JP6102952B2 - 車両のサブフレーム構造 - Google Patents

Description

この発明は、例えば車両におけるリヤサスペンションを支持するような車両のサブフレーム構造に関する。

自動車のような車両において、後輪と車体とを連結するリヤサスペンションは、路面に対して後輪を押し付ける機能と、路面の凹凸が車体へ伝達されるのを抑制する緩衝装置としての機能とを有している。このような機能を有するリヤサスペンションには、その支持構造の違いなどから様々な方式がある。

例えば、特許文献１には、左右一対のサイドメンバと、車両前後方向に所定間隔を隔ててサイドメンバを連結する前側クロスメンバ、及び後側クロスメンバとで、底面視井桁状に構成したリヤサブフレームに、複数のアーム部材を連結したマルチリンク方式のリヤサスペンションが記載されている。

より詳しくは、特許文献１には、ナックルを介して後輪に連結した前側ロアアーム、後側ロアアーム、及びアッパアームをリヤサブフレームに連結するとともに、前端が車体に連結されるトレーリングアームをナックルに連結したマルチリンク方式のリヤサスペンションが記載されている。

ところで、特許文献１のようなマルチリンク方式のリヤサスペンションでは、路面の凹凸などによる路面入力が車両前方から後輪に加わった場合、リヤサスペンションに車両斜め上方後方への荷重が加わることになる。

この際、車両斜め上方後方への荷重のうち、車両上下方向の荷重は、前側ロアアームなどのアーム部材の揺動やスプリングの付勢力によって吸収される。一方、車両前後方向の荷重は、前側ロアアーム、及び後側ロアアームを介してリヤサブフレームに伝達されるとともに、トレーリングアームを介して車体に伝達される。

このため、特許文献１において、例えば、トレーリングアームを廃止した場合、前側ロアアーム、及び後側ロアアームを介してリヤサブフレームに伝達される車両前後方向の荷重が増加することになる。
このようにサブフレームに入力される荷重が増加する場合、入力荷重によるサイドメンバの変形やねじれが大きくなり、振動や騒音が悪化する、あるいは操安性が低下するおそれがあった。

特開２０１３−１６９８１２号公報

本発明は、上述の問題に鑑み、サイドメンバの変形やねじれを抑制して、サブフレーム全体のねじれ剛性を向上できる車両のサブフレーム構造を提供することを目的とする。

本発明は、車両の後輪を支持する左右一対のアーム部材における複数の端部が揺動可能に連結される複数のアーム連結部を有するとともに、前端が車体に剛結され、後端同士が車幅方向で近接するように平面視略ハの字状に配置した左右一対のサイドメンバと、該左右一対のサイドメンバの後端近傍を保持するとともに、前記左右一対のサイドメンバよりも車幅方向外側が車体に剛結する後側クロスメンバと、該後側クロスメンバから車両前方へ所定間隔を隔てた位置において、前記左右一対のサイドメンバを車幅方向で連結する前側クロスメンバと、前記左右一対のサイドメンバよりも車両上方において、前記後側クロスメンバの上部、及び前記前側クロスメンバの上部を車両前後方向で連結する左右一対のアッパメンバとで構成され、前記サイドメンバが、閉断面形状を延設した形状に形成され、前記アッパメンバが、車両下方が開口した正面視門型形状を車両前後方向へ延設した形状に形成された車両のサブフレーム構造であることを特徴とする。

この発明により、立体的な構造のサブフレームを構成でき、サイドメンバの変形やねじれを抑制するとともに、サブフレーム全体のねじれ剛性を向上することができる。
具体的には、平面視略ハの字状に配置した左右一対のサイドメンバは、アーム連結部に加わった荷重を、車幅方向、及びサイドメンバに沿った斜め方向へと分散して伝達することができる。

さらに、後側クロスメンバ、及び前側クロスメンバは、車幅方向の荷重によるサイドメンバの変形を抑制することができる。
この後側クロスメンバは、車幅方向略中央近傍に左右のサイドメンバが接合されるため、サイドメンバに伝達された荷重によって、車幅方向略中央近傍が押圧されることになる。

一方、前側クロスメンバは、車幅方向両端近傍にそれぞれサイドメンバが接合されるため、サイドメンバに伝達された荷重によって、車幅方向両端近傍が押圧されることになる。
このため、車両のサブフレーム構造は、入力方向が略同一の入力荷重に対して、後側クロスメンバの変形状態と、前側クロスメンバの変形状態とを異ならせることができる。

このような後側クロスメンバと前側クロスメンバとをアッパメンバで連結しているため、車両のサブフレーム構造は、左右一対のサイドメンバ、前側クロスメンバ、及び後側クロスメンバの変形をより抑制することができる。
加えて、アッパメンバは、前側クロスメンバにおける車両上下方向の動きを規制できるため、車両上下方向の荷重によるサイドメンバの変形を抑制することができる。

これにより、車両のサブフレーム構造は、車両前後方向、車両上下方向、及び車幅方向の荷重に対して、サイドメンバの変形やねじれを抑制することができる。このため、左右一対のサイドメンバと、２つのクロスメンバとで平面視略井桁状に形成した平面的な構造のサブフレームに比べて、車両のサブフレーム構造は、サブフレーム全体のねじれ剛性を向上することができる。

さらにまた、サブフレーム全体のねじれ剛性を向上したことにより、車両のサブフレーム構造は、路面入力による振動、騒音、あるいはつきあげ感の悪化を抑制するとともに、操安性の向上を図ることができる。
従って、車両のサブフレーム構造は、立体的な構造のサブフレームとしたことにより、サイドメンバの変形やねじれを抑制して、サブフレーム全体のねじれ剛性を向上することができる。

この発明の態様として、平面視において、前記アッパメンバを、前記サイドメンバに対して車幅方向外側に配置することができる。
この発明により、車両のサブフレーム構造は、左右一対のサイドメンバの変形やねじれをより抑制でき、サブフレーム全体のねじれ剛性をより向上することができる。

具体的には、例えば、異なるタイミングで、かつ異なる大きさの荷重が、アーム部材を介して左右のサイドメンバにそれぞれ入力された場合、車幅方向略中央を起点に前側クロスメンバが変形しながら、サイドメンバがそれぞれ異なる動きで変形することになる。

このため、前側クロスメンバにおけるサイドメンバの間にアッパメンバを配置した場合、前側クロスメンバにおける変形の起点に対してアッパメンバが近接するため、前側クロスメンバの変形を十分抑制することができない。

これに対して、サイドメンバに対して車幅方向外側にアッパメンバを配置したことにより、車両のサブフレーム構造は、後側クロスメンバとアッパメンバとによって、前側クロスメンバの変形を効率よく抑制することができる。

さらに、後側クロスメンバと車体との剛結位置からアッパメンバまでの車幅方向間隔が狭くなるため、車両のサブフレーム構造は、後側クロスメンバにおけるアッパメンバの支持剛性を向上することができる。このため、車両のサブフレーム構造は、前側クロスメンバの変形を、アッパメンバによってより確実に抑制することができる。

これにより、異なるタイミングで、かつ異なる大きさの荷重が、アーム部材を介して左右のサイドメンバにそれぞれ入力された場合であっても、車両のサブフレーム構造は、サイドメンバの変形をより抑制することができる。

従って、車両のサブフレーム構造は、サイドメンバよりも車幅方向外側にアッパメンバを配置したことにより、左右一対のサイドメンバの変形やねじれをより抑制でき、サブフレーム全体のねじれ剛性をより向上することができる。

またこの発明の態様として、平面視において、前記サイドメンバを、車両前方かつ車幅方向外側に向けて湾曲した形状に形成し、前記前側クロスメンバを、前記サイドメンバにおける湾曲した湾曲部分に接合することができる。

この発明により、車両のサブフレーム構造は、曲げ変形の起点となり易いサイドメンバの湾曲部分における曲げ剛性を向上することができる。
従って、車両のサブフレーム構造は、左右一対のサイドメンバの曲げ剛性を向上することができるため、サブフレーム全体のねじれ剛性の向上を図ることができる。

またこの発明の態様として、前記前側クロスメンバ、及び前記後側クロスメンバを、前記サイドメンバにおける上面から下面までを一体的に覆う形状に形成することができる。
上記サイドメンバにおける上面から下面までを一体的に覆うとは、例えば四角筒状のサイドメンバにおける上面、少なくとも一方の側面、及び下面を一体的に覆う、あるいは略円筒状のサイドメンバにおける略半円の範囲を一体的に覆うことをいう。

この発明により、車両のサブフレーム構造は、前側クロスメンバ、及び後側クロスメンバとサイドメンバとの接合部分の長さを長く確保できる。このため、車両のサブフレーム構造は、前側クロスメンバ、及び後側クロスメンバとで左右一対のサイドメンバを確実に保持できるとともに、サイドメンバの変形をより確実に抑制することができる。

さらに、接合部分の長さを長く確保できるため、車両のサブフレーム構造は、接合部分における応力を分散することができ、接合部分における機械的強度を確保することができる。

従って、車両のサブフレーム構造は、サイドメンバにおける上面から下面までを一体的に覆う形状に前側クロスメンバ、及び前記後側クロスメンバを形成したことにより、サイドメンバの変形やねじれをより確実に抑制するとともに、接合部分における強度を確保することができる。

本発明により、サイドメンバの変形やねじれを抑制して、サブフレーム全体のねじれ剛性を向上できる車両のサブフレーム構造を提供することができる。

車体に取付け状態におけるリヤサブフレームの底面視を示す底面図。 リヤサブフレームを取り外した状態における車体の底面視を示す底面図。 図１中のＡ−Ａ矢視断面図。 図１中のＢ−Ｂ矢視断面図。 リヤサブフレームの正面視を示す正面図。 リヤサブフレームの平面視を示す平面図。 前部サイドメンバ、及び後部サイドメンバの断面形状を説明する説明図。 リヤサブフレームの車両下方からの外観を示す外観斜視図。 後側クロスメンバの車両前方からの外観を示す外観斜視図。 実施例２におけるリヤサブフレームの車両上方からの外観を示す外観斜視図。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。

図１は車体に取付け状態におけるリヤサブフレーム１０の底面図を示し、図２はリヤサブフレーム１０を取り外した状態における車体の底面図を示し、図３は図１中のＡ−Ａ矢視断面図を示し、図４は図１中のＢ−Ｂ矢視断面図を示し、図５はリヤサブフレーム１０の正面図を示している。

さらに、図６はリヤサブフレーム１０の平面図を示し、図７は前部サイドメンバ１１１、及び後部サイドメンバ１１２の断面形状を説明する説明図を示し、図８はリヤサブフレーム１０の車両下方からの外観斜視図を示し、図９は後側クロスメンバ１２の車両前方からの外観斜視図を示している。

加えて、図７（ａ）は前部サイドメンバ１１１の断面形状を示し、図７（ｂ）は後部サイドメンバ１１２の断面形状を示している。
また、図３中において図示を明確にするため、上側ロアアーム６、下側ロアアーム７、及びアッパアーム８の図示を省略している。また、図４中において、図示を明確にするため、車体の図示を省略するとともに、上側ロアアーム６の前方連結部６ｃ及び後方連結部６ｄのみを図示している。

また、図中において、矢印Ｆｒ及びＲｒは車両前後方向を示しており、矢印Ｆｒは車両前方を示し、矢印Ｒｒは車両後方を示している。さらに、矢印Ｒｈ及びＬｈは車幅方向を示しており、矢印Ｒｈは車両右方向を示し、矢印Ｌｈは車両左方向を示している。加えて、図３中の上方を車両上方とし、図中の下方を車両下方とする。

まず、車両１における客室部２の下部、及び客室部２よりも車両後方部分である車両後部３の下部について説明する。
車両１における客室部２の下部は、図１から図３に示すように、車両前後方向に延びるとともに、車体を構成する骨格部材である左右一対のフロアフレーム２１と、フロアフレーム２１の間に配置したフロアパネル２２と、フロアフレーム２１の後端近傍を車幅方向に連結する車体側クロスメンバ２３とで構成している。

さらに、客室部２の下部には、左右一対のフロアフレーム２１の間において、車体側クロスメンバ２３よりも車両前方側に、燃料を貯蔵する燃料タンク４を配置している。
左右一対のフロアフレーム２１は、図２及び図３に示すように、略矩形の閉断面形状を車両後方へ延設するとともに、その後端を車両斜め上方に向けて延設したのち、車両後方へ向けて延設した形状に形成している。

さらに、フロアフレーム２１の下部には、図２に示すように、車体側クロスメンバ２３よりも車両前方側で、かつ燃料タンク４の後端よりも車両前方側の位置において、締結ボルト（図示省略）の螺合を許容するとともに、後述するリヤサブフレーム１０の前端が剛結される車体側前方剛結部２１ａを設けている。

車体側クロスメンバ２３は、車両前後方向に沿った断面形状が、車両上方側が開口した断面ハット状であって、車幅方向に延設して形成している。この車体側クロスメンバ２３は、フロアパネル２２、及び左右一対のフロアフレーム２１の側面に溶着固定することで、車体を補強する補強部材としての役割を有している。なお、車体側クロスメンバ２３は、フロアパネル２２の下面とで、閉断面形状を形成している。

一方、車両１における車両後部３の下部は、図２及び図３に示すように、左右一対のフロアフレーム２１の後端から車両後方に延設するとともに、車体を構成する骨格部材である左右一対のリヤサイドフレーム３１と、リヤサイドフレーム３１の間において床面を構成するリヤフロアパネル２２とで構成している。

左右一対のリヤサイドフレーム３１は、図２及び図３に示すように、フロアフレーム２１と連続する骨格部材であって、フロアフレーム２１の後端から略矩形の閉断面形状を車両後方へ向けて延設して形成している。このリヤサイドフレーム３１は、図３に示すように、側面視において、フロアフレーム２１の車体側前方剛結部２１ａに対して、車両上方に下面が位置するように形成している。

さらに、リヤサイドフレーム３１の下部には、図２に示すように、車体側クロスメンバ２３から車両後方に所定間隔を隔てた位置に、締結ボルト（図示省略）の螺合を許容するとともに、後述するリヤサブフレーム１０の後端が剛結される車体側後方剛結部３１ａを設けている。

このような構成の車両後部３における下方には、図１及び図３に示すように、ナックル（図示省略）を介して後輪５に連結した左右一対の上側ロアアーム６、左右一対の下側ロアアーム７、及び左右一対のアッパアーム８が揺動可能に軸支されるリヤサブフレーム１０を、フロアフレーム２１、及びリヤサイドフレーム３１に剛結している。

なお、上側ロアアーム６は、図１に示すように、底面視略Ａ字状のアーム部材であって、ナックルに連結可能に構成した２つの後輪側連結部６ａ，６ｂを車幅方向外側に備えるとともに、リヤサブフレーム１０に連結可能に構成した前方連結部６ｃ、及び後方連結部６ｄを車幅方向内側に備えている。

さらに、上側ロアアーム６は、図１及び図３に示すように、フロアフレーム２１とリヤサブフレーム１０との車両上下方向の間で、燃料タンク４の後端に沿って配置されるスタビライザ９を、車両前方側に取付け可能に構成している。

下側ロアアーム７は、図１及び図４に示すように、車両下方が開口した断面略門型形状を車幅方向に延設して形成するとともに、上側ロアアーム６の下方に配置している。この下側ロアアーム７には、ナックルに連結可能に構成した後輪側連結部７ａを車幅方向外側に備えるとともに、リヤサブフレーム１０に連結可能に構成したサブフレーム側連結部７ｂを車幅方向内側に備えている。

アッパアーム８は、図４及び図５に示すように、下側ロアアーム７の車両上方に配置され、車両上下方向に長い略矩形の閉断面形状を、正面視において車両下方へ向けて凸するように湾曲した形状となるように、車幅方向へ延設して形成している。このアッパアーム８には、ナックルに連結可能に構成した後輪側連結部８ａを車幅方向外側に備えるとともに、リヤサブフレーム１０に連結可能に構成したサブフレーム側連結部８ｂを車幅方向内側に備えている。

リヤサブフレーム１０は、図１、図４、及び図６に示すように、後端同士を車幅方向で近接させて、底面視略ハの字状に配置した左右一対のサイドメンバ１１と、サイドメンバ１１の後端近傍を保持する後側クロスメンバ１２と、後側クロスメンバ１２に対して所定間隔を隔てた車両前方の位置で、左右のサイドメンバ１１を連結する前側クロスメンバ１３と、後側クロスメンバ１２の上部、及び前側クロスメンバ１３の上部を車両前後方向に連結する左右一対のアッパメンバ１４とで一体的に構成している。

サイドメンバ１１は、図１、図４、及び図６に示すように、底面視において、車両前後方向における略中央近傍が、車幅方向内側に凸するように緩やかに湾曲した底面視略弓状の筒状体に形成している。なお、後述する前側クロスメンバ１３は、サイドメンバ１１における湾曲した湾曲部分に連結している。

さらに、サイドメンバ１１は、図３及び図４に示すように、側面視において、後述する前側支持ブラケット１５の近傍に対して、後側クロスメンバ１２の近傍が車両下方に位置するよう屈曲した側面視段付き形状に形成している。

より詳しくは、サイドメンバ１１における前側支持ブラケット１５よりも車両後方部分は、車両後方下方へ向けて屈曲したのち、前側支持ブラケット１５と後側クロスメンバ１２との間で車両後方へ向けて屈曲するように延設している。

すなわち、サイドメンバ１１における前側支持ブラケット１５よりも車両後方部分は、車両後方下方へ向けて屈曲した屈曲部分と、車両後方へ向けて屈曲した屈曲部分とによって、側面視段付き形状を形成している。

そして、２つのサイドメンバ１１を、後端同士が車幅方向で近接するとともに、前端同士が車幅方向で離間するように配置することで、車幅方向外側かつ車両前方に向けて前端が延びるとともに、底面視略ハの字状に配置している。

このような形状のサイドメンバ１１は、車両前方側に位置する前部サイドメンバ１１１と、車両後方側に位置する後部サイドメンバ１１２とを、車両前後方向で溶着接合することで一体的に形成している。

前部サイドメンバ１１１は、図１及び図６に示すように、サイドメンバ１１における前端から湾曲部分に至る範囲であって、後端近傍に前側クロスメンバ１３が連結されている。つまり、前部サイドメンバ１１１は、前側クロスメンバ１３から車幅方向外側かつ車両前方へ向けて延びる長尺形状に形成している。

この前部サイドメンバ１１１は、図７（ａ）に示すように、車両下方側が開口した断面コ字状のアッパパネル１１１ａと、車両上方側が開口した断面コ字状のロアパネル１１１ｂとを、側面同士が重合するように組付けて閉断面形状を形成している。なお、アッパパネル１１１ａの板厚Ｔ１、及びロアパネル１１１ｂの板厚Ｔ２は、略同一の板厚であって、例えば車両後方からの衝突による衝突荷重を伝達可能な板厚で構成している。

さらに、前部サイドメンバ１１１の前端には、図６及び図８に示すように、フロアフレーム２１の車体側前方剛結部２１ａに螺合する締結ボルト（図示省略）の挿入を許容する前方締結孔１１３を備えている。
前方締結孔１１３は、車両上下方向に貫通するようにして前部サイドメンバ１１１に装着した金属製筒状体の内部空間によって構成している。

後部サイドメンバ１１２は、図１及び図６に示すように、前部サイドメンバ１１１の後端から車幅方向やや内側、かつ車両後方へ向けて延設するとともに、上述した側面視段付き形状に形成している。

なお、後部サイドメンバ１１２は、前部サイドメンバ１１１における車両前後方向の長さに対して、車両前後方向の長さが短く、かつ組付け状態において、後側クロスメンバ１２の後面よりも車両後方に突出する長さで形成している。

この後部サイドメンバ１１２は、図７（ｂ）に示すように、車両下方側が開口した断面コ字状のアッパパネル１１２ａと、車両上方側が開口した断面コ字状のロアパネル１１２ｂとを、側面同士が重合するように組付けて閉断面形状を形成している。

なお、アッパパネル１１２ａの板厚Ｔ３、及びロアパネル１１２ｂの板厚Ｔ４は、略同一の板厚であって、かつ前部サイドメンバ１１１の板厚Ｔ１，Ｔ２よりも薄肉に形成している。つまり、後部サイドメンバ１１２は、例えば車両後方からの衝突による衝突荷重に対して、前部サイドメンバ１１１と比べて脆弱に構成している。

このような構成のサイドメンバ１１の上面には、図４に示すように、サイドメンバ１１の上方において、上側ロアアーム６の前方連結部６ｃが連結支持される前側支持ブラケット１５を溶着固定している。

より詳しくは、前側支持ブラケット１５は、前側クロスメンバ１３の車両前方側に近接して、前部サイドメンバ１１１の上面、及び前側クロスメンバ１３に溶着固定している。

この前側支持ブラケット１５は、車幅方向外側が開口した略ボックス状であって、締結ボルト（図示省略）を用いた上側ロアアーム６の前方連結部６ｃの装着を許容するとともに、車両後方上方、及び前方下方へ揺動可能に上側ロアアーム６を支持する形状に形成している。

後側クロスメンバ１２は、図１及び図５に示すように、左右一対のサイドメンバ１１の後端が車両後方に突出した状態で、サイドメンバ１１を保持する保持部材としての役割と、サイドメンバ１１をリヤサイドフレーム３１に連結する連結部材としての役割と、上側ロアアーム６を揺動可能に支持する支持部材としての役割とを有している。

詳しくは、後側クロスメンバ１２は、図４、図６、及び図９に示すように、サイドメンバ１１の後端近傍を保持する左右一対の後側メンバ保持部材１２１と、後側メンバ保持部材１２１、及び左右一対のサイドメンバ１１を連結する後側連結部材１２２と、リヤサイドフレーム３１の車体側後方剛結部３１ａ同士を車幅方向に連結する上部連結部材１２３とを、車両下方からこの順番に配置するとともに、一体的に溶着接合して構成している。

後側メンバ保持部材１２１は、図６及び図９に示すように、２つの金属製板材を折り曲げ成形したのち車両前後方向に組付けて、車幅方向に長い略筒状体に形成している。この後側メンバ保持部材１２１における車幅方向内側は、正面視において、後部サイドメンバ１１２の上面、車幅方向外側の側面、及び下面に嵌合するとともに、溶着可能に車幅方向外側へ向けて凹設した形状に形成している。

さらに、後側メンバ保持部材１２１における車幅方向外側は、サイドメンバ１１の車幅方向外側において、締結ボルト（図示省略）を用いた上側ロアアーム６の後方連結部６ｄの装着を許容するとともに、車両後方上方、及び前方下方へ揺動可能に上側ロアアーム６を支持する形状に形成している。

すなわち、後側メンバ保持部材１２１は、後部サイドメンバ１１２を保持する役割と、上側ロアアーム６を揺動可能に支持する後側支持ブラケットとしての役割とを兼ね備えている。

後側連結部材１２２は、図４及び図９に示すように、２つの金属製板材を折り曲げ成形したのち車両前後方向に組付けて、車両前後方向に所定の厚みを有するとともに、車両上方側が開口した内部中空の正面視略矩形に形成している。

この後側連結部材１２２の下部は、後側メンバ保持部材１２１の上部、並びに後部サイドメンバ１１２における上面、及び車幅方向内側の側面に当接するとともに、溶着可能な形状に形成している。

上部連結部材１２３は、図４、図６、及び図９に示すように、２つの金属製板材を折り曲げ成形したのち車両上下方向に組付けて、車両上下方向に所定の厚みを有するとともに、後側連結部材１２２における車幅方向の長さよりも長い車幅方向の長さを有する内部中空の平面視略長楕円形状に形成している。

この上部連結部材１２３における車幅方向の両端には、図６及び図８に示すように、フロアフレーム２１の車体側後方剛結部３１ａに螺合する締結ボルト（図示省略）の挿入を許容する後方締結孔１２３ａを備えている。
後方締結孔１２３ａは、車両上下方向に貫通するようにして上部連結部材１２３の車幅方向両端にそれぞれ装着した金属製筒状体の内部空間によって構成している。

前側クロスメンバ１３は、図４、図５、及び図８に示すように、下側ロアアーム７を揺動可能に支持するともとに、左右一致のサイドメンバ１１を連結する役割を有している。

より詳しくは、前側クロスメンバ１３は、左右一対の前部サイドメンバ１１１における後端近傍、すなわち左右一対のサイドメンバ１１における湾曲部分を保持する左右一対の前側メンバ保持部材１３１と、前側メンバ保持部材１３１を車幅方向で連結する前側連結部材１３２とを、車両下方からこの順番で配置するとともに、一体的に溶着接合して構成している。

前側メンバ保持部材１３１は、図４及び図８に示すように、車両後方側に位置する第１保持部１３３と、第１保持部１３３と対向配置した第２保持部１３４とで一体構成している。
第１保持部１３３は、サイドメンバ１１における車幅方向外側の側面、及び下面に沿って、車幅方向内側を切欠いた略平板状の第１挟持部分１３３ａと、第１挟持部分１３３ａの上端を車両前方へ向けて略直角に屈曲して形成した略平板状の第１接合部分１３３ｂとで一体形成している。

第２保持部１３４は、サイドメンバ１１における車幅方向外側の側面、及び下面に沿って、車幅方向内側を切欠いた略平板状の第２挟持部分１３４ａと、第２挟持部分１３４ａの上端を車両前方へ向けて略直角に屈曲して形成した略平板状の第２接合部分１３４ｂとで一体形成している。
この第１保持部１３３と第２保持部１３４とは、第１保持部１３３における第１接合部分１３３ｂの下面に、第２保持部１３４の第２接合部分１３４ｂを溶着固定することにより、前側メンバ保持部材１３１を構成している。

この際、前側メンバ保持部材１３１は、締結ボルト（図示省略）を用いた下側ロアアーム７のサブフレーム側連結部７ｂの装着を許容するとともに、車両上下方向へ揺動可能に下側ロアアーム７を支持する下側ロアアーム支持ブラケット（図示省略）を、第１保持部１３３の第１挟持部分１３３ａと第２保持部１３４の第２挟持部分１３４ａとで構成している。

このような構成の前側メンバ保持部材１３１は、第１保持部１３３の第１接合部分１３３ｂをサイドメンバ１１の上面に溶着固定するとともに、第１保持部１３３の第１挟持部分１３３ａ、及び第２保持部１３４の第２挟持部分１３４ａにおける車幅方向の内側を、サイドメンバ１１における車幅方向外側の側面、及び下面に溶着固定している。
すなわち、前側メンバ保持部材１３１は、サイドメンバ１１を保持する保持部材としての役割と、下側ロアアーム７を揺動可能に支持する支持ブラケットとしての役割とを兼ね備えている。

前側連結部材１３２は、図３から図５に示すように、２つの金属製板材を折り曲げ成形したのち車両上下方向に組付けて、車両前後方向の厚みを有するとともに、正面視略Ｘ字状の内部中空形状に形成している。この前側連結部材１３２の下端は、前部サイドメンバ１１１における上面、及び車幅方向内側の側面に当接するとともに、溶着可能な形状に形成している。

さらに、前側連結部材１３２における車幅方向外側の上端近傍には、締結ボルト（図示省略）を用いたアッパアーム８のサブフレーム側連結部８ｂの装着を許容するとともに、車両上下方向へ揺動可能にアッパアーム８を支持するアッパアーム取付け部１３５を設けている。

左右一対のアッパメンバ１４は、図６に示すように、平面視において、サイドメンバ１１よりも車幅方向外側に配置され、前側クロスメンバ１３の上部における車幅方向外側の端部近傍と、後側クロスメンバ１２の上部とを車両前後方向に連結している。

このアッパメンバ１４は、図６及び図８に示すように、下方が開口した正面視門型形状を、車両前後方向へ延設した形状に形成している。なお、アッパメンバ１４は、上側ロアアーム６、下側ロアアーム７、及びアッパアーム８を介して入力された入力荷重に対して曲げ剛性を確保でき、かつ車両後方からの衝突荷重に対して脆弱となるように形成、溶着している。

以上のような構成の車両１のサブフレーム構造は、立体的な構造のリヤサブフレーム１０を構成でき、サイドメンバ１１の変形やねじれを抑制するとともに、リヤサブフレーム全体のねじれ剛性を向上することができる。

具体的には、平面視略ハの字状に配置した左右一対のサイドメンバ１１は、前側支持ブラケット１５、及び後側メンバ保持部材１２１に加わった荷重を、車幅方向、及びサイドメンバ１１に沿った斜め方向へと分散して伝達することができる。

さらに、後側クロスメンバ１２、及び前側クロスメンバ１３は、車幅方向の荷重によるサイドメンバ１１の変形を抑制することができる。
この後側クロスメンバ１２は、車幅方向略中央近傍に左右のサイドメンバ１１が溶着されるため、サイドメンバ１１に伝達された荷重によって、車幅方向略中央近傍が押圧されることになる。

一方、前側クロスメンバ１３は、車幅方向両端近傍にそれぞれサイドメンバ１１が溶着されるため、サイドメンバ１１に伝達された荷重によって、車幅方向両端近傍が押圧されることになる。
このため、車両１のサブフレーム構造は、入力方向が略同一の入力荷重に対して、後側クロスメンバ１２の変形状態と、前側クロスメンバ１３の変形状態とを異ならせることができる。

このような後側クロスメンバ１２と前側クロスメンバ１３とをアッパメンバ１４で連結しているため、車両１のサブフレーム構造は、左右一対のサイドメンバ１１、前側クロスメンバ１３、及び後側クロスメンバ１２の変形をより抑制することができる。
加えて、アッパメンバ１４は、前側クロスメンバ１３における車両上下方向の動きを規制できるため、車両上下方向の荷重によるサイドメンバ１１の変形を抑制することができる。

これにより、車両１のサブフレーム構造は、車両前後方向、車両上下方向、及び車幅方向の荷重に対して、サイドメンバ１１の変形やねじれを抑制することができる。このため、左右一対のサイドメンバと、２つのクロスメンバとで平面視略井桁状に形成した平面的な構造のリヤサブフレームに比べて、車両１のサブフレーム構造は、リヤサブフレーム全体のねじれ剛性を向上することができる。

さらにまた、リヤサブフレーム全体のねじれ剛性を向上したことにより、車両１のサブフレーム構造は、路面入力による振動、騒音、あるいはつきあげ感の悪化を抑制するとともに、操安性の向上を図ることができる。
従って、車両１のサブフレーム構造は、立体的な構造のリヤサブフレーム１０としたことにより、サイドメンバ１１の変形やねじれを抑制して、リヤサブフレーム全体のねじれ剛性を向上することができる。

また、平面視において、サイドメンバ１１に対して車幅方向外側にアッパメンバ１４を配置したことにより、車両１のサブフレーム構造は、左右一対のサイドメンバ１１の変形やねじれをより抑制でき、リヤサブフレーム全体のねじれ剛性をより向上することができる。

具体的には、例えば、異なるタイミングで、かつ異なる大きさの荷重が、上側ロアアーム６を介して左右のサイドメンバ１１にそれぞれ入力された場合、車幅方向略中央を起点に前側クロスメンバ１３が変形しながら、サイドメンバ１１がそれぞれ異なる動きで変形することになる。

このため、前側クロスメンバ１３におけるサイドメンバ１１の間にアッパメンバ１４を配置した場合、前側クロスメンバ１３における変形の起点に対してアッパメンバ１４が近接するため、前側クロスメンバ１３の変形を十分抑制することができない。

これに対して、サイドメンバ１１に対して車幅方向外側にアッパメンバ１４を配置したことにより、車両１のサブフレーム構造は、後側クロスメンバ１２とアッパメンバ１４とによって、前側クロスメンバ１３の変形を効率よく抑制することができる。

さらに、後側クロスメンバ１２とリヤサイドフレーム３１との剛結位置からアッパメンバ１４までの車幅方向間隔が狭くなるため、車両１のサブフレーム構造は、後側クロスメンバ１２におけるアッパメンバ１４の支持剛性を向上することができる。このため、車両のサブフレーム構造は、前側クロスメンバ１３の変形を、アッパメンバ１４によってより確実に抑制することができる。

これにより、異なるタイミングで、かつ異なる大きさの荷重が、上側ロアアーム６を介して左右のサイドメンバ１１にそれぞれ入力された場合であっても、車両１のサブフレーム構造は、サイドメンバ１１の変形をより抑制することができる。

従って、車両１のサブフレーム構造は、サイドメンバ１１よりも車幅方向外側にアッパメンバ１４を配置したことにより、左右一対のサイドメンバ１１の変形やねじれをより抑制でき、リヤサブフレーム全体のねじれ剛性をより向上することができる。

また、平面視において、車両前方かつ車幅方向外側に向けて湾曲した形状に形成したサイドメンバ１１における湾曲した湾曲部分に、前側クロスメンバ１３を溶着したことにより、車両１のサブフレーム構造は、曲げ変形の起点となり易いサイドメンバ１１の湾曲部分における曲げ剛性を向上することができる。
従って、車両１のサブフレーム構造は、左右一対のサイドメンバ１１の曲げ剛性を向上することができるため、リヤサブフレーム全体のねじれ剛性の向上を図ることができる。

また、サイドメンバ１１における上面から下面までを一体的に覆う形状に、前側クロスメンバ１３、及び後側クロスメンバ１２を形成したことにより、車両１のサブフレーム構造は、前側クロスメンバ１３、及び後側クロスメンバ１２とサイドメンバ１１との溶着部分の長さを長く確保できる。このため、車両１のサブフレーム構造は、前側クロスメンバ１３、及び後側クロスメンバ１２とで左右一対のサイドメンバ１１を確実に保持できるとともに、サイドメンバ１１の変形をより確実に抑制することができる。

さらに、溶着部分の長さを長く確保できるため、車両１のサブフレーム構造は、溶着部分における応力を分散することができ、溶着部分における機械的強度を確保することができる。

従って、車両１のサブフレーム構造は、サイドメンバ１１における上面から下面までを一体的に覆う形状に前側クロスメンバ１３、及び後側クロスメンバ１２を形成したことにより、サイドメンバ１１の変形やねじれをより確実に抑制するとともに、接合部分における強度を確保することができる。

なお、上述した実施形態において、サイドメンバ１１をフロアフレーム２１に剛結したが、これに限定せず、フロアフレーム２１以外の車体を構成する骨格部材、あるいは車体側クロスメンバ２３などの補強部材に剛結する構成であってもよい。もしくは、車体の骨格部材と補強部材とを接合箇所を補強する補強部材に、サイドメンバ１１を剛結する構成としてもよい。

また、リヤサブフレーム１０の車両前方側に燃料タンク４を配置したが、これに限定せず、ガソリンや水素などを貯蔵するタンク、あるいは電気自動車における二次電池などを配置してもよい。
また、後側メンバ保持部材１２１、後側連結部材１２２、及び上部連結部材１２３で後側クロスメンバ１２を構成したが、これに限定せず、これらを一体で構成してもよい。

また、上側ロアアーム６の後方連結部６ｄを揺動可能に支持する後側支持ブラケットを、後側メンバ保持部材１２１と一体構成したが、これに限定せず、後側メンバ保持部材１２１、すなわち後側クロスメンバ１２とは別体で構成してもよい。この際、後側クロスメンバ１２に近接して配置することが望ましい。

また、上側ロアアーム６の前方連結部６ｃ、及び後方連結部６ｄをサイドメンバ１１に連結する構成としたが、これに限定せず、上側ロアアーム６における３つ以上の連結部とサイドメンバ１１とを連結する構成としてもよい。

また、サイドメンバ１１を略矩形の筒状体としたが、これに限定せず、略円筒状のサイドメンバとしてもよい。この場合、略円筒状のサイドメンバ１１における略半円の範囲を一体的に覆うように、前側クロスメンバ１３の前側メンバ保持部材１３１、及び後側クロスメンバ１２の後側メンバ保持部材１２１を形成する。

次に、サブフレーム全体のねじれ剛性向上に対してより理想的なリヤサブフレーム４０について、図１０を用いて説明する。
なお、図１０は実施例２におけるリヤサブフレーム４０の車両上方からの外観斜視図を示している。

また、実施例２におけるリヤサブフレーム４０は、上述の実施例１におけるリヤサブフレーム１０に対して、サイドメンバ、及び後側クロスメンバの形状が異なる点以外は、上述の実施例１と同じ構成のため、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

実施例２におけるリヤサブフレーム４０は、図１０に示すように、後端同士を車幅方向で近接させて、底面視略ハの字状に配置した左右一対のサイドメンバ１６と、サイドメンバ１６の後端近傍を保持する後側クロスメンバ１２と、後側クロスメンバ１２に対して所定間隔を隔てた車両前方の位置で、左右のサイドメンバ１６を連結する前側クロスメンバ１３と、後側クロスメンバ１２の上部、及び前側クロスメンバ１３の上部を車両前後方向に連結する左右一対のアッパメンバ１４とで一体的に構成している。

サイドメンバ１６は、略矩形の閉断面形状の筒状体で形成している。そして、左右一対のサイドメンバ１６は、後端同士が車幅方向で近接するとともに、前端同士が車幅方向で離間するように配置することで、車幅方向外側かつ車両前方に向けて前端が延びるとともに、底面視略ハの字状に配置している。

後側クロスメンバ１２は、図１０に示すように、サイドメンバ１１の後端近傍を保持する左右一対の後側メンバ保持部材１２１と、後側メンバ保持部材１２１、及び左右一対のサイドメンバ１６を連結する後側連結部材１２４と、リヤサイドフレーム３１の車体側後方剛結部３１ａ同士を車幅方向に連結する上部連結部材１２３とを、車両下方からこの順番に配置するとともに、一体的に溶着接合して構成している。

後側連結部材１２４は、２つの金属製板材を折り曲げ成形したのち車両前後方向に組付けて、車両前後方向に所定の厚みを有するとともに、車両上方側が開口した内部中空の正面視略矩形に形成している。

この後側連結部材１２４の下部は、後側メンバ保持部材１２１の上部、並びに後部サイドメンバ１１２における上面、及び車幅方向内側の側面に当接するとともに、溶着可能な形状に形成している。
さらに、後側連結部材１２４は、車両前後方向に貫通する開口部１２５を車幅方向略中央に形成している。
以上のような構成の車両１のサブフレーム構造は、上述の実施例１と同様の効果を奏することができる。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明のアーム部材は、実施形態の上側ロアアーム６に対応し、
以下同様に、
アーム部材における複数の端部は、前方連結部６ｃ、及び後方連結部６ｄに対応し、
アーム連結部は、前側支持ブラケット１５、及び後側メンバ保持部材１２１に対応し、
車体は、フロアフレーム２１、及びリヤサイドフレーム３１に対応し、
サブフレームは、リヤサブフレーム１０、及びリヤサブフレーム４０に対応するが、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

１…車両
５…後輪
６…上側ロアアーム
６ｃ…前方連結部
６ｄ…後方連結部
１０…リヤサブフレーム
１１…サイドメンバ
１２…後側クロスメンバ
１３…前側クロスメンバ
１４…アッパメンバ
１５…前側支持ブラケット
１６…サイドメンバ
２１…フロアフレーム
３１…リヤサイドフレーム
４０…リヤサブフレーム
１２１…後側メンバ保持部材

Claims (4)

1. 車両の後輪を支持する左右一対のアーム部材における複数の端部が揺動可能に連結される複数のアーム連結部を有するとともに、前端が車体に剛結され、後端同士が車幅方向で近接するように平面視略ハの字状に配置した左右一対のサイドメンバと、
   該左右一対のサイドメンバの後端近傍を保持するとともに、前記左右一対のサイドメンバよりも車幅方向外側が車体に剛結する後側クロスメンバと、
   該後側クロスメンバから車両前方へ所定間隔を隔てた位置において、前記左右一対のサイドメンバを車幅方向で連結する前側クロスメンバと、
   前記左右一対のサイドメンバよりも車両上方において、前記後側クロスメンバの上部、及び前記前側クロスメンバの上部を車両前後方向で連結する左右一対のアッパメンバとで構成され、
   前記サイドメンバが、
   閉断面形状を延設した形状に形成され、
   前記アッパメンバが、
   車両下方が開口した正面視門型形状を車両前後方向へ延設した形状に形成された
   車両のサブフレーム構造。
2. 平面視において、前記アッパメンバを、
   前記サイドメンバに対して車幅方向外側に配置した
   請求項１に記載の車両のサブフレーム構造。
3. 平面視において、前記サイドメンバを、
   車両前方かつ車幅方向外側に向けて湾曲した形状に形成し、
   前記前側クロスメンバを、
   前記サイドメンバにおける湾曲した湾曲部分に接合した
   請求項１または請求項２に記載の車両のサブフレーム構造。
4. 前記前側クロスメンバ、及び前記後側クロスメンバを、
   前記サイドメンバにおける上面から下面までを一体的に覆う形状に形成した
   請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の車両のサブフレーム構造。
   

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