JP2023153497A - サスペンションメンバ - Google Patents
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Abstract
【課題】サスペンションメンバの軽量化と高剛性化を両立させる。【解決手段】中空形状の本体部1と、本体部1を車体へ直に締結する車体マウント部2と、を備え、本体部1は、車両幅方向の両端に設けられて前後方向に延びる左右一対のサイドレール11,12と、車両幅方向に延びる前後一対のクロスメンバ13,14と、を有し、左右一対のサイドレール11,12及び前後一対のクロスメンバ13,14は、一体成形により上面視で四角枠状に繋がっており、本体部1の内側に、本体部1の剛性を高める補強部材が設けられている。【選択図】図1
Description
本発明は、車両のサスペンションメンバに関する。
特許文献1には、前後方向に延びる左右一対のサイドレールと車両幅方向に延びる前後一対のクロスメンバが四角枠状に繋がっており、ゴムブッシュ等の減衰要素を介することなく車体へ直に結合される車体取付部を備えたサブフレーム(サスペンションメンバ)が開示されている。
特許文献2には、中空形状の本体部と、該本体部を車体に締結する車体取付部とを備え、鋳造により一体成形されたサブフレーム(サスペンションメンバ)が開示されている。
左右一対のサイドレールと前後一対のクロスメンバが四角枠状に繋がったサスペンションメンバは、サイドレールとクロスメンバを溶接などの工法により接合してサスペンションメンバを組み立てる場合、接合部が母材より強度が低くなって、接合部を起点に変形や破損が生じ易くなる傾向がある。また、良質な接合を実現するためには、接合可能な母材品質の確保や、組み立て時の精度の確保などが必要となり、一体成形よりも工程や管理項目が増えて、コストが高くなることがある。
そのため、鋳造などの工法により、左右一対のサイドレールと前後一対のクロスメンバが四角枠状に繋がったサスペンションメンバを一体成形することが求められる。そして、中子を用いた鋳造などの工法により、このように四角枠状に繋がったサスペンションメンバを中空形状とすることにより、重量効率よく高剛性なサスペンションメンバを実現できる。
しかし、サスペンションメンバの内部を全て完全に空洞としてしまうと、ホイールキャリアに接続するサスペンションアーム等から特に大きな負荷が加わる部分の剛性が不足する可能性がある。
そこで、本発明は、サスペンションメンバの軽量化と高剛性化を両立させることを目的とする。
本発明に係るサスペンションメンバは、中空形状の本体部と、前記本体部を車体へ直に締結する車体マウント部と、を備え、前記本体部は、車両幅方向の両端に設けられて前後方向に延びる左右一対のサイドレールと、車両幅方向に延びる前後一対のクロスメンバと、を有し、左右一対の前記サイドレール及び前後一対の前記クロスメンバは、一体成形により上面視で四角枠状に繋がっており、前記本体部の内側に、前記本体部の剛性を高める補強部材が設けられていることを特徴とする。
本発明は、サスペンションメンバの軽量化と高剛性化を両立させることができる。
<第1の実施形態>
以下、図1~3を参照しながら、第1の実施形態のサスペンションメンバ10について説明する。以下説明する各図に示す矢印FR、矢印UP、矢印RHは、車両の前方向(進行方向)、上方向、右方向をそれぞれ示している。また、各矢印FR、UP、RHの反対方向は、それぞれ車両後方向、下方向、左方向を示す。以下、単に前後、左右、上下の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両左右方向(車両幅方向)の左右、車両上下方向の上下を示すものとする。
以下、図1~3を参照しながら、第1の実施形態のサスペンションメンバ10について説明する。以下説明する各図に示す矢印FR、矢印UP、矢印RHは、車両の前方向(進行方向)、上方向、右方向をそれぞれ示している。また、各矢印FR、UP、RHの反対方向は、それぞれ車両後方向、下方向、左方向を示す。以下、単に前後、左右、上下の方向を用いて説明する場合は、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両左右方向(車両幅方向)の左右、車両上下方向の上下を示すものとする。
図1は、サスペンションメンバ10の斜視図である。図1に示すように、サスペンションメンバ10は、中空形状の本体部1と、本体部1を不図示の車体へ締結する4箇所の車体マウント部2を備える。
本体部1は、車両幅方向の両端に設けられて前後方向に延びる左右一対の右側サイドレール11及び左側サイドレール12と、車両幅方向に延びる前後一対の前側クロスメンバ13及び後側クロスメンバ14を有する。右側サイドレール11及び左側サイドレール12は、いずれも前端及び後端よりも前後方向中央部が車両幅方向内側に配置されるように上面視で湾曲した形状を有する。右側サイドレール11、左側サイドレール12、前側クロスメンバ13及び後側クロスメンバ14は、いずれも中空形状となっており、一体成形により上面視で四角枠状に繋がっている。
右側サイドレール11は、上下二列に分かれ、中央部に車両幅方向へ貫通する穴15が形成された側面視で環状の形状を有する。前側クロスメンバ13は、右側サイドレール11の穴15より前側の上下二列が接続した部分と左側サイドレール12の穴15より前側の上下二列が接続した部分に繋がっている。後側クロスメンバ14は、右側サイドレール11の穴15より後側の上下二列が接続した部分と左側サイドレール12の穴15より後側の上下二列が接続した部分に繋がっている。
車体マウント部2は、右側サイドレール11の前端及び後端と左側サイドレール12の前端及び後端に配置されている。いずれの車体マウント部2にも、上下方向に貫通するボルト穴2aが形成されている。ボルト穴2aを下から上へ通したボルトが不図示の車体に締結されることによって、サスペンションメンバ10は車体に固定される。車体マウント部2は、ゴムブッシュ等の減衰要素を介することなく車体へ直に結合される。
サスペンションメンバ10には、ディファレンシャルギア、電気モータ、エンジンなどの駆動ユニットが搭載される。なお、搭載される駆動ユニットは、ディファレンシャルギアのみであってもよい。後側クロスメンバ14には、前後方向に貫通する円筒形の貫通孔14aが形成されている。貫通孔14aは、駆動ユニットが締結されるマウント部として用いられる。前側クロスメンバ13の下側には、駆動ユニットが締結される駆動ユニットマウント部13aが設けられている。駆動ユニットは、ゴムブッシュ等の減衰要素を介してサスペンションメンバ10へ結合されてもよいし、ゴムブッシュ等の減衰要素を介さずにサスペンションメンバ10へ直に結合されてもよい。
不図示のディファレンシャルギアは、右側サイドレール11と左側サイドレール12と間に配置される。そして、ディファレンシャルギアから車両幅方向両側へ延びるドライブシャフトは、右側サイドレール11に設けられた穴15と左側サイドレール12に設けられた穴15を通るように配置される。サスペンションメンバ10は、ドライブシャフトの軸周りに環状な形状の右側サイドレール11及び左側サイドレール12を備えることにより、ドライブシャフトから入力される負荷に対して大きな断面二次モーメントを確保できるため、タイヤ回転軸周りの剛性を向上することができる。
右側サイドレール11には、右側のホイールキャリアへ接続する複数本のサスペンションアームが締結される。そして、左側サイドレール12には、左側のホイールキャリアへ接続する複数本のサスペンションアームが締結される。そのため、サスペンションアームからサスペンションメンバ10へアーム軸方向に伝達される荷重は、4箇所の車体マウント部2を介して車体に伝達される。右側サイドレール11及び左側サイドレール12には、サスペンションアームが締結される複数のアーム締結部16が設けられている。サスペンションアームは、ゴムブッシュ等の減衰要素を介してサスペンションメンバ10へ結合されてもよいし、ゴムブッシュ等の減衰要素を介さずにサスペンションメンバ10へ直に結合されてもよい。
サスペンションメンバ10は、ECU(Electronic Control Unit)や車高センサ、スタビライザなどの周辺部品を保持するための締結部17を備える。締結部17は、いずれもネジ穴であり、これらの周辺部品をネジで締結することによって固定できる。これらの周辺部品は、ゴムブッシュ等の減衰要素を介してサスペンションメンバ10へ結合されてもよいし、ゴムブッシュ等の減衰要素を介さずにサスペンションメンバ10へ直に結合されてもよい。
サスペンションメンバ10は、中子を用いた鋳造により一体成形されており、中空形状の右側サイドレール11、左側サイドレール12、前側クロスメンバ13及び後側クロスメンバ14は継ぎ目なく繋がっている。そのため、サスペンションメンバ10は、サイドレールとクロスメンバを溶接などの工法により四角枠状に接合したサスペンションメンバと比較して、接合部における剛性低下が生じないため、剛性を向上させることができる。
なお、サスペンションメンバ10は、このように中子を用いた鋳造により一体成形されているため、サスペンションメンバ10には、鋳造で中空形状を生成するために必要な巾木穴が設けられている。そこで、サスペンションメンバ10では、巾木穴に環状のリブを嵌め込むように配置して補強することによって、巾木穴が設けられた部分の局所的な剛性の低下を防いでいる。
また、サスペンションメンバ10では、サスペンションアームから右側サイドレール11及び左側サイドレール12へアーム軸方向に荷重が加わることにより、車両幅方向へ延びる中空長尺形状の前側クロスメンバ13に対して、折り曲げるように変形させようとする荷重が加わることがある。そこで、サスペンションメンバ10では、図2に示すように、前側クロスメンバ13の内側に補強部材として、リブ13b及びリブ13cを設けている。図2は、図1におけるA-A線断面図である。リブ13bは、前側クロスメンバ13の上側内壁面から下方へ向かって突出し、前側クロスメンバ13の上側内壁面に沿って前側クロスメンバ13の右端から左端まで延びている。リブ13cは、前側クロスメンバ13の後側内壁面から前方へ向かって突出し、前側クロスメンバ13の後側内壁面に沿って前側クロスメンバ13の右端から左端まで延びている。サスペンションメンバ10は、このようにリブ13b及びリブ13cを設けることによって、前側クロスメンバ13を折り曲げるように変形させようとする荷重に対する剛性を向上させることができる。
また、サスペンションメンバ10では、サスペンションアームから右側サイドレール11及び左側サイドレール12へアーム軸方向に荷重が加わることにより、右側サイドレール11及び左側サイドレール12に対して、折り曲げるように変形させようとする荷重が加わることがある。そこで、サスペンションメンバ10では、右側サイドレール11及び左側サイドレール12の内側に補強部材として、内壁18及びリブ19を設けている。図3は、図1におけるB-B線断面図である。図3に示すように、右側サイドレール11及び左側サイドレール12は、穴15より上側の部分と下側の部分が、それぞれ中空形状となっている。そして、断面が十字型に形成された内壁18は、右側サイドレール11及び左側サイドレール12の穴15より上側の部分の内側を車両前後方向へ向かって延びている。リブ19は、右側サイドレール11及び左側サイドレール12の穴15より下側の部分の内壁面から突出するように設けられており、車両前後方向へ向かって延びている。サスペンションメンバ10は、このように内壁18及びリブ19を設けることによって、右側サイドレール11及び左側サイドレール12を折り曲げるように変形させようとする荷重に対する剛性を向上させることができる。
サスペンションメンバ10は、上記のように中空形状の本体部1が一体成形により四角枠状に継ぎ目なく繋がっていることと、前側クロスメンバ13の内側にリブ13b及びリブ13cを設けることと、右側サイドレール11及び左側サイドレール12の内側に内壁18及びリブ19が設けられていることにより、軽量化と高剛性化を両立させることができる。そして、このようにサスペンションメンバ10自体の剛性が向上する上、更に、車体マウント部2でゴムブッシュ等の減衰要素を介することなく車体へ直接締結されるため、車両のボディ剛性を向上させることができる。また、車両のボディ剛性を示すKt値について、Kt値を向上させる必要がない場合は、サスペンションメンバ10の剛性が向上することにより、ボディ骨格部の剛性を低下させても同等のKt値を達成できるため、車体の軽量化や低コスト化が可能となる。
<第2の実施形態>
次に、図4~6を参照しながら、第2の実施形態のサスペンションメンバ20について説明する。図4は、サスペンションメンバ20の斜視図である。図4に示すように、サスペンションメンバ20は、中空形状の本体部7と、本体部7を不図示の車体へ締結する4箇所の車体マウント部8を備える。
次に、図4~6を参照しながら、第2の実施形態のサスペンションメンバ20について説明する。図4は、サスペンションメンバ20の斜視図である。図4に示すように、サスペンションメンバ20は、中空形状の本体部7と、本体部7を不図示の車体へ締結する4箇所の車体マウント部8を備える。
本体部7は、車両幅方向の両端に設けられて前後方向に延びる左右一対の右側サイドレール21及び左側サイドレール22と、前後方向の両端に設けられて車両幅方向に延びる前後一対の前側クロスメンバ23及び後側クロスメンバ24を有する。右側サイドレール21、左側サイドレール22、前側クロスメンバ23及び後側クロスメンバ24は、いずれも中空形状となっており、一体成形により上面視で四角枠状に繋がっている。右側サイドレール21及び左側サイドレール22は、いずれも中央部に車両幅方向へ貫通する穴25が形成された側面視で環状の形状を有する。
車体マウント部8は、右側サイドレール21の前端及び後端と左側サイドレール22の前端及び後端に配置されている。いずれの車体マウント部8にも、上下方向に貫通するボルト穴8aが形成されており、ボルト穴8aを下から上へ通したボルトが不図示の車体に締結されることによって、サスペンションメンバ20は車体に固定される。車体マウント部8は、ゴムブッシュ等の減衰要素を介することなく車体へ直に結合される。
右側サイドレール21には、右側のホイールキャリアへ接続する複数本のサスペンションアームが締結される。そして、左側サイドレール22には、左側のホイールキャリアへ接続する複数本のサスペンションアームが締結される。そのため、右側サイドレール21及び左側サイドレール22には、サスペンションアームが締結されるアーム締結部26が設けられている。サスペンションアームは、ゴムブッシュ等の減衰要素を介してサスペンションメンバ20へ結合されてもよいし、ゴムブッシュ等の減衰要素を介さずにサスペンションメンバ20へ直に結合されてもよい。
サスペンションメンバ20は、中子を用いた鋳造により一体成形されており、中空形状の右側サイドレール21、左側サイドレール22、前側クロスメンバ23及び後側クロスメンバ24は継ぎ目なく繋がっている。そのため、サスペンションメンバ20は、サイドレールとクロスメンバを溶接などの工法により四角枠状に接合したサスペンションメンバと比較して、接合部における剛性低下が生じないため、剛性を向上させることができる。
サスペンションメンバ20では、不図示のサスペンションアームから右側サイドレール21及び左側サイドレール22へアーム軸方向に荷重が加わるため、図4に矢印A1で示すように直線L1を回転軸として捩るように変形させる荷重が加わったり、矢印A2で示すように右側サイドレール21及び左側サイドレール22を折り曲げるように変形させる荷重が加わったりすることがある。
そこで、サスペンションメンバ20では、図5及び図6に示すように、本体部7の内側に補強部材として内壁27及び内壁28を設けている。図5は、図4におけるC-C線断面図である。図6は、図4におけるD-D線断面図である。図5に示すように、内壁27は、右側サイドレール21と前側クロスメンバ23との境界を仕切るように設けられている。そして、内壁27は、左側サイドレール22と前側クロスメンバ23との境界にも同様に設けられている。また、図6に示すように、右側サイドレール21と後側クロスメンバ24との境界を仕切るように内壁28が設けられており、同様に左側サイドレール22と後側クロスメンバ24との境界を仕切るように内壁28が設けられている。サスペンションメンバ20は、このように内壁27及び内壁28を設けることによって、右側サイドレール21及び左側サイドレール22を捩るように変形させる荷重や右側サイドレール21及び左側サイドレール22を折り曲げるように変形させる荷重に対する剛性を向上させることができる。
サスペンションメンバ20は、上記のように中空形状の本体部7が一体成形により四角枠状に継ぎ目なく繋がっていることと、内壁27及び内壁28を設けることにより、軽量化と高剛性化を両立させることができる。そして、このようにサスペンションメンバ20自体の剛性が向上する上、更に、車体マウント部8でゴムブッシュ等の減衰要素を介することなく車体へ直接締結されるため、車両のボディ剛性を向上させることができる。
<実施形態の補足>
本開示のサスペンションメンバは、上述した形態に限定されず、本開示の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。例えば、クロスメンバの数は2本に限定されず、3本以上のクロスメンバを備えていてもよい。
本開示のサスペンションメンバは、上述した形態に限定されず、本開示の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。例えば、クロスメンバの数は2本に限定されず、3本以上のクロスメンバを備えていてもよい。
1,7 本体部、2,8 車体マウント部、2a,8a ボルト穴、10,20 サスペンションメンバ、11,21 右側サイドレール、12,22 左側サイドレール、13,23 前側クロスメンバ、13a 駆動ユニットマウント部、13b,13c リブ、14、24 後側クロスメンバ、14a 貫通孔、15,25 穴、16,26 アーム締結部、17 締結部、18 内壁、19 リブ、27,28 内壁。
Claims (1)
- 中空形状の本体部と、
前記本体部を車体へ直に締結する車体マウント部と、を備え、
前記本体部は、
車両幅方向の両端に設けられて前後方向に延びる左右一対のサイドレールと、
車両幅方向に延びる前後一対のクロスメンバと、を有し、
左右一対の前記サイドレール及び前後一対の前記クロスメンバは、一体成形により上面視で四角枠状に繋がっており、
前記本体部の内側に、前記本体部の剛性を高める補強部材が設けられていることを特徴とするサスペンションメンバ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2022062809A JP2023153497A (ja) | 2022-04-05 | 2022-04-05 | サスペンションメンバ |
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JP2022062809A JP2023153497A (ja) | 2022-04-05 | 2022-04-05 | サスペンションメンバ |
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Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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JP2022062809A Pending JP2023153497A (ja) | 2022-04-05 | 2022-04-05 | サスペンションメンバ |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2023153497A (ja) |
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2022
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
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