JP2020104650A - Cross member for automobile - Google Patents

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Abstract

To provide a cross member for automobile improved in the rigidity of a mount arm to make a tip portion of the mount arm less likely to be deformed when load is input from a wheel.SOLUTION: A cross member, to which support members for wheels are connected and which has a shape extending in a vehicle width direction, comprises: a mount section for the support members for the wheels disposed at both end of it; and a pair of mount arms. Each mount arm is composed of a hollow tube, a basal end portion of it is fixed to the cross member and a tip portion of it serves as a portion mounted on a vehicle body. The mount arm has, in a cross-section of a plane perpendicular to the axial direction of the hollow tube, a portion increasing in outside diameter in a direction orthogonal to a vehicle length direction with respect to outside diameter in the vehicle length direction.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、自動車用のクロスメンバに関する。 The present invention relates to a cross member for an automobile.

自動車の車体に車輪を取り付ける際に、クロスメンバと呼ばれる車幅方向に延びる形状を有する部材が使用される。例えば、特許文献1には、車幅方向に延びる形状を有するシャシフレームと、シャシフレームの左右の端部に設けられる湾曲した形状を有する一対のアームとを有する。アームは、シャシフレームから上方に突出し、アームの中ほどの1ヶ所において湾曲し、先端部が車幅方向の外側を向く形状となっている。 When attaching wheels to the body of an automobile, a member called a cross member having a shape extending in the vehicle width direction is used. For example, Patent Document 1 has a chassis frame having a shape extending in the vehicle width direction and a pair of curved arms provided at the left and right ends of the chassis frame. The arm protrudes upward from the chassis frame, is curved at one place in the middle of the arm, and has a shape in which a tip portion faces the outer side in the vehicle width direction.

上記のアームは、先端部分がパイプを潰した形状となっており、先端部分に貫通孔を備えている。シャシフレームを車体に取り付ける際には、先端部分の貫通孔を利用して、シャシフレームを車体に対して螺子留めする。引用文献1のシャシフレーム両端部には、車輪の支持部材を介して、車輪が支持される構造となっている。 The above-mentioned arm has a shape in which the tip portion is formed by crushing a pipe, and has a through hole at the tip portion. When the chassis frame is attached to the vehicle body, the chassis frame is screwed to the vehicle body using the through hole at the tip portion. Both ends of the chassis frame of the cited document 1 have a structure in which wheels are supported via supporting members for the wheels.

特許文献2には、車長方向に延びる一対のサイドメンバと、両サイドメンバとの間に架け渡されるリアクロスメンバとからなるシャシフレームが記載されている。サイドメンバの端部は、パイプを潰した形状となっており、先端部分に貫通孔を備えている。シャシフレームを車体に取り付ける際には、先端部分の貫通孔を利用して、シャシフレームを車体に対して螺子留めする。引用文献2のシャシフレーム両端部には、車輪の支持部材を介して、車輪が支持される構造となっている。 Patent Document 2 describes a chassis frame including a pair of side members extending in the vehicle length direction and a rear cross member bridged between the side members. The end portion of the side member has a shape obtained by crushing a pipe, and has a through hole at its tip. When the chassis frame is attached to the vehicle body, the chassis frame is screwed to the vehicle body using the through hole at the tip portion. At both ends of the chassis frame of the cited document 2, the wheels are supported via support members for the wheels.

WO2012/147921A1公報WO2012/147921A1 特開平10−324269号公報JP, 10-324269, A

特許文献1及び特許文献2のシャシフレームでは、シャシフレームを介して、車輪を車体に対して取り付ける構造となっている。これらのシャシフレームでは、管状のアームの先端部分を車体に対して固定することにより、シャシフレームを車体に対して取り付ける。アームの剛性が低いと、車輪から走行中の荷重が入力された際に、アームの先端部分がシャシフレームと共に変位してしまう。上述の通りシャシフレームには、車輪の支持部材が接続されているため、アームの先端部分が変位するたびにステアリング特性が変化し、設計した通りのステアリング特性を発揮することが難しくなるという問題がある。 The chassis frames of Patent Document 1 and Patent Document 2 have a structure in which the wheels are attached to the vehicle body via the chassis frame. In these chassis frames, the chassis frame is attached to the vehicle body by fixing the distal end portion of the tubular arm to the vehicle body. If the rigidity of the arm is low, the tip portion of the arm will be displaced together with the chassis frame when a load during traveling is input from the wheels. As described above, since the wheel frame supporting member is connected to the chassis frame, the steering characteristic changes each time the tip portion of the arm is displaced, which makes it difficult to exhibit the designed steering characteristic. is there.

本発明は、取付アームの剛性を高めて、車輪から荷重が入力された際に取付アームの先端部分を変位しにくくしたクロスメンバを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a cross member in which the rigidity of the mounting arm is increased and the tip portion of the mounting arm is less likely to be displaced when a load is input from a wheel.

車輪の支持部材が接続されるクロスメンバであって、前記クロスメンバは、車幅方向に延びる形状であり、その両端部に配される車輪の支持部材の取付部と、一対の取付アームとを有しており、前記取付アームは、中空管から構成されており、基端部が前記クロスメンバに固定され、先端部が車体への取付部となっており、前記取付アームは、前記中空管の管軸方向に垂直な平面の断面において、車長方向における外径に対して、車長方向に直交する方向における外径が大きくなっている部分を有する自動車用クロスメンバにより、上記の課題を解決する。 A cross member to which a supporting member for a wheel is connected, wherein the cross member has a shape extending in the vehicle width direction, and includes a mounting portion for the supporting member for the wheel arranged at both ends thereof and a pair of mounting arms. The mounting arm comprises a hollow tube, a base end portion is fixed to the cross member, and a tip end portion is a mounting portion to a vehicle body. In the cross section of the plane perpendicular to the pipe axis direction of the empty pipe, the cross member for an automobile having a portion in which the outer diameter in the direction orthogonal to the vehicle length direction is larger than the outer diameter in the vehicle length direction is Solve the problem.

上記の自動車用クロスメンバによれば、取付アームの剛性を高めることが可能であり、例えば、自動車の走行時に車輪から荷重が入力された際に、取付アームの先端部分の変位量を低減することが可能になる。これによって、車輪から荷重が入力された際に、ハンドリング特性が、大きく変化することを防止することができる。 According to the above-mentioned automobile cross member, it is possible to increase the rigidity of the mounting arm. For example, when the load is input from the wheels during traveling of the automobile, the displacement amount of the tip portion of the mounting arm can be reduced. Will be possible. As a result, it is possible to prevent the handling characteristics from largely changing when a load is input from the wheels.

上記の自動車用クロスメンバにおいて、前記取付アームは、第1曲部と第2曲部とを有する中空管から構成されたものとすることが好ましい。上記のように、車長方向における外径に対して、車長方向に直交する方向における外径が大きくなっている部分を有する中空パイプにおいて、第1曲部と第2曲部とを有する形状を採用することにより、車長方向、車幅方向、及び車両の高さ方向における剛性のバランスを取って、種々の方向からの荷重に対して、剛性を発揮させることが可能になる。 In the automobile cross member described above, it is preferable that the mounting arm is formed of a hollow tube having a first curved portion and a second curved portion. As described above, in a hollow pipe having a portion in which the outer diameter in the direction orthogonal to the vehicle length direction is larger than the outer diameter in the vehicle length direction, a shape having a first curved portion and a second curved portion By adopting, it becomes possible to balance the rigidity in the vehicle length direction, the vehicle width direction, and the vehicle height direction, and to exert the rigidity against loads from various directions.

本発明によれば、取付アームの剛性を高めて、車輪から荷重が入力された際に取付アームの先端部分を変位しにくくしたクロスメンバを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a cross member in which the rigidity of the mounting arm is increased and the tip portion of the mounting arm is less likely to be displaced when a load is input from the wheel.

自動車用クロスメンバの一実施形態を背面側から見た状態を示す斜視図である。It is a perspective view showing a state where one embodiment of a cross member for vehicles is seen from the back side. 図1の自動車用クロスメンバを車体に取り付けた状態を車体の前方の下側から見た状態を示した斜視図である。It is the perspective view which showed the state which attached the vehicle cross member of FIG. 1 to the vehicle body from the front lower side of the vehicle body. 図2の状態を車体の前方から見た状態を示す正面図である。It is a front view which shows the state of FIG. 2 seen from the front of the vehicle body. 自動車用クロスメンバの一部を拡大して示した背面図である。It is the rear view which expanded and showed a part of cross member for vehicles. 図4及び図6のAA部分における断面図である。It is sectional drawing in the AA part of FIG. 4 and FIG. 図1の自動車用クロスメンバの取付アームの先端部を拡大して示した図である。It is the figure which expanded and showed the front-end|tip part of the attachment arm of the cross member for vehicles of FIG. 取付アームに荷重を掛ける方向を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the direction which applies a load to a mounting arm. 試験例2に係る自動車用クロスメンバを示す背面図である。6 is a rear view showing an automobile cross member according to Test Example 2. FIG. 図8のBB部分における断面図である。It is sectional drawing in the BB part of FIG.

図面を参照しながら、自動車用クロスメンバの一実施形態について説明する。 An embodiment of an automobile cross member will be described with reference to the drawings.

図1に示したように、本実施形態の自動車用クロスメンバ1(以下、クロスメンバと称する。)は、車幅方向に延びる形状であり、その両端部に配される車輪の支持部材(図示略)の取付部11と、一対の取付アーム12とを有する。 As shown in FIG. 1, an automobile cross member 1 (hereinafter, referred to as a cross member) of the present embodiment has a shape extending in the vehicle width direction, and a wheel supporting member (illustrated in the drawings) disposed at both ends thereof. (Not shown), and a pair of mounting arms 12.

クロスメンバ1は、左右の端部に、第一凸部13、及び第二凸部14とを有する。左右それぞれの第一凸部13と第二凸部14との間は車両の中央に向かって凹んだ形状となっている。第一凸部13と第二凸部14との間の凹部は、懸架装置の構成部品を納める空間として利用することができる。同様に、左右の第一凸部13、13の間、及び左右の第二凸部14、14の間も凹んだ形状となっている。これらの左右の第一凸部13、13の間の凹部及び左右の第二凸部14、14の間の凹部もその他の部品を納める空間として利用することができる。クロスメンバ1では、車体の前方側に車輪の支持部材の取付部11を有する第一凸部13が配されており、車体の後方側に第2凸部14が配されている。 The cross member 1 has a first convex portion 13 and a second convex portion 14 at the left and right ends. A space between the first convex portion 13 and the second convex portion 14 on each of the left and right sides has a shape recessed toward the center of the vehicle. The concave portion between the first convex portion 13 and the second convex portion 14 can be used as a space for accommodating the components of the suspension device. Similarly, the space between the left and right first protrusions 13, 13 and the space between the left and right second protrusions 14, 14 are also recessed. The concave portion between the left and right first convex portions 13 and 13 and the concave portion between the left and right second convex portions 14 and 14 can also be used as a space for accommodating other components. In the cross member 1, a first convex portion 13 having a mounting portion 11 for a support member for a wheel is arranged on the front side of the vehicle body, and a second convex portion 14 is arranged on the rear side of the vehicle body.

クロスメンバ1は、中空状の横長な部材であり、上部材と下部材と含む。上部材8は、図1に示したように、上板81と、上板81の端部から下方に延びる側壁82とを含む。下部材9は、下板91と、下板91の端部から上方に延びる側壁92とを含む。上部材8と下部材9は、上部材の側壁82と下部材の側壁92とを溶接することにより、接合されている。このため、クロスメンバ1は、中空構造となっており、車体の軽量化に寄与する。クロスメンバの構成は、これに限定されず、取付アームと車輪の支持部材とを接続できる構成であればよい。 The cross member 1 is a hollow, horizontally long member and includes an upper member and a lower member. As shown in FIG. 1, the upper member 8 includes an upper plate 81 and a side wall 82 extending downward from an end portion of the upper plate 81. The lower member 9 includes a lower plate 91 and a side wall 92 extending upward from an end portion of the lower plate 91. The upper member 8 and the lower member 9 are joined by welding the side wall 82 of the upper member and the side wall 92 of the lower member. Therefore, the cross member 1 has a hollow structure and contributes to weight reduction of the vehicle body. The structure of the cross member is not limited to this, and may be any structure as long as the mounting arm and the support member of the wheel can be connected.

図2に示したように、クロスメンバ1の左右の第二凸部14は、車体7のサイドフレーム71に対して、螺子止めされる。より具体的には、第二凸部14の先端部分には、貫通孔が配されている。第二凸部14の貫通孔と車体7のサイドフレームの貫通孔とに連通するにように螺子を挿通して、螺子止めする。サイドフレーム71は、車長方向に高低2段に屈折した形状を有しており、屈折した形状を利用して、懸架装置を収納する空間を形成している。クロスメンバ1の取付アーム1は、高い位置にあるサイドフレーム71に固定され、第二凸部14は低い位置にあるサイドフレーム71に固定される。車体のサイドフレーム71と第二凸部14とは、溶接によって、相互に固定してもよい。クロスメンバ1を車体側の部材に接続する構成は、第二凸部14に限定されず、第二凸部は省略してもよい。図2に示したクロスメンバ1は、車体の前輪側に固定されるフロントクロスメンバの例である。クロスメンバは、車体の後輪側に固定されるリアクロスメンバであってもよい。 As shown in FIG. 2, the left and right second convex portions 14 of the cross member 1 are screwed to the side frame 71 of the vehicle body 7. More specifically, a through hole is provided in the tip portion of the second convex portion 14. A screw is inserted so as to communicate with the through hole of the second convex portion 14 and the through hole of the side frame of the vehicle body 7, and the screw is fixed. The side frame 71 has a shape that is bent in two steps, high and low, in the vehicle length direction, and uses the bent shape to form a space for housing the suspension device. The mounting arm 1 of the cross member 1 is fixed to the side frame 71 at a high position, and the second convex portion 14 is fixed to the side frame 71 at a low position. The side frame 71 and the second convex portion 14 of the vehicle body may be fixed to each other by welding. The structure for connecting the cross member 1 to the member on the vehicle body side is not limited to the second convex portion 14, and the second convex portion may be omitted. The cross member 1 shown in FIG. 2 is an example of a front cross member fixed to the front wheel side of the vehicle body. The cross member may be a rear cross member fixed to the rear wheel side of the vehicle body.

クロスメンバ1の第一凸部13には、車輪6の支持部材の取付部11として、一対の支持板111を備える。この支持板111には、車体の前後方向に沿って延びる軸を固定するための貫通孔112が配される。図2に示した、車体ではストラット式の懸架装置を採用している。このため、貫通孔112には、図示しない、ロアアームの基端部の軸が接続される。ロアアームは、前記の軸を中心として、車体の上下方向に揺動可能な状態とされる。ロアアームの先端部には、図示しないナックルが接続される。そしてナックルには、図示しないハブが接続される。車輪の支持部材の取付部の構成は、これに限定されず、車輪の支持部材の構成によって、適宜変更することができる。 The first convex portion 13 of the cross member 1 is provided with a pair of support plates 111 as mounting portions 11 for supporting members of the wheel 6. The support plate 111 is provided with a through hole 112 for fixing a shaft extending along the front-rear direction of the vehicle body. The vehicle body shown in FIG. 2 employs a strut type suspension device. Therefore, the shaft of the base end portion of the lower arm (not shown) is connected to the through hole 112. The lower arm is swingable in the vertical direction of the vehicle body about the axis. A knuckle (not shown) is connected to the tip of the lower arm. A hub (not shown) is connected to the knuckle. The configuration of the attachment portion of the wheel support member is not limited to this, and can be appropriately changed depending on the configuration of the wheel support member.

上記の例では、ストラット式の懸架装置を一例として示した。車輪の支持部材は、特に限定されないが、ロアアーム、マルチリンクアーム、ナックル、ハブ、スプリング、又はダンパーなどが挙げられる。クロスメンバの形状も、特に限定されず、懸架装置の部材のレイアウトによって、変更することができる。 In the above example, the strut type suspension device is shown as an example. The supporting member for the wheel is not particularly limited, and examples thereof include a lower arm, a multi-link arm, a knuckle, a hub, a spring, a damper, and the like. The shape of the cross member is not particularly limited, and can be changed according to the layout of the members of the suspension device.

図1に示したように、一対の取付アーム12のそれぞれの基端部は、クロスメンバ1に固定され、それぞれの先端部は車体への取付部となっている。取付アームの基端部は、クロスメンバ1に対して固定されていればよく、その構成は特に制限されない。図1のクロスメンバ1では、その基端部がクロスメンバ1の上板81及び下板91を貫通した状態で、クロスメンバ1と取付アーム12とが溶接によって、固定されている。本実施形態のクロスメンバ1では、取付アーム12の基端部は、車輪6の支持部材の取付部11寄りに接続されている。取付部11寄りとは、取付アーム12の基端部と車輪の支持部材の取付部11との直線距離が、取付アーム12の基端部と第二凸部14に設けられる車体への接続部との直線距離に比して、短いことをいう。 As shown in FIG. 1, the base ends of the pair of mounting arms 12 are fixed to the cross member 1, and the tip ends of the mounting arms 12 are mounting parts to the vehicle body. The base end of the mounting arm has only to be fixed to the cross member 1, and its configuration is not particularly limited. In the cross member 1 of FIG. 1, the cross member 1 and the mounting arm 12 are fixed by welding in a state in which the base end portion thereof penetrates the upper plate 81 and the lower plate 91 of the cross member 1. In the cross member 1 of the present embodiment, the base end portion of the mounting arm 12 is connected to the support member of the wheel 6 near the mounting portion 11. The vicinity of the mounting portion 11 means that the linear distance between the base end portion of the mounting arm 12 and the mounting portion 11 of the wheel supporting member is a connection portion to the vehicle body provided on the base end portion of the mounting arm 12 and the second convex portion 14. It is shorter than the straight line distance between.

取付アームの先端部の形状は、車体に対して取付アームを固定できる形状であればよく、その構成は特に制限されない。図1のクロスメンバ1では、その先端部が、図6に示したように、断面円形のパイプの先端部をクランプして押し潰した形状となっている。そして、先端部の中ほどは平坦部121となっており、平坦部121は、略水平方向に延びる形状である。平坦部121の両端部には、下方に延びる余部122が配される形状となっている。余部122は、パイプを押し潰す際に直接に圧力が加えられない領域を下方に折り曲げて形成する。余部122は、パイプの先端部の剛性を向上させる補強部として機能する。パイプは角パイプであってもよい。 The tip of the mounting arm may have any shape as long as the mounting arm can be fixed to the vehicle body, and the configuration thereof is not particularly limited. In the cross member 1 of FIG. 1, the tip has a shape obtained by clamping and crushing the tip of a pipe having a circular cross section, as shown in FIG. A flat portion 121 is formed in the middle of the tip portion, and the flat portion 121 has a shape extending in a substantially horizontal direction. At both ends of the flat portion 121, a spare portion 122 extending downward is arranged. The extra portion 122 is formed by bending a region to which pressure is not directly applied when the pipe is crushed and bent downward. The extra portion 122 functions as a reinforcing portion that improves the rigidity of the tip portion of the pipe. The pipe may be a square pipe.

図1に示したように取付アーム12の平坦部121には、貫通孔125が配されている。この貫通孔125と、車体のサイドフレーム71の貫通孔を連通させた状態で螺子止めすることにより、図2及び図3に示したように、車体7のサイドフレーム71に対して取付アーム12が固定される。取付アーム12と車体7との固定は、螺子止めによらず、溶接によって固定してもよい。取付アーム12の先端に平坦部121を設けることによって、車体側の部材に平坦部121が接面することで取付アーム12を安定させることができる。 As shown in FIG. 1, the flat portion 121 of the mounting arm 12 is provided with a through hole 125. By screwing the through hole 125 and the through hole of the side frame 71 of the vehicle body in communication with each other, the mounting arm 12 is attached to the side frame 71 of the vehicle body 7 as shown in FIGS. 2 and 3. Fixed. The mounting arm 12 and the vehicle body 7 may be fixed by welding instead of screwing. By providing the flat portion 121 at the tip of the mounting arm 12, the mounting portion 12 can be stabilized by the flat portion 121 coming into contact with the member on the vehicle body side.

本実施形態のクロスメンバ1では、クロスメンバ1に対して取付アーム12の基端部が固定されている。このため、車輪6及び車輪の支持部材を介してクロスメンバ1に入力される荷重は、取付アーム12に伝達される。取付アーム12の剛性が十分でない場合には、クロスメンバ1及びそれに接続される車輪の支持部材の位置が、入力される荷重に応じて大きく変位する。つまり、取付アームが変位すると、車輪の位置も変化してしまうため、予め設計したハンドリング特性が乱れてしまう。 In the cross member 1 of the present embodiment, the base end of the mounting arm 12 is fixed to the cross member 1. Therefore, the load input to the cross member 1 via the wheel 6 and the wheel supporting member is transmitted to the mounting arm 12. If the rigidity of the mounting arm 12 is not sufficient, the positions of the cross member 1 and the supporting members of the wheels connected thereto are largely displaced depending on the input load. That is, when the mounting arm is displaced, the positions of the wheels are also changed, and the predesigned handling characteristics are disturbed.

車両が走行している際には、路面の凹凸、車両の加速、車両の減速、又は車両の旋回運動などに伴って、車輪を介して、クロスメンバに荷重が入力される。特に車両の高さ方向に対して、大きな荷重が作用することが多く、取付アーム12の剛性が高さ方向において不足していると、ハンドリング特性への影響が顕著に現れる。 When the vehicle is traveling, a load is input to the cross member via the wheels due to unevenness of the road surface, acceleration of the vehicle, deceleration of the vehicle, turning motion of the vehicle, or the like. In particular, a large load is often applied in the height direction of the vehicle, and if the rigidity of the mounting arm 12 is insufficient in the height direction, the handling characteristics are significantly affected.

本実施形態のクロスメンバ1では、取付アーム12は、中空管から構成されており、図4に示したように、車長方向に沿う視点において、第1曲部123と第2曲部124とを有する形状となっている。取付アームを中空管から構成することによって、車体の軽量化に寄与することができる。第1曲部123と第2曲部124とは、取付アーム12の先端部と基端部との間に配される。そして、取付アーム12の形状は、図5に示したように、取付アーム12の横断面をとった際に、車長方向における外径Aに対して、車長方向に直交する方向における外形Bが大きくなっている部分を有する。横断面とは、前記中空管の管軸方向に垂直な平面の断面のことをいう。すなわち、取付アーム12では、取付アーム12を折り曲げる荷重が入力される方向に対して中空管の外径が大きくなる方向が沿うように配置されているため、中空管の断面係数が大きくなる。本明細書において、車長方向とは、車体の前後方向のことである。本実施形態のクロスメンバ1では、丸パイプを使用しているので、外径Aに対して外径Bが大きくなる部分は、楕円形の外径が大きくなる部分である。当該部分の形状は、例えば、長方形などの形状としてもよい。 In the cross member 1 of the present embodiment, the mounting arm 12 is composed of a hollow tube, and as shown in FIG. 4, the first bending portion 123 and the second bending portion 124 are viewed from the viewpoint along the vehicle length direction. It has a shape having and. By constructing the mounting arm from a hollow tube, it is possible to contribute to weight reduction of the vehicle body. The first curved portion 123 and the second curved portion 124 are arranged between the tip end portion and the base end portion of the mounting arm 12. As shown in FIG. 5, the shape of the mounting arm 12 has an outer shape B in a direction orthogonal to the vehicle length direction with respect to an outer diameter A in the vehicle length direction when a cross section of the mounting arm 12 is taken. Has a larger part. The cross section means a cross section of a plane perpendicular to the tube axis direction of the hollow tube. That is, since the mounting arm 12 is arranged so that the direction in which the outer diameter of the hollow tube increases increases with respect to the direction in which the load for bending the mounting arm 12 is input, the section modulus of the hollow tube increases. .. In this specification, the vehicle length direction is the front-back direction of the vehicle body. In the cross member 1 of this embodiment, since the round pipe is used, the portion where the outer diameter B is larger than the outer diameter A is the elliptical outer diameter where the outer diameter is large. The shape of the portion may be, for example, a rectangular shape.

取付アームを上記のような形状にすることによって、取付アームが、車長方向、車幅方向、及び車体の高さ方向に変位する量をバランスよく低減することができる。外径Aに対して外径Bが大きくなる部分が設けられる位置は、特に制限されないが、例えば、第1曲部123と第2曲部124との間に連続して設けることが好ましい。 By configuring the mounting arm as described above, the amount of displacement of the mounting arm in the vehicle length direction, the vehicle width direction, and the vehicle body height direction can be reduced in a well-balanced manner. The position where the portion where the outer diameter B is larger than the outer diameter A is provided is not particularly limited, but it is preferably provided continuously between the first curved portion 123 and the second curved portion 124, for example.

本実施形態のクロスメンバ1では、取付アーム12は、クロスメンバ1の上面から車体の高さ方向に突出し、第1曲部123と第2曲部124により車幅方向の外側に向けて折れ曲がり、その先端部が略水平に突出する形状である。取付アームを設ける場所は特に制限されないが、クロスメンバの上面に設けられることが好ましい。取付アーム12の基端部と先端部とがなす角度は、特に限定されないが、例えば60〜130°であることが好ましい。取付アームが、第1曲部123と第2曲部124とにより折れ曲がり、突出する方向は、車幅方向の外側に限定されず、車長方向などにしてもよい。 In the cross member 1 of the present embodiment, the mounting arm 12 projects from the upper surface of the cross member 1 in the height direction of the vehicle body, and is bent outward by the first curved portion 123 and the second curved portion 124 in the vehicle width direction. The tip portion thereof has a shape protruding substantially horizontally. The place where the mounting arm is provided is not particularly limited, but it is preferably provided on the upper surface of the cross member. The angle formed by the base end and the tip of the mounting arm 12 is not particularly limited, but is preferably 60 to 130°, for example. The mounting arm is bent by the first curved portion 123 and the second curved portion 124, and the protruding direction is not limited to the outer side in the vehicle width direction, and may be the vehicle length direction or the like.

上記の取付アーム12は、例えば、断面円形のパイプに複数回曲げ加工を施すことによって製造することができる。取付アーム12の先端部は、パイプの先端をクランプして潰して先端部の両端部を曲げることにより成形することができる。一回の曲げ加工で、パイプを屈曲されると、アールの内側ではパイプの構成材が圧縮され、アールの外側ではパイプの構成材が引張される。パイプを複数個所で曲げることによって、引張や圧縮による、パイプの剛性の低下を低減することができる。また、車長方向における外径に対して、車長方向に直交する方向における外径が大きくなっている部分を有する中空パイプにおいて、第1曲部123と第2曲部124とを有する形状を採用することにより、車長方向、車幅方向、及び車両の高さ方向における剛性のバランスを取って、種々の方向からの荷重に対して、剛性を発揮させることが可能になる。 The mounting arm 12 can be manufactured, for example, by bending a pipe having a circular cross section a plurality of times. The tip of the mounting arm 12 can be formed by clamping and crushing the tip of the pipe and bending both ends of the tip. When the pipe is bent by a single bending process, the constituent material of the pipe is compressed inside the radius and the constituent material of the pipe is pulled outside the radius. By bending the pipe at a plurality of locations, it is possible to reduce deterioration in rigidity of the pipe due to tension or compression. In addition, in a hollow pipe having a portion in which the outer diameter in the direction orthogonal to the vehicle length direction is larger than the outer diameter in the vehicle length direction, a hollow pipe having a shape including a first curved portion 123 and a second curved portion 124 By adopting this, it becomes possible to balance the rigidity in the vehicle length direction, the vehicle width direction, and the vehicle height direction, and to exert the rigidity against loads from various directions.

取付アーム、又はクロスメンバの構成材は、特に限定されないが、例えば、炭素鋼などの金属を使用することができる。 The material for the mounting arm or the cross member is not particularly limited, but for example, a metal such as carbon steel can be used.

〔試験例1〕
図1ないし図6のクロスメンバに使用した取付アーム12の基端部の2点を、図7に記載したように、完全に拘束して、先端部のM点に対して、X方向、Y方向、又はZ方向にそれぞれ1000Nの荷重を負荷して、荷重を負荷する前の状態を基準として、どの程度M点が変位するか調べた。これを試験例1とする。試験例1で使用した取付アームの形状は、図4及び5の取付アームの形状と同一である。すなわち、試験例1の取付アームは、第1曲部と第2曲部とを有する中空管から構成されており、取付アームは、その横断面形状において、車長方向における外径に対して、車長方向に直交する方向における外径が大きくなっている部分を有する。X方向は、車体の車長方向に対応し、Y方向は車幅方向に対応し、Z方向は車体の高さ方向に対応する。
[Test Example 1]
As shown in FIG. 7, two points at the base end of the mounting arm 12 used for the cross member of FIGS. 1 to 6 are completely restrained as shown in FIG. A load of 1000 N was applied in each of the Z direction and the Z direction, and how much the M point was displaced was examined based on the state before the load was applied. This is designated as Test Example 1. The shape of the mounting arm used in Test Example 1 is the same as the shape of the mounting arm in FIGS. 4 and 5. That is, the mounting arm of Test Example 1 is composed of a hollow tube having a first curved portion and a second curved portion, and the mounting arm has a transverse sectional shape with respect to an outer diameter in the vehicle length direction. , Has a portion having a large outer diameter in a direction orthogonal to the vehicle length direction. The X direction corresponds to the vehicle length direction of the vehicle body, the Y direction corresponds to the vehicle width direction, and the Z direction corresponds to the vehicle body height direction.

〔試験例2ないし3〕
比較のために、図8及び図9に示した試験例2に係る取付アーム42と、試験例3に係る取付アームと、試験例4に係る取付アームについても、同様の条件で負荷を加えて、X方向、Y方向、又はZ方向における変位量を調べた。なお、の取付アーム42は、図8及び9に示したように、B部における断面形状は、真円であり、1回の曲げ加工で、基端部と先端部とがなす角度が90°となるように折り曲げた形状である。すなわち、試験例2の取付アーム42は、第1曲部と第2曲部とを備えていない形状である。
[Test Examples 2 to 3]
For comparison, the mounting arm 42 according to Test Example 2, the mounting arm according to Test Example 3, and the mounting arm according to Test Example 4 shown in FIGS. 8 and 9 were also loaded under the same conditions. , The X direction, the Y direction, or the displacement amount in the Z direction was examined. As shown in FIGS. 8 and 9, the mounting arm 42 has a perfect circular cross section at the portion B, and the angle formed between the base end portion and the tip end portion is 90° by one bending process. The shape is bent so that That is, the mounting arm 42 of Test Example 2 has a shape that does not include the first curved portion and the second curved portion.

試験例3に係る取付アームは、図4に示したのと同様に、第1曲部と第2曲部とを備えるものの、図4のA部分に相当する断面形状が真円のものである。試験例4に係る取付アームは、図4のA部分の断面相当する断面形状は、図5と同様の楕円形であり、図8に示したのと同様に、1回の曲げ加工で基端部と先端部とがなす角度が90°となるように折り曲げた形状である。すなわち、試験例4の取付アームは、中空パイプの車長方向における外径に比して、車長方向に直交する方向における外径が大きく構成された形状であり、第1曲部と第2曲部とを備えていない形状である。 Although the mounting arm according to Test Example 3 includes the first curved portion and the second curved portion, as in the case shown in FIG. 4, the cross-sectional shape corresponding to the portion A in FIG. 4 is a perfect circle. .. The mounting arm according to Test Example 4 has a cross-sectional shape corresponding to the cross section of the portion A in FIG. 4 that is an elliptical shape similar to that in FIG. 5, and, as in the case shown in FIG. The shape is bent so that the angle formed by the portion and the tip portion is 90°. That is, the mounting arm of Test Example 4 has a shape in which the outer diameter of the hollow pipe in the direction orthogonal to the vehicle length direction is larger than the outer diameter of the hollow pipe in the vehicle length direction. The shape does not include a curved portion.

変位量の結果を表1にまとめる。表1では、試験例2の変位量を基準(100%)として、試験例1、試験例3、及び試験例4について、X方向、Y方向、又はZ方向に対する各変位量が増減した割合をパーセンテージで示した。 The results of the displacement amount are summarized in Table 1. In Table 1, with respect to the displacement amount of Test Example 2 as a reference (100%), the rate of increase or decrease of each displacement amount in the X direction, the Y direction, or the Z direction for Test Example 1, Test Example 3, and Test Example 4 is shown. Shown as a percentage.

Figure 2020104650
Figure 2020104650

表1に示したように、第1曲部と第2曲部とを有する中空管から構成されており、取付アームは、その横断面形状において、車長方向における外径に対して、車長方向に直交する方向における外径が大きくなっている部分を有する試験例1に係る取付アームでは、車両の高さ方向(Z方向)における剛性が、顕著に向上していることがわかる。車長方向(X方向)及び車幅方向(Y方向)方向における剛性もバランスが取れている。また、試験例4と試験例1との比較から明らかなように、中空管を車長方向に対して潰した形状(楕円形)としたことによる車長方向(X方向)における剛性の低下は、第1曲部及び第2曲部を有する形状を採用したことによって、補われていることがわかる。 As shown in Table 1, the mounting arm is composed of a hollow pipe having a first curved portion and a second curved portion, and the mounting arm has a transverse cross-sectional shape with respect to an outer diameter in the vehicle longitudinal direction. It can be seen that in the mounting arm according to Test Example 1 having the portion where the outer diameter in the direction orthogonal to the longitudinal direction is large, the rigidity in the vehicle height direction (Z direction) is significantly improved. The rigidity in the vehicle length direction (X direction) and the vehicle width direction (Y direction) is also balanced. Further, as is clear from the comparison between Test Example 4 and Test Example 1, the reduction in rigidity in the vehicle length direction (X direction) due to the hollow tube being crushed in the vehicle length direction (elliptical shape) It can be seen that is compensated by adopting the shape having the first curved portion and the second curved portion.

1 自動車用クロスメンバ
12 取付アーム
11 車輪の支持部材の取付部
123 第1曲部
124 第2曲部


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Automobile cross member 12 Mounting arm 11 Mounting portion for a wheel supporting member 123 First curved portion 124 Second curved portion


Claims (2)

車輪の支持部材が接続されるクロスメンバであって、
前記クロスメンバは、車幅方向に延びる形状であり、その両端部に配される車輪の支持部材の取付部と、一対の取付アームとを有しており、
前記取付アームは、中空管から構成されており、基端部が前記クロスメンバに固定され、先端部が車体への取付部となっており、
前記取付アームは、前記中空管の管軸方向に垂直な平面の断面において、車長方向における外径に対して、車長方向に直交する方向における外径が大きくなっている部分を有する自動車用クロスメンバ。
A cross member to which a wheel support member is connected,
The cross member has a shape extending in the vehicle width direction, and has a mounting portion of a wheel supporting member arranged at both ends thereof, and a pair of mounting arms.
The mounting arm is composed of a hollow tube, the base end is fixed to the cross member, the tip is a mounting portion to the vehicle body,
The vehicle having a portion in which the mounting arm has a larger outer diameter in a direction orthogonal to the vehicle length direction than an outer diameter in the vehicle length direction in a cross section of a plane perpendicular to the pipe axis direction of the hollow pipe. For cross member.
前記取付アームは、第1曲部と第2曲部とを有する中空管から構成されている請求項1に記載の自動車用クロスメンバ。 The automobile cross member according to claim 1, wherein the mounting arm is formed of a hollow tube having a first curved portion and a second curved portion.
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