JP4354251B2 - 車両のサスペンションクロスメンバ構造 - Google Patents

Description

本発明は、前輪を車体に懸架する車両のサスペンションクロスメンバ構造に関する。

従来より、前輪を車体に懸架するサスペンションクロスメンバにおいては、車体の前後方向に延設する左右のサスアーム支持部が、車幅方向に延設する基部の両端に一体的に形成されたものが広く採用されている。この種のサスペンションクロスメンバは、例えば、特許文献１に開示されているように、アッパパネル（アッパプレート）とロアパネル（ロアプレート）とが上下にフランジ接合されて要部が構成され、各サスアーム支持部が前後複数箇所で左右のフロントサイドフレームにボルト締結されることにより車体骨格に架設されるとともに、各サスアーム支持部の側部にサスペンションアームを支持する。
特開２００１−２５３２１８号公報

しかしながら、このようなサスペンションクロスメンバを用いた場合、車体骨格（フロントサイドフレーム等）は、サスペンションクロスメンバのサスアーム支持部によって極度に補剛される場合があり、その結果、前突等の車両衝突時に、車体骨格の圧壊が阻害されて十分な衝撃吸収性能を確保することが困難となる虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両衝突時に車体骨格の良好な衝撃吸収性能を実現することのできる車両のサスペンションクロスメンバ構造を提供することを目的とする。

本発明は、車幅方向に延設する基部の両端で車体の略前後方向に延設して側部にサスペンションアームを支持する中空のサスアーム支持部を有し、上記サスアーム支持部の後部側が当該サスアーム支持部に穿設したボルト挿通孔を介して車体骨格に架設する車両のサスペンションクロスメンバ構造において、上記サスアーム支持部の底面に圧壊穴を開口し、上記ボルト挿通孔を車体前後方向に長尺な長孔で構成し、このボルト挿通孔の後部にボルトを挿通して上記サスアーム支持部の後部側を上記車体骨格に締結固定するとともに、長孔で構成した上記ボルト挿通孔よりも前方に、上記圧壊穴を設けたことを特徴とする。

本発明の車両のサスペンションクロスメンバ構造によれば、車両衝突時に車体骨格の良好な衝撃吸収性能を実現することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図面は本発明の一形態に係わり、図１はサスペンションクロスメンバ周辺のレイアウト図、図２はサスペンションクロスメンバの平面図、図３は図２をＩ方向から見た矢視図、図４はサスペンションクロスメンバの底面図、図５はサスアーム支持部を内側斜め上方から見た斜視図、図６は図２のII−II線に沿う断面図である。

図１において、符号１は、前輪を支持するサスペンションクロスメンバ（以下、単にクロスメンバと称す）を示す。このクロスメンバ１は、エンジンルームの下部後方寄りで、車体骨格を構成する左右のフロントサイドフレーム２（図４参照）に架設され、クロスメンバ１の中央部近傍にパワーユニット５及びステアリングギヤボックス１０を支持するとともに、左右両側にサスペンションアーム１５を介して図示しないストラットダンパを支持する。

クロスメンバ１は中空のクロスメンバ本体２０を中心として構成され、クロスメンバ本体２０は、車幅方向に延設するアーチ状の基部２１と、この基部２１の左右両端でそれぞれ車体の略前後方向に延設するサスアーム支持部２２とを有して構成されている。

クロスメンバ本体２０の基部２１にはエンジンマウントブラケット８が固設されており、このエンジンマウントブラケット８には、パワーユニット５の後部が支持されている。本形態において、パワーユニット５は、エンジン６とトランスミッション７とが車幅方向に連設された横置き式のパワーユニットで構成され、エンジンマウントブラケット８には、トランスミッション７の後部に連結されたエンジンマウント９が連結されている。

また、クロスメンバ本体２０の基部２１には、一対のギヤボックスブラケット１２が固設されており、これらギヤボックスブラケット１２には、ステアリングシャフト１１に連設するステアリングギヤボックス１０が支持されている。

また、左右のサスアーム支持部２２には平面略”Ｌ”字形状をなすサスペンションアーム１５の基部１６が前後２箇所でそれぞれ連結されている。

具体的に説明すると、各サスアーム支持部２２の前端部には上方に隆起する隆起部２５がそれぞれ固設されており、この隆起部２５とサスアーム支持部２２との接合部には、サスペンションアーム１５の基部１６前端に固設された前側ブッシュ１６ａを連結支持する前側連結部２６が設けられている。本形態において、前側連結部２６は車幅方向外方に開放された平面略”Ｃ”字形状をなすブラケット２７を有し、このブラケット２７には、一対のボルト挿通孔（図示せず）が前後に対向して穿設されているとともに、後側のボルト挿通孔に連通するウェルディングナット（図示せず）がサスアーム支持部２２内で固設されている。そして、ウェルディングナットには隆起部２５側から各ボルト挿通孔に挿通されたボルト（図示せず）が螺合され、このボルトを介して、サスペンションアーム１５の前側ブッシュ１６ａが前側連結部２６に連結されている。

また、各サスアーム支持部２２の側部後方寄りには、サスペンションアーム１５の基部１６の後端に固設された後側ブッシュ（図示せず）をサスアーム支持部２２内に挿入するためのブッシュ挿入口２８（図３参照）が開口され、このブッシュ挿入口２８の近傍には、後側ブッシュを連結支持する後側連結部２９が設けられている。本形態において、後側連結部２９は、サスアーム支持部２２の底面から上面に貫通するボルト挿通孔３０（図４参照）と、このボルト挿通孔３０に連通する位置でサスアーム支持部２２の上面に固設されたウェルディングナット３１（図２参照）とを有して構成されている。そして、ウェルディングナット３１にはサスアーム支持部２２の底面側からボルト挿通孔３０に挿通されたボルト（図示せず）が螺合され、このボルトを介して、サスペンションアーム１５の後側ブッシュがサスアーム支持部２２内で後側連結部２９に連結されている。

また、各サスペンションアーム１５の基部１６から車幅方向外方に延出するアーム部１７の端部には、図示しないストラットダンパに結合するハウジングのボールジョイント結合部１８が設けられており、各サスペンションアーム１５は、クロスメンバ本体２０に固設されたスタビライザ３３とともに、ストラットダンパを支持するようになっている。

なお、図中符号３５は左右のサスアーム支持部２２間の捩りを抑制するためのサポートアームを示し、符号３６はサポートアーム３５の振動を抑制する防振用マスを示す。

このようなクロスメンバ１において、図２乃至図４に示すように、クロスメンバ本体２０は、平面略”Ｈ”字形状をなすプレス成型品のアッパパネル５０とロアパネル５１とが溶着により上下に接合されて要部が構成され、これらの接合により、クロスメンバ本体２０には上述の基部２１とサスアーム支持部２２とが一体的に形成されている。

これらアッパパネル５０とロアパネル５１の接合は、少なくとも、基部２１よりも前方部分のサスアーム支持部２２を構成する部位が重ね合わせ接合によって行われるようになっており、本形態においては、パワーユニット５や各種補機類（図示せず）等の車載部材に臨まされる車体前方側が重ね合せ接合により行われ、車体後方側がフランジ接合によって行われている。

すなわち、アッパパネル５０の縁部には、下方に立ち下げられた壁部５２が形成されており、さらに、ブッシュ挿入口２８よりも車体後方側に形成された壁部５２にはフランジ５２ａが形成されている。一方、ロアパネル５１の縁部には、壁部５２に対向して上方に立ち上げられた壁部５３が形成されており、さらに、ブッシュ挿入口２８よりも車体後方側に形成された壁部５３にはフランジ５２ａに対向するフランジ５３ａが形成されている。そして、両パネル５０，５１は、車体前方側が壁部５２，５３の重畳によって重ね合せ接合され、車体後方側がフランジ５２ａ，５３ａを介してフランジ接合されている。

その際、図５に示すように、サスアーム支持部２２の前端部のアッパパネル５０とロアパネル５１との接合強度は、隆起部２５によって補強されている。すなわち、本形態において、隆起部２５の後部２５ａは後方に延設されており、この延設された後部２５ａは、サスアーム支持部２２の車幅方向内側の重ね合わせ接合部を被覆した状態で、アッパパネル５０及びロアパネル５１に対して一体的に接合されている。

また、図３，５に示すように、サスアーム支持部２２の重ね合わせ接合部には、アッパパネル５０の壁部５２及びロアパネル５１の壁部５３に形成された複数の切り欠きによって圧壊穴５５が形成されている。

また、図４に示すように、サスアーム支持部２２の底面（すなわち、ロアパネル５１）には、後側連結部２９の近傍に、圧壊穴５６が開口されている。ここで、図６に示すように、各圧壊穴５６の周部にはビード状のガイド溝５６ａが周設されている。このガイド溝５６ａは、ブッシュ挿入口２８や圧壊穴５５等からサスアーム支持部２２内に進入した塵埃や水滴等の異物を圧壊穴５６に導く機能を有するとともに、圧壊穴５６の強度をチューニングする機能を有する。

また、図２に示すように、サスアーム支持部２２の後部寄りには上下方向に貫通する一対のボルト挿通孔５７，５８が前後に所定間隔隔てて穿設され、さらに、隆起部２５には同様のボルト挿通孔５９が設けられている。これら各ボルト挿通孔５７〜５９にはクロスメンバ１の下面側からそれぞれボルト６０が挿通され、クロスメンバ１は、各ボルト６０を介してフロントサイドフレーム２に締結固定されている（図４参照）。ここで、圧壊穴５５，５６の後方でサスアーム支持部２２の後部に穿設されたボルト挿通孔５８は、車体前後方向に長尺な長孔で構成されており、ボルト６０は、ボルト挿通孔５８の後部に挿通された状態で、クロスメンバ１の後部をフロントサイドフレーム２に締結固定するようになっている。

このような形態によれば、アッパパネル５０とロアパネル５１とを上下に接合してクロスメンバ本体２０を構成するに際し、少なくとも基部２１よりも前方部分のサスアーム支持部２２を構成する部位を重ね合わせ接合してフランジレスな接合構造とすることにより、車両の前突等によって各種車載部材が後退した際に、これらがサスアーム支持部２２によって損傷されることを的確に防止することができる。その際、サスアーム支持部２２の前端部でのアッパパネル５０とロアパネル５１との接合強度を隆起部２５の後部２５ａで補強することにより、一般的にフランジ接合よりも接合強度が劣る重ね合わせ接合部の接合を補強することができ、サスアーム支持部２２の圧壊時に前端部でのアッパパネル５０とロアパネル５１の乖離を抑制して車載部材の保護をより効果的に実現することができる。また、アッパパネル５０の壁部５２及びロアパネル５１の壁部５３に切り欠きを設け、これらの切り欠きによって圧壊穴５５を形成することにより、簡単な構成で、車両前突時等におけるサスアーム支持部２２の圧壊を促進させることができる。

また、サスアーム支持部２２の底面に圧壊穴５６を開口することにより、簡単な構成で、車両前突時等におけるサスアーム支持部２２の圧壊を促進させることができるとともに、この圧壊穴５６をブッシュ挿入口２８等からサスアーム支持部２２内に進入した異物の排出口として兼用することができ、防錆性等を向上することができる。その際、圧壊穴５６の周部にビード状のガイド溝５６ａを周設することにより、圧壊穴５６を通じた異物の排出を効果的に促進することができるとともに、圧壊穴５６の強度を適正な強度にチューニングすることができる。また、サスペンションアーム１５との連結部（後側連結部２９）の近傍に圧壊穴５６を開口することにより、クロスメンバ１上において必然的に強度が高くならざるを得ない連結部周辺の圧壊性能を効果的に向上させることができる。

また、サスアーム支持部２２の脆弱部として構成された圧壊穴５５，５６の後方でサスアーム支持部２２の後部に穿設されたボルト挿通孔５８を車体前後方向に長尺な長穴で構成し、このボルト挿通孔５８を介してクロスメンバ１の後部をフロントサイドフレーム２に締結固定するボルト６０を、ボルト挿通孔５８の後部側にボルト６０を挿通した状態でフロントサイドフレーム２に締結することにより、車両前突時等に、各圧壊穴５５，５６でサスアーム支持部２２が圧壊されたクロスメンバ１を車体後方に後退させることができ、車体前部のクラッシャブルゾーンを効果的に拡大することができる。

サスペンションクロスメンバ周辺のレイアウト図 サスペンションクロスメンバの平面図 図２をＩ方向から見た矢視図 サスペンションクロスメンバの底面図 サスアーム支持部を内側斜め上方から見た斜視図 図２のII−II線に沿う断面図

符号の説明

１ … サスペンションクロスメンバ
２ … フロントサイドフレーム（車体骨格）
１５ … サスペンションアーム
２１ … 基部
２２ … サスアーム支持部
２９ … 後側連結部（連結部）
５６ … 圧壊穴
５６ａ … ガイド溝
代理人 弁理士 伊 藤 進

Claims (3)

1. 車幅方向に延設する基部の両端で車体の略前後方向に延設して側部にサスペンションアームを支持する中空のサスアーム支持部を有し、上記サスアーム支持部の後部側が当該サスアーム支持部に穿設したボルト挿通孔を介して車体骨格に架設する車両のサスペンションクロスメンバ構造において、
   上記サスアーム支持部の底面に圧壊穴を開口し、
   上記ボルト挿通孔を車体前後方向に長尺な長孔で構成し、このボルト挿通孔の後部にボルトを挿通して上記サスアーム支持部の後部側を上記車体骨格に締結固定するとともに、
   長孔で構成した上記ボルト挿通孔よりも前方に、上記圧壊穴を設けたことを特徴とする車両のサスペンションクロスメンバ構造。
2. 上記圧壊穴の周部に、上記サスアーム支持部に侵入した異物を上記圧壊穴に導くビード状のガイド部を周設したことを特徴とする請求項１記載の車両のサスペンションクロスメンバ構造。
3. 上記圧壊穴は、少なくとも、上記サスアーム支持部と上記サスペンションアームとの連結部近傍に開口されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の車両のサスペンションクロスメンバ構造。

Images