JP4466150B2 - 自動車のサスペンション取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、サスペンションをサイドメンバに取り付ける自動車のサスペンション取付構造に関し、特に、衝撃荷重入力時のエネルギーを吸収する自動車のサスペンション取付構造に関する。

従来の自動車のサスペンション取付構造としては、例えば、後述の特許文献１に開示されるものが知られている。

この特許文献１に開示されるものは、自動車のコンプレッションロッド取付構造に関するものである。このコンプレッションロッドの取付構造では、図６に示すように、前輪のナックルを支持するサスペンション機構の一部を構成するトランスバースリンクから車体後方に向かってコンプレッションロッド１が延びている。コンプレッションロッド１はサスペンション機構の一部を構成するものである。

サイドメンバ２にはコンプレッションロッド１の後端部３を支持するサスペンションブラケット４が固着されている。コンプレッションロッド１の後端部３は左右一対のサスペンションブラケット４内に保持された状態で取り付けられ、コンプレッションロッド１の後端部３とサスペンションブラケット４とにボルト５、６を通して固定することにより、結合されている。

コンプレッションロッド１とサイドメンバ２との結合点は、音や振動を少なくしたり、操縦安定性を向上させるために、取付剛性を高められており、サスペンションブラケット４は厚板を用いた強固なものとされている。
特開２００３−２０２６号公報（第３−５頁、第１図）

しかしながら、上述のコンプレッションロッド取付構造の場合、正面からの衝撃荷重入力時などのように車体の前方側から後方側に向かう衝撃荷重が働いたときに、コンプレッションロッド１が後方に変位すると、コンプレッションロッド１の後端部３が車体後部に変位することとなる。この変位がボルト５、６及びサスペンションブラケット４を介してサイドメンバ２に伝達されることとなるため、図６の破線に示したように、コンプレッションロッド１’或いはサイドメンバ２’が上方に屈曲変形し、サイドメンバ２に支持されるダッシュパネル等が変形する恐れがあった。

本発明は、このような問題に着目してなされたものであり、車体への衝撃荷重入力時にサイドメンバの上方変位を抑制することを目的とする。

上記課題を解決するために、本願の第１の自動車のサスペンション取付構造は、車体前部からフロア底部に配置され、ダッシュパネルの下方付近において車体後方に向かって斜め下方に傾斜した傾斜部分が形成されたサイドメンバと、前記サイドメンバの傾斜部分に設けられ、サスペンション機構の一部であるコンプレッションロッドの後端部が取り付けられて、当該コンプレッションロッドの後端部を前記サイドメンバに結合するサスペンションブラケットとを備え、前記サスペンションブラケットは、車体前後方向に沿って前半部が前記サイドメンバの傾斜部分の下面に固定され、後半部は前記サイドメンバの傾斜部分の下面から離間して、前記前半部と前記後半部との間に境界部が形成され、車体前方より前記コンプレッションロッドに衝撃荷重が入力された時、前記サスペンションブラケットは、前記前半部が前記サイドメンバの下面から剥離するとともに前記境界部を中心に回転して、前記衝撃荷重が前記サイドメンバに伝達されるのを緩和することを特徴とする。

本願の第２の自動車のサスペンション取付構造は、第１の自動車のサスペンション取付構造において、前記サイドメンバには、前記サスペンションブラケットの前記境界部の近傍に、当該サイドメンバを補強する補強部が設けられていることを特徴とする。

本願の第３の自動車のサスペンション取付構造は、第１、第２の何れかの自動車のサスペンション取付構造において、前記サスペンションブラケットは、前記コンプレッションロッドの後端部が結合される一対の縦板部と、前記縦板部間の上部に設けられた上板部とを有し、前記上板部の前部側に前記前半部が、後部側に前記後半部がそれぞれ形成され、前記後半部は前記境界部で前記前半部に対して斜め下方に折り曲げられていることを特徴とする。

本願の第１の自動車のサスペンション取付構造によれば、車体前方よりコンプレッションロッドに衝撃荷重が入力された時、その衝撃荷重により、サスペンションブラケットは、その前半部がサイドメンバの下面から剥離するとともに、前半部と後半部との境界部を中心にして回転する。これによって、サイドメンバへの入力伝達が緩和され、サイドメンバの屈曲変形が減少し、サイドメンバの上方変位を抑制できる。

本願の第２の自動車のサスペンション取付構造によれば、補強部はサスペンションブラケットの境界部の近傍に位置し、サイドメンバの当該位置を補強している。

本願の第３の自動車のサスペンション取付構造によれば、コンプレッションロッドの後端部がサスペンションブラケットの縦板部に取付可能であると共に、サスペンションブラケットの上板部の後半部はサイドメンバの傾斜部分の下面から離間しているので、車体前方よりコンプレッションロッドに衝撃荷重が入力されて、サスペンションブラケットが境界部を中心にして回転した時、前記離間による空間部は衝撃吸収領域として機能する。

以下、本発明を実施するための最良の形態にかかる自動車のサスペンション取付構造を実施例に基づいて説明する。

図１は本発明の実施例にかかる自動車のサスペンション取付構造を示す。符号１０は自動車の前部に設置されるエンジンルーム下部に設置されるサイドメンバであり、左右一対のサイドメンバ１０の後部の上にダッシュパネル等が支持される。サイドメンバ１０は車体全長方向に延びており、サイドメンバ１０の後部１０Ｒが車室フロアを支えるように低く設定され、サイドメンバ１０の後部１０Ｒから上方に傾斜する傾斜部分１０Ｍとされ、サイドメンバ１０の前輪近傍の前部１０Ｆが後部１０Ｒより高い位置に位置している。サイドメンバ１０は「コ」の字形断面の両端縁部１０Ｓが外側に突出したいわゆる「ハット」型帽子の断面形状とされており、サイドメンバ１０の幅方向の両端縁部１０Ｓの間の凸状部分が路面側に向けられて設置されている。

サイドメンバ１０の傾斜部分１０Ｍの中間部分には補強板からなるブレース１１が縦方向に延びるように取り付けられている。ブレース１１の平面形状はサイドメンバ１０の断面内側形状と同形に形成され、ブレース１１のサイドメンバ１０の内側壁面に接する周縁部は溶接されている。傾斜部分１０Ｍの下面には、サスペンションブラケット１２がスポット溶接により接合されている。サイドメンバ１０の傾斜部分１０Ｍの前部位１０Ｆには、前輪用の図示しないサスペンションメンバが固定される。

サスペンションブラケット１２は、路面に臨む下方側が開放された箱形の形状を有している。サスペンションブラケット１２には、サスペンション機構を構成するコンプレッションロッド１３の後端部１３ＡがボルトＢ１、Ｂ２によって結合される。

コンプレッションロッド１３の前端部（図１の左側方向）側は、車体前方の前輪のトランスバースリンク（図示省略）に結合されており、コンプレッションロッド１３の後端部１３Ａに突設された結合突起１４、１５にはボルトＢ１、Ｂ２を通すボルト穴が開口されている。

結合突起１４、１５は、サスペンションブラケット１２の内部に挿入されており、ボルトＢ１、Ｂ２を通すボルト穴を備えている。サスペンションブラケット１２の左右の縦板部１２Ａ（サスペンション機構を結合する縦板部）には、ボルトＢ１、Ｂ２を通す穴１７、１８が開口されている。ボルトＢ１、Ｂ２はサスペンションブラケット１２の縦板部１２Ａ及び結合突起１４、１５の前述のボルト穴に通されており、ボルトＢ１、Ｂ２のサスペンションブラケット１２の縦板部１２Ａから突出する先端部は図示しないナットが螺着されて溶接固定されている。

サスペンションブラケット１２は、前述のように、箱形形状を有しており、路面に臨む下方が開放され、サイドメンバ１０に溶接される上方が上板部１９により閉鎖されている。

サスペンションブラケット１２の左右の縦板部１２Ａの間には、コンプレッションロッド１３の後端部１３Ａの結合突起１４、１５の側面が回動可能に当接して挿入される。サスペンションブラケット１２の上板部１９はサイドメンバ１０の下面に固着される板部とされており、上板部１９の前半部１９Ｆは、サイドメンバ１０の下面１０Ａの平らな部位に結合される。

サスペンションブラケット１２においては、上板部１９は前半部１９Ｆと後半部１９Ｒとにより構成され、前半部１９Ｆと後半部１９Ｒは所定の角度（この例では鈍角）をなして連なるように形成されている。前半部１９Ｆのスポット溶接部位１９Ｓは、車体への衝撃荷重入力時に車体前方から加わる所定の力によって、剥離するように溶接されている。前半部１９Ｆが剥離するとき、前半部１９Ｆは、後半部１９Ｒとの境界部１９Ｂを中心として回動し、後半部１９Ｒがサイドメンバ１０の下面１０Ａに当接する。

後半部１９Ｒと傾斜部分１０Ｍとの空間部は、この衝撃荷重入力時の衝撃吸収空間領域ＳＺとされている。

この実施例では、後半部１９Ｒの後方に後半部１９Ｒから更に角度の変わる第２傾斜面１９Ｒ２が形成されており、衝撃吸収空間部ＳＺの範囲が拡大されている。衝撃吸収空間部ＳＺが形成されていることによって、コンプレッションロッド１３の後方変位量が所定値以上の場合に、第２傾斜面１９Ｒ２が傾斜部分１０Ｍの下面１０Ａに支持されうるようになっている。

この衝撃吸収空間ＳＺは、空間で構成されているが、汚泥等の堆積を防止するために、衝撃吸収空間ＳＺの周囲をプラスチック板やゴム板或いは軟らかい金属板でカバーしたり、衝撃吸収空間ＳＺにゴム等の軟らかい物質を詰める等の手法により、塞いだ構成としても良い。

補強部としてのブレース１１は、サスペンションブラケット１２の前半部１９Ｆと後半部１９Ｒ（衝撃吸収部）の境界部１９Ｂ近傍に位置する傾斜部分１０Ｍの内側部位に形成されている。

上板部１９における前半部１９Ｆは、サイドメンバ１０と結合されるサイドメンバ結合部とされ、上板部１９における後半部１９Ｒが衝撃吸収部とされている。前半部１９Ｆがサイドメンバ１０と結合されるときに、後半部１９Ｒはサイドメンバ１０と所定の角度をもって離間する構成とされている。なお、衝撃吸収部となる後半部１９Ｒはその少なくとも一部がサイドメンバ１０と離間して配置されていても良い。

後半部１９Ｒがサイドメンバ１０の下面１０Ａとなす角度或いは前半部１９Ｆと後半部１９Ｒとの長さ、面積の比は、傾斜部分１０Ｍの水平面に対する角度、車体後方に向かう衝撃荷重入力時にコンプレッションロッド１３が車体後方に変位する際の許容変位量、或いは衝撃荷重入力時の速度等によって異なるが、通常走行時にはコンプレッションロッド１３の後半部１３Ｒに振動や音等を防止できる程度であることは言うまでもなく、衝突が生じてもコンプレッションロッド１３の変位がサイドメンバ１０を屈曲変形させない場合には、サイドメンバ１０との結合状態を十分に維持できるものとする。

図１に示すサスペンション取付構造によれば、サスペンションブラケット１２にサスペンション機構を構成するコンプレッションロッド１３が取付可能であり、サスペンションブラケット１２の上板部１９の前半部１９Ｆがサイドメンバ１０の傾斜部分１０Ｍの下面１０Ａに結合可能とされ、更に、サイドメンバ１０の傾斜部分１０Ｍにサスペンションブラケット１２の上板部１９の前半部１９Ｆを結合したときに、後半部１９Ｒが傾斜部分１０Ｍの下面１０Ａと離間して、サスペンションブラケット１２の後半部１９Ｒとサイドメンバとの間が開いて衝撃吸収領域ＳＺが形成される。

このため、図２に示すように、サスペンションのコンプレッションロッド１３からサスペンションブラケット１２に対して車体後方側に所定以上の衝突荷重が入力されるとき、サイドメンバ１０の下面１０Ａとサスペンションブラケット１２の前半部１９Ｆとの溶接部１９Ｓにせん断力が加わり、このせん断力は下面１０Ａと前半部１９Ｆから剥離方向に変わる。下面１０Ａと前半部１９Ｆとの剥離が進むと、サスペンションブラケット１２の脱落が助長され、サスペンションブラケット１２が前半部１９Ｆと後半部１９Ｒとの境界部分１９Ｂを中心として回転する。サスペンションブラケット１２が回転するときに、ブレース１１が、サイドメンバ１０の断面変動を押さえて回転中心となり、モーメントによる回転変形を確実に発生させ、サスペンションブラケット１２を回転させる。

これによって、コンプレッションロッド１３の後方移動がサイドメンバ１０に極力伝わりにくくなり、ダッシュパネル等の変形量が少なくなる。

図３は、サスペンションブラケット１２を一体の箱形形状とした他の構成例を示す。このサスペンションブラケット１２の下部の開口縁部には、外側に突出する鍔部２０が形成されており、鍔部２０はサスペンションブラケット１２自身が歪むときの変形強度を向上させてコンプレッションロッド１３の後端部１３Ａの支持剛性を高めている。その他の構成は、図１，図２と同様であるのでその説明を援用する。

図４は、サスペンション取付構造の他の実施例を示す。サイドメンバ１０の下面１０Ａにサスペンションブラケット３０の上板部の前半部３０Ｆが固定され、サスペンションブラケット３０の上板部の後半部３０Ｒとサイドメンバ１０の下面１０Ａとの間に空間部からなる衝撃吸収空間ＳＺが形成されている。

サスペンションブラケット３０の両側壁には、車体外側に位置するアウターブラケット３１と、車体内側に位置するインナーブラケット３２が接合されている。アウターブラケット３１の上部とインナーブラケット３２の上部はそれぞれサイドメンバ１０の左右側壁部に固定されている。アウターブラケット３１とインナーブラケット３２には、ボルトＢ１、Ｂ２を通す穴が形成されており、サスペンションブラケット３０にもボルトＢ１、Ｂ２を通す穴が形成されている。

サスペンションブラケット３０は、路面側の下方が開放された箱形形状を有しており、内部にコンプレッションロッド１３の後端部１３Ａが挿入されている。コンプレッションロッド１３の後端部１３ＡにはボルトＢ１、Ｂ２を通す穴を有する結合突起１４、１５が形成されており、ボルトＢ１、Ｂ２は、アウターブラケット３１からサスペンションブラケット３０及び結合突起１４、１５の穴を通ってインナーブラケット３２を貫通しており、図示しないナットが螺着後溶接して固定されている。

このサスペンション取付構造では、アウターブラケット３１とインナーブラケット３２との間に、サスペンションブラケット３０が挟持されており、サスペンションブラケット３０の上板前半部３０Ｆがサイドメンバ１０の下面１０Ａに接合され、サスペンションブラケット３０の上板部の後半部３０Ｒがサイドメンバ１０の下面１０Ａから離間しており、上板部の後半部３０Ｒとサイドメンバ１０の下面１０Ａとの間に衝撃吸収空間ＳＺが形成されている。また、アウターブラケット３１とインナーブラケット３２の板厚を薄くすることが可能とされ、アウターブラケット３１とインナーブラケット３２が変形しやすくなっている。

このために、コンプレッションロッド１３が車体後方に変位する衝撃荷重が加わると、衝撃荷重が所定値以上であると、サスペンションブラケット３０の上板前半部３０Ｆがサイドメンバ１０の下面１０Ａから剥離され、アウターブラケット３１とインナーブラケット３２が図５に示すように座屈して屈曲する。

これによって、コンプレッションロッド１３の後方変位の衝撃エネルギーが吸収され、アウターブラケット３１とインナーブラケット３２がサイドメンバ１０に溶接されている溶接部分３０Ｓに剥離方向の入力が加わり、コンプレッションロッド１３の後端部１３Ａが下方に脱落しやすくなる。また、サイドメンバ１０に直接伝わることが緩和されるとともに、サイドメンバ１０が上方に変形することが極力防止される。

本発明にかかる自動車のサスペンション取付構造は、サスペンションのコンプレッションロッドをサイドメンバに結合する構造において、衝撃荷重入力時にサイドメンバの上方変位を防止し、ひいては車室の変形を極力防止することができる。

本願の実施例にかかるサスペンション取付構造を示す図。 本願の実施例にかかるサスペンション取付構造に衝撃荷重が加わったときにコンプレッションロッドが脱落する状態を示す図。 本願の実施例にかかるサスペンションブラケットの構成例を示す図。 本願の他の実施例にかかるサスペンション取付構造を示す図。 図４のＶ−Ｖ線断面図。 従来のサスペンション取付構造を示す図。

符号の説明

１０ サイドメンバ
１０Ｍ サイドメンバの傾斜部分
１１ ブレース（補強部）
１２ サスペンションブラケット
１２Ａ 縦板部（サスペンションと結合される縦板部）
１３ コンプレッションロッド（サスペンション機構）
１４、１５ 結合突起
Ｂ１、Ｂ２ ボルト
１９ 上板部
１９Ｆ 上板部の前半部（サイドメンバ結合部）
１９Ｒ 上板部の後半部（衝撃吸収部）
１９Ｂ 境界部
１９Ｓ スポット溶接部

Claims (3)

1. 車体前部からフロア底部に配置され、ダッシュパネルの下方付近において車体後方に向かって斜め下方に傾斜した傾斜部分が形成されたサイドメンバと、
   前記サイドメンバの傾斜部分に設けられ、サスペンション機構の一部であるコンプレッションロッドの後端部が取り付けられて、当該コンプレッションロッドの後端部を前記サイドメンバに結合するサスペンションブラケットとを備え、
   前記サスペンションブラケットは、車体前後方向に沿って前半部が前記サイドメンバの傾斜部分の下面に固定され、後半部は前記サイドメンバの傾斜部分の下面から離間して、前記前半部と前記後半部との間に境界部が形成され、
   車体前方より前記コンプレッションロッドに衝撃荷重が入力された時、前記サスペンションブラケットは、前記前半部が前記サイドメンバの下面から剥離するとともに前記境界部を中心に回転して、前記衝撃荷重が前記サイドメンバに伝達されるのを緩和することを特徴とする自動車のサスペンション取付構造。
2. 請求項１の自動車のサスペンション取付構造において、前記サイドメンバには、前記サスペンションブラケットの前記境界部の近傍に、当該サイドメンバを補強する補強部が設けられていることを特徴とする自動車のサスペンション取付構造。
3. 請求項１、請求項２の何れかの自動車のサスペンション取付構造において、前記サスペンションブラケットは、前記コンプレッションロッドの後端部が結合される一対の縦板部と、前記縦板部間の上部に設けられた上板部とを有し、前記上板部の前部側に前記前半部が、後部側に前記後半部がそれぞれ形成され、前記後半部は前記境界部で前記前半部に対して斜め下方に折り曲げられていることを特徴とする自動車のサスペンション取付構造。

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