(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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ことを特徴とする請求項１又は２に記載の車輌用フロントサブフレーム構造。
【請求項４】
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ことを特徴とする請求項２に記載の車輌用フロントサブフレーム構造。
【請求項５】
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ていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の車輌用フロントサブフレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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