JP6022346B2 - 自動車用サスペンションメンバの補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、車幅方向両側部にロアアーム取付け用開口部を有する自動車用サスペンションメンバに関し、より詳細には、前記開口部及び取付け用脚部の剛性を向上できるようにした補強構造に関する。

従来の自動車用サスペンションメンバとして、車幅方向両側部にロアアーム取付け用開口部を備え、該開口部内にロアアームの上下方向に向けた前，後一対のブッシュを差し込んで前記側部に締結したものがある（例えば特許文献１参照）。

特開２００９−２０８６７８号公報

前記従来のサスペンションメンバは、構造が簡易で低コストという利点があるものの、前記車幅方向両側部の開口部周辺の剛性が低く、該開口部近傍に固定されたサスペンションメンバ取付け用脚部の剛性も低いという問題がある。またサスペンションメンバがロアアームからの大荷重を受け止めることができずに変形・変位してしまい、操縦安定性が悪化したり、ロードノイズが発生したりするといった問題がある。

本発明は、前記従来の状況に鑑みてなされたもので、ロアアーム取付け用開口部周辺や取付け用脚部の剛性を向上でき、またロアアームからの大荷重を受け止めることができ、サスペンションメンバの変形・変位を防止でき、操縦安定性やロードノイズの問題を改善できる自動車用サスペンションメンバの補強構造を提供することを課題としている。

本発明は、上壁部，下壁部，前壁部及び後壁部からなる中空状をなすと共に、車幅方向両側部にロアアームのブッシュを差し込んで締結するための開口部を有し、サスペンションメンバを車体骨格部材に支持させるための取付け脚部を前記ロアアームの前側のブッシュの取付け部近傍に設けた自動車用サスペンションメンバの補強構造において、該サスペンションメンバの前記開口部の近傍内に、上横辺部，下横辺部及び縦辺部からなる断面略凹形状のバルク部材を、前記上壁部，下壁部，前壁部及び後壁部を橋渡しするように配設し、
前記バルク部材の上横辺部，下横辺部を前記上壁部，下壁部の前記ブッシュ取付け部内面に固定し、
前記取付け脚部の車幅方向外側部分の下端部を、前記上壁部の前記上横辺部が固定された部分の上面に固定し、
前記取付け脚部の車幅方向内側部分の下端部を、前記上壁部，下壁部を貫通させると共に前記バルク部材の縦辺部に固定した
ことを特徴としている。

本発明によれば、サスペンションメンバの前記開口部の近傍内にバルク部材を配設し、該バルク部材によりサスペンションメンバの前壁部，下壁部，前壁部及び後壁部を橋渡ししたので、前記開口部周辺の剛性を高めることができる。

また、前記取付け脚部を車幅方向外側部分と内側部分とからなるものとし、外側部分の下端部を、前記上壁部の前記バルク部材の上横辺部が固定された部分の上面に固定し、内側部分の下端部を前記上壁部を貫通させると共に前記バルク部材の縦辺部に固定したので、取付け脚部の剛性を向上でき、サスペンションメンバの支持状態を安定化できる。

さらにまた、前記バルク部材の上横辺部，下横辺部を、上壁部，下壁部のブッシュ取付け部を構成する部分の内面に固定してブッシュ取付け部を補強し、さらに取付け脚部の外側部分の下端部を前記上横辺部の上側に固定し、内側部分の下端部をバルク部材の縦壁部に固定したので、ブッシュ取付け部の剛性を大幅に向上でき、操向輪からブッシュに伝達される大荷重をバルク部材だけでなく取付け脚部でも受け止めることとなり、サスペンションメンバの変形・変位を防止でき、操縦安定性やロードノイズ改善に効果がある。

また上述の効果を、最小限のバルク部材の追加と、取付け脚部の固定構造の改善だけで実現できるので、コストや重量の増加や生産性の低下の問題が生じることもない。

本発明の実施例１による補強構造を備えたサスペンションメンバの車両斜め前方から見た分解斜視図である。 前記サスペンションメンバの平面図である。 前記サスペンションメンバの一部断面背面図である。 前記サスペンションメンバの断面側面図（図２のIV-IV線断面図）である。 前記サスペンションメンバ内に配置されるバルク部材の斜視図である。 前記サスペンションメンバの取付け脚部の断面側面図（図２のVI-VI線断面図）である。 前記取付け脚部の分解斜視図である。 前記取付け脚部の断面平面図（図６のVIII-VIII線断面図）である。 前記サスペンションメンバの車体フレームへの取付け状態を模式的に示す側面図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図９は本発明の実施例１に係る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、図中、前，後，左，右とは、車両前方に見た状態での前，後，左，右を意味している。

図において、１２は車体骨格部材を構成する左，右のサイドメンバであり、該サイドメンバ１２は車両前後方向に延びる本体部１２ａと、該本体部１２ａから車幅方向外側に拡開しつつ斜め上方に延び、そこから水平に前方に延びる前部１２ｂとを有する。

前記サイドメンバ１２の本体部１２ａの前端部から前記前部１２ｂの下面に渡るようにサスペンションメンバ１が配置されており、該サスペンションメンバ１は、前，後ボルト１２ｃ，１２ｄによりサイドメンバ１２に固定されている。このサスペンションメンバ１は、車両前後方向視で、車幅方向中央に位置する中央部１ａと、車幅方向左，右側部で、かつ前記中央部１ａより低所に段違い状を成すように配置された左，右のサイド部１ｂ，１ｂと、該左，右のサイド部１ｂ，１ｂと前記中央部１ａとを接続するように配設された左，右の立ち上がり部１ｃ，１ｃとを有する。

また前記サスペンションメンバ１の前部には、エンジンユニット等の配置スペースを確保するための凹部１ｅが車両後方に凹むように形成されている。

前記左，右のサイド部１ｂ，１ｂは、車両前方ほど低くなる傾斜をなしており（図４参照）、かつ後述するロアアーム４を差し込むための開口部１ｄ を有する。また前記左，右の立ち上がり部１ｃ，１ｃは車幅方向中央側ほど高くなる傾斜をなしている（図３参照）。

前記サスペンションメンバ１は、板金製で、横断面略ハット形状のアッパメンバ２と、同じく板金製で横断面略ハット形状のロアメンバ３とを中空状をなすように、かつ前記開口部１ｄ が形成されるように結合したものである。

前記アッパメンバ２は、前記中央部１ａ，左，右のサイド部１ｂ及び左，右の立ち上がり部１ｃの上側部分を構成する中央上壁部２ａ，サイド上壁部２ｂ及び立ち上がり上壁部２ｃと、前，後壁部２ｂ′，２ｃ′と、前，後フランジ部２ｄとを有し、前記横断面略ハット形状をなしている。

また、前記ロアメンバ３は、前記中央部１ａ，左，右のサイド部１ｂ及び左，右の立ち上がり部１ｃの下側部分を構成する中央下壁部３ａ，サイド下壁部３ｂ及び立ち上がり下壁部３ｃと、前，後壁部３ｂ′，３ｃ′と、前，後フランジ部３ｄとを有し、前記横断面略ハット形状をなしている。前記ロアメンバ３の前，後のフランジ部３ｄ，３ｄと前記アッパメンバ２の前，後のフランジ部２ｄ，２ｄとがスポット溶接により結合されている。

前記アッパメンバ２の左，右のサイド上壁部２ｂ，２ｂには、凹状ビード２ｅが前記開口部１ｄ内側に突出するように形成されている。この凹状ビード２ｅは、サイド上壁部２ｂの前後方向略全長に渡るように、かつ横断面で見たとき路面Ｇと平行になるように形成されている。上述のようにサイド上壁部２ｂは前下がりに傾斜しているので、前記凹状ビード２ｅは後部から前部に行くほど浅くなっている。そして前記凹状ビード２ｅには、ロアアーム４の前ブッシュ４ａ，後ブッシュ４ｂを取り付けるための前，後取付け孔２ｆ，２ｇが上下に貫通するように形成れており、該取付け孔２ｆ，２ｇの上面にはナット部材５ａが固定されている。

前記ロアメンバ３の左，右のサイド下壁部３ｂ，３ｂには、凹状ビード３ｅが前記開口部１ｄ内側に突出するように形成されている。この凹状ビード３ｅは、サイド下壁部３ｂの前後方向略全長に渡るように、かつ横断面で見たとき路面Ｇと平行になるように形成されている。上述のようにサイド下壁部３ｂは前下がりに傾斜しているので、前記凹状ビード３ｅは後部から前部にいくほど深くなっている。そして前記凹状ビード３ｅには、前記ロアアーム４の前ブッシュ４ａ，後ブッシュ４ｂを取り付けるための前，後取付け孔３ｆ，３ｇが上下に貫通するように形成れている。

前記凹状ビーム２ｅ，３ｅの、前記前取付け孔２ｆ，３ｆが形成された部分が前記前ブッシュ４ａの取付け部４ａ′となっており、また前記後取付け孔２ｇ，３ｇが形成された部分が前記後ブッシュ４ｂの取付け部４ｂ′となっている。
そして前記ロアメンバ３の前記左，右のサイド下壁部３ｂの前記前下がり傾斜の下端部、即ち前端部で、かつ前記立ち上がり下壁部３ｃの下端近傍には、ドレン孔３ｈが下方に貫通するように形成されている。このドレン孔３ｈは、前記開口部１ｄから内部に進入した雨水等を排水するためのものである。

前記ロアアーム４は、二股状をなすアーム本体４ｅと、該アーム本体４ｅの基端部にその軸線を上下方向に向けて固定された前記前ブッシュ４ａ，後ブッシュ４ｂとを有する。前記前ブッシュ４ａ，後ブッシュ４ｂは、内筒４ｃと外筒４ｄとの間にゴム部材４ｆを焼付け固定したものである。

前記ロアアーム４は、前ブッシュ４ａを、これの軸線を上下に向けて前記取付け孔２ｆ，３ｆに一致させ、かつ後述するバルク部材６の上，下横辺部６ａ，６ｂ間に配置し、また後ブッシュ４ｂをこれの軸線を上下に向けて前記取付け孔２ｇ，３ｇに一致させ、この状態で前記内筒４ｃに下方からボルト５を挿入し、前記ナット部材５ａに締め付けることでサスペンションメンバ１に支持されている。

ここで前記前側のボルト５の頭部５ｂは、前記ロアメンバ３の凹状ビード３ｅ内に位置しているため、路面側の障害物が当たり難く、障害物からの衝撃によりボルト５の頭部５ｂが損傷したり、ボルト５が緩んだりするのを防止できる。

前記サスペンションメンバ１の左，右側部内には板金製のバルク部材６が配設されている。このバルク部材６は、上横辺部６ａと、下横辺部６ｂと、縦辺部６ｃとを有する横断面凹形状のものであり、サスペンションメンバ１の前後方向長さと略同じ長さを有し、該サスペンションメンバ１の前記サイド部１ｂから立ち上がり部１ｃに渡るように少し斜めに配置されている。

前記バルク部材６の前端部に形成された前フランジ部６ｄは、前記サイド上壁部２ｂの前壁部２ｂ′及びサイド下壁部３ｂの前壁部３ｂ′に溶接固定され、後端部に形成された後フランジ６ｅは前記立ち上がり下壁部３ｃの後壁部３ｃ′及び立ち上がり上壁部２ｃの後壁部２ｃ′に溶接固定され、また、前記下横辺部６ｂの後部６ｂ′は前記立ち上がり下壁部３ｃに、上横辺部６ａの後部６ａ′は立ち上がり上壁部２ｃにそれぞれ溶接固定されている。さらに後述するように、バルク部材６の上横辺部６ａ，下横辺部６ｂの前部６ｈは、前記凹状ビード２ｅ，３ｅの内面に溶接固定されている。

このようにして前記バルク部材６は、サスペンションメンバ１の、前記サイド上壁部２ｂ，サイド下壁部３ｂ、立ち上がり上壁部２ｃ，立ち上がり下壁部３ｃ、前壁部２ｂ′，３ｂ′及び後壁部２ｃ′，３ｃ′を橋渡ししており、かつ前記開口部１ｄを略塞いでいる。

また前記バルク部材６の上横辺部６ａ，下横辺部６ｂの長手方向前部６ｈには、前記前ブッシュ４ａを取り付けるための取付け孔６ｆ，６ｇが上下に貫通するように形成されている。前記前部６ｈは、前記サイド上壁部２ｂの凹状ビーム２ｅ，サイド下壁部３ｂの凹状ビーム３ｅの前記前ブッシュ４ａの取付け部４ａ′内に、前記取付け孔６ｆ，６ｇが取付け孔２ｆ，３ｆと一致するように挿入配置され、前記上，下横辺部６ａ，６ｂが前記上，下の凹状ビード２ｅ，３ｅの内面に溶接固定されている。また、前記取付け孔２ｇ，６ｇ，６ｆ，２ｆ内を前記ボルト５が挿通している。

また、前記サスペンションメンバ１の、前記左，右の前ブッシュ４ａの取付け部４ａ′近傍には、左，右の取付け脚部９が上方に突出するように形成されている。該取付け脚部９は、車幅方向内側に位置する本体部１０と、車幅方向外側に位置する補強部１１とを溶接結合した筒状体である。該取付け脚部９の上端部は、前記サイドメンバ１２の前部１２ｂにボルト１２ｃにより締め付け固定されている。

前記本体部１０は、板金製で、前，後側壁１０ａ，１０ａと底壁１０ｂとを有する横断面コ字形状をなしており、上方に直線状に延びる起立部１０ｃと、該起立部１０ｃの上端から車幅方向外方に屈曲して延びる支持部１０ｄとで構成されている。

また前記補強部１１は、板金製で、前記起立部１０ａと同じ幅寸法の基部１１ａと、該基部１１ａの一部を車幅方向外方に突出させ、かつ上下方向に延長させた突出部１１ｂとを有し、前記本体部１０に沿って上方に延び、その上端部は車幅方向外方に屈曲している。

ここで、前記取付け脚部９は、図８に示すように、車幅方向に延びる直線Ａに対してθだけ前記前ブッシュ４ａの取付け孔２ｆに向かうように斜めに配置されている。従って、前記取付け脚部９の、特に突出部１１ｂ部分は、前記取付け脚部９を前記車幅方向直線Ａと平行に配設した場合よりも前記取付け孔２ｆに近接している。

前記本体部１０と補強部１１の先端部は外方に向かう開口を有し、該開口内にはカラー１３ａが配設されている。該カラー１３ａ内を、取付け脚部９を前記サイドメンバ１２の前部１２ｂに固定するボルト１２ｃが挿通している。また前記サイド上壁部２ｂ，サイド下壁部３ｂの後端コーナ部間にはカラー１３ｂが介在されており、該カラー１３ｂ内を、サスペンションメンバ１の後端部を前記サイドメンバ１２の本体部１２ａに固定するボルト１２ｄが挿通している。

このように取付け脚部９の上端部が上下方向寸法の大きい形状となっており、しかも開口の内部にカラハー１３ａが介在されているので、前記上端部を上下方向寸法の薄い板状に形成した場合に比較して、該取付け脚部９による支持剛性を大幅に向上できる。

前記補強部１１の基部１１ａ，突出部１１ｂの下端にはフランジ部１１ｃ，１１ｄが外方に折り曲げ形成されている。前記フランジ部１１ｃ，１１ｄは、前記サイド上壁部２ｂの前記バルク部材６の上横辺部６ａが固定された部分の上面に溶接固定されている。前記突出部１１ｂのフランジ部１１ｄは前記凹状ビード２ｅの上面に固定されている。

また前記本体部１０の下端部１０ｅは前記サイド上壁部２ｂ，サイド下壁部３ｂを下方に貫通しており、下端部１０ｅは前記サイド上壁部２ｂ及びサイド下壁部３ｂに溶接固定され、さらに前記前，後壁部１０ａの外端部は前記バルク部材６の縦壁部６ｃに溶接固定されている。

本実施例によれば、サスペンションメンバ１の開口部１ｄの近傍内にバルク部材６を配設し、前記バルク部材６の前フランジ部６ｄをサイド上壁部２ｂの前壁部２ｂ′，サイド下壁部３ｂの前壁部３ｂ′に溶接固定し、後フランジ６ｅを立ち上がり下壁部３ｃの後壁部３ｃ′，立ち上がり上壁部２ｃの後壁部２ｃ′に溶接固定し、また下横辺部６ｂの後部６ｂ′を立ち上がり下壁部３ｃに、上横辺部６ａの後部６ａ′を立ち上がり上壁部２ｃにそれぞれ溶接固定し、さらに上横辺部６ａ，下横辺部６ｂの前部６ｈを前記凹状ビード２ｅ，３ｅの内面に溶接固定したので、サスペンションメンバ１の、サイド上壁部２ｂ，サイド下壁部３ｂ、立ち上がり上壁部２ｃ，立ち上がり下壁部３ｃ、前壁部２ｂ′，３ｂ′及び後壁部２ｃ′，３ｃ′を橋渡しでき、前記開口部１ｄ周辺の剛性を高めることができる。

また、前記バルク部材６の下横辺部６ｂの後部６ｂ′を立ち上がり下壁部３ｃに、上横辺部６ａの後部６ａ′を立ち上がり上壁部２ｃにそれぞれ溶接固定したので、剛性断点となり易い立ち上がり部を効果的に補強できる。

また、前記取付け脚部９を車幅方向外側の補強部１１と内側の本体部１０とからなるものとし、補強部１１の下端のフランジ部１１ｃ，１１ｄを、サイド上壁部２ｂの、前記バルク部材６の上横辺部６ａが固定された部分の上面に固定し、また、本体部１０の下端部１０ｅを前記サイド上壁部２ｂ，サイド下壁部３ｂを貫通させると共に該上，下壁部２ｂ，３ｂに溶接固定し、さらに前記バルク部材６の縦辺部６ｃに溶接固定したので、取付け脚９部の剛性を向上でき、サスペンションメンバ１の支持状態を安定化できる。

さらにまた、前記バルク部材６の上横辺部６ａ，下横辺部６ｂを、サイド上壁部２ｂ，サイド下壁部３ｂの前ブッシュ４ａの取付け部４ａ′を構成する部分の内面に溶接固定して該取付け部４ａ′を補強した。さらに取付け脚部９の車幅方向外側に位置する補強部１１の下端部を、前記サイド上壁部２ｂの前記上横辺部６ａが固定された部分の上面に溶接固定し、内側に位置する本体部１０の下端部１０ｅをバルク部材６の縦壁部６ｃに溶接固定したので、前ブッシュ４ａの取付け部４ａ′の剛性を大幅に向上でき、操向輪から前ブッシュ４ａに伝達される大荷重をバルク部材６だけでなく取付け脚部９でも受け止めることができ、サスペンションメンバ１の変形・変位を防止でき、操縦安定性やロードノイズ改善に効果がある。

また上述の効果を、最小限のバルク部材６の追加と、取付け脚部９の固定構造の改善だけで実現できるので、コストや重量の増加や生産性の低下の問題が生じることもない。

なお、前記実施例では、前ブッシュ４ａの取付け部４ａ′のみをバルク部材６で補強したが、後ブッシュ４ｂの取付け部４ｂ′もバルク部材で補強しても良い。

また前記実施例では、前，後ブッシュが何れも軸線を上下方向に向けるタイプのロアアームの場合を説明したが、本発明のロアアームは、何れか一方のブッシュの軸線を上下方向に向け、他方の軸線は前後方向に向けるものであっても良い。

１ サスペンションメンバ
１ｄ 開口部
２ｂ サイド上壁部（上壁部）
２ｂ′ 前壁部
３ｂ サイド下壁部（下壁部）
３ｃ′ 後壁部
４ ロアアーム
４ａ 前ブッシュ
４ａ′ 取付け部
６ バルク部材
６ａ 上横辺部
６ｂ 下横辺部
６ｃ 縦辺部
９ 取付け脚部
１０ 本体部（車幅方向内側部分）
１０ｅ 下端部
１１ 補強部（車幅方向外側部分）
１１ｃ，１１ｄ フランジ部（下端部）
１２ サイドメンバ（車体骨格部材）

Claims (1)

1. 上壁部，下壁部，前壁部及び後壁部からなる中空状をなすと共に、車幅方向両側部にロアアームのブッシュを差し込んで締結するための開口部を有し、サスペンションメンバを車体骨格部材に支持させるための取付け脚部を前記ロアアームの前側のブッシュの取付け部近傍に設けた自動車用サスペンションメンバの補強構造において、
   該サスペンションメンバの前記開口部の近傍内に、上横辺部，下横辺部及び縦辺部からなる断面略凹形状のバルク部材を、前記上壁部，下壁部，前壁部及び後壁部を橋渡しするように配設し、
   前記バルク部材の上横辺部，下横辺部を前記上壁部，下壁部の前記ブッシュ取付け部内面に固定し、
   前記取付け脚部の車幅方向外側部分の下端部を、前記上壁部の前記上横辺部が固定された部分の上面に固定し、
   前記取付け脚部の車幅方向内側部分の下端部を、前記上壁部，下壁部を貫通させると共に前記バルク部材の縦辺部に固定した
   ことを特徴とする自動車用サスペンションメンバの補強構造。

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