JP2008290539A - サスクロスメンバ取付け構造 - Google Patents

サスクロスメンバ取付け構造 Download PDF

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Abstract

【課題】乗員が受ける振動騒音のレベルを下げ、居住性を向上させることができるサスクロスメンバ取付け構造を提供する。
【解決手段】フロア1に溶着され前後方向Xに互いに並列形成される左右サイドメンバ2、3と、車幅方向Yに形成され各後締結部Lr、Rrがサイドメンバ2、3の左右下面締結部b、dに締結されると共にサスペンション構成部材SSの基端を左右端近傍に枢支するサスクロスメンバ6と、サイドメンバの下壁面締結部b、dにサスクロスメンバ6の左右締結部Lr、Rrを弾性体13を介して締結ボルト9により締結する締結手段12と、左右の各締結ボルト9のボルトヘッド901とその上側の弾性体13との間のボルト軸を貫通させる貫通穴17が左右端に形成され、同左右端近傍に設けた締結部18が左右サイドメンバの下壁面fsに締結されるプレート16とを備えた。
【選択図】図1

Description

本発明は、車両の左右サイドメンバ間に掛け渡され、左右端側にサスペンション装置を支持したサスクロスメンバの取付け構造に関する。
車両の操舵輪を支持するサスペンション装置はエンジンルーム下部の車幅方向に長いサスクロスメンバに支持される。このサスクロスメンバはその左右端が左右のサイドメンバに締結され、ここにサスペンション装置の他にステアリング機構やスタビライザ等が装着される。しかも、サスクロスメンバの中間部には前方に長く、エンジン本体を支持したセンターメンバの後端が締結される。
このようなサスクロスメンバの取付け構造は、例えば、図7に示すように、比較的幅広のサスクロスメンバ100の本体が車幅方向Yに長く形成され、その左右端にはそれぞれ前後2箇所にメンバ締結部100a〜100dが形成されている。これらのメンバ締結部100a〜100dは、図8(b)に示すように、サイドメンバ110の下壁面110fに重ねられ、サイドメンバ110内のナット120に下方から上向きに螺着される締結ボルト130によって両者が締結される。
なお、図7に示すように、左右のサイドメンバ110が一体結合されたフロア140の下面で、サスクロスメンバ100と対向する部位の近傍にはバックボーン150が凹設される。バックボーン150の左右端縁間には板状のブレース160が締結され、これによりバックボーン150の変形を抑制している。ブレース160の左右2箇所はサスクロスメンバ100にそれぞれ一体結合され、これによって、サスクロスメンバ100と板状ブレース160の車体側との結合剛性が強化されている。
図6には、他の従来サスクロスメンバの取付け構造を示した。ここでのサスクロスメンバ100の左右端にはそれぞれ前後2箇所にメンバ締結部100a〜100dが形成される。特に、車室下部のフロア140側と対向する左右後側のメンバ締結部100b、100dは図8(a)に示すような弾性体170を介し締結される。ここでのメンバ締結部100b、100dは、サイドメンバ110の下壁面110fに弾性体170の内筒171が重ねられ、内筒171に下方より貫通される締結ボルト130がサイドメンバ110内のナット120に下方から上向きに螺着される。この弾性体170の外筒172はメンバ締結部100b、100dに圧入され、一体化されている。
ここで、締結ボルト130のヘッドと弾性体170の間のボルト軸部には、概略三角形の補強プレート190に設けた貫通穴191が嵌合する。この補強プレート190は貫通穴191よりそれぞれ離れた2箇所に固定部192が形成され、同2箇所の固定部192がサイドメンバの下壁面110fにボルト止めされている。このような補強プレート190によって、締結ボルト130のブレを規制し、サスクロスメンバ100のフロア対向側であるメンバ締結部100b、100d側より車内への振動騒音の伝達を抑制し、居住性の改善を図っている。
ここで、フロア140の中央に設けられたバックボーン150の左右端縁間はバー状のブレース160aにより締結され、これによって、バックボーン150の形状剛性が強化される。この場合、バー状のブレース160aとサスクロスメンバ100とは分離され、この部位からの振動伝達は阻止されている。
なお、特許第3613124号(特許文献1)には、サスクロスメンバのサイド部材をフロア側に弾性体を介して締結ボルトで締結するにあたり、締結ボルトの車幅方向のブレを規制するクロスバーを設けた、というサスクロスメンバ取付け構造が開示される。
特許第3613124号
上述の図7、図8(b)の従来のサスクロスメンバ取付け構造では、サスクロスメンバ100の左右端の前後2箇所のメンバ締結部100a〜100dがサイドメンバ110の下壁面110fに直接ボルト止めされ、結合剛性が確保されている。しかし、サスクロスメンバ100が受けた振動が、サイドメンバ110やフロア側に伝達され易く、車室の乗員が受ける振動騒音のレベルが高くなる問題がある。
これに対し、図6、図8(a)の従来のサスクロスメンバ取付け構造では、左右後側のメンバ締結部100b、100dが弾性体170を介し、車室下部フロアに対向するサイドメンバ110の下壁面110fに締結される構成であり、サスクロスメンバが受けた振動が弾性体170により吸収され、サイドメンバ110側に伝達され難く、車室の乗員が受ける振動騒音のレベルを低減して、乗員の居住性の改善を図れる。
しかし、サスクロスメンバが過度の振動を受けるような場合、弾性体170の内筒に貫通される締結ボルト180のヘッド側のぶれは小片状の補強プレート190によっては、十分に防止することはできない。結果として、サスクロスメンバ100が受けた振動が増幅され、その振動がサイドメンバ110側に伝達され易く、車室の乗員が受ける振動騒音のレベルが高くなるという問題がある。なお、引用文献1の技術では上述の問題を解消できない。
本発明は、上述の問題点に着目してなされたもので、従来構成を大きく変えることなく、比較的簡素な構成でサスクロスメンバの受けた振動を確実に抑制し、吸収してサイドメンバの近傍のフロアより車室へ向かう振動を低減させ、乗員が受ける振動騒音のレベルを下げ、居住性を向上させることができるサスクロスメンバ取付け構造を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するために、請求項1記載の発明は、車両のフロアに溶着され車両前後方向に互いに並列状態で形成される左右サイドメンバと、車両の車幅方向に形成され左右の締結部が前記左右サイドメンバの下面締結部に締結されると共に左右のサスペンション構成部材の基端を左右端近傍に枢支するサスクロスメンバと、前記左右サイドメンバの下壁面締結部に前記サスクロスメンバの左右締結部を弾性体を介して締結ボルトにより締結する締結手段と、前記左右の各締結ボルトのボルトヘッドとその上側の弾性体との間のボルト軸を貫通させる貫通穴が左右端に形成され、同左右端近傍に設けた締結部が前記左右サイドメンバの下壁面に締結されるプレートと、を備えたことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載のサスクロスメンバ取付け構造において、前記締結手段は前記左右締結部に固着される外筒と、同外筒内に弾性体を介して接合される内筒と、同内筒に挿通され同内筒を前記下壁面締結部に締結する締結ボルトとを備えたことを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載のサスクロスメンバ取付け構造において、前記フロアの車幅方向中央側に前後に長く下向きに凹状のバックボーンが形成され、前記バックボーンの左右トンネル縁部に左右端が固着された車幅方向に長いバックボーン補強部材を備え、前記バックボーン補強部材の中間部が前記プレートの車幅方向中間部に一体結合されたことを特徴とする。
請求項1記載の発明によれば、サスクロスメンバの左右締結部を左右サイドメンバの下面締結部に弾性体を介して締結ボルトにより締結するにあたり、ここでの左右の締結ボルトを、左右のサイドメンバの下壁面に締結されるプレートに設けた左右の貫通穴に貫通させることで、左右の締結ボルトのブレを確実に規制する。このため、サスクロスメンバより左右のサイドメンバを介してフロアより車室へ向かう振動を低減させると共に、サスクロスメンバの過度の振動を確実に規制でき、乗員が受ける振動騒音のレベルを下げ、居住性を向上させることができる。
請求項2記載の発明によれば、サスクロスメンバの左右締結部に外筒と同外筒内に弾性体を介して接合される内筒を一体的に取付け、その内筒を同内筒に挿通される締結ボルトにより左右のサイドメンバの下壁面の下面締結部に締結するので、サスクロスメンバから左右のサイドメンバ側に向かう振動を弾性体が確実に吸収でき、乗員が受ける振動騒音のレベルを下げ、居住性を向上させることができる。
請求項3記載の発明によれば、バックボーン補強部材の中間部がプレートの車幅方向中間部に一体結合された上で、バックボーン補強部材とプレートの少なくとも4つの締結部が左右サイドメンバ及びフロア側に締結されるので、バックボーン補強部材により補強されたプレートが左右の締結ボルトのブレを確実に規制できる。このため、サスクロスメンバの過度の振動を確実に規制して左右サイドメンバに結合できると共に乗員が受ける振動騒音のレベルを下げ、居住性を向上させることができる。
図1、2にはこの発明のサスクロスメンバ取付け構造が適用された車両の前部のサスクロスメンバ及びその回りの連結構成部材を示した。
この車両は前部(図1で左側)にエンジンルームERを、その後方に車室Rを備える。車室Rの下部のフロア1はその前端が斜め上方に湾曲し、その上端に縦向きのダッシュパネル5を連続形成し、このダッシュパネル5がエンジンルームERと車室Rを区画する。
なお、図1、2に示すように、フロア1はその車幅方向Yにおける中央部に前後方向Xに長く、下向きに凹状のバックボーン1bが形成され、これにより不図示の排気管の収容スペースの確保や、フロア1の剛性の強化を図っている。このバックボーン1bの前端側には左右トンネル縁部に左右端が固着された車幅方向Yに長いパイプ材からなるバックボーン補強部材20がボルト止めされ、これによって、バックボーン1bの前端側の形状剛性の強化を図っている。
図1、2に示すように、車室Rの下部のフロア1の下面には前後方向Xに沿って互いに並列配備された左右サイドメンバ2、3が溶着される。左右一対の左右サイドメンバ2、3の前部はエンジンルームERの手前で上方に湾曲する傾斜部201、301が形成される。この傾斜部201、301の上端からは前側直状部202、302がエンジンルームER内で直状に延びるように形成される。左右サイドメンバ2、3の前端はエンジンルームERの前端に達し、フロントエンドクロスメンバ4(図2参照)にそれぞれ溶着される。
左右一対の左右サイドメンバ2、3の傾斜部201、301は、フロア1の前部に一体結合され、そのフロア前端には縦向きのダッシュパネル5の下端が縦向きで連続形成される。
左右サイドメンバの前側直状部202、302であって傾斜部201、301の近傍には、車幅方向Yに長いサスクロスメンバ6が配設される。
サスクロスメンバ6はその左右端とタイヤハウス25の上部との間にストラット式サスペンション装置SSを保持する。このストラット式サスペンション装置SSはナックルN、ストラットST、スプリングSを直列状に組み着けてなり、下端のナックルNがサスクロスメンバ6の左右端にアーム部材Mを介してピン結合され、上部のバネ受けSBがタイヤハウス25の上部にボルト止めされる。
サスクロスメンバ6は、図3(c)に示すように、上下屈曲板pu、plを隙間tを介して上下に重ね、図3(a)、(b)に示すように、互いの周縁の屈曲フランジ部puf、plfを相互に溶着することで剛性の高いクロスメンバとして形成されている。図1に示すように、サスクロスメンバ6は車幅方向Yに長く形成された主部601と、その左右端にそれぞれ膨出部状に突き出し形成された左右前後締結部Lf、Lr、Rf、Rrが形成される。
図1、2に示すように、左サイドメンバ2の前後の下面締結部a、bに左前後締結部Lf、Lrが締結され、図1、4に示すように、右サイドメンバ3の下面締結部c、dに右前後締結部Rf、Rrが締結される。ここで、左右の後下面締結部b、dは左右サイドメンバ2、3の傾斜部201、301及びフロア前部に接近配備される。即ち、これら左右の後下面締結部b、dは車室Rに対向する位置に形成されている。一方、サスクロスメンバ6の左右の前下面締結部a、cはエンジンルームERの下部に対向する位置に形成されている。
ここで左右サイドメンバ2、3の左右の前下面締結部a、cは、図3(a)に示すように、左右サイドメンバ2、3の下壁面fsと、その内部に溶着されるナット部材7とで形成される。この左右の前下面締結部a、cに対向し、下方より重なるサスクロスメンバ6の左右の前締結部Lf、Rfは、上下屈曲板pu、pl間に設けられ、相互に溶着された縦向きのパイプ材8で形成される。このパイプ材8に下方より上方に向け挿入された締結ボルト9がナット部材7に螺着されることで、左右サイドメンバ2、3の左右の前下面締結部a、cに、左右サイドメンバ2、3の左右の前締結部Lf、Rfが直接的に締結される。
一方、左右サイドメンバ2、3の左右の後下面締結部b、dは、図3(b)に示すように、左右サイドメンバ2、3の下壁面fsと、その内部に溶着されるナット部材7とで形成される。この左右の後下面締結部b、dに対向し、下方より重なるサスクロスメンバ6の左右の後締結部Lr、Rrは、上下屈曲板pu、plに設けられた締結手段12により左右サイドメンバ2、3の下壁面fsに締結される。
図3(b)に示すように、各締結手段12は左右後締結部Lr、Rrに固着される外筒11と、同外筒11内に環状の弾性体13を介して接合される内筒14と、内筒14に挿通され同内筒14を左右の後下面締結部b、dに締結する締結ボルト9とを備える。
ここで、左右の内筒14、弾性体13、外筒11、左右の各後締結部Lr、Rrがそれぞれ締結ボルト9により左右の後下面締結部b、dに締結されることで、左右の後下面締結部b、dに左右の各後締結部Lr、Rrが弾性体13を介して締結され、両者間での振動騒音の伝達は規制される。
このような左右の後下面締結部b、dに左右の各後締結部Lr、Rrが締結されるにあたり、締結ボルト9は予め、下方より上方に向けて後述の補強プレート16の貫通穴17(図3(b)参照)に挿通された上で内筒14に通され、ナット部材7に螺着されている。即ち、補強プレート16の左右端に形成された各貫通穴17にそれぞれ挿通される各締結ボルト9は、内筒14とヘッド部901の間に挟んだ状態で補強プレート16を2箇所で共締めしている。
ここで、補強プレート16は、図1に示すように、車幅方向Yに長いプレート材の主部161を備え、主部161の左右端に各膨出状連結部18が形成され、しかも、車幅方向Yにおける中央部には後方延出片19が形成される。
左右の各膨出状連結部18は左右サイドメンバ2、3の後下面締結部b、dの後方近傍の下壁面fsに重なるとともにボルト穴hが形成された後部181と、後部181より前方に突き出す前部182に上述の締結ボルト9が貫通する貫通穴17(図4参照)が形成されている。ここで、前部182の貫通孔17には締結ボルト9が貫通され、これは各後締結部Lr、Rrを貫通して左右の後下面締結部b、dに締結される。後部181は左右サイドメンバ2、3の後下面締結部b、dの後方の傾斜部201の下壁面fsにボルトB1で締結され、これによって補強プレート16は左右サイドメンバ2、3に4点で強固に締結される。
更に、この補強プレート16の近傍には車幅方向Yに長いバックボーン補強部材20が並列状に配備される。ここでバックボーン1bの前端側位置には、左右サイドメンバ2、3を互いに結ぶと共にバックボーン1bの下壁面に沿って中央部が湾曲して形成されたクロスメンバ10が図4、5に示すように配設される。
このようなクロスメンバ10のバックボーン1bの左右トンネル縁部と対向する部位には、図2、5に示すように、バックボーン補強部材20の左右端部201がボルト止めされ、クロスメンバ10及びバックボーン1bの形状剛性を保持している。
更に、図4に示すように、バックボーン補強部材20はその中央部が補強プレート16の後方延出片19に重なり、相互に溶着されている。このように、バックボーン補強部材20と補強プレート16は一体化される。ここで、バックボーン補強部材20はクロスメンバ10に対して2点で、補強プレート16は左右サイドメンバ2、3に4点で強固に締結されることより、これら組合せ補強部材MSは強固にフロア1側に固定されることとなる。
図1、2に示すように、サスクロスメンバ6の車幅方向中央部には前後方向Xに長いセンターメンバ21の後端部211がボルト止めされ、前端部212はフロントエンドクロスメンバ4(図2参照)に締結される。このセンターメンバ21にはエンジン本体Eが前後マウント22、23を介して上方より取り付けられる。このため、振動源となるエンジン本体Eの振動は前後マウント22、23や不図示の左右のマウント部材によって減衰された状態で車体各部に分散されている。
ここでサスクロスメンバ6の左右の後締結部Lr、Rrはフロア1の前部に接近しており、車室R下部のフロア1への振動伝達経路が短い。
そこで、ここでは、左右の後締結部Lr、Rrに弾性体13を備える締結手段12を取付け、これによって後締結部Lr、Rr側から左右サイドメンバ2、3の後下面締結部b、dへの振動伝達を抑制し、後下面締結部b、dよりフロア1を経て車室R内に向かう騒音振動を低減させ、乗員の居住性の向上を図っている。
このような図1のサスクロスメンバ取付け構造が適用された車両の走行時には、バックボーン補強部材20と補強プレート16とが一体化されてなる組合せ補強部材MSによって、補強プレート16の前部182の貫通穴17に嵌挿された左右2本の締結ボルト9はその突き出し端側であるボルトヘッド901(図3、4参照)の前後左右のブレを確実に防止される。
このため、締結ボルト9により左右の後下面締結部b、dに締結された各後締結部Lr、Rrは締結手段12の弾性体170が許容する弾性変位以上の過度の変位を確実に阻止される。このため、路面反力やエンジンの振動が過度に大きな場合でも、サスクロスメンバ6に達する過度の振動変位は阻止される。しかも定常のエンジン振動等は締結ボルト9により後下面締結部b、dに締結されている環状の弾性体13に吸収され、サスクロスメンバ6より左右サイドメンバ2、3を経てフロア1に向かう振動量は抑制され、確実に、車室の乗員が受ける振動騒音のレベルを下げ、居住性を向上させることができる。
上述のところにおいて、締結手段12は外筒11と外筒11内に弾性体13を介して接合される内筒14を一体化し、内筒14を同内筒に挿通される締結ボルト9により左右のサイドメンバ2、3の下壁面fsの後下面締結部b、dに締結する。このため、従来構成を大きく変えることなく、比較的簡素な構成でサスクロスメンバ6から左右のサイドメンバ2、3に向かう振動を弾性体13が確実に吸収でき、乗員が受ける振動騒音のレベルを下げ、居住性を向上させることができる。
上述のところにおいて、バックボーン補強部材20の中間部がプレート16の車幅方向Yの中間部に一体結合された上で、プレート16とバックボーン補強部材20の6つの締結部が左右サイドメンバ2、3及びクロスメンバ10に締結されるので、バックボーン補強部材20により補強されたプレート16が左右の締結ボルト9のブレを確実に規制できる。このため、サスクロスメンバ6の過度の振動を確実に規制して左右サイドメンバ2、3に結合できると共に乗員が受ける振動騒音のレベルを下げ、居住性を向上させることができる。
上述のところにおいて、左右サイドメンバ2、3の左右の後下面締結部b、dにサスクロスメンバ6の左右の締結手段12を備えた各後締結部Lr、Rrが締結されていたが、場合により、これら構成に加え、更に、左右サイドメンバ2、3の左右の前下面締結部a、cにサスクロスメンバ6の左右の締結手段12を備えた前締結部Lf、Rfが締結ボルト9により締結されるように構成しても良い。この場合、振動騒音低減効果がより向上する。
上述のところにおいて、サスクロスメンバ6はフロント側に配備されるものとしたが、場合により、サスクロスメンバ6はリヤ側に配備されるとして、構成してもよく、この場合も、図1のサスクロスメンバ取付け構造が適用された車両とほぼ同様の作用効果が得られる。
本発明の一実施形態としてのサスクロスメンバ取付け構造が適用された前部車体の骨格の要部概略平面図である。 図1の前部車体の骨格の要部概略側面図である。 図1の前部車体の要部断面図で、(a)は図1のA−A線断面図、(b)は図1のB−B線断面図、(c)は図1のD−D線断面図である。 図1中の後下面締結部と後締結部が締結された部位の拡大部分断面図で、図1のC−C線断面図に相当する。 図1中の左右サイドメンバの傾斜部の縦断面とその手前側を概略的に示す図で、図4のE−E線断面図に相当する。 従来のサスクロスメンバの取付け構造の一例の概略図である。 従来のサスクロスメンバの取付け構造の他の一例の概略図である。 従来のサスクロスメンバの取付け構造で用いる締結部の拡大断面図で、(a)は図7のサスクロスメンバの取付け構造で用いる拡大断面図、(b)は図6のサスクロスメンバの取付け構造で用いる拡大断面図である。
符号の説明
1 フロア
2、3 左右サイドメンバ
6 サスクロスメンバ
9 締結ボルト
14 内筒
16 補強プレート
17 貫通穴
20 バックボーン補強部材
b、d 左右サイドメンバの後下面締結部
fs 下壁面
A 連結部
ERエンジンルーム
Lr、Rr 左右の各後締結部
R 車室
S 組合せ補強部材
SS サスペンション構成部材
X 前後方向
Y 車幅方向

Claims (3)

  1. 車両のフロアに溶着され車両前後方向に互いに並列状態で形成される左右サイドメンバと、
    車両の車幅方向に形成され左右の締結部が前記左右サイドメンバの下面締結部に締結されると共に左右のサスペンション構成部材の基端を左右端近傍に枢支するサスクロスメンバと、
    前記左右サイドメンバの下壁面締結部に前記フロントサスクロスメンバの左右締結部を弾性体を介して締結ボルトにより締結する締結手段と、
    前記左右の各締結ボルトのボルトヘッドとその上側の弾性体との間のボルト軸を貫通させる貫通穴が左右端に形成され、同左右端近傍に設けた締結部が前記左右サイドメンバの下壁面に締結されるプレートと、
    を備えたことを特徴とするサスクロスメンバ取付け構造。
  2. 請求項1記載のサスクロスメンバ取付け構造において、
    前記締結手段は前記左右締結部に固着される外筒と、同外筒内に弾性体を介して接合される内筒と、同内筒に挿通され同内筒を前記下壁面締結部に締結する締結ボルトとを備えたことを特徴とするサスクロスメンバ取付け構造。
  3. 請求項1又は2記載のサスクロスメンバ取付け構造において、
    前記フロアの車幅方向中央側に前後に長く下向きに凹状のバックボーンが形成され、
    前記バックボーンの左右トンネル縁部に左右端が固着された車幅方向に長いバックボーン補強部材を備え、
    前記バックボーン補強部材の中間部が前記プレートの車幅方向中間部に一体結合されたことを特徴とするサスクロスメンバ取付け構造。
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