JP2004216989A - サスペンションメンバと、その製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】各部材を小型化できるためプレス金型の費用を低減でき、溶接等の接合作業を容易にすることができるサスペンションメンバを提供する。
【解決手段】車両の左右のサスペンション部材を支持するサスペンションメンバ１は、中央に位置し車両の車幅方向に延伸するクロスメンバ１０と、クロスメンバの左右端部に接合されたサイドメンバとしてレフトメンバ２０及びライトメンバ３０とを備え、クロスメンバ１０は管材より構成される。クロスメンバ１０は、車両の前後方向に並設された２本の液圧成形された角パイプ１１，１２材で構成され、２本の角パイプ材は空間１３を有して離間している。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のサスペンション部材を支持するサスペンションメンバに係り、特に、クロスメンバと該クロスメンバの左右端部に固着されたサイドメンバとを備えるサスペンションメンバに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のサスペンションメンバは、車両の車幅方向に架け渡され、中空構造体で車両前後方向に沿って切断した切断面が閉断面であるクロスメンバと、クロスメンバの右側に接合されクロスメンバから右側に行くにしたがって車両前後方向の長さが徐々に長くなる形状の中空構造体でクロスメンバとの接合部周辺を車両前後方向に沿って切断した切断面が閉断面であるライトメンバと、クロスメンバの左側に接合されライトメンバと略左右対称のレフトメンバとを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来の一般的なサスペンションメンバ５０は、図５に示されるように、基本的にはアッパ部材５１と、フロント側ロア部材５２と、リア側ロア部材５３の３部材から構成され、さらに局所的に補強が必要であるため、リア側やフロント側に複数のアーム取付部補強体５４，５４を備えている。そして、複数の小物部材５５や取付軸部５６…が固定されている。このように、サスペンションメンバ５０は大型部材３つと、補強体や、さらに多くの部材や部品を溶接等により接合して構成されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３４４１３０号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前者のサスペンションメンバは、中央のクロスメンバと、左右のレフトメンバ及びライトメンバはそれぞれプレス成形により形成され、それらを溶接により接合している。このように、３つの部材をプレス部品で構成しているため、プレス金型の投資額が嵩むという問題点があった。また、複数の分割メンバは高張力鋼板が曲げ加工されて中空構造体となるように形成されると共に対向し合う端縁同士が突き合わされた状態又は重ね合わされた状態で接合されるため、工程が煩雑となる問題点があった。
【０００６】
また、後者のサスペンションメンバは、３乃至それ以上の部品点数を有し、大小の部品が混在して接合作業が煩雑となる問題点があった。そして、補強体を除く３つの部材が大きいためプレス金型が大型となり、しかも金型数が多数となるため金型費用が膨大となる問題点もあった。さらに、３つの大型部材は、それぞれ肉厚が一定となるため部分的な補強は補強体を取り付けることにより行われており、その結果、部品点数が増え接合作業が煩雑となっていた。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、各部材を小型化できるためプレス金型の費用を低減でき、大型部品と小型部品が混在しないため溶接等の接合作業を容易にすることができるサスペンションメンバを提供することにある。また、各部材は必要強度に合わせて肉厚を設定できるので補強部材を必要とせず、構成を単純にすることができるサスペンションメンバを提供し、さらに、クロスメンバ部分に他の部材を設置するスペースを設けることができるサスペンションメンバと、その製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明に係るサスペンションメンバは、車両の左右のサスペンション部材を支持するものであって、サスペンションメンバは、中央に位置し車両の車幅方向に延伸するクロスメンバと、クロスメンバの左右端部に接合されたサイドメンバとを備え、クロスメンバは管材より構成されることを特徴とする。
【０００９】
前記のごとく構成された本発明のサスペンションメンバは、サスペンションメンバをクロスメンバと、サイドメンバとで構成したので、左右の２つのサイドメンバを小型化できるためプレスの金型を小型化でき、中央のクロスメンバは管材から形成するためプレスが不要で、金型費用を削減できる。また、メンバごとに必要な強度に応じて肉厚を設定できるため、局部的な補強用の部材が不要となる。この結果、構成が簡単となり、製造が容易となる。
【００１０】
また、本発明に係るサスペンションメンバの好ましい具体的な態様としては、前記サイドメンバは、アッパメンバとロアメンバとから構成され接合されることを特徴とする。この構成によれば、サイドメンバは上下の２つのメンバから構成され溶接等により接合されるため中空構造体となって強度を向上でき、クロスメンバとの接合も確実となる。
【００１１】
また、本発明に係るサスペンションメンバの好ましい他の具体的な態様としては、前記管材は、液圧成形された角パイプ材であることを特徴としている。この構成によれば、クロスメンバを構成する角パイプ材は液圧成形により高剛性に形成でき、プレス金型が不要でとなり、両端のサイドメンバは小型のプレス金型で成形できるため、金型費用を削減できる。そして、角パイプ材とサイドメンバとの接合は確実に行える。
【００１２】
さらに、本発明に係るサスペンションメンバの好ましい具体的な更に他の態様としては、前記クロスメンバは、車両の前後方向に並設された２本の管材で構成され、２本の管材は離間していることを特徴としている。この構成によれば、両端のサイドメンバを連結するクロスメンバを補強でき、離間しているスペース内をステアリングギアボックス等の他の部品の取付スペースとして利用でき、省スペースに寄与できる。
【００１３】
本発明のサスペンションメンバの製造方法は、前記のサスペンションメンバを製造する方法であって、前記クロスメンバを液圧成形する工程と、前記サイドメンバをプレス成形する工程と、前記クロスメンバとサイドメンバとを接合する工程とを備えることを特徴とする。サイドメンバはクロスメンバを上下より挟む形状とし、挟んだ部分で溶接等により接合することが好ましい。
【００１４】
このように構成されたサスペンションメンバの製造方法によれば、中央のクロスメンバは液圧成形で角パイプ状に形成し、左右端部に接合されるサイドメンバは小型のプレス金型でプレス成形し、そのあとクロスメンバの左右端部にサイドメンバを溶接等により接合する。このためプレス金型の費用を削減でき、工程を簡略化することができ、製造が容易となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るサスペンションメンバの一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るサスペンションメンバの上方から見た正面図、図２は、図１の平面図、図３は、図１のＡ−Ａ線断面図、図４は、図１の一部を分解した状態の斜視図である。
【００１６】
図１〜４において、サスペンションメンバ１は、例えばＦＦ車のフロントサスペンションメンバであって、車両の左右のサスペンション部材を支持すると共に、エンジンを支持するものであり、中央に位置し車両の車幅方向に延伸するクロスメンバ１０と、該クロスメンバの左右端部に溶接等により接合されたサイドメンバ２０，３０とを備えている。クロスメンバ１０やサイドメンバ２０，３０は、要求される強度に応じてそれぞれ任意の肉厚の材料を使用している。
【００１７】
中央のクロスメンバ１０は、液圧成型加工により剛性を高められて形成された断面形状が矩形の閉断面である２本の角パイプ材１１，１２を並設している。フロント側の角パイプ材１１は断面が正方形に近く、リア側の角パイプ材１２は断面が長方形で、フロント側の角パイプ材１１と同じ高さで前後方向に幅広に形成され、両角パイプ材の板厚は例えば１．６ｍｍ程度に設定されている。そして、２本の角パイプ材１１，１２間には空間１３が形成されている。この空間１３は、その間隔を所定の間隔に設定することにより、クロスメンバ１０上に位置するステアリングボックス（図示せず）や、これに関連する部品や他の器具を、空間１３内に配置することができる。
【００１８】
フロント側のサスペンションメンバ１は、エンジンを支持すると共に、ステアリンボックス等の各種の機器を支持するため強度が必要であり、クロスメンバ１０を２本の角パイプ材１１，１２で構成することにより必要な強度を得ることができる。すなわち、１本の矩形断面を有する角パイプ材でクロスメンバを構成する場合と比較して、２本の角パイプ材１１，１２から構成されるクロスメンバ１０は、中間部に２枚の縦壁を有する構成となり、エンジン等の重量部品を支持する強度を得ることができる。
【００１９】
サイドメンバの一方のレフトメンバ２０は、クロスメンバ１０の左側端部に接合される部材であり、例えば２．３ｍｍ程度の板厚の高張力鋼板等をプレスにより曲げ加工して形成したレフトアッパメンバ２１とレフトロアメンバ２２とを接合して形成されている。すなわち、２つのメンバ２１，２２の外周端縁部２３が溶接等により接合されて中空構造体に形成され、中央側のクロスメンバ側にはクロスメンバが挿入可能の矩形状の開口部が形成されている。レフトアッパメンバ２１及びレフトロアメンバ２２は小型のプレス部品であり、この部品を形成するプレス型は小型化できるため、金型費用を削減できる。
【００２０】
サイドメンバの他方のライトメンバ３０は、クロスメンバ１０の右側端部に接合される部材であり、レフトメンバ２０と略対称の形状をしており、同様に２．３ｍｍ程度の板厚の高張力鋼板等をプレスにより曲げ加工して形成したライトアッパメンバ３１とライトロアメンバ３２とを接合して形成されている。ライトメンバ３０もライトアッパメンバ３１とライトロアメンバ３２とが外周端縁部３３が溶接等により接合されて中空構造体に形成され、中央側のクロスメンバ側には同様にクロスメンバ１０が挿入可能の矩形状の開口部が形成されている。ライトアッパメンバ３１及びライトロアメンバ３２も小型のプレス部品であり、プレス金型の小型化と金型費用の削減が可能となる。
【００２１】
レフトメンバ２０及びライトメンバ３０は、フロントボディマウント部２４，３４及びリアボディマウント部２５，３５を備えている。また、サスペンション部品であるロアアームの前側アーム取付部２６，３６を備えている。レフトメンバ２０及びライトメンバ３０は、ボディとの結合、エンジン、ステアリングボックス、サスペンション部品の支持の他に、他の複数の部品等を支持する機能を有し、前記のように構造が複雑となるため、前記のようにプレス成形による部品で構成し、肉厚を大きくしている。
【００２２】
また、図４に示すように、レフトメンバ２０のレフトアッパメンバ２１は、外周端縁部２３より高い位置に、直線状の上方接合面２７を形成してある。そして、レフトロアメンバ２２は、外周端縁部２３より低い位置に直線状の下方接合面２８を形成してある。レフトアッパメンバ２１とレフトロアメンバ２２とを接合したとき、上方接合面２７と下方接合面２８との間隔はクロスメンバ１０の高さと同一あるいは僅かに大きくなるように設定され、クロスメンバ１０を挿入する開口部を構成している。そして、図示していないが、ライトメンバ３０も上方接合面３７及び下方接合面３８を有し、クロスメンバ１０を挿入する開口部を有する同様の構成となっている。
【００２３】
本実施形態のレフトメンバ２０及びライトメンバ３０は、前記のようにプレス部品で構成したが、レフトメンバ及びライトメンバ本実施形態とは異なる管材で構成すると、多数の機能に対応するためにレーザートリム等の加工処理が必要となり、設備投資額が増大してしまうが、本実施形態では、レフトメンバ及びライトメンバを小型のプレス金型によりプレス成形するため加工処理を低減でき、金型サイズがコンパクトになって金型費用を低減できる。
【００２４】
このように本実施形態のサスペンションメンバ１は、クロスメンバ１０の左端部にレフトメンバ２０の開口部を嵌合させ、上方接合面２７と下方接合面２８をクロスメンバ１０の上下面に接合している。そして、クロスメンバ１０の右端部にライトメンバ３０の開口部を嵌合させ、上方接合面３７と下方接合面３８をクロスメンバ１０の上下面に溶接等により接合して、一体化している。そして、各メンバ材１０，２０，３０は、それぞれの部品に必要な強度に基づき肉厚を変えて形成しているため、部分的な強度を必要な個所に補強材を固定する必要がなく、部品点数を低減でき構成を簡単することができる。また、上方接合面２７，３７及び下方接合面２８，３８は直線状であり、クロスメンバ１０の上下面との接合は容易に、しかも確実に行える。
【００２５】
前記の如く構成された本実施形態のサスペンションメンバ１の製造方法について以下に説明する。クロスメンバ１０は、２本の角パイプ材１１，１２を液圧成形により形成する。この工程は、丸パイプ材を角パイプ材に形状を変更する工程であり、角パイプとすることにより剛性を高めることができると共に、レフトメンバ２０、ライトメンバ３０との接合を容易に、しかも確実にするものである。また、液圧成形の金型は単純であるため、金型費用を大幅に低減できる。
【００２６】
つぎに、レフトメンバ２０とライトメンバ３０から構成されるサイドメンバを、それぞれプレス成形により形成する。レフトアッパメンバ２１とレフトロアメンバ２２を、それぞれ形成し、次いでライトアッパメンバ３１とライトロアメンバ３２を形成する。このとき、それぞれのメンバ２１，２２，３１，３２は必要強度に合わせて板材の肉厚を任意に設定できる。
【００２７】
このように形成された各メンバは溶接により接合される。レフトアッパメンバ２１とレフトロアメンバ２２は、対接する外周端縁部２３をアーク溶接又はスポット溶接することにより中空構造体に形成され、上方接合面２７と下方接合面２８とは平行に対向して開口部を構成する。ライトアッパメンバ３１とライトロアメンバ３２は、同様に対接する外周端縁部３３を溶接することにより中空構造体に形成され、上方接合面３７と下方接合面３８とは平行に対向して開口部を構成する。
【００２８】
つぎに、上下のメンバ材が溶接により接合されたレフトメンバ２０及びライトメンバ３０は、クロスメンバ１０の左右端部に溶接等により接合される。すなわち、レフトメンバ２０の開口部にクロスメンバ１０の左端部を挿入し、上方接合面２７とクロスメンバ１０の上面とを接合すると共に、下方接合面２８とクロスメンバ１０の下面とを接合する。同様にして、ライトメンバ３０の開口部にクロスメンバ１０の右端部を挿入し、上方接合面３７とクロスメンバ１０の上面とを接合すると共に、下方接合面３８とクロスメンバ１０の下面とを接合する。これにより、クロスメンバ１０の左右端部にレフトメンバ２０とライトメンバ３０とを接合して一体化する。
【００２９】
このようにして、サスペンションメンバ１は、液圧成形により形成したクロスメンバの左右端部に、小型のプレス金型で成形した左右のサイドメンバを接合し、補強体を必要としないため、少ない工程で容易に製造できる。また、プレス金型が小型であるため、プレス機自体も小型のものを使用できるため、プレス作業が容易となり、節電も達成できる。
【００３０】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、サイドメンバとクロスメンバとの接合工程は、サイドメンバの上下の各メンバを接合してから、その開口部にクロスメンバを挿入して接合したが、クロスメンバの下側に例えばレフトロアメンバを接合し、このあとレフトアッパメンバをレフトロアメンバ上に載置して外周端縁部を接合すると共に、レフトアッパメンバとクロスメンバの上面を接合するようにしてもよい。レフトメンバ２０及びライトメンバ３０と、クロスメンバ１０との接合は、上方接合面２７，３７及び下方接合面２８，３８のみを接合する例を示したが、さらに側方の面を接合するようにしてもよいのは勿論である。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から理解できるように、本発明のサスペンションメンバは、サイドメンバを小型化できるためプレス型等の金型を小型化でき、金型費用を削減することができる。また、剛性を高めることができ、局部的な補強用の部材が不要となるため、構成が簡単となり、製造が容易となる。
【００３２】
また、本発明のサスペンションメンバの製造方法によれば、プレス金型の費用を削減でき、工程を簡略化することができ、製造が容易となる。さらに、小型のプレス機を使用でき、節電にも貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るサスペンションメンバの一実施形態を上方から見た正面図。
【図２】図１のサスペンションメンバの平面図。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図４】図１のサスペンションメンバの一部を分解した状態の斜視図。
【図５】従来のサスペンションメンバの分解した状態の斜視図。
【符号の説明】
１…サスペンションメンバ、１０…クロスメンバ、１１，１２…角パイプ材，１３…空間、２０…レフトメンバ（サイドメンバ）、２１…レフトアッパメンバ、２２…レフトロアメンバ、２３…外周端縁部、２７…上方接合面、２８…下方接合面、３０…ライトメンバ（サイドメンバ）、３１…ライトアッパメンバ、３２…ライトロアメンバ、３３…外周端縁部、３７…上方接合面、３８…下方接合面

Claims (5)

1. 車両の左右のサスペンション部材を支持するサスペンションメンバであって、
   該サスペンションメンバは、中央に位置し車両の車幅方向に延伸するクロスメンバと、該クロスメンバの左右端部に接合されたサイドメンバとを備え、前記クロスメンバは管材より構成されることを特徴とするサスペンションメンバ。
2. 前記サイドメンバは、アッパメンバとロアメンバとから構成され接合されることを特徴とする請求項１に記載のサスペンションメンバ。
3. 前記管材は、液圧成形された角パイプ材であることを特徴とする請求項１又は２に記載のサスペンションメンバ。
4. 前記クロスメンバは、前記車両の前後方向に並設された２本の管材で構成され、前記２本の管材は離間していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のサスペンションメンバ。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のサスペンションメンバを製造する方法であって、前記クロスメンバを液圧成形する工程と、前記サイドメンバをプレス成形する工程と、前記クロスメンバとサイドメンバとを接合する工程とを備えることを特徴とするサスペンションメンバの製造方法。

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