JP2000118435A - 自動車のフロントサスペンションメンバ及びフロントサスペンションメンバとセンタメンバとの連結構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数を減らすことができ、製作の煩雑さ
を解消できる自動車のフロントサスペンションメンバを
提供すること。 【解決手段】 車体に取り付けられる第１の取付部（１
８）と、サスペンションアームを取り付ける第２の取付
部（２０）とを左右の側部にそれぞれ有し、エンジンマ
ウントを取り付ける第３の取付部（２２）を左右の側部
の中間部に有し、アッパパネル（１２）とロアパネル
（１４）とによって閉じ構造に形成される自動車のフロ
ントサスペンションメンバである。左の第１の取付部
と、左の第２の取付部と、第３の取付部と、右の第１の
取付部と、右の第２の取付部とにわたり、アッパパネル
とロアパネルとの間に配置される補強パネル（１６）が
設けられる。

Description

【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、特に乗用車
のフロントサスペンションメンバ及びフロントサスペン
ションメンバとセンタメンバとの連結構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のフロントサスペンションメンバ
は左右の各側部にサスペンションアームを、両側部の中
間部にエンジンマウントをそれぞれ取り付けて支持し、
左右の各側部で車体に取り付けられる。その結果、サス
ペンションアームから主として車体の幅方向、つまり横
方向の荷重が加わり、エンジンマウントから主として上
下方向の荷重が加わる。

【０００３】フロントサスペンションメンバはアッパパ
ネルとロアパネルとを重ね合わせて閉じ構造に形成さ
れ、それ自体で十分な剛性を有するが、荷重が加わる部
位はその他の部位と比べて剛性を高める必要がある。そ
こで、左右の各側部と、エンジンマウントを取り付ける
中間部とに補強パネルを配置して剛性を高めている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】フロントサスペンショ
ンメンバが３つの補強パネルを、各補強パネルが独立し
た形態で備えていることから、部品点数が多くなってい
るばかりでなく、フロントサスペンションメンバの製作
を煩雑にしている。

【０００５】左右のサスペンションアーム取付部間にわ
たって丸棒を配置した技術（トヨタ技術公開集、発行番
号4228：1991年9月20日）によれば、前記課題を解決し
うるとも考えられるが、この技術は左右のサスペンショ
ンアーム取付部だけを補強しており、車体との取付部や
エンジンマウントの取付部の補強については考慮されて
いない。

【０００６】ところで、フロントサスペンションメンバ
のエンジンマウントの取付部近傍には、車体の前後方向
へ伸びるセンタメンバが結合される。そこで、センタメ
ンバが結合されるフロントサスペンションメンバの部位
にブラケットパネルを配置し、このブラケットパネルと
アッパパネルとによって閉じ構造を形成してセンタメン
バの結合部としているが、前記閉じ構造だけでエンジン
マウントからのねじり荷重を受け止めるのには十分でな
く、ねじり荷重による振動発生の原因となっている。

【０００７】本発明は、部品点数を減らすことができ、
製作の煩雑さを解消できる自動車のフロントサスペンシ
ョンメンバを提供する。

【０００８】本発明はまた、フロントサスペンションメ
ンバとセンタメンバとの剛性の高い連結構造を提供す
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、車体に取り付
けられる第１の取付部と、サスペンションアームを取り
付ける第２の取付部とを左右の側部にそれぞれ有し、エ
ンジンマウントを取り付ける第３の取付部を左右の側部
の中間部に有し、アッパパネルとロアパネルとによって
閉じ構造に形成される自動車のフロントサスペンション
メンバである。前記左の第１の取付部と、前記左の第２
の取付部と、前記第３の取付部と、前記右の第１の取付
部と、前記右の第２の取付部とにわたり、前記アッパパ
ネルと前記ロアパネルとの間に配置される補強パネルが
設けられる。

【００１０】本発明はまた、車体に取り付けられる第１
の取付部と、サスペンションアームを取り付ける第２の
取付部とを左右の側部にそれぞれ有し、エンジンマウン
トを複数組のボルト及びナットで取り付ける第３の取付
部を左右の側部の中間部に有し、アッパパネルとロアパ
ネルとによって閉じ構造に形成される自動車のフロント
サスペンションメンバと、車体の前後方向へ伸びるセン
タメンバとを複数組のボルト及びナットで連結する構造
である。前記フロントサスペンションメンバは、前記左
の第１の取付部と、前記左の第２の取付部と、前記第３
の取付部と、前記右の第１の取付部と、前記右の第２の
取付部とにわたり、前記アッパパネルと前記ロアパネル
との間に配置される補強パネルを備える。

【００１１】１つの発明では、前記フロントサスペンシ
ョンメンバと前記センタメンバとを連結する複数組のボ
ルト及びナットのうち１組は、前記エンジンマウントを
前記第３の取付部に取り付ける複数組のボルト及びナッ
トのうち１組と共通にされている。

【００１２】別の発明では、前記フロントサスペンショ
ンメンバと前記センタメンバとを連結する複数組のボル
ト及びナットのうち少なくとも１組と、前記エンジンマ
ウントを前記第３の取付部に取り付ける複数組のボルト
及びナットのうち少なくとも１組とは、前記アッパパネ
ル及び前記補強パネルによって形成された閉じ構造と前
記補強パネル及び前記ロアパネルによって形成された閉
じ構造とが隣り合って位置する部位に配置されている。

【００１３】

【作用及び効果】所定の形状に形成された補強パネルを
アッパパネルとロアパネルとの間に配置して位置決め
し、例えばスポット溶接によって接合することにより、
フロントサスペンションメンバが得られる。

【００１４】１枚の補強パネルが左右の第１の取付部及
び第２の取付部と、中間の第３の取付部とにわたってい
るため、部品点数を減らすことができる。また、１枚の
補強パネルをアッパパネルとロアパネルとの間に配置し
て接合するだけでよく、フロントサスペンションメンバ
を製作する際の煩雑さを解消できる。

【００１５】本発明に係る連結構造の第１の発明では、
フロントサスペンションメンバとセンタメンバとを連結
する複数組のボルト及びナットのうち１組が、エンジン
マウントを第３の取付部に取り付ける複数組のボルト及
びナットのうち１組と共通であるため、普通ならば別々
に締め付ける必要がある２組のうちの１組のボルト及び
ナットの締め付けを省くことができ、作業性を向上でき
る。

【００１６】フロントサスペンションメンバとセンタメ
ンバとを連結する複数組のボルト及びナットのうち１組
が、エンジンマウントを第３の取付部に取り付ける複数
組のボルト及びナットのうち１組と共通であることは、
センタメンバをエンジンマウントの取付部に可及的に近
づけさせる結果となる。エンジンマウントの取付部が補
強パネルによって補強されているため、エンジンマウン
トの可及的近くに位置するセンタメンバの連結剛性を高
めることができることと、エンジンマウントの可及的近
くにセンタメンバを位置させることにより、エンジンマ
ウントから加わるねじり荷重によってセンタメンバに働
くモーメントの距離、いわゆるモーメントアームが小さ
くなり、モーメントが小さくなることから、振動の発生
を抑えることができる。

【００１７】本発明に係る連結構造の第２の発明では、
フロントサスペンションメンバとセンタメンバとを連結
する複数組のボルト及びナットのうち少なくとも１組
と、エンジンマウントを第３の取付部に取り付ける複数
組のボルト及びナットのうち少なくとも１組とは、アッ
パパネル及び補強パネルによって形成された閉じ構造と
補強パネル及びロアパネルによって形成された閉じ構造
とが隣り合って位置する部位に配置されているため、大
きな剛性部での締付けとなり、振動の発生を抑えること
ができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】自動車のフロントサスペンション
メンバ１０は、分解斜視状態の図１と、フロントサスペ
ンションメンバ１０に取り付けられる部品を分解した斜
視状態の図２と、部品を取り付けた斜視状態の図３とに
示すように、アッパパネル１２と、ロアパネル１４と、
補強パネル１６とからなる。フロントサスペンションメ
ンバ１０は、車体（図示せず）に取り付けられる第１の
取付部１８と、サスペンションアームを取り付ける第２
の取付部２０とを左右の側部にそれぞれ有し、エンジン
マウントを取り付ける第３の取付部２２を左右の側部の
中間部に有し、アッパパネル１２とロアパネル１４との
間に補強パネル１６を配置して閉じ構造に形成されてい
る。

【００１９】アッパパネル１２は鋼板をプレス成形して
作られたもので、全体に上方に向けて凸状となってお
り、本体部分２４と、本体部分２４の前方の左右側部か
ら横方へ張り出された第１部分２５と、本体部分２４の
後方の左右側部から横方へ張り出された第２部分２６と
を一体に有する。上下に貫通する穴２７が第１部分２５
に、また上下に貫通する穴２８が第２部分２６に開けら
れている。

【００２０】ロアパネル１４は鋼板をプレス成形して作
られたもので、全体に下方に向けて凸状となっており、
本体部分３０と、本体部分３０の前方の左右側部から前
方へ張り出された第１部分３１と、第１部分３１の後方
となる本体部分３０の左右側部から横方へ張り出された
第２部分３２と、本体部分３０の後方の左右側部から横
方へ張り出された第３部分３３とを一体に有する。上下
に貫通する２つの穴３４，３５が第３部分３３に開けら
れている。

【００２１】補強パネル１６は鋼板をプレス成形して作
られたもので、本体部分３８と、本体部分３８の左右側
部から前方へ張り出された第１部分３９と、本体部分３
８の左右側部から横方へ張り出された第２部分４０と、
本体部分３８の左右側部から後方へ張り出された第３部
分４１とを一体に有する。第１部分３９には一対の支持
部分４２が前後に間隔をおいて設けられており、前後方
向に貫通する穴４３が支持部分４２に開けられている。
さらに、上下に貫通する穴４４が第２部分４０に開けら
れている。

【００２２】ブラケット５０が補強パネル１６に接合さ
れる。ブラケット５０は鋼板をプレス成形して作られた
もので、本体部分５２と、本体部分５２から前方へ張り
出された第１部分５３と、本体部分５２から横方へ張り
出された第２部分５４とを一体に有する。上下に貫通す
る２つの穴５５，５６が第２部分５４に開けられてい
る。ブラケット５０は、その第１部分５３を補強パネル
１６の第３部分４１と重ね合わせてスポット溶接し、補
強パネル１６に接合されている。

【００２３】フロントサスペンションメンバ１０は、ロ
アパネル１４の上側に補強パネル１６を重ね合わせ、さ
らに補強パネル１６の上側にアッパパネル１２を重ね合
わせ、３枚のパネルを接合して形成される。重ね合わせ
に際し、補強パネル１６の第１部分３９の一対の支持部
分４２をロアパネル１４の第１部分３１に載せ、補強パ
ネル１６の第２部分４０をロアパネル１４の第２部分３
２に載せる。そして、補強パネル１６に接合されたブラ
ケット５０の第２部分５４の穴５５をロアパネル１４の
第３部分３３の穴３４と、またブラケット５０の穴５６
をロアパネル１４の穴３５とそれぞれ整合させる。さら
に、アッパパネル１２の第１部分２５を補強パネル１６
の第２部分４０に載せてアッパパネル１２の穴２７を補
強パネル１６の穴４４と整合させ、アッパパネル１２の
第２部分２６をブラケット５０の本体部分５２と第２部
分５４とに載せてアッパパネル１２の穴２８をブラケッ
ト５０の穴５５と整合させる。この状態で、３枚のパネ
ルをスポット溶接し、接合するとフロントサスペンショ
ンメンバ１０となる。

【００２４】３枚のパネルを重ね合わせて接合した結
果、第１取付部１８がアッパパネル１２の第１部分２５
と補強パネル１６の第２部分４０とによって作られ、第
２取付部２０が補強パネル１６の第１部分３９とロアパ
ネル１４の第１部分３１とによって作られ、第３取付部
２２がアッパパネル１２の本体部分２４と補強パネル１
６の本体部分３８とロアパネル１４の本体部分３０とに
よって作られる。従って、補強パネル１６は左の第１の
取付部１８と、左の第２の取付部２０と、第３の取付部
２２と、右の第１の取付部１８と、右の第２の取付部２
０とにわたっていることとなる。

【００２５】フロントサスペンションメンバ１０は、左
右のサスペンションアーム６０（図３には右のサスペン
ションアーム６０のみを示してある）と、エンジンマウ
ント６２と、ステアリングギア６４とを取り付けて支持
し、センタメンバ６６がフロントサスペンションメンバ
１０に連結される。フロントサスペンションメンバ１０
は、左右の側部にある第１の取付部１８の穴４４，２５
と、さらに左右の側部にある、ロアパネル１４の第３部
分３３の穴３５及びブラケット５０の第２部分５４の穴
５６とを貫通するボルト（図示せず）によって車体に取
り付けられる。

【００２６】サスペンションアーム６０はいわゆるＬ形
アームである。前方の端部６８は、断面状態の図４に示
すように、第２の取付部２０である、補強パネル１６の
第１部分３９とロアパネル１４の第１部分３１とに接合
された一対の支持部分４２に前後方向へ伸びる水平軸７
０によって取り付けられている。サスペンションアーム
６０の後方の端部６９は、ブラケット５０の第２部分５
４の穴５５周縁にある取付面５７とアッパアーム１２の
第２部分２６との間に配置され、穴５５，２８を貫通す
る垂直軸（図示せず）によってフロントサスペンション
メンバ１０に取り付けられる。サスペンションアーム６
０は、それ自体公知のように、各端部６８，６９に配置
したゴムのブッシュのたわみにより上下に揺動可能であ
る。

【００２７】エンジンマウント６２は、図２と、断面状
態の図５とに示すように、支持部材７２の前方にある２
本のボルト７４のそれぞれを第３の取付部２２、つまり
アッパパネル１２の本体部分２４と補強パネル１６の本
体部分３８との間に配置したカラー７６に通し、カラー
７６を締め付けるようにナット７８をボルト７４にねじ
込んで第３の取付部２２（図３）に取り付けられてい
る。さらに、支持部材７２の後方にある２本のボルト８
０をアッパパネル１２に開けた２つの孔８２に通し、ナ
ット（図示せず）をねじ込んでアッパパネル１２に取り
付けられている。

【００２８】サスペンションアーム６０とエンジンマウ
ント６２とは、それぞれ前後の２箇所でフロントサスペ
ンションメンバ１０に取り付けられているのに対し、補
強パネル１６は、サスペンションアーム６０との１箇所
の取付部とエンジンマウントとの１箇所の取付部とにわ
たっているだけである。これは、次の理由による。図示
のサスペンションアーム６０は平面形状がＬ字状を呈し
ており、前方の端部６８の横方にタイヤの回転中心が配
置されることから、タイヤから加わる横方向の荷重の大
半が図３の矢印Ａで示すように、前方の端部６８を経て
フロントサスペンションメンバ１０に入力することによ
る。また、エンジンマウント６２から加わる荷重は、図
５の矢印Ｂで示すように、エンジンマウント６２の前方
の取付部又はその近傍を経てフロントサスペンションア
ーム１０に入力することによる。このように、大きな荷
重が入力する取付部間にわたる補強パネル１６を備える
ことにより、荷重を分散させる効果が大きくなることか
ら、補強パネル１６は、大きな荷重が入力する取付部に
は必ず位置することが必要である。なお、比較的小さい
荷重が入力する取付部にも補強パネルが位置するように
補強パネルを形成することもできる。

【００２９】ステアリングギア６４は、図２と、図３
と、断面状態の図６とに示すように、前方に配置した２
本のボルト８４をアッパパネル１２の本体部２４と、補
強パネル１６の本体部３８とにそれぞれ開けた穴に通
し、ボルト８４にナット８６をねじ込んで締め付け、フ
ロントサスペンションメンバに取り付けられている。さ
らに、後方に配置した２本のボルト８８をアッパパネル
１２の本体部２４と、ブラケット５０の本体部５２とに
それぞれ開けた穴に通し、ボルト８８にナット９０をね
じ込んで締め付け、フロントサスペンションメンバに取
り付けられている。図３に示すように、ステアリングギ
ア６４の前方の取付部６５には矢印Ｃで示した横方向の
荷重が入力することから、補強パネル１６を取付部６５
に配置して剛性を高めている。

【００３０】次に、図２と、図３と、図５とを参照して
自動車のフロントサスペンションメンバ１０と、車体の
前後方向へ伸びるセンタメンバ６６とを複数組のボルト
及びナットで連結する構造を説明する。フロントサスペ
ンションメンバ１０は、前述のものである。一方、セン
タメンバ６６は、アッパパネル１００とロアパネル１０
２とによって閉じ構造に形成されている。

【００３１】フロントサスペンションメンバ１０とセン
タメンバ６６とを連結する複数組のボルト及びナットの
うち１組は、エンジンマウント６２を第３の取付部２２
に取り付ける複数組のボルト及びナットのうち１組と共
通にされている。

【００３２】図示の実施例では、センタメンバ６６の端
部がフロントサスペンションメンバ１０の上に載り、フ
ロントサスペンションメンバ１０とセンタメンバ６６と
は３組のボルト及びナットで連結されている。そして、
エンジンマウント６２の支持部材７２の取付座のうち前
方の右側にある取付座がセンタメンバ６６の端部に載
り、エンジンマウント６２は２組のボルト及びナットで
第３の取付部２２に取り付けられており、そのうち１組
が共通となっている。すなわち、センタメンバ６６は、
ボルト１０４及びナット１０５と，ボルト（図示せず）
及びナット１０６と、ボルト７４及びナット７８でフロ
ントサスペンションメンバ１０に連結されている。そし
て、エンジンマウント６２の支持部材７２は２組のボル
ト７４及びナット７８で第３の取付部２２に取り付けら
れ、そのうち右側にある１組のボルト７４及びナット７
８がフロントサスペンションメンバ１０とセンタメンバ
６６とを連結し、共通となっている。

【００３３】図５から明らかであるように、エンジンマ
ウント６２を取り付けるボルト７４とナット７８とは、
アッパパネル１２の本体部２４と補強パネル１６の本体
部３８とによって形成された閉じ構造１１０内に位置し
ている。この閉じ構造１１０は、補強パネル１６の本体
部３８とロアパネル１４の本体部３０とによって形成さ
れた閉じ構造１１２と隣り合って位置している。このよ
うに、共通のボルト７４及びナット７８が隣り合って位
置する２つの閉じ構造１１０，１１２によって支持され
ている結果、共通のボルト７４及びナット７８がある第
３取付部２２は大きな剛性を有する。

【００３４】前記実施例では、１組のボルト７４及びナ
ット７８を共通に使用しているが、これに代えて次のよ
うな構造とすることもできる。すなわち、フロントサス
ペンションメンバ１０とセンタメンバ６６とを連結する
複数組のボルト及びナットのうち少なくとも１組と、エ
ンジンマウント６２を第３の取付部２２に取り付ける複
数組のボルト及びナットのうち少なくとも１組とを、ア
ッパパネル１２及び補強パネル１６によって形成された
閉じ構造１１０と、補強パネル１６及びロアパネル１４
によって形成された閉じ構造１１２とが隣り合って位置
する部位に配置させる。例えば、図３において、センタ
メンバ６６を右側へずらし、その端部を３組のボルト及
びナットでフロントサスペンションメンバ１０に連結す
る一方、そのうち後方の２組を閉じ構造１１０に位置さ
せるようにし、エンジンマウント６２を第３の取付部２
２に取り付ける２組のボルト７４及びナット７８を閉じ
構造１１０に位置させるようにする。

【００３５】断面状態の図７に示した従来の連結構造で
は、センタメンバ１２０は、アッパパネル１２２とブラ
ケットパネル１２４とによって形成された閉じ構造１２
６に関連して連結されていたが、１つの閉じ構造がある
だけであったため、連結剛性は十分ではなかった。その
ため、図５のようなねじりモーメントＭが加わるとき、
振動が発生していた。これに対して、センタメンバ６６
とフロントサスペンションメンバ１０とを連結する複数
組のボルト及びナットのうち少なくとも１組と、エンジ
ンマウントを取りつける複数組のボルト及びナットのう
ち少なくとも１組とを２つの閉じ構造１１０，１１２に
関連して位置させることにより、連結剛性を高めてねじ
りモーメントＭによる振動を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動車のフロントサスペンション
メンバの実施例を示す分解斜視図である。

【図２】本発明に係る自動車のフロントサスペンション
メンバの実施例を示す斜視図で、実線で補強パネルを示
し、仮想線でアッパパネル及びロアパネルを示し、さら
にエンジンマウントとステアリングギアとの取付前の状
態を示している。

【図３】本発明に係る自動車のフロントサスペンション
メンバの実施例を示す斜視図で、サスペンションアーム
と、エンジンマウントと、ステアリングギアと、センタ
メンバとを取り付けた状態を示している。

【図４】図３の４−４線で切断した断面図である。

【図５】図３の５−５線で切断した断面図である。

【図６】図３の６−６線で切断した断面図である。

【図７】従来の連結構造を示す、図５と同様な断面図で
あるが、エンジンマウントは図示してない。

【符号の説明】

１０ フロントサスペンションメンバ １２ アッパパネル １４ ロアパネル １６ 補強パネル １８ 第１の取付部 ２０ 第２の取付部 ２２ 第３の取付部 ６０ サスペンションアーム ６２ エンジンマウント ６４ ステアリングギア ６６ センタメンバ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体に取り付けられる第１の取付部と、
   サスペンションアームを取り付ける第２の取付部とを左
   右の側部にそれぞれ有し、エンジンマウントを取り付け
   る第３の取付部を左右の側部の中間部に有し、アッパパ
   ネルとロアパネルとによって閉じ構造に形成される自動
   車のフロントサスペンションメンバであって、 前記左の第１の取付部と、前記左の第２の取付部と、前
   記第３の取付部と、前記右の第１の取付部と、前記右の
   第２の取付部とにわたり、前記アッパパネルと前記ロア
   パネルとの間に配置された補強パネルを備える、自動車
   のフロントサスペンションメンバ。
2. 【請求項２】 車体に取り付けられる第１の取付部と、
   サスペンションアームを取り付ける第２の取付部とを左
   右の側部にそれぞれ有し、エンジンマウントを複数組の
   ボルト及びナットで取り付ける第３の取付部を左右の側
   部の中間部に有し、アッパパネルとロアパネルとによっ
   て閉じ構造に形成される自動車のフロントサスペンショ
   ンメンバと、車体の前後方向へ伸びるセンタメンバとを
   複数組のボルト及びナットで連結する構造であって、 前記フロントサスペンションメンバは、前記左の第１の
   取付部と、前記左の第２の取付部と、前記第３の取付部
   と、前記右の第１の取付部と、前記右の第２の取付部と
   にわたり、前記アッパパネルと前記ロアパネルとの間に
   配置された補強パネルを備え、 前記フロントサスペンションメンバと前記センタメンバ
   とを連結する複数組のボルト及びナットのうち１組は、
   前記エンジンマウントを前記第３の取付部に取り付ける
   複数組のボルト及びナットのうち１組と共通にされた、
   フロントサスペンションメンバとセンタメンバとの連結
   構造。
3. 【請求項３】 車体に取り付けられる第１の取付部と、
   サスペンションアームを取り付ける第２の取付部とを左
   右の側部にそれぞれ有し、エンジンマウントを複数組の
   ボルト及びナットで取り付ける第３の取付部を左右の側
   部の中間部に有し、アッパパネルとロアパネルとによっ
   て閉じ構造に形成される自動車のフロントサスペンショ
   ンメンバと、車体の前後方向へ伸びるセンタメンバとを
   複数組のボルト及びナットで連結する構造であって、 前記フロントサスペンションメンバは、前記左の第１の
   取付部と、前記左の第２の取付部と、前記第３の取付部
   と、前記右の第１の取付部と、前記右の第２の取付部と
   にわたり、前記アッパパネルと前記ロアパネルとの間に
   配置された補強パネルを備え、 前記フロントサスペンションメンバと前記センタメンバ
   とを連結する複数組のボルト及びナットのうち少なくと
   も１組と、前記エンジンマウントを前記第３の取付部に
   取り付ける複数組のボルト及びナットのうち少なくとも
   １組とは、前記アッパパネル及び前記補強パネルによっ
   て形成された閉じ構造と前記補強パネル及び前記ロアパ
   ネルによって形成された閉じ構造とが隣り合って位置す
   る部位に配置された、フロントサスペンションメンバと
   センタメンバとの連結構造。