JP4509533B2 - 車両用サスペンションメンバの補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、車輪が装着された左，右のサスペンションアームを揺動可能に支持するようにした車両用サスペンションメンバの補強構造に関する。

一般に、自動車のサスペンションメンバは、アッパパネルとロアパネルとで形成された中空構造のサスペンション本体の左，右側壁部に左，右のサスペンションアームの前，後アーム部を揺動可能に支持する前，後支持部を形成した構造となっている。

この種のサスペンションメンバでは、サスペンションアームから加わる荷重に対する剛性を高める観点から、例えば、ロアパネルを前後に分割し、前側パネルの板厚を後側パネルより大きくするとともに、前側パネルを後側パネルとともにアッパパネルに接合し、もってバルクヘッドとして機能させるようにする場合がある（例えば、特許文献１参照）。またサスペンションメンバ内にサスペンションアーム取付け部，エンジン取付け部，及び車体取付け部を備えた鋼板製の補強パネルを配設する場合がある（例えば、特許文献２参照）。
特開２０００−６８３３号公報 特開２０００−１１８４３５号公報

しかしながら、上記従来のように前側パネルの板厚を後側パネルより大きくする構造を採用した場合には、後側パネルの後支持部の剛性が十分に得られないという懸念がある。即ち、サスペンションアームの前，後アーム部からの入力により、サスペンションメンバの前，後支持部にはアッパパネルとロアパネルとを剥離する方向のたわむ力が作用する。特に、後アーム部は軸芯を上下方向に向けて支持する構造が一般的であることから、後支持部のたわむ力は前支持部により大きくなる。このため後支持部を別のリインホース等で補強する必要が生じ、重量，コストが上昇するという問題がある。また上記従来構造では、衝突時に後側パネルが前側パネルに比べて変形し易く、入力を車体後方に伝達させるには不利な構造となっている。

一方、上記従来の各取付け部を備えた補強パネルを配設する構造では、サスペンションメンバ全体の剛性を高める点では有利であるものの、重量，コストの点では不利であり、また衝突時のエネルギー吸収量が小さいという問題がある。

本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、重量の増加及びコストの上昇の問題を生じることなく後支持部の剛性を高めることができ、さらには衝突時の入力を車体後方に確実に伝達できる車両用サスペンションメンバの補強構造を提供することを目的としている。

本発明は、アッパパネルとロアパネルとで形成された中空構造のサスペンション本体と、該サスペンション本体の左，右側壁部に形成され、左，右のサスペンションアームの前アーム部を軸線を車両前後方向に向けて支持する前支持部と、上記サスペンションアームの後アーム部を軸線を車両上下方向に向けて支持する後支持部とを備えた車両用サスペンションメンバの補強構造において、上記サスペンション本体内に補強部材を配設し、該補強部材を、上記アッパパネルとロアパネルとに上下方向に架け渡して結合され、かつ両端部が上記左，右の後支持部の近傍に位置するとともに、該左，右の後支持部を結ぶ線上に位置するように配置された車幅方向に延びる横断面ハット状の補強本体と、該補強本体の両縁に形成され、上記左，右側壁部の上記後支持部に臨む部分に形成された後開口の前縁部に結合されたフランジ部と、衝突時のエネルギーを座屈することにより吸収する上記サスペンション本体の前側部分とを備えたものとしたことを特徴としている。

請求項１の発明に係る補強構造によれば、サスペンション本体内に配設された補強部材を、アッパパネルとロアパネルとに結合され、かつ両端部が左，右の後支持部の近傍に位置する補強本体と、サスペンション本体の左，右の側壁部に結合されたフランジ部とを備えたものとしたので、サスペンションアームの前，後アーム部からの入力を側壁部及びアッパ，ロアパネルを介して補強部材に常に逃がすことができ、重量の増加及びコストの上昇を招くことなく後支持部の剛性を高めることができる。即ち、後支持部に車幅方向のたわむ力が作用すると、アッパ，ロアパネルの接合部に剥離方向の力が加わることとなるが、この剥離力をアッパ，ロアパネルに結合された補強本体及び側壁部に結合されたフランジ部が負担することとなる。その結果、別のリインホース等で補強することなく後支持部の剛性を確保することができる。

また本発明では、サスペンション本体の後支持部の剛性を高めることができるので、車両衝突時のエネルギーをサスペンション本体の前側部分で吸収しつつ後側部分で車体後方に伝達することが可能となり、クラッシュストローク量を確保でき、ひいては車室への影響を防止できる。

本発明では、補強本体をアッパ，ロアパネルに架け渡して結合された車幅方向に延びる断面ハット状とし、かつ左，右の後支持部の間を結ぶ線上に配置したので、サスペンション本体の後支持部側の剛性を前支持部側に比べて高めることができ、衝突時のエネルギーをサスペンション本体の前側部分が座屈することにより吸収し、かつ後側部分で車体後方に伝達することができ、エネルギー吸収機能を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図８は、本発明の一実施形態による車両用サスペンションメンバの補強構造を説明するための図であり、図１，図２はサスペンションメンバが配設された前部車体フレームの平面図，側面図、図３，図４はサスペンションメンバの正面図，平面図、図５はサスペンションメンバの後支持部の断面図（図４のV-V 線断面図）、図６，図７はサスペンションメンバの補強部材の断面図（図４のVI-VI 線断面図, VII-VII 線断面図) 、図８はサスペンションメンバの分解斜視図である。

図において、１は自動車の前部車体フレームを示しており、これは車両前後方向に延びる左，右のフロントサイドメンバ２，２の車外側に該フロントサイドメンバ２と略平行に延びる左，右のロッカレール３，３を配設するとともに、車内側にフロントサイドメンバ２と略平行に延びる左，右のトンネルメンバ４，４を配設し、左，右のフロントサイドメンバ２の後端部に車幅方向に延びるクロスメンバ５を接合し、該クロスメンバ５を上記ロッカレール３，トンネルメンバ４に結合した概略構造を有している。

上記フロントサイドメンバ２は略直線状に延びるフロント部２ａと、該フロント部２ａの後端から斜め下方に傾斜して延びるキック部２ｂと、該キック部２ｂの下端から車両後方に略直線状に延びるリヤ部２ｃとを有している。

上記フロントサイドメンバ２のキック部２ｂの下端部には、上記ロッカレール３の前端部がアウタトルクボックス６を介して結合され、また上記トンネルメンバ４の前端部がインナトルクボックス７を介して結合されている。これにより車両衝突時の入力はフロントサイドメンバ２のフロント部２ａからロッカレール３，トンネルメンバ４に分散されて車体後方に伝達されることとなる。

上記フロントサイドメンバ２のフロント部２ａ上方の車外側には前後方向に延びるエプロンメンバ８が配設されており、該エプロンメンバ２とフロント部２ａとの間には上下方向に延びるサスペンションタワー９が結合されている。この左，右のサスペンションタワー９の後部にはダッシュパネル１１が配設され、該ダッシュパネル１１の下縁部にはフロアパネル１２の前縁部が接合されている。

上記左，右のフロントサイドメンバ２のキック部２ｂの下方にはサスペンションメンバ１５が配設されており、該サスペンションメンバ１５は左，右のトンネルメンバ４，４に略対向するように配設されている。

上記サスペンションメンバ１５の左，右側壁部に左，右のサスペンションアーム１６が揺動可能に支持されている。このサスペンションアーム１６は、車幅方向に延びる前アーム部１６ａと、該前アーム部１６ａの内側端部から車両後方に延びる後アーム部１６ｂとを有している。上記前アーム部１６ａの内端には支持ブッシュ１８が軸芯を車両前後方向に向けて固着されており、後アーム部１６ｂには支持ブッシュ１９が軸芯を車両上下方向に向けて固着されている。また上記前アーム部１６ａの外端部に前輪１７が装着されている。

上記サスペンションメンバ１５は、大略バスタブ状のアッパパネル２０とロアパネル２１とを両者２０，２１の外周縁に形成された外フランジ部２０ａ，２１ａ同士をスポット溶接により接合してなる中空構造のサスペンション本体２２と、該サスペンション本体２２の左，右側壁部に形成され、上記サスペンションアーム１６の前，後アーム部１６ａ，１６ｂを支持する前，後支持部２２ａ．２２ｂとを備えている。上記サスペンション本体２２は、正面視で車幅方向中央部が両端部より少し高所に位置するように大略凸状に形成され、平面視で車幅方向中央部より左，右前側が前方に突出する大略凹状に形成されている。

上記サスペンション本体２２の左，右前端部には支持パイプ２５が貫通させて挿入され、該支持パイプ２５はサスペンション本体２２に溶接より接合されている。この各支持パイプ２５の上部は車外側に屈曲形成されており、これの上端部は上記フロントサイドメンバ２の底壁に固着されたブラケット２６にボルト締め固定されている。

上記アッパパネル２０の左，右側部にはステアリングギヤボックス（不図示）の取付け座２０ｂ，２０ｂが形成されており、ロアパネル２１の底壁には概ね外周部に沿うように段凸状の接合部２１ｂが形成されている。また上記ロアパネル２１の左，右側壁部２１ｃ，２１ｃの前，後支持部２２ａ，２２ｂに臨む部分には前，後開口２１ｄ，２１ｅが切り欠いて形成されている。

上記前支持部２２ａ内には車外側に開口する断面ハット状の補強板２７が配設され、該補強板２７の前，後フランジ２７ａ，２７ａは上記前開口２１ｄの縁部に溶接により固着されている。これにより前開口２１ｄ部の剛性を確保している。

上記前開口２１ｄ内の前支持部２２ａには、上記前アーム部１６ａの支持ブッシュ１８が軸芯を車両前後方向に向けて挿入配置されており、該支持ブッシュ２８はこれの軸芯に挿着されたボルト２９により補強板２７とともにサスペンション本体２２に固定されている。

上記後開口２１ｅ内の後支持部２２ｂには、上記後アーム１６ｂの支持ブッシュ１９が軸芯を車両上下方向に向けて挿入配置されており、該支持ブッシュ１９はこれの軸芯に挿着されたボルト３０によりサスペンション本体２２とともにフロントサイドメンバ２の底面に固着されたブラケット３１に共締め固定されている。

上記支持ブッシュ１９は、図５に示すように、アッパパネル２０とロアパネル２１とに当接する内筒１９ａと、後アーム部１６ｂが固着された外筒１９ｂとをゴムブッシュ１９ｃを介在させて固着した構造のもので、上述の支持ブッシュ１８についても略同様の構造となっている。

上記サスペンション本体２２内には補強部材３５が配設されている。この補強部材３５は車幅方向に延びる補強本体３５ａと、該補強本体３５ａの左，右縁に屈曲形成されたフランジ部３５ｂ，３５ｂとを有している。上記補強本体３５ａは、アッパパネル２０の内面に沿うように延びる上壁３５ｃに前，後壁３５ｄ，３５ｄを屈曲形成するとともに、該前，後壁３５ｄの下端に接合部３５ｅ，３５ｅを屈曲形成してなる横断面ハット状のものからなり、上記左，右の前壁３５ｄに上記フランジ部３５ｂが屈曲形成されている。

上記補強本体３５ａの各接合部３５ｅは上記ロアパネル２１の接合部２１ｂにスポット溶接により接合されている。上記アッパパネル２０の上記上壁３５ｃに臨む部分には多数の長孔２０ｃが切り欠いて形成されており、各長孔２０ｃを介して上壁３５ｃがアッパパネル２０にＣＯ₂ 溶接により接合されている。

上記補強本体３５ａの両端部３５ａ′は左，右の後支持部２２ｂ，２２ｂの近傍に位置しており、かつ補強本体３５ａは左，右の後支持部２２ｂを結ぶ線上に配置されている。そして上記左，右のフランジ部３５ｂ，３５ｂは上記ロアパネル２１の側壁部２１ｃの後開口２１ｅの前縁部にスポット溶接により接合されている。

本実施形態によれば、サスペンション本体２２内に補強部材３５を配設し、該補強部材３５を、アッパパネル２０とロアパネル２１とに架け渡して結合され、かつ両端部３５ａ′が左，右の後支持部２２ｂの近傍に位置するように配設された補強本体３５ａと、該補強本体３５ａの両縁に形成され、ロアパネル２１の左，右の側壁部２１ｃに結合されたフランジ部３５ｂとを備えたものとしたので、サスペンションアーム１６の前，後アーム部１６ａ，１６ｂからの入力をアッパ，ロアパネル２０，２１及び側壁部２１ｃを介して補強部材３５に常に逃がすことができ、重量の増加及びコストの上昇を招くことなく後支持部２２ｂの剛性を高めることができる。

即ち、図４に示すように、サスペンションアーム１６からの車幅方向の入力によってサスペンション本体２２の前，後支持部２２ａ，２２ｂに内側にたわむ力ａが作用すると、このたわむ力ａはアッパ，ロアパネル２０，２１から補強部材３５に伝達され、もってアッパパネル２０，ロアパネル２１のねじれ変形が抑制される。一方、前，後支持部２２ａ，２２ｂに外側にたわむ力ｂが作用すると、このたわむ力ｂによってアッパパネル２０とロアパネル２１の接合部に剥離方向の力が作用するが、この剥がれ力を補強部材３５が負担することによってアッパパネル２０とロアパネル２１の外側に膨らむ力が抑制されることとなる。このように本実施形態では、サスペンションアーム１６からの入力を常に補強部材３５に伝達して逃がす構造となっており、ひいては操縦安定性を確保することができる。また補強部材３５によりサスペンションメンバ１５自体の剛性を高めることができ、上下方向の振動の抑制効果があり、振動騒音に対しても有効である。

また本実施形態では、サスペンション本体２２の左，右の後支持部２２ｂ，２２ｂの剛性を高めることができるので、車両衝突時のエネルギーをサスペンション本体２２の前側部分で吸収しつつ後側部分でトンネルメンバ４を介して車体後方に伝達することが可能となり、クラッシュストローク量を確保でき、ひいては車室への影響を防止できる。

本実施形態では、補強本体３５ａを車幅方向に延びる断面ハット状とし、かつ左，右の後支持部２２ｂ，２２ｂを結ぶ線上に配置したので、サスペンション本体２２の後側部分の剛性を前側部分に比べて高めることができ、衝突時のエネルギーをサスペンション本体２２の前側部分が座屈することにより吸収し、かつ後側部分で車体後方に伝達することができ、エネルギー吸収機能をより一層高めることができる。

また上記後アーム部１６ｂを後支持部２２ｂとともに支持ブッシュ１９を介してフロントサイドメンバ２にボルト３０により共締め固定したので、サスペンションメンバ１５の車体取付け剛性を高めることができる。

ここで、本実施形態のサスペンション本体２２を組み付けるには、ロアパネル２１に補強本体３５ａ及びフランジ部３５ｂをスポット溶接により接合した後、アッパパネル２０をロアパネル２１にスポット溶接により接合し、この後、アッパパネル２０と補強本体３５ａとをＣＯ₂ 溶接により溶接することとなる。このように本実施形態では、スポット溶接とＣＯ₂ 溶接とを別工程で行なうことができ、生産性を高めることができる。即ち、上述のロアパネルを前側，後パネルに分割する従来構造では、アッパパネルと前側パネルとをスポット溶接及びＣＯ₂ 溶接により接合し、次いで後側パネルを同様にスポット溶接及びＣＯ₂ 溶接により接合する工程であり、１つの工程内にスポット溶接とＣＯ₂ 溶接とが混在することから生産性が低いという問題がある。

本発明の一実施形態によるサスペンションメンバが配設された前部車体フレームの平面図である。 上記前部車体フレームの側面図である。 上記サスペンションメンバの正面図である。 上記サスペンションメンバの平面図である。 上記サスペンションメンバの後支持部の断面図（図４のV-V 線断面図）である。 上記サスペンションメンバの補強部材の断面図（図４のVI-VI 線断面図）である。 上記サスペンションメンバの補強部材の断面図（図４のVII-VII 線断面図) である。 上記サスペンションメンバの分解斜視図である。

符号の説明

２ フロントサイドメンバ（車体フレーム）
１５ サスペンションメンバ
１６ サスペンションアーム
１６ａ 前アーム部
１６ｂ 後アーム部
２０ アッパパネル
２１ ロアパネル
２１ｃ 側壁部
２２ サスペンション本体
２２ａ 前支持部
２２ｂ 後支持部
３０ ボルト
３５ 補強部材
３５ａ 補強本体
３５ｂ フランジ部

Claims (1)

1. アッパパネルとロアパネルとで形成された中空構造のサスペンション本体と、該サスペンション本体の左，右側壁部に形成され、左，右のサスペンションアームの前アーム部を軸線を車両前後方向に向けて支持する前支持部と、上記サスペンションアームの後アーム部を軸線を車両上下方向に向けて支持する後支持部とを備えた車両用サスペンションメンバの補強構造において、
   上記サスペンション本体内に補強部材を配設し、該補強部材を、上記アッパパネルとロアパネルとに上下方向に架け渡して結合され、かつ両端部が上記左，右の後支持部の近傍に位置するとともに、該左，右の後支持部を結ぶ線上に位置するように配置された車幅方向に延びる横断面ハット状の補強本体と、
   該補強本体の両縁に形成され、上記左，右側壁部の上記後支持部に臨む部分に形成された後開口の前縁部に結合されたフランジ部と、衝突時のエネルギーを座屈することにより吸収する上記サスペンション本体の前側部分と
   を備えたものとしたことを特徴とする車両用サスペンションメンバの補強構造。

Images