JP4665338B2

JP4665338B2 - Front subframe structure for vehicles

Info

Publication number: JP4665338B2
Application number: JP2001130986A
Authority: JP
Inventors: 芳光佐藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2021-04-27
Also published as: JP2002321639A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車輌のフロントサスペンションに係り、更に詳細にはフロントサブフレーム構造に係る。
【０００２】
【従来の技術】
自動車等の車輌に於いて、フロントサスペンションアームの内端を支持するためのフロントサブフレームの一つとして、例えば本願出願人の出願にかかる特開平６−８８４７号公報に記載されている如く、車輌前後方向に延在し車輌横方向に互いに隔置された一対のサイドビームと、車輌前後方向に互いに隔置され車輌横方向に延在し両端にて一対のサイドビームに一体的に連結された二つのクロスビームとを有し、サイドビームにてフロントサスペンションアームの内端を枢支すると共に車体に取り付けられるよう構成された井桁形状のフロントサブフレームが従来より知られている。
【０００３】
かかるフロントサブフレームによれば、互いに一体的に連結された一対のサイドビーム及び二つのクロスビームは互いに共働して井桁形状をなすので、例えば車輌横方向に延在し両端にて一対のサイドレールに一体的に連結されたＩ型クロスビームの端部によりフロントサスペンションアームの内端が枢支される場合に比して、車輌の走行に伴うフロントサスペンションアームの内端の変位を低減しつつ、フロントサスペンションアームの内端位置の設定の自由度を上げることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述の井桁形状のフロントサブフレームは左右各々のフロントサスペンションアームの内端の取り付け部が一箇所であるため、フロントサスペンションアームがＬ型又はＡ型の如く第一の内端と該第一の内端より車輌前後方向に隔置された第二の内端とを備えたサスペンションアームである車輌に対し上述の井桁形状のフロントサブフレームをそのまま適用することができず、車輌の走行に伴うサスペンションアームの二つの内端の変位を効果的に低減するためには、フロントサブフレームの大幅な設計変更が必要である。
【０００５】
また例えばＩ型クロスビームの端部によりフロントサスペンションアームの内端が枢支されるよう構成された車輌に対し上述の井桁形状のフロントサブフレームを適用しようとすると、ステアリングギヤボックス及びこれに付随する部品がフロントサブフレームに干渉しないよう、ステアリングギヤボックス及びこれに付随する部品の配置や取り付けに大幅な設計変更が必要であり、高コストになることが避けられない。
【０００６】
更にステアリングギヤボックス及びこれに付随する部品の配置や取り付けに大幅な設計変更が必要であり高コストになるという問題を回避すべく、ただ単にステアリングギヤボックス及びこれに付随する部品に干渉しないようＩ型クロスビームに対し車輌前後方向に隔置されたサブクロスビームを追加しても、フロントサスペンションアームの内端の変位を効果的に低減することができず、そのため車輌の操縦安定性を効果的に向上させることができない。
【０００７】
本発明は、互いに一体的に連結された一対のサイドビーム及び二つのクロスビームを有し井桁形状をなすよう構成された従来のフロントサブフレームに於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、ステアリングギヤボックス及びこれに付随する部品の如き他の車輌部品に干渉しないようサブクロスビームを追加しメインクロスビームに接続すると共に、フロントサスペンションアームよりの荷重がメインクロスビーム及びサブクロスビームによって効率的に担持されるよう構成することにより、他の車輌部品の配置や取り付け等について大幅な設計変更を要することなく車輌の走行に伴うフロントサスペンションアームの二つの内端の変位を効果的に低減することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ち車輌前後方向に延在し且つ車輌横方向に互いに隔置された左右一対のサイドレールを備えた車輌に於いて、第一の内端と該第一の内端より車輌前後方向に隔置された第二の内端とを備えた左右のサスペンションアームを枢支するための車輌用フロントサブフレーム構造にして、車輌横方向に延在し両端にて前記一対のサイドレールに固定されると共に前記サスペンションアームの前記第一の内端を枢支するメインクロスビームと、前記メインクロスビームに対し車輌前後方向に隔置された状態にて車輌横方向に延在し両端にて前記サイドレールに固定されると共に他の車輌部品に干渉しないよう前記メインクロスビームの端部に一体的に接続されたサブクロスビームとを有し、前記サブクロスビームは前記サイドレールに対する固定部に於いて前記サスペンションアームの前記第二の内端を枢支することを特徴とする車輌用フロントサブフレーム構造、又は請求項２の構成、即ち車輌前後方向に延在し且つ車輌横方向に互いに隔置された左右一対のサイドレールを備えた車輌に於いて、第一の内端と該第一の内端より車輌前後方向に隔置された第二の内端とを備えた左右のサスペンションアームを枢支するための車輌用フロントサブフレーム構造にして、車輌横方向に延在し両端にて前記一対のサイドレールに固定されると共に前記サスペンションアームの前記第一の内端を枢支するメインクロスビームと、前記メインクロスビームに対し車輌前後方向に隔置された状態にて車輌横方向に延在し両端にて前記サイドレールに固定されると共に他の車輌部品に干渉しないよう前記メインクロスビームの端部に一体的に接続されたサブクロスビームとを有し、前記サブクロスビームはその端部にて前記サスペンションアームの前記第二の内端を枢支し、前記サブクロスビームの端部は車輌横方向に互いに隔置され且つ車輌前後方向に延在する左右一対の接続部材により前記メインクロスビームの端部に一体的に接続されており、前記接続部材は上側接続部材と下側接続部材とよりなり、前記上側接続部材と前記下側接続部材との間にステアリングギヤボックスを接触することなく受け入れるよう構成されていることを特徴とする車輌用フロントサブフレーム構造によって達成される。
【０００９】
上記請求項１の構成によれば、サスペンションアームの第一の内端は両端にてサイドレールに固定されたメインクロスビームの端部により枢支され、サスペンションアームの第二の内端はサイドレールに対するサブクロスビームの固定部により枢支されるので、車輌の走行時にサスペンションアームに作用する荷重がメインクロスビーム及びサブクロスビームによって効率的に担持され、これによりサスペンションアームの二つの内端の変位が効果的に低減される。
【００１０】
また上記請求項１の構成によれば、サブクロスビームは両端にて他の車輌部品に干渉しないようメインクロスビームの端部に一体的に接続され、実質的に井桁形状が郭定されているので、他の車輌部品の配置や取り付けに関し設計変更は不要であり、設計変更に伴うコストの増大が確実に回避されると共に、メインクロスビームに接続されることなくただ単にサブクロスビームが追加された構造の場合に比して、車輌の走行時に於けるサスペンションアームの二つの内端の変位が効果的に低減される。
【００１４】
また請求項２の構成によれば、サブクロスビームの端部は車輌横方向に互いに隔置され且つ車輌前後方向に延在する左右一対の接続部材によりメインクロスビームの端部に一体的に接続されるので、請求項１の構成の場合と同様の作用効果が得られることに加えて、メインクロスビームとサブクロスビームとの間に他の車輌部品を受け入れるに十分な空間を確保しつつフロントサブフレームの剛性を確保することが可能になる。
【００１６】
また請求項２の構成によれば、接続部材は上側接続部材と下側接続部材とよりなり、上側接続部材と下側接続部材との間にステアリングギヤボックスを接触することなく受け入れるよう構成されるので、ステアリングギヤボックスに干渉することなくサブクロスビームの端部をメインクロスビームの端部に一体的に接続することが可能になり、また左右一対の接続部材がステアリングギヤボックスを迂回するよう湾曲して配設される場合に比して、フロントサブフレームの剛性を高くすることが可能になる。
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１又は２の構成に於いて、前記サスペンションアームの前記第二の内端は前記サイドレールに対し前記サブクロスビームの端部を固定するための締結固定手段により枢支されるよう構成される（請求項３の構成）。
請求項３の構成によれば、サスペンションアームの第二の内端はサイドレールに対しサブクロスビームの端部を固定するための締結固定手段により枢支されるので、サブクロスビームの端部を固定するための締結固定手段及びサスペンションアームの第二の内端を枢支するための手段が別の部材である場合に比して、サイドレールに対するサブクロスビームの端部やサスペンションアームの第二の内端の取り付けを能率よく実施することが可能になり、また部品点数を低減することが可能になる。
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項２の構成に於いて、前記接続部材は車輌の上方より見て車輌前後方向に対し傾斜して延在し、前記メインクロスビーム及び前記サブクロスビームと共働して等脚台形をなすよう構成される（請求項４の構成）。
請求項４の構成によれば、接続部材は車輌の上方より見て車輌前後方向に対し傾斜して延在し、メインクロスビーム及びサブクロスビームと共働して等脚台形をなすので、これらが実質的に矩形をなす場合に比して、メインクロスビーム等がサスペンションアームより車輌横方向の荷重を受けた場合の変形を確実に低減することが可能になり、これによりサスペンションアームの二つの内端の変位を確実に低減することが可能になる。
【００１７】
また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至４の何れか一つの構成に於いて、前記サブクロスビームは前記端部より前記サイドレールに対しアウトボード側へ延在する延長部を有し、前記延長部にて車体に連結されるよう構成される（請求項５の構成）。
【００１８】
請求項５の構成によれば、サブクロスビームはその端部よりサイドレールに対しアウトボード側へ延在する延長部を有し、該延長部にて車体に連結されるよう構成されるので、サブクロスビームが端部に於いてサイドレールにのみ固定される構成の場合に比して、車輌の走行時に於けるサスペンションアームの第一及び第二の内端の変位が一層確実に低減される。
【００１９】
【課題解決手段の好ましい態様】
本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１の構成に於いて、メインクロスビームはＩ型クロスビームであるよう構成される（好ましい態様１）。
【００２０】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１又は好ましい態様１の構成に於いて、サスペンションアームは車輌横方向に延在し第一の内端を郭定する第一のアーム部と、外端にて第一のアーム部に剛固に連結され第二の内端を郭定する第二のアーム部とよりなるよう構成される（好ましい態様２）。
【００２１】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１の構成に於いて、サスペンションアームの第二の内端はサイドレールに対しサブクロスビームの端部を固定するための締結固定手段により枢支されるよう構成される（好ましい態様３）。
【００２２】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２の構成に於いて、接続部材は車輌の上方より見て車輌前後方向に対し傾斜して延在し、メインクロスビーム及びサブクロスビームと共働して等脚台形をなすよう構成される（好ましい態様４）。
【００２３】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２の構成に於いて、上側接続部材及び下側接続部材は互いに上下方向に隔置された位置に於いてメインクロスビームに接続されるよう構成される（好ましい態様５）。
【００２４】
本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項５の構成に於いて、延長部はサイドレールとロッカーとを接続するトルクボックスに連結されるよう構成される（好ましい態様６）。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００２６】
図１は本発明による車輌用フロントサブフレーム構造の一つの実施形態を示す平面図、図２は図１に示された実施形態の右半分を拡大して示す部分平面図、図３は図１に示された実施形態の右側面図、図４は図１に示された実施形態の主要な構成部品を示す分解斜視図である。
【００２７】
これらの図に於いて、１０は車輌の前後方向の中心線を示しており、１２Ｌ及び１２Ｒは中心線１０に沿って車輌前後方向に延在し且つ車輌横方向に互いに隔置された左右一対のサイドレールを示している。サイドレール１２Ｌ及び１２Ｒは車輌横方向に沿う断面で見て矩形の閉断面形状を有している。また１４Ｌ及び１４Ｒはそれぞれ車輪支持部材１６Ｌ及び１６Ｒにより回転軸線１８Ｌ及び１８Ｒの周りに回転可能に支持された左右の前輪を示している。
【００２８】
左右の前輪１４Ｌ及び１４Ｒはそれぞれ図には示されていないアッパアームとロアアーム２０Ｌ及び２０Ｒとを有するダブルウイッシュボーン式のサスペンションにより懸架され、車輌横方向に延在するステアリングギヤボックス２２によりタイロッド２４Ｌ、２４Ｒ及びナックルアーム２６Ｌ、２６Ｒを介して操舵されるようになっている。特に図示の実施形態に於いては、ロアアーム２０Ｌ及び２０Ｒは第一のアーム２８Ｌ及び２８Ｒと第二のアーム３０Ｌ及び３０Ｒとにより構成された実質的にＬ型のアームである。
【００２９】
第一のアーム２８Ｌ及び２８Ｒは車輌の上方より見て回転軸線１８Ｌ及び１８Ｒと実質的に同一の車輌前後方向位置に於いて車輌横方向に延在し、回転軸線１８Ｌ及び１８Ｒよりも下方に位置する外端にてボールジョイント３２Ｌ及び３２Ｒによりそれぞれ車輪支持部材１６Ｌ及び１６Ｒの下端部に枢着されている。一方第二のアーム３０Ｌ及び３０Ｒは外端にてそれぞれ第一のアーム２８Ｌ及び２８Ｒの外端と内端との間に図には示されていないボルト及びナットの如き締結手段により剛固に連結され、それらの内端は外端に対し車輌後方且つインボード方向に位置している。
【００３０】
第一のアーム２８Ｌ及び２８Ｒに対応する車輌前後方向位置には車輌横方向に延在するメインクロスビームとしてのＩ型クロスビーム３４が設けられ、Ｉ型クロスビーム３４の両端はそれぞれ図には示されていないボルト及びナットの如き一対の締結手段によりサイドレール１２Ｌ及び１２Ｒの下面に剛固に連結固定されている。またＩ型クロスビーム３４は実質的に一対の締結手段の間に図には示されていないブラケットを有し、該ブラケットにより実質的に車輌前後方向に延在する軸線の周りに枢動可能に第一のアーム２８Ｌ及び２８Ｒの内端をゴムブッシュ装置を介して支持している。
【００３１】
ステアリングギヤボックス２２はその軸線３６が車輌横方向に延在するようＩ型クロスビーム３４に近接してその車輌後方に配置され、図１に於いて中心線２２Ｌ及び２２Ｒにて示された位置に於いて図には示されていない取り付け装置によりＩ型クロスビーム３４に固定的に取り付けられている。尚図に於いて、３８はステアリングギヤボックス２２のコントロールバルブハウジングを示しており、図には示されていないがコントロールバルブハウジング３８には複数のオイル配管が接続されている。
【００３２】
ステアリングギヤボックス２２の車輌後方側にはサブクロスビーム４０が設けられており、サブクロスビーム４０は車輌横方向に延在している。サブクロスビーム４０は下向きに開いた断面コの字形をなし、下縁にフランジ状のリム部を有している。図示の実施形態に於いては、サブクロスビーム４０はサイドレール１２Ｌと１２Ｒとの間に延在する主要部４０Ｃと、主要部４０Ｃの端部と一体をなし該端部よりアウトボード方向且つ車輌後方へ傾斜して延在する延長部４０Ｌ及び４０Ｒとを有している。主要部４０Ｃと延長部４０Ｌ、４０Ｒとの間の屈曲部はサイドレール１２Ｌ及び１２Ｒの下方に位置し、屈曲部の車輌後方側はサブクロスビーム４０に溶接により固定された補強部材４２Ｌ及び４２Ｒにより補強されている。
【００３３】
サブクロスビーム４０の屈曲部の上方には上側の接続部材としてのアッパサイドビーム４４Ｌ及び４４Ｒのカップ部４４Ａが配置されている。アッパサイドビーム４４Ｌ及び４４Ｒも下向きに開いた断面コの字形をなし、下縁にフランジ状のリム部を有している。またアッパサイドビーム４４Ｌ及び４４Ｒはカップ部４４Ａと一体をなすアーム部４４Ｂを有し、アーム部４４Ｂの先端に設けられた連結部４４ＣにてＩ型クロスビーム３４の端部の車輌後方側の角部に溶接により一体的に連結されている。特に図示の実施形態に於いては、アッパサイドビーム４４Ｌ及び４４Ｒはカップ部４４Ａより連結部４４Ｃの方向に見て僅かにアウトボード方向且つ上方へ傾斜して車輌前後方向に延在している。
【００３４】
サブクロスビーム４０の主要部４０Ｃの端部の車輌前方側には下側の接続部材としてのロアサイドビーム４６Ｌ及び４６Ｒの後端が溶接により一体的に連結されている。ロアサイドビーム４６Ｌ及び４６Ｒはサイドレール１２Ｌ及び１２Ｒの僅かにインボード側にて車輌前後方向に延在し、前端のブロック部４６ＡにてＩ型クロスビーム３４の端部近傍の下面に溶接により一体的に連結されている。ロアサイドビーム４６Ｌ及び４６Ｒも下向きに開いた断面コの字形をなし、下縁にフランジ状のリム部を有している。サブクロスビーム４０、ロアサイドビーム４６Ｌ及び４６Ｒ、補強部材４２Ｌ及び４２Ｒのリム部には平板状の底壁部材４８が溶接により固定され、これによりサブクロスビーム４０等の下縁が閉ざされている。
【００３５】
サブクロスビーム４０の屈曲部、アッパサイドビーム４４Ｌ及び４４Ｒのカップ部４４Ａ、ロアサイドビーム４６Ｌ及び４６Ｒ、底壁部材４８の屈曲部に対応する部分はそれぞれそれらの部分に設けられた孔を貫通して上下方向の軸線５０に沿って延在する図には示されていないボルト及びナットによりサイドレール１２Ｌ及び１２Ｒに固定されている。サブクロスビーム４０の延長部４０Ｌ及び４０Ｒの先端は該先端及び底壁部材４８の対応する部分に設けられた孔を貫通して上下方向の軸線５２に沿って延在する図には示されていないボルト及びナットにより、サイドレール１２Ｌ及び１２Ｒと図には示されていないロッカーとを接続するトルクボックス５４に固定されている。
【００３６】
尚図３に於いて、５６及び５８はそれぞれ軸線５０及び５２に沿って延在する円筒形のカラーを示している。これらのカラー５６及び５８はサブクロスビーム４０の上壁に溶接されると共に該上壁と底壁部材４８との間に延在しており、これによりサブクロスビーム４０の軸線５０及び５２に沿う方向の圧縮強度を向上させている。軸線５０に沿って延在するボルトは図には示されていないゴムブッシュ装置を介してロアアーム２０Ｌ及び２０Ｒの第二のアーム３０Ｌ及び３０Ｒの内端を枢支している。
【００３７】
図３に示されている如く、第二のアーム３０Ｌ及び３０Ｒはステアリングギヤボックス２２より隔置されるよう湾曲して延在している。またアッパサイドビーム４４Ｌ及び４４Ｒは車輌横方向に見てカップ部４４Ａより連結部４４Ｃへ向けて上方へ傾斜することによりステアリングギヤボックス２２より隔置されている。更にロアサイドビーム４６Ｌ及び４６Ｒはステアリングギヤボックス２２の下方の部分の高さが低減されることによりステアリングギヤボックス２２より隔置されている。従ってアッパサイドビーム４４Ｌ、４４Ｒ及びロアサイドビーム４６Ｌ、４６Ｒはそれら間にステアリングギヤボックス２２を接触しないよう受け入れている。
【００３８】
上述の如く構成された本発明によるフロントサブフレーム構造は例えば以下の如く予めフロントサブフレームユニットとして形成され、そのユニットが車輌に組み付けられることが好ましい。尚フロントサブフレームユニットを形成するための工程は下記の順序に限定されるものではない。
【００３９】
まずカラー５６及び５８がサブクロスビーム４０の上壁の下面にそれぞれ軸線５０及び５２に沿って延在するよう溶接により固定され、サブクロスビーム４０の屈曲部に補強部材４２Ｌ及び４２Ｒが溶接により固定される。次いでサブクロスビーム４０の屈曲部に設けられた孔とロアサイドビーム４６Ｌ、４６Ｒの後端に設けられた孔とが軸線５０に沿って整合すると共に、サブクロスビーム４０及びロアサイドビーム４６Ｌ、４６Ｒが互いに他に対し所定の位置関係になるよう治具を用いて固定された状態で、ロアサイドビーム４６Ｌ、４６Ｒの後端がサブクロスビーム４０の屈曲部に溶接により固定され、しかる後サブクロスビーム４０、補強部材４２Ｌ、４２Ｒ、ロアサイドビーム４６Ｌ、４６Ｒの下縁に底壁部材４８が溶接により固定される。
【００４０】
次いでアッパサイドビーム４４Ｌ、４４Ｒのカップ部４４Ａに設けられた孔がサブクロスビーム４０の屈曲部に設けられた孔等に軸線５０に沿って整合すると共に、サブクロスビーム４０等に対しアッパサイドビーム４４Ｌ、４４Ｒが所定の位置関係になるよう治具を用いて固定され、その状態にてアッパサイドビーム４４Ｌ、４４Ｒのカップ部４４Ａがサブクロスビーム４０の屈曲部の上面に溶接により固定される。次いでアッパサイドビーム４４Ｌ、４４Ｒの連結部４４ＣがＩ型クロスビーム３４の端部の車輌後方側の角部に溶接により固定されると共に、ロアサイドビーム４６Ｌ、４６Ｒの前端のブロック部４６ＡがＩ型クロスビーム３４の端部近傍の下面に溶接により固定される。
【００４１】
また上述の如く形成されたフロントサブフレームユニットによりロアアームを車輌に取り付ける場合には、まずＩ型クロスビーム３４の両端が図には示されていないボルト及びナットによりサイドレール１２Ｌ、１２Ｒに固定され、次いでサブクロスビーム４０の延長部の先端が軸線５２に沿って延在するボルト及びナットによりトルクボックス５４に固定される。
【００４２】
次いで図には示されていないアッパアームの内端が車体に枢着され、ロアアーム２０Ｌ、２０Ｒの第一のアーム２８Ｌ、２８Ｒの内端がＩ型クロスビーム３４の端部に設けられたブラケットに図には示されていないボルト及びナットにより枢着され、第二のアーム３０Ｌ、３０Ｒの内端がカップ４０Ａ内に挿入され、該内端のゴムブッシュ装置に軸線５０に沿って延在するボルトが挿通されると共に該ボルトにナットが締結され、これによりカップ部４４Ａ及びサブクロスビーム４０の屈曲部がサイドレール１２Ｌ、１２Ｒに固定されると共に第二のアーム３０Ｌ、３０Ｒの内端がフロントサブフレームユニットに枢着される。
【００４３】
尚ステアリングギヤボックス２２は上述の如くフロントサブフレームユニットの取り付け及びサスペンションの組み付けが完了した後にアッパサイドビーム４４Ｌ、４４Ｒとロアサイドビーム４６Ｌ、４６Ｒとの間に挿入され、軸線２２Ｌ、２２Ｒにて示された位置に於いて図には示されていない取り付け装置によってＩ型クロスビーム３４に固定され、次いでタイロッド２４Ｌ、２４Ｒの先端がボールジョイントによりナックルアーム２６Ｌ、２６Ｒに連結される。
【００４４】
以上の説明より解る如く、図示の実施形態によれば、サブクロスビーム４０はアッパサイドビーム４４Ｌ、４４Ｒ及びロアサイドビーム４６Ｌ、４６ＲによりＩ型クロスビーム３４の端部に一体的に接続され、これにより実質的に井桁形状が郭定されており、ロアアーム２０Ｌ、２０Ｒの第一のアーム２８Ｌ、２８Ｒの内端はＩ型クロスビーム３４の端部により枢支され、第二のアーム３０Ｌ、３０Ｒの内端はアッパサイドビーム４４Ｌ、４４Ｒのカップ部４４Ａを介してサブクロスビーム４０の端部により枢支されている。
【００４５】
周知の如く車輌の走行時には左右の前輪１４Ｌ、１４Ｒに前後力及び横力が作用し、これによりロアアーム２０Ｌ、２０Ｒには車輪より車輌前後方向及び横方向の荷重が作用し、また車輪の横力は図には示されていないキングピン軸周りのモーメントを発生し、そのモーメントによりステアリングギヤボックス２２に軸力が作用する。
【００４６】
図示の実施形態によれば、車輌の走行に伴い車輪よりロアアーム２０Ｌ、２０Ｒに荷重が作用しても、その荷重はＩ型クロスビーム３４及びサブクロスビーム４０によって効率的に担持されるので、ロアアームの二つの内端の変位を効果的に且つ確実に低減することができ、またステアリングギヤボックス２２に軸力が作用しても、その軸力は図には示されていない取り付け装置を介してＩ型クロスビーム３４により確実に担持され、従ってロアアーム２０Ｌ、２０Ｒの第一の内端の枢点Ｐa、第二の内端の枢点Ｐb、Ｉ型クロスビーム３４に対するステアリングギヤボックス２２の取り付け点Ｐcの位置関係の変化を確実に低減し、これにより車輌の操縦安定性を確実に且つ効果的に向上させることができる。
【００４７】
また図示の実施形態によれば、Ｉ型クロスビーム３４及びサブクロスビーム４０はステアリングギヤボックス２２に干渉しないようアッパサイドビーム４４Ｌ、４４Ｒ及びロアサイドビーム４６Ｌ、４６Ｒにより互いに一体的に接続されているので、ステアリングギヤボックス２２等の配置や取り付けに関し大幅な設計変更は不要であり、これにより大幅な設計変更に伴うコストの増大を確実に回避することができる。
【００４８】
特に図示の実施形態によれば、アッパサイドビーム４４Ｌ、４４Ｒ及びロアサイドビーム４６Ｌ、４６ＲはＩ型クロスビーム３４と共働して一種のトラス構造を構成しており、またアッパサイドビーム４４Ｌ、４４Ｒの前端の連結部４４ＣはＩ型クロスビーム３４の外端面まで周り込むよう構成されているので、Ｉ型クロスビーム３４及びサブクロスビーム４０が一つの接続部材により接続された構造の場合や、アッパサイドビーム４４Ｌ、４４Ｒの前端がＩ型クロスビーム３４の車輌後方側の面に当接するよう連結される構造の場合に比して、フロントサブフレームユニットの剛性を高くすることができる。
【００４９】
また図示の実施形態によれば、アッパサイドビーム４４Ｌ、４４Ｒは車輌前後方向に対し傾斜して延在することにより、I型クロスビーム３４及びサブクロスビーム４０と共働して実質的に等脚台形をなしており、またロアサイドビーム４６Ｌ、４６ＲはＪ型をなしているので、フロントサブフレームが実質的に矩形をなす場合や接続部材が直線的な部材である場合に比して、フロントサブフレームユニットがロアアーム２０Ｌ、２０Ｒより横方向の荷重を受けた場合の変形を確実に低減することができ、これによりロアアームの二つの内端の変位を確実に低減することができる。
【００５０】
また図示の実施形態によれば、ロアアーム２０Ｌ、２０Ｒの第二のアーム３０Ｌ、３０Ｒの内端はサブクロスビーム４０の端部をサイドレール１２Ｌ、１２Ｒに固定するための締結手段としてのボルト及びナットにより枢支されるので、締結手段及び枢着手段が別の部材である場合に比して、サイドレール１２Ｌ、１２Ｒに対するフロントサブフレームユニットの取り付け及びロアアームの第二の端部の取り付けを能率よく実施することができ、また部品点数を低減することができる。
【００５１】
また図示の実施形態によれば、サブクロスビーム４０の両端には延長部４０Ｌ、４０Ｒが一体に形成され、該延長部の先端にてトルクボックス５４に固定されているので、サブクロスビーム４０の両端がサイドレール１２Ｌ、１２Ｒにのみ固定される場合に比して、ロアアーム２０Ｌ、２０Ｒの内端の変位を一層確実に低減することができる。
【００５２】
以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
【００５３】
例えば上述の実施形態に於いては、ロアアーム２０Ｌ、２０Ｒの第二の内端は第一の内端に対し車輌後方側に位置しているが、第二の内端が第一の内端に対し車輌前方側に位置していてもよく、その場合にはサブクロスビームはＩ型クロスビームに対し車輌前方側に位置するよう設定される。
【００５４】
また上述の実施形態に於いては、ステアリングギヤボックス２２はＩ型クロスビーム３４の車輌後方側であってサブクロスビーム４０の車輌前方側に位置しているが、ステアリングギヤボックスはＩ型クロスビーム３４の車輌前方側に位置していてもよく、その場合にはI型クロスビーム３４及びサブクロスビーム４０は一つの接続部材により互いに一体的に接続されてもよい。
【００５５】
また上述の実施形態に於いては、I型クロスビーム３４及びサブクロスビーム４０はアッパアサイドビーム４４Ｌ、４４Ｒ及びロアサイドビーム４６Ｌ、４６Ｒにより一体的に接続されているが、ステアリングギヤボックス２２等に干渉しないよう延在する一つの接続部材により互いに一体的に接続されてもよく、またステアリングギヤボックス２２等を接触しないよう受け入れる孔を有する一つの接続部材により互いに一体的に接続されてもよい。
【００５６】
更に上述の実施形態に於いては、ロアアーム２０Ｌ、２０Ｒの第二の内端はサブクロスビーム４０の端部をサイドレール１２Ｌ、１２Ｒに固定する締結手段により枢支されるようになっているが、第二の内端はサブクロスビーム４０の端部をサイドレール１２Ｌ、１２Ｒに固定する締結手段とは別の枢着手段によってサブクロスビーム４０の端部に枢支されるよう構成されてもよい。
【００５７】
【発明の効果】
以上の説明より明らかである如く、本発明の請求項１の構成によれば、サブクロスビームは両端にてメインクロスビームの端部に一体的に接続され、実質的に井桁形状が郭定されており、車輌の走行時にサスペンションアームに作用する荷重、特に車輌横方向の荷重がメインクロスビーム及びサブクロスビームによって効率的に担持されるので、サスペンションアームの二つの内端の変位を効果的に低減することができ、これにより車輌の操縦安定性を効果的に向上させることができる。
【００５８】
また本発明の請求項１の構成によれば、サブクロスビームは両端にて他の車輌部品に干渉しないようメインクロスビームの端部に一体的に接続され、実質的に井桁形状が郭定されているので、他の車輌部品の配置や取り付けに関し設計変更することは不要であり、設計変更に伴うコストの増大を確実に回避することができる。
【００５９】
また請求項１の構成によれば、サブクロスビームはサイドレールに対する固定部に於いてサスペンションアームの第二の内端を枢支するので、車輌の走行時にサスペンションアームに作用する荷重、特に第二の内端に作用する荷重がメインクロスビーム、サブクロスビーム、サイドレールによって効率的に担持され、従ってスペンションアームの第二の内端の変位を一層確実に低減することができる。
【００６０】
また請求項２の構成によれば、サブクロスビームの端部は車輌横方向に互いに隔置され且つ車輌前後方向に延在する左右一対の接続部材によりメインクロスビームの端部に一体的に接続されるので、請求項１の構成の場合と同様の作用効果を得ることができることに加えて、メインクロスビームとサブクロスビームとの間に他の車輌部品を受け入れるに十分な空間を確保しつつフロントサブフレームの剛性を確保することができる。
【００６１】
また請求項２の構成によれば、接続部材は上側接続部材と下側接続部材とよりなり、上側接続部材と下側接続部材との間にステアリングギヤボックスを接触することなく受け入れるよう構成されるので、ステアリングギヤボックスに干渉することなくサブクロスビームの端部をメインクロスビームの端部に一体的に接続することができ、また接続部材がステアリングギヤボックスを迂回するよう湾曲して配設される場合に比して、フロントサブフレームの剛性を高くすることができる。
また請求項３の構成によれば、サスペンションアームの第二の内端はサイドレールに対しサブクロスビームの端部を固定するための締結固定手段により枢支されるので、サブクロスビームの端部を固定するための締結固定手段及びサスペンションアームの第二の内端を枢支するための手段が別の部材である場合に比して、サイドレールに対するサブクロスビームの端部やサスペンションアームの第二の内端の取り付けを能率よく実施することができ、また部品点数を低減することができる。
また請求項４の構成によれば、接続部材は車輌の上方より見て車輌前後方向に対し傾斜して延在し、メインクロスビーム及びサブクロスビームと共働して等脚台形をなすので、これらが実質的に矩形をなす場合に比して、メインクロスビーム等がサスペンションアームより車輌横方向の荷重を受けた場合の変形を確実に低減することができ、これによりサスペンションアームの二つの内端の変位を確実に低減することができる。
【００６２】
また請求項５の構成によれば、サブクロスビームはその端部よりサイドレールに対しアウトボード側へ延在する延長部を有し、該延長部にて車体に連結されるよう構成されるので、サブクロスビームが端部に於いてサイドレールにのみ固定される構成の場合に比して、車輌の走行時に於けるサスペンションアームの第一及び第二の内端の変位を一層確実に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による車輌用フロントサブフレーム構造の一つの実施形態を示す平面図である。
【図２】図１に示された実施形態の右半分を拡大して示す部分平面図である。
【図３】図１に示された実施形態を拡大して示す右側面図である。
【図４】図１に示された実施形態の右側のアッパサイドビームを示す斜視図である。
【図５】図１に示された実施形態の右側のロアサイドビームを示す斜視図である。
【図６】図１に示された実施形態のサブクロスビームの右半分を示す斜視図である。
【図７】図１に示された実施形態の右側の補強部材を示す斜視図である。
【図８】図１に示された実施形態の底壁部材の右半分を示す斜視図である。
【符号の説明】
１２Ｌ、１２Ｒ…サイドレール
２０Ｌ、２０Ｒ…ロアアーム
２２…ステアリングギヤボックス
２８Ｌ、２８Ｒ…第一のアーム
３０Ｌ、３０Ｒ…第二のアーム
３４…Ｉ型クロスビーム
４０…サブクロスビーム
４２Ｌ、４２Ｒ…補強部材
４４Ｌ、４４Ｒ…アッパサイドビーム
４６Ｌ、４６Ｒ…ロアサイドビーム
４８…底壁部材
５４…トルクボックス[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a front suspension of a vehicle such as an automobile, and more particularly to a front subframe structure.
[0002]
[Prior art]
In a vehicle such as an automobile, as one of the front subframes for supporting the inner end of the front suspension arm, for example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-8847 filed by the present applicant, A pair of side beams extending in the front-rear direction and spaced apart from each other in the lateral direction of the vehicle, and spaced apart from each other in the vehicle longitudinal direction, extending in the lateral direction of the vehicle, and integrally connected to the pair of side beams at both ends. 2. Description of the Related Art Conventionally, a cross-beam-shaped front subframe having two cross beams and configured to pivotally support an inner end of a front suspension arm with a side beam and to be attached to a vehicle body is conventionally known.
[0003]
According to such a front subframe, the pair of side beams and the two cross beams that are integrally connected to each other cooperate with each other to form a cross beam shape. Compared to the case where the inner end of the front suspension arm is pivotally supported by the end of the I-type cross beam integrally connected to the rail, the displacement of the inner end of the front suspension arm accompanying the traveling of the vehicle is reduced. The degree of freedom in setting the inner end position of the front suspension arm can be increased.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the above-mentioned cross beam-shaped front sub-frame has a single mounting portion for the inner ends of the left and right front suspension arms, the front suspension arm has the first inner end and the first end as in the L-type or A-type. The aforementioned cross beam-shaped front subframe cannot be applied as it is to a vehicle which is a suspension arm having a second inner end spaced from the inner end in the vehicle front-rear direction. In order to effectively reduce the displacement of the two inner ends of the arm, a significant design change of the front subframe is required.
[0005]
For example, when the above-mentioned cross-shaped front subframe is applied to a vehicle configured such that the inner end of the front suspension arm is pivotally supported by the end portion of the I-shaped cross beam, the steering gear box and the accompanying gear are attached. In order to prevent the components from interfering with the front sub-frame, the design and arrangement of the steering gear box and the components accompanying the steering gear box need to be drastically changed.
[0006]
Furthermore, in order to avoid the problem that the design and arrangement of the steering gear box and the parts associated therewith require significant design changes and high costs, the steering gear box and its associated parts are simply not interfered with. Even if a sub cross beam spaced apart in the vehicle longitudinal direction is added to the cross beam, the displacement of the inner end of the front suspension arm cannot be effectively reduced, and therefore the steering stability of the vehicle is effective. Cannot be improved.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described problems in a conventional front subframe having a pair of side beams and two cross beams integrally connected to each other and configured to have a cross beam shape. The main problem of the present invention is that a sub cross beam is added and connected to the main cross beam so as not to interfere with other vehicle parts such as the steering gear box and its accompanying parts, and the load from the front suspension arm is reduced. By being configured to be efficiently carried by the main cross beam and sub cross beam, it is possible to avoid the need for significant changes in the design and layout of the other vehicle parts, and the two of the front suspension arms that accompany the running of the vehicle. It is to effectively reduce the end displacement.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  According to the present invention, the main problem described above is the vehicle according to the first aspect, that is, a vehicle including a pair of left and right side rails extending in the vehicle longitudinal direction and spaced apart from each other in the vehicle lateral direction. A vehicle front sub-frame structure for pivotally supporting left and right suspension arms having a first inner end and a second inner end spaced apart from the first inner end in the vehicle front-rear direction. A main cross beam extending in the lateral direction and fixed to the pair of side rails at both ends and pivotally supporting the first inner end of the suspension arm, and spaced apart from the main cross beam in the vehicle front-rear direction A sub-cross beam extending in the vehicle lateral direction and fixed to the side rail at both ends and integrally connected to the end of the main cross beam so as not to interfere with other vehicle parts. Have, before Sub-cross beamIn the fixing part to the side railThe vehicle front subframe structure is characterized by pivotally supporting the second inner end of the suspension arm.Or a vehicle having a pair of left and right side rails extending in the longitudinal direction of the vehicle and spaced apart from each other in the lateral direction of the vehicle. The vehicle front subframe structure for pivotally supporting the left and right suspension arms having a second inner end spaced from the end in the vehicle front-rear direction, extends in the vehicle lateral direction, and A main cross beam fixed to the side rail of the suspension arm and pivotally supporting the first inner end of the suspension arm, and extending in the vehicle lateral direction with the main cross beam spaced from the main cross beam. And a sub cross beam fixed to the side rail at both ends and integrally connected to an end of the main cross beam so as not to interfere with other vehicle parts, and the sub cross beam has its end In The second inner end of the suspension arm is pivotally supported, and the ends of the sub cross beam are spaced apart from each other in the lateral direction of the vehicle and extend in the longitudinal direction of the vehicle. The connecting member is integrally connected to the end portion, and the connecting member includes an upper connecting member and a lower connecting member, and accepts a steering gear box without contacting between the upper connecting member and the lower connecting member. Vehicle front sub-frame structure characterized by being configured as described aboveAchieved by:
[0009]
  According to the configuration of the first aspect, the first inner end of the suspension arm is pivotally supported by the end of the main cross beam fixed to the side rail at both ends, and the second inner end of the suspension armIsOn id railAgainstSub cross beamFixedSince the load is applied to the suspension arm when the vehicle is running, the main cross beam and the sub cross beam are efficiently carried by the vehicle, thereby effectively reducing the displacement of the two inner ends of the suspension arm. The
[0010]
Further, according to the configuration of the first aspect, the sub cross beam is integrally connected to the end portion of the main cross beam so as not to interfere with other vehicle parts at both ends, and the cross beam shape is substantially defined. Therefore, there is no need to change the design with respect to the arrangement and installation of other vehicle parts, and an increase in cost associated with the change in design is reliably avoided, and a sub cross beam is simply added without being connected to the main cross beam. Compared to the case of the above structure, the displacement of the two inner ends of the suspension arm when the vehicle is running is effectively reduced.
[0014]
  AlsoClaim2According to this configuration, the end portions of the sub cross beam are integrally connected to the end portions of the main cross beam by a pair of left and right connecting members that are spaced apart from each other in the lateral direction of the vehicle and extend in the longitudinal direction of the vehicle.In addition to obtaining the same effects as those of the configuration of claim 1,It is possible to ensure the rigidity of the front subframe while securing a sufficient space for receiving other vehicle parts between the main cross beam and the sub cross beam.
[0016]
  MaClaims2According to the configuration, the connecting member includes the upper connecting member and the lower connecting member, and is configured to receive the steering gear box without contacting between the upper connecting member and the lower connecting member. It is possible to connect the end of the sub cross beam to the end of the main cross beam without interfering with the box, and the pair of left and right connecting members are curved to bypass the steering gear box. Compared with the case where it is done, it becomes possible to make the rigidity of a front sub-frame high.
  Further, according to the present invention, in order to effectively achieve the main problem described above, in the configuration according to claim 1 or 2, the second inner end of the suspension arm has the sub rail with respect to the side rail. It is comprised so that it may be pivotally supported by the fastening fixing means for fixing the edge part of a cross beam (structure of Claim 3).
  According to the configuration of claim 3, the second inner end of the suspension arm is pivotally supported by the fastening and fixing means for fixing the end of the sub cross beam to the side rail.SoCompared to the case where the fastening and fixing means for fixing the end of the sub cross beam and the means for pivotally supporting the second inner end of the suspension arm are separate members, the end of the sub cross beam with respect to the side rail It is possible to efficiently attach the second inner end of the part and the suspension arm, and it is possible to reduce the number of parts.
  According to the present invention, in order to effectively achieve the main problems described above, in the configuration of claim 2, the connecting member extends with an inclination with respect to the vehicle front-rear direction when viewed from above the vehicle. The main cross beam and the sub cross beam cooperate to form an isosceles trapezoid (structure of claim 4).
  According to the configuration of claim 4, the connecting member extends obliquely with respect to the vehicle longitudinal direction when viewed from above the vehicle, and forms an isosceles trapezoid in cooperation with the main cross beam and the sub cross beam. Compared to the case where the main cross beam is substantially rectangular, it is possible to reliably reduce the deformation when the main cross beam or the like receives a load in the lateral direction of the vehicle from the suspension arm. It becomes possible to reliably reduce the displacement of the inner end.
[0017]
  According to the present invention, in order to effectively achieve the main problems described above, the above claims 1 to 4 are provided.Any one ofIn the configuration, the sub-cross beam has an extension portion extending from the end portion toward the outboard side with respect to the side rail, and is configured to be connected to the vehicle body at the extension portion. 5 configuration).
[0018]
According to the configuration of claim 5, the sub cross beam has an extension portion extending from the end portion to the outboard side with respect to the side rail, and is configured to be connected to the vehicle body at the extension portion. The displacement of the first and second inner ends of the suspension arm during traveling of the vehicle is more reliably reduced than when the sub cross beam is fixed only to the side rail at the end. .
[0019]
[Preferred embodiment of the problem solving means]
According to one preferable aspect of the present invention, the main cross beam is configured as an I-type cross beam in the structure of claim 1 (Preferred aspect 1).
[0020]
According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of claim 1 or preferred aspect 1, the suspension arm extends in the vehicle lateral direction and defines the first inner end. And a second arm part rigidly connected to the first arm part at the outer end and defining the second inner end (preferred aspect 2).
[0021]
  According to another preferred embodiment of the invention, the above claims1In this configuration, the second inner end of the suspension arm is pivotally supported by fastening and fixing means for fixing the end portion of the sub cross beam to the side rail (preferred aspect 3).
[0022]
  According to another preferred embodiment of the invention, the above claims2In this configuration, the connecting member extends obliquely with respect to the vehicle front-rear direction when viewed from above the vehicle, and is configured to cooperate with the main cross beam and the sub cross beam to form an isosceles trapezoid (preferably Aspect 4).
[0023]
  According to another preferred embodiment of the invention, the above claims2In this configuration, the upper connection member and the lower connection member are configured to be connected to the main cross beam at positions spaced apart from each other in the vertical direction (preferred aspect 5).
[0024]
  According to another preferred aspect of the present invention, in the configuration of claim 5, the extension portion is configured to be coupled to a torque box that connects the side rail and the rocker (preferred aspect 6).
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0026]
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a vehicle front subframe structure according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged partial plan view showing a right half of the embodiment shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a right side view of the embodiment shown in FIG. 4, and FIG. 4 is an exploded perspective view showing main components of the embodiment shown in FIG.
[0027]
In these drawings, 10 indicates a center line in the front-rear direction of the vehicle, and 12L and 12R extend in the vehicle front-rear direction along the center line 10 and are separated from each other in the lateral direction of the vehicle. The side rail is shown. The side rails 12L and 12R have a rectangular closed cross section when viewed in a cross section along the vehicle lateral direction. Reference numerals 14L and 14R denote left and right front wheels that are rotatably supported around rotation axes 18L and 18R by wheel support members 16L and 16R, respectively.
[0028]
The left and right front wheels 14L and 14R are suspended by a double wishbone suspension having an upper arm and a lower arm 20L and 20R (not shown), respectively, and tie rods 24L and 24R by a steering gear box 22 extending in the lateral direction of the vehicle. And the knuckle arms 26L and 26R are steered. In particular, in the illustrated embodiment, the lower arms 20L and 20R are substantially L-shaped arms composed of first arms 28L and 28R and second arms 30L and 30R.
[0029]
The first arms 28L and 28R extend in the vehicle lateral direction at substantially the same vehicle longitudinal direction as the rotational axes 18L and 18R when viewed from above the vehicle, and are positioned below the rotational axes 18L and 18R. At the outer ends, the ball support members 16L and 16R are pivotally attached to the lower ends of the wheel support members 16L and 16R, respectively. On the other hand, the second arms 30L and 30R are rigidly connected at the outer ends between the outer ends and inner ends of the first arms 28L and 28R by fastening means such as bolts and nuts not shown in the drawing. Their inner ends are located behind the vehicle and in the inboard direction with respect to the outer ends.
[0030]
An I-type cross beam 34 as a main cross beam extending in the lateral direction of the vehicle is provided at the vehicle longitudinal direction position corresponding to the first arms 28L and 28R, and both ends of the I-type cross beam 34 are shown in the drawing. It is rigidly connected and fixed to the lower surfaces of the side rails 12L and 12R by a pair of fastening means such as bolts and nuts. Further, the I-type cross beam 34 has a bracket (not shown) between a pair of fastening means, and can be pivoted about an axis extending substantially in the longitudinal direction of the vehicle by the bracket. The inner ends of the first arms 28L and 28R are supported via a rubber bushing device.
[0031]
The steering gear box 22 is disposed behind the vehicle in the vicinity of the I-type cross beam 34 so that its axis 36 extends in the lateral direction of the vehicle, and is at the positions indicated by the center lines 22L and 22R in FIG. However, it is fixedly attached to the I-type cross beam 34 by a mounting device not shown in the drawing. In the figure, reference numeral 38 denotes a control valve housing of the steering gear box 22, and although not shown in the figure, the control valve housing 38 is connected to a plurality of oil pipes.
[0032]
A sub cross beam 40 is provided on the vehicle rear side of the steering gear box 22, and the sub cross beam 40 extends in the vehicle lateral direction. The sub-cross beam 40 has a U-shaped cross section opened downward, and has a flange-like rim portion at the lower edge. In the illustrated embodiment, the sub-cross beam 40 is integrated with a main portion 40C extending between the side rails 12L and 12R, and an end portion of the main portion 40C. It has the extension parts 40L and 40R which incline and extend back. The bent part between the main part 40C and the extended parts 40L and 40R is located below the side rails 12L and 12R, and the vehicle rear side of the bent part is provided by reinforcing members 42L and 42R fixed to the sub cross beam 40 by welding. It is reinforced.
[0033]
Above the bent portion of the sub cross beam 40, cup portions 44A of upper side beams 44L and 44R as upper connection members are arranged. The upper side beams 44L and 44R also have a U-shaped cross section opened downward, and have a flange-like rim portion at the lower edge. Further, the upper side beams 44L and 44R have an arm portion 44B integrated with the cup portion 44A, and a corner of the end portion of the I-type cross beam 34 on the vehicle rear side at a connecting portion 44C provided at the tip of the arm portion 44B. It is integrally connected to the part by welding. In particular, in the illustrated embodiment, the upper side beams 44L and 44R are inclined slightly outboard and upward in the vehicle longitudinal direction when viewed from the cup portion 44A toward the connecting portion 44C.
[0034]
Lower ends of lower side beams 46L and 46R as lower connecting members are integrally connected to the front side of the vehicle at the end of the main portion 40C of the sub cross beam 40 by welding. The lower side beams 46L and 46R extend in the vehicle longitudinal direction slightly on the inboard side of the side rails 12L and 12R, and are integrated by welding to the lower surface near the end of the I-type cross beam 34 at the front end block portion 46A. Connected. The lower side beams 46L and 46R also have a U-shaped cross section opened downward, and have a flange-like rim portion at the lower edge. A flat bottom wall member 48 is fixed by welding to the rim portions of the sub cross beam 40, the lower side beams 46L and 46R, and the reinforcing members 42L and 42R, thereby closing the lower edges of the sub cross beam 40 and the like. .
[0035]
The portions corresponding to the bent portion of the sub cross beam 40, the cup portion 44A of the upper side beams 44L and 44R, the lower side beams 46L and 46R, and the bent portion of the bottom wall member 48 pass through holes provided in these portions, respectively. The bolts and nuts not shown in the drawing extending along the vertical axis 50 are fixed to the side rails 12L and 12R. The distal ends of the extension portions 40L and 40R of the sub cross beam 40 are shown in the drawing extending along the vertical axis 52 through holes provided in corresponding portions of the distal end and the bottom wall member 48. The bolts and nuts are not fixed to the torque box 54 that connects the side rails 12L and 12R to a rocker (not shown).
[0036]
In FIG. 3, reference numerals 56 and 58 denote cylindrical collars extending along the axes 50 and 52, respectively. These collars 56 and 58 are welded to the top wall of the sub-cross beam 40 and extend between the top wall and the bottom wall member 48, thereby along the axes 50 and 52 of the sub-cross beam 40. Compressive strength in the direction is improved. Bolts extending along the axis 50 pivotally support the inner ends of the second arms 30L and 30R of the lower arms 20L and 20R via a rubber bushing device not shown in the drawing.
[0037]
As shown in FIG. 3, the second arms 30 </ b> L and 30 </ b> R extend so as to be spaced apart from the steering gear box 22. The upper side beams 44L and 44R are spaced apart from the steering gear box 22 by tilting upward from the cup portion 44A toward the connecting portion 44C when viewed in the lateral direction of the vehicle. Further, the lower side beams 46L and 46R are separated from the steering gear box 22 by reducing the height of the lower portion of the steering gear box 22. Accordingly, the upper side beams 44L and 44R and the lower side beams 46L and 46R accept the steering gear box 22 so as not to contact them.
[0038]
The front subframe structure according to the present invention configured as described above is preferably formed as a front subframe unit in advance, for example, as follows, and the unit is preferably assembled to a vehicle. The steps for forming the front subframe unit are not limited to the following order.
[0039]
First, the collars 56 and 58 are fixed to the lower surface of the upper wall of the sub cross beam 40 by welding so as to extend along the axes 50 and 52, respectively, and the reinforcing members 42L and 42R are fixed to the bent portion of the sub cross beam 40 by welding. Is done. Next, the hole provided in the bent portion of the sub cross beam 40 and the hole provided in the rear end of the lower side beams 46L and 46R are aligned along the axis 50, and the sub cross beam 40 and the lower side beams 46L and 46R are aligned. Are fixed with a jig so that they are in a predetermined positional relationship with each other, the rear ends of the lower side beams 46L and 46R are fixed to the bent portions of the sub-cross beam 40 by welding, and then the sub-cross The bottom wall member 48 is fixed to the lower edges of the beam 40, the reinforcing members 42L and 42R, and the lower side beams 46L and 46R by welding.
[0040]
Next, the holes provided in the cup portions 44A of the upper side beams 44L and 44R are aligned with the holes provided in the bent portions of the sub cross beam 40 along the axis 50, and the upper side beams are aligned with respect to the sub cross beams 40 and the like. 44L and 44R are fixed using a jig so as to be in a predetermined positional relationship, and in this state, the cup portion 44A of the upper side beams 44L and 44R is fixed to the upper surface of the bent portion of the sub cross beam 40 by welding. Next, the connecting portion 44C of the upper side beams 44L and 44R is fixed to the corner portion on the vehicle rear side at the end of the I-type cross beam 34, and the block portion 46A at the front end of the lower side beams 46L and 46R is fixed to the I-type. The cross beam 34 is fixed to the lower surface near the end by welding.
[0041]
When the lower arm is attached to the vehicle by the front subframe unit formed as described above, first, both ends of the I-type cross beam 34 are fixed to the side rails 12L and 12R by bolts and nuts not shown in the drawing, Next, the distal end of the extension portion of the sub cross beam 40 is fixed to the torque box 54 with bolts and nuts extending along the axis 52.
[0042]
Next, the inner end of the upper arm (not shown) is pivotally attached to the vehicle body, and the inner ends of the first arms 28L and 28R of the lower arms 20L and 20R are attached to the bracket provided at the end of the I-type cross beam 34. The inner ends of the second arms 30L and 30R are inserted into the cup 40A, and bolts extending along the axis 50 are inserted into the rubber bushing device at the inner ends. The nut is fastened to the bolt and the cup portion 44A and the bent portion of the sub cross beam 40 are fixed to the side rails 12L and 12R, and the inner ends of the second arms 30L and 30R are connected to the front sub frame. It is pivotally attached to the unit.
[0043]
The steering gear box 22 is inserted between the upper side beams 44L and 44R and the lower side beams 46L and 46R after the front subframe unit and the suspension are assembled as described above, and indicated by the axes 22L and 22R. In this position, the tie rods 24L and 24R are fixed to the knuckle arms 26L and 26R by ball joints.
[0044]
As can be understood from the above description, according to the illustrated embodiment, the sub-cross beam 40 is integrally connected to the end of the I-type cross beam 34 by the upper side beams 44L and 44R and the lower side beams 46L and 46R. Are substantially defined by the cross-beam shape, and the inner ends of the first arms 28L, 28R of the lower arms 20L, 20R are pivotally supported by the ends of the I-shaped cross beam 34, and the second arms 30L, 30R The inner end is pivotally supported by the end portion of the sub cross beam 40 through the cup portion 44A of the upper side beams 44L and 44R.
[0045]
As is well known, front and rear forces and lateral forces act on the left and right front wheels 14L and 14R when the vehicle is running, whereby the lower arms 20L and 20R are subjected to vehicle longitudinal and lateral loads from the wheels, and the lateral forces of the wheels. Generates a moment around the kingpin axis not shown in the figure, and an axial force acts on the steering gear box 22 by the moment.
[0046]
According to the illustrated embodiment, even if a load acts on the lower arms 20L and 20R from the wheels as the vehicle travels, the load is efficiently carried by the I-type cross beam 34 and the sub cross beam 40. The displacement of the two inner ends can be effectively and reliably reduced, and even if an axial force is applied to the steering gear box 22, the axial force is transmitted via a mounting device not shown in the drawing. It is securely carried by the I-type cross beam 34. Therefore, the first inner end pivot point Pa, the second inner end pivot point Pb of the lower arms 20L and 20R, and the attachment point of the steering gear box 22 to the I-type cross beam 34 It is possible to reliably reduce the change in the positional relationship of Pc, and thereby reliably and effectively improve the steering stability of the vehicle.
[0047]
Further, according to the illustrated embodiment, the I-type cross beam 34 and the sub cross beam 40 are integrally connected to each other by the upper side beams 44L and 44R and the lower side beams 46L and 46R so as not to interfere with the steering gear box 22. Therefore, a significant design change is not required for the arrangement and attachment of the steering gear box 22 and the like, and thereby, it is possible to reliably avoid an increase in cost due to the significant design change.
[0048]
In particular, according to the illustrated embodiment, the upper side beams 44L and 44R and the lower side beams 46L and 46R cooperate with the I-type cross beam 34 to form a kind of truss structure, and the upper side beams 44L and 44R. The front end connecting portion 44C is configured to go around to the outer end surface of the I-type cross beam 34. Therefore, when the I-type cross beam 34 and the sub cross beam 40 are connected by one connecting member, The rigidity of the front sub-frame unit can be increased as compared with the structure in which the front ends of the side beams 44L and 44R are connected so as to contact the surface of the I-type cross beam 34 on the vehicle rear side.
[0049]
Further, according to the illustrated embodiment, the upper side beams 44L and 44R extend obliquely with respect to the vehicle front-rear direction, so that they substantially cooperate with the I-type cross beam 34 and the sub cross beam 40 and are substantially equal legs. Since it has a trapezoidal shape and the lower side beams 46L and 46R are J-shaped, the front subframe is substantially rectangular and the connecting member is a straight member. The deformation when the subframe unit receives a lateral load from the lower arms 20L and 20R can be reliably reduced, and thereby the displacement of the two inner ends of the lower arm can be reliably reduced.
[0050]
Further, according to the illustrated embodiment, the inner ends of the second arms 30L, 30R of the lower arms 20L, 20R are bolts and nuts as fastening means for fixing the end of the sub cross beam 40 to the side rails 12L, 12R. Therefore, the attachment of the front subframe unit to the side rails 12L and 12R and the attachment of the second end of the lower arm are more efficient than when the fastening means and the pivot attachment means are separate members. The number of parts can be reduced.
[0051]
Further, according to the illustrated embodiment, the extension portions 40L and 40R are integrally formed at both ends of the sub-cross beam 40, and are fixed to the torque box 54 at the ends of the extension portions. Compared with the case where both ends are fixed only to the side rails 12L and 12R, the displacement of the inner ends of the lower arms 20L and 20R can be more reliably reduced.
[0052]
Although the present invention has been described in detail with respect to specific embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other embodiments are possible within the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art.
[0053]
For example, in the above-described embodiment, the second inner ends of the lower arms 20L and 20R are located on the vehicle rear side with respect to the first inner end, but the second inner end is the first inner end. On the other hand, it may be located on the front side of the vehicle. In this case, the sub cross beam is set to be located on the front side of the vehicle with respect to the I-type cross beam.
[0054]
In the above-described embodiment, the steering gear box 22 is located on the vehicle rear side of the I-type cross beam 34 and on the vehicle front side of the sub-cross beam 40. However, the steering gear box is the I-type cross beam. The I-type cross beam 34 and the sub cross beam 40 may be integrally connected to each other by one connecting member.
[0055]
In the above-described embodiment, the I-type cross beam 34 and the sub cross beam 40 are integrally connected by the upper side beams 44L and 44R and the lower side beams 46L and 46R, but are connected to the steering gear box 22 and the like. They may be integrally connected to each other by one connecting member extending so as not to interfere, or may be integrally connected to each other by one connecting member having a hole for receiving the steering gear box 22 and the like so as not to contact.
[0056]
Further, in the above-described embodiment, the second inner ends of the lower arms 20L and 20R are pivotally supported by fastening means for fixing the end portions of the sub cross beams 40 to the side rails 12L and 12R. The second inner end may be configured to be pivotally supported on the end of the sub cross beam 40 by a pivoting means different from the fastening means for fixing the end of the sub cross beam 40 to the side rails 12L, 12R. Good.
[0057]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the configuration of claim 1 of the present invention, the sub cross beam is integrally connected to the end of the main cross beam at both ends, and the cross beam shape is substantially defined. Since the main cross beam and sub cross beam are efficiently carried by the main cross beam and sub cross beam, the load acting on the suspension arm when the vehicle is running is effectively reduced. This can reduce the steering stability of the vehicle effectively.
[0058]
According to the first aspect of the present invention, the sub cross beam is integrally connected to the end of the main cross beam so as not to interfere with other vehicle parts at both ends, and the cross beam shape is substantially defined. Therefore, it is not necessary to change the design with respect to the arrangement and attachment of other vehicle parts, and an increase in cost associated with the design change can be reliably avoided.
[0059]
  And claims1With this configuration, the sub-cross beam pivotally supports the second inner end of the suspension arm at the fixed portion with respect to the side rail, so that the load acting on the suspension arm when the vehicle travels, particularly the second inner end, The acting load is efficiently carried by the main cross beam, the sub cross beam, and the side rail, so that the displacement of the second inner end of the suspension arm can be more reliably reduced.
[0060]
  And claims2According to this configuration, the end portions of the sub cross beam are integrally connected to the end portions of the main cross beam by a pair of left and right connecting members that are spaced apart from each other in the lateral direction of the vehicle and extend in the longitudinal direction of the vehicle.In addition to being able to obtain the same effects as those of the configuration of claim 1,It is possible to secure the rigidity of the front subframe while securing a sufficient space for receiving other vehicle parts between the main cross beam and the sub cross beam.
[0061]
  And claims2According to the configuration, the connecting member includes the upper connecting member and the lower connecting member, and is configured to receive the steering gear box without contacting between the upper connecting member and the lower connecting member. Compared to the case where the end of the sub cross beam can be integrally connected to the end of the main cross beam without interfering with the box, and the connecting member is curved so as to bypass the steering gear box. Thus, the rigidity of the front subframe can be increased.
  According to the third aspect of the present invention, the second inner end of the suspension arm is pivotally supported by the fastening and fixing means for fixing the end of the sub cross beam to the side rail.SoCompared to the case where the fastening and fixing means for fixing the end of the sub cross beam and the means for pivotally supporting the second inner end of the suspension arm are separate members, the end of the sub cross beam with respect to the side rail The second inner end of the part and the suspension arm can be efficiently mounted, and the number of parts can be reduced.
  Further, according to the configuration of claim 4, the connecting member extends obliquely with respect to the vehicle longitudinal direction when viewed from above the vehicle, and forms an isosceles trapezoid in cooperation with the main cross beam and the sub cross beam. Compared to the case where these are substantially rectangular, the deformation when the main cross beam or the like receives a lateral load from the suspension arm can be surely reduced. The displacement of the end can be reliably reduced.
[0062]
According to the fifth aspect of the present invention, the sub cross beam has an extension portion extending from the end portion toward the outboard side with respect to the side rail, and is configured to be connected to the vehicle body at the extension portion. The displacement of the first and second inner ends of the suspension arm is more reliably reduced when the vehicle is traveling, as compared with the case where the sub cross beam is fixed only to the side rail at the end. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing one embodiment of a vehicle front subframe structure according to the present invention.
2 is an enlarged partial plan view showing a right half of the embodiment shown in FIG. 1; FIG.
3 is an enlarged right side view showing the embodiment shown in FIG. 1; FIG.
4 is a perspective view showing an upper side beam on the right side of the embodiment shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing a lower side beam on the right side of the embodiment shown in FIG. 1;
6 is a perspective view showing the right half of the sub cross beam of the embodiment shown in FIG. 1; FIG.
7 is a perspective view showing a right reinforcing member of the embodiment shown in FIG. 1; FIG.
8 is a perspective view showing a right half of the bottom wall member of the embodiment shown in FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
12L, 12R ... Side rail
20L, 20R ... Lower arm
22 ... Steering gear box
28L, 28R ... first arm
30L, 30R ... Second arm
34 ... I type cross beam
40 ... Sub cross beam
42L, 42R ... Reinforcing member
44L, 44R ... Upper side beam
46L, 46R ... Lower side beam
48 ... bottom wall member
54 ... Torque box

Claims

In a vehicle having a pair of left and right side rails extending in the vehicle longitudinal direction and spaced apart from each other in the vehicle lateral direction, the vehicle is spaced from the first inner end and the first inner end in the vehicle longitudinal direction. A vehicle front sub-frame structure for pivotally supporting the left and right suspension arms having a second inner end, extending in the vehicle lateral direction and fixed to the pair of side rails at both ends, and A main cross beam that pivotally supports the first inner end of the suspension arm, and extends in the lateral direction of the vehicle while being spaced apart from the main cross beam in the vehicle longitudinal direction, and is fixed to the side rail at both ends. and a sub-cross beams which are integrally connected to an end of the main cross beam so as not to interfere with other vehicle components while being, the sub-cross beams at the fixing portion relative to the side rail Vehicle front subframe structure, characterized in that pivotally supports the second inner end of the suspension arm.

In a vehicle having a pair of left and right side rails extending in the vehicle longitudinal direction and spaced apart from each other in the vehicle lateral direction, the vehicle is spaced from the first inner end and the first inner end in the vehicle longitudinal direction. A vehicle front sub-frame structure for pivotally supporting the left and right suspension arms having a second inner end, extending in the vehicle lateral direction and fixed to the pair of side rails at both ends, and A main cross beam that pivotally supports the first inner end of the suspension arm, and extends in the lateral direction of the vehicle while being spaced apart from the main cross beam in the vehicle longitudinal direction, and is fixed to the side rail at both ends. and a sub-cross beams which are integrally connected to an end of the main cross beam so as not to interfere with other vehicle components while being, the sub crossbeam the suspension arm at its end Pivotally supported to the second inner end, integrally to an end portion of the main cross beams by a pair of right and left connecting members the ends of the sub-cross beams which extend in spaced and longitudinal direction of the vehicle from one another in the vehicle transverse direction The connection member is composed of an upper connection member and a lower connection member, and is configured to receive a steering gear box without contacting between the upper connection member and the lower connection member. car輌用front sub-frame structure shall be the feature of the Rukoto.

Vehicle according to claim 1 or 2, wherein the second inner end of the suspension arm is characterized Rukoto pivotally supported by fastening fixing means for fixing the ends of the sub-cross beam relative to said side rails Front subframe structure.

3. The connecting member according to claim 2 , wherein the connecting member extends obliquely with respect to the vehicle longitudinal direction when viewed from above the vehicle, and forms an isosceles trapezoid in cooperation with the main cross beam and the sub cross beam. The vehicle front subframe structure as described.

Any said sub-cross beam has an extension portion extending to the outboard side with respect to the side rail from the end of claims 1 to 4, characterized in that it is connected to the vehicle body by said extension The vehicle front subframe structure according to any one of the above.