JP5408110B2

JP5408110B2 - サスペンションクロスメンバ

Info

Publication number: JP5408110B2
Application number: JP2010255677A
Authority: JP
Inventors: 丘山口
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2010-11-16
Filing date: 2010-11-16
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2030-11-16
Also published as: JP2012106552A

Description

本発明は、プレス成形され前後幅を有する２枚の鋼板製部材が上下に向かい合わされて構成され、左右方向の両端に車両の操舵輪を支持するサスペンション装置が組み付けられる車両のサスペンションクロスメンバに関する。

従来、サスペンションクロスメンバは、エンジンルームの後部の下部に配置され、車両の前後方向に延在する左右のサイドメンバ間に架け渡され、その両端に車両の操舵輪を支持するサスペンション装置が組み付けられる。
サスペンションクロスメンバには、左右のサイドメンバへの締結部材や、サスペンション装置を構成する部材などの各種取り付け部が複数形成され複雑な形状となる関係上、プレス成形された２枚の鋼板製部材が溶接されることで構成されている。より詳細には、プレス成形され前後幅を有する２枚の鋼板製部材が上下に向かい合わされて左右方向に延在し、それらの前面どうしおよび後面どうしが重ねられ前記前面および前記後面の左右方向に延在する縁部を含む箇所が溶接により接合された溶接箇所となっており、それらの内部が中空状に形成されている。

このようなサスペンションクロスメンバにおいて、２枚の鋼板製部材の内部の空間部に連通する開口が、前面または後面の溶接箇所を含む箇所に設けられる場合がある。
例えば、エンジンをマウントするためのエンジンロールロッドの後端が、サスペンションクロスメンバの前面の開口から内部の空間部に挿入され、サスペンションクロスメンバ前後中間部に左右方向に揺動可能に結合される場合がある。
この場合の開口６０を図６に示す。すなわち、上側の鋼板製部材６２の前面６４と、下側の鋼板製部材６６の前面６８が重ねられ、下側の鋼板製部材６６の前面６８の縁部を含む箇所が溶接により接合された溶接箇所７０となっている。そして、開口６０は、溶接箇所７０を含む箇所に設けられることになる。言い換えると、開口６０の左右方向の両側に溶接端７０Ａが位置することになる。

特開２００８−２９０５３９

一方、車両の走行時、サスペンションクロスメンバには各種の応力が作用する。
ここで開口６０に着目すると、開口６０の左右方向の両側に溶接端７０Ａが位置している。そのため、直線状に延在している溶接箇所７０は溶接端７０Ａにおいて断面形状が急激に変化することになり、溶接端７０Ａにおいて応力集中が発生し易い。また、溶接端７０Ａは、溶け込みなど品質の安定化が困難な箇所でもある。
このようなことから開口６０の両側に位置する溶接端７０Ａの箇所では、耐久強度が弱くならざるを得ない。
そこで、従来では、溶接箇所７０を含む箇所に開口６０を設ける場合には、開口６０の近傍に補強部材を設けたり、あるいは、２枚の鋼板製部材６２、６６の厚さを大きくすることで、サスペンションクロスメンバの耐久強度を確保するようにしている。
そのため、サスペンションクロスメンバの部品点数を削減し、コストダウンを図る上で何らかの改善が求められていた。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、部品点数を削減し、コストダウンを図る上で有利なサスペンションクロスメンバを提供することにある。

前記目的を達成するため請求項１記載の発明は、前後幅を有しプレス成形された２枚の鋼板製部材が上下に向かい合わされて左右方向に延在し、それらの前面どうしおよび後面どうしが重ねられ前記前面および前記後面の左右方向に延在する縁部を含む箇所が溶接により接合された溶接箇所となっており、それら２枚の鋼板製部材の内部の空間部に連通する開口が前記溶接箇所を含む箇所に設けられ、左右方向の両端に車両の操舵輪を支持するサスペンション装置が組み付けられるサスペンションクロスメンバであって、前記開口の両側で前記溶接箇所を含む箇所に、互いに重ねられた前記前面または前記後面から前記開口内で左右方向に突出する突出片がそれぞれ設けられ、前記開口内において前記突出片どうしが重ねられその突出片の左右方向に延在する縁部を含む箇所が、前記溶接箇所と連続するように溶接により接合されていることを特徴とする。
また、請求項２記載の発明は、前記開口内において前記突出片どうしが重ねられその突出片の縁部を含む箇所が溶接により接合されることで、前記開口内に突出する突出片接合体が形成され、前記突出片接合体の上縁および下縁が前記開口の縁部に交わる基部に、開口の縁部から離れるにつれて前記上縁と下縁との寸法が次第に小さくする湾曲部が形成されていることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、溶け込みなどにより品質の安定化が困難な溶接端を突出片の先端に偏位することで、断面形状の変化が大きく外部入力による応力が集中する開口の左右両側の縁部から離すことができる。
したがって、開口の近傍に補強部材を設けたり、あるいは、２枚の鋼板製部材の厚さを大きくする必要はなくなり、サスペンションクロスメンバの耐久強度を向上しつつ、サスペンションクロスメンバの部品点数を削減し、コストダウンを図る上で有利となる。
請求項２記載の発明によれば、溶接された箇所の断面形状が開口の縁において湾曲部により穏やかに変化するため、突出片接合体の基部における応力集中を緩和する上でより有利となり、サスペンションクロスメンバの耐久強度を向上する上でより一層有利となる。

サスペンションクロスメンバの平面図である。車両の前方からみたサスペンションクロスメンバの斜視図である。サスペンションクロスメンバの前面の開口部分の正面図である。サスペンションクロスメンバの前面の開口部分の分解図である。サスペンションクロスメンバを前後方向に延在する平面で切断した断面図であり、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は図３のＡＡ線、ＢＢ線、ＣＣ線の断面図である。従来のサスペンションクロスメンバの前面の開口部分の正面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。
図１、図２に示すように、サスペンションクロスメンバ１０は車両の車幅方向に延在し、その両端が車両の前後方向に延在する左右のサイドメンバ（不図示）に夫々連結され、エンジンルームの後部下部に配置される。
サスペンションクロスメンバ１０は、上面１０Ａの左右両側に設けられた、サイドメンバに連結するための一対のアーム１２を備えている。一対のアーム１２は基端がサスペンションクロスメンバ１０の左右両端の上面１０Ａの連結部１００２に固定結合されており、それらアーム１２の先端にはサイドメンバに連結するための連結部が形成されている。

サスペンションクロスメンバ１０にはパワーステアリングユニット１４が搭載される。サスペンションクロスメンバ１０の上面１０Ａにパワーステアリングユニット１４を取り付けるための取り付け部１００４が形成されており、この取り付け部１００４にパワーステアリングユニット１４の支持部１４０２、１４０４が締結されることで、パワーステアリングユニット１４がサスペンションクロスメンバ１０の上方に搭載される。
また、サスペンションクロスメンバ１０には、左右のサスペンション装置１６が装着される。サスペンションクロスメンバ１０の左右両端に、それぞれサスペンション装置１６のロアアーム１６Ａを連結するための連結部１００６、１００８が形成されており、この連結部１００６、１００８にロアアーム１６Ａの基端が枢着されることで、ロアアーム１６Ａがサスペンションクロスメンバ１０に揺動可能に連結される。ロアアーム１６Ａの先端には前輪を支持するナックル１８が回動可能に連結される。

パワーステアリングユニット１４は左右一対のタイロッド２０を有しており、それらタイロッド２０はそれぞれ左右のナックルアーム２２に連結されており、それらタイロッド２０によって前輪が操舵される。
また、サスペンションクロスメンバ１０にはスタビライザ２４が取り付けられる。サスペンションクロスメンバ１０の上面１０Ａに、スタビライザ２４を取り付けるための取り付け部１０１０、１０１２が形成されており、この取り付け部１０１０、１０１２にスタビライザ２４の支持部２４０２が締結されることでスタビライザ２４がサスペンションクロスメンバ１０の上方に取り付けられ、スタビライザ２４の両端はそれぞれロアアーム１６Ａに連結される。
また、サスペンションクロスメンバ１０にはエンジンの前後方向の振れを抑制するためのエンジンロールロッド２６の後端が連結される。サスペンションクロスメンバ１０の前面１０Ｂに、サスペンションクロスメンバ１０の内部の空間部に連通する開口２８が形成されており、この開口２８からエンジンロールロッド２６の後端が挿入され、サスペンションクロスメンバ１０の連結部１０１４に搖動可能に結合される。

サスペンションクロスメンバ１０は、上述のように各種の連結部１００２、１００６、１００８、取り付け部１００４，１０１０、１０１２が設けられ複雑な形状を有する関係上、プレス成形され前後幅を有して左右方向に延在する上側鋼板製部材３２と下側鋼板製部材３４との２枚の鋼板製部材が上下に向かい合わされて構成されている。
図５に示すように、上側鋼板製部材３２は、前後幅を有して左右方向に延在する上面部３２０２と、上面部３２０２の前後端から下方に屈曲された上側前面部３２０４および上側後面部３２０６とを有している。
また、下側鋼板製部材３４は、前後幅を有して左右方向に延在する下面部３４０２と、下面部の前後端から上方に屈曲された下側前面部３４０４および下側後面部３４０６とを有している。
そして、上側鋼板製部材３２と下側鋼板製部材３４の前面部３２０４、３４０４どうしおよび後面部３２０６、３４０６どうしが重ねられ、前面部３２０４、３４０４および後面部３２０６、３４０６の左右方向に延在する縁部を含む箇所が溶接により接合されて構成されている。

より詳細には、下側鋼板製部材３４の内側に上側鋼板製部材３２が配置され、上側前面部３２０４の前方に下側前面部３４０４が重ねられ、上側後面部３２０６の後方に下側後面部３４０６が重ねられ、左右方向に延在する下側前面部３４０４の縁部が上側前面部３２０４に溶接により接合され、また、左右方向に延在する下側後面部３４０６の縁部が上側後面部３２０６に溶接により接合されている。
したがって、上側前面部３２０４と下側前面部３４０４とが重ねられ下側前面部３４０４の左右方向に延在する縁部を含む箇所が溶接により接合された本体側溶接箇所３６となっている。また、上側後面部３２０６と下側後面部３４０６とが重ねられ下側後面部３４０６の左右方向に延在する縁部を含む箇所が溶接により接合された本体側溶接箇所３８となっている。
また、サスペンションクロスメンバ１０の前面１０Ｂは、本体側溶接箇所３６により接合された上側前面部３２０４と下側前面部３４０４により構成されていることになる。

また、図３に示すように、サスペンションクロスメンバ１０の前面１０Ｂの開口２８は、本体側溶接箇所３６を含む箇所に設けられ、開口２８の左右方向の両側にそれぞれ本体側溶接箇所３６が位置している。
開口２８の左右方向の両側で本体側溶接箇所３６を含む箇所には、上側前面部３２０４と下側前面部３４０４から開口２８内に左右方向に突出する上側突出片４０と下側突出片４２がそれぞれ設けられている。それら上側突出片４０と下側突出片４２は、開口２８の上下幅よりも小さい寸法の上下幅を有している。

より、詳細には、図４に示すように、上側前面部３２０４の縁部３２０４Ａを含む箇所には、開口２８を形成するための下方に開放状の欠部４４が設けられている。そして、上側突出片４０が、欠部４４の左右方向の両側に位置する上側前面部３２０４の縁部３２０４Ａを含む箇所に、それぞれ左右方向で欠部４４内に突出して設けられている。
上側突出片４０の下縁４００２は、上側前面部３２０４の縁部３２０４Ａに連続する直線状に形成されている。また、上側突出片４０の上縁４００４が欠部４４の縦縁に交差する基部に、縦縁から離れるにつれて次第に上側突出片４０の上下の幅を小さくする湾曲部４００６が形成され、上縁４００４の基部を除く部分は下縁４００２に平行し湾曲部４００６の端部に連続する直線状に形成されている。

また、下側鋼板製部材３４の下側前面部３４０４の縁部３４０４Ａを含む箇所には、開口２８を形成するための上方に開放状の欠部４６が設けられている。そして、下側突出片４２が、欠部４６の左右方向の両側に位置する下側前面部３４０４の縁部３４０４Ａを含む箇所に、それぞれ左右方向で欠部４６内に突出して設けられている。
下側突出片４２の上縁４２０２は、下側前面部３４０４の縁部３４０４Ａに連続する直線状に形成され、下側突出片４２の下縁４２０４が欠部４６の縦縁に交差する基部に、縦縁から離れるにつれて次第に下側突出片４２の上下の幅を小さくする湾曲部４２０６が形成され、下縁４２０４の基部を除く部分は上縁４２０２に平行し湾曲部４２０６に連続する直線状に形成されている。

そして、上側前面部３２０４の前方に下側前面部３４０４が重ねられることで、図３、図５（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、双方の欠部４４、４６により開口２８が形成され、開口２８内において左右の上側突出片４０の前方に左右の下側突出片４２が重ねられる。そして、下側突出片４２の左右方向に延在する上縁４２０２を含む箇所が上側突出片４０に溶接により接合され、この接合された箇所が突出片側溶接箇所４８となっている。突出片側溶接箇所４８は本体側溶接箇所３６と連続状に設けられ、本体側溶接箇所３６の延長上で直線状に延在している。

このように下側突出片４２の上側の縁部(上縁４２０２)を含む箇所が上側突出片４０に溶接により接合されることで、開口２８内に突出する突出片接合体５０が形成される。突出片接合体５０は、開口２８の上下幅よりも小さい寸法の上下幅を有している。
したがって、突出片接合体５０の上縁が上側突出片４０の上縁４００４で構成され、突出片接合体５０の下縁が下側突出片４２の下縁４２０４で構成される。そして、突出片接合体５０の上縁４００４および下縁４２０４が開口２８の縦縁に交わる基部に、開口２８の縦縁から離れるにつれて上縁４００４と下縁４２０４との寸法が次第に小さくなる湾曲部４００６、４２０６が形成されることになる。

次に、作用効果について説明する。
車両の走行時、サスペンションクロスメンバ１０には各種の連結部１００２、１００６、１００８、取り付け部１００４，１０１０、１０１２を介して各種の応力が作用する。
開口２８に着目すると、図３に示すように、開口２８の左右方向の両側に本体側溶接箇所３６が位置しているものの、溶接端４８Ａは上側突出片４０および下側突出片４２を介して、すなわち、突出片側溶接箇所４８を介して開口２８の左右両側の縁から開口２８の内側に偏位した突出片接合体５０の先端の箇所に位置している。開口２８の縁には上側突出片４０および下側突出片４２の基部が位置しており、言い換えると、溶接端４８Ａの箇所と開口２８により断面形状が急激に変化する箇所とをずらした構成としている。

したがって、溶け込みなどにより品質の安定化が困難な溶接端４８Ａが、断面変化が大きく応力が集中する範囲である開口２８の左右両側の縁部から離れた位置となるため溶接端４８Ａでの応力集中が緩和され、サスペンションクロスメンバ１０の耐久強度を向上する上で有利となる。
したがって、開口２８の近傍に補強部材を設けたり、あるいは、２枚の鋼板製部材の厚さを大きくする必要はなくなり、サスペンションクロスメンバ１０の耐久強度を向上しつつ、サスペンションクロスメンバ１０の部品点数を削減し、コストダウンを図る上で有利となる。

また、本実施の形態では、開口２８の左右両側の縁部には上側突出片４０および下側突出片４２の基部、すなわち突出片接合体５０の基部が位置しており、突出片接合体５０の基部に、開口２８の縁部から離れるにつれて上縁と下縁との寸法が次第に小さくなる湾曲部４００６、４２０６が形成されている。
すなわち、本体側溶接箇所３６が設けられた上側突出片４０および下側突出片４２の断面形状の変化は、開口２８の縁において断面形状が急激に変化することなく湾曲部４００６、４２０６により穏やかに変化し、突出片接合体５０の基部における応力集中を緩和する上でより有利となり、サスペンションクロスメンバ１０の耐久強度を向上する上でより一層有利となる。

１０……サスペンションクロスメンバ、２８……開口、３２……上側鋼板製部材、３２０４……上側前面部、３４……下側鋼板製部材、３４０４……下側前面部、３６……本体側溶接箇所、４０……上側突出片、４００６……湾曲部、４２……下側突出片、４２０６……湾曲部、４４、４６……欠部、４８……突出片側溶接箇所、５０……突出片接合体。

Claims

前後幅を有しプレス成形された２枚の鋼板製部材が上下に向かい合わされて左右方向に延在し、それらの前面どうしおよび後面どうしが重ねられ前記前面および前記後面の左右方向に延在する縁部を含む箇所が溶接により接合された溶接箇所となっており、それら２枚の鋼板製部材の内部の空間部に連通する開口が前記溶接箇所を含む箇所に設けられ、左右方向の両端に車両の操舵輪を支持するサスペンション装置が組み付けられるサスペンションクロスメンバであって、
前記開口の両側で前記溶接箇所を含む箇所に、互いに重ねられた前記前面または前記後面から前記開口内で左右方向に突出する突出片がそれぞれ設けられ、
前記開口内において前記突出片どうしが重ねられその突出片の左右方向に延在する縁部を含む箇所が、前記溶接箇所と連続するように溶接により接合されている、
ことを特徴とする車両のサスペンションクロスメンバ。
前記開口内において前記突出片どうしが重ねられその突出片の縁部を含む箇所が溶接により接合されることで、前記開口内に突出する突出片接合体が形成され、
前記突出片接合体の上縁および下縁が前記開口の縁部に交わる基部に、開口の縁部から離れるにつれて前記上縁と下縁との寸法が次第に小さくする湾曲部が形成されている、
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。