JP2016222104A - 車両用サブフレーム - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な構成で、必要な生産性を維持しながら、高いレイアウト自由度で被装着部品の保持部を構成することができると共に、サスペンションアームの支持強度や剛性を向上することができる車両用サブフレームを提供する。
【解決手段】一対のクロスメンバの一方は、車両の下方に向けて開放されると共に、その上壁が下方に陥設した上壁凹部１０１を有する下方部材１００と、上壁凹部１０１を車両の上方から覆うように配設されて下方部材１００に接続される上方部材１１０と、下方部材１００及び上方部材１１０が協働して画成する内側空間部Ｒと、内側空間部Ｒを前後方向に貫通しながら、下方部材１００及び上方部材１１０に挟持された態様で下方部材１００及び上方部材１１０に接続され、被装着部品を保持する保持部材２００と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用サブフレームに関し、特に、サスペンションアームやディファレンシャル装置（作動装置）等を支持して自動車等の車両に装着される車両用サブフレームに関するものである。

近年、自動車等の車両に装着されるサブフレームにおいては、車両の旋回性能や制動性能の向上により、特に旋回時や制動時に生じる各アームからの引張や圧縮等の大きな入力荷重を受け止めるようになっている。

そのため、かかるサブフレームに対しては、その生産性を維持しながら、その強度や剛性をより増大させることが求められている。

かかる状況下で、特許文献１は、車両のサブフレーム構造に関し、ばね受け部を上端側に形成した傾斜部の車体中央側への変形を抑えて、車輪の整列状態を適正に保持し、操縦安定性を確保し、耐久性低下を防止するために、車両の前後方向に延設された左右のサイドメンバに接合固定され、後輪からの路面反力をコイルスプリングを介して受ける左右のばね受け部と、両ばね受け部より車体中央側下方に向けて延出した左右の傾斜部と、両傾斜部の下端に形成され、ロアアームが連結される左右の屈曲部と、同両屈曲部から車体中央側に延設した直状中央部と、を有した車幅方向延出部材と、同部材の両傾斜部及び直状中央部に端縁が接合固定され、ディファレンシャル装置の後端が取り付けられる縦板部を有する補強板材とを備える構成を開示している。

特開２０００−２７２５３５号公報

しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１においては、周辺部品のレイアウトによっては、補強板材の縦板部に対して、ディファレンシャル装置の後端を取り付けるだけの上下方向の長さが確保できない場合が考えられ、周辺部品のレイアウトから不要に影響を受けない態様で被装着部品の保持部を構成する観点からは改善の余地がある。

更に、本発明者の検討によれば、サスペンションアームや作動装置等の被装着部品の装着自由度を高めながら、強度や剛性のバランスを高いレベルで確保することができる新規な構成が強く求められた状況にある。

本発明は、以上の検討を経てなされたもので、簡便な構成で、必要な生産性を維持しながら、高いレイアウト自由度で被装着部品の保持部を構成することができると共に、サスペンションアームの支持強度や剛性を向上することができる車両用サブフレームを提供することを目的とする。

以上の目的を達成すべく、本発明の第１の局面における車両用サブフレームは、車両の幅方向で互いに対向しながら前記車両の前後方向に各々延在する一対のサイドメンバと、前記前後方向で互いに対向しながら前記幅方向に各々延在すると共に、前記一対のサイドメンバの間を各々連結する一対のクロスメンバと、を備え、前記一対のクロスメンバの一方は、前記車両の下方に向けて開放されると共に、その上壁が前記下方に陥設した上壁凹部を有する下方部材と、前記上壁凹部を前記車両の上方から覆うように配設されて前記下方部材に接続される上方部材と、前記下方部材及び前記上方部材が協働して画成する内側空間部と、前記内側空間部を前記前後方向に貫通しながら、前記下方部材及び前記上方部材に挟持された態様で前記下方部材及び前記上方部材に接続され、被装着部品を保持する保持部材と、を備える構成を有する。

また、本発明は、かかる第１の局面に加え、前記保持部材は、前記下方部材及び前記上方部材の中央部から前記幅方向に偏位して配設され、前記下方部材は、前記車両の上方に陥設されると共に、前記保持部材に対して前記幅方向で併設された下凹部を有することを第２の曲面とする。

また、本発明は、かかる第１又は第２のいずれかの局面に加え、前記一対のクロスメンバの前記一方は、前記前後方向の後側に配設された後側クロスメンバであり、前記後側クロスメンバは、第１の縦壁部及び前記第１の縦壁部に連なる第１の上壁部を有する第１部材と、前記前後方向で前記第１の縦壁部に対向した第２の縦壁部及び前記第２の縦壁部に連なると共に前記第１の上壁部に接続される第２の上壁部を有する第２部材と、を備え、前記第１部材の板厚は、前記第２部材の板厚以上に設定されることを第３の曲面とする。

また、本発明は、かかる第３の局面に加え、前記一対のクロスメンバの他方は、前記前後方向の前側に配設された前側クロスメンバであり、前記後側クロスメンバ及び前側クロスメンバ間を接続する補強部材が、更に設けられることを第４の曲面とする。

また、本発明は、かかる第４の局面に加え、前記前側クロスメンバは、第３の縦壁部及び前記第３の縦壁部に連なる第３の上壁部、並びに前記第３の縦壁部に連なる第３の下壁部を有する第３部材と、前記前後方向で前記第３の縦壁部に対向した第４の縦壁部及び前記第４の縦壁部に連なると共に前記第３の上壁部に接続される第４の上壁、並びに前記第４の縦壁部に連なると共に前記第３の下壁部に接続される第４の下壁部を有する第４部材と、を備え、前記第３部材の板厚は、前記第４部材の板厚以上に設定されることを第５の曲面とする。

また、本発明は、かかる第５の局面に加え、前記補強部材は、前記第１部材及び前記第４部材を接続することを第６の曲面とする。

本発明の第１の局面における構成によれば、一対のクロスメンバの一方は、車両の下方に向けて開放されると共に、その上壁が下方に陥設した上壁凹部を有する下方部材と、上壁凹部を車両の上方から覆うように配設されて下方部材に接続される上方部材と、下方部材及び上方部材が協働して画成する内側空間部と、内側空間部を前後方向に貫通しながら、下方部材及び上方部材に挟持された態様で下方部材及び上方部材に接続され、被装着部品を保持する保持部材と、を備えることにより、サブフレームが占めるスペースを増加させることなく被装着部品を確実に装着することができる車両用サブフレームを実現することができ、簡便な構成で、必要な生産性を維持しながら、高いレイアウト自由度で被装着部品の保持部を構成することができると共に、サスペンションアームの支持強度や剛性を向上することができる車両用サブフレームを提供することができる。

また、本発明の第２の局面における構成によれば、保持部材は、下方部材及び上方部材の中央部から幅方向に偏位して配設され、下方部材は、車両の上方に陥設されると共に、保持部材に対して幅方向で併設された下凹部を有することにより、被装着部品が幅方向に偏移して配設される場合であっても、レイアウト自由度を損なわない態様でサブフレームの強度や剛性を向上しながら、幅方向での強度、剛性の差を低減することができる。

また、本発明の第３の局面における構成によれば、後側クロスメンバは、第１の縦壁部及び第１の縦壁部に連なる第１の上壁部を有する第１部材と、前後方向で第１の縦壁部に対向した第２の縦壁部及び第２の縦壁部に連なると共に第１の上壁部に接続される第２の上壁部を有する第２部材と、を備え、第１部材の板厚は、第２部材の板厚以上に設定されることにより、後側クロスメンバの不要な重量の増加を抑制しながら、被装着部品を装着することができると共に、サスペンションアームの支持強度や支持剛性を向上することができる。

また、本発明の第４の局面における構成によれば、後側クロスメンバ及び前側クロスメンバ間を接続する補強部材が、更に設けられることにより、被装着部品やサスペンションアームからの前後方向の入力荷重を確実に受け止めることができる。

また、本発明の第５の局面における構成によれば、前側クロスメンバは、第３の縦壁部及び第３の縦壁部に連なる第３の上壁部、並びに第３の縦壁部に連なる第３の下壁部を有する第３部材と、前後方向で第３の縦壁部に対向した第４の縦壁部及び第４の縦壁部に連なると共に第３の上壁部に接続される第４の上壁、並びに第４の縦壁部に連なると共に第３の下壁部に接続される第４の下壁部を有する第４部材と、を備え、第３部材の板厚は、第４部材の板厚以上に設定されることにより、前側クロスメンバの不要な重量の増加を抑制しながら、後側クロスメンバからの入力荷重を受け止めることができる。

また、本発明の第６の局面における構成によれば、補強部材は、第１部材及び第４部材を接続することにより、前側クロスメンバ及び後側クロスメンバの不要な重量増加を一層抑制しながら、必要な強度、剛性を維持することができる。

本発明の実施形態における車両用サブフレームの斜視図である。 本実施形態における車両用サブフレームの平面図である。 本実施形態における車両用サブフレームの底面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 本実施形態における車両用サブフレームにおいて、下方部材及び保持部材のみを示したリヤクロスメンバの部分分解図である。

以下、図１から図６を適宜参照して、本発明の実施形態における車両用サブフレームにつき詳細に説明する。なお、図中、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、３軸直交座標系を成す。また、ｘ軸の正方向が車体の左方向であり、ｙ軸の正方向が車体の前方向であり、かつ、ｚ軸の正方向が車体の上方向である。また、ｘ軸の方向を幅方向と呼ぶことがあり、ｙ軸の方向を前後方向と呼ぶことがある。

図１は、本実施形態における車両用サブフレームの斜視図であり、図２は、本実施形態における車両用サブフレームの平面図であり、図３は、本実施形態における車両用サブフレームの底面図である。図４は、図２のＡ−Ａ断面図であり、図５は、図２のＢ−Ｂ断面図である。また、図６は、本実施形態における車両用サブフレームにおいて、下方部材及び保持部材のみを示したリヤクロスメンバの部分分解図である。

図１から図６に示すように、本実施形態におけるサブフレーム１は、いずれも図示を省略する自動車等の車両のリヤサイドフレーム等の車体に装着されながら、サスペンションアーム及び差動装置を支持するものである。かかるサブフレーム１は、典型的には、ｙ−ｚ平面と平行な平面であって幅方向の中央を通る平面に対して、基本的には左右対称な形状を有する。

具体的には、サブフレーム１は、平面視で井桁形状を呈し、典型的にはアーク溶接等で各々が対応して溶接されて一体化された左サイドメンバ１０、右サイドメンバ４０、リヤクロスメンバ７０、及びフロントクロスメンバ１３０を備える。左サイドメンバ１０及び右サイドメンバ４０は、典型的には鋼板等の平板部材をプレス成形して各々得られ、幅方向で離間しながら対向して前後方向に各々延在するものである。リヤクロスメンバ７０及びフロントクロスメンバ１３０は、典型的には鋼板等の平板部材をプレス成形して各々得られ、前後方向で離間しながら対向して幅方向に各々延在するものである。なお、適用される車両の種類等に応じて、サブフレーム１の前後配置は逆転してもかまわない。

以下、左サイドメンバ１０、右サイドメンバ４０、リヤクロスメンバ７０、及びフロントクロスメンバ１３０、並びにそれらに関連する構成につき、左サイドメンバ１０から順により詳細に説明する。
＜左サイドメンバの構成＞

左サイドメンバ１０は、典型的には、鋼板等の平板部材をプレス成形して得られる縦断面略コ字状の左上方部材２０及び左下方部材３０を有して、平面視で右方に凸の湾曲形状を呈する。なお、左サイドメンバ１０は、鋼管等のパイプ部材で構成されていてもよい。

左上方部材２０は、上壁２１を有し、上壁２１の前端部にそれが略円弧状に切欠かれた切り欠き部２２を有すると共に、上壁２１の後部にそれを上下方向に貫通するように穿孔して形成された孔部２３を有する。また、左上方部材２０は、上壁２１の幅方向の両端から垂下すると共に、上壁２１の前後方向の全長にわたって延在する左右一対のフランジ２４を各々有する。

左下方部材３０は、底壁３１を有し、底壁３１の前端部にそれが略円弧状に切欠かれた切り欠き部３２を有すると共に、底壁３１の後部にそれを上下方向に貫通するように穿孔して形成された孔部３３を有する。また、左下方部材３０は、底壁３１の幅方向の両端から起立すると共に、底壁３１の前後方向の全長にわたって延在する左右一対のフランジ３４を各々有する。

左上方部材２０及び左下方部材３０は、各々のフランジ２４及び３４が典型的にはアーク溶接等で対応して溶接されることにより一体化され、閉断面形状を呈する左サイドメンバ１０を構成する。なお、左上方部材２０及び左下方部材３０は、互いに板厚が異なっていてもよい。

上下方向で対向するように位置された切欠き部２２及び３２には、カラー部材２００が、その上下方向の端部が上壁２１及び底壁３１から対応して突出した態様で配設されると共に、典型的にはアーク溶接等で固設される。また、上下方向で対向するように位置された孔部２３及び３３には、カラー部材２００が、その上下方向の端部が上壁２１及び底壁３１から対応して突出した態様で嵌合されると共に、典型的にはアーク溶接等により溶接されて固設される。
＜右サイドメンバの構成＞

右サイドメンバ４０は、典型的には、鋼板等の平板部材をプレス成形して得られる横断面略コ字状の右上方部材５０及び右下方部材６０を有して、平面視で左方に凸の湾曲形状を呈する。なお、右サイドメンバ４０は、鋼管等のパイプ部材で構成されていてもよい。

右上方部材５０は、上壁５１を有し、上壁５１の前端部にそれが略円弧状に切欠かれた切り欠き部５２を有すると共に、上壁５１の後部にそれを上下方向に貫通するように穿孔して形成された孔部５３を有する。また、右上方部材５０は、上壁５１の幅方向の両端から垂下すると共に、上壁５１の前後方向の全長にわたって延在する左右一対のフランジ５４を各々有する。

右下方部材６０は、底壁６１を有し、底壁６１の前端部にそれが略円弧状に切欠かれた切り欠き部６２を有すると共に、底壁６１の後部にそれを上下方向に貫通するように穿孔して形成された孔部６３を有する。また、右下方部材６０は、底壁６１の幅方向の両端から起立すると共に、底壁６１の前後方向の全長にわたって延在する左右一対のフランジ６４を各々有する。

右上方部材５０及び右下方部材６０は、各々のフランジ５４及び６４が典型的にはアーク溶接等で対応して溶接されることにより一体化され、閉断面形状を呈する右サイドメンバ４０を構成する。なお、右上方部材５０及び右下方部材６０の各々の板厚は、異なっていてもよい。

また、右サイドメンバ４０を構成することにより、右上方部材５０及び右下方部材６０の各々に成形された切り欠き部５２及び６２、並びに孔部５３及び６３は、上下方向で対向するように位置された切り欠き部５２及び６２には、カラー部材２００が、その上下方向の端部が上壁５１及び底壁６１から対応して突出した態様で配設されると共に、典型的にはアーク溶接等により固設される。また、上下方向で対向するように位置された孔部５３及び６３には、カラー部材２００が、その上下方向の端部が上壁５１及び底壁６１から対応して突出した態様で嵌合されると共に、典型的にはアーク溶接等により溶接されて固設される。
＜リヤクロスメンバの構成＞

リヤクロスメンバ７０は、典型的には、下方に開いたハット状の縦断面形状を呈し、鋼板等の平板部材をプレス成形して得られる前側に位置する第１部材８０及び第１部材８０の後方でこれと対向すると共に第１部材８０より薄板である第２部材９０を備える下方部材１００、下方に開いた縦断面形状を呈し、下方部材１００の上方から覆うように配設されて下方部材１００に接続される上方部材１１０を有する。併せて、リヤクロスメンバ７０は、下方部材１００及び上方部材１１０が協働して画成する内側空間部Ｒを前後方向に貫通しながら、下方部材１００及び上方部材１１０に挟持された態様で下方部材１００及び上方部材１１０に接続される保持部材２００を有する。なお、上方部材１１０の板厚は、第１部材８０の板厚及び第２部材９０の板厚のいずれかと等しく設定してもよいし、これらから異なるように設定してもよい。

第１部材８０は、前上壁８１、その前方端から垂下する前縦壁８３、及びその下端から前方に突出する前フランジ８２を有する。かかる前縦壁８３には、いずれも図示を省略するが、その中央部における左端部を前後方向に貫通するように穿孔して形成された左前貫通孔、及びその中央部における右端部を前後方向に穿孔して形成された右前貫通孔を有する。なお、これらには、図示を省略するサスペンションアームをガイドするガイド部材が配設されていることが好ましい。

また、かかる前縦壁８３は、左前貫通孔及び右前貫通孔の間であって左前貫通孔側に、つまり幅方向の左側に偏位して、下方に切欠かれた前円弧状切り欠き部８６を有する。これに対応して、前上壁８１は、前円弧状切り欠き部８６に後方向で連なって前上壁８１を上下方向に貫通するように切り欠かれた切り欠き部を有する。前上壁８１の幅方向の中央領域の高さ位置は、前上壁８１の幅方向の両端領域の高さ位置より低く設定されており、つまり、前上壁８１の幅方向の中央領域は、底背領域に設定され、かつ前上壁８１の幅方向の両端領域は、高背領域に設定されて、前円弧状切り欠き部８６は、底背領域に配置されている。第１部材８０に不要な応力集中を発生させない観点からは、高背領域と底背領域との間では、前上壁８１の高さ位置は滑らかに変化することが好ましい。なお、前フランジ８２及び前縦壁８３は、左前貫通孔及び右前貫通孔の間であって右前貫通孔側に、上方に窪んだ図示を省略する前凹部８７を有して、部分的な嵩上げ形状を呈していてもよい。

第２部材９０は、後上壁９１、その後方端から垂下する後縦壁９３、及びその下端から後方に突出する後フランジ９２を有する。かかる後縦壁９３には、その中央部における左端部を前後方向に貫通するように穿孔して形成されると共に、前縦壁８３における左前貫通孔に対してその後方で対向する左後貫通孔９４、及びその中央部における右端部を前後方向に貫通するように穿孔して形成されると共に、前縦壁８３における右前貫通孔８５に対してその後方で対向する右後貫通孔９５を有する。なお、左後貫通孔９４及び右後貫通孔９５には、図示を省略するサスペンションアームをガイドするガイド部材２２０が配設されていることが好ましい。

また、かかる後縦壁９３は、左後貫通孔９４及び右後貫通孔９５の間であって左後貫通孔９４側に、つまり幅方向の左側に偏位して、下方に切り欠かれると共に、前縦壁８３の前円弧状切り欠き部８６に対してその後方に位置して対向する後円弧状切り欠き部９６を有する。これに対応して、後上壁９１は、後円弧状切り欠き部９６に前方向で連なると共に、前上壁８１の切り欠き部に連なって、後上壁９１を上下方向に貫通するように切り欠かれた切り欠き部を有する。後上壁９１の幅方向の中央領域の高さ位置は、後上壁９１の幅方向の両端領域の高さ位置より低く設定されており、つまり、後上壁９１の幅方向の中央領域は、底背領域に設定され、かつ後上壁９１の幅方向の両端領域は、高背領域に設定されて、後円弧状切り欠き部９６は、底背領域に配置されている。第２部材９０に不要な応力集中を発生させない観点からは、高背領域と底背領域との間では、後上壁９１の高さ位置は滑らかに変化することが好ましい。また、後フランジ９２及び後縦壁９３は、左後貫通孔９４及び右後貫通孔９５の間であって右後貫通孔９５側に、上方に窪むと共に、前縦壁８３の前凹部８７に対してその後方で対向する後凹部９７を有して、部分的な嵩上げ形状を呈していてもよい。

第１部材８０及び第２部材９０は、第１部材８０の前上壁８１の後端及び第２部材９０の後上壁９１の前端が典型的にはアーク溶接等により溶接されることにより一体化され、下方に開いたハット状の縦断面形状を呈する下方部材１００が構成される。下方部材１００は、前上壁８１の底背領域及び後上壁９１の底背領域に対応して、その上壁が下方に陥設した上壁凹部１０１を有する。

一方、上方部材１１０は、典型的には、鋼板等の平板部材をプレス成形して得られる断面略コ字状を呈し、上壁１１１、上壁１１１の前方端から垂下する前壁１１２、及び上壁１１１の後方端から垂下する後壁１１２を有する。前壁１１２の下端は、第１部材８０の前縦壁８３に典型的にはアーク溶接等により溶接されて固設されると共に、後壁１１２の下端は、第２部材９０の後縦壁９３に典型的にはアーク溶接等により溶接されて固設される。

また、上方部材１１０は、下方部材１００と協働して上壁凹部１０１に位置的に対応する内部空間部Ｒを画成する。併せて、第１部材８０の前円弧状切り欠き部８６及び第２部材９０の後円弧状切り欠き部９６に上方から侵入させられて上方部材１１０上に載置された円筒状の保持部材２００は、内部空間部Ｒが画成される領域に位置的に対応して、上方部材８０及び下方部材９０で挟持された態様で典型的にはアーク溶接等によりこれらに溶接されて固設される。ここで、上方部材１１０が第１部材８０及び第２部材９０の固設された状態では、保持部材２００の上半周の外面と上方部材１１０の上壁１１１の下面との間には、内部空間部Ｒが存在することになる。

また、下方部材１００の幅方向の中央部においては、第１部材８０の前フランジ８２及び第２部材９０の後フランジ９２を接続する連結部材１２０が、典型的にはアーク溶接等により溶接されて固設されることが好ましい。かかる連結部材１２０は、リヤクロスメンバ７０の強度・剛性を増強するためのもので、典型的には、鋼板等の平板部材をプレス成形して得られるものである。特に、リヤクロスメンバ７０における保持部材２００が固設された部分の強度・剛性をより増強する観点からは、連結部材１２０は、平面視で見た場合に保持部材２００と上下方向で重複することが好ましい。

リヤクロスメンバ７０は、平面視で見た場合に中央部７１における前後方向の幅よりも前後方向の幅が大きい左端部７２、並びに中央部７１及び左端部７２を滑らかに接続する接続部７３を有することが、その重量の増加を抑制しながらその強度を効率的に増強する観点からは好ましい。更に、中央部７１に詳細は後述するサスペンションアームの支持部を設定することが、かかる支持部を効率的に構成しながらリヤクロスメンバ７０の強度・剛性を増強する観点からより好ましい。

また、左端部７２において、第２部材９０の後縦壁９３の周縁部は、右に向かって凹むように切り欠かれて、そこが左サイドメンバ１０に典型的にはアーク溶接等により溶接されることが、その部分の接合強度を増強する観点からは好ましい。また、更に、後縦壁９３の左端部及び後フランジ９２の左端部の各々の延長部が、左サイドメンバ１０の下に回り込んで、各々の延長部が典型的にはアーク溶接等によりそれに溶接されることが、その部分の接合強度を増強する観点から好ましい。

同様に、リヤクロスメンバ７０は、平面視で見た場合に中央部７１における前後方向の幅よりも前後方向の幅が大きい右端部７４、並びに中央部７１及び右端部７４を滑らかに接続する接続部７５を有することが、その重量の増加を抑制しながらその強度を効率的に増強する観点からは好ましい。

また、右端部７４において、第２部材９０の後縦壁９３の周縁部は、左に向かって凹むように切り欠かれて、そこが右サイドメンバ４０に典型的にはアーク溶接等により溶接されることが、その部分の接合強度を増強する観点からは好ましい。また、更に、後縦壁９３の右端部及び後フランジ９２の右端部の各々の延長部が、右サイドメンバ４０の下に回り込んで、各々の延長部が典型的にはアーク溶接等によりそれに溶接されることが、その部分の接合強度を増強する観点から好ましい。
＜フロントクロスメンバの構成＞

フロントクロスメンバ１３０は、典型的には、鋼板等の平板部材をプレス成形して得られる前側に位置する第３部材１４０及び第３部材１４０の後方でこれと対向すると共に第３部材１４０より薄板である第４部材１５０を有する。

第３部材１４０は、前上壁１４１、前上壁１４１の前方端から垂下する前縦壁１４２、及び前縦壁１４２の下方端から後方に延在すると共に、前上壁１４１に上下方向で対向する前底壁１４３を備える。併せて、第３部材１４０は、前縦壁１４２の左端部を前後方向に貫通するように穿孔して形成された図示を省略する左前端貫通孔、及び前縦壁１４２の右端部を前後方向に貫通するように穿孔して形成された右前端貫通孔１４５を有する。

また、第３部材１４０は、前縦壁１４２における幅方向の中央部を上方に向かって凹の形状を呈する前凹部１４８を有する。

第４部材１５０は、後上壁１５１、後上壁１５１の後方端から垂下する後縦壁１５２、及び後縦壁１５２の下方端から前方に延在すると共に、後上壁１５１に上下方向で対向する後底壁１５３を備える。併せて、第４部材１５０は、後縦壁１５２の左端部を前後方向に貫通するように穿孔して形成されると共に、前縦壁１４２における左前端貫通孔に対してその後方で対向する図示を省略した左後端貫通孔、及び後縦壁１５２の右端部を前後方向に貫通するように穿孔して形成されると共に、前縦壁１４２における右前端貫通孔１４５に対してその後方で対向する右後端貫通孔１５５を有する。なお、左後端貫通孔及び右後端貫通孔１５５には、ナット部材２３０が各々配設されて固設される。

また、第４部材１５０は、後縦壁１５２における幅方向の中央部を上方に向かって凹の形状を呈すると共に、前縦壁１４２における前凹部１４８に対してその後方で対向する後凹部１５６を有する。

フロントクロスメンバ１３０の左端の周縁部は、右側に向かって凹むように、具体的には、第３部材１４０の前縦壁１４２及び第４部材１５０の後縦壁１５２は、左サイドメンバ１０の外周面の形状に沿う形状に切り欠かれていることが好ましい。

このように切り欠かれた部分は、第３部材１４０の前縦壁１４２及び第４部材１５０の後縦壁１５２が各々左サイドメンバ１０に当接した態様で、左サイドメンバ１０に典型的にはアーク溶接等で溶接されることにより固設されることになる。

フロントクロスメンバ１３０の右端の周縁部は、左側に向かって凹むように切り欠かれ、具体的には、第３部材１４０の前縦壁１４２及び第４部材１５０の後縦壁１５２は、右サイドメンバ４０の外周面の形状に沿う形状に切り欠かれていることが好ましい。

このように切り欠かれた部分は、第３部材１４０の前縦壁１４２及び第４部材１５０の後縦壁１５２が各々右サイドメンバ４０に当接した態様で、右サイドメンバ４０に典型的にはアーク溶接等で溶接されることにより固設されることになる。
＜左補強部材及び右補強部材の構成＞

リヤクロスメンバ７０の左端部及びフロントクロスメンバ１３０の左端部、並びにリヤクロスメンバ７０の右端部及びフロントクロスメンバ１３０の右端部には、それらを対応して連結するように、左補強部材１６０及び右補強部材１７０が、典型的にはアーク溶接等により溶接されて固設されることが好ましい。

左補強部材１６０は、典型的には鋼板等の平板部材をプレス成形して得られる略平板状の部材であり、その前端部は、第４部材１５０の後縦壁１５２に固設されると共に、その後端部が第１部材８０の前縦壁８３に固設されることが、強度や剛性を増強する観点から好ましい。更に、左補強部材１６０の左端部が左サイドメンバ１０に固設されることが、強度や剛性を一層増強する観点からより好ましい。

右補強部材１７０は、典型的には鋼板等の平板部材をプレス成形して得られる略平板状の部材であり、その前端部は、第４部材１５０の後縦壁１５２に固設されると共に、その後端部が第１部材８０の前縦壁８３に固設されることが、強度や剛性を増強する観点から好ましい。更に、右補強部材１７０の右端部が右サイドメンバ４０に固設されることが、強度や剛性を一層増強する観点からより好ましい。
＜左支持部材及び右支持部材の構成＞

フロントクロスメンバ１３０の左右の両端部の上部には、典型的には、それらに対応して積み重なるように、左支持部材１８０及び右支持部材１９０が、アーク溶接等により溶接されて固設されている。

左支持部材１８０は、典型的には鋼板等の平板部材をプレス成形して得られる下方に開いた略ハット状の縦断面形状を呈し、その前壁１８１の左端部を前後方向に貫通するように穿孔して形成された図示を省略する左前貫通孔、及びその後壁１８３の左端部を前後方向に貫通するように穿孔して形成されると共に、前壁１８１の左前貫通孔に対して後方で対向する左後貫通孔１８４を有する。なお、左後貫通孔１８４にはナット部材２３０が固設される。

また、左支持部材１８０は、その前壁１８１の下端から前方に延在する前フランジ１８５、その後壁１８３の下端から後方に延在する後フランジ１８６を各々備え、前フランジ１８５及び後フランジ１８６は左サイドメンバ１０に典型的にはアーク溶接等により溶接されて固設される。

右支持部材１９０は、典型的には鋼板等の平板部材をプレス成形して得られる下方に開いた略ハット状の縦断面形状を呈し、その前壁１９１の右端部を前後方向に貫通するように穿孔して形成された右前貫通孔１９２、及びその後壁１９３の右端部を前後方向に貫通するように穿孔して形成されると共に、前壁１９１の右前貫通孔１９２に対して後方で対向する右後貫通孔１９４を有する。なお、右後貫通孔１９４にはナット部材２３０が固設される。

また、右支持部材１９０は、その前壁１９１の下端から前方に延在する前フランジ１９５、その後壁１９３の下端から後方に延在する後フランジ１９６を各々備え、前フランジ１９５及び後フランジ１９６は右サイドメンバ４０に典型的にはアーク溶接等により溶接されて固設される。

以上の構成を有するサブフレーム１においては、車体に装着される部位として、第１取付部Ａ１、第２取付部Ａ２、第３取付部Ａ３、及び第４取付部Ａ４の４カ所の部位が設定されると共に、サスペンションアームを支持する部位として、第１支持部Ｓ１、第２支持部Ｓ２、第３支持部Ｓ３、第４支持部Ｓ４、第５支持部Ｓ５、及び第６支持部Ｓ６の６ヶ所が設定されている。

また、サブフレーム１においては、被装着部品、典型的には差動装置が装着される部位として、差動装置保持部Ｄ１が設定されている。

詳しくは、サブフレーム１を構成する各部品の内部が外部に開いた部分である第１開口部、第２開口部、第３開口部、第４開口部、第５開口部、及び第６開口部を備える。具体的には、第１開口部は、フロントクロスメンバ１３０の左前端貫通孔１４４及び左後端貫通孔１５４の間で、その内部が外部に開いた部分である。第２開口部は、フロントクロスメンバ１３０の右前端貫通孔１４５及び右後貫通孔１５５の間で、その内部が外部に開いた部分である。第３開口部は、リヤクロスメンバ７０の左前貫通孔８４及び左後貫通孔９４の間で、その内部が外部に開いた部分である。第４開口部は、リヤクロスメンバ７０の右前貫通孔８５及び右後貫通孔９５の間で、その内部が外部に開いた部分である。第５開口部は、左支持部材１８０の左前貫通孔１８２及び左後貫通孔１８４の間で、その内部が外部に開いた部分である。第６開口部は、右支持部材１９０の右前貫通孔１９２及び右後貫通孔１９４の間で、その内部が外部に開いた部分である。

ここで、第１開口部、第２開口部、第３開口部、第４開口部、第５開口部、及び第６開口部には、第１支持部Ｓ１、第２支持部Ｓ２、第３支持部Ｓ３、第４支持部Ｓ４、第５支持部Ｓ５、及び第６支持部Ｓ６が、各々対応して設定されていることになる。

詳しくは、第１支持部Ｓ１は、フロントクロスメンバ１３０の左前端貫通孔１４４及びナット部材２３０を固設した左後端貫通孔１５４の間に画成される第１開口部に対応して配置される。かかる第１支持部Ｓ１においては、フロントクロスメンバ１３０に設けられた左前端貫通孔１４４、左後端貫通孔１５４及びナット部材２３０を介して、いずれも図示を省略するサスペンションアームの右ピボットが締結ボルト等の締結部材で締結されて装着される。

第２支持部Ｓ２は、フロントクロスメンバ１３０の右前端貫通孔１４５及びナット部材２３０を固設した右後端貫通孔１５５の間に画成される第２開口部に対応して配置される。かかる第２支持部Ｓ２においては、フロントクロスメンバ１３０に設けられた右前端貫通孔１４５、右後端貫通孔１５５及びナット部材２３０を介して、いずれも図示を省略するサスペンションアームの左ピボットが締結ボルト等の締結部材で締結されて装着される。

第３支持部Ｓ３は、リヤクロスメンバ７０のガイド部材２２０を固設した左前貫通孔８４、及びガイド部材２２０を固設した左後貫通孔９４に対応して配置されている。かかる第３支持部Ｓ３においては、左前貫通孔８４、左後貫通孔９４、及びそれらに固設されたガイド部材２２０を介して、いずれも図示を省略するサスペンションアームの右ピボットが締結ボルト等の締結部材で締結されて装着される。第３支持部Ｓ３の上方に上壁凹部１０１が前後方向に延在することにより、サスペンションアームからの前後方向の入力荷重による前縦壁８３及び後縦壁９４の撓みを抑制してサスペンションアームの支持強度や支持剛性を向上することができる。

第４支持部Ｓ４は、リヤクロスメンバ７０のガイド部材２２０を固設した右前貫通孔８５、及びガイド部材２２０を固設した右後貫通孔９５に対応して配置されている。かかる第４支持部Ｓ４においては、右前貫通孔８５、右後貫通孔９５、及びそれらに固設されたガイド部材２２０を介して、いずれも図示を省略するサスペンションアームの左ピボットが締結ボルト等の締結部材で締結されて装着される。第４支持部Ｓ４の上方に上壁凹部１０１が前後方向に延在することにより、サスペンションアームからの前後方向の入力荷重による前縦壁８３及び後縦壁９４の撓みを抑制して、サスペンションアームの支持強度や支持剛性を向上することができる。

第５支持部Ｓ５は、左支持部材１８０の左前貫通孔１８２及びナット部材２３０を固設した左後貫通孔１８４に対応して配置されている。かかる第５支持部Ｓ５においては、左前貫通孔１８２、左後貫通孔１８４及びナット部材２３０を介して、いずれも図示を省略するサスペンションアームの右ピボットが締結ボルト等の締結部材で締結されて装着される。

第６支持部Ｓ６は、右支持部材１９０の右前貫通孔１９２及びナット部材２３０を固設した右後貫通孔１９４に対応して配置されている。かかる第６支持部Ｓ６においては、右前貫通孔１９２、右後貫通孔１９４及びナット部材２３０を介して、いずれも図示を省略するサスペンションアームの左ピボットが締結ボルト等の締結部材で締結されて装着される。

以上のサブフレーム１における左右のピボットは、図示を省略する左右のピボットに対応してその幅方向の内側に対向して位置するサスペンションピボットであり、図示を省略する左右の後輪の前後方向及び幅方向の位置を対応して規定すると共に、サブフレーム１に対して主として幅方向に相対的に大きな外力を印加する。また、以上の左右のピボットの典型的な構成としては、その締結部材が挿通されるカラー部材にゴム部が接着された構成を有し、前後方向のバネ定数が小さく幅方向のバネ定数が大きいインシュレータブッシュ部材が挙げられる。なお、以上の左右のピボットの所定の左右の一対には、図示を省略するサスペンションスプリングのバネ反力が印加されるものであってもよい。

また、以上のサブフレーム１においては、第１取付部Ａ１、第２取付部Ａ２、第３取付部Ａ３、第４取付部Ａ４も対応して設定されている。

詳しくは、第１取付部Ａ１は、左サイドメンバ１０の前方端に固設されたカラー部材２１０に対応して配置されている。かかる第１取付部Ａ１においては、図示を省略するゴムブッシュがカラー部材２１０に圧入され、いずれも図示を省略する締結ボルト等の締結部材で左リヤサイドフレームに締結されて車体側に装着される。

第２取付部Ａ２は、左サイドメンバ１０の後方端に固設されたカラー部材２１０に対応して配置されている。かかる第２取付部Ａ２においては、図示を省略するゴムブッシュがカラー部材２１０に圧入され、いずれも図示を省略する締結ボルト等の締結部材で左リヤサイドフレームに締結されて車体側に装着される。

第３取付部Ａ３は、右サイドメンバ４０の前方端に固設されたカラー部材２１０に対応して配置されている。かかる第３取付部Ａ３においては、図示を省略するゴムブッシュがカラー部材２１０に圧入され、いずれも図示を省略する締結ボルト等の締結部材で右リヤサイドフレームに締結されて車体側に装着される。

第４取付部Ａ４は、右サイドメンバ４０の後方端に固設されたカラー部材２１０に対応して配置されている。かかる第４取付部Ａ４においては、図示を省略するゴムブッシュがカラー部材２１０に圧入され、いずれも図示を省略する締結ボルト等の締結部材で右リヤサイドフレームに締結されて車体側に装着される。

また、更に、以上のサブフレーム１においては、差動装置保持部Ｄ１も対応して設定され、差動装置保持部Ｄ１は、リヤクロスメンバ７０の保持部材２００に対応して配置されている。

詳しくは、差動装置保持部Ｄ１は、保持部材２００がいずれも図示を省略する差動装置に装着されたゴムブッシュ等をその中に収容して保持する。保持部材２００が下方部材１００及び上方部材１００で挟持された態様で固設されることにより、リヤクロスメンバ７０における保持部材２００の接合部の強度や剛性を向上して、差動装置を確実に保持することができる差動装置保持部Ｄ１を実現することができる。

なお、以上の各種保持部材２００、カラー部材２１０、ガイド部材２２０、ナット部材２３０は、典型的には鋼材等の金属製である。

また、以上の本実施形態においては、サスペンションアームは、同機能を有するものであれば、本実施形態以外のものであってもよい。

また、以上の本実施形態においては、サブフレーム１は、所謂フローティング形式ではなく、所謂リジッド形式で車体に装着されていてもよい。

なお、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

以上のように、本発明においては、簡便な構成で、必要な生産性を維持しながら、高いレイアウト自由度で被装着部品の保持部を構成することができると共に、サスペンションアームの支持強度や剛性を向上することができる車両用サブフレームを提供することができるものであるため、その汎用普遍的な性格から広範に車両等の移動体のサブフレームの分野に適用され得るものと期待される。

１…サブフレーム
１０…左サイドメンバ
２０…左上方部材
２１…上壁
２２…切り欠き部
２３…孔部
２４…フランジ
３０…左下方部材
３１…底壁
３２…切り欠き部
３３…孔部
３４…フランジ
４０…右サイドメンバ
５０…右上方部材
５１…上壁
５２…切り欠き部
５３…孔部
５４…フランジ
６０…右下方部材
６１…底壁
６２…切り欠き部
６３…孔部
６４…フランジ
７０…リヤクロスメンバ
７１…中央部
７２…左端部
７３…接続部
７４…右端部
７５…接続部
８０…第１部材
８１…前上壁
８２…前フランジ
８３…前縦壁
８６…前円弧切り欠き部
８７…前凹部
９０…第２部材
９１…後上壁
９２…後フランジ
９３…後縦壁
９４…左後貫通孔
９５…右後貫通孔
９６…後円弧切り欠き部
９７…後凹部
１００…下方部材
１０１…上壁凹部
１１０…上方部材
１１１…上壁
１１２…前壁
１１３…後壁
１２０…連結部材
１３０…フロントクロスメンバ
１４０…第３部材
１４１…前上壁
１４２…前縦壁
１４３…前底壁
１４５…右前端貫通孔
１４８…前凹部
１５０…第４部材
１５１…後上壁
１５２…後縦壁
１５３…後底壁
１５５…右後端貫通孔
１５６…後凹部
１６０…左補強部材
１７０…右補強部材
１８０…左支持部材
１８１…前壁
１８３…後壁
１８４…左後貫通孔
１８５…前フランジ
１８６…後フランジ
１９０…右支持部材
１９１…前壁
１９２…右前貫通孔
１９３…後壁
１９４…右後貫通孔
１９５…前フランジ
１９６…後フランジ
２００…保持部材
２１０…カラー部材
２２０…ガイド部材
２３０…ナット部材
Ａ１…第１取付部
Ａ２…第２取付部
Ａ３…第３取付部
Ａ４…第４取付部
Ｄ１…差動装置保持部
Ｓ１…第１支持部
Ｓ２…第２支持部
Ｓ３…第３支持部
Ｓ４…第４支持部
Ｓ５…第５支持部
Ｓ６…第６支持部
Ｒ…内部空間部

Claims (6)

1. 車両の幅方向で互いに対向しながら前記車両の前後方向に各々延在する一対のサイドメンバと、
   前記前後方向で互いに対向しながら前記幅方向に各々延在すると共に、前記一対のサイドメンバの間を各々連結する一対のクロスメンバと、
   を備え、
   前記一対のクロスメンバの一方は、前記車両の下方に向けて開放されると共に、その上壁が前記下方に陥設した上壁凹部を有する下方部材と、前記上壁凹部を前記車両の上方から覆うように配設されて前記下方部材に接続される上方部材と、前記下方部材及び前記上方部材が協働して画成する内側空間部と、前記内側空間部を前記前後方向に貫通しながら、前記下方部材及び前記上方部材に挟持された態様で前記下方部材及び前記上方部材に接続され、被装着部品を保持する保持部材と、を備える車両用サブフレーム。
2. 前記保持部材は、前記下方部材及び前記上方部材の中央部から前記幅方向に偏位して配設され、
   前記下方部材は、前記車両の上方に陥設されると共に、前記保持部材に対して前記幅方向で併設された下凹部を有する請求項１に記載の車両用サブフレーム。
3. 前記一対のクロスメンバの前記一方は、前記前後方向の後側に配設された後側クロスメンバであり、
   前記後側クロスメンバは、第１の縦壁部及び前記第１の縦壁部に連なる第１の上壁部を有する第１部材と、前記前後方向で前記第１の縦壁部に対向した第２の縦壁部及び前記第２の縦壁部に連なると共に前記第１の上壁部に接続される第２の上壁部を有する第２部材と、を備え、
   前記第１部材の板厚は、前記第２部材の板厚以上に設定される請求項１又は２に記載の車両用サブフレーム。
4. 前記一対のクロスメンバの他方は、前記前後方向の前側に配設された前側クロスメンバであり、
   前記後側クロスメンバ及び前側クロスメンバ間を接続する補強部材が、更に設けられる請求項３に記載の車両用サブフレーム。
5. 前記前側クロスメンバは、第３の縦壁部及び前記第３の縦壁部に連なる第３の上壁部、並びに前記第３の縦壁部に連なる第３の下壁部を有する第３部材と、前記前後方向で前記第３の縦壁部に対向した第４の縦壁部及び前記第４の縦壁部に連なると共に前記第３の上壁部に接続される第４の上壁、並びに前記第４の縦壁部に連なると共に前記第３の下壁部に接続される第４の下壁部を有する第４部材と、を備え、
   前記第３部材の板厚は、前記第４部材の板厚以上に設定される請求項４に記載の車両用サブフレーム。
6. 前記補強部材は、前記第１部材及び前記第４部材を接続する請求項５に記載の車両用サブフレーム。

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