JP6785707B2 - 車両用サブフレーム - Google Patents

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、サスペンションアームやスタビライザ等のサスペンション関連部品、ステアリングギヤボックス等のステアリング関連部品、及びエンジン・トランスミッション系のマウント関連部品といった種々の外力印加部品が装着され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、その生産性等を向上させながら、その強度や剛性をより増大させた態様で車両の車体に装着されることが求められている。

かかる状況下で、特許文献１は、サスペンションアームを支持して車体に装着される自動車のフロントサスペンションメンバに関し、全体に中空構造を有するように、所定大きさの第１パネルと、第１パネルから下方へ間隔をおいて配置された第２パネルと、第１パネルから下方へ間隔をおいて配置された第３パネルとを備える。詳しくは、第２パネルは、前方の端部で第１パネルの前方の端部に接合されると共に、後方の端部で第１パネルの中間部に接合されている。また、第３パネルは、前方の端部で第２パネルの中間部に接合されると共に、後方の端部で第１パネルの後方の端部に接合されている。

特開２０００−６８３３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の構成においては、第１パネルと第２パネルとによって第１の中空構造、及び第１パネルと第２パネルと第３パネルとによって第２の中空構造が得られると共に、第２パネルの第３パネルとの接合部から第２パネルの第１パネルとの接合部までにわたる第２パネルの部分がバルクヘッドとして機能するものであるから、フロントサスペンションメンバに十分な強度と剛性を持たせることができ、これによってフロントサスペンションメンバの上下方向の振動を抑制することができると共に、バルクヘッドは第２パネルの部分であって別部品として形成したものではないこと、及び第３パネルと第２パネルとは中空構造の外部から接合が可能であることから、フロントサスペンションメンバの生産性を高めることができるものであるが、特に、サスペンションアームの前側の支持構造に関しては、何等具体的な開示や示唆をしていないものである。

また、本発明者の検討によれば、フロントサスペンションメンバ（サブフレーム）の生産性を高く維持することはもちろん必要であるが、近年は、サブフレームが適用される車両の操縦性における安定性と応答性とを高いレベルで両立することも要求されるようになっており、高い生産性を維持した態様で、操縦安定性と操縦応答性とを高いレベルで両立するために必要なサスペンションアームの支持強度や支持剛性を増大することができる新規な構成を有するサブフレームの実現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、サスペンションアームの支持強度や支持剛性を増大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の局面は、車体に装着される車両用サブフレームであって、前記車体の前後方向に延在しながら前記車体の幅方向で互いに対向して配設される一対のサイドメンバと、閉断面を前記幅方向に連続して画成しながら前記幅方向に延在して配設されると共に、前記一対のサイドメンバを連結するクロスメンバと、を備え、前記クロスメンバは、その前記幅方向の両外端部で前記閉断面が各々開口した一対の開口端部を有すると共に、前記一対の開口端部に対応して一対のサスペンションアームを支持するサスペンションアーム支持部を構成し、前記クロスメンバは、上壁部を有する上部材と、前記上部材に対して前記車体の下方に配設されると共に、前記上壁部に対向する底壁部を有する下部材と、を備え、前記下部材は、前記前後方向で互いに対向すると共に前記底壁部で接続される前縦壁部及び後縦壁部を更に有し、前記上壁部は、前記幅方向における前記上部材の全長にわたって設けられると共に、前記底壁部、前記前縦壁部及び前記後縦壁部は、前記幅方向における前記下部材の全長にわたって設けられており、前記サスペンションアーム支持部は、前記クロスメンバにおけるその前記幅方向の前記両外端部で、前記クロスメンバの前記上壁部、前記底壁部、前記前縦壁部及び前記後縦壁部により囲われた前記一対の開口端部における前記前縦壁部と前記後縦壁部との間で、前記一対のサスペンションアームの取付部を支持する車両用サブフレームである。

また、本発明は、かかる第１の局面に加え、前記クロスメンバの前記両外端部の側において、前記上部材から前記車体の上方に向かって突設される一対の車体取付部材を更に備えることを第２の局面とする。

また、本発明は、かかる第２の局面に加え、前記一対の車体取付部材の前記幅方向の内端部に、前記車両のステアリングギヤボックスが取付られる一対のステアリングギヤボックス取付部が対応して設定されることを第３の局面とする。

また、本発明は、かかる第３の局面に加え、更に、前記一対のサイドメンバ及び前記クロスメンバに連結されると共に前記クロスメンバの前記車体の後方に配設されるリア部材を備え、前記リア部材は、前記幅方向に延在する梁形状部を、前記クロスメンバに隣接並置する態様で有し、前記一対のステアリングギヤボックス取付部は、前記梁形状部に設定されることを第４の局面とする。

また、本発明は、かかる第１から第４のいずれかの局面に加え、前記上部材は、前記車体の後方に向かって張り出す張出部を有し、前記下部材は、前縦壁部と後縦壁部とを接続する底壁部を有し、前記底壁部は、前記張出部に対応した前記幅方向の部位に前記車体の上方に向かって凹となるように陥設された凹部を有することを第５の局面とする。

本発明の第１の局面における構成によれば、車両用サブフレームが、車体の前後方向に延在しながら車体の幅方向で互いに対向して配設される一対のサイドメンバと、閉断面を幅方向に連続して画成しながら幅方向に延在して配設されると共に、一対のサイドメンバを連結するクロスメンバと、を備え、クロスメンバが、その幅方向の両外端部で閉断面が各々開口した一対の開口端部を有すると共に、一対の開口端部に対応して一対のサスペンションアームを支持するサスペンションアーム支持部を構成し、クロスメンバが、上壁部を有する上部材と、上部材に対して車体の下方に配設されると共に、上壁部に対向する底壁部を有する下部材と、を備え、下部材が、前後方向で互いに対向すると共に底壁部で接続される前縦壁部及び後縦壁部を更に有し、上壁部が、幅方向における上部材の全長にわたって設けられると共に、底壁部、前縦壁部及び後縦壁部が、幅方向における下部材の全長にわたって設けられており、サスペンションアーム支持部が、クロスメンバにおけるその幅方向の両外端部で、クロスメンバの上壁部、底壁部、前縦壁部及び後縦壁部により囲われた一対の開口端部における前縦壁部と後縦壁部との間で、一対のサスペンションアームの取付部を支持するものであるため、一対のサスペンションアームをクロスメンバの一対の開口端部で対応して簡便かつ確実に支持することができると共に、各々のサスペンションアームから印加される幅方向の荷重入力を、クロスメンバの連続した縦断面で確実に受けることができ、連続した縦断面を有するクロスメンバの強度や剛性が増大されることと相まって、かかるサスペンションアームの支持強度や支持剛性を増大することができる。併せて、上部材の板厚や材質とは独立して、下部材の板厚や材質を設定することができ、重量やコストを不要に増加させない態様で、かかるサスペンションアームの支持強度や支持剛性を増大することができる。

また、本発明の第２の局面における構成によれば、クロスメンバの両外端部の側において、上部材から車体の上方に向かって突設される一対の車体取付部材を更に備えるものであるため、クロスメンバと一対の車体取付部材とを接続することができ、一対の車体取付部材の支持強度や支持剛性を増大しながら、一対のサスペンションアームの支持強度や支持剛性をより増大することができると共に、かかるサスペンションアームの支持精度を向上することができる。

また、本発明の第３の局面における構成によれば、一対の車体取付部材の幅方向の内端部に、車両のステアリングギヤボックスが取付られる一対のステアリングギヤボックス取付部が対応して設定されるものであるため、一対のステアリングギヤボックス取付部に装着されてこれらの間を連結するステアリングギヤボックスの支持強度や支持剛性をより増大することができると共に、かかるステアリングギヤボックスの有する強度や剛性を、クロスメンバの強度や剛性に付加することができ、一対のサスペンションアームの支持強度や支持剛性をより増大することができる。

また、本発明の第４の局面における構成によれば、一対のサイドメンバ及びクロスメンバに連結されると共にクロスメンバの車体の後方に配設されるリア部材に、クロスメンバに隣接並置されながら幅方向に延在する梁形状部が設けられ、一対のステアリングギヤボックス取付部が、梁形状部に設定されるものであるため、ステアリングギヤボックスの支持強度や支持剛性をより増大することができると共に、一対のサスペンションアームの支持強度や支持剛性をより増大することができる。

また、本発明の第５の局面における構成によれば、上部材が、車体の後方に向かって張り出す張出部を有し、下部材が、前縦壁部と後縦壁部とを接続する底壁部を有し、底壁部が、張出部に対応した幅方向の部位に上方に向かって凹となるように陥設された凹部を有するものであるため、かかる張出部を有する上部材の部分に、車両のエンジン・ミッション系を連結するトルクロッドを高いレイアウト自由度で装着することができると共に、底壁部に設けられた凹部を、張出部を有する上部材の部分に接合することができ、トルクロッドを装着する部分におけるクロスメンバの強度や剛性を増大することができる。

図１は、本発明の実施形態における車両用サブフレームの構成を示す平面図である。 図２は、本実施形態における車両用サブフレームの構成を示す底面図である。 図３は、本実施形態における車両用サブフレームの構成を示す左側面図である。 図４（ａ）は、本実施形態における車両用サブフレームの構成を示すＡ−Ａ断面図であり、図４（ｂ）は、本実施形態における車両用サブフレームの構成を示すＢ−Ｂ断面図である。 図５（ａ）は、本実施形態における車両用サブフレームの構成を示すＣ−Ｃ断面図であり、図５（ｂ）は、本実施形態における車両用サブフレームの構成を示すＤ−Ｄ断面図である。

以下、図１から図５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軸の方向を幅方向又は横方向、ｙ軸の方向を前後方向、及びｚ軸の方向を上下方向と呼ぶことがある。

図１から図３は、各々、本実施形態における車両用サブフレームの構成を示す平面図、底面図、及び左側面図である。図４及び図５は、本実施形態における車両用サブフレームの構成を示すＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図、Ｃ−Ｃ断面図、及びＤ−Ｄ断面図であり、何れもｙ軸及びｚ軸が成すｙ−ｚ平面に平行な平面で切った縦断面図である。なお、図３及び図５では、説明の便宜上、車両用サブフレームの右側の構成要素の一部を括弧書きの符号で必要に応じて併せて示している。また、図４及び図５の断面を示す斜線は、便宜上、省略している。

図１から図５に示すように、サブフレーム１は、いずれも図示を省略するが、自動車等の車両のフロントエンジンベイを画成するフロント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等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車体の幅方向の中央を前後方向に走る中央線を通る平面に対して、左右対称（面対称）な形状を有する。

サブフレーム１においては、いずれも詳細は後述するが、車体に装着される部位として、第１車体取付部Ａ１、第２車体取付部Ａ２、第３車体取付部Ａ３、第４車体取付部Ａ４、第５車体取付部Ａ５、及び第６車体取付部Ａ６の６カ所が設定され、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、及び第４支持部Ｓ４の４カ所が設定されている。

また、サブフレーム１においては、各種の外力印加部品の装着用の取付部が設定されており、かかる各種の取付部としては、いずれも詳細は後述するが、ステアリングギヤボックス左取付部Ａ７、ステアリングギヤボックス右取付部Ａ８、トルクロッド取付部Ａ９、スタビライザ左取付部Ａ１０、及びスタビライザ右取付部Ａ１１が挙げられる。

具体的には、サブフレーム１は、主として、閉断面を幅方向に連続して画成しながら幅方向に延在して配設されるクロスメンバ１０と、クロスメンバ１０に連結されると共に前後方向に延在しながら幅方向で互いに対向して配設される一対のサイドメンバである左サイドメンバ１１０及び右サイドメンバ１３０と、クロスメンバ１０、並びに左サイドメンバ１１０及び右サイドメンバ１３０に連結されると共にクロスメンバ１０の後方に配設される後アッパメンバ１５０と、クロスメンバ１０、左サイドメンバ１１０及び右サイドメンバ１３０、並び後アッパメンバ１５０に連結されると共に後アッパメンバ１５０に対向して後アッパメンバ１５０の下方に配設される後ロアメンバ１８０と、を備える。これらの部材は、各々、典型的には鋼板等の一枚の平板部材をプレス成形して得られるものであり、典型的にはアーク溶接等で対応して溶接されて一体化されている。なお、後ロアメンバ１８０は、強度上必要とされない場合には、省略してもよい。

クロスメンバ１０は、幅方向に延在する横上部材１２と、横上部材１２の下方でそれに対向しながら幅方向に延在して配設されると共に、横上部材１２と典型的にはアーク溶接等で溶接されることにより一体化された横下部材３２と、を備える。また、クロスメンバ１０は、互いに一体化された横上部材１２及び横下部材３２により、ｙ−ｚ平面に平行な平面における閉断面（縦閉断面）を幅方向に連続して画成する。

横上部材１２は、基本的に上方に凸の形状を呈した板部材であり、上壁部１４、前縦壁部１６、及び前縦壁部１６の後方で前縦壁部１６に対向する後縦壁部１８を有する。上壁部１４は、幅方向における横上部材１２の全長にわたって設けられているが、前縦壁部１６及び後縦壁部１８は、幅方向における横上部材１２の一部で実質消失している部分を有していてもよい。

上壁部１４は、前縦壁部１６及び後縦壁部１８を接続すると共に、その幅方向の中間部において、後方に突出するように張り出した張出部２０を有する。張出部２０に対応する幅方向の部位における上壁部１４には、それを貫通する貫通孔２１が形成される。

上壁部１４の張出部２０に対応する部分を、その上方で覆うように、図示を省略する典型的にはトルクロッド等のマウント部材を装着するためのマウントブラケット２２が配設される。マウントブラケット２２は、典型的には鋼板等の一枚の平板部材をプレス成形して得られるもので、基本的に上方に凸の形状を呈する。マウントブラケット２２の平板状の頂部２４には、上壁部１４の貫通孔２１に対応して、頂部２４を貫通する貫通孔２５が形成され、貫通孔２５に対しては、頂部２４から上方に向いてナット２６が起立するように固設される。また、マウントブラケット２２の頂部２４を幅方向で挟むように設けられた一対の裾部２８の前側部分は、上壁部１４に対して、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、マウントブラケット２２は、クロスメンバ１０に接続されてそれと一体化されている。

横下部材３２は、基本的に下方に凸の形状を呈した板部材であり、底壁部３４、前縦壁部３６、及び前縦壁部３６の後方で前縦壁部３６に対向する後縦壁部３８を有する。底壁部３４、前縦壁部３６、及び後縦壁部３８は、幅方向における横下部材３２の全長にわたって設けられている。

底壁部３４は、前縦壁部３６及び後縦壁部３８を接続すると共に、その幅方向の中間部において、横上部材１２の張出部２０に対応して、後方に突出するように張り出した張出部４０を有する。張出部４０に対応する幅方向の部位における底壁部３４には、その前後方向の中間部を上方に向かって凹となるように陥設した凹部４２が形成される。凹部４２の平板状の奥部４４には、それを貫通する貫通孔４５が、横上部材１２の貫通孔２１に対応して形成される。また、凹部４２の奥部４４の平板部と、それに対向する横上部材１２の上壁部１４の平板部と、は、スポット溶接等で対応して溶接可能である。

ここで、クロスメンバ１０の左端部には、図示を省略する左側サスペンション部材を装着するための左開口端部４６が設けられ、クロスメンバ１０の右端部には、図示を省略する右側サスペンション部材を装着するための右開口端部５０が設けられる。つまり、左開口端部４６及び右開口端部５０は、幅方向におけるクロスメンバ１０の両外端部に設定されている。

クロスメンバ１０の左端部では、横上部材１２における前縦壁部１６及び後縦壁部１８は実質消失しているため、横上部材１２の上壁部１４と、横下部材３２の底壁部３４、前縦壁部３６、及び後縦壁部３８と、で囲われた矩形状の開口端部として、左開口端部４６が画成される。左開口端部４６において、横下部材３２の前縦壁部３６及び後縦壁部３８は共に平板部であって互いに対向し、このように対向する一方の前縦壁部３６には、それを貫通する貫通孔４７が形成されると共に、貫通孔４７に対しては、前縦壁部３６から前方向を向いてナット４８が起立するように固設される。前縦壁部３６に対向する後縦壁部３８には、それを貫通する貫通孔４９が前縦壁部３６の貫通孔４７に対応して形成されている。

クロスメンバ１０の右端部に画成される右開口端部５０に関連する構成は、左開口端部４６に関連する構成に対して、ｙ−ｚ平面と平行な平面であって車体の幅方向の中央を前後方向に走る中央線を通る平面に対して、左右対称なものであるため、その詳細な説明は省略するが、右開口端部５０は、横上部材１２の上壁部１４と、横下部材３２の底壁部３４、前縦壁部３６、及び後縦壁部３８と、で囲われ、左開口端部４６における貫通孔４７、ナット４８及び貫通孔４９に対応して貫通孔５１、ナット５２及び貫通孔５３を有する矩形状の開口端部である。

また、幅方向におけるクロスメンバ１０の両外端部の側には、左開口端部４６及び右開口端部５０の上方でそれらに対応して並置した態様で、サブフレーム１を車体に取り付けるための一対の取付部材である左取付部材６０及び右取付部材８０が対応して配設される。

左取付部材６０は、基本的に上方に凸の形状を呈しながらクロスメンバ１０の左端部の側に配設される左連結部材６２と、左連結部材６２の外側に開いた部分の一部を覆う態様で左連結部材６２に対して幅方向の外側に配設される左外部材６４と、左外部材６４の上方で左連結部材６２の左端に配設される左ブラケット７４と、左ブラケット７４を介して左連結部材６２に固定される左固定部材７６と、を備える。これらの部材は、各々、典型的には鋼板等の一枚の平板部材をプレス成形して得られるものである。左連結部材６２及び左外部材６４、並びに左連結部材６２及び左ブラケット７４は、典型的にはアーク溶接等で対応して溶接されて一体化される。左固定部材７６は、左ブラケット７４を介して左連結部材６２に、ボルト７７を用いて締結されて固定されると共に、左固定部材７６には、図示を省略する車体取付用ボルトを挿通する貫通孔７８が形成されている。

左連結部材６２は、その右端部に、図示を省略するステアリングギヤボックスの複数の固定部の内の１つを取り付けるための取付座部６６を有する。取付座部６６が設けられた左連結部材６２の部位には、それを貫通する貫通孔６７が形成されると共に、かかる部位における左連結部材６２内には、典型的には金属製の筒状部材であって、貫通孔６７に対応して配設されるカラー部材６８が収容されている。左連結部材６２は、更に、取付座部６６から左斜め前方に延在しながら上方に向かって突出する突出部７０を有すると共に、突出部７０の壁部の一部として下方に傾斜して降下した裾部７２を有する。突出部７０において幅方向の外側に開いた部分の下側部位には、左外部材６４がアーク溶接等により接合されてそれと一体化されると共に、突出部７０において幅方向の外側に開いた部分の上側部位には、左ブラケット７４がアーク溶接等により接合されてそれと一体化される。裾部７２における前側部分は、左開口端部４６のクロスメンバ１０の横上部材１２の上壁部１４にアーク溶接等で接合されることにより、左取付部材６０は、クロスメンバ１０に接続されてそれと一体化されている。

クロスメンバ１０の右端部の側に配設される右取付部材８０に関連する構成は、左取付部材６０に関連する構成に対して、ｙ−ｚ平面と平行な平面であって車体の幅方向の中央を前後方向に走る中央線を通る平面に対して、左右対称なものであるため、その詳細な説明は省略するが、右取付部材８０は、左取付部材６０における左連結部材６２、左外部材６４、取付座部６６、貫通孔６７、カラー部材６８、突出部７０、裾部７２、左ブラケット７４、左固定部材７６、ボルト７７及び貫通孔７８に対応して、右連結部材８２、右外部材８４、取付座部８６、貫通孔８７、カラー部材８８、突出部９０、裾部９２、右外部材９２、右ブラケット９４、右固定部材９６、ボルト９７及び貫通孔９８を有する。左連結部材６２の取付座部６６及び右取付部材８０の取付座部８６には、各々、ステアリングギヤボックスの複数の固定部の内の対応するものがボルトを用いた締結等により固定され、これらの取付座部６６及び取付座部８６間には、ステアリングギヤボックスが橋架される。

左サイドメンバ１１０は、基本的に上方に凸の形状を呈しながら左側を前後方向に延在する板状部材である左上部材１１２と、左上部材１１２の下方でそれに対向して配設されると共に基本的に下方に凸の形状を呈して前後方向に延在する板状部材である左下部材１１８と、を備える。これらの部材は、典型的にはアーク溶接等で対応して溶接されて一体化されている。

左上部材１１２は、その前端部に貫通孔１１３を有すると共に、その後端部に接続部１１４を有する。接続部１１４がクロスメンバ１０の前端部分に対して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、左上部材１１２は、クロスメンバ１０と一体化されている。

左下部材１１８は、左上部材１１２の前端部に下方で対向する前端部、及び後アッパメンバ１５０の後端部に下方で対向する後端部を有し、クロスメンバ１０に対しては、その下方をそれに接しながら前後方向に延在している。左下部材１１８は、その前端部に貫通孔１１９を有すると共に、貫通孔１１９から後方に向かって順に、溶接孔１２０、並びに貫通孔１２１、１２２、１２３及び１２４を有する。貫通孔１１９は、左上部材１１２の貫通孔１１３の下方で対向し、貫通孔１１３及び貫通孔１１９に対応して、左サイドメンバ１１０の内部に、典型的には金属製の筒状部材であって図示を省略するカラー部材が固設されている。溶接孔１２０は、その孔周縁がクロスメンバ１０の下部に溶接されるための孔部であり、このように孔周縁が溶接されることにより、左下部材１１８は、クロスメンバ１０と一体化されている。なお、左下部材１１８は、１枚の板部材で構成しているが、必要に応じて、前後方向の途中で分割した複数の板部材で構成してもよい。

左サイドメンバ１１０の右側でそれと幅方向で対向して配設される右サイドメンバ１３０に関連する構成は、左サイドメンバ１１０に関連する構成に対して、ｙ−ｚ平面と平行な平面であって車体の幅方向の中央を前後方向に走る中央線を通る平面に対して、左右対称なものであるため、その詳細な説明は省略するが、左サイドメンバ１１０の左上部材１１２、貫通孔１１３、接続部１１４、左下部材１１８、貫通孔１１９、溶接孔１２０、並びに貫通孔１２１、１２２、１２３及び１２４に対応して、右上部材１３２、貫通孔１３３、接続部１３４、右下部材１３８、貫通孔１３９、溶接孔１４０、並びに貫通孔１４１、１４２、１４３及び１４４を有する。

後アッパメンバ１５０は、幅方向に延在するその前端部が上下方向でクロスメンバ１０の上後端部に重なり、前後方向に各々延在するその左右の端部が上下方向で左サイドメンバ１１０の上左端部及び右サイドメンバ１３０の上右端部に対応して重なる板部材である。このように後アッパメンバ１５０の重なる部分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、後アッパメンバ１５０は、クロスメンバ１０、並びに左サイドメンバ１１０及び右サイドメンバ１３０と一体化されている。また、後アッパメンバ１５０は、幅方向に延在するその後端部が後ロアメンバ１８０に典型的にはアーク溶接等で対応して溶接されている。

後アッパメンバ１５０は、幅方向に延在するその前端部において、梁形状部１５２を有する。梁形状部１５２は、基本的に上方に凸の形状を呈しながら、クロスメンバ１０に隣接しながらそれに並置されて幅方向に延在する形状部であり、梁形状部１５２の上には、左取付部材６０における左連結部材６２の取付座部６６を有する部分、及び右取付部材８０における右連結部材８２の取付座部８６を有する部分が配置される。左連結部材６２及び右連結部材８２のこれらの部分における裾部７２の一部及び裾部９２の一部が梁形状部１５２に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、左取付部材６０及び右取付部材８０は、後アッパメンバ１５０とも一体化されている。かかる取付座部６６の貫通孔６７及び取付座部８６の貫通孔８７に対応して、梁形状部１５２には、貫通孔１５５及び１５６が設けられ、かつ、取付座部６６のカラー部材６８及び取付座部８６のカラー部材８８が固設される。梁形状部１５２は、クロスメンバ１０における横上部材１２の張出部２０及び横下部材３２の張出部４０に対応した部位で、下方に陥設した陥設部１５４を有しながら、これらの張出部２０及び張出部４０に接続して溶接されている。梁形状部１５２には、マウントブラケット２２の一対の裾部２８の後側部分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、マウントブラケット２２は、後アッパメンバ１５０とも一体化されている。

後アッパメンバ１５０は、更に、梁形状部１５２の左右の端部に貫通孔１５７及び１５８を有すると共に、貫通孔１５７及び１５８の後方に対応して貫通孔１５９及び１６０を設ける。貫通孔１５７及び１５９の間、並びに貫通孔１５８及び１６０の間には、後アッパメンバ１５０の一部を下方に陥設して形成されると共に図示を省略するスタビライザバーを幅方向に挿通自在な溝部１６２及び１６４が対応して設けられている。後アッパメンバ１５０は、また更に、貫通孔１５９の後方に、貫通孔１６５、１６６を有すると共に、貫通孔１６０の後方に、貫通孔１６７、１６８を有する。左側の貫通孔１５７、１５９、１６５及び１６６は、左サイドメンバ１１０の左下部材１１８の貫通孔１２１、１２２、１２３及び１２４に対応して設けられ、これらの貫通孔には対応して典型的には金属製の筒状部材であってカラー部材が配されるが、貫通孔１６６に対して配されたカラー部材１６９以外のものは、図示を省略している。同様に、右側の貫通孔１５８、１６０、１６７及び１６８は、右サイドメンバ１３０の右下部材１３８の貫通孔１４１、１４２、１４３及び１４４に対応して設けられ、これらの貫通孔には対応して典型的には金属製の筒状部材であってカラー部材が配されるが、貫通孔１６８に対して配されたカラー部材１７０以外のものは、図示を省略している。

後アッパメンバ１５０の下方でそれと対向する後ロアメンバ１８０は、幅方向に延在するその前端部が上下方向でクロスメンバ１０の下後端部に重なり、前後方向に各々延在するその左右の端部が上下方向で左サイドメンバ１１０の下右端部及び右サイドメンバ１３０の下左端部に対応して重なる板部材である。このように後ロアメンバ１８０の重なる部分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、後ロアメンバ１８０は、クロスメンバ１０、並びに左サイドメンバ１１０及び右サイドメンバ１３０と一体化されている。また、後ロアメンバ１８０は、幅方向に延在するその後端部が後アッパメンバ１５０の後端部に典型的にはアーク溶接等で溶接されており、これにより、後ロアメンバ１８０は、後アッパメンバ１５０と一体化されている。また、クロスメンバ１０、左サイドメンバ１１０の左下部材１１８、右サイドメンバ１３０の右下部材１３８、後アッパメンバ１５０、及び後ロアメンバ１８０で囲まれる部分は、孔等が形成されてはいるが実用上の閉断面を画成することになる。

後ロアメンバ１８０は、後アッパメンバ１５０の貫通孔１５５及び１５６を、後ロアメンバ１８０を介して露出させるように対応して設けられた貫通孔１８１及び１８２を有する。また、後アッパメンバ１５０及び後ロアメンバ１８０は、サブフレーム１に所要の骨格部を画成するように、対応して窄孔された貫通孔ＨＬ及びＨＲを有する。但し、後ロアメンバ１８０が省略される場合には、後アッパメンバ１５０のみを窄孔して貫通孔ＨＬ及びＨＲを設ければよい。

以上の構成において、サブフレーム１が車体に装着される各種部位の内、左前の第１車体取付部Ａ１としては、左サイドメンバ１１０の左上部材１１２に設けられた貫通孔１１３、左サイドメンバ１１０の左下部材１１８に設けられた貫通孔１１９、及びこれらに対応して設けられて図示を省略するカラー部材が相当し、右前の第２車体取付部Ａ２としては、右サイドメンバ１３０の右上部材１３２に設けられた貫通孔１３３、右サイドメンバ１３０の右下部材１３８に設けられた貫通孔１３９、及びこれらに対応して設けられて図示を省略するカラー部材が相当し、左中の第３車体取付部Ａ３としては、左取付部材６０の左固定部材７６に設けられた貫通孔７８が相当し、右中の第４車体取付部Ａ４としては、右取付部材８０の右固定部材９６に設けられた貫通孔９８が相当し、左後ろの第５車体取付部Ａ５としては、左サイドメンバ１１０の左下部材１１８に設けられた貫通孔１２４、後アッパメンバ１５０に設けられた貫通孔１６６、及びこれらに対応して設けられたカラー部材１６９が相当し、並びに右後ろの第６車体取付部Ａ６としては、右サイドメンバ１３０の右下部材１３８に設けられた貫通孔１４４、後アッパメンバ１５０に設けられた貫通孔１６８、及びこれらに対応して設けられたカラー部材１７０が相当する。なお、これらの部位は、いずれも典型的にはボルト等の締結部材を用いる締結用の部位である。また、これらの部位としては、サブフレームマウント部材を介在させないリジット構造を採用した例を想定しているが、サブフレームマウント部材を介在させたフローティング構造を採用するものであってもかまわない。

また、サブフレーム１がサスペンションアームの内側ピボット部を各々支持する各種部位の内、左前の第１支持部Ｓ１としては、クロスメンバ１０において貫通孔４７、ナット４８及び貫通孔４９を有する左開口端部４６が相当し、右前の第２支持部Ｓ２としては、クロスメンバ１０において貫通孔５１、ナット５２及び貫通孔５３を有する右開口端部５０が相当し、左後ろの第３支持部Ｓ３としては、左サイドメンバ１１０の左下部材１１８に設けられた貫通孔１２３、後アッパメンバ１５０に設けられた貫通孔１６５、及びこれらに対応して設けられて図示を省略するカラー部材が相当し、並びに右後ろの第４支持部Ｓ４としては、右サイドメンバ１３０の右下部材１３８に設けられた貫通孔１４３、後アッパメンバ１５０に設けられた貫通孔１６７、及びこれらに対応して設けられて図示を省略するカラー部材が相当する。なお、これらの部位は、いずれも典型的にはボルト等の締結部材を用いる締結用の部位である。また、これらの部位に適用されるサスペンションアームとして、Ｌ型ロアアームを採用する例を想定しているが、Ａ型ロアアームや２本のＩ型ロアアームを採用するものであってもかまわない。また、左前の第１支持部Ｓ１及び右前の第２支持部Ｓ２では、図示を省略するインシュレータブッシュ部材の内筒が各々締結される例を想定し、左後ろの第３支持部Ｓ３及び右後ろの第４支持部Ｓ４では、いずれも図示を省略するが、ブラケットが各々締結されて、かかるブラケットにインシュレータブッシュ部材が装着される例を想定している。

また、サブフレーム１が各種の外力印加部品を装着する各種取付部の内、ステアリングギヤボックス左取付部Ａ７としては、左取付部材６０の左連結部材６２に設けられた取付座部６６及び貫通孔６７、後アッパメンバ１５０に設けられた貫通孔１５５、並びにこれらに対応して設けられたカラー部材６８が相当し、ステアリングギヤボックス右取付部Ａ８としては、右取付部材８０の右連結部材８２に設けられた取付座部８６及び貫通孔８７、後アッパメンバ１５０に設けられた貫通孔１５６、並びにこれらに対応して設けられたカラー部材８８が相当し、トルクロッド取付部Ａ９としては、クロスメンバ１０の横上部材１２に設けられた張出部２０及び貫通孔２１、クロスメンバ１０の横下部材３２に設けられた張出部４０及び貫通孔４５、並びにマウントブラケット２２に設けられた貫通孔２５及びナット２６が相当し、スタビライザ左取付部Ａ１０としては、左サイドメンバ１１０の左下部材１１８に設けられた貫通孔１２１及び１２２、後アッパメンバ１５０に設けられた貫通孔１５７及び１５９、並びにこれらに対応して設けられて図示を省略するカラー部材が相当し、スタビライザ右取付部Ａ１１としては、右サイドメンバ１３０の右下部材１３８に設けられた貫通孔１４１及び１４２、後アッパメンバ１５０に設けられた貫通孔１５８及び１６０、並びにこれらに対応して設けられて図示を省略するカラー部材が相当する。なお、これらの部位は、いずれも典型的にはボルト等の締結部材を用いる締結用の部位である。また、ステアリングギヤボックス左取付部Ａ７及びステアリングギヤボックス右取付部Ａ８では、ステアリングギヤボックス本体の左右の取付座が対応して締結される例を想定し、トルクロッド取付部Ａ９では、エンジン・トランスミッション系のマウント部材の内筒が締結される例を想定し、並びにスタビライザ左取付部Ａ１０及びスタビライザ右取付部Ａ１１では、いずれも図示を省略するが、ブラケットが各々締結されて、かかるブラケットにブッシュ部材を介してスタビライザバーが装着される例を想定している。

以上の本実施形態におけるサブフレーム１においては、車体の前後方向に延在しながら車体の幅方向で互いに対向して配設される一対のサイドメンバ１１０、１３０と、閉断面を幅方向に連続して画成しながら幅方向に延在して配設されると共に、一対のサイドメンバ１１０、１３０を連結するクロスメンバ１０と、を備え、クロスメンバ１０が、その幅方向の両外端部で閉断面が各々開口した一対の開口端部４６、５０を画成すると共に、一対の開口端部４６、５０に対応して一対のサスペンションアームを支持するサスペンションアーム支持部Ｓ１、Ｓ２を構成するものであるため、一対のサスペンションアームをクロスメンバ１０の一対の開口端部４６、５０で対応して簡便かつ確実に支持することができると共に、各々のサスペンションアームから印加される幅方向の荷重入力を、クロスメンバ１０の連続した縦断面で確実に受けることができ、連続した縦断面を有するクロスメンバの強度や剛性が増大されることと相まって、かかるサスペンションアームの支持強度や支持剛性を増大することができる。

また、本実施形態におけるサブフレーム１においては、クロスメンバ１０が、上部材１２と、上部材１２に対して車体の下方に配設される下部材３２と、を備え、下部材３２が、前後方向で互いに対向する前縦壁部３６と後縦壁部３８とを有し、一対のサスペンション支持部Ｓ１、Ｓ２が、一対の開口端部４６、５０における前縦壁部３６と後縦壁部３８との間で一対のサスペンションアームの取付部を支持するものであるため一対のサスペンションアームを簡便かつ確実に支持することができると共に、上部材１２の板厚や材質とは独立して、下部材３２の板厚や材質を設定することができ、重量やコストを不要に増加させない態様で、かかるサスペンションアームの支持強度や支持剛性を増大することができる。

また、本実施形態におけるサブフレーム１においては、クロスメンバ１０の両外端部の側において、上部材１２から車体の上方に突設される一対の車体取付部材６０、８０を更に備えるものであるため、クロスメンバ１０と一対の車体取付部材６０、８０とを接続することができ、一対の車体取付部材６０、８０の支持強度や支持剛性を増大しながら、一対のサスペンションアームの支持強度や支持剛性をより増大することができると共に、かかるサスペンションアームの支持精度を向上することができる。

また、本実施形態におけるサブフレーム１においては、一対の車体取付部材６０、８０の幅方向の内端部に、車両のステアリングギヤボックスが取付られる一対のステアリングギヤボックス取付部６６、８６が設定されるものであるため、一対のステアリングギヤボックス取付部６６、８６に装着されてこれらの間を連結するステアリングギヤボックスの支持強度や支持剛性をより増大することができると共に、かかるステアリングギヤボックスの有する強度や剛性を、クロスメンバ１０の強度や剛性に付加することができ、一対のサスペンションアームの支持強度や支持剛性をより増大することができる。

また、本実施形態におけるサブフレーム１においては、一対のサイドメンバ１１０、１３０及びクロスメンバ１０に連結されると共にクロスメンバ１０の車体の後方に配設されるリア部材１５０に、クロスメンバ１０に隣接並置されながら幅方向に延在する梁形状部１５２が設けられ、一対のステアリングギヤボックス取付部６６、８６が、梁形状部１５２に設定されるものであるため、ステアリングギヤボックスの支持強度や支持剛性をより増大することができると共に、一対のサスペンションアームの支持強度や支持剛性をより増大することができる。

また、本実施形態におけるサブフレーム１においては、上部材１２が、車体の後方に向かって張り出す張出部２０を有し、下部材３２が、前縦壁部３６と後縦壁部３８とを接続する底壁部３４を有し、底壁部３４が、張出部２０に対応した幅方向の部位に上方に向かって凹となるように陥設された凹部４２を有するものであるため、かかる張出部２０を有する上部材１２の部分に、車両のエンジン・ミッション系を連結するトルクロッドを高いレイアウト自由度で装着することができると共に、底壁部３４に設けられた凹部４２を、張出部２０を有する上部材１２の部分に接合することができ、トルクロッドを装着する部分におけるクロスメンバ１０の強度や剛性を増大することができる。

なお、本発明は、部材の種類、形状、配置、個数など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、サスペンションアームの支持強度や支持剛性を増大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…クロスメンバ
１２…横上部材
１４…上壁部
１６…前縦壁部
１８…後縦壁部
２０…張出部
２１…貫通孔
２２…マウントブラケット
２４…頂部
２５…貫通孔
２６…ナット
２８…裾部
３２…横下部材
３４…底壁部
３６…前縦壁部
３８…後縦壁部
４０…張出部
４２…凹部
４４…奥部
４５…貫通孔
４６…左開口端部
４７…貫通孔
４８…ナット
４９…貫通孔
５０…右開口端部
５１…貫通孔
５２…ナット
５３…貫通孔
６０…左取付部材
６２…左連結部材
６４…左外部材
６６…ステアリングギヤボックス取付部
６６…取付座部
６７…貫通孔
６８…カラー部材
７０…突出部
７２…裾部
７４…左ブラケット
７６…左固定部材
７７…ボルト
７８…貫通孔
８０…右取付部材
８２…右連結部材
８４…右外部材
８６…取付座部
８７…貫通孔
８８…カラー部材
９０…突出部
９２…右外部材
９２…裾部
９４…右ブラケット
９６…右固定部材
９７…ボルト
９８…貫通孔
１１０…サイドメンバ
１１０…左サイドメンバ
１１２…左上部材
１１３…貫通孔
１１４…接続部
１１８…左下部材
１１９…貫通孔
１２０…溶接孔
１２１、１２２、１２３、１２４…貫通孔
１３０…右サイドメンバ
１３２…右上部材
１３３…貫通孔
１３４…接続部
１３８…右下部材
１３９…貫通孔
１４０…溶接孔
１４１、１４２、１４３、１４４…貫通孔
１５０…後アッパメンバ
１５２…梁形状部
１５４…陥設部
１５５、１５６、１５７、１５８、１５９、１６０…貫通孔
１６２、１６４…溝部
１６５、１６６、１６７、１６８…貫通孔
１６９、１７０…カラー部材、
１８０…後ロアメンバ
１８１、１８２…貫通孔
ＨＬ、ＨＲ…貫通孔
Ａ１…第１車体取付部
Ａ２…第２車体取付部
Ａ３…第３車体取付部
Ａ４…第４車体取付部
Ａ５…第５車体取付部
Ａ６…第６車体取付部
Ａ７…ステアリングギヤボックス左取付部
Ａ８…ステアリングギヤボックス右取付部
Ａ９…トルクロッド取付部
Ａ１０…スタビライザ左取付部
Ａ１１…スタビライザ右取付部
Ｓ１…第１支持部
Ｓ２…第２支持部
Ｓ３…第３支持部
Ｓ４…第４支持部

Claims (5)

1. 車体に装着される車両用サブフレームであって、
   前記車体の前後方向に延在しながら前記車体の幅方向で互いに対向して配設される一対のサイドメンバと、
   閉断面を前記幅方向に連続して画成しながら前記幅方向に延在して配設されると共に、前記一対のサイドメンバを連結するクロスメンバと、
   を備え、
   前記クロスメンバは、その前記幅方向の両外端部で前記閉断面が各々開口した一対の開口端部を有すると共に、前記一対の開口端部に対応して一対のサスペンションアームを支持するサスペンションアーム支持部を構成し、
   前記クロスメンバは、上壁部を有する上部材と、前記上部材に対して前記車体の下方に配設されると共に、前記上壁部に対向する底壁部を有する下部材と、を備え、
   前記下部材は、前記前後方向で互いに対向すると共に前記底壁部で接続される前縦壁部及び後縦壁部を更に有し、
   前記上壁部は、前記幅方向における前記上部材の全長にわたって設けられると共に、前記底壁部、前記前縦壁部及び前記後縦壁部は、前記幅方向における前記下部材の全長にわたって設けられており、
   前記サスペンションアーム支持部は、前記クロスメンバにおけるその前記幅方向の前記両外端部で、前記クロスメンバの前記上壁部、前記底壁部、前記前縦壁部及び前記後縦壁部により囲われた前記一対の開口端部における前記前縦壁部と前記後縦壁部との間で、前記一対のサスペンションアームの取付部を支持する車両用サブフレーム。
2. 前記クロスメンバの前記両外端部の側において、前記上部材から前記車体の上方に向かって突設される一対の車体取付部材を更に備える請求項１に記載の車両用サブフレーム。
3. 前記一対の車体取付部材の前記幅方向の内端部の側に、前記車両のステアリングギヤボックスが取付られる一対のステアリングギヤボックス取付部が対応して設定される請求項２に記載の車両用サブフレーム。
4. 更に、前記一対のサイドメンバ及び前記クロスメンバに連結されると共に前記クロスメンバの前記車体の後方に配設されるリア部材を備え、
   前記リア部材は、前記幅方向に延在する梁形状部を、前記クロスメンバに隣接並置する態様で有し、前記一対のステアリングギヤボックス取付部は、前記梁形状部に設定される請求項３に記載の車両用サブフレーム。
5. 前記上部材は、前記車体の後方に向かって張り出す張出部を有し、前記下部材は、前縦壁部と後縦壁部とを接続する底壁部を有し、前記底壁部は、前記張出部に対応した前記幅方向の部位に前記車体の上方に向かって凹となるように陥設された凹部を有する請求項１から４のいずれかに記載の車両用サブフレーム。

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