JP2018058519A - サスペンションメンバ - Google Patents

Abstract

【課題】フロントクロスメンバにエンジンからの振動が伝達されても、そのフロントクロスメンバが局所的に面外変形するのを抑制できるサスペンションメンバを得る。【解決手段】車体前後方向へ延在するフロントサイドレール部３０と車幅方向内側へ延在するクロス部３６とを有する左右一対のフロントボデーマウント２２と、車幅方向に延在するとともに車幅方向両端部がそれぞれクロス部３６に接合されたフロントクロスメンバ２０と、車幅方向一端部がクロス部３６の一方にオーバーラップしてフロントクロスメンバ２０に設けられたエンジンマウントブラケット１８と、を備えたサスペンションメンバ１２とする。【選択図】図１

Description

本発明は、サスペンションメンバに関する。

左右一対のサイドレールの前端部にフロントクロスメンバが架設され、そのフロントクロスメンバに、エンジンを含むパワーユニットを支持するためのエンジンマウントブラケットが設けられたサスペンションメンバは、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２８９１１５号公報

しかしながら、左右一対のサイドレールの前端部にフロントクロスメンバが架設されているだけであると、エンジンからの振動がフロントクロスメンバに伝達されたときに、そのフロントクロスメンバが局所的に面外変形するおそれがある。

そこで、本発明は、フロントクロスメンバにエンジンからの振動が伝達されても、そのフロントクロスメンバが局所的に面外変形するのを抑制できるサスペンションメンバを得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載のサスペンションメンバは、車体前後方向へ延在するフロントサイドレール部と車幅方向内側へ延在するクロス部とを有する左右一対のフロントボデーマウントと、車幅方向に延在するとともに車幅方向両端部がそれぞれ前記クロス部に接合されたフロントクロスメンバと、車幅方向一端部が前記クロス部の一方にオーバーラップして前記フロントクロスメンバに設けられたエンジンマウントブラケットと、を備えている。

請求項１に記載の発明によれば、フロントクロスメンバの車幅方向両端部がそれぞれ接合されたクロス部の一方に、フロントクロスメンバに設けられたエンジンマウントブラケットの車幅方向一端部がオーバーラップしている。したがって、エンジンマウントブラケットの車幅方向一端部が、クロス部の一方にオーバーラップしていない構成に比べて、フロントクロスメンバにおけるエンジンマウントブラケットが設けられた部分の剛性が向上される。よって、フロントクロスメンバにエンジンからの振動が伝達されても、そのフロントクロスメンバが局所的に面外変形するのが抑制される。

以上のように、本発明によれば、フロントクロスメンバにエンジンからの振動が伝達されても、そのフロントクロスメンバが局所的に面外変形するのを抑制することができる。

本実施形態に係るサスペンションメンバを上方側から見て示す斜視図である。 本実施形態に係るサスペンションメンバを上方側から見て示す分解斜視図である。 本実施形態に係るサスペンションメンバを下方側から見て示す斜視図である。 図１におけるＸ−Ｘ線矢視断面図である。 図１におけるＹ−Ｙ線矢視断面図である。 本実施形態に係るサスペンションメンバのフロントクロスメンバの一部を拡大して示す斜視図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車体上方向、矢印ＦＲを車体前方向、矢印ＲＨを車体右方向とする。また、以下の説明で、特記することなく上下、前後、左右の方向を記載した場合は、車体上下方向の上下、車体前後方向の前後、車体左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。

図１〜図３に示される本実施形態に係るサスペンションメンバ１２は、車体前後方向に沿って延在する左右一対のフロントサイドメンバ（図示省略）の前部下側に、そのフロントサイドメンバに吊り下げられた状態で支持されるようになっている。各フロントサイドメンバは、車体前部側を車体後部側よりも高位に位置させるためのキック部を有している。

したがって、サスペンションメンバ１２は、その前端部である後述する左右一対のフロントボデーマウント２２のマウント部２４が、キック部よりも車体前方側のフロントサイドメンバの前端部に取り付けられ、その後端部である後述するリアクロスメンバ４０の左右一対の締結部４６が、キック部の下端部に取り付けられるようになっている。

図１〜図３に示されるように、サスペンションメンバ１２は、平面視略「Ｕ」字状のフロントフレーム１４と、フロントフレーム１４の車体後方側に接合される平面視略「Ｕ」字状のリアフレーム１６と、を有している。フロントフレーム１４は、車幅方向に延在するフロントクロスメンバ２０と、フロントクロスメンバ２０の長手方向（車幅方向）両端部に設けられた左右一対のフロントボデーマウント２２と、を有している。

フロントクロスメンバ２０は、アルミニウム合金等の軽金属材の押出成形により、長手方向（車幅方向）と直交する断面視で、一定の矩形閉断面形状に形成されている。各フロントボデーマウント２２は、アルミニウム合金等の軽金属材のプレス成形により、平面視略「Ｌ」字状に形成されており、車体下方側が開放された開断面形状のアッパマウント２６と、車体上方側が開放された開断面形状のロアマウント２８と、を含んで構成されている。

そして、左右一対とされたフロントボデーマウント２２の各コーナー部が、各フロントサイドメンバの前端部に支持されるマウント部２４とされており、各マウント部２４には上下方向に貫通する貫通孔２４Ａが形成されている。なお、各貫通孔２４Ａには、それぞれ円筒状のカラー部材２５（図２参照）が車体下方側から挿入されて取り付けられるようになっている。

また、各フロントボデーマウント２２のマウント部２４よりも車幅方向内側が、その車幅方向内側へ延在する矩形閉断面形状のクロス部３６とされている。そして、後述するように、各クロス部３６が、それぞれフロントクロスメンバ２０の車幅方向両端部に被せられ（フロントクロスメンバ２０の車幅方向両端部が、それぞれ各クロス部３６内に挿入され）、その車幅方向両端部にアーク溶接によって線状に接合されている（図４参照）。

また、フロントクロスメンバ２０の上壁２０Ｕの長手方向（延在方向）略中央部から左端部側には、フロントクロスメンバ２０よりも短い長さで形成されたエンジンマウントブラケット１８が、ボルト締結及びアーク溶接によって接合されている。エンジンマウントブラケット１８は、アルミニウム合金等の軽金属材のダイカストによって車体下方側が開放された開断面形状に形成されており、その上面側にエンジンマウント６０（図６参照）が取り付けられるようになっている。

つまり、サスペンションメンバ１２の車体上方側には、エンジン及びトランスミッションを含むパワーユニット（図示省略）が配設されるようになっており、パワーユニットは、エンジンマウント６０を介して、少なくともサスペンションメンバ１２等によって車体下方側から支持される構成になっている。なお、エンジンマウントブラケット１８の取付構造１０（図１、図５、図６参照）については、後で詳述する。

また、フロントクロスメンバ２０の下壁２０Ｄには、フロントクロスメンバ２０とほぼ同じ長さで形成されたプロテクタ３８が、ボルト締結又は溶接等によって接合されている。プロテクタ３８は、アルミニウム合金等の軽金属材のプレス成形によって車体上方側が開放された開断面形状に形成されており、フロントクロスメンバ２０の下壁２０Ｄ全体を路面との干渉から保護する構成になっている。

各フロントボデーマウント２２のマウント部２４よりも車体後方側は、車体前後方向に延在する左右一対のフロントサイドレール部３０とされている。各フロントサイドレール部３０は、延在方向と直交する断面視で矩形閉断面形状とされており、各フロントサイドレール部３０の延在方向（車体前後方向）における略中央部には、車幅方向から見た側面視で、車体下方側へ向かって凸となる（下凸状の）屈曲部３２が形成されている。

また、アッパマウント２６のフロントサイドレール部３０とロアマウント２８のフロントサイドレール部３０との間には、車体前後方向に延在する補強レール部３４（図２参照）が設けられている。補強レール部３４は、アルミニウム合金等の軽金属材のプレス成形によって車体下方側が開放された開断面形状に形成されており、フロントサイドレール部３０の屈曲部３２から後端部までを補強するように、その後端部まで延在されている。

リアフレーム１６は、車幅方向に延在するリアクロスメンバ４０を有している。リアクロスメンバ４０は、アッパメンバ４２と、アッパメンバ４２の下面側に設けられて、その下面側を保護するロアメンバ４４と、を含んで構成されている。アッパメンバ４２は、アルミニウム合金等の軽金属材のダイカストによって車体下方側が開放された開断面形状に形成されており、ロアメンバ４４は、アルミニウム合金等の軽金属材のプレス成形によって車体上方側が開放された開断面形状に形成されている。

アッパメンバ４２の車幅方向両端後部には、各フロントサイドメンバのキック部の下端部に取り付けるための締結部４６が形成されている。そして、締結部４６よりも車体前方側におけるアッパメンバ４２の車幅方向両端部には、サスペンションアーム（図示省略）を構成するロアアーム（図示省略）を取り付けるためのロアアーム取付部４８が形成されている。

また、アッパメンバ４２の車幅方向両端前部には、車体前方側へ延在する左右一対のアッパレール部４３が一体に形成されており、ロアメンバ４４の車幅方向両端前部には、車体前方側へ延在する左右一対のロアレール部４５が一体に形成されている。各アッパレール部４３の左右の側面と各ロアレール部４５の左右の側面とがアーク溶接によって線状に接合されることにより、延在方向と直交する断面視で矩形閉断面形状とされた左右一対のリアサイドレール部５０が構成されている。

そして、各リアサイドレール部５０の前部が、各フロントサイドレール部３０の後部に被せられ（各フロントサイドレール部３０の後部が、各リアサイドレール部５０内に挿入され）、各リアサイドレール部５０の前部における辺縁部が、それに重ね合わされた各フロントサイドレール部３０の後部における壁面（上面、下面及び左右の側面）にアーク溶接によって線状に接合されている。

つまり、各リアサイドレール部５０は、各フロントサイドレール部３０に沿って延在されており、アッパレール部４３の前部における辺縁部が、フロントサイドレール部３０を構成するアッパマウント２６の後部における上面及び左右の側面にアーク溶接され、ロアレール部４５の前部における辺縁部が、フロントサイドレール部３０を構成するロアマウント２８の後部における下面及び左右の側面にアーク溶接されている。

このように、フロントサイドレール部３０とリアサイドレール部５０とがアーク溶接による接合部で接合されることにより、フロントフレーム１４とリアフレーム１６とが一体的に接合され、フロントサイドレール部３０とリアサイドレール部５０とが連続して車体前後方向に延在し、かつフロントクロスメンバ２０とリアクロスメンバ４０とがそれぞれ車幅方向に延在するサスペンションメンバ１２が形成されるようになっている。

次に、フロントクロスメンバ２０とクロス部３６との接合構造及びフロントクロスメンバ２０に対するエンジンマウントブラケット１８の取付構造１０について、図１、図４〜図６を基に詳細に説明する。なお、図４、図５では、プロテクタ３８を省略している。

まず、フロントクロスメンバ２０とクロス部３６との接合構造について説明する。図４に示されるように、フロントクロスメンバ２０の車幅方向両端部における上側前後コーナー部５２は、アッパマウント２６におけるクロス部３６の車体下方側へ折り曲げられた前後フランジ部３６Ａで覆われている。そして、前後フランジ部３６Ａの下辺縁部が、フロントクロスメンバ２０の前壁２０Ｆの外面及び後壁２０Ｂの外面にアーク溶接によって線状に接合されている。

同様に、フロントクロスメンバ２０の車幅方向両端部における下側前後コーナー部５４は、ロアマウント２８におけるクロス部３６の車体上方側へ折り曲げられた前後フランジ部３６Ｂで覆われている。そして、前後フランジ部３６Ｂの上辺縁部が、フロントクロスメンバ２０の前壁２０Ｆの外面及び後壁２０Ｂの外面にアーク溶接によって線状に接合されている。

また、アッパマウント２６におけるクロス部３６の車幅方向内側辺縁部が、フロントクロスメンバ２０の上壁２０Ｕの外面、前壁２０Ｆの外面及び後壁２０Ｂの外面にアーク溶接によって線状に接合されている。そして、ロアマウント２８におけるクロス部３６の車幅方向内側辺縁部が、フロントクロスメンバ２０の下壁２０Ｄの外面、前壁２０Ｆの外面及び後壁２０Ｂの外面にアーク溶接によって線状に接合されている。以上により、フロントクロスメンバ２０の車幅方向両端部が、それぞれアッパマウント２６及びロアマウント２８におけるクロス部３６に接合されている。

次に、フロントクロスメンバ２０に対するエンジンマウントブラケット１８の取付構造１０について説明する。図６に示されるように、エンジンマウント６０は、左右の支持部材６２、６４に支持されており、各支持部材６２、６４の下端部が、それぞれエンジンマウントブラケット１８にボルト締結によって固定されている。これにより、エンジンマウント６０がエンジンマウントブラケット１８に取り付けられるようになっている。

詳細に説明すると、右側の支持部材６２の下端部には、ボルト挿入孔（図示省略）が形成されており、エンジンマウントブラケット１８の右端部側（フロントクロスメンバ２０の車幅方向略中央部）で前後に張り出した張出部１９にも、ボルト挿入孔１９Ａ（図１〜図３参照）が形成されている。したがって、車体上方側からボルト挿入孔１９Ａ等にボルト６６が挿入されてナット（図示省略）に螺合されることにより、エンジンマウント６０を支持する支持部材６２がエンジンマウントブラケット１８の張出部１９に固定されている。

また、図５、図６に示されるように、左側の支持部材６４の下端部には、ボルト挿入孔６４Ａが形成されており、エンジンマウントブラケット１８の左端部側にも、ボルト挿入孔１８Ａが形成されている。そして、フロントクロスメンバ２０の上壁２０Ｕには、ボルト挿入孔５６が形成されており、フロントクロスメンバ２０の下壁２０Ｄには、ナット６８を保持する工具（図示省略）を挿入させるための作業孔５８が形成されている。

したがって、車体上方側からボルト挿入孔６４Ａ、１８Ａ、５６にボルト６６が挿入され、下壁２０Ｄに形成された作業孔５８から挿入された工具（図示省略）によって回転不能に保持されたナット６８に螺合されることにより、エンジンマウント６０を支持する支持部材６４がエンジンマウントブラケット１８の左端部側と共に上壁２０Ｕに固定されている。なお、左側のロアマウント２８におけるクロス部３６には、作業孔５８を露出させるための貫通孔２８Ａ（図２も参照）が形成されている。

また、図１、図６に示されるように、エンジンマウントブラケット１８の左端部（車幅方向一端部）には、左側（一方）のアッパマウント２６のクロス部３６における車幅方向内側端部の板厚分だけ盛り上がる帯状の被覆部１８Ｂが屈曲形成されている。そして、その被覆部１８Ｂが、アッパマウント２６のクロス部３６における車幅方向内側端部に車幅方向でオーバーラップＬ１（図６参照）している（アッパマウント２６のクロス部３６における車幅方向内側端部を上から覆っている）。

また、図５、図６に示されるように、フロントクロスメンバ２０の長手方向（延在方向）略中央部から左側のアッパマウント２６のクロス部３６までの間における上側前後コーナー部５２が、それぞれエンジンマウントブラケット１８の車体下方側へ折り曲げられた前後フランジ部１８Ｃで覆われている。

すなわち、エンジンマウントブラケット１８の前後フランジ部１８Ｃがフロントクロスメンバ２０の前壁２０Ｆの外面及び後壁２０Ｂの外面に重ね合わされている。そして、その前後フランジ部１８Ｃの下辺縁部がフロントクロスメンバ２０の前壁２０Ｆの外面及び後壁２０Ｂの外面にアーク溶接によって線状に接合されている。このアーク溶接と上記ボルト締結により、エンジンマウントブラケット１８がフロントクロスメンバ２０の上壁２０Ｕ側に取り付けられている。

また、図１、図６に示されるように、左側（一方）のロアマウント２８のクロス部３６は、左側のアッパマウント２６のクロス部３６よりも車幅方向内側へ延在されており、エンジンマウントブラケット１８と車体上下方向で対向している。換言すれば、エンジンマウントブラケット１８は、ロアマウント２８のクロス部３６と車幅方向でオーバーラップＬ２（図６参照）している。そのため、図５では、フロントクロスメンバ２０の上壁２０Ｕ側にエンジンマウントブラケット１８が示され、フロントクロスメンバ２０の下壁２０Ｄ側にロアマウント２８のクロス部３６が示されている。

以上のような構成とされた本実施形態に係るサスペンションメンバ１２において、次にその作用について説明する。

図１に示されるように、フロントクロスメンバ２０の上壁２０Ｕの長手方向（延在方向）略中央部から左端部側には、エンジンマウントブラケット１８が取り付けられている。そして、図５、図６に示されるように、そのエンジンマウントブラケット１８の右端部側には、支持部材６２、６４を介してエンジンマウント６０が取り付けられている。

したがって、フロントクロスメンバ２０の上壁２０Ｕの少なくとも長手方向（延在方向）略中央部には、車両の走行中において、パワーユニット（エンジン）からの振動が、エンジンマウント６０及びエンジンマウントブラケット１８を介して伝達される。つまり、パワーユニットから伝達される振動により、フロントクロスメンバ２０の上壁２０Ｕの少なくとも長手方向略中央部には、車体上前方向へ向かう荷重Ｆ（図５参照）が入力される。

しかしながら、フロントクロスメンバ２０に取り付けられているエンジンマウントブラケット１８の左端部に形成されている被覆部１８Ｂが、左側のアッパマウント２６におけるクロス部３６の車幅方向内側端部に車幅方向でオーバーラップＬ１している。また、そのエンジンマウントブラケット１８が、左側のロアマウント２８におけるクロス部３６に車幅方向でオーバーラップＬ２している。

したがって、エンジンマウントブラケット１８（被覆部１８Ｂを含む）が、左側のクロス部３６にオーバーラップしていない構成に比べて、フロントクロスメンバ２０におけるエンジンマウントブラケット１８が設けられた部分の剛性を向上させることができる。つまり、フロントクロスメンバ２０の上壁２０Ｕの少なくとも長手方向略中央部に車体上前方向へ向かう荷重Ｆが入力されても、そのフロントクロスメンバ２０が局所的に車体上前方向に面外変形する（歪みが発生する）のを抑制することができる。

なお、フロントクロスメンバ２０において、その断面形状を大きくすれば、剛性を向上させることができるが、この場合には、フロントクロスメンバ２０の周辺部品の配置が困難になる。また、フロントクロスメンバ２０の板厚を厚くすれば、剛性を向上させることができるが、フロントクロスメンバ２０にアルミニウム合金等の軽金属材を使用することによる車両の軽量化のメリットが失われる。

本実施形態に係るサスペンションメンバ１２によれば、フロントクロスメンバ２０の断面形状を大きくすることなく、また、フロントクロスメンバ２０の板厚を厚くすることなく、フロントクロスメンバ２０におけるエンジンマウントブラケット１８が設けられた部分の剛性を向上させることができる。

つまり、本実施形態に係るサスペンションメンバ１２によれば、フロントクロスメンバ２０の板厚増加による重量増加を防止することができるとともに、周辺部品の配置変更等も不要にすることができる。そして、フロントクロスメンバ２０の板厚を必要最小限まで低減させることができるため、フロントクロスメンバ２０を軽量化することができ、結果的に車両を軽量化することができる。

また、図４に示されるように、フロントクロスメンバ２０の両端部側における上側前後コーナー部５２及び下側前後コーナー部５４が、フロントボデーマウント２２のクロス部３６で覆われているが、フロントクロスメンバ２０の局所的な車体上前方向への面外変形が抑制されることにより、フロントボデーマウント２２のクロス部３６がフロントクロスメンバ２０と共に車体上前方向へ面外変形するのも抑制される。

したがって、エンジンマウントブラケット１８（被覆部１８Ｂを含む）が、クロス部３６にオーバーラップしていない構成に比べて、フロントクロスメンバ２０の上壁２０Ｕの少なくとも長手方向略中央部にパワーユニットからの振動が伝達された際に（車体上前方向へ向かう荷重Ｆが入力された際に）、クロス部３６の前後フランジ部３６Ａ、３６Ｂが、前壁２０Ｆの外面及び後壁２０Ｂの外面から剥離されるのも抑制又は防止することができる。

また、フロントボデーマウント２２のクロス部３６とフロントクロスメンバ２０とはアーク溶接によって線接合されているので、両者を強固に接合することができ、両者の間に異物が入り込むことを抑制又は防止することができる。したがって、両者の間で電食が発生することも抑制又は防止することができる。なお、これは、フロントボデーマウント２２のフロントサイドレール部３０とリアクロスメンバ４０のリアサイドレール部５０とのアーク溶接による線接合においても同様である。

また、エンジンマウントブラケット１８及びリアクロスメンバ４０のアッパメンバ４２は、アルミニウム合金等の軽金属材のダイカストによって形成されているため、他の部品を取り付けるための座面やボス等を容易に形成することができる。すなわち、エンジンマウントブラケット１８及びリアクロスメンバ４０のアッパメンバ４２は、高剛性でありながら、形状の自由度が高く、部品点数の削減（形状の合理化）を図ることができる。

以上、本実施形態に係るサスペンションメンバ１２について、図面を基に説明したが、本実施形態に係るサスペンションメンバ１２は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、軽金属材としては、アルミニウム合金に限定されるものではなく、マグネシウム合金等であってもよい。

また、エンジンマウントブラケット１８は、フロントクロスメンバ２０の長手方向（延在方向）略中央部から左端部側に配置される構成に限定されるものではなく、フロントクロスメンバ２０の長手方向（延在方向）略中央部から右端部側に配置される構成としてもよい。つまり、エンジンマウントブラケット１８は、図示のものとは左右逆の配置になっていてもよい。

また、エンジンマウントブラケット１８は、少なくともアッパマウント２６におけるクロス部３６と車幅方向でオーバーラップしていればよく、ロアマウント２８におけるクロス部３６とは車幅方向でオーバーラップしていなくてもよい。つまり、ロアマウント２８におけるクロス部３６は、アッパマウント２６のクロス部３６よりも車幅方向内側へ延在されていなくてもよい。

また、フロントボデーマウント２２は、アッパマウント２６とロアマウント２８との二部材で構成される態様に限定されるものではなく、少なくともフロントクロスメンバ２０の上側前後コーナー部５２及び下側前後コーナー部５４をクロス部３６で覆うことができれば、例えば一部材で構成されていてもよい。

すなわち、フロントボデーマウント２２は、そのクロス部３６が上側前後コーナー部５２から下側前後コーナー部５４までを連続して覆う断面略「Ｃ」字状になるように押出成形によって形成されていてもよい。また、フロントボデーマウント２２のアッパマウント２６及びロアマウント２８をダイカストによって形成し、その剛性を向上させるようにしてもよい。

また、フロントクロスメンバ２０は、押出成形によって形成される構成に限定されるものではなく、例えばプレス成形によってアッパフロントクロスメンバとロアフロントクロスメンバとが形成され、それらが接合されて構成される態様としてもよい。また、エンジンマウントブラケット１８は、その前後フランジ部１８Ｃがフロントクロスメンバ２０の前壁２０Ｆの外面及び後壁２０Ｂの外面にアーク溶接によって線接合される構成に限定されるものではなく、例えばスポット溶接やボルト締結される構成とされていてもよい。

また、フロントボデーマウント２２のクロス部３６とフロントクロスメンバ２０とを線接合する溶接や、フロントボデーマウント２２のフロントサイドレール部３０とリアクロスメンバ４０のリアサイドレール部５０とを線接合する溶接も、アーク溶接に限定されるものではなく、例えばレーザー溶接等であってもよい。

１２ サスペンションメンバ
１８ エンジンマウントブラケット
２０ フロントクロスメンバ
２２ フロントボデーマウント
３０ フロントサイドレール部
３６ クロス部

Claims (1)

1. 車体前後方向へ延在するフロントサイドレール部と車幅方向内側へ延在するクロス部とを有する左右一対のフロントボデーマウントと、
   車幅方向に延在するとともに車幅方向両端部がそれぞれ前記クロス部に接合されたフロントクロスメンバと、
   車幅方向一端部が前記クロス部の一方にオーバーラップして前記フロントクロスメンバに設けられたエンジンマウントブラケットと、
   を備えたサスペンションメンバ。