JP3864474B2

JP3864474B2 - 車両のクロスメンバ構造

Info

Publication number: JP3864474B2
Application number: JP35197396A
Authority: JP
Inventors: 康宏中島; 勝行小宮
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1996-12-10
Filing date: 1996-12-10
Publication date: 2006-12-27
Anticipated expiration: 2016-12-10
Also published as: JPH10167109A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はサスペンション構成部品を組み付けてなる車両のクロスメンバ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば特開平７−３１５２４５号公報に示されているように、パイプ材からなるクロスメンバにサスペンションアームを組み付け、サブアセンブリとして車体に取り付けるようにした自動車のリヤサスペンション用のサブフレームが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
サスペンション構成部品をクロスメンバに組み付け、サブアセンブリとして車体に取り付ける場合に、クロスメンバ本体はパイプ材のロール成形によって形成することができ、その方がプレス成形によるよりも製造コストが安くなり、部品点数も少なくてすむ。ところが、そのようにクロスメンバ本体をパイプ材により形成してそれにサスペンション構成部品を取り付けて車体後部に配置しようとしたとき、車体後部には通常、スペアタイヤパンがあり、スペアタイヤパンの前方にはリヤシートがあり、また、リヤシートの下方に燃料タンクが配置されることもあって、そのような場合、サスペンション構成部品を組み込む上記クロスメンバの取り付け位置はスペアタイヤパンとリヤシートとの間ということになる。そして、この車体後部というのは、後突すなわち車両が後方からの衝突による衝撃を受けた時に、サイドフレームの後部が潰れスペアタイヤパンが潰れることによって衝撃を吸収する必要があるが、その際、スペアタイヤパンの前方で例えば燃料タンクとの間に上記クロスメンバが配置されていると、後突による衝撃を吸収するよう車体後部が潰れたときにクロスメンバが前方に押されて燃料タンクに当たるので、燃料タンクが破損しないよう対策を講ずることが必要となる。
【０００４】
したがって、クロスメンバ本体にサスペンション構成部品を組み込んでサブアセンブリとして車体に取り付ける場合の、後突時の衝撃でクロスメンバが前方移動することによる燃料タンク等の車体搭載部品の損傷を防止することが課題である。本発明は上記課題を解決することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するための車体のクロスメンバ構造を提供するもので、サスペンション構成部品を組み込んでサブアセンブリとして車体に取り付けるためのクロスメンバ本体を、パイプ材により構成し平面視にて車体前方側に開く略Ｕ字形状の第１のメンバ部材と、第１のメンバ部材の車幅方向両側を略車体前後方向に延びる各側方部分の途中に固定されてこれら両側方部分間を連結する第２のメンバ部材とからなり、少なくとも第１のメンバ部材の両側方部分の前端部にて車体サイドフレームに取り付けられるものとし、かつ、そのクロスメンバ本体の第１のメンバ部材の両側方部分を、第２のメンバ部材が固定された位置より車体前後方向の前方側に前方外方へ向け湾曲する湾曲部を構成するとともにその湾曲部に接続し車体前方側の車体搭載部品に対向して斜め前方外方へ傾斜する斜面部を構成するものとして、その両側方部分の湾曲部にサスペンションのダンパーの一端を取り付けるダンパー取付ブラケットを固定した。
【０００６】
本発明の上記構成によれば、クロスメンバ本体は湾曲部が第１のメンバ部材の両側方部分間を連結する第２のメンバ部材の固定位置から外れた位置にあるため溶接等による固定部分と曲げ部分が重なることがなくて、製造が容易であり、また、クロスメンバ本体が前方部が湾曲して外方へ開く形状であるため車体前方側に配置される燃料タンク等車体搭載部品との干渉を防ぐことができ、車体搭載部品の容量を大きくとれる。また、後突による衝撃で車体後部が潰れてクロスメンバ本体が前方に押された時にクロスメンバ本体は前方の車体搭載部品に対し第２のメンバ部材の斜面部にて当たることにより衝撃が和らげられるとともに、クロスメンバ本体は衝撃により変形しやすい湾曲部がダンパー取付ブラケットによって補強されていることによりそれ自体の破損が防止され、クロスメンバ自体の破損部が車体搭載部品を突き破るのが回避できて、後突時のクロスメンバによる車体搭載部品の破損が確実に防止される。なお、ダンパー取付ブラケットをこのような前方位置に取り付けることは、ダンパーがコイルスプリングから離れた配置となりストロークも短くなってダンパー機能上は必ずしも有利とはならないが、ダンパーとコイルスプリングとを別配置とすることによってサスペンションの高さ寸法を低減し車体フロアを下げることを可能とする。
【０００７】
上記構成は、サスペンションのサスペンションアームの長さ寸法を確保する上でも有利である。すなわち、クロスメンバ本体の略Ｕ字形状をなす第１のメンバ部材は第２のメンバ部材が固定された位置より前方側で前方外方へ向け湾曲するため、サスペンションのラテラルリンクを第２のメンバ部材の固定位置の近傍にブラケットを介して取り付けるようにでき、そうすることによりラテラルリンクの長さを長くでき、サスペンション性能上必要な寸法の確保が容易となる。また、ダンパー取付ブラケットは、クロスメンバ本体に取り付けられる全てのサスペンションアームの取付ブラケットよりも車体前後方向の前方に配置するのがよく、そうすることによりラテラルリンク以外のサスペンションアームについても必要な長さを確保することが容易となる。
【０００８】
また、上記クロスメンバ構造は、サスペンションが、車体前後方向に延び一端が上下方向揺動可能に車体に取り付けられ他端が車輪支持部材に対し前後方向の力および車輪回転方向の回転力を伝達可能に構成されたスイングアームと、互いに独立して車幅方向に延びる前記ラテラルリンクを含む３本のラテラルリンクと、ダンパーと、ダンパーと別配置のコイルスプリングと、クロスメンバ本体に固定されたスプリングシートとラテラルリンクの内の一本の中間部との間に圧縮保持されるコイルスプリングとを備え、スイングアームは車輪支持部材の車体に対する車幅方向の変位を許容する板材から構成され、各ラテラルリンクの一端は車輪支持部材に他端はクロスメンバ本体に固定されたそれぞれのブラケットに枢着手段を介して回転可能に取り付けられ、ダンパーは一端が車輪支持部材に他端がクロスメンバ本体に固定されたブラケットにそれぞれ枢着部材を介して回転可能に取り付けられたものである場合に好適であり、その場合、サスペンションをコンパクトに形成でき特に高さ寸法を抑えて車体フロアを低くすることが可能となり、かつ、サスペンション構成部品を全てクロスメンバに組み付けてサブアセンブリとしてまとめて車体に取り付けるようにでき、サスペンションの搭載が容易となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図４は本発明による車両のクロスメンバ構造の一例を示している。図１は車体上方側から見た構造図、図２は車体前方側から見た構造図（図１のＡ矢視図）図３は車体右側方側から見た構造図（図１のＢ矢視図）であり、図４はリヤサスペンションをクロスメンバに組み込んでなるサブアセンブリの単体構造を一部省略して車体前方右斜め上側から見た斜視図である。
【００１１】
図１〜図４において、１はクロスメンバ本体である。このクロスメンバ本体１はパイプ材を平面視にて車体前方側に開く略Ｕ字形状にロール成形してなる第１のメンバ部材２と、略真っすぐなパイプ材からなり第１のメンバ部材２の車幅方向両側を略車体前後方向に延びる両側方部分２ａ，２ｂ間を連結するよう両端が各側方部分２ａ，２ｂの途中に溶接固定された第２のメンバ部材（フロントパイプ）３とからなるもので、第１のメンバ部材２の両側方部分２ａ，２ｂの前端部にゴムブッシュ４，５が貫挿固定され、これらゴムブッシュ４，５の部分でボルト（図示せず）により車体サイドフレーム６，７の後部に取り付けられるよう構成されている。
【００１２】
また、この例は、クロスメンバ本体１が取り付けられる車体後部のクロスメンバ本体１と平面視にて一部重なる後方位置にスペアタイヤパン８が配設され、クロスメンバ本体１の直前方に燃料タンク９が配設されるものである。そして、クロスメンバ本体１は、第１のメンバ部材２の両側方部分２ａ，２ｂが、第２のメンバ部材３が固定された位置より車体前後方向の前方側に外方へ向け湾曲する湾曲部２ｃ，２ｄを構成するとともにその湾曲部２ｃ，２ｄに接続して斜め前外方へ傾斜する斜面部２ｅ，２ｆを構成するものとなっている。
【００１３】
また、図１〜図４において、１０はサスペンション（リヤサスペンション）であって、スイングアーム１１と、第１のロアアーム（ラテラルリンク）１２，アッパーアーム（ラテラルリンク）１３および第２のロアアーム（ラテラルリンク）１４の３本のラテラルリンクと、別配置とされたダンパー１５およびコイルスプリング１６とから構成されている。
【００１４】
スイングアーム１１は上下に巾広の板形状で車体前後方向に延び、前端は車体サイドフレーム６，７に固定されたブラケット１７を介して車幅方向の水平軸まわりに回動可能に取り付けられるものとされ、後端は車輪支持部材（ホイールサポート）１８にボルト１９によって固定されている。スイングアーム１１の前端にはゴムブッシュ２０が設けられている。そして、ゴムブッシュ２０が車体側の上記ブラケット１７に回動可能に取り付けられる。
【００１５】
第１のロアアーム１２は略車幅方向に延び、一端は略車体前後方向の水平軸まわりに回動可能にゴムブッシュ２１を介して車軸支持部材１８に取り付けられ、他端はクロスメンバ本体１の第２のメンバ部材３に固定されたブラケット２２ａ，２２ｂに、略車体前後方向の水平軸まわりに回動可能にゴムブッシュ２３を介して取り付けられている。
【００１６】
アッパーアーム１３は、一端がゴムブッシュ２４を介して車輪支持部材１８に略車体前後方向の水平軸まわりに回動可能に取り付けられ、他端がクロスメンバ本体１の第１のメンバ部材２に固定されたブラケット２５ａ，２５ｂに略車体前後方向の水平軸まわりに回動可能にゴムブッシュ２６を介して取り付けられている。アッパーアーム１３の他端が取り付けられる上記ブラケット２５ａ，２５ｂは、クロスメンバ本体１の第１のメンバ部材２の両側方部分２ａ，２ｂの第２のメンバ部材３が固定された位置の近傍に固定されている。
【００１７】
第２のロアアーム１４は、一端がゴムブッシュ２７を介して車輪支持部材１８に略車体前後方向の水平軸まわりに回動可能に取り付けられ、他端がクロスメンバ本体１の第１のメンバ部材２後端のクロスパイプ部分２ｇに固定されたブラケット２８ａ，２８ｂに略車体前後方向の水平軸まわりに回動可能にゴムブッシュ２９を介して取り付けられている。
【００１８】
ダンパー１５は、上下方向に延びて、下端は車輪支持部材１８に車幅方向の水平軸まわりに回動可能に取り付けられ、上端はクロスメンバ本体１の第１のメンバ部材２の両側方部分２ａ，２ｂに回転変位可能なようそれら両側方部分２ａ，２ｂに固定されたブラケット（ダンパー取付ブラケット）３０ａ，３０ｂにブッシュ３１を介して取り付けられている。ダンパー１５の上端が取り付けられる上記ブラケット３０ａ，３０ｂは、クロスメンバ本体１の第１のメンバ部材２の両側方部分２ａ，２ｂの湾曲部２ｃ，２ｄに固定されたものである。
【００１９】
コイルスプリング１６は、上下方向に延びて、下端が車幅方向両側の第２のロアアーム１４の中間部に当接支持され、上端がクロスメンバ本体１の第１のメンバ部材２の両側方部分２ａ，２ｂの後端部に固定されたスプリングシート３２ａ，３２ｂに当接支持され、それら第２のロアアーム１４とスプリングシート３２ａ，３２ｂの間に伸縮自在に圧縮保持されている。そして、各スプリングシート３２ａ，３２ｂには、車体外方側にてそれぞれの側の車体サイドフレーム６，７にボルト固定によって取り付けられる第１の取付部（ゴムブッシュ）３３が設けられるとともに、各コイルスプリング１６との当接部を挟んで第１の取付部３３と略対向する側にて両車体サイドフレーム６，７間を連結するよう配置されたフレーム連結部材（Ｎｏ．４クロス）３４にボルト固定によって取り付けられる第２の取付部（ゴムブッシュ）３５が設けられている。また、スプリングシート３２ａ，３２ｂは、クロスメンバ本体１の第１のメンバ部材２の両側方部分２ａ，２ｂへの固定部が、両側方部分２ａ，２ｂの軸方向に所定の幅を持つとともに、コイルスプリング１６との当接部に対し角度をなして車体前後方向の後方に向け下方に傾斜した二つ折れの斜面３６ａ，３６ｂを構成している。
【００２０】
図１および図２において、４１はデファレンシャルであり、４２はドライブシャフトを示す。また、４３は排気管である。クロスメンバ本体１の第１のメンバ部材２の車幅方向両側を略車体前後方向に延びる両側方部分２ａ，２ｂはドライブシャフト４２を跨ぐよう側面視にて車体前後方向の中央部が上方に持ち上がり、また、第２のメンバ部材３はデファレンシャル４１と干渉しないよう車幅方向の中央部が上方に持ち上がった形状となっている。
【００２１】
上記サスペンション１０は、構成部品の一部について図示を省略しているが、車体後部において左右対称となるようクロスメンバ本体１に組み付けられらるものである。
【００２２】
なお、上記構成はクロスメンバ本体の直前方に燃料タンクが配設されている場合であるが、燃料タンクに代わる車体搭載部品（リヤシートを含む）がこの位置にある場合でも同様のクロスメンバ構造を適用でき、クロスメンバ本体の第１のメンバ部材により構成する斜面部をその車体搭載部品に対向して斜め前方外方へ傾斜するものとすることができるものである。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、パイプ材により構成したクロスメンバ本体にサスペンション構成部品を組み込んでサブアセンブリとして車体に取り付けるものにおいて、後突による衝撃でクロスメンバ本体が前方移動した時でもクロスメンバ本体は前方の車体搭載部品に対し斜面部にて当たることにより衝撃を和らげるとともに、変形しやすい湾曲部をダンパー取付ブラケットにより補強していることによってそれ自体の破損を防止し、燃料タンク等車体搭載部品が破損するのを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるクロスメンバ構造の車体上方側から見た構造図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】図１のＢ矢視図である。
【図４】同上クロスメンバ構造におけるリヤサスペンションとクロスメンバとのサブアセンブリの斜視図である。
【符号の説明】
１クロスメンバ本体
２第１のメンバ部材
２ａ，２ｂ側方部分
２ｃ，２ｄ湾曲部
２ｅ，２ｆ斜面部
３第２のメンバ部材
６，７車体サイドフレーム
８スペアタイヤパン
９燃料タンク（車体搭載部品）
１０サスペンション
１１スイングアーム
１２第１のロアアーム（ラテラルリンク）
１３アッパーアーム（ラテラルリンク）
１４第２のロアアーム（ラテラルリンク）
１５ダンパー
１６コイルスプリング
１８車輪支持部材
３２ａ，３２ｂスプリングシート

Claims

パイプ材により構成された平面視にて車体前方側に開く略Ｕ字形状の第１のメンバ部材と、車幅方向両側を前記第１のメンバ部材の略車体前後方向に延びる各側方部分の途中に固定されてこれら両側方部分間を連結する第２のメンバ部材とからなり、少なくとも前記第１のメンバ部材の両側方部分の前端部にて前記車体サイドフレームに取り付けられるクロスメンバ本体を備えた車両のクロスメンバ構造であって、
前記第１のメンバ部材の両側方部分は前記第２のメンバ部材が固定された位置より車体前後方向の前方側に前方外方へ向け湾曲する湾曲部を構成するとともに該湾曲部に接続し車体前方側の車体搭載部品に対向して斜め前方外方へ傾斜する斜面部を構成し、該両側方部分の湾曲部にはサスペンションのダンパーの一端を取り付けるダンパー取付ブラケットが固定されたことを特徴とする車両のクロスメンバ構造。
前記第１のメンバ部材の両側方部分の前記第２のメンバ部材が固定された位置の近傍に、サスペンションのラテラルリンクの一端を取り付けるラテラルリンク取付ブラケットが固定された請求項１記載の車両のクロスメンバ構造。
前記ダンパー取付ブラケットは、前記クロスメンバ本体に取り付けられる全てのサスペンションアーム取付ブラケットよりも車体前後方向の前方に位置する請求項１または２記載の車両のクロスメンバ構造。
前記車体搭載部品が燃料タンクである請求項１，２または３記載の車両のクロスメンバ構造。
前記サスペンションは、車体前後方向に延び一端が上下方向揺動可能に車体に取り付けられ他端が車輪支持部材に対し前後方向の力および車輪回転方向の回転力を伝達可能に構成されたスイングアームと、互いに独立して車幅方向に延びる前記ラテラルリンクを含む３本のラテラルリンクと、ダンパーと、該ダンパーと別配置のコイルスプリングと、前記クロスメンバ本体に固定されたスプリングシートと前記ラテラルリンクの内の１本の中間部との間に圧縮保持されるコイルスプリングとを備え、前記スイングアームは前記車輪支持部材の車体に対する車幅方向の変位を許容する板材から構成され、各ラテラルリンクの一端は前記車輪支持部材に他端は前記クロスメンバ本体に固定されたそれぞれのブラケットに枢着手段を介して回転可能に取り付けられ、前記ダンパーは一端が前記車輪支持部材に他端が前記クロスメンバ本体に固定されたブラケットにそれぞれ枢着部材を介して回転可能に取り付けられた請求項１，２，３または４記載の車両のクロスメンバ構造。