(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体フレームとサスペンションアームとの間に介設され、サスペンションアームの端部を支持するアーム支持部が車幅方向両側位置にそれぞれ形成されるとともに、内部にディファレンシャルギヤが収納される収納空間が形成された車両のサブフレーム構造において、
上記車幅方向両側位置にはそれぞれ前後一対のアーム支持部が車体前後方向に、車輪の直径よりも短い間隔を隔てて配設され、
車体前後方向に延びる第１連結部材の前後両端が上記各前後一対のアーム支持部にそれぞれ締結固定されることにより、上記各前後一対のアーム支持部が上記第１連結部材により互いに連結され、
車幅方向両側の上記各前側アーム支持部から車体前方に延びる第２連結部材を有し、
この第２連結部材の前端が上記車体フレームに対し締結により固定されている
ことを特徴とする車両のサブフレーム構造。
【請求項２】
請求項１において、
車幅方向両側の各前後一対のアーム支持部が車幅方向に対し互いにオフセット位置に位置付けられ、
上記各前後一対の各アーム支持部に対する第１連結部材の前後両端の取り付け位置が車幅方向に対し互いにオフセット配置とされている
ことを特徴とする車両のサブフレーム構造。
【請求項３】
請求項２において、
前側に位置する車幅方向両側のアーム支持部が互いに車幅方向に離間して互いに独立して配置される一方、後側に位置する車幅方向両側のアーム支持部が互いに車幅方向に近付くよう配設されて互いに連結され、
車幅方向両側の一対の第１連結部材が平面視でＶの字状に配設されている
ことを特徴とする車両のサブフレーム構造。
【請求項４】
請求項１において、
車幅方向各側の第１及び第２の両連結部材が、略一直線上に延びるように配設されている
ことを特徴とする車両のサブフレーム構造。
【請求項５】
請求項１において、
連結部材がアーム支持部に対し着脱自在に取り付けられている
ことを特徴とする車両のサブフレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サスペンションアームを支持するために用いられる車両のサブフレーム構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の車両のサブフレーム構造として、サスペンションアームの車幅方向の支持剛性を高めたものが知られている（例えば、特開平７−２２３５５３号公報参照）。このものでは、車体前後方向中心線に対して左右対称位置に設けられたサスペンションアームを取り付けるためのブラケットに対して、左右の両ブラケットのサスペンションアーム取り付け端間にこれらを相互連結するための横方向連結部材を設けている。そして、車幅方向に入力される荷重を上記連結部材により受け止めて車幅方向荷重に対する剛性を高めるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、サスペンションから入力される荷重は、例えばコーナリング中に発生する車幅方向荷重のほかに制動中に発生する車体前後方向荷重がある。さらに、上記車幅方向、及び、車体前後方向荷重が合わさったねじれが入力される場合もある。
【０００４】
ところが、上記従来の車両のサブフレーム構造においては、車幅方向荷重に対する剛性のみが高められており、車体前後方向荷重に対して十分な剛性が得られていないという不都合がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車幅方向荷重に加えて、車体前後方向荷重に対するサスペンションアームの支持剛性を高めることにあり、さらに、車幅方向、及び、車体前後方向荷重が合わさったねじれに対するサスペンションアームの支持剛性を高めることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、車体フレームとサスペンションアームとの間に介設され、サスペンションアームの端部を支持するアーム支持部が車幅方向両側位置にそれぞれ形成されるとともに、内部にディファレンシャルギヤが収納される収納空間が形成された車両のサブフレーム構造を前提としている。このものにおいて、上記車幅方向両側位置にはそれぞれ前後一対のアーム支持部を車体前後方向に、車輪の直径よりも短い間隔を隔てて配設し、車体前後方向に延びる第１連結部材の前後両端が上記各前後一対のアーム支持部にそれぞれ締結固定されることにより、上記各前後一対のアーム支持部を上記第１連結部材により互いに連結し、車幅方向両側の上記各前側アーム支持部から車体前方に延びる第２連結部材を有し、この第２連結部材の前端を上記車体フレームに対し締結により固定する構成とするものである。
【０００７】
上記の構成の場合、車体前後方向荷重が、前側及び後側アーム支持部を前後方向に突っ張るように配設された第１連結部材により受け止められるため、前後両側のアーム支持部の車体前後方向荷重に対する剛性を向上させて、サスペンションアーム支持剛性を高めることが可能になる。
【０００８】
また、前側アーム支持部が第２連結部材を介して車体フレームに連結されるされることになるため、その前側アーム支持部のたわみ、及び、位置ずれを確実に規制することが可能となり、サスペンションアームに対する支持剛性を高めることが可能になる。また、上記前側アーム支持部が車体フレームに対して連結されていることにより、車体フレームに対するホイールアライメント剛性を確保することが可能になる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、車幅方向両側の各前後一対のアーム支持部を車幅方向に対し互いにオフセット位置に位置付けし、上記各前後一対の各アーム支持部に対する第１連結部材の前後両端の取り付け位置を車幅方向に対し互いにオフセット配置とする構成とするものである。
【００１０】
上記の構成の場合、車体前後方向荷重に加えて、第１連結部材が車体前後方向に対して角度をもって配設されているため、車幅方向荷重に対するサスペンションアーム支持剛性をも高めることが可能になり、これにより、前後両側のアーム支持部のねじり剛性を向上させることが可能になる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前側に位置する車幅方向両側のアーム支持部を互いに車幅方向に離間して互いに独立して配置する一方、後側に位置する車幅方向両側のアーム支持部を互いに車幅方向に近付くよう配設して互いに連結し、車幅方向両側の一対の第１連結部材を平面視でＶの字状に配設する構成とするものである。
【００１２】
上記の構成の場合、車幅方向両側に独立して配置されているため比較的剛性が低い前側の各アーム支持部の剛性を高めることが可能になり、これにより、サスペンションアーム支持剛性を高めることが可能になる。
【００１３】
また、請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、車幅方向各側の第１及び第２の両連結部材を、略一直線上に延びるように配設する構成とするものである。
【００１４】
上記の構成の場合、第１及び第２連結部材が略一直線上になっていることにより、入力荷重を分散させることなく、確実に車体フレームに対して伝達させることが可能となり、アーム支持部のサスペンションアーム支持剛性をより一層高めることが可能となる。
【００１５】
さらに、請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、連結部材をアーム支持部に対し着脱自在に取り付ける構成とするものである。
【００１６】
上記の構成の場合、連結部材を例えば剛性が異なるものと付け替えることが可能となり、これにより、荷重に対するサスペンションの応答を変更させること等を容易に行うことが可能になる。さらに、上記第１及び第２連結部材を取り外すことで、サブフレーム内に配置されるディファレンシャルギヤ等のメンテナンス作業が容易になるため、サービス性を向上させることが可能になる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【００１８】
図１〜図３は、本発明の実施形態に係る車両のサブフレーム構造を示し、１，１は車体両側部に前後方向に延びるように配設されている車体フレームとしてのリアサイドフレーム、２はリアサスペンションを支持するサブフレーム、３，３はウィッシュボーン・タイプのリアサスペンションである。
【００１９】
上記各リアサイドフレーム１は車体後部から前方に向かって延びるように配設されており、その前部において、前方の下方に傾斜している傾斜部１１が延設されている。このリヤサイドフレーム１，１の傾斜部１１，１１の後端部分に第１クロスメンバ１２が車幅方向に延びて上記両リヤサイドフレーム１，１を互いに連結するように取り付けられている。そして、上記第１クロスメンバ１２の後方には、第２クロスメンバ１３が同様に車幅方向に延びて上記両リヤサイドフレーム１，１を互いに連結するように取り付けられており、上記第１及び第２クロスメンバ１２，１３の間に上記サブフレーム２が配設されるようになっている。
【００２０】
上記サブフレーム２は、図４〜図７に示すように、前後方向に互いに離れた各位値で車幅方向に延びる前後一対の横方向部材２１，２２と、左右両側位置で前後方向に延びて上記前側横方向部材２１及び後側横方向部材２２の両側部をそれぞれ連結する縦方向部材２３，２３とから井桁に組まれて構成されている。そして、この縦方向部材２３，２３の上面が上記リアサイドフレーム１，１に対して、ブラケットを介してそれぞれボルトにより締結されて、上記サブフレーム２をリアサイドフレーム１，１に対して固定するようになっている。また、上記サブフレーム２の内部にはディファレンシャルギヤ４（図１，図２参照）が収容される収納空間２ａが形成されている。
【００２１】
上記前側横方向部材２１には、その車幅方向両側端から下方に向けてやや内向きに斜めに延びる一対の前側アーム支持部２１ａ，２１ａが付設されている。上記各前側アーム支持部２１ａの下部にはリアサスペンション３のロアアーム３１の前側の車体側支持部３１ａが取り付けられるブラケット２１ｂが形成されている。
【００２２】
上記後側横方向部材２２には、その車幅方向両側部から下方に向けてやや内向きに斜めに延びる一対の後側アーム支持部２２ａ，２２ａが付設されており、この両後側アーム支持部２２ａ，２２ａの下端は、下部横方向部材２２ｂにより、互いに連結されている。そして、上記各アーム支持部２２ａの下部には、上記リアサスペンション３のロアアーム３１の後側の車体側支持部３１ｂが取り付けられるブラケット２２ｃが形成されている。
【００２３】
さらに、上記各縦方向部材２３の外方側の側面には、上記リアサスペンション３のアッパアーム３２の車体側支持部３２ａ，３２ｂが取り付けられるブラケット２３ａ，２３ｂがそれぞれ配設されている。
【００２４】
上記前側アーム支持部２１ａ，２１ａ、及び、後側アーム支持部２２ａ，２２ａの間には、前後方向に延びる第１連結部材５１，５１が配設されている。この第１連結部材５１，５１は、それぞれパイプにより形成されている。そして、各第１連結部材５１の後端は、図５及び図７に示すように、板状にされて上記下部横方向部材２２ｂの下面の車体前後方向中心線Ｘの位置にそれぞれブラケット５１ａを介してボルトにより締結されて固定される一方、上記各第１連結部材５１の前端は、上記各前側アーム支持部２１ａの後面にブラケット５１ｂを介してボルトにより締結されて固定されている。これにより、上記第１連結部材部材５１，５１は、上記下部横方向部材２２ｂの車幅方向中心位置から、前方に向かってそれぞれ車幅方向外方に向かって拡がるようになっており、図１及び図５に示すように、上記前側アーム支持部２１ａ，２１ａ、及び、後側アーム支持部２２ａ，２２ａの間を平面視でＶの字状になるように配設されている。
【００２５】
上記前側アーム支持部２１ａ，２１ａと、上記リアサイドフレーム１，１の傾斜部１１，１１との間には、前後方向に延びる第２連結部材５２，５２が配設されている。この第２連結部材５２，５２は、それぞれパイプにより形成されている。そして、上記各第２連結部材５２の後端は、図５及び図７に示すように、板状にされて上記各前側アーム支持部２１ａの下面にブラケット５２ａを介してボルトにより締結されて固定される一方、上記各第２連結部材５２の前端は、上記各リアサイドフレーム１の傾斜部１１にブラケット５２ｂを介してボルトにより締結されて固定されている。これにより、上記各第２連結部材５２は、上記各第１連結部材５１が前方へ延びる方向に沿って前方に延びるように配設されることになり、図１及び図５に示すように、上記各第１連結部材５１と第２連結部材５２とが略一直線になるようになっている。
【００２６】
このような各第１及び第２連結部材５１，５２とには、それぞれ比較的高い座屈強度を有するものを用いるようにすればよい。
【００２７】
上記各リアサスペンション３は、図８及び図９に示すように、Ａ型アームにより形成されたアッパアーム３２と、同じくＡ型アームにより形成されたアーム部材３３及びその前方に配設されるトーコントロールリンク３４からなるロアアーム３１とにより構成されている。上記アッパアーム３２は、その車体側が車体前後方向に２つに分かれており、その端部にはそれぞれサブフレーム２の各縦方向部材２３のブラケット２３ａ，２３ｂに対してそれぞれ揺動自在に連結される車体側支持部３２ａ，３２ｂが設けられている一方、その車輪６の側の端部にはナックル部材（図示省略）に対して揺動自在に連結される支持部３２ｃが設けられている。また、上記ロアアーム３１のアーム部材３３は、その車体側が車体前後方向に２つに分かれており、その端部にはそれぞれサブフレーム２の各前側及び後側アーム支持部２１ａ，２２ａのブラケット２１ｂ，２２ｃに対してそれぞれ揺動自在に連結される車体側支持部３１ａ，３１ｂが設けられている一方、その車輪６の側の端部にはナックル部材に対して揺動自在に連結される車輪側支持部３１ｃが設けられている。上記トーコントロールリンク３４の車体側の端部には、上記アーム部材３３の前側に対して揺動自在に連結する車体側支持部３４ａが設けられている一方、車輪６の側の端部には、上記ナックル部材に対して揺動自在に連結される車輪側支持部３４ｂが設けられている。上記ロアアーム３１のアーム部材３３は、その後側の車体側支持部３１ｂが前側の車体側支持部３１ａよりも平面視で車体内方側に位置するように配置されている。また、上記前側の車体側支持部３１ａは、後側の車体側支持部３１ｂよりも側面視で上方に位置するように配設されている。
【００２８】
このようなリアサスペンション３では、ロアアーム３１のアーム部材３３の車体側支持部軸ｍは、後端が前端よりも車体内方に位置するように車体中心線Ｘに対して傾斜しているとともに（図１参照）、前端が後端よりも車体側面視で上方に位置するように鉛直線ｋに対して傾斜している（図３参照）。このため、上記アーム部材３３の車体側支持部軸ｍを軸にした車輪側支持部３１ｃの移動により、車輪側支持部軸と鉛直軸との交差角度が車輪６の上下方向へのストロークに伴い車体側面視で変更され、この車輪側支持部軸の傾斜角度の変更に伴いトーコントロールリンクの車輪側支持部の上下方向への軌跡が車体側面視で変更されることによって、バンプ時における車輪６のトーイン調整を行うことができるようになっている。
【００２９】
また、急加速時に車体前方向の力が、上記アッパアーム３２及びロアアーム３１のアーム部材３３に作用する場合、アッパアーム３１の車体側支持部軸上下方向の分力が作用することはなく、急加速時に車体後部の沈み込みを防止するアンチスクォートの妨げを回避することができるようになっている。
【００３０】
さらに、制動時に車体後方の力が上記アッパアーム３２及びロアアーム３１のアーム部材３３に作用する場合、アッパアーム３１の車体側支持部軸上下方向の分力が作用することはなく、制動時に車体後部の浮き上がりを防止するのアンチリフトの妨げを回避することができるようになっている。
【００３１】
つぎに、上記実施形態の作用・効果を説明する。
【００３２】
リアサスペンション３から入力される車体前後方向荷重が前側アーム支持部２１ａ，２１ａと、後側アーム支持部２２ａ，２２ａとを前後方向に突っ張るように連結している第１連結部材５１，５１により受け止められるため、上記リアサスペンション３のロアアーム３１のアーム部材３３から入力する車体前後方向荷重に対する上記各前側及び後側アーム支持部２１ａ，２２ｂの剛性を向上させることができるようになる。これにより、上記ロアアーム３１の支持剛性を向上させることができるようになる。また、上記第１連結部材５１，５１は、平面視でＶの字状に配設されて車体前後方向に対して角度が付けられている。このため、上記のリアサスペンション３の効果を保ちつつ、車体前後方向荷重に加えて、車幅方向荷重に対する上記各前側及び後側アーム支持部２１ａ，２２ｂの剛性をも高めることができるようになる。これにより、車体前後方向と車幅方向との荷重が合わさったねじり剛性を高めることができるようになる。さらに、上記第１連結部材５１，５１の先端が、前側アーム支持部２１ａ，２１ａのそれぞれに連結されているため、互いに独立しているため比較的剛性が低い前側アーム支持部２１ａ，２１ａの剛性を高めることができるようになる。加えて、第２連結部材５２，５２により、上記前側アーム支持部２１ａと、リアサイドフレーム１，１の傾斜部１１，１１とが連結されていることにより、互いに独立している前側アーム支持部２１ａ，２１ａのたわみ、及び、位置ずれを確実に規制することができるようになる。また、第１連結部材５１によりサブフレーム２に対するホイールアライメント剛性は確保されており、さらに、第２連結部材５２，５２により上記サブフレーム２を車体に連結することで、車体に対するホイールアライメント剛性を確保することができるようになる。さらに、上記第１連結部材５１，５１及び第２連結部材５２，５２がそれぞれ略一直線上に配設されていることにより、この第１連結部材５１，５１、または、第２連結部材５２，５２に入力された荷重を分散させずに確実に車体に対して伝達させることができるようになる。これにより、アーム支持部の剛性をより一層高めることが可能となる。
【００３３】
一方、上記第１連結部材５１，５１及び第２連結部材５２，５２は、ボルトによりそれぞれ連結されているため、容易に着脱させることができるようになっている。このため、例えば上記第１連結部材５１，５１及び第２連結部材５２，５２を剛性が異なるものと付け替えることで、入力荷重に対するサスペンションの応答を変更させることが容易にできるようになる。さらに、上記第１連結部材５１，５１及び第２連結部材５２，５２を取り外すことで、サブフレーム２内に配置されるディファレンシャルギヤ４等のメンテナンス作業を容易に行うことが可能になり、サービス性を向上させることができるようになる。
【００３４】
＜他の実施形態＞
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、各第１連結部材５１、及び、第２連結部材５２としてパイプを用いているが、これに限らず、座屈剛性の高いものであればよく、例えば板材をハット形状の断面形状を有するように屈曲形成した杆状部材を用いてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明における車両のサブフレーム構造によれば、車体前後方向荷重が第１連結部材により受け止められるため、車体前後方向荷重に対するサスペンションアーム支持剛性を向上させることができる。また、前側アーム支持部のたわみ、及び、位置ずれを確実に規制して、サスペンションアーム支持剛性を高めることができる。また、前側アーム支持部が車体に連結されていることにより、車体フレームに対するホイールアライメント剛性を確保することができる。
【００３６】
請求項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明による効果に加えて、車体前後方向荷重に加えて、車幅方向荷重に対する剛性を高めることができ、ねじり剛性を向上させることができる。
【００３７】
請求項３記載の発明によれば、上記請求項２記載の発明による効果に加えて互いに独立して配置されているため比較的剛性が低い前側アーム支持部の剛性を高めることができる。
【００３８】
請求項４記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明による効果に加えて、入力荷重を分散させることなく、確実に車体フレームに対して伝達させることができ、アーム支持部の剛性をより一層高めることができる。
【００３９】
請求項５記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明による効果に加えて、連結部材を例えば剛性が異なるものと付け替えることでき、これにより、荷重に対するサスペンションの応答を変更させることを容易に行うことができる。さらに、第１及び第２連結部材を取り外すことで、サブフレーム内に配置されるディファレンシャルギヤ等のメンテナンス作業を容易に行うことができ、サービス性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態を示す平面図である。
【図２】  本発明の実施形態を示す正面図である。
【図３】  本発明の実施形態を示す側面図である。
【図４】  サブフレームを示す斜視図である。
【図５】  サブフレームを示す平面図である。
【図６】  サブフレームを示す正面図である。
【図７】  サブフレームを示す側面図である。
【図８】  リアサスペンションを示す平面図である。
【図９】  リアサスペンションを示す側面図である。
【符号の説明】
１                リアサイドフレーム（車体フレーム）
２                サブフレーム
３                リアサスペンション（サスペンション）
４                ディファレンシャルギヤ
２１ａ            前側アーム支持部
２２ａ            後側アーム支持部
３１              ロアアーム（サスペンションアーム）
３２              アッパアーム（サスペンションアーム）
５１              第１連結部材
５２              第２連結部材
【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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【図９】
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