに対し、車両前後で対称形
状に形成しているため、ガセットを軽量にしようとする
とスプリングブラケット側の結合強度が不足し、逆に、
スプリングブラケット側の強度を満足させようとすると
スプリングブラケット側と反対側の結合強度が過度にな
り重量がかさむという問題があった。

【０００９】クロスメンバ１に加わるＷ軸方向のモーメ
ントＳ３は車両中心線では小さく、車両外方、図５のＷ
軸右側に行く程大きくなっている。よってクロスメンバ
１の車両中心に近づく程見掛けの剛性が高くなる。

【００１０】本発明における自動車用フレームのクロス
メンバ結合構造は、作用するモーメントが大きいガセッ
ト結合部側を剛性の高い部分に伝達することにより、結
合強度を高め、重量増加をできるだけ少なくして、充分
な結合強度を確保することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため本発明の自動車用フレームのクロスメンバ結合構造
は、以下の手段をとる。すなわち、車両前後方向に一対
のサイドレールが配設され、それぞれの該サイドレール
の支持部にリーフスプリングの両端が支持され、前記サ
イドレールの支持部間の前後の箇所で、車両幅方向に配
設されたクロスメンバの両端部が結合される自動車用フ
レームのクロスメンバ結合構造において、前記クロスメ
ンバはガセットを介して前記サイドレールに結合されて
おり、該ガセットは一端を前記サイドレールに、他端を
前記クロスメンバに溶接により結合し、ガセットの前記
クロスメンバに溶接される部分は前記サイドレールの支
持部側の溶接端を反対側の溶接端よりも車両中心方向に
延設して形成したことを特徴とする。

【００１２】

【作用】ガセットのサイドレールのリーフスプリングが
支持される支持部側の溶接端を、反対側の溶接端より車
両中心方向に延設したことにより、クロスメンバのサイ
ドレールとの支持部側の結合部にかかるモーメントを、
見掛け上剛性の高いクロスメンバの車両中心方向へモー
メントを伝達して補強することができる。

【００１３】

【実施例】本発明の一実施例について図１、図２を基に
説明する。図１は自動車のフレームの後部を示す斜視
図、図２は図１のクロスメンバのサイドレールへの結合
を斜め下方から見た斜視図である。

【００１４】１はクロスメンバ、２はサイドレール、３
はガセット、４はスプリングブラケット、５はリーフス
プリングである。サイドレール２は、閉断面箱形状に形
成され、車両前後方向に延設されている。そして、図１
に示す右側のサイドレール２と図視しない左側のサイド
レール２が一対で配設されている。サイドレール２の中
間部には、斜めに延びる段部２１を形成して、バウンド
時のアクスルハウジング６とサイドレール２のクリアラ
ンスを確保できるようになっている。

【００１５】クロスメンバ１は、図１、図２のように、
閉断面箱形状で車両幅方向に延び、その両端には側面二
箇所にフランジ１１が形成され、側面のフランジ１１を
それぞれ左右一対のサイドレール２に溶着し、さらに上
下面にガセット３を溶接することによりサイドレール２
に結合されている。クロスメンバ１は車両前後方向に複
数設けられており、図１のようにサイドレール２のスプ
リング支持部２２の後部にも配置されている。そしてサ
イドレール２と共に梯子形状のシャーシフレームを形成
している。

【００１６】ガセット３は、図２のように３１を下底と
した略台形状に形成され、上底３４の頂点２箇所を突出
させて第一補強片３２、第二補強片３３を形成してい
る。第一補強片３２は第二補強片３２より長く形成され
ており、ガセット３をクロスメンバ１及びサイドレール
２に溶接する場合には、第一補強片３２がサイドレール
２のスプリング支持部２２側にくるように配置する。ガ
セット３は第一補強片３２から第二補強片３３までの上
底３４の部分をクロスメンバ１に溶着し、下底３１の部
分をサイドレール２に溶着して、クロスメンバ１とサイ
ドレール２の結合部を補強している。

【００１７】スプリングブラケット４は、図１のように
断面コの字形の取付け部４１を有し、取付け部４１の側
面から角状に曲がって延びる基部４２の先端には円筒４
３が設けられている。スプリングブラケット４は、サイ
ドレール２のスプリング支持部２２に図１のように取付
け部４１を横から差し込み、上下４箇所をリベット４１
ａで止めることにより、結合されている。

【００１８】リーフスプリング５は板ばねを多段に重ね
合わせ、両端に取付け部５１を有しており、取付け部５
１に軸１７を通してシャックル１５の一端に回動可能に
軸支される。さらにシャックル１５の他端を軸１６によ
り、スプリングブラケット４の円筒４３に軸支されるこ
とによって、リーフスプリング５はサイドレール２に支
持される。リーフスプリング５の中央には、車両幅方向
に配設され、内部にアクスルシャフトを通したアクスル
ハウジング６が角柱状の部分でＵボルトシート７、Ｕボ
ルト７ａにより固定され、その上部のサイドレール２下
面には弾性部材で形成され、下方に突出するバウンドス
トッパ８が取付けられている。そして、バウンドストッ
パ８はアクスルハウジング６の上方への移動量を制限し
ている。

【００１９】車両に上述のようなモーメントＳ１、Ｓ２
がかかった場合には、クロスメンバ１のスプリング支持
部２２側の結合部に作用するモーメントの値が大きいけ
れども、ガセット３の第一補強片３２を第二補強片３３
より車両中心に近づけ、長く形成したことにより、クロ
スメンバ１のスプリング支持部２２側の結合部で充分な
強度が得られ、シャーシフレーム自体の重量の増加を最
小限に抑え、クロスメンバ１とサイドレール２の充分な
結合強度を確保することができる。

【００２０】

【発明の効果】上述のように本発明の自動車用フレーム
のクロスメンバ結合構造は、作用するモーメントが大き
い支持部側のガセット溶接端を反対側の溶接端より車両
中心方向に延設して、モーメントを剛性の高い部分に伝
達することにより、結合強度を高め、シャーシフレーム
自体の重量の増加を最小限に抑え、クロスメンバとサイ
ドレールの充分な結合強度を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるクロスメンバ結合構
造を示す、車両側方から見たフレームの斜視図である。

【図２】本発明の一実施例における、車両下方から見た
クロスメンバ結合構造を示す斜視図である。

【図３】従来技術におけるクロスメンバ結合構造を示
す、車両側方から見たフレームの斜視図である。

【図４】従来技術におけるクロスメンバとサイドレール
の結合部分を示す斜視図である。

【図５】サイドレールにかかるモーメントＳ１、Ｓ２、
Ｓ３を示す、モーメント図である。

【符号の説明】

１ ・・・クロスメンバ ２ ・・・サイドレール ３ ・・・ガセット ５ ・・・リーフスプリング ２２・・・スプリング支持部（支持部） ３２・・・第一補強片（溶接端） ３３・・・第二補強片（溶接端）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両前後方向に一対のサイドレールが配
   設され、それぞれの該サイドレールの支持部にリーフス
   プリングの両端が支持され、前記サイドレールの支持部
   間の前後の箇所で、車両幅方向に配設されたクロスメン
   バの両端部が結合される自動車用フレームのクロスメン
   バ結合構造において、 前記クロスメンバはガセットを介して前記サイドレール
   に結合されており、該ガセットは一端を前記サイドレー
   ルに、他端を前記クロスメンバに溶接により結合し、ガ
   セットの前記クロスメンバに溶接される部分は前記サイ
   ドレールの支持部側の溶接端を反対側の溶接端よりも車
   両中心方向に延設して形成したことを特徴とする自動車
   用フレームのクロスメンバ結合構造。