JP4051554B2 - サスペンションクロスメンバ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サスペンションクロスメンバに係り、詳しくは、二股に分岐して延びる両端に一対のロアアームの前側アームと後側アームとがそれぞれ連結される構成のサスペンションクロスメンバの構造に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
モノコック構造からなる車体では、特に入力の大きいフロントサスペンションの配設部位の強度及び剛性を増すため、車両幅方向に渡すようにしてサスペンションクロスメンバを車体下面に配設するようにしている。
サスペンションクロスメンバの左右両端には、車輪（前輪）を支持するロアアームの前側アームと後側アームとがそれぞれ連結されるため、また周辺にトランスミッション等種々の機器が配設されるため、当該左右両端は一般には分岐基端部で二股に分岐した形状を呈しており、分岐した車両前方部分に前側アームが連結部材を介して連結され、車両後方部分に後側アームが連結部材を介して連結されている。
【０００３】
そして、サスペンションクロスメンバでは、軽量化等の理由から、通常アッパメンバプレートとロアメンバプレートとを重ね合わせて周縁を接合した閉断面構造が採用されている。
両端が二股に分岐した形状のサスペンションクロスメンバにおいては、車両の制動時等においてロアアームから前側アーム及び後側アームを介して車両後方に向かう入力があると、分岐基端部近傍を中心として車両前方部分や車両後方部分を回転させようとする様々な回転力が作用する。故に、アッパメンバプレートとロアメンバプレートとを重ね合わせた構造では、このように、二股に分岐した車両前方部分と車両後方部分とに分岐基端部近傍を中心とする回転力が作用すると、大きなモーメントの作用する車両前方部分の付け根部位と車両後方部分の付け根部位とが過度の入力により曲げ変形を起こす可能性がある。
【０００４】
そこで、分岐した車両前方部分の付け根部位と車両後方部分の付け根部位の剛性を高めるべく、これら車両前方部分の付け根部位と車両後方部分の付け根部位とに補強用のバルクヘッドをそれぞれ独立に介装し接合する技術が開発されている（特許文献１参照）。
また、最近では、さらなる軽量化等を図るため、両端の二股に分岐した分岐基端部近傍でアッパメンバプレートとロアメンバプレートとを接合せず乖離して開口させ、ロアアームの後側アームについては当該開口から挿入し、閉断面の内部で連結部材を設けずにアッパメンバプレートとロアメンバプレートとで直接挟み込むように連結する構造が採用されつつあり、係る構造においては、上記問題は顕著である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２７０８３７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記車両前方部分や車両後方部分を回転させようとする様々な回転力は、車両前方部分や車両後方部分に一定の幅があるため、分岐基端部近傍、即ち分岐基端部からある程度離れたところを中心に作用する。故に、分岐基端部では車両前方部分を回転させようとする力と車両後方部分を回転させようとする力とが重なり、応力集中が生じる。
【０００７】
特に、上記特許文献１に開示されるサスペンションクロスメンバのように、車両前方部分の付け根部位と車両後方部分の付け根部位とにそれぞれ独立にバルクヘッドを設けると、車両前方部分と車両後方部分の各々については変形が防止されるものの、その反面、分岐基端部に過大な応力集中が発生するという問題がある。
【０００８】
とりわけ、スペース等の関係からロアアームの前側アームの取付け点は分岐基端部から遠く離れる傾向にあり、車両前方部分を回転させようとする力により生じる応力集中が問題である。
このように、分岐基端部に過大な応力集中が起こると、例えば分岐基端部に亀裂が生じ、疲労破壊等を引き起こすおそれがあり好ましいことではない。
【０００９】
この場合、アッパメンバプレートとロアメンバプレートとの板厚を厚くすることも考えられるが、コストアップや重量増に繋がり現実的ではない。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、アッパメンバプレートとロアメンバプレートとが閉断面を形成するよう周縁で接合されて一体に構成されるとともに両端が車両前後方向前側の車両前方部分と後側の車両後方部分とに分岐基端部で二股に分岐して延び、車輪を支持する一対のロアアームの前側アームの支持点を上記車両前方部分にそれぞれ有するとともに後側アームの支持点を上記車両後方部分にそれぞれ有したサスペンションクロスメンバにおいて、簡単な構成にして分岐基端部での応力集中を低減したサスペンションクロスメンバを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項１のサスペンションクロスメンバでは、アッパメンバプレートとロアメンバプレートとが閉断面を形成するよう周縁で接合されて一体に構成されるとともに両端が車両前後方向前側の車両前方部分と後側の車両後方部分とに分岐基端部で二股に分岐して延び、車輪を支持する一対のロアアームの前側アームの支持点を前記車両前方部分にそれぞれ有するとともに後側アームの支持点を前記車両後方部分にそれぞれ有し、車体下面に車両幅方向に延びて取り付けられるサスペンションクロスメンバにおいて、前記アッパメンバプレートと前記ロアメンバプレートとの間に、前記後側アームの支持点よりも車両幅方向内側に設けられ、一端が前記分岐基端部の近傍で前記アッパメンバプレートと前記ロアメンバプレートと接合され、他端が前記アッパメンバプレートの内面及び前記ロアメンバプレートの内面に沿い車両前後方向後側に向けて延び且つこれらアッパメンバプレートとロアメンバプレートとに接合されてなる第１のバルクヘッドと、前記前側アームの支持点よりも車両幅方向内側に設けられ、一端が前記分岐基端部の近傍で前記第１のバルクヘッドと接合され、他端が前記アッパメンバプレートの内面及び前記ロアメンバプレートの内面に沿い車両前後方向前方に向けて延び且つこれらアッパメンバプレートとロアメンバプレートと接合されてなる第２のバルクヘッドとを備えたことを特徴としている。
【００１１】
従って、アッパメンバプレートやロアメンバプレートの撓みや凹みが防止されるとともに、ロアアームに車両後方に向かう入力があり、前側アームを介して車両前方部分を後方へ回転させようとする回転力が作用しても、二股に分岐する車両前方部分の付け根部位に、一端が分岐基端部の近傍で第１のバルクヘッドに接合される第２のバルクヘッドを渡すことにより、車両前方部分の回転力が第２のバルクヘッドを介して圧縮力（突張力）として第１のバルクヘッドに作用することになり、車両前方部分の回転が抑制されて分岐基端部に掛かる力が緩和され、分岐基端部における応力集中が低減する。
【００１２】
また、請求項２のサスペンションクロスメンバでは、アッパメンバプレートとロアメンバプレートとが車両前後方向前側の車両前方部分と後側の車両後方部分とに二股に分岐して延びる両端の分岐基端部近傍でそれぞれ乖離して開口し且つ該開口する部分を除き閉断面を形成するよう周縁で接合されて一体に構成され、車輪を支持する一対のロアアームの前側アームの支持点を前記車両前方部分に前記閉断面の外部に位置してそれぞれ有するとともに前記開口から挿入される後側アームの支持点を前記車両後方部分に前記閉断面の内部に位置してそれぞれ有し、車体下面に車両幅方向に延びて取り付けられるサスペンションクロスメンバにおいて、前記アッパメンバプレートと前記ロアメンバプレートとの間に、前記後側アームの支持点よりも車両幅方向内側に設けられ、周縁が前記開口の前記前側アーム側の乖離開始点から前記アッパメンバプレートの内面及び前記ロアメンバプレートの内面に沿い車両前後方向後側に向けて延び且つこれらアッパメンバプレートとロアメンバプレートとに接合されてなる第１のバルクヘッドと、前記前側アームの支持点よりも車両幅方向内側に設けられ、一端が前記分岐基端部の近傍で前記第１のバルクヘッドと接合され、他端が前記アッパメンバプレートの内面及び前記ロアメンバプレートの内面に沿い車両前後方向前方に向けて延び且つこれらアッパメンバプレートとロアメンバプレートと接合されてなる第２のバルクヘッドとを備えたことを特徴としている。
【００１３】
即ち、アッパメンバプレートとロアメンバプレートとの間には、二股に分岐する車両後方部分の付け根部位に、開口の前側アーム側の乖離開始点、即ち分岐基端部近傍からアッパメンバプレートの内面及びロアメンバプレートの内面に沿って車両前後方向後側に延びる第１のバルクヘッドが介装され、車両前方部分の付け根部位に、一端が分岐基端部の近傍で第１のバルクヘッドに接合され、他端がアッパメンバプレートの内面及びロアメンバプレートの内面に沿い車両前後方向前方に延びる第２のバルクヘッドが介装されている。
【００１４】
従って、アッパメンバプレートやロアメンバプレートの撓みや凹みが防止されるとともに、ロアアームに車両後方に向かう入力があり、前側アームを介して車両前方部分を後方へ回転させようとする回転力が作用しても、車両前方部分の回転力が第２のバルクヘッドを介して圧縮力（突張力）として第１のバルクヘッドに作用することになり、車両前方部分の回転が抑制されて分岐基端部近傍に位置する乖離開始点に掛かる力が緩和され、乖離開始点における応力集中が低減する。
【００１５】
これにより、例えば乖離開始点におけるアッパメンバプレートとロアメンバプレートとの接合の剥がれが防止される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るサスペンションクロスメンバの実施形態を添付図面に基づき説明する。
図１には、本発明に係るサスペンションクロスメンバの上視図が示されており、図２には図１の矢視Ａ方向から視た本発明に係るサスペンションクロスメンバの車両幅方向左側部分の斜視図が示されている。さらに、図３には図１の矢視Ｂ方向から視た本発明に係るサスペンションクロスメンバの側面図が示され、図４には図１の矢視Ｃ方向から視た本発明に係るサスペンションクロスメンバの内部構造が示されている。
【００１７】
サスペンションクロスメンバ１は、フロントサスペンションの配設される部位の車体強度及び車体剛性を増すため、車両幅方向に渡すようにして車体下面（例えば、一対のサイドメンバ下面）に配設される部材である。故に、サスペンションクロスメンバ１の両側には、車両前方側に鋼材からなる支持部材２，３を介して一対の車体連結部材４，５がメンバ本体２０に溶接して設けられ、車両後方側に車体連結部材６，７がメンバ本体２０に溶接して設けられている。
【００１８】
車体連結部材４，５，６，７は例えば金属ワッシャからなり、サスペンションクロスメンバ１は、車体連結部材４，５，６，７にボルトを通すことによって車体下面に取り付けられる。
詳しくは、メンバ本体２０は、トランスミッション等種々の機器の配設スペース等の関係から、車両幅方向の左右両端が、車両前方部分３０，３１と車両後方部分３２，３３のように二股に分岐しており、車体連結部材４，５の支持部材２，３については車両前方部分３０，３１に、車体連結部材６，７については車両後方部分３２，３３の先端にそれぞれ溶接されている。
【００１９】
図２、図３に示すように、メンバ本体２０は、厚板鋼板からなるアッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３とから構成されている。詳しくは、メンバ本体２０は、アッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３とが周縁フランジ２４，２５において重ね合わされ、開口２７，２８の部分を除いて周縁フランジ２４，２５が互いに溶接され、アッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３とで閉断面を形成するように構成されている。
【００２０】
そして、車両前方部分３０，３１には、車輪ＷL，ＷRを支持するロアアーム１００，１０１の前側アーム１０２，１０３を連結するアーム連結ブラケット８，９が溶接されている。
また、図２、図３に示すように、車両後方部分３２，３３には、ロアメンバプレート２３上に位置してロアアーム１００，１０１の後側アーム１０４，１０５を連結するアーム連結孔１０，１１が設けられている。つまり、前側アーム１０２，１０３のアーム連結ブラケット８，９についてはメンバ本体２０の外部に設けられている一方、後側アーム１０４，１０５のアーム連結孔１０，１１については、アッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３からなる閉断面の内部に設けられている。即ち、後側アーム１０４，１０５については、上記開口２７，２８からアッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３からなる閉断面の内部に挿入されてアーム連結孔１０，１１においてメンバ本体２０と連結される。
【００２１】
開口２７，２８は、二股に分岐した車両前方部分３０，３１と車両後方部分３２，３３の分岐基端部Ｐ近傍（図１中○で囲った範囲）から車両後方部分３２，３３の先端に向けて周縁フランジ２４，２５が乖離するようにして形成されている。つまり、メンバ本体２０は、分岐基端部Ｐ近傍に位置する周縁フランジ２４と周縁フランジ２５との乖離開始点Ｇから車両後方部分３２，３３の先端の車体連結部材６，７近傍までの間において開口している。
【００２２】
なお、開口２７，２８は、乖離開始点Ｇから徐々に開口寸法が大きくなるように傾斜面を有して開口している。
一方、アッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３間の後側アーム１０４，１０５の連結点であるアーム連結孔１０，１１よりも車両幅方向内側には、前端４１が上記乖離開始点Ｇに位置し、周縁が当該乖離開始点Ｇからアッパメンバプレート２２の内面及びロアメンバプレート２３の内面に沿って車両前後方向後側に向けて延び、後端４２がメンバ本体２０の後壁３５と当接するようにして厚板鋼板製のバルクヘッド（第１のバルクヘッド）４０，４０がそれぞれ介装されている。
【００２３】
つまり、車両後方部分３２，３３の付け根部位にバルクヘッド４０，４０が渡されている。
詳しくは、バルクヘッド４０には、後端４２を除き、乖離開始点Ｇに対応する前端４１からアッパメンバプレート２２及びロアメンバプレート２３に沿うように連続し且つ開口２７，２８に向けて周縁フランジ４３が形成されており、バルクヘッド４０は、前端４１に対応する当該周縁フランジ４３の先端４１ａが上記乖離開始点Ｇに位置するように設けられている。
【００２４】
バルクヘッド４０の後端４２はメンバ本体２０の後壁３５に溶接され、周縁フランジ４３は所定位置においてアッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３とにそれぞれ溶接されている。
このようにバルクヘッド４０が乖離開始点Ｇからアッパメンバプレート２２の内面及びロアメンバプレート２３の内面に沿って車両前後方向後側に向けて延び、アッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３に溶接されていると、分岐基端部Ｐ近傍とメンバ本体２０の後壁３５の内面との間、即ち車両後方部分３２，３３の付け根部位が補強され、剛性が向上することになり、図１に白抜き矢印で示すように車輪ＷL，ＷRから入力Ｆが作用し、当該入力Ｆの分力がロアアーム１００，１０１の後側アーム１０４，１０５を介して車両後方部分３２，３３に作用しても、当該車両後方部分３２，３３の変形が防止される。
【００２５】
また、アッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３間には、さらに、図４に示すように前端５１が乖離開始点Gの近傍でバルクヘッド４０，４０と溶接され、周縁がアッパメンバプレート２２の内面及びロアメンバプレート２３の内面に沿って車両前後方向前側に向けて延び且つ後端５２がメンバ本体２０の前壁３４に溶接されるようにして厚板鋼板製のバルクヘッド（第２のバルクヘッド）５０，５０がそれぞれ介装されている。
【００２６】
つまり、車両前方部分３０，３１の付け根部位にバルクヘッド５０，５０がバルクヘッド４０，４０から滑らかに連続するように渡されている。
このように、バルクヘッド５０，５０がバルクヘッド４０，４０から滑らかに連続するように配設されていると、ロアアーム１００，１０１に上記入力Ｆがあり、前側アーム１０２，１０３を介して車両前方部分３０，３１に矢印で示すような分力、即ち回転力Ｆ’が分岐基端部Ｐ近傍回りで生じても、回転力Ｆ’がバルクヘッド５０を介して圧縮力（突張力）としてバルクヘッド４０に作用することになり、車両前方部分３０，３１の回転が抑制されて分岐基端部Ｐに掛かる力が緩和され、分岐基端部Ｐにおける応力集中が低減される。
【００２７】
なお、車両後方部分３２，３３に回転力が生じても、当該回転力がバルクヘッド４０を介して圧縮力（突張力）としてバルクヘッド５０に作用することになり、やはり分岐基端部Ｐに掛かる力が緩和され、分岐基端部Ｐにおける応力集中が低減される。
これにより、アッパメンバプレート２２やロアメンバプレート２３の板厚を厚くすることなくコスト低減と計量化とを図りながら、簡単な構成にして、例えば分岐基端部Ｐに亀裂が生じないようにでき、疲労破壊等を防止することができる。
【００２８】
本実施形態の場合には、特に、開口２７，２８の乖離開始点Ｇに掛かる力を緩和できることになり、乖離開始点Ｇにおけるアッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３との溶接剥がれを防止することができる。
また、バルクヘッド４０とバルクヘッド５０とをアッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３との間に介装したことにより、メンバ本体２０に車両上下方向で力が作用したとしても、アッパメンバプレート２２やロアメンバプレート２３が撓んだり凹んだりすることが防止される。
【００２９】
以上で本発明に係るサスペンションクロスメンバの実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、バルクヘッド４０とバルクヘッド５０とを別体としているが、可能であればこれらは一体であってもよい。
また、上記実施形態では、サスペンションクロスメンバ１が開口２７，２８を有する場合について説明したが、開口２７，２８を有さず、周縁フランジ２４，２５が全周に亘り溶接され、アッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３とで完全に閉断面の形成されたサスペンションクロスメンバであっても本発明を好適に適用可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の請求項１のサスペンションクロスメンバによれば、アッパメンバプレートとロアメンバプレートとの間に、一端が分岐基端部の近傍でアッパメンバプレートとロアメンバプレートと接合され、他端がアッパメンバプレートの内面及びロアメンバプレートの内面に沿い車両前後方向後側に向けて延び且つこれらアッパメンバプレートとロアメンバプレートとに接合されてなる第１のバルクヘッドと、一端が分岐基端部の近傍で第１のバルクヘッドと接合され、他端がアッパメンバプレートの内面及びロアメンバプレートの内面に沿い車両前後方向前方に向けて延び且つこれらアッパメンバプレートとロアメンバプレートと接合されてなる第２のバルクヘッドとを備えるようにしたので、アッパメンバプレートやロアメンバプレートの撓みや凹みを防止できるとともに、ロアアームに車両後方に向かう入力があり、前側アームを介して車両前方部分を後方へ回転させようとする回転力が作用しても、車両前方部分の回転力を第２のバルクヘッドを介して圧縮力（突張力）として第１のバルクヘッドに作用させるようにでき、分岐基端部に掛かる力を緩和でき、分岐基端部における応力集中を低減させることができる。
【００３１】
これにより、アッパメンバプレートやロアメンバプレートの板厚を厚くすることなくコスト低減と計量化とを図りながら、簡単な構成にして、例えば分岐基端部に亀裂が生じないようにでき、疲労破壊等を防止することができる。
また、請求項２のサスペンションクロスメンバによれば、アッパメンバプレートとロアメンバプレートとの間に、開口の前側アーム側の乖離開始点、即ち分岐基端部近傍からアッパメンバプレートの内面及びロアメンバプレートの内面に沿って車両前後方向後側に延びる第１のバルクヘッドと、一端が分岐基端部の近傍で第１のバルクヘッドに接合され、他端がアッパメンバプレートの内面及びロアメンバプレートの内面に沿い車両前後方向前方に延びる第２のバルクヘッドとを備えるようにしたので、アッパメンバプレートやロアメンバプレートの撓みや凹みを防止できるとともに、ロアアームに車両後方に向かう入力があり、前側アームを介して車両前方部分を後方へ回転させようとする回転力が作用しても、車両前方部分の回転力を第２のバルクヘッドを介して圧縮力（突張力）として第１のバルクヘッドに作用させるようにでき、分岐基端部近傍に位置する乖離開始点に掛かる力を緩和でき、乖離開始点における応力集中を低減させることができる。
【００３２】
これにより、簡単な構成にして、例えば乖離開始点におけるアッパメンバプレートとロアメンバプレートとの接合の剥がれを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るサスペンションクロスメンバの上視図である。
【図２】図１の矢視Ａ方向から視た本発明に係るサスペンションクロスメンバの車両幅方向左側部分の斜視図である。
【図３】図１の矢視Ｂ方向から視た本発明に係るサスペンションクロスメンバの側面図である。
【図４】図１の矢視Ｃ方向から視た本発明に係るサスペンションクロスメンバの内部構造図である。
【符号の説明】
１ サスペンションクロスメンバ
８，９ アーム連結ブラケット
１０，１１ アーム連結孔
２０ メンバ本体
２２ アッパメンバプレート
２３ ロアメンバプレート
３０，３１ 車両前方部分
３２，３３ 車両後方部分
４０ バルクヘッド（第１のバルクヘッド）
５０ バルクヘッド（第２のバルクヘッド）
１００，１０１ ロアアーム
Ｐ 分岐基端部
【発明の属する技術分野】
本発明は、サスペンションクロスメンバに係り、詳しくは、二股に分岐して延びる両端に一対のロアアームの前側アームと後側アームとがそれぞれ連結される構成のサスペンションクロスメンバの構造に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
モノコック構造からなる車体では、特に入力の大きいフロントサスペンションの配設部位の強度及び剛性を増すため、車両幅方向に渡すようにしてサスペンションクロスメンバを車体下面に配設するようにしている。
サスペンションクロスメンバの左右両端には、車輪（前輪）を支持するロアアームの前側アームと後側アームとがそれぞれ連結されるため、また周辺にトランスミッション等種々の機器が配設されるため、当該左右両端は一般には分岐基端部で二股に分岐した形状を呈しており、分岐した車両前方部分に前側アームが連結部材を介して連結され、車両後方部分に後側アームが連結部材を介して連結されている。
【０００３】
そして、サスペンションクロスメンバでは、軽量化等の理由から、通常アッパメンバプレートとロアメンバプレートとを重ね合わせて周縁を接合した閉断面構造が採用されている。
両端が二股に分岐した形状のサスペンションクロスメンバにおいては、車両の制動時等においてロアアームから前側アーム及び後側アームを介して車両後方に向かう入力があると、分岐基端部近傍を中心として車両前方部分や車両後方部分を回転させようとする様々な回転力が作用する。故に、アッパメンバプレートとロアメンバプレートとを重ね合わせた構造では、このように、二股に分岐した車両前方部分と車両後方部分とに分岐基端部近傍を中心とする回転力が作用すると、大きなモーメントの作用する車両前方部分の付け根部位と車両後方部分の付け根部位とが過度の入力により曲げ変形を起こす可能性がある。
【０００４】
そこで、分岐した車両前方部分の付け根部位と車両後方部分の付け根部位の剛性を高めるべく、これら車両前方部分の付け根部位と車両後方部分の付け根部位とに補強用のバルクヘッドをそれぞれ独立に介装し接合する技術が開発されている（特許文献１参照）。
また、最近では、さらなる軽量化等を図るため、両端の二股に分岐した分岐基端部近傍でアッパメンバプレートとロアメンバプレートとを接合せず乖離して開口させ、ロアアームの後側アームについては当該開口から挿入し、閉断面の内部で連結部材を設けずにアッパメンバプレートとロアメンバプレートとで直接挟み込むように連結する構造が採用されつつあり、係る構造においては、上記問題は顕著である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−２７０８３７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記車両前方部分や車両後方部分を回転させようとする様々な回転力は、車両前方部分や車両後方部分に一定の幅があるため、分岐基端部近傍、即ち分岐基端部からある程度離れたところを中心に作用する。故に、分岐基端部では車両前方部分を回転させようとする力と車両後方部分を回転させようとする力とが重なり、応力集中が生じる。
【０００７】
特に、上記特許文献１に開示されるサスペンションクロスメンバのように、車両前方部分の付け根部位と車両後方部分の付け根部位とにそれぞれ独立にバルクヘッドを設けると、車両前方部分と車両後方部分の各々については変形が防止されるものの、その反面、分岐基端部に過大な応力集中が発生するという問題がある。
【０００８】
とりわけ、スペース等の関係からロアアームの前側アームの取付け点は分岐基端部から遠く離れる傾向にあり、車両前方部分を回転させようとする力により生じる応力集中が問題である。
このように、分岐基端部に過大な応力集中が起こると、例えば分岐基端部に亀裂が生じ、疲労破壊等を引き起こすおそれがあり好ましいことではない。
【０００９】
この場合、アッパメンバプレートとロアメンバプレートとの板厚を厚くすることも考えられるが、コストアップや重量増に繋がり現実的ではない。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、アッパメンバプレートとロアメンバプレートとが閉断面を形成するよう周縁で接合されて一体に構成されるとともに両端が車両前後方向前側の車両前方部分と後側の車両後方部分とに分岐基端部で二股に分岐して延び、車輪を支持する一対のロアアームの前側アームの支持点を上記車両前方部分にそれぞれ有するとともに後側アームの支持点を上記車両後方部分にそれぞれ有したサスペンションクロスメンバにおいて、簡単な構成にして分岐基端部での応力集中を低減したサスペンションクロスメンバを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、請求項１のサスペンションクロスメンバでは、アッパメンバプレートとロアメンバプレートとが閉断面を形成するよう周縁で接合されて一体に構成されるとともに両端が車両前後方向前側の車両前方部分と後側の車両後方部分とに分岐基端部で二股に分岐して延び、車輪を支持する一対のロアアームの前側アームの支持点を前記車両前方部分にそれぞれ有するとともに後側アームの支持点を前記車両後方部分にそれぞれ有し、車体下面に車両幅方向に延びて取り付けられるサスペンションクロスメンバにおいて、前記アッパメンバプレートと前記ロアメンバプレートとの間に、前記後側アームの支持点よりも車両幅方向内側に設けられ、一端が前記分岐基端部の近傍で前記アッパメンバプレートと前記ロアメンバプレートと接合され、他端が前記アッパメンバプレートの内面及び前記ロアメンバプレートの内面に沿い車両前後方向後側に向けて延び且つこれらアッパメンバプレートとロアメンバプレートとに接合されてなる第１のバルクヘッドと、前記前側アームの支持点よりも車両幅方向内側に設けられ、一端が前記分岐基端部の近傍で前記第１のバルクヘッドと接合され、他端が前記アッパメンバプレートの内面及び前記ロアメンバプレートの内面に沿い車両前後方向前方に向けて延び且つこれらアッパメンバプレートとロアメンバプレートと接合されてなる第２のバルクヘッドとを備えたことを特徴としている。
【００１１】
従って、アッパメンバプレートやロアメンバプレートの撓みや凹みが防止されるとともに、ロアアームに車両後方に向かう入力があり、前側アームを介して車両前方部分を後方へ回転させようとする回転力が作用しても、二股に分岐する車両前方部分の付け根部位に、一端が分岐基端部の近傍で第１のバルクヘッドに接合される第２のバルクヘッドを渡すことにより、車両前方部分の回転力が第２のバルクヘッドを介して圧縮力（突張力）として第１のバルクヘッドに作用することになり、車両前方部分の回転が抑制されて分岐基端部に掛かる力が緩和され、分岐基端部における応力集中が低減する。
【００１２】
また、請求項２のサスペンションクロスメンバでは、アッパメンバプレートとロアメンバプレートとが車両前後方向前側の車両前方部分と後側の車両後方部分とに二股に分岐して延びる両端の分岐基端部近傍でそれぞれ乖離して開口し且つ該開口する部分を除き閉断面を形成するよう周縁で接合されて一体に構成され、車輪を支持する一対のロアアームの前側アームの支持点を前記車両前方部分に前記閉断面の外部に位置してそれぞれ有するとともに前記開口から挿入される後側アームの支持点を前記車両後方部分に前記閉断面の内部に位置してそれぞれ有し、車体下面に車両幅方向に延びて取り付けられるサスペンションクロスメンバにおいて、前記アッパメンバプレートと前記ロアメンバプレートとの間に、前記後側アームの支持点よりも車両幅方向内側に設けられ、周縁が前記開口の前記前側アーム側の乖離開始点から前記アッパメンバプレートの内面及び前記ロアメンバプレートの内面に沿い車両前後方向後側に向けて延び且つこれらアッパメンバプレートとロアメンバプレートとに接合されてなる第１のバルクヘッドと、前記前側アームの支持点よりも車両幅方向内側に設けられ、一端が前記分岐基端部の近傍で前記第１のバルクヘッドと接合され、他端が前記アッパメンバプレートの内面及び前記ロアメンバプレートの内面に沿い車両前後方向前方に向けて延び且つこれらアッパメンバプレートとロアメンバプレートと接合されてなる第２のバルクヘッドとを備えたことを特徴としている。
【００１３】
即ち、アッパメンバプレートとロアメンバプレートとの間には、二股に分岐する車両後方部分の付け根部位に、開口の前側アーム側の乖離開始点、即ち分岐基端部近傍からアッパメンバプレートの内面及びロアメンバプレートの内面に沿って車両前後方向後側に延びる第１のバルクヘッドが介装され、車両前方部分の付け根部位に、一端が分岐基端部の近傍で第１のバルクヘッドに接合され、他端がアッパメンバプレートの内面及びロアメンバプレートの内面に沿い車両前後方向前方に延びる第２のバルクヘッドが介装されている。
【００１４】
従って、アッパメンバプレートやロアメンバプレートの撓みや凹みが防止されるとともに、ロアアームに車両後方に向かう入力があり、前側アームを介して車両前方部分を後方へ回転させようとする回転力が作用しても、車両前方部分の回転力が第２のバルクヘッドを介して圧縮力（突張力）として第１のバルクヘッドに作用することになり、車両前方部分の回転が抑制されて分岐基端部近傍に位置する乖離開始点に掛かる力が緩和され、乖離開始点における応力集中が低減する。
【００１５】
これにより、例えば乖離開始点におけるアッパメンバプレートとロアメンバプレートとの接合の剥がれが防止される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るサスペンションクロスメンバの実施形態を添付図面に基づき説明する。
図１には、本発明に係るサスペンションクロスメンバの上視図が示されており、図２には図１の矢視Ａ方向から視た本発明に係るサスペンションクロスメンバの車両幅方向左側部分の斜視図が示されている。さらに、図３には図１の矢視Ｂ方向から視た本発明に係るサスペンションクロスメンバの側面図が示され、図４には図１の矢視Ｃ方向から視た本発明に係るサスペンションクロスメンバの内部構造が示されている。
【００１７】
サスペンションクロスメンバ１は、フロントサスペンションの配設される部位の車体強度及び車体剛性を増すため、車両幅方向に渡すようにして車体下面（例えば、一対のサイドメンバ下面）に配設される部材である。故に、サスペンションクロスメンバ１の両側には、車両前方側に鋼材からなる支持部材２，３を介して一対の車体連結部材４，５がメンバ本体２０に溶接して設けられ、車両後方側に車体連結部材６，７がメンバ本体２０に溶接して設けられている。
【００１８】
車体連結部材４，５，６，７は例えば金属ワッシャからなり、サスペンションクロスメンバ１は、車体連結部材４，５，６，７にボルトを通すことによって車体下面に取り付けられる。
詳しくは、メンバ本体２０は、トランスミッション等種々の機器の配設スペース等の関係から、車両幅方向の左右両端が、車両前方部分３０，３１と車両後方部分３２，３３のように二股に分岐しており、車体連結部材４，５の支持部材２，３については車両前方部分３０，３１に、車体連結部材６，７については車両後方部分３２，３３の先端にそれぞれ溶接されている。
【００１９】
図２、図３に示すように、メンバ本体２０は、厚板鋼板からなるアッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３とから構成されている。詳しくは、メンバ本体２０は、アッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３とが周縁フランジ２４，２５において重ね合わされ、開口２７，２８の部分を除いて周縁フランジ２４，２５が互いに溶接され、アッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３とで閉断面を形成するように構成されている。
【００２０】
そして、車両前方部分３０，３１には、車輪ＷL，ＷRを支持するロアアーム１００，１０１の前側アーム１０２，１０３を連結するアーム連結ブラケット８，９が溶接されている。
また、図２、図３に示すように、車両後方部分３２，３３には、ロアメンバプレート２３上に位置してロアアーム１００，１０１の後側アーム１０４，１０５を連結するアーム連結孔１０，１１が設けられている。つまり、前側アーム１０２，１０３のアーム連結ブラケット８，９についてはメンバ本体２０の外部に設けられている一方、後側アーム１０４，１０５のアーム連結孔１０，１１については、アッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３からなる閉断面の内部に設けられている。即ち、後側アーム１０４，１０５については、上記開口２７，２８からアッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３からなる閉断面の内部に挿入されてアーム連結孔１０，１１においてメンバ本体２０と連結される。
【００２１】
開口２７，２８は、二股に分岐した車両前方部分３０，３１と車両後方部分３２，３３の分岐基端部Ｐ近傍（図１中○で囲った範囲）から車両後方部分３２，３３の先端に向けて周縁フランジ２４，２５が乖離するようにして形成されている。つまり、メンバ本体２０は、分岐基端部Ｐ近傍に位置する周縁フランジ２４と周縁フランジ２５との乖離開始点Ｇから車両後方部分３２，３３の先端の車体連結部材６，７近傍までの間において開口している。
【００２２】
なお、開口２７，２８は、乖離開始点Ｇから徐々に開口寸法が大きくなるように傾斜面を有して開口している。
一方、アッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３間の後側アーム１０４，１０５の連結点であるアーム連結孔１０，１１よりも車両幅方向内側には、前端４１が上記乖離開始点Ｇに位置し、周縁が当該乖離開始点Ｇからアッパメンバプレート２２の内面及びロアメンバプレート２３の内面に沿って車両前後方向後側に向けて延び、後端４２がメンバ本体２０の後壁３５と当接するようにして厚板鋼板製のバルクヘッド（第１のバルクヘッド）４０，４０がそれぞれ介装されている。
【００２３】
つまり、車両後方部分３２，３３の付け根部位にバルクヘッド４０，４０が渡されている。
詳しくは、バルクヘッド４０には、後端４２を除き、乖離開始点Ｇに対応する前端４１からアッパメンバプレート２２及びロアメンバプレート２３に沿うように連続し且つ開口２７，２８に向けて周縁フランジ４３が形成されており、バルクヘッド４０は、前端４１に対応する当該周縁フランジ４３の先端４１ａが上記乖離開始点Ｇに位置するように設けられている。
【００２４】
バルクヘッド４０の後端４２はメンバ本体２０の後壁３５に溶接され、周縁フランジ４３は所定位置においてアッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３とにそれぞれ溶接されている。
このようにバルクヘッド４０が乖離開始点Ｇからアッパメンバプレート２２の内面及びロアメンバプレート２３の内面に沿って車両前後方向後側に向けて延び、アッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３に溶接されていると、分岐基端部Ｐ近傍とメンバ本体２０の後壁３５の内面との間、即ち車両後方部分３２，３３の付け根部位が補強され、剛性が向上することになり、図１に白抜き矢印で示すように車輪ＷL，ＷRから入力Ｆが作用し、当該入力Ｆの分力がロアアーム１００，１０１の後側アーム１０４，１０５を介して車両後方部分３２，３３に作用しても、当該車両後方部分３２，３３の変形が防止される。
【００２５】
また、アッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３間には、さらに、図４に示すように前端５１が乖離開始点Gの近傍でバルクヘッド４０，４０と溶接され、周縁がアッパメンバプレート２２の内面及びロアメンバプレート２３の内面に沿って車両前後方向前側に向けて延び且つ後端５２がメンバ本体２０の前壁３４に溶接されるようにして厚板鋼板製のバルクヘッド（第２のバルクヘッド）５０，５０がそれぞれ介装されている。
【００２６】
つまり、車両前方部分３０，３１の付け根部位にバルクヘッド５０，５０がバルクヘッド４０，４０から滑らかに連続するように渡されている。
このように、バルクヘッド５０，５０がバルクヘッド４０，４０から滑らかに連続するように配設されていると、ロアアーム１００，１０１に上記入力Ｆがあり、前側アーム１０２，１０３を介して車両前方部分３０，３１に矢印で示すような分力、即ち回転力Ｆ’が分岐基端部Ｐ近傍回りで生じても、回転力Ｆ’がバルクヘッド５０を介して圧縮力（突張力）としてバルクヘッド４０に作用することになり、車両前方部分３０，３１の回転が抑制されて分岐基端部Ｐに掛かる力が緩和され、分岐基端部Ｐにおける応力集中が低減される。
【００２７】
なお、車両後方部分３２，３３に回転力が生じても、当該回転力がバルクヘッド４０を介して圧縮力（突張力）としてバルクヘッド５０に作用することになり、やはり分岐基端部Ｐに掛かる力が緩和され、分岐基端部Ｐにおける応力集中が低減される。
これにより、アッパメンバプレート２２やロアメンバプレート２３の板厚を厚くすることなくコスト低減と計量化とを図りながら、簡単な構成にして、例えば分岐基端部Ｐに亀裂が生じないようにでき、疲労破壊等を防止することができる。
【００２８】
本実施形態の場合には、特に、開口２７，２８の乖離開始点Ｇに掛かる力を緩和できることになり、乖離開始点Ｇにおけるアッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３との溶接剥がれを防止することができる。
また、バルクヘッド４０とバルクヘッド５０とをアッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３との間に介装したことにより、メンバ本体２０に車両上下方向で力が作用したとしても、アッパメンバプレート２２やロアメンバプレート２３が撓んだり凹んだりすることが防止される。
【００２９】
以上で本発明に係るサスペンションクロスメンバの実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、バルクヘッド４０とバルクヘッド５０とを別体としているが、可能であればこれらは一体であってもよい。
また、上記実施形態では、サスペンションクロスメンバ１が開口２７，２８を有する場合について説明したが、開口２７，２８を有さず、周縁フランジ２４，２５が全周に亘り溶接され、アッパメンバプレート２２とロアメンバプレート２３とで完全に閉断面の形成されたサスペンションクロスメンバであっても本発明を好適に適用可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の請求項１のサスペンションクロスメンバによれば、アッパメンバプレートとロアメンバプレートとの間に、一端が分岐基端部の近傍でアッパメンバプレートとロアメンバプレートと接合され、他端がアッパメンバプレートの内面及びロアメンバプレートの内面に沿い車両前後方向後側に向けて延び且つこれらアッパメンバプレートとロアメンバプレートとに接合されてなる第１のバルクヘッドと、一端が分岐基端部の近傍で第１のバルクヘッドと接合され、他端がアッパメンバプレートの内面及びロアメンバプレートの内面に沿い車両前後方向前方に向けて延び且つこれらアッパメンバプレートとロアメンバプレートと接合されてなる第２のバルクヘッドとを備えるようにしたので、アッパメンバプレートやロアメンバプレートの撓みや凹みを防止できるとともに、ロアアームに車両後方に向かう入力があり、前側アームを介して車両前方部分を後方へ回転させようとする回転力が作用しても、車両前方部分の回転力を第２のバルクヘッドを介して圧縮力（突張力）として第１のバルクヘッドに作用させるようにでき、分岐基端部に掛かる力を緩和でき、分岐基端部における応力集中を低減させることができる。
【００３１】
これにより、アッパメンバプレートやロアメンバプレートの板厚を厚くすることなくコスト低減と計量化とを図りながら、簡単な構成にして、例えば分岐基端部に亀裂が生じないようにでき、疲労破壊等を防止することができる。
また、請求項２のサスペンションクロスメンバによれば、アッパメンバプレートとロアメンバプレートとの間に、開口の前側アーム側の乖離開始点、即ち分岐基端部近傍からアッパメンバプレートの内面及びロアメンバプレートの内面に沿って車両前後方向後側に延びる第１のバルクヘッドと、一端が分岐基端部の近傍で第１のバルクヘッドに接合され、他端がアッパメンバプレートの内面及びロアメンバプレートの内面に沿い車両前後方向前方に延びる第２のバルクヘッドとを備えるようにしたので、アッパメンバプレートやロアメンバプレートの撓みや凹みを防止できるとともに、ロアアームに車両後方に向かう入力があり、前側アームを介して車両前方部分を後方へ回転させようとする回転力が作用しても、車両前方部分の回転力を第２のバルクヘッドを介して圧縮力（突張力）として第１のバルクヘッドに作用させるようにでき、分岐基端部近傍に位置する乖離開始点に掛かる力を緩和でき、乖離開始点における応力集中を低減させることができる。
【００３２】
これにより、簡単な構成にして、例えば乖離開始点におけるアッパメンバプレートとロアメンバプレートとの接合の剥がれを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るサスペンションクロスメンバの上視図である。
【図２】図１の矢視Ａ方向から視た本発明に係るサスペンションクロスメンバの車両幅方向左側部分の斜視図である。
【図３】図１の矢視Ｂ方向から視た本発明に係るサスペンションクロスメンバの側面図である。
【図４】図１の矢視Ｃ方向から視た本発明に係るサスペンションクロスメンバの内部構造図である。
【符号の説明】
１ サスペンションクロスメンバ
８，９ アーム連結ブラケット
１０，１１ アーム連結孔
２０ メンバ本体
２２ アッパメンバプレート
２３ ロアメンバプレート
３０，３１ 車両前方部分
３２，３３ 車両後方部分
４０ バルクヘッド（第１のバルクヘッド）
５０ バルクヘッド（第２のバルクヘッド）
１００，１０１ ロアアーム
Ｐ 分岐基端部
Claims (2)
- アッパメンバプレートとロアメンバプレートとが閉断面を形成するよう周縁で接合されて一体に構成されるとともに両端が車両前後方向前側の車両前方部分と後側の車両後方部分とに分岐基端部で二股に分岐して延び、車輪を支持する一対のロアアームの前側アームの支持点を前記車両前方部分にそれぞれ有するとともに後側アームの支持点を前記車両後方部分にそれぞれ有し、車体下面に車両幅方向に延びて取り付けられるサスペンションクロスメンバにおいて、
前記アッパメンバプレートと前記ロアメンバプレートとの間に、
前記後側アームの支持点よりも車両幅方向内側に設けられ、一端が前記分岐基端部の近傍で前記アッパメンバプレートと前記ロアメンバプレートと接合され、他端が前記アッパメンバプレートの内面及び前記ロアメンバプレートの内面に沿い車両前後方向後側に向けて延び且つこれらアッパメンバプレートとロアメンバプレートとに接合されてなる第１のバルクヘッドと、
前記前側アームの支持点よりも車両幅方向内側に設けられ、一端が前記分岐基端部の近傍で前記第１のバルクヘッドと接合され、他端が前記アッパメンバプレートの内面及び前記ロアメンバプレートの内面に沿い車両前後方向前方に向けて延び且つこれらアッパメンバプレートとロアメンバプレートと接合されてなる第２のバルクヘッドと、
を備えたことを特徴とするサスペンションクロスメンバ。 - アッパメンバプレートとロアメンバプレートとが車両前後方向前側の車両前方部分と後側の車両後方部分とに二股に分岐して延びる両端の分岐基端部近傍でそれぞれ乖離して開口し且つ該開口する部分を除き閉断面を形成するよう周縁で接合されて一体に構成され、車輪を支持する一対のロアアームの前側アームの支持点を前記車両前方部分に前記閉断面の外部に位置してそれぞれ有するとともに前記開口から挿入される後側アームの支持点を前記車両後方部分に前記閉断面の内部に位置してそれぞれ有し、車体下面に車両幅方向に延びて取り付けられるサスペンションクロスメンバにおいて、
前記アッパメンバプレートと前記ロアメンバプレートとの間に、
前記後側アームの支持点よりも車両幅方向内側に設けられ、周縁が前記開口の前記前側アーム側の乖離開始点から前記アッパメンバプレートの内面及び前記ロアメンバプレートの内面に沿い車両前後方向後側に向けて延び且つこれらアッパメンバプレートとロアメンバプレートとに接合されてなる第１のバルクヘッドと、
前記前側アームの支持点よりも車両幅方向内側に設けられ、一端が前記分岐基端部の近傍で前記第１のバルクヘッドと接合され、他端が前記アッパメンバプレートの内面及び前記ロアメンバプレートの内面に沿い車両前後方向前方に向けて延び且つこれらアッパメンバプレートとロアメンバプレートと接合されてなる第２のバルクヘッドと、
を備えたことを特徴とするサスペンションクロスメンバ。
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