JP5910936B2

JP5910936B2 - 車両の軽合金製サスペンションメンバ

Info

Publication number: JP5910936B2
Application number: JP2012057001A
Authority: JP
Inventors: 享男柴谷
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2032-03-14
Also published as: CN103303117B; US8740231B2; CN103303117A; US20130241186A1; JP2013189095A; DE102013004804A1

Description

本発明は、車両のエンジンルームの下方に配置され、その左右両端部にサスペンションアームを上下方向に揺動可能に支持するための車両の軽合金製サスペンションメンバに関するものである。

車両前部のエンジンルームに配される駆動力源であるエンジンは、複数のエンジンマウントによって車体に弾性支持されるが、該エンジンは、スロットル操作等に伴うトルク変動や回転変動等によって揺動しようとし、エンジン振動を車体に伝えないように配置されるエンジンマウントの弾性変形分だけ車体に対して揺動する。このため、エンジンとサスペンションメンバとをトルクロッドによって連結してエンジンの揺動を抑制するようにしている。

ところで、トルクロッドの一端が連結されるサスペンションメンバは、車両のエンジンルームの下方に配置され、その左右両端部にサスペンションアームをそれぞれ上下方向に揺動可能に支持するとともに、エンジンルームの左右両側に車両前後方向に沿って配置された一対のエプロンサイドメンバを連結して車体の剛性を高めるための部材である。

従来、上記サスペンションメンバは、板金のプレス成形品を溶接することによって閉じ断面形状（モナカ状）に成形されており、斯かる板金製のサスペンションメンバにあっては、その内部にトルクロッド取付部を設けることが行われている（例えば、特許文献１参照）。

他方、近年、軽量化や生産性向上等の目的のためにサスペンションメンバを軽量なアルミニウム合金等の軽合金による鋳造（ダイキャスト等）によって一体成形することが行われている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−２５３６４２号公報特許第３１７５５２３号公報

しかしながら、鋳造によって一体成形される軽合金製サスペンションメンバは、成形上の制約から閉断面形状とすることができず、下方が開放された断面形状とならざるを得ない。このため、サスペンションメンバの剛性が板金製のサスペンションメンバの剛性に比して低く、トルクロッドからの入力によって該サスペンションメンバが捩れ易く、トルクロッドによってエンジンの動きを効果的に抑制することができないという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、トルクロッドからの入力に対してサスペンションメンバの捩れを小さく抑えてエンジンの動きを効果的に抑制することができる車両の軽合金製サスペンションメンバを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一態様においては、軽合金製の一体成形品であり、略水平な上壁と該上壁の前端縁及び後端縁にそれぞれ略垂直に立設された前壁及び後壁とによって下方を開放するように形成された断面形状を有し、且つエンジンに一端を連結したトルクロッドの他端を、前記上壁の車幅方向中央部に連結している車両の軽金属製サスペンションメンバであって、前記上壁の上下方向の位置が、前記前壁及び前記後壁の上下方向略中央位置であって前記トルクロッドと略同じ高さ位置となっており、車両前後方向に沿う縦断面形状が略Ｈ形に形成されており、前記上壁のトルクロッド取付部が、該上壁から上方に膨出して、下方に前記トルクロッドのマウントの収納部を形成し、前記トルクロッド取付部の左右両側に、前記前壁と前記後壁とを連結する縦リブが前記上壁の下面に略垂直にそれぞれ突設され、該縦リブ、前記前壁、及び前記後壁によって前記収納部が構成され、左右の前記各縦リブの前記前壁と前記後壁との連結部から車幅方向外側に向かって斜めに延びる斜めリブが、前記上壁の下面に略垂直にそれぞれ突設され、該斜めリブ、前記縦リブ、及び前記上壁によって、下方を開放した三角形の空間が前記トルクロッド取付部の左右にそれぞれ形成されている、車両の軽金属製サスペンションメンバにおいて、前記サスペンションメンバの車幅方向両端部のうち少なくとも一方の端部が、左右一対のサイドメンバのうち少なくとも一方のサイドメンバの下方にて車両の前端部から車両後方側に延びるロアメンバの後端部の後方に位置すると共に、該ロアメンバの後端部に連結され、前記左右の縦リブのうち少なくとも一方の縦リブにおける前記前壁及び前記後壁との連結部からそれぞれ延びる前記斜めリブ同士の交差部と、前記サスペンションメンバの少なくとも一方の端部及び前記ロアメンバの後端部の連結部とを連結するように延びるさらなる斜めリブが、前記上壁の下面に略垂直に突設されていることを特徴とする。

上記本発明の一態様によれば、サスペンションメンバの車両前後方向に沿う縦断面形状を略Ｈ形としたため、該サスペンションメンバの断面係数が増大してその剛性が高められる。又、サスペンションメンバの上壁の上下方向の位置をトルクロッドと略同じ高さ位置としたため、車両の側方から見て、トルクロッドからの車両前後方向の入力位置にサスペンションメンバの上壁が配置されて、トルクロッドからの入力を上壁にて効率良く受けることができる。この結果、トルクロッドからの入力に対してサスペンションメンバの捩れを小さく抑えることができ、エンジンの動きを効果的に抑制することができる。トルクロッドのマウントの収納部をサスペンションメンバの上壁に容易に形成することができ、トルクロッドの適切な配置が可能となる。サスペンションメンバを収納するための収納部を形成する左右両側の縦リブによって上壁のトルクロッド取付部を効果的に補強することができる。サスペンションメンバの上壁に突設された斜めリブと縦リブ及び上壁によって下方が開放された三角形の空間をトルクロッド取付部の左右にそれぞれ形成したため、上壁のトルクロッド取付部を一層効果的に補強することができる。

車両の車体前部構造を示す側面図である。本発明に係る軽合金製サスペンションメンバの平面図である。図２のＡ−Ａ線断面図である。図２のＢーＢ線断面図である。図２のＣ−Ｃ線断面図である。本発明に係る軽合金製サスペンションメンバを斜め上方から見た斜視図である。本発明に係る軽合金製サスペンションメンバを斜め下方から見た斜視図である。

以下に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は車両の車体前部構造を示す側面図であり、同図に示すように、車両前部のエンジンルームＲには左右一対のエプロンサイドメンバ１（図１には一方のみ図示）が車両前後方向（図１の左右方向）に沿って配設されており、これらのエプロンサイドメンバ１の下方には左右一対のエプロンロアメンバ２（図１には一方のみ図示）が車両前後方向に沿って配設されている。そして、左右一対のエプロンロアメンバ２の前端には、車幅方向（図１の紙面垂直方向）に配されたラジエータサポートメンバ３が架設されており、同エプロンロアメンバ２の後端にはエンジンルームＲの下部に配置された本発明に係る軽合金製サスペンションメンバ（以下、単に「サスペンションメンバ」と称する）４が連結されている。

上記各エプロンサイドメンバ１は、前後の第１水平部１Ａと第２水平部１Ｂ及び両水平部１Ａ，１Ｂを連結する斜めの傾斜部１Ｃとで構成されており、その前端には、変形することによって衝撃を吸収するクラッシュボックス５が取り付けられている。そして、左右の各クラッシュボックス５の前端には、車幅方向に沿う上下一対のパイプ材６を有するアッパバンパメンバ７が連結されており、該アッパバンパメンバ７の車両前方にはバンパフェイシア８が配設されている。

又、左右一対の前記クラッシュボックス５の車幅方向内面には垂直に延びるランプサポートブレース９がそれぞれ取り付けられており、両ランプサポートブレース９の前端には、車幅方向に沿う上下一対のパイプ材１０を有するロアバンパメンバ１１が連結されており、該ロアバンパメンバ１１の車両前方にはバンパフェイシア１２が配設されている。ここで、バンパフェイシア８，１２は、ラジエータ用の空気取入口を間に配置して一体に形成されている。

次に、本発明に係る前記サスペンションメンバ４の構成の詳細を図２〜図７に基づいて以下に説明する。

図２は本発明に係るサスペンションメンバの平面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線断面図、図５は図２のＣ−Ｃ線断面図、図６は同サスペンションメンバを斜め上方から見た斜視図、図７は同サスペンションメンバを斜め下方から見た斜視図である。

サスペンションメンバ４は、アルミニウム合金等の軽合金による鋳造（ダイキャスト等）によって一体成形された部材であって、略水平な上壁４Ａと、該上壁４Ａの前端と後端に略垂直に起立する前壁４Ｂ及び後壁４Ｃによって下方が開放された断面形状を有している。ここで、図６及び図７に示すように、サスペンションメンバ４の前壁４Ｂの車幅方向中央部には、不図示のエンジンから車両後方に向かって略水平に延びるトルクロッド１３が貫通するための矩形の貫通孔１４が形成されている。

而して、本発明に係るサスペンションメンバ４においては、図３に示すように、上壁４Ａの上下方向の位置は、前壁４Ｂと後壁４Ｃの上下方向略中央となる位置であって、且つ、前記トルクロッド１３と略同じ高さ位置に設定され、当該サスペンションメンバ４の車両前後方向に沿う縦断面形状（側断面形状）は略Ｈ形とされている。

ところで、図２及び図６に示すように、サスペンションメンバ４の上壁４Ａの左右両端前側には、車体取付部を構成する支柱４ａがそれぞれ立設されており、各支柱４ａの先端部には円孔状のボルト挿通孔１５が上下方向にそれぞれ貫設されている。又、サスペンションメンバ４の上壁４Ａの左右両端の後部角部には同じく車体取付部を構成する取付座４ｂがそれぞれ形成されており、各取付座４ｂには円孔状のボルト挿通孔１６が上下方向にそれぞれ貫設されている。

そして、サスペンションメンバ４は、左右の前記支柱４ａにそれぞれ形成されたボルト挿通孔１５の下方から挿通する不図示のボルトを図１に示す左右一対の各エプロンサイドメンバ１の第１水平部１Ａの後端下面に締め付けるとともに、左右の前記取付座４ｂにそれぞれ形成されたボルト挿通孔１６に下方から挿通する不図示のボルトを図１に示す左右一対の各エプロンサイドメンバ１の傾斜部１Ｃの後端に締め付けることによって、左右のエプロンサイドメンバ１に取り付けられる。尚、サスペンションメンバ４の上壁部４Ａにはスタビライザとステアリングギヤボックス（何れも不図示）が取り付けられるが、該サスペンションメンバ４の上壁４Ａの左右には、スタビライザを取り付けるための取付座４ｃが一体に形成され、これらの取付座４ｃの内側左右にはステアリングギヤボックスを取り付けるための取付ボス４ｄが一体に形成されている。

ここで、図５に示すように、サスペンションメンバ４の上壁４Ａのステアリングギヤボックスを取り付ける部分は、上方に向かって円錐台状に膨出しており、この膨出した部分の中心部に前記取付ボス４ｄが形成されている。つまり、ステアリングギヤボックスを取り付ける部分（上壁４Ａの一部）は、その周囲の上壁４Ａよりも上方に膨出しており、この膨出部の頂上部にステアリングギヤボックスを取り付ける取付面が形成されている。この膨出形状によって、取付部の剛性及びサスペンションメンバ４の剛性を高めることができる。そして、この取付面は、図５に示すように、前壁４Ｂと後壁４Ｃの上端とほぼ同じ高さ位置となっている。尚、図５には一方の取付ボス４ｄの部分のみを示すが、他方の取付ボス４ｄも同様に形成されている。又、取付ボス４ｄの剛性や取付部の剛性を更に向上させるために、円錐台状の内面と下方に延びる取付ボス４ｄの外径とをリブによって連結しても良い。

又、サスペンションメンバ４の左右両端には左右一対の不図示の各サスペンションアームの内端部の前後がそれぞれ上下方向に揺動可能に取り付けられるが、図６及び図７に示すように、該サスペンションメンバ４の左右両端部の各前側部分（支柱４ａの下方）には、外側方と下方が開口する門型の取付部４ｅがそれぞれ構成されており、各後側部分には外側方が開口するコの字状の取付部４ｆがそれぞれ形成されている。そして、左右の各サスペンションアームの各内端部の前後は、左右の同側に位置する前後の取付部４ｅ，４ｆに図示のゴムブッシュを介して取り付けられ、各サスペンションアームはゴムブッシュの弾性変形によって上下方向に揺動することができる。尚、図示しないが、各サスペンションアームの外端部は、ボールジョイントを介して前輪ナックルに回動可能に枢着されており、各前輪ナックルには、左右の前輪がそれぞれ回転可能に支持されるとともに、ステアリングギヤボックスから左右に延びるタイロッドの各端部がボールジョイントを介して連結される。

次に、前記トルクロッド１３のサスペンションメンバ４への取付構造について説明する。

トルクロッド１３は、図６及び図７に示すようにサスペンションメンバ４の車幅方向中央に前後方向に沿って配される部材であって、サスペンションメンバ４とその前方に配された不図示のエンジンとを連結することによってエンジンの揺動を規制するための部材である。そして、その前端はマウント１７によってエンジンに取り付けられ、後端は同じくマウント１８によってサスペンションメンバ４に取り付けられている。

図４に示すように、サスペンションメンバ４の上壁の４Ａ車幅方向中央部には、上方に膨出するトルクロッド取付部４Ｄが形成されており、このトルクロッド取付部４Ｄの中央には取付ボス４ｇが形成されている。つまり、トルクロッド取付部４Ｄ（上壁４Ａの一部）は、円錐台状にその周囲の上壁４Ａよりも上方に膨出しており、この膨出部の頂上部に取付ボス４ｇが形成されている。そして、トルクロッド取付部４Ｄの周囲には、上壁４Ａの下面から垂直下方に一体に突出して前壁４Ｂと後壁４Ｃとを連結する左右の縦リブ４ｈが形成されており、これら左右の縦リブ４ｈと前壁４Ｂ及び後壁４Ｃに囲まれて、トルクロッド１３の後端のマウント１８を収納するための下方が開放された収納部４Ｅが形成されている。

詳細には、円錐台状の膨出の周囲の上壁４Ａは、前壁４Ｂと後壁４Ｃの上端とほぼ同じ高さ位置となっており、前壁４Ｂの上端と後壁４Ｃの上端を連結している。縦リブ４ｈの下端縁は前壁４Ｂと後壁４Ｃの下端よりも高い位置となっており、円錐台状の膨出部分とその周囲の上壁４Ａとの境界部分を通過して車両の前後方向に沿って延びている。そして、上壁４Ａと縦リブ４ｈの接続部から車両の側方となるに従って下方となるように上壁４Ａは斜面に形成されており、円錐台状の膨出部分の周囲の上壁４Ａと前壁４Ｂと後壁４Ｃの上下方向略中央となる上壁４Ａとが、この上壁４Ａの斜面によって接続されている。

図示した本実施の形態では、円錐台状の膨出形状によって、トルクロッド取付部４Ｄの剛性及びサスペンションメンバ４の剛性を向上させることができる。そして、取付ボス４ｇは、前壁４Ｂと後壁４Ｃの上端とほぼ同じ高さ位置となっており、取付ボス４ｇの上端は、前壁４Ｂと後壁４Ｃの上端よりも上方に突出した高さ位置となっている。尚、その下方に収納部４Ｅを構成するために形成される膨出部に、円錐台状の膨出形状は必ずしも必要でなく、トルクロッド取付部４Ｄに近づくほど高い位置となるように上壁４Ａに斜面を配置し、膨出部を形成しても良い。更に、縦リブ４ｈに連続するように上壁４Ａに縦壁を配置し、上壁４Ａの位置を上方に膨出させても良い。

又、図７に示すように、サスペンションメンバ４の裏面の前記収納部４Ｅの左右両側には、左右の前記各縦リブ４ｈの前壁４Ｂと後壁４Ｃとの連結部から車幅方向外側に向かって斜めに延びる斜めリブ４ｉが上壁４Ａの下面に略垂直にそれぞれ突設されており、該斜めリブ４ｉと縦リブ４ｈ及び上壁４Ａによって下方が開放された三角形の空間Ｓがトルクロッド取付部４Ｄの左右にそれぞれ形成されている。
三角形の空間Ｓをトルクロッド取付部４Ｄ（収納部４Ｅ）の左右にそれぞれ形成したため、上壁のトルクロッド取付部４Ｄを一層効果的に補強することができる。更に、三角形の空間Ｓの上部が斜面となった上壁４Ａとなっているため、剛性が向上している。そして、縦リブ４ｈの前端と前壁４Ｂとの連結部から延びる斜めリブ４ｉと、縦リブ４ｈの後端と後壁４Ｃとの連結部から延びる斜めリブ４ｉは、それぞれ車幅方向外側に向かって斜めに延び、上方に向かって円錐台状に膨出したステアリングギヤボックスを取り付ける部分の裏側で結合している。つまり、斜めリブ４ｉは、ステアリングギヤボックスを取り付ける部分を補強している。更に、サスペンションメンバ４の裏面の左右の前記斜めリブ４ｉの外側方には、リブ４ｉに連続して、同じく上壁４Ａの下面から略垂直に突出する複数の斜めリブ４ｊがそれぞれ格子状に形成されている。

而して、トルクロッド１３は、その後端のマウント１８がサスペンションメンバ４の前壁４Ａに形成された前記貫通孔１４に車両前方から通され、該マウント１８が図４に示すように収納部４Ｅに収容されている。尚、マウント１８は、同心状に配された金属製の内筒１８ａと外筒１８ｂの間にゴム等の弾性体１８ｃを充填することによって構成されている。

ところで、図７に示すように、サスペンションメンバ４の前記収納部４Ｅが開口する下面には、前壁４Ｂと後壁４Ｃの各下面間に架設された連結プレート１９が収納部４Ｅを下方から覆うように、その四隅が不図示のボルトによって取り付けられている。

詳細には、図７に示すように、連結プレート１９は、縦リブ４ｈの前端と前壁４Ｂとの連結部及び縦リブ４ｈの後端と後壁４Ｃとの連結部に形成されたボスに、不図示のボルトによって締め付け固定される。これらの連結部は斜めリブ４ｉも連結されており、ボスの剛性が高められている。そして、この連結プレート１９の中央部には図４に示すように円孔状のボルト挿通孔１９ａが形成されており、このボルト挿通孔１９ａに下方から挿通するボルト２０をマウント１８の内筒１８ａに通し、その先端ネジ部をサスペンションメンバ４の上壁４Ａに形成された取付ボス４ｇのネジ孔４ｇ１にねじ込むことによってトルクロッド１３の後端がマウント１８を介してサスペンションメンバ４の車幅方向中央部に取り付けられる。このようにトルクロッド１３の後端部がボルト２０による連結プレート１９との共締めによってサスペンションメンバ４に取り付けられると、ボルト２０の上下両端はサスペンションメンバ４の上壁４Ａと連結プレート１９によって両持ち状態で支持されるため、該トルクロッド１３の後端部がマウント１８を介してサスペンションメンバ４に確実に取り付けられるとともに、ボルト２０の倒れが抑制される。尚、図示しないが、トルクロッド１３の前端部はマウント１７を介してエンジンに取り付けられる。

以上において、本実施の形態においては、サスペンションメンバ４の車両前後方向に沿う縦断面形状（側断面形状）を図３に示すように略Ｈ形としたため、該サスペンションメンバ４の断面係数が増大してその剛性が高められる。又、サスペンションメンバ４の上壁４Ａの上下方向の位置をトルクロッド１３と略同じ高さ位置としたため、車両の側方から見て、トルクロッドからの車両前後方向の入力位置にサスペンションメンバの上壁４Ａが配置されて、トルクロッドからの入力を上壁４Ａにて効率良く受けることができる。この結果、トルクロッド１３からの入力に対してサスペンションメンバ４の捩れを小さく抑えることができ、エンジンの動きを効果的に抑制することができる。

又、本実施の形態では、サスペンションメンバ４において、トルクロッド１３の後端に設けられるマウント１８を収納するための収納部４Ｅを左右の縦リブ４ｈと前壁４Ｂ及び後壁４Ｃによって上壁４Ａに容易に形成することができ、これによってトルクロッド１３の適切な配置が可能となる。

更に、本実施の形態では、サスペンションメンバ４の収納部４Ｅを形成する左右両側の縦リブ４ｈによって上壁４Ａのトルクロッド取付部４Ｄを効果的に補強することができる。そして、本実施の形態では、サスペンションメンバ４の上壁４Ａの下面に突設された斜めリブ４ｉと縦リブ４ｈ及び上壁４Ａによって下方が開放された三角形の空間Ｓをトルクロッド取付部４Ｄの左右にそれぞれ形成したため、上壁４Ａのトルクロッド取付部４Ｄを一層効果的に補強することができる。又、サスペンションメンバ４においては、上壁４Ａの下面の収納部４Ｅの左右には、図７に示すように縦リブ４ｈと複数の斜めリブ４ｉ，４ｊが格子状に突設されているため、当該サスペンションメンバ４の全体的な剛性が高められるという効果も得られる。

４サスペンションメンバ
４Ａサスペンションメンバの上壁
４Ｂサスペンションメンバの前壁
４Ｃサスペンションメンバの後壁
４Ｄサスペンションメンバのトルクロッド取付部
４Ｅサスペンションメンバの収納部
４ｈサスペンションメンバの縦リブ
４ｉ，４ｊサスペンションメンバの斜めリブ
１３トルクロッド
１７，１８マウント
１９連結プレート
２０ボルト
Ｓ空間

Claims

軽合金製の一体成形品であり、略水平な上壁と該上壁の前端縁及び後端縁にそれぞれ略垂直に立設された前壁及び後壁とによって下方を開放するように形成された断面形状を有し、且つエンジンに一端を連結したトルクロッドの他端を、前記上壁の車幅方向中央部に連結している車両の軽金属製サスペンションメンバであって、
前記上壁の上下方向の位置が、前記前壁及び前記後壁の上下方向略中央位置であって前記トルクロッドと略同じ高さ位置となっており、
車両前後方向に沿う縦断面形状が略Ｈ形に形成されており、
前記上壁のトルクロッド取付部が、該上壁から上方に膨出して、下方に前記トルクロッドのマウントの収納部を形成し、
前記トルクロッド取付部の左右両側に、前記前壁と前記後壁とを連結する縦リブが前記上壁の下面に略垂直にそれぞれ突設され、
該縦リブ、前記前壁、及び前記後壁によって前記収納部が構成され、
左右の前記各縦リブの前記前壁と前記後壁との連結部から車幅方向外側に向かって斜めに延びる斜めリブが、前記上壁の下面に略垂直にそれぞれ突設され、
該斜めリブ、前記縦リブ、及び前記上壁によって、下方を開放した三角形の空間が前記トルクロッド取付部の左右にそれぞれ形成されている、車両の軽金属製サスペンションメンバにおいて、
前記サスペンションメンバの車幅方向両端部のうち少なくとも一方の端部が、左右一対のサイドメンバのうち少なくとも一方のサイドメンバの下方にて車両の前端部から車両後方側に延びるロアメンバの後端部の後方に位置すると共に、該ロアメンバの後端部に連結され、
前記左右の縦リブのうち少なくとも一方の縦リブにおける前記前壁及び前記後壁との連結部からそれぞれ延びる前記斜めリブ同士の交差部と、前記サスペンションメンバの少なくとも一方の端部及び前記ロアメンバの後端部の連結部とを連結するように延びるさらなる斜めリブが、前記上壁の下面に略垂直に突設されている、車両の軽金属製サスペンションメンバ。