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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-04-04
(45)【発行日】2025-04-14
(54)【発明の名称】自動車のサブフレーム構造
(51)【国際特許分類】
B62D 21/00 20060101AFI20250407BHJP
【ＦＩ】
B62D21/00 A
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2021057948
(22)【出願日】2021-03-30
(65)【公開番号】P2022154762
(43)【公開日】2022-10-13
【審査請求日】2024-01-26
(73)【特許権者】
【識別番号】000003137
【氏名又は名称】マツダ株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】500213915
【氏名又は名称】株式会社ワイテック
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100059959
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 稔
(74)【代理人】
【識別番号】100067013
【弁理士】
【氏名又は名称】大塚 文昭
(74)【代理人】
【識別番号】100130937
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100128428
【弁理士】
【氏名又は名称】田巻 文孝
(72)【発明者】
【氏名】中倉 陽己
(72)【発明者】
【氏名】小宮 勝行
(72)【発明者】
【氏名】神保 泰成
(72)【発明者】
【氏名】仁井 達也
【審査官】結城 健太郎
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－１３２３２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平６－８８４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１３／１８７１１２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】独国特許出願公開第１９９２００５１（ＤＥ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６２Ｄ ２１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車幅方向左右両側でそれぞれ車両前後方向に延びる一対のサイドメンバと、この一対のサイドメンバを互いに連結するように車幅方向に延びる前側クロスメンバおよび後側クロスメンバとにより井桁状に構成された自動車のサブフレーム構造であって、上記前側クロスメンバおよび／または上記後側クロスメンバを構成するクロスメンバは、その左右の開放端部の少なくとも一部が、上記一対のサイドメンバの車幅方向内方側面に突き当てるように結合され、
上記一対のサイドメンバの外表面には、上記クロスメンバの上記サイドメンバへの結合部近傍の位置かつ上記サイドメンバの下方側に、断面コの字状のアーム支持ブラケットの基部が溶接され、上記アーム支持ブラケットは、サスペンションアームのピボット部を両側から挟むように支持する対向する側面部を含み、
上記クロスメンバの開放端部の一部には、車幅方向外方に開口する切り欠き部が形成され、
上記切り欠き部が、上記アーム支持ブラケットの上記側面部の少なくとも一方と後面部とを囲うように形成され、上記アーム支持ブラケットの基部から下方に離間した位置で、上記アーム支持ブラケットの対向する側面部の少なくとも一方に溶接されている、ことを特徴とする自動車のサブフレーム構造。
【請求項2】
上記クロスメンバの開放端部の一部には、下方に膨出した膨出部が形成され、この膨出部に上記切り欠き部が形成されている、請求項１に記載の自動車のサブフレーム構造。
【請求項3】
上記クロスメンバの切り欠き部が、上記アーム支持ブラケットの上記側面部の少なくとも一方と後面部とを囲うように付き当てて溶接されている、請求項１または請求項２に記載の自動車のサブフレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車のサブフレーム構造に関し、特に、車両前後方向に延びる一対のサイドメンバ、および、この一対のサイドメンバを互いに連結するように車幅方向に延びる前後クロスメンバにより井桁状に構成された自動車のサブフレーム構造に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、マルチリンク式サスペンション装置として、５本のＩリンクを備え、その各リンクの車体側の端部が、車体に取り付けられるサブフレームに連結され、各リンクの車輪側の端部が、車輪を支持するホイールサポートに連結されたものが知られている。このようなマルチリンク式サスペンションのサブフレームとして、一対のサイドメンバと前後のクロスメンバとで井桁状にフレームを構成したものが知られている。このようなサブフレームにおいて、前後のクロスメンバをサイドメンバの車幅方向内方の側面に突き当てて結合する構造が知られている（たとえば、特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００６－３４７３３７号
【文献】独国特許出願公開第１０２０１００３０２９２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このような井桁状のサブフレームでは、一対のサイドメンバおよび前後クロスメンバは、それぞれ、板状部材で形成された閉断面体であり、車幅方向に延びるクロスメンバの左右の開放端部をサイドメンバの車幅方向内方側面に突き当てて結合する構造が一般的である。
【0005】
このような井桁状サブフレームでは、サイドメンバの外表面上に各アーム（各リンク）の支持ブラケットが設けられるが、その強度を高めると共にアームの支持剛性を高める必要がある。
【0006】
そこで、本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、井桁状サブフレームにおいて、サイドメンバの外表面に設けられるアーム支持ブラケットの強度を高めると共にアームの支持剛性を高めることができる、自動車のサブフレーム構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上述した課題を解決するために、本発明は、車幅方向左右両側でそれぞれ車両前後方向に延びる一対のサイドメンバと、この一対のサイドメンバを互いに連結するように車幅方向に延びる前側クロスメンバおよび後側クロスメンバとにより井桁状に構成された自動車のサブフレーム構造であって、前側クロスメンバおよび／または後側クロスメンバを構成するクロスメンバは、その左右の開放端部の少なくとも一部が、一対のサイドメンバの車幅方向内方側面に突き当てるように結合され、一対のサイドメンバの外表面には、クロスメンバのサイドメンバへの結合部近傍の位置かつサイドメンバの下方側に、断面コの字状のアーム支持ブラケットの基部が溶接され、アーム支持ブラケットは、サスペンションアームのピボット部を両側から挟むように支持する対向する側面部を含み、クロスメンバの開放端部の一部には、車幅方向外方に開口する切り欠き部が形成され、切り欠き部が、アーム支持ブラケットの側面部の少なくとも一方と後面部とを囲うように形成され、アーム支持ブラケットの基部から下方に離間した位置で、アーム支持ブラケットの対向する側面部の少なくとも一方に溶接されている、ことを特徴としている。
【0008】
このように構成された本発明によれば、アーム支持ブラケットが、その基部のサイドメンバへの溶接に加えて、下方または上方に離間した位置でクロスメンバにも溶接される。これにより、特に、その基部近傍部分に加わる曲げ力に対する強度が向上し、その分、ブラケットの曲げ剛性が向上して、アームのピボット位置がブレなくなる。したがって、井桁状サブフレームにおいて、サイドメンバの外表面に設けられるアーム支持ブラケットの強度を高めると共にアームの支持剛性を高めることができる。
【0009】
また、本発明において、好ましくは、クロスメンバの開放端部の一部には、下方に膨出した膨出部が形成され、この膨出部に切り欠き部が形成されている。
このように構成された本発明によれば、より効果的に、サイドメンバの外表面に設けられるアーム支持ブラケットの強度を高めると共にアームの支持剛性を高めることができる。
このように構成された本発明によれば、より効果的に、サイドメンバの外表面に設けられるアーム支持ブラケットの強度を高めると共にアームの支持剛性を高めることができる。
【0010】
また、本発明において、好ましくは、クロスメンバの切り欠き部が、アーム支持ブラケットの側面部の少なくとも一方と後面部とを囲うように付き当てて溶接されている。
このように構成された本発明によれば、より効果的に、サイドメンバの外表面に設けられるアーム支持ブラケットの強度を高めると共にアームの支持剛性を高めることができる。
このように構成された本発明によれば、より効果的に、サイドメンバの外表面に設けられるアーム支持ブラケットの強度を高めると共にアームの支持剛性を高めることができる。
【発明の効果】
【0011】
本発明の自動車のサブフレーム構造によれば、井桁状サブフレームにおいて、サイドメンバの外表面に設けられるアーム支持ブラケットの強度を高めると共にアームの支持剛性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の実施形態による自動車のサブフレームを適用した自動車のリアサスペンションアッセンブリの斜視図である。
【図4】本実施形態による車両左側のリアサスペンションの上面図である。
【図7】本実施形態による自動車のサブフレームの車両左側のフロントクロスメンバの構造およびサイドクロスメンバへの結合構造を示す斜め前方から見た斜視図である。
【図9】本実施形態による自動車のサブフレームの車両左側のフロントクロスメンバの構造およびサイドクロスメンバへの結合構造を車両斜め後方の下方から見た斜視図である。
【図11】本実施形態によるフロントクロスメンバの上方部材を示す平面図である。
【図12】本実施形態によるフロントクロスメンバの上方部材を示す斜視図である。
【図13】本実施形態によるフロントクロスメンバの上方部材を示す側面図である。
【図14】本実施形態によるフロントクロスメンバの下方部材を示す平面図である。
【図15】本実施形態によるフロントクロスメンバの下方部材を示す斜視図である。
【図16】本実施形態によるフロントクロスメンバの下方部材を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による自動車のサブフレーム構造を説明する。
【0014】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
先ず、図１乃至図３により、本発明の実施形態による自動車のサブフレーム構造の全体構成を説明する。図１乃至図３は、本発明の実施形態による自動車の後輪サスペンション装置１（以下、単にリアサスペンションという）を自動車の左右両側の後輪にそれぞれ適用した実施形態を示し、図１は、本発明の実施形態による自動車のサブフレーム構造を適用した自動車のリアサスペンションアッセンブリの斜視図であり、図２は、図１に示すリアサスペンションアッセンブリの上面図であり、図３は、図１に示すリアサスペンションアッセンブリの後面図である。
本実施形態の自動車（車両）は、図示しないが、車体前部のエンジンルームにエンジンを搭載し、車体後部にディファレンシャルを配設して車軸（図示せず）により後輪２を駆動するようにした後輪駆動車である。
図１乃至図３に示すように、後輪サスペンション装置１のリアサスペンションアッセンブリは、左右一対のリアサスペンションが連結されたサブフレーム３を備えている。
先ず、図１乃至図３により、本発明の実施形態による自動車のサブフレーム構造の全体構成を説明する。図１乃至図３は、本発明の実施形態による自動車の後輪サスペンション装置１（以下、単にリアサスペンションという）を自動車の左右両側の後輪にそれぞれ適用した実施形態を示し、図１は、本発明の実施形態による自動車のサブフレーム構造を適用した自動車のリアサスペンションアッセンブリの斜視図であり、図２は、図１に示すリアサスペンションアッセンブリの上面図であり、図３は、図１に示すリアサスペンションアッセンブリの後面図である。
本実施形態の自動車（車両）は、図示しないが、車体前部のエンジンルームにエンジンを搭載し、車体後部にディファレンシャルを配設して車軸（図示せず）により後輪２を駆動するようにした後輪駆動車である。
図１乃至図３に示すように、後輪サスペンション装置１のリアサスペンションアッセンブリは、左右一対のリアサスペンションが連結されたサブフレーム３を備えている。
【0015】
まず、リアサスペンションの概略構成を説明する。
本実施形態のリアサスペンションは、独立した５本のＩリンク４～８によって後輪２のホイールサポート１０を車体に対しストローク可能に連結したマルチリンク式のものである。リアサスペンション装置１は、仮想的に上方のアームを構成する前側のアッパリンク（アッパアーム）４、および、後側のリーディングリンク（リーディングアーム）５と、仮想的に下方のアームを構成する前側のトレーリングリンク（トレーリングアーム）６、および、後側のロアリンク（ロアアーム）７と、仮想キングピン軸ＩＫ（図５参照）周りの後輪２の回動変位を規制するトーコントロールリンク（トーコントロールアーム）８とを備えている。アッパアーム４、リーディングアーム５、トレーリングアーム６およびロアアーム７は、それぞれ車体側の連結部（４４、５２、６０、６８）を中心に上下に揺動することによって、ホイールサポート１０及び後輪２が所定の軌跡に沿って上下にストロークするようになっている。
本実施形態のリアサスペンションは、独立した５本のＩリンク４～８によって後輪２のホイールサポート１０を車体に対しストローク可能に連結したマルチリンク式のものである。リアサスペンション装置１は、仮想的に上方のアームを構成する前側のアッパリンク（アッパアーム）４、および、後側のリーディングリンク（リーディングアーム）５と、仮想的に下方のアームを構成する前側のトレーリングリンク（トレーリングアーム）６、および、後側のロアリンク（ロアアーム）７と、仮想キングピン軸ＩＫ（図５参照）周りの後輪２の回動変位を規制するトーコントロールリンク（トーコントロールアーム）８とを備えている。アッパアーム４、リーディングアーム５、トレーリングアーム６およびロアアーム７は、それぞれ車体側の連結部（４４、５２、６０、６８）を中心に上下に揺動することによって、ホイールサポート１０及び後輪２が所定の軌跡に沿って上下にストロークするようになっている。
【0016】
また、そのような後輪２のストロークを許容しながら、同時に所定の付勢力及び減衰力を付与するための、コイルバネ１２およびダンパ１４を備えた緩衝装置１６が設けられている。この緩衝装置１６は、コイルバネ１２とダンパ１４とがほぼ同軸に配置された上下方向に長い円筒形状を有し、その上端部が車体に取り付けられている。緩衝装置１６の下端部は、ロアアーム７に枢着されている。
また、サスペンション装置１には、左右のロアアーム７を連結するように延びるスタビライザーバー１８が回動可能に取り付けられている。
また、サスペンション装置１には、左右のロアアーム７を連結するように延びるスタビライザーバー１８が回動可能に取り付けられている。
【0017】
次に、本実施形態によるサブフレーム３の概略構成を説明する。
サブフレーム３は、主に４つの鋼板製フレームを平面視で矩形枠状／井桁状に組み合わせて形成されており、それぞれ車幅方向に延びるフロントクロスメンバ（前側クロスメンバ）２０およびリアクロスメンバ（後側クロスメンバ）２２と、それらの左右両側の端部同士を連結するように車体の左右両側において車体前後方向に延びる一対のサイドクロスメンバ（サイドメンバ）２４、２６を備えている。
サブフレーム３は、主に４つの鋼板製フレームを平面視で矩形枠状／井桁状に組み合わせて形成されており、それぞれ車幅方向に延びるフロントクロスメンバ（前側クロスメンバ）２０およびリアクロスメンバ（後側クロスメンバ）２２と、それらの左右両側の端部同士を連結するように車体の左右両側において車体前後方向に延びる一対のサイドクロスメンバ（サイドメンバ）２４、２６を備えている。
【0018】
まず、本実施形態のフロントクロスメンバ２０は、上下の板状部材１２０、２２０を互いに接合した閉断面の中空体として構成され、車両上方から見て、直線状に車幅方向に延び、その車幅方向の左右両端部／開放端部２０ａにおいて、それぞれ左右のサイドクロスメンバ２４、２６の各前端側の箇所に結合されている。
フロントクロスメンバ２０は、図１および図２に示すように、車両前後方向で見ると、その長手方向の中央部分が左右両端部よりも上方に位置するように全体に湾曲するアーチ形状に形成されている。
フロントクロスメンバ２０は、図１および図２に示すように、車両前後方向で見ると、その長手方向の中央部分が左右両端部よりも上方に位置するように全体に湾曲するアーチ形状に形成されている。
【0019】
また、フロントクロスメンバ２０は、図２に示すように、車両上方から見ると、その長手方向の中央部分が直線状に延びると共に、その中央部分から左右両端部２０ａに向かうほど前後長さが拡大するように延びている。より詳細には、上方から見ると、フロントクロスメンバ２０の前端縁が直線状に車幅方向に延び、かつ、その後端縁の中央部分が直線状に車幅方向に延びると共に後端縁の左右両側部分が中央部分よりも後方に位置するよう湾曲して車幅方向に延びている。
左右両側において前後長さが拡大した部分２０ｂは、閉断面の開放端部２０ａを含み、図１および図２に示すように、各開放端部２０ａがサイドメンバ２４、２６の各前端側の箇所にそれぞれ結合（溶接接合）されている。
左右両側において前後長さが拡大した部分２０ｂは、閉断面の開放端部２０ａを含み、図１および図２に示すように、各開放端部２０ａがサイドメンバ２４、２６の各前端側の箇所にそれぞれ結合（溶接接合）されている。
【0020】
また、フロントクロスメンバ２０の左右両端側には、それぞれサイドクロスメンバ２４、２６との結合部２０ａに近接した位置、かつ、サイドクロスメンバ２４、２６の上方側および下方側に、それぞれ、アッパアーム４の取付座（ピボット軸支部）２８およびトレーリングアーム６の取付座（ピボット軸支部）３０が設けられている（図４乃至図６参照）。左右両側の取付座２８には、それぞれ、アッパアーム４の車体側の端部が連結され、左右両側の取付座３０には、それぞれ、トレーリングアーム６の車体側の端部が連結されている。
【0021】
次に、本実施形態のリアクロスメンバ２２は、井桁状のサブフレーム３の一部を構成するリアクロスメンバ本体２１と、主にロアアームを支持する役割を有する左右のリアクロスメンバ下方部（垂下部）２３とを有し、車両上方から見て、車幅方向の左右両端部／開放端部２２ａにおいて、それぞれ左右のサイドクロスメンバ２４、２６の各前端側の箇所に結合されている。
リアクロスメンバ本体２１は、前後の板状部材１２１、２２１を互いに接合した閉断面の中空体として構成され、車両上方から見て、その長手方向の中央部分がほぼ直線状に形成されると共に、その車幅方向の左右両側で、各両端部に向かうほど前後長さが拡大した拡大部分２２ｂが形成されている。これらの拡大部分２２ｂの開放端部２２ａが、サイドクロスメンバ２４、２６の各後端側の箇所にそれぞれ結合（溶接接合）されている。本実施形態では、このような構成により、リアクロスメンバ２２自体およびサブフレーム３の剛性を確保するようにしている。
また、リアクロスメンバ本体２１は、図３に示すように、車両後方から見ると、その長手方向の中央部分が左右両端部よりも下方に位置するように全体に湾曲するアーチ形状に形成されている。
リアクロスメンバ本体２１は、前後の板状部材１２１、２２１を互いに接合した閉断面の中空体として構成され、車両上方から見て、その長手方向の中央部分がほぼ直線状に形成されると共に、その車幅方向の左右両側で、各両端部に向かうほど前後長さが拡大した拡大部分２２ｂが形成されている。これらの拡大部分２２ｂの開放端部２２ａが、サイドクロスメンバ２４、２６の各後端側の箇所にそれぞれ結合（溶接接合）されている。本実施形態では、このような構成により、リアクロスメンバ２２自体およびサブフレーム３の剛性を確保するようにしている。
また、リアクロスメンバ本体２１は、図３に示すように、車両後方から見ると、その長手方向の中央部分が左右両端部よりも下方に位置するように全体に湾曲するアーチ形状に形成されている。
【0022】
また、リアクロスメンバ下方部２３は、前後の３つの板状部材１２３、１２４、２２３（図５参照）を互いに接合した閉断面の中空体として構成されている。リアクロスメンバ下方部２３は、サイドクロスメンバ２４、２６の車幅方向内方かつ近傍の位置で、リアクロスメンバ本体２１の下部に結合（溶接接合）され、かつ、サイドクロスメンバ２４、２６の車幅方向外方側まで延びて、サイドクロスメンバ２４、２６の下方面および外方面に結合（溶接接合）されている。
【0023】
リアクロスメンバ２２の左右両端側には、サイドクロスメンバ２４、２６の上方側および下方側に、それぞれ、リーディングアーム５の取付座（ピボット軸支部）３２およびロアアーム７の取付座（ピボット軸支部）３４が設けられている（図４、図５参照）。左右両側の取付座３２には、それぞれ、リーディングアーム５の車体側の端部が連結され、左右両側の取付座３４には、それぞれ、ロアアーム７の車体側の端部が連結されている。
本実施形態では、リアクロスメンバ下方部２３の下端部が、ロアアーム７の取付座３４として形成され、また、リアクロスメンバ下方部２３の上端部は、リーディングアーム５の取付座３２の一部として形成されている（図４、図５参照）。
本実施形態では、リアクロスメンバ下方部２３の下端部が、ロアアーム７の取付座３４として形成され、また、リアクロスメンバ下方部２３の上端部は、リーディングアーム５の取付座３２の一部として形成されている（図４、図５参照）。
【0024】
また、リアクロスメンバ下方部２３の後面２３ｂには、上方から見て、各サイドクロスメンバ２４、２６の車幅方向内方の位置、かつ、後方から見て、各サイドクロスメンバ２４、２６の斜め下方の位置に、トーコントロールアーム８の取付座（ピボット軸支部）３６が設けられている。左右両側の取付座３６には、それぞれ、トーコントロールアーム８の車体側の端部が連結されている。
【0025】
次に、左右のサイドクロスメンバ２４、２６は、それぞれ、車両上方から見て、その長手方向の中央部分が前後端部に比べて車幅方向内方に位置するよう湾曲するとともに、側面視では、後端部から前端部にわたって車両前方に斜め下方に延びている（図５参照）。これらのサイドクロスメンバ２４、２６の前側部分には、上述した取付座２８、３０が設けられ、その後側部分には、上述した取付座３２、３４が設けられている。
【0026】
また、サイドクロスメンバ２４、２６には、サブフレーム３全体を車体に弾性支持させるための弾性マウント３８、４０が設けられている、これらの弾性マウント３８、４０は、各サイドクロスメンバ２４、２６の前端部および後端部の計４箇所に設けられている。各弾性マウント３８、４０は、上下方向に軸線を有する円筒形状を有し、各サイドクロスメンバ２４、２６に形成された凹部に取り付けられている。各サイドクロスメンバ２４、２６において、各弾性マウント３８、４０は、車両上方から見て、前端部の弾性マウント３８と後端部の弾性マウント４０とを結ぶ直線が、車体前後方向の中心線ＣＬ（図２にのみ示す）とほぼ平行になるように配置される。
【0027】
各弾性マウント３８、４０には、「すぐり」と言われる所定の空隙が形成され、各弾性マウント３８、４０は、その軸線に対して、前後方向と左右方向とで硬さ（所定のたわみ量（ｍｍ）を生じさせる荷重（Ｎ）の大きさで示される特性）が異なるよう形成されている。各弾性マウント３８、４０は、いずれも、車両前後方向の硬さに対して車幅方向の硬さが大きくなるような向きとなるよう、サイドクロスメンバ２４、２６に取り付けられている。
【0028】
次に、図４乃至図６により、車両左側のリアサスペンション装置１について、各アーム４～８の配置構成およびサブフレーム３のアーム支持構成を説明する。図４は、本実施形態による車両左側のリアサスペンションの上面図であり、図５は、図４のリアサスペンションの左側面図であり、図６は、図４のリアサスペンションの正面図である。車両右側のリアサスペンション装置１は、車両左側のリアサスペンション１と同じ構成を有しているので、以下では、その説明を省略する。
【0029】
まず、図４乃至図６に示すように、アッパアーム４は、その車体側の端部が弾性ブッシュ（ゴム製のブッシュであり、以下、「ブッシュ」という）４２を介してサイドクロスメンバ２４（２６）のピボット軸支部２８に連結されている。アッパアーム４は、車両上方から見て、車体側の連結部４４から車幅方向外方に向かうほど徐々に後方に位置するように後傾して延びている。車輪側の連結部４６では、アッパアーム４の車輪側の端部がブッシュ４８を介してホイールサポート１０に連結されている。
【0030】
アッパアーム４のピボット軸支部２８は、サイドクロスメンバ２４、２６に基部が溶接された対向する２つの板状部材で構成され、これらの板状部材により、アッパアーム４の車体側のピボット部が軸支されている（図４乃至図６参照）。
【0031】
次に、リーディングアーム５は、その車体側の端部がブッシュ５０を介して上述したピボット軸支部３２に連結されている。リーディングアーム５は、車両上方から見て、車体側の連結部５２から車幅方向外方に向かうほど徐々に前方に位置するように前傾して延びている。車輪側の連結部５４では、リーディングアーム５の車輪側の端部がブッシュ５６を介してホイールサポート１０に連結されている。
【0032】
リーディングアーム５のピボット軸支部３２は、対向する２つの板状部材で構成され、本実施形態では、その一方が、上述したリアクロスメンバ下方部２３の上端部であり、他方が、サイドクロスメンバ２４、２６に基部が溶接された板状部材である（図４、図５参照）。
【0033】
このように、２本の上方のアーム４、５は、車両上方から見て、車体外方側に向かって互いに接近するように配置されている。
本実施形態では、車体側の各ブッシュ４２、５０および車輪側の各ブッシュ４８、５６にピロボールジョイントを採用している。
本実施形態では、車体側の各ブッシュ４２、５０および車輪側の各ブッシュ４８、５６にピロボールジョイントを採用している。
【0034】
次に、トレーリングアーム６は、その車体側の端部がブッシュ５８を介して上述したピボット軸支部３０に連結されている。トレーリングアーム６は、車両上方から見て、車体側の連結部６０から車幅方向外方に向かうほど徐々に後方に位置するように後傾して延びている。車輪側の連結部６２では、トレーリングアーム６の車輪側の端部がブッシュ６４を介してホイールサポート１０に連結されている。
【0035】
トレーリングアーム６のピボット軸支部３０は、２つの対向するＬ字状の側面部材を互いに溶接した断面コの字状のアーム支持ブラケット３０であり、対向する側面部により、トレーリングアーム６の車体側のピボット部が軸支されている（図５、図６参照）。
【0036】
次に、ロアアーム７は、その車体側の端部がブッシュ６６を介して上述したピボット軸支部３４に連結されている。ロアアーム７は、車両上方から見て、車体側の連結部６８から車幅方向外方に向かうほど徐々に前方に位置するように前傾して延びている。車輪側の連結部７０では、トレーリングアーム６の車輪側の端部がブッシュ７２を介してホイールサポート１０に連結されている。
【0037】
ロアアーム７のピボット軸支部３４は、上述したリアクロスメンバ下方部２３の下端部であり、その下端部の前後の板状部材１２３、２２３により、ロアアーム７の車体側のピボット部が軸支されている（図５参照）。
【0038】
このように、２本の下方のアーム６、７は、車両上方から見て、車幅方向外方に向かって互いに接近するように配置されており、主にこの配置によって、後輪２には、制動時などに路面Ｇ（図３参照）からの制動力が後輪２に作用すると、その車両後方への変位に伴い幾何学的にトーインが付与され（前後力コンプライアンスステア）、また、旋回時に後輪２に横力が加わると、主に下方のアーム６、７の各ブッシュ５６、６４が撓むことにより、後輪２がトーインの向きに変化するようになっている（横力コンプライアンスステア）。
本実施形態では、車体側の各ブッシュ５８、６６および車輪側の各ブッシュ６４、７２にピロボールジョイントを採用している。
本実施形態では、車体側の各ブッシュ５８、６６および車輪側の各ブッシュ６４、７２にピロボールジョイントを採用している。
【0039】
次に、トーコントロールアーム８は、その車体側の端部がブッシュ７４を介して上述したピボット軸支部３６に連結されている。トーコントロールアーム８は、車両上方から見て、車体側の連結部７６から車幅方向外方に向かうほど徐々に前方に位置するように前傾して延びている。車輪側の連結部７８では、トレーリングアーム６の車輪側の端部がブッシュ８０を介してホイールサポート１０に連結されている。
本実施形態では、車体側のブッシュ７４および車輪側のブッシュ８０にピロボールジョイントを採用している。
本実施形態では、車体側のブッシュ７４および車輪側のブッシュ８０にピロボールジョイントを採用している。
【0040】
トーコントロールアーム８のピボット軸支部３６は、プレス成形で一体的に形成された断面コの字状のアーム支持ブラケット３７を有している。ピボット軸支部３６は、このアーム支持ブラケット３７の軸支部と、前後方向に対向する位置に形成された、リアクロスメンバ下方部２３側の軸支部とで構成され、そのような２つの対向する軸支部により、コントロールアーム８の車体側のピボット部が軸支されている（図３、図５参照）。
【0041】
ここで、リアサスペンションには、アッパアーム４の仮想延長線とリーディングアーム５の仮想延長線との交点と、トレーリングアーム６の仮想延長線とロアアーム７の仮想延長線との交点とを上下に結ぶ仮想キングピン軸ＩＫ（図５参照）が形成される。この仮想キングピン軸は、後輪２の操向方向（トー方向）への回動の瞬間回転中心である。
【0042】
次に、図４乃至図６により、ホイールサポート１０の構成および各アームの取付構成を説明する。
まず、図４乃至図６に示すように、ホイールサポート１０には、その中央部に、ハブ８２が取り付けられると共に、車軸（図示せず）が貫通する開口部８４が形成されている。
また、ホイールサポート１０には、開口部８４より車両前方側の部分に、車幅方向内方に突出する前方縦壁部８６が形成され、この前方縦壁部８６に、アッパアーム４、リーディングアーム５およびトレーリングアーム６が連結されている。図６に示すように、この前方縦壁部８６の外縁には補強リブ８６ａが形成されている。
また、ホイールサポート１０には、開口部８４の下方部分に、車幅方向内方に突出する下方縦壁部８８が形成され、この下方縦壁部８８にロアアーム７が連結されている。
さらに、ホイールサポート１０には、開口部８４より車両後方側の部分に、車幅方向内方に突出する後方縦壁部９０が形成され、この後方縦壁部９０にトーコントロールアーム８が連結されている。
まず、図４乃至図６に示すように、ホイールサポート１０には、その中央部に、ハブ８２が取り付けられると共に、車軸（図示せず）が貫通する開口部８４が形成されている。
また、ホイールサポート１０には、開口部８４より車両前方側の部分に、車幅方向内方に突出する前方縦壁部８６が形成され、この前方縦壁部８６に、アッパアーム４、リーディングアーム５およびトレーリングアーム６が連結されている。図６に示すように、この前方縦壁部８６の外縁には補強リブ８６ａが形成されている。
また、ホイールサポート１０には、開口部８４の下方部分に、車幅方向内方に突出する下方縦壁部８８が形成され、この下方縦壁部８８にロアアーム７が連結されている。
さらに、ホイールサポート１０には、開口部８４より車両後方側の部分に、車幅方向内方に突出する後方縦壁部９０が形成され、この後方縦壁部９０にトーコントロールアーム８が連結されている。
【0043】
次に、図７乃至図１０により、フロントクロスメンバ２０のサイドクロスメンバ２４、２６への結合構造を説明する。図７は、本実施形態による自動車のサブフレームの車両左側のフロントクロスメンバの構造およびサイドクロスメンバへの結合構造を示す斜め前方から見た斜視図であり、図８は、図７と同様の部分の構造を車両斜め後方から見た斜視図であり、図９は、本実施形態による自動車のサブフレームの車両左側のフロントクロスメンバの構造およびサイドクロスメンバへの結合構造を車両斜め後方の下方から見た斜視図であり、図１０は、図９と同様の部分の構造を車両斜め後方の下方から見た斜視図である。
まず、図７乃至図１０に示すように、フロントクロスメンバ２０は、上方側の板状部材（上側部材）１２０と下方側の板状部材（下側部材）２２０を互いに溶接して結合された閉断面の中空体であり、左右の開放端部２０ａを含む前後長さの拡大部分（左右両端部２０ａの近傍部分）２０ｂは、おおよそ４つの角部を有する多角形状の閉断面を有している（図１３および図１６を参照）。これらの左右両側の開放端部（左右両側で車幅方向に開放した開口部）２０ａが、それぞれ、サイドクロスメンバ２４（２６）の外表面に結合されている。また、左右両側の開放端部２０ａの一部は、それぞれ、サイドクロスメンバ２４（２６）の内側面に突き当てるようにして結合されている。
まず、図７乃至図１０に示すように、フロントクロスメンバ２０は、上方側の板状部材（上側部材）１２０と下方側の板状部材（下側部材）２２０を互いに溶接して結合された閉断面の中空体であり、左右の開放端部２０ａを含む前後長さの拡大部分（左右両端部２０ａの近傍部分）２０ｂは、おおよそ４つの角部を有する多角形状の閉断面を有している（図１３および図１６を参照）。これらの左右両側の開放端部（左右両側で車幅方向に開放した開口部）２０ａが、それぞれ、サイドクロスメンバ２４（２６）の外表面に結合されている。また、左右両側の開放端部２０ａの一部は、それぞれ、サイドクロスメンバ２４（２６）の内側面に突き当てるようにして結合されている。
【0044】
次に、図７および図８に示すように、左右両端部２０ａの近傍部分２０ｂには、その後縁部の角部に、後縁部に沿って（フロントクロスメンバ２０の長手方向に沿って）延びると共に、上方に突出する突出部２０ｃが形成されている。本実施形態において、この突出部２０ｃは、上側部材１２０に形成されている。
この突出部２０ｃは、さらに、開放端部２０ａの他の部分よりも、フロントクロスメンバ２０の長手方向の外方向きに延長された延長部２０ｄを有している。すなわち、突出部２０ｃは、上方から見て、サイドクロスメンバ２４（２６）の内側面の位置に対して、開放端部２０ａの他の部分よりも車幅方向外方に延長された延長部２０ｄを有している。
この突出部２０ｃは、さらに、開放端部２０ａの他の部分よりも、フロントクロスメンバ２０の長手方向の外方向きに延長された延長部２０ｄを有している。すなわち、突出部２０ｃは、上方から見て、サイドクロスメンバ２４（２６）の内側面の位置に対して、開放端部２０ａの他の部分よりも車幅方向外方に延長された延長部２０ｄを有している。
【0045】
本実施形態では、このような延長部２０ｄが、サイドクロスメンバ２４（２６）の上側面に結合されている。この延長部２０ｄの結合は、図７および図８に示すように、延長部２０ｄの前後の部分２０ｅが、図中符号Ｗで示す溶接ラインＷに沿って、サイドクロスメンバ２４（２６）の外表面に溶接されることで構成される。より詳細には、延長部２０ｄの前後の部分２０ｅは、上側部材１２０における開放端部２０ａであって、サイドクロスメンバ２４（２６）の外表面の形状に沿うような湾曲形状に形成された部分であり、これらの前後の湾曲部分２０ｅが、サイドクロスメンバ２４（２６）の上側面に溶接されている。
また、サイドクロスメンバ２４（２６）の外表面上では、延長部２０ｄに対向した位置に、アッパアーム４のピボット軸支部２８の一方側の板状部材が溶接されている（溶接ラインＷ参照）。
また、サイドクロスメンバ２４（２６）の外表面上では、延長部２０ｄに対向した位置に、アッパアーム４のピボット軸支部２８の一方側の板状部材が溶接されている（溶接ラインＷ参照）。
【0046】
なお、変形例として、このような突出部２０ｃや延長部２０ｄを下側部材２２０に形成し、上側部材１２０と同様に、サイドクロスメンバ２４（２６）の外表面、すなわち、この場合はサイドクロスメンバ２４（２６）の下側面に結合するようにしてもよい。また、この場合は、下側部材２２０における突出部（２０ｃ）は下方に突出させるのがよい。
【0047】
次に、図７、図９および図１０に示すように、フロントクロスメンバ２０の開放端部２０ａには、その前方縁かつ下方縁の角部の近傍に、下方に膨出する膨出部２０ｆが形成され、この膨出部２０ｆには、トレーリングアーム６のアーム支持ブラケット３０の外形に沿うような、ほぼＬ字状の切り欠き部２０ｇが形成されている（図１６参照）。ここで、トレーリングアーム６のアーム支持ブラケット３０は、２つの対向するＬ字状の側面部材を互いに溶接した断面コの字状のアーム支持ブラケット３０であり、前後方向に対向する側面部３０ａ、３０ｂおよび車幅方向内方側の後面部３０ｃを有している。このようなアーム支持ブラケット３０は、その基部３０ｄがサイドクロスメンバ２４、２６に結合（溶接接合）され、２つの対向する側面部により、トレーリングアーム６の車体側のピボット部が軸支されている（図７、図９、図１０参照）。
【0048】
本実施形態では、膨出部２０ｆの切り欠き部２０ｇは、図９および図１０に示すように、アーム支持ブラケット３０の対向する２つの側面部３０ａのうち、一方の側面部３０ａに溶接され（溶接ラインＷ参照）、また、図７および図９に示すように、ブラケット３０の後面部３０ｃにも溶接される（溶接ラインＷ参照）。また、本実施形態では、図７に示すように、切り欠き部２０ｇは、アーム支持ブラケット３０を構成する２つの断面Ｌ字状部材の一方に溶接されている（溶接ラインＷ参照）。
【0049】
このように本実施形態では、フロントクロスメンバ２０の開放端部２０ａの一部は、下側部材２２０に膨出部２０ｆと切り欠き部２０ｇを形成することにより、ブラケット３０の側面部３０ａの一方と後面部３０ｃとを囲うように付き当てて溶接されている。
なお、切り欠き部２０ｇを、ブラケット３０の両側面３０ａ、３０ｂと後面部３０ｃとを囲うようにコの字状の開口部として形成し、この開口部を突き当てて溶接してもよい。
なお、切り欠き部２０ｇを、ブラケット３０の両側面３０ａ、３０ｂと後面部３０ｃとを囲うようにコの字状の開口部として形成し、この開口部を突き当てて溶接してもよい。
【0050】
次に、図９および図１０に示すように、下側部材２２０における開放端部２０ａには、上述した膨出部２０ｆの後方側の部分に、サイドクロスメンバ２４（２６）の外表面の形状に沿うような形状に形成された外方縁部２０ｈが形成されると共に、この外方縁部２０ｈが、図中符号Ｗで示す溶接ラインＷに沿って、サイドクロスメンバ２４（２６）の下側面に溶接されている。
【0051】
ここで、アーム支持ブラケット３０は、そのコの字状に延びる基部３０ｄが、サイドクロスメンバ２４（２６）の下側面に溶接されている（溶接ラインＷ参照）。本実施形態では、下側部材２２０に下方に膨出する膨出部２０ｆを形成すると共に切り欠き部２０ｇを形成することにより、図９および図１０に示すように、アーム支持ブラケット３０の基部３０ｄから下方に離間した位置で、ブラケット３０の側面部３０ａに溶接されるようにしている。これにより、特に図１０に示すように、基部３０ｄと、下方膨出部２０ｆと、サイドクロスメンバ２４（２６）の下面部との間に空間Ｓが形成されるようにし、これにより、アーム支持ブラケット３０によるアーム支持剛性を高めるようにしている。すなわち、主に膨出部２０ｆにより形成される空間Ｓは、外方縁部２０ｈが、その前方側の膨出部２０ｆを介してブラケット３０を側方から支持するために形成されているのである。特に、アーム支持ブラケット３０の基部３０ｄの近傍部分に加わる曲げ力に対する強度が向上し、その分、ブラケット３０の曲げ剛性が向上して、トレーリングアーム６のピボット位置がブレなくなる。
【0052】
なお、変形例として、このような膨出部２０ｆを上側部材１２０に形成し、下側部材２２０と同様に、アームピボット軸支部（たとえばアッパアーム４のピボット軸支部２８）に溶接するようにしてもよい。また、この場合は、上側部材１２０における膨出部（２０ｆ）は上方に膨出させるのがよい。
また、変形例として、このような膨出部２０ｆおよび切り欠き部２０ｇをトレーリングアーム６以外のアーム（たとえば、アッパアーム４やリーディングアーム５など）の支持部に、上述したように溶接するようにしてもよい。
また、変形例として、このようなフロントクロスメンバ２０の構造を、リアクロスメンバに適用してもよい。
また、変形例として、このような膨出部２０ｆおよび切り欠き部２０ｇをトレーリングアーム６以外のアーム（たとえば、アッパアーム４やリーディングアーム５など）の支持部に、上述したように溶接するようにしてもよい。
また、変形例として、このようなフロントクロスメンバ２０の構造を、リアクロスメンバに適用してもよい。
【0053】
次に、図１１乃至図１３に示すように、フロントクロスメンバ２０の上側部材１２０は、板状の鋼板部材をプレス成形したものであり、上述した両端部２０ａおよび前後拡大部分２０ｂを有し、また、上側部材１２０には、上述した突出部２０ｃ、延長部２０ｄ、および、前後の湾曲部分２０ｅが形成されている。
【0054】
次に、図１４乃至図１６に示すように、フロントクロスメンバ２０の下側部材２２０は、板状の鋼板部材をプレス成形したものであり、上述した両端部２０ａを有し、また、下側部材２２０には、上述した膨出部２０ｆ、切り欠き部２０ｇ、および、外方縁部２０ｈが形成されている。
【0055】
次に、本実施形態および変形例の作用効果を説明する。
本実施形態およびその変形例によれば、フロントクロスメンバ２０および／またはリアクロスメンバ２２を構成するクロスメンバは、その左右の開放端部２０ａ（２２ａ）の少なくとも一部が、一対のサイドクロスメンバ２４、２６の車幅方向内方側面に突き当てるように結合され、一対のサイドクロスメンバ２４、２６の外表面には、クロスメンバ２０（２２）のサイドクロスメンバ２４、２６への結合部（２０ａ、２２ａ）の近傍の位置に、断面コの字状のアーム支持ブラケット３０の基部３０ｄが溶接され、アーム支持ブラケット３０は、サスペンションアーム（トレーリングアーム６）のピボット部を両側から挟むように支持する対向する側面部３０ａ、３０ｂを含み、クロスメンバ２０（２２）の開放端部２０ａ（２２ａ）の一部には、車幅方向外方に開口する切り欠き部２０ｇが形成され、切り欠き部２０ｇが、アーム支持ブラケット３０の基部３０ｄから下方または上方に離間した位置で、アーム支持ブラケット３０の対向する側面部３０ａ、３０ｂの少なくとも一方に溶接されている。
本実施形態およびその変形例によれば、フロントクロスメンバ２０および／またはリアクロスメンバ２２を構成するクロスメンバは、その左右の開放端部２０ａ（２２ａ）の少なくとも一部が、一対のサイドクロスメンバ２４、２６の車幅方向内方側面に突き当てるように結合され、一対のサイドクロスメンバ２４、２６の外表面には、クロスメンバ２０（２２）のサイドクロスメンバ２４、２６への結合部（２０ａ、２２ａ）の近傍の位置に、断面コの字状のアーム支持ブラケット３０の基部３０ｄが溶接され、アーム支持ブラケット３０は、サスペンションアーム（トレーリングアーム６）のピボット部を両側から挟むように支持する対向する側面部３０ａ、３０ｂを含み、クロスメンバ２０（２２）の開放端部２０ａ（２２ａ）の一部には、車幅方向外方に開口する切り欠き部２０ｇが形成され、切り欠き部２０ｇが、アーム支持ブラケット３０の基部３０ｄから下方または上方に離間した位置で、アーム支持ブラケット３０の対向する側面部３０ａ、３０ｂの少なくとも一方に溶接されている。
【0056】
このように構成された本実施形態および変形例によれば、アーム支持ブラケット３０が、その基部３０ｄのサイドクロスメンバ２４、２６への溶接に加えて、下方または上方に離間した位置でクロスメンバ２０（２２）にも溶接される。これにより、特に、その基部３０ｄの近傍部分に加わる曲げ力に対する強度が向上し、その分、ブラケット３０の曲げ剛性が向上して、アーム（トレーリングアーム６）のピボット位置がブレなくなる。したがって、井桁状サブフレーム３において、サイドクロスメンバ２４、２６の外表面に設けられるアーム支持ブラケット３０の強度を高めると共にアームの支持剛性を高めることができる。
【0057】
また、本実施形態および変形例においては、クロスメンバ２０（２２）の開放端部２０ａ（２２ａ）の一部には、下方または上方に膨出した膨出部２０ｆが形成され、この膨出部２０ｆに切り欠き部２０ｇが形成されているので、より効果的に、サイドクロスメンバ２４、２６の外表面に設けられるアーム支持ブラケット３０の強度を高めると共にアームの支持剛性を高めることができる。
【0058】
また、本実施形態および変形例においては、クロスメンバ２０（２２）の切り欠き部２０ｇが、アーム支持ブラケット３０の側面部３０ａ、３０ｂの少なくとも一方と後面部３０ｃとを囲うように付き当てて溶接されているので、より効果的に、サイドクロスメンバ２４、２６の外表面に設けられるアーム支持ブラケット３０の強度を高めると共にアームの支持剛性を高めることができる。
【符号の説明】
【0059】
１ 自動車のサスペンション装置／リアサスペンションアッセンブリ
２ 後輪
３ サブフレーム
４ アッパアーム
５ リーディングアーム
６ トレーリングアーム
７ ロアアーム
８ トーコントロールアーム（コントロールアーム）
１０ ホイールサポート
１６ 緩衝装置
１８ スタビライザーバー（スタビライザーリンク）
２０ フロントクロスメンバ
２０ａ 両端部／左右開放端部
２０ｂ 拡大部分
２０ｃ 突出部
２０ｄ 延長部
２０ｅ 前後の湾曲部分
２０ｆ 膨出部
２０ｇ 切り欠き部
２０ｈ 外方縁部
２１ リアクロスメンバ本体
２２ リアクロスメンバ
２２ａ 両端部／左右開放端部
２３ リアクロスメンバ下方部
２４、２６ サイドクロスメンバ（サイドメンバ）
３０ トレーリングアーム６の支持ブラケット（ピボット軸支部）
３０ａ、３０ｂ アーム支持ブラケットの側面部
３０ｃ アーム支持ブラケットの後面部
３０ｄ アーム支持ブラケットの基部
１２０、２２０ フロントクロスメンバ２０の上下の板状部材
１２３、１２４、２２３ リアクロスメンバの前後の板状部材
ＩＫ 仮想キングピン軸
Ｓ 空間
Ｗ 溶接ライン（溶接線）
２ 後輪
３ サブフレーム
４ アッパアーム
５ リーディングアーム
６ トレーリングアーム
７ ロアアーム
８ トーコントロールアーム（コントロールアーム）
１０ ホイールサポート
１６ 緩衝装置
１８ スタビライザーバー（スタビライザーリンク）
２０ フロントクロスメンバ
２０ａ 両端部／左右開放端部
２０ｂ 拡大部分
２０ｃ 突出部
２０ｄ 延長部
２０ｅ 前後の湾曲部分
２０ｆ 膨出部
２０ｇ 切り欠き部
２０ｈ 外方縁部
２１ リアクロスメンバ本体
２２ リアクロスメンバ
２２ａ 両端部／左右開放端部
２３ リアクロスメンバ下方部
２４、２６ サイドクロスメンバ（サイドメンバ）
３０ トレーリングアーム６の支持ブラケット（ピボット軸支部）
３０ａ、３０ｂ アーム支持ブラケットの側面部
３０ｃ アーム支持ブラケットの後面部
３０ｄ アーム支持ブラケットの基部
１２０、２２０ フロントクロスメンバ２０の上下の板状部材
１２３、１２４、２２３ リアクロスメンバの前後の板状部材
ＩＫ 仮想キングピン軸
Ｓ 空間
Ｗ 溶接ライン（溶接線）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】