JP2010269701A - サスペンションメンバ - Google Patents

Abstract

【課題】フルラップ衝突時においてはサスペンションメンバをサイドメンバに対して脱落させて車室内のフロア上における加速度を低減し、オフセット衝突時には、オフセット衝突時のサスペンションメンバ自体の変形を考慮した上で、より確実に、サスメンションメンバを脱落させずにサスペンションメンバにより衝撃力を吸収させて車室内空間を確保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。
【解決手段】本発明によるサスペンションメンバ１は、左右一対の車両前後方向部材２と、左右一対の車両前後方向部材２を結合する一以上の車幅方向部材３と、前記左右一対の車両前後方向部材２を車体側に連結する連結部材４と、車両前後方向部材２の下面に設けられて連結部材４を挿通するとともに、車幅方向内側から外側に延びる車幅方向延在部５ａと車幅方向延在部５ａの車幅方向外側から車両前後方向に延びる車両前後方向延在部５ｂとを備える下面挿通穴５と、を含むことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、乗用車、トラック、バス等の車両に適用されて好適なサスペンションメンバに関する。

車両において適用されるサスペンション装置においては、車輪を回転自在に支持するナックルのロア側が、アーム又はリンクを介してシャシ側のサスペンションメンバに連結され、ナックルのアッパ側又はアーム又はリンクがショックアブソーバとスプリングを介してシャシ側又はボデー側に連結される構造が採用されている。

このようなサスペンション装置が連結されるサスペンションメンバは、シャシを構成する左右一対のサイドメンバに対して、適宜の連結点において連結されるとともに、左右一対の車両前後方向部材と、左右一対の車両前後方向部材を連結する一以上の車幅方向部材を備えて構成される。

このような形態のサスペンションメンバは、車両のフロント側又はリヤ側にそれぞれ適用されるが、特にフロント側に適用されるサスペンションメンバにおいては、サスペンション装置のリンク又はアームを連結するために必要な剛性を具備することに加えて、以下のような衝撃吸収機能と、フロア加速度抑制機能の双方が求められる。

衝撃吸収機能は、前面衝突の内特にはオフセット衝突時において、車両の前方端が他車両又は障害物に衝突した場合の衝撃力を、車室内空間を変形させる力として車室内空間を構成する車体側に伝達することを防止して、車室内空間を衝突時においてもなるべく保持してキャビン耐力を向上する機能である。なお、オフセット衝突とは、他車両又は障害物が車両の前方端の右側、左側等の一部に衝突する衝突形態を指す。

フロア加速度抑制機能とは、前面衝突の内特にフルラップ衝突時において、車両の前方端が他車両又は障害物に衝突した場合の衝撃力が、車室内空間のフロア上の加速度が直接的に増加することに寄与することがないように、車室内空間の前方において衝撃力吸収を行う機能である。なお、フルラップ衝突とは、他車両又は障害物が車両の前方端の車幅方向における全体に亘って衝突する衝突形態を指す。

前述したように前面衝突時の衝撃力を車体側に直接的に伝達させないことを目的として、例えば特許文献１に記載されているように、前面衝突時においてサスペンションメンバをサイドメンバから脱落させて離脱させることが提案されている。

ところが、このような特許文献１に記載の技術においては、フルラップ衝突時においてサスペンションメンバを脱落させて車室内のフロア上における加速度を抑制し、オフセット衝突時にはサスメンションメンバを脱落させずにサスペンションメンバにより衝撃力を吸収させるという様に、衝突の形態に応じて脱落させるか否かを選択することはできなかった。衝突の形態に応じてサスペンションメンバのサイドメンバに対して脱落させるか否かを選択する技術として、特許文献２に記載されたような技術が提案されている。

上述した特許文献２に記載のサスペンションメンバにおいては、サイドメンバとサスペンションメンバの前後左右の連結点の内、後方の連結点を構成するスリットに枝部を新たに設けて、オフセット衝突時に左右一対のサイドメンバの一方のみが圧縮されて、サスペンションメンバが一方と反対側のサイドメンバへの前側の連結点を中心として回転することを利用して、一方側かつ後方の連結点を構成するボルトを枝部に係合させる構成が提案されている。

特開２００４−２５６０５２号公報 特開２００４−２０３２７４号公報

ところが、このような特許文献２に記載のサスペンションメンバにおいては、オフセット衝突時においてエンジンやトランスミッションの後退に伴ってサスペンションメンバ自体が変形することを考慮すると、衝突に基づく荷重が作用する一方のサイドメンバと反対側のサイドメンバの前側へのサスメンションメンバの連結点を回転中心に規定することは必ずしも容易ではない。

特に、回転中心が後方に移動すると、一方のサイドメンバの後方に位置するボルトを一方から他方に移動する方向に回転させることが困難となり、ボルトを枝部に係合させることが確実に実行できないことを招く。このため、サスペンションメンバが脱落することを確実に防止することは担保できずに、サスペンションメンバに衝撃力を吸収させることが十分にできないという問題が生じることとなる。

本発明は、上記問題に鑑み、フルラップ衝突時においてはサスペンションメンバをサイドメンバに対して脱落させて車室内のフロア上における加速度を低減し、オフセット衝突時には、オフセット衝突時のサスペンションメンバ自体の変形を考慮した上で、より確実に、サスメンションメンバを脱落させずにサスペンションメンバにより衝撃力を吸収させて車室内空間を確保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を目的とする。

上記の問題を解決するため、本発明によるサスペンションメンバは、
左右一対の車両前後方向部材と、前記左右一対の車両前後方向部材を結合する一以上の車幅方向部材と、
前記左右一対の車両前後方向部材を車体側に連結する連結部材と、
前記車両前後方向部材の下面に設けられて前記連結部材を挿通するとともに、車幅方向内側から外側に延びる車幅方向延在部と前記車幅方向延在部の車幅方向外側から車両前後方向に延びる車両前後方向延在部とを備える下面挿通穴と、
を含むことを特徴とする。

なお、前記サスペンションメンバに連結されるサスペンション装置は、ダブルウィッシュボーン式、マルチリンク式、ストラット式、トレーリングアーム式のいずれであってもよい。

オフセット衝突時においては、車両の一方のサイドメンバのみが圧縮変形されることとなる。この場合において、衝突中盤において車両の前輪がサイドメンバに対して後方に相対変位することに伴って、前輪を回転自在に支持するナックルがサイドメンバに対して、ナックルをサスペンションメンバに連結するアーム又はリンクのサスペンションメンバ側の連結点を中心に、車両前方から後方に向けて回転されることに起因して、サスペンションメンバ側の連結点に車幅方向外側から内側に向かう力が作用する。

上記サスペンションメンバによれば、オフセット衝突時においては、前記車幅方向外側から内側に向かう力を利用して、前記連結部材を、前記下面挿通穴の備える前記車幅方向延在部に沿って前記車幅方向内側から外側に向けてスライドさせて移動させて、前記連結部材を前記車両前後方向部材の下面において、前記車両前後方向延在部に位置させることができる。

このようにオフセット衝突時においては、前記連結部材は前記車両前後方向延在部により、前記車両前後方向部材の下面に対して移動可能に支持されるため、前記連結部材に前記車両前後方向部材の下面からオフセット衝突に伴う力が作用することがないため、前記連結部材の前記車体側への連結点に大きなモーメントが作用することを防止することができ、前記車体側が前記連結部材により破壊されて、前記車体側から前記サスペンションメンバが脱落することを防止することができる。

これにより、オフセット衝突時には、オフセット衝突時の前記サスペンションメンバ自体が変形したとしても、前記ナックルが前記サイドメンバに対して車両後方に向けて相対移動することは必ず発生することから、サスペンションメンバ側の連結点に車幅方向外側から内側に向かう力を利用して、より確実に、前記サスメンションメンバを前記車体側から脱落させずに前記サスペンションメンバにより衝撃力を吸収させて車室内空間を確保することができる。つまり、従来技術のように前記サスペンションメンバ自体が変形した場合に前記サスペンションメンバの回転中心が後方に移動して、脱落の防止が不確実になることを防止することができる。

これとは逆に、フルラップ衝突時においては、車両の左右双方のサイドメンバが圧縮変形されるため、車両の前輪がサイドメンバに対して後方に相対変位する相対変位量はオフセット衝突時に較べて小さく、前輪を回転自在に支持するナックルがサイドメンバに対して、ナックルをサスペンションメンバに連結するアーム又はリンクのサスペンションメンバ側の連結点を中心に、車両前方から後方に向けて回転される回転量は十分に小さいため、サスペンションメンバ側の連結点に車幅方向外側から内側に向かう力は作用しない。

上記サスペンションメンバによれば、フルラップ衝突時においては、前記車幅方向外側から内側に向かう力が作用しないことを利用して、前記連結部材を、前記下面挿通穴の備える前記車幅方向延在部に沿ってスライドさせて移動させずに、前記連結部材を前記車幅方向延在部に引き続き位置させることができる。

このようにフルラップ衝突時においては、前記連結部材は前記車幅方向延在部により、前記車両前後方向部材の下面に対して移動不可能に支持されるため、前記連結部材に前記車両前後方向部材の下面からフルラップ衝突に伴う力を積極的に作用させることとすることができる。このため、前記連結部材の前記車体側への連結点に大きなモーメントが作用させて、前記車体側が前記連結部材により破壊されることを積極的に招いて、前記車体側から前記サスペンションメンバを積極的に脱落させることができる。

これにより、フルラップ衝突時には、前記サスメンションメンバを前記車体側から脱落させて、前記サスペンションメンバを前記車体側から積極的に脱落させて車室内のフロア上における加速度を抑制することができる。

本発明に係わるサスペンションメンバによれば、フルラップ衝突時においてはサスペンションメンバをサイドメンバに対して脱落させて車室内のフロア上における加速度を低減させて、オフセット衝突時には、オフセット衝突時のサスペンションメンバ自体の変形を考慮した上で、より確実に、サスメンションメンバを脱落させずにサスペンションメンバにより衝撃力を吸収させて車室内空間を確保することができる。

本発明に係るサスペンションメンバの一実施形態を示す模式図である。 本発明に係るサスペンションメンバの一実施形態を示す模式断面図である。 本発明に係るサスペンションメンバの一実施形態を示す模式断面図である。 本発明に係るサスペンションメンバの一実施形態が機能する具体的事例を示す模式図である。 本発明に係るサスペンションメンバの一実施形態が機能する具体的事例を示す模式図である。 本発明に係るサスペンションメンバの一実施形態が機能する具体的事例を示す模式図である。 本発明に係るサスペンションメンバの一実施形態を示す模式図である。 本発明に係るサスペンションメンバの一実施形態を示す模式図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら説明する。

図１〜２は、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視て示す模式図である。図３は、本発明に係るサスペンションメンバの一実施形態を斜め下方から視て示す模式図である。図１〜３中、Ｆｒは車両前方を、ＩＮは車幅方向内側を、ＵＰは上方を示す。図４は、本発明に係るサスペンションメンバの一実施形態について連結部材を含む断面において示す模式断面図である。図５及び図６は、本発明に係るサスペンションメンバの一実施形態による選択モードを示す模式断面図である。

図１に示すように、本実施例のサスペンションメンバ１は、左右一対の車両前後方向部材２と、左右一対の車両前後方向部材２を連結する車幅方向部材３とを備える。図３に示すように、車両前後方向部材２は上下方向に厚みを有する中空状に形成され、下側に下面２ａを、上側に上面２ｂを構成する。

図２及び図３に示すように、サスペンションメンバ１の車両前後方向部材２の下面２ａには、連結部材としてのボルト４を挿通するとともに、車幅方向内側から外側に延びる車幅方向延在部５ａと、車幅方向延在部５ａの車幅方向外側から車両前後方向に延びる車両前後方向延在部５ｂと、を備える下面挿通穴５を含む。

下面挿通穴５は、図２中の破線及び図３中の実線に示すように、上方から視てＬ字状をなす。同様に、図２中右側の下面挿通穴５は、上方から視て逆Ｌ字状をなす。下面挿通穴５の車幅方向延在部５ａはボルト４の外径とほぼ同じ車両前後方向寸法を有し、ボルト４の外径よりも大きい車幅方向寸法を有する。車両前後方向延在５ｂもボルト４の外径とほぼ同じ車幅方向寸法を有し、ボルト４の外径よりも大きい車両前後方向寸法を有する。

サスペンションメンバ１の車両前後方向部材２の上面２ｂには、図２中の実線で示すように、下面２ａに形成された車幅方向延在部５ａに上方視において重なる車幅方向に延びる長穴形状を有する上面挿通穴６が設けられる。上面挿通穴７もボルト４の外径とほぼ同じ車両前後方向寸法を有する。

サスペンションメンバ１の車用前後方向部材２の車幅方向外側端には、サスペンション装置を構成するリアリンク７とフロントリンク８がブッシュを介して連結され、リアリンク７とフロントリンク８はナックル９に連結される。ナックル９は車輪Ｗを回転自在に支持する。

車両前後方向部材２はほぼ車両前後方向に延在して、車両後方側においてボルト４及びボルト４が螺合されるカラー１０を介して図３に示す車両のシャシのサイドメンバ１１に、図４に示すように連結される。なお、カラー１０はサイドメンバ１１の内部に溶接等の適宜の接着方法により予め固定されている。

以上述べた本実施例のサスペンションメンバ１によれば、以下のような作用効果を得ることができる。すなわち、本実施例のサスペンションメンバ１においては、オフセット衝突時においては、車輪Ｗがサスペンションメンバ１に対して相対的に後方に大きな移動量で移動するため、図３中矢印に示すような、車幅方向外側から内側に向かう力Ｆが車輪Ｗ及びナックル９に作用する。

本実施例のサスペンションメンバ１においては、リアリンク７に図３中矢印に示す力Ｆが伝達されることを利用して、連結部材であるボルト４を、下面挿通穴５の備える車幅方向延在部５ａに沿って車幅方向内側から外側に相対的にスライドさせて移動させて、ボルト４を車両前後方向部材２の下面２ａにおいて、車両前後方向延在部５ｂの後方側端に位置させることができる。

このようにオフセット衝突時においては、ボルト４は車両前後方向延在部５ｂにより、車両前後方向部材２の下面２ａに対して車両前後方向に移動可能に支持されるため、ボルト４に車両前後方向部材２の下面２ａからオフセット衝突に伴う車両前後方向の力が作用することがないこととなる。このため、図４に示す初期状態から、図５に示すオフセット衝突状態に移行しても、ボルト４に対して、サスペンションメンバ１の車両前後方向部材２の下面２ａからは力が作用せず、上面２ｂからのみ力が作用することとなる。

このため、モーメント長が長い下面２ａからの力を作用させず、モーメント長の短い上面２ｂからのみの力を作用させることとなり、ボルト４の車体側のサイドメンバ１１への連結点に大きなモーメントが作用することを防止することができる。このため、車体側のサイドメンバ１１がボルト４により破壊されて、車体側のサイドメンバ１１からサスペンションメンバ１が脱落することを防止することができる。

このことにより、オフセット衝突時には、オフセット衝突時のサスペンションメンバ１自体の変形の有無に係わらずに、より確実に、サスメンションメンバ１を車体側のサイドメンバ１１から脱落させないこととして、サスペンションメンバ１により、サイドメンバ１１に作用する車両前後方向の衝撃力及びエンジン及びトランスミッションの後退に伴ってサスペンションメンバ１自身に作用する衝撃力を吸収させて車室内空間を確保して、乗員を保護することができる。

これとは逆に、フルラップ衝突時においては、車両の左右双方のサイドメンバ１１が圧縮変形されるため、車両の前輪がサイドメンバに対して後方に相対変位する相対変位量はオフセット衝突時に較べて小さく、前側の車輪Ｗを回転自在に支持するナックル９がサイドメンバ１に対して、ナックル９をサスペンションメンバ１に連結するリアリンク７のサスペンションメンバ１側の連結点を中心に、車両前方から後方に向けて回転される回転量は十分に小さいため、サスペンションメンバ１側の連結点に車幅方向外側から内側に向かう力は作用しない。

このため、サスペンションメンバ１によれば、フルラップ衝突時においては、図３に示すような、車幅方向外側から内側に向かう力Ｆが作用しないことを利用して、図２に示すように、ボルト４を、下面挿通穴５の備える車幅方向延在部５ａに沿って移動させずに、ボルト４を車幅方向延在部５ａに引き続き位置させることができる。

このようにフルラップ衝突時においては、ボルト４は車幅方向延在部５ａにより、車両前後方向部材２の下面２ａに対して車両前後方向に移動不可能に支持されるため、ボルト４に車両前後方向部材２の下面２ａからフルラップ衝突に伴う車両前後方向の衝撃力を積極的に作用させることとすることができる。

このため、図６に示すように、ボルト４の車体側のサイドメンバ１１への連結点つまりカラー１０の近傍に大きなモーメントが作用させて、車体側のサイドメンバ１１がボルト４により破壊されることを積極的に招いて、車体側のサイドメンバ１１からサスペンションメンバ１を積極的に脱落させることができる。

これにより、フルラップ衝突時には、サスメンションメンバ１を車体側のサイドメンバ１１から積極的に脱落させて、車室内のフロア上における加速度を抑制して、乗員を保護することができる。以上により、本実施例においては、オフセット衝突時、フルラップ衝突時のそれぞれにおいて求められる、相反する要求を両立して満たすことができる。

さらに、本実施例においては、オフセット衝突時においてサスペンションメンバ１をサイドメンバ１１から脱落させないモードと、フルラップ衝突時にサスペンションメンバ１をサイドメンバ１１から脱落させないモードを、サスペンションメンバ１に対する車輪Ｗ及びナックル９の挙動により選択することとしているので、以下に述べるように、従来技術に較べて選択の応答性及び確実性を高めることができる。

つまり、本実施例においては、サスペンションメンバ１の挙動に係わらずに、ナックル９のサスペンションメンバ１に対する挙動に基づいて、モードを選択することとしているので、路面に近いナックル９の挙動は路面から遠く質量の大きいサスペンションメンバ１の回転挙動よりもオフセット衝突時の早い段階で発生することに起因して、サスペンションメンバ１の回転に基づいてモードの選択を行う従来技術に較べて、よりモードの選択の応答性を高めることができる。

さらに、従来技術のように、オフセット衝突時の後半において、エンジンやトランスミッションの後方への移動に伴って、サスペンションメンバ１自体が変形して、回転中心を定めることが容易でなくなった場合には、脱落を防止することが不確実となるところを、本実施例のサスペンションメンバ１においては、サスペンションメンバ１の回転動作によらずに上記モードの選択を行うことができるので、モードの選択の確実性を更に高めることができる。

以上本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は上述した実施例に制限されることなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形および置換を加えることができる。

例えば、上面２ｂに設ける上面挿通穴６の形態は、図２に示すような車幅方向に延びる長穴形状に換えて、図７に示すようなものとすることができる。図７は、本発明に係るサスペンションメンバの他の実施形態を示す模式図である。図７に示したサスペンションメンバ１においては、上面挿通穴６を、車幅方向に隣接して連続する二個の上面挿通穴部分６ａ、上面挿通穴部分６ｂにより構成することとしている。

図７に示したサスペンションメンバ１によれば、オフセット衝突時にリアリンク７に、図３に示すような車幅方向外側から内側に向かう力Ｆが作用した場合でも、力Ｆが上面挿通穴部分６ａと上面挿通穴部分６ｂとの間に位置する上面２ｂを構成する部材を圧潰する力よりも小さい場合には、ボルト４を下面２ａの車幅方向延在部５ａの車幅方向内側から外側に向けてスライドさせないこととすることができる。このことにより、ある程度以上の力Ｆが作用した場合にのみ、ボルト４を車幅方向延在部５ａ内においてスライドさせることとすることができる。

さらに、サスペンションメンバ１のサイドメンバ１１に対する連結態様は、図８に示すような形態とすることもできる。図８は、本発明に係るサスペンションメンバの他の実施形態を示す模式図である。図８に示すように、サスペンションメンバ１をサイドメンバ１１に対して、ボルト４と下面挿通穴５及びカラー１０によって連結することに加えて、別個の位置において別個の車幅方向延在部を有しない下面挿通穴１５を設け、下面挿通穴１５を挿通するボルト１４を別途設け、ボルト１４を螺合する別個の図示しないカラーをサイドメンバ１１に設けて、スライド機構を有しない通常の締結部を構成することとしている。

これにより、フルラップ衝突時の、サイドメンバ１１の破断荷重の設定を、ボルト４及びボルト１４のサイドメンバ１１への連結点における強度バランスを調整することにより行うことができ、設定の自由度を高めることができる。同様に、オフセット衝突時のボルト４を車幅方向延在部５ａにおいてスライドさせて移動させるにあたって必要となる力Ｆの設定も、ボルト１４周辺の下面挿通穴１５の剛性により適宜行うことができる。

さらに、上述した実施例では、サスペンション装置をリアリンク６及びフロントリンク７を有するマルチリンク式としたが、いわゆるＡアームを有するダブルウィッシュボーン式又はストラット式とすることも可能である。

また、上述した実施例においては、サスペンションメンバ１を左右一対の車両前後方向部材２を一の車幅方向部材３により連結するＨ形状のものとしたが、二の車幅方向部材３により連結する井桁形状のものとしてももちろんよく、形状については特に限定されるものではなく、種々の形態のものとすることができる。

本発明は、車両の主にフロント側に適用されて好適なサスペンションメンバに関するものであり、比較的簡易な構成と軽微な変更により、衝突形態に合致させた動作を選択することができる。つまり、フルラップ衝突時においてはサスペンションメンバをサイドメンバに対して脱落させて車室内のフロア上における加速度を低減することができる。また、オフセット衝突時には、オフセット衝突時のサスペンションメンバ自体の変形を考慮した上で、より確実に、サスメンションメンバを脱落させずにサスペンションメンバにより衝撃力を吸収させて車室内空間を確保することができる。このため、本発明のサスペンションメンバは、通常の乗用車、トラック、バス等の様々な車両に適用して安全性を高めることにおいて有益なものである。

１ サスペンションメンバ
２ 車両前後方向部材
２ａ 下面
２ｂ 上面
３ 車幅方向部材
４ ボルト（連結部材）
５ 下面挿通穴
５ａ 車幅方向延在部
５ｂ 車両前後方向延在部
６ 上面挿通穴
６ａ 上面挿通穴部分
６ｂ 上面挿通穴部分
７ リアリンク
８ フロントリンク
９ ナックル
１０ カラー
１１ サイドメンバ
１４ ボルト
１５ 下面挿通穴（車幅方向延在部なし）

Claims (1)

1. 左右一対の車両前後方向部材と、前記左右一対の車両前後方向部材を結合する一以上の車幅方向部材と、前記左右一対の車両前後方向部材を車体側に連結する連結部材と、前記車両前後方向部材の下面に設けられて前記連結部材を挿通するとともに、車幅方向内側から外側に延びる車幅方向延在部と前記車幅方向延在部の車幅方向外側から車両前後方向に延びる車両前後方向延在部とを備える下面挿通穴と、を含むことを特徴とするサスペンションメンバ。

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