JP5489856B2 - サブフレーム構造体 - Google Patents

Description

本発明は、サブフレームの横メンバにステアリングギヤボックスを取り付けることでステアリングギヤボックスを横メンバに沿わせて配置したサブフレーム構造体に関する。

車体フレームとして、パワープラント（動力源）を搭載するとともにステアリングギヤボックスを設けたサブフレーム構造体を備えたものが知られている。
このサブフレーム構造体は、左右の縦フレームが車幅方向に所定間隔をおいて設けられ、左右の縦フレームの各前端部に前横メンバが架け渡され、左右の縦フレームの各後端部に後横メンバが架け渡されている。
そして、この後横メンバに、通常、ステアリングギヤボックスが設けられている。

ここで、ステアリングギヤボックスを設ける位置は、パワープラントのレイアウト（配置状態）やサスペンションの性能などの条件により決定される。
例えば、これらの条件に応じて、ステアリングギヤボックスが後横メンバの車体前方や車体後方に設けられることがある。

一例として、サブフレーム構造体のなかには、パワープラントを車体前後方向に向けた状態（いわゆる、縦置き状態）に搭載するものがある。縦置き状態にパワープラントを搭載する場合、パワープラントの前下部が後横メンバの近傍に位置する。
このパワープラントの前下部を配置する空間を確保するために、後横メンバを下側に下げている。しかし、後横メンバの上方にステアリングギヤボックスを設ける空間は確保できない。
このため、後横メンバの下端部から左右の取付ブラケットを車体前方や車体後方に向けて突出させ、左右の取付ブラケットにステアリングギヤボックスを設けている（例えば、特許文献１参照。）。

あるいは、ステアリングギヤボックスを設ける他の例として、後横メンバの下方にステアリングギヤボックス取付部材を取り付け、この取付部材にステアリングギヤボックスを載置固定することが考えられる。

実開平３−４３０７７号公報

ここで、ステアリングギヤボックス内にはステアリングラックが同軸上に設けられ、ステアリングラックにピニオンが噛み合わされている。このピニオンにステアリングロッドを介してステアリングホイールが連結されている。
ステアリングホイールを操作することで、ステアリングラックが車体幅方向に移動して左右の前輪を操舵する。

ステアリングホイールで左右の前輪を操舵する際に、ステアリングラックに作用した操舵力が左右の取付ブラケットを介して後横メンバに伝わる。
このため、操舵力を支持可能に後横メンバの剛性を確保することが要求される。このように、後横メンバの剛性を確保する際に、重量の増加を抑えた状態で後横メンバの剛性を確保することが望ましい。

本発明は、車体の軽量化を図る（重量の増加を抑え）とともに、剛性を確保することができるサブフレーム構造体を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、車体前後方向に延びる左右の縦フレームに横メンバが架け渡されたサブフレームを備え、前記横メンバにステアリングギヤボックスのギヤボックス取付部が設けられ、前記左右の縦フレームのうち前記横メンバが交差する左右の部位に動力源を支える左右の取付ブラケットがそれぞれ設けられたサブフレーム構造体において、前記左右の取付ブラケットを一体に連結するとともに前記横メンバに沿って設けられた補強ブラケットを備え、前記補強ブラケットおよび前記横メンバ間に前記ギヤボックス取付部が挟持され、前記ステアリングギヤボックスが前記横メンバに対して車体前方または車体後方に配置されるとともに、前記横メンバに沿って設けられ、前記左右の取付ブラケットの一方と前記横メンバとの間に、前記ステアリングギヤボックスからステアリングホイールへ延びるステアリングロッドが貫通するロッド貫通空間を備えたことを特徴とする。

請求項２は、前記横メンバは、前記左右の縦フレームから車体中央に向けて下り勾配に傾斜された左右の端部と、前記左右の端部間に設けられて前記左右の縦フレームの下方に配置された中央部と、を有し、前記中央部に前記ギヤボックス取付部が支持されることにより前記ステアリングギヤボックスが前記左右の縦フレームより下方に設けられたことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、左右の取付ブラケットを一体に連結する補強ブラケットを備え、補強ブラケットを横メンバに沿って設けた。
左右の取付ブラケットをサブフレームに取り付けることで、左右の取付ブラケットで補強ブラケットを強固に支えることができる。
よって、補強ブラケットの剛性を高め、剛性を高めた補強ブラケットで横メンバを補強することができる。

加えて、補強ブラケットを左右の取付ブラケットに一体に連結した。
これにより、補強ブラケットを横メンバに取り付けるために必要とされていた取付部材（ボルトなど）を不要にでき、部品点数の削減を図ることができる。

さらに、補強ブラケットおよび横メンバ間にステアリングギヤボックスのギヤボックス取付部を挟持するとともに、ステアリングギヤボックスを横メンバに沿って設けた。
よって、ステアリングギヤボックスで横メンバを補強することができる。
このように、補強ブラケットやステアリングギヤボックスで横メンバを補強することで横メンバの剛性を確保することができる。

また、補強ブラケットおよび横メンバ間にギヤボックス取付部を挟持することで、ステアリングギヤボックスを横メンバに沿わせた状態で車体前方や車体後方に設けることができる。
よって、ステアリングギヤボックスにおいて操舵力が作用する部位を、補強ブラケットおよび横メンバの断面中心（以下、「支持断面中心」という）に近づけることができる。
よって、支持断面中心に作用する操舵力のモーメントを小さく抑えることができる。
これにより、補強ブラケットおよび横メンバの支持断面中心に効率よく操舵力を伝えることができる。

したがって、補強ブラケットおよび横メンバの断面積（すなわち、重量）を同等に保った状態で、操舵力のモーメントを確実に支持可能に剛性を確保することができる。
すなわち、補強ブラケットおよび横メンバ間にギヤボックス取付部を挟持することで、補強ブラケットおよび横メンバの軽量化の確保および剛性の確保を両立させることができる。

加えて、左右の取付ブラケットに補強ブラケットを一体に設けたので、補強ブラケットを左右の取付ブラケットで保持することができる。
ここで、例えば、補強ブラケットがステアリングギヤボックスにボルトで取り付けられている場合、このボルトを緩めてステアリングギヤボックスを取り外す際に、補強ブラケットを左右の取付ブラケットで保持できる。
これにより、補強ブラケットを外さないでステアリングギヤボックスを取り外すことができるので、ステアリングギヤボックスを手間をかけないで簡単に取り外すことができる。

一方、ステアリングギヤボックスを取り付ける際には、ギヤボックス取付部を補強ブラケットおよび横メンバ間に差し込んだ後、ボルトを締め付けることでステアリングギヤボックスを取り付けることができる。
ここで、補強ブラケットを左右の取付ブラケットで保持しているので、補強ブラケットの位置合わせが不要になり、ステアリングギヤボックスを手間をかけないで簡単に取り付けることができる。

また、請求項１に係る発明では、左右の取付ブラケットの一方と横メンバとの間にロッド貫通空間を形成し、このロッド貫通空間にステアリングロッドを貫通させた。
このように、ロッド貫通空間を利用してステアリングロッドを貫通させることで、ステアリングロッドを一方の取付ブラケットや横メンバに近づけた（近接させた）状態に配置できる。
これにより、横メンバ、左右の取付ブラケットおよびステアリングロッドをコンパクトにまとめて配置することができる。

請求項２に係る発明では、請求項１と同様の効果を得ることができる。
加えて、請求項２に係る発明では、横メンバの中央部を左右の縦フレームの下方に配置することでステアリングギヤボックスを左右の縦フレームより下方に設けた。
よって、例えば、パワープラントを車体前後方向に向けた状態（いわゆる、縦置き状態）に搭載する場合に、パワープラントを搭載する空間や、ステアリングギヤボックスを設ける空間を確保できる。
これにより、パワープラントを縦置き状態に搭載する車体に、サブフレーム構造体を適用することができるので用途の拡大を図ることができる。

本発明に係るサブフレーム構造体（実施例１）を備えた車体を示す斜視図である。 図１のサブフレーム構造体を示す平面図である。 図１のサブフレーム構造体を示す分解斜視図である。 図４（ａ）は図１の４ａ−４ａ線断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の４ｂ−４ｂ線断面図である。 図１の５−５線断面図である。 図３のベースブラケットを示す斜視図である。 実施例１のサブフレーム構造体の左取付ブラケットおよび後横メンバを示す斜視図である。 実施例１のステアリングギヤボックスの取付ボルトを外す例を説明する図である。 実施例１のステアリングギヤボックスを取り外す例を説明する図である。 本発明に係るサブフレーム構造体（実施例２）示す断面図である。 本発明に係るサブフレーム構造体（実施例３）示す平面図である。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、「前（Ｆｒ）」、「後（Ｒｒ）」、「左（Ｌ）」、「右（Ｒ）」は運転者から見た方向にしたがう。

実施例１に係るサブフレーム構造体１５について説明する。
図１、図２に示すように、車体１０は、車体前後方向に向けて配置された左右のサイドフレーム１１，１２と、左右のサイドフレーム１１，１２の下方に取り付けられたフロントサブフレーム構造体（サブフレーム構造体）１５とを備えている。

フロントサブフレーム構造体１５は、左右のサイドフレーム１１，１２の下部に設けられたフロントサブフレーム（サブフレーム）１６と、フロントサブフレーム１６に設けられたステアリングギヤボックス１７と、ステアリングギヤボックス１７に沿って設けられたベースブラケット１８とを備えている。

図２、図３に示すように、フロントサブフレーム１６は、車体前後方向に延びる左右の縦フレーム２１，２２と、左右の縦フレーム２１，２２の前端部２１ａ，２２ａに架け渡された前横メンバ２３と、左右の縦フレーム２１，２２の後端部２１ｂ，２２ｂに架け渡された後横メンバ（横メンバ）２４とを備えている。

後横メンバ２４は、車体中央に向けて下り勾配に傾斜させた左右の傾斜端部（左右の端部）３１，３２と、左右の傾斜端部３１，３２に連結されて左右の縦フレーム２１，２２の下方に配置された中央部３３とを有する。

図３〜図５に示すように、中央部３３は、左右の傾斜端部３１，３２を一体に連結する直線状の部材である。
この中央部３３は、車幅方向に延出された頂部３４と、頂部３４の前辺３４ａから下方に張り出された前壁部３５と、頂部３４の後辺３４ｂから下方に張り出された後壁部３６と、頂部３４から下方に張り出された補強リブ３７とを有する。

中央部３３の左端部３３ａに左ボス部４１が設けられ、左ボス部４１に左後取付孔４１ａが形成されている。
中央部３３の右端部３３ｂに右ボス部４２が設けられ、右ボス部４２に右後取付孔４２ａが形成されている。

図３に示すように、フロントサブフレーム１６は、左縦フレーム２１の後端部２１ｂに後横メンバ２４の左傾斜端部３１が交差する左交差部位（左部位）４５と、右縦フレーム２２の後端部２２ｂに後横メンバ２４の右傾斜端部３２が交差する右交差部位（右部位）４６とを有している。

ステアリングギヤボックス１７は、後横メンバ２４の中央部３３に沿って設けられ（図１も参照）、ステアリングギヤ４８（ラック・ピニオン）などを収容する円筒状のケースである。
ステアリングギヤボックス１７は、ステアリングギヤボックス１７の後部に車幅方向に所定間隔をおいて設けられた左右の後ギヤボックス取付部（ギヤボックス取付部）５４，５５とを有する。

左後ギヤボックス取付部５４に左後貫通孔５４ａが形成され、右後ギヤボックス取付部５５に右後貫通孔５５ａが形成されている。
左後ギヤボックス取付部５４の左後貫通孔５４ａは、中央部３３の左後取付孔４１ａに対して同軸上に配置されている。左後貫通孔５４ａおよび左後取付孔４１ａはボルト６０を挿通可能な孔である。

右後ギヤボックス取付部５５の右後貫通孔５５ａは、中央部３３の右後取付孔４２ａに対して同軸上に配置されている。
右後貫通孔５５ａおよび右後取付孔４２ａはボルト６２を挿通可能な孔である。

中央部３３の左後取付孔４１ａにボルト６０・ナット６１で左後ギヤボックス取付部５４が取り付けられ（支持され）ている。
中央部３３の右後取付孔４２ａにボルト６２・ナット６３で右後ギヤボックス取付部５５が取り付けられている（支持されている）。
これにより、ステアリングギヤボックス１７が、後横メンバ２４の中央部３３の前方に設けられるとともに中央部３３に沿って設けられる（図１、図４も参照）。

図１、図３に示すように、ステアリングギヤボックス１７は、左右の縦フレーム２１，２２より下方に設けられている。
ステアリングギヤ４８のピニオンから車体後方に向けてステアリングロッドケース６４が上り勾配に延出され、ステアリングロッドケース６４からステアリングロッド６５が車体後方に向けて上り勾配に延出され、ステアリングロッド６５の上端部にステアリングホイール６６が取り付けられている。

ステアリングギヤボックス１７内にはラックシャフト４９が同軸上に設けられ、ラックシャフト４９のラックがステアリングロッド６５のピニオンに噛み合っている。
ラックシャフト４９の左端部に左連結ロッド７１を介して左タイロッド７２が設けられている。ラックシャフト４９の右端部に右連結ロッド７３を介して右タイロッド７４が設けられている。

ステアリングホイール６６を回転することにより左右のタイロッド７２，７４が車幅方向に移動する。
左右のタイロッド７２，７４を車幅方向に移動することで、左右のナックル（図示せず）が回動して左右の前輪（図示せず）の向きを変える。

ベースブラケット１８は、左交差部位４５に設けられた左取付ブラケット（左右の取付ブラケットの一方）８１と、右交差部位４６に設けられた右取付ブラケット８２と、左右の取付ブラケット８１，８２を一体に連結する補強ブラケット８３とを備えている。

図６に示すように、左取付ブラケット８１は、左上部８５の外端部８５ａが左交差部位４５（図３も参照）に設けられ、左上部８５に円形状の左開口部８６が設けられ、左上部８５の内端部８５ｂに左内傾斜側部８７が設けられている。

左内傾斜側部８７は、左上部８５の内端部８５ｂから補強ブラケット８３の左端部８３ａに向けて下り勾配で延出されている。
具体的には、左内傾斜側部８７は、後横メンバ２４の左傾斜端部３１（図３も参照）に対して車幅方向に所定間隔Ｌ１をおいて配置されるとともに、左傾斜端部３１に沿って設けられている。
左開口部８６に、図示しない左ラバー支持部（いわゆる、ラバーマウント）が嵌入された状態で取り付けられている。

右取付ブラケット８２は、左取付ブラケット８１と左右対称の部材であり、右上部９１の外端部９１ａが右交差部位４６（図３も参照）に設けられ、右上部９１に円形状の右開口部９２ａが設けられ、右上部９１の内端部９１ｂに右内傾斜側部９３が設けられている。

右内傾斜側部９３は、右上部９１の内端部９１ｂから補強ブラケット８３の右端部８３ｂに向けて下り勾配で延出されている。
具体的には、右内傾斜側部９３は、後横メンバ２４の右傾斜端部３２に対して車幅方向に所定間隔Ｌ１をおいて配置されるとともに、右傾斜端部３２に沿って設けられている。
右開口部９２ａに、図示しない右ラバー支持部（いわゆる、ラバーマウント）が嵌入された状態で取り付けられている。

図示しない左右のラバー支持部でパワープラント（動力源）９４（図２参照）が支えられている。
よって、パワープラント９４が左右のラバー支持部および左右の取付ブラケット８１，８２を介してフロントサブフレーム１６（図２参照）に支えられている。

ここで、後横メンバ２４の中央部３３を左右の縦フレーム２１，２２の下方に配置することでステアリングギヤボックス１７が左右の縦フレーム２１，２２より下方に設けられている。
よって、例えば、パワープラント９４を車体前後方向に向けた状態（いわゆる、縦置き状態）に搭載する場合に、パワープラント９４を搭載する空間や、ステアリングギヤボックス１７を設ける空間を確保できる。
これにより、パワープラント９４を縦置き状態に搭載する車体１０に、サブフレーム構造体１５を適用することができるので用途の拡大を図ることができる。

ベースブラケット１８によれば、左右の取付ブラケット８１，８２が補強ブラケット８３で一体に連結されている。よって、左右の取付ブラケット８１，８２をフロントサブフレーム１６に取り付けた状態において、左右の取付ブラケット８１，８２で補強ブラケット８３を強固に支えることができる。
これにより、左右の取付ブラケット８１，８２で補強ブラケット８３の剛性を高めることができ、剛性を高めた補強ブラケット８３でフロントサブフレーム１６の後横メンバ２４（図３参照）を補強することができる。

加えて、補強ブラケット８３を左右の取付ブラケット８１，８２に一体に連結した。
これにより、補強ブラケット８３を後横メンバ２４に取り付けるために必要とされていた取付部材（ボルトなど）を不要にでき、部品点数の削減を図ることができる。

図４〜図６に示すように、補強ブラケット８３は、左右の取付ブラケット８１，８２を一体に連結する直線状の部材である。
この補強ブラケット８３は、車幅方向に延出された平坦な頂部９６と、頂部９６の後辺９６ａから下方に張り出された後壁部９７と、後辺９６ａ近傍から後壁部９７に沿って下方に張り出された補強リブ９８とを有する。

頂部９６の左端部８３ａに左ボス部１０１が設けられ、左ボス部１０１に左差込孔１０１ａが形成されている。
左差込孔１０１ａは、左後ギヤボックス取付部５４の左後貫通孔５４ａおよび左ボス部４１の左後取付孔４１ａに対して同軸上に配置されている。

頂部９６の右端部８３ｂに右ボス部１０２が設けられ、右ボス部１０２に右差込孔１０２ａが形成されている。
右差込孔１０２ａは、右後ギヤボックス取付部５５の右後貫通孔５５ａ（図３参照）および右ボス部４２の右後取付孔４２ａ（図３参照）に対して同軸上に配置されている。

前述したように、左取付ブラケット８１の外端部８５ａが左交差部位４５に設けられ、かつ、右取付ブラケット８２の外端部９１ａが右交差部位４６に設けられている。
この状態で、補強ブラケット８３が後横メンバ２４の中央部３３に沿って配置されるとともに、中央部３３に対して上方に所定間隔Ｌ２をおいて保持されている。

左後取付孔４１ａ、左後貫通孔５４ａおよび左差込孔１０１ａにボルト６０が差し込まれ、左差込孔１０１ａから突出したねじ部６０ａにナット６１がねじ結合されている。
また、図３に示すように、右後取付孔４２ａ、右後貫通孔５５ａおよび右差込孔１０２ａにボルト６２が差し込まれ、左差込孔１０２ａから突出したねじ部６２ａにナット６３がねじ結合されている。

この状態において、図４に示すように、補強ブラケット８３の左ボス部１０１および中央部３３の左ボス部４１間に左後ギヤボックス取付部５４が挟持されている。
この左後ギヤボックス取付部５４の取付構造は、右後ギヤボックス取付部５５の取付構造と左右対称に構成されている。よって、右後ギヤボックス取付部５５の取付構造の詳説は省略するが、右後ギヤボックス取付部５５は、左後ギヤボックス取付部５４と同様に、補強ブラケット８３の右ボス部１０２および中央部の右ボス部４２間に挟持されている。

このように、左後ギヤボックス取付部５４が上下の左ボス部１０１，４１で挟持され、かつ右後ギヤボックス取付部５５が上下の右ボス部１０２，４２で挟持されることで、ステアリングギヤボックス１７が後横メンバ２４の車体前方に配置されるとともに、後横メンバ２４に沿って設けられている（図１、図５も参照）。
さらに、後横メンバ２４に沿って補強ブラケット８３が設けられている（図１、図５も参照）。

よって、補強ブラケット８３やステアリングギヤボックス１７で後横メンバ２４を補強することができる。
このように、補強ブラケット８３やステアリングギヤボックス１７で後横メンバ２４を補強することで、後横メンバ２４の剛性を効率よく確保し、かつ軽量化を図る（重量の増加を抑える）ことができる。

ここで、左後ギヤボックス取付部５４を左ボス部１０１，４１で挟持し、かつ右後ギヤボックス取付部５５を右ボス部１０２，４２（図３参照）で挟持した状態で、補強ブラケット８３および後横メンバ２４がボルト６０・ナット６１およびボルト６２・ナット６３（図３参照）で一体に連結されている。
一体に連結された補強ブラケット８３および後横メンバ２４は、補強ブラケット８３および後横メンバ２４間において上下方向の略中央に断面中心（以下、「支持断面中心」という）１０５が位置する。

また、後横メンバの下方にステアリングギヤボックスを取り付ける場合に比べて、サブフレーム構造体１５は、左右の取付ブラケット８１，８２に加えてステアリングギヤボックス１７を後横メンバ２４に直接締結する必要がない。
よって、ステアリングギヤボックス１７の締結箇所を少なくでき、後横メンバ２４の中央部３３が下方に位置する場合にも、左右２箇所（５４，５５）のステアリングギヤボックス１７取付箇所の間隔を広くとることができる（図３参照）。

一方、左後ギヤボックス取付部５４を左ボス部１０１，４１で挟持し、かつ右後ギヤボックス取付部５５を右ボス部１０２，４２（図３参照）で挟持することで、ステアリングギヤボックス１７を上下方向において支持断面中心１０５に近づけることができる。
さらに、左右の取付ブラケット８１，８２はラバーマウントを介してパワープラント９４（図２参照）の荷重を受ける。これにより、左右の取付ブラケット８１，８２を一体に連結する補強ブラケット８３によりステアリングギヤボックス１７を挟持することができ、ステアリングギヤボックス１７をより安定して支持することができる。

ここで、ステアリングホイール６６（図１参照）で左右の前輪（図示せず）を操舵する際に、ステアリングギヤボックス１７内のラックシャフト４９に操舵力Ｆが作用する。
すなわち、ラックシャフト４９は操舵力Ｆが作用する部位である。
操舵力Ｆはラックシャフト４９の軸線方向に作用するが、図４（ａ）では理解を容易にするために操舵力Ｆの矢印を便宜上軸線方向に対して僅かに傾斜させた。

ラックシャフト４９はステアリングギヤボックス１７内に同軸上に設けられている。
よって、ステアリングギヤボックス１７を支持断面中心１０５に近づけることで、ステアリングギヤボックス１７内のラックシャフト４９を上下方向において支持断面中心１０５に近づけることができる。

これにより、ラックシャフト４９に作用する操舵力Ｆを上下方向において支持断面中心１０５に近づけることができる。
具体的には、操舵力Ｆが作用するラックシャフト４９を、支持断面中心１０５に対して上下方向において距離Ｌ３に近づけて配置できる。

操舵力Ｆが作用するラックシャフト４９を支持断面中心１０５に近づけることで、支持断面中心１０５に作用する操舵力ＦのモーメントＭ（Ｍ＝Ｆ×Ｌ３）を小さく抑えることができる。
よって、補強ブラケット８３および後横メンバ２４に作用する荷重を小さくできる。
これにより、補強ブラケット８３および後横メンバ２４の断面積（すなわち、重量）を同等に保った状態で、操舵力のモーメントによる荷重を確実に支持可能に剛性を確保することができる。

すなわち、左後ギヤボックス取付部５４を左ボス部１０１，４１で挟持し、かつ右後ギヤボックス取付部５５を右ボス部１０２，４２（図３参照）で挟持することで、補強ブラケット８３および後横メンバ２４の軽量化の確保および剛性の確保を両立することができる。

さらに、図７に示すように、左取付ブラケット８１の外端部８５ａが左交差部位４５に取り付けられている。
この状態で、左取付ブラケット８１および後横メンバ２４（左傾斜端部３１および中央部３３の左端部３３ａ）との間にロッド貫通空間１０８が車体前後方向に貫通するように形成されている。

このロッド貫通空間１０８にステアリングロッドケース６４（ステアリングロッド６５）が貫通されている。
ステアリングロッド６５は、前述したように、ステアリングギヤボックス１７からステアリングホイール６６（図１参照）へ延びるロッドである。

このように、ロッド貫通空間１０８を利用してステアリングロッドケース６４（ステアリングロッド６５）を貫通させることで、ステアリングロッド６５を左取付ブラケット８１や後横メンバ２４に近づけた（近接させた）状態に配置できる。
これにより、後横メンバ２４、左取付ブラケット８１およびステアリングロッドケース６４（ステアリングロッド６５）をコンパクトにまとめて配置することができる。

つぎに、後横メンバ２４からステアリングギヤボックス１７を取り外す例を図８〜図９に基づいて説明する。
ここで、左後ギヤボックス取付部５４の取付構造および右後ギヤボックス取付部５５の取付構造は左右対称の構造なので、以下左後ギヤボックス取付部５４の取付構造について説明して、右後ギヤボックス取付部５５の取付構造の説明を省略する。

図８（ａ）に示すように、ボルト６０を緩めることでねじ部６０ａからナット６１を外し、ボルト６０を下方に下げる。
図８（ｂ）に示すように、ボルト６０のねじ部６０ａが左ボス部４１の左後取付孔４１ａに位置するまでボルト６０を下方に下げる。
これにより、ボルト６０のねじ部６０ａを左後ギヤボックス取付部５４の左後貫通孔５４ａから外す。

図９に示すように、左後ギヤボックス取付部５４を左ボス部１０１，４１間から車体前方に矢印Ａの如く取り出す。
左後ギヤボックス取付部５４と同様に、右後ギヤボックス取付部５５（図３参照）を右ボス部１０２，４２間から前方に取り出す。

ここで、左右の取付ブラケット８１，８２に補強ブラケット８３が一体に設けられている（図６参照）。
よって、左右の後ギヤボックス取付部５４，５５を取り外した状態で、補強ブラケット８３を左右の取付ブラケット８１，８２で保持することができる。
これにより、補強ブラケット８３を外さないでステアリングギヤボックス１７を取り外すことができるので、ステアリングギヤボックス１７を手間をかけないで簡単に取り外すことができる。

一方、ステアリングギヤボックス１７を取り付ける際には、左後ギヤボックス取付部５４を左ボス部１０１，４１間に差し込むとともに、右後ギヤボックス取付部５５を右ボス部１０２，４２間に差し込む。
左右の後ギヤボックス取付部５４，５５を差し込んだ後、左右の後ギヤボックス取付部５４，５５をボルト６０，６２・ナット６１，６３で締め付けることによりステアリングギヤボックス１７を取り付けることができる。

ここで、補強ブラケット８３を左右の取付ブラケット８１，８２で保持しているので、ステアリングギヤボックス１７を取り付ける際に、補強ブラケット８３の位置合わせを不要にできる。
これにより、ステアリングギヤボックス１７を手間をかけないで簡単に取り付けることができる。

つぎに、実施例２、３に係るサブフレーム構造体１２０，１３０を図１０、図１１に基づいて説明する。
なお、実施例２、３に係るサブフレーム構造体１２０，１３０において実施例１のサブフレーム構造体１５と同一・類似部材については同じ符号を付して説明を省略する。

図１０に示すように、サブフレーム構造体１２０は、ステアリングギヤボックス１７を後横メンバ２４の中央部３３の後方（車体後方）に設けられるとともに中央部３３に沿って設けたもので、その他の構成は実施例１のサブフレーム構造体１５と同様である。

実施例２のサブフレーム構造体１２０によれば、実施例１のサブフレーム構造体１５と同様に、操舵力Ｆが作用するラックシャフト４９を、支持断面中心１０５に対して上下方向において距離Ｌ３に近づけて配置できる。

操舵力Ｆが作用するラックシャフト４９を支持断面中心１０５に近づけることで、支持断面中心１０５に作用する操舵力ＦのモーメントＭ（Ｍ＝Ｆ×Ｌ３）を小さく抑えることができる。
よって、補強ブラケット８３および後横メンバ２４に作用する荷重を小さくできる。
これにより、補強ブラケット８３および後横メンバ２４の断面積（すなわち、重量）を同等に保った状態で、操舵力のモーメントによる荷重を確実に支持可能に剛性を確保することができる。

すなわち、実施例２のサブフレーム構造体１２０によれば、実施例１のサブフレーム構造体１５と同様に、補強ブラケット８３および後横メンバ２４の軽量化の確保および剛性の確保を両立することができる。
さらに、実施例２のサブフレーム構造体１２０によれば、実施例１のサブフレーム構造体１５と同様の効果を得ることができる。

加えて、実施例２のサブフレーム構造体１２０を用意することで、パワープラント９４のレイアウト（配置状態）やサスペンションの性能などの条件に応じて、実施例１，２のサブフレーム構造体１５，１２０を適宜選択することが可能になる。
これにより、本発明のサブフレーム構造体の適用範囲の拡大を図ることができる。

図１１に示すように、サブフレーム構造体１３０は、実施例１の後横メンバ２４を後横メンバ（横メンバ）１３２に代え、実施例１のベースブラケット１８をベースブラケット１３４に代えたもので、その他の構成は実施例１のサブフレーム構造体１５と同様である。

後横メンバ１３２は、左右の縦フレーム２１，２２の後端部２１ｂ，２２ｂに略直線上（上下方向に対して略直線上）に架け渡された梁部材である。
ベースブラケット１３４は、左取付ブラケット８１、右取付ブラケット８２および補強ブラケット８３が略直線上（上下方向に対して略直線上）に一体に連結された部材である。
よって、補強ブラケット８３は、実施例１のサブフレーム構造体１５と同様に後横メンバ１３２の上側に沿って設けられている。

ここで、後横メンバ１３２およびベースブラケット１３４間に左右の後ギヤボックス取付部５４，５５が挟持されることで、ステアリングギヤボックス１７が左右の縦フレーム２１，２２の上部に設けられている。

実施例３のサブフレーム構造体１３０によれば、実施例１のサブフレーム構造体１５と同様に、ステアリングギヤボックス１７が後横メンバ１３２およびベースブラケット１３４に設けられている。
よって、サブフレーム構造体１３０によれば、図４に示すように、操舵力Ｆが作用するラックシャフト４９を、支持断面中心１０５に対して上下方向において距離Ｌ３に近づけて配置できる。

操舵力Ｆが作用するラックシャフト４９を支持断面中心１０５に近づけることで、支持断面中心１０５に作用する操舵力ＦのモーメントＭ（Ｍ＝Ｆ×Ｌ３）を小さく抑えることができる。
よって、補強ブラケット８３および後横メンバ２４に作用する荷重を小さくできる。
これにより、補強ブラケット８３および後横メンバ２４の断面積（すなわち、重量）を同等に保った状態で、操舵力のモーメントによる荷重を確実に支持可能に剛性を確保することができる。

すなわち、実施例３のサブフレーム構造体１３０によれば、実施例１のサブフレーム構造体１５と同様に、補強ブラケット８３および後横メンバ２４の軽量化の確保および剛性の確保を両立することができる。
さらに、実施例３のサブフレーム構造体１３０によれば、実施例１のサブフレーム構造体１５と同様の効果を得ることができる。

加えて、実施例３のサブフレーム構造体１２０を用意することで、パワープラント９４のレイアウト（配置状態）やサスペンションの性能などの条件に応じて、実施例１〜３のサブフレーム構造体１５，１２０，１３０を適宜選択することが可能になる。
これにより、本発明のサブフレーム構造体の適用範囲の拡大をさらに図ることができる。

なお、本発明に係るフロントサブフレーム構造体１５，１２０，１３０は、前述した実施例１〜３に限定されるものではなく適宜変更、改良などが可能である。
例えば、前記実施例１〜３では、サブフレーム構造体としてフロントサブフレーム構造体１５，１２０，１３０を例示したが、これに限らないで、本発明をリヤサブフレーム構造体などに適用することも可能である。

また、前記実施例１〜３では、フロントサブフレーム１６として左右の縦フレーム２１，２２および前後の横メンバ２３，２４（１３２）で略矩形枠体状（いわゆる、井桁状）に組み付けられたものを例示したが、これに限らないで、略矩形枠体状に組み付けられていない他の形状のサブフレームに適用することも可能である。
例えば、左右の縦フレーム２１，２２に一本の横メンバのみを架け渡した略Ｉ型のサブフレームの場合は、一本の横メンバに本発明を適用することも可能である。

さらに、前記実施例１〜３では、ステアリングホイール６６を車体左側に取り付けた車体を例示したが、これに限らないで、ステアリングホイール６６を車体右側に取り付けた車体に本発明を適用することも可能である。

また、前記実施例１〜３では、横メンバとして後横メンバ２４，１３２を例示したが、これに限らないで、前横メンバなどの他の横メンバに本発明を適用することも可能である。

さらに、前記実施例１〜３で示した車体１０，１２０，１３０、フロントサブフレーム構造体１５、フロントサブフレーム１６、ステアリングギヤボックス１７、左右の縦フレーム２１，２２、後横メンバ２４，１３２、左右の傾斜端部３１，３２、中央部３３、左交差部位４５、右交差部位４６、左右の後ギヤボックス取付部５４，５５、ステアリングロッドケース６４、ステアリングロッド６５、ステアリングホイール６６、左右の取付ブラケット８１，８２、補強ブラケット８３、パワープラント９４およびロッド貫通空間１０８などの形状や構成は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。

本発明は、サブフレームの横メンバに沿わせてステアリングギヤボックスを取り付けたサブフレーム構造体が備えられた自動車への適用に好適である。

１０…車体、１５，１２０，１３０…サブフレーム構造体、１６…フロントサブフレーム（サブフレーム）、１７…ステアリングギヤボックス、２１，２２…左右の縦フレーム、２４，１３２…後横メンバ（横メンバ）、３１，３２…左右の傾斜端部（左右の端部）、３３…中央部、４５…左交差部位（左部位）、４６…右交差部位（右部位）、５４，５５…左右の後ギヤボックス取付部（ギヤボックス取付部）、６４…ステアリングロッドケース、６５…ステアリングロッド、６６…ステアリングホイール、８１，８２…左右の取付ブラケット、８３…補強ブラケット、９４…パワープラント（動力源）、１０８…ロッド貫通空間。

Claims (2)

1. 車体前後方向に延びる左右の縦フレームに横メンバが架け渡されたサブフレームを備え、前記横メンバにステアリングギヤボックスのギヤボックス取付部が設けられ、前記左右の縦フレームのうち前記横メンバが交差する左右の部位に動力源を支える左右の取付ブラケットがそれぞれ設けられたサブフレーム構造体において、
   前記左右の取付ブラケットを一体に連結するとともに前記横メンバに沿って設けられた補強ブラケットを備え、
   前記補強ブラケットおよび前記横メンバ間に前記ギヤボックス取付部が挟持され、
   前記ステアリングギヤボックスが前記横メンバに対して車体前方または車体後方に配置されるとともに、前記横メンバに沿って設けられ、
   前記左右の取付ブラケットの一方と前記横メンバとの間に、前記ステアリングギヤボックスからステアリングホイールへ延びるステアリングロッドが貫通するロッド貫通空間を備えたことを特徴とするサブフレーム構造体。
2. 前記横メンバは、
   前記左右の縦フレームから車体中央に向けて下り勾配に傾斜された左右の端部と、
   前記左右の端部間に設けられて前記左右の縦フレームの下方に配置された中央部と、を有し、
   前記中央部に前記ギヤボックス取付部が支持されることにより前記ステアリングギヤボックスが前記左右の縦フレームより下方に設けられたことを特徴とする請求項１記載のサブフレーム構造体。

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